JP2011153659A

JP2011153659A - 微粉粒体の漏れ防止用のシール材

Info

Publication number: JP2011153659A
Application number: JP2010015080A
Authority: JP
Inventors: Fuminori Iwaki; 史典岩城
Original assignee: Ambic Co Ltd
Current assignee: Ambic Co Ltd
Priority date: 2010-01-27
Filing date: 2010-01-27
Publication date: 2011-08-11

Abstract

【課題】クッション層に繊維を直接植毛して表面シール層を形成することにより、トナーなどの微粉粒体の漏れを改善した微粉粒体の漏れ防止用のシール材を提供する。
【解決手段】本発明のシール材１は、微粉粒体の漏れ防止用のシール材であって、クッション層１０と表面シール層１１とを含み、表面シール層１１は、繊維がクッション層１０に直接植毛されて形成されている。前記繊維は、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリテトラフルオロエチレン系繊維、ポリ尿素系繊維、羊毛繊維、シルク繊維、コットン繊維、アセテート系繊維、レーヨン系繊維、キュプラ繊維、炭素繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維である。
【選択図】図１

Description

本発明は、トナーなどの微粉粒体の漏れ防止用のシール材に関する。詳細には、電子写真方式により画像を現出する装置に用いられる、トナーなどの微粉粒体の漏れ防止用のシール材に関する。

電子写真方式による現像装置は、図２に示すような、ハウジング２０内にトナーを収容し、ハウジングの開口部２１にトナー供給ローラ２２を回転自在に軸支したトナーカートリッジを含むものであって、トナー供給ローラ２２の表面にトナーを付着させ、そのトナーを露光した感光体に供給し、感光体から記録用紙などにトナーを転写し、それを熱と圧力によって用紙表面に定着させることが行われている。

そしてトナーカートリッジのハウジング２０におけるトナー供給ローラ２２の両端を受ける軸受部２３には、トナーシール材が設けられ、ハウジング２０内のトナーが軸受部２３から側方に漏出するのを防止するようになっている。

従来、トナーシール材としては、繊維素材の表面シール層とクッション層を含む複合クッション材が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、通常、複合クッション材は、まず織物などに繊維を植毛し、表面シール層を作製した後に発泡ウレタン、不織布などのクッション層と複合して作製していた。しかし、このような複合クッション材をトナーシール材として、湾曲させて使用する場合、織物層とクッション層の湾曲率の差が原因となり表面シール層の表面に皺が発生する。そして、この状態で複写機やプリンターのトナーカートリッジにおけるトナー供給ローラの両端を受ける軸受部に使用した場合、皺が拡がりその隙間からトナーが漏れるという致命的な現象が起きてしまう。また、近年は軸の直径が６ｍｍ以下の細い軸のトナー供給ローラが用いられる傾向や、トナーの直径も５μｍ程度と小さくなる傾向があるため、トナーシール材の表面の微量な皺でもトナーカートリッジからトナーが漏れてしまうといった致命的現象に繋がるという問題がある。

特開２００７−１１３７５０号公報

本発明は、上記従来の問題を解決するため、クッション層に繊維を直接植毛して表面シール層を形成することにより、トナーなどの微粉粒体の漏れを改善した微粉粒体の漏れ防止用のシール材を提供する。

本発明のシール材は、微粉粒体の漏れ防止用のシール材であって、クッション層と表面シール層とを含み、前記表面シール層は、繊維が前記クッション層に直接植毛されて形成されていることを特徴とする。

本発明は、クッション層と表面シール層とを含み、繊維をクッション層に直接植毛して表面シール層を形成することにより、クッション層と表面シール層間の湾曲率の差をなくし、湾曲して使用する時における表面シール層の皺の発生を低減させて、トナーなどの微粉粒体の漏れを効果的に防止できる微粉粒体の漏れ防止用シール材を提供する。

図１は、本発明の微粉粒体の漏れ防止用シール材の一例を示す概略断面図である。図２は、トナーカートリッジの斜視図である。

本発明のシール材は、クッション層と表面シール層とを含み、繊維が前記クッション層に直接植毛されて表面シール層を形成している。以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明するが、本発明はこれらに限定されない。

図１は、本発明の微粉粒体の漏れ防止用シール材の一例を示す概略断面図である。図１に示しているように、微粉粒体の漏れ防止用シール材１は、クッション層１０と表面シール層１１とを含み、表面シール層１１は、繊維がクッション層１０に直接植毛されることにより形成されている。

クッション層１０は、例えば、比較的弾力性に富んだ不織布、樹脂シートなどの弾性体で構成されればよく、特に限定されない。湾曲して使用する時の皺の発生をより低減させるという観点から、クッション層１０の厚みは０．１〜３．０ｍｍであることが好ましく、０．５〜２．０ｍｍであることがより好ましい。クッション層１０は、トナー供給ローラなどの回転体の軸受部に沿ってＵ字形に湾曲させたときに、皺が生じることがない程度の柔軟性が必要であり、トナー供給ローラなどの回転体を軸支し得る程度の弾性を有するものであることが必要である。弾力性に優れるという観点から、樹脂シートとしては例えばポリウレタンやゴム系などの発泡体を用いることが好ましく、不織布としては羊毛・獣毛フェルト、ニードルパンチ不織布を用いることが好ましい。また、弾力性の観点から、樹脂シートは密度が５０〜５００ｋｇ／ｍ³であることが好ましく、不織布は密度が５０〜５００ｋｇ／ｍ³であることが好ましく、８０〜３５０ｋｇ／ｍ³であることがより好ましい。クッション層は湾曲して使用する際に内側は圧縮されて密度が高くなり、外側は伸ばされて密度が低くなるため、内側（植毛する側）の密度が低く外側の密度が高い構造体、すなわち厚さ方向に密度勾配を有する構造体が好ましい。さらに、３層以上の密度勾配を有することが好ましく、隣あわせる層の密度差は、高い方の密度の５０％以下であることがより好ましい。

表面シール層１１は、繊維をクッション層１０に直接植毛することにより形成される。植毛は、静電植毛であればよく、一般的に用いられる方法で行えばよい。植毛する繊維としては、天然繊維及び合成繊維などを用いればよく特に限定されないが、トナー供給ローラなどの回転体の軸との摩擦係数が低い繊維のほうが好ましい。湾曲して使用する時の皺の発生をより低減させるという観点から、表面シール層１１の厚みは０．３〜３．０ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍであることがより好ましい。また、シール性の向上の観点から、植毛した繊維の重量(目付)は、３０〜３００ｇ／ｍ²であることが好ましく、７０〜１２０ｇ／ｍ²であることがより好ましい。

植毛する繊維としては、特に限定されず、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリテトラフルオロエチレン系繊維、ポリ尿素系繊維などの合成繊維、羊毛繊維、シルク繊維、コットン繊維などの天然繊維、アセテート系繊維、レーヨン系繊維、キュプラ繊維などの半合成繊維、炭素繊維などの無機繊維を用いることができる。植毛の加工性を考慮すると、ビニロン繊維、コットン繊維、トリアセテート繊維、レーヨン繊維、ポリアミド繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維であることが好ましい。また、弾性や植毛の均一性に優れるという点から、ビニロン繊維がより好ましい。

クッション層１０を上記の樹脂シートなどの弾性体で構成する場合は、シール材１は、樹脂シートを作製しながら植毛を行うことにより作製できる。例えば、樹脂が架橋・硬化する前に繊維に電荷をかけて静電植毛して固着させる。前記樹脂シートとしては、例えば、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、フェノール、ポリ乳酸、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、ハイバロン、チオコールなどが挙げられる。

また、クッション層１０を羊毛・獣毛フェルト、ニードルパンチ不織布などの不織布で形成する場合は、不織布の生地作成時に溶融繊維などのバインダー繊維や溶融パウダーを混合しておき、植毛時に生地に熱をかけることで溶融繊維などのバインダー繊維及び／又は溶融パウダーを溶融させて植毛した繊維を固定する。また、植毛した繊維の固着性の観点から、不織布におけるバインダー繊維の含有量は、不織布を構成する繊維全体に対して、好ましくは１０〜８０重量％であり、より好ましくは３０〜５０重量％である。上記バインダー繊維としては、５０℃以上の融点を有する溶融繊維であればよく、特に限定されないが、繊維の軟化点や生産効率を考慮すると、９０〜２００℃の融点を有する低融点ポリエステル繊維、ポリエチレン−ポリプロピレン共重合繊維などを用いることが好ましい。溶融パウダーとしては、５０℃以上の融点を有する溶融パウダーであればよく、特に限定されないが、パウダーの軟化点、生産効率を考慮すると、９０〜２００℃の融点を有するポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系の溶融パウダーなどを用いることが好ましい。また、溶融パウダーの固着量は、最終的な生地の密度、硬度の観点から、不織布全体重量に対して、３〜５０重量％が好ましく、５〜４０重量％であることがより好ましい。また、シール性をより向上させるという点から、不織布は、植毛する側の密度が低くなるように厚さ方向に密度勾配を有することが好ましい。

シール材１において、クッション層１０が接着性を有し、植毛した繊維を固定するため、接着層を設ける必要がなく、植毛した繊維がクッション層１０まで入りこむ。シール材が植毛繊維とクッション層のみで構成されているため、クッション層のもつ柔軟性を最大限に活用することができる。また、植毛した繊維とクッション層の間に他のもの(例えば、基材の織物など)が存在しないため、それとクッション層の間で、材質の差、柔軟性の差、湾曲率の違いなどからしわが発生してしまうという恐れもない。すなわち、クッション層の柔軟性が生かされ、湾曲して使用する時の表面シール層における皺の発生がより軽減され、シール性能も向上する。

以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

（製造例１）
厚さ１．５ｍｍで発泡倍率３倍の発泡樹脂シート(密度２００ｋｇ／ｍ³)エチレン-プロピレン-ジエン共重合ゴムに、表面が硬化する前の１５０〜１８０℃の加硫工程にて、長さ１．２ｍｍで繊度２．２ｄｔｅｘのビニロン繊維を電荷をかけて固着させ（目付１２０ｇ／ｍ²）、厚さ２．７ｍｍの製造例１のシール材を作製した。

（製造例２）
厚さ１．５ｍｍのポリエステル不織布（融点が１１０℃であるポリエステルバインダー繊維４０重量％とレギュラーポリエステル繊維６０重量％からなる、密度２００ｋｇ／ｍ³）をニードルパンチ法で作製した。また、植毛する繊維との接着力をさらに増す目的で不織布作製の最終工程で不織布に融点が１３０℃であるポリエステルパウダー（ＥＭＳ−ＧＲＩＬＴＥＣＨ製“Ｇｒｉｌｔｅｘ６Ｅ”）を不織布全体重量に対して約２０重量％固着させた。得られたポリエステル不織布の表面に、１５０℃の環境下で、長さ１．２ｍｍで繊度２．２ｄｔｅｘのビニロン繊維を目付１２０ｇ／ｍ²で静電植毛し、厚さ２．７ｍｍｍの製造例２のシール材を作製した。なお、植毛を１５０℃の環境下で行うことで、不織布に含まれているバインダー繊維と溶融パウダーが溶融して植毛した繊維を固定する役割を果たす。

（製造例３）
厚さ１．５ｍｍ、平均密度が２００ｋｇ／ｍ³のポリエステル不織布（融点が１１０℃であるポリエステルバインダー繊維４０重量％とレギュラーポリエステル繊維６０重量％からなる）を二−ドルパンチ法で作製した。作製した不織布は、繊維を植毛する側から順番に、上層が１００ｋｇ／ｍ³、中層が２００ｋｇ／ｍ³、下層が３００ｋｇ／ｍ³という密度勾配を有する。製法はそれぞれ密度の違うウエブを重ね、ニードリングすることで１枚のシートにした。また植毛する繊維との接着力をさらに増す目的で不織布作製の最終工程で不織布に融点が１３０℃であるポリエステルパウダー（ＥＭＳ−ＧＲＩＬＴＥＣＨ製“Ｇｒｉｌｔｅｘ６Ｅ”）を不織布全体重量に対して約１０重量％、いちばん密度の低い上層のみに固着させた。その後は製造例２と同様の操作を行い、製造例３のシール材を作製した。

（製造例４）
植毛する繊維としてビニロン繊維の代わりに、長さ１．２ｍｍで繊度２．２ｄｔｅｘのレーヨン繊維を用いた以外は、製造例１と同様にして、製造例４のシール材を得た。

（製造例５）
植毛する繊維としてビニロン繊維の代わりに、長さ１．２ｍｍで繊度２．２ｄｔｅｘのナイロン繊維を用いた以外は、製造例１と同様にして、製造例５のシール材を得た。

（製造例６）
ポリエステルマルチフィラメントで織られた厚さ０．４ｍｍの織物（目付２００ｇ／ｍ²）にポリウレタン系接着剤を塗布した後、長さ０．８ｍｍで繊度２．２ｄｔｅｘのレーヨン繊維を目付１２０ｇ／ｍ²で植毛して厚さ１．２ｍｍの基材を作製した。得られた基材と厚さ１．５ｍｍの発泡ウレタン（イノアック製“ポロンＬＥ−２０”）とを不織布基材レスの両面テープ（ＳＯＮＹ社製“ＮＰ２０３”）で接着して厚さ２．７ｍｍの製造例６のシール材を作製した。

（製造例７）
ポリエステルマルチフィラメントで織られた厚さ０．４ｍｍの織物（目付２００ｇ／ｍ²）にポリウレタン系接着剤を塗布した後、長さ０．８ｍｍで繊度２．２ｄｔｅｘのビニロン繊維を目付１２０ｇ／ｍ²で植毛して厚さ１．２ｍｍの基材を作製した。得られた基材と厚さ１．５ｍｍのポリエステル繊維１００％の不織布（密度２００ｋｇ／ｍ³）とを不織布基材レスの両面テープ（ＳＯＮＹ社製“ＮＰ２０３”）で接着して厚さ２．７ｍｍの製造例７のシール材を作製した。

（製造例８）
ポリエステルマルチフィラメントで織られた厚さ０．４ｍｍの織物（目付２００ｇ／ｍ²）にポリウレタン系接着剤を塗布した後、長さ０．８ｍｍで繊度２．２ｄｔｅｘのビニロン繊維を目付１２０ｇ／ｍ²で植毛して厚さ１．２ｍｍの基材を作製した。得られた基材と厚さ１．５ｍｍの発泡ウレタン（イノアック製“ポロンＬＥ−２０”）とを不織布基材レスの両面テープ（ＳＯＮＹ社製“ＮＰ２０３”）で接着して厚さ２．７ｍｍの製造例８のシール材を作製した。

製造例１〜８のシール材のシール性を、以下のように皺の状態及びトナーの漏れまでの回転数により評価した。

（皺の状態）
シール材の生地を幅５ｍｍ、長さ１８ｍｍにカットし、直径８ｍｍのトナー供給ロールの両端にロールに添うようにセットし、皺の状態を以下のような３段階で評価した。
皺無し：１
皺少々あり：２
皺有り：３

（トナーの漏れ）
シール材の生地を幅５ｍｍ、長さ１８ｍｍにカットし、図２に示しているような、直径８ｍｍのトナー供給ロール２２の両端にトナー供給ロール２２に添うようにセットした後、トナー供給ロール２２をシール材の圧縮率が１０％になるようにハウジングの開口部２１に固定し、トナー供給ロール２２の裏面から粒径５〜８μｍのトナーをハウジング２０に充填した。次いで、約３６０回転／分でトナー供給ロール２２を回転させ、１０００回転毎にトナー漏れの確認を行った。トナー漏れの判断は、シール材の外部に２ｍｍ角の両面接着テープを設置し、テープの全面をトナーが覆った時点をトナー漏れが起きた時点とした。ここで、シール材の圧縮率とは、下記式で示されるものである。以下においても同様である。

（数１）
圧縮率（％）＝（元のシール材の厚さ−トナー供給ロールをセットした後のシール材の厚さ）／元のシール材の厚さ×１００

下記表１に、製造例１〜８のシール材の皺の状態及びトナーの漏れの結果を示した。製造例１〜８において、製造例１〜５は実施例であり、製造例６〜８は比較例である。

表１の結果から、織物層を抜いて、クッション層に繊維を直接植毛したシール材の方が、湾曲して使用する時に皺の発生が少なく、トナーなどの微粉粒体の漏れに対して寿命が長くなることが分かった。また、製造例２及び製造例３の比較から、クッション層として、植毛する側の密度が低くなるように厚さ方向に密度勾配を有する不織布を用いた方が、トナーなどの微粉粒体の漏れ防止効果が高いことが分かった。

製造例１、４、及び５のシール材における繊維の切れ及びシール材の表面シール層の繊維によるトナー供給ロールの損傷を以下のよう評価した。

（繊維の切れ及びロールの損傷）
幅１２ｍｍ、長さ１８ｍｍのシール材を用い、シール材の最下層に、両面テープ日東５０００ＮＳ（再離型タイプ）を付け、離型紙を剥がした。次いで、表面の付着物を、掃除機で吸い取った後、シール材の重量を測定した。トナー供給ロール２２の重量も測定した。次いで、トナー供給ロール２２をシール材の圧縮率が１０％になるようにハウジングの開口部２１に固定し、トナーは充填させず、約３６０回転／分で５万回転させた。回転後、シール材を剥がし、余計な異物がないよう掃除機で表面の付着物を吸い取った後、再度重量を測定し、回転前後でのシール材の重量変化(回転前のシール材の重量−回転後のシール材の重量)を計算し、繊維の切れを評価した。トナー供給ロール２２も同様に掃除機で表面の付着物を吸い取った後、重量をはかった。また、目視でトナー供給ロール２２のキズの有無を確認した。

下記の表２に製造例１、４及び５のシール材の繊維の切れ及びロールの損傷の結果を示した。

表２の結果から、ビニロン繊維の方が、毛切れも少なく、ロールに傷も付けず、植毛する繊維としてより優れていうことが分かる。

本発明のシール材は、電子写真方式により画像を現出する装置において、トナーなどの微粉粒体の漏出を防止するために用いられるものであるが、これに限定されるものではなく、トナーカートリッジにおける現像機構とクリーニング機構との間隔保持、各種の回転ローラや往復作動部材の気密保持などにも利用可能である。

１微粉粒体の漏れ防止用のシール材
１０クッション層
１１表面シール層
２トナーカートリッジ
２０ハウジング
２１ハウジングの開口部
２２トナー供給ロール
２３ハウジングの軸受部

Claims

微粉粒体の漏れ防止用のシール材であって、クッション層と表面シール層とを含み、前記表面シール層は、繊維が前記クッション層に直接植毛されて形成されていることを特徴とするシール材。
前記繊維は、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、ポリテトラフルオロエチレン系繊維、ポリ尿素系繊維、羊毛繊維、シルク繊維、コットン繊維、アセテート系繊維、レーヨン系繊維、キュプラ繊維、炭素繊維からなる群から選ばれる一種以上の繊維である請求項１に記載のシール材。
前記クッション層が、植毛する側の密度が低くなるように厚さ方向に密度勾配を有する請求項１又は２に記載のシール材。
前記クッション層は、樹脂シート又は不織布で形成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のシール材。
前記不織布が、バインダー繊維を含む請求項４に記載のシール材。