JP3330702B2 - オイル塗布部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、プリンタ、ファ
クシミリなどの定着ロール或いは加圧ロールに、オイル
を塗布する部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリなどで
は、図１に示すように、定着ロール１と加圧ロール２と
の間にトナー４の転写された紙５を通すことにより、ト
ナー４を紙５に定着させるという方法が採用されている
が、定着時に定着ロール１にトナー４が残留し、オフセ
ットを生じるという問題が生じる。そのため、定着ロー
ル表面にオイルを塗布することにより、トナー４の残留
を防止するという手段が採られている。

【０００３】例えば、特開昭６１−１６０７８０号や特
開昭６１−１８３６７９号には、不織布や耐熱フェルト
の外側に４フッ化エチレン樹脂などの微孔膜で被覆した
オイル塗布部材が開示されている。しかしながら、これ
ら公報で開示されているオイル塗布部材は、定着ロール
へのオイル塗布量が必要量よりも遥かに多いため、不経
済であり、長期間使用することができないばかりでな
く、経時的にオイル塗布量が変化しやすいため、安定し
てオイル塗布できないという問題があった。また、これ
らオイル塗布部材を常温で保存しておくと、オイルが漏
出し、周囲を汚したり、オイル塗布部材設置時に手が汚
れるなど、作業性の悪いものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決するためになされたものであり、第１の目的は、定
着ロール或いは加圧ロールへの塗布量が適当であり、経
時的にオイル塗布量が変化しにくいオイル塗布部材を提
供することであり、第２の目的は、長期間保存しても、
オイルが漏出しないオイル塗布部材を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のオイル塗布部材
は、水流により分割できる繊維を使用した繊維ウエブ
を、水流により繊維同士を絡合させると同時に前記繊維
を分割して製造した、繊維径が１０μm以下の繊維を含
む不織布からなるオイル保持層の外側に、微孔膜層を有
するロール状のものである。なお、微孔膜層の外側に弾
性体層を有していると、オイルが漏出せず、長期間保存
可能なオイル塗布部材である。前記不織布の単位体積当
たりの繊維長が１，５００ｍ／ｃｍ^３以上であると、オ
イル保持性に優れている。前記弾性体層がフェルトから
なることを特徴とする。前記弾性体層がオイル保持層を
構成する不織布よりも繊維径が太く、繊維密度がより小
さいフェルトからなると、必要以上のオイルを塗布した
り、オイルドロップを生じにくい。前記弾性体層が緻密
な構造を有するフェルトと粗い構造を有するフェルトと
を積層した弾性体層からなることを特徴とする。この場
合、粗い構造を有するフェルトが微孔膜層と接するよう
に位置していると、オイルが滲み出にくい。前記オイル
保持層の内側に、弾性体層を有すると、オイル塗布量を
より均一にできる。

【０００６】

【作用】本発明のオイル塗布部材は、水流により分割で
きる繊維を使用した繊維ウエブを、水流により繊維同士
を絡合させると同時に前記繊維を分割して製造した、繊
維径が１０μm以下の繊維を含む不織布（以下、単に
「不織布」ということがある）からなるオイル保持層を
有しており、オイル保持性が良いため、定着ロール或い
は加圧ロール（以下、被塗布物ということがある）への
塗布量を適量とすることができる。また、本発明のオイ
ル塗布部材はオイル保持層の外側に微孔膜層を有してい
るため、オイル保持層からの遊離オイルが多くなったと
しても、微孔膜層で塗布量を制御できるため、オイル塗
布量が変化しにくいものである。

【０００７】本発明のオイル保持層を構成する不織布
は、繊維径が１０μm以下の繊維を含んでおり、多くの
微小空間を形成しているため、オイル保持性に優れてい
ると考えられる。この繊維径が１０μmを越えると、オ
イル保持性に劣るため、繊維径が１０μm以下の繊維を
含む必要がある。この繊維径が１０μm以下の繊維は少
なくとも５重量％以上であるのが好ましく、５重量％未
満であるとオイル保持性が悪くなる。より好ましくは１
０重量％以上である。

【０００８】この繊維径とは、繊維断面において最も長
く採ることのできる直線の長さをいう。例えば、繊維断
面が楕円形の場合には長軸の長さであり、繊維断面が三
角形の場合には最も長い辺の長さであり、四角形の場合
には対角線の長い方の長さをいう。

【０００９】このような繊維は水流により分割して得
る。

【００１０】前述の分割できる繊維としては、例えば、
一成分中に他成分を島状に配置した断面をもつ海島型繊
維、異なる成分を交互に層状に積層した断面をもつ多重
バイメタル型繊維、或いは一成分を他成分中に配した断
面をもつ菊花型繊維がある。この分割可能な繊維を構成
する樹脂成分の組み合わせとして、例えば、ポリアミド
系樹脂とポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂とポリ
オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂とポリオレフィ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂とポリアクリロニトリル
系樹脂、ポリアミド系樹脂とポリアクリロニトリル系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂とポリアクリロニトリル系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂同士、ポリエステル系樹脂同
士などがある。

【００１１】本発明のオイル保持層を構成する不織布の
単位体積当りの繊維長（以下、繊維密度ということがあ
る）が１,５００ｍ／ｃｍ³以上、より好ましくは４,０
００ｍ／ｃｍ³以上であれば、オイル保持性が良いた
め、この範囲の不織布が好適に使用できる。なお、この
繊維密度は次の式により求めることができる。 式中、Ｍは不織布の目付（g/cm^２）、Ｄは不織布の厚さ
（cm）、ρは繊維の比重、Ｓは繊維の断面積（cm^２）を
表す。

【００１２】なお、不織布が複数種類の繊維からなる場
合には、その重量比率によって目付を分配して、各々の
繊維に関して繊維密度を計算し、その和を繊維密度とす
る。例えば、目付５０g/m^２、厚さ５mmの不織布を構成
する繊維が、比重１.３８、繊維半径３μmのポリエステ
ル繊維４０重量％と、比重１.１４、繊維半径４μmのポ
リアミド繊維６０重量％とからなる場合、繊維密度は
０.００５×０.４／｛０.５×１.３８×π×（３×１０
^−４）^２×１００｝＋０.００５×０.６／｛０.５×１.
１４×π×（４×１０^−４）^２×１００｝＝１００＋１
００＝２００（ｍ／ｃｍ³）となる。

【００１３】この不織布は三次元的な構造をもち、多く
の微小空間を形成して、よりオイルを保持しやすい。こ
の不織布は、カード法、エアレイ法、湿式法などにより
得られる繊維ウエブを、水流を作用させることにより繊
維同士を絡合して得る。なお、前述の分割できる繊維を
使用し、水流によって繊維同士を絡合させるため、同時
に繊維を分割できる。

【００１４】このような不織布に、ジメチルシリコーン
オイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アルキル変
性やメチルスチリル変性などの変性シリコーンオイルな
どのオイルを保持させることにより、本発明のオイル保
持層を形成する。なお、オイルの粘度（２５℃におけ
る、以下同じ）としては、１００〜３０,０００センチ
ストークス（ＣＳと書くことがある）であれば良く、三
桁の低い粘度を有するオイルであっても、適量でほぼ一
定のオイル塗布を行なうことができるという特長があ
る。なお、オイルの保持量は不織布やオイルの種類、或
いは使用する被塗布物などによって適宜変化させれば良
い。

【００１５】本発明では上記のようなオイル保持層の外
側に微孔膜層を形成している。この微孔膜層はオイル塗
布量を規制する層であり、オイル保持層からオイルが多
量に遊離したとしても、この微孔膜層によってオイル塗
布量を制御することができる。

【００１６】この微孔膜としては、例えば、ポリテトラ
フルオロエチレンなどのフッ素系樹脂や、オレフィン系
樹脂や、ウレタン系樹脂などの微孔膜がある。これらの
中でも、耐熱性に優れたフッ素樹脂系樹脂からなる微孔
膜が好適に使用できる。なお、これら微孔膜の物性とし
ては、例えば、孔径が０.１〜１０μm、気孔率が１０〜
６０％、膜厚が０.０５〜５mmのものを使用できるが、
オイル保持層のオイル量や、被オイル塗布物、必要なオ
イル塗布量によって適宜変化させれば良い。

【００１７】以上のように、本発明のオイル塗布部材は
基本的にオイル保持層と微孔膜層とからなるが、図２に
オイル塗布部材の断面図を示すように、オイル保持層７
の内側及び／又は微孔膜層８の外側に、例えば、シリコ
ーンスポンジやウレタンスポンジなどのスポンジや、再
生繊維、半合成繊維、合成繊維、植物繊維、動物繊維な
どの繊維からなるフェルト、織物、編物などの弾性体層
９を形成しても良い。オイル保持層７の内側に弾性体層
９を形成すると、弾性体の働きによって被塗布物への押
圧力を均一にすることができるため、オイル塗布量をよ
り均一にできたり、弾性体層９にもオイルを保持させれ
ば、より多くのオイルを保持することができ、より長期
間使用することが可能となる。

【００１８】また、微孔膜層８の外側に弾性体層９を形
成すると、弾性体層９によってもオイルを保持できるた
め、オイルが漏出して周囲を汚したり、オイル塗布部材
の設置時に手を汚すなどの問題が生じない。また、微孔
膜が直接被塗布物に接触しないため、微孔膜の損傷がな
いように保護し、しかもトナーによって微孔膜の微孔が
塞がれるということもないので、オイル塗布をより安定
して行なうことができ、オイル塗布部材をより長期間使
用することが可能になる。更には、弾性体層９は断熱層
として作用させることもできるので、耐熱性のあまり良
くない不織布をオイル保持層として使用できるようにな
る、という特長がある。

【００１９】ここで、フェルトについて、より詳しく述
べる。このフェルトを構成する繊維としては、被塗布物
の表面温度が一般的に１００〜２２０℃程度であるた
め、一部又は全部を芳香族ポリアミド繊維、ポリイミド
繊維などのような耐熱性繊維を使用するのがより好まし
い。

【００２０】このフェルトの製造方法としては、例え
ば、カード法、エアレイ法、湿式法などにより得られる
繊維ウエブを、水流又はニードルを作用させることによ
り繊維同士を絡合する方法、接着剤により結合する方
法、構成繊維の融着により結合する方法、或いは繊維を
紡出させると同時に空気を作用させるメルトブロー法な
どがある。

【００２１】なお、得られるフェルトは、オイル保持層
を構成する不織布よりも繊維径が太く、繊維密度がより
小さいのが好ましい。これは、弾性体層９を構成するフ
ェルトの方が、オイル保持層を構成する不織布よりも繊
維径が小さく、繊維密度が大きいと、毛管現象によって
オイルが滲み出やすくなり、必要以上のオイルを塗布し
たり、オイルドロップが生じやすくなるためである。

【００２２】なお、繊維ウエブ又はフェルトの状態で２
層以上に積層することも可能である。例えば、緻密な構
造を有するフェルトと粗い構造を有するフェルトとを積
層したものを弾性体層９として使用することができる。
この場合、前述のように、緻密な構造を有するフェルト
面が、オイル保持層を構成する不織布よりも繊維径が小
さく、繊維密度が大きいと、毛管現象によってオイルが
滲み出やすくなるため、粗い構造を有するフェルト面を
微孔膜に接するようにするのが好ましい。なお、緻密な
構造を有するフェルト面が、オイル保持層を構成する不
織布よりも繊維径が太く、繊維密度が小さい場合には、
配置状態は特に限定するものではない。

【００２３】このようにして得られるフェルトの厚さは
１mm以下であるのが好ましい。１mmを越えると、フェル
トが断熱層となり、被塗布物と接触しても、オイルの粘
度があまり低下せず、オイル塗布自体が困難となるため
である。

【００２４】本発明のオイル塗布部材は、図２に示すよ
うに、ロール状である。ロール状のオイル塗布部材は、
被塗布物と同じ方向に回転しても良いし、反対方向に回
転しても良い。

【００２５】以下に、本発明の実施例を記載するが、以
下の実施例に限定されるものではない。

【００２６】

【実施例】（実施例１）図４ の（ａ）及び（ｂ）に示すように主体のポリエステ
ル成分１２（比重１.３８、７０重量％）を８つのくさ
び状に区分し、繊維の軸から放射状に米字形状に伸び、
しかも分割後には、１つの十字形状と４つの一字形状と
なるポリアミド成分１３（比重１.１４、３０重量％）
からなる、断面が菊花型の１３分割性繊維（繊度２デニ
ール、繊維長３８mm）を、カーディングして繊維ウエブ
とした後、水圧９５kg/cm^２の水流により絡合と同時に
分割し、目付８５g/m^２、厚さ０.４mmの不織布を得た。
この不織布の繊維径は電子顕微鏡写真をもとに測定した
値で、くさび状のポリエステル成分１２は平均７.２μm
で、十字形状のポリアミド成分は平均１３.９μmで、一
字形状のポリアミド成分は７.８μmであった。また、ポ
リエステル成分１２の断面積は１.８×１０^−７cm^２で
あり、十字形状のポリアミド成分の断面積は４.３×１
０^−７cm^２で、一字形状のポリアミド成分の断面積は、
１.０×１０^−７cm^２であった。この測定結果から繊維
密度は、９,４００ｍ／ｃｍ³であった。

【００２７】そして、この幅３１０mmの不織布に粘度１
０,０００ＣＳのジメチルシリコーンオイルを含浸した
後、直径６mm、長さ３３０mmのシャフト６に、外径２０
mmとなるまで平巻きして、オイル保持層７を形成した。

【００２８】その後、このオイル保持層表面に常温硬化
型のシリコーン樹脂を部分的に塗布し、孔径が０.５μ
m、気孔率が４０％、膜厚が０.１mmのポリテトラフルオ
ロエチレン製微孔膜（日本バルカー工業社製、商標名テ
ープシール）を１周平巻きして、ジメチルシリコーンオ
イルを５０g含んだオイル塗布ロールを得た。

【００２９】（実施例２） 実施例１の断面が菊花型の１３分割性繊維６０重量％
と、通常のポリエステル繊維（繊維径１２.４μm、比重
１.３８）４０重量％とを使用した以外は、実施例１と
全く同様にして、ジメチルシリコーンオイルを５０g含
んだオイル塗布ロールを得た。なお、このオイル保持層
を形成する不織布は、目付８５g/m^２、厚さ０.５mmで、
繊維密度は４,９００ｍ／ｃｍ³であった。

【００３０】

【００３１】

【００３２】（実施例３） メタ系芳香族ポリアミド繊維（繊維径１４.０μm、繊維
長３８mm、比重１.４４）６０重量％と、未延伸ポリエ
ステル繊維（繊維径２２.６、繊維長３８mm、比重１.３
８）４０重量％とを混綿し、カーディングして繊維ウエ
ブとした後、温度２１７℃、線圧９０kg/cmの条件でカ
レンダーロール間に通し、未延伸ポリエステルによって
融着固定した、目付２６g/m^２、厚さ６５μm、繊維密度
４,０００ｍ／ｃｍ³のフェルトを得た。このフェルト
を、実施例１と同様にして得られたオイル塗布ロールに
外径２２mmとなるまで平巻きして、弾性体層９を有する
オイル塗布ロールを得た。

【００３３】（実施例４） メタ系芳香族ポリアミド繊維（繊維径２２.２μm、繊維
長３８mm、比重１.４４）１００重量％からなる目付４
０g/m^２の繊維ウエブと、メタ系芳香族ポリアミド繊維
（繊維径９.９μm、繊維長３８mm、比重１.４４）１０
０重量％からなる目付２０g/m^２の繊維ウエブとを積層
して、水圧９０kg/cm^２の水流により絡合した、目付６
０g/m^２、厚さ０.３mmのフェルトを得た。このフェルト
の片面（繊維径２２.２μmのメタ系芳香族ポリアミド繊
維を使用した面）の繊維密度は２４０ｍ／ｃｍ³で、他
面の繊維密度は６００ｍ／ｃｍ³であった。このフェル
トの繊維密度２４０ｍ／ｃｍ³の面が、実施例１と同様
にして得られたオイル塗布ロールの微孔膜と接するよう
に、外径２２mmとなるまで平巻きして、弾性体層９を有
するオイル塗布ロールを得た。

【００３４】（実施例５） たて糸がポリエステル繊維（単糸８デニール、１００本
のマルチフィラメント）で、よこ糸が高収縮性ポリエス
テル繊維（単糸８デニール、２００本のマルチフィラメ
ント）からなる、外径２３mmの熱収縮性スリーブで、実
施例１と同様にして得られたオイル塗布ロール表面を被
覆した後、１５０℃の熱風で熱収縮性スリーブを収縮、
密着させ、弾性体層９を有する、外径２１mmのオイル塗
布ロールを得た。

【００３５】（比較例１） メタ系芳香族ポリアミド繊維（デュポン社製、商品名ノ
ーメックス、比重１.４４、繊維径１２μm、繊維長３８
mm）を使用した以外は実施例１と同様にして、ジメチル
シリコーンオイルを５０g含んだオイル塗布ロールを得
た。なお、この不織布は目付８５g/m^２、厚さ０.５mm
で、繊維密度は９８０ｍ／ｃｍ³であった。

【００３６】（比較例２） 比較例１のポリテトラフルオロエチレン製微孔膜を巻き
つけないものをオイル塗布ロールとした。

【００３７】（比較例３） 実施例１と全く同様にして得た、ポリテトラフルオロエ
チレン製微孔膜を巻きつけないものをオイル塗布ロール
とした。

【００３８】（比較例４） メタ系芳香族ポリアミド繊維（デュポン社製、商品名ノ
ーメックス、比重１.４４、繊維径１２μm、繊維長３８
mm）をカーディングして繊維ウエブとした後、針密度３
００本/cm^２のニードルにより絡合し、目付４５０g/
m^２、厚さ２mmの不織布を得た。この幅３０mmの不織布
を、図３に示す中空パイプの展開図１０の位置に直径１
mmの貫通孔１１を１５個設けた、外径２５mm、肉厚１m
m、長さ３００mmのアルミニウム製中空パイプに螺旋状
に巻きつけた後、中空パイプに粘度が１０,０００ＣＳ
のジメチルシリコーンオイルを４５g注入し、注入口を
常温硬化型のシリコーンゴムでシールしてオイル塗布ロ
ールを得た。

【００３９】（オイル移行量試験） 実施例１〜５及び比較例１〜４のオイル塗布ロールを、
１０ｍ／分で回転する１２０℃のロールに各々接触さ
せ、従転させる。そして、１時間ごとのオイル塗布ロー
ルの重量変化から、オイル移行量を求めた。この結果
は、表１、図５及び図６に示すように、実施例１〜５の
オイル塗布ロールによる平均オイル塗布量は順に、０.
０２５g／時間、０.０５６g／時間、０.０４１g／時
間、０.０５０g／時間、０.０８１g／時間で安定してお
り、しかも必要最低量以上のオイルを塗布していること
がわかる。なお、必要最低オイル塗布量は０.０１g／時
間程度である。

【００４０】

【表１】

【００４１】（長期保存試験） 実施例１〜５及び比較例１〜４のオイル塗布ロールを、
常温で放置し、６月後及び１年後のオイルの滲み出しが
あるかどうかを判定した。この結果は表２に示す通りで
ある。

【００４２】

【表２】

【００４３】

【発明の効果】本発明のオイル塗布部材は、水流により
分割できる繊維を使用した繊維ウエブを、水流により繊
維同士を絡合させると同時に前記繊維を分割して製造し
た、繊維径が１０μm以下の繊維を含む不織布からなる
オイル保持層を有しており、オイル保持性が良いため、
被塗布物への塗布量を適量とすることができる。また、
このオイル保持層の外側に微孔膜層を有しているため、
オイル保持層からの遊離オイルが多くなったとしても、
微孔膜層で塗布量を制御できるため、塗布量が変化しに
くいオイル塗布部材である。

【００４４】また、微孔膜層の外側に弾性体層を設ける
と、オイルを保持できるため、オイルが滲み出て周囲を
汚したり、オイル塗布部材の設置時に手を汚すなどの問
題が生じない。また、微孔膜が直接被塗布物に接触しな
いため、微孔膜の損傷が生じないように保護し、しかも
トナーによって微孔膜の微孔が塞がれるということもな
いので、オイル塗布を安定して行なうことができ、より
長期間使用することが可能になる。更には、弾性体層を
断熱層として作用させることもできるので、耐熱性のあ
まり良くない不織布をオイル保持層として使用すること
も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】オイル塗布部材の使用状態を表す断面図

【図２】（ａ） オイル塗布部材の一例の断面図 （ｂ） オイル塗布部材の他の例の断面図 （ｃ） オイル塗布部材の他の例の断面図

【図３】比較例４における中空パイプの貫通孔の位置を
示す展開図

【図４】（ａ） 分割性繊維の断面図 （ｂ） 分割性繊維の分割後の断面模式図

【図５】オイル移行量と経過時間との関係を表すグラフ

【図６】オイル移行量と経過時間との関係を表すグラフ

【符号の説明】 １ 定着ロール ２ 加圧ロール ３ オイル塗布部材 ４ トナー ５ 紙 ６ シャフト ７ オイル保持層 ８ 微孔膜層 ９ 弾性体層 １０ 中空パイプの展開図 １１ 貫通孔 １２ ポリエステル成分 １３ ポリアミド成分

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−141383（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−228078（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−53465（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−153974（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−160780（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−183679（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−132974（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/20 104

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水流により分割できる繊維を使用した繊
   維ウエブを、水流により繊維同士を絡合させると同時に
   前記繊維を分割して製造した、繊維径が１０μm以下の
   繊維を含む不織布からなるオイル保持層の外側に、微孔
   膜層を有することを特徴とするロール状のオイル塗布部
   材。
2. 【請求項２】 微孔膜層の外側に、弾性体層を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のオイル塗布部材。
3. 【請求項３】 不織布の単位体積当たりの繊維長が１，
   ５００ｍ／ｃｍ^３以上であることを特徴とする、請求項
   １又は請求項２に記載のオイル塗布部材。
4. 【請求項４】 弾性体層がフェルトからなることを特徴
   とする請求項２又は請求項３に記載のオイル塗布部材。
5. 【請求項５】 弾性体層がオイル保持層を構成する不織
   布よりも繊維径が太く、繊維密度がより小さいフェルト
   からなることを特徴とする、請求項２〜請求項４のいず
   れかに記載のオイル塗布部材。
6. 【請求項６】 弾性体層が緻密な構造を有するフェルト
   と粗い構造を有するフェルトとを積層したものからなる
   ことを特徴とする、請求項２〜請求項４に記載のオイル
   塗布部材。
7. 【請求項７】 粗い構造を有するフェルトが微孔膜層と
   接するように位置していることを特徴とする、請求項６
   に記載のオイル塗布部材。
8. 【請求項８】 オイル保持層の内側に、弾性体層を有す
   ることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のオ
   イル塗布部材。