JPH09108601A - コーティング液保持部材およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーティング液（たとえば離型剤、油剤、塗
料等）を多量に保持可能であって保持したコーティング
液の吐出性能にも優れた、好ましい特性を有するコーテ
ィング液保持部材を提供する。 【解決手段】 耐熱性繊維が結合剤によって相互に結合
されてなり、繊維間に結合剤の存在しない微細な連通空
隙および均一に分布した孔径０.０５〜２mmの気孔群を
有し、総空隙率が３０〜９０％である多孔質成形体によ
りよりコーティング液保持部材を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コーティング液た
とえば離型剤、油剤、塗料等を均一に塗布するコーティ
ング装置のための、コーティング液保持部材に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】各種離型剤、油剤、塗料等、物体の表面
特性を変えるためのコーティング液を物体表面に塗布す
る装置においては、塗布対象物体に接触してコーティン
グに直接関与する塗布部材と、塗布部材に供給するコー
ティング液を蓄えておく部材すなわちコーティング液保
持部材とが必要である。

【０００３】コーティング液保持部材としては、大型の
装置の場合はタンク等の容器が用いられることが多い
が、コーティング液の消費量があまり多くない場合に用
いられるものに、塗布部材と一体化させた状態で使われ
るコーティング液保持部材がある。

【０００４】従来、この種のコーティング液保持部材と
しては、金属などの中空パイプの表面に多数の小さな貫
通孔を設け、パイプの中空部にコーティング液を保持さ
せ、パイプ外周面に密着させた塗布部材に貫通孔からコ
ーティング液を少しずつ流出させるようにしたもの（た
とえば実開昭５９−７３７６２号公報，特開昭６０−１
３６７８２号公報）、連続気孔を有する合成樹脂発泡体
にコーティング液を含浸させ、それを毛細管現象により
滲出させるようにしたもの（たとえば特公昭６１−６３
８１号公報）などがあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】コーティング装置はコ
ーティング液を過不足なく安定して塗布できるものでな
ければならない。このため、ポンプのような定量吐出手
段を備えていない上記方式のコーティング液保持部材に
おいてはコーティング液吐出の安定性が重要であって、
使用開始時以降、保持したコーティング液がほとんど無
くなるまで、必要とされる量のコーティング液を安定し
て吐出可能なものであることが望まれる。また、なるべ
く長期間使用可能なよう、保持し吐出可能なコーティン
グ液の総量が多いことが望まれる。

【０００６】本発明は上記要請にこたえることを目的と
し、多量のコーティング液を保持可能であって保持した
コーティング液の吐出性能にも優れた、好ましい特性を
有するコーティング液保持部材を提供しようとするもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明により提供された
コーティング液保持部材は繊維質成形体からなるもので
あって、該繊維質成形体が、繊維間に結合剤の存在しな
い微細な連通空隙を有し且つ均一に分布した孔径０.０
５〜２mmの気孔群を有し、総空隙率が３０〜９０％であ
る多孔質のものであることを特徴とする。

【０００８】図１および図２はこのコーティング液保持
部材の一例の電子顕微鏡写真である（図１は表面を、図
２は破断面を示す）。図３は、このコーティング液保持
部材を構成する繊維質成形体中の空隙と気孔の存在状態
をモデル的に示したもので、成形体中に均一に分布した
孔径０.０５〜２mmの気孔１が微細な繊維間空隙２によ
って連通され、繊維間空隙２の一部は成形体表面３に開
口している。

【０００９】ここで総空隙率とは、微細な繊維間空隙の
体積とそれよりも大径の気孔群の体積とを合計した体積
の、繊維質成形体体積に対する比率であって、次式で算
出される値である。 総空隙率（％）＝〔１−嵩比重／真比重〕×１００

【００１０】また、本発明は耐熱性繊維１００重量部に
粒径０.０５〜２mmの耐水性粒状有機物１０〜３００重
量部、結合剤２〜１００重量部および水を加えて混練
し、得られた可塑性混合物を成形し、乾燥して結合剤を
硬化させたのち１５０〜４００℃に加熱して耐水性粒状
有機物を消失させることを特徴とする上記コーティング
液保持部材の製造法を提供するものである。

【００１１】さらにまた、本発明は耐熱性繊維１００重
量部に粒径０.０５〜２mmの耐水性粒状有機物１０〜３
００重量部、有機結合剤と無機結合剤の混合物５０〜３
００重量部および水を加えて混練し、得られた可塑性混
合物を成形し、乾燥して硬化させた後、４００〜１００
０℃で焼成して耐水性粒状有機物および有機結合剤を消
失させることを特徴とする上記コーティング液保持部材
の製造法を提供するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明のコーティング液保持部材
は、微細な繊維間空隙と大容量の気孔群中にコーティン
グ液を吸収し保持する。コーティング液を保持させたも
のをフェルト等からなるコーティング液塗布部材と密着
させてコーティング装置として使用するが、使用中は、
保持部材中のコーティング液の一部が濡れと毛細管現象
により塗布部材全体に浸透し、塗布部材と接触する塗布
対象物に塗布される。塗布により塗布部材中のコーティ
ング液が減少すると、保持部材からのコーティング液滲
出が起こり、塗布部材は常にコーティング液で濡れた状
態に保たれる。

【００１３】このとき、コーティング液保持部材中で
は、塗布部材との接触面のコーティング液が減少するに
つれて、毛細管現象によるコーティング液の移動が気孔
部分から上記接触面方向に、大部分は複数の気孔を経由
しながら起こることになる。つまり、本発明の保持部材
において気孔群はコーティング液の貯槽となり、繊維間
空隙がコーティング液の主要吐出経路となる。

【００１４】上述のようにして行われる塗布部材へのコ
ーティング液補給が円滑になされるために、繊維間連通
空隙は好ましくは孔径５〜３０μmのものが十分量存在
することが必要である。孔径が上記範囲よりも小さい
と、毛細管現象によるコーティング液の補給が円滑に行
われず、負荷が大きい場合や長時間連続的に使用した場
合などに、塗布部材へのコーティング液補給が不十分に
なる。反対に、気孔径が大きすぎると、コーティング液
の保持力が弱くなってコーティング液が塗布部材に過度
に供給され、塗布量の過大、ダレ、汚れ発生等のトラブ
ルを起こしやすい。最適孔径はコーティング液の性質
（特に粘度）、使用条件等によってかなり異なり、個々
のケースについては上記孔径範囲の中でもさらに狭い範
囲にあることが多いので、実験的に確認することが望ま
しい。

【００１５】コーティング液の貯槽となる大きな気孔部
分は、大径のものであるほど、またその数が多いほど、
保持可能なコーティング液の量を多くするが、保持部材
の機械的強度を低下させるので、孔径約０.５〜２mmの
ものが適量（通常、総空隙率の値が３０〜９０％程度に
なる程度に）存在することが望ましい。

【００１６】次に本発明のコーティング液保持部材の製
造法を説明する。原料の耐熱性繊維としては、ロックウ
ール、アルミノシリケート質繊維、アルミナ繊維、ガラ
ス繊維、アラミド繊維等を使用することができる。用い
る耐熱性繊維の太さは製品の繊維間空隙の大きさに影響
し、大きな空隙のものを得るにはやや太い、たとえば繊
維径が約２〜１５μmのものを用いるのが有利である。

【００１７】必要ならば、耐熱性繊維に対して約３００
重量％までの充填材、たとえば蛙目粘土、木節粘土、カ
オリン、ベントナイト、アルミナ、シリカ等を併用して
製品の繊維間空隙の量を調整することができる。すなわ
ち、充填材を配合することにより、またその配合量を増
やすほど、繊維間空隙を少なくすることができる。しか
し、充填材配合量が耐熱性繊維に対して３００重量％を
こえると、前述の機構によるコーティング液の吐出に最
低限度必要な繊維間空隙を確保することが困難になる。

【００１８】耐水性粒状有機物は、製品中に気孔を生じ
させるために使用する。この材料としては、ポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリル樹脂等、
各種合成樹脂からなるものが適当であり、発泡樹脂粒子
を用いることもできる。このほか、木材等耐水性天然有
機物の粉砕物、カーボン粉等を用いることもできる。な
お、この材料が耐水性であることは、原料混合物が水と
混合、成形されて乾燥されるまで粒状を維持させるため
に必要である。

【００１９】耐水性粒状有機物の粒径は少なくとも０.
０５mmあることが必要で、あまりに微細では、前述した
コーティング液貯槽としての役立つ気孔を形成すること
ができない。また、２mmをこえる粒径の粒状物は、過大
な気孔を生じさせ製品の物性と均一性を悪くする。

【００２０】耐水性粒状有機物の配合比率は、製品中に
形成される気孔の総量を左右する。したがって、この材
料の配合比率を変えることにより、製品のコーティング
液保持能力を変えることができる。

【００２１】結合剤としては、メチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコー
ル、フェノール樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポリア
クリル酸ソーダ等の有機質結合剤のほか、コロイダルシ
リカ、アルミナゾル、けい酸ソーダ、けい酸リチウム、
ガラスフリット等の無機質結合剤を用いることができ
る。ただし、保持させるコーティング液中に溶出するお
それのないものを選ぶ必要がある。

【００２２】有機質結合剤は、原料混合物を成形して乾
燥しただけの段階で強度を発現してその後の取り扱いを
容易にするほか、ほとんどのものは原料混合物の粘度を
高めて成形を容易にする作用もする。一方、無機結合剤
は原料混合物を成形し１０００℃に達するような高温で
焼成したときも焼失することなく結合力を維持する。し
たがって、本発明においては有機結合剤と無機結合剤の
両方を併用するのが有利であり、最終製品の強度および
硬度を必要な水準のものとするのに必要な量の無機結合
剤に、原料混合物の成形性と焼成前の成形体強度を確保
するという観点から補助的に有機結合剤を併用すること
が望ましい。

【００２３】上述の原料に適量の水を加えて混合し、均
一な可塑性混合物とするが、結合剤および水の配合量
も、製品の繊維間微細空隙の大きさと量を左右する。原
料の好適配合比は結合剤の種類、成形後の加熱温度およ
び必要とされる製品特性等によって異なるが、１５０〜
４００℃に加熱して製品を得る場合、原料の好適配合比
はおおむね次の範囲にある。

【００２４】 耐熱性繊維（充填材を使用する場合は充填材との合計量） １００重量部 耐水性粒状有機物 １０〜３００重量部 結合剤 ２〜１００重量部 水 適量（通常、上記原料合計量に対し２０〜２００重量％）

【００２５】得られた可塑性混合物は、棒状、円筒状、
板状等、製品の使途に応じて所定の形状に成形する。成
形法に制限はなく、押出成形、プレス成形等、任意の成
形法を製品形状に応じて選ぶことができる。次いで常温
または加熱下に乾燥して成形体を硬化させるとともに水
分を除く。繊維間の微細な連通空隙はこの段階で形成さ
れる。さらに約１５０〜４００℃に昇温して粒状有機物
を燃焼または分解・ガス化させることにより消失させる
と、その後に気孔が残る。

【００２６】なお、加熱して粒状有機物を消失させる工
程では有機結合剤も一部炭化または燃焼するのが避けら
れないが、それは最小限度に抑えることが望ましく、し
たがって、結合剤として有機質のものだけを用いた場合
は加熱処理が制約されることが多い。一方、無機結合剤
を主たる結合剤とし有機結合剤を補助的に使用した場合
は、有機結合剤が全部焼失してしまっても十分な製品強
度が得られるので、４００℃以上１０００℃付近までの
高温で焼成して粒状有機物を容易に且つ完全に消失させ
ると共に無機結合剤を完全に硬化させ、その特性を十分
に発揮させることができる。

【００２７】なお、４００℃以上１０００℃付近までの
高温で焼成による粒状有機物の急激な消失による亀裂の
発生等を防ぐため、高温での焼成に先立ち１５０〜４０
０℃での予備加熱を行う場合もある。この場合の原料の
好適配合比はおおむね以下の範囲にある。 耐熱性繊維（充填材を使用する場合は充填材との合計量） １００重量部 耐水性粒状有機物 １０〜３００重量部 結合剤 ５０〜３００重量部 水 適量（通常、上記原料合計量に対し２０〜２００重量％）

【００２８】以上により、多くのコーティング液の保持
・吐出能力に優れ、機械的強度と耐久性にもすぐれた本
発明のコーティング液保持部材が得られる。成形を円筒
状にして得られた製品は、多孔質筒体の気孔部分だけで
なく、中空部をコーティング液の貯槽として利用するこ
とができる。

【００２９】

【実施例】

実施例１ 平均繊維径３.８μmのアルミノシリケート質繊維１００
重量部、平均粒径０.２mmの粒状ポリエチレン１００重
量部、コロイダルシリカ２.３重量部（固形分とし
て）、メチルセルロース２０重量部、および水２００重
量部を混練し、得られた可塑性混合物を円筒状に押出成
形したのち１０５℃で乾燥して硬化した成形体を得た。
この成形体をさらに２５０℃で５時間加熱することによ
り粒状ポリエチレンを消失させ、外径２０mm、内径８m
m、長さ３００mmの円筒状コーティング液保持部材を得
た。

【００３０】製品は図１，２の電子顕微鏡写真に現れて
いるように微細な繊維間空隙と孔径約０.１〜０.３mmの
気孔を有し、総空隙率８０％、嵩比重０.４のものであ
った。 このコーティング液保持部材を粘度１万csのシリコーン
オイル中に浸漬したところ、４０ｇの該オイルが含浸さ
れた。次いで中空部に直径８mmの駆動軸を挿通し、両端
部を環状の固定金具で駆動軸に固定した。さらに、外周
面にアラミド系耐熱性繊維製フェルトからなる塗布部材
を巻付けて、シリコーンオイル塗布ローラを得た。

【００３１】次に、複写機の離型剤塗布部材としての適
性を試験するため上記塗布ローラをオイル吐出特性試験
機に装着し、実際の使用条件に合わせた連続通紙条件
（通紙速度：３２枚／分）でオイル吐出量の変化を調べ
た。その結果、記録紙１０００枚当たりのオイル吐出量
は、積算通紙枚数が１０万枚に達するまで、好ましい水
準である０.０７〜０.２ｇを維持し、積算通紙枚数が１
０万枚に達した時点でのオイル吐出率は４０％であっ
た。

【００３２】実施例２ 平均繊維径２.５μmのアルミノシリケート質繊維１００
重量部、平均粒径０.２mmの粒状ポリエチレン１００重
量部、けい酸ソーダ３０重量部（固形分として）、メチ
ルセルロース２０重量部、および水２００重量部を混練
し、得られた可塑性混合物を円筒状に押出成形したのち
１０５℃で乾燥して硬化した成形体を得た。この成形体
をさらに８００℃で５時間焼成することにより粒状ポリ
エチレンを消失させ、外径２０mm、内径８mm、長さ３０
０mmの円筒状コーティング液保持部材を得た。

【００３３】製品は実施例１のものと同様に微細な繊維
間空隙と孔径約０.１〜０.３mmの気孔を有し、総空隙率
が７６％のものであり、高温で焼成しているため実施例
１のものよりも耐熱性のよいものとなる。また、この製
品を実施例１の場合と同様にしてシリコーンオイル塗布
ローラに仕上げ、オイル吐出特性試験を行なった結果は
実施例１の製品同様、満足できるものであった。

【００３４】

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、コーテ
ィング液を高い体積比率で保持するとともにそれを高負
荷条件下でも長期にわたって安定して吐出可能なコーテ
ィング液保持部材が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１のコーティング液保持部材の表面の
電子顕微鏡写真（倍率２０倍）である。

【図２】 実施例１のコーティング液保持部材の破断面
の電子顕微鏡写真（倍率２０倍）である。

【図３】 本発明のコーティング液保持部材中の空隙と
気孔の存在状態をモデル的に示す断面図である。

【符号の説明】

１：気孔 ２：繊維間空隙

フロントページの続き (72)発明者 高木 達雄 静岡県浜松市初生町525−28−302 (72)発明者 堀内 修 静岡県浜松市上島５−５−７−206 (72)発明者 友末 信也 静岡県浜松市上島５−５−７−308 (72)発明者 岡部 稔久 静岡県浜松市上島５−５−７−107 (72)発明者 古屋 博規 栃木県黒磯市下厚崎226−20 株式会社ゼ ニス内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱性繊維が結合剤によって相互に結合
   されてなり繊維間に結合剤の存在しない微細な連通空隙
   および均一に分布した孔径０.０５〜２mmの気孔群を有
   し総空隙率が３０〜９０％である多孔質成形体よりなる
   ことを特徴とするコーティング液保持部材。
2. 【請求項２】 耐熱性繊維１００重量部に粒径０.０５
   〜２mmの耐水性粒状有機物１０〜３００重量部、結合剤
   ２〜１００重量部および水を加えて混練し、得られた可
   塑性混合物を成形し、乾燥して結合剤を硬化させたのち
   １５０℃〜４００℃加熱して耐水性粒状有機物を消失さ
   せることを特徴とする請求項１記載のコーティング液保
   持部材の製造法。
3. 【請求項３】 耐熱性繊維１００重量部に粒径０.０５
   〜２mmの耐水性粒状有機物１０〜３００重量部、有機結
   合剤と無機結合剤の混合物５０〜３００重量部および水
   を加えて混練し、得られた可塑性混合物を成形し、乾燥
   して硬化させた後、４００℃〜１０００℃で焼成して耐
   水性粒状有機物および有機結合剤を消失させることを特
   徴とする請求項１記載のコーティング液保持部材の製造
   法。