(57)【要約】【課題】熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、熱収縮性ＰＦＡチューブが熱融着した２層構造を有し、層間密着性、耐久性、耐摩耗性などに優れたＰＦＡ被覆ポリイミドチューブとその製造方法を提供すること。【解決手段】表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍの熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、厚みが１５〜５０μｍで、１５０℃の恒温槽中に３０分間放置して測定した熱収縮率が３〜１５％の熱収縮性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）チューブが熱融着した２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブとその製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍの熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、厚みが１５〜５０μｍで、１５０℃の恒温槽中に３０分間放置して測定した熱収縮率が３〜１５％の熱収縮性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）チューブが熱融着した２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブ。
【請求項２】
電子写真方式の画像形成装置の定着部において、定着ベルトに対向して配置される加圧ベルトであって、請求項１記載のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブからなることを特徴とする加圧ベルト。
【請求項３】
熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を研磨して、その表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍとなるように粗面化する工程１；
該ポリイミドチューブの外周面に、厚みが１５〜５０μｍで、１５０℃の恒温槽中に３０分間放置して測定した熱収縮率が３〜１５％であり、該ポリイミドチューブの外径に対して０．５〜５％大きい内径を有する熱収縮性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）チューブを被覆する工程２；及び
該熱収縮性ＰＦＡチューブ被覆ポリイミドチューブを加熱して、該熱収縮性ＰＦＡチューブを熱収縮させ、その際、３５０〜４００℃の温度にまで加熱する段階を配置して、該熱収縮性ＰＦＡチューブを該ポリイミドチューブの外周面に熱融着させる工程３；
を含む、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に熱収縮性ＰＦＡチューブが熱融着した２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドレスベルト状の熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、接着剤層を介することなく、熱収縮性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）チューブが熱融着した２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブとその製造方法に関する。
【０００２】
本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、電子写真方式の画像形成装置における感光ベルト、転写ベルトなどの各種機能性ベルトとして好適に用いることができる。これらの機能性ベルトの中でも、本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、電子写真方式の画像形成装置の定着部において、定着ベルトに対向して配置される加圧ベルトとして特に好適である。
【背景技術】
【０００３】
電子写真方式（静電記録方式を含む）の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタなどの画像形成装置において、感光ベルト、転写ベルトなどの各種機能性ベルトとして、エンドレスベルト状の熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、コーティング法によりＰＦＡ層を形成したＰＦＡ被覆ポリイミドチューブが知られている。しかし、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面にコーティングによりＰＦＡ層を形成する方法は、作業性に劣り、厚くかつ均一な厚みＰＦＡ層を形成することが困難であることに加えて、ＰＦＡ層の耐久性や耐摩耗性が不十分である。さらに、コーティング法により形成したＰＦＡ層は、熱硬化型ポリイミドチューブ外周面との密着性が乏しく、剥離しやすい。
【０００４】
従来、特許第３１１２３３５号公報（特許文献１）には、熱硬化型ポリイミドチューブに代えて熱可塑性ポリイミドチューブを使用し、該熱可塑性ポリイミドチューブとフッ素樹脂チューブとを熱融着により複合化したチューブ状複合フィルムが提案されている。該チューブ状複合フィルムは、熱可塑性ポリイミドとフッ素樹脂とを共押出して複合フィルムを製膜した後、延伸により該複合フィルムに熱収縮性を付与し、次いで、得られた熱収縮性の複合フィルムを芯材に被覆して、加熱することにより熱融着させる方法によって製造されている。
【０００５】
特許文献１には、上記以外の製造方法として、熱収縮性を付与した熱可塑性ポリイミドチューブを芯材上に熱収縮被覆し、該熱可塑性ポリイミドチューブの上に熱収縮性フッ素樹脂チューブを被せて熱収縮被覆し、次いで、両チューブを熱融着させる方法が記載されている。熱融着後、芯材を除去してチューブ状複合フィルムを得る。
【０００６】
他方、特公平８−１５７５８号公報（特許文献２）には、減圧容器を用いて、外周面に接着剤を塗布したゴムロールをＰＦＡチューブ内へ挿入し、密着かつ一体化させるＰＦＡチューブ嵌め込み法が提案されている。該ゴムロールとして、芯金の表面にシリコーンゴム層を形成したゴムロールが用いられている。この嵌め込み法では、ＰＦＡチューブの一端部から、該ＰＦＡチューブの内径よりわずかに大きい外径を有するゴムロールをその外周面に接着剤を塗布した状態で挿入している。
【０００７】
特開平１０−２４４５９０号公報（特許文献３）には、加圧容器内にＰＦＡチューブの一端部を保持し、該ＰＦＡチューブより僅かに大きな外径を有し、その外周面に接着剤を塗布したゴムローラを、加圧力を利用して該ＰＦＡチューブ内に挿入し、次いで、該接着剤を硬化させる工程を含むＰＦＡチューブ被覆ロールの製造方法が提案されている。
【０００８】
特開２００４−２７６２９０号公報（特許文献４）には、ローラ基材の外径より小さな内径を有するフッ素樹脂チューブの内周面及び／または該ローラ基材の外周面に低粘度の接着剤を塗布し、そして、該フッ素樹脂チューブの一端でその径を拡げながら該ローラ基材を被覆し、この被覆時に該接着剤を潤滑剤として利用するフッ素樹脂被覆ローラの製造方法が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】特許第３１１２３３５号公報
【特許文献２】特公平８−１５７５８号公報
【特許文献３】特開平１０−２４４５９０号公報
【特許文献４】特開２００４−２７６２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１で使用している熱可塑性ポリイミドは、熱硬化型ポリイミドに比べて、比較的低温での溶融成形加工ができる反面、得られる熱可塑性ポリイミドチューブの耐熱性や機械的強度などが不十分である。そのため、特許文献１に記載の該チューブ状複合フィルムは、耐熱性や耐久性が十分ではない。また、特許文献１に記載の方法では、熱可塑性ポリイミドチューブ及びチューブ状複合フィルムの熱収縮率を制御することが困難であり、チューブ状複合フィルムの高温での使用時に、直径などの形状を保持することが困難となるおそれもある。
【００１１】
特許文献２及び３に記載の方法をＰＦＡ被覆ポリイミドチューブの製造方法として適用するには、接着剤の使用が必要であること、被覆に特殊な装置を必要とすること、作業が煩雑であることなどの問題がある。そのため、これらの方法では、低コスト化が困難であり、被覆性、作業性なども十分ではない。
【００１２】
特許文献４に記載の方法を、ＰＦＡ被覆ポリイミドチューブの製造方法として適用すると、接着剤の使用が必要であること、接着剤の粘度を精密に制御する必要があること、接着剤による接着性を高めるためにフッ素樹脂チューブの内周面をエッチング処理またはプラズマ処理を施す必要があること、被覆時にフッ素樹脂チューブの拡径工程を必要とすることなど、被覆性、作業性に劣り、コストも嵩むという問題がある。さらに、特許文献４に記載の方法では、フッ素樹脂チューブの内径がローラ基材の外径よりも小さいため、フッ素樹脂チューブの拡径時とローラ基材挿入時に傷が発生しないように、十分な防止対策を必要とする。
【００１３】
本発明の課題は、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、接着剤層を介することなく、熱収縮性ＰＦＡチューブが熱融着した２層構造を有し、層間密着性、耐久性、耐摩耗性などに優れたＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを提供することにある。
【００１４】
本発明の他の課題は、接着剤を使用することなく、被覆性や作業性に優れた方法により、低コストで、層間密着性、耐久性、耐摩耗性などに優れた２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを製造する方法を提供することにある。
【００１５】
本発明のさらなる課題は、該ＰＦＡ被覆ポリイミドチューブからなる、電子写真方式による画像形成装置における加圧ベルトなどの各種機能性ベルトを提供することにある。
【００１６】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を研磨して、その表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍとなるように粗面化することにより、該ポリイミドチューブの外径より少し大きい外径を有する特定の熱収縮性ＰＦＡチューブを被覆すると、粗面化により該ポリイミドチューブの外周面の摩擦が低下しているため、円滑に被覆できることを見出した。該熱収縮性ＰＦＡチューブ被覆ポリイミドチューブを加熱して、該熱収縮性ＰＦＡチューブを該ポリイミドチューブの外周面に熱収縮により密着させ、その際、３５０〜４００℃の温度にまで加熱する段階を配置することにより、該熱収縮性ＰＦＡチューブを該ポリイミドチューブの外周面に強固に熱融着させることができる。
【００１７】
本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、接着剤層を介することなく、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に熱収縮ＰＦＡチューブが熱融着した２層構造を有しており、層構成が簡単な上、各種用途への適用時に、両者がその界面で剥離することがない。本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を研磨して粗面化するため、作業が比較的簡単であり、外周面の表面粗さの調整も容易である。本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、使用する熱収縮性ＰＦＡチューブ内面をエッチング処理やプラズマ処理などにより改質する必要がない。熱収縮性ＰＦＡチューブは、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面への被覆時に拡径する必要がなく、予め所定の大きさの内径に形成したものを使用することができる。
【００１８】
本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、電子写真方式による画像形成装置における加圧ベルト、感光ベルト、転写ベルトなどの各種機能性ベルトとして好適に使用することができる。これらの機能性ベルトの中でも、本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、電子写真方式の画像形成装置の定着部において、定着ベルトに対向して配置される加圧ベルトとして特に好ましく使用することができる。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍの熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、厚みが１５〜５０μｍで、１５０℃の恒温槽中に３０分間放置して測定した熱収縮率が３〜１５％の熱収縮性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）チューブが熱融着した２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブが提供される。
【００２０】
また、本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置の定着部において、定着ベルトに対向して配置される加圧ベルトであって、前記のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブからなることを特徴とする加圧ベルトが提供される。
【００２１】
さらに、本発明によれば、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を研磨して、その表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍとなるように粗面化する工程１；該ポリイミドチューブの外周面に、厚みが１５〜５０μｍで、１５０℃の恒温槽中に３０分間放置して測定した熱収縮率が３〜１５％であり、該ポリイミドチューブの外径に対して０．５〜５％大きい内径を有する熱収縮性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）チューブを被覆する工程２；及び該熱収縮性ＰＦＡチューブ被覆ポリイミドチューブを加熱して、該熱収縮性ＰＦＡチューブを熱収縮させ、その際、３５０〜４００℃の温度にまで加熱する段階を配置して、該熱収縮性ＰＦＡチューブを該ポリイミドチューブの外周面に熱融着させる工程３；を含む、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に熱収縮性ＰＦＡチューブが熱融着した２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に熱収縮性ＰＦＡチューブが熱融着した２層構造を有し、層間密着性、耐久性、耐摩耗性などに優れたＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを低コストで提供することができる。
【００２３】
本発明によれば、接着剤を使用することなく、被覆性や作業性に優れた方法により、低コストで、層間密着性、耐久性、耐摩耗性などに優れた２層構造を有するＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを製造する方法が提供される。さらに、本発明によれば、該ＰＦＡ被覆ポリイミドチューブからなる、電子写真方式による画像形成装置における加圧ベルトなどの各種機能性ベルトが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明で使用する熱硬化型ポリイミドチューブは、縮合型ポリイミドチューブとも呼ばれるものであって、ポリイミド前駆体（「ポリアミド酸」または「ポリアミック酸」ともいう）ワニスを円柱状金型または円筒状金型の外面に塗布し、乾燥後、加熱して硬化させることにより得ることができる。ポリイミド前駆体ワニスを円筒状金型の内面に塗布して、チューブを形成してもよい。塗布法としては、特に限定されず、例えば、金型の外面にポリイミド前駆体ワニスを塗布した後、金型の外側に金型の外径よりも大きな内径を有するダイスを通過させて、所望の膜厚の被膜を形成する方法が挙げられる。
【００２５】
ポリイミド前駆体ワニスを乾燥後、ポリイミド前駆体チューブを金型表面に付着した状態で加熱硬化するか、あるいは管状物としての構造を保持し得る強度となった時点で、金型からポリイミド前駆体チューブを取り外し、加熱硬化する。ポリイミド前駆体は、最高温度３５０℃から４５０℃まで加熱すると、ポリアミド酸が脱水閉環してポリイミド化する。
【００２６】
熱硬化型ポリイミドとしては、耐熱性や機械的強度などの観点から縮合型の全芳香族ポリイミドが好ましい。熱硬化型ポリイミドチューブとしては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３′，４，４′−ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、オキシジフタル酸二無水物などの酸二無水物と、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン、４，４′−ジアミノベンズアニリドなどのジアミンとを有機溶媒中で重合反応させてポリイミド前駆体を合成し、このポリイミド前駆体の有機溶媒溶液（ワニス）を用いてチューブの形状に賦形した後、加熱して脱水閉環したものを挙げることができる。このようなポリイミドワニスとしては、独自に合成したものの他、市販品を用いることができる。
【００２７】
熱硬化型ポリイミドチューブの厚み、外径、長さなどは、用途に応じて適宜選択することができる。本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを電子写真方式の画像形成装置における加圧ベルト、感光ベルト、転写ベルトなどの各種機能性ベルトとして使用する場合には、熱硬化型ポリイミドチューブの厚みを、通常３０〜１５０μｍ、好ましくは５０〜８０μｍとし、その外径を、通常１５〜８０ｍｍ、好ましくは１５〜４０ｍｍとする。熱硬化型ポリイミドチューブの長さは、例えば、コピー用紙などの被転写材の大きさに応じて、適宜設定することができる。
【００２８】
熱硬化型ポリイミドチューブには、必要に応じて、無機フィラーを含有させることができる。無機フィラーとしては、例えば、シリカ、アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、チタンカーバイド、タングステンカーバイド、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、マイカ、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、タルクが挙げられる。これらの中でも、高熱伝導率を有する点で、アルミナ、炭化ケイ素、炭化ホウ素、及び窒化ホウ素が好ましい、無機フィラーは、通常５０容量％以下、多くの場合４０容量％以下の割合で使用される。無機フィラーを含有させる場合、その下限値は、多くの場合、５容量％である。無機フィラー含有熱硬化型ポリイミドチューブを作製するには、無機フィラーを分散させたポリイミド前駆体ワニスを使用する。
【００２９】
本発明で使用する熱硬化型ポリイミドチューブは、その外周面を研磨して、表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍ、好ましくは０．３〜１．５μｍ、より好ましくは０．５〜１．３μｍとなるように粗面化する。熱硬化型ポリイミドチューブの外周面の表面粗さＲａを上記範囲内に制御するには、該外周面を研磨紙、研磨粒子などを用いて研磨する方法を採用することが好ましい。
【００３０】
熱硬化型ポリイミドチューブの外周面の表面粗さＲａが小さすぎると、熱収縮性ＰＦＡチューブの被覆時における摩擦を十分に小さくすることができず、円滑な被覆を行うことが困難になる。また、この表面粗さＲａが小さすぎると、熱収縮性ＰＦＡチューブの熱融着による界面密着性が低下する。他方、この表面粗さＲａが大きすぎると、摩擦低下の効果が飽和することに加えて、熱硬化型ポリイミドチューブに亀裂や破れ、強度低下などが生じるおそれがある。また、表面粗さＲａが大きすぎると、被覆し熱収縮した熱収縮性ＰＦＡチューブの表面に微細な凹凸が生じるおそれがあり、機能性ベルトとしての機能を十分に発揮することが困難になることがある。
【００３１】
本発明で使用する熱収縮性ＰＦＡチューブは、環状ダイスを備えた押出成形機により、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）をチューブ状に押出成形し、次いで、得られたチューブを拡径する方法により得ることができる。チューブの拡径方法としては、特に限定されず、例えば、押出成形後に冷却したチューブを所定の引取り速度で引き取りながら、その内部に空気を吹き込んで、縦方向及び横方向に二軸延伸させる方法を採用することができる。延伸倍率は、所望の熱収縮率に応じて適宜設定することができるが、縦方向及び横方向とも通常１．１〜２．０倍、好ましくは１．２〜１．５倍である。
【００３２】
ＰＦＡとしては、独自に合成したものを使用することができるが、例えば、デュポン社製４５１ＨＰ、３５１ＨＰ、９５０ＨＰなどのＨＰシリーズ；旭硝子社製８０２ＵＰなどの各種市販品を使用することができる。また、熱収縮性ＰＦＡチューブについても、市販品を用いることもできる。
【００３３】
熱収縮性ＰＦＡチューブの厚みは、通常１５〜５０μｍ、好ましくは１５〜４５μ、多くの場合２０〜４０μｍであり、その内径は、通常１５〜８０ｍｍ、好ましくは１５〜４０ｍｍである。熱収縮性ＰＦＡチューブの長さは、熱硬化型ポリイミドチューブの長さに応じて適宜設定することができる。多くの場合、熱収縮性チューブの長さは、熱硬化型ポリイミドチューブの両端部が５〜１０ｍｍ程度の長さで露出する長さとすることが好ましい。ＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、この両端部を支持体で支持して用いられる。
【００３４】
熱収縮性ＰＦＡチューブの内径は、被覆する熱硬化型ポリイミドチューブの外径に対して、通常０．５〜５％、好ましくは１〜３％大きくなるように調整する。熱硬化型ポリイミドチューブの外径に対する熱収縮性ＰＦＡチューブの内径の大きさの割合が小さすぎると、熱収縮性ＰＦＡチューブを熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に円滑に被覆することが困難になる。熱硬化型ポリイミドチューブの外径に対する熱収縮性ＰＦＡチューブの内径の割合が大きすぎると、被覆作業性が比較的良好となるものの、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に対する融着性が低下したり、熱収縮と融着後のＰＦＡ被覆層に凹凸やシワなどの乱れが発生しやすくなる。
【００３５】
熱収縮性ＰＦＡチューブの熱収縮率は、試料を１５０℃の恒温槽中（乾熱雰囲気中）に３０分間放置して測定したとき、通常３〜１５％、好ましくは５〜１０％である。測定試料としては、熱収縮性ＰＦＡチューブを縦方向（機械方向）と横方向に沿って１０ｃｍ四方の大きさに切り取ったものを用いる。縦方向及び横方向の熱収縮率が共に上記範囲内となる熱収縮性ＰＦＡチューブを使用する。
【００３６】
本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、下記工程１〜３により製造することができる。これらの各工程の前後や工程間には、付加的な工程が配置されていてもよい。
【００３７】
（１）熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を研磨して、その表面粗さＲａが０．１〜２．０μｍとなるように粗面化する工程１；
（２）該ポリイミドチューブの外周面に、厚みが１５〜５０μｍで、１５０℃の恒温槽中に３０分間放置して測定した熱収縮率が３〜１５％であり、該ポリイミドチューブの外径に対して０．５〜５％大きい内径を有する熱収縮性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）チューブを被覆する工程２；及び
（３）該熱収縮性ＰＦＡチューブ被覆ポリイミドチューブを加熱して、該熱収縮性ＰＦＡチューブを熱収縮させ、その際、３５０〜４００℃の温度にまで加熱する段階を配置して、該熱収縮性ＰＦＡチューブを該ポリイミドチューブの外周面に熱融着させる工程３。
【００３８】
前記工程１では、研磨紙や研磨粒子を用いて、熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を粗面化することができる。粗面化工程では、熱硬化型ポリイミドチューブを、その内部に挿入したアルミニウムやステンレスなどの円柱状または円筒状の芯材により支持した状態で粗面化することもできる。
【００３９】
前記工程２において、外周面を粗面化した熱硬化型ポリイミドチューブを、その内部に挿入したアルミニウムやステンレスなどの円柱状または円筒状の芯材により支持した状態で、熱収縮性ＰＦＡチューブを被覆してもよい。この場合、工程３においても、芯材で支持した状態で加熱処理を行ってもよい。芯材を用いた場合には、各工程後または全工程後に、芯材を除去する。
【００４０】
前記工程３では、熱収縮性ＰＦＡチューブが熱収縮する温度にまで熱収縮性ＰＦＡチューブ被覆ポリイミドチューブを加熱する。この際、加熱温度をさらに上昇させて、最高温度が３５０〜４００℃になるまで加熱し、その温度で通常５〜３０分間、好ましくは１０〜２０分間程度加熱を継続すると、熱収縮性ＰＦＡチューブが熱硬化型ポリイミドチューブの外周面との界面で熱融着する。熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を粗面化しているため、界面で溶融した熱収縮性ＰＦＡチューブがアンカー効果により熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に強固に密着する。
【００４１】
図１に本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブの断面図を示す。本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブ１は、熱硬化型ポリイミドチューブ１１の外周面に、接着剤層を介することなく、熱収縮性ＰＦＡチューブ１２が直接熱融着した２層構造を有している。
【００４２】
本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、様々な用途に用いることができるが、特に、電子写真方式の画像形成装置における感光ベルト、転写ベルトなどの各種機能性ベルトとして好適に用いることができる。これらの機能性ベルトの中でも、本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、電子写真方式の画像形成装置の定着部において、定着ベルトに対向して配置される加圧ベルトとして特に好ましい。
【００４３】
電子写真方式（静電記録方式を含む）の複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタなどの画像形成装置においては、一般に、感光体ドラムを一様かつ均一に帯電する帯電工程；像露光を行って感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光工程；静電潜像にトナー（現像剤）を付着させてトナー像（可視像）を形成する現像工程；感光体ドラム上のトナー像を複写紙やオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）シートなどの被転写材上に転写する転写工程；転写材上の未定着トナー像を定着する定着工程；感光体上の残留トナーを除去するクリーニング工程；を含む一連の工程によって画像を形成している。
【００４４】
これら各工程では、ローラ部材やベルト部材が用いられている。例えば、帯電工程における帯電ローラやベルト、転写工程における転写ローラやベルト、定着工程における定着ローラやベルトなどである。
【００４５】
例えば、定着工程では、一般に、被転写材上の未定着トナー像を加熱・加圧することによって、被転写材上に定着させている。従来の加熱・加圧方式の定着ユニット（定着部）では、円筒状の定着ローラと加圧ローラとが対向して配置されており、両ローラ間に未定着のトナー像を載せた被転写材を通過させ、未定着トナー像を加熱・加圧して被転写材上に定着させている。定着ローラは、その内部に電熱ヒータなどの加熱手段を内蔵しており、それによって、定着ローラ表面の温度を制御している。しかし、定着ローラは、内蔵する加熱手段によって表面温度を定着温度にまで上昇させるのに時間がかかり、電源投入から運転可能となるまでの待ち時間が長いという欠点を有している。
【００４６】
これに対して、近年、図３に断面図を示すように、加熱手段３２を、回転可能に支持した薄い定着ベルト３１を介して、加圧ローラ３６と対向させる定着ユニットが開発されている。定着ベルト３１と加圧ローラ３６との間を未定着のトナー像３３を載せた被転写材３４を通過させると、薄い定着ベルト３１を介して、加熱手段３２による熱が実質的に直接未定着トナー像３３に加わるため、電源投入後、極めて僅かの待ち時間を必要とするだけで定着トナー像３５を形成することができる。
【００４７】
定着ベルトとしては、エンドレスベルト状のポリイミドチューブや金属チューブからなるベルト基材の表面に、薄いゴム層を介して、フッ素樹脂層を配置した構造のものが用いられている。加圧ローラとしては、円柱状または円筒状の芯金からなるローラ基材上に比較的厚いゴム層を形成し、該ゴム層の上にフッ素樹脂層を形成したものが用いられている。
【００４８】
上記の如き定着ユニットを小型化または軽量化し、さらには加圧ローラによる蓄熱を防ぐために、図２に断面図を示すように、定着ベルト２１内の加熱手段２２に対向して、小さな径の棒状の加圧ローラ２７を、加圧ベルト２６を介して配置した構造の定着ユニットが開発されている。定着ベルト２１と加圧ベルト２６を回転可能なように支持し、その間を未定着トナー像２３を載せた被転写材２４を通過させると、加熱手段２２と加圧ローラ２７によって、加熱・加圧されて、効率よく定着トナー像２５が形成される。本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、上記加圧ベルトとして特に優れた機能を発揮することができる。
【実施例】
【００４９】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。各物性及び特性の評価方法は、次のとおりである。
【００５０】
（１）表面粗さＲａ
熱硬化型ポリイミドチューブの表面粗さＲａは、該熱硬化型ポリイミドチューブから１０ｃｍ四方の試料を切り取り、表面粗さ計を用いて、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に基づいて測定した。
【００５１】
（２）熱収縮性ＰＦＡチューブの熱収縮率
熱収縮性ＰＦＡチューブから縦方向（機械方向；ＭＤ）及び横方向（ＴＤ）に沿って１０ｃｍ四方の試料を切り取り、該試料を１５０℃の恒温槽中に３０分間放置して、縦方向及び横方向の収縮量を測定し、測定前の試料の縦方向及び横方向の長さと比べて収縮率を算出した。
【００５２】
（３）被覆性
熱硬化型ポリイミドチューブに熱収縮性ＰＦＡチューブを被覆し、その際、以下の基準で被覆性を評価した。
Ａ：円滑に被覆して、均一な厚みの被覆層を形成することができる、
Ｂ：被覆作業を円滑に行うために、特別の工夫が必要である、
Ｃ：被覆層の表面外観が悪い、
Ｄ：均一な厚みの被覆層を形成することが困難である。
【００５３】
（４）作業性
熱硬化型ポリイミドチューブに熱収縮性ＰＦＡチューブを被覆し、その際、以下の基準で作業性を評価した。
Ａ：簡単な作業で円滑に被覆することができる、
Ｂ：円滑な被覆が困難である、
Ｃ：接着剤の塗布や熱収縮性ポリイミドチューブの内面処理が必要である、
Ｄ：ＰＦＡの塗布作業が必要であり、均一で厚みの厚い塗膜を形成することが困難である。
【００５４】
（５）耐久性
市販の電子写真複写機（１分間の印字枚数１５枚）の定着ユニットに、定着ベルトと加圧ベルトからなる定着ユニットを組み込んだ。定着ベルトとしては、厚み５０μｍ、内径２６ｍｍ、長さ２４ｃｍのポリイミドチューブの外周面に、厚み０．４ｍｍのシリコーンゴム層を設け、該ゴム層の上に厚み２０μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）層を設けた構造の被覆ポリイミドチューブを用いた。加圧ベルトとしては、実施例及び比較例で作成した被覆ポリイミドチューブを用いた。３万枚の連続印字を行い、以下の基準で耐久性を評価した。
【００５５】
Ａ：加圧ベルトに異常なし、
Ｂ：加圧ベルトのＰＦＡ層に部分的な剥離が見られる、
Ｃ：加圧ベルトのＰＦＡ層に摩耗が観察され、部分的な剥離も生じている。
【００５６】
（６）コスト
以下の基準で全体のコストを評価した。
Ａ：接着剤や特別の装置を必要としない、
Ｂ：接着剤や特別の装置を必要とする。
【００５７】
［実施例１］
宇部興産株式会社製の熱硬化型ポリイミドワニス（Ｕ−ワニス−Ｓ）３６０ｇに、他の熱硬化型ポリイミドワニス（Ｕ−ワニス−Ａ）４０ｇを加え、３０分間混合した。このワニスを円柱状金型上にディッピング法により付着させた。１００〜２００℃の段階的加熱により溶媒を除去した。被膜を焼成した後、円柱状金型を除去することにより、外径２４ｍｍ、厚み５０μｍ、長さ２４ｃｍの熱硬化型ポリイミドチューブを得た。＃１０００の研磨紙を用いて、該熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を粗面化し、外周面の表面粗さＲａが１．０μｍの熱硬化型ポリイミドチューブを調製した。この粗面化した熱硬化型ポリイミドチューブ内にＳＵＳ製の円柱状芯材を挿入した。
【００５８】
他方、内径が２４．５ｍｍ、厚みが３０μｍ、長さが２２ｃｍで、熱収縮率が縦方向及び横方向ともに７％の熱収縮性ＰＦＡチューブを用意した。この熱収縮性ＰＦＡチューブを前記の熱硬化型ポリイミドチューブに被覆したところ、円滑に被覆することができた。結果を表１に示す。
【００５９】
［実施例２］
熱硬化型ポリイミドチューブの外周面の表面粗さＲａを０．５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６０】
［実施例３］
熱硬化型ポリイミドチューブの外周面の表面粗さＲａを１．３μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６１】
［実施例４］
熱収縮性ＰＦＡチューブの内径を２４．２ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６２】
［実施例５］
熱収縮性ＰＦＡチューブの内径を２４．７ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６３】
［実施例６］
熱収縮性ＰＦＡチューブの縦方向及び横方向の熱収縮率を５％としたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６４】
［実施例７］
熱収縮性ＰＦＡチューブの縦方向及び横方向の熱収縮率を１０％としたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６５】
［比較例１］
実施例１で調製した熱硬化型ポリイミドチューブを、その外周面を粗面化することなく用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６６】
［比較例２］
実施例１で調製した熱硬化型ポリイミドチューブの外周面を粗面化して、表面粗さＲａを２．２μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６７】
［比較例３］
熱収縮性ＰＦＡチューブとして、縦方向及び横方向の熱収縮率が２％のものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６８】
［比較例４］
熱収縮性ＰＦＡチューブとして、縦方向及び横方向の熱収縮率が２０％のものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００６９】
［比較例５］
熱収縮性ＰＦＡチューブとして、内径が２４．１ｍｍで、縦方向及び横方向の熱収縮率が２％のものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００７０】
［比較例６］
熱収縮性ＰＦＡチューブとして、内径が２５．５ｍｍで、縦方向及び横方向の熱収縮率が２０％のものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてＰＦＡ被覆ポリイミドチューブを作製した。結果を表１に示す。
【００７１】
［比較例７］
実施例１で調製した熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、２５℃での粘度が３０００ｃｐｓの接着剤を塗布した。他方、内径が２３ｍｍ、厚みが３０μｍ、長さが２２ｃｍのＰＦＡチューブを用意した。該ＰＦＡチューブの内面をエッチング処理した。このＰＦＡチューブの一端部を特許文献４（特開２００４−２７６２９０号公報）に示されている方法により２４．５ｍｍに拡径しながら、外周面に接着剤を塗布した熱硬化型ポリイミドチューブを挿入した。結果を表１に示す。
【００７２】
［比較例８］
実施例１で調製した熱硬化型ポリイミドチューブの外周面に、ＰＦＡワニスを塗布し、乾燥する作業を繰り返して、厚み３０μｍのＰＦＡ層を形成した。結果を表１に示す。
【００７３】
【表１】
2008200954.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブは、例えば、電子写真方式の画像形成装置における加圧ベルト、感光ベルト、転写ベルトなどの各種機能性ベルトとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明のＰＦＡ被覆ポリイミドチューブの断面図である。
【図２】定着ベルトと加圧ベルトを用いた定着ユニットの断面図である。
【図３】定着ベルトと加圧ローラを用いた定着ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１    ＰＦＡ被覆ポリイミドチューブ
１１  熱硬化型ポリイミドチューブ
１２  熱収縮性ＰＦＡチューブ
２１  定着ベルト
２２  加熱手段
２３  未定着トナー像
２４  被転写材
２５  定着トナー像
２６  加圧ベルト
２７  棒状の加圧ローラ
３１  定着ベルト
３２  加熱手段
３３  未定着トナー像
３４  被転写材
３５  定着トナー像
３６  加圧ローラ
【図１】
2008200954.tif 000004
【図２】
2008200954.tif 000005
【図３】
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