JP2000063749A - Surface treating agent for gas barrier - Google Patents

Surface treating agent for gas barrier

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JP2000063749A
JP2000063749A JP10249196A JP24919698A JP2000063749A JP 2000063749 A JP2000063749 A JP 2000063749A JP 10249196 A JP10249196 A JP 10249196A JP 24919698 A JP24919698 A JP 24919698A JP 2000063749 A JP2000063749 A JP 2000063749A
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JP
Japan
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group
silicone resin
unit
mol
gas barrier
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Application number
JP10249196A
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Japanese (ja)
Inventor
Akira Yamamoto
昭 山本
Toshio Oba
敏夫 大庭
Masaaki Yamatani
正明 山谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a surface treating agent for gas barrier having excellent gas barrier property, excellent in transparency, flexibility and weather ability, and having discoloration with time suppressed as much as possible. SOLUTION: This surface treating agent mainly contains a silicone resin- containing emulsion prepared by the emulsion polymerization of a mixed solution consisting of (a) 100 pts.wt. of the below-mentioned silanol group-containing silicone resin having a number average molecular weight of 500 or more, and (b) 10-1000 pts.wt. of a radical polymeric vinyl monomer. The silanol group- containing silicone resin contains 30-100 mol.% of a structural unit (T unit) expressed by the formula R1SiZ3, and in the T-unit, a structural unit (T-2 unit) expressed by the formula, R1Si(OH)Z'2 [R1 is a (substituted) monovalent hydrocarbon group; and Z is OH, a hydrolyzing group or a siloxane residue] having one silanol group is 30-80 mol.%.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、包装材料などに使
用されるガスバリア用表面処理剤に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a surface treatment agent for a gas barrier used for packaging materials and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、包装用材料等の分野で、酸素、窒素、炭酸ガス、水
蒸気等の気体透過度の小さいガスバリア材を用いること
が行われており、ガスバリア材としては、プラスチック
フィルム又はシート等にガスバリア性を付与したものが
知られている。このようなガスバリア材としては、エチ
レン−ビニルアルコール共重合体、塩化ビニリデン系共
重合体、ポリメタキシリレンアジパミド等の気体不透過
性素材を用いたもの、これらの気体不透過性素材を他の
材料にラミネート又はコーティングしたもの、アルミ箔
をフィルム状材料にラミネートしたもの、金属酸化物を
蒸着したものなどがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, gas barrier materials having a low gas permeability such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide and water vapor have been used in the field of packaging materials and the like. As a gas barrier material, a plastic film or sheet having a gas barrier property is known. As such a gas barrier material, ethylene-vinyl alcohol copolymers, vinylidene chloride copolymers, those using gas impermeable materials such as polymetaxylylene adipamide, those gas impermeable materials Of the above materials, aluminum foil laminated to a film material, metal oxide vapor deposited, and the like.

【0003】しかしながら、気体不透過性素材としてエ
チレン−ビニルアルコール共重合体やポリメタキシリレ
ンアジパミドを用いた場合、これらは吸湿性が大きいの
で、吸湿によりガスバリア性が低下し、塩化ビニリデン
系共重合体を用いると、これは塩素原子を含んでいるの
で環境汚染の点で問題を生じる。一方、アルミ箔ラミネ
ートフィルムでは、不透明であるため内容物を外から視
認できず、また金属蒸着フィルムは可撓性に劣り、容易
に蒸着層がクラックを生じて、ガスバリア性が低下する
問題があった。
However, when ethylene-vinyl alcohol copolymer or polymeta-xylylene adipamide is used as the gas impermeable material, since these have large hygroscopicity, the gas barrier property is lowered by moisture absorption, and vinylidene chloride-based copolymers are used. If a polymer is used, it contains chlorine atoms and thus poses a problem in terms of environmental pollution. On the other hand, the aluminum foil laminated film has a problem that the content is not visible from the outside because it is opaque, and the metal vapor deposition film is inferior in flexibility, and the vapor deposition layer is easily cracked to deteriorate the gas barrier property. It was

【0004】これに対し、テトラアルコキシシラン等を
用いて緻密な分子構造を有し、耐候性、硬度、耐薬品性
に優れたポリシロキサンを用いてプラスチックフィルム
の表面処理を行うことも知られており、これは透明性、
耐候性などに優れたものであるが、テトラアルコキシシ
ランは、縮合時の体積収縮率が大きく、クラックやピン
ホールが生成するという問題があった。
On the other hand, it is also known that a surface treatment of a plastic film is carried out by using polysiloxane having a dense molecular structure such as tetraalkoxysilane and having excellent weather resistance, hardness and chemical resistance. And this is transparency,
Although it is excellent in weather resistance and the like, tetraalkoxysilane has a problem that a volume shrinkage rate during condensation is large and cracks and pinholes are generated.

【0005】この場合、アルコキシシランを加水分解縮
合してプラスチックフィルムに被覆することが提案され
ている(特開平2−286331号公報)が、これはア
ルコキシシラン成分のみのコーティングであるため、フ
ィルムの可撓性が劣るという問題があった。
In this case, it has been proposed to hydrolyze and condense the alkoxysilane to cover the plastic film (Japanese Patent Laid-Open No. 2-286331), but since this is a coating of only the alkoxysilane component, the film There was a problem of poor flexibility.

【0006】そこで、可撓性を改良するために、アクリ
ル酸エステルの乳化重合水分散体をγ−アミノプロピル
トリエトキシシラン水溶液中に加えた組成物がガスバリ
ア用表面処理組成物として提案されている(特開平7−
3206号公報)。この組成物は可撓性が改良され、か
つ水系のコーティング材としてのメリットがあるが、ア
ミノシラン加水分解物を使用しているため、アミノ基に
反応性があり、酸素によって経時で黄色に変色するなど
の問題があった。
Therefore, in order to improve flexibility, a composition obtained by adding an emulsion-polymerized water dispersion of acrylic acid ester to an aqueous solution of γ-aminopropyltriethoxysilane has been proposed as a surface treatment composition for gas barrier. (JP-A-7-
3206 publication). This composition has improved flexibility and has an advantage as a water-based coating material, but since it uses an aminosilane hydrolyzate, it has a reactive amino group and changes color to yellow over time due to oxygen. There was such a problem.

【0007】従って、本発明は、ガスバリア性に優れ、
透明であり、可撓性を有し、かつ耐候性に優れ、経時に
よる変色のおそれもなく、安全性に優れた水系のガスバ
リア用表面処理剤を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has an excellent gas barrier property,
It is an object of the present invention to provide a water-based surface treatment agent for gas barriers which is transparent, has flexibility, is excellent in weather resistance, has no risk of discoloration over time, and is excellent in safety.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、下記(a)成分のシラノール基含有シリコーン樹脂
と、(b)成分のラジカル重合性ビニルモノマーを主成
分とする混合溶液を乳化重合することにより、アルコー
ル或いはケトンなどの沸点100℃未満の溶剤やベンゼ
ン、トルエン、キシレンなどの芳香族系有機溶剤を実質
的に含まず、エマルジョンの同一粒子中に縮合型のシリ
コーン樹脂とビニル重合樹脂とを含有し、保存安定性に
優れ、良好な被膜特性を与えるエマルジョンが得られる
こと、そしてこれから得られる被膜が透明、可撓性を有
し、ガスバリア性に優れたものであり、また耐候性もよ
く、経時での変色もないものであることを知見し、本発
明をなすに至ったものである。
Means for Solving the Problems and Modes for Carrying Out the Invention As a result of intensive studies for achieving the above-mentioned object, the present inventor has found that a silanol group-containing silicone resin of the following component (a) and a component (b) By emulsion-polymerizing the mixed solution containing the radical-polymerizable vinyl monomer as a main component, a solvent having a boiling point of less than 100 ° C. such as alcohol or ketone and an aromatic organic solvent such as benzene, toluene, xylene are not substantially contained. , A condensation type silicone resin and a vinyl polymer resin are contained in the same particle of the emulsion to obtain an emulsion having excellent storage stability and good coating properties, and the coating film obtained from this is transparent and flexible. Therefore, the present invention has been made, and it was found that the gas barrier property is excellent, the weather resistance is good, and the color does not change with time. Than it is.

【0009】従って、本発明は、(a)式 1−SiZ3
で表される構造単位(T単位)を30〜100モル%含
有し、かつこのT単位のうち、式 1−Si(OH)
Z’2で表されるシラノール基を1個含有する構造単位
(T−2単位)を30〜80モル%含有し(但し、上記
式中、R1は置換又は非置換の1価炭化水素基を示し、
ZはOH基、加水分解性基又はシロキサン残基を示し、
Z’はシロキサン残基を示す。)、数平均分子量が50
0以上であるシラノール基含有シリコーン樹脂100重
量部と、(b)ラジカル重合性ビニルモノマー10〜1
000重量部とを含有する混合溶液を乳化重合して得ら
れるシリコーン樹脂含有エマルジョンを主成分として含
有することを特徴とする水系のガスバリア用表面処理剤
を提供する。
Therefore, the present invention is based on the formula (a). R1-SiZ3
Containing 30 to 100 mol% of a structural unit (T unit) represented by
And of this T unit, the formula R1-Si (OH)
Z '2Structural unit containing one silanol group represented by
(T-2 unit) 30 to 80 mol% (provided that the above
Where R1Represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group,
Z represents an OH group, a hydrolyzable group or a siloxane residue,
Z'represents a siloxane residue. ), The number average molecular weight is 50
100 or more silanol group-containing silicone resin of 0 or more
Parts, and (b) radically polymerizable vinyl monomer 10 to 1
Obtained by emulsion polymerization of a mixed solution containing 000 parts by weight.
Silicone resin-containing emulsion
A surface treatment agent for a water-based gas barrier characterized by having
I will provide a.

【0010】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のガスバリア用表面処理剤は、シラノール基
含有シリコーン樹脂とラジカル重合性ビニルモノマーと
の混合溶液を乳化重合して得られるシリコーン樹脂含有
エマルジョンを主成分とする。
The present invention will be described in more detail below. The gas barrier surface treating agent of the present invention is a silicone resin-containing emulsion obtained by emulsion polymerization of a mixed solution of a silanol group-containing silicone resin and a radically polymerizable vinyl monomer. The main component.

【0011】ここで、上記シラノール基含有シリコーン
樹脂は、(i)式 :R1−SiZ3で表される構造単位
(T単位)を30〜100モル%含有し、更に上記T単
位のうち、式 :R1−Si(OH)Z’2で表されるシラ
ノール基を1個だけ含有する構造単位(T−2単位)を
30〜80モル%含有することを特徴とし、(ii)数
平均分子量が500以上であって、(iii)好ましく
はシラノール基を5重量%以上含有するという条件を満
足するシラノール基含有シリコーン樹脂である。
Here, the silanol group-containing silicone
The resin is of formula (i) : R1-SiZ3Structural unit represented by
(T unit) is contained in an amount of 30 to 100 mol%, and
Out of rank : R1-Si (OH) Z '2Shira represented by
A structural unit (T-2 unit) containing only one norl group
30 to 80 mol% is contained, (ii) number
An average molecular weight of 500 or more, preferably (iii)
Satisfies the condition of containing at least 5% by weight of silanol groups.
A silanol group-containing silicone resin to be added.

【0012】ここで、上記式において、R1は置換又は
非置換の1価炭化水素基を表わす。非置換1価炭化水素
基としては、炭素数1〜10のものが好ましく、メチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル
基、t−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オ
クチル基、デシル基等のアルキル基、ビニル基、アリル
基、5−ヘキセニル基、9−デセニル基等のアルケニル
基、フェニル基等のアリール基などを具体例として示す
ことができる。この中でも、メチル基、プロピル基、ヘ
キシル基、フェニル基が好ましい。特に耐候性を要求さ
れる場合にはメチル基が好ましく、撥水性が求められる
場合には長鎖アルキル基を使用するのが好ましく、被膜
に可撓性を付与する場合にはフェニル基を適用するのが
よい。この場合、特には、全有機基置換基中のメチル基
の含有率が少なくとも50モル%、特に80モル%以上
であることが好ましい。
In the above formula, R 1 represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group. The unsubstituted monovalent hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and is a methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, t-butyl group, hexyl group, cyclohexyl group, octyl group, decyl group. Specific examples include an alkyl group such as a group, a vinyl group, an allyl group, an alkenyl group such as a 5-hexenyl group, a 9-decenyl group, and an aryl group such as a phenyl group. Among these, a methyl group, a propyl group, a hexyl group, and a phenyl group are preferable. In particular, when weather resistance is required, a methyl group is preferable, when water repellency is required, a long-chain alkyl group is preferably used, and when imparting flexibility to a coating, a phenyl group is applied. Is good. In this case, it is particularly preferable that the content of methyl groups in all the organic group substituents is at least 50 mol%, particularly 80 mol% or more.

【0013】また、置換1価炭化水素基は、上記炭素数
1〜10の非置換1価炭化水素基の水素原子の一部又は
全部をアミノ基を除く置換基で置換したもので、置換基
としては、(i)フッ素、塩素などのハロゲン原子、
(ii)グリシドキシ基、エポキシシクロヘキシル基な
どのエポキシ官能基、(iii)メタクリル基、アクリ
ル基などの(メタ)アクリル官能基、(iv)メルカプ
ト基、テトラスルフィド基などの含硫黄官能基、(v)
(ポリオキシアルキレン)アルキルエーテル基などのア
ルキルエーテル官能基、(vi)カルボキシル基、スル
フォニル基などのアニオン性基などが適用可能である。
この置換された1価炭化水素基の具体例としては、トリ
フルオロプロピル基、パーフルオロブチルエチル基、パ
ーフルオロオクチルエチル基、3−クロロプロピル基、
2−(クロロメチルフェニル)エチル基、3−グリシジ
ロキシプロピル基、2−(3,4−エポキシシクロヘキ
シル)エチル基、5,6−エポキシヘキシル基、9,1
0−エポキシデシル基、3−(メタ)アクリロキシプロ
ピル基、(メタ)アクリロキシメチル基、11−(メ
タ)アクリロキシウンデシル基、3−メルカプトプロピ
ル基、2−(4−メルカプトメチルフェニル)エチル
基、ポリオキシエチレンオキシプロピル基、3−ヒドロ
キシカルボニルプロピル基などを挙げることができる。
基材との密着性を向上させる場合には、エポキシ、メル
カプト官能性基などを適用するのがよい。ビニル重合体
との緊密なブロック化を目指す場合、ラジカル共重合が
可能な(メタ)アクリル官能性基、或いは連鎖移動剤と
しての機能を有するメルカプト官能性基を使用するのが
好ましい。また、ビニル重合体とシロキサン結合以外の
結合で架橋を試みる場合、ビニル重合体中に含有される
有機官能基と反応可能な官能基を導入しておけばよく、
例えばエポキシ基(ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキ
シ基等との反応)などを挙げることができる。
Further, the substituted monovalent hydrocarbon group is the above-mentioned unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with a substituent excluding an amino group. Are (i) halogen atoms such as fluorine and chlorine,
(Ii) Glycidoxy group, epoxy functional group such as epoxycyclohexyl group, (iii) Methacrylic group, (meth) acryl functional group such as acrylic group, (iv) Sulfur-containing functional group such as mercapto group, tetrasulfide group, (v )
An alkyl ether functional group such as a (polyoxyalkylene) alkyl ether group, an anionic group such as (vi) a carboxyl group or a sulfonyl group can be applied.
Specific examples of the substituted monovalent hydrocarbon group include trifluoropropyl group, perfluorobutylethyl group, perfluorooctylethyl group, 3-chloropropyl group,
2- (chloromethylphenyl) ethyl group, 3-glycidyloxypropyl group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl group, 5,6-epoxyhexyl group, 9,1
0-epoxydecyl group, 3- (meth) acryloxypropyl group, (meth) acryloxymethyl group, 11- (meth) acryloxyundecyl group, 3-mercaptopropyl group, 2- (4-mercaptomethylphenyl) Examples thereof include an ethyl group, a polyoxyethyleneoxypropyl group and a 3-hydroxycarbonylpropyl group.
To improve the adhesion to the substrate, it is preferable to apply epoxy, mercapto functional group or the like. In the case of aiming at close blocking with a vinyl polymer, it is preferable to use a (meth) acrylic functional group capable of radical copolymerization or a mercapto functional group having a function as a chain transfer agent. When attempting to crosslink the vinyl polymer with a bond other than the siloxane bond, a functional group capable of reacting with the organic functional group contained in the vinyl polymer may be introduced.
For example, an epoxy group (reaction with a hydroxy group, an amino group, a carboxy group, etc.) and the like can be mentioned.

【0014】また、上記式において、ZはOH基、加水
分解性基又はシロキサン残基を表し、Z’はシロキサン
残基を表す。加水分解性基の具体例としては、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブ
トキシ基、sec−ブトキシ基、t−ブトキシ基等のア
ルコキシ基、イソプロペノキシ基等のアルケノキシ基、
フェノキシ基、アセトキシ基等のアシロキシ基、ブタノ
キシム基等のオキシム基、アミノ基などを挙げることが
できる。これらの中でアルコキシ基が好ましく、特に加
水分解・縮合時の制御のし易さから、メトキシ基、エト
キシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基を用いるのが好
ましい。また、シロキサン残基は、酸素原子を介して隣
接する珪素原子に結合し、シロキサン結合を形成してい
る置換基のことを意味し、−O−Si≡と表すことがで
きる。
In the above formula, Z represents an OH group, a hydrolyzable group or a siloxane residue, and Z'represents a siloxane residue. Specific examples of the hydrolyzable group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropoxy group, a butoxy group, a sec-butoxy group, an alkoxy group such as a t-butoxy group, and an alkenoxy group such as an isopropenoxy group.
Examples thereof include an acyloxy group such as a phenoxy group and an acetoxy group, an oxime group such as a butanoxime group, and an amino group. Of these, an alkoxy group is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an isopropoxy group, and a butoxy group are particularly preferable because they can be easily controlled during hydrolysis / condensation. In addition, a siloxane residue means a substituent which is bonded to an adjacent silicon atom through an oxygen atom to form a siloxane bond and can be represented by —O—Si≡.

【0015】本発明において、式 1−SiZ3で表され
るT単位は、シリコーン樹脂の架橋度、硬化性に大きく
影響を与える構造単位で、30〜100モル%含有され
る。含有量が30モル%未満では、形成される被膜が低
硬度となり、また硬化性も劣る。エマルジョン粒子内で
ビニル重合ポリマーと均一に絡まり合わせ、活性なシラ
ノール基の自由度を制御するためにはシリコーン樹脂に
より構造性を付与する必要がある。T単位含有量が50
〜100モル%の範囲を満たしていれば、シリコーン樹
脂は剛直となり、保存安定性も良好となるため、更に好
ましい。
In the present invention, the formula R1-SiZ3Represented by
The T unit has a large degree of crosslinking and curability of the silicone resin.
A structural unit that influences, containing 30 to 100 mol%
It When the content is less than 30 mol%, the formed film is low.
It has hardness and poor curability. Within the emulsion particles
An active sill that evenly entangles with vinyl polymer
Use silicone resin to control the degree of freedom
It is necessary to give more structure. T unit content is 50
~ 100 mol% range, silicone resin
Since the fat becomes rigid and the storage stability is good, it is even better.
Good

【0016】この場合、その他の構成単位としては、R
1 3SiZ で表されるM単位0〜10モル%、R1 2SiZ
2で表されるD単位0〜50モル%、又はSiZ4で表さ
れるQ単位0〜30モル%を併用してもよい。硬化被膜
の硬度を更に高めるためには、主としてQ単位を併用す
るとよく、逆に硬化被膜に柔軟性を付与する目的には、
D単位を併用するのがよい。
In this case, the other structural unit is R
1 3SiZ M unit represented by 0 to 10 mol%, R1 2SiZ
2D unit represented by 0 to 50 mol%, or SiZFourRepresented by
You may use together Q unit 0-30 mol%. Hardened film
In order to further increase the hardness of
On the contrary, for the purpose of giving flexibility to the cured film,
It is preferable to use D units together.

【0017】本発明のシラノール基含有シリコーン樹脂
においては、上記R1−SiZ3のT単位中、R1−Si
(OH)Z’2で表されるシラノール基を1個だけ含有
するT−2単位を30〜80モル%含有していることが
必要である。この場合、上述したように、Z’で示され
るシロキサン残基は−O−Si≡と表すことができるか
ら、T−2単位は、R1−Si(OH)(−O−Si
≡)2と表すこともできる。
In the silanol group-containing silicone resin of the present invention, R 1 --Si in the T unit of R 1 --SiZ 3 is used.
It is necessary to contain 30 to 80 mol% of the T-2 unit containing only one silanol group represented by (OH) Z ' 2 . In this case, since the siloxane residue represented by Z ′ can be represented by —O—Si≡ as described above, the T-2 unit is R 1 —Si (OH) (— O—Si).
It can also be expressed as ≡) 2 .

【0018】硬化被膜に一定の硬度を確保するために
は、一定量のT単位を含有している必要があるが、良好
な硬化性と、粒子中で形成されるビニルポリマーと良好
な相互溶解性を確保しながら、しかも硬化被膜に可撓性
を付与するためには、上記T単位中T−2単位を30〜
80モル%含有する必要がある。T−2単位の含有量が
30モル%未満では、シリコーンレジンの硬化に寄与す
るシラノール基の絶対量が不足し、硬化被膜の硬度が不
十分となる。T−2単位の含有量が80モル%超過のレ
ジンとするためには、重合度を低く抑える必要がある
が、低重合度では鎖状或いは環状構造の形成が難しく、
硬化被膜は結晶性が高くなる結果、可撓性が不足し、ま
た粒子中での自由度が高くなるため保存安定性が低下す
る。更に好ましくは、全T単位中このT−2単位が35
〜70モル%である。
In order to ensure a certain hardness in the cured coating, it is necessary to contain a certain amount of T units, but good curability and good mutual solubility with the vinyl polymer formed in the particles. In order to secure flexibility and to impart flexibility to the cured coating, the T-2 unit in the T unit is 30 to 30%.
It is necessary to contain 80 mol%. If the content of the T-2 unit is less than 30 mol%, the absolute amount of silanol groups that contribute to the curing of the silicone resin will be insufficient, and the hardness of the cured coating will be insufficient. In order to obtain a resin in which the content of T-2 units exceeds 80 mol%, it is necessary to suppress the degree of polymerization to a low level, but with a low degree of polymerization, it is difficult to form a chain or cyclic structure.
As a result of the crystallinity of the cured film becoming high, the flexibility becomes insufficient and the degree of freedom in the particles becomes high, resulting in a decrease in storage stability. More preferably, this T-2 unit is 35 in all T units.
˜70 mol%.

【0019】次に、本発明で適用されるシラノール基含
有シリコーン樹脂の数平均分子量について述べると、前
述した各種特性を得るためには、シリコーン樹脂に一定
の構造性を付与することが必要である。その構造性を確
保するためには、シリコーン樹脂をある程度高分子化し
ておかなければならない。この点で、本発明においては
数平均分子量が500以上のシリコーン樹脂を使用する
ことが必要である。500未満では適度な構造性が確保
できないため良好な可撓性が得られず、また保存安定性
も劣る。更に好ましくは、数平均分子量は1000以上
であるのがよい。なお、数平均分子量の上限に特に制限
はないが、通常50000程度である。
Next, the number average molecular weight of the silanol group-containing silicone resin applied in the present invention will be described. It is necessary to impart a certain structural property to the silicone resin in order to obtain the above-mentioned various properties. . In order to secure its structural properties, the silicone resin must be polymerized to some extent. In this respect, it is necessary to use a silicone resin having a number average molecular weight of 500 or more in the present invention. If it is less than 500, appropriate structural properties cannot be ensured, so that good flexibility cannot be obtained and storage stability is poor. More preferably, the number average molecular weight is 1000 or more. The upper limit of the number average molecular weight is not particularly limited, but is usually about 50,000.

【0020】本発明に適用可能なシリコーン樹脂は、上
記条件を満たしていると同時に、シラノール基を一定量
以上含有していることが好ましく、シリコーン樹脂中5
重量%以上、特に6〜20重量%含有しているのがよ
い。5重量%未満では架橋に寄与するシラノール基の絶
対量が不足するため、硬化被膜の硬度が低下する場合が
生じる。
The silicone resin applicable to the present invention preferably satisfies the above conditions and at the same time contains a certain amount or more of silanol groups.
It is preferable that the content is not less than wt%, particularly 6 to 20 wt%. If the amount is less than 5% by weight, the absolute amount of silanol groups that contribute to crosslinking is insufficient, so that the hardness of the cured film may decrease.

【0021】上記条件を満たしていれば、シリコーン樹
脂はいかなる方法で製造してもよい。
The silicone resin may be produced by any method as long as the above conditions are satisfied.

【0022】次に、第2成分であるラジカル重合性ビニ
ルモノマーについて述べる。ラジカル重合性ビニルモノ
マーとしては、ラジカル重合が可能なものであれば、以
下に示す従来公知のものを適用できる。(a)アクリル
酸又はメタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、イソ
プロピル、ブチル、イソブチル、オクチル、2−エチル
ヘキシル、ラウリル、ステアリル又はシクロヘキシルエ
ステルなどのアルキル基の炭素数1〜18の(メタ)ア
クリル酸アルキルエステル、(b)アクリル酸、メタク
リル酸、無水マレイン酸などのカルボキシル基又はその
無水物含有ビニルモノマー、(c)2−ヒドロキシエチ
ル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレートなどのヒドロキシル基含有ビニルモノ
マー、(d)(メタ)アクリルアミド、N−メチロール
(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル(メタ)
アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリル
アミド、ダイアセトン(メタ)アクリルアミドなどのア
ミド基含有ビニルモノマー、(e)ジメチルアミノエチ
ル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メ
タ)アクリレートなどのアミノ基含有ビニルモノマー、
(f)メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシ
エチル(メタ)アクリレートなどのアルコキシ基含有ビ
ニルモノマー、(g)グリシジル(メタ)アクリレー
ト、グリシジルアリルエーテルなどのグリシジル基含有
ビニルモノマー、(h)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ルなどのビニルエステル系モノマー、(i)スチレン、
ビニルトルエン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニ
ルモノマー、(j)(メタ)アクリロニトリルなどのシ
アン化ビニルモノマー、(k)塩化ビニル、臭化ビニル
などのハロゲン化ビニルモノマー、(l)ジビニルベン
ゼン、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレートなどの1分子中にラジカル重合性
不飽和基を2個以上含有するビニルモノマー、(m)エ
チレンオキサイド基の数が1〜100個の(ポリ)オキ
シエチレンモノ(メタ)アクリレートなどの(ポリ)オ
キシエチレン鎖含有ビニルモノマー、(n)片末端に
(メタ)アクリロキシプロピル基を含有するジメチルポ
リシロキサン、片末端にスチリル基或いはα−メチルス
チリル基を含有するジメチルポリシロキサンなどの片末
端にラジカル重合性官能基を有し、シロキサン単位が1
〜200個のジオルガノポリシロキサン、(o)後述す
る式(1)のビニル重合性官能基含有加水分解性シラ
ン、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエト
キシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルメ
チルジエトキシシラン、5−ヘキセニルトリメトキシシ
ラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジ
メトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメ
チルジエトキシシラン、4−ビニルフェニルトリメトキ
シシラン、3−(4−ビニルフェニル)プロピルトリメ
トキシシラン、4−ビニルフェニルメチルトリメトキシ
シランなどのラジカル重合性官能基を含有するシラン化
合物、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニ
ル基等のヒンダードアミノ基を含有するビニルモノマー
等を具体例として例示することができ、これらの1種を
単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
Next, the radical polymerizable vinyl monomer as the second component will be described. As the radically polymerizable vinyl monomer, the following conventionally known ones can be applied as long as they are radically polymerizable. (A) Alkyl (meth) acrylate having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, octyl, 2-ethylhexyl, lauryl, stearyl or cyclohexyl ester of acrylic acid or methacrylic acid Ester, (b) carboxyl group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride or vinyl monomer containing anhydride thereof, (c) hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate Containing vinyl monomer, (d) (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth)
Amide group-containing vinyl monomers such as acrylamide, N-butoxymethyl (meth) acrylamide and diacetone (meth) acrylamide, amino group-containing vinyl monomers such as (e) dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate,
(F) Alkoxy group-containing vinyl monomers such as methoxyethyl (meth) acrylate and butoxyethyl (meth) acrylate, (g) glycidyl (meth) acrylate, glycidyl group-containing vinyl monomers such as glycidyl allyl ether, (h) vinyl acetate, Vinyl ester monomers such as vinyl propionate, (i) styrene,
Aromatic vinyl monomers such as vinyltoluene and α-methylstyrene, vinyl cyanide monomers such as (j) (meth) acrylonitrile, vinyl halide monomers such as (k) vinyl chloride and vinyl bromide, (l) divinylbenzene, A vinyl monomer containing two or more radically polymerizable unsaturated groups in one molecule such as allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and trimethylolpropane tri (meth) acrylate. (M) a (poly) oxyethylene chain-containing vinyl monomer such as (poly) oxyethylene mono (meth) acrylate having 1 to 100 ethylene oxide groups, and (n) a (meth) acryloxypropyl group at one end. Dimethyl polysiloxane contained, at one end Having a styryl group or α- -methylstyryl one end to the radical polymerizable functional groups such as dimethyl polysiloxane containing group, siloxane units 1
To 200 diorganopolysiloxanes, (o) hydrolyzable silanes containing vinyl-polymerizable functional groups of formula (1) described below, such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinylmethyldiethoxy. Silane, 5-hexenyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) Silane compounds containing radically polymerizable functional groups such as acryloxypropylmethyldiethoxysilane, 4-vinylphenyltrimethoxysilane, 3- (4-vinylphenyl) propyltrimethoxysilane, 4-vinylphenylmethyltrimethoxysilane, 2, 2, 6, - can be exemplified vinyl monomers containing a hindered base, such as tetramethyl-4-piperidinyl group Specific examples of them can be used alone or in combination of two or more.

【0023】これらの中で、ラジカル重合性ビニルモノ
マー中の炭素数1〜18のアルキル基を有する(メタ)
アクリル酸アルキルエステルの含有量が1〜100モル
%であることが好ましい。1モル%未満の含有量では耐
薬品性などの特性が得られないことがある。更に好まし
くは30〜99モル%の範囲を満たすのが好ましい。硬
化被膜に耐溶剤性又は耐薬品性などの特性を付与する場
合には、架橋可能な官能基を含有するラジカル重合性ビ
ニルモノマーを共重合させるのがよく、特に縮合反応に
よりシロキサン結合を形成できる(o)に示されるラジ
カル重合性官能基を含有するシラン化合物、及びカルボ
ン酸/エポキシ基の開環反応による架橋が可能なエポキ
シ官能基を有する(g)に分類されるグリシジル(メ
タ)アクリレート、グリシジルアリルエーテルなどのグ
リシジル基含有ビニルモノマーが好適であり、本系では
他方に使用する樹脂がシラノール基を含有するシリコー
ン樹脂であるので、シラン化合物の方がより一層適して
いる。この場合、このシラン化合物としては、特に下記
一般式(1)で示されるビニル重合性官能基含有加水分
解性シランが使用される。
Among these, the radically polymerizable vinyl monomer has an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms (meth)
The content of the alkyl acrylate ester is preferably 1 to 100 mol%. If the content is less than 1 mol%, properties such as chemical resistance may not be obtained. It is more preferable to satisfy the range of 30 to 99 mol%. When imparting properties such as solvent resistance or chemical resistance to the cured film, it is preferable to copolymerize a radically polymerizable vinyl monomer having a crosslinkable functional group, and especially to form a siloxane bond by a condensation reaction. A silane compound containing a radically polymerizable functional group represented by (o), and a glycidyl (meth) acrylate classified as (g) having an epoxy functional group capable of crosslinking by a ring-opening reaction of a carboxylic acid / epoxy group, A glycidyl group-containing vinyl monomer such as glycidyl allyl ether is suitable, and since the resin used for the other in the present system is a silanol group-containing silicone resin, a silane compound is more suitable. In this case, a vinyl-polymerizable functional group-containing hydrolyzable silane represented by the following general formula (1) is used as the silane compound.

【0024】[0024]

【化1】 式中、R2は水素原子又はメチル基、R3は炭素数1〜1
0の酸素原子、−COO−基などの酸素原子を含有する
基を介在してもよいアルキレン基、アリーレン基、アル
キレンアリーレン基等の2価の有機基、Yは加水分解性
基、rは0,1又は2を示し、R1は上記と同様の意味
を示す。
[Chemical 1] In the formula, R 2 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 3 has 1 to 1 carbon atoms.
0 oxygen atom, a divalent organic group such as an alkylene group, an arylene group or an alkylenearylene group, which may have an oxygen atom-containing group such as a -COO- group, Y is a hydrolyzable group, and r is 0. , 1 or 2 and R 1 has the same meaning as above.

【0025】R3の具体例としては、下記のものを例示
することができる。
Specific examples of R 3 include the following.

【0026】[0026]

【化2】 [Chemical 2]

【0027】なお、上記Yの加水分解性基としては、先
に述べたものを挙げることができる。
The above-mentioned hydrolyzable group of Y can be the same as those mentioned above.

【0028】上記ビニル重合性官能基含有加水分解性シ
ランの含有量は、ラジカル重合性ビニルモノマー全体の
0.01〜10モル%、特に0.1〜5モル%が好まし
い。少なすぎるとシリコーン樹脂との架橋が不十分とな
る場合があり、多すぎると硬化被膜が硬くなりすぎ、良
好な可撓性が得られなくなるため不適当となる場合があ
る。
The content of the above-mentioned vinyl-polymerizable functional group-containing hydrolyzable silane is preferably 0.01 to 10 mol%, particularly preferably 0.1 to 5 mol%, of the whole radical-polymerizable vinyl monomer. If the amount is too small, the crosslinking with the silicone resin may be insufficient, and if the amount is too large, the cured coating becomes too hard and good flexibility may not be obtained, which may be inappropriate.

【0029】なお、表面に潤滑性を付与したい場合には
(n)に例示されている片末端にラジカル重合性官能基
を含有するジオルガノポリシロキサンを共重合するのが
よい。
When it is desired to impart lubricity to the surface, it is preferable to copolymerize a diorganopolysiloxane containing a radically polymerizable functional group at one end, as exemplified in (n).

【0030】また、第1成分のシリコーン樹脂100重
量部に対して、このラジカル重合性ビニルモノマーは1
0〜1000重量部の範囲で使用する。10重量部未満
では、造膜性及び耐薬品性が不十分となることがあり、
1000重量部を超過すると、耐候性及び耐水性が不足
することがある。更に好ましくは、このラジカル重合性
ビニルモノマーを30〜500重量部の範囲で使用する
のがよい。
The radical polymerizable vinyl monomer is added to 1 part by weight of 100 parts by weight of the first component silicone resin.
It is used in the range of 0 to 1000 parts by weight. If it is less than 10 parts by weight, the film-forming property and chemical resistance may be insufficient,
If it exceeds 1000 parts by weight, weather resistance and water resistance may be insufficient. More preferably, the radical-polymerizable vinyl monomer is used in the range of 30 to 500 parts by weight.

【0031】本発明のシリコーン樹脂含有エマルジョン
は、上記シラノール基含有シリコーン樹脂とラジカル重
合性ビニルモノマーとの乳化重合物を主成分とするもの
であるが、この乳化重合物を得る方法としては、(i)
下記式 R1SiX3 (式中、R1は上記と同じ、Xはアルコキシ基、アルケ
ノキシ基、クロル原子、アミノ基、オキシム基等の加水
分解性基を示す。)で示されるシランを30〜100モ
ル%含有する(残部はSiX4、R1 2SiX2、R1 3Si
)加水分解性シラン化合物をpH1〜7の水溶液中で
加水分解し、上記シラノール基含有シリコーン樹脂を含
む反応混合物を得る工程、(ii)この反応混合物から
加水分解副生成物を系外に除去し、主としてシラノール
基含有シリコーン樹脂と水を含有する系にする工程、
(iii)上記主としてシラノール基含有シリコーン樹
脂と水からなる系に、ラジカル重合性ビニルモノマーを
添加し、シラノール基含有シリコーン樹脂を上記ビニル
モノマーに溶解し、残存する加水分解副生成物及び水を
除去する工程、(iv)このシリコーン樹脂含有ラジカ
ル重合性ビニルモノマー溶液を、界面活性剤、好ましく
は反応性界面活性剤(特開平8−27347号公報)の
存在下で乳化重合する工程により得ることができる。
Emulsion containing silicone resin of the present invention
Is the silanol group-containing silicone resin and the radical
Mainly composed of emulsion polymer with compatible vinyl monomer
However, the method for obtaining this emulsion polymer is (i)
The following formula R1SiX3 (In the formula, R1Is the same as above, X is an alkoxy group, alk
Hydroxy of noxyl group, chloro atom, amino group, oxime group, etc.
Indicates a degradable group. ) The silane represented by
% (Containing the balance SiXFour, R1 2SiX2, R1 3Si
X ) Hydrolyzable silane compound in an aqueous solution of pH 1-7
Hydrolyzed and containing the silanol group-containing silicone resin
Obtaining a reaction mixture, (ii) from this reaction mixture
Hydrolysis by-products are removed to the outside of the system, mainly silanol
A step of forming a system containing a group-containing silicone resin and water,
(Iii) Mainly silanol group-containing silicone resin
A radically polymerizable vinyl monomer is added to the system consisting of fat and water.
Add the silanol group-containing silicone resin to the vinyl
Dissolve the remaining hydrolysis by-product and water in the monomer.
Removing step, (iv) this silicone resin-containing boom
Solution of a polymerizable vinyl monomer with a surfactant, preferably
Is a reactive surfactant (JP-A-8-27347).
It can be obtained by a step of emulsion polymerization in the presence.

【0032】上記シリコーン樹脂含有エマルジョン組成
物は、下記の特性を有する。 (i)エマルジョン粒子中で、シリコーン樹脂の存在下
ビニルモノマーが重合するため、両樹脂が相互貫入網目
構造(IPN)を形成する。その結果、相互溶解性に劣
るメチル系シリコーン樹脂を使用しても透明性に優れた
被膜が形成され、両樹脂の特性上の不足点も補完され
る。特に、硬度、耐薬品性、耐候性に富むシリコーン樹
脂を多量に含有できるため、形成される被膜は造膜性に
優れ、耐擦傷性、耐候性、耐薬品性などの特性が良好
で、可撓性の良好な均一な硬化被膜を与える。また、水
分を蒸発しただけの未硬化膜でもブロッキングなどを起
こさない良好な透明保護皮膜を与える。 (ii)エマルジョン粒子中では、ポリマー同士が無溶
剤状態で絡み合うため、縮合活性に富むシラノール基の
自由度が制限を受ける。その結果、シラノール基の縮合
が抑制され、良好な保存安定性が得られる。 (iii)シリコーン樹脂中に、特定構造のシラノール
基を一定量以上含有すると、エマルジョン粒子中でシラ
ノール基が良好な状態で拘束される一方、その高い硬化
活性が温存され、比較的低温でも優れた硬化性が確保さ
れる。また、特定構造のシラノール基を多く含むことに
より、直鎖状構造が多くなり、被膜に可撓性と硬度とい
う相反する特性を同時に付与できる。 (iv)100℃未満の低沸点有機溶剤或いはトルエン
等の芳香族有機溶剤を含まないため、良好な作業環境が
確保される。また、エマルジョンの破壊を促進するアル
コール成分を含有しない或いは副生しないため、エマル
ジョンの安定性も良好な状態に保持される。 (v)従来公知の被膜形成助剤を添加すれば、乾燥・硬
化時良好な被膜が得られる。また、特定の硬化触媒を併
用すれば、室温硬化も可能で、比較的低温で速硬化も可
能となる。 (vi)従って、これらの特徴を有し、ガスバリア性に
優れ、透明、可撓性の皮膜を形成でき、この皮膜は経時
での変色がなく耐候性に優れているためガスバリア用表
面処理剤として有効である。
The above silicone resin-containing emulsion composition has the following characteristics. (I) Since vinyl monomers are polymerized in the presence of silicone resin in the emulsion particles, both resins form an interpenetrating network structure (IPN). As a result, even if a methyl-based silicone resin having poor mutual solubility is used, a film having excellent transparency is formed, and the shortage in the characteristics of both resins is complemented. In particular, since a large amount of silicone resin, which is rich in hardness, chemical resistance, and weather resistance, can be contained, the formed film has excellent film-forming properties and good properties such as scratch resistance, weather resistance, and chemical resistance. It gives a uniform cured film having good flexibility. Further, it provides a good transparent protective film that does not cause blocking even with an uncured film that has just evaporated water. (Ii) In the emulsion particles, the polymers are entangled with each other in a solvent-free state, so that the degree of freedom of the silanol group having a high condensation activity is limited. As a result, condensation of silanol groups is suppressed and good storage stability is obtained. (Iii) When the silanol group having a specific structure is contained in a certain amount or more in the silicone resin, the silanol group is restrained in a good state in the emulsion particles, while its high curing activity is preserved and excellent at a relatively low temperature. Curability is secured. In addition, by containing a large amount of silanol groups having a specific structure, the number of linear structures increases, and the coating film can be imparted with contradictory properties such as flexibility and hardness. (Iv) Since a low boiling point organic solvent of less than 100 ° C. or an aromatic organic solvent such as toluene is not contained, a good working environment is secured. In addition, the stability of the emulsion is maintained in a good state because it does not contain an alcohol component that promotes the destruction of the emulsion or does not form a by-product. (V) By adding a conventionally known film-forming aid, a good film can be obtained during drying and curing. Further, when a specific curing catalyst is used in combination, room temperature curing is possible, and rapid curing is also possible at a relatively low temperature. (Vi) Therefore, it is possible to form a transparent and flexible film having these characteristics and having excellent gas barrier properties. Since this film does not discolor over time and has excellent weather resistance, it can be used as a surface treatment agent for gas barriers. It is valid.

【0033】上で得られるエマルジョンは、上記シリコ
ーン樹脂とラジカル重合性ビニルモノマーの乳化重合物
を主成分とする。このエマルジョンは、上述したように
実質的に引火性の高い沸点100℃未満の有機溶剤や、
人体に有害な芳香族系有機溶剤、水に非分散(非水溶
性)の有機溶剤を実質的に含有しないものであるが、本
発明の表面処理剤には、必要に応じ、沸点が100℃以
上の水に可溶の被膜形成助剤を(a)及び(b)成分の
合計量100重量部に対して20重量部以下の割合で配
合することができる。
The emulsion obtained above contains an emulsion polymer of the above silicone resin and a radically polymerizable vinyl monomer as a main component. This emulsion contains an organic solvent having a boiling point of less than 100 ° C. which is substantially flammable as described above,
Although it does not substantially contain an aromatic organic solvent which is harmful to the human body and a non-dispersible (non-water-soluble) organic solvent in water, the surface treatment agent of the present invention has a boiling point of 100 ° C., if necessary. The above water-soluble film-forming aid can be added in a proportion of 20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the total amount of the components (a) and (b).

【0034】また、シリコーン樹脂含有エマルジョンの
安定性を向上させるために、鉱酸や有機酸等の酸性化合
物、或いはアンモニアや無機塩基等の塩基性化合物を添
加することができる。
Further, in order to improve the stability of the silicone resin-containing emulsion, an acidic compound such as a mineral acid or an organic acid, or a basic compound such as ammonia or an inorganic base can be added.

【0035】本発明に係るエマルジョンは、無触媒でも
加熱すれば架橋・硬化可能であるが、硬化速度を加速す
る、室温レベルの低温硬化を可能にする、或いは優れた
被膜特性を得る目的で、必要に応じてシラノール縮合触
媒を使用時に添加してもよい。このシラノール縮合触媒
としては、縮合用の硬化触媒として従来公知のものが使
用可能であるが、重曹、酢酸ソーダ等の環境や人体に対
し安全性の高いものを使用し、(a)及び(b)成分の
合計量100重量部に対して20重量部以下の割合で配
合することが好ましい。
The emulsion according to the present invention can be crosslinked and cured by heating even without a catalyst, but for the purpose of accelerating the curing rate, enabling low temperature curing at room temperature level, or obtaining excellent film properties, If necessary, a silanol condensation catalyst may be added at the time of use. As this silanol condensation catalyst, conventionally known ones as curing catalysts for condensation can be used, but those which are highly safe for the environment and human body, such as baking soda and sodium acetate, are used. It is preferable to add 20 parts by weight or less to 100 parts by weight of the total amount of the components.

【0036】なお、本発明の表面処理剤のpHは3〜1
2とすることができる。
The surface treatment agent of the present invention has a pH of 3-1.
It can be 2.

【0037】本発明の表面処理剤は、特にポリエステル
フィルムやポリオレフィンフィルム等にガスバリア性被
膜を形成するのに有効に用いられる。この場合、本発明
の表面処理剤の塗布方法としては、浸漬法、スプレー
法、ロールコート法、はけ塗り法など従来公知の各種塗
装法が可能である。また、被処理物とフィルムとの密着
性を上げるためにプライマー処理やコロナ放電処理を行
って塗布するようにしてもよい。未硬化のまま保護被膜
的に使用する場合、塗装後の基材を室温下に放置し、水
分を揮発させるだけでよい。室温硬化で架橋を進め高硬
度被膜とする場合には、縮合触媒を添加した表面処理剤
を塗装した基材を、室温下に0.1〜30日間放置すれ
ば、良好な硬化被膜が得られる。加熱硬化で架橋を進め
高硬度被膜とする場合には、無触媒或いは縮合触媒を添
加した表面処理剤を塗装した基材を、50〜300℃の
温度範囲に0.5分〜200時間維持することにより達
成される。なお、本発明による表面処理剤のガスバリア
性被膜の厚さは、適宜選定されるが、0.1〜20μ
m、特に0.2〜1.5μmであることが好ましい。
The surface treating agent of the present invention is particularly effectively used for forming a gas barrier coating on a polyester film, a polyolefin film or the like. In this case, as the method for applying the surface treatment agent of the present invention, various conventionally known coating methods such as a dipping method, a spray method, a roll coating method and a brush coating method can be used. Further, in order to improve the adhesion between the object to be treated and the film, a primer treatment or a corona discharge treatment may be performed for coating. When used as a protective film in an uncured state, the coated substrate may be left at room temperature to evaporate water. When curing at room temperature to proceed with crosslinking to form a high hardness coating, a substrate coated with a surface treatment agent containing a condensation catalyst is left at room temperature for 0.1 to 30 days to obtain a good cured coating. . When the crosslinking is advanced by heat curing to form a high hardness coating, the substrate coated with the surface treatment agent containing no catalyst or condensation catalyst is maintained in the temperature range of 50 to 300 ° C. for 0.5 minutes to 200 hours. It is achieved by The thickness of the gas barrier coating of the surface treatment agent according to the present invention is appropriately selected, but it is 0.1 to 20 μm.
m, particularly preferably 0.2 to 1.5 μm.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、ガスバリア性に優れ、
透明、可撓性の被膜を形成でき、またこの被膜は、耐候
性に優れ、経時での変色が可及的に抑制されたものであ
る。
According to the present invention, the gas barrier property is excellent,
A transparent and flexible coating can be formed, and this coating is excellent in weather resistance and whose discoloration over time is suppressed as much as possible.

【0039】[0039]

【実施例】以下、調製例と、実施例及び比較例を示し、
本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に
制限されるものではない。なお、下記の例で部は重量部
を示す。
[Examples] Hereinafter, Preparation Examples, Examples and Comparative Examples will be shown.
The present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, parts indicate parts by weight.

【0040】〔調製例〕2リットルのフラスコに、メチ
ルトリメトキシシラン408g(3.0モル)を仕込
み、窒素雰囲気下、0℃で水800gを加えてよく混合
した。ここに、氷冷下、0.05Nの塩酸水溶液216
gを40分間かけて滴下し、加水分解反応を行った。滴
下終了後、10℃以下で1時間撹拌した後、室温で3時
間撹拌して、加水分解反応を完結させた。
[Preparation Example] 408 g (3.0 mol) of methyltrimethoxysilane was charged into a 2-liter flask, and 800 g of water was added at 0 ° C. under a nitrogen atmosphere and mixed well. Here, under ice cooling, a 0.05N hydrochloric acid aqueous solution 216
g was added dropwise over 40 minutes to carry out a hydrolysis reaction. After completion of dropping, the mixture was stirred at 10 ° C. or lower for 1 hour and then at room temperature for 3 hours to complete the hydrolysis reaction.

【0041】次いで、加水分解で生成したメタノール及
び水を70℃×60Torrの条件下で1時間減圧留去
し、1136gの溶液を得た。溶液は白濁しており、1
昼夜静置すると2層に分離し、水に不溶となったシリコ
ーン樹脂は沈降した。
Then, the methanol and water produced by hydrolysis were distilled off under reduced pressure for 1 hour at 70 ° C. × 60 Torr to obtain 1136 g of a solution. The solution is cloudy, 1
When left standing for 24 hours, it was separated into two layers, and the water-insoluble silicone resin settled.

【0042】この白濁溶液から一部サンプリングし、水
不溶となったシリコーン樹脂をメチルイソブチルケトン
を用いて溶解させ、水層から分離した。脱水処理後、メ
チルグリニャールを反応させ、シラノール基を定量した
ところ、シラノール基の含有量は11.0重量%(対シ
リコーン樹脂)であった。またGPC測定の結果、この
シリコーン樹脂の数平均分子量は1.8×103であっ
た。
A part of the cloudy solution was sampled, the water-insoluble silicone resin was dissolved using methyl isobutyl ketone, and separated from the aqueous layer. After the dehydration treatment, methyl Grignard was reacted and the silanol group was quantified. As a result, the silanol group content was 11.0% by weight (based on the silicone resin). As a result of GPC measurement, the number average molecular weight of this silicone resin was 1.8 × 10 3 .

【0043】このシラノール基含有シリコーン樹脂の構
造は、赤外吸収スペクトル分析及び29NMR分析により
決定した。風乾により溶剤を除去した被膜の赤外吸収ス
ペクトルで、3200cm-1を中心にシラノール基に由
来する幅広い吸収が観測される一方、メトキシ基の炭素
−水素結合の伸縮振動に由来する2840cm-1付近に
吸収は観測されなかった。別法として、残存メトキシ基
をアルカリクラッキング法で留去し定量することを試み
たが、メタノールは検出されず、赤外吸収スペクトル分
析の結果が裏付けられた。この結果から、メトキシ基は
完全に加水分解されていると判断された。
The structure of the silanol group-containing silicone resin was determined by infrared absorption spectrum analysis and 29 NMR analysis. In the infrared absorption spectrum of the film from which the solvent was removed by air-drying, a broad absorption derived from the silanol group was observed centered on 3200 cm −1 , while at about 2840 cm −1 derived from the stretching vibration of the carbon-hydrogen bond of the methoxy group. No absorption was observed in. As an alternative method, the residual methoxy group was distilled off by an alkali cracking method to quantify it, but methanol was not detected, and the result of the infrared absorption spectrum analysis was confirmed. From this result, it was determined that the methoxy group was completely hydrolyzed.

【0044】29NMR分析では、以下に示すT単位の各
構造は、出現する化学シフトの位置違いから判別可能で
ある。 T−1単位 CH3−Si(−O−Si≡)1(−OH)
2 −46〜48ppm T−2単位 CH3−Si(−O−Si≡)2(−OH)
1 −54〜58ppm T−3単位 CH3−Si(−O−Si≡)3
−62〜68ppm
In the 29 NMR analysis, each structure of the T unit shown below can be discriminated from the difference in the position of the chemical shift that appears. T-1 units CH 3 -Si (-O-Si≡) 1 (-OH)
2 -46~48ppm T-2 units CH 3 -Si (-O-Si≡) 2 (-OH)
1 -54~58ppm T-3 units CH 3 -Si (-O-Si≡) 3
-62 to 68 ppm

【0045】このシラノール基含有シリコーン樹脂の29
NMR分析を行ったところ、T−1単位を2モル%、T
−2単位を42モル%、T−3単位を56モル%含んで
いるとわかった。
29 of the silanol group-containing silicone resin
When NMR analysis was performed, T-1 unit was 2 mol%, T
-2 units were found to contain 42 mol% and T-3 units contained in 56 mol%.

【0046】以上の分析結果から、得られたシリコーン
樹脂は以下の平均組成式で表すことができる。 (CH31.0Si(OH)0.441.28 この組成式から算出されるシラノール基含有量は10.
5重量%であり、実測値ともよく一致している。
From the above analysis results, the obtained silicone resin can be represented by the following average composition formula. (CH 3 ) 1.0 Si (OH) 0.44 O 1.28 The silanol group content calculated from this composition formula is 10.
It was 5% by weight, which is in good agreement with the measured value.

【0047】次に、この水溶液にメタクリル酸メチル
(MMA)210g及びアクリル酸ブチル(BA)90
gを加え、沈降したシリコーン樹脂を溶解し、シリコー
ン樹脂含有MMA/BA溶液として水層から分離した。
分離後の溶液に水を500g加え、10分間十分撹拌混
合した後、静置し、水層を分離した。有機層中に含有さ
れるメタノールをGCで定量したところ、本溶液中に
0.2重量%検出された。最終的に不揮発分40.2重
量%(105℃×3時間)のMMA/BA溶液(A)が
505g得られた。
Next, 210 g of methyl methacrylate (MMA) and 90% of butyl acrylate (BA) were added to this aqueous solution.
g was added, the precipitated silicone resin was dissolved, and a silicone resin-containing MMA / BA solution was separated from the aqueous layer.
Water (500 g) was added to the separated solution, and the mixture was stirred and mixed for 10 minutes, and then allowed to stand to separate an aqueous layer. When the amount of methanol contained in the organic layer was quantified by GC, 0.2% by weight was detected in this solution. Finally, 505 g of an MMA / BA solution (A) having a nonvolatile content of 40.2% by weight (105 ° C x 3 hours) was obtained.

【0048】〔実施例〕撹拌機、コンデンサー、温度計
及び窒素ガス導入口を備えた重合容器に、脱イオン水を
730部、pH緩衝剤として炭酸ソーダを0.47部、
ホウ酸を4.70部仕込み、撹拌しながら60℃に昇温
した後、窒素置換した。これにロンガリット1.75
部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムの1%水溶液
0.12部、硫酸第1鉄の1%水溶液0.04部を添加
すると同時に、調製例で得たシリコーン樹脂含有MMA
/BA溶液(A)700部、γ−メタクリロキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン7部、t−ブチルハイドロパ
ーオキサイド(純分69%)2.1部、反応性界面活性
剤アクアロンRN−20(第一工業製薬(株)製/商品
名)49部からなる混合液を、重合容器内の温度を60
℃に保持しながら2.5時間かけて均一に添加し、更に
60℃にて2時間反応させて重合を完了させ、シリコー
ン樹脂含有エマルジョンを得た。
[Example] In a polymerization vessel equipped with a stirrer, a condenser, a thermometer and a nitrogen gas inlet, 730 parts of deionized water, 0.47 parts of sodium carbonate as a pH buffer,
4.70 parts of boric acid was charged, the temperature was raised to 60 ° C. with stirring, and then the atmosphere was replaced with nitrogen. Rongalit 1.75
Parts, 0.12 parts of a 1% aqueous solution of disodium ethylenediaminetetraacetate and 0.04 parts of a 1% aqueous solution of ferrous sulfate, and at the same time, the silicone resin-containing MMA obtained in Preparation Example
/ BA solution (A) 700 parts, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane 7 parts, t-butyl hydroperoxide (pure content 69%) 2.1 parts, reactive surfactant Aqualon RN-20 (Daiichi Kogyo) A mixture of 49 parts manufactured by Pharmaceutical Co., Ltd. (trade name) was heated at a temperature of 60 in a polymerization vessel.
While maintaining the temperature at 0 ° C, the solution was added uniformly over 2.5 hours and further reacted at 60 ° C for 2 hours to complete the polymerization to obtain a silicone resin-containing emulsion.

【0049】このエマルジョンを表面処理剤として用
い、厚さ25μmのPETフィルムにバーコーダーにて
0.8μm厚になるように塗布し、100℃で1分乾燥
した。
Using this emulsion as a surface treating agent, a PET film having a thickness of 25 μm was applied with a bar coater to a thickness of 0.8 μm, and dried at 100 ° C. for 1 minute.

【0050】得られた表面処理フィルムは、透明で密着
性がよく、可撓性に優れ、酸素透過度は3.25cc/
2・24hr・atmであった。このフィルムを戸外
の太陽光に2週間暴露しても全く変化はなく、耐候性に
優れていることを確認した。
The surface-treated film obtained was transparent and had good adhesion, excellent flexibility, and an oxygen permeability of 3.25 cc /
It was m 2 · 24 hr · atm. It was confirmed that there was no change even when this film was exposed to outdoor sunlight for 2 weeks, and that it had excellent weather resistance.

【0051】〔比較例〕四ツ口フラスコに撹拌機、温度
計を取付け、水200g、ドデシルベンゼンスルフォン
酸ナトリウム0.6g、過硫酸アンモニウム0.68g
を仕込み、窒素ガスで置換し、80℃に昇温後、アクリ
ル酸ブチル47.9g、メタクリル酸メチル49.6
g、メタクリル酸2.5g、水30g、ドデシルベンゼ
ンスルフォン酸ナトリウム0.7gを混合したものを3
時間かけて連続的に滴下した。滴下終了後、80℃で1
時間加熱し、冷却後、200メッシュ金網で濾過し、乳
化重合物を得た。
[Comparative Example] A four-necked flask equipped with a stirrer and a thermometer, 200 g of water, 0.6 g of sodium dodecylbenzene sulfonate, and 0.68 g of ammonium persulfate.
Was charged, the atmosphere was replaced with nitrogen gas, the temperature was raised to 80 ° C., and then 47.9 g of butyl acrylate and 49.6 g of methyl methacrylate.
g, 2.5 g of methacrylic acid, 30 g of water, 0.7 g of sodium dodecylbenzene sulfonate are mixed to obtain 3
It dripped continuously over time. After the dropping is completed, 1 at 80 ℃
After heating for an hour and cooling, it was filtered through a 200-mesh wire net to obtain an emulsion polymer.

【0052】次に、γ−アミノプロピルトリエトキシシ
ラン20gを水80gに加え、23℃で3時間撹拌し、
透明な液体を得た。この液へ20gの乳化重合物を30
分かけて滴下し、ガスバリア用表面処理組成物を得た。
Next, 20 g of γ-aminopropyltriethoxysilane was added to 80 g of water and stirred at 23 ° C. for 3 hours,
A clear liquid was obtained. To this liquid, 30 g of emulsion polymer is added.
The mixture was added dropwise over minutes to obtain a gas barrier surface treatment composition.

【0053】この組成物を用いて実施例と同様に処理
し、戸外太陽光に2週間暴露したところ、フィルムは黄
色に変色した。
When this composition was treated in the same manner as in Example and exposed to outdoor sunlight for 2 weeks, the film turned yellow.

フロントページの続き (72)発明者 山谷 正明 群馬県碓氷郡松井田町大字人見1番地10 信越化学工業株式会社シリコーン電子材料 技術研究所内 Fターム(参考) 4F006 AA12 AA35 AB39 AB52 BA03 BA05 DA00 DA04 4F100 AH01A AH03A AK42 AK52A AT00B BA02 GB15 JD02 JD02A JK07 JK17 JL09 JM01A JN01 YY00A 4J038 CC031 CC081 CF011 CF021 CG031 CG081 CG141 CG161 CG171 CH031 CH041 CH071 CH121 CH141 CH171 CH201 CL001 DB221 DL052 DL072 DL092 DL112 DL122 NA08 NA10 PB04 PC08 Continued front page    (72) Inventor Masaaki Yamatani             Gunma Prefecture Usui District, Matsuida Town             Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Silicone electronic materials             Inside the technical laboratory F-term (reference) 4F006 AA12 AA35 AB39 AB52 BA03                       BA05 DA00 DA04                 4F100 AH01A AH03A AK42 AK52A                       AT00B BA02 GB15 JD02                       JD02A JK07 JK17 JL09                       JM01A JN01 YY00A                 4J038 CC031 CC081 CF011 CF021                       CG031 CG081 CG141 CG161                       CG171 CH031 CH041 CH071                       CH121 CH141 CH171 CH201                       CL001 DB221 DL052 DL072                       DL092 DL112 DL122 NA08                       NA10 PB04 PC08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)式 1−SiZ3で表される構造単
位(T単位)を30〜100モル%含有し、かつこのT
単位のうち、式 1−Si(OH)Z’2で表されるシラ
ノール基を1個含有する構造単位(T−2単位)を30
〜80モル%含有し(但し、上記式中、R1は置換又は
非置換の1価炭化水素基を示し、ZはOH基、加水分解
性基又はシロキサン残基を示し、Z’はシロキサン残基
を示す。)、数平均分子量が500以上であるシラノー
ル基含有シリコーン樹脂100重量部と、(b)ラジカ
ル重合性ビニルモノマー10〜1000重量部とを含有
する混合溶液を乳化重合して得られるシリコーン樹脂含
有エマルジョンを主成分として含有することを特徴とす
るガスバリア用表面処理剤。
1. Formula (a) R1-SiZ3The structure represented by
Unit (T unit) of 30 to 100 mol% and
Out of unit, expression R1-Si (OH) Z '2Shira represented by
30 structural units (T-2 unit) containing one norl group
~ 80 mol% (provided that in the above formula, R1Is a substitution or
Indicates an unsubstituted monovalent hydrocarbon group, Z is an OH group, hydrolyzed
Group or siloxane residue, Z'is a siloxane residue
Indicates. ), A silanone having a number average molecular weight of 500 or more
100 parts by weight of a silicone resin containing a ru group, and (b)
10 to 1000 parts by weight of a polymerizable vinyl monomer
Containing a silicone resin obtained by emulsion polymerization of the mixed solution
Characterized by containing an emulsion as a main component
Surface treatment agent for gas barrier.
【請求項2】 シラノール基含有シリコーン樹脂がシラ
ノール基を5重量%以上含有する請求項1記載の表面処
理剤。
2. The surface treating agent according to claim 1, wherein the silanol group-containing silicone resin contains 5% by weight or more of silanol groups.
【請求項3】 ラジカル重合性ビニルモノマー中、炭素
数1〜18のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸ア
ルキルエステルの含有量が1〜100モル%を含む請求
項1又は2記載の表面処理剤。
3. The surface treating agent according to claim 1, wherein the radical-polymerizable vinyl monomer contains 1 to 100 mol% of a (meth) acrylic acid alkyl ester having an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. .
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