JP4073085B2 - サスペンジョン型シリコーン系粘着剤、その製造方法、および粘着性基材の製造方法 - Google Patents
サスペンジョン型シリコーン系粘着剤、その製造方法、および粘着性基材の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、この製造方法、および、この粘着剤を用いてなる粘着性基材の製造方法に関し、詳しくは、取扱作業性が良好であり、水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成して、粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を形成できるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、このような粘着剤を効率よく製造する方法、および、基材上に粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を効率よく製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
界面活性剤水溶液中に硬化性シリコーン組成物を分散させてなるエマルジョン型シリコーン系粘着剤としては、アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサン、オルガノポリシロキサンレジン、ケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン、および白金系触媒からなるヒドロシリル化反応硬化型シリコーン組成物をを界面活性剤水溶液中に乳化してなるエマルジョン型シリコーン系粘着剤が提案されている(特開平７−３３１２２０号公報参照)。
【０００３】
しかし、特開平７−３３１２２０号公報により提案されるようなエマルジョン型シリコーン系粘着剤は、これを基材上に塗布した後、該粘着剤から水を除去すると共に、該粘着剤に含まれる硬化性シリコーン組成物を硬化させなければならないが、基材によっては該組成物の硬化阻害を生じてしまうという問題があったり、また、該組成物を十分に硬化させるために加熱しなければならないが、耐熱性の小さい基材に対して、該粘着剤を適用できないという問題があった。
【０００４】
一方、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンは、特開昭６４−１４２５０号公報および特開平１−１７８５２３号公報に開示されている。
しかし、これらの公報に提案されているシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤として利用することについては記載されておらず、また、これらのシリコーンゲルサスペンジョンは、これ自体を利用しようとしても、分散しているシリコーンゲル粒子の粒径が大きいために安定性が乏しいという問題があった。。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記の課題について鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明の目的は、取扱作業性が良好であり、水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成して、粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を形成できるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、このような粘着剤を効率よく製造する方法、および、基材上に粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を効率よく製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤は、界面活性剤水溶液中に、平均粒子径が０.１〜１００μｍであるシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなることを特徴とする。
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を、その平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させて硬化させることを特徴とする。
また、本発明の粘着性基材の製造方法は、界面活性剤水溶液中に、平均粒子径が０.１〜１００μｍであるシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を基材上に塗布した後、該粘着剤から水を除去することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を詳細に説明する。本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなる。このシリコーンゲル粒子の平均粒径は０.１〜１００μｍの範囲内であり、好ましくは、０.１〜５０μｍの範囲内であり、特に好ましくは、０.５〜１０μｍの範囲内である。これは、シリコーンゲル粒子の平均粒径がこの範囲の上限をこえると、サスペンジョン型シリコーン系粘着剤の安定性が低下する傾向があるからであり、一方、この範囲の下限未満であるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を調製することは困難となるからである。また、このシリコーンゲル粒子の形状としては、球状、偏平状、不定形状が例示され、サスペンジョン型シリコーン系粘着剤の安定性が良好であることから、この形状は球状であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤における界面活性剤水溶液は、シリコーンゲル粒子を分散させるための媒質である。この界面活性剤としては、第一〜第三脂肪族アミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルモノホルホリニウム塩、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミド塩等のカチオン系界面活性剤；脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、α−スルホン化脂肪酸塩、Ｎ−アシル−Ｎ−メチルタウレート、アルキル硫酸塩、硫酸化油脂、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物等のアニオン系界面活性剤；Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−アルキル−Ｎ−カルボキシメチルアンモニウムベタイン、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキレンカルボン酸塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル−Ｎ−スルホアルキレンアンモニウムベタイン、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−Ｎ，Ｎ−ビスポリオキシエチレンアンモニウム硫酸エステルベタイン、２−アルキル−１−カルボキシメチル−１−ヒドロキシエチルオミダゾリニウムベタイン等の両イオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、デカグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール・ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、プロピレングリコール・ペンタエリスリトール脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル等のポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキルアミンオキサイド、ポリオキシアルキレン基含有オルガノポリシロキサン等の非イオン系界面活性剤、およびこれらの界面活性剤の二種以上の混合物が例示される。この界面活性剤の添加量はシリコーンゲル粒子１００重量部に対して０.１〜２０重量部の範囲内となる量であることが好ましく、特に、０.１〜１０重量部の範囲内となる量であることが好ましい。また、水の添加量は限定されないが、シリコーンゲル粒子１００重量部に対して１０〜２００重量部の範囲内となる量であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン粘着剤から水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルのＪＩＳ Ｋ ２２２０に規定される１／４ちょう度が１０〜２００の範囲内であることが好ましく、特に、これが２０〜１５０の範囲内であることが好ましい。これは、この１／４ちょう度がこの範囲の上限をこえると、シリコーンゲルが油状を示す傾向が強くなり、その粘着性が低下する傾向があるからであり、一方、この範囲の下限未満であると、シリコーンゲルがゴム状を示す傾向が強くなり、その粘着性が低下する傾向があるからである。さらに、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤から水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルの２５℃、歪み率１０％、振動数１rad／秒における動的粘弾性の値(tanδ)が１以上であることが、このシリコーンゲルの防振特性が向上し、さらにその粘着性が向上することから好ましい。
【００１０】
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤におけるシリコーンゲル粒子中にはシリコーンオイルが含有されていてもよい。このシリコーンオイルとしては、このシリコーンゲル粒子の形成反応に関与しないものであることが好ましく、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサンが挙げられる。このシリコーンオイルの添加量は、シリコーンゲル粒子の１０重量％以下であることが好ましく、さらには、５重量％以下であることが好ましく、特には、０.５重量％以下であることが好ましい。また、このシリコーンゲル粒子には、その強度向上や比重調節のために、シリカ微粉末、酸化鉄、アルミノケイ酸塩等の無機質充填剤、その表面を有機ケイ素化合物により疎水化処理した無機質充填剤等が含有されていてもよい。
【００１１】
次に、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法を詳細に説明する。
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を、その平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させて硬化させることを特徴とする。このシリコーンゲル組成物としては、例えば、ヒドロシリル化反応硬化性のもの、縮合反応硬化性のもの、ラジカル反応硬化性のもの、高エネルギー線硬化性のものが挙げられ、特に、ヒドロシリル化反応硬化性のものを用いることが好ましい。このヒドロシリル化反応硬化性のシリコーンゲル組成物は、例えば、アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、ケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン、およびヒドロシリル化反応用触媒から少なくともなる組成物が挙げられる。
【００１２】
このアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては、直鎖状のもの、一部分枝鎖を有する直鎖状のもの、分枝鎖状のもの、環状のもの、樹脂状のものが例示され、特に、直鎖状の者、あるいは一部分枝鎖を有する直鎖状のものであることが好ましい。このオルガノポリシロキサン中のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、特に、ビニル基であることが好ましい。また、このオルガノポリシロキサン中のアルケニル基以外のケイ素原子結合の基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基；水酸基が例示され、特に、メチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基であることが好ましい。
【００１３】
また、ケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンとしては、直鎖状のもの、一部分枝鎖を有する直鎖状のもの、分枝鎖状のもの、環状のもの、樹脂状のものが例示され、特に、直鎖状のもの、あるいは一部分枝鎖を有する直鎖状のものであることが好ましい。このオルガノポリシロキサン中の水素原子以外のケイ素原子結合の基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基；水酸基が例示され、特に、メチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基であることが好ましい。このオルガノポリシロキサンの添加量は、得られるヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物が硬化するに十分な量であればよく、具体的には、この組成物中のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン中のアルケニル基１モルに対して、このオルガノポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子が０.１〜３０モルの範囲内であることが好ましい。
【００１４】
また、ヒドロシリル化反応用触媒としては、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒が例示され、反応性が良好であることから、白金系触媒であることが好ましい。この白金系触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体が例示される。このヒドロシリル化反応用触媒の添加量は、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を硬化させるに十分な量あればよく、このヒドロシリル化反応用触媒として白金系触媒を用いる場合には、上記のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンの合計量に対して、この触媒に含まれる白金金属の重量が０.１〜１００ppmの範囲内となるような量であることが好ましく、反応性が良好であり、かつ、シリコーンゲル粒子の着色が生じにくいことから、これが１〜５０ppmの範囲内となるような量であることが好ましい。
【００１５】
また、このヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物には、その他任意の成分として、ヒドロシリル化反応に関与しないシリコーンオイルを添加してもよい。このシリコーンオイルとしては、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサンが挙げられる。このシリコーンオイルの添加量は、シリコーンゲル組成物の１０重量％以下であることが好ましく、さらには、５重量％以下であることが好ましく、特には、０.５重量％以下であることが好ましい。また、このシリコーンゲル組成物には、得られるシリコーンゲル粒子の強度向上や比重調節のために、シリカ微粉末、酸化鉄、アルミノケイ酸塩等の無機質充填剤、その表面を有機ケイ素化合物により疎水化処理した無機質充填剤等を添加してもよい。さらに、得られるシリコーンゲル粒子の粘着性を調製するために、分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジンを添加してもよい。このようなオルガノポリシロキサンレジンとしては、式：Ｒ3ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノポリシロキサンレジンが例示される。なお、上式中のＲは置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、分子中の少なくとも一個のＲは上記のアルケニル基であることが必要である。また、このオルガノポリシロキサンレジンは、ケイ素原子結合のメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、あるいは水酸基を有していてもよい。
【００１６】
本発明の製造方法では、このようなシリコーンゲル組成物を界面活性剤水溶液中に分散させるが、この際に使用できる界面活性剤としては、上記のようなカチオン系界面活性剤；上記のようなアニオン系界面活性剤；上記のような両イオン系界面活性剤；上記のようなノニオン系界面活性、およびこれらの界面活性剤の二種以上の混合物が例示され、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物の硬化を阻害しにくいことから、上記のノニオン系界面活性剤であることが特に好ましい。この界面活性剤の添加量はシリコーンゲル組成物１００重量部に対して０.１〜２０重量部の範囲内となる量であることが好ましく、特に、これが０.１〜１０重量部の範囲内となる量であることが好ましい。また、水の添加量は限定されないが、シリコーンゲル組成物１００重量部に対して１０〜２００重量部の範囲内となる量であることが好ましい。
【００１７】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法において、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させる方法としては、例えば、回分式、連続式が例示され、このための混合装置としては、ホモミキサー、パドルミキサー、ヘンシェルミキサー、ホモディスパー、コロイドミキサー、プロペラ攪拌機、ホモジナイザー、インライン式連続乳化機、超音波乳化機、真空式練合機が例示される。
【００１８】
このようにして、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させた後、該組成物を硬化させることによりシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を調製することができる。このシリコーンゲル組成物がヒドロシリル化反応硬化性のもの、あるいは縮合反応硬化性のものである場合には、このシリコーンゲル組成物のエマルジョンを必要に応じて加熱することにより硬化させることができ、また、ラジカル反応硬化性のものである場合には、このエマルジョンを加熱することにより硬化させることができ、高エネルギー線硬化性のものである場合には、このエマルジョンに高エネルギー線を照射することにより硬化させることができる。
【００１９】
次に、本発明の別のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法を詳細に説明する。
本発明の製造方法は、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を用いる製造方法ではあるが、ヒドロシリル化反応用触媒の添加順序が異なる。すなわち、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法では、界面活性剤水溶液中に、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物を、この平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させた後、ヒドロシリル化反応用触媒を添加することを特徴とする。このヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物の組成は上記と同様である。また、ヒドロシリル化反応用触媒も上記と同様である。本発明の製造方法によれば、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物を界面活性剤水溶液中に分散させる際に、該組成物のゲル化を生じることがないので、これを十分に分散させて、該組成物の均一なエマルジョンを調製することができ、次いで、これにヒドロシリル化反応用触媒を添加することより、均一なシリコーンゲル粒子とすることができるという特徴がある。本発明の製造方法において、このヒドロシリル化反応用触媒はそのまま添加するよりは、これを予め界面活性剤水溶液中に分散させたものを添加することが反応の点から好ましい。
【００２０】
本発明の製造方法においても、このようなシリコーンゲル組成物を界面活性剤水溶液中に均一に分散させるが、使用できる界面活性剤としては、上記のようなカチオン系界面活性剤；上記のようなアニオン系界面活性剤；上記のような両イオン系界面活性剤；上記のようなノニオン系界面活性、およびこれらの界面活性剤の二種以上の混合物が例示され、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物の硬化を阻害しにくいことから、上記のノニオン系界面活性剤であることが特に好ましい。この界面活性剤の添加量はシリコーンゲル組成物１００重量部に対して０.１〜２０重量部の範囲内となる量であることが好ましく、特に、これが０.１〜１０重量部の範囲内となる量であることが好ましい。また、水の添加量は限定されないが、シリコーンゲル組成物１００重量部に対して１０〜２００重量部の範囲内となる量であることが好ましい。
【００２１】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法において、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させる方法としては、例えば、回分式、連続式が例示され、このための混合装置としては、上記と同様の装置が例示される。このようにして、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させた後、該組成物を必要に応じて加熱することにより硬化させることができる。
【００２２】
次に、本発明の粘着性基材の製造方法を詳細に説明する。
本発明の粘着性基材の製造方法は、基材状に上記のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を塗布した後、該粘着剤から水を除去することを特徴とする。この基材としては、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の有機樹脂のフィルム、テープ、あるいはシート；銅、アルミニウム、スチール等の金属のフィルム、テープ、あるいはシート；紙が例示される。このような基材上に上記のサスペンジョン型シリコーン粘着剤を塗布する場合には、一般に粘着剤を基材上に塗布するために用いられる塗工機を用いることができる。本発明の製造方法では、基材上にサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を塗布した後、該粘着剤から水を除去することにより、該基材上にシリコーンゲル粘着層を形成することができるので、特開平７−３３１２２０号公報により提案されたエマルジョン型シリコーン系粘着剤において、該接着剤中に含まれる硬化性シリコーン組成物が硬化阻害を生じるような基材に対しても適用することができる。本発明の粘着性基材の製造方法において、基材上に塗布したサスペンジョン型シリコーン系粘着剤から水を除去する方法としては、風乾、減圧乾燥、基材に耐熱性がある場合には、熱風乾燥、加熱乾燥が例示される。
【００２３】
【実施例】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、その製造方法、および粘着性基材の製造方法を実施例により詳細に説明する。なお、実施例中の粘度は２５℃における値である。
［シリコーンゲル粒子の平均粒径］
サスペンジョン型シリコーン系粘着剤をレーザー回折式粒度分布測定器(堀場製作所製のＬＡ−５００)により測定して、シリコーンゲル粒子のメジアン径(累積分布の５０％に相当する粒径)から、その平均粒径を求めた。
［サスペンジョン型シリコーン系粘着剤の安定性］
サスペンジョン型シリコーン系粘着剤を１００mlのビンに５０ml入れて、２週間室温で静置した後、手で１０回シェイクし、ダンボール紙に塗布し、２日風乾した後、得られた塗膜の表面粗さを観察することにより、シリコーンゲル粒子の凝集性を、○：分散性良好、△：０.１mm以下の凝集粒子がある、×：０.１mm以上の凝集粒子がある、の３段階で評価した。
［シリコーンゲルの１／４ちょう度］
サスペンジョン型シリコーン系粘着剤を深さ５mmのテフロン製皿に注ぎ、１週間風乾することにより水を除去してシリコーンゲル粒子を得、次に、このシリコーンゲル粒子を１００mlのビーカーに入れ、脱泡した後、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に規定する方法に従って、このシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルの１／４ちょう度を測定した。
［シリコーンゲルの動的粘弾性の値］
上記と同様にサスペンジョン型シリコーン系粘着剤から水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルについて、これをＲｅｏｍｅｔｏｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＡＲＥＳ粘弾性測定装置を使用し、直径２５.０mmのパラレルプレートでギャップを０.５〜０.６mmにして、室温で、歪み１０.０％、振動数０.１rad／秒における動的粘弾性の値(tanδ)を測定した。
［液状触媒の体積平均粒径］
界面活性剤水溶液中に分散させたヒドロシリル化反応用触媒の体積平均粒径を、レーザー散乱式サブミクロン粒子分析装置（コールターエレクトロニクス社製のＣＯＵＬＴＥＲ Ｎ４型）による測定から求めた。
【００２４】
［実施例１］
粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)６８重量部、粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.０２５重量％)３１重量部、および粘度２０mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルハイドロジェンポリシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１４重量％)１.５重量部を混合し、これを３重量％−ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ＨＬＢ＝１３.１)水溶液３０重量部により乳化した後、純水２０重量部を加えて、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００２５】
次に、上記のエマルジョンに、別に調製しておいた、白金の１，３−ジビニル−テトラメチルジシロキサン錯体を主成分とする１，３−ジビニル−テトラメチルジシロキサン溶液からなるヒドロシリル化反応用触媒のエマルジョン(触媒の体積平均粒径＝０.０５μｍ、１μｍ以下の触媒の比率＝９５重量％、白金金属濃度＝０.０４重量％)を、上記のエマルジョン中のオルガノポリシロキサンの合計重量に対して、この白金金属が重量単位で２０ppmとなる量を混合し、均一に攪拌して、ヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００２６】
このシリコーンゲル組成物のエマルジョンを室温で１日間静置することにより、この組成物を硬化させて、シリコーンゲルサスペンジョンを調製した。このシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤とした。このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去して得られるシリコーンゲルの特性を表１に示した。また、このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤をポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布した後、風乾することにより水を除去して、厚さ０.０３mmのシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を作成した。この粘着性基材に厚さ５０μｍのポリエチレンフィルムを貼着し、２Kgのゴムローラーで２往復圧着させた後、室温で３０分間静置した。その後、引張り試験機で粘着力(１８０°ピール、引張り速度３００mm／分)を測定したところ、この粘着力は８０gf／inchであった。
【００２７】
［実施例２］
実施例１において、粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)を６７.２重量部、および粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサンの配合量を３１.３重量部とした以外は実施例１と同様にしてシリコーンゲルサスペンジョンを調製した。このシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤とした。このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去して得られるシリコーンゲルの特性を表１に示した。また、このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤をポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布した後、風乾することにより水を除去して、厚さ０.０３mmのシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を作成した。この粘着性基材に厚さ５０μｍのポリエチレンフィルムを貼着し、２Kgのゴムローラーで２往復圧着させた後、室温で３０分間静置した。その後、引張り試験機で粘着力(１８０°ピール、引張り速度３００mm／分)を測定したところ、この粘着力は６０gf／inchであった。
【００２８】
［比較例１］
粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)６８重量部、粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.０２５重量％)３０.５重量部、および粘度２０mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルハイドロジェンポリシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１４重量％)１.５重量部を混合し、これを−１０℃に冷却した後、白金の１，３−ジビニル−テトラメチルジシロキサン錯体のイソプロパノール溶液(白金金属濃度＝０.１０重量％)をオルガノポリシロキサンの合計重量に対して、この白金金属濃度が重量単位で２０ppmとなる量を均一に混合してヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を調製した。
【００２９】
このシリコーンゲル組成物をシリンジから、３重量％−ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ＨＬＢ＝１３.１)水溶液の８０℃の熱湯中に滴下して、平均粒径０.５mmのシリコーンゲル粒子を分散したシリコーンゲルサスペンジョンを調製した。このシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤とした。このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去して得られるシリコーンゲルの特性を表１に示した。このサスペンジョンは安定性が悪く、シリコーンゲル粒子が水面に浮上し、シリコーンゲル凝集物を形成したため、これをポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布することはできなかった。
【００３０】
［比較例２］
粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)６８重量部、粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.０２５重量％)３０.５重量部、および粘度２０mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルハイドロジェンポリシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１４重量％)１.５重量部を混合し、これを３重量％−ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ＨＬＢ＝１３.１)水溶液１００重量部により乳化して、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００３１】
次に、上記のエマルジョンに、塩化白金酸のイソプロパノール溶液を、上記のエマルジョン中のオルガノポリシロキサンの合計重量に対して、この白金金属が重量単位で２０ppmとなる量を混合し、均一に攪拌して、ヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００３２】
このシリコーンゲル組成物のエマルジョンをエマルジョン型シリコーン系粘着剤とした。このエマルジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル組成物粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去した後、得られたヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を１２０℃で１時間加熱することにより形成されたシリコーンゲルの特性を表１に示した。また、このエマルジョン型シリコーン系粘着剤をポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布した後、風乾することにより水を除去したが、室温では硬化が進行せず、また、これを１２０℃に加熱したものの、一部硬化阻害を生じたために、その粘着性を評価できなかった。
【００３３】
【表１】
＊比較例２の平均粒径は、シリコーンゲル組成物粒子の平均粒径を示した。
【００３４】
【発明の効果】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなり、取扱作業性が良好であり、水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成して、粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を形成できるという特徴がある。また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法は、このようなサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を効率よく製造できるという特徴がある。また、本発明の粘着性基材の製造方法は、このようなサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を用いているので、基材上に粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を効率よく製造できるという特徴がある。
【発明の属する技術分野】
本発明は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、この製造方法、および、この粘着剤を用いてなる粘着性基材の製造方法に関し、詳しくは、取扱作業性が良好であり、水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成して、粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を形成できるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、このような粘着剤を効率よく製造する方法、および、基材上に粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を効率よく製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
界面活性剤水溶液中に硬化性シリコーン組成物を分散させてなるエマルジョン型シリコーン系粘着剤としては、アルケニル基含有ジオルガノポリシロキサン、オルガノポリシロキサンレジン、ケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン、および白金系触媒からなるヒドロシリル化反応硬化型シリコーン組成物をを界面活性剤水溶液中に乳化してなるエマルジョン型シリコーン系粘着剤が提案されている(特開平７−３３１２２０号公報参照)。
【０００３】
しかし、特開平７−３３１２２０号公報により提案されるようなエマルジョン型シリコーン系粘着剤は、これを基材上に塗布した後、該粘着剤から水を除去すると共に、該粘着剤に含まれる硬化性シリコーン組成物を硬化させなければならないが、基材によっては該組成物の硬化阻害を生じてしまうという問題があったり、また、該組成物を十分に硬化させるために加熱しなければならないが、耐熱性の小さい基材に対して、該粘着剤を適用できないという問題があった。
【０００４】
一方、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンは、特開昭６４−１４２５０号公報および特開平１−１７８５２３号公報に開示されている。
しかし、これらの公報に提案されているシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤として利用することについては記載されておらず、また、これらのシリコーンゲルサスペンジョンは、これ自体を利用しようとしても、分散しているシリコーンゲル粒子の粒径が大きいために安定性が乏しいという問題があった。。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記の課題について鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明の目的は、取扱作業性が良好であり、水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成して、粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を形成できるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、このような粘着剤を効率よく製造する方法、および、基材上に粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を効率よく製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤は、界面活性剤水溶液中に、平均粒子径が０.１〜１００μｍであるシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなることを特徴とする。
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を、その平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させて硬化させることを特徴とする。
また、本発明の粘着性基材の製造方法は、界面活性剤水溶液中に、平均粒子径が０.１〜１００μｍであるシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を基材上に塗布した後、該粘着剤から水を除去することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を詳細に説明する。本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなる。このシリコーンゲル粒子の平均粒径は０.１〜１００μｍの範囲内であり、好ましくは、０.１〜５０μｍの範囲内であり、特に好ましくは、０.５〜１０μｍの範囲内である。これは、シリコーンゲル粒子の平均粒径がこの範囲の上限をこえると、サスペンジョン型シリコーン系粘着剤の安定性が低下する傾向があるからであり、一方、この範囲の下限未満であるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を調製することは困難となるからである。また、このシリコーンゲル粒子の形状としては、球状、偏平状、不定形状が例示され、サスペンジョン型シリコーン系粘着剤の安定性が良好であることから、この形状は球状であることが好ましい。
【０００８】
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤における界面活性剤水溶液は、シリコーンゲル粒子を分散させるための媒質である。この界面活性剤としては、第一〜第三脂肪族アミン塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルピリジニウム塩、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルモノホルホリニウム塩、ポリエチレンポリアミン脂肪酸アミド塩等のカチオン系界面活性剤；脂肪酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、α−スルホン化脂肪酸塩、Ｎ−アシル−Ｎ−メチルタウレート、アルキル硫酸塩、硫酸化油脂、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物等のアニオン系界面活性剤；Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−アルキル−Ｎ−カルボキシメチルアンモニウムベタイン、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキレンカルボン酸塩、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリアルキル−Ｎ−スルホアルキレンアンモニウムベタイン、Ｎ，Ｎ−ジアルキル−Ｎ，Ｎ−ビスポリオキシエチレンアンモニウム硫酸エステルベタイン、２−アルキル−１−カルボキシメチル−１−ヒドロキシエチルオミダゾリニウムベタイン等の両イオン系界面活性剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、デカグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、プロピレングリコール・ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、プロピレングリコール・ペンタエリスリトール脂肪酸エステル等の多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル等のポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸部分エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、トリエタノールアミン脂肪酸部分エステル、トリアルキルアミンオキサイド、ポリオキシアルキレン基含有オルガノポリシロキサン等の非イオン系界面活性剤、およびこれらの界面活性剤の二種以上の混合物が例示される。この界面活性剤の添加量はシリコーンゲル粒子１００重量部に対して０.１〜２０重量部の範囲内となる量であることが好ましく、特に、０.１〜１０重量部の範囲内となる量であることが好ましい。また、水の添加量は限定されないが、シリコーンゲル粒子１００重量部に対して１０〜２００重量部の範囲内となる量であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン粘着剤から水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルのＪＩＳ Ｋ ２２２０に規定される１／４ちょう度が１０〜２００の範囲内であることが好ましく、特に、これが２０〜１５０の範囲内であることが好ましい。これは、この１／４ちょう度がこの範囲の上限をこえると、シリコーンゲルが油状を示す傾向が強くなり、その粘着性が低下する傾向があるからであり、一方、この範囲の下限未満であると、シリコーンゲルがゴム状を示す傾向が強くなり、その粘着性が低下する傾向があるからである。さらに、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤から水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルの２５℃、歪み率１０％、振動数１rad／秒における動的粘弾性の値(tanδ)が１以上であることが、このシリコーンゲルの防振特性が向上し、さらにその粘着性が向上することから好ましい。
【００１０】
また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤におけるシリコーンゲル粒子中にはシリコーンオイルが含有されていてもよい。このシリコーンオイルとしては、このシリコーンゲル粒子の形成反応に関与しないものであることが好ましく、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサンが挙げられる。このシリコーンオイルの添加量は、シリコーンゲル粒子の１０重量％以下であることが好ましく、さらには、５重量％以下であることが好ましく、特には、０.５重量％以下であることが好ましい。また、このシリコーンゲル粒子には、その強度向上や比重調節のために、シリカ微粉末、酸化鉄、アルミノケイ酸塩等の無機質充填剤、その表面を有機ケイ素化合物により疎水化処理した無機質充填剤等が含有されていてもよい。
【００１１】
次に、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法を詳細に説明する。
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を、その平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させて硬化させることを特徴とする。このシリコーンゲル組成物としては、例えば、ヒドロシリル化反応硬化性のもの、縮合反応硬化性のもの、ラジカル反応硬化性のもの、高エネルギー線硬化性のものが挙げられ、特に、ヒドロシリル化反応硬化性のものを用いることが好ましい。このヒドロシリル化反応硬化性のシリコーンゲル組成物は、例えば、アルケニル基含有オルガノポリシロキサン、ケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサン、およびヒドロシリル化反応用触媒から少なくともなる組成物が挙げられる。
【００１２】
このアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとしては、直鎖状のもの、一部分枝鎖を有する直鎖状のもの、分枝鎖状のもの、環状のもの、樹脂状のものが例示され、特に、直鎖状の者、あるいは一部分枝鎖を有する直鎖状のものであることが好ましい。このオルガノポリシロキサン中のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基が例示され、特に、ビニル基であることが好ましい。また、このオルガノポリシロキサン中のアルケニル基以外のケイ素原子結合の基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基；水酸基が例示され、特に、メチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基であることが好ましい。
【００１３】
また、ケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンとしては、直鎖状のもの、一部分枝鎖を有する直鎖状のもの、分枝鎖状のもの、環状のもの、樹脂状のものが例示され、特に、直鎖状のもの、あるいは一部分枝鎖を有する直鎖状のものであることが好ましい。このオルガノポリシロキサン中の水素原子以外のケイ素原子結合の基としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基等の置換もしくは非置換の一価炭化水素基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基；水酸基が例示され、特に、メチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基であることが好ましい。このオルガノポリシロキサンの添加量は、得られるヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物が硬化するに十分な量であればよく、具体的には、この組成物中のアルケニル基含有オルガノポリシロキサン中のアルケニル基１モルに対して、このオルガノポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子が０.１〜３０モルの範囲内であることが好ましい。
【００１４】
また、ヒドロシリル化反応用触媒としては、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒が例示され、反応性が良好であることから、白金系触媒であることが好ましい。この白金系触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体が例示される。このヒドロシリル化反応用触媒の添加量は、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を硬化させるに十分な量あればよく、このヒドロシリル化反応用触媒として白金系触媒を用いる場合には、上記のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンとケイ素原子結合水素原子含有オルガノポリシロキサンの合計量に対して、この触媒に含まれる白金金属の重量が０.１〜１００ppmの範囲内となるような量であることが好ましく、反応性が良好であり、かつ、シリコーンゲル粒子の着色が生じにくいことから、これが１〜５０ppmの範囲内となるような量であることが好ましい。
【００１５】
また、このヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物には、その他任意の成分として、ヒドロシリル化反応に関与しないシリコーンオイルを添加してもよい。このシリコーンオイルとしては、例えば、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルフェニルポリシロキサンが挙げられる。このシリコーンオイルの添加量は、シリコーンゲル組成物の１０重量％以下であることが好ましく、さらには、５重量％以下であることが好ましく、特には、０.５重量％以下であることが好ましい。また、このシリコーンゲル組成物には、得られるシリコーンゲル粒子の強度向上や比重調節のために、シリカ微粉末、酸化鉄、アルミノケイ酸塩等の無機質充填剤、その表面を有機ケイ素化合物により疎水化処理した無機質充填剤等を添加してもよい。さらに、得られるシリコーンゲル粒子の粘着性を調製するために、分子中にアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンレジンを添加してもよい。このようなオルガノポリシロキサンレジンとしては、式：Ｒ3ＳｉＯ1/2で示されるシロキサン単位と式：ＳｉＯ4/2で示されるシロキサン単位からなるオルガノポリシロキサンレジンが例示される。なお、上式中のＲは置換もしくは非置換の一価炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基；ビニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基；フェニル基、トリル基、キシリル基等のアリール基；ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基；３，３，３−トリフルオロプロピル基等のハロゲン化アルキル基が挙げられ、分子中の少なくとも一個のＲは上記のアルケニル基であることが必要である。また、このオルガノポリシロキサンレジンは、ケイ素原子結合のメトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、あるいは水酸基を有していてもよい。
【００１６】
本発明の製造方法では、このようなシリコーンゲル組成物を界面活性剤水溶液中に分散させるが、この際に使用できる界面活性剤としては、上記のようなカチオン系界面活性剤；上記のようなアニオン系界面活性剤；上記のような両イオン系界面活性剤；上記のようなノニオン系界面活性、およびこれらの界面活性剤の二種以上の混合物が例示され、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物の硬化を阻害しにくいことから、上記のノニオン系界面活性剤であることが特に好ましい。この界面活性剤の添加量はシリコーンゲル組成物１００重量部に対して０.１〜２０重量部の範囲内となる量であることが好ましく、特に、これが０.１〜１０重量部の範囲内となる量であることが好ましい。また、水の添加量は限定されないが、シリコーンゲル組成物１００重量部に対して１０〜２００重量部の範囲内となる量であることが好ましい。
【００１７】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法において、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させる方法としては、例えば、回分式、連続式が例示され、このための混合装置としては、ホモミキサー、パドルミキサー、ヘンシェルミキサー、ホモディスパー、コロイドミキサー、プロペラ攪拌機、ホモジナイザー、インライン式連続乳化機、超音波乳化機、真空式練合機が例示される。
【００１８】
このようにして、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させた後、該組成物を硬化させることによりシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を調製することができる。このシリコーンゲル組成物がヒドロシリル化反応硬化性のもの、あるいは縮合反応硬化性のものである場合には、このシリコーンゲル組成物のエマルジョンを必要に応じて加熱することにより硬化させることができ、また、ラジカル反応硬化性のものである場合には、このエマルジョンを加熱することにより硬化させることができ、高エネルギー線硬化性のものである場合には、このエマルジョンに高エネルギー線を照射することにより硬化させることができる。
【００１９】
次に、本発明の別のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法を詳細に説明する。
本発明の製造方法は、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を用いる製造方法ではあるが、ヒドロシリル化反応用触媒の添加順序が異なる。すなわち、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法では、界面活性剤水溶液中に、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物を、この平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させた後、ヒドロシリル化反応用触媒を添加することを特徴とする。このヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物の組成は上記と同様である。また、ヒドロシリル化反応用触媒も上記と同様である。本発明の製造方法によれば、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物を界面活性剤水溶液中に分散させる際に、該組成物のゲル化を生じることがないので、これを十分に分散させて、該組成物の均一なエマルジョンを調製することができ、次いで、これにヒドロシリル化反応用触媒を添加することより、均一なシリコーンゲル粒子とすることができるという特徴がある。本発明の製造方法において、このヒドロシリル化反応用触媒はそのまま添加するよりは、これを予め界面活性剤水溶液中に分散させたものを添加することが反応の点から好ましい。
【００２０】
本発明の製造方法においても、このようなシリコーンゲル組成物を界面活性剤水溶液中に均一に分散させるが、使用できる界面活性剤としては、上記のようなカチオン系界面活性剤；上記のようなアニオン系界面活性剤；上記のような両イオン系界面活性剤；上記のようなノニオン系界面活性、およびこれらの界面活性剤の二種以上の混合物が例示され、上記のヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物の硬化を阻害しにくいことから、上記のノニオン系界面活性剤であることが特に好ましい。この界面活性剤の添加量はシリコーンゲル組成物１００重量部に対して０.１〜２０重量部の範囲内となる量であることが好ましく、特に、これが０.１〜１０重量部の範囲内となる量であることが好ましい。また、水の添加量は限定されないが、シリコーンゲル組成物１００重量部に対して１０〜２００重量部の範囲内となる量であることが好ましい。
【００２１】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法において、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させる方法としては、例えば、回分式、連続式が例示され、このための混合装置としては、上記と同様の装置が例示される。このようにして、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を分散させた後、該組成物を必要に応じて加熱することにより硬化させることができる。
【００２２】
次に、本発明の粘着性基材の製造方法を詳細に説明する。
本発明の粘着性基材の製造方法は、基材状に上記のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を塗布した後、該粘着剤から水を除去することを特徴とする。この基材としては、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等の有機樹脂のフィルム、テープ、あるいはシート；銅、アルミニウム、スチール等の金属のフィルム、テープ、あるいはシート；紙が例示される。このような基材上に上記のサスペンジョン型シリコーン粘着剤を塗布する場合には、一般に粘着剤を基材上に塗布するために用いられる塗工機を用いることができる。本発明の製造方法では、基材上にサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を塗布した後、該粘着剤から水を除去することにより、該基材上にシリコーンゲル粘着層を形成することができるので、特開平７−３３１２２０号公報により提案されたエマルジョン型シリコーン系粘着剤において、該接着剤中に含まれる硬化性シリコーン組成物が硬化阻害を生じるような基材に対しても適用することができる。本発明の粘着性基材の製造方法において、基材上に塗布したサスペンジョン型シリコーン系粘着剤から水を除去する方法としては、風乾、減圧乾燥、基材に耐熱性がある場合には、熱風乾燥、加熱乾燥が例示される。
【００２３】
【実施例】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤、その製造方法、および粘着性基材の製造方法を実施例により詳細に説明する。なお、実施例中の粘度は２５℃における値である。
［シリコーンゲル粒子の平均粒径］
サスペンジョン型シリコーン系粘着剤をレーザー回折式粒度分布測定器(堀場製作所製のＬＡ−５００)により測定して、シリコーンゲル粒子のメジアン径(累積分布の５０％に相当する粒径)から、その平均粒径を求めた。
［サスペンジョン型シリコーン系粘着剤の安定性］
サスペンジョン型シリコーン系粘着剤を１００mlのビンに５０ml入れて、２週間室温で静置した後、手で１０回シェイクし、ダンボール紙に塗布し、２日風乾した後、得られた塗膜の表面粗さを観察することにより、シリコーンゲル粒子の凝集性を、○：分散性良好、△：０.１mm以下の凝集粒子がある、×：０.１mm以上の凝集粒子がある、の３段階で評価した。
［シリコーンゲルの１／４ちょう度］
サスペンジョン型シリコーン系粘着剤を深さ５mmのテフロン製皿に注ぎ、１週間風乾することにより水を除去してシリコーンゲル粒子を得、次に、このシリコーンゲル粒子を１００mlのビーカーに入れ、脱泡した後、ＪＩＳ Ｋ ２２２０に規定する方法に従って、このシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルの１／４ちょう度を測定した。
［シリコーンゲルの動的粘弾性の値］
上記と同様にサスペンジョン型シリコーン系粘着剤から水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルについて、これをＲｅｏｍｅｔｏｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製のＡＲＥＳ粘弾性測定装置を使用し、直径２５.０mmのパラレルプレートでギャップを０.５〜０.６mmにして、室温で、歪み１０.０％、振動数０.１rad／秒における動的粘弾性の値(tanδ)を測定した。
［液状触媒の体積平均粒径］
界面活性剤水溶液中に分散させたヒドロシリル化反応用触媒の体積平均粒径を、レーザー散乱式サブミクロン粒子分析装置（コールターエレクトロニクス社製のＣＯＵＬＴＥＲ Ｎ４型）による測定から求めた。
【００２４】
［実施例１］
粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)６８重量部、粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.０２５重量％)３１重量部、および粘度２０mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルハイドロジェンポリシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１４重量％)１.５重量部を混合し、これを３重量％−ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ＨＬＢ＝１３.１)水溶液３０重量部により乳化した後、純水２０重量部を加えて、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００２５】
次に、上記のエマルジョンに、別に調製しておいた、白金の１，３−ジビニル−テトラメチルジシロキサン錯体を主成分とする１，３−ジビニル−テトラメチルジシロキサン溶液からなるヒドロシリル化反応用触媒のエマルジョン(触媒の体積平均粒径＝０.０５μｍ、１μｍ以下の触媒の比率＝９５重量％、白金金属濃度＝０.０４重量％)を、上記のエマルジョン中のオルガノポリシロキサンの合計重量に対して、この白金金属が重量単位で２０ppmとなる量を混合し、均一に攪拌して、ヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００２６】
このシリコーンゲル組成物のエマルジョンを室温で１日間静置することにより、この組成物を硬化させて、シリコーンゲルサスペンジョンを調製した。このシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤とした。このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去して得られるシリコーンゲルの特性を表１に示した。また、このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤をポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布した後、風乾することにより水を除去して、厚さ０.０３mmのシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を作成した。この粘着性基材に厚さ５０μｍのポリエチレンフィルムを貼着し、２Kgのゴムローラーで２往復圧着させた後、室温で３０分間静置した。その後、引張り試験機で粘着力(１８０°ピール、引張り速度３００mm／分)を測定したところ、この粘着力は８０gf／inchであった。
【００２７】
［実施例２］
実施例１において、粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)を６７.２重量部、および粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサンの配合量を３１.３重量部とした以外は実施例１と同様にしてシリコーンゲルサスペンジョンを調製した。このシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤とした。このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去して得られるシリコーンゲルの特性を表１に示した。また、このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤をポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布した後、風乾することにより水を除去して、厚さ０.０３mmのシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を作成した。この粘着性基材に厚さ５０μｍのポリエチレンフィルムを貼着し、２Kgのゴムローラーで２往復圧着させた後、室温で３０分間静置した。その後、引張り試験機で粘着力(１８０°ピール、引張り速度３００mm／分)を測定したところ、この粘着力は６０gf／inchであった。
【００２８】
［比較例１］
粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)６８重量部、粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.０２５重量％)３０.５重量部、および粘度２０mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルハイドロジェンポリシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１４重量％)１.５重量部を混合し、これを−１０℃に冷却した後、白金の１，３−ジビニル−テトラメチルジシロキサン錯体のイソプロパノール溶液(白金金属濃度＝０.１０重量％)をオルガノポリシロキサンの合計重量に対して、この白金金属濃度が重量単位で２０ppmとなる量を均一に混合してヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を調製した。
【００２９】
このシリコーンゲル組成物をシリンジから、３重量％−ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ＨＬＢ＝１３.１)水溶液の８０℃の熱湯中に滴下して、平均粒径０.５mmのシリコーンゲル粒子を分散したシリコーンゲルサスペンジョンを調製した。このシリコーンゲルサスペンジョンをサスペンジョン型シリコーン系粘着剤とした。このサスペンジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去して得られるシリコーンゲルの特性を表１に示した。このサスペンジョンは安定性が悪く、シリコーンゲル粒子が水面に浮上し、シリコーンゲル凝集物を形成したため、これをポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布することはできなかった。
【００３０】
［比較例２］
粘度４００mPa・sの分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量＝０.４８重量％)６８重量部、粘度１３０mPa・sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.０２５重量％)３０.５重量部、および粘度２０mPa・sの分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン・メチルハイドロジェンポリシロキサン共重合体(ケイ素原子結合水素原子の含有量＝０.１４重量％)１.５重量部を混合し、これを３重量％−ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(ＨＬＢ＝１３.１)水溶液１００重量部により乳化して、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００３１】
次に、上記のエマルジョンに、塩化白金酸のイソプロパノール溶液を、上記のエマルジョン中のオルガノポリシロキサンの合計重量に対して、この白金金属が重量単位で２０ppmとなる量を混合し、均一に攪拌して、ヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物のエマルジョンを調製した。
【００３２】
このシリコーンゲル組成物のエマルジョンをエマルジョン型シリコーン系粘着剤とした。このエマルジョン型シリコーン系粘着剤中のシリコーンゲル組成物粒子の平均粒径、この粘着剤の安定性、およびこの粘着剤から水を除去した後、得られたヒドロシリル化反応硬化性シリコーンゲル組成物を１２０℃で１時間加熱することにより形成されたシリコーンゲルの特性を表１に示した。また、このエマルジョン型シリコーン系粘着剤をポリフェニレンサルファイド樹脂板上に塗布した後、風乾することにより水を除去したが、室温では硬化が進行せず、また、これを１２０℃に加熱したものの、一部硬化阻害を生じたために、その粘着性を評価できなかった。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【発明の効果】
本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤は、界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなり、取扱作業性が良好であり、水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成して、粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を形成できるという特徴がある。また、本発明のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法は、このようなサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を効率よく製造できるという特徴がある。また、本発明の粘着性基材の製造方法は、このようなサスペンジョン型シリコーン系粘着剤を用いているので、基材上に粘弾性および粘着性が優れるシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材を効率よく製造できるという特徴がある。
Claims (7)
- 界面活性剤水溶液中に、平均粒径が０.１〜１００μｍであるシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤。
- 水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルの１／４ちょう度(ＪＩＳ Ｋ ２２２０に規定)が１０〜２００であることを特徴とする、請求項１記載のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤。
- 水を除去することによりシリコーンゲル粒子が集成してなるシリコーンゲルの２５℃、歪み率１０％、振動数１rad／秒における動的粘弾性の値(tanδ)が１以上であることを特徴とする、請求項１記載のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤。
- 界面活性剤水溶液中にシリコーンゲル組成物を、その平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させて硬化させることを特徴とする、該界面活性剤水溶液中に、平均粒径が０.１〜１００μｍであるシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法。
- シリコーンゲル組成物がヒドロシリル化反応硬化性のものであることを特徴とする、請求項４記載のサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法。
- 界面活性剤水溶液中に、ヒドロシリル化反応用触媒を含まないヒドロシリル化反応硬化用シリコーンゲル組成物を、その平均粒径が０.１〜１００μｍとなるように分散させた後、ヒドロシリル化反応用触媒を添加することにより該組成物を硬化させることを特徴とする、該界面活性剤水溶液中に、平均粒径が０.１〜１００μｍであるシリコーンゲル粒子が分散しているシリコーンゲルサスペンジョンからなるサスペンジョン型シリコーン系粘着剤の製造方法。
- 請求項１乃至３のいずれか１項記載のサスペンジョン型シリコーン粘着剤を基材上に塗布した後、該粘着剤から水を除去することを特徴とする、該基材上にシリコーンゲル粘着層を有する粘着性基材の製造方法。
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