JPH04197622A - フッ素系樹脂製シームレスベルト及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は表面の離型性に優れ、かつ伸びにくいシームレ
スベルト及びその製造法に関する。

〈従来の技術〉 フッ素系樹脂は離型性、耐熱性等多くの優れた性質を有
しているが高温下の弾性率が低いため例えば複写機等の
定着ベルトとして使用する場合、高温での使用において
、伸びたり、しわがよる等の問題が発生し、対策が講じ
られていた。−射的な対策としては、ポリイミド樹脂の
ような高温下ｉ７惠弾Ｊｒ＃−率を右オＡ壬、−プの板
面に７〜！累岸脂の粉体又はデイスパージョン塗料等を
コーティングする方法により二層チューブを作製しベル
トとする方法が利用されている。しかしこれらの方法も
ポリイミド樹脂は押出チューブ製膜が困難であるため大
量生産が不可能であった。ポリイミド樹脂のチューブは
従来、遠心成型等により製膜されているが、この方法は
極めて工数がかかり、工程が複雑で高価となる等の問題
点を有していた。

その上これらチューブにフッ素系樹脂をコーティングす
る際にも更に工数がかかり、かつ作成されたものも表面
精度に劣る上に摩耗性を有する等の問題点を持っていた
。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明者らはこれら従来技術の問題点を解決し、高温下
で高弾性率を有する上に例えば離型性等諸性質の良好な
フッ素系樹脂製シームレスベルトを得るべく種々検討を
繰り返し遂に本発明に到達した。

く課題を解決するための手段〉 即ち本発明の特徴とするところはフッ素系樹脂製シーム
レスベルトにおいて、内面がエツチング処理されてなる
熱流動性を有するフッ素系樹脂製チューブの前記エツチ
ング処理面に高弾性率を有する合成樹脂のコート層が形
成された構成を有する点にあり、更にシームレスベルト
を得るに際し、押出製膜されてなる熱流動性を有するフ
ッ素系樹脂製チューブの内面をケミカルエツチング処理
し、次いで必要ならば所定の寸法に切断し、しかる後該
チューブ内に高弾性率を有する合成樹脂および／または
その前駆体の液状物を作用せしめるることにより内面コ
ートし、更に必要ならば所定の寸法に切断する点にある
。

次に課題を解決するための手段を更に詳述することにす
る。

本発明に使用されるシームレスベルトの原材料の一つで
ある熱流動性を有するフッ素系樹脂は特に制限はなく各
種のものが使用でき、その成形温度における溶融粘度も
特に制限はないが、好ましくはｌ　Ｘ　１０’〜Ｉ　Ｘ
　ｌ　Ｏ’ポイズのものを例示でき、この中にはフッ化
ビニリデンのホモポリマー及びコポリマー、クロロトリ
フルオロエチレンのホモポリマー及びコポリマー並びに
テトラフルオロエチレンのコポリマーなどが含まれる。

就中、好ましいフッ素系樹脂としてはテトラフルオロエ
チレンとフッ素化されたエチレン性不飽和化合物とのコ
ポリマーを例示でき、例えば次式で示される フルオロ（アルキルエチレン）： Ｘ’　　（ＣＦ２　）　１ｌＣＸ”　＝ＣＸ”　Ｘ’フ
ルオロ（オキシアルキルエチレン）：Ｘ’　　（ＣＦ２
　）　ｎ０ＣＸ”　＝ＣＸ”　Ｘ’及び フルオロ（ビニルポリエーテル）： ＣＦ。

Ｘ’　　（ＣＦ、）　、、Ｏ（ＣＦＣＦ、Ｏ）。

ｃｘ２＝ｃｘ”　ｘ’ （式中ｘ’　ｘ”　ｘ’及びＸ４はＦ又はＨ，ｎは１〜
８、ｍは１〜５） などのようなフッ素化されたエチレン性不飽和化合物と
テトラフルオロエチレンとのコポリマーやエチレン−テ
トラフルオロエチレンコポリマー（必要ならば少量の第
三成分が共重合されていてもよい）等をあげることがで
きる。これらのコポリマーの幾つかはテフロンＦＥＰ、
ＰＦＡ　（いずれも三井・シュポンフロロケミカル（株
）及びシュボン社製フッ素樹脂の商品名）として市叛さ
れている。

これらのテトラフルオロエチレンコポリマーのうち、特
に比溶融粘度が５ＸＩＯ’〜Ｉ　Ｘ　Ｉ　Ｏ’ポイズの
比較的高い溶融粘度を有するコポリマーは引き裂き強度
が高く、チューブの製造等において有利である。上記範
囲を超える比溶融粘度を有するコポリマーは熱流動性が
不足し易く、チューブの成形において不利をこうむる場
合もあるが、勿論用途によってはどのような値であろう
と使用可能で、上記比溶融粘度の値は特に制限を受ける
ものではない。

本発明に係る高弾性率を有する合成樹脂とはボ１１　ツ
マ　；シ　ノ〈　ノ　酩　　　　→ぜ　ＩＩ　　Ｊ　　
　；　　　ｋｎ　　　　　−ぜ　■　マ　ζ　　（）　
　≧　　Ｖポリエーテルイミド、ポリイミドスルホン、
ポリアミノビスマレイミド、その他のポリイミド系樹脂
、ポリアリレンサルファイド、オキシベンゾイルポリエ
ステル、ポリベンツイミダゾール、ポリフェニレンサル
ファイド、ボリアリレート、ポリスルフィド、ポリアリ
ールスルホン、ポリスルホン、ポリエーテルスルフォン テルケント、ポリフェニレンエーテル等の合成樹脂（そ
の前駆体を含む）を例示できる。

本発明はフッ素系樹脂製チューブの内面に高弾性率を有
する合成樹脂をコートすることにより達成され、コート
する方法としては高弾性率を有する合成樹脂および／ま
たはその前駆体を主成分とする液状物をチューブ内に通
過させたり、チューブ内に充填する等により塗布、形成
してもよいし、スクレーバー等でチューブ内表面に塗布
形成してもよく、コートする方法は特に制限はない。

またコート層は１種もしくは２種以上の高弾性率を有す
る合成樹脂のみから形成されているのが望ましいが、こ
の限りでなく、必要ならば適宜の他成分が混合されてい
てもよい。

こうしたコート層を形成するには通常では高弾性率を有
する合成樹脂および／またはその前駆体を有機溶剤等に
溶解せしめ、液状物としてチューブ内表面に塗布し、乾
燥、必要に応じ熱処理をすればよいが、コート方法につ
いてはその他考えられるあらゆる方法が適応可能である
。

高弾性率を有する合成樹脂および／またはその前駆体を
有機溶剤に溶解して用いる場合の有機溶剤としてはジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル
ピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジオキソラン、β
−ブチロラクトン、シクロペンタノン、イソホロン、炭
酸プロピレン、シクロヘキサノン・アセトン混合物・シ
クロヘキサノン・ジオキサン・メチルエチルケトン混合
物等を例示でき特に制限はない。また、その樹脂濃度も
０．１〜５０重量％、好ましくは１０〜３５重量％程度
を例示できる。かかる樹脂濃度は特に制限はないが、前
述したチューブ内に樹脂液状物を充填、通過等によりコ
ート層を形成させる際には、前記の如き樹脂濃度が望ま
しく（勿論、かかる範囲を越えても使用可能である。）
、この程度の濃度の場合樹脂溶液は適度の粘性をおび、
チューブ内表面に均一に塗布され易い傾向にある。

ここで前記したチューブ内にコート層を形成せしめる具
体例を述べることにする。

先ず押出製膜されたチューブを必要ならば適宜寸法にカ
ットし、内面のエツチング処理・脱脂・洗浄等を施す。

その後、更に必要ならば適宜寸法にカットしチューブ内
部に所定の樹脂溶液を充填せしめ、チューブの両端を縛
りよく振るなどの方法や、チューブの両端をリング状物
品に締結し、その一方からチューブ内に所定の樹脂溶液
を充填せしめたりする方法などを用いてチューブ内面コ
ート層を形成し、更に乾燥、必要ならば熱処等を施し、
所定肉厚のコート層とすればよい。

以上は、カットしたチューブ内にコート層を塗布、形成
せしめる一例であるが、勿論長尺チューブのままで連続
的にその内表面にコート層を形成してもよく、更に例え
ば第１図等に示す如き方法が考えられる。

即ち、ニップロール３、３と、円筒状のガイド４の作用
によりチューブ１内に樹脂溶液２を充填した後、チュー
ブ１を円筒状のガイド４を通過させて所定の速度で引取
り，適宜の寸法で円盤状カッター５等でカットする方法
であり、これにより半連続的に長尺チューブ内面に樹脂
溶液２が作用しコート層が形成される。５はチューブの
杷部材持であり、樹脂溶液２は適宜に供給すればよい。

その後、必要ならば乾燥、熱処理等を施し、所定肉厚の
コート層とすればよい。通常では樹脂溶液をコートした
後乾燥を行い、熱処理するのが好ましい。この際乾燥後
チューブの径を規制しつつ熱処理を行うと一層好適で、
径を規制するには特に制限はな（適宜の方法によればよ
いが、例えばチューブの外径と同じかやや大きい内径を
有するシリンダー内にチューブを挿入して、チューブ内
を圧縮空気等で加印しつつ熱処理することにより達せら
れるし、チューブの内径と同じかやや小さい円柱体にチ
ューブを挿入し熱処理することにより達せられる。この
ように径を規制しつつ熱処理すると、高弾性率を有する
合成樹脂がより一層好ましい状態でコートされる。この
際熱処理温度は特に制限はないが、１８０〜３８０℃、
好ましくは２００〜３３０℃程度を例示できる。

この際、樹脂液状物として樹脂溶液を例に説明したが、
コート層の形成に用いる樹脂液状物としては水性分散液
等の分散液でもよいしどのような状態であろうとコート
層の形成が可能ならば特に制限はない。

又、本発明のコート層は前述したように高弾性率を有す
る合成樹脂を主成分とし必要に応じ適宜の合成樹脂等の
他成分を混合して形成することができる。

本発明においてフッ素系樹脂製チューブの内面にエツチ
ング処理を施し、次いで前記高弾性率を有する合成樹脂
を主成分とするコート層を形成させること゛が必要であ
る。かかるエツチング処理としては、金属ナトリウム、
金属ナトリウム−ナフタレン錯体等を主成分とするアル
カリ金属溶液（分散液等あらゆる溶液を含む）を用いた
ケミカルエツチング法を例示でき、その他公知の各種エ
ツチング方法をあげることができる。こうしたエツチン
グ処理はコート層を形成する前に適宜の方法で実施すれ
ばよいが、チューブの状態で処理を行なうには前記金属
ナトリウム−ナフタレン錯体を主成分とするケミカルエ
ツチング処理法が最も好適である。即ち、かかるケミカ
ルエツチング処理法はチューブ内に前記ようなアルカリ
金属溶液（分散液等あらゆる溶液を含む）を例えば所定
時間充填したり、通過せしめる等により簡単に処理が可
能であるため、好適な方法として例示できる。

こうしてコート層が成形されたチューブは、その複重に
使用機器等の仕様にあわせ、必要ならば所定寸法にチュ
ーブの軸方向と直角の方向に切断することにより本発明
に係るシームレスベルトは作成される。尚、予じめ以前
の工程で本発明に係るベルトの寸法に切断されている場
合は、前記コート層成形後の切断は不要なこともある。

更に本発明に係るチューブはおよび／またはコート層は
フィラーを含むものであっても含まぬものであっても良
いが、フィラーの添加によってチューブの原料組成物の
成形性１強度などが著しく損なわれない限り、耐クリー
プ性、熱、若しくは電気伝導性その他の諸性質を向上せ
しめる目的でカーボンブラック、グラファイトなど適宜
のフィラーを添加することが好ましい場合もある。その
他のフィラーとしては鉄、銅、アルミニュウム、クロム
、ニッケル、錫、亜鉛などの金属及びこれらの金属の合
金の粉末、カーボン、ガラス、アルミナ、炭化ケイ素、
ケイ酸ジルコニュウム、窒化硼素、雲母などの無機粉末
などを例示することができ、上記フィラーの添加量はフ
ィラーの種類及び添加目的によって異なり特に制限はな
いが、およそ１〜３０量％の範囲であることが好ましく
、１重量％以下の添加ではその添加目的を充分に達成す
ることができないこともあり、また３０重量％を越える
フィラーの添加が原料組成物の成形性を悪くすることも
ありうるが、目的如何ではかかる範囲を越えてもよい。

なお本発明における重量％は次式で示されるものである
。

ここで樹脂重量とはフィラーが添加されたチューブ体も
しくはコート層に用いる樹脂の重量のことであり、チュ
ーブ全体の樹脂重量のことでない。

フィラーの形状としては繊維状粉末、りんべん状粉末で
あっても良く特に制限はないが、球状又は球状に近い形
状の粉末を使用することが好ましい。またフィラーはベ
ルトにおけるチューブ体および／またはコート層に適宜
に添加されていればよく、２種以上の混合物が添加され
ていてもよく特に制限はない。

本発明の用途としては特に制限はなく、あらゆる分野に
広範に用いられるが、例えば複写機用の定着ベルト等、
複写機、プリンター等の各種ベルト等に好んで用いられ
る。このように本発明のベルトはユーザーの要望に合せ
て、好ましい設計とすることができ、そのメリットは図
り知れないものがある。

以上は本発明の好ましい実施態様を例示的に述べたまで
で１本発明はこれらの記載内容に制限を受けるものでな
いことは当然である。

次に本発明の実施例を述べることにする。

〈実施例１〉 テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体（以下ＰＦＡという）８８重量％とカ
ーボンブラック（アセチレンブラック）１２％重量％の
混合物を環状ダイスより押出し製膜し、内径２３．５ｍ
ｍ、厚さ５０μのフッ素樹脂製チューブを得ｌｏｏｍの
長さにカットした。こうしたチューブの内面を金属ナト
リウム−ナフタレン錯体のエチレンゴリコール・ジメチ
ルエーテル溶液でケミカルエツチング処理を施し、しか
る後３０ｃ、の長さにカットした。次いでポリパラバン
酸樹脂をジメチルホルムアミドに溶解せしめて２５重量
％溶液とした樹脂溶液をチューブ内面に加え、チューブ
の軸方向に２０ｍｍ／ｍ　ｉ　ｎの一定速度でチューブ
を引き上げ（２０ｍｍ／ｍｉｎの一定速度で溶液を抜い
てもよい）内面の溶液を除去した。かかるチューブは軟
質でないため自然状態では偏平となることなく、樹脂溶
液が内面にほぼ均一にコートされた。

次いで１００℃×１０分間乾燥を行い、内径２４ｍｍの
シリンダー内に挿入した状態で空気による内圧を加え、
シリンダー内面とチューブ外面が接触した状態で２３０
℃に加熱し、６０分間熱処理を行い、チューブ内面にポ
リパラバン酸樹脂のコート層が形成された。しかる後除
冷してもチューブの変形は生ぜず、しかも表面精度寸法
精度も良好で高温での弾性率の低下も見られなかった。

かかるチューブを、その軸方向と直角方向に両側を切断
し、２３ｃ、の幅を有するベルトを得、発熱体を配置し
て複写機の定着ベルトに用いたところ良好な複写物を得
られた。

〈実施例２〉 実施例１と同様に作成されたＰＰＡチューブを円周方向
に内径が２４．５ｍｍとなるように２００℃で拡張（延
伸）してフッ素樹脂製チューブを得た。このチューブを
実施例１と同様にケミカルエツチング処理した後、ポリ
イミド樹脂およびその前駆体をＮ−メチルピロリドンに
溶解せしめ１５重量％樹脂溶液を用いる以外実施例１と
同様にして内面にコートし、ｓｏ’ｃで乾燥を行った。

しかる後外形２４　ｍ　ｍのアルミ製ロールを挿入し、
内径の寸法を規制するようにして２３０°Ｃに加熱する
と、この温度の影響で前記の如く拡張されたチューブが
アルミ製ロールにぴったりと接触し、寸法規制が行なわ
れ、所定時間熱処理を行うことによりチューブ内面にポ
リイミド樹脂のコート層が形成された。かかるチューブ
を用い実施例１と同様にしてベルトを形成し、同様にし
て定着ベルトとして用いたところ、良好な結果が得られ
た。

〈発明の効果〉 本発明は以上の通りであり、本発明はフッ素系樹脂製シ
ームレスベルトの従来の問題点を解決したものであり、
高温下でも伸びにくい上にしわの発生がない優れたシー
ムレスベルトの提供を可能とした点で格別顕著な効果が
ある。こうした特性をＩＩ用し本発明は例えば複写機の
定着ベルト用箋広範な用途が期待される。

【図面の簡単な説明】 第１図はチューブの内面にコート層を形成させる方法の
一例を示す断面図である。 １・・・・チューブ、２・・・・樹脂溶液、３・・・・
ロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内面がエッチング処理されてなる熱流動性を有す
   るフッ素系樹脂製チューブの前記エッチング処理面に高
   弾性率を有する合成樹脂のコート層が形成された構成を
   有するることを特徴とするフッ素系樹脂製シームレスベ
   ルト。
2. （２）押出製膜されてなる熱流動性を有するフッ素系樹
   脂製チューブの内面をケミカルエッチック処理し、次い
   で、該チューブ内に高弾性率を有する合成樹脂および／
   またはその前駆体の液状物を作用せしめることにより内
   面コートし、しかる後所定の寸法に切断することを特徴
   とするフッ素系樹脂製シームレスベルトの製造法。
3. （３）押出製膜されてなる熱流動性を有するフッ素系樹
   脂製チューブの内面をケミカルエッチック処理し、次い
   で所定の寸法に切断し、しかる後該チューブ内に高弾性
   率を有する合成樹脂および／またはその前駆体の液状物
   を作用せしめることにより内面コートし、しかる後必要
   ならば更に所定の寸法に切断することを特徴とするフッ
   素系樹脂製シームレスベルトの製造法。