JP6417944B2 - トナークリーニング用シートおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、複写機の定着ベルト等に残留するトナーを除去するためのトナークリーニング用シートおよびその製造方法に関するものである。

従来から、電子写真法による複写機等では、感光体ドラム上に電気的潜像を形成し、得られた潜像をトナー像とし、紙等の転写材にトナー像を転写した後、紙等を加熱や加圧等により定着させて、複写あるいは記録画像を得る方法がある。

このような複写機等は、現像により得られた感光体ドラム上のトナー像を転写材に転写させた後、互いに押圧回転する定着ローラーと加圧ローラーとの間に前記のトナー像を有する転写材を通過させ、前記の定着ローラーの熱と圧力によりトナー像を転写材に融着させるものである。

前記の定着ローラーは定着ベルトを備えるが、この定着ベルトには、転写材に定着しなかった残存トナーや転写材である紙の粉などが付着し、新たなトナー像の定着に支障が生ずることがある。そこで、定着ベルト上に付着したトナーや紙粉を連続的にクリーニングする必要がある。また、定着ベルトを備えない定着ローラーにあっても、上記と同様に、付着したトナーや紙粉を連続的にクリーニングする必要がある。

上記のようなトナー等を除去する方法の一つに、ロールに巻いた不織布などのトナークリーニング用シートを供給し、前記のシートと定着ベルトとをトナークリーニング用加熱ロールと押圧ローラーとの間に加熱圧接して通すことにより、定着ベルト上に付着したトナーや紙粉を前記のシートに移行させ、定着ベルト上のトナー等を除去する方法がある。

トナークリーニング用シートとしては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、セルロース繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、レーヨン繊維、ビニロン繊維およびパルプ繊維等を用いた織物、編物および不織布が用いられる（特許文献１参照。）。

この場合、トナークリーニング用加熱ローラーは、通常、１８０〜２００℃前後の温度で作動するため、トナークリーニング用シートには１８０〜２００℃前後の温度での耐熱性が必要である。その上、複写機は待機状態から印刷を開始する際には、トナークリーニング用加熱ローラーの温度を急速に所定温度に上げる関係上、瞬間的に所定温度を超え（すなわち、オーバーシュートし）２３０℃前後の温度にまで達する。そのため、トナークリーニング用シートは２３０℃前後の温度の瞬間的加熱に対する強度保持が求められる。また、この用途においてクリーニング性が優れると、複写機に入れるトナークリーニング用シートの長さを短くすることができ、省スペース化（すなわち、複写機の小型化）が可能となることから、クリーニング性が優れていることも求められる。

一方、耐熱性を高めたシートとして、ポリフェ二レンサルファイド繊維を含むペーパーが提案されている（特許文献２参照。）。

また、上記シートとは別に、アラミド繊維を含むトナークリーニング用シートも提案されている（特許文献３参照。）。アラミド繊維とは、アミド結合（−ＮＨＯＣ−）がベンゼン環のような芳香環を結合して高分子ポリアミドを形成した合成繊維であり、芳香族ポリアミドとも呼ばれる。中でもメタアラミド繊維は、耐熱性に優れている。

特開平１０−１１６０１１号公報 特開２０１２−１２７０１８号公報 特開平７−２８７４９６号公報

しかしながら、上記の特許文献１に記載されたような従来のトナークリーニング用シートは耐熱性が十分でなく、未だ十分満足できるものとは言えなかった。

また、上記の特許文献２に記載されたＰＰＳ繊維を用いたシートをトナークリーニング用に用いたとしても、トナークリーニング用加熱ローラーがオーバーシュートにより２３０℃前後の温度に達すると、シートが軟化して、シートが伸びてしまい実用性の点では十分とはいえなかった。

さらに、上記の特許文献３に記載されたようなメタアラミド繊維を用いたトナークリーニング用シートは、コストが高く、原料の入手が困難であるという課題があった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の課題を改善し、優れた耐熱性を備え、トナークリーニング用加熱ローラーの温度オーバーシュートがあっても加熱引張破断強度の低下が少なく優れた耐久性を有するとともに、クリーニング性が優れ、かつ、安価なトナークリーニング用シートを提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決せんとするものであって、本発明のトナークリーニング用シートの製造方法は、融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とを含むトナークリーニング用シートの製造方法であって、前記の熱可塑性繊維の少なくとも一部を融着させて、隣接する熱可塑性繊維と結合させる結合工程を行うことを特徴とするトナークリーニング用シートの製造方法である。

本発明のトナークリーニング用シートの製造方法の好ましい態様によれば、前記の融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維を、薄い膜状に配置して繊維ウェブを形成する繊維ウェブ形成工程の後、前記の結合工程を行うことである。

本発明のトナークリーニング用シートの製造方法の好ましい態様によれば、前記の繊維ウェブ形成工程および前記の結合工程を行なうトナークリーニング用シートの製造が、湿式抄紙法により行われることである。

本発明のトナークリーニング用シートの製造方法の好ましい態様によれば、前記の湿式抄紙法が湿式不織布を作成する工程を行った後、作成した湿式不織布を加熱加圧処理する工程を行うことである。

本発明のトナークリーニング用シートの製造方法の好ましい態様によれば、前記の湿式不織布を作成する工程が、融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂で構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種の繊維を水に分散させた熱可塑性繊維スラリーを作製する工程、セルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維を水に分散させたセルロース繊維スラリーを作製する工程、前記の両スラリーを混合して混合スラリーとする工程、および前記の混合スラリーを用いて抄紙機で抄紙した後、乾燥し湿式不織布とする工程を行うことである。

本発明のトナークリーニング用シートの製造方法の好ましい態様によれば、前記の加熱加圧処理が、前記の湿式不織布をカレンダー加工機および／または熱プレス機で加熱加圧処理することである。

また、本発明のトナークリーニング用シートは、融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とを含み、前記の熱可塑性繊維の少なくとも一部が融着し、隣接する熱可塑性繊維と結合しているトナークリーニング用シートである。

本発明のトナークリーニング用シートの好ましい態様によれば、前記のセルロース繊維は、木材パルプ繊維である。

本発明のトナークリーニング用シートの好ましい態様によれば、前記の熱可塑性繊維は、延伸糸と未延伸糸の両方を含むことである。

本発明のトナークリーニング用シートの好ましい態様によれば、前記の延伸糸はポリフェニレンサルファイド延伸糸であり、前記の未延伸糸はポリフェニレンサルファイド未延伸糸である。

本発明のトナークリーニング用シートの好ましい態様によれば、前記の熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維との使用割合は、質量比率で８：２〜２：８である。

本発明のトナークリーニング用シートの好ましい態様によれば、前記のポリフェ二レンサルファイド延伸糸と前記のポリフェ二レンサルファイド未延伸糸との使用割合は、質量比率で７：３〜３：７である。

本発明によれば、使用環境温度（１８０〜２００℃）に対する長期的な耐熱性、およびトナークリーニング用加熱ローラーの温度オーバーシュートによる瞬間的な高温加熱（２３０℃）に対する耐熱性を備えており、かつ、クリーニング性に優れており、かつ、安価であり、安定した供給が可能なトナークリーニング用シートが得られる。

図１は、本発明のトナークリーニング用シートを例示する図面代用写真である。

次に、本発明のトナークリーニング用シートとその製造方法について、発明を実施するための最良の形態について説明する。

本発明に係るトナークリーニング用シートの特徴は、融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維と、セルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とを含み、前記の熱可塑性繊維の少なくとも一部が融着し、隣接する繊維と結合していることにある。

融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維は、トナークリーニング用シートの使用環境温度の１８０〜２００℃に対し、融点が十分に高く、トナークリーニング用シートの長期間使用環境温度に晒された場合でも、十分な使用強力を保持する。融点は２６５℃以上あればよいが、融点が高い程原料および製造コストが高くなる傾向にあり、３５０℃までの融点を持つ熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維が実質的に使用できる上限である。

本発明において融点とは、示差走査熱量計により測定し、２度目の昇温過程での融点を指す。詳しくは、示差走査熱量計（例えば、島津製作所社製 ＤＳＣ−６０）に繊維サンプルを封入し、窒素雰囲気中で２０℃から３２０℃の温度まで１０℃／分の速度で昇温した後、液体窒素を用いて急冷し、再び窒素雰囲気中で２０℃から３２０℃の温度まで１０℃／分の速度で昇温する。この２度目の昇温過程で観察される主吸熱ピークが示す温度を測定し、融点とする。

上記の融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド繊維（以下、ＰＰＳ繊維と称することがある。融点２８５℃）、ポリテトラフルオロエチレン繊維（以下、ＰＴＦＥ繊維と称することがある。融点３２７℃）、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体繊維（以下、ＥＴＦＥ繊維と称することがある。融点２７０℃）、液晶ポリエステル繊維（以下、ＬＣＰ繊維と称することがある。）、ポリエチレンナフタレート繊維（以下、ＰＥＮ繊維と称することがある。融点２６９℃）、ポリエーテルエーテルケトン繊維（以下、ＰＥＥＫ繊維と称することがある。融点３３４℃）、およびトリアセテート繊維からなる群から選ばれた繊維であることが好ましく、これらは１種以上で用いることができる。本発明においては、特に強度と耐熱性に優れているＰＰＳ繊維が好ましく使用することができる。

ＰＰＳ繊維の市販品としては東レ製“トルコン“（登録商標）、ＰＴＦＥ繊維としては東レ製”トヨフロン“（登録商標）、ＥＴＦＥ繊維としてはクレハ合繊製の繊維、ＬＣＰ繊維としてはＫＢセーレン製”ゼクシオン“（登録商標）、およびＰＥＮ繊維としては帝人製”テオネックス“（登録商標）等があり、市販品としていずれも利用可能である。

また、本発明においては熱可塑性繊維の少なくとも一部が融着し、隣接する熱可塑性繊維と結合することにより、シートの強力を高められる上、融着した熱可塑性繊維が、繊維間の隙間を埋めることにより、シートの表面が平滑となるため、クリーニング時に定着ベルトと接触する面積が広くなり、クリーニング性に優れたシートが得られる。少なくとも一部が融着するとは、融着により繊維の形態が残されている部位があってもよく、繊維全体が融着により変形し、繊維の形態が残されていない態様のものも含まれる。

図１は、本発明のトナークリーニング用シートを例示する図面代用写真であり、熱可塑性繊維の少なくとも一部が融着し、隣接する熱可塑性繊維と結合していることが示されている。

このように融点２６５℃以上の熱可塑性樹脂で構成される熱可塑性繊維を用いつつ、この熱可塑性繊維の少なくとも一部を融着して隣接する熱可塑性繊維と結合させるには、セルロース繊維と熱可塑性繊維とを混合して用いシート状にした後、熱可塑性繊維が融着し得る温度で加熱加圧処理することにより融着させることが可能である。

さらに、本発明のトナークリーニング用シートはセルロース繊維を含むが、このセルロース繊維は非溶融性であり、瞬間的耐熱性と寸法安定性に優れているため、上記の熱可塑性繊維と併用することにより、加熱ローラーのオーバーシュートにより使用環境温度以上へ達した際にも、十分な強力を保持する。

上記の熱可塑性繊維とセルロース繊維の使用割合は、質量比で９：１〜１：９の範囲とすることが好ましく、より好ましくは８：２〜２：８の範囲であり、さらに好ましくは７：３〜３：７の範囲である。熱可塑性繊維の比率をこの範囲とすることにより、セルロース繊維による加熱引張破断強度低下抑止効果が十分発揮され、優れた耐熱性を有するトナークリーニング用シートを実用的なコストで提供し得る点で特に好ましい態様である。

本発明で使用されるセルロース繊維は、天然繊維と再生繊維に大別されるが、本発明にはいずれをも使用することができる。これらのセルロース繊維は、一般に非溶融性であり、加熱によって軟化せず、寸法安定性にも優れており、セルロース繊維を熱可塑性繊維と併用することにより、得られるシートの耐熱性が向上する。

上記の天然繊維としては、例えば、クラフトパルプ、機械パルプおよび古紙パルプ等の木材パルプのほか、サイザル麻、マニラ麻、サトウキビ、コットン、シルク、竹およびケナフ等の非木材パルプも使用することができる。ただし、紙力強度や寸法安定性のような物性面、および、入手し易く安価であることから、木材パルプを使用することが好ましい態様である。

木材パルプを使用する場合、クラフトパルプとしては、例えば、針葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹晒クラフトパルプ等の晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ等の未晒クラフトパルプ、針葉樹半晒クラフトパルプ、広葉樹半晒クラフトパルプ等の半晒クラフトパルプ、針葉樹亜硫酸クラフトパルプ、および広葉樹亜硫酸クラフトパルプ等の亜硫酸クラフトパルプ等を使用することができる。

また、機械パルプとしては、例えば、ストーングランドパルプ、加圧ストーングランドパルプ、リファイナーグランドパルプ、ケミグランドパルプ、サーモグランドパルプ、グランドパルプ、サーモメカニカルパルプ、ケミサーモメカニカルパルプ、およびリファイナーメカニカルパルプ等を使用することができる。

さらに、古紙パルプとしては、例えば、新聞古紙、雑誌古紙、段ボール古紙、茶古紙、クラフト封筒古紙、チラシ古紙、オフィス古紙、上白古紙、ケント古紙、構造古紙、地券古紙等から製造された離解古紙パルプ、脱墨古紙パルプ、離解・脱墨古紙パルプ、および脱墨・漂白古紙パルプ等を使用することができる。

このように本発明の実施形態においては、種々の木材パルプを使用することができるが、中でもクラフトパルプがリグニン等の硬質樹脂を含まないため繊維が柔軟であることが好ましい。

クラフトパルプを使用する場合、針葉樹クラフトパルプおよび広葉樹クラフトパルプの一方のみを使用することもできるが、両方を混合して使用することもできる。

針葉樹クラフトパルプは、広葉樹クラフトパルプと比べて繊維が柔らかで長いため、他の繊維と絡み合い易く、紙力強度の向上を図る上で好適である。他方、広葉樹クラフトパルプは、針葉樹クラフトパルプと比べて繊維長が短いため他の繊維との絡み合いは劣るものの、繊維間の隙間を埋める作用と微細繊維の歩留り向上作用を有し、クリーニング性の向上を図る上で好適である。

また、再生繊維としては、例えば、レーヨン、ポリノジック、キュプラおよびリヨセル等の繊維が挙げられる。市販されている再生繊維としては、ダイワボウレーヨン製レーヨンおよび旭化成製キュプラ繊維“ベンベルグ”（登録商標）等が挙げられる。

本発明において、前記の熱可塑性繊維としては、延伸糸と未延伸糸の両方が含まれていることが好ましい態様である。延伸糸は、結晶化度が高く加熱加圧処理により軟化し難いが、耐熱性に優れており、一般に強度にも優れている。

延伸糸の引っ張り強度は、高い程好ましいが、例えば、２〜１０Ｎ／ｄｔｅｘが好ましく、より好ましくは３〜１０Ｎ／ｄｔｅｘである。

また、未延伸糸は、結晶化度が低く、加熱加圧処理により軟化して隣接する繊維と結合し易いため、得られるシートの表面はより平滑となり、クリーニング性に優れたシートが得られる。このような理由から、延伸糸の混率が多いほど耐熱性が向上し、逆に、未延伸糸の混率が多いほどクリーニング性を向上させることができる。そのため、延伸糸と未延伸糸との質量比は９：１〜１：９であることが好ましく、８：２〜２：８であることがより好ましく、３：７〜７：３であることがさらに好ましい。

一般に、未延伸糸は延伸糸よりも低温で軟化するため、延伸糸と未延伸糸を混合して用い、未延伸糸が融着し得る温度でかつ延伸糸が軟化しない温度で加熱加圧処理することにより、未延伸糸のみを軟化させて、隣接する繊維と結合させることができ、耐熱性とクリーニング性の両方に優れたシートを得ることができる。

延伸糸と未延伸糸は、異なる熱可塑性樹脂から得られるものであってもよいが、融着性の観点から、両者が共通する骨格を有していることが好ましい。

本発明において、前記の熱可塑性繊維は、ＰＰＳ繊維であることが耐熱性の点から好ましく、このような理由から、前記の延伸糸がポリフェニレンサルファイド延伸糸であり、前記の未延伸糸がポリフェニレンサルファイド未延伸糸であることが好ましい。

ＰＰＳ繊維は、（−Ｃ_６Ｈ_４−Ｓ−）を主なポリマー構造単位とする重合体からなる合成繊維であり、優れた耐熱性を有する。ＰＰＳ重合体の代表例としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンサルファイドスルホン、ポリフェニレンサルファイドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物などが挙げられる。

次に、本発明のトナークリーニング用シートの製造方法について述べる。

＜シートの製造方法＞
本発明のトナークリーニング用シートの製造方法は、基本的に、繊維を薄い膜状に配置して繊維ウェブを形成する段階と、形成した繊維ウェブを結合する段階とで構成される。

繊維ウェブの形成方法としては、例えば、機械的にくし削りながら形成するカーディング法、空気流を利用しランダムに形成するエアレイド法、溶融した熱可塑性高分子化合物を連続的に吐出しながら形成するスパンボンド法、スパンボンド法の一種であり、高温の空気を当てながらより細い繊維として形成するメルトブロー法、およびごく短い繊維を水に混ぜ合わせ抄紙法により形成する湿式抄紙法等が挙げられる。

これらの中でも、２種以上の繊維素材を均一に分散させたシートが生産できること、シートの物性分布や生地目付けの安定性を確保し、優れたクリーニング性を安定的に実現できること等から、本発明には湿式抄紙法が好適である。湿式抄紙法によれば、シートの生地目付けのバラツキが少なく、シートの表面も平滑であるため、クリーニング性が安定的に優れたシートとなる。

形成された繊維ウェブの結合方法としては、熱で繊維を結合させるサーマルボンド法（ヒートボンド法）、含浸したり吹き付けたりした接着剤で繊維を結合させるレジンボンド法（ケミカルボンド法）、かえしのある針を突き刺し機械的に繊維を結合させるニードルパンチ法、および高圧水流を使用し繊維を絡み合わせるウォータージェット法（スパンレース法）等が挙げられる。

＜湿式抄紙法によるシートの製法＞
本発明において、好適に使用される湿式抄紙法によるトナークリーニング用シートの作製は、融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂で構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種の繊維を水に分散させた熱可塑性繊維スラリーを作製する工程、非溶融性のセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維を水に分散させたセルロース繊維スラリーを作製する工程、前記の両スラリーを混合して混合スラリーとする工程、得られた混合スラリーを用いて抄紙機で抄紙した後、乾燥し湿式不織布とする工程、および作製した前記の湿式不織布をカレンダー加工機や熱プレス機で加熱加圧処理する工程、に大別することができる。

＜熱可塑性繊維スラリーの作製＞
湿式抄紙法で用いられる熱可塑性繊維スラリーは、融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂で構成される熱可塑性繊維を水に混合させたものであり、熱可塑性樹脂で構成される熱可塑性繊維と水の使用割合は、質量比で１：１００〜１０：１００の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１：１００〜５：１００の範囲であり、特に好ましくは１：１００〜２：１００の範囲である。また、この熱可塑性繊維スラリーには、必要に応じて、分散剤や粘度調整剤や消泡剤等を添加することもできる。

熱可塑性繊維スラリーに使用される熱可塑性繊維は、その繊維長が２〜３８ｍｍの範囲内であることが好ましく、２〜２０ｍｍであることがより好ましい態様である。繊維長が上記の範囲内であれば、抄紙用の原液により均一に分散させることが可能となり、抄紙した後の湿式不織布が十分な引張強力を有する。

また、熱可塑性繊維の太さについても、抄紙用の原液に繊維が凝集せずに均一分散できることから、単繊維繊度は０．１〜１０．０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。単繊維繊度は、より好ましくは０．５〜１０．０ｄｔｅｘであり、さらに好ましくは１．０〜６．０ｄｔｅｘである。

＜セルロース繊維スラリー＞
本発明で用いられるセルロース繊維スラリーは、非溶融性のセルロース繊維を水に混合させたものであり、セルロース繊維と水の使用割合は、質量比で１：１００〜１０：１００の範囲とすることが好ましく、より好ましくは１：１００〜５：１００の範囲であり、特に好ましくは２：１００〜４：１００の範囲である。このセルロース繊維スラリーには、必要に応じて分散剤や粘度調整剤や消泡剤等を添加することもできる。

セルロース繊維スラリーに使用されるセルロース繊維の繊維長は１〜３８ｍｍの範囲内であることが好ましい。繊維長が１〜３８ｍｍの範囲内であれば、抄紙用の原液に均一に分散が可能となり、抄紙した後の湿式不織布が十分な引張強力を有する。また、繊維の太さについても、抄紙用の原液に繊維が凝集せずに均一分散できることから、単繊維繊度は０．１〜１０．０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。繊維長は、好ましくは４〜２０ｍｍであり、さらに好ましくは５〜１０ｍｍである。

セルロース繊維として天然繊維を用いる場合、天然繊維は一般的にＳＤＲ（シングルディスクリファイナー）、ＤＤＲ（ダブルディスクリファイナー）およびナイヤガラビーターのような叩解設備で叩解した後、スラリーとする。

叩解の程度は、ＪＩＳ Ｐ ８１２１−２（２０１２年版）に準拠して測定したカナディアンスタンダードフリーネス（ＣＳＦ）が、５０〜６００ｃｃとなるまで行うことが好ましい。ＣＳＦが５０ｃｃよりも低くなると濾水性が低くなるため生産性が悪くなる。また、ＣＳＦが６００ｃｃよりも高くなると天然繊維のフィブリル化が十分でなく、目付のバラツキが生じ易い。

＜混合スラリー＞
上記の熱可塑性繊維スラリーとセルロース繊維スラリーとを混合し攪拌することにより、混合スラリーを得ることができる。熱可塑性繊維スラリーとセルロース繊維スラリーの混合割合は、目的とするシートの特性を考慮し、適宜、設定することができる。

＜抄紙＞
熱可塑性繊維スラリーとセルロース繊維スラリーとを含む混合スラリーを抄紙して、湿紙を得る。抄紙機は一般的な構造のものであれば問題なく採用することができる。例えば、円網抄紙機、長網抄紙機および短網抄紙機や、これらの抄紙機のいずれかをコンビネーションした抄紙機を用いることができる。

＜乾燥＞
得られた湿紙の水分を乾燥除去する際は、抄紙機に付属するドライヤーパートを用いることができ、例えば、ヤンキードライヤーや多筒式ドライヤーのような回転ドラムによって乾燥する工程を用いることができる。回転ドラムの乾燥温度は、好ましくは９０℃〜１３０℃とすることにより水分を効率良く除去することができる。

＜加熱加圧処理＞
本発明のトナークリーニング用シートの好ましい製造方法は、水分を乾燥除去した後にカレンダー装置で加熱加圧処理を行うことである。カレンダー装置は、２本のロールが１対以上で形成され、加熱と加圧手段を有するものである。また、ロールの材質としては、金属、ペーパーおよびゴムなどを適宜選択して用いることができるが、シートの表面の微細な毛羽を減少させるためには、鉄などの金属のロールが好適に用いられる。

加熱加圧処理は、熱可塑性繊維の少なくとも一部を融着し、隣接する繊維と結合させることが可能な条件で行われる。ロールの温度を高く設定する場合は、圧力が低目でも融着は可能であるが、ロールの温度を低く設定する場合は、圧力を高めにすることにより融着させることができる。

具体的な条件設定は、用いる熱可塑性繊維の種類によって適宜選択される。例えば、ＰＰＳの延伸糸および未延伸糸を用いる場合、ロールの好ましい表面温度は好ましくは１２０〜２７５℃の範囲内である。表面温度が１２０℃未満では、融点が２６５℃以上の熱可塑性繊維が融着し難くなる。一方、表面温度が２７５℃より高くなると、融点が２６５℃以上の熱可塑性繊維が大きく収縮し、シートの表面品位を損なう恐れがある。

ロール圧力については、好ましくは１００〜８，０００Ｎ／ｃｍの線圧範囲が好ましく採用できる。この範囲の線圧を採用することにより、シートの表面を構成している融点が２６５℃以上の熱可塑性繊維を融着させ、シートの表面の繊維間の隙間を埋めて平滑にし、優れたクリーニング性とすることができる。

本発明のトナークリーニング用シートの用途については、前掲の［背景技術］に記載の用途が挙げられる。

次に、実施例により、本発明のトナークリーニング用シートとその製造方法を、具体的に説明する。

（熱可塑性繊維）
融点が２６５℃以上の熱可塑性繊維として融点が２８５℃のＰＰＳ繊維を用いた。

（延伸ＰＰＳ繊維）
延伸されたＰＰＳ繊維として、単繊維繊度が１．０ｄｔｅｘで、カット長が６ｍｍの東レ社製“トルコン”（登録商標）、品番Ｓ３０１を用いた。

（未延伸ＰＰＳ繊維）
未延伸のＰＰＳ繊維として、単繊維繊度が３．０ｄｔｅｘで、カット長が６ｍｍの東レ社製“トルコン”（登録商標）、品番Ｓ１１１を用いた。

（セルロース繊維）
非溶融性のセルロース繊維として、繊維長約３．０〜５．０ｍｍ、幅約５０μｍのカラマツチップの木材パルプ繊維を用いた。

（叩解機）
木材パルプ繊維を叩解する装置として、ナイヤガラビーター（熊谷理機工業社製）を用いた。

（手漉きの抄紙機）
底に１４０メッシュの手漉き抄紙網を設置した大きさが２５ｃｍ×２５ｃｍで、高さが４０ｃｍの手漉き抄紙機（熊谷理機工業社製）を用いた。

（乾燥機）
手漉き抄紙機で得られた湿紙を乾燥させ、乾燥した紙とする工程で、ロータリー式乾燥機（熊谷理機工業社製）を使用した。

（カレンダー加工機）
乾燥した紙を加熱加圧する工程で、金属ロールとペーパーロールとからなるカレンダー加工機（由利ロール社製）を使用した。

（シートの製造方法）
前記のＰＰＳ繊維を用いて、ＰＰＳ繊維濃度が０．５質量％となるように水と混合した後、家庭用ジューサーミキサーで１０秒間撹拌し、ＰＰＳ繊維スラリーを作製した。前記の延伸ＰＰＳ繊維と未伸延ＰＰＳ繊維の質量比が７：３、５：５、および３：７の３種類のＰＰＳ繊維スラリーを準備した。

前記の木材パルプ繊維を用いて、木材パルプ濃度が０．５質量％となるよう水と混合した後、ＣＳＦが３５０ccとなるまで叩解し、セルロース繊維スラリーを準備した。

これらの両スラリーを、表１に示される使用割合で適宜混合し、仕上がりが約２０ｇ／ｍ^２となるように手漉き抄紙機に投入し、さらに水を追加して抄紙分散液の総量を２０Ｌ（リットル）とし、攪拌器で十分に攪拌した。

手漉き抄紙機の水を抜き、抄紙網に残った湿紙を濾紙に転写し、前記の湿紙を濾紙ごとロータリー式乾燥機に投入し、温度１１０℃、工程通過速度０．５ｍ／ｍｉｎ、工程長１．２５ｍ（処理時間２．５分）で乾燥する処理を２回繰り返して、乾燥処理したペーパーを得た。

（実施例１〜１０、比較例１〜５）
実施例１〜９および比較例１〜５については、前記のようにして得られた乾燥処理したペーパーを、濾紙から剥離して、温度２００℃、線圧２，０００Ｎ／ｃｍ、およびロール回転速度１０ｍ／分の条件下でカレンダー加工機に通して加熱加圧処理を施し、表１のシートを得た。

実施例１０については、前記のようにして得られた乾燥処理したペーパーを、濾紙から剥離して、温度２７５℃、線圧２，０００Ｎ／ｃｍ、ロール回転速度１０ｍ／分の条件下でカレンダー加工機に通して加熱加圧処理を施し、表１のシートを得た。

表１中、「ＣＦ」はセルロース繊維を表し、「ＰＰＳ１」は延伸ＰＰＳ繊維を表し、「ＰＰＳ２」は未延伸ＰＰＳ繊維を表す。また、表１中の「ＣＦ: ＰＰＳ１：ＰＰＳ２」は、シートを構成する各繊維の質量比を表し、「ＣＦ：（ＰＰＳ１＋ＰＰＳ２）」は、シートを構成するセルロース繊維とＰＰＳ繊維（延伸ＰＰＳ繊維と未延伸ＰＰＳ繊維の合計）の質量比を表し、「ＰＰＳ１：ＰＰＳ２」は、シートに含まれる延伸ＰＰＳ繊維と未延ＰＰＳ伸繊維との質量比を表す。

次に、上記の実施例で得られたシートについて、評価を行った。

［測定と評価方法］
各特性の測定と評価方法は、次のとおりである。

（１）目付：
ＪＩＳ Ｌ １９０６：２０００に準じて、２５ｃｍ×２５ｃｍの試験片を、１枚採取し、標準状態におけるそれぞれの質量（ｇ）を量り、１ｍ^２当たりの質量（ｇ／ｍ^２）で表した。

（２）厚さ：
ＪＩＳ Ｌ １９０６：２０００で準用するＪＩＳ Ｌ １０９６：１９９９に準じて、試料の異なる１０か所について、厚さ測定機を用いて、直径２２ｍｍの加圧子による２ｋＰａの加圧下、厚さを落ち着かせるために１０秒間待った後に厚さを測定し、平均値を算出した。

（３）引張強度：
ＪＩＳ Ｐ ８１１３（２００６年版）に準じて、試験片幅１５ｍｍ、試験片長１８０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で、引張試験機（島津製作所社製ＡＧＳ−Ｊ５ｋＮ）を使用して引張強度（ａ）を測定した。試験片の長手方向が、シートのたて方向となるように試験片を採取した。

（４ａ）強度保持率−１（使用環境温度での強度保持率）：
シートを２００℃の温度の熱風循環型乾燥機の中で４．５時間静置する方法で熱処理を行い、乾燥機から取り出した後の引張強度（ｂ）を測定し、下記式から強度保持率を求めた。なお、引張強度の測定は、ＪＩＳ Ｐ ８１１３（２００６年版）に準じて、試験片幅１５ｍｍ、試験片長１８０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で、引張り試験機（島津製作所社製ＡＧＳ−Ｊ５ｋＮ）を使用して測定した。試験片の長手方向が、シートのたて方向となるように試験片を採取した。

強度保持率（％）＝ｂ／ａ×１００
（４ｂ）強度保持率−２（オーバーシュート温度での強度保持率）：
２３０℃に加熱した金属ロールとシリコンゴムロールの間にシートを挟み、前記金属ロールを圧力０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２で１分間押し当てた後、押し当てた状態のまま引張強度（ｃ）を測定し、下記式から強度保持率を求めた。なお、引張強度の測定は、ＪＩＳ Ｐ ８１１３（２００６年版）に準じて、試験片幅１５ｍｍ、試験片長１８０ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／分で、引張り試験機（島津製作所社製ＡＧＳ−Ｊ５ｋＮ）を使用して測定した。試験片の長手方向が、シートのたて方向となるように試験片を採取した。

強度保持率（％）＝ｃ／ａ×１００
（５）乾熱収縮率：
たて２００ｍｍ、よこ２００ｍｍの寸法にカットしたシートを２００℃の温度の熱風循環型乾燥機の中で１５分間静置する方法で熱処理し、乾燥機から取り出した後のよこ寸法（ｄ）を単位ｍｍで測定し、下記式から乾熱収縮率を求めた。

乾熱収縮率（％）＝（２００−ｄ）／２００×１００
（６）クリーニング性：
シートにシリコーンオイル（信越シリコーン社製 ＫＦ−９６５−１００００ｃｓ）を５ｇ／ｍ^２塗布した後、市販の複写機（冨士ゼロックス社製）にトナークリーニングシートとして装着し、黒ベタ画像を５０回複写した。次いで、シートを取り出し、トナー付着面の濃度を目視観察し、ＪＩＳ Ｌ ０８０５（２００５年版）に準じた汚染用グレースケールで１級〜５級までの等級を判定した。等級の数字が低いもの程、クリーニング性が優れることとなる。１級以上の濃度のものは全て１級とした。トナーは冨士ゼロックス社製ＣＴ２００５６４を使用した。

（７）シート表面融着の有無：
日立ハイテクノロジーズ社製の走査型電子顕微鏡Ｓ−３５００Ｎを用いて、試験片を倍率３００倍で観察したとき、1画面中に表示できる試験片の面積に相当する０．１４ｍｍ²内に存在する繊維のうち、隣り合う繊維との境界線が消えて不明瞭である部分が一カ所でもあれば「有」、なければ「無」とした。観察したのは加熱加圧処理で金属ロールに接触していた面である。

（８）融点：
繊維サンプルを約２ｍｇを秤量し、アルミニウム製パンとパンカバーを用いて封入し、示差走査熱量計（島津製作所社製 ＤＳＣ−６０）によって測定する。測定においては、窒素雰囲気中で２０℃から３２０℃の温度まで１０℃／分の速度で昇温した後、液体窒素を用いて急冷し、再び窒素雰囲気中で２０℃から３２０℃の温度まで１０℃／分の速度で昇温した。この２度目の昇温過程で観察される主吸熱ピークが示す温度を測定し、融点とした。

実施例と比較例で得られた各シートについての評価結果を、次の表２と表３にまとめて示す。

上記の表２と表３の結果から明らかなように、本発明の実施例で得られたトナークリーニング用シートは、比較例で得られたシートに比べて、トナークリーニング性能に優れ、かつ、耐熱性能に優れている。また、入手が容易かつ安価なセルロース繊維を含むことによって、低コストかつ安定した供給性も実現することができた。

これに対し、比較例１〜２で得られたシートは、セルロース繊維を含んでいないため、オーバーシュート時の強度保持率が低い上に、熱収縮が大きくクリーニング範囲が狭くなるため、使用に耐えられない。

また、比較例３〜５で得られたシートは、熱可塑性繊維の融着が確認できず、拭き取り相手材である定着ロールとの接触面積が小さいため、クリーニング性に劣っているものであった。

Claims (10)

1. 融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とを含み、前記熱可塑性繊維の少なくとも一部が融着し、隣接する熱可塑性繊維と結合しているトナークリーニング用シートであって、熱可塑性繊維が、延伸糸と未延伸糸の両方を含み、延伸糸がポリフェニレンサルファイド延伸糸であり、未延伸糸がポリフェニレンサルファイド未延伸糸であることを特徴とするトナークリーニング用シート。
2. セルロース繊維が木材パルプ繊維であることを特徴とする請求項１記載のトナークリーニング用シート。
3. 熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維との使用割合が、質量比率で８：２〜２：８であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナークリーニング用シート。
4. ポリフェ二レンサルファイド延伸糸とポリフェ二レンサルファイド未延伸糸との使用割合が、質量比率で７：３〜３：７であることを特徴とする請求項３記載のトナークリーニング用シート。
5. 融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とを含むトナークリーニング用シートの製造方法であって、前記熱可塑性繊維の少なくとも一部を融着させて、隣接する熱可塑性繊維と結合させる結合工程を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトナークリーニング用シートの製造方法。
6. 融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂から構成される熱可塑性繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維とセルロース繊維から選ばれた少なくとも一種類の繊維を薄い膜状に配置して繊維ウェブを形成する繊維ウェブ形成工程の後、結合工程を行うことを特徴とする請求項５記載のトナークリーニング用シートの製造方法。
7. 繊維ウェブ形成工程および結合工程を行なうトナークリーニング用シートの製造が、湿式抄紙法により行われることを特徴とする請求項５記載のトナークリーニング用シートの製造方法。
8. 湿式抄紙法が湿式不織布を作成する工程を行った後、作成した湿式不織布を加熱加圧処理する工程を行う請求項７記載のトナークリーニング用シートの製造方法。
9. 湿式不織布を作成する工程が、融点が２６５℃以上の熱可塑性樹脂で構成される熱可塑性繊維から選ばれる少なくとも一種の繊維を水に分散させた熱可塑性繊維スラリーを作製する工程、セルロース繊維から選ばれる少なくとも一種類の繊維を水に分散させたセルロース繊維スラリーを作製する工程、前記両スラリーを混合して混合スラリーとする工程、
   前記混合スラリーを用いて抄紙機で抄紙した後、乾燥し湿式不織布とする工程を行うことを特徴とする請求項７記載のトナークリーニング用シートの製造方法。
10. 加熱加圧処理が、前記湿式不織布をカレンダー加工機および／または熱プレス機で加熱加圧処理することである請求項８または９記載のトナークリーニング用シートの製造方法。