JPH05142965A

JPH05142965A - 分離爪

Info

Publication number: JPH05142965A
Application number: JP10678192A
Authority: JP
Inventors: Fumitada Satoji; 文規里路; Shoichi Hashimoto; 昇一橋本; Kuniaki Asai; 邦明浅井; Tadayasu Kobayashi; 忠康小林
Original assignee: NTN Corp; Sumitomo Chemical Co Ltd; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp; Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-05-31
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1993-06-11
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: JP3293653B2; CA2069568C; US5364670A; CA2069568A1

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、複写機の分離爪を耐熱変形性、耐
熱老化性、耐衝撃性、耐熱疲労性、耐熱荷重性、相手ロ
ーラーへの低攻撃性および分離爪の刃先端部の形状安定
性に優れ、かつトナーに対する非粘着性に優れたものと
する。【構成】４℃／分の昇温速度で加熱された樹脂を荷重
１００ｋｇｆ／ｃｍ²のもとで、内径１ｍｍ、長さ１０
ｍｍのノズルから押し出す時に、溶融粘度が４８，００
０ポイズを示す温度を流動温度として、この流動温度が
３４０℃以上の液晶ポリエステルに、９Ａｌ₂Ｏ₃・２
Ｂ₂Ｏ₃または２Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃のホウ酸アルミ
ニウムウィスカを添加した液晶ポリエステル樹脂組成物
で分離爪を成形する。また、分離爪に３３０℃以上でＰ
ＦＡコーティングを行なえば非粘着特性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機用の分離爪に
関する。

【０００２】

【従来の技術】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ー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、定着ローラー
を通過した複写紙がローラーに巻き付くことなく確実に
排出されるように、分離爪を用いてその先端をローラー
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、ローラー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、刃先または特にその先端部形状に充分な精度が得ら
れること、さらにはトナーが粘着されないことなどの特
性が要求されてきた。

【０００３】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。このように昨今の複写機は、高速処理機
能が要求されるが、高速化により定着ローラーによる加
熱温度をより高温に設定する場合が多く、そのため分離
爪には一層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で非常に長時間高温にさ
らされるようになる。このため、分離爪には優れた耐熱
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必要がある。すなわち、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
よび連続使用時にも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。

【０００４】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等が挙げられる。これらのうち、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
等の樹脂の成形品は、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分離爪
の耐熱性向上の要求（２５０℃以上）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
耐熱性のポリエーテルサルホンおよびポリエーテルイミ
ド等の樹脂もあるが、潤滑性および耐摩耗性に劣り、ロ
ーラー駆動部のトルクの上昇および分離不良を時に起こ
し、たとえフッ素樹脂等の被膜が施してあっても、ロー
ラーとの摺接面は長期使用の中で摩耗し、分離爪基材と
ローラー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、ポリエ
ーテルケトン等の樹脂の成形品は、ガラス転移点はとも
に２５０℃未満ではあるが，結晶性樹脂であるため、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、相手ローラーを傷つける
問題と、これら補強剤の分離爪の刃先すなわち先端部へ
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
性の問題とがあった。また、ポリイミド樹脂のうち、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、上述のポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂等と同様充填剤にて補強する必要があり、同
じような問題点を有する。また、ポリアミドイミド樹脂
の成形品においては、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、吸水時また
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、例えば長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚み
３．２ｍｍのシート試片のとき、３．２ｍｍの肉厚面が
２．５μｍ以上の寸法変化を起こし、表面の脹れまたは
発泡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 Kap
ton 、Vespel（登録商標）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。

【０００５】これらの樹脂に対して、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
方性を示す液晶ポリエステル（たとえば特公昭４７−４
７８７０号）がある。このものは、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
熱変形性が高く、無機系の耐熱性繊維状充填剤または粉
末状充填剤等の補強剤の充填量も少量で耐熱変形性向上
に寄与し、またチタン酸カリウムウィスカに比べて補強
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、相手ローラーの攻撃性は低く、ポリフ
ェニレンサルファイド樹脂のような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成形品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、分離爪材として、特開昭６２−２４５２７４号、特
開昭６３−７４０８４号公報に開示してあるようなもの
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。

【０００６】このように、複写機の定着ローラー表面温
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、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に高温荷重下でクリープ
変形するという問題がある。また、液晶という比較的大
きな単位で自己補強されているため、高温時に繰り返し
応力を受けると、この単位がほぐれて急速に弾性率等の
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。これらの高温剛性、耐熱疲労性、
耐熱荷重性を改善し、かつ相手ローラー材を損傷させな
い補強材としてチタン酸カリウムがあるが、補強効果が
小さく改善度が小さいばかりか、この液晶ポリエステル
とチタン酸カリウムウィスカの組成物は、分離爪の溶融
成形時に組成物の一部がゲル化し、分離爪の表面に“ふ
くれ”が生じ、これがローラーとの接触面に発生すれば
用紙を分離できないという問題もある。さらに、特有の
配向性による液晶ポリエステルの自己強化性を発現する
程度のバラツキは大きく、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著しく低下する問題があ
り、さらに、液晶ポリマーで分離爪を成形した場合、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
るものもある。また、金型加工時に良好な曲率半径（１
０〜５０μｍ）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、ローラーの外
周面を傷つけたりする危険性が生じていた。

【０００７】一方、分離爪の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等の方法が採られてい
る。これらのなかで、特にトナーに対する非粘着性を改
善する方法として、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と略
称する）を該樹脂の融点以上に加熱して融着させる手法
がある。この手法は、通常よく用いられるバインダー樹
脂（例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂またはポリ
アミドイミド樹脂）を用いないため、被覆材の表面が全
てＰＦＡ樹脂となり、非常に優れた非粘着性を得ること
ができる。しかし、ＰＦＡ被膜を分離爪と強固に密着さ
せ、ＰＦＡ本来の優れた非粘着性を発揮させるには、３
３０℃以上の温度に加熱する必要があることから、この
手法を適用できる樹脂はほとんど無く、液晶ポリエステ
ルを分離爪の成形材料とした場合においても、加熱融着
させる工程で、分離爪が変形したり、収縮したり、表面
がふくれたりする問題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】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、耐衝撃
性、耐熱疲労性、耐熱荷重性、相手ローラーへの低攻撃
性および分離爪の刃先端部の形状安定性に優れ、かつト
ナーに対する非粘着性に優れたものが得られていないと
いう問題点があり、これを解決して近年の市場のさらな
る高品質化、高信頼性、長寿命化の要求に対応した分離
爪とすることが課題となっていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため鋭意研究を続けた結果、特定の液晶ポ
リエステルとホウ酸アルミニウムウィスカからなる組成
物から成形された分離爪、およびこの分離爪の刃先また
は全体を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で被覆した分離爪が、上記の
要求性能をすべて満足することを見出しこの発明を完成
するに至った。以下、その詳細を述べる。

【００１０】この発明で使用される液晶ポリエステル
は、次に示す方法で求めた流動温度が３４０℃以上であ
り、この流動温度以上で異方性溶融体を形成する。

【００１１】流動温度：４℃／分の昇温速度で加熱され
た樹脂を荷重１００ｋｇｆ／ｃｍ²のもとで、内径１ｍ
ｍ、長さ１０ｍｍのノズルから押し出す時に、溶融粘度
が４８，０００ポイズを示す温度である。

【００１２】上記した液晶ポリエステルは、異種の芳香
族ヒドロキシカルボン酸またはこれらのエステル形成性
誘導体から合成されるか、芳香族ヒドロキシカルボン
酸、芳香族ジカルボン酸および芳香族ジオールあるいは
これらのエステル形成性誘導体から合成され、繰り返し
構造単位として次に示すものを例示することができる。

【００１３】芳香族ヒドロキシカルボン酸に由来する繰
り返し構造単位：

【００１４】

【化４】

【００１５】芳香族ジカルボン酸に由来する繰り返し構
造単位：

【００１６】

【化５】

【００１７】

【化６】

【００１８】芳香族ジオールに由来する繰り返し構造単
位：

【００１９】

【化７】

【００２０】

【化８】

【００２１】

【化９】

【００２２】

【化１０】

【００２３】また、分離爪としての耐熱性、機械的特
性、加工性のバランスが取れた特に好ましい液晶ポリエ
ステルは、次式（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）で表わされ
る繰り返し構造単位からなるものである。

【００２４】

【化１１】

【００２５】

【化１２】

【００２６】

【化１３】

【００２７】（式中、ｎは０または１であり、（Ａ）：
（Ｂ）のモル比は１：１〜１０：１の範囲にあり、
（Ｂ）：（Ｃ）のモル比は９：１０〜１０：９の範囲に
ある。また、式（Ｂ）、（Ｃ）中の芳香族の置換基は互
いにパラまたはメタの位置にある。

【００２８】）この発明で使用されるホウ酸アルミニウ
ムウィスカは、化学式９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ₂Ｏ₃または
２Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃で表わされる白色針状結晶で、
平均繊維径０．０５〜５μｍ、平均繊維長２〜１００μ
ｍのものである。

【００２９】９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ₂Ｏ₃で表わされるも
のは、真比重２．９３〜２．９５、融点１４２０〜１４
６０℃であり、アルミニウム水酸化物およびアルミニウ
ム無機塩の少なくとも一種と、ホウ素の酸化物、酸素酸
およびアルカリ金属塩の少なくとも一種をアルカリ金属
の硫酸塩、塩化物および炭酸塩の少なくとも一種からな
る溶融剤の存在下９００〜１２００℃に加熱して、反
応、育成させることによって製造する。一方、２Ａｌ₂
Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃で表わされるものは真比重２．９２〜
２．９４、融点１０３０〜１０７０℃で、９Ａｌ₂Ｏ₃
・２Ｂ₂Ｏ₃を製造するのと同じ成分、溶融剤を用い
て、６００〜１０００℃の温度に加熱して反応、育成さ
せることによって製造できる。

【００３０】これらのホウ酸アルミニウムウィスカの補
強効果をさらに向上させるためには、カップリング剤に
よる表面処理によってホウ酸アルミニウムウィスカとマ
トリックスである液晶ポリエステルとの濡れ性、結合性
を改良することが有効である。この時、使用するカップ
リング剤は、シリコン系、チタン系、アルミニウム系、
ジルコニウム系、ジルコアルミニウム系、クロム系、ボ
ロン系、リン系、アミノ酸系などである。好ましいホウ
酸アルミニウムウィスカは、化学式９Ａｌ₂Ｏ₃・２Ｂ
₂Ｏ₃で表わされるもので、市販品としては四国化成工
業社製：アルボレックスＧがあり、このものの平均繊維
径は０．５〜１μｍ、平均繊維長は１０〜３０μｍであ
る。

【００３１】液晶ポリエステルに対するホウ酸アルミニ
ウムウィスカの配合割合については、液晶ポリエステル
とホウ酸アルミニウムウィスカの合計量に対して５〜５
０ｗｔ％が適当であり、特に好ましい配合割合は１０〜
４０ｗｔ％である。

【００３２】また、熱伝導性の向上により、トナーに対
する非粘着性の向上効果のあるグラファイトを液晶ポリ
エステル組成物に５〜３０重量％添加することも好まし
い。なぜなら、グラファイトが５％未満の少量では非粘
着性の向上がなく、３０重量％を越える多量では溶融成
形性に好ましくない影響を与えるからである。

【００３３】なお、この発明の目的を損なわない範囲
で、前記のホウ酸アルミニウムウィスカおよびグラファ
イトの配合に加え、耐熱性繊維として、液晶ポリエステ
ルの成形温度（通常３００〜４００℃）に耐える繊維を
一種または二種以上同時に添加してもよい。耐熱性繊維
は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、グラファイト繊
維、セラミック繊維、ロックウール、スラグウール、チ
タン酸カリウムウィスカ、シリコンカーバイドウィス
カ、サファイアウィスカ、ウォラストナイト、鋼線、銅
線、ステンレス鋼線、炭化ケイ素繊維、芳香族ポリアミ
ド繊維などを例示することができる。また、耐熱性繊維
以外の充填剤として、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、結晶化促進剤な
どのほかに、耐摩耗性向上剤（たとえば、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、亜硫酸カルシウム、マイカ、金属酸化
物、無機質顔料など、３００℃以上で安定な物質）等
を、また、チクソトロピー性付与剤として、微粉末シリ
カ、微粉末タルク、珪藻土等を、そして液晶ポリエステ
ル固有の配向性を助長して自己強化性を大きくかつ安定
して発揮させるためのポリエーテルオイル、オルガノポ
リシロキサン等、これらの一種または二種以上を、ま
た、耐熱性非晶性ポリエーテル樹脂等を、前記の配合に
加え、前述の耐熱性繊維と同時に添加してもよい。

【００３４】分離爪の使用にあたっては、成形時のひず
みを取りのぞき高温使用時の寸法安定性をよくするた
め、１５０〜３４０℃で１５時間程度のアニール熱処理
をするのが好ましい。また、後述のようにＰＦＡ樹脂の
分離爪への塗布後の焼成時に、同時にアニール熱処理を
行なってもよい。

【００３５】分離爪の刃先またはその全体の表面に優れ
た非粘着性を付与するには、ＰＦＡを被覆し、焼成時に
被膜を溶融させ、少なくとも表面に連続したＰＦＡ被膜
層を形成する。市販のＰＦＡ樹脂としては、三井・デュ
ポンフロロケミカル社製ＰＦＡ−Ｘ５００ＣＬ等があ
る。成形品の表面への被覆材の塗布方法としては、スプ
レーコーティング法、ディップコーティング法、静電塗
装法、パウダーコーティング法のいずれの方法を採って
もよい。また、ＰＦＡ被覆の分離爪への焼き付け温度
は、ＰＦＡ樹脂の融点以上、好ましくは３３０〜４００
℃である。３３０℃以上の高温で加熱溶融処理をするこ
とによって、ＰＦＡが表層にて十分に融解してフィルム
状になり、優れた非粘着特性を発揮できるとともに分離
爪との十分な密着強度を得ることができる。４００℃を
越える温度では分離爪に著しい変形が発生する危険性が
ある。そして、ＰＦＡ被膜の膜厚は、５〜４０μｍが好
ましい。５μｍ未満の薄膜では耐摩耗性に劣り、４０μ
ｍを越える厚膜では分離爪の刃先の先端部の寸法に悪影
響を及ぼす危険性があるからである。さらに、融着させ
るタイプのＰＦＡ樹脂系コーティング材に、耐摩耗性向
上のための補強材および潤滑剤等を添加することも好ま
しく、また帯電防止の目的としてカーボンブラック等の
帯電防止剤等を添加してもよい。また、分離爪のＰＦＡ
樹脂の密着強度を高めるために、分離爪の表面にタンブ
リング処理（たる研摩）、ショットブラスト処理等の下
地処理を施してもよい。

【００３６】

【作用】流動温度が３４０℃以上の液晶ポリエステル
と、ホウ酸アルミニウムウィスカとからなる液晶ポリエ
ステル樹脂組成物で成形された分離爪は、高温時におけ
る剛性および機械的強度が増強されたものとなり、液晶
ポリエステルの優れた耐熱衝撃性および成形性を阻害す
ることなく、長期にわたって適度の曲率半径を維持でき
る刃先を有する成形品となり、高温（特に２００℃以
上）における耐熱荷重性および耐熱疲労性を大きく高め
る。

【００３７】また、上記分離爪の刃先または分離爪全体
の表面に完全に連続したＰＦＡ樹脂被膜を３３０℃以上
で焼き付けて形成できるので、ＰＦＡ本来の優れた非粘
着性によって分離爪へのトナーの粘着が少なくなり、紙
面がトナーで汚れ難くなる。

【００３８】

【実施例】実施例および比較例に使用した原材料を一括
して示すと以下の通りである。なお、（Ａ）、
（Ｂ₁）、（Ｂ₂）、（Ｃ₁）は上記した液晶ポリエス
テルの繰り返し単位を示す。

【００３９】(1) 液晶ポリエステル液晶ポリエステル：構成成分（モル％）がＡ：Ｂ₁：
Ｃ₁＝５０：２５：２５であり、前記した高化式フロー
テスタ（島津製作所製）による流動温度が３７５℃で、
液晶開始温度が３８５℃のもの。

【００４０】液晶ポリエステル：構成成分（モル％）
がＡ：Ｂ₁：Ｂ₂：Ｃ₁＝５０：２０：５：２５であ
り、前記の流動温度が３５２℃で、液晶開始温度が３６
４℃のもの。

【００４１】液晶ポリエステル：構成成分（モル％）
がＡ：Ｂ₁：Ｂ₂：Ｃ₁＝６０：１５：５：２０であ
り、前記の流動温度が３２３℃で、液晶開始温度が３４
０℃のもの。

【００４２】(2) ウィスカホウ酸アルミニウムウィスカ（四国化成工業社製：アル
ボレックスＧ）チタン酸カリウムウィスカ（チタン工業社製：ＨＴ３０
０） (3) グラファイトグラファイト（日本黒鉛社製：ＡＣＰ）

【００４３】

【表１】

【００４４】実施例１〜４，比較例１〜３表１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、スクリュー回転数１５０ｒｐｍの条件下で混練押出
しして造粒した。得られたペレットを射出圧６００ｋｇ
／ｃｍ²、金型温度１８０℃の条件のもとに射出成形
し、長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚さ６．４ｍｍ
の曲げ試験片および富士ゼロックス社製の複写機ＦＸ−
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。なお、二軸溶融押出機、射出成形機のシリンダ
ー温度は、液晶ポリエステルを用いた組成物の場合
（実施例１〜３、比較例１および２）は各々、３８０
℃、３９０℃で、液晶ポリエステルを用いた組成物の
場合（実施例４）は各々３６０℃、３７０℃で、液晶ポ
リエステルを用いた組成物の場合（比較例３）は各々
３４０℃、３５０℃である。これらの試験片のうち、ロ
ーラーの損傷性の実用的機能性を調べるため、試験片に
コーティング用プライマー液（三井・デュポンフロロケ
ミカル社製：ＭＰ−９０２ＡＬ）をスプレーコーティン
グしたのち乾燥し、さらにその上にＰＦＡコーティング
液（三井・デュポンフロロケミカル社製：Ｘ５００Ｃ
Ｌ）を同様にスプレーコーティングした。それを３４０
℃、３０分間加熱し融着被覆させた。

【００４５】以上の試験片に対して、流動温度、吸水
率、曲げ強度、曲げ弾性率、アイゾット衝撃強度および
加熱変形温度を測定し、この結果を表２に示した。ま
た、分離爪に成形したものに対しては、刃先の先端部の
曲率半径、高温剛性、耐熱疲労性、耐熱荷重性および分
離爪表面の“ふくれ”の外観を評価し、結果を表３に示
した。これらの測定および評価方法はそれぞれつぎのと
おりである。

【００４６】

【表２】

【００４７】

【表３】

【００４８】物性の測定方法（１）流動温度：島津社製高化式フローテスターＣＦＴ
−５００型で測定した。すなわち４℃／分の昇温速度で
加熱された樹脂を荷重１００ｋｇｆ／ｃｍ² で、内径１
ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルから押し出す時に、溶融粘
度が４８，０００ポイズを示す点における温度を測定し
た。

【００４９】（２）吸水率：曲げ試験片を１５０℃で１
５時間乾燥後、２３℃の水中に浸漬し、２００時間後の
重量変化を測定し、吸水率とした。

【００５０】（３）曲げ強度、弾性率：曲げ試験片（１
２７×１２．７×６．４ｍｍ）を成形し、ＡＳＴＭＤ
−７９０に準拠して測定した。曲げ弾性率については、
室温だけでなく２５０℃の温度でも測定した。

【００５１】（４）アイゾット衝撃強度：曲げ試験片を
２等分し、ＡＳＴＭＤ−２５６に準拠して測定した。

【００５２】（５）加熱変形温度（ＨＤＴ）：曲げ試験
片を用い、ＡＳＴＭＤ６４８に準拠して測定した。

【００５３】（６）液晶開始温度：偏光顕微鏡の加熱ス
テージ上に粉末状の樹脂を置き、直行ニコル下１０℃／
分で昇温した時、樹脂が溶融し透過光量が増大する温度
を測定することにより求めた。なお静置下で完全溶融し
ない場合はスプリング圧を利用し加圧下で行なった。

【００５４】分離爪の評価方法（１）刃先の先端部の曲率半径ニコン社製の投影器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
５μｍより小さいものは、精度よく測定できないため１
μｍとした。

【００５５】（２）分離爪形状による高温剛性分離爪の刃先の先端部の熱変形試験機（図１に概略図を
示す）を用い、接触時間１分間、分離爪１の刃先の先端
部にかかる荷重（Ｗ）２０ｇｒｆ、接触角度（θ）１０
０度、ローラー２の表面温度２１０℃、２４０℃および
２７０℃の各条件で、試験（ｎ＝１０）した時の変形量
ｔ（図２参照）を測定し、平均値を求めて表わした。

【００５６】（３）分離爪形状による耐熱疲労性高温剛性と同じ試験機を用いて、ローラー２の表面温度
２４０℃、分離爪１の刃先の先端部にかかる荷重（Ｗ）
２０ｇｒｆ、接触角度（θ）１００度、接触時間１分
間、３０分間および１時間の各条件で、試験（ｎ＝１
０）をした時の変形量ｔ（図２参照）を測定し、平均値
を求めて表わした。

【００５７】（４）分離爪形状による耐熱荷重性高温剛性と同じ試験機を用いて、ローラー２の表面温度
２４０℃、分離爪１の刃先の先端部にかかる荷重（Ｗ）
２０ｇｒｆ、４０ｇｒｆまたは１００ｇｒｆ、接触角度
（θ）１００度、接触時間１分間の各条件で、試験（ｎ
＝１０）をした時の変形量ｔ（図２参照）を測定し、平
均値を求めて表わした。

【００５８】（５）分離爪の表面の“ふくれ”の外観評
価外観評価にて、分離爪の表面状態の評価を行ない、表面
に“ふくれ”の有るものと無いものに分けて評価した。

【００５９】表２の測定結果から明らかように、流動温
度が３５０℃以上の液晶ポリエステル、とホウ酸ア
ルミニウムウィスカからなる組成物およびこれにグラフ
ァイトを添加した組成物（実施例１〜４）は、いずれも
高い曲げ強度、曲げ弾性率（２５０℃）、アイゾット衝
撃強度、ＨＤＴを有する。一方、液晶ポリエステルの
みからなるもの（比較例１）は、高配向により高いアイ
ゾット衝撃強度、ＨＤＴを示すが、表面状態は悪く２５
０℃において曲げ弾性率の低下が大きい。また、液晶ポ
リエステルとチタン酸カリウムウィスカからなる組成
物（比較例２）は、成形時に組成物の一部がゲル化し、
成形品中にふくれがみられアイゾット衝撃度の低下が大
きい。さらに流動温度が３４０℃未満の液晶ポリエステ
ルとホウ酸アルミニウムウィスカからなる組成物（比
較例３）は、２５０℃において曲げ弾性率の低下が大き
く、ＨＤＴも３００℃以下の値を示した。

【００６０】表３に示す評価（測定値）から明らかなよ
うに、実施例１〜４は、分離爪の刃先の曲率半径の精
度、高温剛性、耐熱疲労性、耐熱荷重性および表面状態
はいづれも良好な値を示しているが、比較例１、３は、
分離爪の刃先の曲率半径の精度、高温剛性、耐熱疲労
性、耐熱荷重性に劣り、高温、短時間および低荷重で簡
単に爪先端が変形してしまうため分離爪の用をなさな
い。比較例２は、表面状態が悪く分離爪の表面に“ふく
れ”がみられ、分離爪の刃先の先端部の曲率半径の精度
も劣り、分離爪として使用するには適さないものであっ
た。

【００６１】

【効果】以上に述べたように、流動温度が３４０℃以上
の液晶ポリエステルと、ホウ酸アルミニウムウィスカか
らなる液晶ポリエステル樹脂組成物で成形された分離爪
は、液晶ポリエステルが本来備えている自己補強性、耐
熱老化性、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、相手ローラーへの低攻撃性および先
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。また、上記の分離爪
は、その少なくとも刃先の表面にＰＦＡ樹脂被膜を３３
０℃以上で溶融して形成し、その表面に完全に連続した
ＰＦＡ樹脂被膜を形成することができるので、ＰＦＡ本
来の優れた非粘着性を保有して分離爪へのトナーの粘着
が少なくなり、紙面がトナーで汚れにくくなるものであ
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。したがって、
この発明の意義はきわめて大きいものといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱変形試験機の概略側面図

【図２】分離爪刃先の変形量を示す側面図

【符号の説明】

１分離爪２ローラー３おもり４ヒーター θ 接触角ｔ変形量Ｗ荷重

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【手続補正書】

【提出日】平成４年５月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】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等が挙げられる。これらのうち、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
等の樹脂の成形品は、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分離爪
の耐熱性向上の要求（２５０℃以上）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
耐熱性のポリエーテルサルホンおよびポリエーテルイミ
ド等の樹脂もあるが、潤滑性および耐摩耗性に劣り、ロ
ーラー駆動部のトルクの上昇および分離不良を時に起こ
し、たとえフッ素樹脂等の被膜が施してあっても、ロー
ラーとの摺接面は長期使用の中で摩耗し、分離爪基材と
ローラー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、ポリエ
ーテルケトン等の樹脂の成形品は、ガラス転移点はとも
に２５０℃未満ではあるが，結晶性樹脂であるため、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、相手ローラーを傷つける
問題と、これら補強剤の分離爪の刃先すなわち先端部へ
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
性の問題とがあった。また、ポリイミド樹脂のうち、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、上述のポリフェニレンサルフ
ァイド樹脂等と同様充填剤にて補強する必要があり、同
じような問題点を有する。また、ポリアミドイミド樹脂
の成形品においては、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、吸水時また
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、例えば長さ１２７ｍｍ、幅１２．７ｍｍ、厚み
３．２ｍｍのシート試片のとき、３．２ｍｍの肉厚面が
２５μｍ以上の寸法変化を起こし、表面の脹れまたは発
泡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Ｋａｐ
ｔｏｎ、Ｖｅｓｐｅｌ（登録商標）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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅井邦明茨城県つくば市北原６住友化学工業株式会社内 (72)発明者小林忠康茨城県つくば市北原６住友化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記の方法で求めた流動温度が３４０℃
以上の液晶ポリエステルとホウ酸アルミニウムウィスカ
からなる液晶ポリエステル樹脂組成物から成形されたこ
とを特徴とする分離爪。記流動温度：４℃／分の昇温速度で加熱された樹脂を荷重
１００ｋｇｆ／ｃｍ²のもとで、内径１ｍｍ、長さ１０
ｍｍのノズルから押し出す時に、溶融粘度が４８，００
０ポイズを示す温度である。
【請求項２】液晶ポリエステルが下式（Ａ）、（Ｂ）
および（Ｃ）で表わされる繰り返し構造単位からなる請
求項１記載の分離爪。【化１】【化２】【化３】（式中、ｎは０または１であり、（Ａ）：（Ｂ）のモル
比は１：１〜１０：１の範囲にあり、（Ｂ）：（Ｃ）の
モル比は９：１０〜１０：９の範囲にある。また、式
（Ｂ）、（Ｃ）中の芳香族の置換基は互いにパラまたは
メタの位置にある。）
【請求項３】分離爪の刃先またはその全体をテトラフ
ルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体で被覆した請求項１または２記載の分離爪。