JPH06257616A - ヒ−トロ−ラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、
プリンタ−等の電子写真プロセスを利用した機器、食
品、ゴム、プラスチック、繊維、印刷工業等における乾
燥装置、ラミネ−ト装置、熱入装置、延伸装置等に用い
られるヒ−トロ−ラに関するものである。 【構成】 表面が非導電性パイプに、主に導電性粉体を
分散させた無機系コ−ティング液より得た導電性膜を積
層することを特徴とするヒ−トロ−ラ。 １‥パイプ、２‥絶縁性膜、３‥導電性膜、４‥通電用
端子、５‥非密着性膜、 【効果】 本発明は、ロ−ラの表面へ、簡便な方法でか
つ膜厚の厚いしかも強靭な、かつコストも安い発熱膜を
設けることができたものであって、各種の用途に用いら
れるヒ−トロ−ラが得られることとなったものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、ファ
クシミリ、プリンタ−等の電子写真プロセスを利用した
機器、食品、ゴム、プラスチック、繊維、印刷工業等に
おける乾燥装置、ラミネ−ト装置、熱入装置、延伸装置
等に用いられるヒ−トロ−ラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記に例示した各種機器や装置に用いら
れるヒ−トロ−ラは、ロ−ル内部に熱源、例えばハロゲ
ンランプ、抵抗フィラメント、熱水管等が設置されるの
が一般的であるが、ロ−ルの電熱抵抗に係わる様々な欠
点を有する他、構造が複雑で高価なものとなっている。
このため、ヒ−トロ−ラ表面へ、発熱膜を設けるための
提案が数多くなされている。

【０００３】例えば、特開平１−１７７５７７号公報で
は、無電解メッキ法が提案されているが、工程が複雑で
ある上に、メッキの廃液処理が必要となる。又、高温酸
化に弱い欠点がある。又、特開平１−１１６５８４号公
報では、溶射法が提案されているが、高価な設備を必要
とし、又、原料粉体も高価である。

【０００４】一方、これらの欠点を解決するために導電
性物体を各種耐熱性バインダ−に分散させた溶液を利用
する塗布型の発熱膜が提案されており、例えば、特開昭
５５−１６４８６１号公報ではポリイミドが提案されて
いるが、膜の硬化には脱水工程が必要なため急激な加熱
は困難であり、厚膜化もできない。又、特開平４−３６
７８８６号公報ではシリコンゴムが提案されているが、
耐熱性がやや不十分である。更に、特開昭５５−１６４
８６１号公報ではシリコンワニスが提案されたが、金属
性基材との密着性に劣る。そして、これらはいずれも弗
素樹脂塗料との密着性に劣ることもあり、十分な実用性
は備えていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術の欠点を改良するために開発されたもので
あって、作業性、耐熱性、通電安定性、基材との密着
性、弗素樹脂塗料との密着性、経済性等に優れた塗布型
の発熱膜を設けたヒ−トロ−ラを提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
表面が非導電性パイプに、主に導電性粉体を分散させた
無機系コ−ティング液より得た導電性膜を積層すること
を特徴とするヒ−トロ−ラを提供するものである。そし
て、パイプが導電性の場合には、パイプ表面に主に非導
電性粉体を分散させた無機系コ−ティング液より得た絶
縁性膜を積層して、表面を非導電性パイプとするのがよ
い。

【０００７】そして、上記のヒ−トロ−ルの更なる改良
として、この導電性膜の上に、主に遠赤外線放射セラミ
ック粉体を分散させた無機系コ−ティング液より得た、
或いは弗素樹脂系コ−ティング液より得た遠赤外線放射
膜を積層したヒ−トロ−ラを提供するものである。

【０００８】又、上記の各ヒ−トロ−ルにおいて、最外
層として主に潤滑性粉体を分散させた無機系コ−ティン
グ液より得た非密着性膜又は弗素樹脂塗料より得た膜を
更に積層したヒ−トロ−ラを提供するものであるが、適
量の導電性粉体を共存させることにより表面の非密着性
と同時に耐電防止性を有するヒ−トロ−ラを提案するこ
とも又この目的としている。

【０００９】これら各ヒ−トロ−ラにあっては、通電用
端子としてメッシュ状金属リボンを導電性膜に埋設する
のが好ましい。

【００１０】そして、各層の膜を形成するために用いら
れる無機系コ−ティング液は、主にシリカ、アルミナ、
チタニア、酸化アンチモン、酸化鉄、ジルコニア、イッ
トリア等の粒子性無機系ゾル液、表面変性粒子性無機系
ゾル液、曳糸性又は粘性無機系溶液或いはゾル液、ポリ
ボロシロキサン樹脂、ポリカルボシラン樹脂、ポリシラ
スチレン樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリチタノカルボシ
ラン樹脂等の含硅素無機高分子化合物又はこれらの混合
物、或いはこれらとの反応性希釈剤混合物より選ばれた
ものが用いられることとなる。

【００１１】

【作用】本発明は、以上のように、非導電性の表面を持
つパイプに、主に導電性粉体を分散させた無機系コ−テ
ィング液より得た導電性膜、或いはこれに主に遠赤外線
放射セラミック粉体を分散させた無機系コ−ティング液
等より得た遠赤外線放射膜を第３層として積層し、更
に、最外層として、主に潤滑性粉体を分散させた無機系
コ−ティング液より得た非密着性膜又は弗素樹脂塗料よ
り得た膜を積層したヒ−トロ−ラであって、複層構成性
（重ね塗り性）、耐熱性、経済性に優れる等従来の問題
点を解決したものである。

【００１２】以下図面を用いて更に詳細に説明する。図
１及び図２において、１はパイプであり、好ましくは、
アルミ、鉄、銅、黄銅、青銅、ＳＵＳ、亜鉛等の金属性
材質、或いはセラミック等の無機材料が利用できる。２
は絶縁性膜、３は導電性膜である。そして、前記金属性
パイプ１の両端には、導電性膜３に埋設されて通電用端
子４が設置される。そして、５は非密着性膜であり、６
は端盤、７は回転軸を表す。

【００１３】絶縁性膜２は、非導電性粉体を分散させた
無機系コ−ティング液を基材に塗布後、乾燥・焼付ける
ことにより得られる。粉体配合量は２０〜８０体積％が
望ましく、２０体積％以下では所要膜厚でクラックが発
生しやすい。又、８０体積％以上では密着性が低下す
る。尚、膜厚は３０〜２５０μｍが一応の目安である。

【００１４】非導電性粉体としてアルミナ、シリカ、マ
イカ、水酸化マグネシウム、タルクイライト、炭酸カル
シウム、炭酸バリウム、クレ−、珪藻土、ベントナイ
ト、ムライト、ｈ−ＢＮ、炭化硼素、亜鉛華、チタン酸
バリウム、酸化鉄、酸化鉛、酸化マグネシウム、酸化硼
素、酸化コバルト、ゼオライト、各種ガラス粉末、粘土
鉱物等が挙げられる。

【００１５】導電性膜３は、導電性粉体を分散させた無
機コ−ティング液を基材に塗布後乾燥・焼付けすること
により得られる。粉体配合量は２０〜８０体積％が望ま
しく、２０体積％以下では所要の抵抗値が得られない。
又、８０体積％以上では表面状態が粗くなり特殊な目的
以外には向かない。この膜厚は主に必要とする抵抗値に
より決まり、５０〜１０００μｍが一応の目安である。

【００１６】無機系コ−ティング液として、シリカ、ア
ルミナ、酸化アンチモン、酸化鉄、ジルコニア、イット
リア等の粒子性無機系ゾル液、表面変性粒子性無機系ゾ
ル液、曳糸性又は粘性無機系溶液或いはゾル液、ポリボ
ロシロキサン樹脂、ポリカルボシラン樹脂、ポリシラス
チレン樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリチタノカルボシラ
ン樹脂等の含硅素無機高分子化合物又はこれらの混合
物、或いはこれらとの反応性希釈剤混合物が挙げられ
る。

【００１７】このうちシリカ系を例に更に説明するなら
ば、粒子性無機系ゾルとは、主にオルソ硅酸、ポリ硅
酸、オルソ硅酸エステル、ポリ硅酸エステル等の加水分
解や縮合反応により得られる粒子径２〜５００ｍμｍの
水系又は有機溶媒系特にアルコ−ル系の分散液であり、
これらにはシロキサン結合の一部を水素、アルキル基、
アリ−ル基で置換したものを含むものである。

【００１８】尚、無機系コ−テイング液又はその一成分
として使用可能な市販品には（株）大八化学工業所のＴ
Ｓ−４０１、ＴＳ−１０１、ＴＳ−２０２ＧＺＤ、ＴＳ
−３００、ＯＳ−８０４Ｚ、日本合成ゴム（株）のＴ２
１０１、Ｔ２２０２、Ｅ１２０３、Ｅ１１０２、触媒化
学工業（株）のカタロイド−Ｓ、カタロイド−ＳＩ、カ
タロイド−ＳＮ、カタロイド−ＳＡ、オスカル、サイロ
イド、日産化学（株）のアルミナゾル−１００、アルミ
ナゾル−２００、アルミナゾル−５２０、大橋化学工業
（株）のオ−マック１００、オ−マック２００、技研化
学（株）のＧＩＰ−Ａ１５０、ＧＩＰ−Ｔｉ６０、ＧＩ
Ｐ−ＳｉＵＶ、ＧＩＰ−Ｚｒ８０、ＧＩＰ−Ｙ、日本曹
達（株）のアトロンＮＳｉ−３１０、アトロンＮＳｉ−
５００、アトロンＮＴｉ−１０Ｍ、アトロンＮＴｉ−５
００、アトロンＮＩｎ、アトロンＮＺｒ、アトロンＮＴ
ａ−７５０、太陽物産（株）のコルコ−トＲ、東燃
（株）のＰＨＰＳ−１、ＰＨＰＳ−２、ＰＨＰＳ−３、
昭和電線電纜（株）のＳＭＲ−５１０、ＳＭＲ−９１０
等が例示される。

【００１９】又、表面変性無機系ゾル液とは、上記粒子
表面に存在する硅酸結合や硅酸エステルの活性基を利用
した反応により表面を変性することであり、中和反応、
エステル化反応、縮合反応が利用される。縮合反応は、
粒子性無機系ゾル液の存在下に行う主にオルソ硅酸、ポ
リ硅酸、オルソ硅酸エステル、ポリ硅酸エステル等の加
水分解や縮合反応を指し、シロキサン結合の一部を水
素、アルキル基、アリ−ル基で置換した原料素材を一成
分として用いる場合を含む。

【００２０】更に、曳糸性又は粘性無機系溶液或いはゾ
ル液とは、主にオルソ硅酸エステルやポリ硅酸エステル
の加水分解や縮合反応を、一般には、酸触媒下で限定さ
れた水分の下に実施することにより得られる、比較的リ
ニア性の高い縮合反応生成物を指し、シロキサン結合の
一部を水素、アルキル基、アリ−ル基で置換した原料素
材を一成分として用いる場合を含み、いわゆるラダ−ポ
リマ−及びアルコ−ル可溶性シリコンワニス或いは樹脂
変性用シリコン中間体もこの分類に属する。

【００２１】そして、反応性希釈剤とは、ジメチルジメ
トキシシラン、ジメチルジエトキシシランに代表される
１分子に加水分解可能な基を２個有する２官能性シラン
化合物、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキ
シシランにて代表される１分子に加水分解可能な基を３
個有する３官能性化合物、テトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシランに代表される１分子に加水分解可能な
基を４個有する４官能性シラン化合物或いはこれらの低
分子縮合物等が挙げられる。

【００２２】導電性粉体として、例えば、黒鉛、球晶黒
鉛、黒鉛ウイスカ−、カ−ボンブラック、炭素短繊維、
銀、銅、ニッケル、ステンレス、鉄、錫、アルミ、亜
鉛、青銅、黄銅、炭化ニオブ、炭化ジルコニウム、炭化
チタン、炭化タングステン、炭化硅素、硼化ジルコニウ
ム、硼化チタン、窒化チタン、窒化ニオブ等が挙げられ
る。

【００２３】通電用端子４は、銀、銅、ニッケル、タン
グステン、ステンレス、鉄、錫、鉛、アルミ、亜鉛、青
銅、黄銅等のメッシュ状リボンであり導電性膜３に埋設
され一体化している。

【００２４】導電性膜３上に形成される非密着性膜５に
は２種類ある。その第１の種類は潤滑性粉体を分散させ
た無機系コ−ティング液を導電膜に塗布、乾燥・焼付け
て得られる膜であり、潤滑性粉体として弗素樹脂、二酸
化モリブデン、ｈ−ＢＮ等の固体潤滑剤が挙げられる。
粉体配合量は固形分として２０〜８０体積％が望まし
く、２０体積％以下では非密着性が不十分であり、又、
８０体積％以上では表面平滑性に欠け、耐外傷性が低下
する。

【００２５】第２の種類は市販の弗素樹脂塗料で商品名
としてダイキン工業（株）のワンコ−トエナメル、ポリ
フロンタフコ−トエナメル、旭硝子（株）のス−パ−コ
−ト、デュポン・ジャパン（株）のテフロンエナメル、
テフロンＳ、保土ケ谷化学（株）のサスティ−ル、住友
化学（株）のエコノ−ル等である。表面の非密着性と同
時に耐電防止が必要な用途においては潤滑性粉体と導電
性粉体とを混合使用ればよい。導電性粉体配合量は固形
分として３〜３０体積％とすることにより表面抵抗１０
⁵ 〜１０⁸ Ω／□が得られる。

【００２６】以上のヒ−トロ−ラにあって、前述したよ
うに、導電性膜３の上に更に主に遠赤外線放射セラミッ
ク粉体を分散させた無機系コ−ティング液より得た遠赤
外線放射膜（図示省略）を積層することも可能である。

【００２７】この遠赤外線放射膜は、遠赤外線放射セラ
ミック粉体を分散させた無機系コ−ティング液を導電性
膜３上に塗布後、これを乾燥・焼付けすることにより得
られる。粉体の配合量は２０〜８０体積％が望ましく、
２０体積％以下では遠赤外線放射機能が劣り、一方、８
０体積％以上では表面が粗くなり、特殊な用途以外には
向かないこととなる。尚、用いられる無機コ−ティング
液は前述した通りである。

【００２８】遠赤外線放射セラミック粉体としては、ア
ルミナ、二酸化マンガン、酸化クロム、二三酸化鉄、ム
ライト、コ−ジライト、窒化硅素、炭化硅素、ジルコ
ン、マグネシア、又はこれらの混合物等が用いられる。

【００２９】端盤６は絶縁性・耐熱性の樹脂又はセラミ
ックであり、回転軸７は金属製であって、この回転軸７
と通電用端子４は配線８により連結される。電気供給方
法の一例を図３、図４により更に説明する。尚、回転軸
７は図１、図２に示したものと同一である。図中、固定
枠１１はそれ自体絶縁性か図示しない方法により装置全
体からは電気的に絶縁され、軸受１２は固定枠１１と一
体化されている。１３は止めネジ、１４はスプリング、
図３における符号１５はボ−ルである。そして、止めネ
ジ１３をねじ込むことによりスプリング１４は圧縮し、
金属製のボ−ル１５を回転軸７の溝に圧入する構造とな
っている。

【００３０】図４では図３のボ−ル代替として摺動ブロ
ック１７が利用された例であり、これは黒鉛、軟金属、
燒結金属から選ばれる。そしてこれら摺接部には導電性
グリ−スを用いることができる。符号１６は電力供給用
配線である。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）長さ２６０ｍｍ、外径２０φ（厚さｔ＝
２）のアルミパイプ１の表面を脱脂、研磨し、タルク
（日本タルク社製：タルク３Ｓ）１５．４ｇを変性シリ
カゾル液（大日本化学工業所製：ＴＳ１０１）６０ｇに
分散した液をスプレ−塗布後、乾燥・焼付けることによ
り膜厚５０μｍの絶縁性膜２を得た。乾燥・焼付けはオ
−ブン中１００℃で１時間実施した。パイプ１両端部に
２００ｍｍの間隔で幅５ｍｍのエンドレス化したメッシ
ュリボン４を配置した。

【００３２】次に、黒鉛（ＬＯＮＺＡ社製：ＫＳ４４）
１２ｇを変性シリカゾル液（同上）６０ｇに分散した液
をアプリケ−タ−で成膜後、乾燥・焼付けることにより
膜厚７００μｍの導電性膜３を得た。乾燥・焼付けはオ
−ブン中１００℃で１時間実施した。

【００３３】そして、弗素樹脂粉末（ダイキン工業社
製：ルブロンＬ−２）１７．６ｇを変性シリカゾル液
（同上）６０ｇに分散した液をスプレ−塗装後、乾燥・
焼付けることにより膜厚１０μｍの非密着製膜５を得
た。乾燥・焼付けはオ−ブン中３５０℃で３０分間実施
した。各種評価結果を表１に示した。

【００３４】（実施例２）長さ２６０ｍｍ、外径２０φ
（厚さｔ＝２）のアルミパイプ１の表面を脱脂、研磨
し、タルク（同上）１５．４ｇを変性シリカゾル液（同
上）６０ｇに分散した液をスプレ−塗布後、乾燥・焼付
けることにより膜厚５０μｍの絶縁性膜２を得た。乾燥
・焼付けはオ−ブン中１００℃で１時間実施した。パイ
プ１両端部に２００ｍｍの間隔で幅５ｍｍのエンドレス
化したメッシュリボン４を配置した。

【００３５】次に、黒鉛（同上）１２ｇを変性シリカゾ
ル液（同上）６０ｇに分散した液をアプリケ−タ−で成
膜後、乾燥・焼付けることにより膜厚７００μｍの導電
性膜３を得た。３２０℃で３０分空焼き後、弗素樹脂塗
料（デュポンジャパン社製：テフロンＳ）をスプレ−塗
装し、２１０℃で１０分、そして３２０℃で１５分焼き
付けることにより、膜厚１０μｍの非密着製膜５を得
た。各種評価結果を表１に示した。

【００３６】（実施例３）メチルエトキシシラン５０ｇ
とアルコ−ル系シリカゲル液（触媒化成工業社製：オス
カル−１４３２）５５．２ｇと１重量％酢酸水溶液１
５．２ｇを激しく１５分間攪拌後、室温で１０日間熟成
して試作液を得た。

【００３７】長さ２６０ｍｍ、外径２０φ（厚さｔ＝
２）のアルミパイプ１の表面を脱脂、研磨し、タルク
（同上）１５．６ｇとイソプロパノ−ル３０ｇと試作液
（上述）３０ｇとの混合液をスプレ−塗装後、オ−ブン
中で１００℃、１時間焼付けることにより膜厚５０μｍ
の絶縁性膜２を得た。パイプ１両端部に２００ｍｍの間
隔で幅５ｍｍのエンドレス化したメッシュリボン４を配
置した。

【００３８】次に、黒鉛（同上）２０．５ｇを試作液
（上述）５０ｇに分散した液をアプリケ−タ−で成膜
後、オ−ブン中で１００℃、１時間焼付けることにより
膜厚７００μｍの導電性膜３を得た。３２０℃で３０分
空焼き後、弗素樹脂塗料（同上）をスプレ−塗装し、２
１０℃で１０分、そして３２０℃で１５分焼き付けるこ
とにより、膜厚１０μｍの非密着製膜５を得た。各種評
価結果を表１に示した。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明は、ロ−ラの表面へ、簡便な方法
でかつ膜厚の厚いしかも強靭な、かつコストも安い発熱
膜を設けることができたものであって、各種の用途に用
いられるヒ−トロ−ラが得られることとなったものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のヒ−トロ−ラの第１例の半裁断
面図である。

【図２】図２は本発明のヒ−トロ−ラの第２例の半裁断
面図である。

【図３】図３は電気供給部の第１例の拡大図である。

【図４】図４は電気供給部の第２例の拡大図である。

【符号の説明】

１‥‥パイプ、 ２‥‥絶縁性膜、 ３‥‥導電性膜、 ４‥‥通電用端子、 ５‥‥非密着性膜、 ６‥‥端盤、 ７‥‥回転軸、 ８‥‥配線、 １１‥‥固定枠、 １２‥‥軸受、 １３‥‥止めネジ、 １４‥‥スプリング、 １５‥‥ボ−ル、 １６‥‥電力供給用配線、 １７‥‥摺動ブロック。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 3/00 ３３５ 7913−3Ｋ // Ｈ０５Ｂ 3/10 Ｂ 7367−3Ｋ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面が非導電性パイプに、主に導電性粉
   体を分散させた無機系コ−ティング液より得た導電性膜
   を積層することを特徴とするヒ−トロ−ラ。
2. 【請求項２】 パイプ表面に、主に非導電性粉体を分散
   させた無機系コ−ティング液より得た絶縁性膜を積層し
   て、表面を非導電性パイプとした請求項第１項記載のヒ
   −トロ−ラ。
3. 【請求項３】 導電性膜上に、主に遠赤外線放射セラミ
   ック粉体を分散させた無機系コ−ティング液、又は弗素
   樹脂系コ−ティング液より得た遠赤外線放射膜を積層し
   た請求項第１項及び第２項記載のヒ−トロ−ラ。
4. 【請求項４】 主に潤滑性粉体を分散させた無機系コ−
   ティング液より得た非密着性膜又は弗素樹脂塗料より得
   た膜を最外層として積層した請求項第１項乃至第３項記
   載のヒ−トロ−ラ。
5. 【請求項５】 通電用端子としてメッシュ状金属リボン
   を導電性膜に埋設した請求項第１項乃至第４項記載のヒ
   −トロ−ラ。
6. 【請求項６】 無機系コ−ティング液が、主にシリカ、
   アルミナ、チタニア、酸化アンチモン、酸化鉄、ジルコ
   ニア、イットリア等の粒子性無機系ゾル液、表面変性粒
   子性無機系ゾル液、曳糸性又は粘性無機系溶液或いはゾ
   ル液、ポリボロシロキサン樹脂、ポリカルボシラン樹
   脂、ポリシラスチレン樹脂、ポリシラザン樹脂、ポリチ
   タノカルボシラン樹脂等の含硅素無機高分子化合物又は
   これらの混合物、或いはこれらと反応性希釈剤混合物か
   ら選ばれた請求項第１項乃至第５項記載のヒ−トロ−
   ラ。