JP2001312172A - 定着装置周辺の部材で用いるフェルト材 - Google Patents

定着装置周辺の部材で用いるフェルト材

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱定着装置の周辺の部材に適用するフェルト
材として、安価であっても乾熱安定性、オイル保持性お
よびクリーニング性などを良化させる。 【解決手段】 難燃レーヨンおよび融点約250℃以上
または無融点である耐熱性の有機繊維からなるカードラ
ップと、耐熱性の有機繊維からなる基布とをニードルパ
ンチングで全体を一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子複写機または
レーザプリンタなどにおける熱定着装置の周辺の部材に
適用すると、乾熱安定性、オイル保持性およびクリーニ
ング性などが優れ且つ安価なフェルト材に関する。
【0002】
【従来の技術】電子複写機やレーザプリンタにおいて、
定着装置の周辺は通常180〜200℃の高温環境であ
り、機器の起動時には一時的に220〜230℃にも達
する。このため、クリーニングロールやオイラーベルト
のような定着装置周辺の部材には、耐熱性が優れたテト
ラフルオロエチレン繊維(PTFE繊維)、メタフェニ
レンイソフタルアミド繊維(m−アラミド繊維)などの
ニードルパンチフェルト材を使用することが一般的であ
る。
【0003】 特に、PTFE繊維のニードルパンチフ
ェルト材は、電子複写機などの現像装置においてトナー
流出を防止するために汎用されており、その公知例とし
て特開昭61−129664号、特開平4−13437
4号、登録実用新案第2537613号などが存在す
る。PTFE繊維は、摩擦抵抗が小さく且つ弾力性に富
んでいるので現像装置用の素材として非常に好適であっ
ても、原材料コストが他の繊維に比べて段違いに高く、
m−アラミド繊維についても同様の問題が内在してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】定着装置周辺の部材に
関して、組込本体である電子複写機やレーザプリンタは
現況の厳しい経済情勢から販売価格が低迷している。こ
れに伴って、定着装置周辺に用いるフェルト材について
も、ユーザのコストダウンの要望が非常に強く、PTF
E繊維やm−アラミド繊維単独のフェルト材はコスト面
から使用が困難になっている。
【0005】 このフェルト材に関して、PTFE繊維
やm−アラミド繊維単独での物性を維持しながらコスト
ダウンを図るには、他の安価な繊維をPTFE繊維やm
−アラミド繊維などと混綿することが多い。しかしなが
ら、通常のポリエステル繊維やポリオレフィン繊維を一
部でも混入すると、得たフェルト材における熱安定性、
クリーニング特性またはオイル保持性の低下が激しく、
定着装置周辺の部材として到底使用できない。また、他
の安価な繊維のウェブをPTFE繊維やm−アラミド繊
維などのウェブと積層しても、前記の各物性の低下が大
きく、定着装置周辺の部材として使用することは困難で
ある。
【0006】 本発明は、PTFE繊維やm−アラミド
繊維以外に安価な繊維を含むフェルト材に関する前記の
問題点を改善するために提案されたものであり、他の繊
維を混入してもPTFE繊維やm−アラミド繊維などの
本来の物性を実質的に保持するフェルト材を提供するこ
とを目的としている。本発明の他の目的は、難燃レーヨ
ンを多量に混入することによって従来よりも安価なフェ
ルト材を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るフェルト材は、電子複写機またはレー
ザプリンタなどの定着装置の周辺の部材で用い、難燃レ
ーヨンおよび融点約250℃以上または無融点である耐
熱性の有機繊維からなるカードラップと、耐熱性の有機
繊維からなる基布とをニードルパンチングで全体を一体
化する。この一体化の後に、所望に応じてフェルト材に
樹脂加工を施し、ついで熱処理によって所定の厚みと密
度に定める。この一体化の際に、ニードルパンチングの
後で高圧のウォータジェット処理を介在させてもよい。
【0008】 本発明のフェルト材において、難燃レー
ヨンは1〜80重量%、耐熱性の有機繊維は20〜99
重量%であると好ましい。難燃レーヨンが全体の1重量
%未満であると、フェルト材の製造コストを全く改善す
ることができない。一方、難燃レーヨンが80重量%を
超えると、定着装置周辺の部材で用いるフェルト材とし
て所望の熱安定性を得ることができない。
【0009】 本発明において、難燃レーヨンと混綿す
る有機繊維は、PTFE繊維、m−アラミド繊維および
/または難燃ポリエステル繊維であると好ましい。これ
らの繊維は、難燃レーヨンと混綿するとフェルト材の熱
安定性、オイル保持性、クリーニング性が良好であり、
基布を介在させてフェルト材の寸法安定性をいっそう改
善できる。
【0010】 本発明のフェルト材において、用いる難
燃レーヨンは、易燃性のレーヨンに難燃効果を付与した
改質レーヨンである。難燃レーヨンを得るには、レーヨ
ンをリン化合物やハロゲンなどの有機薬剤または酸化ア
ンチモンやジンクボレートなどの無機充填剤などで処理
すればよい。例えば、レンチン社の難燃レーヨン(商品
名:LENZING FR)は、難燃剤を紡糸原液中に
添加するので耐洗濯性が高く、しかもこの難燃剤はハロ
ゲンフリーであるから火災時に有毒ガスを発生しない。
また、ダイワボウレーヨン社は、難燃剤の練り込み方式
により、難燃レーヨン(商品名:DFG「ダイワボウレ
ーヨンフレームガード」)を開発している。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明のフェルト材において、難
燃レーヨンは1〜80重量%であり、融点約250℃以
上または無融点である耐熱性の有機繊維は20〜99重
量%である。難燃レーヨンは、炎を触れている間は燃え
るが、炎を遠ざけると消える自己消炎性を有する。この
フェルト材には、高い乾熱安定性、オイル保持性、クリ
ーニング性などが要求されるため、原料である難燃レー
ヨンおよび耐熱性の有機繊維は、比較的細い繊度0.7
〜7デニールであることが必要であり、より好ましくは
繊度1〜3デニールである。
【0012】 本発明で用いる有機繊維は、比較的柔軟
な熱安定性繊維であり、融点約250℃以上または無融
点であることを要する。本発明のフェルト材は、例え
ば、熱定着装置の周辺において高温環境で使用する際
に、機器の起動時には一時的に220〜230℃にも達
することが多く、このために比較的多く加える耐熱性の
有機繊維が融点が250℃以上でないと、乾熱安定性を
欠くことになる。また、「無融点」とは、加熱時に溶融
温度よりも分解温度が低いことによって融点測定が困難
な繊維を意味し、該繊維は約250℃に加熱しても熱分
解を生じないことを要する。
【0013】 融点約250℃以上の有機繊維として、
PTFE繊維(融点327℃)、m−アラミド繊維(融
点325℃)、PPS繊維(融点287℃)、ポリエー
テルエーテルケトン繊維(融点345℃)、66ナイロ
ン繊維(融点250〜260℃)、ポリエステル繊維
(融点255〜260℃)、ヘテロ環繊維などが例示で
きる。無融点の耐熱性有機繊維としては、ポリイミド繊
維(ガラス転移点315℃)、ポリ−p−フェニレンテ
レフタルアミド繊維、ポリ−p−ベンズアミド繊維、共
重合アラミド繊維などが例示できる。これらの繊維は複
合繊維や混合繊維の態様であってもよい。
【0014】 本発明において、難燃レーヨンと混綿す
る有機繊維がPTFE繊維、m−アラミド繊維、難燃ポ
リエステル繊維であると、フェルト材の熱安定性、オイ
ル保持性やクリーニング性などの点でより好適である。
これらの物性実験のために、PTFE繊維、m−アラミ
ド繊維または難燃ポリエステル繊維をそれぞれ難燃レー
ヨンと等量混綿してからニードルパンチして、試料フェ
ルトA,B,Cを製造する。比較のために、PTFE繊
維またはm−アラミド繊維単独の試料フェルトD,Eも
製造し、これらの試料のニードルパンチ数は全て同一で
ある。
【0015】 製造コストの点では、試料A,B,Cは
いずれもD,Eより相当に安価であり、特に試料Cは安
価である。次に、熱安定性の点では、試料A,Bは試料
D,Eより僅かに低く、試料Cはやや劣っている。オイ
ル保持性の点は、試料Aは試料Dと同様に良好であり、
試料B,Cも試料Eよりも遙かに良い。クリーニング性
の点は、試料A,Bは試料Dとほぼ同様に良好であり、
試料C,Eは劣っている。これらの点を総合すると、物
性的に試料A,Bは試料Dと同様に良好であり、試料
C,Eは多少劣っている。
【0016】 試料A,B,C,Eには、樹脂加工を施
すためにフッ素系樹脂を含浸・乾燥してもよく、該樹脂
の付与乾量はいずれも30〜40g/mである。樹脂
加工を行うとフェルト材としての性能が良化する反面、
試料A,B,C、Eの製造コストはいずれも多少上昇
し、それでも依然として試料Dより安価である。次に、
熱安定性の点では、試料A,Bは試料D,Eとほぼ同等
になり、試料Cはそれよりやや劣る。オイル保持性の点
は、試料A,B,Cは試料Dと同様に非常に良好であ
り、試料Eよりも良好である。クリーニング性の点は、
試料A,Bは試料Dとほぼ同様に良好であり、試料C,
Eはやや劣っている。これらの点を総合すると、前記と
同様に試料A,Bは試料Dと同様に物性が良好であり、
試料C,Eは若干劣る。この点を考慮して、難燃ポリエ
ステル繊維の混入量は等量よりも少なくすると好まし
い。
【0017】 前記において、オイル保持性を測定する
には、試料寸法を幅150×長さ100mmに定め、シ
リコンオイルの粘度を100CSにする。測定方法の際
に、試料の初期重量を測定してから、試料にシリコンオ
イルを含浸させる。ついで試料をぶら下げ、シリコンオ
イル保持量の経時変化を測定する。測定時間は、例えば
1,3,6,8,20,24時間後である。
【0018】 実際には、フェルト材の寸法安定性が増
すために基布が必要であり、該基布は通常のモノフィラ
メントやマルチフィラメント織布でもスパン糸の織布で
もよい。基布の素材は、融点約250℃以上または無融
点である耐熱性の有機繊維であり、例えばPTFE繊維
および/またはm−アラミド繊維などの織布であると好
ましい。
【0019】 図1に例示するように、難燃レーヨン1
および耐熱性の有機繊維2は、相互に混綿してウェブと
するかまたは各繊維単独のウェブを用い、用途に応じて
積層してカードラップを形成する。本発明のフェルト材
の構造は、図2に示すように2等分のカードラップ3,
3の間に耐熱性の有機繊維の基布5を介在させるか、ま
たは図3に示すように単独カードラップ8の下方に基布
5を配置すればよい。
【0020】 得たカードラップは、ニードルパンチン
グで一体化し、このニードルパンチにおける針本数は例
えば200〜350本/cm程度である。ニードルパ
ンチの後では、カレンダなどのホットプレスによって所
定の厚みと密度に調整し、例えば約200〜300℃で
数分間プレスすればよい。最後に、フェルト材の表面を
毛焼き加工して遊び毛を除くことが望ましい。
【0021】 所望に応じて、ニードルパンチとホット
プレスとの間に、高圧のウォータジェット処理を介在さ
せてもよく、またはテトルフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合樹脂(PFEP樹脂)などのフ
ッ素系樹脂で樹脂加工を行ってもよく、この樹脂加工は
表面コートや含浸処理である。工程数が多い例として、
ニードルパンチの後に高圧のウォータジェット処理を行
い、ついで樹脂加工を施してからホットプレスをする。
【0022】 本発明のフェルト材は、電子複写機やレ
ーザプリンタなどにおいて、起動時に220〜230℃
に達する熱定着装置の周辺の部品に使用する。この部品
として、トナー払い装置、給油機、現像装置などが例示
でき、より詳細にはオイラーベルト12(図4)、オイ
ラーロール、クリーニングロール16(図5)、ウェブ
ロール、クリーニングパッド(図6)などと称し、これ
らの部品に適用する際には、フェルト材を組み込み後に
シリコンオイルを所定量含浸させると好ましい。
【0023】
【実施例】次に、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明は実施例に限定されるものではない。
【0024】実施例1 本発明で用いるウェブは、図1に示すように、繊度3デ
ニールであるPTFE繊維1(商品名:トヨフロン、東
レ社製)50重量%と、繊度1.5デニールである難燃
レーヨン2(商品名:LENZING FR、レンチン
社製)50重量%とを均一に混綿して製造する。次に、
このウェブを積層してカードラップを形成する。
【0025】 図2に示すように、2等分のカードラッ
プ3,3の間に、m−アラミド繊維の織布(商品名:ノ
ーメックスNX−2822)の基布5を介在させ、針本
数300本/cm2でニードルパンチングする。さら
に、ホットプレスによって200℃で60秒間熱処理す
ると、目付500g/m2、厚さ1mmであるフェルト
材7を得る。
【0026】実施例2 繊度2デニールであるm−アラミド繊維(商品名:コー
ネックス、帝人社製)50重量%と、繊度1.5デニー
ルである難燃レーヨン(商品名:LENZING F
R)50重量%とを均一に混綿してウェブを製造する。
次に、このウェブを積層してカードラップを形成する。
【0027】 このカードラップの下に、m−アラミド
繊維の織布(商品名:コーネックスCO−2016)の
基布を介在させ、針本数250本/cm2でニードルパ
ンチングする。さらに、ホットプレスによって200℃
で60秒間熱処理すると、目付300g/m2、厚さ1
mmであるフェルト材8を得る。
【0028】実施例3 実施例2で得たフェルト材8に対して、高圧のウォータ
ジェット処理を施す。この処理では、水圧100kg/
cmで速度2m/分である。
【0029】実施例4 実施例2または実施例3で得たフェルト材に対して、熱
処理の前にPFEP樹脂(商品名:ネオフロンND−
1、ダイセル社製)によって表面コートする。この樹脂
加工では、樹脂量は乾量で30g/mである。
【0030】実施例5 繊度2デニールである難燃ポリエステル繊維(商品名:
テトロン、東レ社製)40重量%と、繊度1.5デニー
ルである難燃レーヨン(商品名:LENZING F
R)60重量%とを均一に混綿してウェブを製造する。
次に、このウェブを積層してカードラップを形成する。
【0031】 このカードラップの下に、m−アラミド
繊維の織布(商品名:コーネックスCO−2016)の
基布を介在させ、針本数250本/cm2でニードルパ
ンチングする。さらに、ホットプレスによって160℃
で60秒間熱処理すると、目付300g/m2、厚さ1
mmであるフェルト材8を得る。
【0032】実施例6 実施例4で得たフェルト材8に対して、熱処理の前にフ
ッ素系樹脂(商品名:ユニカポンKL−20、ユニオン
化学社製)を含浸させる。この樹脂加工では、樹脂量は
乾量で40g/mである。
【0033】実施例7 実施例2と同様にフェルト材を製造するが、ニードルパ
ンチングの針本数200本/cm2とする。得たフェル
ト材は目付600g/m2、厚さ5mmである。このフ
ェルト材は厚さ5〜10mmの範囲で製造すればよい。
【0034】施工例1 図4に示すように、実施例4で製造したフェルト材10
をオイラーベルト12に適用する。オイラーベルト12
では、アルミまたはベークライト製の1対のコアロール
13,13を所定間隔をおいて水平に並置し、さらにフ
ェルト材10の両側端部を両コアロールの上周面と接触
させ、液状エポキシ樹脂で接着する。フェルト材10
は、コアロール13,13によって水平に保持されてい
る。
【0035】 ついでエポキシ樹脂またはジュラコン樹
脂製のリミットバー14をフェルト材10の表面と接触
させ、液状エポキシ樹脂で接着する。リミットバー14
は、細長い矩形平面のプレートであり、コアロール13
と平行に配列している。液状エポキシ樹脂の硬化後に、
フェルト材10にシリコンオイルを含浸する。この含浸
量は0.2cc/ccである。
【0036】施工例2 図5に示すように、実施例6で製造したフェルト材16
を25mm幅に裁断し、クリーニングロール18に適用
する。クリーニングロール18のコアロール20はアル
ミ製である。コアロール20の周面には、まず液状シリ
コン系樹脂を全面塗布する。
【0037】 この塗布の後に、帯状フェルト材16を
コアロール20の周面に密接するように螺旋状に巻き付
け、24時間で液状シリコン系樹脂を硬化させる。液状
シリコン樹脂の硬化後に、フェルト材16にシリコンオ
イルを含浸する。この含浸量は0.25cc/ccであ
る。
【0038】施工例3 図6に示すように、実施例7で製造したフェルト材22
を幅7×長さ23mmに裁断し、クリーニングパッド2
4に適用する。クリーニングパッド24の基材26はフ
ェノール樹脂製であり、該パッド基材とフェルト材22
の間にアクリル系両面テープを介在させて接着する。フ
ェルト材22には、シリコンオイルを0.3cc/cc
含浸する。
【0039】 用いるフェルト材は、幅5〜10mm、
幅7〜10mm、長さ20〜30mmの範囲であればよ
い。
【0040】
【発明の効果】本発明に係るフェルト材は、難燃レーヨ
ンおよび耐熱性の有機繊維からなるカードラップを用
い、さらに基布を介在させている。この種の難燃レーヨ
ンは、安価であっても通常のレーヨンに比べて熱安定性
およびクリーニング性が遙かに高い。したがって、本発
明のフェルト材は、電子複写機またはレーザプリンタな
どにおける熱定着装置の周辺の部材に適用すると、PT
FE繊維やm−アラミド繊維単独のフェルト材に比べて
安価であっても物性的には拮抗している。
【0041】 本発明のフェルト材は、難燃レーヨンを
ポリエステル繊維と混綿する場合を除いて、PTFE繊
維と比べて熱安定性、オイル保持性、クリーニング性な
どが拮抗し、m−アラミド繊維単独のフェルト材よりも
優れている。この熱安定性は、基布を介在させることに
よっていっそう改善できる。
【0042】 本発明のフェルト材において、難燃レー
ヨンをポリエステル繊維と混綿するとコスト的に非常に
有利である。この場合には、ポリエステル繊維の混入量
を若干低くし、このフェルト材の用途を比較低温の個所
に限定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明で用いるカードラップを例示する拡大
断面図である。
【図2】 本発明のフェルト材の一例を拡大して示す概
略断面図である。
【図3】 フェルト材の他の例を拡大して示す概略断面
図である。
【図4】 フェルト材の適用例を示すオイラーベルトの
斜視図である。
【図5】 フェルト材の他の適用例を示すクリーニング
ロールの部分断面図である。
【図6】 フェルト材のさらに別の適用例を示すクリー
ニングパッドの概略斜視図である。
【符号の説明】
1 難燃レーヨン 2 耐熱性の有機繊維 3 ラップ 5 基布 7,8 フェルト材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) D04H 1/42 D04H 1/42 T 1/46 1/46 C Z 1/48 1/48 D

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子複写機またはレーザプリンタなどの
    定着装置の周辺の部材で用いるフェルト材であって、難
    燃レーヨンおよび融点約250℃以上または無融点であ
    る耐熱性の有機繊維からなるカードラップと、耐熱性の
    有機繊維からなる基布とをニードルパンチングで全体を
    一体化し、熱処理によって所定の厚みと密度に定めるフ
    ェルト材。
  2. 【請求項2】 電子複写機またはレーザプリンタなどの
    定着装置の周辺の部材で用いるフェルト材であって、難
    燃レーヨンおよび融点約250℃以上または無融点であ
    る耐熱性の有機繊維からなるカードラップと、耐熱性の
    有機繊維からなる基布とをニードルパンチングで全体を
    一体化し、さらに樹脂加工を施してから熱処理によって
    所定の厚みと密度に定めるフェルト材。
  3. 【請求項3】 カードラップは難燃レーヨン1〜80重
    量%と、融点約250℃以上または無融点である耐熱性
    の有機繊維20〜99重量%とを有し、この有機繊維が
    PTFE繊維、m−アラミド繊維および/または難燃ポ
    リエステル繊維である請求項1または2記載のフェルト
    材。
  4. 【請求項4】 ニードルパンチングの後に高圧のウォー
    タジェット処理を行って全体を一体化する請求項1また
    は2記載のフェルト材。
  5. 【請求項5】 難燃レーヨン1〜80重量%および融点
    約250℃以上または無融点である耐熱性の有機繊維2
    0〜99重量%からなるカードラップと、耐熱性の有機
    繊維からなる基布とをニードルパンチングで全体を一体
    化し、熱処理によって所定の厚みと密度に定めたフェル
    ト材を用い、1対のコアロールを所定間隔をおいて水平
    に並置し、フェルト材の両側端部を両コアロールの上周
    面と接触させて接着する定着装置用のオイラーベルト。
  6. 【請求項6】 難燃レーヨン1〜80重量%および融点
    約250℃以上または無融点である耐熱性の有機繊維2
    0〜99重量%からなるカードラップと、耐熱性の有機
    繊維からなる基布とをニードルパンチングで全体を一体
    化し、熱処理によって所定の厚みと密度に定めたフェル
    ト材を用い、該フェルト材をコアロール周面に密接する
    ように巻き付け接着する定着装置用のクリーニングロー
    ル。
  7. 【請求項7】 難燃レーヨン1〜80重量%および融点
    約250℃以上または無融点である耐熱性の有機繊維2
    0〜99重量%からなるカードラップと、耐熱性の有機
    繊維からなる基布とをニードルパンチングで全体を一体
    化し、熱処理によって所定の厚みと密度に定めたフェル
    ト材を用い、該フェルト材を耐熱性プラスチック基材に
    全面接着する定着装置用のクリーニングパッド。
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