JP6169652B2 - 塗装用繊維構造体及びペイントローラー - Google Patents

Description

本発明は、塗装用繊維構造体及びペイントローラーに関するものである。

ペイントローラーの塗装用繊維に対して、スプレーによる吹き付け処理で、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）からなる枝状部を備えた撥水撥油性を有するフッ素系樹脂を適用することが特許文献１にて提案されている。この特許文献１に係る発明は、ペイントの吐き出し性を改良し、小さな力で良好なペイントの塗布を実現することを課題とする。

ところが、本発明者が追試したところ、特許文献１に係る発明では、ペイントの吐き出し性が当初は良好な結果を示すものの、塗布回数が増えるに従って、ペイントの吐き出し性が悪化し、ペイントの塗布が重くなり、塗布に要する作業者の力が大きくなってしまうことが確認された。

米国特許第７２５８９２５号明細書

本発明は、ペイントの吐き出し性の悪化を抑制し、塗り広げ易く、比較的小さな力でペイントの塗布を継続することができる塗装用繊維構造体及びペイントローラーの提供を図ることを課題とする。

本発明は、表面にペイントの塗装用繊維を有する塗装用繊維構造体において、前記塗装用繊維の表面には、特許文献１など従来一般に用いられている撥水撥油性を有する枝状部と、微粒子とが、それぞれ分散して配置され、前記微粒子は、コロイダルシリカとＰＴＦＥ微粒子との少なくとも何れか一方であることを特徴とする塗装用繊維構造体を提供することにより、上記の課題を解決する。また、本発明は、前記塗装用繊維構造体を塗装用表面として塗装用ロールに取り付けられているペイントローラーを提供する。

前記枝状部は、炭素数が４〜１２個のＰＴＦＥからなる枝状部であることが適当である。また、前記枝状部はアクリレートを含む撥水撥油性樹脂化合物として前記塗装用繊維にコーティングされる。これによって、塗装用繊維の表面に前記アクリレートをバインダとして枝状部が分散して配置された構造を形成する。

撥水撥油性樹脂化合物は、ＰＴＦＥからなる枝状部によってペイントの吐き出し性の悪化を抑制する。ところが、この撥水撥油性樹脂化合物のみの加工では、樹脂構造の特性上、塗布回数が増えるに従ってその撥水特性の低下が生じてしまうことが避けられなかった。そこで、繊維表面への他物質の付着を防ぐ効果のある特定の微粒子（コロイダルシリカとＰＴＦＥ微粒子との少なくとも何れか一方）を併用することによって、両者のメカニズムの異なる作用が相乗的に発揮され、良好なペイントの吐き出し性を実現することができることを知見して、本発明は完成されたものである。

本発明は、撥水撥油性樹脂化合物に加えてコロイダルシリカとＰＴＦＥ微粒子との少なくとも何れか一方を配合することによって、ペイントの吐き出し性の悪化を抑制し、塗料を吐き出し易く、塗り広げ易い高能率な塗装作業を継続して実現することができる塗装用繊維構造体及びペイントローラーを提供することができたものである。

本発明の実施の形態に係るペイントローラーの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係る塗装用繊維構造体の構造説明図である。 実施例１５と比較例１に係る塗装後のダンボール板の写真である。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（ペイントローラーについて）
図１は、本発明の実施の形態に係るペイントローラの分解斜視図であり、このペイントローラーは、塗装用ロール１と、この塗装用ロール１を回動可能に支持するためのペイントローラ用の支持軸６と、軸受け用部材とを備える。支持軸６は金属製等の剛性を有する素材から構成され、この支持軸６の基端側には把手５が設けられている。支持軸６の先端側には、軸受け用部材が取り付けられる。この軸受け用部材は、２分割された筒部材２、３と、その内部に組み込まれる固定体４とから構成される。筒部材２、３は固定体４を回動可能に内包した状態で、塗装用ロール１の内部に固定される。固定体４は、支持軸１が嵌入されて、支持軸１に対して固定される。これにより、塗装用ロール１が支持軸６に回動可能に支持され、塗料を含んだ塗装用ロール１が塗布面上を回動することで、塗布面に塗料が塗布される。塗装用ロール１は、硬質の合成樹脂等の比較的剛性の高い筒状の支持体１０と、この支持体１０に、熱融着や接着剤などで固定された塗装用繊維構造体１１とから構成されている。

（塗装用繊維構造体について）
次に、この塗装用繊維構造体１１について、より詳しく説明する。
この塗装用繊維構造体１１は、ペイントローラーの塗装用表面を構成するもので、図２に拡大して示すように、織地の地組織１２の片面にパイル状の塗装用繊維１３を有する。なお、図２の例では織地としたが、編地でも実施することができる。塗装用繊維１３は、多数のカットパイルを含む。このカットパイルを構成するパイル糸１４には、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、アクリル系重合体、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン等々の熱可塑性合成繊維や、ビスコース、レーヨンなどの半合成繊維、綿、羊毛、絹などの天然繊維など、種々の素材を用いることができる。

本発明の塗装用繊維構造体１１は、いずれの方法で製造してもよいが、製造方法の一例を示す。塗装用繊維構造体１１は、製編織機、不織布製造装置などを使用して、シングル丸編地、ダブルラッセル編地、多重織物、積層不織布などの布帛を製造する際に、パイル糸１４を供給し、ループパイル布帛を製造し、得られたループパイル布帛をシャーリング機に供するなどして、常法によりループパイルをカットして、カットパイルを形成する。これによりパイル糸１４を２５〜１００質量％の割合で含む塗装用繊維１３を有する塗装用繊維構造体１１を製造する。また必要に応じて、公知の解繊機、毛割機、起毛装置等を用いて解繊することもできる。この解繊は、カットパイルの全高の２０％以上を行なうことが好ましいが、全く解繊処理を施さなくてもよく、塗布条件などに応じて適宜変更して実施することができる。
なお、本発明に係る塗装用繊維構造体１１は、種々の形態の塗装部材に用いることができ、図１のペイントローラーに限らず、塗装用ブラシにも適用することができる。

（コーティングについて）
上記の塗装用繊維１３を有する塗装用繊維構造体１１には、コーティング剤によるコーティングが施される。
このコーティングは、塗装用繊維構造体１１を織成又は編成する前の糸の段階で行ってもよく、塗装用繊維構造体１１の織成又は編成の工程中又は完成後に行ってもよい。また、支持体１０に塗装用繊維構造体１１を配置した後に行ってもよく、何れにしても完成時のペイントローラーの塗装用繊維構造体１１の塗装用表面に設けられた塗装用繊維にコーティングが施されていればよい。

コーティングの方法は、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、ディップコーティング法、スクリーンなどの種々の印刷法等々その方法は特には限定されるものではないが、ディップコーティング法を用いた場合には、その塗装用繊維１３の全体に容易にコーティングすることができるという利点がある。また、コーティングは一回で行なってもよく、複数回で行なってもよい。

上記コーティングによって、従来の撥水撥油性樹脂化合物に加えて、微粒子が塗装用繊維構造体１１の表面に付与されるものである。
この微粒子としては、コロイダルシリカとＰＴＦＥ微粒子との少なくとも何れか一方を含むものである。

（撥水撥油性樹脂化合物）
撥水撥油性樹脂化合物としては、一般に知られた繊維の撥水加工用のＰＴＦＥ化合物や摩擦係数を下げる四フッ化樹脂など、撥水撥油性を有するフッ素系樹脂からなる枝状部を備えたものを適宜選択して用いることができる。この枝状部は、炭素数が４〜１２個のＰＴＦＥからなる枝状部であることが好ましい。この撥水撥油性樹脂化合物は、前記枝状部と塗装用繊維１３に対するバインダとなるアクリレートなどの樹脂成分とを含むものであり、コーティング完了時において、バインダによって枝状部が塗装用繊維１３の表面に分散して付与された構造を示す。なお、バインダとなる樹脂成分は塗装用繊維１３の表面全体を完全に被覆するものであってもよいが、部分的に付着している形態を示すものであることが、塗料の含み量との関係などにおいて好ましい。

（微粒子）
微粒子としてコロイダルシリカとＰＴＦＥ微粒子との少なくとも何れか一方が塗装用繊維１３の表面に分散して配置される。
コロイダルシリカは、酸化ケイ素またはその水和物のコロイドであり、粒子径が5〜300nm程度のものを好適に用いることができる。なお、水の接触角はコロイダルシリカの粒子径に依存すると考えられるため、粒子径は小さいものを選択することが好ましいが、コストと得られる性能との関係を考慮して、粒子径は設定することができる。
ＰＴＦＥ微粒子は、ＰＴＦＥのテロマーなどから構成される樹脂微粒子である。より詳しくは、分子量１０００〜１００，０００のテロマー(低分子の重合体)及びポリマーから構成され、その粒子形状は特に問わないが、鱗片状などの不定形な微細扁平片であるものが好適に利用し得る。ＰＴＦＥ微粒子は、一般には、プラスチックや金属の潤滑性、離型性付与に使用されているものであるが、撥水撥油性樹脂化合物と併用することによって、良好なペイントの吐き出し性を維持し、塗装作業性を改善させ得ることが判明した。

この微粒子は、撥水撥油性樹脂化合物と同じ工程で、若しくは別工程で塗装用繊維１３に付与され、その表面に分散して配置される。なお、この微粒子は、撥水撥油性樹脂化合物のバインダ表面に配置された形態を採るものであってもよく、バインダの存在しない塗装用繊維１３の表面に配置された形態を採るものであってもよく、両形態が混在しているものであってもよい。この微粒子を付与する工程と撥水撥油性樹脂化合物を付与する工程とを別工程で行なう場合、何れの工程を先に行なっても良い。また、コロイダルシリカとＰＴＦＥ微粒子とは併用することも可能である。
これらの微粒子は、撥水撥油性樹脂化合物と協働してペイントの吐き出し性の悪化を抑制する。特に、撥水撥油性樹脂化合物のみの加工では、樹脂構造の特性上、塗布回数が増えるに従ってその撥水特性の低下が生じてしまうことが避けられなかったが、繊維表面への他物質の付着を防ぐ効果のあるコロイダルシリカやＰＴＦＥ微粒子を配合することによって、両者のメカニズムの異なる撥水作用が相乗的に発揮され、良好なペイントの吐き出し性を維持することができたと考えられる。

（他の配合物）
コーティング剤には、撥水撥油性樹脂化合物と前記微粒子の他、その性能を著しく害さない限り、他の樹脂成分や水や有機溶剤などの種々の成分を配合することができる。

（撥水撥油性樹脂化合物と微粒子との配合）
撥水撥油性樹脂化合物と、上記微粒子との使用比率は、適宜変更して実施することができるが、両者の相乗効果を有効に発揮させることができるものであることが好ましく、撥水撥油性樹脂化合物対微粒子との使用比率（固形分質量比）が、９８．４：１．６〜２０．０：８０．０の範囲、より好ましくは９５．０：５．０〜２６．７：７３．３の範囲となるように、最も好ましくは９１．０：９．０〜５０．０：５０．０の範囲となるように、両者を使用する。両者を同一工程でコーティングする場合には、コーティング剤への配合量を上記比率として実施すればよいが、別工程で塗装用繊維１３に配置する場合にも、配置された両者の固形分質量比が上記比率とすることが好ましい。

（実施例１〜１８及び比較例１〜３）
塗装用繊維構造体：ペイントローラ
毛丈25mmのポリエステルとポリアミド合成繊維の混紡糸によるパイル織物を塗装用繊維構造体とし、これに各実施例及び比較例の加工を施した。

コーティング剤配合：表１に示す各実施例及び比較例の配合に従ったコーティング剤を塗装用繊維構造体にロールコーティング法でコーティングし、塗装用繊維構造体を支持体に巻き付けて固定し、試験用のペイントローラを作成した。実施例１〜１８では、繊維製品の撥水及び撥油加工に一般的に使用される撥水撥油性樹脂化合物（ＰＴＦＥの枝状部の中心的炭素数６）とコロイダルシリカの混合物を水と有機溶剤との混合溶剤中に表１の固形分比で配合したものをコーティング剤とし、比較例１ではコーティングを施さないものとし、比較例２ではＰＴＦＥ樹脂のみ、比較例３ではコロイダルシリカのみをコーティング剤とした。

（試験方法）
塗布の作業性の確認試験として、下記の塗料を用いて各実施例及び比較例について２種の試験を行った。
塗料：水性１液ウレタン樹脂塗料
希釈剤：水
希釈率：１０％

作業性（１）の試験
500mm×500mmのダンボール板を水平に置き、常法に従い塗装した。作業者はＡ及びＢの２名とし、塗装時の抵抗（主として塗布作業時に必要な力の程度）を５段階評価で確認した。その結果を、×→△→○→◎→◎◎の順で抵抗が小さくなるとした評価結果を表１に示す。

作業性（２）の試験
1500mm×1500mmのダンボール板を垂直に置き、常法に従い塗装した。作業者は１名とし、力を極力いれずに塗装し、何列塗装できるか確認した。その結果（塗装できた列数）を表１に示すと共に、図３に実施例１５と比較例１に係る塗装後のダンボール板の写真を示す。

（試験結果）
全ての実施例において、比較例１（コーティング剤なし）及び比較例３（コロイダルシリカのみ）よりも作業性が向上したことが明らかになった。
実施例４〜１８にあっては、比較例２（撥水撥油性樹脂化合物（ＰＴＦＥの枝状部の中心的炭素数６）のみ）よりも作業性が向上したことが明らかになり、実施例１２〜１８（特に実施例１４〜１７）では作業性が極めて向上したことが明らかになった。従って、本発明にあっては、撥水撥油性樹脂化合物（ＰＴＦＥの枝状部の中心的炭素数６）とコロイダルシリカとの相乗効果によって、これらを単独でコーティングした場合に比して作業性が格段と向上させ得る手段を提供し得ることが明らかになった。

（他の実施例）
次に、繊維製品の撥水及び撥油加工に一般的に使用される撥水撥油性樹脂化合物（ＰＴＦＥの枝状部の中心的炭素数８）とコロイダルシリカとを固形分比８６．８：１３．２で水と有機溶剤との混合溶剤中に配合した実施例１９を作成した。
また、プラスティックや金属の潤滑性、離型性付与に一般的に使用されているＰＴＦＥ微粒子を有機溶剤中に配合したコーティング剤で１回目のコーティングを施した後、繊維製品の撥水及び撥油加工に一般的に使用される撥水撥油性樹脂化合物（ＰＴＦＥの枝状部の中心的炭素数６）を水と有機溶剤との混合溶剤中に配合したコーティング剤で２回目のコーティングを施した実施例２０を作成した。この実施例２０にあっても、２回目にコーティングした撥水撥油性樹脂化合物と１回目にコーティングしたＰＴＦＥ微粒子との固形分比は、８６．８：１３．２となるように調製した。
これらの実施例１９と２０と用いて、作業性（１）（２）の試験を行った結果を表２に示す。
この表２から明らかなように、撥水撥油性樹脂化合物におけるＰＴＦＥの枝状部の中心的炭素数の相違に関わらず、コロイダルシリカ又はＰＴＦＥ微粒子と併用することによって、撥水性や摩擦係数を低下させる作用を向上させ得ることが確認された。また、コロイダルシリカと同等との効果が、ＰＴＦＥ微粒子で発揮されることが確認された。

１ 塗装用ロール
１１ 塗装用繊維構造体
１２ 地組織
１３ 塗装用繊維

Claims (5)

1. 表面にペイントの塗装用繊維を有する塗装用繊維構造体において、
   前記塗装用繊維の表面には、撥水撥油性を有するフッ素系樹脂からなる枝状部と、微粒子とが、それぞれ分散して配置され、
   前記微粒子は、コロイダルシリカとＰＴＦＥ微粒子との少なくとも何れか一方であることを特徴とする塗装用繊維構造体。
2. 前記枝状部は、炭素数が４〜１２個のＰＴＦＥからなる枝状部であることを特徴とする請求項１記載の塗装用繊維構造体。
3. 前記枝状部とアクリレートとを含む撥水撥油性樹脂化合物が、前記アクリレートをバインダとして塗装用繊維の表面に付与された構造を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の塗装用繊維構造体。
4. 前記撥水撥油性樹脂化合物と前記微粒子との固形分質量比が、９８．５：１．５〜２０．０：８０．０であることを特徴とする請求項３に記載の塗装用繊維構造体。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の塗装用繊維構造体が塗装用表面として塗装用ロールに取り付けられていることを特徴とするペイントローラー。