JP2006323017A - フッ素樹脂チューブ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 フッ素樹脂チューブ30は、チューブの円周方向及び軸方向の引張強度が、いずれも80N/mm2以上である。そしてこのフッ素樹脂チューブ30は、フッ素樹脂フィルム20が2回以上巻回積層され、かつ少なくとも最表層が1つ下の層と融着しているものであり、前記フッ素樹脂フィルムの巻き終わり側端辺21の盛り上がり高さHが、この端辺21のどこで測定しても常に2.0μm以下である。前記フッ素樹脂チューブは、巻き終わり側端辺21の段差Dが、この端辺21のどこで測定しても常に3.0μm以下(特に2.3μm以下)であることが望ましく、このようなチューブ30は、厚さTが2.5μm以下(特に2.0μm以下)のフッ素樹脂フィルム20を巻回することによって製造できる。
【選択図】 図3
Description
本発明で使用するフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含む樹脂(PTFE系樹脂)が挙げられる。PTFE系樹脂は、後述するように延伸及び圧潰処理することが可能であり、この延伸及び圧潰処理によって得られるPTFE系フィルムは引張強度に優れており耐摩耗性を高めるのに有利であり、また柔軟性にも優れシワの発生を防止するのにも有利である。
本発明では前記フッ素樹脂から得られるフィルムであって、引張強度にも優れているフィルム20を用いてフッ素樹脂チューブ30を製造している。引張強度に優れたフッ素樹脂フィルム20を用いれば、フッ素樹脂チューブ30の耐摩耗性を高めることができる。フッ素樹脂フィルム20の引張強度は、例えば、80N/mm2以上、好ましくは200N/mm2以上、さらに好ましくは300N/mm2以上である。引張強度の上限は特に限定されないが、通常、600N/mm2程度である。
空孔率(%)=(ρ2−ρ1)/ρ2×100
前記フッ素樹脂フィルム20は、図3に示すように、芯材10に巻回積層し、次いで加熱してフッ素樹脂フィルム20の各層同士を融着させ、フッ素樹脂チューブ30にする。この加熱の際、何ら外力を作用させないと、前記図2に示すように熱収縮によって巻き終わり側端辺21に盛り上がり22が形成され、段差Dがフィルム厚さTよりも顕著に大きくなってしまう。フッ素樹脂フィルム20は、上述したように既にフッ素樹脂の融点以上の温度で加圧されており、熱収縮性はかなり低減されている。僅かな熱収縮で、大きな盛り上がり22が形成されてしまうことは意外であった。そこで本発明では、前記加熱の際に、適当な押圧部材を用いて、フッ素樹脂フィルム20の巻き終わり側端辺21を芯材10に向けて押圧することとした。押圧しながら加熱すると、巻き終わり側端辺21の盛り上がり22を低減でき、段差Dを小さくできる。
H=D−T(=H1+H2)
本発明のフッ素樹脂チューブ30は、定着部材(例えば、定着ロール、定着ベルトなど)の表層部材として有利に使用できる。本発明のフッ素樹脂チューブ30を使用すれば、耐摩耗性に優れているため定着部材の耐久性を高めることができ、また盛り上がり22を小さくしているため高画質化に貢献できる。
下記製造例1〜3のようにしてフッ素樹脂フィルム20を製造した。
PTFEファインパウダー[旭硝子(株)製「フルオンCD123」]と成形助剤とを混合し、得られたペーストを押出し、ロール圧延した後、成形助剤を乾燥除去することによって厚さ:0.16mm、幅:150mmのPTFEテープ(未焼成テープ)を作製した。このPTFEテープ(未焼成テープ)を、延伸温度:300℃、延伸速度:50%/secの条件で、まずTD方向に26倍(2500%)に延伸し、次いでMD方向に25倍(2400%)延伸した。その後、四辺を固定した状態で、温度375℃で15分間加熱(焼成)し、延伸多孔質PTFEフィルム(空孔率:80%、厚さ:6.0μm)を得た。カレンダーロール装置に延伸多孔質PTFEフィルムを供給し、ロール温度:70℃、面圧:8N/mm2(ニップ幅5mmで計算した値)、送り速度:6.0m/minの条件で加圧(圧潰)し(第1圧潰処理)、空孔率:2%、厚さ:1.4μmで白濁色の第1圧潰フィルムを得た。この第1圧潰フィルムを2枚のポリイミドフィルム[宇部興産(株)製「ユーピレックス20S」]の間に挟み、ホットプレス装置で、プレス板温度:400℃、面圧:10N/mm2の条件で5分間熱プレスした後(第2圧潰処理)、面圧を保持したまま60分間かけて室温までプレス板及びサンプルを冷却し、PTFEフィルムA(フッ素樹脂フィルム20)を得た。このPTFEフィルムAの特性(空孔率、厚さ、引張強度)を下記表1に示す。
PTFEテープ(未焼成テープ)の厚さを0.23mm(製造例2)、又は0.3mm(製造例3)にする以外は製造例1と同様にして、PTFEフィルム(フッ素樹脂フィルム20)を得た。製造例2から得られたPTFEフィルムB、及び製造例3から得られたPTFEフィルムCの特性(空孔率、厚さ、引張強度)を下記表1に示す。
下記実施例1〜4及び比較例1〜3のようにしてフッ素樹脂チューブ30を製造した。
製造例1で得られたPTFEフィルムAの片面にコロナ放電処理(条件:100W/m2・min)を施した後、SUS304製の円柱形状の芯材10(芯材名称:芯材α、外径:25.9mm、軸長さ:540mm)に、図4に示す様に巻き終わり側端辺21が芯材(芯金)10の軸方向と平行になるように(概略のり巻き状に)巻き付けた。より詳細には、コロナ放電処理面が内側になるように、かつPTFEフィルムAのMD方向が芯材の円周方向になるように、9.1回[9回(9層)巻回し、さらに円周長さの0.1倍分だけが10層目を形成している状態をいう]巻き付け、芯材10の軸方向両端にリング状ストッパーを付けて巻回フィルムを固定した。巻き終わり側端辺21を真上に向け、この端辺21を覆うように幅50mm、長さ500mmのアルミニウム箔[昭和電工(株)製「A3003H−H18」]を被せた後、さらに幅160mm、長さ510mmのポリイミドシート40[宇部興産(株)製「ユーピレックス50S」を被せ、ポリイミドシート40の幅方向垂れ下がり部41に錘50(SUS製角柱、重さ:5.0kg)を取り付け(図4参照;張力49N/50cm幅;中心角θ=180度)、温度400℃のオーブンに入れて30分間加熱(焼成)した。冷却後、錘50付きのポリイミドシート40、アルミニウム箔、及びストッパーを外し、芯材10を抜いて、PTFEチューブA−1(フッ素樹脂チューブ30)を得た。
アルミニウム箔とポリイミドシートによる巻き終わり側端辺の押圧を省略する以外は実施例1と同様にして、PTFEチューブA−3を得た。
PTFEフィルムの種類、及び巻き終わり側端辺の押圧の有無を下記表1に示すように変更する以外は、前記実施例1及び比較例1と同様にして、PTFEチューブB−1(実施例2)、PTFEチューブC(実施例3)、及びPTFEチューブB−2(比較例2)を製造した。
芯材の外径を30.7mm(芯材名称:芯材β)にする以外は実施例1と同様にしてPTFEチューブA−2を製造した。
芯材の外径を30.7mm(芯材名称:芯材β)にする以外は比較例1と同様にしてPTFEチューブA−4を製造した。
定着ロール:
実施例1〜3及び比較例1〜2のPTFEチューブを用い、下記のようにして定着ロールを製造した。
実施例4及び比較例3のPTFEチューブを用い、下記のようにして定着ベルトを製造した。
定着ロール:
実施例又は比較例の定着ロールを市販のカラープリンター[富士ゼロックス(株)製「DocuPrintC2220」]に搭載し、記録用紙(普通紙、光沢紙、又はOHPシート)に全面ベタ画像を印刷し、印刷画像上に定着ロール表面の段差跡が発生するか否かを目視で確認した。
カラープリンター[富士ゼロックス(株)製「DocuPrintC2220」]の定着ユニットを取出して台座に固定し、定着ロールシャフトに取り付けられたギアと外部モーターの軸に取り付けられたキアとを噛み合わせて、モーター駆動が直接定着ロールに伝わるようにして、定着ユニットの定着ロールと定着ベルトとがニップ状態で回転駆動できるベンチ評価機を作製した。また、定着ロール内部にハロゲンヒーターランプを取り付け、このハロゲンヒーターランプを温度センサーと連動してON/OFFできるようにして、定着ロールの表面温度を所定温度に維持できるようにした。これにより、定着ロール表面を高温にした状態で回転駆動が行えるようになった。
20 フッ素樹脂フィルム
21 巻き終わり側端辺
22 盛り上がり
30 フッ素樹脂チューブ
40 耐熱シート
Claims (15)
- フッ素樹脂フィルムが2回以上巻回積層され、かつ少なくとも最表層が1つ下の層と融着しているチューブであって、
チューブの円周方向及び軸方向の引張強度が、いずれも80N/mm2以上であり、
前記フッ素樹脂フィルムの巻き終わり側端辺の盛り上がり高さが、この端辺のどこで測定しても常に2.0μm以下であることを特徴とするフッ素樹脂チューブ。 - 巻き終わり側端辺の段差が、この端辺のどこで測定しても常に3.0μm以下である請求項1に記載のフッ素樹脂チューブ。
- 巻き終わり側端辺の段差が、この端辺のどこで測定しても常に2.3μm以下である請求項1に記載のフッ素樹脂チューブ。
- 前記フッ素樹脂フィルムの厚さが、2.5μm以下である請求項1又は2に記載のフッ素樹脂チューブ。
- 前記フッ素樹脂フィルムの厚さが、2.0μm以下である請求項1又は3に記載のフッ素樹脂チューブ。
- チューブ厚が2〜300μmである請求項1〜5のいずれかに記載のフッ素樹脂チューブ。
- 前記フッ素樹脂チューブが、引張強度80N/mm2以上のフッ素樹脂フィルムを2回以上巻回積層した後、少なくとも最表層を1つ下の層と融着させたものである請求項1〜6に記載のフッ素樹脂チューブ。
- 前記フッ素樹脂フィルムが充実化構造を有するものである請求項1〜7のいずれかに記載のフッ素樹脂チューブ。
- 前記フッ素樹脂フィルムが、ポリテトラフルオロエチレンを含む樹脂のフィルムである請求項1〜8のいずれかに記載のフッ素樹脂チューブ。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のフッ素樹脂チューブで表層が形成されている定着ロール。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のフッ素樹脂チューブで表層が形成されている定着ベルト。
- 請求項10記載の定着ロール又は請求項11記載の定着ベルトを備えた画像定着装置。
- 引張強度80N/mm2以上のフッ素樹脂フィルムを芯材に2回以上巻回積層し、巻き終わり側端辺を芯材に向けて押圧しながら加熱して、少なくとも最表層を1つ下の層と融着させることを特徴とするフッ素樹脂チューブの製造方法。
- 前記巻き終わり側端辺に沿って耐熱シートを配設し、この耐熱シートを前記芯材側から引っ張ることによって、巻き終わり側端辺を芯材に向けて押圧する請求項13に記載のフッ素樹脂チューブの製造方法。
- 前記耐熱シートが耐熱樹脂シートであり、この耐熱樹脂シートとフッ素樹脂フィルムとの間に金属箔を挿入してから耐熱シートを芯材側から引っ張る請求項14に記載のフッ素樹脂チューブの製造方法。
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