JP4796857B2 - 剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物、剥離性硬化皮膜を有するシート状基材およびその製造方法 - Google Patents
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Description
上記目的を達成する剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物および該組成物を硬化させてなる剥離性硬化皮膜を有するシート状基材およびその製造方法は、次のとおりである。
[1](A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン: 100重量部、
(B)25℃における粘度が5〜1,000mPa・sであり、下記の平均シロキサン単位式(1)で示され、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン: [成分(B)中のケイ素原子結合水素原子]と[成分(A)中のアルケニル基]のモル比が0.3〜5.0となる量
[R2HSiO1/2]k[R3SiO1/2]r [RHSiO2/2]m [R2SiO2/2]n[RSiO3/2]p [SiO4/2]q (1)
(式中、Rはそれぞれ独立に一価の脂肪族不飽和結合を含まない非置換もしくは置換炭化水素基であり、kとrは0以上の数、かつ、1≦k+r≦10であり、mは30≦m≦200であり、nは10≦n≦100であり、pは0≦p≦10であり、qは1であり、0.5≦(k+m)/(k+r+m+n+p+q)<1であり、k+r+m+n+p+qは前記粘度範囲を満足する数である。)、および
(C)ヒドロシリル化反応用白金系触媒: 触媒量
からなることを特徴とする剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
[2] 成分(A)の分子構造が直鎖状または分岐鎖状であり、ケイ素原子結合アルケニル基がビニル基、アリル基またはヘキセニル基であり、ケイ素原子結合有機基がアルキル基、フェニル基またはパーフルオロアルキル基であり(ただし、50モル%以上がメチル基である)、成分(B)のRがアルキル基、フェニル基またはパーフルオロアルキル基(ただし、50モル%以上がメチル基である)である[1]に記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
[3] 成分(C)が白金アルケニルシロキサン錯体触媒である[1]または[2]記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
[4] 組成物中の白金金属量が成分(A)と成分(B)の合計重量の10〜300ppmである[3]記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
[5] 成分(A)の25℃における粘度が50〜2000mPa・sであり、組成物が無溶剤型である[1]〜[4]のいずれかに記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
[6] さらに(D)有機溶剤:10〜3000重量部からなる[1]〜[4]のいずれかに記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
[7] さらに(E)ヒドロシリル化反応抑制剤:0.001〜5重量部からなり、常温で非硬化性であり、加熱硬化性である [1]〜[6]のいずれかに記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
[8] [1〜[7]のいずれかに記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる剥離性硬化皮膜を有するシート状基材。
[9] シート状基材が、ポリエチレンラミネート紙またはプラスチックフィルムである[8]に記載のシート状基材。
[10] シート状基材上に[1]〜[7]のいずれかに記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物をコーテイングし、加熱して硬化させることを特徴とする剥離性硬化皮膜を有するシート状基材の製造方法。
[11] シート状基材が、ポリエチレンラミネート紙またはプラスチックフィルムである[10]に記載のシート状基材の製造方法。
[12] 加熱温度が80〜130℃である[10] または[11]に記載の剥離性硬化皮膜を有するシート状基材の製造方法。
1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサンである成分(A)は、本発明の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物の主成分であり、成分(C)の触媒作用により成分(B)とヒドロシリル化反応して架橋する。分子構造は、直鎖状が一般的であるが、分岐鎖状であってもよい。分岐鎖状であるもの代表例は、平均シロキサン単位[R2R5SiO1/2]x[R2SiO2/2]y[SiO4/2]z (式中、Rは前記どおりであり、R5はアルケニル基であり、xは4であり、yは5〜1000であり、z=1である)で示される。
架橋するために分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基が存在する。
[R2HSiO1/2]k[R3SiO1/2]r [RHSiO2/2]m [R2SiO2/2]n[RSiO3/2]p [SiO4/2]q (1)
(式中、Rはそれぞれ独立に一価の脂肪族不飽和結合を含まない非置換もしくは置換炭化水素基であり、kとrは0以上の数、かつ、1≦k+r≦10であり、mは30≦m≦200であり、nは10≦n≦100であり、pは0≦p≦10であり、qは1であり、0.5≦(k+m)/(k+r+m+n+p+q)<1であり、k+r+m+n+p+qは前記粘度範囲を満足する数である。)
kとrは0以上の数であり、1≦k+r≦10である。組成物の硬化性の点で1分子中の[R2HSiO1/2]単位と[RHSiO2/2]単位の合計数、すなわち、k+mは少なくとも2であり、3以上であることが好ましい。
[RHSiO2/2]単位と[R2SiO2/2]単位は、分岐状オルガノポリシロキサン鎖の分岐点と末端封止基間の直鎖状部分を構成する。組成物の硬化性と硬化皮膜の粘着性物質に対する剥離性の点でmは30〜200であり、nは10〜100である。
[RSiO3/2]単位は、分岐状オルガノポリシロキサン鎖の分岐点に位置する。[SiO4/2]単位が存在するので、本単位は必須ではない。本単位が多すぎると、分岐度が大きくなりすぎて成分(A)への相溶性が低下するので、pは0〜10であり、好ましくは0〜5である。
[SiO4/2]単位は、必須単位であり、qは1である。[SiO4/2]単位が存在せずq=0のときは、[R1SiO3/2]単位が存在してpが1〜10であっても、組成物の硬化性および基材への密着性は不十分となる。
分子中の[R2HSiO1/2]単位と[RHSiO2/2]単位が少ないと基材への密着性が低下するので、0.5≦(k+m)/(k+r+m+n+p+q)<1である。
常温下でのゲル化、硬化を抑制して保存安定性を向上させ、加熱硬化性とするために、(E)ヒドロシリル化反応抑制剤を含有することが好ましい。ヒドロシリル化反応抑制剤として、アセチレン系化合物、エンイン化合物、有機窒素化合物、有機燐化合物、オキシム化合物が例示され、具体的には、3−メチル−1−ブチン−3−オール(=メチルブチノール)、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、3−メチル−1−ペンテン−3−オール、フェニルブチノール等のアルキニルアルコール;3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−イン、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、ベンゾトリアゾール、メチルビニルシクロシロキサンが例示される。この付加反応抑制剤の配合量は、通常、成分(A)100重量部当り0.001〜5重量部の範囲内であるが、本成分の種類、白金系触媒の性能と含有量、成分(A)中のアルケニル基量、成分(B)中のケイ素原子結合水素原子量に応じて適宜選定するとよい。
成分(C)が白金アルケニルシロキサン錯体触媒であると、その配合量が成分(A)と成分(B)の合計100重量部当り白金金属量で10〜120ppmであっても、また、90〜130℃という比較的高くない温度で120〜1秒間という短時間であっても、シート状基材への密着性に優れ、粘着性物質に対する剥離性の優れた硬化皮膜を容易に得ることができる。
剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物をポリエチレンラミネート紙の表面にシロキサン換算で1.0g/m2となる量塗工した後、熱風循環式オーブン中で所定の温度条件下で30秒間加熱して硬化皮膜を形成させた。次にオクスフォード社製蛍光X線装置で硬化皮膜を構成しているオルガノポリシロキサン量Aを測定した。この測定サンプルをメチルエチルケトオキシム(MEK)中に30分浸漬し、引き上げて乾燥した後、再度オクスフォード社製蛍光X線装置で硬化皮膜を構成しているオルガノポリシロキサン量Bを測定した。AからBを差し引くことによりMEK中に抽出されたオルガノポリシロキサン量を求め、(A−B)/AX100をもって硬化速度の指標とした。当該数値が大きいほど硬化速度が遅いことを意味する。なお、通常この数値が6%以下であれば十分に硬化していると考えられている。
剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物をポリエチレンラミネート紙の表面にシロキサン換算で1.0g/m2となる量塗工した後、熱風循環式オーブン中で所定の温度条件下で30秒間加熱して硬化皮膜を形成させた。該硬化皮膜を指で強く擦り、硬化皮膜の脱落の有無を観察した。その後、該硬化皮膜を有するポリエチレンラミネート紙を温度40℃、湿度90%のオーブン中に放置し、一定期間ごとに該硬化皮膜を指で強く擦り、硬化皮膜の脱落が発生するまでの日数を測定した。この日数が長いほど、形成された硬化皮膜はポリエチレンラミネート紙への硬化密着性に優れていることになる。
剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物を、印刷適正試験機[(株)明製作所製;RI−2]を用いてポリエチレンラミネート紙の表面にシロキサン換算で1.0g/m2となる量塗工した後、熱風循環式オーブン中で120℃で30秒間加熱することにより、硬化皮膜を形成させた。この硬化皮膜面にアクリル系溶剤型粘着剤[東洋インキ製造株式会社製、商品名オリバインBPS−5127]を固形分で30g/m2となるようにアプリケーターを用いて均一に塗布し、温度70℃で2分間加熱した。次いで、このアクリル系粘着剤面に坪量64g/m2の上質紙を貼合わせ、得られた貼合わせ紙を5cm幅に切断して試験片を作成した。該試験片を温度25℃、湿度60%の空気中に20時間放置した。この後、引っ張り試験機を用いて、この試験片のポリエチレンラミネート紙と上質紙を角度180度、剥離速度0.3m/minの条件で反対方向に引張り、剥離に要した力(N)を測定した。
温度計および攪拌機を備えた300mlの四つ口セパラブルフラスコに、テトラメチルシクロテトラシロキサン(D4 H)、オクタメチルテトラシクロシロキサン(D4)および下記式(a),(b),(c)または(d)で表されるメチルシロキサンを、表1に示す部数ずつ仕込み、活性白土を全体の1重量%となる量を投入した。
温度計および攪拌機を備えた300mlの四つ口セパラブルフラスコに、下記平均シロキサン単位式で表されるメチルポリシロキサン
温度計および攪拌機を備えた300mlの四つ口セパラブルフラスコに、n−オクチルトリス(ジメチルヒドロシロキシ)シラン6.77g、デカメチルシクロペンタシロキサン6.87g、および、ペンタメチルシクロペンタシロキサン35.5gを投入した。フラスコ内を撹拌しながら昇温し、80℃でトリフルオロメタンスルホン酸触媒0.05mlを添加し、その温度で4時間撹拌した。次いで、炭酸カルシウム粉末を添加して該触媒を中和し、4時間かけて反応混合物を室温まで冷却して、ろ過し、ろ液を減圧下100℃でストリッピングすることにより、液状残渣を得た。この液状残渣をNMR分析したところ、下記の平均シロキサン単位式(XL−12)を有する分岐状メチルハイドロジェンポリシロキサンであることがわかった。
温度計および攪拌機を備えた300mlの四つ口セパラブルフラスコに、両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン(粘度20mPa・s)を97.5g、および、活性白土2.5gを投入した。フラスコ内を撹拌しながら昇温し、60℃で8時間撹拌した。次いで、ろ過し、ろ液を減圧下100℃でストリッピングすることにより、液状残渣を得た。この液状残渣をNMR分析したところ、平均シロキサン単位式(XL−13)を有する分岐状メチルハイドロジェンポリシロキサンであることがわかった。
[Me2HSiO1/2]k[Me3SiO1/2]r [MeHSiO2/2]m [Me2SiO2/2]n[MeSiO3/2]p [SiO4/2]q (9)
(式中、Meはメチル基である。但し、XL−12の[MeSiO3/2]単位中のMeのみオクチル基(-C8H17)である。)。
ミキサー中で、成分(A)としての下記平均シロキサン単位式(Vi−1)で表される末端ビニル基を有する分岐状メチルポリシロキサン(25℃における粘度170mPa・s)100重量部と、成分(B)としてのメチルハイドロジェンポリシロキサン(XL-1)〜(XL-10)のいずれか([成分(B)中のケイ素原子結合水素原子]と[成分(A)中のビニル基]のモル比が1.3となる量)を混合し、次に1−エチニル−1−シクロヘキサノール0.3重量部を投入して均一になるまで混合した。これに成分(C)として塩化白金酸・1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を、白金金属量が30ppm〜130ppmとなる量投入して均一になるまで混合して、液状の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物No.1〜No.17(いずれも無溶剤型である)を得た。成分(A)、成分(B)および成分(C)の配合量、ならびに成分(B)の種類を表3に示した。
比較例2の組成物(T単位もQ単位も有しないXL-9を含有する)は、実施例1〜実施例8の組成物に較べ硬化密着性が著しく劣る。
比較例3〜比較例5(T単位もQ単位も有さないXL-10を含有する)の組成物うち、比較例3の組成物(白金金属量30ppm)は、実施例4の組成物(白金金属量30ppm)に較べ硬化速度が著しく遅く硬化密着性が劣り、比較例4の組成物(白金金属量65ppm)は、実施例1〜実施例3、実施例5、実施例7、実施例8の組成物(白金金属量65ppm)および実施例4の組成物(白金金属量30ppm)に較べ硬化速度が少々遅く、比較例5の組成物(白金金属量130ppm)は、白金金属量が著しく多いので硬化速度、硬化密着性ともに実施例1〜実施例8の組成物(白金金属量30ppm、65ppm、80ppm)並みである。
比較例7の組成物(Q単位を有せずT単位を有するXL12を含有する)は、実施例1〜実施例8の組成物に較べ硬化速度が遅く、硬化密着性が劣る。
比較例8の組成物(Q単位を有せずT単位を有するXL12を含有する。白金金属量100ppm)は、白金含有量が多いので硬化速度が実施例1〜実施例8の組成物並みになっているが、硬化密着性が若干劣る。
比較例9の組成物(Q単位を有せずT単位を有するXL13を含有する)は、実施例の組成物1〜実施例8の組成物に較べ硬化速度が著しく遅い。
なお、XL11、XL12およびXL13は特許文献3〜特許文献5に開示されているような架橋剤としてのメチルハイドロジェンポリシロキサンである。
ミキサー中で、成分(A)としての30重量%トルエン溶液の粘度が5,000mPa・sであり、分子鎖末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたジメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン共重合体(メチルビニルシロキサン単位含有量1.5mol%)(Vi−2)30重量部と、成分(B)としてのメチルハイドロジェンポリシロキサン[成分(B)中のケイ素原子結合水素原子]と[成分(A)中のビニル基]のモル比が1.5となる量、および、メチルブチノール0.3重量部を均一になるまで混合した。この混合物を、成分(A)の濃度が30重量%となるように成分(D)としてのトルエンに均一に溶解させた。このトルエン溶液に成分(C)としての塩化白金酸1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体を白金金属量が65ppmとなるような量添加し均一になるまで混合して、溶剤型の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物No.18〜No.23を得た。成分(A)〜成分(D)の配合量、ならびに成分(B)の種類を表6に示した。
Claims (12)
- (A)1分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合アルケニル基を有するオルガノポリシロキサン: 100重量部、
(B)25℃における粘度が5〜1,000mPa・sであり、下記の平均シロキサン単位式(1)で示され、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン: [成分(B)中のケイ素原子結合水素原子]と[成分(A)中のアルケニル基]のモル比が0.3〜5.0となる量
[R2HSiO1/2]k[R3SiO1/2]r [RHSiO2/2]m [R2SiO2/2]n[RSiO3/2]p [SiO4/2]q (1)
(式中、Rはそれぞれ独立に一価の脂肪族不飽和結合を含まない非置換もしくは置換炭化水素基であり、kとrは0以上の数、かつ、1≦k+r≦10であり、mは30≦m≦200であり、nは10≦n≦100であり、pは0≦p≦10であり、qは1であり、0.5≦(k+m)/(k+r+m+n+p+q)<1であり、k+r+m+n+p+qは前記粘度範囲を満足する数である。)、および
(C)ヒドロシリル化反応用白金系触媒: 触媒量
からなることを特徴とする剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。 - 成分(A)の分子構造が直鎖状または分岐鎖状であり、ケイ素原子結合アルケニル基がビニル基、アリル基またはヘキセニル基であり、ケイ素原子結合有機基がアルキル基、フェニル基またはパーフルオロアルキル基であり(ただし、50モル%以上がメチル基である)、成分(B)のRがアルキル基、フェニル基またはパーフルオロアルキル基(ただし、50モル%以上がメチル基である)である請求項1に記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
- 成分(C)が白金アルケニルシロキサン錯体触媒である請求項1または請求項2記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
- 組成物中の白金金属量が成分(A)と成分(B)の合計重量の10〜300ppmである請求項3記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
- 成分(A)の25℃における粘度が50〜2000mPa・sであり、組成物が無溶剤型である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
- さらに(D)有機溶剤:10〜3000重量部からなる請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
- さらに(E)ヒドロシリル化反応抑制剤:0.001〜5重量部からなり、常温で非硬化性であり、加熱硬化性である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる剥離性硬化皮膜を有するシート状基材。
- 基材が、ポリエチレンラミネート紙またはプラスチックフィルムである請求項8に記載のシート状基材。
- シート状基材上に請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の剥離性硬化皮膜形成性オルガノポリシロキサン組成物をコーテイングし、加熱して硬化させることを特徴とする剥離性硬化皮膜を有するシート状基材の製造方法。
- シート状基材が、ポリエチレンラミネート紙またはプラスチックフィルムである請求項10に記載のシート状基材の製造方法。
- 加熱温度が80〜130℃である請求項10または請求項11に記載の剥離性硬化皮膜を有するシート状基材の製造方法。
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