JP7455974B2 - 付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物、及び剥離紙並びに剥離フィルム - Google Patents
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Description
(1)白金系化合物を触媒として、アルケニル基を含有する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とを付加反応させて剥離性皮膜を形成する方法(特許文献1:特開昭47-32072号公報)
(2)有機金属塩を触媒として、水酸基やアルコキシ基といった官能基を有するオルガノポリシロキサンを縮合反応させて剥離性皮膜を形成する方法(特許文献2:特公昭35-13709号公報)
(3)紫外線や電子線を用いて、アクリル基を含有するオルガノポリシロキサンと光反応開始剤とをラジカル重合させて剥離性皮膜を形成する方法(特許文献3:特開昭54-162787号公報)
上記の中でも(1)特許文献1に記載されるような白金系触媒は硬化性に優れ、低速剥離から高速剥離でのさまざまな剥離特性の要求に対して対応可能である。そのため白金触媒は、付加反応による剥離性皮膜形成方法に広く用いられている。
(4)ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子当たりに少なくとも2個有するポリオルガノシロキサンと、末端と側鎖にSiH基を有する水素化オルガノシロキサンと、粘着性調節系としてMDViQレジン及びヒドロシリル化抑制剤とを含むシリコーン組成物(前記において、MはR3SiO1/2であり、DViはRPSiO2/2であり、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り、Pは-(CH2)n-CH=CH2(nは0~6の整数)で表されるアルケニル基である)(特許文献4:特許4221300号公報)
(5)アルケニル官能化ポリシロキサン、シリコンヒドリド官能化ポリシロキサン、及び白金族金属を含み、アルケニル官能化ポリシロキサンがホスファゼン塩基触媒を使用して作られたものである、解離コーティング組成物。(特許文献5:特表2009-513740号公報)
しかし上記特許文献4及び5に記載の組成物は、以下の通り硬化が不十分である。
(A)ケイ素原子結合アルケニル基を1分子中に2個以上有し、且つ(メタ)アクリル基を平均して0.01~2.9個有する、オルガノポリシロキサン
(B)ケイ素原子結合水素原子(Si-H基)を1分子中に2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(A)成分中のアルケニル基の個数に対する、該(B)成分中のSi-H基の個数の比が1~5となる量、及び
(C)白金族金属系触媒:前記組成物の総質量に対する白金族金属含有量が1~100質量ppmとなる量。
[(A)成分]
(A)成分は、1分子中に2個以上、好ましくは2~50個のケイ素原子結合アルケニル基を有し、(メタ)アクリル基を平均して0.01~2.9個、好ましくは0.03~2.7個、より好ましくは0.05~2.5個有することを特徴とする。該オルガノポリシロキサンは従来公知のものであってよく、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせてもよい。アルケニル基含有オルガノポリシロキサンが(メタ)アクリル基を上記範囲内で有することにより、少ない触媒量であっても良好に硬化することができる。(A)成分は例えば、下記平均式(1)で表すことができる。
式(1)において、Rは、互いに独立に、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、Pは-(CH2)n-CH=CH2(nは0又は0~6の正数)で表されるアルケニル基であり、AはCH2=CR2COR3-で表される(メタ)アクリル基含有基であり、R2は水素原子もしくはメチル基であり、R3はOR4もしくはR4である2価の基であり、R4は炭素原子数1~20の2価有機基であり、分岐や環状構造を有していてもよく、エポキシ基、エステル結合、ウレタン結合、エーテル結合、イソシアネート結合、又は水酸基を含んでいても良い。a、b、c、e、h、i及びfは、互いに独立に0又は正の数である。b、e、及びnは同時に0になることはなく、2≦b+e+h≦300である。dは50~4,000の正数であり、gは0又は0~50の正数であり、jは0又は0~50の正数であり、c、f、及びiが同時に0になることはなく、0.01≦c+f+i≦2.9である。好ましくは0.03≦c+f+i≦2.7、より好ましくは0.05≦c+f+i≦2.5である。
MVi 2DdDA f、
M2DdDVi eDA f、
MVi 3DdDA fT1、
MVi 4DeDA fT2、
MVi 2DdDVi eDA f、
MVi 2DdDVi eDA fQ1、
MA 2DdDVi eDA f、及び
MA 2M1DdDVi eDA fT1 等。
さらに詳細には、下記構造のシロキサンが挙げられる。
MVi 2D100DA 0.01、
MVi 2D150DA 0.05、
MVi 2D200DA 0.1、
MVi 2D300DA 2.5、
MVi 3D200DA 0.1、及び
MVi 2D200DA 0.5Q1 等。
上記において、MはR3SiO1/2であり、MViはR2PSiO1/2であり、DはR2SiO2/2であり、DViはRPSiO2/2であり、DAはRASiO2/2であり、TはRSiO3/2であり、QはSiO4/2である。R、A及びPは上述した通りである。
(B)成分は、1分子中に2個以上のケイ素原子結合水素原子(Si-H基)を有し、(メタ)アクリル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、1種単独で又は2種以上を適宜組み合わせて用いることができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンのSi-H基と、(A)成分のアルケ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。
式(2)中、R’は、互いに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。m、n、o、及びqは、互いに独立に0又は正の数であり、pは0~100の正数であり、rは0~10の正数であり、sは0~10の正数であり、n、p、rが同時に0になることはなく、2≦n+p+r≦100である。
MH 2Do、M2DH p、
M2DoDH p、
MH 2DoDH p、
MH 3DoT1、
MH 4DoT2、及び
MmDoDH pTH r 等。
さらに詳細には、下記構造のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが挙げられる。
MH 2D10、
MH 2D100、
M2DH 80、
M2D27DH 3、
M2D97DH 3、
M2D26DH 4、
M2D25DH 5、
M2D24DH 6、
M2D96DH 4、
M2D95DH 5、
MH 3D100T1、
MH 4D100T2、
MH 2D97DH 1、
MH 2D95DH 3、
M3D93DH 3TH 1
M2DH 30、M2DH 60等。
上記各式において、MはR’3SiO1/2であり、MHはR’2HSiO1/2であり、DはR’2SiO2/2であり、DHはR’HSiO2/2であり、TはR’SiO3/2であり、THはHSiO3/2である。R’は上記の通りである。
(C)白金族金属系触媒は、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。該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、及びルテニウム系等の触媒が挙げられる。中でも特に白金系触媒が好ましい。白金系触媒としては、例えば、白金シリカ・アルミナ、白金アルミナ・ハロゲン、白金ロジウム等の白金系化合物、白金とビニルシロキサン等との錯体、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類との錯塩、塩化白金酸とビニルシロキサン等との錯体等が挙げられる。
本発明のオルガノポリシロキサン組成物は必要に応じて(D)付加反応制御剤を含有してもよい。付加反応制御剤は、白金族金属系触媒の触媒活性を制御するものであり、従来公知のものであってよい。例えば、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、及び有機クロロ化合物等が挙げられる。より詳細には、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、3-メチル-1-ブチン-3-オール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、3-メチル-1-ペンチン-3-オール、2-フェニル-3-ブチン-2-オール等のアセチレン系アルコール、3-メチル-3-ペンテン-1-イン、3,5-ジメチル-3-ヘキセン-1-イン等のアセチレン系化合物、1,1-ジメチルプロピニルオキシトリメチルシラン等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との反応物、テトラメチルビニルシロキサン環状体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、マレイン酸ジアリルなどのマレイン酸化合物、有機クロロ化合物等が挙げられる。
本発明のオルガノポリシロキサン組成物には、上記(A)~(D)成分以外に、従来の剥離紙又は剥離フィルム用付加反応硬化型組成物に配合するその他の成分を、本発明の効果を損なわない範囲で配合することができる。例えば、有機溶剤、及び、滑り性を与える目的で(A)~(C)成分以外の高分子量直鎖型オルガノポリシロキサン、剥離力を調節する目的で(A)~(C)成分以外のアリール基を有するシリコーン樹脂、シリコーンレジン、シリカ等が挙げられる。
なお、下記に挙げる重量平均分子量は29Si-NMR(測定溶媒:重クロロホルム)により求め、粘度は25℃において回転粘度計を用いて測定した値(mPa・s)であり、動粘度はいずれも25℃においてオストワルド型粘度計を用いて測定した値(mm2/s)である。
(A)成分
下記において、MはR3SiO1/2であり、MViはR2PSiO1/2であり、DはR2SiO2/2であり、DViはRPSiO2/2であり、DAはRASiO2/2であり、TはRSiO3/2である。Rはメチル基であり、Pはビニル基である。
1)下記平均式で表される、一分子中にビニル基を2個有し、アクリル基を平均0.05個有するメチルポリシロキサン(1)
MVi 2D150DA 0.05
式中AはCH2=CHCO(CH2)3-であり、ビニル価は0.0177mol/100gであり、粘度は413mPa・sである。重量平均分子量は11294.6である。
2)下記平均式で表される、一分子中にビニル基を2個有し、アクリル基を平均0.1個有するメチルポリシロキサン(2)
MVi 2D150DA 0.1
式中AはCH2=CHCO(CH2)3-であり、ビニル価は0.0177mol/100gであり、粘度は415mPa・sである。重量平均分子量は11303.2である。
3)下記平均式で表される、一分子中にビニル基を2個有し、アクリル基を平均2.5個有するメチルポリシロキサン(3)
MVi 2D220DA 2.5
式中AはCH2=CHCO(CH2)3-であり、ビニル価は0.0118mol/100gであり、粘度は1082mPa・sである。重量平均分子量は16896である。
4)下記平均式で表される、一分子中にビニル基を2個有し、アクリル基を平均1個有するメチルポリシロキサン(4)
MVi 3D150DA 1T1
式中AはCH2=CHCO(CH2)3-であり、ビニル価は0.0258mol/100gであり、粘度は258mPa・sである。重量平均分子量は11618である。
5)下記平均式で表される、ビニル基を側鎖に2個有し、アクリル基を平均0.1個有するメチルポリシロキサン(5)
M2DVi 2D148DA 0.1
式中AはCH2=CHCO(CH2)3-であり、ビニル価は0.0174mol/100gであり、粘度は418mPa・sである。重量平均分子量は11303.2である。
6)下記平均式で表される、一分子中にビニル基を2個有し、メタアクリル基を平均0.1個有するメチルポリシロキサン(6)
MVi 2D150DA’ 0.1
式中A’はCH2=C(CH3)CO(CH2)3-であり、ビニル価は0.0177mol/100gであり、粘度は416mPa・sである。重量平均分子量は11304.6である。
下記平均式で表されるメチルハイドロジェンポリシロキサン(7)
M2DH 100
上記においてMはR’3SiO1/2であり、DHはR’HSiO2/2である。R’はメチル基であり、分子鎖両末端にトリメチルシロキシ基を有する。Si-H基含有量は1.62mol/100gであり、動粘度は35mm2/sである。重量平均分子量は6162である。
1)下記平均式で表される、両末端にビニル基を有し、(メタ)アクリル基を有さないメチルポリシロキサン(8)
MVi 2D150
式中MViはR2PSiO1/2であり、DはR2SiO2/2であり、Rはメチル基であり、PはCH2=CH-であり、ビニル価は0.0177mol/100gであり、粘度は405mPa・sである。重量平均分子量は11286である。
2)下記平均式で表される、一分子中にビニル基を2個有し、アクリル基を平均10個有するメチルポリシロキサン(9)
MVi 2D150DA 10
式中MViはR2PSiO1/2であり、DはR2SiO2/2であり、DAはRASiO2/2であり、Rはメチル基であり、AはCH2=CHCO(CH2)3-であり、PはCH2=CH-であり、ビニル価は0.0154mol/100gであり、粘度は427mPa・sである。重量平均分子量は13006である。
3)下記平均式で表される、両末端アクリル基を有するメチルポリシロキサン(10)
MA 2D5
式中MAはR2ASiO1/2であり、DはR2SiO2/2であり、Rはメチル基であり、AはCH2=CHCO(CH2)3-であり、粘度が7mPa・sである。重量平均分子量728である。
下記表1に記載の配合にて各成分を混合して付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物を調製した。
すなわち(A)上記メチルポリシロキサン(1)100質量部、(B)上記メチルハイドロジェンポリシロキサン(7)1.97質量部、及び(D)1-エチニル-1-シクロヘキサノール0.3質量部を加え、均一になるまで攪拌した後、(C)白金とビニルシロキサンとの錯体を、組成物の全質量に対して白金原子質量換算で20質量ppmとなる量で加え、均一になるまで攪拌した。得られた生成物は、動粘度393mm2/sを有するオルガノポリシロキサン組成物であった。H/Vi((A)成分中のアルケニル基の個数に対する(B)成分中のSi-H基の個数比(以下、同様。))は1.8であった。
下記表1に記載の通り(A)成分として上記メチルポリシロキサン(2)100質量部を用いた他は実施例1を繰り返して、動粘度395mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表1に記載の通り(A)成分として上記メチルポリシロキサン(3)100質量部を用い、(B)成分として上記メチルハイドロジェンポリシロキサン(7)を1.97質量部用いた他は、実施例1を繰り返して、動粘度1035mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表1に記載の通り(A)成分として上記メチルポリシロキサン(4)100質量部を用い、(B)成分として上記メチルハイドロジェンポリシロキサン(7)を2.87質量部用いた他は、実施例1を繰り返して、動粘度244mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表1に記載の通り(A)成分として上記メチルポリシロキサン(5)を100質量部用い、(B)成分として上記メチルハイドロジェンポリシロキサン(7)を1.639質量部用いた他は、実施例1を繰り返して、動粘度398mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表1に記載の通り(A)成分として上記メチルポリシロキサン(3)を50質量部と上記メチルポリシロキサン(8)を50質量部用い、(B)成分として上記メチルハイドロジェンポリシロキサン(7)を1.51質量部用いた他は実施例1を繰り返して、動粘度646mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を調製した。
下記表1に記載の通り(A)成分として上記メチルポリシロキサン(6)を100質量部用いた他は、実施例1を繰り返して、動粘度396mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を調製した。
下記表に記載の通り(C)白金とビニルシロキサンとの錯体を組成物の全質量に対して白金原子質量換算で15質量ppm用いた他は、実施例1を繰り返して動粘度395mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表1に記載の通り、上記(A)成分に替えて、上記両末端ビニル基含有メチルポリシロキサン(8)を100質量部用いた他は実施例1を繰り返して、動粘度386mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表2に記載の通り、上記(A)成分に替えて、両末端ビニル基側鎖アクリル基含有メチルポリシロキサン(9)を100質量部用い、上記(B)メチルハイドロジェンポリシロキサン(7)の量を1.71質量部とした他は、実施例1を繰り返して、動粘度408mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表2に記載の通り、上記比較例1の組成にさらに、両末端にアクリル基を有するオルガノポリシロキサンMA 2D5(10)を1質量部加えた他は比較例1を繰り返して、動粘度388mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表2に記載の通り、上記比較例1の組成にさらにアクリル酸(11)1質量部を加えた他は比較例1を繰り返して、動粘度393mm2/sを有し、H/Vi=1.8であるオルガノポリシロキサン組成物を得た。
下記表2に記載の通り、比較例1と同じく両末端ビニル基含有メチルポリシロキサン(8)100質量部、(B)メチルハイドロジェンポリシロキサン(7)1.97質量部(H/Vi=1.8)、(D)成分として1-エチニル-1-シクロヘキサノール0.3質量部を加え、均一になるまで攪拌した後、(C)白金とビニルシロキサンとの錯体を、組成物の全質量に対して白金原子質量換算で100質量ppmになるように加え、均一になるまで攪拌した。
得られた生成物は、動粘度387mm2/sを有するオルガノポリシロキサン組成物であった。
オルガノポリシロキサン組成物をRIテスター(株式会社IHI機械システム社製)の金属ロール上に塗布し、2本のロールを45秒間回転させ、均一に引き延ばした。その後、ゴムロールからグラシン紙ASP(Ahlstrom-munksjo社製、触媒毒含有)へ組成物を転写した。組成物を転写したグラシン紙を、120℃の熱風式乾燥機中で30秒間加熱して、厚さ0.9~1.1g/m2の硬化皮膜を有する剥離紙を得た。この状態で、25℃で24時間エージング後、この剥離紙の硬化皮膜表面(ゴムロールからの転写面側)に、TESA-7475テープ(tesa UK Ltd)を貼り合わせ、2.5cm×18cmの大きさに切断した。これをガラス板に挟み、25℃で70g/cm2の荷重下、及び70℃で20g/cm2の荷重下、室温で24時間エージングした。エージング後、該試験片の一端を剥がし、テープの基材端部をグラシン紙に対して180度の角度の方向に剥離速度0.3m/minで引っ張った。その際、テープを剥離するのに要する力(即ち、「剥離力」)(N/25mm)を、引張試験機(株式会社島津製作所AGS-50G型)を用いて測定した。
上記剥離力測定後のTESA-7475テープをポリエステルフィルムに貼り合わせ、2kgローラーを1回往復させて荷重を加えた。30分放置後、TESA-7475テープの一端を剥がし、その端部をポリエステルフィルムに対して180度の角度の方向に引っ張った。テープを剥離速度0.3m/minで剥がした際に要する力(以下「剥離力A」という、N/25mm)を測定した。
ブランクとして、ポリエステルフィルムに未使用のTESA-7475テープを貼り、上記と同様に2kgのローラーを1回往復させて荷重を加えた。30分放置後、TESA-7475テープの一端を剥がし、その端部をポリエステルフィルムに対して180度の角度の方向に引っ張った。テープを剥離速度0.3m/minで剥がした際に要する力(以下「剥離力B」という、N/25mm)を測定した。
残留接着率(%)を(剥離力Aの値)/(剥離力Bの値)×100により求めた。
各オルガノポリシロキサン組成物をテスターの金属ロール上に塗布した。金属ロールとゴムロールからなる2本のロールを45秒間接触回転させ、均一にオルガノポリシロキサン組成物を引き延ばした後、ゴムロールから韓国製グラシン紙へ組成物を転写した。オルガノポリシロキサン組成物を転写したポリエチレンラミネート紙を120℃の熱風式乾燥機中で30秒間加熱して、厚さ0.9~1.1g/m2の硬化皮膜を有する剥離紙を得た。乾燥機から該剥離紙を取り出して、直ちに硬化皮膜面を人差し指で10回強く擦り、赤マジックインキを塗布して、インキの濃さや硬化皮膜状態を観察した。
結果を以下の指標に基づき評価し、表2~4に示した。
・指痕が濃く見える場合は「×」
・指痕が薄く見える場合は「△」
・指痕がほとんど見られない場合は「○」
結果を以下の指標に基づき評価し、表2~4に示した。
インキのハジキなし(シリコーン移行性なし又はかなり少ない)は「○」
インキのハジキあり(シリコーンの移行性が多い)は「×」
前述の硬化性の評価方法と同じ方法でグラシン紙にオルガノポリシロキサン組成物を転写し120℃の熱風式乾燥機中で30秒間加熱して剥離紙を得た。この剥離紙を60℃90%RHの恒温恒湿機中に1日保存後、硬化性と同様の方法で、硬化皮膜面を人差し指で10回強く擦り、赤マジックインキを塗布して、インキの濃さや硬化皮膜状態を観察した。
結果を以下の指標に基づき評価し、表2~4に示した。
・指痕が濃く見える場合は「×」
・指痕が薄く見える場合は「△」
・指痕がほとんど見られない場合は「○」
比較例1は、該参考例1の組成において(C)触媒の白金濃度を20質量ppmにした組成である。この場合、120℃×30秒の加熱処理にてオルガノポリシロキサン組成物は硬化せず、オイル状となった。すなわち、硬化が不十分であった。また、25℃にて1日セパエージングした後でも、硬化が不十分であり塗工面を擦ると指痕がはっきり付いた。さらに移行量が多いため、硬化性及びシリコーン移行性に劣った。
Claims (7)
- 下記(A)~(C)成分を含有する、付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物
(A)ケイ素原子結合アルケニル基を1分子中に2個以上有し、且つ(メタ)アクリル基を平均して0.01~2.9個有し、重量平均分子量3,000~30万を有するオルガノポリシロキサン
(B)ケイ素原子結合水素原子(Si-H基)を1分子中に2個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン:前記(A)成分中のアルケニル基の個数に対する、該(B)成分中のSi-H基の個数の比が1~5となる量、及び
(C)白金族金属系触媒:前記組成物の総質量に対する白金族金属含有量が1~100質量ppmとなる量。 - さらに(D)反応制御剤を前記(A)成分100質量部に対して0.01~5質量部含有する、請求項1記載の付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物。
- 前記(A)成分が前記(メタ)アクリル基を側鎖に有する、請求項1又は2記載の付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物。
- 前記(C)成分の量が、組成物の総質量に対する白金族金属含有量が5~40質量ppmとなる量である、請求項1~3のいずれか1項記載の付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物。
- 剥離紙又は剥離フィルム用である、請求項1~4のいずれか1項記載の付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物。
- 請求項1~5のいずれか1項記載の付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物の硬化物からなる皮膜を有する剥離紙。
- 請求項1~5のいずれか1項記載の付加反応硬化型オルガノポリシロキサン組成物の硬化物からなる皮膜を有する剥離フィルム。
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