説明

熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティングシステムにおける摩擦係数の減少

本発明は、摩擦係数が減少しスリップ特性が改善した、熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物を対象としている。また本発明は、本発明の熱付加硬化性無溶剤剥離組成物を基材に塗布し、熱を用いて基材上でコーティングを硬化することによって、基材上にある熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物を製造する方法を対象としている。本発明はさらに、摩擦係数が減少しスリップ特性が改善した熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コート物品を対象としている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に、シリコーン剥離コーティング組成物、基材をコートするためのそのようなシリコーン剥離コーティング組成物の使用、及びこのような組成物から形成された剥離コート基材に関する。より詳しくは、本発明は、減少した摩擦係数、改善したスリップ/シア(slip/shear)、及び減少した裏面移行を有する熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティングに関する。
【背景技術】
【0002】
シリコーン剥離コーティング又はシリコーン剥離組成物は広く知られており、多くの出版物及び特許の対象となっている。それらは、比較的非粘着性の表面を必要とする多くの用途において有用である。このような用途においては剥離組成物は基材の上にコートされて硬化される。特に有用な用途は、紙のコーティング、フィルムのコーティング、並びに感圧粘着ラベル、化粧板及び転写テープに非粘着性の表面を付与することにより他の用途に混じって使用される他の材料のコーティングである。
【0003】
シリコーン剥離組成物は長い間大量に使用されてきている。シリコーンポリマー及び共重合体は、表面エネルギーが本質的に低いため剥離組成物において広く使用されてきている。剥離組成物を作るために先行技術において使用されるシリコーンポリマー及び共重合体(ポリオルガノシロキサンとも呼ばれる)は、放射線又は熱によって硬化させることができる。初期に選択されたシリコーン剥離組成物は、溶剤希釈した熱縮合硬化剥離コーティングシステムだった。シリコーン技術は、溶剤型の熱縮合硬化性剥離コーティングシステムから、溶剤型の熱付加硬化性剥離コーティングシステムへ、その後、熱付加硬化性無溶剤剥離コーティングシステム及び放射線硬化剥離コーティングへと進歩してきた。無溶剤の、放射線硬化性又は熱硬化性剥離組成物を用いることの利点は、剥離コーティングの当業者にとって周知である。
【0004】
熱付加硬化性の無溶剤組成物は、感圧粘着剤の製品を市場に供給するための剥離コーティング組成物として主流になりつつある。これらの市場には、いくつか例を挙げると、感圧ラベル、グラフィックアート、テープ、プリプレグ及び医療が含まれる。従って効率的であるためには、熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離システムは、多目的に使用できかつ加工業者の要求に最小限応えるものでなければならない。
【0005】
剥離コート紙及びフィルムは、コート基材から剥離バックシートを容易に除去することを可能とするのに十分低いが、取り扱い又は工程で通常直面する力によって、コート表面から剥離バックシートが事前に分離してしまうほど低くはない剥離力を有することが望ましい。「剥離力」は、粘着剤又は加工表面から剥離コート基材を剥がす又は分離するのに必要な力の大きさとして定義される。
【0006】
従来の熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティングは、溶剤型の縮合硬化性シリコーン剥離コーティングと比較して高い摩擦係数を有している。より高い摩擦係数によって、コート基材が貼り付く又はつかむ傾向を示す「グラブ」と呼ばれる問題の特性が生じる。溶剤型の縮合硬化性システムと熱付加硬化性無溶剤システムの、物理化学及び官能基化学の両方に違いがあるため、縮合硬化性溶剤システムのワックス状の滑りやすい感触とは反対に、熱付加硬化性無溶剤システムでは粘着性のあるつかまれるような感触が生じる。溶剤型の縮合硬化性システムにおけるワックス状の滑りやすい感触を与える熱付加硬化性無溶剤システムが、感圧粘着剤(PSA)産業において望まれてきている。
【0007】
熱付加硬化性無溶剤組成物に関連した「グラブ」の問題を克服するために、現在の技術では、摩擦係数又はグラブを減少させるために非常に高分子量の非反応性ポリマーが使用されている。これらの高分子量のポリマーは表面にブルーム又は移行する傾向があり、付加的なスリップを生じさせるが、それらは加工上の問題を招来することもある。
【0008】
使用前にコートシートを製造し保管している間に、表面にブルームして遊離した非反応性シリコーンオイルは、コート済みのシートから不可避的に解放されて別のコート済みの又は未コートのシートの上に移行し、シート表面上に遊離した非反応性シリコーンオイルの不連続な斑状部を残す。例えば、典型的なロールのようにコートシートを前面が裏面に接触するように保管した場合、シートの表側のシリコーンコート面上に遊離した非反応性シリコーンオイル(通常高分子量シリコーン)のいくらかが、ロールの裏面(通常コートされていない)に移行する。
【0009】
実際に、この遊離した非反応性シリコーンオイルの汚染は不利益となることがある。例えば、後処理工程の間(例えばラベル貼り付けの間)、コートシートをアイドラーロールの上に通したとき、アイドラーロールに付着物がつくことがある。その結果、シートの巻取の張力が不均一になったり、並行度が失われたりする。関連した問題が、得られた剥離コートシートに印刷する場合、又はシートにラベルを貼り付ける場合に発生する。印刷インク及び溶剤の接着力は、印刷される表面上に遊離した非反応性シリコーンオイルが存在することによって損なわれる。その上、シートのスリップ特性に起因して並行度が失われることにより、特に多段印刷工程を使用している場合、及び正確な並行度が統合した画像を形成するために重要である場合、印刷中に高い不良率が生じることもある。
【0010】
溶剤型の縮合硬化性システムと同等の摩擦係数が得られる熱付加硬化性無溶剤システムによれば、コーターから外した状態でより完全な硬化が実現でき、そのことにより、溶剤型の熱縮合硬化剥離コーティングシステムと比較してより安定な剥離コーティングが得られる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
従って、本技術分野においては、より低い摩擦係数及びより低いスリップを有する熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物が必要とされている。また、溶剤型の縮合硬化性シリコーン剥離組成物と同等のスリップ特性及び触感を備えた熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物も必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、摩擦係数が減少しスリップ特性が改善した熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物を対象としている。
【0013】
本発明の別の態様は、前述の剥離組成物を基材に塗布し、基材上でコーティングを硬化することによって、基材上の熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物を製造する方法を含む。コーティングは熱にコーティングをさらすことにより硬化する。本発明のさらに別の態様は、本発明の無溶剤剥離組成物をコートし熱にさらして硬化した基材を含む、摩擦係数が減少しスリップ特性が改善した、熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コート物品を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
熱付加硬化性アルケニルポリオルガノシロキサンポリマーの独自の混合物により、本発明は、溶剤型の縮合硬化性剥離コーティング組成物と同等に摩擦係数(「CoF」)が減少しているが、硬化及び性能の本質的な諸問題を伴わないコーティングを提供する。本発明の組成物は高分子量の生ゴムを含まない。本発明の組成物はスリップをもたらす表面へのブルーム又は移行が生じず、むしろ本発明の組成物は非常に安定な硬化したマトリクス中に反応する。本発明の組成物は反応性が高く、それゆえ典型的な熱付加硬化性無溶剤剥離コーティング組成物により実現されるのと同等の硬化が得られることに注目すべきである。
【0015】
本発明の組成物は、アクリル系及び天然ゴム系粘着剤の剥離組成物に典型的に見られるような、優れたアンカー性及び安定した剥離をもたらす。また、本発明の組成物は粘度が低く取扱い及び使用が容易である。また、本発明の組成物は多くの添加剤と適合する。本発明の組成物は典型的な熱無溶剤コーティングの方法によって塗布される。
【0016】
以下の詳細な説明において、本発明を実施できる様々な特定の実施態様を参照する。これらの実施態様を当業者が本発明を実施できるよう十分詳細に記載するが、当然のことながら、他の実施態様を用いることもでき、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な化学的な変更を施すこともできる。
【0017】
基本的なコーティング配合は主に3種の成分からなる。その3種の成分は、
1)ベースポリマーであるアルケニル官能性ポリオルガノシロキサンポリマー、
2)オルガノヒドロポリシロキサン官能性架橋剤であって、ホモポリマー、コポリマー又はその両方の混合物、及び
3)ヒドロシリル化触媒(米国特許第3419593号及び第3715334号「Karstedt catalysts」を参照)である。
いくつかの例においては、剥離コントロール剤、アンカー剤、又は粘度調整剤のような他の添加剤を加えることができる。
【0018】
本発明は熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティング組成物であって、以下のものを混合物として含む点に特徴がある。
(a)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が室温で約50cP〜約45000cP、より好ましくは約180cPであり、かつnが約85〜約115、より好ましくは約97であるもの約0〜約50質量部
【化1】

(b)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50000cP〜約150000cP、より好ましくは約100000cPであり、かつnが約855〜約1325、より好ましくは約980であるもの約0〜約25質量部
(c)式(II)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50cP〜約50000cP、より好ましくは約450cPであり、nが約115〜約145、より好ましくは約130であり、mが約1〜約15、より好ましくは約8であるもの0〜約50質量部
【化2】

(d)一般式CH2=CH−[CH2aCH3を有し、aは約4〜約20であってもよく、好ましくは11であるα−オレフィン約0〜約15部
(e)架橋可能なポリマー約0〜約15部
(f)白金族系の触媒システム約0〜約10部
【0019】
架橋可能なポリマーは任意の適当なポリマーであってもよい。適当な架橋可能なポリマーには、例えば一般式(III)又は(IV)を有するホモポリマー架橋剤が含まれるか、
【化3】

【化4】

又は、例えば一般式(V)又は(VI)を有するコポリマー架橋剤が含まれる。
【化5】

【化6】

【0020】
α−オレフィンは、最終組成物の粘度又は流動性を高めるか又は制御する流動調整剤として一般的に使用される。従って、任意の適当な流動調整剤を使用することができる。
【0021】
本発明の熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物は、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、フェノチアジン、ジ−t−ブチルパラクレゾール、アセチレンアルコール、マレイン酸エステル類、フマル酸エステル類などのような従来の重合防止剤を添加することにより、貯蔵中の早期重合に対して安定化することもできる。量にして約0.1〜約0.5質量%以下の安定化剤が一般に効果的である。
【0022】
より好ましい、熱付加硬化性無溶剤剥離コーティング組成物は、以下のものを含んでもよい。
(a)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が室温で約50cP〜約45000cP、より好ましくは約180cPであり、かつnが約97であるもの約35質量部
(b)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50000cP〜約150000cP、より好ましくは約100000cPであり、かつnが約980であるもの約15質量部
(c)式(II)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50cP〜約50000cP、より好ましくは約450cPであり、nが約120であり、mが約8であるもの約40質量部
(d)一般式CH2=CH−[CH2aCH3を有し、aが約11であるα−オレフィン約10質量部
(e)マレイン酸ジアリル約0.3質量%以下
【0023】
本発明の熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物は、一般的に硬化の前に基材に塗布される。ローラーコート、カーテンコート、ブラシ、スプレー、リバースロールコート、ドクターナイフ、ダイレクトグラビア、オフセットグラビア、マルチロール、ディップ、ダイコートなどのような、コーティング技術において既知である任意の従来の方法により、組成物をコーティングとして基材に塗布してもよい。
【0024】
本発明の熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物を用いて、幅広い種類の基材をコートすることができる。基材表面の剥離特性を加減したい場合に、これらの組成物を任意の適当な基材に塗布することができる。例えば、熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物は、グラフィックアートのシートラベル業界において幅広く使用されている。基材の特徴、剥離コーティングに望まれる特性、使用する熱源、及び剥離組成物の個々の配合に左右されて、様々な基材に塗布された本発明の熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物は多様なものとなる。一般的には、所望の結果が得られる最小量のコーティングを塗布することが望まれている。それゆえ、ほとんどの紙とクレイコート基材については、提供された基材に応じて塗布したコート質量が約1.3g/m2〜約1.8g/m2の範囲であってよく、ポリコートクラフト及びフィルム基材については、塗布したコート質量が約0.65g/m2〜約1.15g/m2の範囲であってよく、基材の種類及び目的とする用途に応じて塗布したコート質量は様々な値をとる。
【0025】
本発明の熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離組成物は、既知の形態の熱にさらすことにより硬化することができる。本発明に従えば、本組成物は典型的な最終用途の要求に合わせた一般的な剥離力を提供することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコーンの熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティング組成物であって、混合物として、
(a)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が室温で約50cP〜約45000cPであり、かつnが約85〜約115であるもの約0〜約50質量部;
【化1】

(b)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50000cP〜約150000cPであり、かつnが約855〜約1325であるもの約0〜約25質量部;
(c)式(II)オルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50cP〜約50000cPであり、nが約115〜約145であり、mが約1〜約15であるもの約0〜約50質量部;
【化2】

(d)一般式CH2=CH−[CH2aCH3を有し、aが約4〜約20であってもよいα−オレフィン約0〜約15部;
(e)架橋可能なポリマー約0〜約15部;及び
(f)白金族系の触媒システム約0〜約10部
を含むシリコーンの熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティング組成物。
【請求項2】
成分(a)が、約180cPのブルックフィールド粘度を有する式(I)を含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
成分(a)が、nが約97である式(I)を含む、請求項2に記載の組成物。
【請求項4】
成分(b)が、約100000cPのブルックフィールド粘度を有する式(I)を含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項5】
成分(b)が、nが約980である式(I)を含む、請求項4に記載の組成物。
【請求項6】
成分(c)が、約450cPのブルックフィールド粘度を有する式(II)を含む、請求項1に記載の組成物。
【請求項7】
成分(c)が、nが約130である式(II)を含む、請求項6に記載の組成物。
【請求項8】
成分(c)が、mが約8である式(II)を含む、請求項7に記載の組成物。
【請求項9】
aが11である、請求項1に記載の組成物。
【請求項10】
該架橋可能なポリマーが、一般式(III)又は(IV)を有するホモポリマー架橋剤を含む、請求項1に記載の組成物。
【化3】

【化4】

【請求項11】
該架橋可能なポリマーが、一般式(V)又は(VI)を有するコポリマーを含む、請求項1に記載の組成物。
【化5】

【化6】

【請求項12】
式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約180cPであり、かつnが約97であるもの約0〜約50質量部と、式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約100000cPであり、かつnが約980であるもの約0〜約25質量部と、式(II)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約450cPであり、nが約130であり、mが約8であるもの0〜約50質量部と、一般式CH2=CH−[CH2aCH3を有する、aが約11のα−オレフィン約0〜約15部とを含む請求項1に記載の組成物。
【請求項13】
請求項1に記載の該コーティング組成物を用いてコートした基材。
【請求項14】
請求項1に記載のシリコーン剥離コーティング組成物のコーティングを基材に塗布し、該コーティングを熱にさらすことにより該基材上の該コーティングを硬化することを含む、基材上の剥離コーティングを製造する方法。
【請求項15】
シリコーンの熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティング組成物であって、混合物として、
(a)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が室温で約50cP〜約45000cPであり、かつnが約97であるもの約35質量部;
【化7】

(b)式(I)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50000cP〜約150000cPであり、かつnが約980であるもの約15質量部;
(c)式(II)のオルガノポリシロキサンであって、ブルックフィールド粘度が約50cP〜約50000cPであり、nが約120であり、mが約8であるもの約40質量部;
【化8】

(d)一般式CH2=CH−[CH2aCH3を有する、aが約11のα−オレフィン約10質量部;
(e)マレイン酸ジアリル約0.3質量%以下
を含むシリコーンの熱付加硬化性無溶剤シリコーン剥離コーティング組成物。
【請求項16】
成分(a)が、約180cPのブルックフィールド粘度を有する、請求項15に記載の組成物。
【請求項17】
成分(b)が、約100000cPのブルックフィールド粘度を有する、請求項15に記載の組成物。
【請求項18】
成分(c)が、約450cPのブルックフィールド粘度を有する、請求項15に記載の組成物。
【請求項19】
請求項15に記載の該コーティング組成物を用いてコートした基材。
【請求項20】
請求項15に記載のシリコーン剥離コーティング組成物のコーティングを基材に塗布し、該コーティングを熱にさらすことにより該基材上の該コーティングを硬化することを含む、基材上の剥離コーティングを製造する方法。

【公表番号】特表2007−517090(P2007−517090A)
【公表日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−544118(P2006−544118)
【出願日】平成16年12月10日(2004.12.10)
【国際出願番号】PCT/US2004/041919
【国際公開番号】WO2005/059039
【国際公開日】平成17年6月30日(2005.6.30)
【出願人】(598109291)ローディア インコーポレイティド (41)
【Fターム(参考)】