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JP5626097B2 - 剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物、並びに剥離紙又は剥離フィルムとその製造方法 - Google Patents

剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物、並びに剥離紙又は剥離フィルムとその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、紙やプラスチックフィルム等の基材との密着性に優れた剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物、並びに該組成物の硬化皮膜が形成されてなる剥離紙又は剥離フィルムとその製造方法に関する。
紙、ラミネート紙、プラスチックフィルムなどの各種基材表面に剥離性硬化皮膜を形成させることで、感圧接着剤などの粘着物質に対して剥離性を示す材料を得る方法は古くから知られている。このような剥離性硬化皮膜を形成する材料としてシリコーン組成物が使用されており、例えば特開昭62−86061号公報(特許文献1)には、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と白金系化合物からなるシリコーン組成物が提案されている。
この種のシリコーン組成物は、キュアー性に優れ、かつ、ポットライフも良好なことから現在でも主要な材料として利用されている。しかし、硬化皮膜の基材との密着が十分とは言えず、塗工できる基材が限定され、基材の前処理が必要となるなどの不都合が以前から指摘されていた。
使用基材の最近の動向として、品質が均一で安定しており、平滑性も高く、薄膜化が可能なプラスチックフィルム基材の利用増加が挙げられるが、これらの多様な品種の基材が市販品として使用できるようになった今日では、シリコーン組成物の密着性向上に対する要求は以前にも増して強くなってきている。
密着性を向上させるための提案は、シリコーン組成物の面からも以前からなされてきた。例えば、密着性がより良好な材料を利用する方法としては、有機系樹脂の配合やシランカップリング剤の添加などが試みられている。しかし、この方法は、剥離性を低下させるために利用できる条件が限られてしまう。組成物のベースポリマー構造に改良を加える方法としては、RSiO3/2単位を含有した分岐構造を持たせるものが、特開昭63−251465号公報、特公平3−19267号公報、特開平9−78032号公報、特開平11−193366号公報(特許文献2〜5)に提案されている。これらの方法は高速で剥離した時の軽剥離化と硬化性向上の効果を目的としたもので、副次的な効果として密着性の改善が見られるにとどまっている。また、特開2000−169794号公報、特開2000−177058号公報(特許文献6,7)には、溶剤型シリコーン組成物と無溶剤型シリコーン組成物を併用して、ベースポリマー構造を改良することなく剥離速度依存性低減効果を得る提案がなされているが、密着性の点では現状の溶剤型シリコーン組成物を超えるものではない。
このように、今までの技術ではシリコーン組成物の剥離性に影響を与えることなく密着性を改良する適切な方法は見当たらない。
特開昭62−86061号公報 特開昭63−251465号公報 特公平3−19267号公報 特開平9−78032号公報 特開平11−193366号公報 特開2000−169794号公報 特開2000−177058号公報
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、紙又はプラスチックフィルムなどの基材表面に塗布し、該表面に対して密着性に優れた非粘着性皮膜を形成することができる剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物、並びに基材表面に該組成物の硬化皮膜が形成されてなる剥離紙又は剥離フィルム及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、従来の剥離紙及び剥離フィルム用シリコーン組成物に、1分子中に加熱及び/又は紫外線によりラジカル反応する官能基を持つ置換基を少なくとも1つと、アルケニル基及び/又はSiH基と反応可能な基を持つ置換基を少なくとも1つとを有し、白金付加反応を阻害するS、Pを含まず、本組成物に安定して溶解又は分散可能な化合物を配合することにより、基材との密着性に優れた硬化皮膜が得られることを知見した。また、従来の密着性改良手法では、剥離特性への影響が避けられなかったが、剥離特性に殆ど影響を与えることなく密着性を向上させることを見出し、本発明をなすに至った。
即ち、本発明は、下記に示す剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物、剥離紙及び剥離フィルムとその製造方法を提供する。
請求項1:
(A)25℃での粘度が0.04Pa・s以上で、かつ1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を持つオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)密着向上成分として、下記(B1
(B1)25℃での粘度が0.04Pa・s未満で、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合するアルケニル基を含む置換基を持ち、アルケニル基含有量が0.3〜2.0モル/100gの範囲内であり、かつアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又は該置換基がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している、下記一般式(2)で示される構造を有する下記組成式(1)で示される平均重合度が2〜50のオルガノポリシロキサン、
[M] m1 [M A m2 [D] d1 [D A d2 [T] t1 [T A t2 [Q] q1 (1)
Figure 0005626097

(式中、R 1 は炭素数2〜10のアルケニル基を含む置換基を示す。AはR 2 又は酸素原子を介して結合した式(1)を満たすように選ばれるシロキサン残基を示し、1個のケイ素原子に結合する2個のAが−O(SiR 2 2 O) y −として環構造を形成してもよい。R 2 は炭素数1〜10の非置換又は置換の1価炭化水素基、xは0〜3の整数、yは式(1)のオルガノポリシロキサンの平均重合度2〜50を満足するように選定される整数である。
M、M A 、D、D A 、T、T A 、Qは以下のシロキサン単位であり、O 1/2 は隣接するシロキサン単位と酸素原子を介して結合していることを示す。
Figure 0005626097

m1、m2、d1、d2、t1、t2、q1は以下の式を満足する数である。
t1+t2+2×q1≦m1+m2≦2+t1+t2+2×q1
0≦d1+d2≦48、0≦t1+t2≦30、0≦q1≦20
0.25≦(m2+d2+t2)/(m1+m2+d1+d2+t1+t2+q1)≦1)
(C)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも3個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン 0.1〜20質量部、
(D)触媒量の白金族金属系触媒、
(E)必要により任意量の有機溶剤
を含有してなる付加硬化型の剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物。
請求項
式(2)のxが0又は1である請求項記載のシリコーン組成物。
請求項
(B1)成分が、下記一般式(3)又は(4)で示される直鎖状又は分岐状シロキサン構造を持つ化合物である請求項又は記載のシリコーン組成物。
Figure 0005626097
(式中、R1、R2は上記の通り。Yは下記式(3a)
Figure 0005626097
で示される基であり、式(3a)において、R1、R2は上記の通りである。Y1は下記式(3b)
Figure 0005626097
で示される基であり、式(3b)において、R1、R2は上記の通りである。
a2、b2、ay、byは0〜48の整数であり、c2、cyは0〜30の整数であり、d2、dyは0〜20の整数である。
式(3)、(3a)、(3b)はそれぞれランダム構造を示すが、R1のアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又はR1がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している構造を少なくとも1個含む。)
Figure 0005626097
(式中、R1、R2は上記の通り。Zは下記式(4a)
Figure 0005626097
で示される基であり、式(4a)において、R1、R2は上記の通りである。Z1は下記式(4b)
Figure 0005626097
で示される基であり、式(4b)において、R1、R2は上記の通りである。
a2、b2、ay、byは0〜48の整数であり、c2、cyは0〜30の整数であり、d2、dyは0〜20の整数である。
式(4)、(4a)、(4b)はそれぞれランダム構造を示すが、R1のアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又はR1がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している構造を少なくとも1個含む。)
請求項
(B1)成分が、下記一般式(5)で示される環状シロキサン構造を持つ化合物である請求項又は記載のシリコーン組成物。
Figure 0005626097

(式中、R1、R2は上記の通り。R3はOH基又はSiH基を官能基として持つ置換基、又は炭素数1〜10の脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の1価炭化水素基を示し、a1は0又は1、b1は1〜6の整数、c1は0〜5の整数であり、a1+b1+c1は2以上の整数である。)
請求項
請求項1〜のいずれか1項記載の剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物を紙又はプラスチックフィルム基材に直接塗工後、加熱及び/又は紫外線照射して上記塗工膜を硬化させることを特徴とする剥離紙又は剥離フィルムの製造方法。
請求項
塗工膜を紫外線照射した後、加熱により塗工膜を硬化させる請求項記載の製造方法。
請求項
請求項1〜のいずれか1項記載の組成物の硬化シリコーン皮膜が形成された剥離紙又は剥離フィルム。
本発明によれば、従来の付加型剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物に対して、特定の構造を持つ密着向上成分を配合し、基材へ塗工して加熱及び/又は紫外線照射により硬化させることで、基材との密着性に優れた非粘着性硬化皮膜が得られる。また、本発明によれば、従来の密着性改良手法では、剥離特性への影響が避けられなかったが、剥離特性に殆ど影響を与えることなく密着性を向上させることができる。
以下、本発明について詳しく説明する。
本発明の組成物を構成する(A)成分のオルガノポリシロキサンは、回転粘度計を使用して測定される25℃の絶対粘度が0.04Pa・s以上で、かつ1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を持つものであり、より具体的には下記一般式(8)で示される構造を有するものが挙げられる。
Figure 0005626097

(式中、R7はアルケニル基、R8は脂肪族不飽和結合を含有しない1価の有機基又は水酸基を示し、X1は下記式(9)
Figure 0005626097

で示される基である。a3、b3、c3、d3、e3はオルガノポリシロキサンの25℃の粘度が0.04Pa・s以上、30質量%トルエン溶液での25℃の粘度が70Pa・s以下を満たす正数から選ばれ、b3、c3、d3、e3は0であってもよい。α及びβは0又は1〜3の整数である。)
7は、ビニル基、アリル基、ブテニル基などの好ましくは炭素数2〜6のアルケニル基、R8は炭素数1〜20、特に1〜8のものが好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素数1〜12のアルキル基、シクロヘキシル基などの炭素数4〜20のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基などの炭素数6〜20のアリール基あるいはこれらの基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、シアノ基などで置換したクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、シアノエチル基などの置換1価炭化水素基、更にはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、メトキシエトキシ基などの炭素数1〜12のアルコキシ基、水酸基、炭素数2〜20のエポキシ基を含む1価炭化水素基、例えばグリシジル基、グリシジルオキシ基、エポキシシクロヘキシル基置換アルキル基などから選択される1価の有機基であるが、脂肪族不飽和結合は含有しない。
7はビニル基が工業的に好ましく、(A)成分のオルガノポリシロキサン全体に含まれるR8はその少なくとも80モル%がメチル基であることが製造上及び特性上好ましい。
(A)成分のオルガノポリシロキサンの1分子が持つアルケニル基は2個以上であるが、望ましくは、オルガノポリシロキサン100g当たりの含有量として0.001〜0.3モルである。相当する式(8)及び置換基X1のa3、b3、c3、d3、e3としては、1分子が持つアルケニル基の数c3+b3×(e3+β)+2αが2〜2,500の範囲になるように選ばれる。
(A)成分のオルガノポリシロキサンの主骨格構造は直鎖であるが、b3が0でない場合で示されるような分岐鎖構造を含むものも使用できる。
本発明の(B)成分は本組成物に密着性を付与する特徴的な成分であり、基材と(A)、(C)成分の非粘着硬化皮膜との間を繋ぐカップリング剤のように働き、密着性を向上させる。全く異なる材質からなる基材及び非粘着硬化皮膜と反応あるいは相互作用させるのに、一種類の反応だけを用いるのは、どちらか一方へ偏りを生じ易く、カップリング剤として十分に機能し難い。そこで、本発明では、基材との反応あるいは相互作用にラジカル反応を、非粘着硬化皮膜とは付加反応又は縮合反応を用いることにしたものである。
(B)成分は、これら異なる二つの反応に一つの分子で対応する必要があるが、そのための一つの方法は、一つの分子に両方の反応が可能な官能基のみを含む同種の置換基だけを持たせるもので、置換基による反応選択性は低いが、分子構造上の特徴によって二つの反応を偏りなく進めるものであり、これに対応するオルガノシロキサンが(B1)成分である。
もう一つの方法は、基材とのラジカル反応が付加反応や縮合反応よりも起こり易い置換基と、(A)、(C)成分による非粘着硬化皮膜との付加反応や縮合反応がラジカル反応よりも起こり易い置換基の両方を一つの分子に持たせるもので、これに対応する化合物が(B2)成分である。
(B)成分としては、上記(B1)成分又は(B2)成分を単独で用いてもよいし、(B1)成分と(B2)成分を併用してもよく、配合比率は必要とする密着性の水準、用いる基材や硬化条件により適宜調整して用いてよいが、好ましくは(B1):(B2)=100:0〜100:100(質量比)、より好ましくは(B1):(B2)=100:0〜100:90(質量比)である。両者を併用する場合は100:5以上とすることが好ましい。
(B1)成分は、(B2)成分のように異種官能基を複数一つの分子内に持たせる必要がないため、製造も容易であり、入手やコストの面で有利である。また、本組成物の主成分である(A)成分と同じシリコーン化合物であり、本組成物に安定して溶解又は分散でき、組成物の製造や貯蔵の面にも利点がある。しかし、この特徴は、有機物である基材表面への接近には不利になり、ラジカル反応により基材との反応や相互作用する確率を低下させることになる。例えば、(A)成分はラジカル反応できるアルケニル基を持っているにもかかわらず、密着性に有効な基材との反応又は相互作用を形成することができない。その理由はポリシロキサン構造による分子間力の低さや無機的な性質が基材表面への接近を妨げ、同じシロキサン構造を持つ(C)成分のSiH基との付加反応で殆どのアルケニル基が消費されてしまうからである。そこで、(B1)成分は回転粘度計を使用して測定される25℃での絶対粘度が0.04Pa・s未満の、シロキサン重合度の低い低分子量とし、アルケニル基を0.3〜2.0モル/100g、好ましくは0.3〜1.3モル/100g、特に0.4モル/100g以上の高含有とすると共に、アルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位相互を近接配置することで、周辺の有機性を高めてアルケニル基が基材へ接近するのを容易にしてラジカル反応による反応及び相互作用を有利にしたものである。なお、絶対粘度の下限は特に制限されないが、通常0.1mPa・sである。
即ち、(B1)成分は、アルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又は該置換基がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している構造を有するオルガノポリシロキサンである。
この場合、(B1)成分としては、下記一般式(2)で示される構造を有する下記組成式(1)で示すことができる。
[M]m1[MAm2[D]d1[DAd2[T]t1[TAt2[Q]q1 (1)
Figure 0005626097

(式中、R1は炭素数2〜10のアルケニル基を含む置換基を示す。AはR2又は酸素原子を介して結合した式(1)を満たすように選ばれるシロキサン残基を示し、1個のケイ素原子に結合する2個のAが−O(SiR2 2O)y−として環構造を形成してもよい。R2は炭素数1〜10の非置換又は置換の1価炭化水素基、xは0〜3の整数、yは式(1)のオルガノポリシロキサンの平均重合度2〜50を満足するように選定される整数である。
M、MA、D、DA、T、TA、Qは以下のシロキサン単位であり、O1/2は隣接するシロキサン単位と酸素原子を介して結合していることを示す。
Figure 0005626097

m1、m2、d1、d2、t1、t2、q1は以下の式を満足する数である。
t1+t2+2×q1≦m1+m2≦2+t1+t2+2×q1
0≦d1+d2≦48、0≦t1+t2≦30、0≦q1≦20
0.25≦(m2+d2+t2)/(m1+m2+d1+d2+t1+t2+q1)≦1)
また、R1のアルケニル基を含む置換基としては、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、アクリロイルオキシプロピル基、メタクリロイルオキシプロピル基等の(メタ)アクリロイルオキシ基置換アルキル基等が挙げられる。
2の1価の有機基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ヘキシル基等の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基のほか、ビニル基、アリル基等のアルケニル基などの非置換の1価炭化水素基、これらの非置換の1価炭化水素基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基、あるいは上記アルキル基の水素原子が(メタ)アクリロイルオキシ基で置換された、例えば(メタ)アクリロイルオキシプロピル基等が挙げられる。従って、R2はR1であってもよい。
Aは、R2又は酸素原子を介して結合した式(1)を満たすように選ばれるシロキサン残基、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロキシプロピル基、−OSi(CH32(CH=CH2)基、−O−Si(CH33基、−O−Si(CH32(C65)基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等である。また、1個のケイ素原子に結合する2個のAが−O(SiR2 2O)y−として環構造を形成してもよく、具体的にいえば、
Figure 0005626097
であってもよい。
なお、(B1)成分の平均重合度は2〜50、特に2〜40であることが好ましい。この平均重合度はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算値である。
yは上記平均重合度を満足するように選定されるが、好ましくは0〜10、特に1〜8の整数である。
上記式(2)から明らかなように、(B1)成分のオルガノシロキサンは、2個の−SiR1A−基が−O−(SiA2O)x−(x=0〜3、特に0又は1)を介して連結している構造を有するものである。つまり、ケイ素原子に結合するアルケニル基を有する2個の−SiR1A−基が近接して存在しているもので、この場合Aがアルケニル基であれば当然近接しているものであるが、Aがメチル基等のアルキル基やフェニル基等のアリール基であっても−SiR1A−相互が近接しているものであり、この近接の程度を示すxが最大で3、好ましくは0又は1であり、これにより本発明の効果が得られる。これに対し、xが4以上では密着性が低下し、剥離性能に影響を与えることなく密着性を向上させるという本発明の効果を達成し得ない。
このようにアルケニル基を隣接した配置にすることで期待されるもう一つの効果として、付加反応の進行を遅らせてラジカル反応を優位に進めることがあり、その効果をより有効に得るにはx=0〜1とするのが好ましい。このアルケニル基同士がより接近した構造が付加反応を遅らせるのは、同種の構造を持つ化合物が制御剤として利用できることからも類推される。一方のアルケニル基がラジカル反応により変化してしまえば、残ったアルケニル基は付加反応し易い状態になり非粘着硬化皮膜との反応が進みカップリング剤として有効に働くことができる。
できればラジカル反応だけで全てのアルケニル基が消費されてしまわないよう1分子中のアルケニル基を3個以上、あるいは4個以上とすることが好ましい。また分子量が小さいことは、カップリング剤として作用するのに、広い面積により多くの結合点を形成できるので有利でもある。
上記式(1)の構造を有するオルガノシロキサンとして具体的には、下記式(3)又は(4)の直鎖状又は分岐状のオルガノポリシロキサンが挙げられる。
Figure 0005626097

(式中、R1、R2は上記の通り。Yは下記式(3a)
Figure 0005626097

で示される基であり、式(3a)において、R1、R2は上記の通りである。Y1は下記式(3b)
Figure 0005626097

で示される基であり、式(3b)において、R1、R2は上記の通りである。
a2、b2、ay、byは0〜48、好ましくは0〜45、更に好ましくは0〜40の整数であり、c2、cyは0〜30、好ましくは0〜25、更に好ましくは0〜20の整数であり、d2、dyは0〜20、好ましくは0〜18、更に好ましくは0〜15の整数である。
式(3)、(3a)、(3b)はそれぞれランダム構造を示すが、R1のアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又はR1がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している構造を少なくとも1個含む。)
Figure 0005626097

(式中、R1、R2は上記の通り。Zは下記式(4a)
Figure 0005626097

で示される基であり、式(4a)において、R1、R2は上記の通りである。Z1は下記式(4b)
Figure 0005626097

で示される基であり、式(4b)において、R1、R2は上記の通りである。
a2、b2、ay、byは0〜48、好ましくは0〜45、更に好ましくは0〜40の整数であり、c2、cyは0〜30、好ましくは0〜25、更に好ましくは0〜20の整数であり、d2、dyは0〜20、好ましくは0〜18、更に好ましくは0〜15の整数である。
式(4)、(4a)、(4b)はそれぞれランダム構造を示すが、R1のアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又はR1がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している構造を少なくとも1個含む。)
上記(B1)成分としてより具体的な構造は、例えば下記式
Figure 0005626097

で示される直鎖状のオルガノポリシロキサン(但し、xは上記の通り。)、
Figure 0005626097

で示される三官能又は四官能シロキサン単位で主骨格が形成される分岐状構造のオルガノポリシロキサンも可能である。
ここで、上記Aのシロキサン残基、Y、Z、Bとしては、下記のものが例示される。
Figure 0005626097

(但し、R20はR2又はR1を示す。R0は−O−(SiR220y6−SiR2 220を示し、yは上記の通り。y1+y2+y6=yであり、y1及びy6は0以上、y2は1以上の整数である。y3+y4=yであり、y3、y4は0以上の整数である。y5=yである。)
より具体的には、下記のものが挙げられる。
Figure 0005626097
また、(B1)成分としては、下記一般式(5)で示される環状構造のオルガノポリシロキサンでもよい。
Figure 0005626097

(式中、R1、R2は上記の通り。R3はOH基又はSiH基を官能基として持つ置換基、又は炭素数1〜10の脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の1価炭化水素基を示し、a1は0又は1、b1は1〜6の整数、c1は0〜5の整数であり、a1+b1+c1は2以上の整数である。)
上記式中、R3のOH基又はSiH基を官能基として持つ置換基としては、ケイ素原子に結合した水酸基及び水素原子のほか、−CH2CH2CH2−O−CH2CH2−OH等が挙げられる。
3の1価炭化水素基としては、アルケニル基を含まない以外はR2で例示したものと同様のものが挙げられる。
工業的に望ましい具体的な(B1)の例は、上記式(5)において、R1がビニル基、R2がメチル基、R3が水素原子、a1=0〜1、b1=1〜4、c1=0〜1である。更に望ましくは、a1=0、b1=2〜4、c1=0である。
次に、(B2)成分は、1分子中に、官能基として炭素数2〜10、好ましくは2〜8の炭素−炭素不飽和結合(二重結合又は三重結合)を含む置換基を少なくとも1つと、アルケニル基及び/又はケイ素原子に結合した水素原子(以下、SiH基と略す)と付加反応及び/又は縮合反応可能な基を含む置換基を少なくとも1つ有する化合物である。
(B2)成分が少なくとも一つ持っている、炭素−炭素不飽和結合を官能基とする置換基は、加熱及び/又は紫外線によりラジカル反応する官能基を持つ置換基を意味するが、構造は直鎖、分岐など特定されず、シクロヘキセンやノルボルナジエンなどの環状構造でもよく、一般的にラジカル重合やラジカル反応硬化する系で用いられる官能基を含む置換基を用いることができる。(B2)成分がシロキサン構造を含む場合は特に付加反応による消費を抑制するために、メタクリロイルオキシ基などの炭素−炭素二重結合、アセチレン基、プロピニル基、ブチニル基などの炭素−炭素三重結合を含む置換基とすることが好ましい。
(B2)成分がシロキサン構造を含まない有機物であれば、基材への接近が容易となりラジカル反応による反応や相互作用に有利となるため、置換基の選択はより広げてもよい。但し、非シリコーン系で分子量が大きくなるとシリコーンとの相溶性が低くなりすぎて非粘着硬化皮膜との結合や相互作用形成が難しくなるか、組成物自体への溶解性が低下して使用できなくなることから、GPCによるポリスチレン換算数平均分子量は1,000以下であることが好ましい。より効率よくカップリング剤として密着性向上に働くためにも、広い面積で多くの結合点を形成できるよう小さい分子量の方が望ましい点も挙げられる。
(B2)成分の、加熱及び/又は紫外線によりラジカル反応する官能基を持つ置換基は、ラジカル反応及び/又はラジカル反応で生成する基による相互作用で、本組成物が塗工される基材表面に(B2)成分を繋ぎ止める。ラジカルの生成は加熱によってでも紫外線などのエネルギー線照射によってでもよく、ラジカルの生成を促す目的で過酸化物などのラジカル発生剤や光増感剤などを本発明の効果を阻害しない範囲で添加してもよい。
熱や紫外線によりラジカルを発生しうる構造又は発生ラジカルと反応しうる構造は、有機物である基材に多く存在し、ラジカルを発生させるエネルギー源となる赤外線や紫外線の吸収率も基材が圧倒的に高いため、ラジカルを基材に集中的に発生させることができて基材との反応を促進するのに適している。
プラスチックフィルムなど熱に弱い基材の場合、紫外線照射によるラジカル生成手法はフィルム基材の温度があまり上がらない点で有利である。フィルム基材表面で多くが吸収される紫外線を用いればフィルム基材表面付近に集中的にラジカルを発生させることができ、フィルム基材との反応を促す上で望ましい。
(B2)成分が少なくとも一つ持っている別の置換基は、(A)成分のアルケニル基及び/又は(C)成分のSiH基と反応可能な官能基を持つ置換基であって、(A)成分のアルケニル基についてはSiH基との付加、(C)成分のSiH基についてはOH基との縮合、炭素−炭素二重結合との付加反応が挙げられる。
(B2)成分のこの置換基は、一つ目の置換基のラジカル反応とは異なる付加反応、縮合反応により非粘着硬化皮膜に(B2)成分を繋ぎ止める。ラジカル反応する置換基の働きと合わせて(B2)成分は非粘着硬化皮膜と基材を繋ぎ止めるカップリング剤として働き密着性を向上させる。
(B2)成分を、シロキサン構造を持たない有機系化合物とした場合、シリコーン成分との相溶性が低下傾向となるため付加反応が進み難くなり易い。そのため(A)成分のアルケニル基及び/又は(C)成分のSiH基と反応可能な官能基として炭素−炭素二重結合を含む置換基を選択するとSiH基との付加反応する前にラジカル反応により消費されてしまい、カップリング剤として作用し難くなるおそれがある。これを防止するためにはラジカル反応し難いSiH基や水酸基を選択し、例えば、下記一般式(6−1)で示される2価の構造、又は下記一般式(6−2)と(6−3)で示される2種類の2価の構造を含む分子構造とすることができる。
Figure 0005626097
上記式中、R2は上記の通り。R4は炭素数2〜10、好ましくは2〜8のアルキニル基(例えばアセチレン基、プロピニル基、ブチニル基など)、アクリロイルオキシ基又はメタクリロイルオキシ基を含む置換基、R5はOH基、SiH基、又はアルケニル基を官能基として持つ置換基を示す。
上記式において、工業的に望ましい例としては、HC≡C−C(CH32−OHが挙げられる。
また、下記一般式(7−1)、(7−2)で示される環状物などが具体的な構造として挙げられる。
Figure 0005626097
上記式中、R4、R5は上記の通り。R6は水素原子、炭素数1〜10、好ましくは1〜8の飽和炭化水素基又は芳香族基、R4と同じ基、又はR5と同じ基である。dは4〜10、e+fは3〜9を示す。
上記式において、工業的に好ましい例としては、エチニルシクロヘキサノールが挙げられる。
(B1)成分も(B2)成分も分子量が小さいことが有利な点となっているが、本組成物が基材へ塗工され加熱された場合、分子量が小さすぎると気化が速すぎて反応しないまま組成物から除去されてしまう心配がある。そのため(B)成分の沸点が80℃以上となるような分子量とすることが望ましい。温度が高くならないよう紫外線照射を用いることはこの影響を軽減するのには有効である。
(B)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して0.1〜10質量部、好ましくは0.2〜9質量部である。(B)成分の配合量が少なすぎると密着向上が見られず、多すぎると硬化性を低下させる場合がある。
本発明の(C)成分であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、1分子中にケイ素原子に直接結合する水素原子(SiH基)を少なくとも3個有するものであり、下記平均組成式(10)で示されるものが好ましい。
8 fgSiO(4-f-g)/2 (10)
(式中、R8は上記の通り、fは0〜3、gは0〜3で、f+gは1〜3の正数である。)
分子構造は直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のいずれであってもよい。回転粘度計を使用して測定される25℃での絶対粘度も数mPa・s〜数万mPa・sの範囲であればよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの具体例として、下記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。
Figure 0005626097

(但し、上記式において、Meはメチル基、h、l、nは3〜500、m、p、sは1〜500、i、j、k、o、q、r、t、u、v、wは0〜500である。)
上記(C)成分のオルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、含有されるSiH基のモル数が、(A)成分に含まれるアルケニル基の合計モル数の1〜10倍に相当する量である。(C)成分が含有するSiH基のモル数が(A)成分に含まれるアルケニル基の合計モル数の下限未満では硬化性が不十分となる一方、上記上限を超えて配合しても効果の顕著な増加は見られない上、重剥離化するおそれがある。一般的なオルガノハイドロジェンポリシロキサンでの配合量としては、(A)成分のオルガノポリシロキサン100質量部に対して0.1〜20質量部の範囲である。
本発明の(D)成分である白金族金属系触媒としては、従来から公知のものを全て使用することができる。例えば、白金黒、塩化白金酸、塩化白金酸−オレフィンコンプレックス、塩化白金酸−アルコール配位化合物、ロジウム、ロジウム−オレフィンコンプレックス等が挙げられる。上記白金族金属系触媒(付加反応用触媒)の添加量は触媒量であり、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計質量に対し、白金又はロジウムの量として5〜1,000ppm(質量比)配合することが、十分な硬化皮膜を形成する上で好ましいが、前記成分の反応性又は所望の硬化速度に応じて適宜増減させることができる。
本発明の組成物に使用する(E)成分の有機溶剤は、処理浴安定性及び各種基材に対する塗工性の向上、塗工量及び粘度の調整を目的としている。有機溶剤として、具体的には、例えば、トルエン、キシレン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン、ヘキサン等の組成物を均一に溶解できる有機溶剤が使用できる。
有機溶剤を配合する場合の配合量は、(A)成分100質量部に対して100〜9,900質量部が好ましい。
なお、(E)成分は任意成分であり、配合しない場合は使用塗工装置で適切な塗工性が得られるよう(A)、(B)、(C)、(D)成分の粘度を変更して調整する。処理浴安定性については必要に応じてバスライフ延長剤等を利用して調整する。
本発明の組成物は、前記(A)、(B)、(C)、(D)、(E)の各成分を均一に混合することにより容易に製造することができるが、十分なポットライフを確保するため、(D)成分はコーティングをする直前に添加混合すべきである。また、(E)成分の有機溶剤を使用する場合は、(A)成分及び(B)成分を(E)成分に均一に溶解した後、(C)、(D)成分を混合するのが有利である。
本発明の組成物には、必要に応じて顔料、レベリング剤、バスライフ延長剤等の添加剤を配合することもできる。反応を促進する目的で本発明の効果を損なわない範囲で過酸化物などのラジカル発生剤や光増感剤などを添加してもよい。
本発明の組成物を使用して塗工する場合には、本発明の組成物を直接又は適当な有機溶剤で希釈した後、バーコーター、ロールコーター、リバースコーター、グラビアコーター、エアナイフコーター、更に薄膜の塗工には高精度のオフセットコーター、多段ロールコーター等の公知の塗布方法により、紙やプラスチックフィルム等の基材に塗布する。
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。
本発明の組成物の基材への塗布量は塗布すべき基材の材質の種類によっても異なるが、固形分の量として0.05〜5g/m2の範囲が好ましい。上記のようにして本発明の組成物を塗布した基材を80〜150℃で5〜60秒間加熱することにより基材表面に硬化皮膜を形成せしめ、剥離紙及び剥離フィルムを得ることができる。硬化は(A)、(B)、(C)成分間の付加反応により進み、それと同時に熱によるラジカル反応で(B)成分と基材間の結合形成及び相互作用が強められ、剥離特性に優れかつ密着性、皮膜強度に優れたシリコーン皮膜を紙又はフィルム基材面上に形成できる。また、紫外線照射を併用することにより温度上昇を抑えながらより効率よく紙又はフィルム基材表面付近でのラジカル反応を促進でき、高い密着性を有する剥離紙及び剥離フィルムの製造が容易となる。紫外線の照射は、水銀灯、メタルハライド、フュージョンなど市販のランプ及びバルブを使用できる。フィルム基材の吸光係数が大きい300nmより短波長な成分を多く含む波長分布のランプ及びバルブが効果的で、積算光量は10〜500mJ/cm2で、例えば120W1灯又は2灯でラインスピード10〜100m/分の照射条件である。紫外線照射は加熱を同時に実施してもよいが、別々に実施する方が、設備が単純になる点で利点があり、(B)成分の構造や他の成分との配合比によって、加熱後に紫外線照射、あるいは紫外線照射後に加熱する方がより効果的な場合もある。(B)成分がシロキサン構造を含む時は、紫外線照射後に加熱する方法が効果的な場合が多いが、実施状況に合わせ効果的な方法を適宜選択するのが望ましい。
以下、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、粘度は回転粘度計を使用して測定される25℃の絶対粘度である。
[実施例1〜、実施例1213参考例1,2、比較例1〜8]
(A)、(B)、(C)、(E)成分を下記表1に示す質量部と、(D)成分を(A)+(B)+(C)成分の合計質量部に対して白金として100ppmの配合量で混合して組成物を調製した。この組成物を用いて後述する評価方法に従って剥離フィルムを作製し、評価したが、より詳細なキュアー操作は、UVランプ80W2灯、ラインスピード40m/分でUV照射(積算光量50mJ/cm2)後、熱風循環式乾燥機で所定時間、加熱処理して硬化皮膜を形成する方法とした。
[実施例1011
(A)、(B)、(C)、(E)成分を下記表1に示す質量部と、(D)成分を(A)+(B)+(C)成分の合計質量部に対して白金として100ppmの配合量で混合して組成物を調製した。この組成物を用いて後述する評価方法に従って剥離フィルムを作製し、評価したが、より詳細なキュアー操作は、熱風循環式乾燥機で所定時間、加熱処理後、UVランプ120W2灯、ラインスピード30m/分でUV照射(積算光量100mJ/cm2)して硬化皮膜を形成する方法とした。
[表中記号と各成分の構造]
式中のMeはメチル基、Viはビニル基を表す。
−−−(A)成分−−−
(A−1)オルガノポリシロキサン、30質量%トルエン溶液の25℃での粘度が10Pa・s、Vi含有量0.032モル/100g
Figure 0005626097
(A−2)オルガノポリシロキサン、粘度0.2Pa・s、Vi含有量0.026モル/100g
Figure 0005626097
(A−3)オルガノポリシロキサン、30質量%トルエン溶液の25℃での粘度が5Pa・s、Vi含有量0.035モル/100g
Figure 0005626097
(A−4)オルガノポリシロキサン、粘度0.1Pa・s、Vi含有量0.043モル/100g
Figure 0005626097
−−−(B)成分−−−
(B1−1)シロキサン、粘度5mPa・s、Vi含有量1.2モル/100g
Figure 0005626097
(B1−2)シロキサン、粘度5mPa・s、Vi含有量0.63モル/100g
Figure 0005626097
(B1−3)シロキサン、粘度10mPa・s、Vi含有量0.6モル/100g
Figure 0005626097
(B1−4)シロキサン、粘度6mPa・s、Vi含有量0.7モル/100g
Figure 0005626097
(B1−5)シロキサン、粘度0.02Pa・s、アルケニル基含有量0.33モル/100g
Figure 0005626097

1は−CH2CH2CH2−O−CO−(CH3)C=CH2(127)
2は−CH2CH2CH2−O−CH2CH2−OH(106)
(B1−6)シロキサン、粘度6mPa・s、アルケニル基含有量0.49モル/100g
Figure 0005626097

1は−CH2CH2CH2−O−CO−(CH3)C=CH2(127)
(B1−7)シロキサン、粘度5mPa・s、Vi含有量0.32モル/100g
Figure 0005626097
(B1−8)シロキサン、粘度6mPa・s、Vi含有量0.32モル/100g
Figure 0005626097
(B1−9)シロキサン、粘度0.05Pa・s、Vi含有量0.25モル/100g
Figure 0005626097
(B1−10)シロキサン、粘度0.01Pa・s、Vi含有量0.70モル/100g
Figure 0005626097
(B2−1)アセチレンアルコール、3−メチル−1−ブチン−3−オール
(B2−2)アセチレンアルコール、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール
(B2−3)アセチレンアルコール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール
(B2−4)アセチレン化合物、1−オクチン
−−−(C)成分−−−
(C−1)メチルハイドロジエンポリシロキサン、粘度が25mPa・s、H含有量1.5モル/100g
Figure 0005626097
(C−2)メチルハイドロジエンポリシロキサン、粘度60mPa・s、H含有量1.00モル/100g
Figure 0005626097
−−−(D)成分−−−
(D−1)触媒、白金−ビニルシロキサン錯体
−−−(E)成分−−−
(E−1)溶剤、トルエン/ヘプタン質量比=50/50混合溶剤
Figure 0005626097
<評価方法>
各項目の評価と結果の表示は以下の方法に従った。
(1)硬化性
溶剤型組成物は、PETフィルム(40μm)にバーコーターを用いて固形分で0.5g/m2塗布し、UVランプ80W(又は120W)2灯、ラインスピード30m/分(又は40m/分)でUV照射(積算光量50mJ/cm2又は100mJ/cm2)し、80℃の熱風循環式乾燥機で所定時間の加熱処理により完全に硬化皮膜を形成するまでの時間を測定した。完全に硬化したかどうかの判定は硬化皮膜表面を指でこすり、皮膜表面の曇りや脱落が見られない時点とした。
無溶剤型組成物は、PETフィルム(40μm)にIRテスターを使用して塗布し、100℃熱風循環式乾燥機を使用したこと以外は同様に処理評価した。塗布面積はA4版、塗工液の転写量は0.1μl。
(2)剥離力
溶剤型組成物は、PETフィルム(40μm)にバーコーターを用いて固形分で0.5g/m2塗布し、UVランプ80W(又は120W)2灯、ラインスピード30m/分(又は40m/分)でUV照射(積算光量50mJ/cm2又は100mJ/cm2)と、100℃の熱風循環式乾燥機で30秒間の加熱処理により硬化皮膜を形成し、評価用セパレータを作製した。
作製したセパレータを25℃,50%RHに1日放置後、処理面にアクリル系溶剤型粘着剤〔オリバインBPS−5127(東洋インキ製造(株)製)〕を塗布して100℃で3分間熱処理した。次いで、この処理面にPETフィルム(40μm)を貼り合わせて2kgローラーで1往復圧着し、25℃で20時間エージングさせた後、試料を5cm幅に切断し、引張り試験機を用いて180°の角度で剥離速度0.3m/分で貼り合わせPETフィルムを引張り、剥離するのに要する力(N)を測定した。測定はオートグラフDCS−500((株)島津製作所製)を使用した。
無溶剤型組成物は、PETフィルム(40μm)にIRテスターを使用して塗布し、UVランプ80W2灯、ラインスピード40m/分でUV照射(積算光量50mJ/cm2)と、120℃の熱風循環式乾燥機で30秒間の加熱処理により硬化皮膜を形成し以降は同様に処理評価した。塗布面積はA4版、塗工液の転写量は0.1μl。
(3)密着性
(2)と同様に作製したPETフィルム(40μm)基材セパレータと、基材をOPPフィルム(40μm、コロナ処理)に代えて(2)と同様に作製したセパレータを、規定条件で放置し、硬化皮膜表面を指でこすり、皮膜表面の曇り及び脱落が見られるまでの日数を調べた。
40℃,80%RHに1日放置して曇り又は脱落が見られるものを×、40℃,80%RHに3日放置して曇り又は脱落が見られるものを△、40℃,80%RHに1ヶ月放置しても曇り又は脱落が見られないものを○、60℃,90%RHに1ヶ月放置しても曇り又は脱落が見られないものを◎として示した。

Claims (7)

  1. (A)25℃での粘度が0.04Pa・s以上で、かつ1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を持つオルガノポリシロキサン 100質量部、
    (B)密着向上成分として、下記(B1
    (B1)25℃での粘度が0.04Pa・s未満で、1分子中に少なくとも2個のケイ素原子に結合するアルケニル基を含む置換基を持ち、アルケニル基含有量が0.3〜2.0モル/100gの範囲内であり、かつアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又は該置換基がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している、下記一般式(2)で示される構造を有する下記組成式(1)で示される平均重合度が2〜50のオルガノポリシロキサン、
    [M] m1 [M A m2 [D] d1 [D A d2 [T] t1 [T A t2 [Q] q1 (1)
    Figure 0005626097

    (式中、R 1 は炭素数2〜10のアルケニル基を含む置換基を示す。AはR 2 又は酸素原子を介して結合した式(1)を満たすように選ばれるシロキサン残基を示し、1個のケイ素原子に結合する2個のAが−O(SiR 2 2 O) y −として環構造を形成してもよい。R 2 は炭素数1〜10の非置換又は置換の1価炭化水素基、xは0〜3の整数、yは式(1)のオルガノポリシロキサンの平均重合度2〜50を満足するように選定される整数である。
    M、M A 、D、D A 、T、T A 、Qは以下のシロキサン単位であり、O 1/2 は隣接するシロキサン単位と酸素原子を介して結合していることを示す。
    Figure 0005626097

    m1、m2、d1、d2、t1、t2、q1は以下の式を満足する数である。
    t1+t2+2×q1≦m1+m2≦2+t1+t2+2×q1
    0≦d1+d2≦48、0≦t1+t2≦30、0≦q1≦20
    0.25≦(m2+d2+t2)/(m1+m2+d1+d2+t1+t2+q1)≦1)
    (C)1分子中にケイ素原子に結合した水素原子を少なくとも3個有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン 0.1〜20質量部、
    (D)触媒量の白金族金属系触媒、
    (E)必要により任意量の有機溶剤
    を含有してなる付加硬化型の剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物。
  2. 式(2)のxが0又は1である請求項記載のシリコーン組成物。
  3. (B1)成分が、下記一般式(3)又は(4)で示される直鎖状又は分岐状シロキサン構造を持つ化合物である請求項又は記載のシリコーン組成物。
    Figure 0005626097
    (式中、R1、R2は上記の通り。Yは下記式(3a)
    Figure 0005626097
    で示される基であり、式(3a)において、R1、R2は上記の通りである。Y1は下記式(3b)
    Figure 0005626097
    で示される基であり、式(3b)において、R1、R2は上記の通りである。
    a2、b2、ay、byは0〜48の整数であり、c2、cyは0〜30の整数であり、d2、dyは0〜20の整数である。
    式(3)、(3a)、(3b)はそれぞれランダム構造を示すが、R1のアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又はR1がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している構造を少なくとも1個含む。)
    Figure 0005626097
    (式中、R1、R2は上記の通り。Zは下記式(4a)
    Figure 0005626097
    で示される基であり、式(4a)において、R1、R2は上記の通りである。Z1は下記式(4b)
    Figure 0005626097
    で示される基であり、式(4b)において、R1、R2は上記の通りである。
    a2、b2、ay、byは0〜48の整数であり、c2、cyは0〜30の整数であり、d2、dyは0〜20の整数である。
    式(4)、(4a)、(4b)はそれぞれランダム構造を示すが、R1のアルケニル基を含む置換基がケイ素原子に結合している2個のシロキサン単位が直接又はR1がケイ素原子に結合していないシロキサン単位を3個以下介在した状態で結合している構造を少なくとも1個含む。)
  4. (B1)成分が、下記一般式(5)で示される環状シロキサン構造を持つ化合物である請求項又は記載のシリコーン組成物。
    Figure 0005626097

    (式中、R1、R2は上記の通り。R3はOH基又はSiH基を官能基として持つ置換基、又は炭素数1〜10の脂肪族不飽和結合を持たない非置換又は置換の1価炭化水素基を示し、a1は0又は1、b1は1〜6の整数、c1は0〜5の整数であり、a1+b1+c1は2以上の整数である。)
  5. 請求項1〜のいずれか1項記載の剥離紙又は剥離フィルム用シリコーン組成物を紙又はプラスチックフィルム基材に直接塗工後、加熱及び/又は紫外線照射して上記塗工膜を硬化させることを特徴とする剥離紙又は剥離フィルムの製造方法。
  6. 塗工膜を紫外線照射した後、加熱により塗工膜を硬化させる請求項記載の製造方法。
  7. 請求項1〜のいずれか1項記載の組成物の硬化シリコーン皮膜が形成された剥離紙又は剥離フィルム。
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