真空吸着パッド及びその製造法
【課題】ワークとの接触面における非粘着性に優れた真空吸着パッドを提供すること。
【解決手段】ワークを吸着保持するゴム製の真空吸着パッドであって、少なくともワークと接触する表面が、式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 で示されるテトラアルコキシシランと、式（２）：Ｔｉ（ＯＲ2 ）4 で示されるテトラアルコキシチタンと、式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 で示されるシランカップリング剤と、これらを溶解する溶剤とを含有する表面処理剤により処理されている。
【解決手段】ワークを吸着保持するゴム製の真空吸着パッドであって、少なくともワークと接触する表面が、式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 で示されるテトラアルコキシシランと、式（２）：Ｔｉ（ＯＲ2 ）4 で示されるテトラアルコキシチタンと、式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 で示されるシランカップリング剤と、これらを溶解する溶剤とを含有する表面処理剤により処理されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空吸着パッドおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、ワークを吸着保持した後、ワークを確実に脱着することができる真空吸着パッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空吸着パッドは、真空圧による吸着力によってワークを保持し、必要に応じて所定の位置まで搬送した後、真空圧を解除してワークを脱着するものである。
【０００３】
真空吸着パッドは、通常、天然ゴムや合成ゴムの成形体からなり、ゴム配合剤のブルーミングによるワークの汚染（吸着跡）を防止する観点から、ゴム配合剤の検討（特許文献１参照）、パッドの表面処理の検討（特許文献２参照）などが行われている。
【０００４】
然るに、比較的小さな吸着力（例えば１００ｇｆ以下）でワークを保持する真空吸着パッドにおいて、真空吸着パッドの表面（ワークとの接触面）の有する粘着性のために、吸着力を解除してもワークが脱着されないことがあり、これにより、例えば、ワークの搬送装置を含む全体のラインが停止するという問題がある。また、真空吸着パッドの表面が粘着性を有する場合には、当該表面に異物が付着し、これがワークに転移してしまうという問題もある。このため、非粘着性に優れた表面を有する真空吸着パッドの提供が望まれていた。
【０００５】
従来、ゴム製品の表面に非粘着性などの特性を付与するための方法として、シリコーン組成物などからなる処理剤を塗布して表面処理層を形成する方法（例えば、特許文献３〜４参照）などが行われている。
【０００６】
しかし、このような方法により付与される（表面処理層により発現される）非粘着性は未だ不十分であり、また、ゴムの種類によっては、形成された表面処理層がゴム基材から脱離することもある。
【特許文献１】特開平５−７０６３０号公報
【特許文献２】特開平５−６９３６８号公報
【特許文献３】特開平７−１３３４６４号公報
【特許文献４】特開平１１−１９９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものである。本発明の目的は、ワークとの接触面における非粘着性に優れ、比較的小さな吸着力でワークを保持した後であっても、ワークを確実に脱着することができる真空吸着パッドを提供することにある。
本発明の他の目的は、ワークとの接触面における非粘着性に優れた真空吸着パッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の真空吸着パッドは、ワークを吸着保持するゴム製の真空吸着パッドであって、少なくともワークと接触する表面が、式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 （式中、Ｒ1 は、炭素数１〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシシランと、式（２）：Ｔｉ（ＯＲ2 ）4 （式中、Ｒ2 は、炭素数２〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシチタンと、式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 （式中、Ｒ3 はアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ4 はアルキル基を表し、ｍは１〜３の整数であり、ｎは０〜５の整数である。また、Ｒ5 は、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基を表す。）で示されるシランカップリング剤と、これらを溶解する溶剤とを含有する表面処理剤（以下、「特定の表面処理剤」ともいう。）；により処理されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の真空吸着パッドにおいては、下記の形態が好ましい。
（１）前記テトラアルコキシシランが、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）またはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）であり、前記テトラアルコキシチタンが、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタンおよびテトラブトキシチタンから選ばれた少なくとも１種、特にテトラエトキシチタンであること。
（２）特定の表面処理剤が酸を含有すること。
（３）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランと、テトラエトキシチタンと、シランカップリング剤と、酸と、有機溶剤とを含有すること。
（４）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランの含有量に対して１〜１０質量％のテトラエトキシチタンを含有すること。
（５）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランの含有量に対して３〜１０質量％のテトラエトキシチタンを含有すること。
（６）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランの含有量に対して６〜１０質量％のテトラエトキシチタンを含有すること。
（７）特定の表面処理剤が、テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンとの合計の含有量に対して０．１〜１００質量％のシランカップリング剤を含有すること。
（８）１００ｇｆ以下の吸着力でワークを保持するものであること。
【００１０】
本発明の製造方法は、ゴムからなる真空吸着パッド基材を成形加工する工程と、得られた真空吸着パッド基材の少なくともワークと接触する表面に特定の表面処理剤を塗布する工程と、この表面処理剤による塗膜を加熱する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
特定の表面処理剤を構成するテトラアルコキシシランは、分子中に４個のアルコキシ基（−ＯＲ1 ）を有し、また、テトラアルコキシチタンも、分子中に４個のアルコキシ基（−ＯＲ2 ）を有し、さらに、シランカップリング剤は、加水分解性基（−ＯＲ3 ）および反応性の有機官能基（−Ｒ5 ）を分子中に有する。
【００１２】
真空吸着パッド基材（ゴムからなる成形品）の表面において、テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤とが反応（加水分解・縮合反応）することにより、Ｓｉ−Ｏ結合およびＴｉ−Ｏ結合による架橋構造を有する表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）が形成され、これにより、真空吸着パッドの表面には優れた非粘着性が付与される。ここに、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の架橋構造を有する表面処理層は、ＳｉＯ2 系の架橋構造を有する表面処理層と比較して、非粘着性の付与効果（粘着力の低減効果）が格段に優れたものとなる。
【００１３】
表面処理層を構成するＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜（またはその形成過程における構造）中には、シランカップリング剤に由来する反応性の有機官能基（−Ｒ5 ）が導入され、この有機官能基は、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と反応する。これにより、当該表面処理層は、シランカップリング剤を介して、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と化学的に結合する。
【００１４】
このように、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜からなる表面処理層との間には、シランカップリング剤を介して、化学的な結合が形成されるため、当該表面処理層は、真空吸着パッド基材に対して強固に密着することになる。従って、真空吸着パッドの表面に付与された非粘着性は、長期にわたって安定的に発現される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の真空吸着パッドは、ワークとの接触面における非粘着性に優れ、比較的小さな吸着力でワークを保持した後であっても、ワークを確実に脱着することができる。
本発明の製造方法によれば、ワークとの接触面における非粘着性に優れた真空吸着パッドを確実に製造することができる。
本発明に係る真空吸着パッドの非粘着性は、長期にわたり安定的に発現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の真空吸着パッドの一例を示す部分破断説明図であり、このような形状のものは薄物のワークを吸着保持するのに好適である。図１に示す真空吸着パッド１は、真空発生源に連結されたチューブに接続するためのスリーブ状の基部２と、これと一体的に形成されたスカート部３とを備えてなる。このスカート部３の内側表面３Ａをワークと接触させるとともに、スカート部３とワークとで区画される空間内の空気を吸引することによりワークが吸着保持され、吸引（吸着力）を解除することによりワークが確実に脱着される。
【００１７】
図１に示す真空吸着パッド１において、パッドの外径ｄは、通常２〜１００ｍｍとされ、また、パッドの高さｈは、通常４〜５０ｍｍとされる。また、スカート部３の肉厚は、例えば０．０５〜１．５ｍｍとされる。なお、本発明の真空吸着パッドは、図１に示すような形状に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の真空吸着パッドを構成するゴム（原料ゴム）としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ，ＡＮＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ，ＦＶＭＱ）、ウレタンゴム（ＡＵ，ＥＵ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ，ＦＥＰＭ）などを例示することができ、これらのうち、ニトリルゴムに対して、特に優れた処理効果を付与することができる。
【００１９】
本発明の真空吸着パッドは、１００ｇｆ以下の吸着力でワークを保持するものであることが好ましい。このような小さい吸着力により保持されるワークは、真空吸着パッドの表面における粘着性の影響を特に受けやすく（吸着力の解除後に脱着されにくく）、そのようなワークに対して、本発明の効果（パッド表面の非粘着性）は特に有効である。ここで、真空吸着パッドの「吸着力」は、真空発生源による吸引圧力に、有効パッド面積（πｄ2 ／４：但し、ｄはパッドの外径である）を乗じた値として求めることができる。
【００２０】
本発明の真空吸着パッドにより搬送されるワークの具体例としては、板状部品・製品、球状部品・製品、箱状部品・製品、円筒状部品・製品などを挙げることができる。なお、複数個の真空吸着パッドを使用することにより、１個の真空吸着パッドでは保持できない質量のワークを保持できることは勿論である。
【００２１】
本発明の真空吸着パッドは、少なくともワークと接触する表面が、特定の表面処理剤により処理されている点に特徴を有する。この表面処理剤は、テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤と、溶剤とを含有してなる。
【００２２】
特定の表面処理剤を構成するテトラアルコキシシランは、式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 で示される４官能性のアルコキシシランである。
テトラアルコキシシランを示す上記式（１）において、Ｒ1 は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素数１〜４のアルキル基を表す。ここに、テトラアルコキシシランの好適な具体例としては、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）およびテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を挙げることができ、ＴＥＯＳが特に好ましい。
【００２３】
特定の表面処理剤を構成するテトラアルコキシチタンは、式（２）：Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 で示される４官能性のアルコキシチタンである。
テトラアルコキシチタンを示す上記式（２）において、Ｒ2 は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などの炭素数２〜４のアルキル基を表す。ここに、テトラアルコキシシランの好適な具体例としては、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタンおよびテトラブトキシチタンを挙げることができ、テトラエトキシチタンが特に好ましい。
【００２４】
特定の表面処理剤を構成するシランカップリング剤は、式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 で示される。
シランカップリング剤を示す上記式（３）において、Ｒ3 はアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ4 はアルキル基を表し、ｍは１〜３の整数、好ましくは３であり、ｎは０〜５の整数、好ましくは０〜３の整数である。また、Ｒ5 は、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基を表す。
【００２５】
上記式（３）において、Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −で表される基は、少なくとも１個、好ましくは３個の加水分解性基（−ＯＲ3 ）を有する。これにより、上記式（３）で示されるシランカップリング剤は、４個のアルコキシ基（−ＯＲ1 ）を有するテトラアルコキシシラン、および４個のアルコキシ基（−ＯＲ2 ）を有するテトラアルコキシチタンの何れとも反応することができる。
【００２６】
ここに、Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −で表される基としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基などのトリアルコキシシリル基であることが好ましい。
【００２７】
また、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基（−Ｒ5 ）としては、アミノ基、メルカプト基、ビニル基、（メタ）アクリロイルオキシ基、エポキシ基、ウレイド基などを挙げることができる。これらのうち、不飽和結合を有するゴムのポリマー主鎖に対して反応性を有するメルカプト基、不飽和結合を有しないゴムのポリマー主鎖に対して反応性を有するビニル基を好適なものとして挙げることができる。
【００２８】
真空吸着パッド基材（ゴムからなる成形品）の表面において、テトラアルコキシシラン（−ＯＲ1 ）と、テトラアルコキシチタン（−ＯＲ2 ）と、シランカップリング剤（−ＯＲ3 ）とが反応（加水分解・縮合反応）することにより、Ｓｉ−Ｏ結合およびＴｉ−Ｏ結合による架橋構造を有する表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）が形成され、これにより、真空吸着パッドの表面には優れた非粘着性が付与される。特に、Ｔｉ−Ｏ結合が導入されていることにより、シロキサン架橋構造を有する表面処理層（ＳｉＯ2 系の被膜）と比較して、非粘着性の付与効果（粘着力の低減効果）が格段に優れたものとなる。
【００２９】
しかして、表面処理層を構成するＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜、または、その形成過程（加水分解・縮合反応過程）における構造中には、シランカップリング剤に由来する反応性の有機官能基（−Ｒ5 ）が導入され、この有機官能基（−Ｒ5 ）は、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と反応する。これにより、最終的に形成される表面処理層は、シランカップリング剤を介して、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と化学的に結合することになる。
【００３０】
このように、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜からなる表面処理層との間には、シランカップリング剤を介して、化学的な結合が形成されるため、当該表面処理層は、ゴムからなる真空吸着パッド基材に対しても強固に密着することになる。従って、当該表面処理層が脱離するようなことはなく、真空吸着パッドの表面に付与された非粘着性は安定的に発現される。
【００３１】
特定の表面処理剤を構成する溶剤としては、テトラアルコキシシラン、テトラアルコキシチタンおよびシランカップリング剤の何れも溶解することができるものの中から選択することができ、これらの種類によっても異なるが、ヘキサン、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トルエン、アセトンなどの有機溶剤を例示することができ、これらのうち、ヘキサン、メタノール、エタノール、ジクロロメタンおよびアセトンが好ましい。
【００３２】
特定の表面処理剤には、その効果が損なわれない限度において、上記の必須成分以外に各種の任意成分が含有されていてもよい。
【００３３】
テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤との反応（加水分解・縮合反応）を効率的に行わせて、ハイブリッド化合物における架橋構造の形成を促進させる観点から、特定の表面処理剤は、酸性（ｐＨが６以下、特に２〜５）であることが好ましい。
【００３４】
特定の表面処理剤を酸性とするために含有される酸としては、無機酸であっても有機酸であってもよい。ここに、無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸などを挙げることができ、塩酸が好ましい。また、有機酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸などを挙げることができ、酢酸が好ましい。
【００３５】
特定の表面処理剤の必須成分であるテトラアルコキシシランの含有割合としては、処理剤全体の０．５〜２０質量％であることが好ましく、更に好ましくは２〜１０質量％とされる。テトラアルコキシシランの含有割合は、主に溶剤の使用量を調整することによって、適宜の割合に調整することができる。
【００３６】
特定の表面処理剤の必須成分であるテトラアルコキシチタンは、テトラエトキシシランの含有量に対して１〜１０質量％の割合で含有されていることが好ましく、更に好ましくは３〜１０質量％、特に好ましくは６〜１０質量％とされる。
【００３７】
テトラアルコキシチタンの含有割合（テトラアルコキシシランに対する相対的な割合）が過小である場合には、真空吸着パッドの表面に十分な処理効果（非粘着性）を付与することが困難となる。一方、テトラアルコキシチタンの含有割合（テトラアルコキシシランに対する相対的な割合）が過大である場合には、得られる表面処理剤が短時間で硬化してしまい、塗布性などの作業性が低下する。
【００３８】
特定の表面処理剤の必須成分であるシランカップリング剤は、テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンとの合計の含有量に対して０．１〜１００質量％の割合で含有されていることが好ましく、更に好ましくは０．５〜２０質量％、特に好ましくは１〜１０質量％とされる。
【００３９】
シランカップリング剤の含有割合（テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンの合計に対する相対的な割合）が過小である場合には、得られる表面処理剤によって形成される表面処理層が真空吸着パッド基材に対して十分な密着性を有するものとならない。 一方、シランカップリング剤の含有割合（テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンの合計に対する相対的な割合）が過大である場合には、得られる表面処理剤による架橋構造の形成が不十分となり、真空吸着パッド基材の表面を完全に覆うこと（表面処理層の形成）が困難となる。
【００４０】
特定の表面処理剤において、溶剤の含有割合としては、テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンとシランカップリング剤との合計の含有量（質量）の３〜５０倍であることが好ましく、更に好ましくは１０〜３０倍とされる。
【００４１】
溶剤の含有割合が過小である場合には、得られる表面処理剤により形成される表面処理層が真空吸着パッド基材に対して十分な密着性を示さないことがある。一方、この割合が過大である場合には、得られる表面処理剤に占めるテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシチタンおよびシランカップリング剤の割合が過小となり塗布効率の低下を招く。
【００４２】
特定の表面処理剤は、テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤と、任意成分とを溶剤に溶解させることにより容易に製造することができる。
【００４３】
なお、得られた表面処理剤を室温下に長時間静置すると、構成成分（特に、テトラアルコキシシランおよびテトラアルコキシチタン）の縮合物が形成されて沈澱物を生じるおそれがある。このため、特定の表面処理剤は、製造後２４時間以内に使用することが好ましく、また、使用前に十分に（例えば１〜６時間）攪拌して表面処理剤の均質化を図ることが肝要である。また、必要に応じて、６０〜７０℃に加温してもよい。
【００４４】
本発明の真空吸着パッドは、真空吸着パッド基材を成形加工する工程（以下「成形工程」という。）と、得られた真空吸着パッド基材の少なくともワークと接触する表面に特定の表面処理剤を塗布する工程（以下「塗布工程」という。）と、この表面処理剤による塗膜を加熱する工程（以下「加熱工程」という。）とを含む製造方法により得られる。
【００４５】
成形工程における成形加工方法としては特に限定されるものでなく、加硫ゴムからなる成形品を得るための従来公知の方法（例えばプレス成形法）を採用することができる。
【００４６】
塗布工程において、真空吸着パッド基材表面への特定の表面処理剤の塗布方法としては、当該表面処理剤に真空吸着パッド基材を浸漬する浸漬法、刷毛やローラなどの塗布手段を使用する方法など特に制限されるものではない。
なお、この塗布工程の終了後、真空吸着パッド基材の表面に形成された塗膜から溶剤を除去するために乾燥処理を行うことが好ましい。乾燥条件としては、表面処理剤に含有される溶剤の種類および含有割合などによっても異なるが、例えば室温で１分間〜２４時間とされ、好ましくは３分間〜１時間とされる。
【００４７】
加熱工程において、塗膜の加熱方法としては、オーブンによる加熱、熱プレスによる加熱など、特に制限されるものではない。加熱条件としては、例えば５０〜１５０℃で５分間〜２４時間とされ、好ましくは８０〜１００℃で１０〜１２０分間とされる。
【００４８】
真空吸着パッド基材の表面に形成された特定の表面処理剤による塗膜を加熱することにより、（ｉ）テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤との反応（加水分解・縮合による架橋構造の形成反応）が進行するとともに、（ii）シランカップリング剤の有する反応性有機官能基と、真空吸着パッド基材を構成するゴムのポリマー主鎖との反応が進行する。
【００４９】
これにより、（ｉ）架橋構造（表面処理層を構成するＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）とシランカップリング剤との間、および、（ii）シランカップリング剤とゴムのポリマー主鎖との間に化学的な結合が形成され、この結果、真空吸着パッド基材に対する密着性（被膜としての耐久性・強靱性）に優れた表面処理層（被覆層／改質層）が形成される。
【００５０】
そして、この表面処理層を構成する架橋構造により、真空吸着パッドの表面には優れた非粘着性が付与される。特に、テトラアルコキシチタンに由来するＴｉ−Ｏ結合を含む架橋構造（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の架橋構造）を有する表面処理層は、ＳｉＯ2 系の架橋構造を有する表面処理層と比較して、非粘着性の付与効果（粘着力の低減効果）が格段に優れたものとなる。また、当該表面処理層は、真空吸着パッド基材を構成するゴムに対して強固に密着しているので、当該表面処理層が脱離するようなことはなく、真空吸着パッドの表面に付与された非粘着性は安定的に発現される。
【００５１】
また、シランカップリング剤を介してゴムのポリマー主鎖に結合された表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）は、熱安定性および化学安定性にも優れ、有機溶剤に対して不溶性または難溶性となる。従って、本発明に係る真空吸着パッドは耐溶剤性に優れ、有機溶剤を使用して洗浄しても、優れた非粘着性が実質的に損なわれることはない。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００５３】
〔作製例Ａ（成形工程）〕
ニトリルゴム「ＪＳＲ Ｎ２４０Ｓ」（ジェイエスアール（株）製）１００質量部と、老化防止剤「ノクラックＣＤ」１．５質量部と、ステアリン酸「アデカ脂肪酸ＳＡ−３００」１．５質量部と、酸化亜鉛５質量部と、カーボンブラック「サーマックスＭＴ」７０質量部と、炭酸カルシウム「白艶華ＣＣ」（白石工業（株）製）１０質量部と、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）３０質量部と、硫黄０．３質量部と、加硫促進剤「ノクセラーＴＴ」（大内新興化学（株）製）１．５質量部と、加硫促進剤「ノクセラーＣＺ−Ｇ」（大内新興化学（株）製）１．５質量部とを８インチロールによって混練してゴム組成物を調製した。次いで、このゴム組成物を熱プレスを用いて加熱処理（１５０℃×２０分間）することにより、図１に示すような形状（ｄ＝８ｍｍ，ｈ＝８ｍｍ）を有する真空吸着パッド基材（ニトリルゴム成形品）を作製した。
【００５４】
＜実施例１＞
（１）特定の表面処理剤の調製：
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）０．４０ｇと、テトラエトキシチタン〔Ｔｉ（ＯＥｔ）4 〕０．００４ｇと、式：Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 −（ＣＨ2 ）3 −ＳＨで示されるシランカップリング剤「Ａ−１８９」〔日本ユニカー（株）製〕０．０１ｇと、塩酸（０．１Ｎ）０．０５ｇとを、アセトン７．９１ｇに添加し、この系を室温下に１時間攪拌することにより、特定の表面処理剤（ＴＥＯＳ濃度＝約４．８質量％，テトラエトキシチタン濃度＝約０．０５質量％，シランカップリング剤濃度＝約０．１２質量％）を調製した。
【００５５】
（２）真空吸着パッド基材の表面処理（塗布工程および加熱工程）：
上記（１）により得られた特定の表面処理剤（１時間の攪拌操作の終了直後の処理剤）中に、作製例Ａで得られた真空吸着パッド基材を、室温下に３分間浸漬することにより、真空吸着パッド基材の全表面に表面処理剤を塗布した。次いで、真空吸着パッド基材を室温下に１０分間放置して塗膜を乾燥させた後、１００℃のオーブン内で６０分間加熱処理することにより、特定の表面処理剤による表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜からなる表面処理層）が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５６】
＜実施例２＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０１２ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．１４質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５７】
＜実施例３＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０２４ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．２９質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５８】
＜実施例４＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０３２ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．３８質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５９】
＜実施例５＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０４０ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．４８質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００６０】
＜実施例６＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０２４ｇに変更し、シランカップリング剤の使用量を０．０２ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（ＴＥＯＳ濃度＝約４．８質量％，テトラエトキシチタン濃度＝約０．２９質量％，シランカップリング剤濃度＝約０．２４質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００６１】
＜比較例１＞
作製例Ａで得られた真空吸着パッド基材をを１００℃のオーブン内で６０分間加熱処理することにより、表面処理層が形成されていない真空吸着パッドを得た。
【００６２】
＜比較例２＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンを使用しなかったこと以外は実施例１（１）と同様にして比較用の表面処理剤を調製し、この表面処理剤を用いたこと以外は実施例１（２）と同様にして、比較用の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを得た。
【００６３】
＜比較例３＞
下記表１に示す処方に従って、シランカップリング剤を使用しなかったこと以外は実施例１（１）と同様にして比較用の表面処理剤を調製し、この表面処理剤を用いたこと以外は実施例１（２）と同様にして、比較用の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを得た。
【００６４】
＜真空吸着パッドの評価実験＞
実施例１〜６および比較例１〜３で得られた真空吸着パッドを、各々４個ずつ用意して以下のような実験を行った。
すなわち、４個の真空吸着パッドを、ワークの搬送装置を構成するアームの先端に直列配置し（配置間隔＝５０ｍｍ）、この搬送装置により、シリコーンゴム製のクリーニングブレード（３００ｍｍ×２０ｍｍ×０．１ｍｍ）を搬送する操作を１０００回にわたり連続的に行い、脱着不良が発生した時点で操作を中止して、その時の搬送回数を測定した。ここに、吸引圧力を２００ｇｆ／ｃｍ2 とし、有効パッド面積（πｄ2 ／４）が０．５０ｃｍ2 であるので、吸着力（１個の真空吸着パッド）は１００ｇｆとなる。この実験（脱着不良発生時の搬送回数の測定）は３回（ＲＵＮ１〜３）実施した。結果を併せて表１に示す。
【００６５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る真空吸着パッドは、例えば、印刷機への用紙の搬送装置、半導体部品の搬送装置（チップマウンタ）、ロボットアームなどの構成部品として使用することができ、特に、軽量のワークを吸着保持する用途に好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の真空吸着パッドの一例を示す部分破断説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 真空吸着パッド
２ 基部
３ スカート部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空吸着パッドおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、ワークを吸着保持した後、ワークを確実に脱着することができる真空吸着パッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空吸着パッドは、真空圧による吸着力によってワークを保持し、必要に応じて所定の位置まで搬送した後、真空圧を解除してワークを脱着するものである。
【０００３】
真空吸着パッドは、通常、天然ゴムや合成ゴムの成形体からなり、ゴム配合剤のブルーミングによるワークの汚染（吸着跡）を防止する観点から、ゴム配合剤の検討（特許文献１参照）、パッドの表面処理の検討（特許文献２参照）などが行われている。
【０００４】
然るに、比較的小さな吸着力（例えば１００ｇｆ以下）でワークを保持する真空吸着パッドにおいて、真空吸着パッドの表面（ワークとの接触面）の有する粘着性のために、吸着力を解除してもワークが脱着されないことがあり、これにより、例えば、ワークの搬送装置を含む全体のラインが停止するという問題がある。また、真空吸着パッドの表面が粘着性を有する場合には、当該表面に異物が付着し、これがワークに転移してしまうという問題もある。このため、非粘着性に優れた表面を有する真空吸着パッドの提供が望まれていた。
【０００５】
従来、ゴム製品の表面に非粘着性などの特性を付与するための方法として、シリコーン組成物などからなる処理剤を塗布して表面処理層を形成する方法（例えば、特許文献３〜４参照）などが行われている。
【０００６】
しかし、このような方法により付与される（表面処理層により発現される）非粘着性は未だ不十分であり、また、ゴムの種類によっては、形成された表面処理層がゴム基材から脱離することもある。
【特許文献１】特開平５−７０６３０号公報
【特許文献２】特開平５−６９３６８号公報
【特許文献３】特開平７−１３３４６４号公報
【特許文献４】特開平１１−１９９６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものである。本発明の目的は、ワークとの接触面における非粘着性に優れ、比較的小さな吸着力でワークを保持した後であっても、ワークを確実に脱着することができる真空吸着パッドを提供することにある。
本発明の他の目的は、ワークとの接触面における非粘着性に優れた真空吸着パッドの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の真空吸着パッドは、ワークを吸着保持するゴム製の真空吸着パッドであって、少なくともワークと接触する表面が、式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 （式中、Ｒ1 は、炭素数１〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシシランと、式（２）：Ｔｉ（ＯＲ2 ）4 （式中、Ｒ2 は、炭素数２〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシチタンと、式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 （式中、Ｒ3 はアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ4 はアルキル基を表し、ｍは１〜３の整数であり、ｎは０〜５の整数である。また、Ｒ5 は、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基を表す。）で示されるシランカップリング剤と、これらを溶解する溶剤とを含有する表面処理剤（以下、「特定の表面処理剤」ともいう。）；により処理されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の真空吸着パッドにおいては、下記の形態が好ましい。
（１）前記テトラアルコキシシランが、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）またはテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）であり、前記テトラアルコキシチタンが、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタンおよびテトラブトキシチタンから選ばれた少なくとも１種、特にテトラエトキシチタンであること。
（２）特定の表面処理剤が酸を含有すること。
（３）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランと、テトラエトキシチタンと、シランカップリング剤と、酸と、有機溶剤とを含有すること。
（４）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランの含有量に対して１〜１０質量％のテトラエトキシチタンを含有すること。
（５）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランの含有量に対して３〜１０質量％のテトラエトキシチタンを含有すること。
（６）特定の表面処理剤が、テトラエトキシシランの含有量に対して６〜１０質量％のテトラエトキシチタンを含有すること。
（７）特定の表面処理剤が、テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンとの合計の含有量に対して０．１〜１００質量％のシランカップリング剤を含有すること。
（８）１００ｇｆ以下の吸着力でワークを保持するものであること。
【００１０】
本発明の製造方法は、ゴムからなる真空吸着パッド基材を成形加工する工程と、得られた真空吸着パッド基材の少なくともワークと接触する表面に特定の表面処理剤を塗布する工程と、この表面処理剤による塗膜を加熱する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
特定の表面処理剤を構成するテトラアルコキシシランは、分子中に４個のアルコキシ基（−ＯＲ1 ）を有し、また、テトラアルコキシチタンも、分子中に４個のアルコキシ基（−ＯＲ2 ）を有し、さらに、シランカップリング剤は、加水分解性基（−ＯＲ3 ）および反応性の有機官能基（−Ｒ5 ）を分子中に有する。
【００１２】
真空吸着パッド基材（ゴムからなる成形品）の表面において、テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤とが反応（加水分解・縮合反応）することにより、Ｓｉ−Ｏ結合およびＴｉ−Ｏ結合による架橋構造を有する表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）が形成され、これにより、真空吸着パッドの表面には優れた非粘着性が付与される。ここに、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の架橋構造を有する表面処理層は、ＳｉＯ2 系の架橋構造を有する表面処理層と比較して、非粘着性の付与効果（粘着力の低減効果）が格段に優れたものとなる。
【００１３】
表面処理層を構成するＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜（またはその形成過程における構造）中には、シランカップリング剤に由来する反応性の有機官能基（−Ｒ5 ）が導入され、この有機官能基は、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と反応する。これにより、当該表面処理層は、シランカップリング剤を介して、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と化学的に結合する。
【００１４】
このように、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜からなる表面処理層との間には、シランカップリング剤を介して、化学的な結合が形成されるため、当該表面処理層は、真空吸着パッド基材に対して強固に密着することになる。従って、真空吸着パッドの表面に付与された非粘着性は、長期にわたって安定的に発現される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の真空吸着パッドは、ワークとの接触面における非粘着性に優れ、比較的小さな吸着力でワークを保持した後であっても、ワークを確実に脱着することができる。
本発明の製造方法によれば、ワークとの接触面における非粘着性に優れた真空吸着パッドを確実に製造することができる。
本発明に係る真空吸着パッドの非粘着性は、長期にわたり安定的に発現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の真空吸着パッドの一例を示す部分破断説明図であり、このような形状のものは薄物のワークを吸着保持するのに好適である。図１に示す真空吸着パッド１は、真空発生源に連結されたチューブに接続するためのスリーブ状の基部２と、これと一体的に形成されたスカート部３とを備えてなる。このスカート部３の内側表面３Ａをワークと接触させるとともに、スカート部３とワークとで区画される空間内の空気を吸引することによりワークが吸着保持され、吸引（吸着力）を解除することによりワークが確実に脱着される。
【００１７】
図１に示す真空吸着パッド１において、パッドの外径ｄは、通常２〜１００ｍｍとされ、また、パッドの高さｈは、通常４〜５０ｍｍとされる。また、スカート部３の肉厚は、例えば０．０５〜１．５ｍｍとされる。なお、本発明の真空吸着パッドは、図１に示すような形状に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の真空吸着パッドを構成するゴム（原料ゴム）としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ，ＡＮＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ，ＦＶＭＱ）、ウレタンゴム（ＡＵ，ＥＵ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ，ＦＥＰＭ）などを例示することができ、これらのうち、ニトリルゴムに対して、特に優れた処理効果を付与することができる。
【００１９】
本発明の真空吸着パッドは、１００ｇｆ以下の吸着力でワークを保持するものであることが好ましい。このような小さい吸着力により保持されるワークは、真空吸着パッドの表面における粘着性の影響を特に受けやすく（吸着力の解除後に脱着されにくく）、そのようなワークに対して、本発明の効果（パッド表面の非粘着性）は特に有効である。ここで、真空吸着パッドの「吸着力」は、真空発生源による吸引圧力に、有効パッド面積（πｄ2 ／４：但し、ｄはパッドの外径である）を乗じた値として求めることができる。
【００２０】
本発明の真空吸着パッドにより搬送されるワークの具体例としては、板状部品・製品、球状部品・製品、箱状部品・製品、円筒状部品・製品などを挙げることができる。なお、複数個の真空吸着パッドを使用することにより、１個の真空吸着パッドでは保持できない質量のワークを保持できることは勿論である。
【００２１】
本発明の真空吸着パッドは、少なくともワークと接触する表面が、特定の表面処理剤により処理されている点に特徴を有する。この表面処理剤は、テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤と、溶剤とを含有してなる。
【００２２】
特定の表面処理剤を構成するテトラアルコキシシランは、式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 で示される４官能性のアルコキシシランである。
テトラアルコキシシランを示す上記式（１）において、Ｒ1 は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素数１〜４のアルキル基を表す。ここに、テトラアルコキシシランの好適な具体例としては、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）およびテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を挙げることができ、ＴＥＯＳが特に好ましい。
【００２３】
特定の表面処理剤を構成するテトラアルコキシチタンは、式（２）：Ｓｉ（ＯＲ2 ）4 で示される４官能性のアルコキシチタンである。
テトラアルコキシチタンを示す上記式（２）において、Ｒ2 は、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などの炭素数２〜４のアルキル基を表す。ここに、テトラアルコキシシランの好適な具体例としては、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタンおよびテトラブトキシチタンを挙げることができ、テトラエトキシチタンが特に好ましい。
【００２４】
特定の表面処理剤を構成するシランカップリング剤は、式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 で示される。
シランカップリング剤を示す上記式（３）において、Ｒ3 はアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ4 はアルキル基を表し、ｍは１〜３の整数、好ましくは３であり、ｎは０〜５の整数、好ましくは０〜３の整数である。また、Ｒ5 は、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基を表す。
【００２５】
上記式（３）において、Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −で表される基は、少なくとも１個、好ましくは３個の加水分解性基（−ＯＲ3 ）を有する。これにより、上記式（３）で示されるシランカップリング剤は、４個のアルコキシ基（−ＯＲ1 ）を有するテトラアルコキシシラン、および４個のアルコキシ基（−ＯＲ2 ）を有するテトラアルコキシチタンの何れとも反応することができる。
【００２６】
ここに、Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −で表される基としては、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基などのトリアルコキシシリル基であることが好ましい。
【００２７】
また、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基（−Ｒ5 ）としては、アミノ基、メルカプト基、ビニル基、（メタ）アクリロイルオキシ基、エポキシ基、ウレイド基などを挙げることができる。これらのうち、不飽和結合を有するゴムのポリマー主鎖に対して反応性を有するメルカプト基、不飽和結合を有しないゴムのポリマー主鎖に対して反応性を有するビニル基を好適なものとして挙げることができる。
【００２８】
真空吸着パッド基材（ゴムからなる成形品）の表面において、テトラアルコキシシラン（−ＯＲ1 ）と、テトラアルコキシチタン（−ＯＲ2 ）と、シランカップリング剤（−ＯＲ3 ）とが反応（加水分解・縮合反応）することにより、Ｓｉ−Ｏ結合およびＴｉ−Ｏ結合による架橋構造を有する表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）が形成され、これにより、真空吸着パッドの表面には優れた非粘着性が付与される。特に、Ｔｉ−Ｏ結合が導入されていることにより、シロキサン架橋構造を有する表面処理層（ＳｉＯ2 系の被膜）と比較して、非粘着性の付与効果（粘着力の低減効果）が格段に優れたものとなる。
【００２９】
しかして、表面処理層を構成するＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜、または、その形成過程（加水分解・縮合反応過程）における構造中には、シランカップリング剤に由来する反応性の有機官能基（−Ｒ5 ）が導入され、この有機官能基（−Ｒ5 ）は、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と反応する。これにより、最終的に形成される表面処理層は、シランカップリング剤を介して、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と化学的に結合することになる。
【００３０】
このように、真空吸着パッド基材の表面におけるゴムのポリマー主鎖と、ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜からなる表面処理層との間には、シランカップリング剤を介して、化学的な結合が形成されるため、当該表面処理層は、ゴムからなる真空吸着パッド基材に対しても強固に密着することになる。従って、当該表面処理層が脱離するようなことはなく、真空吸着パッドの表面に付与された非粘着性は安定的に発現される。
【００３１】
特定の表面処理剤を構成する溶剤としては、テトラアルコキシシラン、テトラアルコキシチタンおよびシランカップリング剤の何れも溶解することができるものの中から選択することができ、これらの種類によっても異なるが、ヘキサン、メタノール、エタノール、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン、クロロホルム、ベンゼン、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、トルエン、アセトンなどの有機溶剤を例示することができ、これらのうち、ヘキサン、メタノール、エタノール、ジクロロメタンおよびアセトンが好ましい。
【００３２】
特定の表面処理剤には、その効果が損なわれない限度において、上記の必須成分以外に各種の任意成分が含有されていてもよい。
【００３３】
テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤との反応（加水分解・縮合反応）を効率的に行わせて、ハイブリッド化合物における架橋構造の形成を促進させる観点から、特定の表面処理剤は、酸性（ｐＨが６以下、特に２〜５）であることが好ましい。
【００３４】
特定の表面処理剤を酸性とするために含有される酸としては、無機酸であっても有機酸であってもよい。ここに、無機酸としては、塩酸、硝酸、硫酸などを挙げることができ、塩酸が好ましい。また、有機酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸などを挙げることができ、酢酸が好ましい。
【００３５】
特定の表面処理剤の必須成分であるテトラアルコキシシランの含有割合としては、処理剤全体の０．５〜２０質量％であることが好ましく、更に好ましくは２〜１０質量％とされる。テトラアルコキシシランの含有割合は、主に溶剤の使用量を調整することによって、適宜の割合に調整することができる。
【００３６】
特定の表面処理剤の必須成分であるテトラアルコキシチタンは、テトラエトキシシランの含有量に対して１〜１０質量％の割合で含有されていることが好ましく、更に好ましくは３〜１０質量％、特に好ましくは６〜１０質量％とされる。
【００３７】
テトラアルコキシチタンの含有割合（テトラアルコキシシランに対する相対的な割合）が過小である場合には、真空吸着パッドの表面に十分な処理効果（非粘着性）を付与することが困難となる。一方、テトラアルコキシチタンの含有割合（テトラアルコキシシランに対する相対的な割合）が過大である場合には、得られる表面処理剤が短時間で硬化してしまい、塗布性などの作業性が低下する。
【００３８】
特定の表面処理剤の必須成分であるシランカップリング剤は、テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンとの合計の含有量に対して０．１〜１００質量％の割合で含有されていることが好ましく、更に好ましくは０．５〜２０質量％、特に好ましくは１〜１０質量％とされる。
【００３９】
シランカップリング剤の含有割合（テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンの合計に対する相対的な割合）が過小である場合には、得られる表面処理剤によって形成される表面処理層が真空吸着パッド基材に対して十分な密着性を有するものとならない。 一方、シランカップリング剤の含有割合（テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンの合計に対する相対的な割合）が過大である場合には、得られる表面処理剤による架橋構造の形成が不十分となり、真空吸着パッド基材の表面を完全に覆うこと（表面処理層の形成）が困難となる。
【００４０】
特定の表面処理剤において、溶剤の含有割合としては、テトラアルコキシシランとテトラアルコキシチタンとシランカップリング剤との合計の含有量（質量）の３〜５０倍であることが好ましく、更に好ましくは１０〜３０倍とされる。
【００４１】
溶剤の含有割合が過小である場合には、得られる表面処理剤により形成される表面処理層が真空吸着パッド基材に対して十分な密着性を示さないことがある。一方、この割合が過大である場合には、得られる表面処理剤に占めるテトラアルコキシシラン、テトラアルコキシチタンおよびシランカップリング剤の割合が過小となり塗布効率の低下を招く。
【００４２】
特定の表面処理剤は、テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤と、任意成分とを溶剤に溶解させることにより容易に製造することができる。
【００４３】
なお、得られた表面処理剤を室温下に長時間静置すると、構成成分（特に、テトラアルコキシシランおよびテトラアルコキシチタン）の縮合物が形成されて沈澱物を生じるおそれがある。このため、特定の表面処理剤は、製造後２４時間以内に使用することが好ましく、また、使用前に十分に（例えば１〜６時間）攪拌して表面処理剤の均質化を図ることが肝要である。また、必要に応じて、６０〜７０℃に加温してもよい。
【００４４】
本発明の真空吸着パッドは、真空吸着パッド基材を成形加工する工程（以下「成形工程」という。）と、得られた真空吸着パッド基材の少なくともワークと接触する表面に特定の表面処理剤を塗布する工程（以下「塗布工程」という。）と、この表面処理剤による塗膜を加熱する工程（以下「加熱工程」という。）とを含む製造方法により得られる。
【００４５】
成形工程における成形加工方法としては特に限定されるものでなく、加硫ゴムからなる成形品を得るための従来公知の方法（例えばプレス成形法）を採用することができる。
【００４６】
塗布工程において、真空吸着パッド基材表面への特定の表面処理剤の塗布方法としては、当該表面処理剤に真空吸着パッド基材を浸漬する浸漬法、刷毛やローラなどの塗布手段を使用する方法など特に制限されるものではない。
なお、この塗布工程の終了後、真空吸着パッド基材の表面に形成された塗膜から溶剤を除去するために乾燥処理を行うことが好ましい。乾燥条件としては、表面処理剤に含有される溶剤の種類および含有割合などによっても異なるが、例えば室温で１分間〜２４時間とされ、好ましくは３分間〜１時間とされる。
【００４７】
加熱工程において、塗膜の加熱方法としては、オーブンによる加熱、熱プレスによる加熱など、特に制限されるものではない。加熱条件としては、例えば５０〜１５０℃で５分間〜２４時間とされ、好ましくは８０〜１００℃で１０〜１２０分間とされる。
【００４８】
真空吸着パッド基材の表面に形成された特定の表面処理剤による塗膜を加熱することにより、（ｉ）テトラアルコキシシランと、テトラアルコキシチタンと、シランカップリング剤との反応（加水分解・縮合による架橋構造の形成反応）が進行するとともに、（ii）シランカップリング剤の有する反応性有機官能基と、真空吸着パッド基材を構成するゴムのポリマー主鎖との反応が進行する。
【００４９】
これにより、（ｉ）架橋構造（表面処理層を構成するＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）とシランカップリング剤との間、および、（ii）シランカップリング剤とゴムのポリマー主鎖との間に化学的な結合が形成され、この結果、真空吸着パッド基材に対する密着性（被膜としての耐久性・強靱性）に優れた表面処理層（被覆層／改質層）が形成される。
【００５０】
そして、この表面処理層を構成する架橋構造により、真空吸着パッドの表面には優れた非粘着性が付与される。特に、テトラアルコキシチタンに由来するＴｉ−Ｏ結合を含む架橋構造（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の架橋構造）を有する表面処理層は、ＳｉＯ2 系の架橋構造を有する表面処理層と比較して、非粘着性の付与効果（粘着力の低減効果）が格段に優れたものとなる。また、当該表面処理層は、真空吸着パッド基材を構成するゴムに対して強固に密着しているので、当該表面処理層が脱離するようなことはなく、真空吸着パッドの表面に付与された非粘着性は安定的に発現される。
【００５１】
また、シランカップリング剤を介してゴムのポリマー主鎖に結合された表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜）は、熱安定性および化学安定性にも優れ、有機溶剤に対して不溶性または難溶性となる。従って、本発明に係る真空吸着パッドは耐溶剤性に優れ、有機溶剤を使用して洗浄しても、優れた非粘着性が実質的に損なわれることはない。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。
【００５３】
〔作製例Ａ（成形工程）〕
ニトリルゴム「ＪＳＲ Ｎ２４０Ｓ」（ジェイエスアール（株）製）１００質量部と、老化防止剤「ノクラックＣＤ」１．５質量部と、ステアリン酸「アデカ脂肪酸ＳＡ−３００」１．５質量部と、酸化亜鉛５質量部と、カーボンブラック「サーマックスＭＴ」７０質量部と、炭酸カルシウム「白艶華ＣＣ」（白石工業（株）製）１０質量部と、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）３０質量部と、硫黄０．３質量部と、加硫促進剤「ノクセラーＴＴ」（大内新興化学（株）製）１．５質量部と、加硫促進剤「ノクセラーＣＺ−Ｇ」（大内新興化学（株）製）１．５質量部とを８インチロールによって混練してゴム組成物を調製した。次いで、このゴム組成物を熱プレスを用いて加熱処理（１５０℃×２０分間）することにより、図１に示すような形状（ｄ＝８ｍｍ，ｈ＝８ｍｍ）を有する真空吸着パッド基材（ニトリルゴム成形品）を作製した。
【００５４】
＜実施例１＞
（１）特定の表面処理剤の調製：
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）０．４０ｇと、テトラエトキシチタン〔Ｔｉ（ＯＥｔ）4 〕０．００４ｇと、式：Ｓｉ（ＯＣＨ3 ）3 −（ＣＨ2 ）3 −ＳＨで示されるシランカップリング剤「Ａ−１８９」〔日本ユニカー（株）製〕０．０１ｇと、塩酸（０．１Ｎ）０．０５ｇとを、アセトン７．９１ｇに添加し、この系を室温下に１時間攪拌することにより、特定の表面処理剤（ＴＥＯＳ濃度＝約４．８質量％，テトラエトキシチタン濃度＝約０．０５質量％，シランカップリング剤濃度＝約０．１２質量％）を調製した。
【００５５】
（２）真空吸着パッド基材の表面処理（塗布工程および加熱工程）：
上記（１）により得られた特定の表面処理剤（１時間の攪拌操作の終了直後の処理剤）中に、作製例Ａで得られた真空吸着パッド基材を、室温下に３分間浸漬することにより、真空吸着パッド基材の全表面に表面処理剤を塗布した。次いで、真空吸着パッド基材を室温下に１０分間放置して塗膜を乾燥させた後、１００℃のオーブン内で６０分間加熱処理することにより、特定の表面処理剤による表面処理層（ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2 系の被膜からなる表面処理層）が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５６】
＜実施例２＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０１２ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．１４質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５７】
＜実施例３＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０２４ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．２９質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５８】
＜実施例４＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０３２ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．３８質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００５９】
＜実施例５＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０４０ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（テトラエトキシチタン濃度＝約０．４８質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００６０】
＜実施例６＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンの使用量を０．０２４ｇに変更し、シランカップリング剤の使用量を０．０２ｇに変更したこと以外は実施例１（１）と同様にして特定の表面処理剤（ＴＥＯＳ濃度＝約４．８質量％，テトラエトキシチタン濃度＝約０．２９質量％，シランカップリング剤濃度＝約０．２４質量％）を調製し、この表面処理剤を使用したこと以外は実施例１（２）と同様にして、特定の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを製造した。
【００６１】
＜比較例１＞
作製例Ａで得られた真空吸着パッド基材をを１００℃のオーブン内で６０分間加熱処理することにより、表面処理層が形成されていない真空吸着パッドを得た。
【００６２】
＜比較例２＞
下記表１に示す処方に従って、テトラエトキシチタンを使用しなかったこと以外は実施例１（１）と同様にして比較用の表面処理剤を調製し、この表面処理剤を用いたこと以外は実施例１（２）と同様にして、比較用の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを得た。
【００６３】
＜比較例３＞
下記表１に示す処方に従って、シランカップリング剤を使用しなかったこと以外は実施例１（１）と同様にして比較用の表面処理剤を調製し、この表面処理剤を用いたこと以外は実施例１（２）と同様にして、比較用の表面処理剤による表面処理層が形成された真空吸着パッドを得た。
【００６４】
＜真空吸着パッドの評価実験＞
実施例１〜６および比較例１〜３で得られた真空吸着パッドを、各々４個ずつ用意して以下のような実験を行った。
すなわち、４個の真空吸着パッドを、ワークの搬送装置を構成するアームの先端に直列配置し（配置間隔＝５０ｍｍ）、この搬送装置により、シリコーンゴム製のクリーニングブレード（３００ｍｍ×２０ｍｍ×０．１ｍｍ）を搬送する操作を１０００回にわたり連続的に行い、脱着不良が発生した時点で操作を中止して、その時の搬送回数を測定した。ここに、吸引圧力を２００ｇｆ／ｃｍ2 とし、有効パッド面積（πｄ2 ／４）が０．５０ｃｍ2 であるので、吸着力（１個の真空吸着パッド）は１００ｇｆとなる。この実験（脱着不良発生時の搬送回数の測定）は３回（ＲＵＮ１〜３）実施した。結果を併せて表１に示す。
【００６５】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る真空吸着パッドは、例えば、印刷機への用紙の搬送装置、半導体部品の搬送装置（チップマウンタ）、ロボットアームなどの構成部品として使用することができ、特に、軽量のワークを吸着保持する用途に好適に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の真空吸着パッドの一例を示す部分破断説明図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 真空吸着パッド
２ 基部
３ スカート部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを吸着保持するゴム製の真空吸着パッドであって、
少なくともワークと接触する表面が、
式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 （式中、Ｒ1 は、炭素数１〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシシランと、
式（２）：Ｔｉ（ＯＲ2 ）4 （式中、Ｒ2 は、炭素数２〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシチタンと、
式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 （式中、Ｒ3 はアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ4 はアルキル基を表し、ｍは１〜３の整数であり、ｎは０〜５の整数である。また、Ｒ5 は、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基を表す。）で示されるシランカップリング剤と、
これらを溶解する溶剤とを含有する表面処理剤；
により処理されている真空吸着パッド。
【請求項２】
前記テトラアルコキシシランが、テトラメトキシシランまたはテトラエトキシシランであり、前記テトラアルコキシチタンが、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタンおよびテトラブトキシチタンから選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の真空吸着パッド。
【請求項３】
前記表面処理剤が酸を含有する請求項１または請求項２に記載の真空吸着パッド。
【請求項４】
前記表面処理剤が、テトラエトキシシランと、テトラエトキシチタンと、シランカップリング剤と、酸と、有機溶剤とを含有する請求項１乃至請求項３の何れかに記載の真空吸着パッド。
【請求項５】
１００ｇｆ以下の吸着力でワークを保持する請求項１乃至請求項４の何れかに記載の真空吸着パッド。
【請求項６】
ゴムからなる真空吸着パッド基材を成形加工する工程と、
当該真空吸着パッド基材の少なくともワークと接触する表面に請求項１に記載の表面処理剤を塗布する工程と、
当該表面処理剤による塗膜を加熱する工程とを含む真空吸着パッドの製造方法。
【請求項１】
ワークを吸着保持するゴム製の真空吸着パッドであって、
少なくともワークと接触する表面が、
式（１）：Ｓｉ（ＯＲ1 ）4 （式中、Ｒ1 は、炭素数１〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシシランと、
式（２）：Ｔｉ（ＯＲ2 ）4 （式中、Ｒ2 は、炭素数２〜４のアルキル基を表す。）で示されるテトラアルコキシチタンと、
式（３）：Ｓｉ（ＯＲ3 ）m Ｒ4 3-m −（ＣＨ2 ）n −Ｒ5 （式中、Ｒ3 はアルキル基またはアルコキシアルキル基を表し、Ｒ4 はアルキル基を表し、ｍは１〜３の整数であり、ｎは０〜５の整数である。また、Ｒ5 は、ゴムのポリマー主鎖との反応性を有する有機官能基を表す。）で示されるシランカップリング剤と、
これらを溶解する溶剤とを含有する表面処理剤；
により処理されている真空吸着パッド。
【請求項２】
前記テトラアルコキシシランが、テトラメトキシシランまたはテトラエトキシシランであり、前記テトラアルコキシチタンが、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタンおよびテトラブトキシチタンから選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の真空吸着パッド。
【請求項３】
前記表面処理剤が酸を含有する請求項１または請求項２に記載の真空吸着パッド。
【請求項４】
前記表面処理剤が、テトラエトキシシランと、テトラエトキシチタンと、シランカップリング剤と、酸と、有機溶剤とを含有する請求項１乃至請求項３の何れかに記載の真空吸着パッド。
【請求項５】
１００ｇｆ以下の吸着力でワークを保持する請求項１乃至請求項４の何れかに記載の真空吸着パッド。
【請求項６】
ゴムからなる真空吸着パッド基材を成形加工する工程と、
当該真空吸着パッド基材の少なくともワークと接触する表面に請求項１に記載の表面処理剤を塗布する工程と、
当該表面処理剤による塗膜を加熱する工程とを含む真空吸着パッドの製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２００７−２７００１３（Ｐ２００７−２７００１３Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−９８７３２（Ｐ２００６−９８７３２）
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５１７５）藤倉ゴム工業株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３１日（２００６．３．３１）
【出願人】（０００００５１７５）藤倉ゴム工業株式会社 (120)
【Ｆターム（参考）】
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