JP2017505361A - 混合剥離材料 - Google Patents

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Abstract

架橋シリコーン、架橋フルオロシリコーン、及び非官能性フルオロシリコーンを含む、混合された剥離材料が記載される。剥離ライナーを有する物品及び接着物品、並びに、かかる混合された剥離材料及びこれを組み込んだ物品の製造方法についても述べる。【選択図】図1

Description

発明の詳細な説明
[分野]
本開示は、高性能の混合された剥離材料に関する。詳細には、架橋シリコーン、架橋フルオロシリコーン、及び非官能性フルオロシリコーンを含む剥離材料について述べる。剥離ライナーを有する物品及び接着物品についても述べる。本開示は、かかる混合剥離材料及びそれらを組み込んだ物品の製造方法にも関する。
[概要]
簡単に述べると、本開示は、(a)官能性の非フッ素化シリコーンポリマーと、(b)官能性フルオロシリコーンポリマーと、(c)非官能性フルオロシリコーンポリマーと、の混合物を含む組成物を提供する。
特定の実施形態では、前記混合物は、(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも50重量%の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含み、例えば、特定の実施形態では、混合物は、(a)及び(b)の総重量に対して65〜97重量%、例えば80〜95重量%(端点を含む)の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む。特定の実施形態では、前記混合物は、(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも3重量%、例えば少なくとも5重量%の官能性フルオロシリコーンポリマーを含む。例えば、前記混合物は、(a)及び(b)の総重量に対して3〜35重量%、例えば4〜30重量%、5〜20重量%、又は8〜15重量%の官能性フルオロシリコーンポリマーをしばしば含む。特定の実施形態では、前記混合物は、100重量部の(a)及び(b)当り、少なくとも1重量部の非官能性フルオロシリコーンポリマーを含む。特定の実施形態では、前記混合物は、100重量部の(a)及び(b)当り、30重量部以下、例えば、15重量部以下の非官能性フルオロシリコーンポリマーを含む。
特定の実施形態では、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーは少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有する。特定の実施形態では、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、1当量当たり500〜5000gのビニル当量を有する。
特定の実施形態では、前記官能性フルオロシリコーンポリマーは、少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有する。特定の実施形態では、前記官能性フルオロシリコーンポリマーは、1当量当たり500〜40,000g、例えば、1当量当り1,000〜20,000g、例えば1,500〜10,000gのビニル当量を有する。特定の実施形態では、官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比は少なくとも1であり、例えば、特定の実施形態では、官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比は、少なくとも2〜6(端点を含む)の間である。
特定の実施形態では、非官能性フルオロシリコーンポリマーは、2個以上のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を有し、例えば、特定の実施形態では、非官能性フルオロシリコーンポリマーのフッ素化基はノナフルオロヘキシル基、すなわち、−CHCH−Cを含む。
特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーは、2個以上のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を有し、例えば、特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーのフッ素化基はノナフルオロヘキシル基、すなわち、−CHCH−Cを含む。
特定の実施形態では、組成物は更に、シリコーン架橋剤及びフルオロシリコーン架橋剤の少なくとも一方、例えば、ケイ素結合ヒドリドの基を有する少なくとも1つの架橋剤を含む。
別の態様では、本開示は、上記の実施形態のいずれかに記載の組成物を含む硬化剥離材料であって、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマー及び前記官能性フルオロシリコーンポリマーが架橋されている、硬化剥離材料を提供する。特定の実施形態では、前記架橋された官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーとシリコーン架橋剤との反応生成物を含む。特定の実施形態では、前記架橋された官能性フルオロシリコーンポリマーは、前記官能性フルオロシリコーンポリマーとフルオロシリコーン架橋剤との反応生成物を含む。
更なる別の態様では、本開示は、基材と、前記基材の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に接合された、上記の実施形態のいずれかに記載の硬化剥離材料と、を含む剥離ライナーを提供する。
別の態様では、本開示は、上記の実施形態のいずれかに記載の剥離ライナーと、前記硬化剥離材料の少なくとも1つの表面の前記少なくとも一部に接触する接着剤と、を含む接着物品を提供する。特定の実施形態では、前記接着剤は、シリコーン接着剤、例えば、電子線硬化型シリコーン接着剤、シリコーンポリ尿素接着剤、又はポリジオルガノジロキサン−ポリオキサミド接着剤である。
別の態様では、本開示は、剥離物品を形成する方法であって、上記の実施形態のいずれかに記載の組成物を、基材の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に塗布することと、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマー及び前記官能性フルオロシリコーンポリマーを架橋することと、を含む方法を提供する。特定の実施形態では、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーを架橋することは、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーをシリコーン架橋剤と反応させることを含む。特定の実施形態では、前記官能性フルオロシリコーンポリマーを架橋することは、前記官能性フルオロシリコーンポリマーをフルオロシリコーン架橋剤と反応させることを含む。
別の態様では、本開示は、接着物品を形成する方法であって、上記実施形態のいずれかに記載の剥離材料に接着剤を塗布することを含む方法を提供する。特定の実施形態では、前記接着剤を塗布することは、硬化した接着剤を前記剥離材料にラミネートすることを含む。特定の実施形態では、前記接着剤を塗布することは、未硬化の接着剤を前記剥離材料に塗布することと、前記接着剤を硬化することとを含む。
更なる一態様では、本開示は、(a)(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも80重量%以上95重量%以下の、少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する官能性非フッ素化シリコーンポリマーと、(b)(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも5重量%以上20重量%以下、例えば少なくとも8重量%かつ15重量%以下の、少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する官能性フルオロシリコーンポリマーと、(c)100重量部の(a)及び(b)に対して少なくとも1重量部以上15重量部以下の非官能性フルオロシリコーンポリマーと、の混合物を含む、組成物を提供する。
本開示の上記の概要は本発明の各実施形態を述べることを目的としたものではない。本発明の1つ以上の実施形態の詳細について、以下の説明文においても記載する。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、かかる説明文及び特許請求の範囲より明らかとなろう。
本開示の特定の実施形態に基づく剥離物品を示す。 本開示の特定の実施形態に基づく接着物品を示す。
[詳細な説明]
感圧接着剤(PSA)は重要な材料の1つのクラスである。一般的に、PSAは軽い圧力(例えば、指の圧力)で基材に接着し、その最大接着強度を得るうえで後硬化(例えば熱又は照射による)を通常は必要としない。PSAの様々な化学的性質が利用可能である。シリコーンPSAは以下の有用な特徴の1つ以上を提供する。すなわち、低表面エネルギー(LSE)面との接着性、極端に高い温度及び低い温度での性能、耐候性(紫外線(UV)、酸化、及び湿度に対する耐性を含む)、耐化学物質性(例えば、溶媒及び可塑剤)、並びに生物学的物質(例えば、カビ及び真菌類)に対する耐性である。
残念なことに、適当である一方で費用効果の高い剥離材料を見つけることは主要な課題の1つであり、シリコーン感圧接着剤が広く採用されるうえでの妨げとなっている。例えば、ウェットキャストシリコーン接着剤の安定した、一定で、滑らかな剥離を可能とする剥離材料は少ない。これらの接着剤自体はシリコーンベースのものであることから、ポリジメトキシシラン(PDMS)の化学的性質に基づいた従来の剥離ライナーは一般的には効果的でない。例えば、電子線硬化型シリコーン接着剤(例えば米国特許第8,541,181号(ブレスニック(Bresnick))に記載のもの)、シリコーンポリ尿素接着剤(例えば米国特許第7,078,093号(シェリダン(Sheridan))に記載のもの)、及びポリジオルガノシロキサン−ポリオキサミド接着剤(例えば国際公開第WO2011/082069号(ヘイズ(Hays)に記載のもの)などのシリコーン接着剤は、安定した、一定の、滑らかでかつ費用効果の高い剥離の点で課題がある。
フッ素化剥離コーティングはこれまでにも使用されてきたが選択は限定されていた。最も一般的なフッ素化剥離コーティングは、フルオロシリコーン材料、すなわち、少なくともいくらかのフッ素原子を含んだシリコーン材料である。しかしながら、市販のフルオロシリコーン剥離コーティングは通常、多くの一般的なフッ素化材料及びシリコーン剥離材料よりも高価である。
シリコーンPSAと使用するための費用効果の高いフルオロシリコーンベースの剥離材料を提供するために幾つかのアプローチが試みられてきた。例えば、米国特許出願公開第2012−0219794−A1号(「Fluorosilicone Blend Release Materials」)は、官能性フルオロシロキサンポリマーと官能性非フッ素化シロキサンポリマーとの混合物を含む剥離材料について記載している。また、米国特許出願公開第2011−0244226−A1号(「Blended Fluorosilicone Release Materials」)は、フルオロシロキサンポリマーと直鎖状フルオロポリマーとの混合物を含む剥離材料について記載している。これらの材料は、広範囲のシリコーンベースの接着剤との使用に適しているものの、特により強力で剥離が困難なシリコーンベースのPSAと使用するための、より効果的な剥離組成物が依然として求められている。
一般的に、本開示の剥離材料は、官能性の非フッ素化シロキサンポリマーと、官能性フルオロシリコーンポリマーと、非官能性フルオロシリコーンポリマーとの混合物を含む。架橋剤などの適当な添加剤も存在してもよい。
「ビニル当量」なる用語は、本明細書中の様々なポリマーを述べるために用いられる。本明細書で使用する、ポリマーなどのある物質の「ビニル当量」とは、グラムで表した参照物質の質量を、その物質中のエチレン性不飽和官能基のモル数で割った商のことを指す。したがって、5000gの質量及び2モルのエチレン性不飽和官能基を有するポリマー試料のビニル当量は5,000÷2、すなわち2,500gである。一般に、硬化性組成物中のポリマーのビニル当量が大きくなるのに従って、硬化後の組成物の架橋密度は小さくなる。
本明細書に述べられる様々なポリマーの重合度は、所望のビニル当量を有するポリマーを与えるようにしばしば選択される。あるポリマーのビニル当量とそのポリマーの重合度とは関連している。しかしながら、両者の間の正確な関係は、それぞれの重合したモノマー又はコモノマーの分子量、及びそれぞれの重合したモノマー又はコモノマー中のオレフィン単位の数などの、ポリマー中の各モノマー単位の化学的性質に依存している。したがって、当業者であれば、適当なモノマー又はコモノマー及び適当な重合度を選択することにより、所望のビニル当量を有するポリマーを容易に得ることができる。
官能性非フッ素化シリコーンポリマー。一般的に、官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、少なくとも2個の架橋性反応基、例えば、2個のエチレン性不飽和有機基を有するオルガノポリシロキサンポリマーである。特定の実施形態では、官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、2個の末端架橋性基、例えば2、個の末端エチレン性不飽和基を有する。特定の実施形態では、官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、ペンダント官能基、例えば、ペンダントエチレン性不飽和有機基を有する。特定の実施形態では、官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、1当量当たり20,000g以下、例えば、1当量当たり15,000g以下、又は更には10,000g以下のビニル当量を有する。特定の実施形態では、官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、1当量当たり少なくとも250g、例えば、1当量当たり少なくとも500g、又は更には少なくとも1000gのビニル当量を有する。特定の実施形態では、シリコーンポリマーは、1当量当たり500〜5000g、例えば、1当量当たり750〜4000g、又は更には1当量当たり1000〜3000gのビニル当量を有する。
代表的な官能性非フッ素化シリコーンポリマーとしては、トリオルガノシロキシ末端封鎖ポリジオルガノシロキサンポリマーを含むものが挙げられる。特定の実施形態では、ポリマーは、RSiO2/2単位(すなわち、「D」単位)、及びRSiO1/2単位(すなわち、「M」単位)を含み、ただし、各R基は、少なくとも2個のR基が末端エチレン性不飽和結合を有するものとして、独立して飽和又はエチレン性不飽和の、置換又は非置換の炭化水素ラジカルを表す。特定の実施形態では、残りのR基は飽和炭化水素ラジカルである。特定の実施形態では、残りのR基はメチルラジカルである。
特定の実施形態では、エチレン性不飽和ラジカルは、式−(CHCH=CH(式中、mは、0、1、2、3、又は4である)からなる群から独立して選択される。特定の実施形態では、mは0であり、エチレン性不飽和ラジカルはビニルラジカルである。特定の実施形態では、mは4であり、エチレン性不飽和ラジカルは、5−ヘキセニルラジカルである。
特定の実施形態では、エチレン性不飽和ラジカルは、ビニルラジカル、及び式R’(CHCH=CH(式中、R’は、−(CH−、又は−(CHCH=CH−であり、xは、1、2、又は3の値を有し、yは0、3、又は6の値を有し、zは3、4、又は5の値を有する)により表される高級アルケニルラジカルからなる群から独立して選択される。
特定の実施形態では、微量の非直鎖状シロキサン単位、すなわちSiO4/2単位(すなわち「Q」単位)及びRSiO3/2単位(すなわち「T」単位)が存在する。特定の実施形態では、ヒドロキシル及びアルコキシルなどの微量の他のケイ素結合ラジカルが存在してもよい。
平均で少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有する代表的な官能性非フッ素化シリコーンポリマーとしては、式MViVi Viを有するものが挙げられる(式中、MはM単位を表し、DはD単位を表し、上付き文字「Vi」はM又はD単位上のエチレン性不飽和官能基の存在を示し、x+yは重合度であり、x及びyの個々の値は上記に示した官能性当量を満たす)。
市販のMViVi Viの非フッ素化シリコーンポリマーとしては、例えばDMS−V05、DMS−V21、DMS−V22、DMS−V25、DMS−V31、及びDMS−V33などのジェレスト社(Gelest Inc.)よりDMS−Vの商品名で販売されるものが挙げられる。平均で少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有する他の市販の非フッ素化シリコーンポリマーとしては、SYL−OFF 2−7170及びSYL−OFF 7850(ダウ・コーニング社(Dow Corning Corporation)より入手可能)、VMS−T11及びSIT7900(ジェレスト社(Gelest Inc.)より入手可能)、SILMER VIN 70、SILMER VIN 100及びSILMER VIN 200(シルテック社(Siltech Corporation)より入手可能)、並びに2,4,6,8−テトラメチル−2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン(アルドリッチ社(Aldrich)より入手可能)が挙げられる。
官能性フルオロシリコーンポリマー。一般的に、少なくとも2個の架橋性反応性基、例えば、2個のエチレン性不飽和有機基を有する任意の周知のフルオロシリコーンポリマーを官能性フルオロシリコーンポリマーとして使用することができる。特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーは、2個の末端架橋性基、例えば、2個の末端エチレン性不飽和基を有する。特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーは、ペンダント官能基、例えば、ペンダントエチレン性不飽和有機基を有する。
代表的な官能性フッ素化シリコーンポリマーとしては、トリオルガノシロキシ末端封鎖ポリジオルガノシロキサンポリマーを含むものが挙げられる。特定の実施形態では、ポリマーは、RSiO2/2単位(すなわち、「D」単位)、及びRSiO1/2単位(すなわち、「M」単位)(各R基は、少なくとも2個のR基が末端エチレン性不飽和結合を有するものとして、独立して飽和又はエチレン性不飽和の、置換又は非置換の炭化水素ラジカルを表す)を含む。残りのR基の少なくとも一部はフッ素化炭化水素ラジカルである。
特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンは、シロキサン主鎖と、少なくとも1個のペンダントフッ素化基、例えば連結基によってシロキサン主鎖に結合されたフルオロアルキル又はフルオロエーテル基とを有するフルオロオルガノポリシロキサンポリマーである。特定の実施形態では、ペルフルオロアルキル基は、C1〜C6、例えば、C2〜C6、又はC2〜C4のペルフルオロアルキル基、例えば、−Cである。特定の実施形態では、連結基は少なくとも2個の炭素原子、例えば、−Cを有するアルキレン基である。例えば、特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーは、シロキサン主鎖と、−C−連結基によって主鎖と結合されたペンダント−C−基とを有する。特定の実施形態では、ペンダントフッ素化基はフルオロエーテル基である。適当なフルオロエーテル基については、米国特許出願第61/829,577号(2013年5月31日出願)の詳細な説明に記載されており、下記に示す構造中のOR’に代表される。
Figure 2017505361

下記構造中、各Rは、独立してアルキル又はアリールであり、
R’は、式:
−CF−C2q−X−C2r−F
(式中、q及びrは独立して0〜4であり、
Xは共有結合、−O−、又は−NR (ただしR は、C〜Cのペルフルオロアルキルである)である)のペルフルオロアルキルである。
例えば、好ましいフルオロエーテル基の1つは、−OCHCF(CF)OCFCF(CF)OCの構造を有し、−CHCHCH−連結基によってシロキサン主鎖と結合されている。
特定の実施形態では、エチレン性不飽和ラジカルは、式−(CHCH=CH(式中、mは、0、1、2、3、又は4である)により表わされるアルケニルラジカルからなる群から独立して選択される。特定の実施形態では、mは0であり、エチレン性不飽和ラジカルはビニルラジカルである。特定の実施形態では、mは4であり、エチレン性不飽和ラジカルは、5−ヘキセニルラジカルである。
特定の実施形態では、エチレン性不飽和ラジカルは、ビニルラジカル、及び式R’(CHCH=CH(式中、R’は、−(CH−、又は−(CHCH=CH−であり、xは、1、2、又は3の値を有し、yは0、3、又は6の値を有し、zは3、4、又は5の値を有する)により表される高級アルケニルラジカルからなる群から独立して選択される。
平均で少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有する代表的な官能性フッ素化シリコーンポリマーとしては、式MViRF Vi Viを有するものが挙げられる(式中、MはM単位を表し、DはD単位を表し、DRFはフッ素化されたD単位を表し、上付き文字「Vi」はD又はM単位上のエチレン性不飽和官能基の存在を示し、x+y+zの合計は全体の重合度であり、x及びy及びzの個々の値は上記に示した官能性当量を満たす)。yの値は少なくとも1であり、好ましくは、yはx+y+zの合計の少なくとも10%である。
特定の実施形態では、微量の非直鎖状シロキサン単位、すなわちSiO4/2単位(すなわち、「Q」単位)及びRSiO3/2単位(すなわち、「T」単位)が存在する。特定の実施形態では、ヒドロキシル及びアルコキシルなどの微量の他のケイ素結合ラジカルが存在してもよい。
特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーは、1当量当たり50,000g以下、例えば、1当量当たり30,000g以下、又は更には25,000g以下のビニル当量を有する。特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーは、1当量当たり少なくとも500g、例えば、1当量当たり少なくとも1,000g、例えば、1当量当り少なくとも2,000、又は更には3,000gのビニル当量を有する。特定の実施形態では、官能性フルオロシリコーンポリマーは、1当量当たり500〜40,000g、例えば1当量当たり1000〜20,000g、例えば1当量当り1500〜10,000g、例えば、1当量当り2000〜8000g、又は更には1当量当たり3000〜7000gのビニル当量を有する。
更に、本発明者らは、官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比を用いて剥離力を調節することが可能であることを見出した。詳細には、この比が大きくなるのにしたがってより低い剥離力を得ることができる。特定の実施形態では、官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比は少なくとも1、例えば、少なくとも2、少なくとも2.5、又は更には少なくとも3である。特定の実施形態では、この比は、2〜20、例えば2〜15、2〜10、2〜5、2.5〜5.5,又は3〜5である。上記に述べた範囲のいずれか1つを本明細書に述べられるいずれかの実施形態で用いることができ、本明細書の他のいずれかの実施形態又は態様と組み合わせることができる。
多くの有用な市販の官能性フルオロシリコーンポリマーが、ダウ・コーニング社(Dow Corning Corporation)(ミシガン州ミッドランド)から、例えばSYL−OFF Q2−7785及びSYL−OFF 7786などの商品名のSYL−OFFシリーズとして入手可能である。他の官能性フルオロシリコーンポリマーが、モメンティブ社(Momentive)(オハイオ州コロンバス)、信越化学工業株式会社(日本)、及びワッカー・ケミー(Wacker Chemie)(ドイツ)より市販されている。更なる官能性フルオロシリコーンポリマーについて、米国特許第5,082,706号(タングニー(Tangney))の第5段67行〜第7段27行に成分(e)として記載されている。
架橋剤。官能性フルオロシリコーンポリマー及び官能性非フッ素化シリコーンポリマーは、適当な架橋剤と組み合わされた場合に、剥離コーティング組成物を形成するうえで特に有用である。適当な架橋剤は一般的に知られている。代表的な架橋剤としては、オルガノ水素シロキサン架橋剤、すなわち、ケイ素結合ヒドリドの基を有するシロキサンポリマーが挙げられる。適当なヒドリド官能性シリコーン架橋剤としては、ダウ・コーニング社(Dow Corning Corporation)よりSYL−OFF 7488、SYL−OFF 7048及びSYL−OFF 7678の商品名で販売されるものが挙げられる。適当なヒドリド官能性フルオロシリコーン架橋剤としては、ダウ・コーニング社(Dow Corning Corporation)よりSYL−OFF Q2−7560及びSL−7561の商品名で販売されるものが挙げられる。他の有用な架橋剤が、米国特許第5,082,706号(タングニー(Tangney))及び同第5,578,381号(ハマダ(Hamada)ら)に開示されている。
非官能性フルオロシリコーンポリマー。本明細書で使用するところの非官能性フルオロシリコーンポリマーとは、エチレン性不飽和基もSi−H基も有さず、これらのいずれかと反応する基も有さないフルオロシリコーンポリマーのことを指す。特定の実施形態では、非官能性フルオロシリコーンポリマーは、エポキシ及びアルコキシ基などの特定の反応性基を有してもよいが、これはこれらの基がエチレン性不飽和機ともSi−H基とも容易に反応しないことによる。非官能性フルオロシリコーンポリマーは任意の適当な分子量を有することができる。一般的な数平均分子量は、250〜250,000ダルトン、例えば1,000〜200,000ダルトン、例えば5,000〜175,000ダルトン、例えば10,000〜150,000ダルトンである。上記に述べた範囲のいずれか1つを本明細書に述べられるいずれかの実施形態で用いることができ、本明細書の他のいずれかの実施形態又は態様と組み合わせることができる。
特定の実施形態では、非官能性フルオロシリコーンポリマーは、官能性フルオロシリコーンから、官能基のすべて又はほぼすべてを非官能性基に変換することによって調製することができる。本明細書で使用するところの「キャッピング」なる用語は、例えば反応を通じて官能基を非官能性基に変換するプロセスのことを指す。特定の実施形態では、エチレン性不飽和基は、ペンタメチルジシロキサンなどのモノヒドリド官能性化合物と反応させることによってキャッピングすることができる。
代表的な非官能性フッ素化シリコーンポリマーとしては、式MDRf Mを有するものが挙げられる(式中、MはM単位を表し、DはD単位を表し、DRFはフッ素化されたD単位を表し、x+yの合計は重合度であり、yの値は少なくとも1であり、好ましくはyはx+yの合計の少なくとも10%である)。特定の実施形態では、微量の非直鎖状シロキサン単位、すなわちSiO4/2単位(すなわち、「Q」単位)及びRSiO3/2単位(すなわち、「T」単位)が存在する。
特定の実施形態では、非官能性フルオロシリコーンは、シロキサン主鎖と、1個以上のペンダントフッ素化基、例えば連結基によってシロキサン主鎖に結合されたフルオロアルキル又はフルオロエーテル基とを有するフルオロオルガノポリシロキサンポリマーである。特定の実施形態では、ペルフルオロアルキル基は、C1〜C6、例えばC2〜C6、又はC2〜C4のペルフルオロアルキル基、例えば、−Cである。特定の実施形態では、連結基は少なくとも2個の炭素原子、例えば、−Cを有するアルキレン基である。例えば、特定の実施形態では、非官能性フルオロシリコーンポリマーは、シロキサン主鎖と、−C−連結基によって主鎖と結合されたペンダント−C−基とを有する。特定の実施形態では、ペンダントフッ素化基はフルオロエーテル基である。適当なフルオロエーテル基については、米国特許出願第61/829,577号(2013年5月31日出願)の詳細な説明に記載されており、上記で述べた構造中のOR’に代表される。これらの基は、本明細書に開示されるいずれの実施形態又は実施形態の組み合わせとも使用することができる。
代表的な非官能性フッ素化シリコーンポリマーとしては、式MRf を有するものが挙げられる(式中、MはM単位を表し、DはD単位を表し、DRFはフッ素化されたD単位を表し、cはM又はD単位上に存在する任意の官能基のキャッピングを示し、x+y+zの合計は重合度であり、yの値は少なくとも1であり、好ましくはyはx+y+zの合計の少なくとも10%である)。
触媒。特定の実施形態では、1種類以上の触媒が存在してもよい。適当な触媒としては、例えば、白金系及びパラジウム系の触媒などの貴金属触媒が挙げられる。特定の実施形態では、例えば、スズ系及び鉄系の触媒などの他の触媒が用いられてもよい。
本開示の組成物は、(a)官能性非フッ素化シリコーンポリマー、(b)官能性フルオロシリコーンポリマー、及び(c)非官能性フルオロシリコーンポリマー、を含む。剥離組成物を形成するために混合される異なる成分の相対量は、例えば、所望の剥離特性、硬化後の剥離組成物とともに使用される接着剤、並びに、官能性非フッ素化シリコーンポリマー、官能性フルオロシリコーンポリマー、及び非官能性フルオロシリコーンポリマーの特定の選択を含む、様々な因子によって決まる。
特定の実施形態では、組成物は、(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも50重量%(wt%)の官能性非フッ素化シリコーンポリマー、例えば、(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも65重量%、又は更には80重量%の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む。特定の実施形態では、組成物は、(a)及び(b)の総重量に対して97重量%以下、例えば、95重量%以下の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む。例えば、特定の実施形態では、組成物は、(a)及び(b)の総重量に対して65〜97重量%、例えば80〜95重量%の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む。
特定の実施形態では、組成物は、(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも3重量%、例えば、少なくとも5重量%、又は更には少なくとも8重量%の官能性フルオロシリコーンポリマーを含む。特定の実施形態では、組成物は、(a)及び(b)の総重量に対して50重量%以下、例えば、35重量%、例えば、20重量%以下、又は更には15重量%以下の官能性フルオロシリコーンポリマーを含む。例えば、特定の実施形態では、組成物は、(a)及び(b)の総重量に対して3〜35重量%、例えば、4〜30重量%、5〜20重量%、又は更には8〜15重量%の官能性フルオロシリコーンポリマーを含む。
特定の実施形態では、組成物は、100重量部の(a)及び(b)当り、少なくとも1重量部の非官能性フッ素化シリコーンポリマーを含む。特定の実施形態では、組成物は、100重量部の(a)及び(b)当り、少なくとも3重量部、例えば、少なくとも5重量部の非官能性フッ素化シリコーンポリマーを含む。特定の実施形態では、組成物は、100重量部の(a)及び(b)当り、30重量部以下、例えば25重量部以下、又は更には15重量部以下の非官能性フッ素化シリコーンポリマーを含む。特定の実施形態では、組成物は、100重量部の(a)及び(b)当り、3〜30重量部、例えば、5〜15重量部の非官能性フッ素化シリコーンポリマーを含む。
代表的な項目の一覧
以下の項目は、本明細書の異なる態様を代表するものであるが、限定を目的とするものではない。
項目1。
(a)官能性非フッ素化シリコーンポリマーと、
(b)官能性フルオロシリコーンポリマーと、
(c)非官能性フルオロシリコーンポリマーと、の混合物を含む、組成物。
項目2。前記混合物が、(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも50重量%の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む、項目1に記載の組成物。
項目3。前記混合物が、(a)及び(b)の総重量に対して65〜97重量%(端点を含む)の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む、項目2に記載の組成物。
項目4。前記混合物が、(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも3重量%の官能性フルオロシリコーンポリマーを含む、項目1〜3のいずれか1つに記載の組成物。
項目5。前記混合物が、(a)及び(b)の総重量に対して3〜35重量%の官能性フルオロシリコーンポリマーを含む、項目4に記載の組成物。
項目6。前記混合物が、100重量部の(a)及び(b)当り、少なくとも1重量部の非官能性フルオロシリコーンポリマーを含む、項目1〜5のいずれか1つに記載の組成物。
項目7。前記混合物が、100重量部の(a)及び(b)当り、30重量部以下の非官能性フルオロシリコーンポリマーを含む、項目6に記載の組成物。
項目8。前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーが少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有する、項目1〜7のいずれか1つに記載の組成物。
項目9。前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーが、1当量当たり500〜5000グラムのビニル当量を有する、項目8に記載の組成物。
項目10。前記官能性フルオロシリコーンポリマーが少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有する、項目1〜9のいずれか1つに記載の組成物。
項目11。前記官能性フルオロシリコーンポリマーが、1当量当たり500〜40,000グラムのビニル当量を有する、項目10に記載の組成物。
項目12。前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する前記官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比が少なくとも1である項目10又は11に記載の組成物。
項目13。前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する前記官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比が2〜20である、項目12に記載の組成物。
項目14。前記非官能性フルオロシリコーンポリマーが、2個以上のフッ素化炭素原子を有する1個以上のフッ素化基を有する、項目1〜13のいずれか1つに記載の組成物。
項目15。前記非官能性フルオロシリコーンポリマーのフッ素化基が、ノナフルオロヘキシル又はフッ素化エーテル基を含む、項目14に記載の組成物。
項目16。前記官能性フルオロシリコーンポリマーが、2個以上のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を有する、項目1〜15のいずれか1つに記載の組成物。
項目17。前記官能性フルオロシリコーンポリマーのフッ素化基が、ノナフルオロヘキシル又はフッ素化エーテル基を含む、項目16に記載の組成物。
項目18。シリコーン架橋剤及びフルオロシリコーン架橋剤の少なくとも一方を更に含む、項目1〜17のいずれか1つに記載の組成物。
項目19。少なくとも1つの架橋剤がケイ素結合ヒドリドの基を含む、項目18に記載の組成物。
項目20。項目1〜19のいずれか1つに記載の組成物を含む硬化剥離材料であって、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマー及び前記官能性フルオロシリコーンポリマーが架橋されている、硬化剥離材料。
項目21。前記架橋された官能性非フッ素化シリコーンポリマーが、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーとシリコーン架橋剤との反応生成物を含む、項目20に記載の硬化剥離材料。
項目22。前記架橋された官能性フルオロシリコーンポリマーが、前記官能性フルオロシリコーンポリマーとフルオロシリコーン架橋剤との反応生成物を含む、項目20又は21に記載の硬化剥離材料。
項目23。基材と、前記基材の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に接合された項目20〜22のいずれか1つに記載の硬化剥離材料と、を含む、剥離ライナー。
項目24。項目23の剥離ライナーと、前記硬化剥離材料の少なくとも1つの表面の前記少なくとも一部に接触する接着剤と、を含む、接着物品。
項目25。前記接着剤がシリコーン接着剤である、項目24に記載の接着物品。
項目26。前記シリコーン接着剤が電子線硬化シリコーン接着剤である、項目25に記載の接着物品。
項目27。前記シリコーン接着剤がシリコーンポリ尿素接着剤である、項目25に記載の接着物品。
項目28。前記シリコーン接着剤がポリジオルガノシロキサンポリオキサミド接着剤である、項目25に記載の接着物品。
項目29。剥離物品を形成する方法であって、項目1〜19のいずれか1つに記載の組成物を、基材の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に塗布することと、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマー及び前記官能性フルオロシリコーンポリマーを架橋することと、を含む方法。
項目30。前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーを架橋することが、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーをシリコーン架橋剤と反応させることを含む、項目29に記載の方法。
項目31。前記官能性フルオロシリコーンポリマーを架橋することが、前記官能性フルオロシリコーンポリマーをフルオロシリコーン架橋剤と反応させることを含む、項目29又は30に記載の方法。
項目32。前記組成物を塗布することが、溶媒中の前記組成物を塗布することを含み、前記方法が、溶媒を除去することを更に含む、項目29〜31のいずれか1つに記載の方法。
項目33。接着物品を形成する方法であって、項目20〜23のいずれか1つに記載の剥離材料に接着剤を塗布することを含む、方法。
項目34。前記接着剤を塗布することが、硬化した接着剤を前記剥離材料にラミネートすることを含む、項目33に記載の方法。
項目35。前記接着剤を塗布することが、未硬化の接着剤を前記剥離材料に塗布することと、前記接着剤を硬化することとを含む、項目33に記載の方法。
項目36。
(a)(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも80重量%以上95重量%以下の、少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する官能性非フッ素化シリコーンポリマーと、
(b)(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも5重量%以上20重量%以下の、少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する官能性フルオロシリコーンポリマーと、
(c)100重量部の(a)及び(b)に対して少なくとも1重量部以上15重量部以下の非官能性フルオロシリコーンポリマーと、の混合物を含む、組成物。
項目37。前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーが、1当量当たり500〜5000グラムのビニル当量を有し、前記官能性フルオロシリコーンポリマーが、1当量当たり500〜40,000グラムのビニル当量を有し、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する前記官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比が、少なくとも2〜6(端点を含む)の間である、項目36に記載の組成物。
項目38。前記非官能性フルオロシリコーンポリマーが、2個以上のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を含み、前記官能性フルオロシリコーンポリマーが、2個以上のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を有する、項目36又は37に記載の組成物。
項目39。項目36〜38のいずれか1つに記載の組成物を含む硬化剥離材料であって、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマー及び前記官能性フルオロシリコーンポリマーが架橋されている、硬化剥離材料。
項目40。前記架橋された官能性非フッ素化シリコーンポリマーが、前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーとシリコーン架橋剤との反応生成物を含み、前記架橋された官能性フルオロシリコーンポリマーが、前記官能性フルオロシリコーンポリマーとフルオロシリコーン架橋剤との反応生成物を含む、項目39に記載の硬化剥離材料。
項目41。基材と、前記基材の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に接合された項目40に記載の硬化剥離材料と、を含む、剥離ライナー。
項目42。項目41の剥離ライナーと、前記硬化剥離材料の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に接触するシリコーン接着剤と、を含む、接着物品。
官能性非フッ素化シリコーンポリマー:Fn−XF−SP。
官能性非フッ素化シリコーンポリマーであるFn−XF−SP−Aを以下のようにして調製した。ポリエチレン製ボトルに750.0g(2.529mol)のオクタメチルシクロテトラシロキサン(D、ジェレスト社(Gelest))、51.0g(0.273mol)の1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン(MVi−MVi、ジェレスト社(Gelest))、4.0gの活性炭、及び0.8gの濃硫酸を入れた。得られた混合物を室温で36時間振盪させた。混合物を濾過し、圧力20Pa(0.15Torr)及びジャケット温度175℃で動作するワイプトフィルムエバポレーターを使用して濾液から揮発性物質を除去し、635.0gの生成物Fn−XF−SP−Aを透明な無色の液体として得た。Fn−XF−SP−AのH及び29Si NMRは、所望の構造と一致していた。
Figure 2017505361
官能性フルオロシリコーンポリマー:Fn−FSP
Figure 2017505361

)Fn−FSP−B及びFn−FSP−Eは、末端及びペンダント官能基の両方を有している。
(#)計算されたビニル当量は、市販製品に含まれる2〜3%の1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンは除いたもの。購入した状態のポリマー中に存在する溶媒も除外している。
(##)計算されたビニル当量は、購入した状態のポリマー中に存在する溶媒は除いたもの。
(###)−CHCHCH−OCHCF(CF)OCFCF(CF)OC
非官能性フルオロシリコーンポリマー:NFn−FSP
ビニル官能性ポリオルガノシロキサンポリマーにキャッピングすることによって非官能性フルオロシリコーンポリマーを調製した。詳細には、モノヒドリド官能性キャッピング剤であるペンタメチルジシロキサンと反応させることによってビニル官能基をキャッピングした。
非官能性フルオロシリコーンポリマー:NFn−FSP−A。100.00gのダウ・コーニング社(DowCorning)製SYL−OFF7786(白金ヒドロシリル化触媒と配合されたビニル官能性フルオロシリコーンポリマー。固形分100重量%、約16.6mmolのビニル官能基)を、50mLのヘプタン、50mLの酢酸エチル、及び7.37g(49.7mmol)のペンタメチルジシロキサン(ジェレスト社(Gelest))に加えた。得られた混合物を60℃で6時間加熱した。溶媒及び過剰なペンタメチルジシロキサンを減圧下で分離して102.40gの生成物NFn−FSP−Aを粘稠な琥珀色液体として得た。NFn−FSP−Aの11H及び29Si NMRスペクトルは、出発物質のビニル官能基が完全に消費されたことを示し、所望の生成物の構造と一致した。
非官能性フルオロシリコーンポリマー:NFn−FSP−B。米国特許出願第61/829,577号(「Fluoroalkyl Silicones」、キウ(Qiu)及びラソーレ(Rathore)、2013年5月31日出願)の実施例4に従って、−COCペンダント基を有する非官能性フルオロシリコーンポリマーを調製した。
非官能性フルオロシリコーンポリマー:NFn−FSP−F。50.00gのモメンティブ社(Momentive)製FF160(ビニル官能性フルオロシリコーンポリマー。固形分100重量%、約2.0mmolのビニル官能基)を、50mLのヘプタン及び1.48g(10.0mmol)のペンタメチルジシロキサン(ジェレスト社(Gelest))に加えた。得られた混合物を60℃に加熱し、2.1〜2.4重量%の白金(0)をキシレンに加えた溶液(ジェレスト社(Gelest))50mgを加えた。反応混合物を60℃に一晩維持した。溶媒及び過剰なペンタメチルジシロキサンを減圧下で分離して50.30gの生成物NFn−FSP−Fを粘稠な明るい琥珀色の液体として得た。NFn−FSP−FのH及び29Si NMRスペクトルは、出発物質のビニル官能基が完全に消費されたことを示し、所望の生成物の構造と一致した。
非官能性フルオロシリコーンポリマー:NFn−FSP−G。110.11gのダウ・コーニング社(Dow Corning)製Syl−Off Q2−7785(白金ヒドロシリル化触媒と配合されたビニル官能性フルオロシリコーンポリマー。ヘプタン中、固形分88重量%、96.9gのポリマー、約32.3mmolのビニル官能基)を、更に100mLのヘプタン及び13.10g(88.3mmol)のペンタメチルジシロキサン(ジェレスト社(Gelest))に加え、得られた混合物を60℃に一晩加熱した。溶媒及び過剰なペンタメチルジシロキサンを減圧下で分離して100.45gの粘稠な明るい琥珀色の液体を得た。これに25.11gのヘプタンを加えて生成物NFn−FSP−Gの固形分80重量%の溶液を得た。H及び29Si NMRスペクトルは、出発物質のビニル官能基が完全に消費されたことを示し、所望の生成物の構造と一致した。
Figure 2017505361
Figure 2017505361
下記の実施例及び比較例において断わらない限り、剥離コーティングは以下の一般的方法を用いて調製した。配合された各剥離溶液は、各官能性シリコーンポリマー(非フッ素化及び/又はフッ素化されたもの)を適当な量のヒドリド官能性架橋剤と20:80のヘプタン:酢酸エチル中で混合することによって調製した。複数の官能性ポリマーを含む配合物では、適当な架橋剤を各官能性成分に必要とされる量で加えた。表1Eに、各官能性シリコーンポリマーについて使用した架橋剤及びヒドリド/ビニル比を示す。
Figure 2017505361

(#)ヒドリド/ビニル比は、市販製品に含まれる2〜3%の1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンは除いたもの。
架橋剤とフルオロシリコーンの混合物として販売されるFn−FSP−Eは、製造者より入手したものをそのまま使用した。
表1Eに示される官能性シリコーンポリマーのすべては、Fn−XF−SP−B、Fn−FSP−A及びFn−FSP−Eを除き、白金ヒドロシリル化触媒及び阻害剤を予め含んでいた。Fn−XF−SP−B、Fn−FSP−A及びFn−FSP−Eはこれらの一方又は両方を含んでいなかった。Fn−XF−SP−Bには、120ppmのPt触媒(ジェレスト社(Gelest)の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体のキシレン溶液)及び0.2重量%の阻害剤(モメンティブ社(Momentive)より入手可能なマレイン酸ジアリル)を加えた。Fn−FSP−Aには、0.2重量%の阻害剤(モメンティブ社(Momentive)より入手可能なマレイン酸ジアリル)を加えた。100部のFn−FSP−Eに0.5部のCAT−50−Pl(信越化学工業より販売されるPt触媒の溶媒溶液)を製造者の推奨するところに従って加えた。
一部の溶液には、更なる非官能性ポリマーが加えられており、100重量部の官能性ポリマーに対する重量パーツ・パー・ハンドレッド(pph)として記載されている。
ロッドコーティング。配合された各剥離溶液は、20:80のヘプタン:酢酸エチル中、固形分15重量%となるように調製した。次いでこれらの溶液を、5番のメイヤーロッド(アール・ディー・エス社(RDS, Inc.)より入手可能なワイア巻回ロッド)を使用してHostaphan 3SABポリエステル支持体(ミツビシ・ポリエステル・フィルム社(Mitsubishi Polyester Film, Inc)より入手可能なプライマー処理したポリエステル)にコーティングし、120℃のオーブン中で5分間熱硬化した。
グラビアコーティング。あるいは、一部の剥離コーティングを、固形分7又は11重量%のヘプタン:酢酸エチル(20:80)溶液を、60角錐ローラーによってHostaphan 3SABポリエステルフィルム上にグラビアコーティングすることによって調製した。グラビアコーティングした各試料をインラインで120℃で約45秒間硬化させた(オーブンの長さ11.3m、ライン速度15.2m/分)。
調製した各剥離ライナーを、試験を行う前に23℃、相対湿度50%で少なくとも1週間エイジングした。特に断らない限り、剥離試験の各試料は、各剥離ライナーを異なる硬化シリコーン接着剤にラミネートする(幅15cmの軟らかいゴムローラー及び軽い圧迫を用いて)ことによって調製した。得られた各試料を50℃又は70℃で、例えば3日間、14日間、28日間、56日間、及び112日間のように所定の長さの時間にわたってエイジングした。この後、すべての試料を、試験前に少なくとも1日間、23℃及び相対湿度50%で再平衡化した。
エイジング及び再平衡化後、幅2.54又は1.6cm、長さ約20cmの試験試料の試料片を、試験片用かみそりカッターを用いて切断した。切断した試料を、3M Double Coated Paper Tape 410M(スリー・エム社(3MCompany)(米国、ミネソタ州セントポール)より入手可能)を使用して剥離接着力試験装置(アイマス社(IMASS,Inc.)(マサチューセッツ州アコード)より入手したIMASS SP−2100試験装置)のプラテン表面上に長さ方向に貼着した。剥離ライナーを接着剤から180°の角度で例えば30.5cm/分で剥離した。
剥離試験によって露出した接着ストリップを、汚れのないステンレス鋼プレート又は汚れのないガラスプレートに、幅4.4cmの2kgゴムローラーを2回前後に(合計4回)通過させることによって貼着することにより再接着試料を調製した。ADH1、ADH2及びADH3の再接着力はすべてステンレス鋼プレートを使用して測定し、ADH4、ADH5及びADH6の再接着力ではすべて基材としてガラスを使用した。使用した基材によらず、再接着力は、ドウェル時間を置くことなく、180°の角度で例えば30.5cm/分で接着剤をプレートから剥離するのに要した力を測定することにより測定した。
一部の試料では、下記に示す結果に示されるように30.5cm/分よりも速い速度で剥離力及び再接着力を試験した。762cm/分よりも速い速度では、IMASS ZPE−1100W試験装置(アイマス社(IMASS, Inc.)(マサチューセッツ州アコード)より入手したもの)及び長さ約40cmの試料を使用した。
電子線硬化シリコーン接着剤(ADH1、ADH2)。ADH1は、12ミクロンのポリエステルエラストマーフィルムを有するレーヨンを多く含んだ不織布上に接着剤をコーティングした点以外は、米国特許第8,541,481号に述べられる実施例24にし従って調製した。接着剤の厚さは4ミル(100ミクロン)であった。ADH2は、ADH2が38重量%のMQ粘着付与剤を含み、残部がシラノール官能性PDMS液である点を除いて同様に調製した。
市販のシリコーン接着テープ(ADH3、ADH4)。ADH3は、スリー・エム社(3M Company)より3M Kind Removal Silicone Tape(商標)2775−1として市販されるものである。ADH3は、皮膚に粘着するように設計されたソフトシリコーン接着剤であり、ADH1及びADH2に似ている。ADH4は、スリー・エム社(3M Company)より3M Polyester Tape(商標)8403 Greenテープとして市販されるものである。ADH4は、ADH3よりも硬い接着剤である過酸化物硬化シリコーン接着剤である。
熱乾燥されたシリコーン接着剤(ADH5、ADH6)。ADH5は、粘着付与されたポリジオルガノシロキサンポリ尿素ブロックコポリマーシリコーン接着剤であり、米国特許第7,078,093号に述べられる実施例28に従って調製した。ADH6は、粘着付与されたポリジオルガノシロキサンポリオキサミドブロックコポリマーシリコーンである。ADH6は、国際公開第2011/082069号の実施例12の組成物によりエラストマーを調製し、これをモメンティブ社(Momentive)より購入した、乾燥重量で100部のSR545 MQ樹脂と混合することで調製した。溶媒を加え、酢酸エチル/IPA/トルエンの63/19/18の溶媒混合物中、全体の固形分を35重量%とした。ADH5及びADH6はいずれもHostaphan 3SAB上にコーティングすることによって熱乾燥(ADH5の調製法に述べられる)後の乾燥厚さを51ミル(130ミクロン)とした。
コントロール1は、スリー・エム社(3M Company)よりSCOTCHPAK 9741剥離ライナーとして入手可能な、シリコーンPSAとともに使用される市販の剥離ライナーとした。このライナーは、過フッ素化ポリマーコーティングされたポリエステル基材からなるものである。このライナーは一部のシリコーン接着剤に対してより低い剥離力(すなわち、高品質)を与えるものであり、多くの用途で商業的に許容されるものであることから、実施形態によっては、コントロール1の性能と同等の剥離力の値が望ましい場合がある。
CE−1は、シリコネーチャー社(SiliconatureLLC)よりM117剥離ライナーとして入手可能な、シリコーンPSAとともに使用される市販の剥離ライナーとした。このライナーは、ポリエステル基材上にコーティングされたトリフルオロプロピル基を有するフルオロシリコーンポリマーからなるものと考えられる。このライナーは、様々なシリコーン接着剤に対してコントロール1よりも高い剥離力を与えることが一般的に知られている。
実施例EX1及びEX2。各実施例は、(X)官能性非フッ素化シリコーンポリマー、(Y)官能性フルオロシリコーンポリマー、及び(Z)非官能性フルオロシリコーンポリマー、を加え合わせることで、表2にまとめて示される剥離コーティングを形成することにより調製した。試料はすべて、5番のメイヤーロッドを使用して3SAB支持体上にコーティングした。
Figure 2017505361
各試料は、接着剤ADH1(電子線硬化シリコーン接着剤)を使用してコントロール1、CE−1、EX−1及びEX−2の材料で調製した。剥離及び再接着試験を、上記に述べた剥離/再接着試験の一般的方法に従って行った。再接着力の値を測定する場合にはステンレス鋼プレートを使用した。表3に示されるように、混合された剥離組成物では、コントロール1の高コストの過フッ素化された剥離材料で得られる剥離力に匹敵する高品質の(すなわちより低い)剥離力が得られ、非官能性材料を剥離組成物中に添加した場合に予想されうる再接着力の喪失は見られなかった。
Figure 2017505361
表3に示されるように、本開示の混合された各剥離組成物では、従来のフルオロシリコーン剥離材料であるCE−1で得られた剥離力よりも大幅に低い剥離力が得られた。本開示の特定の実施形態に基づく代表的な1つの剥離材料の剥離性能を、幅広い剥離速度にわたって各種の他の一般的なフルオロシリコーン剥離材料と比較した。
EX1の混合物(90:10重量部のFn−XF−SP−B:Fn−FSP−Cと12pphのNFn−FSP−G)を固形分11重量%でHostaphan 3SABポリエステルフィルム上にグラビアコーティングし、インラインで硬化して約1.0g/mの乾燥コーティング重量とした。一般的なフルオロシリコーン剥離材料を、異なる溶媒及び溶媒混合物から、5番のメイヤーロッドを使用してHostaphan 3SABポリエステルフィルム上にコーティングし、硬化させて約1.0g/mの乾燥コーティング重量とした。得られた各試料を接着剤ADH3にラミネートし、50℃で14日間エイジングした。本開示の各混合組成物の高品質の剥離特性が、表4にまとめた結果より明らかである。
Figure 2017505361

90:10 Fn−XF−SP−B:Fn−FSP−C+12pph NFn−FSP−G
N/T=試験せず。
本開示の代表的な混合剥離組成物の性能を、本開示の混合剥離組成物中に存在する3つの成分のうちの1つ又は2つのみを含んだ同様の系と比較した。これらの比較例の組成物を表5Aにまとめて示す。
Figure 2017505361
約1.0g/mの乾燥コーティング重量となるように各剥離コーティングを調製した。接着剤ADH1を各剥離コーティングにラミネートした。その剥離力及び再接着力を表5Bにまとめて示す。実施例EX1及びEX2の3成分系の組成物及び結果も比較のために含める。
Figure 2017505361
低速及び高速での接着剤からのライナーの剥離はいずれも重要でありうる。表2から選択したライナーを使用して高速剥離試験を行った。結果を表6にまとめて示す。表に示されるように、CE−7は、低速ではEX1及びEX2で得られたのと同等の剥離力の値を有したが、高速ではCE−7の剥離力の値は、本開示の代表的な剥離材料の約2倍高くなった。
Figure 2017505361
特定の用途では、剥離力を特定の目的に合わせて調整することが望ましい場合がある。特定の実施形態では、本開示の混合剥離材料の3つの必須成分のうちの1つ以上の異なる性質を調整することにより、結果として得られる剥離特性を、多くの場合再接着特性に悪影響を及ぼすことなく改変することができる。
EX1及びEX2の剥離材料は、ノナフルオロヘキシルフッ素化基を有する非官能性フルオロシリコーンポリマーを使用して調製した。他の非官能性ポリマーを用いて調製した試料を表7Aにまとめて示す。剥離力及び再接着力の結果を、比較のために表3のものを繰り返して示すEX1及びEX2で得られた結果とともに表7Bにまとめて示す。
すべての試料は、12pphのZを含むX:Yの90:10混合物として調製した。各コーティングは、ヘプタンと酢酸エチルの20:80混合物中、固形分15重量%の溶液として調製した。実施例EX3及びEX4は、トリフルオロプロピルフッ素化基を有する非官能性フルオロシリコーンポリマーを用いて調製した(それぞれNFn−FSP−C及びNFn−FSP−F)。CE−9は、非官能性非フッ素化シリコーンポリマー(ジェレスト社(Gelest)より入手可能なシリコーンポリマーDMS−T35、分子量49,400g/mol)を用いて調製した。
Figure 2017505361

)非官能性非フッ素化シリコーンポリマー(ジェレスト社(Gelest)より販売されるシリコーンポリマーDMS−T35)。
表7Bに示されるように、複数のフッ素化炭素を有するフッ素化基、例えばノナフルオロヘキシル基を有する非官能性フルオロポリマーの使用により、剥離力は低下した。これに対して、1個のみのフッ素化炭素を有するフッ素化基、例えばトリフルオロプロピル基を有する非官能性フルオロポリマーを使用した同様の組成物は、非フッ素化非官能性シリコーンポリマーを使用した場合と同等の大幅に高い剥離力を示した。したがって、フッ素化された炭素の数を利用して本開示の組成物の剥離力を調整することが可能である。特定の実施形態では、所望の接着力及び剥離力に応じて、少なくとも2個のフッ素化炭素、例えば少なくとも4個のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を有する非官能性フルオロシリコーンを使用することが望ましい場合がある。
Figure 2017505361
表8Aにまとめられるように、各剥離組成物は、同様の組成物であるが当量の異なる官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む組成物を用いて調製した。すべての試料は、8pphのZを含むX:Yの90:10重量比として調製した。各組成物を、ヘプタン:酢酸エチルの20:80混合物中、固形分7重量%の溶液として調製した。これらの溶液をHostaphan 3SAB上にグラビアコーティングし、これをインラインで熱硬化させて約0.7g/mの乾燥剥離コーティング重量とすることによって乾燥した剥離コーティングを調製した。
Figure 2017505361
ADH2を各剥離コーティングにラミネートした。試験結果を表8Bに示す。コントロール1のライナーで得られた結果を比較のために示す。一般的に、ビニル当量が大きくなるにしたがって架橋密度は低下する。表8Bに示されるように、ビニル当量が大きくなると剥離力もまた大きくなることから、特定の実施形態では、ビニル当量を用いて、再接着力に影響を及ぼすことなく、剥離力を調整することができる。
Figure 2017505361
特定の実施形態では、剥離力は、非官能性フルオロシリコーンポリマーの量を変えることによって調整することもできる。表9Aにまとめるように、各剥離組成物は、非官能性フルオロシリコーンポリマーであるZの量を変えて、X:Yを90:10の重量比として調製した。
Figure 2017505361
ADH3を、調製した各剥離コーティングにラミネートした。次いで各試料を50℃で28日間エイジングした。剥離力及び再接着力を低速及び高速で試験した。表9Bにまとめた結果は、非官能性フルオロシリコーンポリマーの量を用いることで、再接着力に悪影響を及ぼすことなく剥離性能を調整することができることを示している。
Figure 2017505361
異なる混合された剥離組成物の剥離性能を、各種の標準的かつ強力なシリコーン接着剤を用いて評価した。表10Aにまとめて示した各剥離組成物を、Hostaphan 3SABポリエステルフィルム上にグラビアコーティングし、インラインで硬化させた。EX13の乾燥コーティング重量は、約0.85g/mの目標値よりもわずかに低かった。ADH4を、調製した各剥離コーティングにラミネートした。得られた試料を70℃で14日間エイジングした。
Figure 2017505361
表10Bにまとめられるように、本開示の異なる混合された剥離組成物は、この過酸化物硬化型のシリコーン接着剤を用いて高品質の剥離特性を与えた。成分(Z)の量を増やすことによって剥離力の更なる低減を実現することができるが、非官能性フッ素化シリコーンポリマーであるEX14は、再接着力の結果に悪影響が及ぼされうることを示している。
Figure 2017505361
表11Aにまとめた各剥離組成物を、シリコーンポリ尿素接着剤であるADH5を用いて試験した。この試験では、CE−11は、高品質の性能を実現するため、1.0g/mよりも大幅に厚くコーティングした。
Figure 2017505361
表11Bにまとめられるように、本開示の異なる混合された剥離組成物により、この強力なシリコーン接着剤においても高品質の剥離特性が得られた。更に、比較例CE−11及びCE12−に代表される1成分及び2成分剥離配合物に対して、本開示の3成分組成物を用いた場合に得られる剥離力は、長期のエイジングによる悪影響を受けなかった。
Figure 2017505361
表11Aにまとめられる同じ剥離組成物を、シリコーンポリオキサミドブロックコポリマー系接着剤であるADH6を使用して更に試験した。シリコーンポリ尿素接着剤であるADH5と同様、ADH6は強力なシリコーン接着剤である。表11Cにまとめられるように、本開示の異なる混合された剥離組成物により、この強力なシリコーン接着剤においても高品質の剥離特性が与えられた。更に、比較例の剥離配合物と異なり、剥離力は長期のエイジングによる悪影響を受けなかった。
Figure 2017505361
いくつかの従来技術の剥離コーティングの欠点の1つとして、剥離材料に接着剤を直接コーティングして硬化させることができないことがある。こうした場合には、しばしば、接着剤を別の処理ライナーにコーティングして硬化させた後、所望の剥離材料に転写する。こうしたプロセスは、更なる工程及びコストを必要とする。更に、特定の用途では、接着剤を発泡材のような多孔質の基材に接合させることが望ましい場合がある。こうした実施形態では、接着剤を基材に直接コーティングすることは困難であるか又は不可能である場合があり、接着剤を剥離材料にコーティングすることがより実用的又は効率的である場合がある。
表12Aにまとめられる各剥離材料を調製し、コーティングして、硬化させた。接着剤ADH1は、剥離材料に直接コーティングした後、電子線で硬化させた。支持体の代わりに剥離ライナーに接着剤をコーティングした点以外は、ADH1の調製で述べたのと同じ一般的な手順を行ってこれらの試料を調製した。電子線硬化の後、接着剤がコーティングされた剥離ライナーに支持体をラミネートして試験試料を作製した。その剥離力及び再接着力の結果を表12Bにまとめて示す。表に示されるように、本開示の混合された剥離組成物により、市販の高品質の剥離ライナーと比較しても優れた剥離力及び再接着力の結果が得られた。
Figure 2017505361
Figure 2017505361
表7A及び7Bに示されるように、1個のみのフッ素化炭素を有するフッ素化基(すなわち、トリフルオロプロピル基)を有する非官能性フルオロシリコーンを用いた一部の組成物は、2個以上のフッ素化炭素を有するフッ素化基(例えば、ノナフルオロヘキシル基)を有する非官能性フルオロシリコーンを用いた組成物ほどの性能は示さなかった。表13Aの各剥離組成物を、トリフルオロプロピル基を有する官能性フルオロシリコーン(すなわち、Fn−FSP−B)をトリフルオロプロピル基及びノナフルオロヘキシル基を有する各種の非官能性フルオロシリコーンとともに用いて調製した。
Figure 2017505361
表13Bにまとめられるように、各組成物に適当な改変を行うことで、トリフルオロプロピル基を有する官能性フルオロシリコーンポリマーを用いて高品質の剥離力を得ることができた。しかしながら、この例では、高品質の剥離力を実現するうえでより高濃度の官能性フルオロシリコーンを必要とした。上記と同様、1個のみのフッ素化炭素原子を有する非官能性フルオロシリコーンを使用した場合には高品質の剥離力は得られなかったのに対して、2個以上のフッ素化炭素原子を有する(例えば、ノナフルオロヘキシル基)非官能性フルオロシリコーンを使用した場合には同様の組成物において高品質の剥離力が得られた。したがって、特定の実施形態では、少なくとも2個のフッ素化炭素原子、例えば、少なくとも4個のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を有する官能性フルオロシリコーンポリマーの使用が望ましい場合がある。
Figure 2017505361
少なくとも4個の完全にフッ素化された炭素原子を有する非官能性フルオロシリコーンポリマーを用いて各剥離組成物を調製した。これらの組成物を表14Aにまとめて示す。
Figure 2017505361
剥離材料にラミネートされた接着剤ADH1を使用した剥離力及び再接着力の結果を表14Bにまとめる。コントロール1で得られた結果を比較のために含める。これらのデータは、複数のフッ素化炭素を有するフッ素化基を有する非官能性フルオロポリマーを添加することで剥離力が低下することを示している。
Figure 2017505361
少なくとも4個の完全にフッ素化された炭素原子を有する他のフルオロシリコーンポリマーから各剥離組成物を調製した。これらの組成物を表15Aにまとめて示す。CE−16及びCE−27はヘプタンと酢酸エチルの20:80混合物中で15重量%の溶液として調製し、CE−17は、製造者の推奨するところに従ってFSシンナー(信越化学工業より入手可能)で5重量%溶液に希釈し、CE−18及びEX26は、溶解度を高めるためにヘプタンと酢酸エチルの20:80混合物中で固形分8重量%の溶液に希釈した。
Figure 2017505361
剥離材料にラミネートされた接着剤ADH2を使用した剥離力及び再接着力の結果を表15Bにまとめる。コントロール1で得られた結果を比較のために含める。上記と同様、複数のフッ素化炭素を有するフッ素化基を有する官能性フルオロポリマーを添加することで剥離力が低下している。更に、3成分組成物によって、1成分及び2成分系と比較してより低い剥離力が与えられた。
Figure 2017505361
上記の各実施例により示され、また、図1に示されるように、本発明の剥離組成物は剥離ライナーの剥離層として使用することができる。図1を参照すると、剥離ライナー10は、基材20と、基材20の第1の主面21に接合された剥離層30とを有している。特定の実施形態では、剥離層は基材に直接接合される。特定の実施形態では、剥離層は基材と間接的に接合されてもよく、例えば1つ以上の介在層(例えば、プライマー層)が剥離層と基材との間に配置されてもよい。一般的には、例えば紙、グラシン、ポリマーフィルム、ポリコート紙などをはじめとする任意の基材を使用することができる。
本開示の剥離組成物はまた、広範な接着物品における使用にも適当である場合がある。例えば、特定の実施形態では、支持された、又は支持されていない接着層を剥離層と接触させてもよい。かかる剥離層は基材と接合することができる(すなわち、剥離組成物は剥離ライナー上の剥離層でありうる)。特定の実施形態では、接着剤は支持体と直接的又は間接的に接合することができる。
接着剤はシリコーン接着剤であってよい。代表的なシリコーン接着剤としては、例えば米国特許第8,541,181号(ブレスニック(Bresnick))に述べられるものなどの電子線硬化型シリコーン接着剤、及び、例えば米国特許第7,078,093号(シェリダン(Sheridan))に述べられるものなどのシリコーンポリ尿素接着剤、並びに例えば国際公開第2011/082069号(ヘイズ(Hays))に述べられるものなどのポリジオルガノシロキサン−ポリオキサミド接着剤が挙げられる。
例えば、図2を参照すると、本開示の特定の実施形態に基づく代表的な接着物品100は、支持体150を有している。一般的に、紙、ポリマーフィルム、金属箔、発泡材などの1つ以上の層を有するものなどの任意の既知の支持体を使用することができる。接着剤140の第1の主面141は、支持体150に接合されている。反対側の第2の主面142又は接着剤140は剥離層130と接触しており、剥離層130自体は基材120に接合されている。上記の説明において、ある層はその隣接層に直接的又は間接的に接合されてもよい。
特定の実施形態では、接着物品は剥離ライナーを有さなくてもよい。例えば、特定の実施形態では、剥離材料は支持体の一方の主面と接合され、接着剤が反対側の主面に接着されてよい。次いで接着剤を、1つの層の接着剤が下層の剥離材料と接触するようにしてそれ自体で巻くか、又は積層することができる。特定の実施形態では、接着物品は、接着剤に付随した支持体を有さずともよい。例えば、転写テープなどの特定の実施形態では、接着剤は1枚の剥離ライナーと接触させるか、又は2枚の剥離ライナーの間に配置することができる。
当業者には、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく本発明の様々な改変及び変更が可能であることは明らかであろう。

Claims (15)

  1. (a)官能性非フッ素化シリコーンポリマーと、
    (b)官能性フルオロシリコーンポリマーと、
    (c)非官能性フルオロシリコーンポリマーと、の混合物を含む、組成物。
  2. 前記混合物が、前記(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも50重量%の官能性非フッ素化シリコーンポリマーを含む、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記混合物が、前記(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも3重量%の官能性フルオロシリコーンポリマーを含む、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 前記混合物が、100重量部の前記(a)及び(b)当り、少なくとも1重量部の非官能性フルオロシリコーンポリマーを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. 前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーが少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有し、
    前記官能性フルオロシリコーンポリマーが少なくとも2個のエチレン性不飽和有機基を有し、
    前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する前記官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比が、少なくとも1である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記官能性非フッ素化シリコーンポリマーのビニル当量に対する前記官能性フルオロシリコーンポリマーのビニル当量の比が2〜20である、請求項5に記載の組成物。
  7. 前記非官能性フルオロシリコーンポリマーが、2個以上のフッ素化炭素原子を有する1個以上のフッ素化基を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. 前記官能性フルオロシリコーンポリマーが、2個以上のフッ素化炭素原子を有するフッ素化基を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. シリコーン架橋剤及びフルオロシリコーン架橋剤の少なくとも一方を更に含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  10. 少なくとも1つの架橋剤が、ケイ素結合ヒドリドの基を含む、請求項9に記載の組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか1項に記載の組成物を含む硬化剥離材料であって、
    前記官能性非フッ素化シリコーンポリマー及び前記官能性フルオロシリコーンポリマーが架橋されている、硬化剥離材料。
  12. (a)(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも80重量%以上95重量%以下の、少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する官能性非フッ素化シリコーンポリマーと、
    (b)(a)及び(b)の総重量に対して少なくとも5重量%以上20重量%以下の、少なくとも2個のエチレン性不飽和基を有する官能性フルオロシリコーンポリマーと、
    (c)100重量部の(a)及び(b)に対して少なくとも1重量部以上15重量部以下の非官能性フルオロシリコーンポリマーと、の混合物を含む、組成物。
  13. 請求項12に記載の組成物を含む硬化剥離材料であって、
    前記官能性非フッ素化シリコーンポリマー及び前記官能性フルオロシリコーンポリマーが架橋されている、硬化剥離材料。
  14. 基材と、前記基材の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に接合された請求項13に記載の硬化剥離材料と、を含む、剥離ライナー。
  15. 請求項14に記載の剥離ライナーと、前記硬化剥離材料の少なくとも1つの表面の少なくとも一部に接触するシリコーン接着剤と、を含む、接着物品。
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