JP2004038075A

JP2004038075A - Sliding member

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Publication number: JP2004038075A
Application number: JP2002198554A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Kikukawa; 菊川　裕康
Original assignee: Japan Gore Tex Inc
Current assignee: Japan Gore Tex Inc
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sliding member which has a durability to endure long-time slide and has elasticity of an elastic body kept satisfactory and to provide an image fixing device using the sliding member. <P>SOLUTION: The sliding member has the elastic body attached to the rear side of a porous slide sheet, and the porous slide sheet is formed by laminating at least two stretched porous polytetrafluoroethylene films in the width direction or mutually fusing polytetrafluoroethylene particles, and the image fixing device uses the sliding member. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像定着装置などに好適な摺動部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像定着装置には、一対の加熱定着ロールと加圧ロールを用いるロール定着方式が採用されてきた。このロール定着方式では、加熱定着ロールおよび加圧ロールに弾性層を設け、これらの少なくとも一方の弾性層の変形を利用してニップ部を得ている。記録シートへのトナーの定着は、未定着のトナーを表面に有する記録シートが上記ニップ部を通過する際に、圧力を受けると共に加熱定着ロールから熱が付与されることで達成される。
【０００３】
よって、記録シートの搬送スピードを大きくしたり、トナーに十分な熱を与えるという観点からは、ニップ幅を大きく取ることが好ましい。しかしながら、ニップ幅を大きく取るには上記弾性層の厚みをある程度大きくする必要があり、加熱定着ロールや加圧ロールの小型化には限界があった。加圧ロールが大きいと、これに吸収される熱量も大きいため、加熱定着ロールの熱容量を十分に大きくする必要がある。よって、加熱定着ロールを室温から定着可能温度にまで上昇させる時間（所謂立ち上げ時間）が長くなるため、効率の低下を引き起こすといった問題があった。
【０００４】
こうした問題を解決する技術として、実開昭６３−６２８６１号には、上記加圧ロールに代えて、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂などの耐熱性樹脂製シートで外周面を被覆した断面略半円形状の耐熱性弾性部材を用いる定着装置が開示されている。この技術では、従来の加圧ロールに比べて小型の耐熱性弾性部材を用いても、大きなニップ幅を確保することができる。よって、耐熱性弾性部材に吸収される熱量も，従来の加圧ロールに比べて小さくなるため、加熱定着ロールの昇温時間（立ち上げ時間）の短縮化が可能となる。しかし、上記耐熱性弾性部材の、記録シートと接触する部分である外周面の被覆に用いられているフッ素系樹脂やポリイミド系樹脂は、通常、摩擦抵抗が大きく、記録シートの搬送トラブルの原因となる場合があった。
【０００５】
上記のような記録シートと、上記耐熱性弾性部材の如き摺動材の摩擦抵抗の低減を目的として、種々の技術が提案されている。
【０００６】
例えば、特開平８−１２００９６号には、上述の加圧ロールに代えて、弾性体上に補強材を介して多孔質ポリテトラフルオロエチレン層を設けてなる摺動材を用いる技術が開示されている。ここで使用されている多孔質ポリテトラフルオロエチレン層は、摩擦抵抗が小さいため、上述の如き記録シートの搬送トラブルは回避できる。
【０００７】
上記特開平８−１２００９６号の技術では、記録シートが摺動移動する際の多孔質ポリテトラフルオロエチレン層のクリープ変形を防止するため、弾性体と多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの間に、補強材を介在させている。よって、この補強材の存在により、多孔質ポリテトラフルオロエチレンが本来有する柔軟性が損なわれ、延いては、弾性体の弾性が損なわれることになる。弾性体の弾性が損なわれると、上記ニップ部の幅が小さくなるため、トナー定着のために、十分な熱量を記録シートに供給することが困難となり、記録シートの搬送スピードが高速化できないといった問題があった。また、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムと補強材を積層するため、加工コストが高くなるといった欠点もあった。
【０００８】
他方、上述の立ち上げ時間短縮化の観点から、ロール定着方式に代えて、エンドレスベルトを用いるベルトニップ方式による画像定着装置も提案されている。
【０００９】
例えば、特開平８−２６２９０３号には、表面が弾性変形する回転可能な加熱定着ロールと、加熱定着ロールに接触したまま走行可能なエンドレスベルトと、エンドレスベルトの内側に非回転状態で配置されて、エンドレスベルトを加熱定着ロールに圧接させ、エンドレスベルトと加熱定着ロールとの間に記録シートが通過させられるベルトニップを設けると共に、加熱定着ロールの表面を弾性変形させる圧力パッドとを具備する画像定着装置が開示されている。
【００１０】
特開平８−２６２９０３号の技術では、圧力パッド−エンドレスベルト間も摺動部となる。よって、圧力パッドの表層に、低摩擦シートとしてポリテトラフルオロエチレンを含浸させたガラス繊維シート（ポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロス）が用いられている。しかしながら、このような低摩擦シートを用いても、圧力パッド−エンドレスベルト間の耐磨耗性は不十分であった。すなわち、長期間の使用によって、圧力パッド表面の低摩擦シートのポリテトラフルオロエチレンが摩耗してガラスクロスが露出し、圧力パッド−エンドレスベルト間の摩擦抵抗が急激に増大するといった現象が起こり、これが記録シートの搬送トラブルの原因となるといった問題があった。
【００１１】
特開平１０−２１３９８４号は、上記特開平８−２６２９０３号の技術の上記問題を解決すべく提起されたものであり、押圧パッド（上記圧力パッドに相当）とエンドレスベルトの間に潤滑剤である変性シリコーンオイルを介在させる技術を開示している。この技術によれば、押圧パッド−エンドレスベルト間の摩擦抵抗は、ある程度低減される。しかしながら、ポリテトラフルオロエチレン含浸ガラスクロスを押圧パッド表面の低摩擦シートに用いた場合、ポリテトラフルオロエチレンの表面エネルギーが小さいことから、シリコーンオイルが弾かれてしまい、エンドレスベルト−低摩擦シート界面にシリコーンオイルを保持することが困難となる。よって、シリコーンオイルを用いる効果が十分に得られず、特開平８−２６２９０３号の場合と同様にガラスクロスが露出して、記録シートの搬送トラブルの原因となる現象を完全に抑制することは困難であった。
【００１２】
特開平２００１−２２８７３１号には、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムと多孔質ポリテトラフルオロエチレン繊維織布を積層してなる低摩擦シートで弾性体を被覆した加圧部材（上記圧力パッドに相当）を用いた定着装置が開示されている。この低摩擦シートにおける多孔質ポリテトラフルオロエチレン繊維織布は、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの補強材として機能するものである。この低摩擦シートでは、長時間の使用により多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムが摩耗したとしても、多孔質ポリテトラフルオロエチレン繊維織布は柔軟であるため、エンドレスベルトを傷つけることは無い。
【００１３】
しかし、上記特開平８−１２００９６号の技術と同様に、弾性体の弾性が損なわれる点に問題がある。また、織布の折り目が記録シートの画質に影響を及ぼす恐れもある。さらに、多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムと多孔質ポリテトラフルオロエチレン繊維織布を積層するため、材料コストおよび加工コストが高くなるといった欠点も有している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情の下でなされたものであり、その目的は、長時間の摺動に耐え得る耐久性を有し、且つ弾性体の弾性が良好に維持された摺動部材、および該摺動部材を用いた画像定着装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成し得た本発明の摺動部材の第１の態様は、多孔質摺動シートの背面に弾性体を装着してなる摺動部材であって、前記多孔質摺動シートは、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムが少なくとも２枚厚み方向に積層されてなるものであるところに要旨を有する。なお、上記多孔質摺動シートは、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムが、ＭＤ方向（延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム製造時の長手方向）の延伸軸が交差するように順次積層されてなるものであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の摺動部材の第２の態様は、弾性体上に多孔質摺動シートを積層してなる摺動部材であって、前記多孔質摺動シートは、ポリテトラフルオロエチレン粒子が互いに融着して形成されたものであるであるところに要旨が存在する。
【００１７】
上記第１の態様、第２の態様のいずれにおいても、上記多孔質摺動シートは、該シートの任意の方向Ｘ、および該Ｘに直交する方向Ｙについて、呼び応力を０．４９ＭＰａとして得られる１００℃、１００時間後の引張クリープひずみのうち、少なくともいずれか一方の値が、２０％以下であることが望ましい。また、上記第１の態様、第２の態様を問わず、多孔質摺動シートの厚みは０．０５〜２ｍｍが好ましく、多孔質摺動シートの摺動面の表面粗さＲａは５μｍ以下であることが推奨される。
【００１８】
上記第１の態様、第２の態様のいずれにおいても、上記弾性体は、厚みを２０ｍｍとした場合に測定される日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ　０１０１に規定のアスカーＣ硬度の値Ｈ_１が３５度以下であり、且つ上記多孔質摺動シートは、厚みが２０ｍｍの前記弾性体と重ね合わせた場合に、該多孔質摺動シート面において測定される前記アスカーＣ硬度をＨ_２（度）とするとき、下式（１）を満足するものであることが推奨される。
Ｈ_２　−　Ｈ_１　≦　１７（度）　　　　（１）
また、上記本発明の摺動部材を用いた画像定着装置も、本発明に包含される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
既述の通り、複写機、プリンター、ファクシミリなどの画像定着装置に用いられる上記加圧部材などに適用される摺動部材においては、長期間の摺動による摺動面の変形抑制と、該摺動部材を構成する弾性体の弾性維持の両立が課題となる。本発明者らは、上記摺動部材において、摺動面に適用される多孔質摺動シートを特定のものとすることで、かかる課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させたのである。
【００２０】
本発明の摺動部材に用いられる弾性体は、弾性を有するものであれば特に限定されないが、画像定着装置に用いられる場合は、耐熱性を有するものが好ましい。耐熱性を有する弾性体の例としては、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられるが、中でもシリコーンゴムが、弾性に優れ、コストも比較的安いため好ましい。上記シリコーンゴムとしては、例えば、ポリジメチルシリコーンゴム（ＭＱ）、メチルビニルシリコーンゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルシリコーンゴム（ＰＭＱ）、フルオロシリコーンゴム（ＦＶＭＱ）などが挙げられる。弾性体の形状・構造は、特に限定されず、摺動部材が適用される装置などに応じて適宜決定される。例えば、上述の特開平８−２６２９０３号に記載の圧力パッドや、特開平１０−２１３９８４号に記載の押圧パッド、特開平２００１−２２８７３１号に記載の加圧部材などのように、ベルトニップ方式の画像定着装置に使用されている弾性体と同様の形状・構造が採用可能である。
【００２１】
本発明の摺動部材に係る多孔質摺動シートでは、長期間摺動を受けた場合に、変形の少ないことが要求される。例えば、摺動部材が、ベルトニップ方式の画像定着装置にベルトニップ部を形成するための加圧部材として適用された場合、エンドレスベルトとの摺動による変形が大きいと、該画像定着装置を長期間使用した際、ニップ圧の不均一化が起こり、これに起因して定着画像に縦筋やムラが発生してしまう。
【００２２】
本発明者等は、多孔質摺動シートの引張クリープひずみをある値以下に抑えることにより、上記多孔質摺動シートの変形に起因した問題を解決できることを見出した。
【００２３】
具体的には、第１の態様、第２の態様に関わらず、本発明の摺動部材に係る多孔質摺動シートの引張クリープひずみ（ＪＩＳ　Ｋ　７１１５の規定に従い、呼び応力を０．４９ＭＰａとして得られる１００℃、１００時間後のクリープひずみで、シートの任意の方向Ｘ、および該Ｘに直交する方向Ｙについて、少なくともいずれか一方の値）が２０％以下であることが好ましい。例えば、多孔質摺動シートにおいて、上記方向Ｘが縦方向、方向Ｙが横方向である場合に、上記引張クリープひずみを測定した場合、いずれか低い方の値が２０％以下であることが好ましい、という意味である。より好ましい引張クリープひずみは、１５％以下である。
【００２４】
多孔質摺動シートの変形に起因した上記問題は、多孔質摺動シートの摺動方向の変形量に大きく影響され、摺動方向と直交する方向の変形量による影響は比較的小さいため、多孔質摺動シートを摺動部材に取り付ける際は、多孔質摺動シートの縦方向または横方向でクリープひずみの低い方の方向が摺動方向となるように配置するのが好ましい。多孔質摺動シートの縦方向または横方向で引張クリープひずみの低い方の方向が摺動方向となるように配置する場合、摺動方向と直交する方向（縦方向または横方向でクリープひずみの高い方の方向）の引張クリープひずみは特に制限されないが、１００％以下が好ましく、３０％以下がより好ましい。
【００２５】
本発明の摺動部材の第１の態様で用いられる多孔質摺動シートは、延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルムが少なくとも２枚積層されてなるものである。
【００２６】
延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、一軸方向のみに延伸して製造する一軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと、二軸方向に延伸して製造する二軸延伸多孔質フィルムに大別される。二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、一軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムと比較して、ＭＤ方向とＴＤ方向（延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム製造時の幅方向）の特性値の差が小さい（異方性が小さい）という特徴がある。
【００２７】
本発明に係る多孔質摺動シートは、前記引張クリープひずみを抑える観点から、等方的な特性を有するものであることが好ましい場合がある。その場合は、延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムのＭＤ方向の延伸軸が、交差するように順次積層されていることが好ましい。より好ましくは、延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムのＭＤ方向の延伸軸を、９０°毎に交差させて順次積層したものである。この際、延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムのＭＤ方向の延伸軸を、１枚ずつ９０°交差させて積層してもよいし、複数枚ずつ規則的に、またはランダムに９０°交差させて積層してもよい。このようにして積層されて得られる多孔質摺動シートは、より等方的な特性を有する多孔質摺動シートとなる。また、このように等方的な特性が要求される場合には、二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを用いるのが好ましい。
【００２８】
等方性が高い多孔質摺動シートを用いた場合、摺動方向だけでなく、摺動方向と直交する方向の引張クリープひずみも小さく抑えられるため、多孔質摺動シートの摺動方向のみならず、摺動方法と直交する方向の引張クリープひずみに起因する変形も低減できる。
【００２９】
上記のクリープ特性を有する延伸多孔質ＰＴＦＥ積層体としては、以下の積層体が挙げられる。
【００３０】
積層に用いられる延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、ＰＴＦＥのファインパウダー（結晶化度９０％以上）を成形助剤と混合して得られるペーストを成形し、該成形体から成形助剤を除去した後、高温［ＰＴＦＥの融点（約３２７℃）未満の温度、例えば３００℃程度］高速度で延伸、さらに必要に応じて焼成することにより得られるものである。
【００３１】
上記ペーストには、必要に応じて、カーボンブラック、グラファイト、活性炭、石綿、シリカ、ガラス、雲母、酸化クロム、酸化チタン、顔料などの充填剤を添加してもよい。カーボンブラックのような導電性材料を充填剤として添加すると、得られる延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムに導電性が付与されるため、摺動部材の静電気を除去することが可能となり、静電気に起因するトラブルを防止することができる。
【００３２】
延伸の際、ＭＤ方向またはＴＤ方向の一軸方向のみに延伸すれば、一軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムが得られ、ＭＤ方向およびＴＤ方向の二軸方向に延伸すれば二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムが得られる。以下に、二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムについて詳述する。
【００３３】
二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムでは、フィブリル（折り畳み結晶が延伸により解けて引き出された直鎖状の分子束）が放射状に広がり、フィブリルを繋ぐノード（折り畳み結晶）が島状に点在していて、フィブリルとノードとで画された空間が多数存在するクモの巣状の繊維質構造となっている。
【００３４】
上記二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察面積３３０μｍ^２当たり、直径または長軸が３μｍを超えるノードが実質的に存在しないものが特に好ましい。これは、換言すれば、ノードの９８％以上は直径または長軸が３μｍ以下の二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムである。以下、直径または長軸が３μｍを超えるノードが実質的に存在しない二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを「小ノード二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム」という。
【００３５】
この小ノード二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムはノードを限りなく小さくしたもので、既に折り畳み結晶の大部分は伸び切った状態となっている。ただし、ノードはフィブリル結節部（複数のフィブリルが繋がった塊）として、ＳＥＭ観察でフィブリルと区別することができる。
【００３６】
上記の小ノード二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、例えば、ＰＴＦＥのペースト押出によって得られたシートを未焼成のまま延伸するに際し、延伸方向を二軸とし、延伸速度を１００％／秒以下、好ましくは５０％／秒以下、より好ましくは２０％／秒以下で行い、且つ、二軸方向の伸張面積倍率を５０倍以上とすることにより得られる。その詳細は、特開平７−１９６８３１号に記載されている。また、未焼成体に代えて半焼成体を用いてもよい（特開平５−２０２２１７号など）。
【００３７】
なお、ここでいう「延伸速度（％／秒）」は、相対するピンフレームを離反させることにより延伸する場合において延伸前のフレーム間距離に対するフレームの離反速度の割合をいい、速度の異なる相対する１対のロール間で延伸する場合においてはロール間距離に対するロールの回転速度差の割合をいう。また、「伸長面積倍率」とは、ＭＤ方向の延伸倍率（λＭ）とＴＤ方向の延伸倍率（λＴ）の積（λＭ×λＴ）として表される倍率をいう。「延伸倍率」は、相対するピンフレームを離反させることにより延伸する場合において、延伸前のフレーム間距離に対する延伸後の最終のフレーム間距離の比（倍）、または延伸前の初期のフレーム間距離に対する成形体が引き伸ばされた距離（延伸後の最終フレーム間距離から延伸前の初期フレーム間距離を差し引いた値）の割合（％）でもって定義され、速度の異なる相対する１対のロール間で延伸する場合においては、１対のロールの回転速度の比（倍）、または第１ロールの回転速度に対する成形体が引き伸ばされた距離（１対のロールの回転速度差）の割合をもって定義される。従って、例えば延伸倍率５倍は４００％に相当する。
【００３８】
このような小ノード二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムは、折り畳み結晶部分がほとんど残っていないので、例えば上記エンドレスベルトなどとの摺動によってノードが解けて引き出されることがほとんど無い。したがって、クリープ特性が良好なものとなる。
【００３９】
上記の小ノード二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム積層体の詳細は、特開平１１−８０７０５号に開示されている。
【００４０】
延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの厚みは通常５〜２００μｍ程度であり、空孔率は４０〜９８％の範囲で、延伸倍率によって適宜選択できる。なお、ここでいう多孔質ＰＴＦＥフィルムの厚みは、ダイヤルゲージ（例えば、テクノロック社製１／１０００ｍｍダイヤルシックネスゲージ）で測定した平均厚さ（本体バネ荷重以外の荷重をかけない状態で測定した値）である。多孔質ＰＴＦＥフィルムの空孔率は、ＪＩＳ　Ｋ　６８８５の見掛け密度測定に準拠して得られる見掛け密度ρから、ＰＴＦＥの比重「２．２」を用いて、下式（２）によって求めた値である。
空孔率（％）　＝　１００×（２．２−ρ）／２．２　　（２）
また延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの最大細孔径も、延伸倍率により適宜設定できるが、０．０５〜１０．０μｍであることが好ましく、０．１〜５．０μｍであることが特に好ましい。なお、ここでいう最大細孔径は、ＡＳＴＭ　Ｆ−３１６の規定に準拠して測定した値である。
【００４１】
このような延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを少なくとも２枚積層して、本発明に係る多孔質摺動シートとする。積層には、接着剤を用いてもよいが、未焼成の延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを積層した後、焼成して一体化させることが好ましい。焼成は、ＰＴＦＥの融点以上の温度（例えば３５０〜３８０℃程度）で行うことが推奨される。焼成する際に延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの厚み方向に加える圧力は、積層された延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム同士が密着される程度以上の圧力であればよく、積層枚数や焼成温度などの条件によって適宜設定すればよい。
【００４２】
また、例えば、図１に示すように、延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムをマンドレルに巻回積層し、これを１ヶ所［図１（ａ）中、一点鎖線Ａ］でカットして積層円筒体を展開して大判の積層体を得たり、積層円筒体の周面を螺旋状［図１（ｂ）中、一点鎖線Ｂ］にカットして、長尺の積層体を得るようにしてもよい。積層円筒体から多孔質摺動シートを得るに当たっては、積層円筒体を展開後行ってもよいが、取り扱い性や、延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム同士の密着性を考慮すると、積層円筒体の状態でマンドレルと共に焼成することが好ましい。マンドレルの材質、サイズは特に限定されないが、焼成が積層円筒体の状態でマンドレルと共に行われる場合では、マンドレルの材質には、鋼やステンレス鋼など、焼成に耐え得る程度の耐熱性を有するものを用いることが望ましい。
【００４３】
延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムのＭＤ方向の延伸軸を、９０°毎に交差させて順次積層させる方法としては、テンターピン付きの治具に、未焼成の延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを、弛みや皺が入らないようにして、ＭＤ方向の延伸軸を９０°毎に交差させて一枚一枚、あるいは複数枚ずつ規則的に、またはランダムに重ね合わせた後、治具と共に焼成することにより製造できる。
【００４４】
後述するように、本発明に係る多孔質摺動シートの厚みは、０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい（より好ましくは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下）。したがって、延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムの積層枚数は、通常、２〜４００枚が好ましく、５〜１２５枚がより好ましい。
【００４５】
本発明の摺動部材の第２の態様で用いられる多孔質摺動シートは、ＰＴＦＥ粒子が互いに融着して形成されたものである。このような多孔質摺動シートは、ＰＴＦＥ粒子が部分的に融合または焼結して一体の多孔質網状組織を形成するように焼成することで得られる。以下、本発明の摺動部材の第２の態様で使用される多孔質摺動シートを「粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシート」という。
【００４６】
上述のクリープ特性を有する粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートは、例えば以下のようにして製造できる。
【００４７】
未焼結のＰＴＦＥ粒子は、一般に、例えば示差走査熱量測定法や赤外線測定法により求められる結晶化度が９５％を超えるものであり、焼結（すなわち焼成）することにより、その結晶化度は低下する。粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートの製造に用いるＰＴＦＥ粒子は、未焼結のものであっても、焼結したものであってもよく、これらの混合物であってもよい。
【００４８】
粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートの製造には、上述のＰＴＦＥ粒子のみを用いることが好ましいが、例えば充填剤などの添加剤を、必要に応じて少量混合して用いてもよい。ＰＴＦＥ粒子は、平均粒度が１μｍ以上５００μｍ以下（好ましくは２００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下）のものを用いるのが一般的である。また、実質的に同じ粒度を有するＰＴＦＥ粒子のみを用いてもよく、異なる粒度のＰＴＦＥ粒子を混合して用いてもよい。例えば、重量平均粒度２０〜５０μｍのＰＴＦＥ粒子と、同３０〜６０μｍのＰＴＦＥ粒子を混合して用いることができる。こうしたＰＴＦＥ粒子は、粉砕品でなくてもよく、粉砕品であっても差し支えない。
【００４９】
粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートは、例えば、上記のＰＴＦＥ粒子を含む懸濁液を調製し、該懸濁液をセラミックやガラス、金属などの基板に吹き付け、これを乾燥後焼成することで製造できる。なお、懸濁液の吹き付けに代えて、公知の塗布方法で懸濁液を基板に塗布してもよい。特に使用するＰＴＦＥ粒子の粒度が大きい場合には、吹き付けが困難となる場合があるため、塗布方法の採用が好ましい。
【００５０】
上記懸濁液は、通常、界面活性剤や増粘剤、沈殿防止剤などを含む水性のものである。界面活性剤、増粘剤、沈殿防止剤などは、公知のものの中から好適なものを適宜選択すればよい。また、懸濁液には、必要に応じて、カーボンブラック、グラファイト、活性炭、石綿、シリカ、ガラス、雲母、酸化クロム、酸化チタン、顔料などの充填剤を添加してもよい。カーボンブラックのような導電性材料を充填剤として添加すると、得られる粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートに導電性が付与されるため、摺動部材の静電気を除去することが可能となり、静電気に起因するトラブルを防止することができる。上記の焼成条件は、ＰＴＦＥ粒子の粒度や、懸濁液の組成および塗布量などの条件に応じて適宜決定すればよいが、温度：３３５〜３５０℃、時間：０．５〜３時間とすることが一般的である。
【００５１】
粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートの比重は０．８〜１．８が好ましく、１．００〜１．５４がより好ましい。なお、非多孔質ＰＴＦＥの代表的な比重は２．２である。よって、粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートは、上記範囲の比重となる程度の空孔率を有することが望ましい。
【００５２】
上記の粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートの詳細は、特開平６−９３１２３号に開示されている。
【００５３】
本発明の摺動部材に係る多孔質摺動シートは、第１の態様、第２の態様のいずれにおいても、複数の素材を複合したり、異なる形態のシートを貼り合わせてなる従来の摺動シート（低摩擦シート）とは違い、摺動によって摩耗が生じた場合でも、その摩擦抵抗の変化がほとんど生じない。よって、本発明の摺動部材は、長期間に亘って安定した摺動特性を発揮し得るものである。
【００５４】
なお、本発明の摺動部材に係る多孔質摺動シートでは、第１の態様、第２の態様のいずれにおいても、必要に応じ、その摺動性を高めるために、潤滑剤を含浸させることができる。この潤滑剤には、オイルやグリースが包含されるが、潤滑性の点からオイルを用いるのが好ましい。オイルの場合、シリコーンオイルやフッ素オイル等が用いられるが、安全性の点からシリコーンオイルが好ましく用いられる。
【００５５】
上記の延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム積層体や粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートを、弾性体に積層して本発明の摺動部材となる。積層の際の積層方法は、多孔質摺動シートを弾性体上に固定できる方法であれば特に限定されないが、例えば、機械的に固定する方法、接着剤または粘着剤により接着固定する方法、熱融着により融着固定する方法などが挙げられる。
【００５６】
機械的に固定する方法とは、多孔質摺動シートを該シートに弛みや皺が生じない程度の張力をかけた状態で弾性体上に配置し、該シートの端部をクランプや留め具などにより固定する方法である。この方法によれば、多孔質摺動シートと弾性体の間に接着剤などの物質が介在しないため、摺動部材の弾性を損なうことがないため好ましい。
【００５７】
接着剤または粘着剤により接着固定する場合は、接着剤または粘着剤として、弾性体の弾性を損なわない、柔軟性の高い材料であれば適宜用いられるが、画像定着装置に用いられる場合は、シリコーン系、アクリル系、ゴム系などの接着剤または粘着剤が、耐熱性に優れているため好ましい。接着固定する場合には、接着性を向上させるためにプライマーを用いることも好ましい方法である。
【００５８】
熱融着により融着固定するには、多孔質摺動シートと弾性体を重ね合わせて、弾性体の融点以上の温度で加熱圧着すればよい。融着方法としては、従来公知のヒートロールやヒートプレスを用いる方法が適宜用いられる。
【００５９】
本発明の摺動部材では、第１の態様、第２の態様のいずれにおいても、上記弾性体は、厚みを２０ｍｍとした場合に測定される日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に規定のアスカーＣ硬度の値Ｈ_１が３５度以下であり、且つ上記多孔質摺動シートは、厚みが２０ｍｍの前記弾性体と重ね合わせた場合に、該多孔質摺動シート面において測定される前記アスカーＣ硬度をＨ_２（度）とするとき、上式（１）を満足するものであること、すなわち、Ｈ_２とＨ_１との差（以下、単に「硬度差」と言う場合がある）が１７度以下であることが推奨される。Ｈ_１が３５度以下である弾性体と、上記硬度差が１７度以下となるような多孔質摺動シートを組み合わせてなる摺動部材の場合には、弾性体の弾性が良好に維持されるため、例えばベルトニップ方式の画像定着装置に、ベルトニップ部を形成するための加圧部材として用いられた場合には、ニップ部の幅を大きくすることが可能となり、記録シートへのトナー定着処理速度を向上させることが可能となる。より好ましい上記硬度差は、１０度以下である。
【００６０】
本発明の摺動部材においては、第１の態様、第２の態様に関わらず、多孔質摺動シートの厚みが０．０５ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。このような厚みの多孔質摺動シートであれば、摺動部材に係る弾性体の弾性を必要な程度に維持し得ると共に、例えば画像定着装置に適用された場合、加熱定着ロールから付与される熱の該多孔質摺動シートによる損失を低減することができ、記録の高画質化や省エネルギー化を図ることが可能となる。
【００６１】
すなわち、多孔質摺動シートの厚みが上記範囲を超えると、摺動部材に用いられる弾性体の弾性が損なわれる傾向にあり、例えば画像定着装置に用いられた場合、上記ニップ部の幅が小さくなるなどの不具合が生じる可能性がある。また、多孔質摺動シートによる熱損失も大きくなる傾向にある。また、多孔質摺動シートの厚みが上記範囲を下回ると、該シートの耐摩耗性が不十分となる場合がある。多孔質摺動シートのより好ましい厚みは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００６２】
また、本発明の摺動部材においては、第１の態様、第２の態様に関わらず、多孔質摺動シートの摺動面の表面粗さが小さいことが好ましく、具体的には、ＪＩＳ　Ｂ　０６０１で規定される算術平均粗さＲａが５μｍ以下であることが推奨される。最近の複写機などに用いられるカラートナーでは、従来のモノクロトナーと比べて、小さい粒径のもの（例えば、モノクロトナーの平均粒径：８〜２０μｍ程度に対し、カラートナーの平均粒径：５〜１０μｍ程度）が使用されているが、多孔質摺動シートの摺動面の表面粗さＲａが０．５μｍ以下であれば、こうした小径のカラートナーを用いた高画質複写機などにも対応できる。より好ましい摺動面の表面粗さＲａは２μｍ以下である。
【００６３】
本発明の摺動部材は、面接触する他の部材との界面の摩擦抵抗を低減させ得るものである。よって、本発明の摺動部材は、他の部材と面接触する機構を有する各種装置、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリなどに配置されている画像定着装置や、摺動面に押圧して用いられる各種センサーやクリーニング部材などに適用可能である。
【００６４】
画像定着装置としては、上記の通り、加熱源を有する回転可能な加熱定着ロールと、該加熱定着ロールに圧接し、従動走行するエンドレスベルトと、該エンドレスベルトの内側に配設され、該エンドレスベルトを加熱定着ロールに向けて押圧して該エンドレスベルトと前記加熱定着ロールとの間にニップ部を形成する加圧部材とを備えた構造のものが知られている（特開２００１−２２８７３１号公報など）。本発明の摺動部材は、上記加圧部材の、上記エンドレスベルトと面接触する部分の構成部材として好適に用いることができる。
【００６５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は本発明を制限するものではなく、前・後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更実施をすることは全て本発明の技術的範囲に包含される。
【００６６】
多孔質摺動シートＮｏ．１
ＰＴＦＥファインパウダー（旭硝子社製「ＣＤ−１２３」）に潤滑剤としてソルベントナフサを混合したペースト状物を押し出した後、ロール圧延し、潤滑剤を乾燥除去して、厚み２００μｍの未焼成テープを得た。このテープを３００℃に保持しつつ延伸速度１００％／秒、延伸倍率４倍の条件でＭＤ方向に延伸した後、次いで、３００℃に保持しつつ延伸速度１００％／秒、延伸倍率７．５倍の条件でＴＤ方向に延伸し、二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルムを得た。
【００６７】
上記フィルムの厚みは６５μｍで、空孔率が８７％、最大細孔径が１．０μｍであった。
【００６８】
上記のフィルムを１０枚積層し、３６５℃で６０分焼成して、多孔質摺動シートＮｏ．１を作製した。なお、積層は、フィルムのＭＤ方向が常に同じ方向になるように重ねて行った。得られた多孔質摺動シートの厚みは０．３５ｍｍであった。
【００６９】
多孔質摺動シートＮｏ．２
実施例１と同じ二軸延伸多孔質フィルムを１０枚積層し、３６５℃で６０　　分焼成して、多孔質摺動シートＮｏ．２を得た。なお、積層は、フィルムのＭＤ方向が９０°に交差するように、一枚一枚重ねて行った。得られた多孔質摺動シートの厚みは０．３５ｍｍであった。
【００７０】
多孔質摺動シートＮｏ．３
３４３ｍｌの水に、約４０μｍの重量平均粒度（粒度範囲２〜１００μｍ）に粉砕されたＤｕＰｏｎｔ社の粒状ＰＴＦＥ（グレード９Ｂ）を５００ｇ、ＺｏｎｙｌＦＳＮ　１００界面活性剤（非イオン性ペルフルオロアルキルエトキシレート混合物）を１３ｍｌ、ＰｌｕｒｏｎｉｃＬ　１２１界面活性剤（ポリオキシエチレン／ポリオキシプロピレンブロック共重合体）を４１ｍｌ、ナトリウムカルボキシ−メチル−セルロースの１重量％水溶液（増粘剤）を１１４ｍｌ加え、ウェアリング（Ｗａｒｉｎｇ）ブレンダーで５分間混合し、未焼結の粒状ポリテトラフルオロエチレンの懸濁液を調製した。
【００７１】
ついで、上記の懸濁液を、ビンクス（Ｂｉｎｋｓ）ＢＢＲスプレーガンとＬ８８圧力カップを使ってセラミックタイルの上へ吹付けて、塗膜厚み６７０μｍ（湿潤状態）の塗膜を形成し、次いで６５℃のオーブンで１時間乾燥させた。次に、温度を数時間かけて最高３５０℃まで漸進的に上昇させ、４５分間保持した。その後、冷却して、乾燥、焼成された塗膜をセラミックタイルから剥し、厚み０．３５ｍｍ、空孔率５０％、表面粗さＲａ２．６μｍの粒子融着型多孔質ＰＴＦＥシートを得た（多孔質摺動シートＮｏ．３）。
【００７２】
多孔質摺動シートＮｏ．４
ポリエステル製不織布（日本バイリーン社製「Ｈ８００４」、厚み１１０μｍ、目付４３ｇ／ｍ^２）に、二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム（ジャパンゴアテックス社製「ゴアテックス」、厚み５０μｍ、空孔率８０％、最大細孔径０．５μｍ）を重ね合せて加熱ロール間を通過させることで、熱融着によって積層し、厚み１４０μｍの積層シートを得た（多孔質摺動シートＮｏ．４）。
【００７３】
多孔質摺動シートＮｏ．５
二軸延伸多孔質ＰＴＦＥフィルム（ジャパンゴアテックス社製「ゴアテックス」、厚み２００μｍ、空孔率８０％、最大細孔径０．５μｍ）を、多孔質摺動シートＮｏ．５とした。
【００７４】
上記の多孔質摺動シートＮｏ．１〜Ｎｏ．５について、クリープ特性および表面粗さを測定した。
【００７５】
クリープ特性は、ＪＩＳ　Ｋ　７１１５に従い、呼び応力を０．４９ＭＰａとし、１００時間後の引張クリープひずみで評価した。なお、サンプル形状は２号形試験片を用いた。
【００７６】
表面粗さは、算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ　Ｂ　０６０１）で評価した。
【００７７】
多孔質摺動シートＮｏ．１〜Ｎｏ．５の厚み、クリープ特性、表面粗さＲａを表１に示す。なお、表１において、多孔質摺動シートＮｏ．４の厚みは、「ポリエステル製不織布の厚み（ｍｍ）／二軸延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムの厚み（ｍｍ）」を意味する。また、表１において、クリープ特性のうち、「摺動方向」は、後述する摺動部材としたときに、摺動方向に配置される方向において測定した値であり、「直交方向」は、前記摺動方向に直交する方向において測定した値を意味する。
【００７８】
【表１】

【００７９】
上記多孔質摺動シートＮｏ．１〜Ｎｏ．５を、φ５０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状の弾性体（素材：シリコーンゴム）の高さ方向を厚みとした上平面に、夫々重ね合せた状態で、多孔質摺動シート面について、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ　０１０１に規定するアスカーＣ硬度（Ｈ_２）を測定した。また、上記弾性体の上平面についても、同様にアスカーＣ硬度（Ｈ_１）を測定し、硬度差（Ｈ_２−Ｈ_１）を算出した。結果を表２に示す。
【００８０】
【表２】

【００８１】
次に、Ｊａｐａｎ　Ｈａｒｄｃｏｐｙ　２００１論文集第５７頁〜第６０頁「省エネルギー・カラー定着技術」（２００１）の中で開示されているベルト式定着システムを採用したフルカラーレーザービームプリンター（富士ゼロックス製ＤＣ−Ｃ２２２０）を用い、該プリンタのベルト内面と加熱ロールに押し当てられる加圧パッドの、ベルト内面との摺動部を構成する弾性体上に機械固定された低摩擦シートに代えて、多孔質摺動シートＮｏ．１〜Ｎｏ．５を取り付けて、弾性部材Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５を構成し、画像定着装置評価を行った。なお、上記加熱ロールは、厚み３０μｍのテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体製のスリーブが表層に設けられた１．５ｍｍ厚の弾性層を有している。
【００８２】
定着装置評価は、加熱ロールとベルトのニップ幅が２ｍｍとなるように調節し、定着温度：１５０℃、加熱ロール回転数１２５ｍｍ／秒の条件で、モノクロトナー（平均粒径１２μｍ）、およびカラートナー（平均粒径７μｍ）を用い、Ａ４紙に面積比５％で覆う文字を配置した画像を連続印刷して行った。Ａ４紙には、目付け：６４ｇ／ｍ^２の再生紙（コクヨ製「ＫＢ−Ｋ３９Ｎ」）を用いた。評価は、モノクロトナー、カラートナー共、印刷初期と、５０００枚印刷時について、またモノクロトナーについては、さらに１００００枚印刷時について、印刷後の画像状態および１００００枚印刷終了時の多孔質摺動シートの外観を目視観察することで行った。結果を表３に示す。なお、表３において、「直交方向」とは、摺動方向に直交する方向を意味する。
【００８３】
【表３】

【００８４】
【発明の効果】
本発明の摺動部材は、上記所定の多孔質摺動シートを弾性体の摺動面側に積層してなるものである。上記多孔質摺動シートは、摩擦抵抗が低く、摺動による変形が小さく、且つ弾性体の弾性を良好に維持することができるものである。また、複数の素材を複合などしてなる従来の低摩擦シートとは異なり、長期間の摺動によって摩耗が生じても、摩擦抵抗の変化がほとんど生じない。よって、本発明の摺動部材は、長期間の摺動に対する劣化が極めて小さく、他の部材と面接触する機構を有する各種装置に好適である。
【００８５】
また、本発明の画像定着装置は上記摺動部材を有している。よって、本発明の画像定着装置を用いた複写機、プリンター、ファクシミリなどでは、省スペース化、立ち上げ時間の短縮化、記録速度の向上、高画質化、および長期間に亘り安定した画質の確保が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の摺動部材の第１の態様に係る多孔質摺動シートの製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１　　延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルム積層円筒体
２　　マンドレル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sliding member suitable for an image fixing device such as a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a roll fixing system using a pair of a heat fixing roll and a pressure roll has been adopted for an image fixing device such as a copying machine, a printer, and a facsimile. In this roll fixing method, an elastic layer is provided on a heat fixing roll and a pressure roll, and a nip portion is obtained by utilizing deformation of at least one of these elastic layers. Fixing of the toner to the recording sheet is achieved by receiving pressure and applying heat from a heat fixing roll when the recording sheet having unfixed toner on the surface passes through the nip portion.
[0003]
Therefore, it is preferable to increase the nip width from the viewpoint of increasing the conveyance speed of the recording sheet and applying sufficient heat to the toner. However, in order to increase the nip width, it is necessary to increase the thickness of the elastic layer to some extent, and there is a limit to downsizing of the heat fixing roll and the pressure roll. If the pressure roll is large, the amount of heat absorbed by the pressure roll is large, so it is necessary to sufficiently increase the heat capacity of the heat fixing roll. Therefore, there is a problem that the time required for raising the heating fixing roll from room temperature to a fixing-possible temperature (a so-called start-up time) is prolonged, thereby lowering the efficiency.
[0004]
As a technique for solving such a problem, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 63-62861 discloses a semi-circular cross-section in which the outer peripheral surface is covered with a sheet made of a heat-resistant resin such as a fluororesin or a polyimide resin instead of the pressure roll. A fixing device using a heat-resistant elastic member having a shape is disclosed. In this technique, a large nip width can be secured even if a heat-resistant elastic member smaller than a conventional pressure roll is used. Therefore, the amount of heat absorbed by the heat-resistant elastic member is also smaller than that of the conventional pressure roll, so that it is possible to reduce the temperature rise time (start-up time) of the heat fixing roll. However, the fluorine-based resin or polyimide-based resin used for coating the outer peripheral surface of the heat-resistant elastic member, which is a portion that comes into contact with the recording sheet, usually has a large frictional resistance and may cause a trouble in recording sheet conveyance. There was a case.
[0005]
Various techniques have been proposed for the purpose of reducing the frictional resistance between the recording sheet as described above and a sliding material such as the heat-resistant elastic member.
[0006]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-120096 discloses a technique in which a sliding material having a porous polytetrafluoroethylene layer provided on an elastic body via a reinforcing material is used instead of the above-described pressure roll. I have. Since the porous polytetrafluoroethylene layer used here has a small frictional resistance, the recording sheet conveyance trouble as described above can be avoided.
[0007]
In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-120096, in order to prevent creep deformation of the porous polytetrafluoroethylene layer when the recording sheet slides, a reinforcing material is provided between the elastic body and the porous polytetrafluoroethylene film. The material is interposed. Therefore, the presence of this reinforcing material impairs the flexibility inherent in the porous polytetrafluoroethylene, and consequently impairs the elasticity of the elastic body. If the elasticity of the elastic body is impaired, the width of the nip portion becomes small, so that it is difficult to supply a sufficient amount of heat to the recording sheet for fixing the toner, and the conveying speed of the recording sheet cannot be increased. was there. Further, since the porous polytetrafluoroethylene film and the reinforcing material are laminated, there is a disadvantage that processing cost is increased.
[0008]
On the other hand, from the viewpoint of shortening the start-up time, an image fixing device using a belt nip method using an endless belt instead of the roll fixing method has been proposed.
[0009]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-262903, a rotatable heating fixing roll whose surface is elastically deformed, an endless belt which can run while being in contact with the heating fixing roll, and a non-rotating state are arranged inside the endless belt. An image fixing device that presses the endless belt to the heat fixing roll, provides a belt nip between the endless belt and the heat fixing roll, through which a recording sheet passes, and a pressure pad that elastically deforms the surface of the heat fixing roll. An apparatus is disclosed.
[0010]
In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-262903, a portion between the pressure pad and the endless belt is also a sliding portion. Therefore, a glass fiber sheet (polytetrafluoroethylene-impregnated glass cloth) impregnated with polytetrafluoroethylene is used as a low friction sheet for the surface layer of the pressure pad. However, even with such a low friction sheet, the abrasion resistance between the pressure pad and the endless belt has been insufficient. In other words, due to long-term use, a phenomenon occurs in which the polytetrafluoroethylene of the low friction sheet on the pressure pad surface is worn and the glass cloth is exposed, and the frictional resistance between the pressure pad and the endless belt rapidly increases. There is a problem that the recording sheet may be transported with difficulty.
[0011]
JP-A-10-213984 is proposed to solve the above-mentioned problem of the technique of JP-A-8-262903, and a lubricant is provided between a pressing pad (corresponding to the pressure pad) and an endless belt. A technique of interposing a modified silicone oil is disclosed. According to this technique, the frictional resistance between the pressing pad and the endless belt is reduced to some extent. However, when a polytetrafluoroethylene-impregnated glass cloth is used for the low friction sheet on the surface of the pressing pad, the silicone oil is repelled because the surface energy of the polytetrafluoroethylene is small, and the endless belt-low friction sheet interface It becomes difficult to retain silicone oil. Therefore, the effect of using the silicone oil is not sufficiently obtained, and it is difficult to completely suppress the phenomenon that causes the glass cloth to be exposed and the recording sheet to be transported in the same manner as in JP-A-8-262903. Met.
[0012]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-228731 discloses a pressure member (corresponding to the above-mentioned pressure pad) in which an elastic body is covered with a low friction sheet formed by laminating a porous polytetrafluoroethylene film and a porous polytetrafluoroethylene fiber woven fabric. Is disclosed. The porous polytetrafluoroethylene fiber woven fabric in the low friction sheet functions as a reinforcing material for the porous polytetrafluoroethylene film. In this low friction sheet, even if the porous polytetrafluoroethylene film is worn by prolonged use, the porous polytetrafluoroethylene fiber woven fabric is flexible and does not damage the endless belt.
[0013]
However, there is a problem in that the elasticity of the elastic body is impaired as in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-120096. Further, the fold of the woven fabric may affect the image quality of the recording sheet. Furthermore, since the porous polytetrafluoroethylene film and the porous polytetrafluoroethylene fiber woven fabric are laminated, there is a disadvantage that the material cost and the processing cost are increased.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a sliding member that has durability enough to withstand long-time sliding and maintains the elasticity of an elastic body well, and the sliding member. An object of the present invention is to provide an image fixing device using a moving member.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the sliding member of the present invention that has achieved the above object is a sliding member in which an elastic body is attached to a back surface of a porous sliding sheet, wherein the porous sliding sheet includes: The gist lies in that at least two stretched porous polytetrafluoroethylene films are laminated in the thickness direction. Note that the porous sliding sheet is formed by sequentially laminating stretched porous polytetrafluoroethylene films such that the stretching axes in the MD direction (longitudinal direction at the time of manufacturing the stretched porous polytetrafluoroethylene film) intersect. Preferably, it is
[0016]
Further, a second aspect of the sliding member of the present invention is a sliding member in which a porous sliding sheet is laminated on an elastic body, wherein the porous sliding sheet has polytetrafluoroethylene particles. The gist lies in what is formed by fusing together.
[0017]
In any of the first embodiment and the second embodiment, the porous sliding sheet is obtained with a nominal stress of 0.49 MPa in an arbitrary direction X of the sheet and a direction Y orthogonal to the X. It is preferable that at least one of the values of the tensile creep strain after 100 hours at 100 ° C. is 20% or less. Further, regardless of the first and second aspects, the thickness of the porous sliding sheet is preferably 0.05 to 2 mm, and the surface roughness Ra of the sliding surface of the porous sliding sheet is 5 μm or less. It is recommended that there be.
[0018]
In any of the first embodiment and the second embodiment, the elastic body has a Asker C hardness value H defined in the Japanese Rubber Association Standard SRIS 0101 measured at a thickness of 20 mm.₁Is 35 degrees or less, and when the porous sliding sheet is overlapped with the elastic body having a thickness of 20 mm, the Asker C hardness measured on the surface of the porous sliding sheet is H.₂When (degree) is satisfied, it is recommended that the following expression (1) is satisfied.
H₂-H₁≦ {17 (degrees)} (1)
Further, an image fixing device using the sliding member of the present invention is also included in the present invention.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, in a sliding member applied to the above-mentioned pressing member used in an image fixing device such as a copying machine, a printer, and a facsimile, deformation of a sliding surface due to long-time sliding can be suppressed and the sliding can be prevented. A challenge is to maintain the elasticity of the elastic body constituting the moving member. The present inventors have found that in the above-mentioned sliding member, the porous sliding sheet applied to the sliding surface can be specified to solve such a problem, and have completed the present invention. is there.
[0020]
The elastic body used in the sliding member of the present invention is not particularly limited as long as it has elasticity. However, when used in an image fixing device, a material having heat resistance is preferable. Examples of the elastic body having heat resistance include silicone rubber and fluorine rubber. Among them, silicone rubber is preferable because of its excellent elasticity and relatively low cost. Examples of the silicone rubber include polydimethyl silicone rubber (MQ), methyl vinyl silicone rubber (VMQ), methyl phenyl silicone rubber (PMQ), and fluorosilicone rubber (FVMQ). The shape and structure of the elastic body are not particularly limited, and are appropriately determined according to the device to which the sliding member is applied. For example, as in the pressure pad described in JP-A-8-262903, the pressing pad described in JP-A-10-213984, and the pressing member described in JP-A-2001-228731, a belt nip type The same shape and structure as the elastic body used in the image fixing device can be adopted.
[0021]
The porous sliding sheet according to the sliding member of the present invention is required to have less deformation when subjected to sliding for a long time. For example, when the sliding member is applied as a pressing member for forming a belt nip portion in a belt nip type image fixing device, if the deformation due to the sliding with the endless belt is large, the image fixing device becomes longer. When used for a period, the nip pressure becomes non-uniform, which causes vertical streaks and unevenness in the fixed image.
[0022]
The present inventors have found that the problem caused by the deformation of the porous sliding sheet can be solved by suppressing the tensile creep strain of the porous sliding sheet to a certain value or less.
[0023]
Specifically, irrespective of the first aspect and the second aspect, the tensile creep strain of the porous sliding sheet according to the sliding member of the present invention (with a nominal stress of 0.49 MPa in accordance with the provisions of JIS K 7115) In the resulting creep strain at 100 ° C. for 100 hours, it is preferable that at least one of the values in any direction X of the sheet and the direction Y orthogonal to the X) is 20% or less. For example, in the porous sliding sheet, when the direction X is the vertical direction and the direction Y is the horizontal direction, and when the tensile creep strain is measured, it is preferable that the lower one is 20% or less. , Which means A more preferred tensile creep strain is 15% or less.
[0024]
The above problem caused by the deformation of the porous sliding sheet is greatly affected by the amount of deformation of the porous sliding sheet in the sliding direction, and is relatively small by the amount of deformation in the direction orthogonal to the sliding direction. When attaching the porous sliding sheet to the sliding member, it is preferable to arrange the porous sliding sheet so that the direction in which the creep strain is lower in the longitudinal direction or the lateral direction is the sliding direction. When the porous sliding sheet is arranged so that the direction of the lower tensile creep strain in the longitudinal direction or the transverse direction is the sliding direction, the direction perpendicular to the sliding direction (the higher the creep strain in the longitudinal or transverse direction). The tensile creep strain in the direction (in the other direction) is not particularly limited, but is preferably 100% or less, more preferably 30% or less.
[0025]
The porous sliding sheet used in the first aspect of the sliding member of the present invention is formed by laminating at least two stretched porous polytetrafluoroethylene (PTFE) films.
[0026]
The stretched porous PTFE film is roughly classified into a uniaxially stretched porous PTFE film manufactured by stretching only in a uniaxial direction and a biaxially stretched porous film manufactured by stretching in a biaxial direction. The difference between the characteristic values of the biaxially stretched porous PTFE film in the MD direction and the TD direction (width direction at the time of manufacturing the stretched porous polytetrafluoroethylene film) is smaller than that of the uniaxially stretched porous PTFE film (anisotropically). Characteristic).
[0027]
In some cases, the porous sliding sheet according to the present invention preferably has isotropic properties from the viewpoint of suppressing the tensile creep strain. In this case, it is preferable that the stretched porous PTFE films are sequentially laminated so that the stretch axes in the MD direction intersect. More preferably, the stretched porous PTFE films are sequentially laminated such that the stretch axes in the MD direction cross each other at 90 °. At this time, the stretching axes in the MD direction of the stretched porous PTFE film may be laminated by crossing one by 90 ° one by one, or may be laminated by crossing 90 ° at regular intervals or at random by a plurality of films. Good. The porous sliding sheet obtained by laminating in this manner is a porous sliding sheet having more isotropic properties. When such isotropic properties are required, it is preferable to use a biaxially stretched porous PTFE film.
[0028]
When a porous sliding sheet with high isotropy is used, not only the sliding direction but also the tensile creep strain in the direction perpendicular to the sliding direction can be kept small. In addition, deformation due to tensile creep strain in a direction orthogonal to the sliding method can be reduced.
[0029]
Examples of the expanded porous PTFE laminate having the above creep characteristics include the following laminates.
[0030]
The stretched porous PTFE film used for lamination is formed by molding a paste obtained by mixing fine powder of PTFE (crystallinity of 90% or more) with a molding aid, removing the molding aid from the molded body, It is obtained by stretching at a high temperature [a temperature lower than the melting point of PTFE (about 327 ° C., for example, about 300 ° C.)] at a high speed and, if necessary, firing.
[0031]
If necessary, fillers such as carbon black, graphite, activated carbon, asbestos, silica, glass, mica, chromium oxide, titanium oxide, and pigment may be added to the paste. When a conductive material such as carbon black is added as a filler, conductivity is imparted to the obtained expanded porous PTFE film, so that it is possible to remove static electricity from the sliding member, and troubles caused by static electricity can be eliminated. Can be prevented.
[0032]
At the time of stretching, a uniaxially stretched porous PTFE film is obtained by stretching only in the uniaxial direction in the MD direction or TD direction, and a biaxially stretched porous PTFE film is obtained by stretching in the biaxial direction of the MD direction and TD direction. Can be Hereinafter, the biaxially stretched porous PTFE film will be described in detail.
[0033]
In the biaxially stretched porous PTFE film, fibrils (straight-chain molecular bundles drawn out of a folded crystal by stretching) are radially spread, and nodes (folded crystals) connecting the fibrils are scattered in islands. It has a spider web-like fibrous structure with many spaces defined by fibrils and nodes.
[0034]
The biaxially stretched porous PTFE film has a scanning electron microscope (SEM) observation area of 330 μm.²It is particularly preferable that there is substantially no node whose diameter or major axis exceeds 3 μm. In other words, 98% or more of the nodes are biaxially oriented porous PTFE films with a diameter or major axis of 3 μm or less. Hereinafter, a biaxially stretched porous PTFE film having substantially no nodes whose diameter or major axis exceeds 3 μm is referred to as “small node biaxially stretched porous PTFE film”.
[0035]
This small-node biaxially-stretched porous PTFE film has the nodes as small as possible, and most of the folded crystals are already fully extended. However, a node can be distinguished from a fibril by SEM observation as a fibril nodule (a mass of a plurality of connected fibrils).
[0036]
The above-mentioned small-node biaxially stretched porous PTFE film is, for example, when a sheet obtained by PTFE paste extrusion is stretched unfired, the stretching direction is biaxial, and the stretching speed is 100% / second or less, preferably Can be obtained at a rate of 50% / sec or less, more preferably at a rate of 20% / sec or less, and a stretching area magnification in the biaxial direction of 50 times or more. The details are described in JP-A-7-196831. Further, a semi-sintered body may be used in place of the unsintered body (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-202217).
[0037]
The “stretching speed (% / sec)” here refers to the ratio of the separation speed of the frame to the distance between the frames before stretching when the pin frames are stretched by separating the opposite pin frames. In the case of stretching between a pair of rolls, it refers to the ratio of the rotation speed difference between rolls to the distance between the rolls. In addition, the “elongation area magnification” refers to a magnification expressed as a product (λM × λT) of a stretching magnification (λM) in the MD direction and a stretching magnification (λT) in the TD direction. "Stretching ratio" refers to the ratio (times) of the final inter-frame distance after stretching to the inter-frame distance before stretching, or the initial inter-frame distance before stretching, when stretching is performed by separating opposing pin frames. Is defined as a ratio (%) of the stretched distance of the molded body (the value obtained by subtracting the initial inter-frame distance before stretching from the final inter-frame distance after stretching) between the pair of rolls having different speeds. In the case of stretching, the ratio is defined as the ratio of the rotation speed of a pair of rolls (times) or the ratio of the distance (difference in rotation speed between a pair of rolls) of the formed body to the rotation speed of the first roll. . Therefore, for example, a stretching magnification of 5 times corresponds to 400%.
[0038]
In such a small-node biaxially stretched porous PTFE film, since the folded crystal portion hardly remains, the node is hardly pulled out and pulled out, for example, by sliding with the endless belt or the like. Therefore, the creep characteristics are good.
[0039]
The details of the small node biaxially stretched porous PTFE film laminate are disclosed in JP-A-11-80705.
[0040]
The thickness of the expanded porous PTFE film is usually about 5 to 200 μm, the porosity is in the range of 40 to 98%, and can be appropriately selected depending on the stretching ratio. Here, the thickness of the porous PTFE film is an average thickness measured with a dial gauge (for example, 1/1000 mm dial thickness gauge manufactured by Techno Rock Co., Ltd.) (a value measured without applying any load other than the main body spring load). ). The porosity of the porous PTFE film is a value obtained by the following equation (2) from the apparent density ρ obtained based on the apparent density measurement according to JIS K 6885, using the specific gravity of PTFE “2.2”. is there.
Porosity (%) = {100 × (2.2-ρ) /2.2} (2)
The maximum pore size of the expanded porous PTFE film can also be appropriately set depending on the stretching ratio, but is preferably from 0.05 to 10.0 μm, particularly preferably from 0.1 to 5.0 μm. Here, the maximum pore diameter is a value measured in accordance with ASTM No. F-316.
[0041]
At least two such expanded porous PTFE films are laminated to form a porous sliding sheet according to the present invention. An adhesive may be used for lamination, but it is preferable to laminate an unfired expanded porous PTFE film, and then fire and integrate it. It is recommended that firing be performed at a temperature equal to or higher than the melting point of PTFE (for example, about 350 to 380 ° C.). The pressure applied in the thickness direction of the expanded porous PTFE film when firing is sufficient as long as the pressure is such that the laminated expanded porous PTFE films are in close contact with each other, and is appropriately set according to conditions such as the number of layers and the firing temperature. do it.
[0042]
Also, for example, as shown in FIG. 1, a stretched porous PTFE film is wound around a mandrel and laminated, and cut at one location [dotted line A in FIG. 1 (a)] to develop a laminated cylindrical body. Alternatively, a large-sized laminate may be obtained, or the peripheral surface of the laminated cylinder may be cut into a spiral shape (indicated by dashed line B in FIG. 1B) to obtain a long laminate. In obtaining a porous sliding sheet from the laminated cylindrical body, it may be performed after the laminated cylindrical body is developed. It is preferable to bake together. The material and size of the mandrel are not particularly limited. It is desirable to use.
[0043]
As a method of laminating the stretched porous PTFE film in the MD direction in such a manner that the stretch axes in the MD direction intersect at every 90 °, the unstretched stretched porous PTFE film is not loosened or wrinkled in a jig with a tenter pin. In this way, it is possible to manufacture by sintering with a jig after the MD stretching directions are crossed every 90 °, and one by one or a plurality of sheets are regularly or randomly superposed.
[0044]
As described later, the thickness of the porous sliding sheet according to the present invention is preferably 0.05 mm or more and 2 mm or less (more preferably 0.1 mm or more and 1 mm or less). Therefore, the number of layers of the expanded porous PTFE film is usually preferably from 2 to 400, and more preferably from 5 to 125.
[0045]
The porous sliding sheet used in the second aspect of the sliding member of the present invention is formed by fusing PTFE particles to each other. Such a porous sliding sheet is obtained by firing such that the PTFE particles are partially fused or sintered to form an integral porous network. Hereinafter, the porous sliding sheet used in the second embodiment of the sliding member of the present invention is referred to as a “particle fusion type porous PTFE sheet”.
[0046]
The particle fusion type porous PTFE sheet having the above-described creep characteristics can be manufactured, for example, as follows.
[0047]
Unsintered PTFE particles generally have a degree of crystallinity determined by, for example, a differential scanning calorimetry or an infrared measuring method of more than 95%. descend. The PTFE particles used for producing the particle fusion type porous PTFE sheet may be unsintered, sintered, or a mixture thereof.
[0048]
For the production of the particle-fused porous PTFE sheet, it is preferable to use only the above-mentioned PTFE particles. However, for example, additives such as a filler may be mixed in a small amount as necessary. In general, PTFE particles having an average particle size of 1 μm or more and 500 μm or less (preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less) are used. Further, only PTFE particles having substantially the same particle size may be used, or PTFE particles having different particle sizes may be mixed and used. For example, a mixture of PTFE particles having a weight average particle size of 20 to 50 μm and PTFE particles having a weight average particle size of 30 to 60 μm can be used. These PTFE particles need not be ground products, and may be ground products.
[0049]
The particle-fused porous PTFE sheet is produced, for example, by preparing a suspension containing the above-mentioned PTFE particles, spraying the suspension onto a substrate such as ceramic, glass, or metal, and drying and firing the substrate. it can. Instead of spraying the suspension, the suspension may be applied to the substrate by a known application method. In particular, when the particle size of the PTFE particles to be used is large, it may be difficult to spray the PTFE particles.
[0050]
The suspension is usually an aqueous solution containing a surfactant, a thickener, a suspending agent and the like. The surfactant, the thickener, the suspending agent and the like may be appropriately selected from known ones as appropriate. If necessary, fillers such as carbon black, graphite, activated carbon, asbestos, silica, glass, mica, chromium oxide, titanium oxide, and pigment may be added to the suspension. When a conductive material such as carbon black is added as a filler, conductivity is imparted to the obtained particle-fused porous PTFE sheet, so that the static electricity of the sliding member can be removed, and the static electricity caused by the static electricity can be removed. Trouble can be prevented. The firing conditions described above may be appropriately determined according to conditions such as the particle size of the PTFE particles, the composition of the suspension, and the amount of application, and the temperature is 335 to 350 ° C. and the time is 0.5 to 3 hours. That is common.
[0051]
The specific gravity of the particle-fused porous PTFE sheet is preferably from 0.8 to 1.8, and more preferably from 1.00 to 1.54. The typical specific gravity of the non-porous PTFE is 2.2. Therefore, it is desirable that the particle fusion-bonded porous PTFE sheet has a porosity that has a specific gravity in the above range.
[0052]
The details of the above particle fusion type porous PTFE sheet are disclosed in JP-A-6-93123.
[0053]
The porous sliding sheet according to the sliding member of the present invention, in any of the first mode and the second mode, is a conventional sliding sheet formed by combining a plurality of materials or bonding sheets of different forms. Unlike a sheet (low friction sheet), even when abrasion occurs due to sliding, the frictional resistance hardly changes. Therefore, the sliding member of the present invention can exhibit stable sliding characteristics over a long period of time.
[0054]
In the porous sliding sheet according to the sliding member of the present invention, in any of the first and second aspects, if necessary, a lubricant may be impregnated to enhance the slidability. Can be. The lubricant includes oil and grease, but it is preferable to use oil from the viewpoint of lubricity. In the case of oil, silicone oil or fluorine oil is used, but silicone oil is preferably used from the viewpoint of safety.
[0055]
The above-mentioned stretched porous PTFE film laminate or particle fusion type porous PTFE sheet is laminated on an elastic body to form the sliding member of the present invention. The lamination method at the time of lamination is not particularly limited as long as the porous sliding sheet can be fixed on the elastic body. Examples thereof include a method of mechanically fixing, a method of bonding and fixing with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, and a method of bonding. A method of fixing by fusion is used.
[0056]
The method of mechanically fixing means that a porous sliding sheet is placed on an elastic body in a state where tension is applied to the sheet so that the sheet does not loosen or wrinkle, and the end of the sheet is clamped, fastened, etc. It is a method of fixing by. According to this method, since no substance such as an adhesive is interposed between the porous sliding sheet and the elastic body, the elasticity of the sliding member is not impaired, which is preferable.
[0057]
When adhesively fixed with an adhesive or a pressure-sensitive adhesive, a material having high flexibility that does not impair the elasticity of the elastic body is appropriately used as the adhesive or the pressure-sensitive adhesive. Adhesives or pressure-sensitive adhesives such as acrylic, rubber, and the like are preferable because of their excellent heat resistance. In the case of bonding and fixing, it is also a preferable method to use a primer to improve the adhesiveness.
[0058]
In order to fuse and fix by heat fusion, the porous sliding sheet and the elastic body may be overlapped and heated and pressed at a temperature equal to or higher than the melting point of the elastic body. As the fusion method, a conventionally known method using a heat roll or a heat press is appropriately used.
[0059]
In the sliding member of the present invention, in any of the first embodiment and the second embodiment, the elastic body has an Asker C hardness prescribed in the Japan Rubber Association Standard SRIS0101 measured when the thickness is 20 mm. Value H₁Is 35 degrees or less, and when the porous sliding sheet is overlapped with the elastic body having a thickness of 20 mm, the Asker C hardness measured on the surface of the porous sliding sheet is H.₂(Degrees), the above expression (1) must be satisfied, that is, H₂And H₁(Hereinafter sometimes simply referred to as “hardness difference”) is recommended to be 17 degrees or less. H₁In the case of a sliding member comprising a combination of an elastic body having a hardness of 35 degrees or less and a porous sliding sheet having a hardness difference of 17 degrees or less, the elasticity of the elastic body is favorably maintained. For example, when used as a pressing member for forming a belt nip portion in a belt nip type image fixing device, the width of the nip portion can be increased, and the toner fixing processing speed on a recording sheet can be reduced. It can be improved. More preferably, the hardness difference is 10 degrees or less.
[0060]
In the sliding member of the present invention, the thickness of the porous sliding sheet is preferably 0.05 mm or more and 2 mm or less irrespective of the first aspect and the second aspect. With a porous sliding sheet having such a thickness, the elasticity of the elastic body relating to the sliding member can be maintained to a necessary degree, and is applied from a heat fixing roll when applied to, for example, an image fixing device. Loss of heat due to the porous sliding sheet can be reduced, and higher image quality of recording and energy saving can be achieved.
[0061]
That is, when the thickness of the porous sliding sheet exceeds the above range, the elasticity of the elastic body used for the sliding member tends to be impaired. For example, when used in an image fixing device, the width of the nip portion is small. Malfunctions may occur. In addition, heat loss due to the porous sliding sheet tends to increase. When the thickness of the porous sliding sheet is below the above range, the abrasion resistance of the sheet may be insufficient. The more preferable thickness of the porous sliding sheet is 0.1 mm or more and 1 mm or less.
[0062]
Further, in the sliding member of the present invention, it is preferable that the surface roughness of the sliding surface of the porous sliding sheet is small, irrespective of the first aspect and the second aspect. It is recommended that the arithmetic average roughness Ra specified by 0601 be 5 μm or less. Color toners used in recent copiers and the like have smaller particle diameters than conventional monochrome toners (for example, the average particle diameter of a monochrome toner is about 8 to 20 μm, whereas the average particle diameter of a color toner is about 5 μm). (About 10 μm), but if the surface roughness Ra of the sliding surface of the porous sliding sheet is 0.5 μm or less, it is compatible with high-quality copying machines using such small-diameter color toner. it can. A more preferable surface roughness Ra of the sliding surface is 2 μm or less.
[0063]
ADVANTAGE OF THE INVENTION The sliding member of this invention can reduce the frictional resistance of the interface with another member in surface contact. Therefore, the sliding member of the present invention is used by pressing various types of devices having a mechanism that makes surface contact with other members, for example, an image fixing device arranged in a copying machine, a printer, a facsimile, or the like, or a sliding surface. It can be applied to various sensors and cleaning members.
[0064]
As described above, the image fixing device includes a rotatable heating fixing roll having a heating source, an endless belt that is pressed against the heating fixing roll and is driven and driven, and an endless belt disposed inside the endless belt, (Patent Document 1) Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-228731 discloses a structure including a pressing member that presses a sheet toward a heat fixing roll to form a nip portion between the endless belt and the heat fixing roll. Such). The sliding member of the present invention can be suitably used as a constituent member of a portion of the pressing member that comes into surface contact with the endless belt.
[0065]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention, and all changes and implementations without departing from the spirit of the preceding and following descriptions are included in the technical scope of the present invention.
[0066]
Porous sliding sheet No. 1
After extruding a paste-like material in which solvent naphtha was mixed as a lubricant into PTFE fine powder ("CD-123" manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), the material was roll-rolled, and the lubricant was removed by drying to obtain an unbaked tape having a thickness of 200 µm. Was. After stretching this tape in the MD direction under the conditions of a stretching rate of 100% / sec and a stretching ratio of 4 while maintaining the tape at 300 ° C, then, while maintaining the tape at 300 ° C, a stretching speed of 100% / sec and a stretching ratio of 7.5. The film was stretched in the TD direction under twice the condition to obtain a biaxially stretched porous PTFE film.
[0067]
The thickness of the film was 65 μm, the porosity was 87%, and the maximum pore diameter was 1.0 μm.
[0068]
Ten of the above films were laminated and baked at 365 ° C. for 60 minutes. 1 was produced. The lamination was performed so that the MD directions of the films were always in the same direction. The thickness of the obtained porous sliding sheet was 0.35 mm.
[0069]
Porous sliding sheet No. 2
Ten biaxially stretched porous films as in Example 1 were laminated,　　And the porous sliding sheet No. 2 was obtained. The lamination was performed one by one so that the MD directions of the films crossed at 90 °. The thickness of the obtained porous sliding sheet was 0.35 mm.
[0070]
Porous sliding sheet No. 3
In 343 ml of water, 500 g of DuPont granular PTFE (grade 9B) ground to a weight average particle size of about 40 μm (particle size range 2 to 100 μm) and ZonylFSN # 100 surfactant (nonionic perfluoroalkyl ethoxylate mixture) were added. 13 ml, 41 ml of Pluronic L # 121 surfactant (polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymer) and 114 ml of a 1% by weight aqueous solution of sodium carboxy-methyl-cellulose (thickener) were added, and the mixture was mixed with a Waring blender. The mixture was mixed for 5 minutes to prepare a green particulate polytetrafluoroethylene suspension.
[0071]
The above suspension is then sprayed onto the ceramic tiles using a Binks BBR spray gun and an L88 pressure cup to form a 670 μm (wet) coating thickness and then at 65 ° C. In the oven for 1 hour. The temperature was then gradually increased to a maximum of 350 ° C. over several hours and held for 45 minutes. Thereafter, the coating film cooled, dried and fired was peeled off from the ceramic tile to obtain a particle fusion-bonded porous PTFE sheet having a thickness of 0.35 mm, a porosity of 50%, and a surface roughness Ra of 2.6 μm (porous). Quality sliding sheet No. 3).
[0072]
Porous sliding sheet No. 4
Polyester non-woven fabric (“H8004” manufactured by Japan Vilene Co., Ltd., thickness 110 μm, basis weight 43 g / m²), A biaxially stretched porous PTFE film ("Gore-Tex" manufactured by Japan Gore-Tex Co., Ltd., thickness 50 μm, porosity 80%, maximum pore diameter 0.5 μm) is overlapped and passed between heating rolls. Lamination was performed by heat fusion to obtain a laminated sheet having a thickness of 140 μm (porous sliding sheet No. 4).
[0073]
Porous sliding sheet No. 5
A biaxially stretched porous PTFE film (“Gore-Tex” manufactured by Japan Gore-Tex Corporation, thickness 200 μm, porosity 80%, maximum pore diameter 0.5 μm) was prepared using a porous sliding sheet No. It was set to 5.
[0074]
The above porous sliding sheet No. 1 to No. For No. 5, the creep characteristics and the surface roughness were measured.
[0075]
The creep characteristics were evaluated according to JIS K 7115, with a nominal stress of 0.49 MPa and a tensile creep strain after 100 hours. In addition, the sample shape used the No. 2 type test piece.
[0076]
The surface roughness was evaluated by arithmetic mean roughness Ra (JIS B0601).
[0077]
Porous sliding sheet No. 1 to No. Table 1 shows the thickness, the creep characteristics, and the surface roughness Ra of No. 5. In Table 1, in the porous sliding sheet No. The thickness of 4 means “thickness of polyester nonwoven fabric (mm) / thickness of biaxially stretched porous polytetrafluoroethylene film (mm)”. Further, in Table 1, among the creep characteristics, “sliding direction” is a value measured in a direction arranged in the sliding direction when a sliding member described later is used. It means a value measured in a direction perpendicular to the sliding direction.
[0078]
[Table 1]

[0079]
The above porous sliding sheet No. 1 to No. 5 are superimposed on the upper surface of a cylindrical elastic body (material: silicone rubber) having a thickness of 50 mm and a height of 20 mm having a thickness in the height direction. Asker C hardness (H₂) Was measured. Similarly, the Asker C hardness (H₁) Is measured, and the hardness difference (H₂-H₁) Was calculated. Table 2 shows the results.
[0080]
[Table 2]

[0081]
Next, a full-color laser beam printer (DC-C2220 manufactured by Fuji Xerox) employing a belt-type fixing system disclosed in "Energy Saving and Color Fixing Technology" (2001), pages 57 to 60 of the paper collection of Japan Hardcopy 2001. ), Instead of a low friction sheet mechanically fixed on an elastic body constituting a sliding portion between the inner surface of the belt and the pressing pad pressed against the inner surface of the belt and the heating roll of the printer, Sheet No. 1 to No. 5 is attached, and the elastic member No. 1 to No. 5 and the image fixing device was evaluated. The heating roll has a 1.5-mm-thick elastic layer provided with a 30-μm-thick tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer sleeve on the surface layer.
[0082]
The fixing device was evaluated such that the nip width between the heating roll and the belt was adjusted to 2 mm, and a monochrome toner (average particle size: 12 μm) and a color toner were fixed under the conditions of a fixing temperature: 150 ° C. and a heating roll rotation speed of 125 mm / sec. (Average particle size: 7 μm), and an image in which characters covered by an area ratio of 5% were arranged on A4 paper was continuously printed. For A4 paper, basis weight: 64 g / m²Recycled paper ("KB-K39N" manufactured by KOKUYO) was used. The evaluation was performed for the monochrome toner and the color toner for the initial printing and at the time of printing 5,000 sheets, and for the monochrome toner, at the time of printing 10,000 sheets, the image state after printing and the porous sliding sheet at the end of printing 10,000 sheets. Was carried out by visually observing the external appearance. Table 3 shows the results. In Table 3, the “perpendicular direction” means a direction perpendicular to the sliding direction.
[0083]
[Table 3]

[0084]
【The invention's effect】
The sliding member of the present invention is obtained by laminating the predetermined porous sliding sheet on the sliding surface side of the elastic body. The porous sliding sheet has a low frictional resistance, a small deformation due to sliding, and can maintain good elasticity of the elastic body. Also, unlike a conventional low-friction sheet formed by combining a plurality of materials, even if abrasion occurs due to long-term sliding, the friction resistance hardly changes. Therefore, the sliding member of the present invention has extremely small deterioration with respect to long-term sliding, and is suitable for various devices having a mechanism that makes surface contact with other members.
[0085]
Further, the image fixing device of the present invention has the above-mentioned sliding member. Therefore, in a copying machine, a printer, a facsimile, and the like using the image fixing device of the present invention, space saving, shortening of start-up time, improvement of recording speed, improvement of image quality, and securing of stable image quality over a long period of time are achieved. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a method for manufacturing a porous sliding sheet according to a first embodiment of the sliding member of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Stretched porous polytetrafluoroethylene film laminated cylinder
2 mandrel

Claims

A sliding member comprising an elastic body attached to the back of a porous sliding sheet,
The sliding member, wherein the porous sliding sheet is formed by laminating at least two stretched porous polytetrafluoroethylene films in a thickness direction.

The sliding member according to claim 1, wherein the stretched porous polytetrafluoroethylene film is sequentially laminated in a direction in which MD stretching axes intersect.

A sliding member comprising an elastic body attached to the back of a porous sliding sheet,
A sliding member, wherein the porous sliding sheet is formed by fusing polytetrafluoroethylene particles to each other.

The porous sliding sheet has at least one of a tensile creep strain at 100 ° C. and 100 hours after a nominal stress of 0.49 MPa in an arbitrary direction X of the sheet and a direction Y perpendicular to the X. The sliding member according to claim 1, wherein one of the values is 20% or less.

The sliding member according to any one of claims 1 to 4, wherein the thickness of the porous sliding sheet is 0.05 to 2 mm.

The sliding member according to claim 1, wherein a surface roughness Ra of a sliding surface of the porous sliding sheet is 5 μm or less.

The elastic member is less than the value H ₁ is 35 degrees of the measured Asker C hardness prescribed in Japan Rubber Association Standard SRIS 0101 in case of the 20mm thickness, and the porous sliding sheet thickness When the Asker C hardness measured on the surface of the porous sliding sheet is H ₂ (degrees) when the elastic body is overlapped with the elastic body of 20 mm, the following formula (1) is satisfied. A sliding member according to any one of claims 1 to 6.
H ₂ −H ₁ ≦ 17 (degrees) (1)

An image fixing device using the sliding member according to claim 1.