JP2018511678A

JP2018511678A - シリコーンポリマーを含む材料への粒子の吸着

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Publication number: JP2018511678A
Application number: JP2017548967A
Authority: JP
Inventors: アッヘンバッハ，フランク
Original assignee: Wacker Chemie AG
Current assignee: Wacker Chemie AG
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2016-03-03
Publication date: 2018-04-26
Anticipated expiration: 2036-03-03
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Abstract

本発明は、シリコーンポリマーがその中に分散された有機ポリマー物質を含む材料（Ｍ）に粒子が吸着される、摩擦帯電による粒子吸着方法、および材料（Ｍ）を含む清掃装置に関する。

Description

本発明は、シリコーンポリマーを含有する材料Ｍ上への摩擦帯電による粒子の吸着方法および材料Ｍを含む清掃装置に関する。

審美的および衛生的および健康的な観点から、徹底した建物の清掃は重要かつきつい作業である。この中で、室内のほこりの除去は、その繰り返される形成および広範な分布のために特に困難である。室内のほこりは、動物（家畜、ダニ）、植物（花粉、種子）、人（落ちた皮膚の鱗片、髪の毛）、砂、カビ、細菌、ウイルス、家庭用化学薬品（軟化剤）に由来する多数の有機および無機粒子、繊維および物質からなり、そのため健康への害（アレルギー等）を引き起こす可能性がある。

多くの洗浄剤、装置および器具は、家庭におけるほぐれたほこりの粒子の収集および除去のために利用することができる。基本的には、乾式および湿式乾式清掃方法を区別することができる。自由に接触可能な表面の大きなドライクリーニングには、例えば、電気掃除機を使用することができる。より小さい、特に曲線的で接触しにくい硬質表面（家具、標準的なランプ、写真、テレビ、ラジエーター、装飾物等）のドライクリーニングには、その動作モードが本質的に布または繊維または清掃装置の剛毛上のほこりの粒子のゆるい吸着に基づくものである様々な布巾、羽ぼうき、ほうき、ハンドブラシ、ワイパー、ブラシ、モップ、Ｓｗｉｆｆｅｒ（Ｒ）製品等の使用が効果的であることが判明している。柔らかい表面、特に布地のドライクリーニングのために、特に、ブラシおよび糸くずローラーを使用することができる。

ほこりの粒子の乾式物理吸着に基づく清掃装置では、その有効性が主に２つの要因によって決定されることが一般的である。第１に、ほこりの粒子を集める清掃装置の表面のサイズによって、第２に、ほこりの粒子とその表面自体との間で作用する吸着力の強さによってである。清掃装置の有効表面は、例えば、特別な織物構造、非常に細い繊維および剛毛（例えば、スリットエンドまたはスプリットを有する）の使用によってかなり増加させることができ、これは、例えば、マイクロファイバークロス、羽ぼうき、ダストワイパー等で利用される。清掃装置の吸着力の増加は特に重要である。吸着力が小さ過ぎると、ほこりの粒子が清掃装置によって不十分にしか結合されず、その結果、これらはある場所から他の場所に分配されるにすぎず、除去されない。吸着力の増加は、表面のより強い接着性によって達成され得る（例えば、ＷＯ２００５／０１１４５７号に記載されている）。例えば、糸くずローラーの粘着性表面と清掃されるべき基材との直接接触を回避するために、例えば、ＷＯ２０１２／０２５９００号およびＤＥ２０２００５０１８９７２Ｕ１号明細書に記載されているように、第１の非粘着性ローラーから取り込まれ、吸着されたほこりの粒子を第２の粘着ローラーに転写することができる。しかし、この方法は、簡単な振り落とし、機能停止または拭き取りによる清掃装置の簡単な清掃がもはや不可能であり、ほこりの粒子で飽和された（例えば、ローラーの）表面を処分しなければならないという欠点を有する。さらに、粘着性表面は、洗浄対象物を汚染したり、損傷したりする可能性もある。最後に、この方法は、繊維が互いに接着し、洗浄装置の高い摺動摩擦係数により、洗浄対象物上での摺動が不可能になるので、布タイプ、繊維または剛毛に基づく清掃装置では失敗する。

吸着力を高めるためのさらなる可能性は、オイル、植物ワックス、オリーブの葉の抽出物等が使用される、清掃装置の繊維の含浸またはコーティングにある。これらの要素は、原則として使用後に取り除かなければならない。

吸着力を増加させるためのさらに重要な可能性は、ほこりの粒子を清掃装置の表面に静電的に結合させることにある。ほこりの粒子と洗浄装置との間の静電相互作用は一般的な作用であり、それは常に摩擦または異なる材料との接触によって誘発される。摩擦帯電とも記載されるこの効果は、材料の組み合わせ、摩擦または接触の強さ、大気の湿度、温度等に応じて、異なる程度の強度で起こる。例えば、子羊の毛またはダチョウの羽毛は摩擦によってほとんど静電的に帯電しないが、ポリウレタンフォームは強力な正の静電帯電を受け、テフロン（登録商標）表面は強力な負の静電帯電を受ける。より正確な考察は、異なる材料が一般に異なる電気化学ポテンシャルを有し、その結果、摩擦作用または２つの材料の単純な接触の間でも、電子がより高い電気化学的ポテンシャルを有する材料からより低い電気化学的ポテンシャルを有する材料へ移動し、その結果、前者は正の静電帯電を受け、後者は負の静電帯電を受けることを示す。ここで考慮されているドライクリーニングに基づく清掃装置は、清掃対象物と強く（摩擦的に）接触するので、摩擦電気効果は、清掃装置の吸着強度への貢献は少なくないと推測される。特に、清掃装置は、ほとんどプラスチック材料、即ち、電気絶縁体で作られているからである。摩擦または接触の結果静電帯電した清掃装置の表面は、反対に帯電したほこりの粒子だけでなく、それ自体正味の電荷を持たない極性のまたは誘導によって分極したほこりの粒子を引き付けることができる。

その有効性を高めるために静電帯電を意図的に利用する多くの清掃装置が知られている。例えば、ＥＰ１，７５７，３６９号には、回転すると摩擦パッドによって静電帯電されるほこり結合ローラーを有する清掃装置が記載されている。ＵＳ４４９０８７０Ａ号は、清掃ローラーが、機械的に静電帯電可能なシリコーンエラストマーで被覆された天然ゴムのコアからなり、柔らかく僅かに粘着性の表面を有する２ローラー清掃装置を記載する。接着性および帯電性の結果としてシリコーンエラストマーに結合したほこりの粒子は、感圧接着剤の表面を有する第２のローラー上に転写されて固定されることができる。ここで、天然ゴムとシリコーンエラストマーとの間に強固な結合を形成することの困難さは不利であることが判明した。さらに、良好な静電帯電特性を有するシリコーンエラストマーの表面層の作成は、清掃用布地および他の繊維ベースの清掃用布地では実際上実現可能ではない。

国際公開第２００５／０１１４５７号国際公開第２０１２／０２５９００号独国実用新案公開公報第２０２００５０１８９７２号明細書欧州特許第１，７５７，３６９号明細書米国特許第４４９０８７０号明細書

従って、問題は、その特異的な機能性（使用の適性）を悪化させることなく、乾式物理吸着に基づく洗浄装置の有効性を高めることを可能にする簡単な方法を開発することであった。この問題は、本発明による方法によって解決される。

本発明の主題は、摩擦帯電によって粒子を吸着する方法であって、粒子がその中に微細に分割されたシリコーンポリマーを有する有機ポリマー材料を含む材料Ｍに吸着される該方法である。

２つの異なる材料が互いに擦れ合ったり、一緒にプレスされた後に分離されたりすると、静電帯電が起こり、それにより一方の材料が負になり、他方の材料が正に帯電する。異なる材料は、異なる電子親和力を有し、そのためより高い電子親和力を有する材料は負の帯電を受け、より低い電子親和力を有する材料は正の帯電を受ける。また、２つの材料を擦ると、材料の組み合わせによって、帯電の強さ、即ち、移動される電荷の量が異なることが分かる。摩擦処理における帯電の強度および符号（正または負）に従って、材料は、いわゆる摩擦電気系列表に配置することができる。正の帯電傾向が最も強い材料はこの系列表の正の端部を形成し、負の帯電傾向が最も強い材料は負の端部を形成する。結果として、非常に低い摩擦帯電傾向から全く摩擦帯電しない傾向を示す材料は、この系列表の中間部に位置する。材料の正または負の帯電傾向の強さは、規定された条件下でジュール摩擦エネルギー当たりの材料に移動した正または負の電荷量（クーロンで表される）によって測定され、従って定量化され得る（クーロン／ジュールで表される）。帯電に対する２つの材料の傾向の差が大きいほど（即ち、相互にさらに離れていると摩擦電気系列表にある）、摩擦帯電が摩擦処理中により強く起こる。

シリコーンポリマーは、負に帯電する傾向が最も高い材料の１つである。従って、シリコーンポリマーは摩擦電気系列表の負の端に位置する。従って、シリコーンポリマーが別の材料で擦られると、シリコーンポリマーは常に負に帯電し、他の材料は正に帯電し、このことは、他の材料が摩擦電気系列表においてシリコーンポリマーから離れているほど強くなる。しかし、清掃装置に粒子を吸着するためにシリコーンポリマーを使用する場合、一方でシリコーンエラストマー組成物の比較的高い価格は障害である。第２に、シリコーンポリマーからの布地および繊維の製造は非常に面倒であり、従って高価であろう。最後に、シリコーンポリマーの機械的特性および摩擦特性は、洗浄装置の機能性には不適当である。

驚くべきことに、摩擦帯電に対する有機ポリマー物質の傾向は、有機ポリマー物質の他の使用特性を損なうことなく、非常に少量のシリコーンポリマーによって純粋なシリコーンポリマーのレベルまでほぼ高めることができることが見出された。従って、材料Ｍが製造された。特に、それらのシリコーン様の摩擦電気特性のために、材料Ｍを含有する本発明による清掃装置は、顕著なほこりの取り込みおよび結合を示す。材料Ｍに基づく洗浄装置の製造は、従来の方法に従って行うことができる。

粒子の吸着のためのこの方法は、ろ過またはスクリーニングのような工業的処理における粒子の除去または分離に使用することができる。同様に、粒子の吸着のためのこの方法は、表面のドライクリーニングのための清掃に使用することができる。

好ましくは、この方法では、全ての特定の実施形態においてドライクリーニング、例えば、電気掃除機、電気掃除機バッグ、ほうき、ブラシ、ワイパー、布、スポンジ、羽ぼうき、モップ、抽出フードフィルター、花粉フィルターおよびフライスクリーンに通常使用される清掃装置が使用される。吸着にとって重要な清掃装置の部分は、ほこりを直接取り込み、結合させ、移動させ、または収集する装置である。これらは、典型的には剛毛、（マイクロ）ファイバ、布、フリース、フェルト等である。しかし、これらは柔らかいローラー、スポンジ／フォーム、スラブ、くし等であってもよい。

ほこりを吸着する清掃装置の部品は、材料Ｍからなることが好ましい。

有機ポリマー物質は有機プラスチック、例えば、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ＨＤおよびＬＤポリエチレン）、ポリエステル（ポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレート）、ポリアミド（ポリアミド６およびポリアミド６．６）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、アラミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリルポリメタクリレートコポリマー、ポリアクリロニトリルポリ塩化ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリウレタンである。有機ポリマー物質はまた天然起源のポリマー、例えば、セルロース（ビスコース）、天然ゴム（ゴム）、ポリラクチドおよびキトサンであってもよい。持続可能性の側面のさらなる検討に照らして、綿、竹、麻、ジュート、亜麻、サイザル、アレンガ等の植物繊維、およびヒツジの毛、ヤギ、ウシおよびウマの髪、絹、ダチョウの羽毛等の動物起源の繊維も使用される。

さらに、無機材料、好ましくは充填剤および繊維、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維または金属、特に金属フィラメントもしくはワイヤが、機械的特性を改善するために材料Ｍに好ましく使用され得る。これらの材料Ｍの全ては、場合により混合布で実施されるように組み合わせて、洗浄装置のほこり除去部分にさらに加工することができる。

シリコーンポリマーを有する材料の本発明によらない含浸またはコーティングには、良好な広がり特性を有する比較的可動性のシリコーン（これは清掃材料の表面に物理吸着されて存在するにすぎない）が使用されなければならず、従って清掃すべき表面と接触してこれに移されるという欠点がある。それによってシリコーンで汚染された領域は増大した静電帯電を示し、これは常に存在する空気の循環（対流）のために、ほこりの引き付けおよびほこりの結合の増大、ひいては汚れの増加をもたらす。

シリコーンエラストマー様表面は、不十分な摩擦特性（高い摺動摩擦係数）を有するため、架橋性シリコーン化合物によるコーティングは、目的にかなったものではないことも見出されている。

材料Ｍは微細に分割されたシリコーンポリマーを含有し、これは特に好ましくは材料Ｍ中に均一にまたは好ましくは少なくとも良好に分散して存在する。

ここで、材料Ｍ中のシリコーンポリマーの均質な分布は、好ましくは、０．０１０μｍ未満のシリコーンポリマー粒子の平均粒径を意味すると理解され、ここで、平均粒径Ｄが、式：Ｄ＝Σｎ_ｉＤ_ｉ／Σｎ_ｉに従って計算され、５００個のシリコーンポリマー粒子の粒子直径Ｄ_ｉは、材料Ｍのミクロトーム切片（超薄切片）の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって決定され、ｎ_ｉは、直径Ｄ_ｉを有するシリコーンポリマー粒子の数を与え、Σｎ_ｉ＝５００が適用される。粒度分布は、グラフィックタブレット上で、手作業で行われる一連のＴＥＭ画像の評価によって決定される。ＴＥＭ画像において、円形ではなくむしろほぼ楕円形を示すシリコーンポリマー粒子には、ｉ番目の粒子の直径Ｄ_ｉは、式Ｄ_ｉ＝（Ｄｉ_Ｈ＋Ｄｉ_Ｎ）／２に従って計算され、ここで、Ｄｉ_Ｈは楕円の長軸の長さ、Ｄｉ_Ｎは短軸の長さを表す。平均粒径のＴＥＭ決定は、加速電圧１２０ｋＶのＴＥＭモード（明視野）のＣａｒｌＺｅｉｓｓＡＧ、ＬＩＢＲＡ１２０の透過型電子顕微鏡を用いて行うことができる。

材料Ｍ中のシリコーンポリマーの良好な分散品質は、好ましくは、各々上記の方法に従って決定された、最大１０μｍ、好ましくは２μｍ未満、特に好ましくは０．５００μｍ未満のシリコーンポリマーの平均粒径を意味すると理解される。

シリコーンポリマーとしては、原則として、シリコーンポリマーという用語で当業者に知られている全ての有機ケイ素化合物が可能である。シリコーンポリマーの適切な定義は、Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ／Ｋｕｃｈｌｅｒ：「ＣｈｅｍｉｓｃｈｅＴｅｃｈｎｉｋ」［ＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ］、Ｒ．Ｄｉｔｔｍｅｙｅｒ、Ｗ．Ｋｅｉｍ、Ｇ．Ｋｒｅｙｓａ、Ａ．Ｏｂｅｒｈｏｌｚ（編集）、５巻：「ＯｒｇａｎｉｓｃｈｅＺｗｉｓｃｈｅｎｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｅｎ、Ｐｏｌｙｍｅｒｅ」［ＯｒｇａｎｉｃＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ，Ｐｏｌｙｍｅｒｓ］、章：「Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ」、Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ、Ｗｅｉｎｈｅｉｍ、２００５に見出される。

シリコーンポリマーは、置換もしくは非置換直鎖オリゴもしくはポリジオルガノシロキサン、分枝状シリコーンポリマー、シリコーン樹脂または架橋シリコーンポリマーであることができる。当然に、種々のシリコーンポリマーからなる混合物を使用することもできる。既に述べたように、シリコーン含有コポリマー、例えば、ポリエーテル官能性シリコーン、尿素もしくはウレタン単位を含むシリコーンまたは有機ポリマーとのシリコーンブロックコポリマーも使用することができる。より良好な相加性の目的のために非シリコーン成分、例えば、微粒子ケイ酸、チョーク、タルクおよびシート状ケイ酸塩のような充填剤を含有することもできる高分子量ポリジオルガノシロキサンの使用が特に好ましい。

好ましくは、シリコーンポリマーは、一般式（１）に相当し、
［Ｒ_３ＳｉＯ_１／２］_ａ［ＳｉＲ_２Ｏ_２／２］_ｂ［ＲＳｉＯ_３／２］_ｃ［ＳｉＯ_４／２］_ｄ、（１）、
ここで
Ｒは水素、−ＯＨまたは非置換もしくは置換Ｃ_１からＣ_１８炭化水素残基であり、
ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ０または整数を意味し、
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは、５から１００００の整数である。

Ｃ_１からＣ_１８炭化水素残基Ｒの例は、アルキル残基、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、２−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル残基、ヘキシル残基、例えば、ｎ−ヘキシル残基、ヘプチル残基、例えば、ｎ−ヘプチル残基、オクチル残基、例えば、ｎ−オクチル残基およびイソオクチル残基、例えば、２，２，４−トリメチルペンチル残基、ノニル残基、例えば、ｎ−ノニル残基、デシル残基、例えば、ｎ−デシル残基、シクロアルキル残基、例えば、シクロペンチル残基、シクロヘキシル残基、４−エチルシクロヘキシル残基およびシクロヘプチル残基、ノルボルニル残基およびメチルシクロヘキシル残基である。アルキル残基の中では、Ｃ_１からＣ_６残基、例えば、メチルおよびエチル残基、特にメチル残基が好ましい。

Ｒの例はまた、不飽和Ｃ_１からＣ_１８炭化水素残基、例えば、アルケニル残基、例えば、ビニル残基、２−プロペン−２−イル残基、アリル残基、３−ブテン−１−イル残基、５−ヘキセン−１−イル残基、１０−ウンデセン−１−イル残基、ならびにシクロアルケニル残基（２−シクロヘキセニル残基、３−シクロヘキセニル残基、シクロペンタジエニル残基、２−（シクロヘキサ−３−エン−１−イル）エチル）残基；アリール残基、例えば、フェニル残基、ビフェニリル残基およびナフチル残基；アルカリール残基、例えば、ｏ−、ｍ−およびｐ−トリル残基およびフェネチル残基（２−フェニルエチル残基、１−フェニルエチル残基）ならびにアラルキル残基、例えば、ベンジル残基である。好ましい不飽和Ｃ_１からＣ_１８炭化水素残基Ｒは、ビニル残基およびフェニル残基である。

残基Ｒとしての置換炭化水素残基の例は、ハロゲン化炭化水素、例えば、クロロメチル残基、３−クロロプロピル残基、３−ブロモプロピル残基、３，３，３−トリフルオロプロピル残基および５，５，５，４，４，３，３−ヘプタフルオロペンチル残基、ならびにクロロフェニル残基、ジクロロフェニル残基およびトリフルオロトリル残基である。

残基Ｒは、好ましくは、Ｓｉ−Ｃ結合を介してシリコーンポリマー（１）と結合するが、酸素原子−Ｏ−を介してシリコーンポリマーに結合することもできる。

Ｒは、好ましくは１から６個の炭素原子を有する。エチル残基、フェニル残基、ビニル残基およびメチル残基が特に好ましい。

好ましくは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは、少なくとも１０、特に好ましくは少なくとも１００、特には少なくとも１０００および最大で１５０００、特に好ましくは最大で１００００、特に最大で７０００の数を意味する。

好ましくは、ｃ＋ｄは＜０．１×（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）、特にｃ＋ｄ＜０．０５×（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）を意味する。

好ましくは、全ての残基Ｒの少なくとも５０％、特に好ましくは少なくとも７０％、特には少なくとも８０％がメチル残基を意味する。

原則として、式（１）に対応する全てのシリコーンポリマーを使用することができる。しかし、開口角２°、直径５０ｍｍのプレートコーンシステム（コーンＣＰ５０−２）を使用し、測定温度は２５．００℃±０．０５℃、剪断速度は１ｓｅｃ^−１であるＡｎｔｏｎＰａａｒの「ＭＣＲ３０２」レオメーターを用いて、好ましくはＤＩＮＥＮＩＳＯ３２１９：１９９４およびＤＩＮ５３０１９に従って測定された１０００ｍＰａ．ｓを超える動的粘度を有するシリコーンポリマーが好ましい

シリコーンポリマーおよびほとんどの有機ポリマーの非相溶性／非混和性のために、清掃装置の材料からのシリコーンポリマーの滲み出／ブリードを避けることが好ましい。さもなければ、清掃される表面の上述の不都合なシリコーン汚染が起こる可能性がある。

ブリードは、非常に高い分子量を有するシリコーンポリマー、例えば、ＵＨＭＷポリシロキサン（超高分子量；Ｋ．Ｊ．Ｒｙａｎら、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｎｙｌ＆ＡｄｄｉｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２０００年３月、第６巻、第１号、７から１９頁に記載）を使用することによって防止することができる。

ＵＨＭＷポリシロキサンの重合度は、＞１０００から約１４０００までの範囲にあり、これは７４ｋｇ／モルから１０００ｋｇ／モルの間の数平均分子量に相当する。

典型的なＵＨＭＷポリシロキサンは、好ましくはＤＩＮＥＮＩＳＯ３２１９：１９９４およびＤＩＮ５３０１９に従って空中浮遊回転式レオメーターで測定された１０ｋＰａ．ｓから５０ｋＰａ．ｓの間、好ましくは１５ｋＰａ．ｓから３０ｋＰａ．ｓの間の動的粘度を有し、ここで、０．５ｍｍの測定ギャップを有するプレート−プレートシステム（直径２５ｍｍ）が使用される。測定温度は、２５．００℃＋／−０．１℃である。剪断速度勾配は、０．１ｓｅｃ^−１である。粘度の記載は、独立して実行された３つの個別測定値の算術平均値を表す。

ＵＨＭＷポリシロキサンの鎖長が長いため、清掃材料のポリマー鎖との物理的な絡み合いが起こり、これがブリードを防止する。驚くべきことに、それにもかかわらず、このようにして添加されたシリコーンの含有量が非常に少ない材料の摩擦電気特性は、純粋なシリコーンポリマーの摩擦電気特性とほぼ一致し、他方では他の特性（特に摺動摩擦抵抗）は事実上変わらないことが確立される。シリコーンポリマーのブリードは、材料Ｍがシリコーンブロックコポリマーを含有する場合、特に非シリコーンブロックが材料Ｍと相溶性である場合にも防止される。例えば、材料Ｍとしてのポリエステル繊維の場合、ポリシロキサンポリエステルブロックコポリマーの添加を実施することができた。

シリコーンポリマーのブリードを防止する第３の可能性は、シリコーンポリマーを材料Ｍのポリマー鎖に共有結合させることにある。例えば、ビニル基または（メタ）アクリル基で官能化されたシリコーンポリマーは、有機ポリマーにラジカル結合され得る。共有結合に使用できるさらなる反応は、ヒドロシリル化、縮合、チオール−エン反応、アジド−アルキン反応、アニオン重合またはカチオン重合、マイケル付加等である。清掃材料中のシリコーンの固定は、例えば、熱可塑性材料中に分散し、熱中での剪断下で架橋され、熱可塑性シリコーン加硫生成物を与える架橋性シリコーンゴム化合物の使用によって実行することもできる。

安価で且つ効果的であることから、本発明によれば、動的粘度が１ｋＰａ．ｓから５０ｋＰａ．ｓの間、好ましくは１０から４０ｋＰａ．ｓの間、特に好ましくは１５から３０ｋＰａ．ｓの間にある（好ましくは上記の方法で測定される）高分子量ポリジメチルシロキサンの使用が特に好ましい。

シリコーンポリマーは、ペレット／顆粒またはマスターバッチをすぐに使用できるように商業的に入手可能であり、例えば、これらのさらなる加工の前に熱可塑性プラスチック顆粒に混合することができる。

適切なシリコーン添加処理は、清掃材料ならびにその加工および製造条件に応じて選択しなければならないことは、当業者には明らかである。

所望の摩擦電気的効果は、材料Ｍ中の非常に低い含有率のシリコーンポリマーによる本発明に従って得られる。実施例に示されるように、パーセント以下の範囲のシリコーンポリマーの含有率で十分であり得る。静電帯電に対する清掃材料の傾向によって、１桁のパーセント範囲内のより高い含有量が必要となり得る。好ましくは、信頼できる効果を得るために必要な量だけシリコーンが添加される。実施例に示されているように、一定の含有率を超えるシリコーン含有率のさらなる増加によっては、帯電に対する清掃材料の傾向はさらには増加しない。しかし、材料Ｍ中のシリコーンポリマーの含有率は、少なくとも０．０００１重量％、好ましくは少なくとも０．０１重量％、特に好ましくは少なくとも０．１重量％、いずれの場合も１０重量％未満、好ましくは５重量％未満、特に好ましくは２重量％未満であるべきである。

静電帯電の調整および測定
摩擦帯電は、電界強度（ｋＶ／インチで測定される）に基づいて特徴付けられる。このために、測定器の製造者の推奨に従って、いずれの場合も寸法８０ｍｍ×１２０ｍｍの厚さ２ｍｍのプラスチック板を製造し、その表面が電界強度測定器から１インチの間隔を空けるように垂直に配置した。測定器は、ＩＯＮＳＹＳＴＥＭＳ、Ｉｎｃ．のＥｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃＦｉｅｌｄｍｅｔｅｒＮＩＬＳＴＡＴＭＯＤＥＬ７７５である。この測定器を、製造者の推奨に従って接地し、ゼロ＋／−０．０２ｋＶ／インチの開始電界強度に調整した。電場強度の測定は、２３℃の室温、４８％の大気中の相対湿度で行った。

実験を行う前にプラスチック板をイソプロパノールで洗浄し、翌日測定した。プラスチック板の調整（放電）を、陽イオンおよび陰イオンを生成し、それらを空気流の外側に流すイオン化送風機でこれらを注意深く中和することによって行った。ＳＡＲＴＯＲＩＵＳＡＧの装置ＳａｒｔｏｒｉｕｓＳｔａｔ−ＦａｎＹＩＢ０１を使用した。この装置により、６００×６００ｍｍの作業領域内で対象を中和することができる。プラスチック板を１０ｃｍの送風機距離で１分以内に中程度の送風機回転速度で中和した。

この目的のために特別に設計されたツインローラー装置を用いてプラスチック板の摩擦帯電を行うにより、その摺動摩擦係数（これは、材料によってかなり異なる）とはほとんど無関係に材料の固有の摩擦帯電傾向を決定することができ、これは強力な接触およびその後の分離によって達成される。ツインローラー装置は、摩擦材（例えば、マイクロファイバークロス）で覆うことが可能で、測定モードで互いに接触する２つのシリコーンフォームローラー（直径２０ｍｍ、長さ１５ｃｍ）からなり、ローラーギャップを通してプラスチック板を５回連続して引っ張り、測定を直ちに行う。測定モードにおいて、上部ローラーが５．８８６Ｎの重量の力に対応する６００ｇの総重量で下部ローラーを押すように、下部ローラーを押す上部ローラーの加圧力を重量によって調整した。モーターによって駆動される下部ローラーが５０回転／分の速度で回転し、これにより測定モードにおいてローラーギャップに導入されたプラスチック板が引き込まれ、通過する。２つのローラーの一定の圧力によって、プラスチック板と摩擦材の比較可能な密接な接触が達成され、最終的に、測定された電界強度の良好な再現性として現れた。金属スタンド上に接地されたツインローラー装置も測定の直前に前記イオン化送風機で中和した。各プラスチック−摩擦材の組み合わせについて計５回の測定を行い、電界強度の中央値を決定した。結果を表３に示す。

プラスチック板の調製
化合物およびプラスチック板の製造のために、３つの原料物質を使用した。化合物１：ポリプロピレンＰＰＭａｐｌｉｎ（Ｒ）ＥＰ２００Ｍ、密度０．９ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ＠２３０℃／２．１６ｋｇ＝８ｇ／１０分、製造者ＢａｓｅｌｌＰｏｌｙｏｌｅｆｉｎｅＧｍｂＨ、フランクフルト。化合物３から５：高密度ポリエチレンＨＤＰＥＬｕｐｏｌｅｎ（Ｒ）５０３１Ｌ、密度０．９５２ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ＠１９０℃／２．１６ｋｇ＝６．５ｇ／１０分、製造者ＢａｓｅｌｌＰｏｌｙｏｌｅｆｉｎｅＧｍｂＨ、フランクフルト。化合物６：ポリブチレンテレフタレートＰＢＴＵｌｔｒａｄｕｒ（Ｒ）Ｂ４５００、密度１．３ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ＠２５０℃／２．１６ｋｇ＝１９ｇ／１０分、製造者ＢＡＳＦＳＥ、ルートビヒスハーフェン。

ＫｒａｕｓｓＭａｆｆｅｉＢｅｒｓｔｏｒｆｆ（ハノーバー、独国）ＺＥ２５二軸スクリュー押出機で、６つの化合物（表１の組成および製造条件）を製造した。このために、全ての成分を混合して乾燥ブレンドを得、乾燥ブレンドを重量法で押出機の吸入領域に計量供給した。得られた押出物を水浴中で冷却し、造粒した。

^１）ＰＰ／タルク化合物：
ＳＡＢＩＣＥｕｒｏｐｅ、シッタルト、ＮＬの、ＤＩＮＩＳＯ１１３３に従ったメルトインデックス３３ｇ／１０分（２３０℃／２．１６ｋｇ）を有するポリプロピレン媒体衝撃コポリマー６７．２％。
ダウ・ケミカル・カンパニー、ミッドランド、ＭＩ、米国の、密度０．８７ｇ／ｃｍ^３、ＤＩＮＩＳＯ１１３３に従ったメルトインデックス５ｇ／１０分（１９０℃／２．１６ｋｇ）を有するポリオレフィンエラストマー１０．０％。
Ｉｍｅｒｙｓ、パリ、仏国のＴａｌｃＪｅｔＦｉｎｅ（Ｒ）３ＣＡ２０．０％。
ＣａｂｏｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、ボストン、ＭＡ、米国のカーボンブラックマスターバッチＰＬＡＳＢＬＡＫ（Ｒ）ＬＬ２５９０２．０％。
Ｃａステアレート０．２％
酸化防止剤、紫外線安定剤０．６％
^２）ＵＨＭＷポリシロキサン：「超高分子量」ポリジメチルシロキサン

射出成形板（プラスチック板）の製造
このようにして製造された化合物１から６およびシリコーン添加剤を含まない参考ポリマー（ＰＰ、ＨＤＰＥ、ＰＢＴ）から表２に記載の条件下で、ＥｎｇｅｌＥＳ６００／１２５射出成形機で、平滑な表面および寸法８ｃｍ×１２ｃｍおよび厚さ２ｍｍの射出成形板を製造した。

プラスチック板に加えて、厚さ２ｍｍの液体シリコーンゴムのシートを製造した。このために、液状シリコーンゴムＥＬＡＳＴＯＳＩＬ（Ｒ）ＬＲ３００３／５０（ワッカー・ケミーＡＧ）の１：１の質量比のＡおよびＢ成分を、２５℃のローラー温度で、ローラーミル上で１５分間完全に混合した。次いで、この混合物を液圧プレスで１７０℃の温度で１５分間架橋させた。型から取り出された厚さ２ｍｍのシリコーンエラストマーシートを、空気循環乾燥キャビネット内で、２００℃で４時間持続するテンパリングに供した。

プラスチック板をこするために使用された材料
ａ）ＭＯＰＰＴＥＸＧｍｂＨ（オーストリア）のマイクロファイバークロス「ＭｉｃｒｏｆａｓｅｒｔｕｃｈＰＲＥＭＩＵＭＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ」。記事番号３００５６５青。
ｂ）シリコーンを含まない綿布：標準的な綿織物、汚れていない、注文コード：１００００、名称：１０Ａ、綿１００％、幅１００ｃｍ、約１７０ｇ／ｍ^２、ｗｆｋＴｅｓｔｇｅｗｅｂｅＧｍｂＨ、ブリューゲン（独国）。
ｃ）紙：Ｓｃｈｌｅｉｃｈｅｒ＆Ｓｃｈｕｅｌｌ、ダッセル（独国）からの濾紙、円形フィルター、φ１５０ｍｍ、Ｒｅｆ．Ｎｏ．３１１８１２。

表３から明らかなように、１重量％未満のシリコーン含有率により、電界強度の劇的な増加が既に引き起こされ、それは摩擦の結果としてのプラスチックのより強い静電帯電に対応する。ＨＤＰＥの例は、かなり高いシリコーン含有率により、更なる帯電の増大が起こらないことを確認する。明らかに、シリコーンで達成可能な最大の摩擦帯電は、非常に低いシリコーン含有率で既に達成されている。このことは、液状シリコーンエラストマー（ＬＲ３００３／５０）の静電帯電によっても確認され、その大きさはシリコーン含有プラスチックの大きさを超えないものである。

Claims

摩擦帯電によって粒子を吸着する方法であって、シリコーンポリマーが微細に分布した有機ポリマー材料を含む材料Ｍに粒子が吸着される該方法。
シリコーンポリマーが１Ｐａ．ｓから５０ｋＰａ．ｓの動的粘度を有する請求項１に記載の方法。
材料Ｍ中のシリコーンポリマーの含有率が少なくとも０．０００１重量％かつ１０重量％未満である請求項または２に記載の方法。
有機ポリマー物質が有機プラスチックである請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
有機プラスチックが、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、アラミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリロニトリルポリメタクリレートコポリマー、ポリアクリロニトリルポリ塩化ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレンおよびポリウレタンから選択される請求項４に記載の方法。
線状ポリジオルガノシロキサンがシリコーンポリマーとして使用される請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
１ｋＰａ．ｓから５０ｋＰａ．ｓの動的粘度を有するＵＨＭＷポリシロキサン（超高分子量）がシリコーンポリマーとして使用される請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
シリコーン含有コポリマーがシリコーンポリマーとして使用される請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
材料Ｍ中に微細に分布されたシリコーンポリマーの平均粒径は１０μｍ未満である請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
請求項１から９のいずれか一項に記載の材料Ｍを含む清掃装置。