KR101932405B1 - 실리콘 이형 코팅 조성물 및 경화된 이형 코팅을 갖는 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅 - Google Patents

실리콘 이형 코팅 조성물 및 경화된 이형 코팅을 갖는 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실리콘 이형 코팅 조성물 및 경화된 이형 코팅을 갖는 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅에 관한 것이며,
(A) 점도가 25℃에서 50 내지 10,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.10 내지 3.0 중량%인, 100 중량부의 유기폴리실록산 유체;
(B) 하기 평균 구조 화학식 1에 의해 나타내어지고 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.05 내지 0.80 중량%인, 0.5 내지 40 중량부의 다이오르가노폴리실록산:
[화학식 1]
Rc 3SiO(RbRcSiO2/2)n1(Rc 2SiO2/2)n2SiRc 3
(상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; n1은 0.05 내지 0.80 중량%의 알케닐 함량을 제공하는 수이고; n2는 1 이상의 값을 갖는 수이고; n1+n2는 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s의 점도를 갖는 이러한 성분을 제공하는 수임);
(C) 점도가 25℃에서 1 내지 1,000 mPa·s이고 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖고, 규소-결합된 유기 기를 위한 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐 기를 갖는 유기하이드로겐폴리실록산으로서, 이러한 유기하이드로겐폴리실록산 내의 규소-결합된 수소 원자 대 성분 (A) 및 성분 (B) 내의 상기 알케닐 기의 몰 비에 대해 0.8:1 내지 5:1의 값을 제공하기에 충분한 양의, 상기 유기하이드로겐폴리실록산;
(D) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매;
(E) 계면활성제;
(F) 물; 및
(G) 억제제를 포함하는, 실리콘 이형 코팅 조성물을 제공하는 것이다.

Description

실리콘 이형 코팅 조성물 및 경화된 이형 코팅을 갖는 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅{SILICONE RELEASE COATING COMPOSITION AND LOW RELEASE FORCE EMULSION SILICONE RELEASE COATING FOR FILMS AND PAPERS HAVING CURED RELEASE COATING}
본 발명은 실리콘 이형 코팅 응용을 위한 에멀젼 조성물에 관한 것이다. 이형 코팅 조성물을 도포하여 필름 또는 종이 기재(substrate) 상에 층을 코팅하고 열 부가 하에 경화시켜 코팅된 기재를 형성한다. 본 발명은 테이프 이형, 점착성 접착제 또는 라벨 이형 응용을 위한 낮은 이형력을 갖는 코팅된 이형 라이너를 제공하고자 한다. 특히, 본 발명은 실리콘 이형 코팅 조성물; 실리콘 이형 코팅 조성물을 경화시켜 수득되는, 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅; 및 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 에멀젼 (EM) 유형 실리콘 이형 코팅은 단쇄 비닐-말단 실리콘 중합체 또는 다수의 비닐 작용성 실리콘 중합체를 가져서 허용가능한 이동(migration)으로 신속 경화되며 또한 유화가 용이하므로, 베이스 중합체는 제조 공정 요건을 충족시키도록 점도가 낮아야만 한다. 그러나, 이러한 코팅은 높은 경화 밀도로 인해 낮은 이형력을 제공하기가 어렵다.
예를 들어, 미국 특허 제4791029A호 (본 명세서에 참고로 포함된 특허 참고문헌 1)는, 말단-비닐화된 폴리실록산, 비닐화된 사이클로트라이실록산, 하이드로오르가노다이오르가노폴리실록산, 폴리비닐 알코올 및 폴리알킬렌 글리콜 알킬 에테르 또는 알킬페닐 에테르를 포함하는 제1 수성 에멀젼 A, 및 촉매적 유효량의 백금 금속 촉매와 실록산 중합체를 포함하는 제2 수성 에멀젼 B를 포함하는, 가교결합성 중첨가 유기폴리실록산 조성물의 수성 에멀젼을 개시한다. 상기 에멀젼은 가요성 기재에 발수성 및 비부착성(nonadherency)을 부여하는 상기 가요성 기재의 박층 코팅용으로 매우 적합하다고 언급된다.
예를 들어, 미국 특허 제4954554A호 (본 명세서에 참고로 포함된 특허 참고문헌 2)는, 가수분해도가 90 몰% 이상인 폴리비닐알코올 (PVA)을 함유하도록 제형화되는 경우, 개선된 광택 및/또는 발수성 및/또는 접착제 이형성을 갖는 경화된 코팅을 제공하는 경화성 실리콘 조성물의 수성 에멀젼을 개시한다. 개선 정도는 PVA의 가수분해도와 직접 관련된다. 평균 가수분해도가 94 내지 99 몰%인 PVA가, 경화된 코팅의 이들 특성을 개선하는 데 특히 효과적이다. 편리하게는, 가수분해도가 상이한 둘 이상의 구매가능한 PVA의 혼합물을 사용하여 원하는 가수분해도를 갖는 PVA에 도달할 수 있다.
예를 들어, 미국 특허 제5095067A호 (본 명세서에 참고로 포함된 특허 참고문헌 3)는 (A) 100 중량부의 특정 유기비닐폴리실록산; (B) 1 내지 50 중량부의 특정 유기하이드로겐폴리실록산; (C) 점도가 25℃에서 10 cSt 이하인, 0.5 중량부 내지 5 중량부의 백금 촉매; (D) 평균 HLB가 10 내지 20이고, pH가 6.5 이하이고, 이온 전도도가 30μS/cm 이하인, 1.5 내지 15 중량부의 비이온성 유화제; 및 (E) 물을 포함하는, 이형 실리콘 에멀젼 조성물을 개시한다. 이러한 조성물은 양호한 가사 시간(pot life) 및 경화성을 갖는 것으로 언급된다. 경화된 필름은 접착제의 양호한 이형 특성 및 잔류 접착제 특성을 가졌다.
예를 들어, 미국 특허 제5777017A호 (본 명세서에 참고로 포함된 특허 참고문헌 4)는 수성 유기폴리실록산 에멀젼, 특히, 지방족 다중 결합으로의 Si-결합된 수소의 부가에 의해 가교결합될 수 있는 에멀젼, 알킬페닐 폴리글리콜 에테르 및 낮은 가수분해도를 갖는 폴리비닐 알코올을 포함하는 유화제 조합을 사용하는 그의 제조, 및 접착 방지 코팅을 제조하기 위한 그의 용도를 개시한다.
예를 들어, 미국 특허 출원 공개 제20110287267A1호 (본 명세서에 참고로 포함된 특허 참고문헌 5)는, (A) 점도가 25 내지 1,000 mPa·s인, 100 중량부의 알케닐-작용성 다이오르가노폴리실록산; (B) 점도가 10,000 mPa·s 이상이고 지방족 불포화 기 함량이 0.1 몰% 이하인, 0.5 내지 15 중량부의 다이오르가노폴리실록산; (C) 평균 실록산 단위 화학식 (1) (SiO4/2)(RaRb 2SiO1/2)x에 의해 나타내어지는 분지형 유기실록산 올리고머와 다이오르가노실록산 올리고머 사이의 평형 중합에 의해 제공되는 중합체 생성물이며, 하나를 초과하는 SiO4/2 단위를 갖는, 0.5 내지 5 중량부의 분지형 유기폴리실록산; (D) 점도가 1 내지 1,000 mPa·s인, 특정 양의 유기하이드로겐폴리실록산; 및 (E) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는, 점도가 25℃에서 50 내지 2,000 mPa·s인 무용매 경화된 이형 코팅-형성 유기폴리실록산 조성물을 개시한다. 생성되는 경화된 코팅은 점착성 물질에 대한 탁월한 이형 성능 및 매끄러운 미끄럼성(smooth slipperiness)을 나타낸다고 언급된다.
예를 들어, 미국 특허 제4870149A호 (본 명세서에 참고로 포함된 특허 참고문헌 6)는 (A) (i) 화학식 SiO4/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, (ii) 일반 화학식 R2SiO2/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, 및 (iii) 일반 화학식 RaR2SiO1/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위를 포함하며, 분지형 구조를 갖는, 100부의 유기폴리실록산 유체; (B) 평균 구조 화학식 RaRc 2SiO(RbRcSiO2/2)n1(Rc 2SiO2/2)n2SiRc 2Ra를 갖는, 0.5 내지 15부의 다이오르가노폴리실록산; (C) 규정된 양의 유기하이드로겐폴리실록산; 및 (D) 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는, 무용매의 경화된 이형 코팅-형성 유기폴리실록산 조성물을 개시한다. 또한, 시트형 기재가 이러한 무용매의 경화된 이형 코팅-형성 유기폴리실록산 조성물로부터의 경화된 코팅을 갖는다.
그러나, 상기 특허 참고문헌 1 내지 특허 참고문헌 6은 종래 기술의 상기 기술적 문제를 잘 해결하지 못 한다. 특히, 수성 에멀젼에 관한 특허 참고문헌 1 내지 특허 참고문헌 4는 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅을 제공할 수 없고; 무용매의 경화된 이형 코팅-형성 유기폴리실록산 조성물에 관한 특허 참고문헌 5 및 특허 참고문헌 6은 명백하게 수성 에멀젼에 대한 요건을 충족시킬 수 없다.
그러므로, 동일한 코트 중량(coat weight; CW)에서 점착성 접착제에 대해 더 낮은 이형력을 제공할 수 있는 수성 에멀젼 유형 실리콘 이형 코팅 조성물을 얻는 것과 고속 경화, 적은 이동으로 경화된 층, 코팅 표면의 미끄럽고 양호한 매끄러운 감촉, 및 기재에 대한 양호한 앵커리지(anchorage)를 포함하는 탁월한 특성을 갖는 것에 대한 요구가 본 기술 분야에 여전히 존재한다.
본 발명은 상기에 언급된 문제를 해결하기 위해 추구되었으며 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅 응용의 도입을 목적으로 한다. 이형 코팅 조성물을 도포하여 필름 또는 종이 기재 상에 층을 코팅하고 열 부가 하에 경화시켜 코팅된 기재를 형성한다. 본 발명의 다른 목적은 테이프 이형, 점착성 접착제 또는 라벨 이형 응용을 위한 낮은 이형력을 갖는 코팅된 이형 라이너를 제공하는 것이다.
상기한 현재의 결점을 극복하기 위하여, 본 발명은 소정의 장쇄 폴리실록산 첨가제를 사용하는 경화된 이형 코팅을 개시한다. 첨가제는 높은 점도 (5,000 내지 150,000 cp) 및 반응성 비닐 작용기를 갖는데, 측쇄 상에 펜던트로 있는 이러한 비닐 작용기는 용이하게 SiH 작용 가교결합제와의 하이드로실릴화에 의해 공유 결합된 형태이다. 실록산 첨가제의 말단 기는 반응성이 아니다. 본 발명은 (I) 중합체 필름 기재 또는 종이 상에서의 더 낮은 이형력을 위한 비닐 펜던트 실리콘 첨가제를 포함하는 실리콘 화합물로서, 상기 첨가제는 비-반응성 기로 말단화된(terminated), 측쇄 상에 펜던트로 있는 비닐 작용기인, 상기 실리콘 화합물; (II) 유기하이드로겐폴리실록산 가교결합제로서, (II) 내의 수소화규소 (Si-H) 기의 총 수 대 (I) 내의 지방족 불포화 탄화수소 기의 비가 0.9:1 내지 3:1이 되도록 하는 양의, 상기 유기하이드로겐폴리실록산 가교결합제; (III) 비닐 실록산과 가교결합제 사이의 반응을 촉매하기에 유효한, 충분한 양의 하이드로실릴화 촉매; (IV) 계면활성제; (V) 물; 및 (VI) 억제제를 포함하는, 실리콘 이형 코팅 조성물을 개시한다.
실리콘 베이스와 첨가제의 배합을 통해, 첨가제와 함께 베이스 중합체는 기재 상에 부분 경화된 네트워크를 형성하며, 이는 점착성 접착제에 대해 더 낮은 이형력을 제공할 수 있다. 혼합물의 점도는 유화에 적합한 합리적인 베이스 점도를 유지한다. 코팅 라이너의 다른 특성은, 러브 오프(Rub Off; RO), 지연 RO, 후속 접착 강도(Subsequent Adhesive Strength; SAS) 및 압출 가능성(Extractable)과 같은 앵커리지 시험의 성능에 있어서 베이스 중합체만큼 양호하게 유지된다.
발명의 개시
상기에 언급된 목적은 하기에 의해 달성될 수 있다:
{1} 실리콘 이형 코팅 조성물로서,
(A) 점도가 25℃에서 50 내지 10,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.10 내지 3.0 중량%인, 100 중량부의 유기폴리실록산 유체;
(B) 하기 평균 구조 화학식 1에 의해 나타내어지고 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.05 내지 0.80 중량%인, 0.5 내지 40 중량부의 다이오르가노폴리실록산:
[화학식 1]
Rc 3SiO(RbRcSiO2/2)n1(Rc 2SiO2/2)n2SiRc 3
(상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; n1은 0.05 내지 0.80 중량%의 알케닐 함량을 제공하는 수이고; n2는 1 이상의 값을 갖는 수이고; n1+n2는 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s의 점도를 갖는 이러한 성분을 제공하는 수임);
(C) 점도가 25℃에서 1 내지 1,000 mPa·s이고 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖고, 규소-결합된 유기 기를 위한 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐 기를 갖는 유기하이드로겐폴리실록산으로서, 이러한 유기하이드로겐폴리실록산 내의 규소-결합된 수소 원자 대 성분 (A) 및 성분 (B) 내의 상기 알케닐 기의 몰 비에 대해 0.8:1 내지 5:1의 값을 제공하기에 충분한 양의, 유기하이드로겐폴리실록산;
(D) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매;
(E) 계면활성제,
(F) 물; 및
(G) 억제제를 포함하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
{2} {1}에 있어서, 성분 (B)의 알케닐 함량은 0.05 내지 0.50 중량%의 범위 이내가 바람직한 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
{3} {1}에 있어서, 성분 (A)는, 선형 유기폴리실록산, 분지형 유기폴리실록산, 0.10 내지 3.0 중량%의 상이한 알케닐 함량을 갖는 유기폴리실록산들의 혼합물, 및 선형 유기폴리실록산과 분지형 유기폴리실록산의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 100 중량부의 하나 이상의 유기폴리실록산 유체인 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
{4} {1}에 있어서, 성분 (A)는 (A-1) 오직 분자 말단들에만 알케닐 기를 갖는 폴리다이메틸실록산과 (A-2) 분자 말단들 및 측쇄 위치들에 알케닐 기를 갖는 폴리다이메틸실록산의 혼합물인 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
{5} {1}에 있어서, 성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 점도가 25℃에서 50 내지 10,000 mPa·s이고, 하기에 기재된 실록산 단위 (i) 내지 실록산 단위 (iii)을 포함하고, 복수의 실록산 단위 (ii)를 포함하는 직쇄 모이어티(moiety) 및 실록산 단위 (i)을 포함하는 분기점을 갖는 하나 이상의 유기폴리실록산 유체를 포함하며, 상기 직쇄 모이어티의 말단들은 실록산 단위 (iii)에 의해 말단 블로킹되는 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물:
(i) 일반 화학식 SiO4/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, 1개 이상;
(ii) 일반 화학식 R2SiO2/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, 15 내지 995개;
(iii) 일반 화학식 RaR2SiO1/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위
(상기 식에서, Ra는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 페닐, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, R은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, 상기 분자 내의 상기 Ra 및 R의 0.10 내지 3.0 중량% 이상은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기이고 상기 분자 내의 Ra와 R의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기임).
{6} {5}에 있어서, 성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 하기 평균 실록산 단위 화학식 2에 의해 나타내어지는 하나 이상의 유기폴리실록산 유체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물:
[화학식 2]
(RaR2SiO1/2)4(R2SiO2/2)m(SiO4/2)
(상기 식에서, Ra는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 페닐, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; R은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; 상기 분자 내의 상기 Ra 및 R의 3 중량% 이상은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; 상기 분자 내의 Ra와 R의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고; m은 15 내지 995임).
{7} {5}에 있어서, 성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 하기 평균 실록산 단위 화학식 3에 의해 나타내어지는 유기폴리실록산인 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물:
[화학식 3]
[(RbRc 2SiO1/2)n(RdRc 2SiO1/2)1―n]4(RbRcSiO2/2)m1(Rc 2SiO2/2)m2(SiO4/2)
(상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; Rd는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; 3개 이상의 Rb가 상기 분자 내에 존재하고; 상기 분자 내의 Rb, Rc, 및 Rd의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고; n은 0 또는 1이고; m1은 1 이상의 값을 갖는 수이고; m2는 0 이상의 값을 갖는 수이고; m1+m2는 15 내지 995임).
{8} {1}에 있어서, 상기 성분 (E)는, 폴리에테르 화합물, 폴리에테르-개질된 실리콘, 수용성 폴리에스테르 화합물, 수용성 폴리비닐 알코올 및 수용성 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
{9} {1} 내지 {8} 중 어느 하나에 있어서, 상기 성분 (G)는 0.05 내지 2 중량부의 하이드로실릴화 반응 억제제이고 주위 온도에서 경화되지 않으며 열의 적용 하에 경화되는 것을 특징으로 하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
{10} {1} 내지 {9} 중 어느 하나에 따른 실리콘 이형 코팅 조성물을 경화시켜 수득되는, 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅.
{11} {1} 내지 {9} 중 어느 하나에 따른 실리콘 이형 코팅 조성물을 필름 및 종이의 하나 이상의 면 상에 도포하는 단계 및 100℃ 이상의 온도에서 경화시키는 단계에 의한, 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅의 제조 방법.
(A) 특정 점도 (50 내지 10,000 mPa·s) 및 0.1 내지 3.0 중량%의 알케닐 함량을 갖는 상기 반응성 유기폴리실록산 유체, (B) 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s이고, 0.05 내지 0.80 중량%의 알케닐 기를 갖는 다이오르가노폴리실록산, 및 (C) 점도가 25℃에서 1 내지 1,000 mPa·s이고 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖는 유기하이드로겐폴리실록산 사이의 조합을 통해, 얻어지는 이형 코팅 조성물은 점착성 접착제에 대해 더 낮은 이형력을 제공할 수 있고, 상기 혼합물의 점도는 유화에 적합한 합리적인 베이스 점도를 유지하고, 동일한 CW에서의 더 낮은 이형력과,
i) 고속 경화,
ii) 적은 이동으로 경화된 층,
iii) 코팅 표면의 미끄럽고 양호한 매끄러운 감촉, 및 iv) 기재에 대한 양호한 앵커리지를 성취할 수 있다.
이는 하기의 응용 용도를 초래한다:
i) 도포 단계에서의 잡음 감소, 및
ii) 이형 라이너를 반복적으로 박리하는 동안 마찰 화상으로부터의 작업자의 보호.
본 발명의 실리콘 이형 코팅 조성물은, 특징적으로,
(A) 점도가 25℃에서 50 내지 10,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.10 내지 3.0 중량%인, 100 중량부의 유기폴리실록산 유체;
(B) 하기 평균 구조 화학식 1에 의해 나타내어지고 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.05 내지 0.80 중량%인, 0.5 내지 40 중량부의 다이오르가노폴리실록산:
[화학식 1]
Rc 3SiO(RbRcSiO2/2)n1(Rc 2SiO2/2)n2SiRc 3
(상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; n1은 0.05 내지 0.80 중량%의 알케닐 함량을 제공하는 수이고; n2는 1 이상의 값을 갖는 수이고; n1+n2는 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s의 점도를 갖는 이러한 성분을 제공하는 수임);
(C) 점도가 25℃에서 1 내지 1,000 mPa·s이고 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖고, 규소-결합된 유기 기는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐 기인, 1.5 내지 10 중량부의 유기하이드로겐폴리실록산으로서, 이러한 유기하이드로겐폴리실록산 내의 규소-결합된 수소 원자 대 성분 (A) 및 성분 (B) 내의 상기 알케닐 기의 몰 비에 대해 0.8:1 내지 5:1의 값을 제공하기에 충분한 양의, 유기하이드로겐폴리실록산;
(D) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매;
(E) 계면활성제;
(F) 물; 및
(G) 억제제를 포함한다.
성분 (A)는, 선형 유기폴리실록산, 분지형 유기폴리실록산, 0.10 내지 3.0 중량%의 상이한 알케닐 함량을 갖는 유기폴리실록산들의 혼합물, 및 선형 유기폴리실록산과 분지형 유기폴리실록산의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 100 중량부의 하나 이상의 유기폴리실록산 유체이다.
성분 (A)는 (A-1) 오직 분자 말단들에만 알케닐 기를 갖는 폴리다이메틸실록산과 (A-2) 분자 말단들 및 측쇄 위치들에 알케닐 기를 갖는 폴리다이메틸실록산의 혼합물이다.
성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 점도가 25℃에서 50 내지 10,000 mPa·s이고, 하기에 기재된 실록산 단위 (i) 내지 실록산 단위 (iii)을 포함하고, 복수의 실록산 단위 (ii)를 포함하는 직쇄 모이어티 및 실록산 단위 (i)을 포함하는 분기점을 갖는 하나 이상의 유기폴리실록산 유체를 포함하며, 상기 직쇄 모이어티의 말단들은 실록산 단위 (iii)에 의해 말단 블로킹된다:
(i) 일반 화학식 SiO4/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, 1개 이상;
(ii) 일반 화학식 R2SiO2/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, 15 내지 995개;
(iii) 일반 화학식 RaR2SiO1/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위
(상기 식에서, Ra는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 페닐, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, R은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, 상기 분자 내의 상기 Ra 및 R의 0.10 내지 3.0 중량% 이상은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기이고 상기 분자 내의 Ra와 R의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기임).
성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 하기 평균 실록산 단위 화학식 2에 의해 나타내어지는 하나 이상의 유기폴리실록산 유체를 포함한다:
[화학식 2]
(RaR2SiO1/2)4(R2SiO2/2)m(SiO4/2)
(상기 식에서, Ra는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 페닐, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; R은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; 상기 분자 내의 상기 Ra 및 R의 3 중량% 이상은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; 상기 분자 내의 Ra와 R의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고; m은 15 내지 995임).
성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 하기 평균 실록산 단위 화학식 3에 의해 나타내어지는 유기폴리실록산이다:
[화학식 3]
[(RbRc 2SiO1/2)n(RdRc 2SiO1/2)1―n]4(RbRcSiO2/2)m1(Rc 2SiO2/2)m2(SiO4/2)
(상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; Rd는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; 3개 이상의 Rb가 상기 분자 내에 존재하고; 상기 분자 내의 Rb, Rc, 및 Rd의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고; n은 0 또는 1이고; m1은 1 이상의 값을 갖는 수이고; m2는 0 이상의 값을 갖는 수이고; m1+m2는 15 내지 995임).
바람직한 성분 (A)에서, Rb는 비닐 또는 헥세닐 기이고, m1은 0 내지 20의 범위이고 실록산 단위의 총 수 (= m1+m2+4)는 50 내지 400의 범위이다. 성분 (A)의 바람직한 점도는 50 내지 1,000 mPa·s의 범위이다. 비닐 함량은 0.10 내지 3.0 중량%의 범위 이내이다.
1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 이러한 알킬의 전형적인 예는 메틸, 에틸, 프로필 등이며, 메틸이 바람직하다. 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐의 전형적인 예는 비닐, 알릴, 헥세닐 등이며, 비닐이 바람직하다. 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시는 메톡시, 에톡시 등일 수 있다.
RaR2SiO1/2 단위는 Vi(Me2)SiO1/2 단위, He(Me)2SiO1/2 단위, (Me)3SiO1/2 단위, ViMePhSiO1/2 단위, 및 (HO)(Me)2SiO1/2 단위 (상기 식에서, Vi는 비닐 기를 나타내고, He는 헥세닐 기를 나타내고, Me는 메틸 기를 나타내고, Ph는 페닐 기를 나타내며; 이는 또한 이하에 적용됨)에 의해 예시될 수 있다. 동일 분자 내에서 이들 단위 (예를 들어, Vi(Me2)SiO1/2 단위와 (Me)3SiO1/2 단위)의 조합이 가능하다.
R2SiO2/2 단위는 (Me)2SiO2/2 단위, ViMeSiO2/2 단위, 및 MePhSiO2/2 단위에 의해 예시될 수 있다. 동일 분자 내에서 이들 단위 (예를 들어, (Me)2SiO2/2 단위와 ViMeSiO2/2 단위)의 조합이 가능하다.
기재에 대한 탁월한 앵커리지를 실현하기 위하여, RaR2SiO1/2 단위는 바람직하게는 Vi(Me)2SiO1/2 단위, He(Me)2SiO1/2 단위, 및 ViMePhSiO1/2 단위와 같이, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐을 함유한다.
성분 (A) 내의 규소-결합된 알케닐 기는 성분 (C) 내의 규소-결합된 수소 원자와의 하이드로실릴화 반응에 의해 가교결합된다. 그러므로, 각각의 분자 내에 2개 이상의 알케닐 기가 존재하여야 하며, 시트형 기재에 대해 탁월한 접착성을 나타내기 위해서는, 각각의 분자 내에 3개 이상의 알케닐 기가 존재하여야 한다.
성분 (A)는 본 발명에 따른 실리콘 이형 코팅 조성물의 베이스 성분이다. 바람직하게는, 성분 (A)는 중합도가 낮을 수 있다. 성분 (B)는 바람직하게는 직쇄 구조를 가지며 점도가 높고 따라서 중합도가 높다. 성분 (B)는 펜던트 비닐 작용기를 가지며, 이는 하이드로실릴화에 의해 경화된 시스템과 공유 결합을 형성할 수 있다. 그리고, 트라이메틸실록시 말단은 시스템과 경화되지 않으며, 이는 분자 사슬의 일부가 경화된 이형 코팅의 표면으로 이동하게 하는 데 도움을 줄 수 있다. 이러한 특성은 미끄러운 감촉 및 낮은 이형력을 갖는 경화된 이형 코팅을 제공할 수 있다. 중간 정도의 점도 (25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s)를 갖는 실록산은 다중 롤 코팅기를 위해 실현가능한 점도를 갖는 최종 이형 코팅 배스(bath)를 제공할 수 있으며, 가황 시에 적절한 반응성을 또한 가질 수 있다.
이로 인해, 단지 소량의 성분 (B)을 포함하는 것이 더 우수한 미끄럼성을 갖는 경화된 코팅을 제공할 수 있다.
본 발명에서, 성분 (A)는 Q-분지형 중합체로서 제한되지 않고, "선형 유기폴리실록산, Q-분지형 유기폴리실록산, 상이한 선형 유기폴리실록산들의 혼합물, 및 선형- 및 Q-분지형 유기폴리실록산의 혼합물"을 포함한다. 가장 바람직한 성분 (A)는 Q-분지형인 것 및 이들의 혼합물이다.
성분 (B)인, 하기 평균 구조 화학식 1에 의해 나타내어지며, 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.05 내지 0.80 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.50 중량%인 다이오르가노폴리실록산:
[화학식 1]
Rc 3SiO(RbRcSiO2/2)n1(Rc 2SiO2/2)n2SiRc 3
(상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; 각각의 Rb는 동일하거나 상이할 수 있고, 각각의 Rc는 동일한 분자 내에서 동일하거나 상이할 수 있고, n1은 0.05 내지 0.80 중량%의 알케닐 함량을 제공하는 수이고; n2는 1 이상의 값을 갖는 수이고; n1+n2는 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s의 점도를 갖는 이러한 성분을 제공하는 수임)은 점착성 물질에 대한 경화된 코팅의 이형성을 개선하는 기능을 하며 또한 미끄럼성을 갖는 경화된 코팅을 제공하는 기능을 한다. 성분 (B)는, 성분 (A)와 성분 (C)의 하이드로실릴화 반응을 통해 경화가 일어날 때 형성되는 코팅 상으로 서서히 상승하여, 경화된 코팅의 표면에 탁월한 미끄럼성을 부여한다. 성분 (B)는 펜던트 비닐 작용기 (알케닐 기)를 가지며, 이는 하이드로실릴화에 의해 경화된 시스템과 공유 결합을 형성할 수 있다. 그리고, 트라이알킬실록시 말단은 시스템과 경화되지 않으며, 이는 분자 사슬의 일부가 경화된 이형 코팅의 표면으로 이동하게 하는 데 도움을 줄 수 있다. 이러한 특성은 미끄러운 감촉 및 낮은 이형력을 갖는 경화된 이형 코팅을 제공할 수 있다. 중간 정도의 점도 (25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s)를 갖는 실록산은 다중 롤 코팅기 처리를 위해 적용가능한 점도의 최종 이형 코팅 배스를 제공할 수 있으며, 가황 시에 적절한 반응성을 또한 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 개념은 언급된 "브리드-아웃"(breed-out) 효과와는 상이한데, 실록산 내의 펜던트 알케닐 기가 "앵커"(anchor) 지점으로서 작용하여 성분 (B)를 경화된 시스템에 결합할 수 있기 때문이다. 그리고, 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s인 실록산은 경화된 시스템과의 얽힘(entanglement) 효과를 갖는데, 이는 실리콘 이동을 또한 감소시킬 것이다.
본 명세서에서, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬의 전형적인 예는 메틸, 에틸, 프로필 등이며, 메틸이 바람직하다. 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐의 전형적인 예는 비닐, 알릴, 및 헥세닐이며, 비닐이 바람직하다.
RbRcSiO2/2 단위는 ViMeSiO2/2 단위에 의해 예시될 수 있다.
Rc 2SiO2/2 단위는 (Me)2SiO2/2 단위 및 MePhSiO2/2 단위에 의해 예시될 수 있다.
동일 분자 내에서 이들 단위의 조합이 가능하다.
성분 (B)는, 분자 내에 규소-결합된 알케닐 기를 가지며 따라서 성분 (C)와의 하이드로실릴화 반응을 겪을 수 있는 성분을 포함한다. 경화된 코팅과 관련된 잔류 접착성(residual adhesiveness)의 관점에서 볼 때, 분자 내에 알케닐 기를 가지며 따라서 성분 (C)와의 하이드로실릴화 반응을 겪을 수 있는 성분 (B)가 바람직하다.
분자 내에 규소-결합된 알케닐 기를 가지며 따라서 성분 (C)와의 하이드로실릴화 반응을 겪을 수 있는 성분 (B)와 관련하여, 과도하게 높은 알케닐 함량은 이형 특성을 악화시키고 경화된 코팅에 대한 미끄럼성을 감소시킨다. 너무 낮은 알케닐 함량을 갖는 성분 (B)가 결합을 야기하지 않고 더 많은 이동을 야기할 경우에는, 따라서 이러한 함량은 분자 내의 규소-결합된 유기 기의 0.05 내지 0.80 중량%이다. 규소-결합된 알케닐은 측쇄 위치에 존재한다.
성분 (B)는 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s이지만, 잔류 접착성의 관점에서 볼 때 그의 점도는 바람직하게는 20,000 내지 130,000 mPa·s이다.
성분 (B)는, 각각의 경우에, 전술한 성분 (A) 100 중량부당 0.5 내지 40 중량부로 포함된다. 성분 (B)가 전술한 하한 미만으로 포함되는 경우, 경화된 코팅의 표면은 불충분한 미끄럼성을 갖는다. 전술한 상한을 초과하는 경우, 유기폴리실록산 조성물은 과도하게 높은 점도를 가져서, 시트형 기재 상의 얇은 필름의 코팅을 방해한다.
바람직한 성분 (B)는 0.06 내지 0.19%의 비닐 및/또는 헥세닐 기를 가지며 점도가 20,000 내지 130,000 mPa·s이다.
성분 (C)인, 점도가 25℃에서 1 내지 1,000 mPa·s 이고 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖고, 규소-결합된 유기 기를 위한 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 페닐을 갖는 유기하이드로겐폴리실록산은 성분 (A)를 위한 가교결합제로서 기능한다. 가교결합은 이러한 성분 내의 규소-결합된 수소 원자와 성분 (A) 내의 규소-결합된 알케닐 기 사이의 하이드로실릴화 반응을 통해 일어난다. 규소-결합된 알케닐을 함유하는 성분 (B)에 대해, 성분 (B) 내의 규소-결합된 알케닐 기가 또한 하이드로실릴화 반응에 참여한다. 결과로서, 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자가 존재하여야 하고 바람직하게는 각각의 분자 내에 3개 이상의 규소-결합된 수소 원자가 존재한다.
규소-결합된 수소 원자의 결합 위치는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 분자쇄 말단 위치, 측쇄 위치, 또는 둘 모두의 위치에서 결합될 수 있다.
규소-결합된 수소 원자 함량은 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%이고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 18 중량%이다.
규소-결합된 유기 기는 페닐 및 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 옥틸 등을 포함하며, 바람직하게는 이들 유기 기의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬이다. 경화된 코팅의 특성 및 제조 용이성의 관점에서 이들 알킬 기 중에서도 메틸 기가 바람직하다. 성분 (C)의 분자 구조는 직쇄, 분지쇄, 분지형, 및 환형에 의해 예시된다.
성분 (C)는 점도가 25℃에서 1 내지 1,000 mPa·s, 바람직하게는 5 내지 500 mPa·s이다. 이에 대한 근거는 하기와 같다: 점도가 25℃에서 1 mPa·s 미만인 경우, 성분 (C)가 유기폴리실록산 조성물로부터 쉽게 휘발되고; 1,000 mPa·s 초과에서는 유기폴리실록산 조성물이 긴 경화 시간을 필요로 한다.
이러한 성분 (C)는 트라이메틸실록시-말단 블로킹된 메틸하이드로겐폴리실록산, 트라이메틸실록시-말단 블로킹된 다이메틸실록산 · 메틸하이드로겐실록산 공중합체, 다이메틸하이드로겐실록시-말단 블로킹된 다이메틸실록산 · 메틸하이드로겐실록산 공중합체, 환형 메틸하이드로겐폴리실록산, 환형 메틸하이드로겐실록산 · 다이메틸실록산 공중합체, 트리스(다이메틸하이드로겐실록시)메틸실란, 및 테트라(다이메틸하이드로겐실록시)실란에 의해 예시될 수 있다.
동일한 조성물을 제조하기 위해, 서로 상이한 복수의 성분 (C)가 또한 함께 사용될 수 있다.
성분 (C)는 성분 (C) 내의 규소-결합된 수소 원자 대 성분 (A)와 성분 (B) 내의 알케닐 기의 몰 비에 대해 0.8:1 내지 5:1의 값을 제공하기에 충분한 양으로, 바람직하게는 몰 비에 대해 0.9:1 내지 3:1의 값을 제공하기에 충분한 양으로 포함되며, 즉 각각의 경우에, 전술한 성분 (A) 100 중량부당 1.5 내지 10 중량부로 포함된다.
이러한 몰 비가 상기에 언급된 하한 미만인 경우 경화성이 감소되는 한편, 언급된 상한을 초과하는 경우 큰 박리 저항성 값이 나타나며 실용적인 이형성이 얻어지지 않는다.
성분 (D)는, 성분 (C) 내의 규소-결합된 수소 원자와 성분 (A) 내의 규소-결합된 알케닐 기 사이의 하이드로실릴화 반응을 촉진하며 성분 (A)와 성분 (C) 사이의 부가 반응에 의해 가교결합을 유발하는 기능을 하는 촉매이다. 성분 (B)가 각각의 분자 내에 하나 이상의 규소-결합된 알케닐 기를 함유하는 경우, 이러한 촉매는 성분 (B) 내의 규소-결합된 알케닐 기와의 하이드로실릴화 반응을 또한 촉진한다.
하이드로실릴화 반응을 위해 사용되는 촉매라는 점을 제외하고는 이러한 성분 (D)는 특별히 제한되지 않으며, 성분 (D)는 백금계 촉매, 예를 들어 염화백금산, 알코올-개질된 염화백금산, 염화백금산/올레핀 착물, 염화백금산/케톤 착물, 백금/알케닐실록산 착물, 사염화백금, 백금 마이크로파우더, 알루미나 분말 또는 실리카 분말과 같은 지지체 상에 지지된 고체 백금, 백금흑, 백금의 올레핀 착물, 백금의 카르보닐 착물, 및 앞서 열거된 바와 같은 백금계 촉매를 포함하는 분말형 열가소성 수지 (예를 들어, 메틸 메타크릴레이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 실리콘 수지 등)에 의해서 구체적으로 예시될 수 있다.
다른 예는 로듐 촉매, 예를 들어 [Rh(O2CCH3)2]2, Rh(O2CCH3)3, Rh2(C8H15O2)4, Rh(C5H7O2)3, Rh(C5H7O2)(CO)2, Rh(CO)[Ph3P](C5H7O2), RhX3[(R6)2S]3, (R73P)2Rh(CO)X, (R73P)2Rh(CO)H, Rh2X2Y4, HaRhb(E)cCld, 및 Rh[O(CO)R3]3―n(OH)n (상기 식에서, X는 수소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 또는 요오드 원자이고; Y는 알킬, CO, 또는 C8H14이고; R6은 알킬, 사이클로알킬, 또는 아릴이고; R7은 알킬, 아릴, 알킬옥시, 또는 아릴옥시이고; E는 올레핀이고; a는 0 또는 1이고; b는 1 또는 2이고; c는 1 내지 4의 정수이고; d는 2, 3, 또는 4이고; n은 0 또는 1임) 및 이리듐 촉매, 예를 들어 Ir(OOCCH3)3, Ir(C5H7O2)3, [Ir(Z)(E)2]2, 및 [Ir(Z)(Dien)]2 (상기 식에서, Z는 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자, 또는 알콕시 기이고; E는 올레핀이고; Dien은 사이클로옥타다이엔임)이다.
반응을 가속하는 능력의 관점에서 볼 때, 염화백금산, 백금/비닐실록산 착물, 및 백금의 올레핀 착물이 바람직하고, 염화백금산/다이비닐테트라메틸다이실록산 착물, 염화백금산/테트라메틸테트라비닐사이클로테트라실록산 착물, 및 백금/알케닐실록산 착물, 예를 들어, 백금 · 다이비닐테트라메틸다이실록산 착물, 백금/테트라메틸테트라비닐사이클로테트라실록산 착물 등이 특히 바람직하다.
성분 (D)는 촉매량으로 포함되며, 각각의 경우에, 본 발명의 실리콘 이형 코팅 조성물의 총 중량에 대해 성분 (D) 내의 금속의 양으로서, 일반적으로 10 내지 600 ppm으로 포함되고, 바람직하게는 5 내지 500 ppm으로 포함된다.
성분 (E)인, 계면활성제는 상기 성분 (A) 및 성분 (B)를 물 (F) 중에 유화시키는 성분이며, 이는 상기 성분 (A) 및 성분 (B)를 물 (F) 중에 유화시킬 수 있기만 하다면 특별히 제한되지 않고, 바람직하게는 폴리에테르 화합물, 폴리에테르-개질된 실리콘, 수용성 폴리에스테르 화합물, 수용성 폴리비닐 알코올 및 수용성 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 포함한다.
계면활성제의 바람직한 예에는 하기가 포함된다:
PVA: 폴리비닐 알코올;
비이온성 계면활성제 1: 아이소-C13 옥소 알코올 에톡실레이트 EO(12) [루텐솔(Lutensol) TO12];
비이온성 계면활성제 2: 폴리옥시에틸렌(23) 라우릴 에테르 [브리즈(Brij)35];
비이온성 계면활성제 3: 폴리옥시에틸렌(4) 라우릴 에테르 [브리즈30].
성분으로서 사용되는 본 발명의 비이온성 계면활성제에서, HLB는 10 내지 15여야 하고, pH는 6.5 이하여야 하고, 이온 전도도는 30μS/cm 이하여야 한다. 이 성분은 실리콘 화합물로 이루어진 혼합물을 유화시키는 데 사용된다.
본 발명에 의해 사용되는 비이온성 계면활성제의 예는 알킬 에테르, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르 및 폴리옥시에틸렌 트라이데실 에테르; 알킬 에스테르, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 올레에이트 및 폴리옥시에틸렌 라우레이트; 및 알킬 아릴 에테르, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르 및 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르이지만, 유화 및 안전성의 관점에서, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르가 바람직하다.
본 발명에서, HLB가 10 내지 15이고, pH가 6.5 이하이고, 이온 전도도가 30 μS/cm 이하인 것이 아닌 계면활성제가 사용되는 경우, 제조되는 에멀젼 조성물은 시간 경과에 따라 열화된다. 양이온성 및 음이온성 계면활성제가 또한 본 발명의 에멀젼 조성물의 효과를 해치치 않는 양으로 함께 사용될 수 있다. 양이온성 및 음이온성 계면활성제를 적합하게 사용함으로써, 에멀젼의 습윤성 또는 레벨링 특성의 개선을 얻을 수 있다.
본 발명에서의 폴리비닐 알코올 (이하, PVA)은 비누화도가 86 내지 98 몰%인 것이 바람직하며, 4% 수용액의 점도가 20℃에서 4 내지 100 mPa·s여야 한다. 이러한 PVA는 계면활성제에 의한 유화를 촉진하는 보조 공-계면활성제로서 바람직한 성분이며, 형성된 에멀젼을 안정화시킨다. 다시 말해, PVA와 다른 계면활성제의 조합은 얻어지는 에멀젼의 시간적 안정성을 추가로 개선한다. 비누화도가 85 몰% 미만 또는 99 몰% 초과인 경우, 에멀젼 안정화 효과가 불충분하다. 또한, 4% 수용액의 점도가 20℃에서 3 mPa·s 미만인 경우, 에멀젼 안정화 효과가 불량한 한편, 100 mPa·s를 초과하는 경우, 에멀젼의 코팅 특성이 저하된다. 4% 수용액의 점도가 20℃에서 4 내지 100 mPa·s인 PVA의 중합도는 약 500 내지 4,000이다. 바람직하게는, 경화된 이형 코팅 상의 러브-오프 저항성 성능 및 습윤 성능을 개선하기 위해 계면활성제는 수용성 폴리비닐알코올 (PVA)이다.
성분 (E)는, 각각의 경우에, 전술한 성분 (A) 100 중량부당 0.5 내지 30 중량부로 포함된다. 성분 (E)는 폴리에테르 화합물, 폴리에테르-개질된 실리콘, 수용성 폴리에스테르 화합물, 수용성 폴리비닐 알코올 및 수용성 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 포함한다.
성분 (F)인, 물은 본 발명의 에멀젼의 수성 상의 주성분이며, 수돗물, 정제수, 광천수(mineral water) 등으로 예시된다. 또한, 본 발명의 수성 에멀젼에서, 수용해성 또는 수분산성인 선택 성분은, 그러한 성분이 본 발명의 효과를 해치지 않는다면, 수상 중에 사전에 블렌딩될 수 있다.
성분 (F)는, 각각의 경우에, 전술한 성분 (A) 100 중량부당 60 내지 2000 중량부로 포함된다.
상기에 기재된 성분들에 더하여, 본 발명의 실리콘 이형 코팅 조성물은, 주위 온도에서의 겔화 및 경화를 억제하여 저장 안정성을 개선하면서 조성물을 열경화성으로 만들기 위하여, 하이드로실릴화 반응 억제제 (G)를 또한 함유한다. 이러한 하이드로실릴화 반응 억제제는 아세틸렌계 화합물, 엔-인(ene-yne) 화합물, 유기질소 화합물, 유기인 화합물, 및 옥심 화합물에 의해 예시될 수 있으며, 구체적으로 알키닐 알코올, 예를 들어 3-메틸-1-부틴-3-올, 3,5-다이메틸-1-헥신-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 페닐부틴올 등에 의해서; 그리고 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-다이메틸-1-헥신-3-엔, 벤조트라이아졸, 1-에티닐-1-사이클로헥산올, 및 메틸비닐사이클로실록산에 의해 예시될 수 있다. 이러한 하이드로실릴화 반응 억제제의 포함량은, 각각의 경우에, 성분 (A) 100 중량부당 일반적으로 0.05 내지 2 중량부의 범위, 바람직하게는 0.01 내지 2 중량부의 범위이고, 하이드로실릴화 반응 억제제의 유형, 하이드로실릴화 반응 촉매의 특성 및 포함량, 성분 (A) 내의 알케닐 기의 양, 및 성분 (C) 내의 규소-결합된 수소 원자의 양을 고려하여 적절한 대로 선택될 수 있다.
에멀젼 제조:
본 발명의 에멀젼은, 선택적인 실리콘을 포함하는 상기 성분 (A) 내지 성분 (D)를 계면활성제 및/또는 공-계면활성제로 물 중에 유화시켜 제조할 수 있다. 바람직하게는, 물 첨가 및 유화 공정은 다수의 유화 및 분산 절차를 포함하는 단계식이다. 가장 바람직한 유화 공정은 하기를 포함한다:
(1) 베이스 중합체, 비닐 작용성 첨가제, 가교결합제, 적합한 양의 앵커리지 촉진제와 함께 억제제를 블렌딩하고;
(2) 계면활성제 수용액, 공-계면활성제를 블렌드 오일에 첨가하고 혼합하고;
(3) 적합한 양의 완충 용액을 칭량하여 상기 혼합물에 넣고 중간 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(4) 균질화기를 사용하여 최고 속도로 수분 동안 혼합하고;
(5) 예비 에멀젼(pre-emulsion)을 소놀레이터(sonolater)로 가져가서 적합한 압력 하에서 수회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조
(1) 비커 내의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(2) 적합한 촉매 에멀젼을 상기 희석된 에멀젼에 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(3) 코팅기에 의해 PET (폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트) 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
물 중의 균일한 에멀젼 입자 (소적)를 야기하기 위하여 바람직하게는 유화 장치가 사용된다. 이러한 유화 장치는 호모믹서(homomixer), 패들(paddle) 믹서, 헨셀(Henschel) 믹서, 호모디스퍼서(homodisperser), 콜로이드 밀(colloid mill), 프로펠러(propeller) 교반기, 균질화기, 연속 인라인(continuous inline) 유화 장치, 초음파 유화 장치 및 진공 혼련기(kneader)에 의해 예시될 수 있다.
소적의 입자 크기는 제한되지 않지만, 바람직하게는, 소적의 입자 크기는 1 μm 미만이다. 에멀젼의 작은 입자 크기는 처리된 기재 상의 조성물의 분자 전달을 용이하게 한다.
상기에 기재된 바와 같은 본 발명의 실리콘 이형 코팅 조성물을 임의의 다양한 시트형 기재, 예를 들어, 글라신지(glassine paper), 판지(cardboard), 점토-코팅된 종이, 폴리올레핀-라미네이팅된 종이 및 특히 폴리에틸렌-라미네이팅된 종이, 열가소성 수지 필름 (예를 들어, 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리아미드 필름), 천연 섬유 천, 합성 섬유 천, 금속 포일 (예를 들어, 알루미늄 포일) 등의 표면 상에 균일하게 코팅하고, 성분 (A) 및 성분 (C), 또는 성분 (A), 성분 (B) 및 성분 (C)가 하이드로실릴화 반응을 통한 가교결합을 겪게 하기에 적합한 조건 하에서 가열함으로써, 더 우수한 미끄럼성 및 점착성 물질에 대해 적합한 박리 저항성 값을 나타내는 경화된 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅이 시트형 기재의 표면 상에 형성될 수 있다.
일반적으로 100 내지 200℃가 시트형 기재 상의 본 발명의 실리콘 이형 코팅 조성물의 경화 온도로 적당하지만, 기재가 양호한 내열성을 갖는 경우 200℃ 초과의 경화 온도가 사용될 수 있다. 가열 방법은 특별히 제한되지 않으며, 열풍 순환식 오븐에서의 가열, 긴 오븐에의 통과, 또는 적외선 램프 또는 할로겐 램프를 사용하는 복사 가열에 의해 예시될 수 있다. 경화는 또한 자외 방사선에 대한 노출과 함께 가열을 사용함으로써 달성될 수 있다. 성분 (D)가 백금/알케닐실록산 착물 촉매인 경우, 심지어 이러한 촉매가 조성물의 총량에 대해 백금 금속의 양으로서 50 내지 200 ppm으로 포함되는 경우에도, 시트형 기재에 대한 탁월한 접착성 및 점착성 물질에 대한 탁월한 이형 특성을 나타내는 경화된 코팅이 100 내지 150℃에서 짧은 기간 만에, 즉 40 내지 1초 만에 용이하게 얻어질 수 있다.
본 발명의 실리콘 이형 코팅 조성물은 특히 바람직하게는 다중 롤 코팅기를 사용하여 시트형 기재의 하나 이상의 면 상에 도포된다. 본 발명의 실리콘 이형 코팅 조성물을 시트형 기재의 표면 상에 도포하고 경화하여 수득되는 이형 시트 또는 필름에 도포될 수 있는 점착성 물질과 관련하여, 이러한 점착성 물질은, 예를 들어, 임의의 다양한 감압 접착제 및 다양한 접착제일 수 있으며, 이의 예는 아크릴 수지계 감압 접착제, 고무계 감압 접착제, 및 실리콘계 감압 접착제뿐만 아니라 아크릴 수지계 접착제, 합성 고무계 접착제, 실리콘계 접착제, 에폭시 수지계 접착제, 및 폴리우레탄계 접착제이다. 다른 예는 아스팔트, 끈적끈적한 식품, 예를 들어, 모찌(mochi) (즉, 떡), 글루(glue) 및 페이스트, 및 끈끈이 덫(bird lime)이다. 본 발명의 바람직한 응용은 현장(in situ) 2면 코팅 공정을 갖는 다중 롤 코팅기이다.
본 발명의 조성물은, 더 우수한 표면 미끄럼성 및 점착성 물질에 대한 탁월한 저 이형력 성능을 나타내는 경화된 코팅의 형성에 유용하며, 특히 공정지(process paper), 아스팔트 포장지(packaging paper), 및 다양한 플라스틱 필름을 위한 경화된 이형 코팅-형성제로서 매우 적합하다. 또한, 본 발명의 조성물의 경화에 의해 형성되는 이형 코팅을 갖는 시트형 기재는 특히 공정지, 점착성 물질 및 끈적끈적한 물질을 위한 포장지, 감압 접착 테이프, 감압성 라벨 등에 사용하기에 매우 적합하다.
실시예
본 발명을 구체적으로 설명하기 위해서 실시예 및 비교예가 하기에 주어져 있지만; 본 발명은 하기 실시예에 제한되지 않는다. 하기 실시예 및 비교예에서, 부는 모든 경우에 중량부이고 ppm은 모든 경우에 중량-ppm이다. 본 명세서에서, PDMS는 폴리다이메틸실록산을 의미한다. 하기 표 1에 나타나 있는 실리콘 1 내지 실리콘 9는 시장에서 다우-코닝 코포레이션(Dow-Corning Corporation)으로부터 입수가능하다.
[표 1]
Figure 112017009212815-pct00001
평가 공정:
(1) 코트 중량 (CW): 영국 옥손 소재의 옥스포드 인스트루먼츠 피엘씨(Oxford Instruments PLC)에 의해 제조된 옥스포드 랩(Oxford lab)-x 3500 장비에 의해, X-선을 사용하여 실리콘의 코트 중량을 검출한다. 코팅되지 않은 PET를 블랭크(blank)로서 사용한다. FINAT 시험 방법 제7번 (문헌[FINAT Technical Handbook 7th edition, 2005])을 참조한다.
(2) 러브 오프 (RO): 옥스포드 랩-x 3500 장비를 사용하여, 코팅된 이형 코팅의 코트 중량을 시험한다. 이어서, 마모 시험기(Abrasion Tester) (엘코미터(Elcometer) 1720)를 사용하여 샘플을 30 사이클/분의 속도로 30 사이클 문지른다. 마지막으로, 코트 중량을 다시 시험하여 상대적인 앵커리지 성능을 측정한다. (사후 CW)/(사전 CW)×100%로서 앵커리지율(Anchorage rate)을 기록한다.
(3) 지연 RO 시험: 이형 코팅 샘플을 70℃ 80% 습도 제어된 오븐에 3일 동안 넣어 두고, 이어서 오븐에서 꺼내어 RO를 시험한다.
(4) 이형력 (RF): 180도 박리 시험을 사용하여 라이너로부터의 이형력을 측정하는데, 테사(Tesa) 7475 표준 테이프를 코팅된 이형 코팅 상에 라미네이팅하고, 라미네이팅된 샘플 상에 20 g/㎠의 중량을 로딩하고, RT (실온) 또는 70℃ 하에 20시간 동안 놓아두었다. 20시간 후에, 하중을 제거하고 30분 동안 기다린다. 이어서, 켐인스트루먼츠(ChemInstruments) AR-1500에 의해 이형력을 시험한다. FINAT 시험 방법 제10번 (문헌[FINAT Technical Handbook 7th edition, 2005])을 참조한다.
(5) SAS (후속 접착 강도, 이동의 척도): 코팅된 이형 코팅 상에 시험 테이프를 니토 덴코(Nitto Denko) 31B 테이프에 의해 라미네이팅하고, 20 g/㎠의 중량을 로딩하고 70℃ 하에 20시간 동안 둔다. 20시간 후에, 하중을 제거하고 실온에서 30분 동안 기다린다. 이어서, PET 기재 상에 31B 테이프를 전사하고 추가로 1시간 동안 기다린다. 켐인스트루먼츠 AR-1500에 의해 이형력을 시험한다. SAS 시험에서는, 31B 테이프를 PTFE 기재 상에 라미네이팅하고 PTFE 샘플을 이형 코팅 샘플과 동일한 방식으로 처리한다. SAS 값을 RF이형/RFPTFE×100%로서 기록한다. FINAT 시험 방법 제11번 (문헌[FINAT Technical Handbook 7th edition, 2005])을 참조한다.
(6) 운동 마찰 계수 (CoF): CoF는 시험 표준 GB 10006에 따라 랩씽크(Labthink)에 의해 제조된 MXD-02 마찰계수 시험기에서 시험한다. 로드 셀의 하부 면을 섬유 펠트로 덮는다. 경화된 이형 코팅을 고정하고 이형 코팅된 표면을 로드 셀의 하부와 접촉한 채로 둔다. 그 후에, 하중 = 200 g 및 잡아당기는 속도 = 100 mm/min의 조건으로 잡아당기고, 잡아당기는 데 필요한 힘 (g)을 측정하였다. 200 g당 잡아당기는 데 필요한 힘 (g)을 경화된 코팅의 CoF로 칭하였다.
예들의 조성물 제형:
분지형 실록산 1의 이형 조성물, 및 분지형 실록산 1과 비닐 작용성 첨가제를 갖는 실록산 2 내지 실록산 4의 혼합물의 이형 조성물의 성능 거동을 본 발명에서 체계적으로 비교하였고, 이는 하기 표 2에 나타나 있다:
[표 2]
Figure 112017009212815-pct00002
분지형 실록산 1의 이형 조성물 및 분지형 실록산 1과 상이한 MW (분자량)의 비닐 펜던트 작용성 첨가제를 갖는 실록산 3 및 실록산 5 내지 실록산 7의 혼합물의 이형 조성물의 성능 거동을 본 발명에서 비교하였고, 이는 하기 표 3에 나타나 있다:
[표 3]
Figure 112017009212815-pct00003
분지형 실록산 1의 이형 조성물, 및 분지형 실록산 1과 상이한 수준의 실리콘 3의 혼합물의 이형 조성물의 성능 거동을 본 발명에서 체계적으로 비교하였고, 이는 하기 표 4에 나타나 있다:
[표 4]
Figure 112017009212815-pct00004
예 1 (비교예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 100부의 실록산 1, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프(Syl-off) EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 2 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 98부의 실록산 1, 2부의 실록산 2, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 3 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 96부의 실록산 1, 4부의 실록산 3, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 4 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 98부의 실록산 1, 5부의 실록산 4, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 5 (비교예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 100부의 실록산 1, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 6 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 96부의 실록산 1, 4부의 실록산 3, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 7 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 96부의 실록산 1, 4부의 실록산 5, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 8 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 96부의 실록산 1, 4부의 실록산 6, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 9 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 96부의 실록산 1, 4부의 실록산 7, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 10 (비교예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 100부의 실록산 1, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 11 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 96부의 실록산 1, 4부의 실록산 3, 4.28부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 12 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 94부의 실록산 1, 6부의 실록산 3, 4.25부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 13 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 90부의 실록산 1, 10부의 실록산 3, 4.14부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 14 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 85부의 실록산 1, 15부의 실록산 3, 4.03부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예 15 (실시예)
절차:
에멀젼 제조:
(i) 80부의 실록산 1, 20부의 실록산 3, 3.90부의 실록산 8, 1부의 실록산 9, 및 0.125부의 MB를 블렌딩하고;
(ii) 블렌드 오일에 35부의 10% PVA 수용액 및 0.45부의, 바스프로부터의 루텐솔 TO12를 첨가하고 혼합하고;
(iii) 상기 혼합물에, pH 값이 5인 110부의 시트르산-수산화나트륨 완충 용액을 칭량해 넣고 500 rpm의 속도로 혼합하고 약 30분 동안 혼합하고;
(iv) 균질화기를 사용하여 6000 rpm의 속도로 2분 동안 혼합하고;
(v) 예비 에멀젼을 소놀레이터로 가져가서 100 바의 압력 하에서 6회 사이클링한다.
이형 코팅 배스 제조:
(i) 비커 내의 21.25부의 상기 베이스 에멀젼 코팅에 75부의 물을 첨가하고 균질해질 때까지 혼합하고;
(ii) 상기 희석된 에멀젼에 3.75부의 다우 코닝 실-오프 EM 7975 촉매 에멀젼을 첨가하고 10분 동안 혼합하고;
(iii) 코팅기에 의해 PET 기재 상에 배스를 코팅하고 이어서 오븐 내에서 열 부가 경화시킨다.
예들의 성능
코팅 공정 조건 1:
1. 기재: 50 μm PET
2. 메이어 바(Mayer Bar): #8 (표준화된 코팅 바를 사용함); 코트 중량: 대략 0.75 g/m2
3. 160℃/60초에서의 코팅 경화
하기 표는 결과를 나타낸다.
Figure 112017009212815-pct00005
코팅 공정 조건 2:
1. 기재: 50 μm PET
2. 메이어 바: #3 (표준화된 코팅 바를 사용함); 코트 중량: 대략 0.35 g/m2
3. 140℃/60초에서의 코팅 경화
하기 표는 결과를 나타낸다.
Figure 112017009212815-pct00006
코팅 공정 조건 3:
1. 기재: 50 μm PET
2. 메이어 바: #6 (표준화된 코팅 바를 사용함); 코트 중량: 대략 0.95 g/m2
3. 160℃/60초에서의 코팅 경화
하기 표는 결과를 나타낸다.
Figure 112017009212815-pct00007
코팅 공정 조건 4:
1. 기재: 50 μm PET
2. 메이어 바: #3 (표준화된 코팅 바를 사용함); 코트 중량: 대략 0.40 g/m2
3. 140℃/60초에서의 코팅 경화
하기 표는 결과를 나타낸다.
Figure 112017009212815-pct00008
코팅 공정 조건 5:
1. 기재: 50 μm PET
2. 메이어 바: #6 (표준화된 코팅 바를 사용함); 코트 중량: 대략 0.85 g/m2
3. 160℃/60초에서의 코팅 경화
하기 표는 결과를 나타낸다.
Figure 112017009212815-pct00009
산업상 이용가능성
본 발명에 따른 실리콘 이형 코팅 조성물은, 점착성 접착제에 대한 더 낮은 이형력을 제공할 수 있는 경화된 코팅을 시트형 기재의 표면 상에 형성하는 것과 동일한 CW에서의 더 낮은 이형력과 함께, 고속 경화, 적은 이동으로 경화된 층, 코팅 표면의 미끄럽고 양호한 매끄러운 감촉, 및 기재에 대한 양호한 앵커리지를 포함하는 탁월한 특성을 갖는 것에 유용하다. 본 발명에 따른 전술한 조성물로부터의 경화된 코팅을 갖는 시트형 기재는 공정 종이, 점착성 물질을 포장하기 위한 종이, 감압성 테이프, 감압성 라벨 등을 위해 유용하다.

Claims (11)

  1. 실리콘 이형 코팅 조성물로서,
    (A) 점도가 25℃에서 50 내지 10,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.10 내지 3.0 중량%인, 100 중량부의 유기폴리실록산 유체;
    (B) 하기 평균 구조 화학식 1에 의해 나타내어지고 점도가 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s이고 알케닐 함량이 0.05 내지 0.80 중량%인, 0.5 내지 40 중량부의 다이오르가노폴리실록산:
    [화학식 1]
    Rc 3SiO(RbRcSiO2/2)n1(Rc 2SiO2/2)n2SiRc 3
    (상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; n1은 0.05 내지 0.80 중량%의 알케닐 함량을 제공하는 수이고; n2는 1 이상의 값을 갖는 수이고; n1+n2는 25℃에서 5,000 내지 150,000 mPa·s의 점도를 갖는 이러한 성분을 제공하는 수임);
    (C) 점도가 25℃에서 1 내지 1,000 mPa·s이고 각각의 분자 내에 2개 이상의 규소-결합된 수소 원자를 갖고, 규소-결합된 유기 기를 위한 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐 기를 갖는 유기하이드로겐폴리실록산으로서, 이러한 유기하이드로겐폴리실록산 내의 규소-결합된 수소 원자 대 성분 (A) 및 성분 (B) 내의 상기 알케닐 기의 몰 비에 대해 0.8:1 내지 5:1의 값을 제공하기에 충분한 양의, 상기 유기하이드로겐폴리실록산;
    (D) 촉매량의 하이드로실릴화 반응 촉매;
    (E) 계면활성제;
    (F) 물; 및
    (G) 하이드로실릴화 반응 억제제를 포함하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 성분 (B)의 알케닐 함량은 0.05 내지 0.50 중량%의 범위 이내인, 실리콘 이형 코팅 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 성분 (A)는, 선형 유기폴리실록산, 분지형 유기폴리실록산, 0.10 내지 3.0 중량%의 상이한 알케닐 함량을 갖는 유기폴리실록산들의 혼합물, 및 선형 유기폴리실록산과 분지형 유기폴리실록산의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 100 중량부의 하나 이상의 유기폴리실록산 유체인, 실리콘 이형 코팅 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 성분 (A)는 (A-1) 오직 분자 말단들에만 알케닐 기를 갖는 폴리다이메틸실록산과 (A-2) 분자 말단들 및 측쇄 위치들에 알케닐 기를 갖는 폴리다이메틸실록산의 혼합물인, 실리콘 이형 코팅 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 점도가 25℃에서 50 내지 10,000 mPa·s이고, 하기에 기재된 실록산 단위 (i) 내지 실록산 단위 (iii)을 포함하고, 복수의 실록산 단위 (ii)를 포함하는 직쇄 모이어티(moiety) 및 실록산 단위 (i)을 포함하는 분기점을 갖는 하나 이상의 유기폴리실록산 유체를 포함하며, 상기 직쇄 모이어티의 말단들은 실록산 단위 (iii)에 의해 말단 블로킹되는, 실리콘 이형 코팅 조성물:
    (i) 일반 화학식 SiO4/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, 1개 이상;
    (ii) 일반 화학식 R2SiO2/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위, 15 내지 995개;
    (iii) 일반 화학식 RaR2SiO1/2에 의해 나타내어지는 실록산 단위
    (상기 식에서, Ra는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 페닐, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, R은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, 상기 분자 내의 상기 Ra 및 R의 0.10 내지 3.0 중량% 이상은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기이고 상기 분자 내의 Ra와 R의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기임).
  6. 제5항에 있어서, 성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 하기 평균 실록산 단위 화학식 2에 의해 나타내어지는 하나 이상의 유기폴리실록산 유체를 포함하는, 실리콘 이형 코팅 조성물:
    [화학식 2]
    (RaR2SiO1/2)4(R2SiO2/2)m(SiO4/2)
    (상기 식에서, Ra는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 페닐, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; R은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐, 및 페닐로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; 상기 분자 내의 상기 Ra 및 R의 3 중량% 이상은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐이고; 상기 분자 내의 Ra와 R의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고; m은 15 내지 995임).
  7. 제5항에 있어서, 성분 (A)는, 분지형 구조를 가지며 하기 평균 실록산 단위 화학식 3에 의해 나타내어지는 유기폴리실록산인, 실리콘 이형 코팅 조성물:
    [화학식 3]
    [(RbRc 2SiO1/2)n(RdRc 2SiO1/2)1―n]4(RbRcSiO2/2)m1(Rc 2SiO2/2)m2(SiO4/2)
    (상기 식에서, Rb는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기이고; Rc는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기 또는 페닐이고; Rd는 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알콕시, 및 하이드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고; 3개 이상의 Rb가 상기 분자 내에 존재하고; 상기 분자 내의 Rb, Rc, 및 Rd의 총 수의 50% 이상은 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고; n은 0 또는 1이고; m1은 1 이상의 값을 갖는 수이고; m2는 0 이상의 값을 갖는 수이고; m1+m2는 15 내지 995임).
  8. 제1항에 있어서, 상기 성분 (E)는, 폴리에테르 화합물, 폴리에테르-개질된 실리콘, 수용성 폴리에스테르 화합물, 수용성 폴리비닐 알코올 및 수용성 폴리비닐 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 포함하는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 성분 (G)는 0.05 내지 2 중량부의 하이드로실릴화 반응 억제제이고 주위 온도에서 경화되지 않으며 열의 적용 하에 경화되는, 실리콘 이형 코팅 조성물.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 실리콘 이형 코팅 조성물을 경화시켜 수득되는, 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 실리콘 이형 코팅 조성물을 필름 및 종이의 하나 이상의 면 상에 도포하는 단계 및 100℃ 이상의 온도에서 경화시키는 단계에 의한, 필름 및 종이를 위한 저 이형력 에멀젼 실리콘 이형 코팅의 제조 방법.
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