JP2003003183A - 離型剤用溶剤型シリコーン組成物 - Google Patents
離型剤用溶剤型シリコーン組成物Info
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Abstract
剥離で軽剥離である硬化皮膜を与え、硬化皮膜の経時に
よる剥離力変化が小さく、剥離力の調整が容易で取り扱
い易く、剥離紙用基材としてプラスチックフィルムのよ
うな耐熱性の低い基材を使用した場合でも、基材に対し
て優れた密着性を示す、離型剤用溶剤型シリコーン組成
物を提供すること。 【解決手段】 下記(A)、(B)、(C)、(D)、
(E)からなる離型剤用溶剤型シリコーン組成物。 (A)1分子中にアルケニル基を2個以上有し、下記一
般式で示される構造を有する分岐状オルガノポリシロキ
サン M1 aTbDcM2 d、(B)1分子中にけい素原子に
結合する水素原子を3個以上有するオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサン、(C)触媒量の白金系触媒、
(D)付加反応制御剤、(E)有機溶剤。
Description
紙、プラスチックフィルムなどの表面に塗布し、非粘着
性の硬化皮膜を形成することのできる離型剤用溶剤型シ
リコーン組成物に関する。
基材と粘着性物質との間の接着または固着を防止するこ
とを目的として、基材面にシリコーン組成物の硬化皮膜
を形成させて剥離性を付与することが行われている。基
材面にシリコーン組成物の硬化皮膜を形成する方法とし
ては、(1)白金系化合物を触媒として、アルケニル基
を含有するオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロ
ジェンポリシロキサンとを付加反応させて、基材面に剥
離性皮膜を形成する方法、(2)有機錫化合物などの有
機酸金属塩触媒を使用し、水酸基またはアルコキシ基を
含有するオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジ
ェンポリシロキサンとを縮合反応させて、基材面上に剥
離性皮膜を形成する方法などが知られている。
性としては、低速剥離での剥離特性に加えて、近年、高
速での巻き戻しや,高速でのラベルのカス取りに対応す
るため、高速剥離で軽剥離の特性を備えたシリコーン皮
膜を要求する声が大きくなってきている。硬化性に優
れ、高速剥離で軽剥離の特性を備えたシリコーン皮膜を
与える方法は、前記一般式(化1)のアルケニル基を含
有するオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンとを付加反応させて、剥離性皮膜を形
成する方法が使用される。この場合、アルケニル基を含
有するオルガノポリシロキサンの例としては、下記一般
式(化6)で示される直鎖状のオルガノポリシロキサン
が使用可能である。
1価の有機基、R3は置換または非置換の1価の飽和有機
基であり、eは2,000〜20,000、fは2〜2,
000である。)
を使用した場合は、低速及び高速剥離とも軽剥離の特性
は得られないので、高速軽剥離や硬化性改良を目的とし
て、RSiO3/2単位を含有する分岐構造を有するアル
ケニル基含有オルガノポリシロキサンを使用した組成物
が特開昭63−251465号、特公平3−01926
7号、特開平9−078032号、特開平11―193
366号各公報に提案されている。しかし、これら各公
報で提案されている分岐構造を有するアルケニル基含有
オルガノポリシロキサンを使用すると、高速剥離で軽剥
離を呈する剥離紙を得ることはできるが、低速剥離で軽
剥離を呈する剥離紙を得ることは困難である。
ィルムが、品質が安定していること、平滑性が高く、薄
膜化が容易であり、多様な品種が入手可能であることな
どの理由から、使用量が増加している。剥離紙用基材と
してプラスチックフィルムを使用する際、問題となるの
は、基材フィルムとシリコーン皮膜との密着性に乏しい
こと、プラスチックフィルム本来の性質である耐熱性の
低さ(プラスチックフィルムの薄膜化が進んでいる現在
では、この傾向が更に加速されている)の故にシリコー
ン剥離剤組成物の硬化温度を上げることができないこと
などである。前記の各公報でも、分岐構造を有するアル
ケニル基含有オルガノポリシロキサンを使用した組成物
の硬化性が優れていることが記載されているが、現状で
は更に低い温度での、硬化性の向上が求められている。
基材フィルムとシリコーン皮膜との密着性については、
特公平3−019267号に、分岐構造を有するアルケ
ニル基含有オルガノポリシロキサンを使用した組成物の
硬化性の向上効果が記載されているが、より低い硬化温
度において、良好な密着性を得るには、未だ、不十分で
ある。以上のように、硬化性に優れ、高速剥離で軽剥離
である硬化皮膜を与え、しかも、剥離紙用基材としてプ
ラスチックフィルムのような耐熱性の低い基材を使用し
た場合でも、基材に対して優れた密着性を示す、離型剤
用溶剤型シリコーン組成物が求められている。
性に優れ、高速剥離で軽剥離である硬化皮膜を与え、し
かも、剥離紙用基材としてプラスチックフィルムのよう
な耐熱性の低い基材を使用した場合でも、基材に対して
優れた密着性を示す、離型剤用溶剤型シリコーン組成物
を提供することにある。
(C)、(D)、(E)からなる離型剤用溶剤型シリコ
ーン組成物。 (A)1分子中にアルケニル基を2個以上有し、下記一般式(1)で示される構 造を有し、25℃における粘度が500Pa・s以上である分岐状オルガノポリ シロキサン 100重量部、
一般式(4)、M2は一般式(5)で示される構造単位
であり、式中の酸素原子は隣接する構造単位と共有され
てシロキサン結合を形成するものとする。R1はアルケ
ニル基、R2は置換または非置換の1価の有機基、aは2
以上、bは5〜100の整数、cは2,000〜20,0
00の整数、dは0または正の整数であって、a+d= b
+2を満たす数である。〕
する。本発明の組成物における(A)成分の1分子中に
アルケニル基を2個以上有する分岐状オルガノポリシロ
キサンは、一般式(化1)で示される構造を有するもの
である。式中、R1はビニル、アリル、プロペニルなど
のアルケニル基、R2はメチル、エチル、プロピル、ブ
チルなどのアルキル基;シクロヘキシル基などのシクロ
アルキル基; ビニル、アリル、プロペニルなどのアルケ
ニル基;フェニル、トリルなどのアリール基またはこれ
らの基の炭素原子に結合する水素原子の一部または全部
をハロゲン原子、シアノ基、アミノ基などで置換したク
ロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル
基などの置換または非置換の1価の炭化水素基、更に
は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、メトキシエトキ
シ基などのアルコキシ基、水酸基、エポキシ基などから
選択される置換または非置換の1価の有機基である。R1
はビニル基が工業的に好ましく、(A)成分の分岐状オ
ルガノポリシロキサンに含有されるR 2は少なくともそ
の80モル%がメチル基であることが工業上も、特性上
も好ましい。
ンは、1分子中に2個以上のアルケニル基を有するが、
2個未満では,硬化後も未架橋分子が残る可能性が高
く、硬化性が低下するため好ましくない。好ましくは分
岐状オルガノポリシロキサン100g当たりのアルケニ
ル基の含有量として0.001モルから0.1モルであ
り、0.001モル未満では硬化性が低下し、0.1モ
ルを超えるとポットライフが短くなり使用できない。一
般式(化1)のbは分岐状オルガノポリシロキサンの分
岐構造を決める数であり、5〜100の整数であるが、
5未満では分岐が少なく、高速剥離での剥離力を軽くす
る効果が十分ではなく、100を超えると工業的に安定
な製造が困難になる。好ましくは6〜80である。cは
2,000〜20,000であり、2,000未満では
塗工性が悪く、20,000を超えると作業性が悪くな
る。好ましくは5,000〜10,000である。
分子末端に位置するシロキサン単位の数であるが、aは
2以上、dは0または正の整数であり、分岐の数と分子
末端の数の関係から、a+d=b+2を満たす必要があ
る。必ずアルケニル基を有する構造単位はM1のみであ
り、aが2以上であるのは、1分子中のアルケニル基の
数が2以上であること、アルケニル基は分子鎖末端に優
先して配置されること、を意味している。d=0でもa+
d=b+2を満たすことができるのであれば、良好な硬
化性を達成するためにはd=0がより好ましい。a+dが
b+2よりも小さいとオルガノポリシロキサンの物性が
安定せず、最悪の場合は溶剤に対する溶解性の乏しいゲ
ル状物となるので好ましくない。a、b、c、dの合計
値で、分岐状オルガノポリシロキサンの重合度の範囲が
限定されるが、実用上は粘度による表示が有用である。
高重合度のポリマーの粘度としては、一般的に限界粘度
ηrで示されるが、分岐状オルガノポリシロキサンの限
界粘度ηrは1.0〜3.0の範囲が特に好ましく、η
rが1.0未満では塗工性が悪く、3.0を超えると作
業性が低下する。
ンの合成方法は、例えば、アルキルトリメトキシシラン
を下記一般式(7)で示されるアルケニルシロキサンと
酸性条件下で加水分解、縮合反応させた後、オクタメチ
ルシクロテトラシロキサンとアルカリ触媒の存在下で重
合させることにより得られる。ここで、R1、R2は前記
と同じである。
ドロジェンポリシロキサンは、1分子中にけい素原子に
結合する水素原子を3個以上有することが必要である他
は、特に限定されない。分子構造は、直鎖状、分岐状ま
たは環状のいずれであってもよい。また、粘度は5mP
a・s〜1000mPa・sの範囲内であればよい。
(化7)に示される式を下記に挙げるが、本発明はこれ
らに限定されない。
一般式(8)、Yは下記一般式(9)で示される基であ
り、g、k、mは3〜500、l、p、sは1〜50
0、h、i、j、n、q、r、t、u、v、wは0〜500
の数である。〕
ドロジェンポリシロキサンの配合量は、含有されるけい
素原子に結合する水素原子(以下ではSi−Hで示す)
のモル数が(A)中のアルケニル基の合計モル数の1〜
5倍になるような量である。(B)成分の配合量に含ま
れるSi−Hのモル数が(A)中のアルケニル基の合計
モル数の1倍未満では硬化性が不十分であり、5倍を超
えて配合しても、顕著な効果がみられず、かえって剥離
性能の経時的低下の原因となる上、経済的にも不利であ
る。上記、記載から導かれる(B)成分のオルガノハイ
ドロジェンポリシロキサンの、(A)成分100重量部
に対する配合量は0.1〜20重量部の範囲である。
は、(A)成分と(B)成分の付加反応を促進し、硬化
皮膜を形成するために用いられる。このような白金族系
触媒を例示すると、白金黒、塩化白金酸、塩化白金酸―
オレフィンコンプレックス、塩化白金酸―アルコール配
位化合物、ロジウム、ロジウム―オレフィンコンプレッ
クス等が挙げられる。(C)成分の配合量は(A)成分
と(B)成分の合計重量に対して,白金量またはロジウ
ム量として、5〜1,000ppmが良好な硬化皮膜を
形成する上で好ましいが、(A)、(B)両成分の反応
性または所望の硬化速度に応じて、適宜増減させてもよ
い。
剤は公知のものが使用できる。これを例示すると、3−
メチル−1−ブチン−3−オール、3,5−ジメチル−
1−へキシン−3−オール、3−メチル−1−ペンテン
−3−オール、フェニルブチノ−ル等のアセチレン系ア
ルコール;3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3,
5−ジメチル−1−へキシン−3−イン等のアセチレン
系化合物;これらのアセチレン系化合物とアルコキシシ
ランまたはアルコキシシロキサンあるいはハイドロジェ
ンシランまたはハイドロジェンシロキサンとの反応物;
テトラメチルビニルシロキサン環状体などのビニルシロ
キサン;ベンゾトリアゾール等の有機窒素化合物及びそ
の他の有機燐化合物;オキシム化合物,有機クロム化合
物等が挙げられる。(D)成分の配合量は、本発明の組
成物のポットライフが室温で12時間程度である、処理
浴の安定性が得られる量であればよく、(A)成分10
0重量部に対して0.01〜10重量部、好ましくは
0.1〜1重量部使用される。
処理浴の保存安定性及び各種基材に対する組成物の塗工
性の向上、塗工量及び処理浴粘度の調整を目的として配
合される。これを例示すると、トルエン、キシレン、酢
酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、ヘキサン等
の、本発明の組成物を均一に溶解させることが可能で、
且つ、架橋剤、制御剤と反応しない有機溶剤が使用可能
である。
(C)、(D)の各成分を(E)中で均一に混合するこ
とによって容易に製造することができる。この混合に際
しては、まず、(A)成分を(E)成分に均一に溶解さ
せた後、(B)、(D)成分を混合するのが好適であ
る。また、十分なポットライフを確保するために、
(C)成分は剥離紙等を製造する直前に添加し、他成分
を混合すべきである。本発明の組成物には必要に応じ
て、更に、シリカ等の無機充填剤または顔料を配合する
こともできる。
するには、本発明の組成物を、直接または前記したよう
な適当な有機溶剤で希釈した後、バーコーター、ロール
コーター、リバースコーター、グラビアコーター、エア
ナイフコーターにより、更に、薄膜の塗工には、高精度
のオフセットコーター、多段ロールコーター等の公知の
塗布方法により、各種基材に塗布する。本発明の組成物
の基材への塗布量は塗布すべき基材の材質の種類によっ
ても異なるが、固形分の量として0.1〜2.0g/m
2の範囲の塗布量が剥離性能とコストとのバランスがよ
いので好ましい。このようにして、本発明の組成物を塗
布した基材を80〜130℃で5〜30秒間加熱するこ
とにより、基材の表面に硬化皮膜を形成させ、所望の剥
離力及び残留接着力等の特性を有する剥離紙を得ること
ができる。
るが、本発明は以下の実施例により限定されるものでは
ない。
製) 1)原料シロキサンa(以後VMTと略記する)の調製 一般式(7)のR1がビニル基、R2がメチル基に相当す
るテトラメチルジビニルジシロキサン186g(1モ
ル、以後VM2と略記する)、メチルトリメトキシシラ
ン272g(2モル)を内容積1リットルのフラスコに
仕込み、IPA(イソプロピルアルコール)30g、水
70g、35%塩酸50gを滴下ロートに取り、0〜5
℃に保持しつつ、攪拌しながら滴下して反応させた。引
き続き0〜5℃で2時間熟成させた後、静置して、分離
した酸性水層を除去し、水100gを加えて30分間攪
拌後30分静置して,分離水層を除去する水洗操作を水
層が、中性になるまで繰り返した。シロキサン層を2,
000Paの減圧下に蒸留して、未反応物や溶剤を除去
して、粘度20mm2/sのポリシロキサン300gを
得た。このポリシロキサンについて29Si―NMRで組
成を確認したところ、一般式(2)のR1がビニル基、
R2がメチル基に相当するシロキサン単位1モルと一般
式(3)のR2がメチル基に相当するシロキサン単位1
モルとからなるシロキサンであった。
る)の調製 原料シロキサンaのテトラメチルジビニルジシロキサン
の代わりに、一般式(7)のR1がメチル基、R2もメチ
ル基に相当するヘキサメチルジシロキサン162g(1
モル,以後M2と略記する)を使用する以外は原料シロ
キサンaの場合と同様にして調製し、粘度25mm2/s
のポリシロキサン280gを得た。このポリシロキサン
について29Si―NMRで組成を確認したところ、一般
式(5)のR2がメチル基に相当するシロキサン単位1
モルと式(3)のR2がメチル基に相当するシロキサン
単位1モルとからなるシロキサンであった。
製 オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルテ
トラビニルシクロテトラシロキサン、VMT、MT、V
M2、M2を用いて、所望の分岐状オルガノポリシロキ
サンの組成比と一致するように配合してフラスコに仕込
み、仕込んだシロキサンのSi原子1モルに対して0.
05ミリモルのKOHを添加して、150℃で5時間重
合反応させ、引き続き150℃で、2000Paの減圧
下に蒸留して、未反応物や揮発分を除去し、分岐状オル
ガノポリシロキサンを得た。このオルガノポリシロキサ
ンについて29Si―NMRで確認した組成は表1に、a、
b、c、dで示す組成比の分岐状オルガノポリシロキサン
M1 aTbDcM2 dであった。
/リットル)を調製し、回転粘度計を用いて25℃にお
ける絶対粘度ηを測定する。トルエンのみの絶対粘度を
η0とする。 ii) 比粘度への換算 上記で得られた絶対粘度η、η0用いて下式により比粘
度を計算する。比粘度=η/η0−1 iii) 限界粘度ηrの算出 各濃度における比粘度を濃度(g/リットル)に対しプ
ロットし、得られた直線を濃度0g/リットルに外挿し
た極限値を限界粘度ηrとする。
内容積1リットルのフラスコに、(A)成分として、前
記調製した分岐状のオルガノポリシロキサン30g、
(E)成分として、トルエン570gを仕込み、20〜
40℃で均一な溶液となるまで攪拌、溶解した。次いで
これに、(B)成分として、分子鎖両末端がトリメチル
シリル基で封鎖され、MeHSiO2/2で表される構造
単位を95モル%含有し、粘度が25mPa・sである
メチルハイドロジェンポリシロキサンを、(A)成分が
含有するビニル基のモル数に対し1.5倍のモル数の、
MeHSiO2/2で表される構造単位を含有する重量部
と、(D)成分の3―メチル―1―ブチン―3―オール
を1g添加し、20〜40℃で1時間、攪拌混合した。
基材に塗工する直前に、(C)成分の白金とビニルシロ
キサンとの錯塩を白金換算量で(A)成分に対して50
ppm添加して、組成物の調製を終了した。この組成物
について、表2の各特性を後記の各評価法に従って評価
し、結果を表2に示した。
フィルム(厚さ40μm)表面にバーコーターを用い
て、固形分で0.5g/m2となる量を塗布し、80℃
の熱風循環式乾燥機中で所定時間加熱し、完全に硬化皮
膜を形成するまでの時間を測定した。完全に硬化したか
どうかの判定は、形成された硬化皮膜を指で数回擦り、
曇り及び脱落のない状態になるまでの時間を測定し、こ
の時間を以って硬化性とする。
ィルム(厚さ40μm)表面にバーコーターを用いて、
固形分で0.5g/m2となる量を塗布し、100℃の
熱風循環式乾燥機中で30秒間加熱処理して完全に硬化
皮膜を形成し、評価用セパレータを作製した。このセパ
レータを25℃、50%RHの湿度に1日放置後、硬化
皮膜表面に2液型アクリル系溶剤型粘着剤・オリバイン
BPS−5127(東洋インキ株式会社製)をウエット
で厚さ100μm塗布し、100℃、3分間の加熱処理
した。次ぎに、この処理面に、PETフィルム(厚さ4
0μm)を貼り合わせ、2kgローラーで1往復圧着
し、25℃、20時間エージングさせた後、試料を50
mm幅に切断し、引張り試験機を用いて180度の角度
で、0.3m/分、60m/分の剥離速度で、貼り合わせ
紙を引っ張り、剥離させるのに要する力(N)を測定し
た。なお、測定は株式会社島津製作所製オートグラフD
CS−500型を用いて測定した。
レータの硬化皮膜表面にポリエステルテープ・ニットー
31Bテープ(日東電工株式会社製商品名)を貼り合わ
せ、その上に20g/cm2の荷重をかけた状態のま
ま、70℃、20時間エージングした後、テープを剥が
して、ステンレス板に貼り付けた。次ぎに、このテープ
をステンレス板表面に対して180度の角度で0.3m
/分の剥離速度で剥がし、剥離するのに要する力A
(N)を測定した。一方、ブランクとしてポリエステル
テープをテフロン(登録商標)板表面に貼り合わせ、同
様の条件でエージングしたテープをテフロン板から剥離
させるのに要する力B(N)を測定し、残留接着率=
(A/B)×100の式により算出した。残留接着率に
ついては、95%以上を○、95%未満で90%以上を
△、90%未満を×とする基準で評価した。
ルム(厚さ40μm)を基材とするセパレータと、基材
をOPPフィルム(40μm、コロナ処理済)に替え
て、同様の方法で作製したセパレータとを、25℃、5
0%RH(相対湿度)に放置後、硬化皮膜表面を指で擦
り、皮膜表面の曇り及び脱落がみられるまでの日数を調
べた。
ルム(厚さ40μm)を基材とするセパレータを25
℃、50%RH湿度に1日放置後、2)と同様の方法で
剥離力を測定し、2)の剥離力測定値の50%以上であ
る場合は○、50%未満である場合は×とする。
で1日放置後の粘度上昇を調べ、50mm2/s未満を
○、50mm2/s以上を×とした。
物は、使用するアルケニル基含有オルガノポリシロキサ
ンを直鎖構造から、分岐状に変えることにより、側鎖ア
ルケニル基よりも反応性の高い末端アルケニル基を増や
し、加えて高重合度化することにより、低温での高速硬
化が可能となった。硬化皮膜の架橋密度分布がより均一
化することにより、基材との密着性が向上し、低温での
高速硬化と併せて、プラスチックフィルムのような耐熱
性の低く密着し難い基材への用途が拡大した。また、本
発明の離型剤用溶剤型シリコーン組成物は高速剥離で軽
剥離の硬化皮膜を与え、硬化皮膜の経時による剥離力変
化が小さく安定しているため、剥離力の調整が容易で取
り扱い易い。
Claims (2)
- 【請求項1】 下記(A)、(B)、(C)、(D)、
(E)からなる離型剤用溶剤型シリコーン組成物。 (A)1分子中にアルケニル基を2個以上有し、下記一般式(化1)で示される 構造を有し、25℃における粘度が500Pa・s以上である分岐状オルガノポ リシロキサン 100重量部、 【化1】 〔式中、M1は一般式(2)、Tは一般式(3)、Dは
一般式(4)、M2は一般式(5)で示される構造単位
であり、式中の酸素原子は隣接する構造単位と共有され
てシロキサン結合を形成するものとする。R1はアルケ
ニル基、R2は置換または非置換の1価の有機基、aは2
以上、bは5〜100の整数、cは2,000〜20,0
00の整数、dは0または正の整数であって、a+d= b
+2を満たす数である。〕 【化2】 (B)1分子中にけい素原子に結合する水素原子を3個以上有するオルガノハイ ドロジェンポリシロキサンであって、けい素原子に結合する水素原子のモル数が (A)中のアルケニル基の合計モル数の1〜5倍になるような量に相当する重量 部、 (C)触媒量の白金系触媒 (D)付加反応制御剤 0.01〜10重量部、 (E)有機溶剤 100〜10,000重量部。 - 【請求項2】(A)の限界粘度ηrが1.0〜3.0の
範囲内であることを特徴とする請求項1記載の離型剤用
溶剤型シリコーン組成物。
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