JP2001164064A - 含フッ素溶融樹脂分散組成物および被覆物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フッ素樹脂から形成されるにもかかわらず親
シリコーンオイル性を有する皮膜を形成することができ
る含フッ素溶融樹脂分散組成物を提供する。 【解決手段】 親シリコーンオイル性物質および／また
はシリコーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物
質を、平均粒径が５〜１０００μｍの含フッ素溶融樹脂
および液状媒体を含んでなる含フッ素溶融樹脂分散組成
物に配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、含フッ素溶融樹脂
分散組成物および被覆物品に関し、更に詳しくは、親シ
リコーンオイル性物質および／またはシリコーンオイル
吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物質を含む溶融成形可
能な含フッ素溶融樹脂の分散組成物およびそのような組
成物から形成した皮膜を有する物品に関する。

【０００２】

【従来の技術】オフィスオートメーション（ＯＡ）機器
（例えば複写機、プリンターなど）に使用されるロール
基材としては、一般にシリコーンゴムが用いられてい
る。このようなＯＡ機器用ロールの表面には、耐久性や
非粘着性を付与する目的で、シリコーンオイルを適用す
ることがある。また、同様の目的で、フッ素ゴムおよび
／またはフッ素樹脂組成物から皮膜を形成することもあ
る。ところが、フッ素ゴムやフッ素樹脂から形成される
皮膜は、シリコーンオイルによって濡れにくいために、
これら双方の手段を併用することにより耐久性や非粘着
性をさらに向上することは困難であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、親シ
リコーンオイル性を有する皮膜を形成することができる
含フッ素溶融樹脂分散組成物を提供することである。本
発明の別の目的は、このような組成物から形成された皮
膜を有する物品、特にフッ素樹脂から形成される表面層
を有するにもかかわらず、シリコーンオイルに濡れやす
いＯＡ機器用ロールを提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は、親シリコー
ンオイル性物質および／またはシリコーンオイル吸着性
空隙を塗膜中に形成し得る物質、平均粒径が５〜１００
０μｍの含フッ素溶融樹脂、および液状媒体を含んでな
る含フッ素溶融樹脂分散組成物、およびこの組成物から
形成した被覆層により表面の少なくとも一部が被覆され
た物品により解決される。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。 （Ａ）含フッ素溶融樹脂分散組成物 本発明の分散組成物に含まれる含フッ素溶融樹脂は、平
均粒径が５〜１０００μｍの含フッ素溶融樹脂粉末であ
り、分散組成物は、そのような含フッ素溶融樹脂粉末を
液状媒体に分散させた組成物である。

【０００６】溶剤系組成物の場合、ケトン、アルコー
ル、エステル、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素から選
択される沸点が２５０℃以下の溶媒と、溶媒重量に対し
て１０重量％以下の界面活性剤との組み合わせを媒体と
して用いる。しかし、近年の溶媒規制、環境問題の点か
ら水性組成物が望まれるので、以下、水性組成物を例に
して本発明を説明する。

【０００７】（a）含フッ素溶融樹脂 本発明で用いる含フッ素溶融樹脂としては、１５０〜３
５０℃の融点を有し、融点より５０℃高い温度での溶融
粘度が１０⁷ポイズ以下のものが好ましい。具体例とし
ては、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエ
チレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル−ヘキサ
フルオロプロピレン共重合体（ＥＰＡ）、テトラフルオ
ロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
（ＦＥＰ）などのテトラフルオロエチレン共重合体；ポ
リクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロ
トリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦ
Ｅ）などのクロロトリフルオロエチレン共重合体；ポリ
フッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン共重
合体などを挙げることができる。これら含フッ素溶融樹
脂は、単独でまたは２種以上を組み合わせて用いること
ができる。中でも、非粘着性の点でテトラフルオロエチ
レン共重合体が好ましく、さらに耐熱性の点でＰＦＡが
好ましい。

【０００８】含フッ素溶融樹脂の平均粒径は、通常５〜
１０００μm、好ましくは１０〜３００μm、より好まし
くは１５〜１００μmである。平均粒径が小さすぎる
と、焼成時に被覆膜にクラックが発生しやすくなるので
厚塗りできず、一方、平均粒径が大きすぎると分散組成
物中で沈降しやすくなって分散状態が安定せず、塗装で
きなくなる。好ましくは、粉末は０.３〜１.５ｇ／ｍ
ｌ、特に０.５〜１.０ｇ／ｍｌの見掛密度を有する。見
掛密度が小さいと分散性が悪く、泡の抱き込みやレベリ
ング性不良が起こりやすく、大きすぎると沈降しやすく
なり、組成物の分散安定性が悪くなる。

【０００９】含フッ素溶融樹脂粉末の配合量は、全組成
物重量の１５〜８０重量％、好ましくは２５〜７５重量
％、特に好ましくは３０〜７０重量％である。含フッ素
溶融樹脂粉末の配合量が上記下限より少ないと、分散液
の粘度が低すぎて物品表面に塗装してもすぐにタレを生
じ、また厚塗りもできない。一方、含フッ素溶融樹脂粉
末の配合量が多すぎると、組成物が流動性とならず、塗
装できない。具体的な配合量は塗装方法や膜厚の調整な
どを考慮して前記の範囲内で適宜選定すればよいが、ス
プレー塗装などの場合は比較的低濃度とし、一方、押し
付け塗装などの場合はペースト状となる５０重量％以上
とするのがよい。

【００１０】（ｂ）水溶性溶媒 本発明で用いる水性分散組成物は、通常水溶性溶媒を含
んでいる。水溶性溶媒は含フッ素溶融樹脂を濡らす機能
を有し、さらに高沸点のものは、塗装後の乾燥時に樹脂
どうしをつなぎ、クラックの発生を防止する乾燥遅延剤
として作用する。高沸点溶媒でも含フッ素溶融樹脂の焼
成温度では蒸発するので、残留して被覆膜に悪影響を及
ぼすことはない。

【００１１】水溶性溶媒の具体例としては、例えば、沸
点が１００℃までの低沸点有機溶媒としてメタノール、
エタノール、イソプロパノール、sec-ブタノール、t-ブ
タノール、アセトン、メチルエチルケトンなど、沸点が
１００〜１５０℃の中沸点有機溶媒としてトルエン、キ
シレン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチル
イソブチルケトン、n-ブタノールなど、沸点が１５０℃
以上の高沸点有機溶媒としてＮ-メチル-2-ピロリドン、
Ｎ,Ｎ-ジメチルアセトアミド、Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムア
ミド、ケトシン、エチレングリコール、プロピレングリ
コール、グリセリン、ジメチルカルビトール、ブチルジ
カルビトール、ブチルセロソルブ、シクロヘキサノー
ル、ジイソブチルケトン、１,４-ブタンジオール、トリ
エチレングリコール、テトラエチレングリコールなどが
挙げられる。高沸点有機溶媒としてはアルコール系溶媒
が、含フッ素溶融樹脂の濡れ性、安全性の点で好まし
い。

【００１２】水溶性溶媒の配合量は、全水量の０.５〜
５０重量%、好ましくは１〜３０重量％である。低沸点
有機溶媒の場合、配合量が少なすぎると泡の抱き込みな
どが起こりやすくなり、多すぎると組成物全体が引火性
となって水性分散組成物の利点が損なわれる。中沸点有
機溶媒の場合、配合量が多すぎると焼成後も被覆膜中に
残留して悪影響を及ぼすことがあり、少なすぎると塗布
後の乾燥時に含フッ素溶融樹脂が粉末に戻ってしまい焼
成できない。高沸点有機溶媒の場合、配合量が多すぎる
と焼成後も被覆膜に残留して悪影響を及ぼすことがあ
る。

【００１３】（ｃ）界面活性剤 界面活性剤は、組成物中に含フッ素溶融樹脂粉末を１５
〜８０重量％で均一に分散させうるものであればよく、
アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオ
ン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれも使用でき
る。例えば、ナトリウムアルキルサルフェート、ナトリ
ウムアルキルエーテルサルフェート、トリエタノールア
ミンアルキルサルフェート、トリエタノールアミンアル
キルエーテルサルフェート、アンモニウムアルキルサル
フェート、アンモニウムアルキルエーテルサルフェー
ト、アルキルエーテルリン酸ナトリウム、フルオロアル
キルカルボン酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性
剤；アルキルアンモニウム塩、アルキルベンジルアンモ
ニウム塩などのカチオン性界面活性剤；ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエ
ーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、プロピ
レングリコール−プロピレンオキシド共重合体、パーフ
ルオロアルキルエチレンオキシド付加物、２-エチルヘ
キサノールエチレンオキシド付加物などの非イオン性界
面活性剤；アルキルアミノ酢酸ベタイン、アルキルアミ
ド酢酸ベタイン、イミダゾリウムベタインなどの両性界
面活性剤などが挙げられる。特に、アニオン性、非イオ
ン性界面活性剤が好ましい。特に好ましい界面活性剤
は、熱分解残量の少ないオキシエチレン鎖を有する非イ
オン性界面活性剤である。

【００１４】界面活性剤の添加量は、通常含フッ素溶融
樹脂粉末の０.０１〜５０重量%、好ましくは０.１〜３
０重量％、特に好ましくは０.２〜２０重量％である。
界面活性剤の添加量が少なすぎると、含フッ素溶融樹脂
粉末の分散が均一にならず、一部浮上することがある。
一方、界面活性剤の添加量が多すぎると焼成による界面
活性剤の分解残渣が多くなり着色が生ずるほか、被覆膜
の耐熱性、非粘着性などが低下する。

【００１５】（ｄ）添加剤 本発明で用いる含フッ素溶融樹脂粉末の分散組成物に
は、用途によって種々の添加剤を配合することができ
る。添加剤としては、例えば充填剤、安定剤、顔料、増
粘剤、分解促進剤、防錆剤、消泡剤などが挙げられる。

【００１６】本発明で用いる水性分散組成物は、水溶性
溶媒および界面活性剤の存在下に、水、好ましくは純水
に含フッ素溶融樹脂粉末を均一に分散させることによっ
て調製することができる。一方、表面張力の低い溶媒を
用いた溶媒系分散組成物では水と界面活性剤を必要とし
ない場合もある。

【００１７】従来の一般的な含フッ素溶融樹脂分散塗料
では、塗料中の樹脂粒径が０.２〜０.６μｍ程度と小さ
いため、１回の塗装により形成される被覆膜の厚さが２
０μｍを超えるとクラックが発生しやすくなる。被覆膜
を厚くするために塗装焼成回数を多くしても、厚膜にな
るほどクラックが発生しやすい。ところが、本発明で用
いる組成物を用いると、１回の塗装により１００μｍ程
度の膜厚の塗膜をクラックを発生させることなく容易に
得ることが可能である。この組成物に、下記（Ｂ）に記
すような親シリコーンオイル性物質および／またはシリ
コーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物質を配
合することにより、形成される被覆層に親シリコーンオ
イル性を付与することができる。

【００１８】（Ｂ）親シリコーンオイル性物質およびシ
リコーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物質 親シリコーンオイル性物質としては、シリカコロイド、
シリコーンオイル、シリコーンゴムパウダーサスペンシ
ョンなどが挙げられる。シリカコロイドやシリコーンオ
イル、シリコーンゴムパウダーサスペンションは、含フ
ッ素溶融樹脂分散組成物の焼成後に分解残渣が残ること
が必要である。これらの分解残渣がシリコーンオイルと
親和性を有するものと考えられる。また、含フッ素溶融
樹脂分散組成物が水性組成物である場合には、水溶性で
あることが必要である。

【００１９】一方、シリコーンオイル吸着性空隙を塗膜
中に形成し得る物質としては、含フッ素溶融樹脂の融点
より高い融点を有し、しかも含フッ素溶融樹脂と親和性
がある樹脂、例えば非溶融性フッ素樹脂、好ましくはポ
リテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、変性ＰＴＦＥ
などを用いることができる。このような非溶融性フッ素
樹脂は焼成により完全には溶融しないため、塗膜の内部
あるいは表面に空隙を作り、この空隙が塗膜表面の空隙
がシリコーンオイルを吸着することにより、皮膜がシリ
コーンオイルにより濡れやすくなるものと考えられる。
シリコーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物質
は、通常ディスパージョンとして、組成物に配合する。

【００２０】シリカコロイドまたはシリコーンオイルの
配合割合は、含フッ素溶融樹脂１００重量部に対し、
０.００１〜１０重量部、好ましくは０.０１〜１重量部
である。シリコーンゴムパウダーサスペンションの配合
割合は、含フッ素溶融樹脂100重量部に対し、０.０１〜
１００重量部、好ましくは０.１〜５０重量部である。
シリコーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物
質、例えばＰＴＦＥの配合割合は、含フッ素溶融樹脂１
００重量部に対し、０.０１〜１００重量部、好ましく
は０.１〜５０重量部である。これらの配合量が上記下
限よりも少なくなると、形成される被覆膜の親シリコー
ンオイル性が低くなり、一方、上限よりも多くなると被
覆膜の表面平滑性が失われることがある。これらの物質
は単独で配合してもよいし、２種以上を組み合わせて配
合してもよい。単独で使用する場合には、前記親シリコ
ーンオイル製物質の何れかを用い、２種以上を組み合わ
せて使用する場合には、前記親シリコーンオイル性物質
の２種以上、あるいは親シリコーンオイル性物質と前記
シリコーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物質
とを併用するのが好ましい。

【００２１】本発明の組成物から形成される被覆は、フ
ッ素ゴムやシリコーンゴムのような耐熱性ゴムからなる
物品表面上に形成され、耐熱性、耐溶剤性、潤滑性、非
粘着性が要求される分野で使用できる。主な用途として
は、複写機、プリンター、ファクシミリなどのＯＡ機器
用のロール（例えば定着ロール、圧着ロール）が挙げら
れるが、その他に、搬送ベルト；シートおよびベルト；
Ｏ-リング、ダイヤフラム、耐薬品チューブ、燃料ホー
ス、バルブシール、化学プラント用ガスケット、エンジ
ンガスケットなどに用いることも可能である。

【００２２】

【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
する。 実施例１ 含フッ素溶融樹脂分散組成物の調製：イソプロピルアル
コール４重量部、非イオン性界面活性剤（パーフルオロ
アルキルエチレンオキシド付加物） ８重量部、トリエ
チレングリコール６重量部、エチレングリコール4重量
部、純水２０重量部、ＰＦＡ樹脂粉末（平均粒径２５μ
m、見掛密度０．８ｇ／ｍｌ）２６重量部、シリカコロ
イド（日産化学工業株式会社製 スノーテックス３０）
０.１６重量部を混合し、分散して均一な分散組成物を
調製した。

【００２３】被覆膜の形成：シリコーンゴムシート表面
に、プライマーとして官能基含有ＰＦＡディスパージョ
ン（ＷＯ９８／５０２２９製造例１で記載のヒドロキシ
ル基含有ＰＦＡ、固形分濃度１０．９％、粒子径７０．
７ｎｍ）をスプレー塗装し、８０〜１００℃で３０分間
乾燥した後、３００℃で１５分間焼成した。その上に、
先に調製した含フッ素溶融樹脂分散組成物をスプレー塗
装し、８０〜１００℃で１５分間乾燥した後に３４０℃
で３０分間焼成して、膜厚約３０μｍの被覆膜を形成し
た。

【００２４】被覆膜の親シリコーンオイル性の評価：得
られた被覆膜の表面にシリコーンオイル（東レダウコー
ニングシリコーン株式会社製ＳＨ２００−５）を１滴滴
下し、ゴニオメータ（協和界面科学株式会社製）によ
り、接触角を測定した。

【００２５】実施例２ 含フッ素溶融樹脂分散組成物の調製時に、シリカコロイ
ドに代えてシリコーンオイル（東レダウコーニングシリ
コーン株式会社製ＳＨ３７４６）０.０５重量部を配合
した以外は実施例１の手順を繰り返した。

【００２６】実施例３ 含フッ素溶融樹脂分散組成物の調製時に、シリカコロイ
ドに代えてシリコーンゴムパウダーサスペンション（東
レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製ＤＹ３３−４
４０Ｆ）3.9重量部を配合した以外は実施例１の手順を
繰り返した。

【００２７】実施例４ 含フッ素溶融樹脂分散組成物の調製時に、シリカコロイ
ドに代えてＰＴＦＥディスパージョン（分子量約５００
万）４.３重量部（ＰＴＦＥ固形分として２．６重量
部）を配合した以外は実施例１の手順を繰り返した。

【００２８】実施例５ 含フッ素溶融樹脂分散組成物の調製時に、シリカコロイ
ドに代えてＰＴＦＥディスパージョン（分子量約５０
万）６.０重量部（ＰＴＦＥ固形分として３．６重量
部）を配合した以外は実施例１の手順を繰り返した。

【００２９】実施例６ 含フッ素溶融樹脂分散組成物の調製時に、さらにＰＴＦ
Ｅディスパージョン（分子量約５００万）４.３重量部
（ＰＴＦＥ固形分として２．６重量部）を配合した以外
は実施例１の手順を繰り返した。

【００３０】比較例１ 含フッ素溶融樹脂分散組成物の調製時に、シリカコロイ
ドを配合しなかったこと以外は実施例１の手順を繰り返
した。

【００３１】実施例および比較例で測定した接触角の結
果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺坂 清太郎 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 中谷 安利 大阪府摂津市西一津屋１番１号 ダイキン 工業株式会社淀川製作所内 Ｆターム(参考） 4J002 BD141 BD151 BD161 BE041 CH053 CP032 DJ018 EA056 EC036 EC046 EC056 ED026 EE036 EN007 EN137 EP016 EU026 EU117 EV197 FD313 FD317 GH01 GH02 GM00 HA06 4J038 CB031 CD091 CD111 CD121 CD131 CE051 DL032 GA12 HA446 KA09 MA02 MA07 MA10 NA04 NA10 NA14 PB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 親シリコーンオイル性物質および／また
   はシリコーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物
   質、平均粒径が５〜１０００μｍの含フッ素溶融樹脂、
   および液状媒体を含んでなる含フッ素溶融樹脂分散組成
   物。
2. 【請求項２】 親シリコーンオイル性物質が、シリカコ
   ロイド、シリコーンオイル、およびシリコーンゴムパウ
   ダーサスペンションからなる群から選択される少なくと
   も１種の物質である請求項１に記載の組成物。
3. 【請求項３】シリコーンオイル吸着性空隙を塗膜中に形
   成し得る物質が、非溶融性フッ素樹脂である請求項１に
   記載の組成物。
4. 【請求項４】 含フッ素溶融樹脂分散組成物が、水性分
   散組成物である請求項１に記載の組成物。
5. 【請求項５】 含フッ素溶融樹脂分散組成物が、５〜１
   ０００μｍの平均粒径を有する含フッ素溶融樹脂粉末、
   親シリコーンオイル性物質および／またはシリコーンオ
   イル吸着性空隙を塗膜中に形成し得る物質、水、水溶性
   溶媒および界面活性剤を含んでなり、含フッ素溶融樹脂
   粉末の含有量は、全組成物重量に対して５〜８０重量％
   である請求項１に記載の組成物。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の組成物
   から形成された被覆層により表面の少なくとも一部が被
   覆された物品。
7. 【請求項７】 オフィスオートメーション機器用ロール
   である請求項６に記載の物品。