JP4370004B2 - 剥離性の改善された紙剥離組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は紙剥離(ペーパーリリース)用の硬化性アルケニル系シリコーン剥離剤組成物に関する。本発明では、剥離力の低減、特に剥離速度が増加したときの剥離力の低減が図られる。
【0002】
【従来の技術】
硬化性シリコーン組成物は、紙支持体上の粘着性物質の剥離を促進するために紙支持体に塗布される。感圧性接着剤の塗布された剥離紙及びシート材(装飾ラミナ又はラベルなど)を含んでなるラミネートは、剥離ライナーを剥がし取り、ラミナ又はラベルを表面に貼付することによって使用される。
【0003】
通例、これらの剥離組成物は、熱硬化と光触媒硬化の2つの機構のいずれかによって硬化する。熱硬化性の紙剥離系は一般に次の組成:
(A)硬化性組成物の主成分又はベースポリマーである線状アルケニル置換ポリシロキサンポリマー;
(B)ヒドロシリル化付加硬化触媒(通例、白金又はロジウム基体触媒のいずれかである);
(C)コーティング浴の有効寿命を増大させるための硬化抑制化合物又は混合物;及び
(D)ヒドリド官能性架橋用シリコーン(通例、メチルハイドロジェンシロキサンポリマー、コポリマー又はオリゴマーである)
からなる。
【0004】
一般的な実施法では通常線状ベースポリマー(A)が用いられるが、無溶剤型の高固形分配合物についての報告もある。米国特許第4448815号に記載されている通り、線状アルケニルシロキサンベースコポリマーは、式(1):
1)RcR1 dSiO(4-c-d)/2 (1)
(式中、Rは一般にアルキル基であり、R1はビニル又はアリル基のような低分子量オレフィン置換基であり、cは0〜2の数値であり、c+dの合計の平均値は0.8〜3である);及び式(2):
2)RnSiO(4-n)/2 (2)
(式中、Rは一般にアルキル基であり、nは0.8〜2.5の数値である)からなるコポリマーである。米国特許第4448815号の好ましいベースコポリマーは次の線状構造を有する。
【0005】
(H2 C=CH)R2 Si−O−(R2 Si−O−)i −(RR1 Si−O−)j −SiR2 (H2 C=CH)
上記式中、i及びjは整数である。
米国特許第4774111号には、上記線状コポリマーに変更を加えたもので、式(2)のR基がアルキル基及びアルケニル基から選択されるものが記載されている。この米国特許第4774111号のポリマーは実質的に線状であり、換言すればT基もQ基も痕跡量以上には有していない。アルケニル官能性熱硬化性シリコーン剥離組成物についてこのように実質的に線状でなければならないという要件は、米国特許第4772515号、同第4783552号及び同第5036117号においても繰り返されている。
【0006】
対照的に、米国特許第4057596号に記載された構造式から、分枝鎖アルケニルポリマーの可能性も認められる。この米国特許第4057596号に記載された組成物は下記の成分(A′)〜(E′):
(A′)実質的に線状のビニル封鎖ポリマー;
(B′)線状メチルハイドロジェンポリマー;
(C′)1分子中に3以上のビニル基を有するメチルビニルポリシロキサン;
(D′)1分子中に3以上のヒドリド型水素原子を有するメチルハイドロジェンポリシロキサン;及び
(E′)白金ヒドロシリル化触媒;
を含んでなる。
【0007】
成分(C′)について、米国特許第4057596号には、(H2 C=CH)(CH3 )SiO2/2 (すなわちDvi)単位、(H2 C=CH)(CH3 )2 SiO1/2 (すなわちMvi)単位及び(H2 C=CH)SiO3/2 (すなわちTvi)単位を単独で或いは(CH3 )2 SiO2/2 (すなわちD)、(CH3 )3 SiO1/2 (すなわちM)、及び(CH3 )SiO3/2 (すなわちT)と組み合わせた形のいずれかで含有すると記載されている。ビニル置換T単位及びメチルT単位を適宜導入すれば、米国特許第4057596号の組成物に分枝構造をもたせることが可能である。
【0008】
米国特許第4386135号には、次の式(3)を有する末端不飽和シリコーンポリマーが記載されている。
R4-aSi((−OSiR2 −)bOSiR2 R2)a (3)
式中、aは2、3又は4である。a=4の場合、この式はQ樹脂を示すことになる。a=3の場合には、T構造を与えるが、この構造はただ1箇所の分岐点しかもたない。a=2の場合には、この式はアルケニル封鎖線状ポリマーを表わすことになる。
【0009】
通例使用されるアルケニル官能性シリコーンポリマー紙剥離組成物は次の2つのカテゴリーのいずれかに分類される。
1)線状アルケニル封鎖ポリマー:
MviDx Mvi (4)
式中、Mviはアルケニル封鎖M基を示す。
2)多官能性アルケニルコポリマー:
MviDx Dvi y Mvi (5)
式中、Dviはアルケニル置換D基を示す。
【0010】
アルケニル封鎖ポリマーMviDx Mviは概して多官能性アルケニルコポリマーMviDx Dvi y Mviよりも速やかに硬化する。紙剥離複合材料を引き剥がす際、線状アルケニル封鎖ポリマーを基体とする組成物では剥離速度の増加にしたがって必要とされる剥離力が顕著に増大する。対照的に、多官能性アルケニルポリマーでは硬化速度がもっと遅くなる傾向がみられるものの、剥離速度の増加に伴う剥離力の増分は格段に少ない。
【0011】
【解決すべき課題】
したがって、アルケニル封鎖ポリマーの高い硬化速度と多官能性アルケニル組成物の特性たる低い剥離力を併せもった組成物を提供することが望まれる。さらに、剥離速度増加の関数としての剥離力の変化をなるべく少なくすることができれば望ましいであろう。
【0012】
【解決手段】
本発明は、式Mvi a Tb Dc Md を有する実質的に分枝した硬化性アルケニルシリコーンを提供する。
上記式中、MviはR3-p R1 p SiO1/2 であり(Rは炭素数1〜40の一価炭化水素基からなる群から選択される基であって、R1 は炭素数2〜40の末端オレフィン性一価炭化水素基からなる群から選択される基であり、pは1〜3である)、
TはR2 SiO3/2 であり(R2 は上記のR及びR1 からなる群から選択される基である)、
DはR3 R4 SiO2/2 であり(R3 及びR4 は各々独立に上記のR及びR1 からなる群から選択される基である)、
MはR3 SiO1/2 であり(Rは上記で既に定義した通りであって、各々独立に選択される)、
a及びbは約2〜約5の数値であり、cは約50〜約1000の整数であり、dは0〜0.5の数値であって、好ましくは0.25〜約0.5、さらに好ましくは約0.35〜約0.5、最も好ましくは約0.4〜約0.5の数値である。この組成物は、好ましくは、以下の化合物の群から選択される実質的に線状のハイドロジェンシロキサンによって架橋される。
【0013】
MDe D′f M、
MD′f M、
MDe D′f M′、
M′De D′f M′及び
M′De M′
上記各式中、MはR′3 SiO1/2 であり、M′はHg R′3-g SiO1/2 であり、DはR′R′SiO2/2 であり、D′はR′HSiO2/2 であり、M及びM′及びD及びD′におけるR′は各々独立に炭素数1〜40の一価炭化水素基からなる群から選択される基であって、e及びfはeとfの合計が約10〜約100の範囲内に収まるような0又は正の数であるが、fとgの合計が2又はそれ以上であることを条件とする。
【0014】
この実質的に線状のハイドロジェンシロキサンは、好ましくは、MDe D′f M、MD′f M及びそれらの混合物からなる群から選択される。
好ましくは、上記の実質的に分枝した硬化性アルケニルシリコーンにおける置換基Rはメチル、トリフルオルプロピル又はフェニル基であり、R1 は好ましくは炭素数2〜10のアルケニル基からなる群から選択される。さらに、上記の実質的に線状のハイドロジェンシロキサンにおいて、R′は好ましくはメチル、トリフルオルプロピル又はフェニルである。
【0015】
本発明の組成物は、無溶剤型組成物としても、適当な溶剤で希釈した組成物としても、或いは水性エマルジョンとしても使用することができ、特に紙剥離組成物の用途に適している。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明は、次式の実質的に分枝した硬化性アルケニルシリコーンを提供することによって、従来技術を上回る成果をもたらす。
Mvi a Tb Dc Md (6)
上記式(6)中、MviはR3-p R1 p SiO1/2 であり(Rは炭素数1〜40の一価炭化水素基からなる群から選択される基であって、R1 は炭素数2〜40の末端オレフィン性一価炭化水素基からなる群から選択される基であり、pは1〜3である)、TはR2 SiO3/2 であり(R2 は上記のR及びR1 からなる群から選択される基である)、DはR3 R4 SiO2/2 であり(R3 及びR4 は各々独立に上記のR及びR1 からなる群から選択される基である)、MはR3 SiO1/2 であり(Rは上記で既に定義した通りであって、各々独立に選択される)、a及びbは約2〜約5の数値であり、cは約50〜約1000の整数であり、dは0〜0.5の数値であって、好ましくは0.25〜約0.5、さらに好ましくは約0.35〜約0.5、最も好ましくは約0.4〜約0.5の数値である。用語「実質的に分枝した」とは、(A)のアルケニルシリコーン1分子当たりのT分枝部位の数の平均が少なくとも2であり、好ましくは3であることを意味すると定義される。
【0017】
本発明の紙剥離組成物は下記成分(A)〜(D)を含んでなる。
(A)次式を有する実質的に分枝した硬化性アルケニルシリコーン:
Mvi a Tb Dc Md (6)
式中、記号a、b、c及びdは上記で定義した通りである;
(B)以下の化合物の群から選択される実質的に線状のハイドロジェンシロキサン:
MDe D′f M (7a)
MD′f M (7b)
MDe D′f M′ (7c)
M′De D′f M′及び (7d)
M′De M′ (7d)
上記各式中、Mは上記で定義した通りであり、M′はHg R3-g SiO1/2 であり、DはRRSiO2/2 であり(各Rは独立に選択される)、D′はRHSiO2/2 であり、Rは上記で定義した通りであり、e及びfはeとfの合計が約10〜約100の範囲内に収まるような0又は正の数であるが、fとgの合計が2又はそれ以上であることを条件とする;
(C)ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム及びオスニウムからなる群から選択される金属を含んでなるヒドロシリル化触媒;及び(D)硬化抑制剤。
【0018】
本発明の組成物における成分(A)及び(B)の使用量は狭い範囲に限定されるものではない。これらの量は、通例にしたがって成分(B)のケイ素結合水素原子の数と成分(A)のケイ素結合オレフィン性炭化水素基の数との比で表して、1/100〜100/1の範囲内の値の比を与えるようなものであり、通常は1/20〜20/1、好ましくは1/2〜20/1の範囲内の値の比を与える。
【0019】
概括的に述べると、本発明の組成物の成分(C)は成分(B)のケイ素結合水素原子と成分(A)のケイ素結合オレフィン性炭化水素基との反応を促進する触媒成分であって、どんな白金含有触媒成分でもよい。例えば、成分(C)は金属白金でも、シリカゲル又は粉末木炭などの担体に担持した金属白金でも、或いは金属白金の化合物又は錯体であってもよい。
【0020】
本発明のオルガノポリシロキサン組成物における典型的な白金含有触媒成分は、ジオルガノシロキサン系に易分散性である点で、任意の形態(入手の容易な六水塩など)の塩化白金酸である。特に有用な形態の塩化白金酸は、米国特許第3419593号(その開示内容は文献の援用によって本願明細書に取り込まれる)に開示されているような、塩化白金酸をジビニルテトラメチルジシロキサンのような脂肪族不飽和有機ケイ素化合物と反応させて得られる組成物である。
【0021】
本発明の組成物における白金含有触媒成分の使用量は、狭い範囲に限定されず、成分(B)のケイ素結合水素原子と成分(A)のケイ素結合オレフィン性炭化水素基との室温での反応を促進するに足る量であればよい。かかる触媒成分の正確な所要量は、個々の触媒ごとに異なり、容易に予測できない。ただし、塩化白金酸については、触媒量は有機ケイ素成分(A)+(B)百万重量部当たり白金1重量部程度まで低くてもよい。好ましくは、その触媒量は同一基準で10重量部以上である。
【0022】
本発明のコーティング法で使用される本発明の組成物については、白金含有触媒成分の使用量は好ましくはオルガノポリシロキサン成分(A)+(B)百万重量部当たり白金10〜500重量部となるような量である。
ヒドロシリル化触媒は、ニッケル、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、ルテニウム及びオスミウムからなる群から選択される金属を含んでなる触媒或いは米国特許第3159601号、同第3159662号、同第3419593号、同第3715334号、同第3775452号及び同第3814730号に教示されている触媒から選択される。
【0023】
白金族金属触媒に対する抑制剤である成分(D)は、有機ケイ素の技術分野において周知である。こうした様々な部類の金属触媒抑制剤の例としては、エチレン性不飽和又は芳香族性不飽和アミド類(米国特許第4337332号)、アセチレン系化合物(米国特許第3445420号及び同第4347346号)、エチレン性不飽和イソシアネート類(米国特許第3882083号)、オレフィン性シロキサン類(米国特許第3989667号)、不飽和炭化水素ジエステル(米国特許第4256870号、同第4476166号及び同第4562096号)及び共役エン−イン類(米国特許第4465818号及び同第4472563号)のような不飽和有機化合物の他、ヒドロペルオキシド類(米国特許第4061609号)、ケトン類(米国特許第3418731号)、スルホキシド類、アミン類、ホスフィン類、ホスファイト類、ニトリル類(米国特許第3344111号)、ジアジリジン類(米国特許第4043977号)、半エステル及び半アミド(米国特許第4533575号)のような有機化合物、並びに各種の塩(例えば米国特許第3461185号)が挙げられる。本発明の組成物はこれらの部類の抑制剤の任意のものを含有し得る。
【0024】
抑制剤は、エチレン性不飽和アミド、芳香族性不飽和アミド、アセチレン系化合物、エチレン性不飽和イソシアネート、オレフィン性シロキサン、不飽和炭化水素ジエステル、不飽和酸の不飽和炭化水素モノエステル、共役エン−イン、ヒドロペルオキシド、ケトン、スルホキシド、アミン、ホスフィン、ホスファイト、ニトリル、及びジアジリジンからなる群から選択し得る。
【0025】
本発明の組成物に関して好ましい抑制剤はマレエート及びアルキニルアルコールである。
本発明の組成物における成分(D)の使用量は決定的な因子ではなく、上述の白金触媒によるヒドロシリル化反応を室温では遅延させるが、適度な昇温下(すなわち室温よりも25〜50℃高い温度)では該反応を阻止しないような量で使用すればよい。ある抑制剤についての望ましい使用量は白金族金属含有触媒の濃度と種類、成分(A)及び(B)の種類と量によって左右されるので、室温で特定の浴寿命を得るための抑制剤の具体的な量を示唆することはできない。成分(D)の範囲は0.1〜10重量%であり得るが、好ましくは0.15〜2重量%、最も好ましくは0.2〜1重量%である。
【0026】
本発明の組成物は、溶剤を含まない(すなわち固形分100%の)配合物としても、相溶性有機溶剤で希釈した配合物としても、或いは水性エマルジョンとしても使用し得る。本発明の配合物を無溶剤コーティングとして使用する場合、分枝アルケニルシリコーンの粘度が約100〜約10000センチポアズの範囲内にあるのが好ましく、その範囲は好ましくは約125〜約1000センチポアズ、さらに好ましくは約150〜約500センチポアズ、最も好ましくは約200〜約300センチポアズである。これを最も簡単に達成する手段は、式
Mvi a Tb Dc Md (6)
の末端M及びMvi基とT基との間の化学量論比を操作することであり、一般的要件はa+d≧bである。この条件が満足されなければ、分枝アルケニルシリコーンは格段に粘稠なものになる。だからといって、そのようなシリコーンの剥離コーティング材としての適性が損なわれるわけではない。シリコーンを適当な溶剤に分散又は溶解すれば塗布し得るからである。
【0027】
本発明の組成物にその他の成分、例えば米国特許第5036117号及び係属中の米国特許出願第08/295125号に記載の浴寿命延長剤、並びに剥離力を増強するための剥離添加剤、充填剤、増量剤、反応性希釈剤、特定支持体への接着性を改善する定着用添加剤などを添加し得ることは広く認められている事項である。
【0028】
エマルジョンとして使用する場合、本発明のシリコーンは通常は非イオン性界面活性剤の添加、水の添加及びそれに続くコロイドミル中での加工処理によって乳化される。
本願明細書中で引用したすべての米国特許の開示内容は文献の援用によって、本願明細書の内容の一部をなす。
【0029】
【実施例】
以下の例は本発明を例証するためのものであり、本願発明はこれら特定の例に記載された実施形態に限定されるものではない。
例1:ポリマーAの製造
M:T:D比が約3:22:82(M及びD及びTにおける有機基はすべてメチル基である)でシラノール含量0.5重量%の低粘度ポリマー436.2gを概略式MviD8 Mviのビニル封鎖流体400.0g及びオクタメチルシクロテトラシロキサン1273.7gと混合した。カリウムシラノレート5.8g(5.2重量%KOHに相当)を平衡化触媒として用いて上記混合物を155〜160℃で平衡化した。この平衡化反応の初期段階で水が発生したが、窒素気流及びディーン・スターク(Dean Stark)トラップを用いて反応器から掃去した。反応終了後、塩基をリン酸シリルで中和し、次いで室温に冷却した。得られた生成物は次にポープ・ワイプト・フィルム・エバポレーター(Pope Wiped Film Evaporator)にて195℃及び圧力0.2mmHgでストリッピングして、ビニル含量約1.2重量%の370センチポアズ流体としてポリマーA1823.3gを得た。
【0030】
例2:ポリマーBの製造
ポリマーAの製造に用いた低粘度MTD流体571.2gを概略式MviD25Mviのビニル封鎖流体1250.6g並びにオクタメチルシクロテトラシロキサン1666.7g及びカリウムシラノレート4.9gと、ポリマーAの製造と同様にして反応させた。中和及びストリッピング後、ビニル含量1.0重量%の374センチポアズ流体としてポリマーBを得た。
【0031】
例3:ポリマーCの製造
ポリマーAの製造に用いた低粘度MTD流体180.0gを概略式MviD25Mviのビニル封鎖流体472.8g及びオクタメチルシクロテトラシロキサン658.2g及びジビニルテトラメチルジシロキサン9.0g及びカリウムシラノレート0.9gと、ポリマーAの製造と同様にして反応させた。中和及びストリッピング(ポープ蒸留器で2回)後、ビニル含量1.1重量%の189センチポアズ流体としてポリマーCを得た。
【0032】
例4〜6:無溶剤コーター試験
コーティング試験用に、以下の3種類の配合物を調製した。
例4:ビニル封鎖ポリマー対照試料
粘度225センチストークスのビニル封鎖ポリマー800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(11%Pt)0.73gと混合し、次いでジアリルマレエート(抑制剤)3.2gを混合し、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤40.0gを混合した。
【0033】
例5:多官能性ポリマー対照試料
粘度275センチストークスの多官能性ビニルポリマー(ビニル含量1.4重量%)800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(11%Pt)0.73gと混合し、次いでジアリルマレエート4.0g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤60.0gを混合した。
【0034】
例6:ポリマーA配合物
上記の通り製造したポリマーA800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(11%Pt)0.73gと混合し、次いでジアリルマレエート4.0g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤48.0gと混合した。
【0035】
例4〜例6の配合物を、ディクソン・パイロット・コーター(Dixon Pilot Coater)を用いてデファレンシャルオフセットグラビア法でカンメラーAV100(Kammerer AV100,登録商標)グラシン紙上に塗布量約0.7ポンド/連でコーティングした。硬化は350°Fにセットした硬化オーブンにて100fpmで行った。次に、エマルジョン型アクリル接着剤であるエアー・プロダクツ・アンド・ケミカルズ社(Air Products and Chemicals, Inc.)製のフレックスクリル1625(Flexcryl 1625, 登録商標)及び50ポンド/連の防汚表面材を使用してラミネートを製造した。次いで、1日間エージングした後、様々な剥離速度で剥離力(g/2インチ単位)を測定した。その結果を表1に示す。
表1
1日エージング後の様々な剥離速度における剥離力(g/2in)
例 0.04m/s 0.05m/s 1.0m/s 2.5m/s 5.0m/s
4 33.3 72.6 99 116.8 127.8
5 55 66.8 74.9 103 91.1
6 31.6 51.1 59.4 72.2 76.6
上記のデータは、ポリマーAがすべての剥離速度において低い剥離力を与えたことを実証している。対照的に、例4のビニル封鎖流体では、0.04m/sでは低い剥離力が得られたが、剥離速度の増加に伴って剥離力が顕著に増加している。同様の効果は多官能性ポリマーでも観察されたが、その増分は剥離速度の増加とさほど大きく比例したものではなく、出発点たる最低剥離速度での剥離力の値が高いことが注目される。本発明の組成物は、対比した3種類の配合物の中では剥離速度の関数としての剥離力が最も低い。
【0036】
表2は1週間のエージング後に得られた結果を示す。
表2
1週間エージング後の様々な剥離速度における剥離力(g/2in)
例 0.04m/s 0.05m/s 1.0m/s 2.5m/s 5.0m/s
4 26.8 61.8 73.4 104.3 118.6
5 47.8 74.2 85.6 97.1 96.7
6 26.9 49.1 63.2 71.3 78.8
例7〜10:無溶剤コーター試験
コーティング試験用に、以下の配合物を製造した。
【0037】
例7:ビニル封鎖ポリマー対照試料
粘度225センチストークスのビニル封鎖ポリマー800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(11%Pt)0.77gと混合し、次いでジアリルマレエート4.0g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤40.0gを混合した。
【0038】
例8:多官能性ポリマー対照試料
粘度275センチストークスの多官能性ビニルポリマー(ビニル含量1.4重量%)800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(11%Pt)0.77gと混合し、次いでジアリルマレエート4.0g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤60.0gを混合した。
【0039】
例9:ポリマーB配合物
ポリマーB800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(11%Pt)0.77gと混合し、次いでジアリルマレエート4.0g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤48.0gを混合した。
【0040】
例10:ポリマーC配合物
上記で製造したポリマーC800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(11%Pt)0.77gと混合し、次いでジアリルマレエート4.0g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤48.0gを混合した。
【0041】
配合物7〜配合物10を、上述の通りコーティングし、硬化し、積層した。1日間エージングした後の剥離力と剥離速度の関係を表3に示す。
この場合も、本発明の分枝樹脂を用いて調製した剥離配合物はどの剥離速度においても剥離力が最も低かった。
【0042】
例11〜13:エマルジョンの調製
例11:ポリマーAエマルジョン
589.4gのポリマーAをヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン43g、低粘度ジシラノール封鎖流体30g及び3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール1.5gと混合した。これに、脱イオン水187g、ポリビニルアルコール10重量%溶液(PVA、88%加水分解)375g、ユニオン・カーバイド社(Union Carbide Corporation) 製トリトンX−100(Triton X-100,登録商標)0.9g及びGAF社製イゲパールCA−520(Igepal CA-520,登録商標)1.8gの混合物を添加した。この混合物を1時間十分に混合し、次いでコロイドミルを通して脱イオン水221g、プロピレングリコール33.7g及びホルマリン3.4gの混合物に加えた。得られた生成物を再度1時間混合し、次いで8000psiでホモジナイズ(3回)して、平均粒子径0.49ミクロン及びスパン1.63の3140センチポアズのエマルジョンを得た。
【0043】
例12:多官能性ポリマーエマルジョン
例5及び例8で使用したものと同一の多官能性ポリマー589.4gを上記のヒドリド型架橋剤55.5g及び上記と全く同じ量のその他の試薬とともに使用して、例11の乳化法を用いて平均粒子径0.49ミクロン及びスパン1.77の3450センチポアズのエマルジョンを製造した。
【0044】
例13:ビニル封鎖エマルジョン
粘度375センチストークスのビニル封鎖流体617.6gをヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤32.3g、低粘度シラノール封鎖流体29.9g及び3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール1.5gと混合した。これに脱イオン水182.6g、10%ポリビニルアルコール溶液373.2gの混合物を上記と同様にして添加した。得られた混合物を1時間十分に混合し、次いでコロイドミルを通して脱イオン水219.8g、プロピレングリコール33.6g及びホルマリン3.4gの混合物に加えた。得られた混合物を1時間十分に混合し、次いで8000psiでホモジナイズ(3回)して、平均粒子径0.50ミクロン及びスパン1.70の2300センチポアズのエマルジョンを得た。
【0045】
これら3種類の各エマルジョン34.3部を脱イオン水62.5部に添加し、次いで市販の白金触媒エマルジョン(GEシリコーンズ(GE Silicones)社製SM3010(登録商標))1.2部を添加した。得られた浴を4番メイヤー棒(Meyer bar) を用いてカンメラーAV100グラシン紙上にコーティングし、次いでブルーM(Blue M)オーブン内にて300°Fで30秒間硬化した。これらの剥離ライナーを次に上述の通りフレクスクリル1625及び表面材と積層し、1日間エージングした後、剥離力と剥離速度の関係を求めた(表4)。
【0046】
表4は、本発明のポリマーであるポリマーAはほとんどすべてのケースで低い剥離力を与えることを実証している。
【0047】
例14:ポリマーDの製造
上述の低粘度MTD流体196.8gを式MviD25Mviのビニル封鎖流体449.2g、オクタメチルシクロテトラシロキサン660.1g及びカリウムシラノレート0.75gと155〜160℃で上記と同様に反応させた。中和、ポープ蒸留器でのストリッピング(195℃、0.35mmHg、2回)、及び0.2%セライト(Celite,登録商標)での濾過の後、ビニル含量1.05重量%の224センチポアズ流体としてポリマーD1045gを得た。
【0048】
例15:ポリマーEの製造
上述の低粘度MTD流体262.8gを式MviD25Mviのビニル封鎖流体568.2g、オクタメチルシクロテトラシロキサン485.0g及びカリウムシラノレート0.75gと155〜158℃で反応させた。中和、ポープ蒸留器でのストリッピング(196℃、0.35mmHg、2回)、及び0.2%セライトでの濾過の後、ビニル含量1.26重量%の194センチポアズ流体としてポリマーE1063.3gを得た。
【0049】
例16〜19:無溶剤硬化試験
例16:ビニル封鎖配合物
粘度225センチポアズのビニル封鎖流体10.0gをジアリルマレエート0.04g、式MviD25Mviのビニル封鎖流体中の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(1%Pt)0.15g及びメチルハイドロジェン封鎖ジメチルポリシロキサン架橋剤0.50gと混合した。
【0050】
例17:多官能性配合物
例5、例8及び例12と同一の多官能性ポリマー10.0gをジアリルマレエート0.04g、式MviD25Mviのビニル封鎖流体中の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(1%Pt)0.15g及びメチルハイドロジェン封鎖ジメチルポリシロキサン架橋剤0.75gと混合した。
【0051】
例18:分枝ポリマーD配合物
ポリマーD10.0gをジアリルマレエート0.04g、式MviD25Mviのビニル封鎖流体中の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(1%Pt)0.15g及びメチルハイドロジェン封鎖ジメチルポリシロキサン架橋剤0.60gと混合した。
【0052】
例19:分枝ポリマーE配合物
ポリマーE10.0gをジアリルマレエート0.04g、式MviD25Mviのビニル封鎖流体中の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(1%Pt)0.15g及びメチルハイドロジェン封鎖ジメチルポリシロキサン架橋剤0.62gと混合した。
【0053】
これらの各配合物を42番スーパーカレンダークラフト(SCK)紙上に延ばし、ブルーM強制通風オーブン内においてスコッチ610(Scotch 610,登録商標)テープへの移行を起こさない固体コーティングを得るのに要した硬化時間を記録することによって190°Fでの最小硬化時間を求めた。データを表5に示す。
表5
190°Fでの最小硬化時間
例 最小硬化時間(秒)
16 15
17 20
18 12
19 13
本発明のポリマーであるポリマーD及びポリマーEが最も短い硬化時間を有していた。
【0054】
例20:ポリマーFの製造
上述の低粘度MTD流体636gを式MviD25Mviのビニル封鎖流体1360g、オクタメチルシクロテトラシロキサン1526g及びカリウムシラノレート2.0gと上述の通り反応させた。中和後、ビニル含量1.2重量%の228センチポアズの流体としてポリマーFを得た。
【0055】
例21:ポリマーFエマルジョン
395.8gのポリマーFをヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤26.8g、低粘度ジシラノール封鎖流体17.9g、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール1.2g、0.6gのトリトンX−100及び1.2gのイゲパールCA−520と混合した。この混合物に、脱イオン水125g及びポリビニルアルコール10重量%溶液(PVA、88%加水分解)180gを添加した。得られた混合物を1時間十分に混合し、次いでコロイドミルを通して脱イオン水226.3g、プロピレングリコール22.5g、ホルマリン2.3g及びGEシリコーンズ社製の消泡剤であるAF9020(登録商標)0.2gの混合物に加えた。得られた混合物を1時間十分に混合し、8000psiでホモジナイズ(3回)して、粒子径0.50ミクロン及びスパン1.64の1050センチポアズのエマルジョンを得た。
【0056】
例22:多官能性ポリマーエマルジョン
例5及び例8と同一の多官能性ポリマー390.2gを上記と同じヒドリド型架橋剤32.4gと混合し、次いで例21と同一の方法で乳化した。得られたエマルジョンは粒子径0.50ミクロン、スパン1.64で、粘度1050センチポアズのものであった。
【0057】
例23:ビニル封鎖ポリマーエマルジョン
例4と同一のビニル封鎖ポリマー404.9gを上記と同じヒドリド型架橋剤17.7gと混合し、例21と同一の方法で乳化した。得られたエマルジョンは粒子径0.48ミクロン、スパン1.73で、粘度1700センチポアズのものであった。
【0058】
例21〜例23で製造した各エマルジョン28.2gを71.8gの脱イオン水に添加し、次いでSM3010白金エマルジョン触媒0.9gを添加してコーティング浴を得た。これらのコーティング浴を5番メイヤー棒を用いてカンメラーAV100グラシン紙上にコーティングし、次いでブルーMオーブン中で硬化した。これらの浴について240°Fでの最小硬化時間を求めた。その結果を表6に示す。
表6
240°Fでの最小硬化時間
例 最小硬化時間(秒)
21 12
22 15
23 12
再度5番棒を用いてコーティングし、300°Fで30秒硬化することによって、剥離試験用の試料を製造した。これらの試料の塗布量は例21及び例22では1.02ポンド/連であり、例23では0.93ポンド/連であった。次いで、エマルジョン型アクリル系接着剤フレキシクリル1625及び50ポンド/連の防汚性表面材を使用してラミネートを製造した。次いで、1日間エージング後に様々な剥離速度で剥離力(g/2インチ単位)を測定した。結果を表7にまとめた。
【0059】
これらの例は、他のポリマーと比較した場合、本発明のポリマーが迅速な硬化をもたらす(表6参照)と同時に剥離速度の関数としての剥離力が低いことを実証している。
【0060】
例24:ポリマーF無溶剤配合物
800gのポリマーFを、粘度225センチポアズのビニル封鎖流体中の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(1%Pt)の溶液12.0gと混合し、次いでジアリルマレエート3.2g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤37.6gと混合した。
【0061】
例25:ビニル封鎖ポリマー対照配合物
粘度225センチポアズのビニル封鎖流体800gを、粘度225センチポアズのビニル封鎖流体中の白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(1%Pt)の溶液12.0gと混合し、次いでジアリルマレエート3.2g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤19.2gと混合した。
【0062】
配合物24及び配合物25をディクソンパイロットコーターを用いてデファレンシャルオフセットグラビア法でカンメラーAV100グラシン紙上に塗布量0.73ポンド/連となるようにコーティングした。このコート紙材を350°Fのオーブン内に速度100m fpmで通過させて硬化した。次いで、溶液型アクリル系接着剤のアシュランド1085(Ashland 1085,登録商標)及び50ポンド/連の防汚性表面材を用いてラミネートを製造した。次いで、15日間エージングした後、様々な剥離速度で剥離力(g/2インチ単位)を測定した。結果を表8に示す。
【0063】
以下の例は、上記の対比結果をさらに裏付けるものである。
【0064】
例26:ポリマーF配合物
800gのポリマーFを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(12%Pt)1.0gと混合し、次いでジアリルマレエート3.2g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤47.2gと混合した。
【0065】
例27:単分枝T樹脂配合物
米国特許第4386135号に教示されている1箇所のみで分枝したビニル封鎖アルケニル樹脂T(D50Mvi)3 800gを白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(12%Pt)1.0gと混合し、次いでジアリルマレエート3.2g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤36.0gと混合した。
【0066】
例28:線状アルケニル封鎖配合物
粘度225センチポアズで両末端がビニルジメチルシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン240gを、米国特許第4057596号に教示されている粘度450センチポアズでビニル含量1.6重量%の両末端がビニルジメチル基で封鎖されたジメチルメチルビニルポリシロキサンポリマー560gと混合した。これらのビニル封鎖ポリマーの混合物を、次いで白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(12%Pt)1.0gと混合し、次いでジアリルマレエート3.2g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤64.8g及び粘度約20センチポアズで両末端がハイドロジェンジメチルシリル基で封鎖されたポリジメチルシロキサン16.0gと混合した。
【0067】
例29:組合せ配合物:アルケニル封鎖T樹脂
粘度225センチポアズのビニルジメチルシリル基で封鎖されたジメチルポリシロキサン240gを560gのT(D50Mvi)3 及び白金ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体(12%Pt)1.0gと混合した。次いで、この混合物をジアリルマレエート3.2g、しかる後にSiHとしてのヒドリド含量1.05重量%のトリメチルシリル封鎖メチルハイドロジェンジメチルポリシロキサン架橋剤32.8g及び粘度約20センチポアズで両末端がハイドロジェンジメチルシリル基のポリジメチルシロキサン16.0gと混合した。
【0068】
200°Fでの最小硬化時間の測定
例26〜例29の各配合物をカンメラーAV100グラシン紙にコーティングし、ブルーM強制通風オーブン内においてスコッチ610テープへの移行を起こさない固体コーティングを得るのに要した硬化時間を記録することによって200°Fでの最小硬化時間を求めた。結果を表9に示す。
表9
200°Fでの最小硬化時間
例 最小硬化時間(秒)
26 11
27 17
28 17
29 13
例26〜例29の各配合物をディクソンパイロットコーターを用いてデファレンシャルオフセットグラビア法でカンメラーAV100グラシン紙上に塗布量が0.7〜0.8ポンド/連の範囲内となるようにコーティングした。このコート紙材を350°Fのオーブン内に速度100m fpmで通過させて硬化した。次いで、エマルジョン型アクリル系接着剤フレックスクリル1625及び50ポンド/連の防汚性表面材を用いてラミネートを製造した。次いで、3日間エージングした後、様々な剥離速度で剥離力(g/2インチ単位)を測定した。結果を表10に示す。
本発明の一例である例26は、意外なことに、すべての剥離速度において一貫して剥離力が低かった。さらに、本発明の配合物は硬化時間も短い。従来技術の例27及び例28と対比すると、組合せの例である例29は低い剥離速度では剥離力は低かったが、2つの最も大きい剥離速度では例27及び例28のいずれよりも剥離力が高かった。こうした食い違った結果のため、例27及び例28の樹脂に関する化学構造について考察しても、全剥離速度域で低い剥離力を与えると同時に迅速な硬化時間を与えるために例27及び例28の樹脂の構造を如何に変えればよいかについて、何の指針も得られない。本発明の組成物は、従来技術の組成物よりも平らな剥離プロフィール(剥離速度が増加したときの剥離力の変化)を与える。
Claims (9)
- 下記成分(A)及び(B)を含んでなる硬化性組成物。
(A)次式を有する実質的に分枝した硬化性アルケニルシリコーン:
Mvi aTbDcMd
式中、MviはR3-pR1 pSiO1/2であり(Rはメチル、トリフルオルプロピル又はフェニル基であって、R1は炭素数2〜10の末端オレフィン性アルケニル基からなる群から選択される基であり、pは1〜3である)、
TはR2SiO3/2であり(R2は上記のR及びR1からなる群から選択される基である)、
DはR3R4SiO2/2であり(R3及びR4は各々独立に上記のR及びR1からなる群から選択される基である)、
MはR3SiO1/2であり(Rは上記で既に定義した通りであって、各々独立に選択される)、
a及びbは2〜5の数であり、cは50〜1000の整数であり、dは0.25〜0.5の数である;及び
(B)以下の式(1)〜(5)の化合物の群から選択される実質的に線状のハイドロジェンシロキサン
MDeD′fM (1)、
MD′fM (2)、
MDeD′fM′ (3)、
M′DeD′fM′ (4)、及び
M′DeM′ (5)
上記各式中、MはR′3SiO1/2であり、M′はHgR′3-gSiO1/2であり、DはR′R′SiO2/2であり、D′はR′HSiO2/2であり、M及びM′及びD及びD′におけるR′は各々独立に炭素数1〜40の一価炭化水素基からなる群から選択される基であって、gは1〜3の整数であり、e及びfはeとfの合計が10〜100の範囲内に収まるような0又は正の数であるが、式(1)及び(2)についてはfが2又はそれ以上であり、式(3)及び(4)についてはfとgの合計が2又はそれ以上であり、式(5)についてはgが2又はそれ以上であることを条件とする。 - 実質的に線状のハイドロジェンシロキサンが
MDeD′fM
MD′fM
及びそれらの混合物からなる群から選択されるものである、請求項1記載の組成物。 - Rがメチル、トリフルオルプロピル又はフェニル基であって、R1が炭素数2〜10のアルケニル基からなる群から選択される基である、請求項2記載の組成物。
- R′がメチル、トリフルオルプロピル又はフェニル基である、請求項3記載の組成物。
- a、b及びdがa+d≧bの関係を満足するものである、請求項4記載の組成物。
- 粘度が100〜10000センチポアズの範囲内にある、請求項5記載の組成物。
- 粘度が125〜1000センチポアズの範囲内にある、請求項5記載の組成物。
- 請求項7記載の組成物を含んでなる硬化性水性エマルジョン。
- 下記成分(A)〜(D)を含んでなる硬化性紙剥離組成物。
(A)次式を有する実質的に分枝した硬化性アルケニルシリコーン:
Mvi aTbDcMd
式中、MviはR3-pR1 pSiO1/2であり(Rはメチル、トリフルオルプロピル又はフェニル基であって、R1は炭素数2〜10の末端オレフィン性アルケニル基からなる群から選択される基であり、pは1〜3である)、
TはR2SiO3/2であり(R2は上記のR及びR1からなる群から選択される基である)、
DはR3R4SiO2/2であり(R3及びR4は各々独立に上記のR及びR1からなる群から選択される基である)、
MはR3SiO1/2であり(Rは上記で既に定義した通りであって、各々独立に選択される)、
a及びbは2〜5の数であり、cは50〜1000の整数であり、dは0.25〜0.5の数である;
(B)以下の式(1)〜(5)の化合物の群から選択される実質的に線状のハイドロジェンシロキサン
MDeD′fM (1)、
MD′fM (2)、
MDeD′fM′ (3)、
M′DeD′fM′ (4)、及び
M′DeM′ (5)
上記各式中、MはR′3SiO1/2であり、M′はHgR′3-gSiO1/2であり、DはR′R′SiO2/2であり、D′はR′HSiO2/2であり、M及びM′及びD及びD′におけるR′は各々独立に炭素数1〜40の一価炭化水素基からなる群から選択される基であって、gは1〜3の整数であり、e及びfはeとfの合計が10〜100の範囲内に収まるような0又は正の数であるが、式(1)及び(2)についてはfが2又はそれ以上であり、式(3)及び(4)についてはfとgの合計が2又はそれ以上であり、式(5)についてはgが2又はそれ以上であることを条件とする;
(C)ヒドロシリル化触媒;及び
(D)抑制剤。
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