JP2017533292A - シリコーン系コーティング組成物及びこれを含むシリコーン系離型フィルム - Google Patents

Abstract

シリコーン系樹脂、シリコーン系硬化剤及び熱開始剤を含み、化学式１のシリコーン系化合物をさらに含むシリコーン系コーティング組成物を提供する。基材層、及び前記シリコーン系コーティング組成物の硬化物であるコーティング層を含むシリコーン系離型フィルムを提供する。

Description

シリコーン系コーティング組成物及びこれを含むシリコーン系離型フィルムに関する。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は、各種電子・電気機器の表示装置として多く用いられている。例えば、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、表面電解ディスプレイ（ＳＥＤ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）等の表示装置や、これらを利用したタッチパネルがあり、このようなディスプレイ表面の傷つき防止、汚れ防止、指紋付着防止、帯電防止、反射防止、防眩、のぞき見防止などの目的で、各種フィルムが貼付される。

貼付されたフィルムは独りでにずれたり、剥がれたりしないことが必要であるが、貼り替え時には剥離（剥がすこと）が容易であることが必要である。従来、このフィルム用の粘着剤としてアクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤等有機樹脂系粘着剤が用いられていた。

しかし、前記粘着剤を用いた粘着フィルムは、貼り付け時に気泡の巻き込みがあり、該気泡によりディスプレイの輝度、明るさ、色が不均一となる表示むらが発生するため、貼り直しや気泡の押し出し等の作業が必要となり、剥離、再剥離時にディスプレイそのものを損傷させる場合があった。そこで、近年、剥離特性に優れた離型フィルムの必要性が台頭している。

本発明の一実現例は、シリコーン系化合物を含むことによって、接触角及び表面エネルギーを調節して、剥離特性に優れたシリコーン系コーティング組成物を提供する。

本発明の他の実現例は、前記シリコーン系コーティング組成物の硬化物であるコーティング層を含むシリコーン系離型フィルムを提供する。

本発明の一実現例において、シリコーン系樹脂、シリコーン系硬化剤及び熱開始剤を含み、下記化学式１のシリコーン系化合物をさらに含むシリコーン系コーティング組成物を提供する。

（ｍは１〜１０００の整数である。）

前記シリコーン系樹脂１００重量部に対し、前記シリコーン系化合物を約１重量部〜約２０重量部を含んでもよい。

前記シリコーン系樹脂がポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、ＰＤＭＳ）であってもよい。

前記シリコーン系硬化剤は、ハイドロジェンシラン、トルエン及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つ以上であってもよい。

前記シリコーン系樹脂１００重量部に対し、前記シリコーン系硬化剤を約０．５重量部〜約５重量部を含んでもよい。

前記熱開始剤は下記化学式２であってもよい。

（ＲはＣＨ_３である。）

前記シリコーン系コーティング組成物は、全体固形分の濃度が約０．５重量％〜約１０重量％であってもよい。

本発明の他の実現例において、基材層、及び前記シリコーン系コーティング組成物の硬化物であるコーティング層を含むシリコーン系離型フィルムを提供する。

前記コーティング層の接触角は約９０°〜約１２０°であってもよい。

前記コーティング層の表面エネルギーは約１５ｍＮ／ｍ〜約３５ｍＮ／ｍであってもよい。

前記コーティング層の厚さは約５０ｎｍ〜約２００ｎｍであってもよい。

前記基材層の厚さは約２０μｍ〜約１５０μｍであってもよい。

前記基材層は、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、紙及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つ以上を含んでもよい。

前記シリコーン系コーティング組成物は接触角及び表面エネルギーを制御することができる。

前記シリコーン系粘着フィルムは様々な界面において優れた剥離特性を実現することができる。

以下、本発明の実現例について詳細に説明する。但し、これは例示として提示されるものであって、これにより本発明が制限されるものではなく、本発明は後述する請求項の範疇により定義されるのみである。

シリコーン系コーティング組成物
本発明の一実現例において、シリコーン系樹脂、シリコーン系硬化剤及び熱開始剤を含み、下記化学式１のシリコーン系化合物をさらに含むシリコーン系コーティング組成物を提供する。この時、ｍは１〜１，０００の整数であってもよい。具体的には１０〜３００の整数であってもよい。

従来、基材層に通常のシリコーンコーティング組成物等が塗布された離型フィルムを用いる場合、基材層とシリコーンコーティング組成物との表面エネルギー差が小さくなって、湿潤性及び剥離性が低下するという問題があった。

前記問題を解決するために、シリコーン系樹脂、シリコーン系硬化剤及び熱開始剤の他に前記化学式１のシリコーン系化合物をさらに含んでおり、前記化学式１のシリコーン系化合物を添加することによって、前記シリコーン系コーティング組成物の接触角及び表面エネルギーを制御して、様々な界面において剥離特性に優れた離型フィルムを提供することができる。

具体的には、前記シリコーン系化合物が離型力調節剤の役割をするところ、前記シリコーン系化合物の親水性を利用して前記組成物からなるコーティング層の表面エネルギーを下げることができ、前記コーティング層と接着する基材層との湿潤調節性（ｗｅｔｔｉｎｇ ｂａｌａｎｃｅ）を有することができる。

前記シリコーン系樹脂１００重量部に対し、前記シリコーン系化合物を約１重量部〜約２０重量部を含むことができる。

前記シリコーン系化合物を約１重量部未満で含む場合には、前記組成物からなるコーティング層の表面エネルギーの調節効果が微小であり、約２０重量部を超過して含む場合には、シリコーン系樹脂が接着効果を低下させる。

よって、前記シリコーン系化合物を前記範囲内で含むことによって、前記コーティング層の表面エネルギーの調節効果を極大化することができる。

前記シリコーン系樹脂がポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、ＰＤＭＳ）であってもよい。例えば、前記シリコーン系樹脂が下記一般式１のＰＤＭＳである場合、ＰＤＭＳのＳｉ−ＣＨ＝ＣＨ２のビニル基が硬化反応に参加して前記組成物により形成されたコーティング層の耐久性が向上し、後述するシリコーン系硬化剤との含量調節を通じて剥離力を上昇させることができる。

（ｍは１〜１，０００の整数であり、ｎは１〜１０，０００の整数である。）

具体的には、前記ＰＤＭＳの粘度は約１００ｃｐｓ〜約２０，０００ｃｐｓであってもよい。前記ＰＤＭＳの粘度が低すぎる場合には基材層の上部に前記組成物を塗布及び乾燥する時に問題があり、高すぎる場合には急激な粘度上昇により形成されたコーティング層の平坦性の問題があって離型フィルムの剥離力の不良を招く。

前記シリコーン系硬化剤がハイドロジェンシラン、トルエン及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つ以上であってもよい。

例えば、前記シリコーン系硬化剤が下記一般式２のハイドロジェンシランであってもよく、前記ハイドロジェンシランの平均粘度は約１ｃｐｓ〜約５，０００ｃｐｓであってもよい。

（ａは１〜５００の整数であり、ｂは１〜５００の整数である。）

前記シリコーン系樹脂１００重量部に対し、前記シリコーン系硬化剤を約０．５重量部〜約５重量部を含むことができる。前記シリコーン系硬化剤を約０．５重量部未満で含む場合には硬化が微小であり、約５重量部を超過して含む場合には過硬化、速硬化、経時変化等の問題があるため、前記範囲の含量を維持することが硬化時に安定性を維持するようにする。

前記熱開始剤は前記組成物に含まれる下記化学式２であってもよい。

（ＲはＣＨ_３である。）

具体的には、前記化学式２のＲが白金触媒を囲んでおり、低温では活性にならないので白金触媒が現れないが、約６０℃〜約８０℃の一定温度以上では結合が切れて白金触媒が現れるようになって反応が活性化されるように、反応を調節する役割をすることができる。

前記組成物は前記で記載された構成の他に溶剤、例えば、トルエンに白金触媒を約１，０００〜１０，０００ｐｐｍを入れたものを含むことができ、前記白金触媒は前記シリコーン系樹脂と前記シリコーン系硬化剤との付加反応を一定温度以下で促進させる作用をするものであり、前記白金触媒の含量は前記シリコーン系樹脂と前記シリコーン系硬化剤の含量に応じて調節されることができる。

例えば、前記シリコーン系樹脂と前記シリコーン系硬化剤の白金触媒による硬化過程を下記一般式３のように示すことができる。

また、白金触媒の他に架橋剤、剥離力コントロール剤、接着性を付与するためのシリコーンレジン等がさらに含まれることができる。

前記シリコーン系コーティング組成物は、全体固形分の濃度が約０．５重量％〜約１０重量％であってもよい。前記固形分の濃度が約０．５重量％未満の場合には、前記組成物のコーティング乾燥後、基材層の表面にシリコーン系樹脂が十分に存在できない塗布不良が発生し、約１０重量％超過の場合には、組成物の粘度が急上昇して基材層の表面に塗布時に湿潤性の不良が発生する。

そこで、前記範囲を維持することが適切な硬化度及び良好な基材密着性を有することができるという点で有利である。

シリコーン系離型フィルム
本発明の他の実現例において、基材層、及び前記シリコーン系コーティング組成物の硬化物であるコーティング層を含むシリコーン系離型フィルムを提供する。

前記コーティング層は、前記シリコーン系コーティング組成物を前記基材層の上部に塗布及び硬化して形成されることができる。前記組成物の塗布時、バーコート法、ドクターブレード法、リバースロールコート法またはグラビアロールコート法等の公知の方法を使用することができる。

前記シリコーン系コーティング組成物を硬化するにおいて、熱、紫外線、電磁線等を用いることができるが、硬化速度、照射装置の入手容易性、コスト等を考慮した時に熱による硬化が有利である。前記熱による硬化時にはドライヤー装置を用いることができ、硬化時間は光源との距離、光源の種類等に応じて調節することができる。

例えば、熱硬化は約８０℃〜約１５０℃の温度で約１０秒間〜約１００秒間実施することが、前記組成物の硬化が完全になって耐久性を確保することができるという点で有利である。

前記シリコーン系コーティング組成物に関する事項は前述した通りである。

「接触角」とは液体と固体表面上で熱力学的に平衡をなす時に有する角度であり、固体表面の湿潤性を示す尺度であって、大部分は固着される水滴によって測定する。この時、低い接触角は高い表面エネルギー、高い接触角は低い表面エネルギーを示す。前記コーティング層は高い接触角及び低い表面エネルギーを実現することによって、基材層との表面エネルギー差を示すようになって、優れた剥離特性を確保することができる。

例えば、前記コーティング層の接触角は約９０°〜約１２０°であってもよい。また、前記コーティング層の表面エネルギーは約１５ｍＮ／ｍ〜約３５ｍＮ／ｍであってもよい。具体的には約１５ｍＮ／ｍ〜約３０ｍＮ／ｍであってもよい。

前記接触角及び表面エネルギーは相反する値であり、前記組成物が前記化学式１のシリコーン化合物を含むことによって、前記範囲の接触角及び表面エネルギー値を得ることができる。

前記コーティング層の厚さは約５０ｎｍ〜約２００ｎｍであってもよい。前記コーティング層が約５０ｎｍ未満の場合には、コーティング層が過度に薄いために離型性能が低下し、約２００ｎｍ超過の場合には、過度に厚いために硬化時間が長くて耐久性の問題が発生するため、前記範囲を維持することが優れた離型安定性及び硬化安定性、基材密着性を確保することができるという点で有利である。

前記基材層は、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、紙及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つ以上を含むことができる。具体的には、前記基材層の厚さは約２０μｍ〜約１５０μｍであってもよい。

以下では本発明の具体的な実施例を提示する。但し、下記に記載された実施例は本発明を具体的に例示または説明するためのものに過ぎず、これによって本発明が制限されるものではない。

＜実施例及び比較例＞
実施例１
前記一般式１のＰＤＭＳ １００重量部に対し、シリコーン系硬化剤として前記一般式２のハイドロジェンシラン５重量部、前記化学式１のシリコーン系化合物（ｍは１０〜３００の整数）２重量部、及び熱開始剤として前記化学式２（ＲはＣＨ_３）を溶媒と共に攪拌して固形分が１．７重量％のシリコーン系コーティング組成物を形成し、前記組成物をポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム上に塗布及び熱硬化して厚さ１５０ｎｍのコーティング層を含むシリコーン系離型フィルムを製造した。

実施例２
前記化学式１のシリコーン系化合物５重量部を含むことを除いては、前記実施例１と同様にシリコーン系離型フィルムを製造した。

実施例３
前記化学式１のシリコーン系化合物１０重量部を含むことを除いては、前記実施例１と同様にシリコーン系離型フィルムを製造した。

実施例４
前記化学式１のシリコーン系化合物１５重量部を含むことを除いては、前記実施例１と同様にシリコーン系離型フィルムを製造した。

実施例５
前記ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムの代わりにポリエチレン樹脂フィルムを用いたことを除いては、前記実施例１と同様にシリコーン系離型フィルムを製造した。

比較例１
コーティング層を含まないポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを準備した。

比較例２
コーティング層を含まないポリエチレン樹脂フィルムを準備した。

比較例３
前記化学式１のシリコーン系化合物を含まないことを除いては、前記実施例１と同様にシリコーン系離型フィルムを製造した。

比較例４
前記化学式１のシリコーン系化合物を含まないことを除いては、前記実施例５と同様にシリコーン系離型フィルムを製造した。

＜実験例＞
１）接触角の測定：前記実施例及び比較例の離型フィルムにＣｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ ａｎａｌｙｚｅｒ試験器を使って、超純水及びジヨードメタンを落として接触角の変化を測定した。

２）表面エネルギーの測定：超純水及びジヨードメタンで前記接触角を測定し、Ｏｗｅｎｓ−ｗｅｎｄｔ式に前記測定された接触角を入力して表面エネルギーを計算する。

下記表１において、「Ｐｏｌ」は実施例及び比較例のフィルムに超純水を落として計算した極性の性質を示す表面エネルギーを意味し、「Ｄｉｓ」はジヨードメタンを落として計算した非極性の性質を示す表面エネルギーを意味する。全体表面エネルギーは前記表面エネルギー（ＰｏｌとＤｉｓ）の和に該当する。

前記表１を参考にすれば、実施例１〜５の接触角は比較例１及び４に比べて大きく、表面エネルギーは小さいことが分かる。接触角が大きく、表面エネルギーが小さいほど、優れた剥離特性を実現することができ、シリコーン化合物を一定含量以上含む実施例１〜５がシリコーン化合物を含まない比較例１〜４に比べて剥離特性に優れるということを確認した。

Claims (13)

1. シリコーン系樹脂、シリコーン系硬化剤及び熱開始剤を含み、下記化学式１のシリコーン系化合物をさらに含むシリコーン系コーティング組成物：
   

   

   （ｍは１〜１０００の整数である。）
2. 前記シリコーン系樹脂１００重量部に対し、前記シリコーン系化合物１重量部〜２０重量部を含む、請求項１に記載のシリコーン系コーティング組成物。
3. 前記シリコーン系樹脂はポリジメチルシロキサン（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ、ＰＤＭＳ）である、請求項１に記載のシリコーン系コーティング組成物。
4. 前記シリコーン系硬化剤は、ハイドロジェンシラン、トルエン及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つ以上である、請求項１に記載のシリコーン系コーティング組成物。
5. 前記シリコーン系樹脂１００重量部に対し、前記シリコーン系硬化剤０．５重量部〜５重量部を含む、請求項１に記載のシリコーン系コーティング組成物。
6. 前記熱開始剤は下記化学式２である、請求項１に記載のシリコーン系コーティング組成物：
   

   

   （ＲはＣＨ_３である。）
7. 前記シリコーン系コーティング組成物は、全体固形分の濃度が０．５重量％〜１０重量％である、請求項１に記載のシリコーン系コーティング組成物。
8. 基材層、及び
   請求項１〜７の中から選択されたいずれか一つを含むシリコーン系コーティング組成物の硬化物であるコーティング層を含むシリコーン系離型フィルム。
9. 前記コーティング層の接触角は９０°〜１２０°である、請求項８に記載のシリコーン系離型フィルム。
10. 前記コーティング層の表面エネルギーは１５ｍＮ／ｍ〜３５ｍＮ／ｍである、請求項８に記載のシリコーン系離型フィルム。
11. 前記コーティング層の厚さは５０ｎｍ〜２００ｎｍである、請求項８に記載のシリコーン系離型フィルム。
12. 前記基材層の厚さは２０μｍ〜１５０μｍである、請求項８に記載のシリコーン系離型フィルム。
13. 前記基材層は、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、紙及びこれらの組み合わせからなる群より選択された一つを含む、請求項８に記載のシリコーン系離型フィルム。