JP6330736B2 - オルガノポリシロキサン組成物及びその製造方法、ミスト防止剤並びに無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物 - Google Patents

オルガノポリシロキサン組成物及びその製造方法、ミスト防止剤並びに無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物 Download PDF

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Description

本発明は、オルガノポリシロキサン架橋物を含有する液状のオルガノポリシロキサン組成物に関するものであり、特に架橋密度が高いが分子量が低いオルガノポリシロキサン架橋物が溶剤に溶解してなるオルガノポリシロキサン組成物及びその製造方法、該組成物からなるミスト防止剤並びに該ミスト防止剤を含有してなる無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物に関する。
シリコーンゲルは、化粧品、電子電気機器用ポッティング剤、ダンパー、剥離紙用シリコーン等さまざまな分野に使われている。
化粧品においては、硬化させたシリコーンゲルを砕き、溶液中に均一分散させて特異的な感触を生み出している。ポッティング剤では、必要な部位に液状シリコーン組成物を塗布後硬化させてゲルを作り、対象となる部位を保護している。剥離紙用シリコーンは、大量生産する場合、無溶剤型剥離紙用シリコーン組成物の高速塗工が行われ、生産性を高めているが、この際塗工ロールの部分でミストが発生する。このミスト中には、反応性のシリコーンと白金族金属系触媒が含まれており、作業環境付近の壁面等に付着し硬化するとシリコーンゴムとなり汚れの原因になる。また塗工表面からミストとなって飛散することにより、剥離紙表面のシリコーン組成物塗工量が減少し、表面が荒れる原因となったり、製造中の剥離紙に付着すると凹凸となり剥離力の異常に繋がる。このミスト問題を解決するため、下記に示すさまざまなミスト防止剤が提案されている。
特開2006−290919号公報(特許文献1)のミスト防止剤は、両末端シラノール基封鎖ジオルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンの錫触媒による縮合反応物である。
縮合反応は、反応コントロールが難しく、ロットによる反応物の重合度の差が激しい。重合度が高い程ミスト防止効果が高くなるが、高分子量のゲル状物ができるようになり、剥離紙用シリコーン組成物への混合が困難である。逆に重合度が低ければ、剥離紙用シリコーン組成物への混合は容易となるが、ミスト防止効果は低く、未反応物の移行が起こり、剥離力が軽くなる場合がある。また錫触媒は、毒性が懸念される上、付加型剥離紙用シリコーン組成物に用いると白金触媒の触媒毒となり、硬化を阻害するため使用は好ましくない。
特許第5033293号公報(特許文献2)、特許第5033294号公報(特許文献3)のミスト防止剤は、アルケニル基含有シロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンのどちらかが大過剰(SiH基/アルケニル基が4.6以上もしくは、アルケニル基/SiH基が4.6以上)存在する混合物を予め白金触媒等で反応させた化合物を無溶剤型剥離紙用シリコーン組成物に添加したものである。これは、原料の一方を大過剰にすることにより付加反応物の分子量を小さくし、粘度を抑えることができるが、このことは逆に架橋密度を下げることにも繋がり、ミスト防止効果は低くなるため、十分なミスト防止効果を得るためには配合量を増やす必要がある。またキュアー後は過剰な官能基が剥離紙用シリコーン組成物と反応し移行を抑えている。
ミスト防止効果が低いことの他に、ミスト防止剤中に残存する白金触媒により、SiH基/アルケニル基が4.6以上の場合は経時で脱水素が起こる危険性が高く、またキュアーに影響を与える場合や部位により架橋密度にムラができる場合がある。逆にアルケニル基/SiH基が4.6以上の場合は剥離紙用シリコーン組成物のSiH基/アルケニル基の比率が低くなり、架橋密度が変わるため剥離力を調節することが難しい。
特表2006−506509号公報(特許文献4)のミスト防止剤は、有機水素ケイ素化合物に長鎖オレフィンを一部反応させた部分置換ヒドリドシリコーンに、ビニル基を含有するMQレジンを部分架橋させた化合物で、Q単位を含有するシロキサンをオイル状にしようとしたものである。ビニル基を含有するMQレジンを有機水素ケイ素化合物に付加する場合、同じ配合でもロットによりゲル化が起こる場合があり、粘度をコントロールすることが難しい上高分子量のゲル状物が作られやすい。またビニル基を有するMQレジンの付加反応率は低く、反応終了後経時で反応し高粘度化する場合もある。ビニル基を有するMQレジンの付加反応率を高くしようとすると白金触媒量が多くなり、ミスト防止剤として剥離紙用シリコーン組成物中に予め配合することはできなくなり、使用時に添加する場合でもポットライフが悪化してしまう。
特表2006−506510号公報(特許文献5)、特表2006−508206号公報(特許文献6)は、コーティング用ミスト防止剤としての星形枝分かれポリマーに関するものであり、星形枝分かれポリマーはケイ素原子結合水素原子を有する変性オルガノハイドロジェンポリシロキサンとQ単位(SiO4/2単位)含有ビニルシロキサンとの付加反応物に、更にビニルシロキサンあるいは不飽和官能基含有有機化合物を付加した反応物である。
これら反応物は、粘度コントロールが難しく高分子量のゲルが生成しやすい。また粘着性及びオレフィン鎖の効果により、剥離力が高くなる場合がある。
特開2010−150537号公報(特許文献7)のミスト防止剤は、剥離紙用シリコーン組成物中へQ単位(SiO4/2単位)を含有する分岐状オルガノポリシロキサンオリゴマーとジオルガノシロキサンオリゴマーの平衡重合体を配合したものである。
Q単位を含有するオルガノポリシロキサンオリゴマーは、分子量をコントロールして製造することが難しく、ロットによる分子量のバラツキが大きい上、平衡化により均一分散させることが難しく、常に一定の平衡化合物を得ることが困難である。またQ単位の配合により、剥離力は高くなってしまう。
特表2010−502778号公報(特許文献8)は、(a)1分子あたり少なくとも2つの不飽和炭化水素官能基を有する有機ケイ素化合物と(b)1分子あたり少なくとも2つのシリルヒドリド官能基を有する有機ケイ素化合物との共重合物から作られる分岐ポリシロキサン成分をミスト防止剤としてシリコーン系コーティング成分(剥離紙用シリコーン組成物)に配合したものである。
この反応物は高粘度になりやすい上ゲルが生成する場合が多く、シリコーンゲルの存在は塗膜の凹凸や不均一化を引き起こす。また分岐ポリシロキサン成分には白金触媒が残っているため、分岐ポリシロキサン成分中にシリルヒドリド官能基が残ると保管時に脱水素反応が起こり、容器が膨張、ひどいケースでは破裂する場合がある。更に制御剤量が少ない配合においては分散時にシリコーン系コーティング成分に付加反応を引き起こす場合がある。
以上のように、ミストを改善するためには、シリコーン架橋物を添加することが有効と言われているが、従来のシリコーンゲルは硬度があり非流動的であるため、シリコーン皮膜中に存在することにより平滑性が損なわれ、目標の剥離力とは異なる剥離力になったり、部分的に剥離力が異なる場合がある。また表面を擦るとゲルの存在する箇所が剥がれ落ちる場合がある。
特開2006−290919号公報 特許第5033293号公報 特許第5033294号公報 特表2006−506509号公報 特表2006−506510号公報 特表2006−508206号公報 特開2010−150537号公報 特表2010−502778号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、架橋密度が高く、分子量が低いオルガノポリシロキサン架橋物を溶剤に溶解したオルガノポリシロキサン組成物及びその製造方法、該組成物からなるミスト防止剤並びに該ミスト防止剤を含有してなる無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物を提供することを目的とする。
本発明者は、特願2014−128308において、液状のオルガノポリシロキサン組成物を報告したが、更に高いミスト防止効果を与えることが望まれた。
本発明者は、低粘度で高分子量体を含まないミスト防止剤を作るため更なる検討を重ねた結果、多量の溶剤中で付加反応を行うと低粘度なゲル組成物を作ることができることを確認したが、更にこの付加反応物のミスト防止効果を高めることが要望された。この場合、架橋密度を上げるとミスト防止効果は向上するが高粘度になったり、高分子量のゲルの存在により紙やフィルム表面にゲルが点在し、剥離力の局所的な異常が起こってしまう。
そこで、本発明者は、溶剤中で付加反応を行い固体状ゲル化してしまう配合において、付加反応原料を複数回に分けて反応を行うと、固体状のゲルは生成されず、低粘度の液状物が得られることを知見した。更に溶剤中で複数回付加反応を行った反応物は、溶剤中2質量%以下に希釈するとろ過が行え、かつミスト防止効果が高いことを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、オルガノポリシロキサン組成物及びその製造方法、ミスト防止剤並びに無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物を提供する。
〔1〕
下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、式(1)及び式(2)で表されるポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤中、白金族金属系化合物を用いて付加反応することにより得られる生成物に、再度下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを投入し、白金族金属系化合物を用いて付加反応することを1回以上繰り返すことにより得られるオルガノポリシロキサン架橋物が溶剤に溶解してなるオルガノポリシロキサン組成物。
αVi βγVi δεVi ζη (1)
θH ικH λμH νη (2)
(式中、MはR3SiO1/2、MViはR2PSiO1/2、DはR 2 SiO2/2、DViはRPSiO2/2、TはRSiO3/2、TViはPSiO3/2、MHはR2HSiO1/2、DHはRHSiO2/2、THはHSiO3/2、QはSiO4/2であり、Rはそれぞれ独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12の非置換又は置換の一価炭化水素基である。また、Pは−(CH2a−CH=CH2(aは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基である。α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι、κ、λ、μ、νはそれぞれ独立に0又は正の数であり、β、δ、ζが同時に0になることはなく、β+δ+ζ≧2で、ι、λ、νも同時に0になることはなく、ι+λ+ν≧2であり、またβ+δ+ζとι+λ+νが同時に2になることはない。)
〔2〕
溶剤が、粘度1〜500mm2/s(25℃)の直鎖ジメチルポリシロキサンである〔1〕に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
〔3〕
式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンの重量平均分子量が186〜40,000であり、式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が134〜10,000であることを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
〔4〕
式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンが、MVi 2γ、M2γVi δ、MVi 3γ1、MVi 4γ2、MVi 2γVi δ、MVi 2γ1、又はMαγVi δVi ζ(式中、M、MVi、D、DVi、T、TVi、α、γ、δ、ζは上記と同じである。)で表される構造を有するものである〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のオルガノポリシロキサン組成物。
〔5〕
式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが、MH 2κ、M2H λ、M2κH λ、MH 2κH λ、MH 3κ1、MH 4κ2、又はMθκH λH ν(式中、M、D、T、MH、DH、TH、Q、θ、κ、λ、νは上記と同じである。)で表される構造を有するものである〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のオルガノポリシロキサン組成物。
〔6〕
オルガノポリシロキサン架橋物が、シロキサン単位1,000molあたりシルエチレン結合を5〜100mol含有するものであることを特徴とする〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のオルガノポリシロキサン組成物。
〔7〕
オルガノポリシロキサン架橋物を25℃における粘度が20mm2/sの直鎖ジメチルポリシロキサンに9〜12質量%溶解させた場合の25℃における粘度が20mm2/s以上2,000mm2/s以下であることを特徴とする〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載のオルガノポリシロキサン組成物。
〔8〕
オルガノポリシロキサン架橋物を25℃における粘度が20mm2/sの直鎖ジメチルポリシロキサン及び/又はトルエンに0.9〜1.2質量%溶解させた場合、95質量%以上のオルガノポリシロキサン架橋物がセルロースアセテートカートリッジフィルターを通過することを特徴とする〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載のオルガノポリシロキサン組成物。
〔9〕
下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、式(1)及び式(2)で表されるポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤中、白金族金属系化合物を用いて付加反応させ、再度下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを投入し、白金族金属系化合物を用いて付加反応させることを1回以上繰り返すことにより、オルガノポリシロキサン架橋物を得ることを特徴とするオルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
αVi βγVi δεVi ζη (1)
θH ικH λμH νη (2)
(式中、MはR3SiO1/2、MViはR2PSiO1/2、DはR 2 SiO2/2、DViはRPSiO2/2、TはRSiO3/2、TViはPSiO3/2、MHはR2HSiO1/2、DHはRHSiO2/2、THはHSiO3/2、QはSiO4/2であり、Rはそれぞれ独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12の非置換又は置換の一価炭化水素基である。また、Pは−(CH2a−CH=CH2(aは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基である。α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι、κ、λ、μ、νはそれぞれ独立に0又は正の数であり、β、δ、ζが同時に0になることはなく、β+δ+ζ≧2で、ι、λ、νも同時に0になることはなく、ι+λ+ν≧2であり、またβ+δ+ζとι+λ+νが同時に2になることはない。)
〔10〕
1回目の付加反応の反応率が90%以上であることを特徴とする〔9〕に記載のオルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔11〕
式(1)及び式(2)で表されるポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤として沸点が50℃以上200℃以下の溶剤を使用し、複数回に分けて付加反応を行い、オルガノポリシロキサン架橋物を得た後、ビニルメチルポリシロキサンを添加した上で溶剤を除去することを特徴とする〔9〕又は〔10〕に記載のオルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
〔12〕
〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載のオルガノポリシロキサン組成物からなるミスト防止剤。
〔13〕
無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物用である〔12〕に記載のミスト防止剤。
〔14〕
(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質量部、
(B)1分子中に平均3個以上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:0.1〜30質量部、
(C)白金族金属系触媒:触媒量、
(D)〔12〕又は〔13〕に記載のミスト防止剤:0.01〜20質量部
を含有する無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物。
本発明のオルガノポリシロキサン組成物は、溶剤に不溶な高分子量のゲルがなく、低粘度の液状物の形態のオルガノポリシロキサン架橋物を含有するものである。該オルガノポリシロキサン組成物は、ミスト防止剤として無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物に添加した場合に、低粘度であるため該シリコーン組成物中への分散性に優れ、また、少量の添加であっても、高速でロールを回して基材に転写を行う際、発生するミスト量を大幅に低減することができ、更に、固体状のゲルを含まないため、シリコーン塗工面を平滑にすることができる。
本発明のオルガノポリシロキサン組成物は、オルガノポリシロキサン架橋物と溶剤とからなるものであり、該オルガノポリシロキサン架橋物は、下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを、式(1)及び式(2)で表される構造を有するポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤中、白金族金属系化合物を用いて付加反応させ、再度式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを投入し、白金族金属系化合物を用いて付加反応させることを1回以上繰り返して得られるものである。
αVi βγVi δεVi ζη (1)
θH ικH λμH νη (2)
(式中、MはR3SiO1/2、MViはR2PSiO1/2、DはR2SiO2/2、DViはRPSiO2/2、TはRSiO3/2、TViはPSiO3/2、MHはR2HSiO1/2、DHはRHSiO2/2、THはHSiO3/2、QはSiO4/2であり、Rはそれぞれ独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12の非置換又は置換の一価炭化水素基である。また、Pは−(CH2a−CH=CH2(aは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基である。α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι、κ、λ、μ、νはそれぞれ独立に0又は正の数であり、β、δ、ζが同時に0になることはなく、β+δ+ζ≧2で、ι、λ、νも同時に0になることはなく、ι+λ+ν≧2であり、またβ+δ+ζとι+λ+νが同時に2になることはない。)
まず、下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと、下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンについて説明する。
αVi βγVi δεVi ζη (1)
θH ικH λμH νη (2)
上記式(1)、(2)中、M、MVi、D、DVi、T、TVi、MH、DH、TH、Qは、それぞれ下記に示す単位である。
M:R3SiO1/2
Vi:R2PSiO1/2
D:R2SiO2/2
Vi:RPSiO2/2
T:RSiO3/2
Vi:PSiO3/2
H:R2HSiO1/2
H:RHSiO2/2
H:HSiO3/2
Q:SiO4/2
上記式中、Rはそれぞれ独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12、好ましくは炭素原子数1〜6の非置換又は置換の一価炭化水素基である。例として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基、トリル基等のアリール基;又はこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部をハロゲン原子、エポキシ基、アミノ基、ポリエーテル基、シアノ基、水酸基等で置換したものが挙げられる。ただし、剥離力を低くする場合、Rの総数の少なくとも50mol%はメチル基であることが好ましい。
また、Pは−(CH2a−CH=CH2(aは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基である。
α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι、κ、λ、μ、νは、それぞれ独立に0又は正の数である。また、β、δ、ζが同時に0になることはなく、β+δ+ζは2以上、好ましくは2〜10、より好ましくは2〜5であり、ι、λ、νも同時に0になることはなく、ι+λ+νは2以上、好ましくは2〜10、より好ましくは2〜5である。更に、架橋物にならずに直鎖状高重合オイルになる可能性が高くなることから、β+δ+ζとι+λ+νが同時に2になることはない。
また、α、γ、ε、ηは同時に0になることはなく、特にシルエチレン結合含有量の点から、α+γ+ε+ηは1〜1,000であることが好ましく、より好ましくは10〜500であり、更に好ましくは50〜400である。この場合、シルエチレン結合含有量の点から、特にγは1〜1,000であることが好ましく、より好ましくは10〜500であり、更に好ましくは50〜400である。また、αは0〜20であることが好ましく、より好ましくは0〜10であり、更に好ましくは0〜5である。εは0〜50、特に0〜10であることが好ましく、ηは0〜5、特に0〜1であることが好ましい。
一方、θ、κ、μ、ηも同時に0になることはなく、同様にシルエチレン結合含有量の点から、θ+κ+μ+ηは1〜200であることが好ましく、より好ましくは10〜150であり、更に好ましくは20〜100である。この場合、κは1〜200であることが好ましく、より好ましくは10〜150であり、更に好ましくは20〜100である。θは0〜20であることが好ましく、より好ましくは0〜10であり、更に好ましくは0〜5である。μは0〜50、特に0〜10であることが好ましく、ηは0〜5、特に0〜1であることが好ましい。
式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンは、1分子中に2個以上、好ましくは2〜10個のケイ素原子結合ビニル基を有するオルガノポリシロキサンである。
ビニル基含有量として、好ましい範囲は0.001〜1mol/100g、更に好ましい範囲は0.01〜0.1mol/100gである。
該オルガノポリシロキサンの重量平均分子量は、186〜40,000であることが好ましく、より好ましくは186〜20,000である。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)分析(溶媒:トルエン)によるポリスチレン換算の重量平均分子量により測定できる(以下、同じ)。
このようなオルガノポリシロキサンとして、具体的には、両末端アルケニル基含有シロキサン、側鎖アルケニル基含有シロキサン、片末端及び側鎖アルケニル基含有シロキサン、両末端及び側鎖アルケニル基含有シロキサンを挙げることができる。
構造式で表すと、MVi 2γ、M2γVi δ、MVi 3γ1、MVi 4γ2、MVi 2γVi δ、MVi 2γ1、MαγVi δVi ζ等を挙げることができる。更に具体的な構造例としては、MVi 210、MVi 2100、M227Vi 3、M297Vi 3、M226Vi 4、M225Vi 5、M224Vi 6、M296Vi 4、M295Vi 5、MVi 31001、MVi 41002、MVi 297Vi 1、MVi 295Vi 3、M393Vi 3Vi 1等を挙げることができる。
式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1分子中に2個以上、好ましくは2〜100個のケイ素原子結合水素原子(SiH基)を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンのSiH基と式(1)のオルガノポリシロキサンのビニル基とが付加反応することによりオルガノポリシロキサン架橋物が形成される。
SiH基含有量として、好ましい範囲は0.01〜10mol/100g、更に好ましい範囲は0.01〜1mol/100gである。
該オルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量は、134〜10,000であることが好ましく、より好ましくは874〜5,000である。
このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとして、具体的には、両末端ハイドロジェンシリル基含有シロキサン、側鎖ハイドロジェンシリル基含有シロキサン、片末端及び側鎖ハイドロジェンシリル基含有シロキサン、両末端及び側鎖ハイドロジェンシリル基含有シロキサン等を挙げることができる。
構造式で表すと、MH 2κ、M2H λ、M2κH λ、MH 2κH λ、MH 3κ1、MH 4κ2、MθκH λH ν、M492H 31等を挙げることができる。更に具体的な構造例としては、MH 210、MH 2100、M227H 3、M297H 3、M226H 4、M225H 5、M224H 6、M296H 4、M295H 5、MH 31001、MH 41002、MH 297H 1、MH 295H 3、M393H 3H 1等を挙げることができる。
上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの配合割合は、上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基と上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサン中のアルケニル基とのモル比率(SiH基:アルケニル基)が、0.8:1〜1.8:1となる量であることが好ましく、0.9:1〜1.3:1となる量であることがより好ましい。
本発明におけるオルガノポリシロキサン架橋物は、上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを式(1)及び式(2)で表されるポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤中、白金族金属系触媒を用いてヒドロシリル化(付加)反応させ、再度上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを投入し、白金族金属系化合物を用いてヒドロシリル化反応させることを1回以上繰り返すことにより合成することができる。ここで、ヒドロシリル化反応とは、白金族金属系触媒によって式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン中のSiH基が式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサン中のビニル基に付加する反応である。
上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとを複数回に分けて反応させることにより、固体状のゲルが生成されず、低粘度の液状物が得られ、更に特定質量の溶剤中で複数回付加反応を行った反応物は、架橋物濃度として溶剤中2質量%以下に希釈するとろ過を行うことができ、更にミスト防止剤として用いた場合に、高いミスト防止効果を与えることができる。
なお、ヒドロシリル化反応は、複数回行えばよく、特に2〜4回、とりわけ2回行うことが好ましい。
ここで、溶剤としては、オストワルド粘度計により測定した25℃における粘度が1〜500mm2/s、好ましくは25℃における粘度が1〜100mm2/sのオルガノポリシロキサン、エステル油や有機溶剤を挙げることができる。25℃における粘度が1〜500mm2/sの低粘度のオルガノポリシロキサンとしては、オクタメチルテトラシロキサン、デカメチルペンタシロキサン等の環状シロキサンや、低粘度の各種直鎖ジメチルポリシロキサン、直鎖メチルフェニルポリシロキサン等の直鎖シリコーンオイル、分岐型ポリジアルキルシロキサンを挙げることができる。エステル油としては、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、2−エチルヘキサン酸セチル等の脂肪酸エステル、トリ−2−エチルヘキサン酸グリセリル等のグリセリン脂肪酸エステル、トリカプリル酸グリセリン等の中鎖脂肪酸トリグリセリド、トリメチロールプロパンメチルオレエート等のポリオールエステル油等を挙げることができる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン等の他、イソドデカン、イソオクタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の炭化水素化合物や、ターシャリーブチルアルコール、セカンダリーブチルアルコール等のアルコールを挙げることができる。本発明に用いる溶剤としては、反応性がないオルガノポリシロキサン、あるいは沸点が50℃以上200℃以下であるものが好ましく、特には25℃における粘度が1〜500mm2/sの直鎖ジメチルポリシロキサンが好ましい。
ここで、沸点が50℃以上200℃以下である溶剤としては、トルエン、キシレン、ヘキサン、イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノン、メチルノルマルブチルケトン等が挙げられる。
溶剤の量は、上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとの合計質量の10倍以上50倍以下であり、10倍以上30倍以下が好ましい。溶剤量が上記アルケニル基含有オルガノポリシロキサンとオルガノハイドロジェンポリシロキサンの合計質量の10倍未満の場合、反応組成物全体がゲル化してしまう。また50倍を超える場合は、架橋物量が少なくなりすぎるため、ミスト防止効果が不十分になる。
なお、複数回の付加反応が終了した仕上がり後の溶剤量は、得られたオルガノポリシロキサン架橋物質量の2倍以上30倍以下であることが好ましく、より好ましくは5倍以上15倍以下である。
ここで、白金族金属系触媒としては、付加反応触媒として用いられる公知のものが使用できる。このような白金族金属系触媒としては、例えば、白金系、パラジウム系、ロジウム系、ルテニウム系等の触媒が挙げられ、これらの中で特に白金系触媒が好ましく用いられる。この白金系触媒としては、例えば、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液又はアルデヒド溶液、塩化白金酸と各種オレフィン又はビニルシロキサンとの錯体、白金と各種オレフィン又はビニルシロキサンとの錯体等が挙げられる。
これら白金族金属系触媒の添加量は触媒量であるが、経済的な点を考慮して上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの合計質量に対して白金族金属質量として0.1〜100ppmの範囲となる量とすることが好ましく、0.5〜20ppmの範囲となる量とすることがより好ましく、更に好ましい範囲としては0.5〜5ppmとなる量である。
上記ヒドロシリル化による反応は、常温でも進行するが遅いため、反応温度は50〜150℃、特に60〜120℃が好ましく、反応時間は1〜12時間、特に2〜6時間が好ましい。
本発明においては、上記反応を複数回繰り返し行い、オルガノポリシロキサン架橋物を得るものである。この場合、1回目の付加反応の反応率は、90%以上であることが好ましく、95〜100%であることがより好ましい。反応率が90%未満であると1回目の付加反応物が2回目の付加時に2回目の原料と反応し高分子量体が生成してしまう場合がある。また、2回目以降の付加反応の反応率は、それぞれ87〜100%であることが好ましい。
2回目以降の反応において、原材料である上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの使用量は、1回目の反応に用いた上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサン及び上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンに対して、それぞれ0.5〜2倍量、特に0.8〜1.2倍量であることが好ましい。
また、2回目以降の反応において、白金族金属系触媒の使用量は、それぞれ1回目の反応に用いた量と同量を使用すればよく、上記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと上記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの合計質量に対して白金族金属質量として0.1〜100ppmの範囲となる量とすることが好ましく、0.5〜20ppmの範囲となる量とすることがより好ましく、更に好ましい範囲としては0.5〜5ppmとなる量である。
得られたオルガノポリシロキサン架橋物は、その平均重合度が5,000〜300,000であることが好ましく、より好ましくは8,000〜100,000である。なお、平均重合度は、GPC分析(溶媒:トルエン、カラム:超高分子量分析用のもので例えばTSKgel GMHHR−H(30)東ソー製)におけるポリスチレン換算の重量平均重合度として求めることができる。
得られたオルガノポリシロキサン架橋物は、溶剤中2質量%以下の濃度でろ紙(アドバンテックNo.5A)やセルロースアセテートカートリッジフィルター(DISMIC−13CP)あるいはPTFEタイプメンブレンフィルター(DISMIC−13JP)でろ過が可能なもので、高分子量の固形状ゲルを含まずオイル状のものであり、特に、得られたオルガノポリシロキサン架橋物を、25℃における粘度が20mm2/sの直鎖ジメチルポリシロキサン及び/又はトルエンに0.9〜1.2質量%溶解させた場合、95質量%以上のオルガノポリシロキサン架橋物がセルロースアセテートカートリッジフィルターを通過することが好ましい。
また、得られたオルガノポリシロキサン架橋物は、25℃における粘度が20mm2/sである直鎖ジメチルポリシロキサン中に9質量%溶解させた場合の粘度が、好ましくは20mm2/s以上2,000mm2/s以下、より好ましくは30mm2/s以上1,000mm2/s以下、更に好ましくは50mm2/s以上400mm2/s以下のものである。なお、粘度は、オストワルド粘度計により測定した25℃における動粘度の値である。
更に、得られたオルガノポリシロキサン架橋物は、1H−NMRより計算されるシロキサン単位1,000molあたりのシルエチレン結合含有量が、5〜100molであることが好ましく、より好ましくは7〜40molであり、更に好ましくは8〜30molである。上記シルエチレン結合含有量が少なすぎるとミスト防止効果が低くなるおそれがあり、多すぎると粘度が高くなりすぎ混合が難しい場合がある。
なお、上記反応において、溶剤として25℃における粘度が1〜500mm2/sのオルガノポリシロキサンを用いた場合は、100%シロキサンからなる組成物とすることができるが、トルエン等の有機溶剤を用いてオルガノポリシロキサン架橋物を合成した場合は、低粘度のオルガノポリシロキサンを加えた後、有機溶剤を減圧下加熱することにより100%シロキサンからなる組成物にすることができる。
上記低粘度のオルガノポリシロキサンとしては、下記式(3)で表される構造を有する化合物が好ましい。
α’Vi β’γ’Vi δ’ε’Vi ζ’ (3)
(式中、MはR3SiO1/2、MViはR2PSiO1/2、DはR2SiO2/2、DViはRPSiO2/2、TはRSiO3/2、TViはPSiO3/2であり、Rはそれぞれ独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12の非置換又は置換の一価炭化水素基であり、上記と同様のものを例示することができる。また、Pは−(CH2a−CH=CH2(aは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基である。α’、β’、γ’、δ’、ε’、ζ’はそれぞれ独立に0又は正の数であり、α’+β’+γ’+δ’+ε’+ζ’は200以下であり、好ましくは10〜150である。)
このような低粘度のオルガノポリシロキサンとして、具体的には、回転粘度計により測定した25℃における粘度が1〜1,000mPa・sである、ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端にジメチルビニルシロキシ基を有するジメチルポリシロキサン、側鎖にビニル基を有するメチルビニルポリシロキサン、両末端にジメチルヒドロキシシリル基を有するジメチルポリシロキサン、側鎖にフェニル基を有するフェニルメチルポリシロキサン等を挙げることができる。
好ましくは、MVi 210、MVi 2100、M227Vi 3、M297Vi 3、M226Vi 4、M225Vi 5、M224Vi 6、M296Vi 4、M295Vi 5、MVi 31001、MVi 41002、MVi 297Vi 1、MVi 295Vi 3、M393Vi 3Vi 1等のビニル基を含有するポリシロキサン等が挙げられ、特にはSiH基との反応性に優れるという理由から、分子鎖両末端にジメチルビニルシロキシ基を有するジメチルポリシロキサンが好ましい。
なお、本発明のオルガノポリシロキサン組成物において、上記オルガノポリシロキサン架橋物量は、組成物中5〜100質量%が好ましく、5〜80質量%がより好ましく、更に好ましくは7〜60質量%である。
本発明のオルガノポリシロキサン組成物は、用途として特に無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物を高速で基材を塗工する際にロールから発生するミストを低減するための添加剤であるミスト防止剤として好適に用いることができる。
本発明のミスト防止剤を配合してなる無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物は、
(A)1分子中に2個以上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質量部、
(B)1分子中に平均3個以上のケイ素原子結合水素原子(SiH基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:0.1〜30質量部、
(C)白金族金属系触媒:触媒量
(D)上記ミスト防止剤:0.01〜20質量部、
必要により
(E)反応制御剤
を含有してなる付加反応硬化型のシリコーン組成物であることが好ましい。
上記(A)成分の1分子中に2個以上、好ましくは2〜50個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンは、下記一般式(4)で表される末端及び/又は側鎖にアルケニル基を含有する直鎖状又は分岐状のオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
Figure 0006330736
(式中、R1は同一又は異なってもよい脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12の非置換又は置換の一価炭化水素基、−(CH2q−CH=CH2(qは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基、又は下記式(5)で示される基であり、全R1中の少なくとも2個、好ましくは2〜50個、より好ましくは2〜10個はアルケニル基である。pは1〜1,000であり、好ましくは10〜300である。)
Figure 0006330736
上記式(4)及び(5)中、R1の脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12、好ましくは炭素原子数1〜6の非置換又は置換の一価炭化水素基の例として、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基;シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基等のアリール基;又はこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部をハロゲン原子、シアノ基、水酸基等で置換したものが挙げられる。ただし、剥離力を低くする上でR1の総数の少なくとも50mol%はメチル基であることが好ましい。
(B)成分の1分子中に3個以上のケイ素原子結合水素原子(SiH基)を含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記一般式(6)で表されるものであることが好ましい。
Figure 0006330736

(式中、R2は非置換又は置換の一価炭化水素基であり、rは1〜300、sは0〜150で、r>sの比率で存在する。)
上記式(6)中、R2は非置換又は置換の一価炭化水素基であり、脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12、特に炭素原子数1〜6のものが好ましい。このような一価炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基、3,3,3−トリフルオロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基などが挙げられる。
また、rは1〜300であり、好ましくは10〜100である。sは0〜150であり、好ましくは0〜50である。またr、sはr>sの比率で存在する。
(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.1〜30質量部、特に0.1〜20質量部が好ましい。更にこの(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、アルケニル基を有する直鎖状オルガノポリシロキサン((A)成分)中のアルケニル基の総モル数に対するオルガノハイドロジェンポリシロキサン((B)成分)中のケイ素原子結合水素原子のモル数(SiH基/アルケニル基)が1.0〜3.0倍モルに相当する量であることが好ましく、より好ましくは1.6〜2.2倍モルに相当する量である。SiH基/アルケニル基の配合比が1.0倍モル未満では硬化が不十分となることがあり、また3.0倍モルを超えると剥離力の経時変化が大きくなってしまう場合がある。
(C)成分の白金族金属系触媒としては、付加反応触媒として用いられる公知のものが使用できる。このような白金族金属系触媒としては、例えば、白金系、パラジウム系、ロジウム系、ルテニウム系等の触媒が挙げられ、これらの中で特に白金系触媒が好ましく用いられる。この白金系触媒としては、例えば塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液又はアルデヒド溶液、塩化白金酸の各種オレフィン又はビニルシロキサンとの錯体等が挙げられる。
白金族金属系触媒の添加量は触媒量であるが、(A)、(B)成分の合計質量に対し、含有する白金族金属質量として10〜1,000ppm、特に10〜200ppmとなる量が好ましい。
(D)成分は、上記ミスト防止剤であり、ミスト防止剤としては、剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物が無溶剤型であることから、有機溶剤を含まないものであることが好ましく、上述した100%シロキサンからなるオルガノポリシロキサン組成物であることがより好ましい。
このようなオルガノポリシロキサン組成物としては、上記オルガノポリシロキサン組成物の製造において、溶剤として沸点が50℃以上200℃以下の溶剤を使用した場合、複数回に分けて付加反応を行った後、SiH基との反応性に優れ、安価に大量生産が可能なビニルメチルポリシロキサンを添加した上で溶剤を除去したものを用いることが好ましい。
ここで、ビニルメチルポリシロキサンとは、下記式
1 α11Vi β11 γ11Vi δ11 ε11Vi ζ1η1
(式中、M1はMe3SiO1/2、M1ViはMe2ViSiO1/2、D1はMe2SiO2/2、D1ViはMeViSiO2/2、T1はMeSiO3/2、T1ViはViSiO3/2、Q1はSiO4/2であり、Meはメチル基、Viはビニル基である。α1、β1、γ1、δ1、ε1、ζ1、η1はそれぞれ独立に0又は正の数であり、β1、δ1、ζ1が同時に0になることはなく、β1+δ1+ζ1≧2である。)
で表される1分子中にビニル基を2個以上有するメチルポリシロキサンであり、特には、M1Vi β11 γ1(式中、M1Vi、D1は上記と同じ、β1は2、γ1は1〜200である。)で表される両末端にジメチルビニルシロキシ基を有するジメチルポリシロキサンであることが好ましい。
ミスト防止剤の配合量は(A)成分100質量部に対して0.01〜20質量部、特に0.1〜5質量部であることが好ましい。ミスト防止剤の配合量が少なすぎるとミスト防止効果が見られない場合があり、多すぎると組成物全体の粘度が高くなりすぎたり、剥離力が目標値から外れる場合がある。
(E)成分の反応制御剤は、必要に応じ配合される成分で、白金族金属系触媒の触媒活性を制御するものであり、各種有機窒素化合物、有機リン化合物、アセチレン系化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物等が挙げられる。具体的には、3−メチル−1−ブチン−3−オール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、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セチレン系アルコール、3−メチル−3−1−ペンテン−1−イン、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−イン等のアセチレン系化合物、これらのアセチレン系化合物とアルコキシシランもしくはシロキサン又はハイドロジェンシランもしくはシロキサンとの反応物、テトラメチルビニルシロキサン環状体、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン等のビニルシロキサン、ベンゾトリアゾール等の有機窒素化合物及びその他の有機リン化合物、オキシム化合物、有機クロロ化合物等が挙げられる。
反応制御剤(E)を配合する場合の配合量は、良好な処理浴安定性が得られればよく、一般に(C)成分100質量部に対して0〜5質量部、好ましくは0.01〜3質量部である。
無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物には、その他任意の成分として、酸化防止剤、顔料、安定剤、帯電防止剤、消泡剤、密着向上剤、シリカなどの無機充填剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物は、上記各成分を常法に準じて均一に混合することにより調製できる。
得られた無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物のオストワルド粘度計により測定した25℃における粘度は、50〜1,000mm2/s、特に100〜500mm2/sであることが好ましい。
本発明の無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物を実際に使用するにあたっては、剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物をそのまま、ロールコート、リバースコートあるいはグラビアコートなどの塗布方法を用いて紙やフィルム等の基材上に0.01〜100g/m2、好ましくは0.5〜5g/m2塗工した後、50〜200℃、好ましくは90〜180℃で1〜120秒間、好ましくは3〜30秒間加熱することにより、基材上に硬化皮膜を形成させることができる。
本発明のミスト防止剤を配合した無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物は、特にロールコートを用いた場合にミスト防止効果を発揮する。シリコーン組成物をロールコートにて塗工する際、塗工速度が200m/min未満の場合、シリコーン組成物のミストはあまり発生しないが、200m/min以上の塗工速度になると、ミストの発生が見られはじめ、塗工速度が速くなるほどミスト発生量も増大する。
ここで、基材としては、グラシン紙、ポリエチレンラミネート紙、クラフト紙、クレーコート紙、ミラーコート紙等の紙、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等のプラスチックフィルムなどが挙げられる。
なお、本発明のミスト防止剤は、無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物の硬化物の剥離力に何も変化を与えない。
以下、合成例、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、下記に挙げる粘度はいずれも25℃でオストワルド粘度計を用いて測定された値である。
また、下記の例において、シロキサンの組成を示す記号は以下の通りの単位を示す。
M:(CH33SiO1/2
Vi:(CH2=CH)(CH32SiO1/2
D:(CH32SiO2/2
H:(CH3)HSiO2/2
T:(CH3)SiO3/2
〔合成例1〕実施例1,2のミスト防止剤の合成
224.6H 2で表される直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサン10gとMVi 2.4147.70.4で表される分岐状ビニルメチルポリシロキサン48g(SiH基:ビニル基=1モル:1.097モル)を25℃における粘度20mm2/sのジメチルポリシロキサン911g(直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサンと分岐状ビニルメチルポリシロキサン総質量の15.7倍に相当)中で混合した後、ビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対して2ppm添加し、昇温した。温度80℃で5時間反応させ、出来上がった反応生成物の濃度は溶液中5質量%であり、この粘度は42mm2/sのオイルであり、水素ガス発生量は0.12ml/100gであり、反応率は99.5%であった。
この反応生成物がジメチルポリシロキサン中に溶解した組成物に、再度M224.6H 2で表される直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサン10gとMVi 2.4147.70.4で表される分岐状ビニルメチルポリシロキサン48gを加え、撹拌している中にビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対し2ppm添加した。温度80℃で5時間反応させて、出来上がったオルガノポリシロキサン架橋物の濃度は溶液中11.29質量%であり、この粘度は135mm2/sのオイルであり、水素ガス発生量は0.08ml/100gであり、反応率は99.8%であり、また1H−NMRより計算されるシロキサン単位1,000molあたりのシルエチレン結合は13.3molであった。
出来上がったオルガノポリシロキサン架橋物がジメチルポリシロキサン中に溶解した組成物10gに対し、トルエン90gを加えて混合したものは、オルガノポリシロキサン架橋物の濃度が1.1質量%であり、これはセルロースアセテートカートリッジフィルターDISMIC−13CP(ADVANTEC社製)でろ過が可能で、ろ過したオルガノポリシロキサン架橋物の重量平均分子量は3.5×106であった。重量平均分子量はGPC−MALSにより求め、測定条件は次の通り、GPC(HLC−8120東ソー製)、カラム(TSKgel GMHHR−H(30)×2本東ソー製)、溶離液(トルエン)、検出器(MALS DAWN HELEOS(Wyatt technology製)。
〔合成例2〕実施例3のミスト防止剤の合成
224.6H 2で表される直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサン10gとMVi 2.4147.70.4で表される分岐状ビニルメチルポリシロキサン48g(SiH基:ビニル基=1モル:1.097モル)をトルエン911g(直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサンと分岐状ビニルメチルポリシロキサン総質量の15.7倍に相当)中で混合した後、ビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対し2ppm添加し、昇温した。温度80℃で5時間反応させ、出来上がった反応生成物の濃度は溶液中11質量%であり、この粘度は1.7mm2/sであり、水素ガス発生量は0.12ml/100gであり、反応率は99.5%であった。
この反応生成物がトルエン中に溶解した組成物に、再度M224.6H 2で表される直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサン10gとMVi 2.4147.70.4で表される分岐状ビニルメチルポリシロキサン48gを加え、撹拌している中にビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対し2ppm添加した。温度80℃で5時間反応させて、出来上がったオルガノポリシロキサン架橋物を有する溶液の粘度は5.4mm2/sであり、水素ガス発生量は0.07ml/100gであり、反応率は99.8%であり、また1H−NMRより計算されるシロキサン単位1,000molあたりのシルエチレン結合は13molであった。
出来上がったオルガノポリシロキサン架橋物がトルエン中に溶解した組成物10gに対し、トルエン90gを加えて混合したものは、オルガノポリシロキサン架橋物の濃度が1.1質量%であり、これはセルロースアセテートカートリッジフィルターDISMIC−13CP(ADVANTEC社製)でろ過が可能で、ろ過したオルガノポリシロキサン架橋物の重量平均分子量は3.3×106であった。
このオルガノポリシロキサン架橋物がトルエン中に溶解した組成物に、MVi 266.8で表される両末端にビニル基を有するジメチルポリシロキサン58gを加え、150℃で2時間、窒素バブリング下、10mmHg以下の条件で減圧留去を行い、シロキサン100%の組成物とした。この時の組成物の粘度は2,495mm2/sであった。
〔合成例3〕実施例4のミスト防止剤の合成
224H 4で表される側鎖型メチルハイドロジェンポリシロキサン10gとMVi 2144で表される両末端型ビニルメチルポリシロキサン109.3g(SiH基:ビニル基=1モル:1.097モル)を25℃における粘度20mm2/sのジメチルポリシロキサン2,386g(側鎖型メチルハイドロジェンポリシロキサンと両末端型ビニルメチルポリシロキサン総質量の20倍に相当)中で混合した後、ビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対して2ppm添加し昇温した。温度80℃で5時間反応させて、出来上がった反応生成物の濃度は溶液中4.76質量%であり、この粘度は780mm2/sのオイルであり、水素ガス発生量は0.0mol/100gであり、反応率100%であった。
この反応生成物がジメチルポリシロキサン中に溶解した組成物に、再度M224H 4で表される側鎖型メチルハイドロジェンポリシロキサン10gとMVi 2144で表される両末端型ビニルメチルポリシロキサン109.3gを加え、撹拌している中にビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対し2ppm添加し、昇温した。温度80℃で5時間反応させて、出来上がったオルガノポリシロキサン架橋物の濃度は溶液中9質量%であり、この粘度は2,507mm2/sのオイルであり、水素ガス発生量は0.006ml/100gであり、反応率は98.0%であり、また1H−NMRより計算されるシロキサン単位1,000molあたりのシルエチレン結合は15.2molであった。
出来上がったオルガノポリシロキサン架橋物がジメチルポリシロキサン中に溶解した組成物10gに対し、トルエン90gを加えて混合したものは、オルガノポリシロキサン架橋物の濃度が0.9質量%であり、これはセルロースアセテートカートリッジフィルターDISMIC−13CP(ADVANTEC社製)でろ過が可能で、ろ過した架橋物の重量平均分子量は3.3×106であった。
〔合成例4〕比較例1のミスト防止剤の合成
224.6H 2で表される直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサン20gとMVi 2.4147.70.4で表される分岐状ビニルメチルポリシロキサン96g(SiH基:ビニル基=1モル:1.097モル)をトルエン1,044g(直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサンと分岐状ビニルメチルポリシロキサン総質量の9倍に相当)中で混合した後、ビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対して2ppm添加し、昇温したところ、温度が約70℃の時点でゲル化した。
〔合成例5〕比較例2のミスト防止剤の合成
224.6H 2で表される直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサン20gとMVi 2.4147.70.4で表される分岐状ビニルメチルポリシロキサン96g(SiH基:ビニル基=1モル:1.097モル)をM227で表されるジメチルポリシロキサン1,044g(直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサンと分岐状ビニルメチルポリシロキサン総質量の9倍に相当)中で混合した後、ビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対して2ppm添加し、昇温したところ、温度が約70℃の時点でゲル化した。
〔合成例6〕比較例3のミスト防止剤の合成
224.6H 2で表される直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサン10gとMVi 2.4147.70.4で表される分岐状ビニルメチルポリシロキサン48g(SiH基:ビニル基=1モル:1.097モル)を25℃における粘度20mm2/sのジメチルポリシロキサン911g(直鎖状メチルハイドロジェンポリシロキサンと分岐状ビニルメチルポリシロキサン総質量の15.7倍に相当)中で混合した後、ビニルメチルポリシロキサンを配位した白金触媒を白金質量として反応系総質量に対して2ppm添加し、昇温した。温度80℃で5時間反応させ、出来上がった反応生成物の濃度は溶液中5質量%であり、この粘度は42mm2/sのオイルであり、水素ガス発生量は0.12ml/100gであり、反応率は99.5%であり、また1H−NMRより計算されるシロキサン単位1,000molあたりのシルエチレン結合は7.4molであった。
[実施例1〜4、比較例1〜4]
下記に示す基本組成に、上記合成例で調製した各種ミスト防止剤を配合し、各種シリコーン組成物を下記方法により調製し、硬化させた。
なお、シリコーン組成物の粘度は上記方法により測定した。また、シリコーン組成物のミスト発生量、シリコーン組成物の硬化皮膜の剥離力、残留接着率は、下記の方法により測定した。いずれのシリコーン組成物も硬化性は問題ない状態であった。
<シリコーン組成物の調製方法>
下記式(7)
Figure 0006330736
で表される両末端にビニルジメチルシロキシ基を有するジメチルポリシロキサン100質量部、下記式(8)
Figure 0006330736
で表されるメチルハイドロジェンポリシロキサン2.7質量部、エチニルシクロヘキサノール0.4質量部、塩化白金酸とビニルシロキサンの錯塩2質量部(白金質量換算で100ppm添加)を基本組成とし、この組成に上記合成例で調製したミスト防止剤をそれぞれ1又は2質量部配合し、よく混合して各種シリコーン組成物を調製した。配合組成を表1、2に示す。
<ミスト発生量の測定方法>
シリコーン組成物1.6gを東洋精機製作所社製 Misting Testerの最上部のローラー上に塗布し、1,400rpmで3つのローラーを回転させ、発生するミスト量をIncorporated社製 Dust Trak Aerosol Monitor Model 8520 TSIにて測定した。最上部のローラーから真上15cmのところに内径7mmのビニールチューブ口を設置し、ビニールチューブのもう一方の口はDust Trakの吸気部位に連結させた。ミストの測定は180秒間行い、最高値を記録した。Dust Trakの検出限界最高値は150mg/m3である。結果を表1、2に示す。
<シリコーン組成物の硬化方法>
上記で調製したシリコーン組成物を、ポリエチレンラミネート紙基材上に0.9〜1.1g/m2となるようにRIコーター((株)IHI機械システム製)にて塗布し、140℃の熱風式乾燥機中で30秒間加熱し、これをシリコーンセパレーターとして以下の測定に使用した。
<塗工サンプルの表面状態>
上記方法にて得られたシリコーンセパレーターの表面を目視で観察し、問題なく塗工されているものを○で表し、問題はないレベルの僅かな凹凸や異物があるものを△で表し、凹凸や異物があるものを×で表記した。結果を表1、2に示す。
<剥離力の測定方法>
上記方法にて得られたシリコーンセパレーターを25℃で20時間保存した後、TESA−7475テープを貼り合わせたものを70℃の乾燥機中20g/m2の荷重を加え、20時間保存したものを試料とし、試料のTESA−7475テープを、引張試験機を用いて180°の角度で0.3m/分で剥がし、剥離するのに要した力を測定して剥離力(gf/25mm)とした。結果を表1、2に示す。
<残留接着率の測定方法>
上記剥離試験後のTESA−7475テープをステンレンススチール板に張り合わせ、2kgのテープローラーで1往復圧着後、引張試験機を用いて180°の角度で0.3m/分で剥がし、再剥離するのに要した力を測定し、下記の計算方法で残留接着率を求めた。結果を表1、2に示す。
残留接着率(%)=再剥離力÷剥離力×100
Figure 0006330736
Figure 0006330736

Claims (14)

  1. 下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、式(1)及び式(2)で表されるポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤中、白金族金属系化合物を用いて付加反応することにより得られる生成物に、再度下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを投入し、白金族金属系化合物を用いて付加反応することを1回以上繰り返すことにより得られるオルガノポリシロキサン架橋物が溶剤に溶解してなるオルガノポリシロキサン組成物。
    αVi βγVi δεVi ζη (1)
    θH ικH λμH νη (2)
    (式中、MはR3SiO1/2、MViはR2PSiO1/2、DはR 2 SiO2/2、DViはRPSiO2/2、TはRSiO3/2、TViはPSiO3/2、MHはR2HSiO1/2、DHはRHSiO2/2、THはHSiO3/2、QはSiO4/2であり、Rはそれぞれ独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12の非置換又は置換の一価炭化水素基である。また、Pは−(CH2a−CH=CH2(aは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基である。α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι、κ、λ、μ、νはそれぞれ独立に0又は正の数であり、β、δ、ζが同時に0になることはなく、β+δ+ζ≧2で、ι、λ、νも同時に0になることはなく、ι+λ+ν≧2であり、またβ+δ+ζとι+λ+νが同時に2になることはない。)
  2. 溶剤が、粘度1〜500mm2/s(25℃)の直鎖ジメチルポリシロキサンである請求項1に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
  3. 式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンの重量平均分子量が186〜40,000であり、式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が134〜10,000であることを特徴とする請求項1又は2に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
  4. 式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンが、MVi 2γ、M2γVi δ、MVi 3γ1、MVi 4γ2、MVi 2γVi δ、MVi 2γ1、又はMαγVi δVi ζ(式中、M、MVi、D、DVi、T、TVi、α、γ、δ、ζは上記と同じである。)で表される構造を有するものである請求項1〜3のいずれか1項に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
  5. 式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンが、MH 2κ、M2H λ、M2κH λ、MH 2κH λ、MH 3κ1、MH 4κ2、又はMθκH λH ν(式中、M、D、T、MH、DH、TH、Q、θ、κ、λ、νは上記と同じである。)で表される構造を有するものである請求項1〜4のいずれか1項に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
  6. オルガノポリシロキサン架橋物が、シロキサン単位1,000molあたりシルエチレン結合を5〜100mol含有するものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
  7. オルガノポリシロキサン架橋物を25℃における粘度が20mm2/sの直鎖ジメチルポリシロキサンに9〜12質量%溶解させた場合の25℃における粘度が20mm2/s以上2,000mm2/s以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
  8. オルガノポリシロキサン架橋物を25℃における粘度が20mm2/sの直鎖ジメチルポリシロキサン及び/又はトルエンに0.9〜1.2質量%溶解させた場合、95質量%以上のオルガノポリシロキサン架橋物がセルロースアセテートカートリッジフィルターを通過することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のオルガノポリシロキサン組成物。
  9. 下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、式(1)及び式(2)で表されるポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤中、白金族金属系化合物を用いて付加反応させ、再度下記式(1)で表される構造を有するオルガノポリシロキサンと下記式(2)で表される構造を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを投入し、白金族金属系化合物を用いて付加反応させることを1回以上繰り返すことにより、オルガノポリシロキサン架橋物を得ることを特徴とするオルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
    αVi βγVi δεVi ζη (1)
    θH ικH λμH νη (2)
    (式中、MはR3SiO1/2、MViはR2PSiO1/2、DはR 2 SiO2/2、DViはRPSiO2/2、TはRSiO3/2、TViはPSiO3/2、MHはR2HSiO1/2、DHはRHSiO2/2、THはHSiO3/2、QはSiO4/2であり、Rはそれぞれ独立に脂肪族不飽和結合を有さない炭素原子数1〜12の非置換又は置換の一価炭化水素基である。また、Pは−(CH2a−CH=CH2(aは0又は1〜6の整数)で表されるアルケニル基である。α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι、κ、λ、μ、νはそれぞれ独立に0又は正の数であり、β、δ、ζが同時に0になることはなく、β+δ+ζ≧2で、ι、λ、νも同時に0になることはなく、ι+λ+ν≧2であり、またβ+δ+ζとι+λ+νが同時に2になることはない。)
  10. 1回目の付加反応の反応率が90%以上であることを特徴とする請求項9に記載のオルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  11. 式(1)及び式(2)で表されるポリシロキサンの合計質量の10倍以上50倍以下の溶剤として沸点が50℃以上200℃以下の溶剤を使用し、複数回に分けて付加反応を行い、オルガノポリシロキサン架橋物を得た後、ビニルメチルポリシロキサンを添加した上で溶剤を除去することを特徴とする請求項9又は10に記載のオルガノポリシロキサン組成物の製造方法。
  12. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のオルガノポリシロキサン組成物からなるミスト防止剤。
  13. 無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物用である請求項12に記載のミスト防止剤。
  14. (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質量部、
    (B)1分子中に平均3個以上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:0.1〜30質量部、
    (C)白金族金属系触媒:触媒量、
    (D)請求項12又は13に記載のミスト防止剤:0.01〜20質量部
    を含有する無溶剤型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物。
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