CN115464814A - 脱模剂、使用其的层叠体和成型体、以及层叠体和成型体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种脱模性优异的脱模剂。所述脱模剂的特征在于，含有包含硅酮和蜡的水分散液，通过上述水分散液中的水的蒸发去除，分离成以上述硅酮为主成分的层和以上述蜡为主成分的层。

Description

脱模剂、使用其的层叠体和成型体、以及层叠体和成型体的制 造方法

技术领域

本发明涉及脱模剂、使用其的层叠体和成型体、以及层叠体和成型体的制造方法。

背景技术

在聚酯树脂、聚氨酯树脂等合成树脂的成型时，为了使成型体从模具的脱模变得容易，通常进行将脱模剂涂布于模具的操作。作为这样的脱模剂，已知硅酮系或蜡系等的脱模剂(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5848909号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

单独硅酮系化合物的脱模剂从初始的脱模性的观点来看有改善的余地。另外，蜡系的脱模剂如果被加热至某一温度以上则发生碳化，因此存在难以应用于在高温下成型的成型体的问题。

本发明的主要目的在于提供一种脱模性优异的脱模剂。

用于解决技术问题的手段

本发明人进行了深入研究，结果发现，含有包含硅酮和蜡的水分散液的、且通过上述水分散液中的水的蒸发去除而分离成以上述硅酮为主成分的层和以上述蜡为主成分的层的脱模剂的脱模性优异，从而完成了本发明。

即，本发明的一个方式的脱模剂的特征在于，含有包含硅酮和蜡的水分散液，通过蒸发去除所述水分散液中的水而分离成以所述硅酮为主成分的层和以所述蜡为主成分的层。

在上述脱模剂中，所述脱模剂可以用于使用模具的成型体的制造，并且分别地，以所述硅酮为主成分的层覆于所述模具，以所述蜡为主成分的层覆于所述成型体。

在上述脱模剂中，所述脱模剂含有的所述硅酮与所述蜡的固体成分之比以质量比(硅酮/蜡)计可以为1.0以上且4.5以下。

在本发明的一个方式的成型体的制造方法中，将上述任一种脱模剂涂布于模具，通过加热所述模具来从所述脱模剂蒸发去除水，将成型体原料设置于所述模具，将所述成型体原料固化而成的成型体从所述模具取出。

本发明的一个方式的成型体是覆有以蜡为主成分的层的成型体，通过将以硅酮为主成分的层从将以所述蜡为主成分的层和以所述硅酮为主成分的层层叠而成的脱模膜剥离，使所述成型体仅粘接以所述蜡为主成分的层。

本发明的一个方式的层叠体的特征在于，所述层叠体是在模具内制作的脱模膜与成型体的层叠体，所述脱模膜具有在覆于所述模具的一侧形成的以硅酮为主成分的层和在覆于所述成型体的一侧形成的以蜡为主成分的层。

本发明的一个方式的层叠体的制造方法的特征在于，包括制造工序(1)～(4)。

(1)将含有包含硅酮和蜡的水分散液的脱模剂涂布于模具的工序，

(2)通过加热所述模具来从所述脱模剂蒸发去除水，使分离成以硅酮为主成分的层和以蜡为主成分的层的脱模膜层叠于所述模具的工序，

(3)将成型体原料设置于具有所述脱模膜的所述模具的工序，

(4)通过使所述成型体原料固化而使成型体层叠于所述脱模膜的工序。

发明效果

根据本发明，能够实现脱模性优异的脱模剂。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明的一个方式的脱模剂的特征在于，含有包含硅酮和蜡的水分散液，通过上述水分散液中的水的蒸发去除而分离成以上述硅酮为主成分的层和以上述蜡为主成分的层。

本发明的一个方式的脱模剂除了脱模性优异以外，耐热性也优异。脱模性优异是指成型体与模具的脱模性(剥离性)优异。耐热性优异是指即使在高温条件下使用的情况下也能够抑制伴随着脱模剂的碳化的模具污染，能够适合用于高温条件下的成型体的成型。

(脱模剂)

实施方式的脱模剂含有包含硅酮和蜡的水分散液。

包含硅酮和蜡的水分散液含有硅酮和蜡。

作为硅酮，例如可以使用以聚硅氧烷为主骨架结构的硅酮。作为这样的硅酮，例如可举出二甲基聚硅氧烷、改性聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷等。所谓改性，例如可举出环氧改性、烷基改性、氨基改性、羧基改性、聚醚改性等。作为硅酮，可以优选使用烷基改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷、二甲基聚硅氧烷等。硅酮可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

作为蜡，例如可举出天然蜡、合成蜡等烃系蜡。作为天然蜡，可举出动植物蜡、石油蜡等矿物蜡。作为石油蜡，可举出石蜡、微晶蜡、矿脂等。作为合成蜡，可举出费托蜡、聚乙烯蜡等。蜡可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。

蜡的熔点优选为40℃以上且80℃以下。在该情况下，脱模性和耐热性良好。

作为包含硅酮和蜡的水分散液，在将含有该水分散液的脱模剂涂布于模具内表面并对模具进行加热时，通过水分散液中的水的蒸发去除，分离成以硅酮为主成分的层和以蜡为主成分的层。当使模具的内部(设置成型体原料的部分)为水平状朝向上侧并在模具的内部表面涂布脱模剂时，由于硅酮与蜡的熔融温度的差异、比重差等，在模具侧形成以硅酮为主成分的层，在成型体侧形成以蜡为主成分的层。以蜡为主成分的层具有与成型体粘接的功能。

在将以硅酮为主成分的层与以蜡为主成分的层层叠而得到的脱模膜中，通过发生以硅酮为主成分的层的内聚破坏(“内聚破化”的日文原文：凝集破壊)、以硅酮为主成分的层与以蜡为主成分的层的界面处的界面破坏和以蜡为主成分的层的内聚破坏这3种破坏，发挥显著的脱模性。

另外，通过以硅酮为主成分的层与以蜡为主成分的层的界面剥离，以蜡为主成分的层粘接至成型体，由此，能够抑制碳化成分向模具的附着。因此，即使在高温条件下使用也能够抑制模具污染，减少模具污染的清洗等的工时，有利于成本削减。

水分散液中所含的硅酮和蜡例如可以根据硅酮和蜡各自的熔融温度、比重和极性等适当设定组合的种类。

关于脱模剂中的包含硅酮和蜡的水分散液中的硅酮的含量，可以根据硅酮的种类、其他含有成分的种类、含量等适当设定。例如，在将脱模剂整体设为100质量份时，硅酮的含量优选为2质量份以上且16质量份以下。通过将硅酮的含量设为上述范围内，能够形成脱模性和耐热性优异的脱模膜。硅酮的含量的下限更优选为8质量份。硅酮的含量的上限更优选为11质量份。

关于脱模剂中的包含硅酮和蜡的水分散液中的蜡的含量，可以根据蜡的种类、其他含有成分的种类、含量等适当设定。例如，在将脱模剂整体设为100质量份时，蜡的含量优选设为2质量份以上且10质量份以下。通过将蜡的含量设为上述范围内，能够提高蜡成分与模具的粘接性，形成脱模性优异的脱模膜。另外，适当地保持对成型体的粘接量，提高成型体的二次加工性。蜡的含量的下限更优选为4质量份。蜡的含量的上限更优选为6质量份。

硅酮与蜡的含量比没有特别限定，以固体成分的质量比(硅酮/蜡)计优选为1.0以上且4.5以下。在该情况下，能够提高乳液的分散稳定性，并且硅酮成分与蜡成分的分离良好，能够形成脱模性和耐热性优异的脱模膜。上述质量比的下限更优选为1.3以上，进一步优选为1.5以上。上述质量比的上限更优选为4.2以下，进一步优选为3.0以下，最优选为2.5以下。

包含硅酮和蜡的水分散液包含水。使用的水可以是自来水、工业用水、离子交换水、蒸馏水等中的任一种，该水可以是硬水或软水。

包含硅酮和蜡的水分散液是将硅酮和蜡用表面活性剂乳化并均匀分散于水中而成的乳液。包含硅酮和蜡的水分散液可以是将包含硅酮的水分散液(硅酮乳液)与包含蜡的水分散液(蜡乳液)混合而成的乳液。硅酮乳液是将硅酮利用表面活性剂乳化而得到的。硅酮乳液也可以是利用聚合引发剂使使用表面活性剂分散于水中的硅酮进行乳液聚合而得到的。蜡乳液是利用表面活性剂将蜡乳化而得到的。硅酮和蜡的乳化、以及硅酮的乳液聚合可以通过公知的方法进行。

作为用于乳化的表面活性剂，阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、两性表面活性剂、非离子系表面活性剂均可以使用。作为阴离子型表面活性剂，例如可举出脂肪酸盐、烷基磺酸盐等。作为阳离子型表面活性剂，例如可举出烷基胺盐、烷基铵盐等。作为两性表面活性剂，例如可举出脂肪酸型两性表面活性剂、磺酸型两性表面活性剂等。作为非离子系表面活性剂，例如可举出甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧化烯烷基醚等。乳液聚合中使用的表面活性剂可以使用在分子内具有自由基聚合性官能团的反应型表面活性剂。表面活性剂可以单独使用1种，也可以组合使用2种以上。关于表面活性剂的含量，可以根据表面活性剂的种类、其他含有成分的种类、含量等适当设定。

作为用于乳液聚合的聚合引发剂，例如可举出通常的用于自由基聚合的过硫酸钾、过硫酸铵等。

实施方式的脱模剂含有水。作为可以使用的水，例如可举出自来水、工业用水、离子交换水、蒸馏水、纯水、超纯水等，可以是软水、硬水。另外，这些水可以使用1种或混合使用2种以上。脱模剂中的水的含量没有特别限定，将脱模剂整体设为100质量份，脱模剂中的水的含量优选设为70质量份以上且96质量份以下，更优选设为80质量份以上且90质量份以下。

实施方式的脱模剂除了上述各成分以外，还可以在不妨碍本发明效果的范围内根据需要含有各种添加剂。作为添加剂，例如可举出均化剂。各添加剂的配合量按照现有技术适当选择即可。

作为均化剂，例如可举出氟系表面活性剂。通过适量添加均化剂，对模具的涂布性提高。

实施方式的脱模剂除了上述各成分以外，还可以添加中和剂(例如无机碱等)、醇类、防锈剂、防腐剂等。这些添加剂可以在不妨碍本发明效果的范围内根据需要添加。

实施方式的脱模剂可以直接用于成型体的制造。另外，也可以将实施方式的脱模剂作为原液，进一步用水等稀释剂稀释而制成脱模剂。在稀释实施方式的脱模剂的情况下，稀释倍率可以根据水分散液中的硅酮和蜡的含量等适当设定。

实施方式的脱模剂是通过将上述各成分混合而得到的。通过使硅酮和蜡以微粒状分散于水中，可以得到溶混性低的硅酮和蜡均匀分散的脱模剂。

(层叠体)

实施方式的层叠体具备源自上述脱模剂的脱模膜和成型体。

作为成型体的原料，例如可举出橡胶、热塑性树脂和热固化性树脂等。作为橡胶，例如可举出天然橡胶、异戊二烯、丁二烯、苯乙烯丁二烯等合成橡胶等。作为热塑性树脂，例如可举出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂等。作为热固化性树脂，例如可举出聚氨酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。作为成型体的原料，优选聚乙烯树脂，更优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。成型体的原料可以是上述热塑性树脂与纤维的混合材料，也可以是上述热固化性树脂与纤维的混合材料。作为纤维，例如可举出碳纤维、玻璃纤维等。成型体的原料可以为液态，也可以为固体状。

脱模膜是通过将上述脱模剂涂布于模具的内表面，将模具加热而使水从脱模剂蒸发去除而形成的。脱模膜具有在覆于模具的一侧形成的以硅酮为主成分的层和在覆于成型体的一侧形成的以蜡为主成分的层。脱模膜的厚度没有特别限定，优选为0.1μm以上且100μm以下。

(成型体)

实施方式的成型体是覆有上述脱模膜中的以蜡为主成分的层而成的成型体。该以蜡为主成分的层是从以蜡为主成分的层和以硅酮为主成分的层层叠而成的脱模膜剥离以硅酮为主成分的层而成的。

成型体是通过将在模具内生成的上述层叠体从模具取出而得到的。在从模具取出之前，通过在成型体侧形成的以蜡为主成分的层的粘接功能，成型体覆有脱模膜。在从模具取出时，由于脱模膜的以蜡为主成分的层与以硅酮为主成分的层的界面破坏，所以成型体所粘接的脱模膜中的以硅酮为主成分的层被剥离，成型体仅粘接以蜡为主成分的层。

(层叠体的制造方法)

实施方式的层叠体的制造方法包括：

(1)将含有包含硅酮和蜡的水分散液的脱模剂涂布于模具的工序，

(2)使通过加热模具来从脱模剂蒸发去除水而分离成以硅酮为主成分的层和以蜡为主成分的层的脱模膜层叠于模具的工序，

(3)将成型体原料设置于具有脱模膜的模具的工序，

(4)通过使成型体原料固化而使成型体层叠于上述脱模膜的工序。

作为将脱模剂涂布于模具的方法，有通过喷涂涂布或刷涂等进行涂布的方法。附着于模具的脱模剂的不挥发成分量优选每1m²为0.1g以上且50g以下。通过将上述量涂布于模具，可以充分得到脱模性，模具污染少，且经济性优异。脱模剂中的硅酮和蜡均匀地分散在水中，因此通过通常的涂布方法可均匀地涂布于模具。

层叠脱模膜时的模具温度只要是足以使脱模剂中的水蒸发去除的温度即可。模具温度例如为60℃以上且250℃以下，优选为130℃以上且220℃以下。在该情况下，能够适当地进行蒸发，能够抑制应形成的脱模膜的改性。

向模具设置成型体原料的方法没有限定，例如可以像向模具内设置固体状树脂原料、通过液态原料的注入而向模具内进行填充等那样，根据成型体原料的性状、种类等通过公知的方法进行。

作为使成型体原料固化的方法，使用热固化。具体而言，在彼此相对的模具内将成型体原料加热，由此使其固化。由此得到脱模膜与成型体原料固化而成的成型体的层叠体。

使成型体原料固化时的模具温度、换言之、脱模剂的使用温度可以根据待固化的成型体原料等适当设定，例如可以设为60℃以上且250℃以下，优选设为130℃以上且220℃以下。在该情况下，能够使成型体原料适当地固化，能够充分发挥本发明的效果。

使成型体原料固化时的固化时间设为所得到的固化成型体的固化率变得充分的时间即可。

(成型体的制造方法)

实施方式的成型体的制造方法包括如下工序：将脱模剂涂布于模具，通过加热模具来从脱模剂蒸发去除水，将成型体原料设置于模具，将成型体原料固化而成的成型体从上述模具取出。

在成型体的制造方法所包含的工序中，将脱模剂涂布于模具，通过加热模具来从脱模剂蒸发去除水，将成型体原料设置于模具的工序与上述层叠体的制造方法相同。

在制造上述层叠体之后，打开模具，取出成型体原料固化而成的成型体，由此得到成型体。在成型体的取出时，从粘接于成型体的包含以蜡为主成分的层和以硅酮为主成分的层的脱模膜剥离以硅酮为主成分的层。被剥离的以硅酮为主成分的层残留于模具内。这样，得到覆有以蜡为主成分的层的成型体。

【实施例】

以下，具体地说明本发明的实施例，但本发明并不限定于该实施例。

1.脱模剂的制备

[实施例1～9和比较例1～4]

将下述表1和表2所示的各成分以成为该表所示的组成(由质量份表示)的方式分别称取，在搅拌机中混合至均匀，得到实施例1～9和比较例1～4的脱模剂。作为下述表1和表2所示的各成分，均使用市售品。

将硅酮与蜡的固体成分的配合比(质量比)和含水量一并记载于表1和表2。需要说明的是，含水量是指脱模剂所含有的水的总含量，也包括硅酮乳液和蜡乳液中的水。

关于下述表1和表2所示的各成分的详细情况，如下所述。

硅酮乳液1：氨基改性聚硅氧烷，固体成分30质量份

硅酮乳液2：烷基改性聚硅氧烷，固体成分54质量份

硅酮乳液3：二甲基聚硅氧烷，固体成分33质量份

硅酮乳液4：二甲基聚硅氧烷，固体成分37质量份

硅酮乳液5：二甲基聚硅氧烷，固体成分32质量份

硅酮乳液6：二甲基聚硅氧烷，固体成分34质量份

硅酮乳液7：二甲基聚硅氧烷，固体成分39质量份

硅酮乳液8：氨基改性聚硅氧烷，固体成分30质量份

蜡乳液1：基础油熔点66℃，固体成分12.5质量份

蜡乳液2：基础油熔点66℃，固体成分25质量份

蜡乳液3：基础油熔点88℃，固体成分16质量份

氟系表面活性剂1：阴离子型

氟系表面活性剂2：阴离子型

2.性能评价

对于制备后的各脱模剂，评价分层性。另外，如下制造成型体，评价成型体与模具的脱模性、以及模具的污染性(模具污染)。

[分层性的评价]

在培养皿中称取脱模剂5g，使用开放系统的加热设备(热板等)在120℃下加热1小时。然后，将培养皿内的脱模剂转移至玻璃容器，在80℃的恒温机内静置1小时。通过确认静置后的外观，目视评价脱模剂的分层性。将分层性的评价示于表1和表2的下段。评价的内容如下所述。

〇：发生层分离

×：未发生层分离，为混合状态

[成型体的制造]

在试验用的模具(SUS制，成型品尺寸：横100mm×纵100mm×高度3mm)的内表面，使用喷枪，将所得到的脱模剂以每个模具约0.1g均匀地喷雾涂布。通过在200℃下加热2分钟而蒸发去除脱模剂中的水，使脱模膜层叠于模具。将未拉伸的PET(单位面积重量2000g/m²)设置于模具内。利用加热至160℃的加压机，在按压0.4MPa的条件下进行加热加压处理，由此使PET固化。然后在室温下缓慢冷却，得到成型体。

[初始脱模性的评价]

在PET固化后，用推拉秤测量使固化的PET从模具脱模所需的载荷。将该载荷作为初始脱模力。将初始脱模性的评价示于表1和表2的下段。评价的内容如下所述。

◎：初始脱模力小于0.7N

〇：初始脱模力为0.7N以上且小于1.1N

×：初始脱模力为1.1N以上

[连续脱模性的评价]

实施初始脱模后，不涂布新的脱模剂，连续实施5次同样的成型，用推拉秤测定各次的使固化的PET从模具脱模所需的载荷。将所得到的各载荷的平均值作为连续脱模力。将连续脱模性的评价示于表1和表2的下段。评价的内容如下所述。

〇：连续脱模力小于0.6N

×：连续脱模力为0.6N以上

[污染性的评价]

通过在模具的一部分(不用于成型的部分)设置金属板，形成脱模剂未涂布的区域。使用该模具，实施与上述连续脱模性的评价试验同样的成型。然后，将模具在加压机内静置1小时，取下金属板。通过确认静置后模具中的脱模剂涂布的区域和未涂布的区域的外观，目视评价模具中的由碳化物质的附着引起的污染的状态。将污染性的评价示于表1和表2的下段。评价的内容如下所述。

〇：外观的变化少，耐模具污染性良好

×：部分变色，观察到模具污染

【表1】

【表2】

根据表1和表2可知，在含有包含硅酮和蜡的水分散液、通过蒸发去除该水分散液中的水而分离成以硅酮为主成分的层和以蜡为主成分的层的实施例的脱模剂的情况下，与比较例相比，脱模性优异。实施例的脱模剂除了作为初次的初始脱模性优异以外，初次以后的持续多次的连续脱模性也优异。因此，能够减少脱模剂的涂布次数，带来生产效率的提高和成本削减。另外，在实施例的脱模剂的情况下，即使在160℃之类的高温条件下使用，耐模具污染性也优异。确认了能够良好地抑制碳化物质向模具的堆积，能够适合在高温条件下使用，耐热性优异。

在硅酮与蜡的固体成分的质量比(硅酮/蜡)为1.0以上且4.5以下的实施例的情况下，与比较例相比，脱模性优异。质量比的下限更优选为1.3以上，进一步优选为1.5以上。质量比的上限更优选为4.2以下，进一步优选为3.0以下，最优选为2.5以下。

由以上确认到本发明的脱模剂的脱模性优异。

Claims (7)

1.一种脱模剂，其特征在于，

所述脱模剂含有包含硅酮和蜡的水分散液，

所述脱模剂通过蒸发去除所述水分散液中的水而分离成以所述硅酮为主成分的层和以所述蜡为主成分的层。

2.根据权利要求1所述的脱模剂，其中，

所述脱模剂用于使用模具的成型体的制造，并且分别地，

以所述硅酮为主成分的层覆于所述模具，

以所述蜡为主成分的层覆于所述成型体。

3.根据权利要求1或2所述的脱模剂，其中，

所述脱模剂含有的所述硅酮与所述蜡的固体成分之比以硅酮/蜡的质量比计为1.0以上且4.5以下。

4.一种成型体的制造方法，其中，

将权利要求1～3中任一项所述的脱模剂涂布于模具，

通过加热所述模具来从所述脱模剂蒸发去除水，

将成型体原料设置于所述模具，

将所述成型体原料固化而成的成型体从所述模具取出。

5.一种成型体，其覆有以蜡为主成分的层，

通过将以硅酮为主成分的层从将以所述蜡为主成分的层与以所述硅酮为主成分的层层叠而成的脱模膜剥离，使所述成型体仅粘接以所述蜡为主成分的层。

6.一种层叠体，其特征在于，

所述层叠体是在模具内制作的脱模膜与成型体的层叠体，

所述脱模膜具有在覆于所述模具的一侧形成的以硅酮为主成分的层和在覆于所述成型体的一侧形成的以蜡为主成分的层。

7.一种层叠体的制造方法，其特征在于，包括制造工序(1)～(4)：

(1)将含有包含硅酮和蜡的水分散液的脱模剂涂布于模具的工序，

(2)通过加热所述模具而从所述脱模剂蒸发去除水，使分离成以硅酮为主成分的层和以蜡为主成分的层的脱模膜层叠于所述模具的工序，

(3)将成型体原料设置于具有所述脱模膜的所述模具的工序，

(4)通过使所述成型体原料固化而使成型体层叠于所述脱模膜的工序。