JP5296412B2 - 離型用シリコーンエマルジョン組成物及びそれを用いてなる離型性基体 - Google Patents
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Description
しかしながら、この種の有機溶剤溶液タイプのものは、その主剤が、取り扱い難い高分子量の生ゴム状のオルガノポリシロキサンである上、多量の溶剤が使用されるために大気汚染の原因となるという不利があり、更に、安全衛生上でも好ましくないという欠点があった。かかる欠点に対する対応としては、離型用シリコーン組成物の使用時に溶剤を回収することも考えられるが、溶剤回収装置を設置するには多額の投資を必要とするという欠点がある。
本発明の第2の目的は、要求の異なる様々な用途に対応可能な、安定した剥離性能を有する離型性基材を提供することにある。
B)下記式(3)で表される、一分子中にケイ素原子に直結する水素原子を少なくとも3個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン1〜50質量部、
C)下記式(4)〜(6)で表される、フェニル基含有オルガノポリシロキサンから選択される少なくとも1種0.5〜50質量部、
D)HLBが10〜15でpHが6.5以下、かつイオン電導度が30μS/cm以下であるノニオン系界面活性剤0.5〜10質量部、
E)ケン化度86〜98モル%で4%水溶液の20℃における粘度が4〜100mPa・sであるポリビニルアルコール1〜20質量部、
F)適量の水、
及び、
G)白金系錯体 白金として0.001〜0.05質量部、
の各成分を含有することを特徴とする、離型用シリコーンエマルジョン組成物、及び、該組成物を薄葉基材の少なくとも片面に塗布・硬化させてなる離型性基材である。
但し、(1)及び(2)式中のR1は、何れも同一であっても異なっていてもよく、脂肪族不飽和結合と芳香族置換基を含まない炭素数1〜10の一価の炭化水素基であり、a、b及びcはケイ素原子に直結した全置換基の0.2〜5モル%がビニル基であり、かつ25℃における粘度が30〜10,000mPa・sとなる整数を表す。
但し、(3)式中のR1は、前記R1と同じであり、R2は同一でも異なっていてもよく、水素原子又は脂肪族不飽和結合と芳香族置換基を含まない炭素数1〜10の一価の炭化水素基であり、d及びeはケイ素原子に直結する全置換基の10〜50モル%が水素基であり、かつ25℃における粘度が5〜200mPa・sとなる整数を表す。
但し、(4)、(5)及び(6)式中のR1及びR2は前記R1及びR2と同じであり、Phはフェニル基であり、f、g、h、i、及びjはケイ素原子に直結した全置換基の0.2〜5モル%がビニル基、5〜50モル%がフェニル基であり、かつ25℃における粘度が30〜10,000mPa・sとなる整数を表し、k、l及びmはケイ素原子に直結する全置換基の10〜50モル%が水素基、5〜50モル%がフェニル基であり、かつ25℃における粘度が5〜200mPa・sとなる整数を表す。
G1)25℃における粘度が10〜500mPa・sの、白金系錯体含有ポリシロキサン100質量部。
G2)HLBが10〜15でpHが6.5以下、かつイオン電導度が30μS/cm以下であるノニオン系界面活性剤0.5〜10質量部。
G3)4%水溶液の20℃における粘度が4〜100mPa・sである、ケン化度が86〜98モル%のポリビニルアルコール1〜20質量部。
G4)水370〜399質量部。
R1及びR2並びにk、l及びmは、全R1及びR2の80モル%以上がメチル基であって、ケイ素に直結した全結合基の10〜50モル%が水素原子であり、且つ25℃における粘度が5〜200mPa・sとなるように、実用上の観点から選択される。この条件を満足するためには、k+l+mは10〜200の整数であることが必要であり、20〜150の整数であることが好ましい。また、k/(k+l+m)は0.2〜0.9であり、好ましくは、0.4〜0.8である。
。
B)成分であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、全組成物中に含有されるビニル基のモル数に対し、ケイ素原子に直結する水素のモル数が1から10倍となる量であり、特に1〜5倍の量となる範囲であることが好ましく、硬化皮膜形成及び剥離性能の観点から、1〜50質量部の範囲であることが好ましい。
調製した主剤Em組成物及び白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物を目視で観察し、乳白色で均一状態であるものを○、オイル浮が見られるものを△、分離しているものを×とした。
調製した主剤エマルジョン組成物及び白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物を、それぞれ3000rpmで10分間遠心分離機にかけ、それぞれについて上層と下層の不揮発分を105℃/3Hで測定した。上層と下層の差が5%以下でエマルジョンの安定性に優れるものを○、2%以下で特に優れるものを◎、5%を超え10%以下であるものを△、10%を超えるものを×として評価した。
主剤エマルジョン組成物100質量部と白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物2質量部を混合して得た離型用シリコーンエマルジョン組成物を、グラシン紙(秤量60g/m2)の表面に、シリコーン固形分で約1.0g/m2となるようにワイヤーバーを用いて塗布した後、150℃の熱風循環式乾燥炉中で20秒間処理して硬化皮膜を形成させ、塗工性及び硬化性を次のようにして評価した。
塗工性:硬化皮膜の外観を目視で観察し、良好なものを○、特に滑らかで綺麗なものを◎、曇り、ハジキ、ゆず肌などの異常が見られるものを×とした。
硬化性:塗工面を指でこすったときに、塗工面が良好に保たれるものを○、脱落や曇りが見られるものを×とした。尚試験は、組成物の処理浴を調製してから1時間以内に行った。
主剤エマルジョン組成物100質量部と白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物2質量部を混合して得た離型用シリコーンエマルジョン組成物を、グラシン紙(秤量60g/m2)の表面に、シリコーン固形分で約1.0g/m2となるように塗布した後、170℃の熱風循環式乾燥炉中で30秒間処理し、硬化皮膜を形成させた。次いで、この硬化皮膜面にアクリル系溶剤型粘着剤BPS−5127〔東洋インキ製造(株)製の商品名〕を塗布し、100℃で3分間加熱処理した後、この処理面に64g/m2の上質紙を貼り合わせた。得られたシートを25℃で20時間エイジングさせてから、5cm巾に切断して試験片を作製した。この試験片について、引っ張り試験機を用い、前記上質紙を180°の角度で、剥離速度0.3m/分の条件で引っ張り、剥離に要する力(N)を測定した。
剥離力試験の場合と同様にして硬化性皮膜を形成させた。この硬化皮膜面にポリエステルテープ〔ニットー31B:日東電工(株)製の商品名〕を貼り合わせ、70℃で20時間、20g/cm2の荷重をかけて加熱処理した後、ポリエステルテープ(25mm巾)を剥がして前記硬化皮膜面をステンレス板に張りつけた。次いで、このテープを、180°の角度で剥離速度0.3m/分の条件で剥がし、その剥離に要する力(N)を測定した。
一方、テフロン板にポリエステルテープ(ニットー31B)を貼り合わせ、70℃で20時間、20g/m2の荷重をかけて同様に加熱処理した後、ポリエステルテープ(25mm巾)を剥がしてステンレス板に貼り付け、同様に、ステンレス板から剥離するのに要する力(N)を測定した。前者の力の、後者の力に対する百分率をもって残留接着率とした。
主剤エマルジョン組成物100質量部と白金系錯体シロキサンEm組成物2質量部を混合して得た離型用シリコーンエマルジョン組成物を25℃で24時間放置した後、外観、塗工性、硬化性及び残留接着率の評価を行い、外観が○〜△、塗工性が◎〜○、硬化性が○、且つ残留接着率の低下が初期のものと比較して1割以内であるものを○とし、それ以外を×とした。
調製した主剤エマルジョン組成物及び白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物を、それぞれ密栓し、25℃で6ヶ月放置した後、外観及び遠心分離試験による評価を行い、外観が○〜△且つ遠心分離試験が◎〜△であるものを○とし、それ以外を×とした。
表1に、下記の各調製例に対応する配合と、得られた主剤エマルジョン組成物の外観、遠心分離機試験、及びシェルフライフの結果を示した。
A)成分として分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されていると共に側鎖がジメチルシロキサン単位のみである、粘度が500mPa・s(ビニル基含有量;0.6モル%)のメチルビニルポリシロキサン100質量部、
B)成分として分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖されていると共に側鎖がジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位から成る、粘度が50mPa・s(ケイ素原子に直結する水素基含有量;35モル%)のメチルハイドロジェンポリシロキサン3質量部、
C)成分は使用せずに、D)成分としてポリオキシエチレンアルキルエーテル界面活性剤(HLBが13.6、PHが5.4、及びイオン電導度が9.8μS/cmである。)2質量部、
E)成分として、ケン化度が90モル%で、4%水溶液の20℃における粘度が15mPa・sであるポリビニルアルコールと50mPa・sであるポリビニルアルコールをそれぞれ2.5質量部、
F)成分として水412質量部、
及び、反応抑制剤としてエチニルシクロヘキサノール0.5質量部とを容器に入れ、ホモミキサーで混合した後、ホモジナイザーを使用して均質なエマルジョン組成物を得た。この組成物のシリコーン含有量は20質量%、粘度は50mPa・sであった。
主剤エマルジョン組成物の調製例1で使用しなかったC)成分として、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖され且つ側鎖がジメチルシロキサン単位とジフェニルシロキサン単位で構成された、粘度が50mPa・s(ビニル基含有量;1モル%、フェニル基含有量40モル%)のメチルビニルフェニルポリシロキサン10質量部を使用すると共に、E)成分としてケン化度が90モル%で、4%水溶液の20℃における粘度が30mPa・sであるポリビニルアルコールを5質量部、F)成分として水415質量部を使用したこと以外は、調製例1と同様にして調製例2を調製した。
主剤エマルジョン組成物の調製例1で使用したB)成分の代わりに、分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位からなる、粘度が50mPa・s(ケイ素原子に直結する水素基含有量;35モル%)のメチルハイドロジェンポリシロキサンを10質量部使用し、調製例では使用しなかったC)成分として、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位とジフェニルシロキサン単位で構成され、粘度が5,000mPa・s(ビニル基含有量;4モル%、フェニル基含有量7モル%)のメチルビニルフェニルポリシロキサン40質量部、E)成分としてケン化度が90モル%で、4%水溶液の20℃における粘度が30mPa・sであるポリビニルアルコールを5質量部、及びF)成分として水600質量部を使用したこと以外は、調製例1と同様にして調製例3を調製した。
主剤エマルジョン組成物の調製例1で使用したB)成分の代わりに、分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位からなる、粘度が50mPa・s(ケイ素原子に直結する水素基含有量;35モル%)のメチルハイドロジェンポリシロキサン2質量部、調製例1では使用しなかったC)成分として、分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位、メチルハイドロジェンシロキサン単位、ジフェニルシロキサン単位で構成された、粘度が100mPa・s(ケイ素原子に直結する水素基含有量;20モル%、フェニル基含有量20モル%)のメチルハイドロジェンフェニルポリシロキサン2質量部を使用すると共に、E)成分として、ケン化度が90モル%で、4%水溶液の20℃における粘度が30mPa・sであるポリビニルアルコールを5質量部、及び、F)成分として水416質量部を使用したこと以外は、調製例1と同様にして調製例4を調製した。
主剤エマルジョン組成物の調製例1で使用したA)成分の代わりに、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位のみである、粘度が50mPa・s(ビニル基含有量;2.5モル%)のメチルビニルポリシロキサン40質量部、及び、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位とメチルビニルシロキサン単位で構成された、粘度が8,000mPa・s(ビニル基含有量;1モル%)のメチルビニルフェニルポリシロキサン60質量部を使用すると共に、B)成分として分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位からなる、粘度が50mPa・s(ケイ素原子に直結する水素基含有量;35モル%)のメチルハイドロジェンポリシロキサン8質量部を使用し、調製例1で使用しなかったC)成分として、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位、メチルビニルシロキサン単位、ジフェニルシロキサン単位で構成された、粘度が200mPa・s(ビニル基含有量;1モル%、フェニル基含有量10モル%)のメチルビニルフェニルポリシロキサン10質量部、F)成分として水472質量部を使用したこと以外は、調製例1と同様にして調製例5を調製した。
主剤エマルジョン組成物の調製例1で使用したE)成分を使用せず、F)成分として水417質量部を使用したこと以外は、調製例1と同様にして調製例6を調製した。
主剤エマルジョン組成物の調製例1で使用したE)成分の代わりに、ケン化度70モル%で、4%水溶液の20℃における粘度が30mPa・sであるポリビニルアルコールを5質量部使用すると共に、F)成分として水412質量部を使用したこと以外は、調製例1と同様にして調製例7を調製した。
主剤エマルジョン組成物の調製例1で使用したB)成分の代わりに、分子鎖両末端がトリメチルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキサン単位からなる、粘度50mPa・s(ケイ素原子に直結する水素基含有量;35モル%)のメチルハイドロジェンポリシロキサン5質量部を使用し、調製例1で使用しなかったC)成分として、分子鎖両末端がジメチルビニルシリル基で封鎖されかつ側鎖がジメチルシロキサン単位とジフェニルシロキサン単位で構成された、粘度が50mPa・s(ビニル基含有量;1モル%、フェニル基含有量40モル%)のメチルビニルフェニルポリシロキサン60質量部、E)成分として、ケン化度90モル%で、4%水溶液の20℃における粘度が30mPa・sであるポリビニルアルコールを5質量部、F)成分として水660質量部を使用したこと以外は、調製例1と同様にして調製例8を調製した。
表2に、下記調製例9及び10の配合と、得られた白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物の外観、遠心分離機試験、及びシェルフライフの結果を示した。
G1)成分として、白金−ビニルシロキサンの錯塩(白金含有量は白金換算5,000ppm)100質量部、
G2)成分としてポリオキシエチレンアルキルエーテル界面活性剤(HLBが13.6、PHが5.4、及びイオン電導度が9.8μS/cmである。)2質量部、
G3)成分としてケン化度90モル%、4%水溶液の20℃における粘度が30mPa・sであるポリビニルアルコールを5質量部、
及びG4)成分として水393質量部とをホモミキサーで混合した後、ホモジナイザーを使用して均質な白金系錯体含有エマルジョン組成物を得た。
白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物の調製例9で使用したG3)成分の代わりに、ケン化度が90モル%で、4%水溶液の20℃における粘度が15mPa・sであるポリビニルアルコールと50mPa・sであるポリビニルアルコールをそれぞれ2.5質量部使用し、G4)成分として水393質量部を使用したこと以外は、調製例9と同様にして白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物の調製例10を調製した。
実施例、参考例及び比較例に用いた離型用シリコーンエマルジョン組成物を、表3に示す組合せに従い、主剤エマルジョン組成物の100質量部に白金系錯体含有ポリシロキサンエマルジョン組成物を2質量部配合し、均一に攪拌混合して調製した。得られた離型用シリコーンエマルジョン組成物について、ポットライフ、塗工性、硬化性、剥離特性、及び残留接着率を試験した。その結果は表3に示した通りである。
主剤Emは主剤エマルジョン、白金Emは白金エマルジョンを意味する。
注:剥離力が×であることは、剥離できないことを意味する。
Claims (5)
- A)下記式(1)及び/又は(2)で表されるオルガノポリシロキサン100質量部、B)下記式(3)で表される、一分子中にケイ素原子に直結する水素原子を少なくとも3個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン1〜50質量部、
C)下記式(4)〜(6)で表される、フェニル基含有オルガノポリシロキサンから選択される少なくとも1種0.5〜50質量部、
D)HLBが10〜15、pHが6.5以下、かつイオン電導度が30μS/cm以下であるノニオン系界面活性剤0.5〜10質量部、
E)ケン化度86〜98モル%で4%水溶液の20℃における粘度が4〜100mPa・sであるポリビニルアルコール1〜20質量部、
F)適量の水、
及び、
G)白金系錯体 白金として0.001〜0.05質量部、
の各成分を含有することを特徴とする、離型用シリコーンエマルジョン組成物;
但し、(1)及び(2)式中のR1は、何れも同一であっても異なっていてもよく、脂肪族不飽和結合と芳香族置換基を含まない炭素数1〜10の一価の炭化水素基であり、a、b及びcはケイ素原子に直結した全置換基の0.2〜5モル%がビニル基であり、かつ25℃における粘度が30〜10,000mPa・sとなる整数を表す。
但し、(3)式中のR1は、前記R1と同じであり、R2は同一でも異なっていてもよく、水素基又は脂肪族不飽和結合と芳香族置換基を含まない炭素数1〜10の一価の炭化水素基であり、d及びeはケイ素原子に直結する全置換基の10〜50モル%が水素基であり、かつ25℃における粘度が5〜200mPa・sとなる整数を表す。
但し、(4)、(5)及び(6)式中のR1及びR2は前記R1及びR2と同じであり、Phはフェニル基であり、f、g、h、i、及びjはケイ素原子に直結した全置換基の0.2〜5モル%がビニル基、5〜50モル%がフェニル基であり、かつ25℃における粘度が30〜10,000mPa・sとなる整数を表し、k、l及びmはケイ素原子に直結する全置換基の10〜50モル%が水素基、5〜50モル%がフェニル基であり、かつ25℃における粘度が5〜200mPa・sとなる整数を表す。 - 前記E)成分のポリビニルアルコールとして、4%水溶液の20℃における粘度が4〜20mPa・sのポリビニルアルコールと21〜100mPa・sのポリビニルアルコールを併用する、請求項1に記載された離型用シリコーンエマルジョン組成物。
- 前記G)成分の白金系錯体が、下記G1)〜G4)成分を主成分とするエマルジョン組成物として調製され、別に調製されたA)〜F)成分から成るエマルジョン組成物中に配合されてなる、請求項1又は2に記載された離型用シリコーンエマルジョン組成物;
G1)25℃における粘度が10〜500mPa・sの、白金系錯体含有ポリシロキサン100質量部、
G2)HLBが10〜15でpHが6.5以下、かつイオン電導度が30μS/cm以下であるノニオン系界面活性剤0.5〜10質量部、
G3)4%水溶液の20℃における粘度が4〜100mPa・sである、ケン化度が86〜98モル%のポリビニルアルコール1〜20質量部、
G4)水370〜399質量部。 - 前記G3)成分のポリビニルアルコールが、4%水溶液の20℃における粘度が4〜20mPa・sのポリビニルアルコールと21〜100mPa・sのポリビニルアルコールを、4%水溶液の20℃における全体の粘度が4〜100mPa・sとなるように併用した混合物である、請求項3に記載された離型用シリコーンエマルジョン組成物。
- 薄葉基材の少なくとも片面に、請求項1〜4のいずれかに記載された離型用シリコーンエマルジョン組成物の硬化皮膜を形成させてなることを特徴とする離型性基材。
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