JP2009292556A

JP2009292556A - 基板搬送用ベルト

Info

Publication number: JP2009292556A
Application number: JP2008146082A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Matsuyama; 裕一松山
Original assignee: Unimatec Co Ltd
Current assignee: Unimatec Co Ltd
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2008-06-03
Publication date: 2009-12-17

Abstract

【課題】塗布基材との親和性が高いコーティング剤を用い、塗布工数を増加させることなく、帯電防止機能があり、しかも摩擦係数が高い基板搬送用ベルトを提供すること。
【解決手段】ウレタン樹脂を主成分とする搬送ベルト基材の背面に、水系コーティング剤を塗設した基板搬送用ベルトであり、該水系コーティング剤は、ポリウレタン水分散物と導電性カーボンブラックを配合して形成され、配合比は、ポリウレタン水分散物を構成するウレタン樹脂と導電性カーボンブラックの体積分率で８３：１７〜６７：３３の範囲であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、導電性、滑り防止機能（グリップ力）を備え、電子部品等の基板を搬送する基板搬送用ベルトに関する。

従来、電子部品基板等は、歯付ベルト及びフラットベルトの背面を利用して搬送されている。

搬送ベルトによる背面搬送を行なう際、搬送中に発生する静電気が電子部品に悪影響することから、搬送ベルトに帯電防止が求められている。また電子部品基板等の搬送物の滑りをなくすために、背面のグリップ力（滑り防止特性）も同時に要求されている。

特許文献１には、アルミニウムの蒸着膜で導電性を付与し、シリコンゴムを塗布することで高摩擦係数を実現した記録用紙を搬送する発熱ベルトが開示されている。しかし、アルミ蒸着膜とシリコンゴムの２層を形成するので、製作工数がかかる問題がある。

また、特許文献２には、導電性付与のためにカーボングラファイト、滑り防止付与のために無機微粒子を用い、接着剤でボンディングして塗膜を形成したシート搬送ローラ用の滑り防止塗膜が開示されている。しかし、塗膜を粉体塗料によって形成しているため、シート搬送ローラのような塗布基材の材質によっては適応することができず、また、液状塗料に比べ多くの工数が必要であるという問題がある。

更に、特許文献３には、ベルト自体を導電性にした複写機用シームレスベルトが開示されている。この文献では、ローラとのすべりを防止するため、表面粗さを工夫している。

しかし、この技術では、表面を粗くすることで摩擦係数を上げようと考えているが、実際にゴムでは摩擦係数は下がると考えられる。また、導電性についていえば、請求項において導電性は１×１０^０[Ω]〜となっているが、実際には１０^８[Ω] であり、１０^０[Ω]の実現性は見られない。

なお、特許文献３では、導電性と表面粗さを付与した面が逆である。

同じ面に、グリップ力と導電性の双方を実現したい場合には、特許文献３の技術を用いて同じ面に望む導電性と摩擦係数を実現することは難しい。表面を粗すと表面が荒れている分表面積が大きくなり、表面電気抵抗値が上がるためである。
特開昭６２−５３８４５号公報特開２００７−２９１２８４号公報特開平６−９５５１７号公報

そこで、本発明の課題は、塗布基材との親和性が高いコーティング剤を用い、塗布工数を増加させることなく、帯電防止機能があり、しかも摩擦係数が高い基板搬送用ベルトを提供することにある。

また本発明の他の課題は以下の記載によって明らかになる。

上記課題は以下の各発明によって解決される。

（請求項１）
ウレタン樹脂を主成分とする搬送ベルト基材の背面に、水系コーティング剤を塗設した基板搬送用ベルトであり、該水系コーティング剤は、ポリウレタン水分散物と導電性カーボンブラックを配合して形成され、配合比は、ポリウレタン水分散物を構成するウレタン樹脂と導電性カーボンブラックの体積分率で８３：１７〜６７：３３の範囲であることを特徴とする基板搬送用ベルト。

（請求項２）
水系コーティング剤の厚み（乾燥後）が、５〜５０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ベルト。

（請求項３）
基板が、電子部品基板であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板搬送用ベルト。

本発明によれば、塗布基材との親和性が高いコーティング剤を用い、塗布工数を増加させることなく、帯電防止機能があり、しかも摩擦係数が高い基板搬送用ベルトを提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の基板搬送用ベルトの一例を示す断面図であり、同図において、１は基板搬送用ベルトであり、１００は基材、１０１はコーティング剤である。

＜基材＞
基材１００としては、ウレタン樹脂を主成分とするもので、例えば熱硬化性ポリウレタンの場合は、液状のポリウレタン樹脂組成物を注型して加熱・硬化させることによって得ることができるが、限定されるわけではない。

成形法としては、ポリオール、硬化物、触媒、顔料等を混合した液と、イソシアネート成分含有液とを混合し、これを注型して硬化反応させる方法や、予めイソシアネートとポリオールを反応させ、イソシアネートの一部をポリオールで変性した変性ポリマーを用い、これに触媒が入った硬化剤を加えて注型し、硬化反応させる方法があるが、いずれでもよい。またその他の添加剤として、可塑剤、顔料、消泡剤、安定剤等を配合することができる。

一方、熱可塑性ポリウレタンの場合の成形方法としては、押出し後、そのまま型に転写して成形する方法がある。また、同様に必要な添加剤を配合することができる。

基材の断面形状は、搬送用ベルトが歯付ベルト、Ｖベルト、平ベルトなどである場合には、各々の形状に応じて適宜選択できる。

＜コーティング剤＞
本発明において、コーティング剤は、水系コーティング剤を用いる。特許文献２のように塗膜を粉体塗料によって形成している場合には、塗布基材の材質によっては適応することができず、また、液状塗料に比べ多くの工数が必要であるという問題があるが、本発明は水系であり、しかも特定の組成であるので、かかる問題が解消される。

水系コーティング剤は、ポリウレタン水分散物と導電性カーボンブラックを配合してなるものである。

本発明において、ポリウレタン水分散物は、処理被膜に柔軟性、基材との密着性、滑り防止機能を与える成分である。

本発明に用いることができるポリウレタン水分散物としては、ポリウレタンを水に乳化分散又は可溶化させた水分散物を用いることができ、例えばウレタン構造内に親水基が導入され、乳化剤を用いることなく乳化分散可能な自己乳化型ポリウレタン水分散物や、あるいは乳化剤を用いてポリウレタンを乳化分散させた強制乳化型ポリウレタン水分散物を好適に用いることができる。

自己乳化型ポリウレタン水分散物は、例えば、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とイオン性親水基を付与する化合物、及び、必要に応じて鎖延長剤とを反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーの中和物を水に分散させた後、アミノ基及び／又はイミノ基を２個以上有するポリアミン化合物で鎖延長反応して得られる。

また強制乳化型ポリウレタン水分散物は、ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物、及び、必要に応じて鎖延長剤とを反応させて得られるイソシアネート基末端プレポリマーを非イオン界面活性剤を用いて水に分散させた後、アミノ基及び／又はイミノ基を２個以上有するポリアミン化合物で鎖延長反応させて得られる。

自己乳化型や強制乳化型のポリウレタン水分散物の製造の際に用いられるポリオール化合物は、特に制限はなく、例えば、２個以上のヒドロキシル基を有するポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリエーテルポリオールなどを挙げることができる。

ポリエステルポリオールとしては、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリヘキサメチレンイソフタレートアジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンセバケート、ポリブチレンセバケート、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリ(３−メチル−１,５−ペンチレン)アジペート、１,６−ヘキサンジオールとダイマー酸の重縮合物、１,６−ヘキサンジオールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物、ノナンジオールとダイマー酸の重縮合物、エチレングリコールとアジピン酸とダイマー酸の共重縮合物などを挙げることができる。

ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ−１,４−シクロヘキサンジメチレンカーボネートジオールなどを挙げることができる。

ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどの単独重合体、エチレンオキシドとプロピレンオキシド、エチレンオキシドとブチレンオキシドのランダム共重合体やブロック共重合体などを挙げることができる。

またポリイソシアネート化合物は、特に制限はなく、例えば、２個以上のイソシアネート基を有する脂肪族ポリイソシアネート化合物、脂環式ポリイソシアネート化合物、芳香族ポリイソシアネート化合物などを挙げることができる。

脂肪族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどを挙げることができる。

脂環式ポリイソシアネート化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、水添キシリレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、１,３−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサンなどを挙げることができる。

芳香族ポリイソシアネート化合物としては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどを挙げることができる。

必要に応じて用いることができる鎖延長剤としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１,４−ブタンジオール、１,６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなどの低分子量多価アルコール、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジアミノシクロヘキシルメタン、ピペラジン、２−メチルピペラジン、イソホロンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどの低分子量ポリアミンなどを挙げることができる。

本発明の方法に用いる自己乳化型ポリウレタン水分散物の製造の際に用いるウレタン骨格に導入するイオン性親水基を付与する化合物は、特に制限はなく、例えば、アニオン性親水基を付与する化合物、カチオン性親水基を付与する化合物などを挙げることができる。

アニオン性親水基を付与する化合物としては、例えば、２,２−ジメチロールプロピオン酸、２,２−ジメチロールブタン酸などを挙げることができる。カチオン性親水基を付与する化合物としては、アルカノールアミン類を好適に用いることができ、例えば、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどを挙げることができる。

本発明において、ポリウレタン水分散物の製造の際に、分散手段や可溶化手段は特に限定されない。

本発明の水系コーティング剤に配合される導電性カーボンブラックは、処理被膜に導電性を与える役割を果たす。

導電性カーボンブラックの種類は特に制限はないが、分散性、導電性に優れたファーネスブラックが好ましい。

ポリウレタン水分散物と導電性カーボンブラックの配合比は、ポリウレタン水分散物の配合量が少なすぎると被膜の静摩擦係数、塗膜の密着性、柔軟性が低下し、また、配合量が多すぎると体積抵抗率が増大するので、ポリウレタン水分散物を構成するウレタン樹脂と導電性カーボンブラックの体積分率が８３：１７〜６７：３３となるように決定され、好ましくは、ウレタン樹脂と導電性カーボンブラックの体積分率が８０：２０〜７０：３０となるように決定される。

本発明の水系コーティング剤に配合できるその他の成分としては、界面活性剤、消泡剤、増粘剤などが挙げられる。

＜基板搬送用ベルト＞
本発明の基板搬送用ベルトは、基材１００の背面に、コーティング剤１０１を塗設することにより形成できる。

塗膜の厚みは、５〜５０μｍの範囲が好ましく、１０〜３０μｍの範囲がより好ましい。

塗布方法は、格別限定されないが、スプレー法が複雑な形状の背面に塗布できるので、好ましい。

塗布によって形成された塗膜は、その後乾燥したり、焼成したりして固定化する。本発明では、１００〜１５０℃の範囲で、２０−４０分間加熱焼成して固定化すると、ベルト基材を熱劣化させることなく、安定した皮膜を形成させることができるので好ましい態様である。

本発明の搬送用ベルトは、歯付ベルト、Ｖベルト、平ベルトなどのいずれでもよい。

図２に、搬送用ベルトの例を示す。図２（Ａ）は、ガイド付平ベルト、図２（Ｂ）は歯付ベルトである。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）共に左は正面図（断面形状）、右は側面図であり、図２（Ａ）において、１００Ａはプーリ接触面、１００Ｂはガイド、図２（Ｂ）において、１００Ｃは谷部、１００Ｄは山部（歯部）である。

本発明において、搬送用ベルトで搬送する対象は、電子部品等の基板である。

以下、実施例により本発明の効果を例証する。

実施例１
＜コーティング剤の調製＞
ポリウレタン水分散液として「タケラックＷＳ−６０２１」（固形分３０％）（三井化学ポリウレタン株式会社製）を４３．３３ｗｔ％、導電性カーボンブラックとして「ピグダイブラックＬＮ−７２０−Ｎ」（固形分３０％）（レジノカラー工業株式会社製）を２３．３３ｗｔ％使用し、蒸留水３３．３３％を加え、塗料固形分を２０ｗｔ％に調製した。

焼成後被膜の体積分率は、ウレタン樹脂：カーボンブラック＝７３：２７であった（カーボンブラックの体積分率は２７％）。

＜搬送ベルトへの塗布＞
試験用の搬送ベルトサンプル（ポリウレタン硬化物製の平ベルト）の裏面に、上記コーティング剤をスプレー法により塗布し、その後、１２０℃で３０分間、加熱焼成してコーティング剤（層）を設けた。これを試験サンプル１−１とした。

また比較サンプルとして、上記のコーティング剤を設けないものを、比較サンプル１−１とした。

＜評価＞
１．摩擦係数測定
試験サンプル１−１（コーティング剤の厚み：２０μｍ）と、比較サンプル１−１の摩擦係数をＨＥＩＤＯＮ表面性試験機（新東科学株式会社）を使用して、以下の試験条件で測定した。なお、膜厚の確認には電磁膜厚計ＬＺ−２００（株式会社ケット科学研究所）を使用した。

（試験条件）
測定面ＳＵＳ
測定面の状態乾燥
錘２Ｋｇ
引張り速度５ｍｍ／ｍｉｎ

参考までに、試験装置図を図３に示す。図３において、１０は試験サンプル（ベルト）、１１は測定面、１２は錘、１３はロードセルである。

（試験結果）
その結果、比較サンプル１−１の摩擦係数は０．４０で、試験サンプル１−１の摩擦係数は０．５０であった。

２．耐久試験
導電性向上及び摩擦係数上昇のためにベルト背面に膜厚違いのコーティング剤を施したベルトにて、以下の耐久試験を実施し、屈曲耐久性について確認を行なった。

（試験サンプル）
（Ａ）コーティング剤の膜厚
サンプル２−１１０μｍ
サンプル２−２２０μｍ
サンプル２−３３０μｍ
比較サンプル２−１コーティングなし

（Ｂ）表面電気抵抗率
上記各サンプルについて、表面電気抵抗率測定装置「ハイレスタＭＣＰ-ＴＥＳＴＥＲ」（三菱化学社製：ピン間距離２０ｍｍの２ピン式電極使用）を用い、サンプルにピン電極を押し付けて抵抗値を測定した。

その結果、サンプル２−１〜３の表面電気抵抗率は、１×１０^５Ω以下であった。

（試験条件）
図４に示す試験機を用いた。図４において、２０は搬送用ベルトであり、一対の駆動プーリ２３と従動プーリ２２に懸架されている。２１は取付初張力を付与するための緊張プーリであり、２４、２５は従動ロールである。

試験においては、プーリ回転数を９６ｒｐｍ、取付初張力を２０Ｎ、屈曲回数（周回数×５）を１×１０^６とし、試験時間を約５１０時間とした。

（試験結果）
１．外観の状態
各サンプルについて、コーティング剤の膜厚違いにて、割れや剥がれ等の特異な症状は見られなかった。

２．表面電気抵抗率は以下の表１に示す。

本発明の基板搬送用ベルトの一例を示す断面図搬送用ベルトの例（Ａ）ガイド付平ベルト、（Ｂ）歯付ベルト摩擦係数測定試験の試験装置図耐久試験の試験装置図

符号の説明

１００：基材
１０１：コーティング剤
１００Ａ：プーリ接触面
１００Ｂ：ガイド
１００Ｃ：谷部
１００Ｄ：山部（歯部）
１０：試験サンプル（ベルト）
１１：測定面
１２：錘
１３：ロードセル
２０：搬送用ベルト
２１：緊張プーリ
２２：従動プーリ
２３：駆動プーリ
２４、２５：従動ロール

Claims

ウレタン樹脂を主成分とする搬送ベルト基材の背面に、水系コーティング剤を塗設した基板搬送用ベルトであり、
該水系コーティング剤は、ポリウレタン水分散物と導電性カーボンブラックを配合して形成され、配合比は、ポリウレタン水分散物を構成するウレタン樹脂と導電性カーボンブラックの体積分率で８３：１７〜６７：３３の範囲であることを特徴とする基板搬送用ベルト。
水系コーティング剤の厚み（乾燥後）が、５〜５０μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の基板搬送用ベルト。
基板が、電子部品基板であることを特徴とする請求項１又は２記載の基板搬送用ベルト。