JP2922560B2 - Separation claw for copier - Google Patents
Separation claw for copierInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐熱荷重性、耐熱疲労性および分離爪の
先端(刃先)の形状に優れたきわめて信頼性の高い複写
機用分離爪に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an extremely reliable separation claw for a copying machine, which is excellent in heat resistance, heat resistance and heat resistance, and is excellent in the shape of the tip (edge) of the separation claw. It is.
従来の乾式複写機などの機器においては、文字または
図形等に対応して感光ドラムの表面に形成された静電荷
潜像をトナー像に変換した後、このトナー像を給紙カセ
ットから供給されて来る紙面に転写し、さらに転写され
たトナー像を紙面に定着させるために加熱された定着ロ
ーラによって表面を加熱加圧し、トナー像と紙繊維とを
融着させて両者が容易に離れないようにする機構が組み
込まれている。そして、定着ローラを通過した複写紙が
ローラに巻き付くことなく確実に排出されるために、分
離爪を用いてその先端をローラの外周面に密着させなが
ら複写紙の端をすくい上げる方法が採られる。したがっ
て、このような分離爪においては、ローラの外周面に対
して摩擦抵抗が小さく表面を損傷しないこと、充分な機
械的強度特に高温剛性を有し、その先端部形状に充分な
精度が得られること、さらにはトナーを粘着しないこと
などの特性が要求されてきた。In a conventional apparatus such as a dry copying machine, an electrostatic latent image formed on the surface of a photosensitive drum corresponding to a character or a figure is converted into a toner image, and the toner image is supplied from a paper cassette. The toner image is transferred to the paper surface, and the surface is heated and pressed by a heated fixing roller to fix the transferred toner image to the paper surface, so that the toner image and the paper fibers are fused so that they do not easily separate from each other. The mechanism to do it is incorporated. Then, in order to ensure that the copy paper that has passed through the fixing roller is discharged without being wrapped around the roller, a method of scooping up the end of the copy paper using a separation claw while keeping the leading end thereof in close contact with the outer peripheral surface of the roller is adopted. . Therefore, such a separation claw has a small frictional resistance to the outer peripheral surface of the roller, does not damage the surface, has sufficient mechanical strength, particularly high-temperature rigidity, and has sufficient accuracy in the shape of the tip. In addition, characteristics such as not adhering the toner have been required.
そして、特に近年においては、デジタル化により、単
なる複写機能だけでなく、今までにない高解像度画像処
理、編集機能、さらにファクシミリ機能または他のOA機
器の入出力装置などを備えた、いわゆるインテリジェン
ト複写機が開発され、このように多機能化、複合化、シ
ステム化された複写機においては、従来にもまして高速
化、高信頼化、長寿命化の要求が一層強くなって来た。
いま、分離爪についていえば、高速化により定着ローラ
による加熱温度をより高温に設定する場合が多く、その
ためさらに高い耐熱性が要求され、また、システムの一
部としていつも複写可能な状態にあって非常に長時間高
温にさらされるようになるため、優れた耐熱疲労性が要
求され、さらに多機能化による種々の状態に適切に追従
出来るように、また、システム化により人命にもかかわ
る装置との接続も考えられることから、より確実に分離
機能を発揮するために、紙詰まり等の万一の事故にも耐
えうる爪先端の耐熱荷重性およびくり返しの確実な分離
機能を保証できる優れた爪先端形状が要求されている。In recent years, especially in recent years, digitalization has led to the so-called intelligent copying, which has not only simple copying functions but also unprecedented high-resolution image processing and editing functions, as well as facsimile functions and input / output devices for other OA equipment. Copiers have been developed, and in such multifunctional, complex, and systemized copiers, demands for higher speed, higher reliability, and longer life have been stronger than ever before.
Now, with regard to the separation claw, the heating speed of the fixing roller is often set to a higher temperature due to the high speed, so that even higher heat resistance is required, and as a part of the system, copying is always possible. Because it will be exposed to high temperatures for an extremely long time, it must have excellent thermal fatigue resistance, and be able to properly follow various conditions due to multi-functionality. Because the connection can be considered, in order to demonstrate the separation function more reliably, the excellent nail tip that can guarantee the heat load resistance of the nail tip that can withstand an accident such as a paper jam and the reliable separation function of repetition Shape is required.
このような分離爪に要求される諸特性のうち、トナー
に対する非粘着性の改善については数多くの提案がなさ
れており、たとえば、フッ素樹脂またはフッ素化ポリエ
ーテル重合体の被膜を分離爪上に形成させたり、フッ素
樹脂等の非粘着性改良剤を分離爪素材中に練り込むなど
の方法が取られている。しかし、高温剛性、耐熱疲労
性、耐熱荷重性、耐熱衝撃性、相手ロールの非攻撃性な
どについては、分離爪材に使用される耐熱性樹脂または
充填剤の種類によって大きく左右され、満足できる方策
はあまり採られていない。すなわち、従来用いられてい
る分離爪材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド、芳香
族ポリエステル等が挙げられるが、これらのうち、たと
えば250℃以上の高温において分離爪材として機能する
ためには、通常の耐熱性ポリエーテルサルホン、ポリエ
ーテルイミド等の樹脂は、ガラス転移点が220℃前後で
かつ非晶性であることから、ガラス転移点以上の温度で
は軟化し、耐熱性が低過ぎて複写機の高速化に伴う耐熱
性向上の要求を満足させることはできない。またガラス
転移点が250℃以上であるポリエーテルサルホンおよび
ポリエーテルイミドもあるが、潤滑性および耐摩耗性に
劣り、ローラ駆動部トルク上昇および分離不良を時に起
こす。たとえフッ素樹脂等の被膜が施してあっても、ロ
ーラとの摺接面は長期使用の中で摩耗し、分離爪基材と
ローラが摺動することになる。したがって基材の潤滑
性、耐摩耗性の悪さは長寿命化、信頼性向上の点で不満
足である。また、ポリフェニレンサルファイドまたはポ
リイミド樹脂の中、三次元網目を形成するような熱硬化
性ポリイミド樹脂については、脆弱であるため、ガラス
繊維、チタン酸カリウム繊維、炭素繊維等の耐熱性繊維
類、またはこれら繊維にマイカ、タルク等の無機粉末状
充填剤を添加することに基づく補強効果によって、耐熱
性は大幅に向上する反面、相手ローラを傷つける問題
と、これら補強剤の爪先端部への充填が悪いと耐熱変形
性が著しく低下するという信頼性の問題と、さらに長期
間高温にさらされることにより徐徐に酸化架橋されると
により脆くなるという長寿命化を妨げるという問題もあ
る。また、ポリアミドイミド樹脂においては、補強剤を
添加しなくても、分離爪材として250℃以上の耐熱性を
有するが、吸水(または吸湿)時に耐熱性が低下すると
いう欠点を有し、比較的多量に吸水したときには、耐熱
性が非常に悪くなる。具体的には吸水時に成形品を急激
に加熱すると、成形品内部の水分が高圧水蒸気となるこ
とによって、成形品が一定以上、たとえば5×(1/2)
×(1/8)立方インチのシート試片のとき、(1/8)イン
チの肉厚面が2.5μm以上の寸法変化を起こし、表面が
脹れまたは発泡するなどの現象を起こす最低温度(これ
を熱衝撃温度と呼ぶ)が著しく低下することはよく知ら
れており、絶乾時に280℃程度の耐熱性をもっていたも
のが、多量の吸水により210℃程度にまでも低下する問
題がある。また、ポリイミド樹脂の中には熱可塑性のポ
リイミドと称される非常に大きな分子量のポリマーから
なるポリイミド樹脂、たとえば米国デュポン社製のポリ
イミド“ベスペル”などがあるが、これらは射出成形の
ような溶融成形ができないため、耐熱性という意味では
優れるが実用に適しない。Among the various properties required for such a separation claw, many proposals have been made for improving the non-adhesiveness to toner, for example, by forming a film of a fluororesin or a fluorinated polyether polymer on the separation claw. And a method of kneading a non-adhesion improver such as a fluororesin into the material of the separation nail. However, high-temperature stiffness, thermal fatigue resistance, thermal load resistance, thermal shock resistance, non-aggressiveness of the mating roll, etc. are greatly affected by the type of heat-resistant resin or filler used in the separation nail material, and are satisfactory strategies. Is not widely adopted. That is, as the conventionally used separation claw material, polyimide, polyamide imide, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether sulfone, polyether imide, aromatic polyester and the like can be mentioned. In order to function as a separation nail material at the above high temperature, resins such as ordinary heat-resistant polyethersulfone and polyetherimide have a glass transition point of around 220 ° C. and are amorphous, so If the temperature is higher than the temperature, the resin softens and the heat resistance is too low to satisfy the demand for the improvement in heat resistance accompanying the speeding up of the copying machine. There are also polyether sulfones and polyether imides having a glass transition point of 250 ° C. or higher, but are inferior in lubricity and abrasion resistance, and occasionally cause an increase in the torque of the roller drive unit and poor separation. Even if a coating such as a fluororesin is applied, the sliding contact surface with the roller wears out during long-term use, and the separation claw base material and the roller slide. Therefore, poor lubricity and abrasion resistance of the base material are unsatisfactory in terms of extending the life and improving the reliability. In addition, among polyphenylene sulfide or polyimide resin, a thermosetting polyimide resin that forms a three-dimensional network is fragile, so that glass fibers, potassium titanate fibers, heat-resistant fibers such as carbon fibers, or these. Due to the reinforcing effect based on the addition of inorganic powdered fillers such as mica and talc to the fiber, the heat resistance is greatly improved, but there is a problem of damaging the mating roller and the filling of the claw tip with these reinforcing agents is poor. In addition, there is a problem that the heat deformation resistance is remarkably deteriorated, and a problem that it is difficult to prolong the service life, that is, it becomes brittle when exposed to a high temperature for a long time to be gradually oxidized and crosslinked. Further, the polyamideimide resin has a heat resistance of 250 ° C. or more as a separating claw material without adding a reinforcing agent, but has a disadvantage that the heat resistance is reduced when water is absorbed (or absorbed moisture). When a large amount of water is absorbed, the heat resistance becomes very poor. Specifically, when the molded article is rapidly heated at the time of absorbing water, the moisture inside the molded article becomes high-pressure steam, so that the molded article becomes a certain amount or more, for example, 5 × (1/2).
× (1/8) cubic inch sheet specimen, (1/8) inch thick surface causes a dimensional change of 2.5μm or more, the minimum temperature at which phenomena such as swelling or foaming ( It is well known that the heat shock temperature is remarkably reduced, and there is a problem that a material having heat resistance of about 280 ° C. at the time of absolute drying can be lowered to about 210 ° C. by a large amount of water absorption. Among polyimide resins, there is a polyimide resin made of a polymer having a very large molecular weight called a thermoplastic polyimide, for example, polyimide "Vespel" manufactured by DuPont of the United States. Since molding is not possible, it is excellent in terms of heat resistance, but is not suitable for practical use.
これら樹脂に対して、芳香族ポリエステル樹脂、特に
注目されている溶融成形可能で溶融時に異方性を示すサ
ーモトロピック液晶ポリマーは、液晶特有の配向性を示
し、これが自己強化性を発揮する結果、それ自身の耐熱
変形性を向上させるが、この配向による自己強化の発現
のバラツキが大きく、これが小さい場合にはやはり分離
爪材としての熱変形温度が低下し信頼性に欠ける問題
と、繰り返し疲労が弱いため、長期間の耐熱荷重性に劣
るという問題がある。これらに対してポリエーテルケト
ン樹脂は、ガラス転移点はポリフェニレンサルファイド
樹脂と同様に250℃未満であるが、結晶性樹脂であるた
め、ポリフェニレンサルファイド樹脂の場合と同様の耐
熱性繊維または無機粉末状充填剤をを添加することに基
づく補強硬化によって耐熱性は向上するが、ポリフェニ
レンサルファイド樹脂と異なり、樹脂自身に靱性がある
ため補強剤の量も少なくてすみ、またチタン酸カリウム
繊維のような補強効果は小さいが相手材の損傷性の少な
い繊維類だけで補強できるため、相手ロールの攻撃性は
低く、酸素架橋性による脆(もろ)さの発現もほとんど
なく耐熱老化性に優れる。さらにポリアミドイミド樹脂
のような吸水による熱衝撃温度の低下というような現象
も起こさないことから、ポリエーテルケトン樹脂におい
て分離爪材として、特開昭60-257467号公報および特開
昭61-27575号公報に開示してあるようなチタン酸カリウ
ム繊維にて補強したものが使用されているが、信頼性向
上、長寿命化の要求には満足出来るものではない。すな
わち、前述したように耐熱老化性には優れるが、ガラス
転移点が250℃以下、具体的には140〜170℃の範囲であ
るためこれ以上の温度では弾性率の低下が大きく、補強
剤によって低下の度合いを小さくすることで耐熱変形性
を保持している。一方、複写機の定着ローラ表面温度は
一般に150℃以上、特に170〜250℃の範囲のものが多い
ことから、高温荷重下での爪先端変形の問題が有り、紙
詰まり等で通常時より大きな力が爪先端部にかかった場
合のクリープ変形、すなわち耐熱荷重性の問題がある。
また、長期間ガラス転移点以上の温度にさらされている
ことから、急速に弾性率等の物性が低下していく傾向、
いわゆる耐熱疲労性が良くないという問題もある。さら
に、爪先端部の曲率半径がポリアミドイミド樹脂と比較
すると小さくなり過ぎて10μm未満のシャープなエッジ
になるものもあり、金型加工時に良好な曲率半径(10〜
50μm)のものが得られても、充填剤等によって金型に
ついて傷跡等のためにシャープなエッジが出現しやすく
なったりすると、爪先端の高温剛性が小さくなって熱変
形を起こし、分離不良になったり、ローラの外周面を傷
つけたりする危険性が生じていた。In contrast to these resins, aromatic polyester resins, especially thermotropic liquid crystal polymers that can be melt-molded and show anisotropy when melted, show a liquid crystal-specific orientation, which results in self-reinforcement, Although it improves its own heat-deformation resistance, there is a large variation in the manifestation of self-strengthening due to this orientation, and if this is small, the thermal deformation temperature as a separation nail material is also lowered, resulting in poor reliability and repeated fatigue. Since it is weak, there is a problem that it is inferior in long-term heat load resistance. On the other hand, the polyether ketone resin has a glass transition point of less than 250 ° C. as in the case of the polyphenylene sulfide resin, but is a crystalline resin, and thus has the same heat-resistant fiber or inorganic powder filling as in the case of the polyphenylene sulfide resin. The heat resistance is improved by reinforcing hardening based on the addition of an agent, but unlike polyphenylene sulfide resin, the resin itself has toughness, so the amount of reinforcing agent can be reduced, and the reinforcing effect like potassium titanate fiber However, since it can be reinforced only with fibers having little damage to the mating material, the aggressiveness of the mating roll is low, and there is almost no development of brittleness (fragility) due to oxygen cross-linking property, and the heat aging resistance is excellent. Further, since a phenomenon such as a decrease in thermal shock temperature due to water absorption such as polyamide-imide resin does not occur, as a separation nail material in polyetherketone resin, JP-A-60-257467 and JP-A-61-27575. A fiber reinforced with a potassium titanate fiber as disclosed in the official gazette is used, but it cannot satisfy the requirements for improved reliability and longer life. That is, as described above, the heat aging resistance is excellent, but the glass transition point is 250 ° C. or less, specifically, the temperature is higher than 140 ° C. to 170 ° C., and at a temperature higher than this, the decrease in the elastic modulus is large. By reducing the degree of reduction, the heat-resistant deformation resistance is maintained. On the other hand, since the surface temperature of the fixing roller of a copying machine is generally 150 ° C. or higher, especially in the range of 170 to 250 ° C., there is a problem of nail tip deformation under a high-temperature load, and paper jams and the like are larger than usual. There is a problem of creep deformation when a force is applied to the tip of the claw, that is, heat resistance load resistance.
In addition, since it has been exposed to a temperature higher than the glass transition point for a long period of time, physical properties such as elasticity tend to decrease rapidly,
There is also a problem that the so-called thermal fatigue resistance is not good. Furthermore, the radius of curvature at the tip of the nail is too small as compared with the polyamide-imide resin, resulting in a sharp edge of less than 10 μm.
Even if a 50μm) product is obtained, if the mold makes it easy for sharp edges to appear due to scars, etc., due to the filler, etc., the high-temperature rigidity of the nail tip becomes small, causing thermal deformation, resulting in poor separation. Or the outer peripheral surface of the roller may be damaged.
以上述べたように、従来の技術においては、耐熱変形
性、耐熱老化性、耐熱衝撃性、耐熱疲労性、耐熱荷重
性、相手ロールへの非攻撃性および先端の形状に優れた
高信頼化、長寿命化を実現した複写機用分離爪は得られ
なかったという問題点があり、これを解決することが課
題であった。As described above, in the conventional technology, heat deformation resistance, heat aging resistance, heat shock resistance, heat fatigue resistance, heat load resistance, non-attack to the mating roll and high reliability with excellent tip shape, There has been a problem that a separation claw for a copying machine having a long life has not been obtained, and it has been a problem to solve this problem.
上記の課題を解決するために、この発明においては、
ポリエーテルケトン樹脂100重量部と、ホウ酸アルミニ
ウム繊維20〜150重量部とを必須成分とする複合材(組
成物)を成形して複写機用分離爪とする手段を採用した
ものである。以下にその詳細を述べる。In order to solve the above problems, in the present invention,
A means for forming a composite material (composition) containing 100 parts by weight of a polyether ketone resin and 20 to 150 parts by weight of aluminum borate fiber as essential components to form a separating claw for a copying machine is employed. The details are described below.
まず、この発明で用いるポリエーテルケトン樹脂は、 一般式 -CO-Ar1-CO-Ar2- (式中、Ar1およびAr2は、ポリマー主鎖の一部を形成
するジアリールエーテル結合を少なくともその一つが有
する芳香族残基であり、Ar1およびAr2は芳香族炭素原子
を介してカルボニル基に共有結合している。) で示される繰返し単位を単独で、またはこの繰り返し単
位と、 で示される他の繰り返し単位とが、ポリエーテルケトン
樹脂本来の特性が失われない範囲で、具体的には50モノ
マー%未満の量程度に共存した重合体である。そして、
好適なポリエーテルケトン樹脂としては、 などの繰り返し単位を有するものをあげることができ、
これらは、たとえば英国アイ・シー・アイ社から、ビク
トレックス(VICTREX)‐PEEKまたはビクトレックス(V
ICTREX)‐PEKとして市販されている。なお、ポリエー
テルケトンの製造方法は特開昭54-90296号公報などに開
示されている。First, the polyether ketone resin used in the present invention has a general formula -CO-Ar 1 -CO-Ar 2- (wherein, Ar 1 and Ar 2 have at least a diaryl ether bond forming a part of a polymer main chain. One of which is an aromatic residue, Ar 1 and Ar 2 are covalently bonded to a carbonyl group through an aromatic carbon atom.) Is a polymer which coexists in an amount of less than 50 monomer%, within a range in which the inherent characteristics of the polyetherketone resin are not lost. And
Suitable polyetherketone resins include: And those having a repeating unit such as
These are available, for example, from ICI of the United Kingdom from VICTREX-PEEK or VICTREX (V
ICTREX) -commercially available as PEK. The method for producing polyetherketone is disclosed in, for example, JP-A-54-90296.
つぎに、この発明に用いるホウ酸アルミニウム繊維
は、一般式nAl2O3・mB2O3で表わされるものの中で、特
に9Al2O3・2B2O3で示される単結晶繊維をさす。そし
て、繊維の形体は、分離爪成形品の表面粗さが小さく滑
らかで、かつ分離爪先端の曲率半径の好適範囲として0.
1mm以下、好ましくは0.05mm以下の精度が必要であるこ
とから、繊維径は6μm以下であることが肝要である。
このような繊維を使用すれば成形品の表面粗さは1〜3
μmもしくはそれ以下となり、また分離爪の曲率半径も
0.05mm以下となる。しかし、分離爪先端部の曲率半径は
小さければそれでよいというものではなく、小さ過ぎて
シャープなエッジ(バリ)になったり、また、金型加工
時に良好な曲率半径のものが得られても、充填剤等によ
って金型についた傷跡等のために曲率が非常に小さくな
ってシャープなエッジが出現しやすくなったりすると、
爪先端の高温剛性が小さくなって熱変形を起こしたり、
ローラの外周面を傷つけたりする危険が生じる。Next, aluminum borate fibers used in this invention, among those represented by the general formula nAl 2 O 3 · mB 2 O 3, refers to a single crystal fiber shown particularly in 9Al 2 O 3 · 2B 2 O 3. The shape of the fiber is such that the surface roughness of the separation claw molded product is small and smooth, and the preferable range of the radius of curvature of the separation claw tip is 0.
Since an accuracy of 1 mm or less, preferably 0.05 mm or less is required, it is important that the fiber diameter is 6 μm or less.
If such fibers are used, the surface roughness of the molded product is 1 to 3
μm or less, and the radius of curvature of the separation claw is also
It becomes 0.05mm or less. However, if the radius of curvature of the tip of the separation claw is small, it is not sufficient. Even if the edge is too small and a sharp edge (burr) is obtained, and a good radius of curvature is obtained during mold processing, If the curvature becomes very small due to the scar etc. attached to the mold due to the filler etc. and it becomes easy for sharp edges to appear,
The high-temperature stiffness of the tip of the nail becomes low, causing thermal deformation,
There is a risk of damaging the outer peripheral surface of the roller.
これに対してホウ酸アルミニウム繊維20〜150重量部
を、ポリエーテルケトン樹脂100重量部に添加した組成
物は、すでに述べたような欠点を解消して、長期にわた
って適度の曲率半径(0.01〜0.05mm)をもった分離爪成
形品となり得ることを見出した。On the other hand, a composition in which 20 to 150 parts by weight of aluminum borate fiber is added to 100 parts by weight of a polyether ketone resin solves the above-mentioned disadvantages, and has an appropriate radius of curvature (0.01 to 0.05) over a long period of time. mm) can be obtained.
また、このホウ酸アルミニウム繊維を添加すること
で、ポリエーテルケトン樹脂のガラス転移点(140〜170
℃)以上の温度における著しい弾性率低下を防ぎ、特に
高温荷重下での爪先端の変形、中でも紙詰まり時等の高
荷重下での変形が解消される。Further, by adding the aluminum borate fiber, the glass transition point (140 to 170) of the polyetherketone resin is obtained.
C)), and the deformation of the tip of the nail under a high-temperature load, particularly under a high load such as a paper jam, is prevented.
このホウ酸アルミニウムの繊維形体は、平均繊維径1.
5μm以下、平均繊維長5〜100μmで、平均繊維長/平
均繊維径(アスペクト比)が5〜150のものが好まし
い。また、ホウ酸アルミニウム繊維は未処理のまま使用
することもできるが、シラン系もしくはチタネート系の
カップリング剤またはエポキシ樹脂もしくはポリイミド
樹脂等のバインダーで表面処理を施したものは、機械的
物性が向上することから好ましい。This aluminum borate fiber form has an average fiber diameter of 1.
Those having an average fiber length of 5 to 150 μm, an average fiber length of 5 to 100 μm, and an average fiber length / average fiber diameter (aspect ratio) of 5 to 150 are preferred. Aluminum borate fibers can be used without any treatment, but those treated with a silane-based or titanate-based coupling agent or a binder such as epoxy resin or polyimide resin have improved mechanical properties. Is preferred.
また、この発明の目的を損なわない範囲内で、接着性
向上剤、チクソトロピー性付与剤を配合することは好ま
しく、その他各種充填剤を配合してもよい。ここで、接
着性向上剤とは、分離爪のトナーに対する非粘着性を向
上させるための分離爪成形体表面に被覆させるコーティ
ング剤と分離爪成形体との間の密着強度を挙げるために
添加されるもので、たとえば、エポキシ基、カルボキシ
ル基、水酸基、フェノキシ基、メチロール基、アミノ基
のうちの少なくとも一つの基を有する熱硬化性樹脂が好
適であって、具体的にはフェノール樹脂またはエポキシ
樹脂を挙げることができる。また、チクソトロピー性付
与剤とは、この発明の組成物が溶融する際に、低剪断速
度においては増粘効果をもたらすものをいい、具体的に
は微粉末シリカ、微粉末タルク、珪藻土等が挙げられ、
これらを添加することによって分離爪の先端形状の真直
度および曲率半径のバラツキがさらに良好となる。ま
た、これら以外の充填剤としては、通常の樹脂組成物に
添加される酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑
剤、離型剤、着色剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤な
どのほかに、耐摩耗性向上剤(たとえば、グラファイ
ト、カーボランダム、珪石粉、二硫化モリブデン、フッ
素樹脂など)、耐トラッキング性向上剤(たとえば、シ
リカ、グラファイトなど)、その他充填剤(たとえば、
ガラスビーズ、ガラスバルーン、炭酸カルシウム、アル
ミナ、タルク、珪藻土、クレー、カオリン、石膏、亜硫
酸カリシウム、マイカ、金属酸化物、無機質顔料など、
300℃以上で安定な物質)などを挙げることができる。It is preferable to add an adhesiveness improver and a thixotropic agent within a range that does not impair the object of the present invention, and other various fillers may be added. Here, the adhesiveness improver is added to increase the adhesion strength between the coating agent to be coated on the surface of the separation claw molded body and the separation claw molded body for improving the non-adhesion of the separation claw to the toner. For example, a thermosetting resin having at least one group of an epoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, a phenoxy group, a methylol group, and an amino group is preferable, and specifically, a phenol resin or an epoxy resin. Can be mentioned. The thixotropy-imparting agent, when the composition of the present invention is melted, refers to those that provide a thickening effect at a low shear rate, and specifically include fine powder silica, fine talc, diatomaceous earth, and the like. And
By adding these, the straightness of the tip of the separation claw and the variation of the radius of curvature are further improved. Other fillers include antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, lubricants, mold release agents, coloring agents, flame retardants, flame retardant assistants, antistatic agents which are added to ordinary resin compositions. Abrasion resistance improver (eg, graphite, carborundum, silica powder, molybdenum disulfide, fluororesin, etc.), tracking resistance improver (eg, silica, graphite, etc.), and other fillers (eg, ,
Glass beads, glass balloons, calcium carbonate, alumina, talc, diatomaceous earth, clay, kaolin, gypsum, calcium sulfite, mica, metal oxides, inorganic pigments, etc.
Substances stable at 300 ° C. or higher).
ポリエーテルケトン樹脂とホウ酸マグネシウム繊維と
を組み合わせることによって、先端部の曲率半径および
表面平滑性への悪影響を防ぐばかりか、従来の技術によ
る分離爪において、滑らかな曲線が得られなかったり、
時としてシャープなエッジ(バリ)になったり、たとえ
金型加工時に良好な曲率半径のものが得られても、長時
間使用の過程で樹脂からでる腐食性ガスまたは配合され
ている充填剤などによって金型についた傷跡などのため
に、分離爪の先端形状が悪くなったり、曲率半径も非常
に小さくなってシャープなエッジが出現しやすくなった
りして、長期にわたって適度の曲率半径の維持できる成
形品が得られなかったという欠点を払拭し、ポリエーテ
ルケトン樹脂の優れた耐熱衝撃性および難燃性を阻害す
ることなく、ガラス転移点以上の温度における著しい弾
性率の低下を押さえることにより、高温下での耐熱荷重
性および耐熱疲労性をさらに高める作用を示す。By combining the polyetherketone resin and the magnesium borate fiber, not only the radius of curvature of the tip and the adverse effect on the surface smoothness are prevented, but also in the conventional separation nail, a smooth curve cannot be obtained,
Occasionally, sharp edges (burrs) are formed, or even if a good radius of curvature is obtained during mold processing, corrosive gas coming out of the resin during the long-term use process or a compounded filler, etc. Molding that can maintain the appropriate radius of curvature for a long period of time due to the bad shape of the tip of the separation claw due to scars on the mold, the very small radius of curvature, and the easy appearance of sharp edges By eliminating the drawback that the product could not be obtained, and without impairing the excellent thermal shock resistance and flame retardancy of the polyetherketone resin, by suppressing the remarkable decrease in the elastic modulus at temperatures above the glass transition point, It has the effect of further increasing the heat load resistance and the heat fatigue resistance underneath.
実施例および比較例に使用した原材料を一括して示す
とつぎのとおりであり、〔 〕内にそれぞれの略号を示
した。なお、これら原材料の配合割合はすべて重量部で
表わした。The raw materials used in Examples and Comparative Examples are collectively shown as follows, and the respective abbreviations are shown in []. The mixing ratios of these raw materials were all expressed in parts by weight.
ポリエーテルケトン樹脂〔PEEK〕 英国アイ・シー・アイ社製:ビクトレックスPEEK450
P、 ポリエーテルケトン樹脂〔PEK〕 英国アイ・シー・アイ社製:ビクトレックスPEK220
G、 液晶ポリマー〔LCP〕 米国ダートコ社製:芳香族ポリエステル樹脂XYDAR-SR
T300、 ポリフェニレンサルファイド樹脂〔PPS〕 トープレン社製:T−4、 ホウ酸アルミニウムホイスカー〔BALW〕 四国化成工業社製:アルボレックス、平均繊維径0.5
〜1.0μm、平均繊維長10〜30μm、 チタン酸カリウムホイスカー〔PTW〕 大塚化学社製:テイスモD102、繊維径0.1〜0.3μm、
繊維長20〜30μm、エポキシシラン処理品、 ガラス繊維〔GF−6〕 旭ファイバーグラス社製:チョップドストランド、繊
維径6μm、繊維長3mm、アミノシランカップリング処
理品、 グラファイト〔GRP〕 日本黒鉛社製:ACP、 なお、以上の原料の内、液晶ポリマー〔LCP〕につ
いては冷凍粉砕機を用いてペレットを平均粒径50μmに
粉砕して使用した。Polyetherketone resin [PEEK] UK ICI: Victrex PEEK450
P, polyetherketone resin [PEK] manufactured by ICI of the UK: Victrex PEK220
G, Liquid crystal polymer [LCP] Dartco USA: Aromatic polyester resin XYDAR-SR
T300, polyphenylene sulfide resin [PPS] manufactured by Toprene: T-4, aluminum borate whisker [BALW] manufactured by Shikoku Chemicals: Albolex, average fiber diameter 0.5
~ 1.0μm, average fiber length 10 ~ 30μm, potassium titanate whisker [PTW] manufactured by Otsuka Chemical Co .: Teismo D102, fiber diameter 0.1 ~ 0.3μm,
Fiber length 20-30 μm, epoxy silane treated product, glass fiber [GF-6] manufactured by Asahi Fiberglass Co .: chopped strand, fiber diameter 6 μm, fiber length 3 mm, amino silane coupling treated product, graphite [GRP] Nippon Graphite: ACP. Among the above-mentioned raw materials, the liquid crystal polymer [LCP] was used by crushing the pellets to an average particle size of 50 μm using a freezing crusher.
実施例 1〜5: 第1表に示す配合割合で各原材料を予め乾式混合した
後、二軸溶融押出機(池貝鉄工社製:PCM-30)に供給
し、シリンダー温度340℃、スクリュー回転数50rpmの条
件下で溶融混練して造粒した。得られたペレットをシリ
ンダー温度350℃、射出圧800kg/cm2、金型温度210℃の
条件のもとに射出成形し、幅12.7mm、長さ126mm、厚さ
3.2mmの板材および富士ゼロックス社製複写機2700型に
用いられている分離爪と同一形状の試験片を得た。これ
らの試験片のうち、ローラの損傷性の実用的機能性調査
用に作製した分離爪片試験片については、すべて端末に
イソシアネート基をもったフッ素化ポリエーテル重合体
(伊国モンテジソン社製:フォンブリンZ−DISOC 200
0)を2.0重量%濃度に溶解したフレオン113溶液中に浸
漬した後、液から取り出して約200℃で2時間焼付け処
理を施した。Examples 1 to 5: After the respective raw materials were dry-mixed in advance at the mixing ratios shown in Table 1, the mixture was supplied to a twin-screw extruder (PCM-30, manufactured by Ikegai Iron Works, Ltd.). The mixture was melt-kneaded and granulated at 50 rpm. The obtained pellets were injection-molded under the conditions of a cylinder temperature of 350 ° C, an injection pressure of 800 kg / cm 2 , and a mold temperature of 210 ° C. The width was 12.7 mm, the length was 126 mm, and the thickness was
A 3.2 mm plate material and a test piece having the same shape as the separating claw used in the Fuji Xerox Copier Model 2700 were obtained. Among these test pieces, the separated nail piece test pieces prepared for investigating the practical functionality of the damage of the roller were all fluorinated polyether polymers having an isocyanate group at the terminal (manufactured by Italy Montedison: Fomblin Z-DISOC 200
0) was immersed in a Freon 113 solution having a concentration of 2.0% by weight, taken out of the solution, and baked at about 200 ° C. for 2 hours.
以上の試験片に対して曲げ強度、先端の曲率半径、表
面平滑性、耐熱疲労性および耐熱荷重性ならびに実用的
機能性を評価した。得られた結果を第2表にまとめた。 The bending strength, the radius of curvature of the tip, the surface smoothness, the thermal fatigue resistance, the thermal load resistance, and the practical functionality of the above test pieces were evaluated. The results obtained are summarized in Table 2.
なお、これらの評価方法はそれぞれつぎのとおりであ
る。 In addition, each of these evaluation methods is as follows.
1) 曲げ強度 ASTM-D790に基づく。1) Flexural strength Based on ASTM-D790.
2) 先端の曲率半径 日本光学社製の投影器V−16Dを使用し、n=100にお
ける測定値の最小および最大の範囲で示した。ただし5
μmより小さいものは、精度よく測定できないため1μ
mと記した。2) Radius of curvature at the tip Using a projector V-16D manufactured by Nippon Kogaku Co., Ltd., the values are shown in the minimum and maximum ranges of the measured values at n = 100. However, 5
If it is smaller than 1 μm, it cannot be measured with high accuracy.
m.
3) 表面平滑性 表面粗さ計(日本真空社製:Dektak II型)を使用し、
分離爪のローラ接触部の表面粗さを測定した。3) Surface smoothness Using a surface roughness meter (Dektak II type, manufactured by Nihon Vacuum Co.)
The surface roughness of the roller contact portion of the separation claw was measured.
4) 爪形状による耐熱疲労性 爪先端熱変形試験機(第1図に概略図を示す)を用
い、熱ローラ2の表面温度250℃、分離爪1の先端荷重3
20g、接触角度(θ)100°、接触時間1分、1時間およ
び12時間の各条件で、試験(n=10)をした時の変形量
t(第2図参照)を測定し、平均値を求めて表わした。4) Thermal fatigue resistance due to nail shape Using a nail tip thermal deformation tester (schematic diagram shown in Fig. 1), the surface temperature of the heat roller 2 is 250 ° C, and the tip load of the separation nail 1 is 3
Under the conditions of 20 g, contact angle (θ) of 100 °, contact time of 1 minute, 1 hour and 12 hours, the deformation t (see FIG. 2) when the test (n = 10) was performed was measured, and the average value was measured. And expressed.
5) 爪形状による耐熱荷重性 耐熱疲労性と同様の試験機を用いて、ローラ表面温度
250℃、接触角度(θ)100°、接触時間1分、爪先端荷
重20g、40gおよび100gの各条件で試験(n=10)をした
時の変形量t(第2図参照)を測定し平均値を求めて表
わした。5) Heat load resistance due to claw shape Roller surface temperature using the same testing machine as heat fatigue resistance
The deformation amount t (see FIG. 2) was measured when the test (n = 10) was performed under the conditions of 250 ° C., a contact angle (θ) of 100 °, a contact time of 1 minute, and a nail tip load of 20 g, 40 g, and 100 g. The average was calculated and expressed.
6) 非攻撃性 乾式複写機(富士ゼロックス社製:2700型)を用い、
それに使用されている分離爪と同一形状の試験片を取り
付けて、B5判の分離紙を連続99枚、通算5万枚通紙した
後、定着ロール表面の傷の程度を、表面粗さ計を用い
て、分離爪摺接部の運転前後の形状確認を行ない、ロー
ラの摩耗深さが10μm未満のもの(◎印)、10〜15μm
(○印)および15μmを越えるもの(△印)の3段階に
評価した。6) Using a non-aggressive dry copier (Fuji Xerox: 2700)
Attach a test piece of the same shape as the separation claw used for it, pass 99 sheets of B5 size separation paper continuously, 50,000 sheets in total, and measure the degree of scratches on the surface of the fixing roll and a surface roughness meter. Confirm the shape before and after the operation of the sliding part of the separation claw by using the roller. The roller has a wear depth of less than 10 μm (marked with ◎), 10 to 15 μm
(O) and those exceeding 15 μm (△) were evaluated in three grades.
比較例 1〜6: 第3表に示す割合で各原材料を配合した以外は、実施
例1と全く同じ操作を行なって板状試験片とさらに分離
爪を作製し、実施例1〜5におけると同じ諸特性を調べ
た。得られた結果を第4表にまとめた。Comparative Examples 1 to 6: Except that each raw material was blended in the proportions shown in Table 3, exactly the same operation as in Example 1 was performed to produce a plate-shaped test piece and further a separation claw. The same characteristics were investigated. Table 4 summarizes the obtained results.
第2表および第4表からつぎのことがいえる。すなわ
ち、実施例1〜5は曲げ強度がよく、先端曲率半径の精
度および表面平滑性はいづれも良好な値を示している。
また、耐熱疲労性、耐熱荷重性にも優れている。これに
対してホウ酸アルミニウム繊維を使用しても、添加量が
20%未満の比較例1は、表面平滑性には優れるが、先端
Rが小さくなり過ぎていわゆるバリを生じ好ましくな
く、その結果相手ローラに対する損傷性も悪い。また、
耐熱疲労性、耐熱荷重性にも劣る。また、逆に150重量
部を越えて添加した比較例2は、添加剤の分散性が悪い
結果からと思われるが、先端曲率半径のバラツキが大き
く表面平滑性も悪いことから、相手ローラの損傷性も大
きい。さらにこの発明に用いたポリエーテルケトン樹脂
以外の耐熱性樹脂として、液晶ポリマーおよびポリフェ
ニレンサルファイド樹脂と、ホウ酸アルミニウム繊維を
それぞれにブレンドした比較例3および4において、い
づれも耐熱疲労性、耐熱荷重性において短時間および低
荷重域での変形量は小さいが、長時間または荷重が大き
くなると爪先端が大きく変形してしまい分離爪の用をな
さない。さらに、ポリエーテルケトン樹脂を用いても、
ホウ酸アルミニウム繊維以外の繊維であるチタン酸カリ
ウム繊維を用いた比較例5においても、長時間の耐熱疲
労性および耐熱荷重性が悪く、同様に、この発明以外の
耐熱繊維である繊維径6μmのガラス繊維を用いた比較
例6は、先端曲率半径の小さ過ぎるものから、大き過ぎ
るものまでバラツキが大きく、表面平滑性も悪く、耐熱
疲労性および耐熱荷重性も良くない。 The following can be said from Tables 2 and 4. That is, in Examples 1 to 5, the bending strength is good, and the accuracy of the radius of curvature of the tip and the surface smoothness all show good values.
Also, it has excellent heat fatigue resistance and heat load resistance. On the other hand, even if aluminum borate fiber is used,
Comparative Example 1 with less than 20% is excellent in surface smoothness, but the tip R is too small to cause so-called burrs, which is not preferable, and as a result, damage to the mating roller is also poor. Also,
Poor heat resistance and heat load resistance. Conversely, Comparative Example 2 in which more than 150 parts by weight was added was thought to be due to poor dispersibility of the additive. However, the dispersion of the radius of curvature at the tip was large and the surface smoothness was poor. The nature is also large. Further, in Comparative Examples 3 and 4 in which a liquid crystal polymer, a polyphenylene sulfide resin, and aluminum borate fiber were blended as heat-resistant resins other than the polyetherketone resin used in the present invention, respectively, all were heat-resistant fatigue resistance and heat-resistant load resistance. Although the amount of deformation in a short time and in a low load range is small, the nail tip is greatly deformed in a long time or when the load is large, and the separation claw is not used. Furthermore, even if a polyetherketone resin is used,
In Comparative Example 5 using potassium titanate fiber, which is a fiber other than aluminum borate fiber, the heat resistance and heat load resistance for a long time were poor. In Comparative Example 6 using glass fiber, the radius of curvature from the tip radius of curvature was too small to too large, the dispersion was large, the surface smoothness was poor, and the thermal fatigue resistance and thermal load resistance were not good.
以上述べたように、ポリエーテルケトン樹脂と、ホウ
酸アルミニウム繊維を必須成分とする組成物からなるこ
の発明の複写機用分離爪は、ポリエーテルケトン樹脂が
本来備えている難燃性、耐熱衝撃性に加えて、耐熱疲労
性、耐熱荷重性に優れ、しかも、相手ロールへの非攻撃
性および先端の形状の保持性にも優れるため、特に高温
連続使用においてきわめて信頼性の高いものとなり、ま
た高寿命化を要求される用途にも最適である。したがっ
て、単に複写機能を有する装置ばかりでなく、デジタル
化等によって今までにない高解像度画像処理、編集機
能、ファクシミリ機能または他のOA機器の入出力装置を
備えた、いわゆるインテリジェント複写機等の用途にも
充分活用できるものである。よって、この発明の意義は
きわめて大きいものといえる。As described above, the separation claw for a copying machine of the present invention comprising a composition containing a polyether ketone resin and an aluminum borate fiber as essential components provides the flame retardancy and thermal shock inherent to the polyether ketone resin. In addition to heat resistance, it has excellent heat fatigue resistance and heat load resistance, and also has excellent aggressiveness to the counterpart roll and excellent shape retention at the tip, making it extremely reliable, especially in continuous high-temperature use. Ideal for applications that require a long life. Therefore, it is not only a device having a copying function, but also a so-called intelligent copying machine equipped with an unprecedented high-resolution image processing, editing function, facsimile function or input / output device of other OA equipment due to digitization etc. It can be fully utilized. Therefore, it can be said that the significance of the present invention is extremely large.
第1図は爪先端熱変形試験機の概略図、第2図は爪先端
の変形量を示す図である。 1……分離爪、2……熱ローラ、3……荷重、θ……接
触角、t……変形量。FIG. 1 is a schematic diagram of a nail tip thermal deformation tester, and FIG. 2 is a diagram showing the amount of nail tip deformation. 1 ... separation claw, 2 ... heat roller, 3 ... load, θ ... contact angle, t ... deformation amount.
Claims (1)
ウ酸アルミニウム繊維20〜150重量部とを必須成分とす
る複合材からなる複写機用分離爪。1. A separating claw for a copying machine comprising a composite material comprising 100 parts by weight of a polyether ketone resin and 20 to 150 parts by weight of aluminum borate fiber as essential components.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2463790A JP2922560B2 (en) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | Separation claw for copier |
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