JP2544018B2 - 紫外線硬化性オルガノポリシロキサン組成物 - Google Patents

紫外線硬化性オルガノポリシロキサン組成物

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は紫外線硬化性オルガノポリシロキサン組成
物、特には室温下で短時間の紫外線照射により容易に硬
化することから、剥離紙に有用とされる紫外線硬化性オ
ルガノポリシロキサン組成物に関するものである。
(従来の技術) オルガノポリシロキサン組成物を基材表面に塗布し、
これに紫外線を照射して塗膜を硬化させて剥離性の薄膜
状シリコーン硬化物を形成させることは公知とされてお
り、ここに使用されるオルガノポリシロキサン組成物に
ついては分子中にエポキシ官能性基を含有するオルガノ
ポリシロキサンとオニウム塩系光開始剤とからなる組成
物(特開昭56−38350号公報参照)が知られている。
(発明が解決しようとする課題) しかし、この公知の組成物で用いられるエポキシ官能
性オルガノポリシロキサンは直鎖状のものであり、この
組成物の硬化性を向上させるためにはオルガノポリシロ
キサンの1分子中に含有されているエポキシ官能性基の
含有量を増加させるか、ここに使用するオニウム塩系光
開始剤の添加量を増加させるという方法が採られている
のであるが、エポキシ官能性基の含有量を増加させると
形成させた皮膜の剥離力が重くなって、剥離性皮膜とし
ての特性が失なわれてしまうという不利が生じ、オニウ
ム塩系光開始剤の増量はこのものが高価なものであるた
めに経済的に不利になるという欠点がある。
(課題を解決するための手段) 本発明はこのような不利を解決することのできる紫外
線硬化性オルガノポリシロキサン組成物に関するもので
あり、これは1.A)分子中に少なくとも1個のエポキシ
官能性有機基および少なくとも1個の三官能性シロキサ
ン単位を含有するが、加水分解可能な基は含有しない、
25℃における粘度が50〜3,000cpであるオルガノポリシ
ロキサン 100重量部、 B)オニウム塩系光開始剤 0.01〜20重量部、 とからなることを特徴とする紫外線硬化性オルガノポリ
シロキサン組成物。
2.A)成分としてのオルガノポリシロキサンが式 (ここにRは同一または異種の非置換または置換の1価
炭化水素基、Eは同一または異種のエポキシ官能性有機
基、aは0〜30の整数、s,tはs,t≧0でs+t≧1を満
たす整数、p、q、rは0以上の整数でp+q+s≧1
である。)で示され、25℃における粘度が50〜3,000cp
のものである請求項1に記載した紫外線硬化性オルガノ
ポリシロキサン組成物、を特徴とするものである。
すなわち、本発明者らは剥離紙用に適当とされる紫外
線硬化性オルガノポリシロキサン組成物を開発すべく種
々検討した結果、エポキシ官能性有機基を含有するオル
ガノポリシロキサンを紫外線照射で硬化させるために、
このオルガノポリシロキサンをその分子中に少なくとも
1個の3官能性シロキサン単位を含有する枝分れ構造を
もつものとしたところ、エポキシ基の重合に伴ない複雑
な3次元構造物をすみやかに形成させることができるの
で、これによれば同一分子量、同一官能基量の直鎖状構
造をもつエポキシ官能性オルガノポリシロキサンを使用
する場合にくらべて、オニウム塩系光開始剤の添加量が
同一であればその硬化性を著しく向上させることができ
るし、その直鎖状構造のものと同程度の硬化性を希望す
る場合にはここに添加するオニウム塩系光開始剤の添加
量を減らすことができるということを見出し、ここに使
用するオルガノポリシロキサンの種類、オニウム塩系光
開始剤の添加量などについての研究を進めて本発明を完
成させた。
以下にこれをさらに詳述する。
(作用) 本発明の紫外線硬化性オルガノポリシロキサンはエポ
キシ官能性有機基と3官能性シロキサン単位を含有する
が、加水分解可能な基は含有しないオルガノポリシロキ
サンとオニウム塩系光開始剤とよりなるものである。
本発明の紫外線硬化性オルガノポリシロキサン組成物
を構成するA)成分としてのオルガノポリシロキサンは
1分子中に少なくとも1個のエポキシ官能性有機基を含
有する、25℃における粘度が50〜3,000cpであるものと
されるが、このものは同時に1分子中に少なくとも1個
の3官能性シロキサン単位を含有するが、加水分解可能
な基は含有しないものとされる。したがって、このオル
ガノポリシロキサンは式 で示され、Rがメチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基、オクチル基などのアルキル基、シクロヘキシル基
などのシクロアルキル基、ビニル基、アリル基などのア
ルケニル基、フェニル基、トリル基などのアリール基、
またはこれらの基の炭素原子は結合している水素原子の
一部または全部をハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ
基、アルコキシ基などで置換したクロロメチル基、トリ
フルオロプロピル基、シアノエチル基、ヒドロキシエチ
ル基、ヒドロキシフェニル基、メトキシエチル基などか
ら選択される同一または異種の非置換または置換の1価
炭化水素基、Eはγ−(グリシジルオキシ)プロピル基 β−(グリシジルオキシカルボニル)プロピル基 β−(3,4−エポキシシルロヘキシル)エチル基 β−(4−メチル−3,4−エポキシシクロヘキシル)プ
ロピル基 などから選択される同一または異種のエポキシ官能性有
機基、aは合成の容易性からは0または1とすることが
好ましい0〜3の整数とされるものである。
なお、この式におけるp+q+r+s+tの合計値は
このオルガノポリシロキサンの25℃における粘性が50cP
未満または3,000cPを越えると基材への塗工性が著しく
低下するので、これが50〜3,000cPの粘度となるような
範囲とすることが必要とされ、s,tについてはs,t≧0で
s+t≧1を満たす整数、p、q、rは0以上の整数と
することが必要とされ、p+q+s≧1であり、p/(s
+t)の値が大きい程本発明の組成物の硬化性は向上
し、p/(s+t)の値が小さくなるとオルガノポリシロ
キサンの粘度が増加して場合によって非流動となり、基
材への塗工が困難となるのでp/(s+t)>0.1とする
ことがよい。また、このオルガノポリシロキサン中のエ
ポキシ含有量を示す(p+q+s)/(p+q+r+s
+t)の値には特に制限はないが、本発明の組成物の硬
化皮膜が粘着物質に対してすぐれた剥離性を示すために
はこの値が0.01〜0.20のものとすることがよい。
つぎに本発明の組成物を構成するB)成分としてのオ
ニウム塩系光開始剤は公知のものでよく、これは例えば
式R1 2I+X-、R1 3S+X-、R1 3Se+X-、R1 4P+X-、R1N2 +X-(こ
こにR1はアリール基、X-はSbF6 -、AsF6 -、PF6 -、BF4 -
HSO4 -、ClO4 -などの非求核性かつ非塩基性の陰イオン)
などで示されるジアリールヨードニウム塩、トリアリー
ルスルホニウル塩、トリアリールセレノニウム塩、テト
ラアリールホスホニウム塩、アリールジアゾニウム塩な
どがあげられる。なお、このオニウム塩光開始剤の添加
量は前記したA)成分としてのオルガノポリシロキサン
100重量部に対して0.01重量部未満ではこの組成物に紫
外線を照射したときの硬化性が乏しくなり、20重量部よ
り多くすると硬化性は向上するものの硬化した皮膜の表
面状態に悪影響が生じて、剥離特性が劣化するなどの障
害が生じるおそれがあるので、これは0.01〜20重量部の
範囲とすることが必要とされるが、この好ましい範囲は
0.1〜10重量部とされる。
本発明の紫外線硬化性オルガノポリシロキサン組成物
は上記したA)成分とB)成分の所定量を均一に混合す
ることによって得ることができるが、これにはまた必要
に応じエポキシ官能基単量体などの反応性希釈剤、基材
への密着向上剤、レベリング剤、帯電防止剤、消泡剤、
顔料などを添加してもよいし、これは有機溶剤で希釈し
て使用してもよい。
このようにして得られた本発明の紫外線硬化性オルガ
ノポリシロキサン組成物は短時間の紫外線照射によって
容易に硬化することから、粘着剤の背面処理剤や金属、
プラスチックの保護コーテイング剤、塗料用ベースとし
て使用できるが、この使用はこのものを紙、各種プラス
チックフイルム、アルミニウムなどの金属箔にバーコー
ター、グラビヤコーター、リバースコーターなどを用い
て、またはスプレー法で0.1〜200μm程度の薄膜になる
ように塗布すればよく、この塗膜はこれに紫外線を照射
すれば室温でも短時間で容易に硬化させることができ
る。
なお、この紫外線の光源としては水銀アーク灯、中圧
水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプな
どが例示されるが、上記した塗膜を硬化させるために
は、例えば高圧水銀ランプ(80w/cm)を使用すれば8cm
の距離から0.01〜10秒照射すればよい。
(実施例) つぎに本発明に使用される3官能性シロキサン単位含
有エポキシ官能性オルガノポリシロキサンの合成例、実
施例をあげるが、例中の部は重量部を、粘度は25℃での
測定値を示したものであり、例中における剥離力、残留
接着率は下記方法による測定値を示したものである。
[剥離力] オルガノポリシロキサン組成物を薄膜状フィルムまた
はシート状の基材表面に所定量塗布し、所定強度の紫外
線を照射して硬化皮膜を形成させたのち、この硬化皮膜
面にアクリル系溶剤型接着剤・オリバインBPS−8170
[東洋インキ製造(株)製、商品名]またはアクリル系
エマルジョン型粘着剤・オリバインBPW−3110H[東洋イ
ンキ製造(株)製、商品名]を塗布して100℃で3分間
熱処理をする。
ついで、この処理面に秤量64g/m2の上質紙を貼合せ、
25℃で20g/cm2の荷重下に20時間エージングしたのち試
料を5cm幅に切断し、引張り試験機を用いて180℃の角
度、剥離速度0.3m/分で張合せ紙を引張り、剥離するの
に要する力(g/5cm)を測定した。
[残留接着率] 剥離力測定の場合と同様の方法で基材表面にオルガノ
ポリシロキサン組成物の硬化皮膜を形成させ、その表面
にポリエステル・ルミラー31Bテープ[日東電工(株)
製、商品名]を貼合せ、20g/cm2の荷重をかけて70℃で2
0時間エージングしたのち、テープをはがしテフロン板
に貼りつけた。
ついで、このテープをテフロン板から180℃の角度、
剥離速度0.3m/分で剥離に要する力(g)を測定し、こ
の硬化皮膜の代わりに清浄なテフロン板を用いた以外は
上記と同様にして剥離力を測定し、前者の剥離力の後者
の剥離力に対する割合を残留接着力とするが、これはそ
の割合の大きい程未硬化の部分が少なく、粘着剤にシリ
コーンが移行することによってテープの粘着力が低下さ
れていないことを意味するものである。
合成例1 1)1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン98部とメチル
トリメトキシシランCH3Si(OCH33102部との混合物
を、5℃に冷却した24%塩酸水120部とイソプロパノー
ル40部との混合物中にゆっくり滴下し、滴下終了後の反
応混合物にトルエン40部を加え、25℃で5時間撹拌して
塩酸層を分離後、トルエン層を水で洗浄し、減圧濃縮し
たところ、流体生成物120部が得られたので、このもの
のIRスペクトル、NMRスペクトルを解析したところ、こ
のものは平均組成式が で示されるものであった。
2)ついで、このシロキサン組成物25部とオクタメチル
シクロテトラシロキサン317部を混合し、濃硫酸10部を
添加して室温で20時間平衡化反応させたのち水17部を加
え、さらに2時間撹拌し、硫酸層を分離後シロキサン層
を水洗し、減圧濃縮したところ、式 で示されるポリシロキサン組成物295部が得られた。
3)つぎにこのポリシロキサン組成物100部をトルエン5
0部と塩化白金酸−オレフイン錯塩触媒および4−ビニ
ル−1,2−シクロヘキセンオキシド10部からなる混合溶
液中に80℃で滴下し、その後90℃で8時間加熱撹拌し、
冷却後反応混合物の一部をとり出してIRスペクトルによ
る解析を行なったところ、このものは未反応のSiH基を
5%未満含有するものであったが、これを減圧濃縮した
ところ、式 で示される3官能性シロキサン単位含有エポキシ官能性
オルガノポリシロキサン(以下これをオルガノポリシロ
キサンIと略記する)105部が得られ、このものは粘度
が146cP、比重0.999、屈折率(25℃)1.413、エポキシ
当量1,630という物性を示した。
合成例2 上記した合成例1の2)で得た の代わりに、平均組成式が で示されるオルガノポリシロキサンを使用し、これを合
成例1における3)と同じように処理したところ、平均
組成式が (Eは前記に同じ)で示されるエポキシ官能性オルガノ
ポリシロキサン(以下オルガノポリシロキサンIIと略記
する)が得られた。
実施例1〜2、比較例1〜2 合成例1で合成したオルガノポリシロキサンI 100部
にヨードニウム塩系光開始剤を1.5部添加したもの(実
施例1)またこれを3.0部添加したもの(実施例2)を
作り、これをポリエチレンラミネート紙上にオフセット
転写機を用いて膜厚さが約1μmとなるように塗布し、
これに2kwの高圧水銀灯(80w/cm)1本を用いて、試料
から8cmの距離から紫外線を照射して塗膜を硬化させ、
指で10回程度塗膜を強くこすり、スミヤーおよびラブオ
フのないものを硬化したものと判断することとし、この
硬化に必要な最小の紫外線照射時間(秒数)を測定した
ところ、第1表に示したとおりの結果が得られ、この実
施例1の組成物から作られた上記硬化皮膜についての残
留接着率、粘着剤BPS−8170、BPW−3110Hを用いたとき
の剥離力をしらべたところ第2表に記載したとおりの結
果が得られた。
また、比較のために合成例2で合成したオルガノポリ
シロキサンII 100部にヨードニウム塩系光開始剤を1.5
部添加したもの(比較例1)またこれを3部添加したも
の(比較例2)を作り、これをポリエチレンラミネート
紙上に実施例1,2と同様に塗布し、この塗膜に実施例1,2
と同様に紫外線照射をしてその硬化性をしらべたとこ
ろ、この硬化に必要とされる最小の紫外線照射時間(秒
数)について第1表に示したとおりの結果が得られ、こ
の比較例2の組成物から作られた硬化皮膜についての残
留接着率、粘着剤BPS−8170、BPW−3110Hを用いたとき
の剥離力をしらべたところ第2表に記載したとおりの結
果が得られた。
この結果から、3官能性シロキサン単位含有エポキシ
官能性オルガノポリシロキサン(オルガノポリシロキサ
ンI)を使用した本発明の組成物は3官能性シロキサン
単位を含有しない直鎖状官能性オルガノポリシロキサン
(オルガノポリシロキサンII)を使用した比較例の組成
物にくらべて硬化性がすぐれており、本発明の組成物は
比較例の組成物と同様に剥離特性もすぐれていることが
確認された。
(発明の効果) 本発明は紫外線硬化性オルガノポリシロキサン組成物
に関するもので、これは前記したようにA)エポキシ官
能性有機基と3官能性シロキサン単位を含有するオルガ
ノポリシロキサンとB)オニウム塩系光開始剤とからな
るものであるが、このものは室温下でも短時間の光照射
で容易に硬化させることができるので粘着剤の背面処理
剤や金属、プラスチックの保護コーティウング剤、塗料
ベースとして有用とされるが、この硬化膜がすぐれた剥
離性を示すということから特には剥離紙用として有用と
されるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C09J 7/02 JKV C09J 7/02 JKV

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】A)1分子中に少なくとも1個のエポキシ
    官能性有機基および少なくとも1個の三官能性シロキサ
    ン単位を含有するが、加水分解可能な基は含有しない、
    25℃における粘度が50〜3,000cpであるオルガノポリシ
    ロキサン 100重量部、 B)オニウム塩系光開始剤 0.01〜20重量部、 とからなることを特徴とする紫外線硬化性オルガノポリ
    シロキサン組成物。
  2. 【請求項2】A)成分としてのオルガノポリシロキサン
    が式 (ここにRは同一または異種の非置換または置換の1価
    炭化水素基、Eは同一または異種のエポキシ官能性有機
    基、aは0〜30の整数、s,tはs,t≧0でs+t≧1を満
    たす整数、p、q、rは0以上の整数でp+q+s≧1
    である。)で示され、25℃における粘度が50〜3,000cp
    のものである請求項1に記載した紫外線硬化性オルガノ
    ポリシロキサン組成物。
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