JP4648011B2 - 芳香族溶剤を含まないシリコーン粘着剤組成物およびそれを塗工した粘着テープ、シートまたはラベル - Google Patents
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Description
本発明のシリコーン粘着剤組成物としては、有機過酸化物硬化型、付加反応硬化型等のいずれでもよい。
(A)ポリジオルガノシロキサン 20〜80質量部
(B)R1 3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有し、R1 3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比が0.6〜1.7であるポリオルガノシロキサン(R1は炭素数1から10の1価炭化水素基。) 80〜20質量部
(C)有機過酸化物硬化剤
(A)、(B)の合計100質量部に対して 0.5〜5.0質量部
(D)脂肪族有機溶剤
(A)、(B)の合計100質量部に対して 25〜900質量部
からなり、(B)成分が、芳香族炭化水素溶剤を使用せずに製造されたものであることを特徴とする過酸化物硬化型シリコーン粘着剤組成物を提供する。
(A′)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するポリジオルガノシロキサン 20〜80質量部
(B)R1 3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有し、R1 3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比が0.6〜1.7であるポリオルガノシロキサン(R1は炭素数1から10の1価炭化水素基。) 80〜20質量部
(E)SiH基を含有するポリオルガノシロキサン
(A′)成分中のアルケニル基に対する(E)成分中のSiH基のモル比が0.5〜20となる量
(F)制御剤 (A′)、(B)の合計100質量部に対して 0〜8.0質量部
(G)白金触媒(A′)、(B)成分の合計に対し白金分として 5〜2000ppm
(D)脂肪族有機溶剤
(A′)、(B)の合計100質量部に対して 25〜900質量部
からなり、(B)成分が芳香族炭化水素溶剤を使用せずに製造されたものであることを特徴とする付加反応型シリコーン粘着剤組成物を提供する。
この場合、これらシリコーン粘着剤組成物は、優れた粘着テープ、粘着シート、粘着ラベル用などに有効に用いられる。
以下、更に詳述すると、過酸化物硬化型シリコーン粘着剤組成物として用いられる(A)成分はポリジオルガノシロキサンであり、下記式で示される。分子鎖末端がOH基である化2で示されるものが好ましい。
その製造方法としては、例えば、(a)ケイ酸ナトリウムを水とを含有する溶媒中、酸の存在下でヒドロゾルを生成させる工程と、ヒドロゾルとトリオルガノハロシランとを反応させる工程を含む方法、(b)トリオルガノハロシランと酸を含む混合系中にケイ酸ナトリウムを添加する工程を含む方法、(c)テトラアルコキシシランおよびまたはその加水分解物とヘキサオルガノジシロキサンを、酸と水の存在下で反応させる工程を含む方法、いずれの方法でも可能である。
付加反応硬化型シリコーン粘着剤組成物として用いられる(A′)成分は、アルケニル基含有ポリジオルガノシロキサンであり、下記式で示されるものであることが好ましい。
(式中、R3は脂肪属不飽和結合を有さない1価炭化水素基、R4はアルケニル基含有有機基であり、aは0〜3の整数、好ましくは1、mは0以上、nは100以上の整数であり、aが0のときmは2以上。また、m+nはこのポリジオルガノシロキサンの25℃における粘度を500 mPa・s以上とする数である。)
(A′)成分の粘度は25℃において、オイル状のものであれば500mPa・s以上。特に10,000 mPa・s以上が好ましい。500mPa・s以下では粘着力やタックが低下するため不適である。また、生ゴム状のものであれば、30%の濃度となるようにトルエンで溶解したときの粘度が100,000mPa・s以下が好ましい。100,000mPa・sを越えると、組成物が高粘度となりすぎて製造時の撹拌が困難になる。さらに、(A′)成分は2種以上を併用してもよい。
(R5は同一または異種の脂肪属不飽和結合を有さない1価炭化水素基であり、bは0または1、x、yは0以上の整数。bが0のときは、xは2以上であり、このオルガノヒドロポリシロキサンの25℃における粘度が1〜5,000mPa・sとなる数を示す。また、sは2以上の整数、tは0以上の整数で、かつs+t≧3、好ましくは8≧s+t≧3の整数を示す。)
本発明のシリコーン粘着剤組成物には、上記各成分以外に任意成分を添加することができる。例えば、ポリジメチルシロキサン、ポリジメチルジフェニルシロキサンなどのポリオルガノシロキサン、さらに、フェノール系、キノン系、アミン系、リン系、ホスファイト系、イオウ系、チオエーテル系などの酸化防止剤、ヒンダードアミン系、トリアゾール系、ベンゾフェノン系などの光安定剤、リン酸エステル系、ハロゲン系、リン系、アンチモン系などの難燃剤、カチオン活性剤、アニオン活性剤、非イオン系活性剤などの帯電防止剤、塗工の際の粘度を下げるための溶剤として、ヘキサン、オクタン、イソパラフィンなどの脂肪族炭化水素系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸イソブチルなどのエステル系溶剤、ジイソプロピルエーテル、1,4−ジオキサンなどのエーテル系溶剤、またはこれらの混合溶剤、染料、顔料などが使用される。
基材としては、ポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックフィルム、アルミニウム箔、銅箔などの金属箔、和紙、合成紙、ポリエチレンラミネート紙などの紙、布、ガラス繊維、これらのうちの複数を積層してなる複合基材が挙げられる。
塗工量としては、硬化したあとの粘着剤層の厚みとして2〜200μm、特に3〜100μmとすることができる。
シリコーン粘着剤組成物溶液を、厚み25μm、幅25mmのポリイミドフィルムに硬化後の厚みが40μmとなるようにアプリケータを用いて塗工した後、過酸化物硬化型のものは165℃、2分、付加型のものは120℃、1分の条件で加熱し硬化させ、粘着テープを作成した。この粘着テープをステンレス板に貼りつけ、重さ2kgのゴム層で被覆されたローラーを2往復させることにより圧着した。室温で約20時間放置した後、引っ張り試験機を用いて300mm/分の速度で180゜の角度でテープをステンレス板から引き剥がすのに要する力(N/25mm)を測定した。
粘着力評価と同様の方法で粘着テープを作成した。この粘着テープをステンレス板の下端に粘着面積が25×25mmとなるように貼りつけ、粘着テープの下端に重さ1kgの荷重をかけ、250℃で1時間、垂直に放置した後のずれ距離を読みとり顕微鏡で測定した。
粘着力評価と同様の方法で粘着テープを作成した。この粘着テープのタックをポリケンプローブタックテスターを用いて測定した。
粘着力評価と同様の方法で粘着テープを作成した。この粘着テープの約10cmを秤量したのち、バイアルびんに封入した。このバイアルびんを260℃1時間加熱したのち、バイアルびん中の気体をガスクロマトグラフィーにより分析して発生した単位粘着テープ質量あたりのトルエン量を定量した。
36%塩酸(202部)、水(794部)の混合物中に、ケイ酸ナトリウム(ケイ酸ソーダ3号)(480部)、水(268部)の混合物を0〜10℃を保ちながら滴下し、ヒドロゾルを生成させた。ついで、イソプロパノール(527部)を加えたのち、トリメチルクロロシラン(317部)とイソパラフィン(沸点範囲115から138℃)(366部)の混合物を15℃を保ちながら滴下した。その後、60℃で30分、加熱した。静置し、分離させたのち下層の水層を捨てた。有機層に炭酸水素ナトリウムを加え過剰の酸を中和した。共沸脱水したのち溶液層の不揮発分が60%となるようにイソパラフィンを添加した。濾過により不溶分を除去して、78%の収率でMe3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有するポリシロキサンIのイソパラフィン溶液を得た。Me3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比は0.85であった。
トリメチルクロロシラン(266部)、36%塩酸(90部)、水(700部)、イソブタノール(350部)の混合物中に、ケイ酸ナトリウム(ケイ酸ソーダ3号)(595部)、水(1000部)の混合物を0〜10℃を保ちながら滴下した。イソパラフィン(沸点範囲115から 138℃)(400部)を添加して、60℃で30分、加熱した。静置し、分離させたのち下層の水層を捨てた。共沸脱水したのち、溶液層の不揮発分が60%となるようにイソパラフィンを添加し、濾過により不溶分を除去して、94%の収率でMe3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有するポリシロキサンIIのイソパラフィン溶液を得た。Me3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比は0.84であった。
ヘキサメチルジシロキサン(64部)、水(60部)、塩酸(40部)、エタノール(20部)、イソパラフィン(40部)からなる混合物を、70℃を保ちながらテトラエトキシシラン(208部)を滴下し、70℃で5時間加熱した。静置し、分離させたのち、有機層を水洗した。水層を捨て、ついで共沸脱水した。溶液層の不揮発分が60%となるようにイソパラフィンを添加し、濾過により不溶分を除去して、90%の収率でMe3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有するポリシロキサンIIIのイソパラフィン溶液を得た。Me3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比は0.79であった。
36%塩酸(202部)、水(794部)の混合物中に、ケイ酸ナトリウム(ケイ酸ソーダ3号)(480部)、水(268部)の混合物を0〜10℃を保ちながら滴下し、ヒドロゾルを生成させた。ついで、イソプロパノール(527部)を加えたのち、トリメチルクロロシラン(317部)とトルエン(366部)の混合物を15℃を保ちながら滴下した。その後、60℃で30分、加熱した。静置し、分離させたのち下層の水層を捨てた。有機層に炭酸水素ナトリウムを加え過剰の酸を中和した。共沸脱水したのち溶液層の不揮発分が60%となるようにトルエンを添加した。濾過により不溶分を除去して、75%の収率でMe3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有するポリシロキサンIVのトルエン溶液を得た。Me3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比は0.85であった。
トリメチルクロロシラン(266部)、36%塩酸(90部)、水(700部)、イソブタノール(350部)の混合物中に、ケイ酸ナトリウム(ケイ酸ソーダ3号)(595部)、水(1000部)の混合物を0〜10℃を保ちながら滴下した。トルエン(400部)を添加して、60℃で30分、加熱した。静置し、分離させたのち下層の水層を捨てた。共沸脱水したのち、溶液層の不揮発分が60%となるようにトルエンを添加し、濾過により不溶分を除去して、92%の収率でMe3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有するポリシロキサンVのトルエン溶液を得た。Me3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比は0.84であった。
30%の濃度となるようにトルエンで溶解したときの粘度が33,000mPa・sであり、分子鎖末端がOH基で封鎖されたポリジメチルシロキサンVI(40部)、合成例1で製造したMe3SiO0.5単位、SiO2単位からなるポリシロキサンI(Me3SiO0.5単位/SiO2単位=0.85)の60%イソパラフィン溶液(100部)、イソパラフィン(26.7部)からなる溶液に、28%アンモニア水(0.5部)を添加し室温で6時間撹拌した。その後、還流させながら4時間加熱してアンモニアガスと水を留去したのち放冷し、留出したイソパラフィンに相当するイソパラフィンを加えた。
上記の生成物(シロキサン分60%)(100部)に、ベンゾイルパーオキサイドの50%シリコーンペースト(2.4部)、イソパラフィン(25部)、メチルイソブチルケトン(25部)を混合し、シロキサン分約40%のシリコーン粘着剤組成物溶液を調製した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。
実施例1のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンIIの60%イソパラフィン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
実施例1のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンIIIの60%イソパラフィン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
実施例1のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンIVの60%トルエン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
実施例1のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンVの60%トルエン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
30%の濃度となるようにトルエンで溶解したときの粘度が27,000mPa・sであり、0.15モル%のメチルビニルシロキサン単位を有し、分子鎖末端がSiMe2Vi基で封鎖されたビニル基含有ポリジメチルシロキサンVII(40部)、Me3SiO0.5単位、SiO2単位からなるポリシロキサンI(Me3SiO0.5単位/SiO2単位=0.85)の60%イソパラフィン溶液(100部)、イソパラフィン(26.7部)からなる溶液に、28%アンモニア水(0.5部)を添加し室温で6時間撹拌した。その後、還流させながら4時間加熱してアンモニアガスと水を留去したのち放冷し、留出したイソパラフィンに相当するイソパラフィンを加えた。
実施例4のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンIIの60%イソパラフィン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
実施例4のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンIIIの60%イソパラフィン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
実施例4のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンIVの60%トルエン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
実施例4のポリシロキサンIの60%イソパラフィン溶液を、ポリシロキサンVの60%トルエン溶液として、同様に組成物を調整した。このシリコーン粘着剤の糊残り性、粘着力、保持力、残留トルエン量を測定した。結果を表1に示す。
Claims (3)
- (A)ポリジオルガノシロキサン 20〜80質量部
(B)R1 3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有し、R1 3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比が0.6〜1.7であるポリオルガノシロキサン(R1は炭素数1から10の1価炭化水素基。)であって、(a)ケイ酸ナトリウムと水とを含有する溶媒中、酸の存在下でヒドロゾルを生成させる工程と、ヒドロゾルとトリオルガノハロシランとを反応させる工程を含む方法、(b)トリオルガノハロシランと酸を含む混合系中にケイ酸ナトリウムを添加する工程を含む方法、及び(c)テトラアルコキシシランおよび/またはその加水分解物と、ヘキサオルガノジシロキサンを、酸の存在下で反応させる工程を含む方法から選択される方法により、芳香族炭化水素溶剤を使用せずに製造されたものであるポリオルガノシロキサン 80〜20質量部
(C)有機過酸化物硬化剤 (A)、(B)の合計100質量部に対して 0.5〜5.0質量部
(D)ヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、及びイソパラフィン(沸点範囲115から138℃)から選ばれる少なくとも1種の脂肪族有機溶剤 (A)、(B)の合計100質量部に対して 25〜900質量部
からなることを特徴とする過酸化物硬化型シリコーン粘着剤組成物。 - (A′)1分子中に2個以上のアルケニル基を有するポリジオルガノシロキサン 20〜80質量部
(B)R1 3SiO0.5単位およびSiO2単位を含有し、R1 3SiO0.5単位/SiO2単位のモル比が0.6〜1.7であるポリオルガノシロキサン(R1は炭素数1から10の1価炭化水素基。)であって、(a)ケイ酸ナトリウムと水とを含有する溶媒中、酸の存在下でヒドロゾルを生成させる工程と、ヒドロゾルとトリオルガノハロシランとを反応させる工程を含む方法、(b)トリオルガノハロシランと酸を含む混合系中にケイ酸ナトリウムを添加する工程を含む方法、及び(c)テトラアルコキシシランおよび/またはその加水分解物と、ヘキサオルガノジシロキサンを、酸の存在下で反応させる工程を含む方法から選択される方法により、芳香族炭化水素溶剤を使用せずに製造されたものであるポリオルガノシロキサン 80〜20質量部
(E)SiH基を含有するポリオルガノシロキサン (A′)成分中のアルケニル基に対する(E)成分中のSiH基のモル比が0.5〜20となる量
(F)制御剤 (A′)、(B)の合計100質量部に対して 0〜8.0質量部
(G)付加反応触媒 (A′)、(B)成分の合計に対し金属分として 5〜2000ppm
(D)ヘキサン、ヘプタン、イソオクタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、及びイソパラフィン(沸点範囲115から138℃)から選ばれる少なくとも1種の脂肪族有機溶剤 (A′)、(B)の合計100質量部に対して 25〜900質量部
からなることを特徴とする付加反応型シリコーン粘着剤組成物。 - 請求項1又は2に記載のシリコーン粘着剤組成物を基材に塗工して製造された粘着テープ、シートまたはラベル。
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