JPH10298316A - フッ素樹脂成形体の表面改質方法およびローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フッ素ゴムの含有、非含有にかかわらず、フ
ッ素樹脂からなる成形体の表面を良好に改質することが
できる方法、およびこれを適用して得られたフッ素樹脂
成形体を用いたローラを提供する。 【解決手段】 フッ素樹脂成形体の表面にエッチング液
を含浸させた後、その表面を非ケトン系溶剤を用いて洗
浄処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チューブ状あるい
はフィルム状を有するフッ素樹脂成形体の表面改質方
法、およびこれを適用して得られたフッ素樹脂成形体を
用いたローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機、レーザビームプリンタ、フ
ァクシミリなどの帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ
として、また、これらの機器の定着部における定着ロー
ラや加圧ローラなどとして、芯軸上に天然ゴム、ブタジ
エンゴム、スチレンゴム、シリコーンゴムなどのゴム材
を被覆し、さらにその上にＰＦＡ（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）
やＦＥＰ（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）などのフッ素樹脂チューブを被覆し
たものが知られている。

【０００３】従来、この種のローラは、フッ素樹脂チュ
ーブとゴム層とを接着させるため、フッ素樹脂チューブ
の内面にエッチング処理を施し、ゴム層上に被覆した
後、加熱加硫して一体化させる方法により製造されてい
る。

【０００４】上記エッチング処理の方法としては、金属
ナトリウムとナフタレンをテトラヒドロフランなどの溶
剤に溶解させた処理液を用いる方法や、金属ナトリウム
を液体アンモニア中に溶解させた処理液を用いる方法な
どの化学的方法が一般に用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のエッチング処理方法においては、その最終工程
で、エッチング面に残留するＮａを除去したり、エッチ
ング面を速やにかつ十分に乾燥させる目的で、アセトン
やメチルエチルケトンなどの速乾性の溶剤による処理を
行っている。これは、エッチング面にＮａが残存してい
ると、耐熱性や耐久性が損なわれ、また、乾燥が不十分
であるとエッチング面同士が接着して使用不可能になる
おそれがあるからである。また、上記溶剤はナフタレン
を溶解させるためなどにも使用されている。

【０００６】しかしながら、このような溶剤を使用した
場合、チューブの材料によっては、ゴム層に対する接着
力が低下することがあった。

【０００７】すなわち、近年、フッ素樹脂に適量のフッ
素ゴムを配合すると、離型性などのフッ素樹脂が本来有
する優れた特性を低下させることなく、摩擦係数を増大
させて記録材などに対する搬送性を高めることができ、
また、機械的特性や可とう性なども改善することができ
ることが知られるようになり、このようなフッ素ゴムを
配合したチューブを用いて上記ローラを製造することが
検討されている。

【０００８】しかしながら、このようなフッ素ゴムによ
り改質されたフッ素樹脂チューブでは、前述したような
エッチング処理を行うと、フッ素ゴムが溶剤によって溶
け出してエッチング面を覆うため、ゴム層に対する接着
性が損なわれ、良好な寿命特性を有するローラを得るこ
とが困難であった。

【０００９】本発明はこのような点に対処してなされた
もので、フッ素ゴムの含有、非含有にかかわらず、フッ
素樹脂からなる成形体の表面に、優れた接着性を有する
エッチング面を形成するができるフッ素樹脂成形体の表
面改質方法、およびこれを適用して得られたフッ素樹脂
成形体を用いたローラを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のフッ素樹脂成形
体の表面改質方法は、フッ素樹脂成形体の表面にエッチ
ング液を含浸させる工程と、エッチング液を含浸させた
前記フッ素樹脂成形体の表面を溶剤により洗浄処理する
工程とを含むフッ素樹脂成形体の表面改質方法におい
て、前記溶剤が非ケトン系溶剤であることを特徴として
いる。

【００１１】また、本発明のローラは、芯軸上にゴム弾
性層を有し、かつ、その表面に、エッチング液含浸後、
溶剤により洗浄処理した内面を有するチューブ状のフッ
素樹脂成形体が被覆されてなるローラにおいて、前記溶
剤が非ケトン系溶剤であることを特徴としている。

【００１２】上記フッ素樹脂成形体の表面改質方法おい
ては、エッチング液を含浸させたフッ素樹脂成形体の表
面の洗浄処理に非ケトン系溶剤を使用するので、フッ素
樹脂成形体中にフッ素ゴムを含有するものであっても、
フッ素ゴムが溶解してエッチング面を覆うことがなく、
ゴム材などに対し優れた接着性を示す表面を形成するこ
とができる。

【００１３】したがって、ゴムローラあるいはゴムシー
トなどの被覆材として用いられるフッ素樹脂チューブあ
るいはフッ素樹脂フィルムなどの表面改質方法として有
用で、これらをゴムローラやゴムシートなどのゴム基材
上に強固に接着させることが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００１５】本発明は、フッ素樹脂成形体の表面にエッ
チング液を含浸させる工程と、エッチング液を含浸させ
た前記フッ素樹脂成形体の表面を溶剤により洗浄処理す
る工程とを含み、かつ、前記溶剤として非ケトン系溶剤
を用いるフッ素樹脂成形体の表面改質方法である。

【００１６】フッ素樹脂成形体は、フッ素樹脂あるいは
フッ素樹脂とフッ素ゴムをベースとし、かつ、これらに
必要に応じて配合されるカーボンブラックや無機充填剤
などの添加剤を含有する組成物を、チューブ状、あるい
はフィルム状などの形状に成形したもので、特に、フッ
素ゴムを含有する組成物からなるものの場合、より顕著
な効果が得られる。具体的には、電子複写機の帯電ロー
ラ、現像ローラ、転写ローラや、定着部における加圧ロ
ーラなどとして使用されるフッ素樹脂被覆ゴムローラの
フッ素樹脂被覆材として用いられるフッ素樹脂チューブ
や、ゴムシート上に被覆されて耐熱シートなどとして使
用されるフッ素樹脂フィルムなどがあげられる。なお、
フッ素樹脂としては、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＴＦＥ（ポリ
テトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニ
リデン）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレ
ン共重合体）などが、また、フッ素ゴムとしては、フッ
化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体など
のフッ化ビニリデン系ゴム、テトラフルオロエチレン・
プロピレン系共重合体ゴムなどが例示される。

【００１７】本発明においては、まず、このようなフッ
素樹脂成形体の改質すべき表面に対し、エッチング液を
含浸させる。ここで使用されるエッチング液としては、
金属ナトリウムとナフタレンをテトラヒドロフランなど
の溶剤に溶解させたＮａ／ナフタレン錯塩溶液、金属ナ
トリウムを液体アンモニア中に溶解させたＮａ／液体ア
ンモニアなどがあげられる。含浸方法は、フッ素樹脂成
形体の用途や形状によって適宜選択される。この処理に
よって、フッ素樹脂成形体の表面にゴム材などに対し優
れた接着性を有するエッチング面が形成される。すなわ
ち、フッ素樹脂の炭素に結合するフッ素が、処理液中に
含まれるＮａにより除かれてラジカルが発生し、このラ
ジカルに空気中の水分や酸素が結合して−ＯＨや＝Ｏな
どが導入される結果、ゴム材などに対する接着性が付与
される。

【００１８】次いで、本発明においては、エッチング液
を含浸させた表面を溶剤により洗浄処理する。この工程
は、前記工程でフッ素樹脂成形体の表面に付着したエッ
チング液の除去や乾燥を目的として行うもので、必要に
応じて複数回繰り返される。溶剤には、非ケトン系溶剤
が使用され、具体的には、水や、エタノール、メタノー
ル、イソプロピルアルコールなどのアルコール類といっ
たフッ素樹脂やフッ素ゴム・プラスチックを溶解しない
水溶性溶剤が好適する。このような非ケトン系溶剤を使
用することにより、フッ素樹脂成形体がフッ素ゴムを含
有するものであっても、溶剤によりフッ素ゴムが溶け出
すことがないため、前記工程で形成されたエッチング面
がそのまま保持され、ゴム材に対する優れた接着性を示
す表面が形成される。

【００１９】図１は、このようにして内面の改質を行っ
たフッ素樹脂チューブを用いたローラの一例を示す断面
図である。

【００２０】図１において、１は、アルミニウムや鉄な
どの金属からなるローラ芯軸、２は、ローラ芯軸１上に
設けられたシリコーンゴムやフッ素ゴムなどからなるゴ
ム弾性層、３は、ゴム弾性層２上に接着されたフッ素樹
脂チューブを示し、このフッ素樹脂チューブ３は、フッ
素ゴムを含有するフッ素樹脂組成物からなるフッ素樹脂
チューブの内壁にエッチング液を含浸させた後、非ケト
ン系の溶剤で洗浄を複数回繰り返してエッチング液を除
去し、乾燥させたものである。

【００２１】このようなローラを製造するには、プライ
マーを塗布したローラ芯軸１上に、シート状の未加硫ゴ
ムを巻き付けた後、加熱して一次加硫させ、これを予め
内面にプライマーを塗布しておいたフッ素樹脂チューブ
３内に挿入して加熱し、加硫させる。あるいは、円筒状
の金型の内壁に予めフッ素樹脂チューブ３を添装してお
き、その中にローラ芯軸１を挿入し、同心状に保持する
とともに、フッ素樹脂チューブ３とローラ芯軸１との間
に液状ゴムを注入し、加熱加硫させて一体化させる。

【００２２】このようにして製造されたローラは、フッ
素ゴムを含有するフッ素樹脂チューブ３で表層が形成さ
れているので、記録材に対する搬送性が良好で、かつ、
機械的強度や可とう性にも優れている。しかも、フッ素
樹脂チューブ３がフッ素ゴムを含有するにもかかわら
ず、フッ素樹脂チューブ３の内面に優れた接着性を示す
エッチング面が形成されているので、フッ素樹脂チュー
ブ３とゴム弾性層２が強固に接着しており、優れた寿命
特性を有している。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例を記載する。

【００２４】実施例 ＰＦＡ（旭硝子社製 商品名：アフロンPFA P66-P ）95
重量部とフッ素ゴム（ダイキン工業社製 商品名：ダイ
エルサーモプラスチックT530） 5重量部とを押出機に供
給し、380 ℃の温度で混練しながら押出し、外径30mm、
肉厚50μｍのチューブを成形した。

【００２５】次いで、このチューブ（厚さ 50 μｍ）の
内壁に、25℃のＮａ／ナフタレン錯塩溶液（潤工社製
商品名：テトラエッチ）を含浸させた後、メタノール、
水、メタノールの順に各10秒間ずつ浸漬し、さらに、内
外面にエアを吹き付けて乾燥させた。

【００２６】この後、得られたチューブの内面にプライ
マー（東レダウコーニング社製 商品名：DY39-051）を
塗布し、ローラ成型用金型の内壁に添装するとともに、
その中心にアルミ芯軸（直径 20mm 、胴長 320mm）を保
持し、これらのチューブとアルミ芯軸との間にシリコー
ンゴムを注入し、150 ℃×30分間加熱硬化させた後、20
0 ℃×4 時間の２次加硫を行いローラを得た。

【００２７】得られたローラのシリコーンゴムとチュー
ブとの接着性を評価するため、剥離試験（試験温度 230
℃）を行ったところ、シリコーンゴムとチューブとの界
面が剥離せず、シリコーンゴムに破壊が生じた。

【００２８】なお、比較のために、エッチング液を含浸
させた後、メタノール、水、アセトンの順に浸漬するよ
うにした以外は、上記実施例と同様にして製造したロー
ラについて、実施例と同様の接着性評価試験を行ったと
ころ、シリコーンゴムとチューブとの界面で剥離が生じ
た。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のフッ素樹
脂成形体の表面改質方法によれば、エッチング液含浸
後、非ケトン系溶剤により洗浄処理を行うので、フッ素
ゴムを含有するフッ素樹脂成形体であっても、ゴム材な
どに対し優れた接着性を有するエッチング面を形成する
ことができ、かかる表面改質を行ったフッ素樹脂成形体
を用いて、耐久性に優れたゴムとフッ素樹脂成形体との
複合部材、例えばローラなどを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されて製造された加圧ローラの構
造を示す断面図。

【符号の説明】

１………ローラ芯軸 ２………ゴム層 ３………表面改質フッ素樹脂チューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/20 １０３ Ｇ０３Ｇ 15/20 １０３

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フッ素樹脂成形体の表面にエッチング液
   を含浸させる工程と、エッチング液を含浸させた前記フ
   ッ素樹脂成形体の表面を溶剤により洗浄処理する工程と
   を含むフッ素樹脂成形体の表面改質方法において、 前記溶剤が非ケトン系溶剤であることを特徴とするフッ
   素樹脂成形体の表面改質方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のフッ素樹脂成形体の表面
   改質方法において、前記フッ素樹脂成形体は、フッ素ゴ
   ムを含有することを特徴とするフッ素樹脂成形体の表面
   改質方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のフッ素樹脂成形
   体の表面改質方法において、 前記エッチング液が、Ｎａ／ナフタレン錯塩溶液または
   Ｎａ／液体アンモニアであることを特徴とするフッ素樹
   脂成形体の表面改質方法。
4. 【請求項４】 芯軸上にゴム弾性層を有し、かつ、その
   表面に、エッチング液含浸後、溶剤により洗浄処理した
   内面を有するチューブ状のフッ素樹脂成形体が被覆され
   てなるローラにおいて、 前記溶剤が非ケトン系溶剤であることを特徴とするロー
   ラ。