JPH09510479A - フィブリル化された表面 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複写機のフューザー装置のコーティングロール又は拭き取りロールのオイル移動構成部分として使用するに適する多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）構造体は、ＰＴＦＥが網の線材の少なくとも一部を埋没させるように網の上にＰＴＦＥサスペンションを注型・乾燥させることによって得られたフィブリル化された表面を有する。網からＰＴＦＥシートを取り外すと、フィブリル化された不規則な表面(72,74)が得られる。このＰＴＦＥ構造体は、共に融合された粒状ポリテトラフルオロエチレン粒子からなり、相互に接続された粒子の多孔質の一体の網状構造を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】 フィブリル化された表面 発明の背景 本発明は、フィブリル化された表面を有する多孔質ポリテトラフルオロエチレ ン構造体に関する。これは、限定されるものではないが、複写機のフューザーロ ール(fuser roll)に剥離オイルを施す及び／又はそれから又はそれに接触する別 なロールから過剰のトナーを拭き取るオイル移動構成部分として特に有用である ことができる。 本願で使用する用語「複写機(copying machine)」は、普通紙複写機やレーザ ープリンターのような、加熱されたフューザーロールを使用する機器に関する。 従来技術 普通紙の複写機において、紙その他の記録媒体の表面に施されたトナー像は、 熱と圧力の適用によって定着される。ある普通紙の複写機において、定着は、像 を帯びた記録媒体を、高温の定着ロールと加圧ロールの間を通過させることによ って行われる。このタイプの熱定着デバイスが使用される場合、トナー材料はロ ール表面に直接接触され、トナーの一部が通常ロール表面に接着することになる 。ロールの次の回転のとき、接着したトナー材料は記録媒体に再付着し、不都合 な裏移り像、しみ、汚れをもたらすことがあり、あるいはひどい場合には、記録 媒体が、ロール上のその接着したトナー材料に付着し、ロールの周りに巻き付く ことがある。 この問題に対処するため、シリコーンゴムやポリテトラフルオロ エチレンのような良好な剥離特性を有する材料を、ロール表面に使用することが 多い。熱定着デバイスの性能は改良されているが、シリコーンゴムやポリテトラ フルオロエチレンのロール表面を使用するだけでは問題を解消しない。もう１つ の取り組み方は、トナー材料に剥離剤を含めることであり、これはトナー材料が ロール表面に接着することを防止する。これらのオイルレストナーは、熱定着デ バイスの性能を改良するが、ここでも、特に高速の複写機の場合、トナーのピッ クアップと移動に関連する問題を完全には解消しない。 ロールによるトナーのピックアップは、ロールの少なくとも１つの表面をシリ コーンオイルのような液体剥離剤でコーティングすることによって制御可能であ る。ロール表面に剥離液が均一且つ正確な量で施されることが重要である。液体 が少な過ぎる又は表面の被覆が不均一であると、トナーが紙からピックアップさ れてロール上に堆積することを防止できない。他方で、過剰な量の剥離液は、シ リコーンゴムのロール表面を膨れさせて皺にすることがあり、このため許容でき ない品質のコピーを生じさせることがある。 複写機のロール表面に剥離液を均一に計量・コーティングするデバイスが特開 平６２−１７８９９２号公報に開示されている。これらのデバイスは、浸透制御 層にオイルを供給するためのウィック又は溜として役立つ厚い多孔質材料に接着 されたオイル浸透制御層からなる。この浸透制御層は、典型的に、シリコーンオ イルとシリコーンゴムの混合物で含浸されて、次いでシリコーンゴムを架橋させ るために熱処理された多孔質ポリテトラフルオロエチレンのフィルムである。浸 透制御層が接着される厚い多孔質材料は、典型的に、多孔質の熱硬化性樹脂フォ ーム、又はＮｏｍｅｘ（商標）繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリテトラフルオ ロエチレン繊維その他の耐 熱繊維のフェルトである。商標Ｎｏｍｅｘとして販売されている繊維はアラミド 繊維であり、１種のポリアミドである。 液体剥離剤としてシリコーンオイルを使用する通常の普通紙コピー機は、一般 に、フューザーロール上にシリコーンオイルをコーティングするための手段と、 さらに、望ましくない付着したトナーや紙のダストその他の望ましくない物を除 去するためにロールを拭き取る手段を含む。多くの場合、コーティング作用と拭 き取る作用は、単一のデバイスによって行われる。ある特定の型式の機器におい て、溜ウィックの上を覆って配置された、溜ウィックからフューザーロールへの オイルの流れを計量し、且つ改良された磨耗性と分配特性を与えるためのカバー ウィックを備えた、普通はＮｏｍｅｘフェルトで作成される溜ウィックが提供さ れる。このカバーウィックは典型的にＮｏｍｅｘ布帛である。しかしながら、こ のカバーウィックは限られた寿命を有するに過ぎないことが分かっており、交換 を必要とするまでに典型的に約６００００枚のコピーに耐える。フューザーロー ルの寿命と同等に長持ちするカバーウィックを有することが望ましいであろう。 もう１つの慣用の型式の複写機において、オイルのコーティングと拭き取りの 作用は、典型的にＮｏｍｅｘ又はポリテトラフルオロエチレン繊維で作成された ある長さのフェルトによって提供される。ロールは典型的に幅４３５ｍｍ×長さ １．４ｍである。機器がコピーをしている間に、シリコーンオイルを載置された ロールは、約２ｃｍ／時の速度でフューザーロールを通り越す。このオイリング ロールはシリコーンオイルを与える。また、フューザーロールから洗浄された過 剰なトナーはピックアップされ、オイリングロールに付着して持ち去られる。典 型的に、オイリングロールのフェルトは７００ｇ／ｍ²の重さと１．３ｍｍの厚 さを有する。複写機の物理 的束縛のため、このことは、オイリングロール上の材料の長さを約１．４ｍに制 限する。一般的に言って、この目的のために７００ｇ／ｍ²よりも軽量な満足で きるフェルトを作成することは可能ではない。このため、実際問題として、約１ ０日の運転毎にオイリングロールを交換することが必要である。 英国公開特許出願第２２４２４３１号（９１０６７６８．６）は、工業的濾過 におけるフィルターとして使用するための多孔質ポリテトラフルオロエチレン構 造体を開示してる。この多孔質ポリテトラフルオロエチレン材料は、相互に接続 された粒子の多孔質の一体の網状構造を形成するようにして、ポリテトラフルオ ロエチレンの粒子を融合させることによって作成される。この特許明細書の開示 事項は本願でも取り入れられている。この明細書は、水系スラリーの濾過に特に 関係する。 本出願人の国際特許出願ＷＯ９３／０８５１２公報は、このような多孔質ＰＴ ＦＥ材料を複写機のオイル移動構成部分として、とりわけフューザーロールに供 給される剥離オイルの量を制御し且つそれから過剰のトナーを拭き取るためのオ イル浸透制御層として使用することを開示している。 発明の要旨 現在、驚くべきことに、多孔質ＰＴＦＥ構造体の特性は、その上にフィブリル 化された表面を与えることによって改良可能であることが見出されている。 即ち、本発明の１つの局面は、相互に接続された粒子の多孔質の一体の(integ ral)網状構造を形成するように共に融合された粒状(granular-type）ポリテトラ フルオロエチレンの粒子から形成された、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ ＰＴＦＥ）構造体を提供す る。 一般的に言って、本発明は、複写機のフューザーロールをコーティングする又 は拭き取るためのオイル移動構成部分として使用するための、英国公開特許出願 第２２４２４３１号に開示のような多孔質ポリテトラフルオロエチレン材料の使 用を念頭に置いている。この材料は、遭遇する高い温度（２００℃付近）に耐え ることができ、この用途において優れた機械的特性と耐久性を有する。 本発明のもう１つの局面は、複写機のフューザー装置のロールをコーティング する又は拭き取るためのオイル移動構成部分を提供し、このオイル移動構成部分 は、相互に接続された粒子の多孔質の一体の網状構造を形成するように共に融合 された粒状ポリテトラフルオロエチレンの粒子から形成された多孔質ポリテトラ フルオロエチレン構造体を含み、この構造体は、使用中にそのフューザー装置の ロールと接触するための表面を有し、その表面はフィブリル化されている。 オイル移動構成部分として作用する目的で、多孔質ポリテトラフルオロエチレ ン（ＰＴＦＥ）構造体は、一般に、その構造体を複写機の中で支持するための支 持手段を有することができる。いわゆるカバーウィックの場合、支持手段は、カ バーウィックのストリップの片側にそって延在するフレーム又は一対の平行なロ ッドの形態でよい。あるいは、多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体が、支 持構造体として作用する溜(reservoir)材料にラミネートされてもよい。また、 多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体は、連続的ウェブの形態で提供されて もよく、又は所望によりフェルトカバーによって覆われるオイル溜材料（例えば 、特開平６２−１７８９９２号公報に開示のフォーム又は多孔質セラミック）で 作成されたロールの上に施されてもよい。一般に、多孔質ポリテトラフルオロエ チレン構造体は、シート材料の形態であり、一般に５０〜１５００μｍ、特には １００〜１０００μｍの範囲の厚さである。 多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体は疎水性であるが、シリコーンオイ ルのような液体剥離剤に対して高い親和性を有する。オイル移動構成部分は、一 般に、剥離オイルを予め装填されて提供されることができる。オイル充填型にお いて、その構成部分は、このオイルが実質的に使用され尽くしたときに捨てられ る。オイル供給型において、フューザーオイルは、オイル供給メカニズムによっ てそれに供給される。典型的に、このオイルは、オイル移動構成部分のＰＴＦＥ 構造体の１０〜５０重量％、とりわけ２０〜４０重量％を構成することができる 。このようなオイル保有能力を提供する目的で、多孔質ポリテトラフルオロエチ レン構造体は、本願で説明のようにして測定して、通常０．５〜１．８、例えば ０．６〜１．５、典型的に０．７〜１．２の比重を有する。比較として、純粋な 非多孔質ＰＴＦＥは、典型的に２．１６の比重を有する。 好ましくは、多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体は、フィラー材料を全 く含まず、理由は、それらが一般に無機物に由来し、フューザーロールを損傷さ せる磨耗性でありがちなためである。 本発明に従うと、この構造体は、フィブリル化された表面を有する。このこと は、ＰＴＦＥの細長いフィブリルが、構造体の表面から延在することを意味する 。フィブリルは、一般に、長さが２ｍｍに及び、中でも長さ１ｍｍ、特には長さ ０．５ｍｍに及ぶ。フィブリルが長過ぎると、使用中に構造体の表面からフィブ リルが離脱する危険性が高くなる。他方で、それらが短過ぎると、それらのコー ティングと拭き取り能力が低下することがある。長さ０．１〜０．５ｍｍのフィ ブリル長さが好ましい。各々のフィブリルの長さは、一般に、その横の寸法の１ 〜１０倍である。 一般に、フィブリルは、ＰＴＦＥ構造体の表面を引き裂く(tear)ことによって 作成される。このフィブリルはＰＴＦＥ構造体と一体の形態を有し、従って、全 体としてのＰＴＦＥ構造体の中にしっかりと定着される。 ここで、好ましい態様において、先ず多孔質ＰＴＦＥ構造体は、ＰＴＦＥ構造 体が基材から引き離されたとき、ＰＴＦＥ構造体が引き裂かれてフィブリルが表 面から引き出されるような程度にＰＴＦＥ構造体を機械的に結合する不規則な表 面を有する基材に結合させる。基材の表面は、例えば尾根、谷、刻み目、突起な どの特定の表面形状(surface feature)のパターンを提供されることができ、こ れらは規則的又は不規則的パターンであってよい。一般に、特定の表面形状は、 構造体へのＰＴＦＥの機械的固定を助けるように、側面が険しく、又はアンダー カット部分を有する。 特に有用な基材は、好ましくはステンレス鋼の金網であることが見出された。 一般に、この金網は１つの方向に１インチあたり１５〜７５本の線材（各々の線 材は１．５〜０．３ｍｍの太さ）と、直角方向に１インチあたり７５〜４００本 の線材（０．３〜０．０７ｍｍの太さの）を有する。この網の開口部は差し渡し で４０〜１５０μｍの範囲であることができる。また、金網の代わりに布帛を使 用することもでき、但し、その布帛はＰＴＦＥ構造体から除去されるに適当な機 械的強度が必要である。 最適なフィブリル化のためには、金網の線材の少なくとも一部がＰＴＦＥによ って埋没されて、除去のときに線材がＰＴＦＥから無理に引き離されるべきであ る。金網が細めの線材と太めの線材を有する場合、細めの線材のみがＰＴＦＥに 埋没されることが好ましい。 ＰＴＦＥは変形されて（例えば、エンボスローラーの間で）基材 と密接することができるが、好ましくは、ＰＴＦＥ構造体は、粒子の融合の前に 基材上にスプレーその他で載置された液体ビヒクル中の粒状ＰＴＦＥ粒子からな る。 基材からＰＴＦＥが除去されるとき、基材の表面形状は、ＰＴＦＥ表面上のフ ィブリルに全体的に転化されることができる。ここで、好ましい態様において、 ＰＴＦＥ表面は、フィブリルの他に全体的な表面テキスチャー(texture)を有す る（本出願人の国際特許出願ＷＯ９３／０８５１２公報に開示のように）。金網 基材の場合、このことは、それらの表面が次にフィブリル化されるＰＴＦＥ表面 の溝と尾根の全体的パターンとして自明であろう。この特定の表面形状の組み合 わせは、フューザー装置のコーティングロールと拭き取りロールにおいて特に有 益であることが分かっている。 本発明の多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体は、従来の材料に比較して 優れた磨耗特性を提供し、繊維を落下しない。連続的ウェブの場合、この多孔質 ポリテトラフルオロエチレン構造体は、所定のオイル保有能力において、従来の フェルトよりもはるかに薄く提供されることができ、このことは、同じオイリン グと拭き取り特性を維持しながら、はるかに長い使用されるべき期間を可能にす る。また、ローラー上に磨耗による障害物が少ない。 多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体は、英国公開特許出願第２２４２４ ３１号明細書に開示のようにして製造することができる。粒状タイプのポリテト ラフルオロエチレンの異なるグレードの粒子の混合物から構造体を作成すること が特に好ましい。周知のように、ＰＴＦＥは、２種の異なるタイプのいわゆる「 粒状(granular)ＰＴＦＥ」といわゆる「微粉末(fine powder)ＰＴＦＥ」から製 造される。これらの材料は全く異なる特性を有し、本発明は前者に関係する。本 発明の用途に特に有用な製品は、テフロン（商標）樹 脂グレード７Ａの４０〜６０％と、テフロン樹脂グレード９Ｂの４０〜６０％と を含む。連続的ウェブについて、グレード７Ａの含有率は１００％まで増加され てよい。テフロン樹脂のグレード７Ａと９Ｂは、米国のウィルミントンにあるデ ュポン社の特殊ポリマー部門から入手することができる。多孔質ポリテトラフル オロエチレン構造体は、通常は、セラミックタイル又は金属シートのような基材 の上にスプレーすることによって調製される。 好ましい態様の詳細な説明 次に本発明の態様を説明するが、これらは例に過ぎない。 添付の図面は、複写機に使用するような種々のフューザーロールの配置を示し 、これらに本発明が適用されることができる。 図１は、普通紙複写機のフューザー部分の大要の立面図であり、剥離オイルが 、本発明に従うオイル充填連続ウェブの形態のオイル移動構成部分によって施さ れ、また過剰のトナーを拭き取る。 図２は、普通紙複写機のフューザー部分の大要の立面図であり、剥離オイルが 、オイル供給メカニズムによって、本発明に従う連続的ウェブに施される。 図３は、フューザー部分の大要の立面図であり、剥離オイルが、いわゆるカバ ーウィックの形態のオイル移動構成部分によって、加圧ロール上に施される。 図４は、レーザープリンターのフューザー部分の大要の立面図である。 図５は、フューザー部分の大要の立面図であり、オイル移動構成部分はローラ ーの形態である。 図６は、ローラーを貫く横断面を示す。 図７は、本発明に従うフィブリル化された多孔質ＰＴＦＥ構造体 の断面の４００倍の光学顕微鏡写真である。 図１と２は、フューザーロールをコーティングし且つ拭き取るための長いウェ ブを使用する複写機のフューザー部分を示す。 図１は、ＰＴＦＥでカバーされたフューザーロール２とシリコーンゴムでカバ ーされた加圧ロール４を示し、これらはスプール８の上に巻かれたオイル含有オ イリングウェブ６によってオイル供給され且つ拭き取られ、このウェブ６は加圧 ローラー10と12の周りを通って巻取スプール14に巻取られる。 図２は、同様な配置を示すが、但し、オイルはオイル供給メカニズム16によっ てオイリングロール又はウェブに施される。 ウェブは、例１の説明と同様にして作成されたフィブリル化された表面を有す るＰＴＦＥシートから作成され、この例は、５０％のＰＴＦＥグレード９Ｂと５ ０％のＰＴＦＥグレード７Ａから作成されるウェブを説明している。より高い密 度のより薄いウェブが必要とされる場合（例えば、所与の直径のスプール８の上 により長い長さのウェブを巻く目的で）、場合により１００％のグレード７Ａま でＰＴＦＥグレード７Ａの割合を高めることができる。ここで、グレード７Ａの 量の増加は、ウェブの剛性を高める。ＰＴＦＥシートのフィブリル化された表面 は、フューザーロール２と接触するように配置される。このウェブは、スプール ８の上に巻かれる前に、シリコーン剥離オイルを充填され、使用の用意が整う。 使用中に、ウェブはスプール８から巻取スプール14までゆっくり進む。オイル 充填ウェブから剥離オイルが供給され、フューザーロールが回転しながらその薄 いコーティングがフューザーロールに施される。また、ウェブはフューザーロー ルから過剰のオイルとトナーを拭き取り、これはウェブ上に集まる。ウェブのフ ィブリル化され外形を形成された表面は、フューザーロールを拭き取り、トナー の不都合な斑点がコピー紙に移動することを防ぐに特に有効である。 図１と２の両者の構成において、ＰＴＦＥウェブは剥離オイルを予め充填され る。ここで、図２の構成において、このオイルは、通常のオイル供給メカニズム によってウェブに供給される剥離オイルの追加の供給によって増量される。この ことは、ウェブに保有されることができるよりも多量の剥離オイルが供給される ことを可能にする。 図３と４は、剥離オイルを装填された溜（それぞれ26と40）からのオイルの供 給を制御するための透過制御層（それぞれ22と44）としての、例１で作成したフ ィブリル化された表面のＰＴＦＥシートの使用を示す。 図３は、オイル供給メカニズム16、溜ウィック26、及びいわゆるカバーウィッ ク20によってシリコーンオイルが供給されるＰＴＦＥカバーのフューザーロール ２とシリコーンゴムカバーの加圧ロール４を示す。カバーウィックは一対のロッ ド22、24によって支持される。 図３の態様において、溜は、フェルト又は連続気泡のフォーム材料（例えば、 本出願人の国際特許出願ＷＯ９３／０８５１２公報に開示のようなメラミンフォ ーム）で作成され、一般に剥離オイルを予備装填される。通常のオイル供給メカ ニズム16によって溜に追加のオイルが供給される。示した構成において、カバー ウィック20は、例１で作成したようなフィブリル化された表面を有するＰＴＦＥ シートで作成される。フィブリル化された表面は、シリコーンカバーのロール４ に接触して配置される。通常の仕方においては、カバーウィック20は一対の継目 （図示せず）を有し、その中に一対のロッド22・24がフィットされ、複写機のウ ィックを支持する。 使用に際し、剥離オイルは、溜ウィック26から供給され、計量された量で多孔 質ＰＴＦＥのカバーウィックを通り、シリコーンカバーのロール４に達する。剥 離オイルは、ロールが互いに接触して回転しながら、ロール４からフューザーロ ール２に移動する。ロール４に集まった過剰のトナーは、カバーウィック20によ って拭き取られ、このカバーウィックは所定の使用期間（又は作成されたコピー 数）の後に交換される。 図４は、レーザープリンターの構成を示す。チャンネル42に配置されたフェル ト製のオイル含有溜40は、ＰＴＦＥカバーのフューザーロール２にオイルを施す 。このフェルト（又は連続気泡のフォーム）の溜は、耐熱接着剤（例、ダウコー ニング社のＲＴＶ７３２）の斑点模様によってその表面にラミネートされた、例 １で作成された多孔質ＰＴＦＥのシート44を有する。ＰＴＦＥシート44は、溜の 上面に接着され、その側面に部分的に下に延びる。ＰＴＦＥシートのフィブリル 化された表面は、使用中にフューザーロール２に接触するように配置される。こ の場合、溜は、剥離オイルの供給によって満たされ、溜とＰＴＦＥシートのアセ ンブリーは、所定の使用期間（又は作成されたコピー数）の後に廃棄される。フ ィブリル化された表面は、上記のように、フューザーロールに剥離オイルを供給 し且つ過剰のトナーを拭き取る作用をする。 図５は、ＰＴＦＥカバーのフューザーロール２に剥離オイルをコーティングし 、且つ過剰のトナーを拭き取るローラー30の使用を示す。ローラーは、回転式ス ピンドル上に装着されたフェルト又は連続気泡のフォームの溜を含み、例１のよ うにして作成された外側の多孔質ＰＴＦＥシートのオイル透過制御層を有するオ イル充填タイプであってよい。ＰＴＦＥシートのフィブリル化された表面は、フ ューザーロールと接触するように配置される。 あるいは、ローラー30は、シリコーンゴムでカバーされた加圧ローラー４に接 触するように配置されることもできる。このローラー30は予めオイル充填されて よく、又はオイル供給メカニズムによってローラーの中央にオイルが供給されて もよい。 図６は、オイルを供給されるローラー30の横断面であり、その構造を示す。こ のローラーは、使用中にシリコーン剥離オイルがその中に供給される内側空隙52 を画定する中空の金属コア50を有する。このコアは、シリコーンオイルの供給の ために開口の網状構造（図示せず）が設けられている。連続気泡のメラミンフォ ーム（本出願人の公開特許出願ＰＣＴ／ＧＢ９３／００５６３を参照されたい） のスリーブ54が、コアの周りにぴったり装着される。このスリーブは、連続気泡 のポリウレタンの固体の(solid)ブロックからフライス加工され、コアの上を滑 らされる。例１に従って作成された多孔質ＰＴＦＥシート材料の外側層56が、メ ラミンフォームのスリーブの周りに巻かれ、耐熱シリコーン樹脂（ダウコーニン グ社のＲＴＶ７３２）によってそれに接着される。樹脂は、層56の軸対称の縁に そって、また、継目を形成する重なり合った軸方向に延びるエッジにそって施さ れる。この樹脂は室温で硬化する。ＰＴＦＥシートは、フィブリル化された表面 を最も外側にして施される。 また、ローラーは、内側空間の１つの端部を通して剥離オイルを予め充填し、 次いでその端部をシールすることによって、オイルを充填されたローラーとして 使用することもできる。 図７は、本発明に従うフィブリル化されたＰＴＦＥ構造体の断面の４００倍の 光学顕微鏡写真である。これは、ステンレス鋼のＰａｎｚｅｒウィーブ網(weave mesh)の例えば後記する例１のサイズ（ｉ）の上にＰＴＦＥを堆積させることに よる、例１に従って作成された構造体に特有のものである。この光学顕微鏡写真 は、Ｐａｎｚ ｅｒウィーブの太めの線材の方向にそった図を示し、太めの２本の線材によって 形成されて残った輪郭70を見ることができる。Ｐａｎｚｅｒウィーブにおいて、 太めの線材は平行な列を形成し、一方で、細めの線材はその太めの線材の上下を 走り、１本の細めの線材は所与の太い線材の上を走り、隣の細めの線材は下を走 る。加熱や硬化の前に線材（特に細めの線材）の周りにＰＴＦＥ樹脂が侵入する と、その網からのＰＴＦＥ構造体の除去は、除去されるときのそのＰＴＦＥの引 き裂きの結果、高度にフィブリル化された部分72と規則的な特定の表面形状、即 ち突起74をもたらす。フィブリル化された部分は、トナーの拭き取りを助ける平 坦なウェブ状の特定の形状を有することができる。このような侵入が妨げられた 場合、下記の例２に示すように、かなり劣ったトナー拭き取り特性を有する低度 にフィブリル化されたＰＴＦＥ構造体が得られる。 ＰＴＦＥシートの全体の厚さは約７５０μｍであり、その凡そ半分（約３５０ μｍ）が概してフィブリル化された部分である。 図７に示した角度に対して直角な方向に見ると（即ち、細めの線材のラインに そって）、突起74は概ね三角形であり、これは、各細めの線材が各太めの線材と 出会って規則的な表面の形状模様を形成した箇所に得られた三角形の空隙に一致 する。 例１（ＰＴＦＥシートの作成） （ａ）未焼成の粒状ＰＴＦＥサスペンションの調製 約４０μｍの重量平均粒子径まで粉砕しておいた２５０ｇのＤｕＰｏｎｔ（商 標）粒状ＰＴＦＥグレード９Ｂ（粒子径分布として９９．５％が１２４μｍ未満 で、２．８μｍ未満は０％）、２５０ｇのＤｕＰｏｎｔ粒状ＰＴＦＥグレード９ Ａ、１３ｍｌのＺｏｎｙｌ（商標）ＦＳＮ界面活性剤（ノニオン系ペルフルオロ アルキルエト キシレートの混合物）、１０ｍｌのイソプロピルアルコール、４１ｍｌのＰｌｕ ｒｏｎｉｃ（商標）Ｌ１２１界面活性剤（ポリオキシエチレン／ポリオキシプロ ピレンのブロックコポリマー）、及び１重量％の溶液として水に溶解された１． １４ｇのナトリウムカルボキシメチルセルロース（増粘剤）を４６０ｇの水に添 加し、ウェアリング・ブレンダー(Waring blender)で５分間混合した。 （ｂ）多孔質粒状ＰＴＦＥ構造体の作成 Ｂｉｎｋｓ ＢＢＲスプレーガンとＬ８８圧力カップを用いてステンレス鋼板 の上にタック溶接されたステンレス鋼金網シートの上に上記のサスペンションを スプレーした。ＰＴＦＥサスペンションは、太めの線材は囲まずに、ステンレス 鋼の金網の細めの線材を概ね埋没させた。空気温度を１１５℃まで昇温し、ステ ンレス鋼板の温度が１００℃に達したときから、乾燥を３０分間続けた。次いで 空気温度を数時間にわたって３６５℃まで次第に高めた。その板の温度が３５０ ℃に達したときから、乾燥をさらに２．５時間続けた。次いで得られた構造体を 冷却した。比重は０．８ｇ／ｃｃであった。次のサイズのステンレス鋼金網を使 用した。 （ｉ）１インチあたり１３２本の線材（直径０．２ｍｍ）／１インチあたり３ ２本の線材（直径０．４５ｍｍ）のＰａｎｚｅｒウィーブ（８０μｍの公称開口 サイズ、英国のエディンバラにあるユナイティッドワイヤーから入手した） （ii）１インチあたり１１０本の線材（直径０．２３ｍｍ）／１インチあたり ２４本の線材（直径１．０６ｍｍ）（Bedford，Steer，End and Co．Ltd.，St． Helens，英国、から入手した） （iii）１インチあたり２５０本の線材（直径０．１ｍｍ）／１インチあたり ５０本の線材（直径０．５１ｍｍ）（Bedford，Steer， End and Co．Ltd.から入手した） 金網（ii）と(iii)はオランダ織り(Hollander weave)であった。構造体を冷却 した後、その金網に取り付けたＰＴＦＥシートをそのステンレス鋼金網から注意 深く剥がした。ＰＴＦＥは金網の開口部にしっかりと入り込んでおり、ＰＴＦＥ シートを剥がす過程で、ＰＴＦＥの表面を引き裂き、フィブリル化を生じさせた 。表面の検査は、引き裂かれた表面上の不規則なフィブリルを示し、使用した特 定の金網に依存して概ね０．３〜０．５ｍｍに及ぶ長さであった。公称の厚さは ７５０μｍであった。 使用に際し、ＰＴＦＥ表面の大きめの尾根（金網において、比較的少なくて間 隔が広い線材に対応する）が、フューザーロール装置を通るＰＴＦＥシートの動 きに垂直に配置された（即ち、ウェブの動きの方向に垂直、又はロールの軸に平 行）。 ＰＴＦＥシートは、連続的ウェブ６（図１と２参照）の形態で使用されること ができ、その場合、そのシートは、フューザーロール２に接触するように、フィ ブリル化された表面を最も外側にしてスプール８の上に巻かれる。ＰＴＦＥシー トの中の大きめの尾根は、使用中にフューザーロール２から拭き取られた過剰の トナーの収拾を助けるように、ウェブの長手方向を横切って延びるように配置さ れる。ＰＴＦＥシートは、英国公開特許出願第２２４２４３１号明細書に開示の ように、ＰＴＦＥのグレード７Ａと７Ｂの種々の割合から作成されることができ る。 また、このＰＴＦＥシートは、ロール30又は溜26又は溜40の外側のオイル制御 層として使用されることができる。本発明に従うローラー構造が図６に示されて いる。 例２（比較用の性能） この例において、本発明のＰＴＦＥ構造体を、複写機におけるその性能につい て、フィブリル化された部分を有しない比較用のＰＴＦＥ構造体と比較した。 本発明のＰＴＦＥシートは、ステンレス鋼のｐａｎｚｅｒウィーブ網を用い、 概ね例１に記載した仕方で作成した。この場合、その金網をフレームの中に支持 した（板の上にタック溶接したのではなく）。加熱時間は２．５〜６時間の範囲 であり、フィブリル化されたＰＴＦＥシートの全体の厚さは６００〜７００μｍ であった。 フィブリル化された部分72がない比較用ＰＴＦＥシートは、類似の仕方で次の ようにして作成した。金網の中にＰＴＦＥサスペンションが侵入することを防ぐ ため、最初に金網をカルボキシメチルセルロースの溶液でスプレーし、次いでそ のコーティングを乾燥させた。このコーティングは、カルボキシメチルセルロー スが金網を通り抜け、その下側表面をコーティングする仕方で、上から金網にス プレーした。次いで、例１で説明したようにして、上からＰＴＦＥサスペンショ ンをスプレーした。カルボキシメチルセルロースのコーティングは、その後でＰ ＴＦＥサスペンションが正しく端から端まで侵入することに対するバリヤを形成 し、特に、このコーティングは、ＰＴＦＥサスペンションが、金網の細めの線材 を埋没させることを大幅に妨げた。このことは、仕上げられたシートのフィブリ ル化の程度を相当に低下させた。次いでＰＴＦＥを前述のようにして乾燥・加熱 し、得られたシートを金網から剥がした。 性能を評価するため、同じ標準的な運転条件下のＳｉｅｍｅｎｓＮＤ２プリン ター（１００コピー／分）で、ＰＴＦＥシートの連続的ウェブを試験した。構成 は図２に示すそれと類似であるが、但し、フューザーロールの回転方向は反時計 回りであり、ドクターブレード80（破線で示す）をウェブとローラーのニップの 間に用意し、 ローラーのニップの領域に運ばれる前に、ウェブによって収拾されなかった全て の過剰のトナーを収拾した。ＰＴＦＥウェブは、約０．２ｍｍ／分の平均速度で 進んだ。オイル供給メカニズム16によるオイル供給速度は一定であった。 本発明のフィブリル化されたＰＴＦＥウェブは、フューザーロール２を効率的 にオイリングし、且つ満足できる状態でロールから過剰のトナーを除去すること が分かった。しかしながら、比較用のフィブリル化されていないＰＴＦＥウェブ は、フューザーロールから過剰のトナーを満足に除去せず、実験が早期に停止さ れる程度に過剰のトナーがドクターブレードに蓄積する結果となった。このよう に、本発明のフィブリル化されたＰＴＦＥ構造体は、比較用のシートに比べて優 れたトナー拭き取り特性を示した。 試験と調製の方法 １）ＰＴＦＥシートの比重は、そのサンプルを２つの異なる媒体、即ち、空気 と水の中で秤量することによって求めた。重さは、Ａｖｅｒｙ ＶＡ１２４分析 用天秤を用いて測定した。比重は（空気中の重さ）／（空気中の重さ−水中の重 さ）に等しいとして計算した。 ２）テフロン（商標）粒状タイプのＰＴＦＥフルオロカーボン樹脂のグレード ７Ａと９Ｂは、米国のウィルミントンにあるデュポン社の特殊ポリマー部門から 入手することができる。グレード９Ｂは予め溶融された焼成樹脂である。メーカ ーの製品仕様は、２．１６の平均比重、平均粒子径で３５μｍ（グレード７Ａ） と５００μｍ（微粉砕前のグレード９Ｂ）を示している。ＰＴＦＥのグレード７ Ａは未焼成であり、供給されたまま使用した。 使用の前に、ＰＴＦＥグレード９Ｂは、次のようにして室温で研 削砥石(grinding stone)の間でその水系スラリーを粉砕することによって、約４ ０μｍの重量平均粒子径まで微粉砕した。 ＰＴＦＥグレード９Ｂに水を混ぜてスラリーを作成し、そのスラリーを、米国 特許第４８４１６２３号明細書に開示のようにして粉砕ロールの狭い間隔の粉砕 面の間に供給し、ＰＴＦＥの片を圧潰・剪断して粒子にした。次いで粉砕したス ラリーを濾過又は遠心分離し、延伸膨張ＰＴＦＥ粒子を水から分離し、その分離 した微粉砕粒子を１２５〜１５０℃でオーブン乾燥した。 ３）粉砕したＰＴＦＥグレード９Ｂの粒子径は次のようにして測定した。マグ ネチックスターラーと超音波攪拌を用い、２．５ｇの粉砕したＰＴＦＥ粉末を６ ０ｍｌのイソプロピルアルコールに分散させた（ヒートシステムズウルトラソニ ックス社の製作によるウルトラソニックプローブＷ−３８５型）。 分散した粒子の４〜６ｍｌのアリコートを、分析用のＬｅｅｄ ＆ Ｎｏｒｔ ｈｕｐ Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ ＦＲＡ粒子径アナライザーの中の循環している約 １５０ｍｌのイソプロピルアルコールに添加した。各分析は、２リットル／分の サンプル循環速度で３０秒間の運転を３回行い、その間に、分散した粒子によっ て散乱された光が自動的に測定され、その測定値から粒子径分布が自動的に計算 される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 マクコラム，フランシス マイケル ジョ ン イギリス国，リーベン ケーワイ８ ６エ ージー，ランディン リンクス，リーベン ロード 68

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．共に融合された粒状ポリテトラフルオロエチレン粒子からなり、相互に接 続された粒子の多孔質の一体の網状構造を形成し、フィブリル化された(72)表面 を有する多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）構造体。 ２．フィブリル(72)が１ｍｍまでの長さを有する請求の範囲第１項に記載の構 造体。 ３．フィブリル(72)が０．５ｍｍまでの長さを有する請求の範囲第１又は２項 に記載の構造体。 ４．フィブリル化された表面が、規則的な特定の表面形状(74)の全体的なパタ ーンをさらに有する請求の範囲第１〜３項のいずれか１項に記載の構造体。 ５．表面形状が、尾根、溝、突起、又は刻み目から選択された請求の範囲第４ 項に記載の構造体。 ６．突起(74)が概ね三角形の形状である請求の範囲第５項に記載の構造体。 ７．フィブリル化された表面が金網の模様を有する請求の範囲第５又は６項に 記載の構造体。 ８．複写機のフューザー装置のロール(2)をコーティングする又は拭き取るた めのオイル移動構成部分であって、相互に接続された粒子の多孔質の一体の網状 構造を形成するように共に融合された粒状ポリテトラフルオロエチレン粒子から なる多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体を含んでなり、その構造体は、使 用中にそのフューザー装置のロールに接触する表面を有し、その表面がフィブリ ル化(72)されているオイル移動構成部分。 ９．多孔質ポリテトラフルオロエチレンが０．５〜１．８の比重 を有する請求の範囲第８項に記載の構成部分。 １０．多孔質ポリテトラフルオロエチレンが０．７〜１．２の比重を有する請 求の範囲第９項に記載の構成部分。 １１．多孔質ポリテトラフルオロエチレンが、無機物に由来するフィラー材料 を含まない請求の範囲第８〜１０項のいずれか１項に記載の構成部分。 １２．ポリテトラフルオロエチレン成分がスプレー堆積によって作成された請 求の範囲第８〜１１項のいずれか１項に記載の構成部分。 １３．多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体がシート材料の形態である請 求の範囲第８〜１２項のいずれか１項に記載の構成部分。 １４．ポリテトラフルオロエチレンシート材料が、織物の又は不織物の裏地に ラミネートされた請求の範囲第１３項に記載の構成部分。 １５．ポリテトラフルオロエチレンシート材料が５０〜１５００μｍの厚さを 有する請求の範囲第１３又は１４項に記載の構成部分。 １６．オイルを予め充填された請求の範囲第８〜１５項のいずれか１項に記載 の構成部分。 １７．剥離オイルがその構成部分の１０〜５０重量％を構成する請求の範囲第 １６項に記載の構成部分。 １８．シート材料からなるロール(6)の形態である請求の範囲第８〜１７項の いずれか１項に記載の構成部分。 １９．カバーウィック(20)の形態である請求の範囲第８〜１７項のいずれか１ 項に記載の構成部分。 ２０．多孔質ポリテトラフルオロエチレン材料からなる外側層を 有するローラー(30)の形態である請求の範囲第８〜１７項のいずれか１項に記載 の構成部分。 ２１．多孔質ポリテトラフルオロエチレン材料(44)をラミネートされたオイル 溜材料(40)を含む請求の範囲第８〜１７項のいずれか１項に記載の構成部分。 ２２．相互に接続された粒子の多孔質の一体の網状構造を形成するように共に 融合された粒状ポリテトラフルオロエチレン粒子からなる多孔質ポリテトラフル オロエチレン（ＰＴＦＥ）構造体を提供し、その構造体は、フィブリル化された 表面を有し、 その多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体のフィブリル化された表 面を、複写機のフューザー装置のロールに接触させて配置し、 その多孔質ポリテトラフルオロエチレン構造体が、ロールにオイルをコ ーティングする及び／又はロールから過剰のオイル又はトナーを拭き取るに有効 であるように複写機を運転する、 ことを含む、複写機のフューザー装置のロールをコーティングする又は 拭き取る方法。 ２３．特定の表面形状を有する基材に粒状ポリテトラフルオロエチレン粒子を 施し、 その粒子を融合させ、その特定の表面形状の基材に機械的に結合された 、相互に接続された粒子の多孔質の一体の網状構造の形態の構造体を作成し、 その基材からその構造体を取り外し、それによってポリテトラフルオロ エチレン構造体のフィブリル化された表面を形成する、 ことを含む、フィブリル化された表面を有する多孔質ポリテトラフルオ ロエチレン（ＰＴＦＥ）構造体の製造方法。 ２４．基材が織られた網である請求の範囲第２３項に記載の方法。 ２５．網が、細めの線材と太めの線材を備えた組織を有する請求の範囲第２４ 項に記載の方法。 ２６．基材の網に結合された融合ポリテトラフルオロエチレン構造体が、網の 細めの線材を実質的に埋没させる請求の範囲第２４項に記載の方法。