JPH07287467A

JPH07287467A - 複写機用分離爪

Info

Publication number: JPH07287467A
Application number: JP4060395A
Authority: JP
Inventors: Takumi Shimokusunokisono; 工下楠園; Tomomi Nakamichi; 友美中道
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】複写機用の分離爪を、所定のポリイミド樹脂
をマトリックスとして射出成形性を満足できるものとす
ると共に充分に耐摩耗性に優れたものとし、しかも耐衝
撃性および耐疲労性についても改良されたものとする。【構成】下記化５の式で表わされる繰り返し単位を有
する熱可塑性ポリイミド樹脂５０〜８０重量％と、４軸
放射形で各軸テーパ状の結晶構造を有する酸化亜鉛ウィ
スカ１０〜４０重量％、芳香族ポリアミド樹脂粉末２〜
１５重量％を配合した樹脂組成物から成形し、必要に応
じて所定量の固体潤滑剤を添加し、成形体を２５０〜３
４０℃の温度に加熱して前記ポリイミド樹脂の密度を
１．５％以上増加させる熱処理を行ない、またその表面
にフッ素系樹脂被膜を形成した複写機用分離爪とする。【化５】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複写機用の分離爪お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、乾式複写機などには、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。

【０００３】そして、このような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、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。

【０００４】したがって、このような複写機用分離爪に
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
どの諸特性が要求される。

【０００５】特に近年では、複写速度の高速化に伴い、
定着ローラーによる加熱温度をより高温に設定する必要
性が高まり、分離爪に対しても約２５０℃以上、ときに
は約３００℃以上の耐熱性が要求されている。

【０００６】このような条件で使用される従来の複写機
用分離爪の成形材料としては、ポリアミドイミド、ポリ
サルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテル
サルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリエーテルイミド等が挙げられる。

【０００７】また、耐熱性に優れた樹脂としてポリイミ
ド樹脂が知られている。これまでに開発されたポリイミ
ド樹脂は、耐熱性の他、電気特性、耐薬品性など優れた
特性を有するが、耐熱衝撃性が不充分であり、また軟化
温度が高く溶剤に不溶のため、その成形には困難を伴っ
ていた。例えば次式

【０００８】

【化２】

【０００９】で表わされるような基本骨格からなるポリ
イミド樹脂（デュポン社製；カプトン、ベスペルなど）
は、明瞭なガラス転移温度を有せず、耐熱性に優れたポ
リイミド樹脂であるが、成形材料として用いる場合には
前記同様の理由によって熱成形加工が困難である。

【００１０】上記したポリイミド樹脂の成形加工性を改
善して、射出成形可能なポリイミドとして、特許請求の
範囲に示したポリイミドが近年開発され、特開平１−２
５７８８４において分離爪も提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したポリ
イミド樹脂からなる複写機用分離爪においては、耐摩耗
性を更に向上させる要求があり、これを改善するために
チタン酸カリウム繊維などを充填していた。ところが、
その充填量を増加させると、成形性が若干低下するとい
う弊害が現れるため、耐摩耗性を充分に改善できなかっ
た。

【００１２】また、上記したポリイミド樹脂からなる分
離爪は、高温条件での耐衝撃性および耐疲労性が満足で
きるものではなく、定着装置における高温のローラに繰
り返し衝突することによって”欠け”を生じたり、繰り
返し荷重を受けて疲労し、変形を起こし易いという問題
点もある。

【００１３】そこで、この発明は、上記した問題点を解
決し、複写機用の分離爪を、所定のポリイミド樹脂をマ
トリックスとして射出成形性を満足できるものとすると
共に充分に耐摩耗性に優れたものとし、しかも耐衝撃性
および耐疲労性についても改良されたものとすることを
課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、複写機用分離爪を、下記化３
の式で表わされる繰り返し単位を有する熱可塑性ポリイ
ミド樹脂５０〜８０重量％と、４軸放射形で各軸テーパ
状の結晶構造の酸化亜鉛ウィスカ１０〜４０重量％、芳
香族ポリアミド樹脂粉末２〜１５重量％を配合した樹脂
組成物から形成したのである。

【００１５】

【化３】

【００１６】また、上記した樹脂組成物に、さらに固体
潤滑剤を３〜１０重量％の範囲で添加した樹脂組成物か
らなる複写機用分離爪であって、前記固体潤滑剤と４軸
放射形で各軸テーパ状の酸化亜鉛ウィスカと芳香族ポリ
アミド樹脂粉末との合計量が全組成の１２〜５０重量％
となるように配合したのである。

【００１７】また、前記した樹脂組成物からなる複写機
用分離爪において、その表面にフッ素系樹脂被膜を形成
してもよい。

【００１８】複写機用分離爪は、上記した樹脂組成物を
分離爪形状に射出成形した後、この成形体を２５０〜３
４０℃の温度に加熱して、前記ポリイミド樹脂の密度を
１．５％以上増加させる熱処理を行なうことで製造する
ことができる。

【００１９】以下に、その詳細を述べる。この発明に用
いる前記化３の式で示される熱可塑性ポリイミド樹脂
（以下、ＴＰＩと略記する）は、原料として４，４’−
ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニルとピロメリッ
ト酸二無水物をイミド化して得られたものである。この
ようなＴＰＩの市販品としては、三井東圧化学社製；オ
ーラムが挙げられる。

【００２０】図１（ａ），（ｂ）に示すように、この発
明に用いる酸化亜鉛ウィスカは、４軸放射形で各軸が先
端に向かうほど細径となるテーパ状である。このような
酸化亜鉛ウィスカの市販されているものとしては、松下
アムテック社製；パナテトラが挙げられる。

【００２１】このような酸化亜鉛ウィスカは、マトリッ
クスである樹脂の混練および成形時に、殆どのものが折
れて図１（ｂ）に示すテーパ状の軸の状態で存在すると
考えられる。テーパ状の軸は、摺動面に露出した際に樹
脂中から抜け難く、また配向して爪先端に入りやすく、
即ち爪先端を効率良く補強すると考えられる。このよう
な理由から酸化亜鉛ウィスカは、各軸の長さが約２〜５
０μｍで、軸の直径約０．２〜３μｍのものが好まし
い。

【００２２】上記した酸化亜鉛ウィスカのＰＨ値は約８
以下とすることが好ましい。なぜならＰＨ８を越えるア
ルカリ側では、ポリイミドが分解し易く射出成形も困難
となって好ましくないからである。また、これらの酸化
亜鉛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酸化亜鉛ウィス
カとマトリックスであるポリイミド樹脂との濡れ性、結
合性を改良することが好ましい。この場合に使用するカ
ップリング剤は、アミノシラン系、エポキシシラン系な
どである。また、カップリング剤は、シリコン系、チタ
ン系、アルミニウ系、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
であってもよい。

【００２３】酸化亜鉛ウィスカのＴＰＩへの配合量は、
全組成物量の１０〜４０重量％である。なぜなら酸化亜
鉛ウィスカが１０重量％未満の少量では、充分な補強効
果が得られず、４０重量％を越える多量では、ＴＰＩお
よび芳香族ポリアミド樹脂に対する嵩密度が著しく異な
ることもあって、混合により均一なコンパウンドが得ら
れないからである。

【００２４】この発明に用いる芳香族ポリアミド樹脂
（以下、アラミド樹脂という）粉末は、下記の化４の式
で示される一般式を繰り返し単位とする樹脂からなり、
このような樹脂のうちメタ系の分子構造を有するアラミ
ド樹脂の代表例として、米国デュポン社製：ノーメック
ス（紙状）、帝人社製：コーネックスが挙げられ、パラ
系の分子構造を有する樹脂の代表例として米国デュポン
社製：ケブラー（繊維状）、帝人社製：テクノーラがあ
る。

【００２５】

【化４】

【００２６】このような組成物に添加されるパラ系アラ
ミド樹脂は、軸方向に分子鎖が配列しているので、軸方
向に高弾性・高強度であるが、直角方向には分子間力が
弱いものである。このようにパラ系アラミド樹脂は軸方
向の強度によって、配合された樹脂組成物の耐摩耗性を
よく向上させることができ、一方、分子鎖の直角方向に
圧縮力を受けると分子鎖が座屈しまたは破壊され易いの
で、軟質の摺動相手材を損傷しないと考えられる。

【００２７】また、パラ系以外のアラミド樹脂を採用す
る場合は、前記したフッ素樹脂として四フッ化エチレン
樹脂などの所定量を含むものを添加することによって、
前記組成物と同様に軟質の摺動相手材を損傷せず、耐摩
耗性に優れた組成物となる。

【００２８】この場合さらに、他のフッ素系樹脂を併用
することもできる。このようなアラミド樹脂のうち、繊
維の形態は、繊維長約０．１５〜３ｍｍ、アスペクト比
約１〜２３０程度のものとなっている。

【００２９】この発明においては、上記したアラミド樹
脂のうち、粉末状のもの、または粉末化したものを採用
する。繊維状のアラミド樹脂を含有する樹脂組成物で
は、摺動面に配向した繊維がブラシのように現れ、摺動
相手材が損傷され易くなって好ましくない。

【００３０】そして、このようなアラミド樹脂粉末は、
その平均粒径が約５〜５０μｍであるものを採用するこ
とが好ましい。なぜなら、平均粒径が約５μｍ未満の小
粒子では、樹脂組成物が充分な耐摩耗性を獲得できず、
約５０μｍを越える大粒子では摺動相手材を損傷する恐
れがあるからである。このような条件を全て満足する粉
末状のアラミドの市販品としては、旭化成社製：アラミ
カＡＲＰ−Ｐ（平均粒径２０μｍ）が挙げられる。

【００３１】アラミド樹脂粉末の全組成物中の配合量
は、２〜１５重量％である。なぜなら、２重量％未満の
少量では、組成物に充分な耐摩耗性を付与できず、１５
重量％を越える多量では溶融流動性が悪く成形が困難に
なるからである。

【００３２】この発明に用いる所定のポリイミド樹脂の
融点以上の熱分解温度を有する充填剤としては、そのよ
うな熱分解温度を有する熱硬化性樹脂または熱可塑性樹
脂が挙げられる。

【００３３】ここでいう熱分解温度は、微分熱分解開始
温度として、重量分析等で測定できる。詳しくは熱分析
（ＤＳＣ、ＤＴＡ、ＴＧＡなど）により、熱天秤減量曲
線（ＴＧ）と、示差熱分析曲線（ＤＴＡ）等で求めら
れ、初期の試料片（例えば約１５ｍｇ）を昇温速度約１
０℃／分で空気中または窒素ガス中にて加熱し、試料片
に例えば約５ｍｇの重量減が生じた温度であるか、また
は各温度別の重量減少％を調べ、これが５０重量％に対
応する温度を熱分解による５０重量％減量温度を目安と
して求めることができる。

【００３４】そのような熱分解温度を満足し得る熱硬化
性樹脂としては、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メ
ラミン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ジアリルフ
タレート系樹脂、エポキシ系樹脂、ケイ素系樹脂、ポリ
ウレタン系樹脂、フラン系樹脂、ポリイミド系樹脂など
が挙げられ、また、ポリイミド系樹脂としては、縮合型
ポリイミド樹脂やビスマレイミド系、末端ナジック酸
系、アセチレン系等の付加型ポリイミド樹脂などが挙げ
られる。

【００３５】前述の熱硬化性樹脂のなかでも、特にフェ
ノール系樹脂は、機械的性質、耐熱・耐寒性、寸法安定
性、耐溶剤性、耐酸性、耐水性および価格などからみた
総合的な諸物性において、これらが比較的バランス良く
優れており、特に高温時の機械的強度の保持性に優秀で
あって、微分熱分解開始温度は約４０５℃である。

【００３６】フェノール系樹脂のうち、成形材料として
は、比較的成形性に優れるノボラック系が用いられ、レ
ゾール系のものは、ノボラック系のものよりも熱衝撃性
に優れている。また、レゾール系の一段法成形材料は、
二段法よりも製造に比較的時間を要し、硬化速度も遅い
という特性をもっている。

【００３７】このようなフェノール樹脂以外にエポキシ
系樹脂、ケイ素系樹脂、ポリイミド系樹脂の微分熱分解
開始温度は、それぞれ約３９０℃、約５０５℃、約４０
０〜５００℃前後であり、これらも高温時の機械的強度
に優れ、微分熱分解開始温度が約３９０℃以上、好まし
くは約４００℃以上の樹脂であればよい。なぜなら、成
形材料は、二軸溶融押出機でのペレット造粒時における
約３９０〜４００℃の高温時や、射出成形時の約３９０
〜４００℃のシリンダー温度、およびその後の約２５０
〜３４０℃での熱処理時、そしてＰＦＡ系樹脂ではコー
ティングに伴う約３４０℃での焼成などの諸種の製造工
程においても、熱分解の進行が比較的緩やかだからであ
る。

【００３８】これらの熱硬化性樹脂を５〜３０重量％、
好ましくは５〜１５重量％添加することで分離爪の刃先
の耐衝撃性や、耐摩耗性を更に改善することができると
考えられる。

【００３９】この場合、熱硬化性樹脂の配合量が５重量
％未満の少量では、耐衝撃性、耐摩耗性、耐熱性などの
向上にあまり効果がなく、３０重量％を越える多量で
は、シリンダー温度約３９０〜４５０℃のような比較的
高温で所定のポリイミド樹脂を溶融して射出成形などを
する場合に、シリンダー内での熱硬化の進行などの不都
合により、安定した造粒性、射出成形性および寸法精度
などが期待できないからである。

【００４０】一方、前記した熱可塑性樹脂の代表例とし
て、下記に列挙したようなフッ素系樹脂が挙げられる。
なお、〔〕内には熱分解温度を示した。

【００４１】ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）、〔約５０８〜５３８℃〕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（ＰＦＡ）、〔約４６４℃以上〕テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体（ＦＥＰ）、〔約４１９℃以上〕ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）
〔約３４７〜４１８℃〕テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴ
ＦＥ）、〔約３４７℃以上〕クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体
（ＥＣＴＦＥ）、〔約３３０℃以上〕ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、〔約４
００〜４７５℃〕ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、〔約３７２〜
４８０℃〕テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（Ｅ
ＰＥ）。

【００４２】また、フッ素系樹脂は、上記したフッ素樹
脂の例えば約１：１０から１０：１の重合量で２種類以
上の共重合体や、３元共重合体などのフッ素化ポリオレ
フィンなどであってもよく、これらは、固体潤滑剤とし
ての特性も示す。このなかでもＰＴＦＥは、耐熱性、耐
薬品性、非粘着性、低摩擦係数などの諸特性に優れてお
り好ましいものであるといえる。

【００４３】これらのフッ素系樹脂群も微分熱分解開始
温度が比較的高いので好ましい。例えば、ＰＴＦＥ、Ｐ
ＶＤＦの分解点は、それぞれ約４９０℃、約３５０℃で
あり、これらの微分熱分解開始温度は、それぞれ約５５
５℃、約４６０℃をも示し、フッ素系樹脂のなかでもＰ
ＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰは、高温特性に優れており、好
ましい。そのため、所定のポリイミドからなる分離爪を
溶融などして製造する過程での前記した様な数々の熱履
歴にも比較的耐え得る。特に、ＰＴＦＥの分解点は、所
定のポリイミド樹脂の融点よりも高いので好ましい。こ
れらの熱可塑性樹脂を５〜３０重量％、好ましくは５〜
１５重量％添加することで、分離爪の刃先の定着ローラ
表面への攻撃性を少なくできると共に、耐衝撃性、耐疲
労性、耐摩耗性を向上することができると考えられる。

【００４４】添加量が５重量％未満の少量では、これら
の効果が期待できず、３０重量％を越える多量では、こ
れらの溶融粘度などにより、前記したように造粒時や射
出成形時に溶融成形機などのシリンダーにかかる負荷が
大きく、安定した造粒性、射出成形性および寸法精度が
期待できないからである。

【００４５】因みに、ＰＦＡ、ＦＥＰの溶融粘度は、約
３８０℃にてそれぞれ約１０⁴〜１０⁵ポイズ、約４×
１０⁴〜１０⁵ポイズであり、特にＰＴＦＥでは約３４
０〜３８０℃にて約１０¹¹〜１０¹²ポイズにもなり、こ
のような高温下でも約１０⁴〜１０¹²ポイズ程度の粘度
特性を有する熱可塑性樹脂であるものは、高粘度特性を
有するので、耐熱性が優れており好ましい。

【００４６】この発明に用いる固体潤滑剤は、耐熱性が
あり、かつ樹脂組成物の摩擦係数を低減させ得るもので
あればその種類を限定することなく用いることができ、
具体例としてはグラファイト、二硫化モリブデン、フッ
化黒鉛、一酸化鉛などを挙げることができる。

【００４７】特に、黒鉛もしくはフッ素系樹脂または両
者を併用して充填すると、成形品である分離爪は、ロー
ラーの外周面に対する摩擦抵抗が非常に小さくなり、か
つローラーに対する非攻撃性が向上する。

【００４８】上記した固体潤滑剤の配合量は、全組成物
中の３〜１０重量％である。なぜなら、３重量％未満の
少量では、摩擦抵抗の低減効果や相手ローラーの外周面
に対する非攻撃性の効果が充分でなく、１０重量％を越
える多量では組成物の流動性は著しく低下し、得られた
成形品の耐熱変形性も同様に著しく低下するので好まし
くないからである。

【００４９】また、この固体潤滑剤とアラミド樹脂粉末
と酸化亜鉛ウィスカとの合計量は、全組成の１２〜５０
重量％とすることが好ましい。なぜなら、前記合計量が
全組成の５０重量％を越えると、均質な組成物が得られ
ず、また樹脂の溶融流動性が失われて成形が困難にな
る。また、前記合計量が全組成の１２重量％未満では、
組成物に充分な補強効果および摩擦特性、耐摩耗性が充
分に備わらない。

【００５０】ここで、ＴＰＩ、酸化亜鉛ウィスカ、アラ
ミド樹脂粉末および固体潤滑剤などの混合手段は、これ
らを個別に溶融混合機に供給してもよいが、これらを予
めヘンシェルミキサー、タンブラーミキサー、リボンブ
レンダーなど汎用の混合機で乾式混合した後、溶融混合
機に供給してもよく、その具体的方法は特に限定される
ものではない。

【００５１】なお、この発明の効果を損なわない範囲内
で、前記以外の針状繊維系補強材（例えば、ホウ酸アル
ミニウムウィスカ、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）を添加し
てもよく、さらに酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収
剤、滑剤、離型剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、結晶
化促進剤などを適宜添加してもよいことはいうまでもな
い。

【００５２】そして、以上述べたようにして混合した成
形材料は、約３９０〜４５０℃の温度範囲に加熱し可塑
化した後、金型中に充填し固化および離型することによ
り目的の複写機用分離爪を得る。

【００５３】このように高温にする理由は、所定のポリ
イミド樹脂の融点がおよそ３８８℃、測定条件などによ
り約３８０〜４００℃程度と高温であるためである。さ
らに、分離爪に所定の熱処理を施すことにより、耐熱変
形性、寸法安定性、耐摩耗性に優れた長寿命の複写機用
分離爪とすることもできる。

【００５４】熱処理は、約２５０〜３４０℃、好ましく
は約２７０〜３３０℃の範囲で行われることが必要であ
る。なぜならば、約３４０℃を越える温度では、分離爪
に著しい熱変形が生じ実用上好ましくなく、一方、約２
５０℃未満の温度では、成形性、耐熱変形性の向上は得
られないからである。

【００５５】熱処理時間は、加熱する温度により大きく
変化するが、少なくとも２分以上、場合によっては数週
間必要となる。すなわち、この発明によると、熱処理す
ることによる分離爪の耐熱変形性の向上とその密度変化
とは一定の法則があり、成形材料中のポリイミド成分の
密度が少なくとも１．５％以上の密度増加をするに足り
る時間を熱処理時間とすればよい。ここで、ポリイミド
成分の密度増加率は、熱処理前後の分離爪の密度をＡＳ
ＴＭ−Ｄ７９２に従い測定し、成形材料中の各成分の配
合比および密度から計算で求めることができる。

【００５６】したがって、熱処理時間については、約２
７０℃加熱条件で約１２時間以上、約２８０℃加熱条件
で約１時間以上、約３００℃加熱条件で約１０分以上、
約３３０℃加熱条件で約２分以上、約３４０℃加熱条件
で約１０分以上が必要であり、約３３０℃加熱条件にて
所要時間が最小となることが判明している。

【００５７】また、約２６０℃以下の加熱処理の場合、
数週間以上の時間を必要とし、逆に約３４０℃以上の加
熱処理の場合は、分離爪に著しい変形を生じさせるの
で、いずれの場合も実用的でない。

【００５８】このような分離爪の熱処理は、分離爪を所
定温度に制御された加熱装置の中で実施されるが、その
加熱装置の形式には特に制限がない。しかし、通常は電
気加熱方式によるものが便利であり、装置内の雰囲気と
しては、たとえば熱風循環式や熱風流通式などを利用す
ることができる。

【００５９】また、この発明の複写機用分離爪の表面の
非粘着性を改善するために、成形体の表面にフッ素系樹
脂を被覆することが好ましい。

【００６０】この場合に用いることのできるフッ素系樹
脂は、前記記載のなかでも四フッ化エチレン樹脂（ＰＴ
ＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体（ＦＥＰ）、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（ＰＦ
Ａ）などのフルオロカーボン樹脂を有機溶剤に分散した
エナメルタイプ（有機溶剤揮散タイプ）、または粉体塗
装用の低分子量微粉（融着タイプ）の形態のものが挙げ
られる。

【００６１】市販のフッ素樹脂コーティング剤として
は、エナメルタイプの中興化成工業社製：ライティＳＦ
−３０１、ダイキン工業社製：タフコートエナメルＴ
ＣＷ−８８０９ＢＫなどがある。融着タイプとしては、
三井・デュポンフロロケミカル社製：ＰＦＡ−Ｘ５００
ＣＬ、デュポン社製：バイダックスＡＲなどがある。融
着させるタイプのコーティング剤は、補強剤や潤滑剤を
添加して耐摩耗性の向上を図ってもよく、カーボンブラ
ックなどの導電性付与剤を添加して分離爪の帯電防止を
図ることもできる。

【００６２】このようなフッ素系樹脂の樹脂組成物表面
への塗装手段としては、必要に応じて所定のプライマー
を塗布した後、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など
を採用できる。

【００６３】形成する被膜の膜厚は、約５〜４０μｍと
することが好ましい。なぜなら、約５μｍ未満の薄膜で
は、耐摩耗製に劣り、約４０μｍを越える厚膜では分離
爪に要求される爪先端の所定のＲ形状を形成することが
難しいからである。

【００６４】

【作用】この発明に係る複写機用分離爪は、所定の熱可
塑性ポリイミド樹脂をマトリックスとし、その他の成分
を所定の配合割合としたので、溶融成形が可能となり、
さらには射出成形性も満足する。

【００６５】そして、４軸放射形の酸化亜鉛ウィスカ
は、マトリックスである樹脂の混練および成形時に、約
４０〜６０％のものが折れてテーパ状の軸の状態で存在
することとなり、そのテーパ状の軸は、摺動面に露出し
た際に樹脂中から抜け難く、また配向して爪先端に入り
やすく、即ち爪先端を効率良く補強する。

【００６６】また、組成物中に添加された芳香族ポリア
ミド樹脂粉末は、組成物の耐摩耗性を向上させると共
に、摺動面に露出した際にこの面から容易に離れるの
で、例えばＰＦＡをコーティングしたローラなどのよう
な軟質の摺動相手材を損傷しなくなると考えられる。

【００６７】このため、分離爪が耐摩耗性、相手材の非
損傷性、爪先端部分の耐衝撃性および耐疲労性について
も極めて優れたものとなる。また、固体潤滑剤を併用す
れば前記好ましい特性が一層顕著に現れる。

【００６８】

【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、これら原材料の配
合割合は、以下全て重量％で示す。

【００６９】(1) ポリイミド三井東圧化学社製：オーラム (2) 酸化亜鉛ウィスカ松下アムテック社製：パナテトラ、ＰＨ７．０ (3) 芳香族ポリアミド樹脂粉末［アラミド粉末］旭化成社製：アラミカ粉末ＡＲＰ−Ｐ、平均粒径２０
μｍ、 (4) チタン酸カリウムウィスカ大塚化学社製：ＴＩＳＭＯ−Ｎ、ＰＨ７．０ (5) 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Ｙ (6) フェノール樹脂鐘紡社製：ベルパールＣ−２０００ (7) 四フッ化エチレン樹脂［ＰＴＦＥ］喜多村社製：ＫＴＬ６１０ (8) 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 (9) コーティング用ＰＦＡ液三井・デュポンフロロケミカル社製：Ｘ５００ＣＬ〔実施例１〜８，比較例１〜４〕表１または表２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、３９０
〜４００℃の条件で混練押出しして造粒した。得られた
ペレットを射出成形機に供給してシリンダー温度３９０
〜４００℃、射出圧力１０００ｋｇｆ／ｃｍ²、金型温
度１８０℃の条件のもとに射出成形し、分離爪形状の成
形品を得た。この成形品に対して３２０℃、５時間の熱
処理を行ない、さらにコーティング用プライマー液(8)
をスプレーコーティングした後乾燥し、さらにその上に
ＰＦＡコーティング液(9) 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
たものを試験片とした。

【００７０】得られた試験片について、成形性、耐
摩耗性、耐衝撃性、耐疲労性、爪先端への充填量
を調べ、この結果を表１または表２中に併記した。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。

【００７１】成形性前記成形した分離爪各５０個について、その爪先端１ａ
の形状（図２（ａ）参照）を投影機を用いて側面から測
定し、その平均曲率半径Ｒ（ｍｍ）を求めた。

【００７２】耐摩耗性図２（ａ）、（ｂ）に示すように、分離爪１を相手材ロ
ーラ２に対して、温度１９６±３℃、回転数１４８ｒｐ
ｍ、荷重２０ｇｆ、３５０時間の条件で摺接させ、試験
前後の穴径の中心から爪先端までの距離Ｌ’の差（ｍ
ｍ）を測定した。

【００７３】耐衝撃性分離爪の刃先先端部の高衝撃試験機（図３に概略図を示
す）を用いて測定した。すなわち、レバー（長さＬ＝８
５ｍｍ）の一端に分離爪１を装着すると共に、このレバ
ーの他端を回転自在に支持し、これを直立状態から水平
状態に自然回転させた際に、分離爪１の刃先の先端部が
ローラー２に、荷重（Ｗ）２０ｇｆ、接触角度（θ）１
００°の条件で衝突するようにして、分離爪１に欠損が
生じるまでの衝突回数を測定した。なお、衝突回数は１
０回を上限とした。

【００７４】耐疲労性分離爪の刃先先端部の衝撃疲労試験機（図４に概略図を
示す）を用いて測定した。すなわち、レバーの一端に分
離爪１を装着すると共に、このレバーの他端を回転自在
に支持し、レバーの下面には回転するカム５を接触させ
て分離爪を高さｈ＝１ｍｍから断続的に自然落下させて
ローラー２に衝突させた。測定条件は、ローラー２をヒ
ーター４で表面温度２００℃に加熱し、分離爪１の刃先
先端にかかる荷重（Ｗ）２０ｇｆ、接触角度（θ）１０
０°とし、衝突回数１０万回（ｎ＝１０）の変形量ｔ
（μｍ、図５参照）の平均値を求めた。

【００７５】爪先端への充填量分離爪先端の側面をラップ機を用いて鏡面仕上げし、走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で、ウィスカの充填量を観察
し、よく充填されている☆印、充填されている○印、殆
ど充填されていない△印の３段階に評価した。

【００７６】

【表１】

【００７７】

【表２】

【００７８】表１および表２の結果から明らかなよう
に、酸化亜鉛ウィスカまたはアラミド樹脂粉末の配合量
が所定量を越える比較例２または比較例３は、成形不可
能であり、酸化亜鉛ウィスカの配合量が所定量未満の比
較例１、または全く配合しなかった比較例４は、耐摩耗
性その他の試験結果が全て劣り、爪先端へのウィスカの
充填量も少なかった。

【００７９】これに対して、全ての条件を満足する実施
例１〜８は、成形性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐疲労性お
よび爪先端へのウィスカの充填量といった全ての試験項
目に優れた結果が得られ、特に、耐摩耗性については比
較例（従来）の約３〜４倍の寿命があることが判明し
た。

【００８０】

【効果】この発明は、以上説明したように、所定の熱可
塑性ポリイミド樹脂をマトリックスとし、所定形状の酸
化亜鉛ウィスカ、芳香族ポリアミド樹脂を所定量配合し
た樹脂組成物からなる複写機用分離爪としたので、射出
成形性を満足し、分離爪の先端には、酸化亜鉛ウィスカ
のテーパ針状の軸が効率よく充填されて爪先端が良く補
強されて耐摩耗性に優れたものとなり、しかも、芳香族
ポリアミド樹脂の特性によってＰＦＡをコーティングし
たローラなどのような軟質の摺動相手材を損傷しなくな
り、しかも耐衝撃性および耐疲労性についても極めて優
れたものとなる利点がある。

【００８１】また、固体潤滑剤を併用すれば上記効果が
一層顕著となり、所定の熱処理を経て製造した複写機用
分離爪は、耐熱変形性および寸法安定性についても優れ
たものとなり、フッ素系樹脂をコーティングしたもので
は、さらに優れた摺動特性を有する利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）４軸放射形の酸化亜鉛ウィスカの結晶構
造を説明する拡大斜視図（ｂ）同上の酸化亜鉛ウィスカの折れた軸の形状を説明
する拡大斜視図

【図２】（ａ）耐摩耗試験に用いる複写機用分離爪の側
面図（ｂ）耐摩耗性試験の測定状態を説明する概略側面図

【図３】耐衝撃性試験機の概略側面図

【図４】耐疲労性試験機の概略側面図

【図５】爪先端の変形量ｔを示す複写機用分離爪の側面
図

【符号の説明】

１分離爪２ローラー３おもり４ヒーター５カムＲ分離爪先端角度Ｌ’ 距離 θ 接触角ｔ変形量Ｗ荷重ｈ衝撃高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 71/10 ＬＱＪ 77/10 ＬＱＴ 79/08 ＬＲＣ // Ｂ２９Ｋ 79:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記化１の式で表わされる繰り返し単位
を有する熱可塑性ポリイミド樹脂５０〜８０重量％と、
４軸放射形で各軸テーパ状の結晶構造の酸化亜鉛ウィス
カ１０〜４０重量％、芳香族ポリアミド樹脂粉末２〜１
５重量％を配合した樹脂組成物の成形体からなる複写機
用分離爪。記【化１】
【請求項２】請求項１記載の樹脂組成物に、さらに固
体潤滑剤を３〜１０重量％の範囲で添加した樹脂組成物
からなる複写機用分離爪であって、前記固体潤滑剤と４
軸放射形で各軸テーパ状の酸化亜鉛ウィスカと芳香族ポ
リアミド樹脂粉末との合計量が全組成の１２〜５０重量
％である樹脂組成物の成形体からなる複写機用分離爪。
【請求項３】請求項１記載の樹脂組成物に、前記所定
のポリイミド樹脂の融点以上の熱分解温度を有する充填
剤を５〜３０重量％添加した樹脂組成物の成形体からな
る複写機用分離爪。
【請求項４】前記充填剤が熱硬化性樹脂である請求項
３記載の複写機用分離爪。
【請求項５】前記充填剤が熱可塑性樹脂である請求項
３記載の複写機用分離爪。
【請求項６】前記熱可塑性樹脂がフッ素系樹脂である
請求項５記載の複写機用分離爪。
【請求項７】請求項１記載の樹脂組成物に、固体潤滑
剤を３〜１０重量％添加した樹脂組成物の成形体からな
る複写機用分離爪。
【請求項８】請求項１または２に記載の樹脂組成物か
らなる複写機用分離爪において、その表面にフッ素系樹
脂被膜を形成したことを特徴とする複写機用分離爪。
【請求項９】請求項１または２に記載の樹脂組成物を
分離爪形状に射出成形した後、この成形体を２５０〜３
４０℃の温度に加熱して、前記ポリイミド樹脂の密度を
１．５％以上増加させる熱処理を行なうことからなる複
写機用分離爪の製造方法。