JPH0748544A - 表面処理用組成物及びゴムの表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種基材、特にゴム表面に非粘着性を付与
し、均一に表面を仕上げ得る表面処理用組成物を提供す
る。 【構成】 (A) 25℃における粘度が50〜10,000,000 cSt
の両末端が水酸基閉塞のポリジオルガノシロキサン、
(B) ケイ素原子に結合した水素原子が１分子中に少なく
とも３個存在するポリオルガノハイドロジェンシロキサ
ン、(C) 硬化触媒及び(D) 炭素数７〜10の分岐状アルキ
ル系飽和炭化水素を40重量％以上含む有機溶媒とを含有
する表面処理用組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、各種基材、特にゴム表面
に非粘着性を付与し、均一に表面を仕上げ得る表面処理
用組成物、並びにゴムの表面処理方法に関する。

【０００２】

【発明の技術的背景とその問題点】従来、紙、プラスチ
ック、ゴム等の基材表面に非粘着性を付与する処理方法
として、各種ポリオルガノシロキサン組成物が用いられ
ている。これらは、主に末端に水酸基をもつポリオルガ
ノシロキサンにSi-H結合含有ポリオルガノシロキサンを
加えさらに有機スズ化合物を加えたものを有機溶媒で希
釈し、配合液とするものであった。この有機溶媒として
は、不燃性・揮発性の高さから 1,1,1−トリクロロエタ
ンが広く用いられていたが、1,1,1 −トリクロロエタン
がオゾン層破壊物質であるため、この溶媒の使用が1995
年以降できなくなることになっている。このため、その
代替溶剤が検討されているが、十分な性能を示すものは
未だ提供されていない。例えば、一般に塗料用溶剤とし
て用いられているトルエン、キシレンなどを用いた場
合、揮発性が低いため、ゴム表面で溶液が凝集したり流
れ過ぎたりして均一な膜が出来ず、均一な膜を作るため
には溶媒が十分揮発するよう一回の塗布量を少なくする
ことが必要となり、作業効率を著しく低下させる。ま
た、揮発性の高い、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−
オクタンなどではこれらの問題は幾分改善されるとはい
え、塗布効果や塗布皮膜の均一性には未だ問題があり、
さらに改善が要求されている。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、上記問題点を解消するために
なされたものであって、各種基材、特にゴム表面に非粘
着性を付与し、均一に表面を仕上げ得る表面処理用組成
物、並びにゴムの表面処理方法を提供することを目的と
する。

【０００４】

【発明の構成】本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭
意検討した結果、有機溶媒として特定のものを用いるこ
とが有効であることを見出し、本発明を完成するに到っ
た。即ち、本発明は、 (A) 25℃における粘度が50〜10,000,000 cStの両末端が
水酸基閉塞のポリジオルガノシロキサン (B) ケイ素原子に結合した水素原子が１分子中に少なく
とも３個存在するポリオルガノハイドロジェンシロキサ
ン (C) 硬化触媒 (D) 炭素数７〜10の分岐状アルキル系飽和炭化水素を50
重量％以上含む有機溶媒 とを含有する表面処理用組成物、並びに上記表面処理用
組成物をゴム表面に塗布し、室温又は加熱下で硬化させ
ることを特徴とするゴムの表面処理方法である。

【０００５】本発明で用いられる(A) 成分の両末端水酸
基閉塞ポリジオルガノシロキサンは、ケイ素原子に結合
した水酸基を分子の両末端に持ち、その反応性によって
硬化反応にあずかるものである。分子中のケイ素原子に
結合した有機基は、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基、ヘキシル基のようなアルキル基、ビニル基、
プロペニル基のようなアルケニル基、フェニル基のよう
なアリール基、スチレニル基のようなアラルキル基、お
よびこれらの炭化水素基の水素原子の一部がハロゲン原
子、ニトリル基などで置換されたものが例示されるが、
合成の容易さ、硬化前の組成物の粘度と硬化後の皮膜の
物性とのかね合いなどから、メチル基が一般に用いられ
る。このような両末端水酸基閉塞ポリジオルガノシロキ
サンの粘度は、25℃において50〜10,000,000cSt 、好ま
しくは 1,000〜2,000,000cStである。50cSt 未満では硬
化後の皮膜が脆くなり、また10,000,000cSt を越えると
硬化前の組成物の粘度が大きくなって、取扱いに不便で
ある。

【０００６】本発明で用いられる(B) 成分のポリオルガ
ノハイドロジェンシロキサンは、(A) 成分の両末端水酸
基閉塞ポリジオルガノシロキサンと脱水素縮合反応して
網状構造を与えるために、ケイ素原子に結合した水素原
子を少なくとも３個有するもので、分子中のケイ素原子
に結合した有機基は、メチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基、ヘキシル基のようなアルキル基、ビニル
基、プロペニル基のようなアルケニル基、フェニル基の
ようなアリール基、スチレニル基のようなアラルキル
基、およびこれらの炭化水素基の水素原子の一部がハロ
ゲン原子、ニトリル基などで置換されたものが例示され
るが、合成の容易さから、特にメチル基が一般的であ
る。このようなポリオルガノハイドロジェンシロキサン
のシロキサン鎖は、直鎖状、分岐状、および環状のいず
れでもよい。(B) 成分の配合量は、一般に(A) 成分100
重量部に対し、0.1 〜20重量部である。

【０００７】本発明で用いられる(C) 成分の硬化触媒
は、(A) 成分の両末端水酸基閉鎖ポリジオルガノシロキ
サンの水酸基と(B) 成分のポリオルガノハイドロジェン
シロキサンのSi-H結合との間の脱水素縮合を促進する触
媒である。この硬化触媒としては、金属脂肪酸塩、アミ
ン類、アンモニウム類、およびこれらのものを併用して
もよい。金属脂肪酸塩としては、ジブチルスズジアセテ
ート、ジブチルスズジオクトエート、ジブチルスズジラ
ウレート、ジブチルスズジオレエート、ジブチルスズジ
ステアレート、トリブチルスズアセテート、トリブチル
スズオクトエート、トリブチルスズラウレート、ジオク
チルスズジアセテート、ジオクチルスズジラウレート、
ジエチルスズジオレエート、モノメチルスズジオレエー
トのように金属原子に直接結合した有機基を持つもの、
およびオクテン酸亜鉛、オクテン酸鉄、オクテン酸スズ
のように、金属原子に直接結合した有機基を持たないも
のが例示される。またアミン類としては、モノメチルア
ミン、ジメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルア
ミン、エチレンジアミン、ヘキサメチルテトラアミンの
ような有機アミン；α−アミノプロピルトリエトキシシ
ランのようなアミノ基を有するシラン化合物やそれらの
塩が、アンモニウム類としてはテトラメチルアンモニウ
ム、ジメチルベンジルアンモニウムおよびそれらの塩が
例示される。この硬化触媒の量は、(A) 成分と(B) 成分
の合計量 100重量部に対し、 0.5〜10重量部である。
0.5重量部未満では硬化が遅く、基材に組成物を塗布し
て熱処理したのちブロッキングを起こすおそれがあり、
また、これより多いと処理液中で反応が進み、可使時間
が短くなってしまうからである。

【０００８】本発明で用いられる(D) 成分の有機溶媒
は、炭素数７〜10の分岐状アルキル系飽和炭化水素の単
体及び混合物を40重量％以上含むもので、かかる飽和炭
化水素としてはイソペンタン、イソオクタン、イソノナ
ン、イソデカンが例示される。上記炭素数７〜10の分岐
状アルキル系飽和炭化水素に必要により併用添加される
有機溶媒としては、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、石油
系炭化水素、トルエン、キシレン、イソプロピルアルコ
ール、ブチルアルコールなどが例示される。このような
有機溶媒の使用量は、処理に用いる組成物に望まれる粘
度により、適宜選択することができる。(D) 成分の有機
溶媒において、炭素数７〜10の分岐状アルキル系飽和炭
化水素の含有率は40重量％以上、好ましくは60〜100 重
量％であるが、それは、この範囲が均一塗布性という効
果をよく発揮させるからである。

【０００９】また、用途によっては、基材表面の光沢の
抑制が求められる場合があり、そのような場合には艶消
しの目的で、(E) 成分として平均粒径0.01〜100 μm の
フィラーが配合される。このようなフィラーは、有機フ
ィラーとしては、アクリル樹脂粉、ナイロン樹脂粉、ポ
リスチレン樹脂粉、ポリカーボネート樹脂粉、ポリエチ
レン樹脂粉、塩化ビニル樹脂粉、ポリフッ化エチレン樹
脂粉、ポリメチルシルセスキオキサンや粉砕されたシリ
コーン硬化物のようなシリコーン樹脂粉等が挙げられ、
無機フィラーとしては、シリカ粉、カーボン粉、グラフ
ァイト粉、酸化チタン粉、酸化マグネシウム粉、酸化亜
鉛粉等が挙げられる。これらフィラーは、平均粒径が0.
01〜100 μm 、好ましくは0.01〜20μm であることが必
要である。平均粒径が0.01μm 未満のものは必要以上に
配合がしにくいという欠点があり、100 μm を越えると
塗膜の強靱性や柔軟性が失われ、本発明に必要な機能が
得られなくなる。(E) 成分の使用量は特に限定されない
が、(A) 成分と(B) 成分の合計100 重量部に対して0.5
〜200 重量部が一般的である。又、本発明の表面処理用
組成物には、滑り性を更に向上させるために、不活性の
シリコーンオイル、特に高粘度のポリジメチルシロキサ
ンオイルを配合することができる。尚、上記(E) 成分の
平均粒径0.01〜100 μm のフィラーは、光沢抑制効果と
共に滑り性向上効果をも有する。本発明において、(D)
成分と(E) 成分とを併用することにより、均一な表面仕
上げ性と共に、滑り性、耐磨耗性、耐候性、艶消し性に
も優れたものとなる。

【００１０】また本発明において、ゴムとの密着性を向
上させるために、各種シランカップリング剤をゴムの種
類に応じて単体あるいは混合物をそのまま或いは部分縮
合させて添加したり、或いは、アミノ基含有シランとエ
ポキシ基含有オイルや、樹脂の混合物或いは部分縮合物
を添加したり、エポキシ基含有シランとアミノ基含有オ
イルや樹脂の混合物あるいは部分縮合物を添加してもよ
い。特に(F) 成分として、(1) エポキシ基含有ポリオル
ガノシロキサンと(2) 少なくとも１個の炭素原子を介し
てケイ素原子に結合した置換又は非置換アミノ基とケイ
素原子に結合したアルコキシ基を有するシラン及び／又
はシロキサンとの混合物、又は(1) と(2) の反応生成物
を添加するのは好ましい態様である。(F) 成分の詳細は
特開昭54−45361 号公報に記載されている。一般に、本
発明の如き表面処理剤は、そのまま或いは各種シランカ
ップリング剤を配合して用いることにより、シリコーン
ゴム、天然ゴム、アクリルゴム等には良く密着するが、
ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、アクリルゴム等の比較的接着・密着
性の乏しい基材の場合は、(F) 成分を配合することが好
ましい。

【００１１】本発明の表面処理用組成物の対象とする基
材は、紙、各種プラスチック、ゴム類であるが、前述の
通り、今まで好ましい処理剤のなかったゴム類に適用し
た場合に本発明の効果が顕著である。本発明に用いられ
るゴムは、天然ゴム、合成ゴム及び再生ゴムのいずれで
もよく、合成ゴムとしては、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロプ
レン、ＩＩＲ、ＥＰＤＭ、ウレタンゴム、クロロスルホ
ン化ポリエチレン、アクリルゴムなどが例示される。本
発明の組成物は上記各種基材にディプコート、スプレー
コート、刷毛ぬり、ナイフコート、ロールコートなどの
方法によって塗布し、塗布後溶媒を乾燥除去する。つい
で、室温で数時間放置するか、基材に応じて若干の加熱
を行って硬化せしめる。加熱条件は、基材が紙の場合、
温度 120〜180 ℃で10〜30秒間、ゴムの場合、温度 150
〜180 ℃で１〜５分間、プラスチックの場合、温度70〜
150 ℃で30秒〜２分間が推奨される。

【００１２】

【発明の効果】本発明の組成物は、炭素数７〜10の分岐
状アルキル系飽和炭化水素を50重量％以上含む有機溶媒
を用いることにより、従来の有機溶媒ではなし得なかっ
た、均一で効率的なゴム表面処理を行うことのできる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。実
施例において、部はいずれも重量部を示す。 実施例１〜２、比較例１〜３ 表１に示される組成の本発明の処理用組成物（実施例１
〜２）及び比較組成物（比較例１〜３）を調製した。こ
れらの組成物を天然ゴムシートにディプコートにて塗布
し、温度 180℃で３分間加熱処理を施し、天然ゴム表面
に非粘着性のシリコーン皮膜を形成せしめた。これらの
シリコーン皮膜の状態は表１の通りであった。これよ
り、イソオクタンを用いるとディプコートで均一に薄膜
を塗布することができ、さらに濃度や塗り回数を変える
ことにより任意の膜厚を均一にコート可能であることが
明らかである。

【００１４】

【表１】

【００１５】実施例３〜５、比較例４〜６ 表２に示される組成の本発明の処理用組成物（実施例３
〜５）及び比較組成物（比較例４〜６）を調製した。こ
れらの組成物を天然ゴムシートにスプレーコートにて塗
布し、温度 180℃で３分間加熱処理を施し、天然ゴム表
面に約３μm の非粘着性のシリコーン皮膜を形成せしめ
た。これらのシリコーン皮膜の状態は表２の通りであっ
た。又、同様に、アクリルゴム、ＥＰＤＭの表面にシリ
コーン皮膜を形成せしめ、外観、密着性を目視観察し、
○、△、×の３段階で総合評価し、併せて表２に示し
た。

【００１６】

【表２】

【００１７】実施例６〜７、比較例７〜９ 表３に示される組成の本発明の処理用組成物（実施例６
〜７）及び比較組成物（比較例７〜９）を調製した。こ
れらの組成物を天然ゴムシートにスプレーコートにて塗
布し、温度 180℃で３分間加熱処理を施し、天然ゴム表
面に約３μm の非粘着性のシリコーン皮膜を形成せしめ
た。これらのシリコーン皮膜の状態は表３の通りであっ
た。

【００１８】

【表３】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) 25℃における粘度が50〜10,000,000 c
   Stの両末端が水酸基閉塞のポリジオルガノシロキサン (B) ケイ素原子に結合した水素原子が１分子中に少なく
   とも３個存在するポリオルガノハイドロジェンシロキサ
   ン (C) 硬化触媒 (D) 炭素数７〜10の分岐状アルキル系飽和炭化水素を40
   重量％以上含む有機溶媒 とを含有する表面処理用組成物。
2. 【請求項２】更に、(E) 平均粒径0.01〜100 μm のフィ
   ラーを含有する請求項１記載の表面処理用組成物。
3. 【請求項３】更に、(F) (1) エポキシ基含有ポリオルガ
   ノシロキサンと(2) 少なくとも１個の炭素原子を介して
   ケイ素原子に結合した置換又は非置換アミノ基とケイ素
   原子に結合したアルコキシ基を有するシラン及び／又は
   シロキサンとの混合物、又は(1) と(2) の反応生成物を
   含有する請求項１又は２記載の表面処理用組成物。
4. 【請求項４】請求項１〜３の何れか１項記載の表面処理
   用組成物をゴム表面に塗布し、室温又は加熱下で硬化さ
   せることを特徴とするゴムの表面処理方法。