JP2006198541A

JP2006198541A - クリーニングローラー

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Publication number: JP2006198541A
Application number: JP2005013975A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Osawa; 康久大澤
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-01-21
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-21
Also published as: JP4632031B2

Abstract

【解決手段】パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを塵埃除去のための弾性粘着層としたことを特徴とするクリーニングローラー。
【効果】本発明のクリーニングローラーは、耐溶剤性に優れるパーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを粘着除塵層とすることで再生利用が容易であり、また、低分子成分の移行もないので、電気電子をはじめとしたクリーン化を必要とする幅広い分野で使用することができ、その工業的な利用価値が大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐溶剤性、耐薬品性、耐熱性、低温特性が良好であり、粘着性を有するパーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを塵埃除去部分に使用したクリーニングローラーに関するものである。

従来のゴムの粘着性を利用したクリーニングローラーは、ブチルゴムやＮＢＲなどの合成ゴムに粘着付与剤を添加したものや低硬度のシリコーンゴムの粘着性を利用して塵埃を除去するものであった。

また、使用中に塵埃が多量に付着した場合にはゴムローラーを溶剤で洗浄するか、ゴムよりも強力な粘着性を有するアクリル系などの粘着シートに転写させて再生する必要がある。

しかしながら、溶剤による洗浄の場合、従来の上記ゴム材料では耐溶剤性は不十分であり、洗浄特性に優れるケトン系、低級アルコール系、カルボニル系、有機酸系などの極性溶剤には容易に劣化してしまい、耐久性に劣るという欠点を有している。

更に、粘着シートに塵埃を転写する場合には、ゴム材料中の粘着付与剤も同時に転写されて粘着力が徐々に低下してしまうという欠点を有している。

また、シリコーンゴム系のローラーに関しては、シリコーンゴムから発生する低分子シロキサンが除塵工程中に転写されることがあり、印刷物などの塵埃を除去する際には転写された低分子シロキサンによりインクがはじかれてしまう現象、いわゆるシロキサントラブルが発生してしまい用途は限定されてしまう。

なお従来、本発明と類似した構造を有する「定着ロール」（特許文献１：特許第２７８４１４１号公報）が提案されているが、このものはその名称に示されるように複写機のトナーを定着させるものであり、紙送り機能を必要とするためゴム弾性体に粘着性がないものが好ましく使用されるので、本発明のクリーニングローラーとは用途が根本的に異なるものである。

クリーニングローラーは、複写機用定着ロールとは異なり、前述したようにゴムの弾性と粘着力を利用して凹凸のある面に付着した塵埃を除去するのに加えて多量の塵埃付着時には洗浄もしくは転写することで再生使用するものである。

特許第２７８４１４１号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムの粘着性を利用した塵埃付着による除塵作用と、耐溶剤性、耐薬品性に優れたクリーニングローラーを提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、充填補強剤としてシリカを含有するパーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを除塵層とするクリーニングローラー構造にすることで、理想的な効果を期待できることを見出し、本発明をなすに至った。

即ち、本発明は、パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを塵埃除去のための弾性粘着層としたことを特徴とするクリーニングローラーを提供する。

本発明のクリーニングローラーは、耐溶剤性に優れるパーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを粘着除塵層とすることで再生利用が容易であり、また、低分子成分の移行もないので、電気電子をはじめとしたクリーン化を必要とする幅広い分野で使用することができ、その工業的な利用価値が大きい。

本発明のクリーニングローラーは、図面に示すように、円筒状芯材（図１，２）、円柱状芯材（図３，４）等の芯材１の外周に塵埃除去のための弾性粘着層２を形成したものとすることができるが、これに限定されるものではなく、ローラー形状であればいずれのものでもよく、芯材１の形状にかかわらず除塵効果は同等なものが得られる。

芯材１の材質は円筒又は円柱状等に加工できるものであればよく、具体的には各種金属、金属酸化物、セラミック、ガラス、石材などの無機物、各種耐熱性プラスティック、木材などの有機物加工品などが挙げられるが、その上に後述する弾性粘着層を形成する場合、弾性粘着層との接着性を向上させるために表面にプライマーを塗布しても差し支えない。

本発明のクリーニングローラーは、前記弾性粘着層２をパーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムにて形成したものである。
この場合、パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムとしては、架橋サイトがＳｉ−ＣＨ＝ＣＨ₂であり、架橋システムが付加反応架橋もしくはパーオキサイド架橋である架橋性フッ素ゴム組成物の硬化物であることが好ましい。なお、かかる組成物は、特許第２９９０６４６号公報、特開２０００−００７８３５号公報、特開２００１−１０６８９３号公報、特開２００３−２０１４０１号公報等により詳しく記載されているものであり、商品名ＳＩＦＥＬシリーズ（信越化学工業（株）製）として一般的に入手可能なものである。

これらの中でも、パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムとしては、
（Ａ）分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に二価のパーフルオロアルキレン構造又は二価のパーフルオロポリエーテル構造を有するパーフルオロ化合物の前記アルケニル基の一部に、分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有するアルケニル基と付加反応可能な化合物の前記ヒドロシリル基が付加してなるポリマー、
（Ｂ）補強性フィラー、及び
（Ｃ）分子中にヒドロシリル基を有する付加反応可能な架橋剤又はパーオキサイド架橋剤を前記（Ａ）成分を硬化させるのに十分な量
を含有してなる架橋性フッ素ゴム組成物を硬化させてなるものであることが好ましい。

ここで、（Ａ）成分は、分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に二価のパーフルオロアルキレン構造又は二価のパーフルオロポリエーテル構造を有するパーフルオロ化合物の前記アルケニル基の一部に、例えば、後述する（Ｃ）成分の一部として記載されるような、１分子中に１個以上のフッ素含有一価炭化水素基を有する、あるいは有しない、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子（ＳｉＨ基）を少なくとも２個、好ましくは３個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン等の有機ケイ素化合物などの、分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基（即ち、ＳｉＨ基）を有するアルケニル基と付加反応可能な化合物の前記ヒドロシリル基が付加してなるポリマーを使用することが望ましいものであり、これは、付加反応可能な化合物を付加する前のパーフルオロ化合物を使用した場合は、ゴム組成物が液状の組成物となるために、成形時に一般的なゴム成形用２枚金型を用いる場合には、材料の仕込みに時間がかかり、作業効率に劣るという不利があるのに対し、上記付加反応可能な化合物を付加した後のポリマーを用いることにより、一般的なゴム用２本ロールで混練することにより簡単に均一な組成物（ペースト状のミラブルゴムコンパウンド）を調製することができることに加えて、成形に用いる金型も簡易な一般的ミラブルゴム用２枚金型を使用しても作業性に優れているため加工が簡単であるという利点がある。

この場合、上記（Ａ）成分において、アルケニル基の一部をヒドロシリル化付加反応する以前のアルケニル基含有パーフルオロ化合物としては、下記一般式（１）で表される直鎖状フルオロポリエーテル化合物であることが好ましい。

［式中、Ｘは−ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＣＨ₂ＯＣＨ₂−又は−Ｙ−ＮＲ−ＣＯ−（Ｙは−ＣＨ₂−又は下記構造式（Ｚ）

（ｏ，ｍ又はｐ位）で示される基）
で表される基、Ｒは水素原子、メチル基、フェニル基又はアリル基、Ｘ’は−ＣＨ₂−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＯＣＨ₂−又は−ＣＯ−ＮＲ−Ｙ’−（Ｙ’は−ＣＨ₂−又は下記構造式（Ｚ’）

（ｏ，ｍ又はｐ位）で示される基）
で表される基であり、Ｒは上記と同じである。ａは独立に０又は１、Ｌは２〜６の整数、ｂ及びｃはそれぞれ独立に０〜２００の整数であり、好ましくはｂ，ｃはそれぞれ独立に２〜１８０の整数であり、特に好ましくはｂ，ｃはそれぞれ独立に１０〜１５０の整数である。］

（Ｂ）成分の補強性フィラーは塵埃が付着した後の再生過程での耐久性に関連する重要な成分である。フィラーとしては、ヒュームドシリカ、湿式シリカ、粉砕シリカ、炭酸カルシウム、珪藻土、カーボンブラック、各種金属酸化物粉末等を挙げることができ、また、これらを各種表面処理剤で処理したものであってもよい。この中で、機械的強度の向上の点から、特にヒュームドシリカが好ましく、更に、分散性の向上の点から、ヒュームドシリカをシラン系表面処理剤で処理したものが好ましい。

（Ｂ）成分の補強性フィラーの添加量としては、（Ａ）成分１００質量部に対して１〜２００質量部が好ましい。特に、機械的特性の安定の点から５〜１００質量部が好ましい。

（Ｃ）成分は（Ａ）成分のポリマーを硬化させる架橋剤であり、（Ｉ）分子中にヒドロシリル基を有する付加反応可能な架橋剤もしくは（ＩＩ）パーオキサイド架橋剤に大別できる。

（Ｃ）成分として付加反応架橋を用いる場合は、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２個有する、オルガノハイドロジェンポリシロキサン等の有機ケイ素化合物が必要であり、（Ａ）成分との相溶性、分散性、硬化後の均一性の観点から、１分子中に１個以上のフッ素含有一価炭化水素基を有するものが好ましい。

更に、付加反応架橋を用いる場合、（Ａ）成分中のアルケニル基とヒドロシリル基との付加反応を促進する触媒が必要であり、このヒドロシリル化反応触媒は、一般に貴金属の化合物であり、高価格であることから、比較的入手し易い白金又は白金化合物等の白金族金属化合物がよく用いられる。

（Ｃ）成分として有機過酸化物を使用する場合、該有機過酸化物は、通常過酸化物硬化型ゴムを硬化させるために使用されているものを特に制約なく使用することができ、具体的には、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス（２，４−ジクロロベンゾイル）パーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン、ｔ−ブチルパーベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジクミルパーオキサイド等が挙げられる。これらは、１種単独でも、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

（Ｃ）成分の添加量は、（Ａ）成分のポリマーを硬化させるのに十分な量であればよく、通常、付加架橋の場合は（Ｃ）成分中のヒドロシリル基／（Ａ）成分中のアルケニル基のモル比率が０．５〜２．０、更に好ましくは０．８〜１．５となる範囲であり、白金又は白金化合物等の白金族金属化合物が白金族金属として（Ａ）成分に対して０．１〜１，０００ｐｐｍ、好ましくは１〜５００ｐｐｍである。また、有機過酸化物を使用する場合は、（Ａ）成分のポリマー１００質量部に対して０．０１〜５質量部、好ましくは０．０５〜３質量部を配合する。

上記含フッ素ゴム組成物は、その組成物形態が液状ゴム組成物とミラブルゴム組成物の２種類あるが、両者とも補強剤としてシリカ粉末が配合されているために本発明に適用する成形品としての粘着及び再生特性は同じである。上記で説明した付加反応架橋型もしくはパーオキサイド架橋型のパーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴム組成物としては、例えば、ＳＩＦＥＬ５７０１、ＳＩＦＥＬ３１５５等に代表されるＳＩＦＥＬシリーズ（信越化学工業（株）製）などが挙げられる。

本発明のクリーニングローラーは種々の用途に利用することができる。即ち、塵埃を嫌う電子部品、具体的にはプリント基板、フレキシブル基板、液晶をはじめとする各種ディスプレイなどの製造工程での除塵、外装部品のスクリーン印刷、オフセット印刷、タンポ印刷などの印刷工程での除塵などをはじめとして、クリーン化が必要とされる用途に幅広く使用することができる。

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。
実施例及び比較例で用いられるゴム材料及びプライマー
（パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを形成可能な架橋性フッ素ゴム組成物）
含フッ素ゴム組成物（Ｉ）：ＳＩＦＥＬ５７０１（信越化学工業（株）製、ミラブルタイプ組成物標準配合）
含フッ素ゴム組成物（ＩＩ）：ＳＩＦＥＬ３１５５（信越化学工業（株）製、液状１液タイプ組成物標準配合）
含フッ素ゴム組成物プライマー：プライマーＳＦ−１（信越化学工業（株）製）
（シリコーンゴム組成物）
パーオキサイド架橋型シリコーンゴム組成物（Ｉ）：ＫＥ９４１（信越化学工業（株）製、標準配合）
パーオキサイド架橋型シリコーンゴム組成物（ＩＩ）：ＫＥ９７１（信越化学工業（株）製、標準配合）
シリコーンゴム用プライマー：プライマーＮｏ．４（信越化学工業（株）製）
（芯材）
図３に示すような円柱形状（外径３０ｍｍ、長さ１７０ｍｍ）のステンレス製芯材
（金型）
外径４０ｍｍ（ゴム厚５ｍｍ）に設計したゴム用２枚金型

（評価用成形品の製造）
図３に示す構造の成形品を得るために下記の工程で製造を行った。
（１）加熱されていない２枚金型の両面に材料を仕込み、芯金には各材料に適したプライマーを塗布した。
（２）金型に芯金をセットして金型を閉じ、１７０℃に設定されたゴムブレスで１５分間架橋した。
（３）得られたクリーニングローラーを２００℃で４時間のポストキュアーをしてから各種評価を行った。
［塵埃除去評価方法］
実験室内に３日間放置して十分に塵埃が付着したポリエステルシートを得られたクリーニングローラーで２往復して塵埃除去したものを、５０倍の顕微鏡で観察したときのクリーン具合を観察した。
○：十分な塵埃除去効果がある。
×：多少の除去効果があるが、細かな埃の除去は難しい。
［再生耐久性評価方法］
超音波洗浄装置内のイソプロピルアルコール中に１０分間浸漬させ、付着した塵埃を除去後、１０分間乾燥させたときのゴム材料の安定性を確認した。
○：膨潤や変形が一切なく、すぐに再生利用可能である。
×：膨潤、変形してしまい、再生利用が困難である。

［実施例１，２］
表１に示すように、パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴム組成物を粘着層とした構造のクリーニングローラーの評価を行った。なお、参考ゴム物性も併記した。
実施例１ではゴム硬度の高い含フッ素ゴム組成物を用いたが、良好な除塵効果が得られた。実施例２では液状タイプの含フッ素ゴム組成物を用いたが、同様な結果であった。

［比較例１，２］
表１に示すように、シリコーンゴム組成物を粘着層とした構造のクリーニングローラーの評価を行った。なお、参考ゴム物性も併記した。
比較例１では硬度の低いシリコーンゴムを用いたために除塵効果はあるものの溶剤に浸漬洗浄後に再利用を行おうとしたが膨潤変形が発生してしまった。比較例２では実施例１と同様な硬度にしたが除塵効果は少なく再利用も困難であった。

芯材が円筒状のクリーニングローラーの縦断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。芯材が円柱状のクリーニングローラーの縦断面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

符号の説明

１芯材
２弾性粘着層

Claims

パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを塵埃除去のための弾性粘着層としたことを特徴とするクリーニングローラー。
上記パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムを形成する架橋性フッ素ゴム組成物の架橋サイトがＳｉ−ＣＨ＝ＣＨ₂であり、架橋システムが付加反応架橋もしくはパーオキサイド架橋であることを特徴とする請求項１記載のクリーニングローラー。
上記パーフルオロポリエーテル系含フッ素ゴムが、
（Ａ）分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有し、かつ主鎖中に二価のパーフルオロアルキレン構造又は二価のパーフルオロポリエーテル構造を有するパーフルオロ化合物の前記アルケニル基の一部に、分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有するアルケニル基と付加反応可能な化合物の前記ヒドロシリル基が付加してなるポリマー、
（Ｂ）補強性フィラー、及び
（Ｃ）分子中にヒドロシリル基を有する付加反応可能な架橋剤又はパーオキサイド架橋剤を前記（Ａ）成分を硬化させるのに十分な量
を含有してなる架橋性フッ素ゴム組成物を硬化させてなるものであることを特徴とする請求項２記載のクリーニングローラー。
（Ａ）成分において、ヒドロシリル化付加反応する前のアルケニル基含有パーフルオロ化合物が、下記一般式（１）

［式中、Ｘは−ＣＨ₂−、−ＣＨ₂Ｏ−、−ＣＨ₂ＯＣＨ₂−又は−Ｙ−ＮＲ−ＣＯ−（Ｙは−ＣＨ₂−又は下記構造式（Ｚ）

（ｏ，ｍ又はｐ位）で示される基）
で表される基、Ｒは水素原子、メチル基、フェニル基又はアリル基、Ｘ’は−ＣＨ₂−、−ＯＣＨ₂−、−ＣＨ₂ＯＣＨ₂−又は−ＣＯ−ＮＲ−Ｙ’−（Ｙ’は−ＣＨ₂−又は下記構造式（Ｚ’）

（ｏ，ｍ又はｐ位）で示される基）
で表される基であり、Ｒは上記と同じである。ａは独立に０又は１、Ｌは２〜６の整数、ｂ及びｃはそれぞれ０〜２００の整数である。］
で表される直鎖状フルオロポリエーテル化合物であることを特徴とする請求項３記載のクリーニングローラー。