(57)【要約】【課題】従来のパルプ、ポリアミド、ポリエステル、セルロースといった有機物の繊維材料を主体として構成された不織布等の繊維集積材からなるオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートと同等のクリーニング性能を有するとともに、離型オイルの保持量を多くでき、寿命の長いオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを提供する。【解決手段】平均繊維径が０．２〜１μｍの細径の無機質短繊維と、平均繊維径が１〜６μｍの太径の無機質短繊維と、平均繊維径が４〜１０μｍで平均繊維長が３〜１５ｍｍの無機質長繊維とを主成分とする無機繊維材を有機バインダで結着してなる空隙率９０％以上のシートからなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均繊維径が０．２〜１μｍの細径の無機質短繊維と、平均繊維径が１〜６μｍの太径の無機質短繊維と、平均繊維径が４〜１０μｍで平均繊維長が３〜１５ｍｍの無機質長繊維とを主成分とする無機繊維材を有機バインダで結着してなる空隙率９０％以上のシートからなることを特徴とするオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シート。
【請求項２】
前記無機繊維材は、前記無機質短繊維が８５〜９８質量％と、前記無機質長繊維が１５〜２質量％とからなり、前記無機質短繊維は、前記細径繊維が５〜９５質量％と、前記太径繊維が９５〜５質量％とからなることを特徴とする請求項１記載のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シート。
【請求項３】
前記有機バインダを前記無機繊維材１００質量％に対して、１〜８外質量％としたことを特徴とする請求項２記載のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザビームプリンタ等の画像形成装置の定着ロールに接触回転させて、該ロール表面にトナーと用紙の剥離性を高めるための離型オイルを塗布するとともに、該ロール表面を傷つけずにクリーニングするためのオイル塗布クリーニングロールに使用されるオイル保持シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、乾式複写機やレーザビームプリンタは、定着ロールによってトナーを用紙に加熱融着させて印刷する。この定着ロールにトナーが付着した場合、印刷物が汚れたり、用紙が定着ロールに巻き付く等の問題が生じる。これらの問題を解決する方法として定着ロール表面に離型オイルを塗布し、トナーと用紙に剥離性を高めた後、定着ロール表面をクリーニングする方法がある。
このオイル塗布およびクリーニングを行う方法として、オイル塗布とクリーニングの機能を一体化したオイル塗布クリーニングロールが使用されている。オイル塗布クリーニングロールは、定着ロール表面にトナーと用紙の剥離性を高めるための離型オイルを塗布するとともに、定着ロール表面を傷つけずにクリーニングするために、定着ロールと接触しながら回転するよう配置されたものであり、その構造は、塗布する離型オイル（通常、シリコーンオイル）を蓄えておく中空円筒体と、その外周面に繊維集積材よりなるオイル保持層と、更にその外側に必要に応じて同じく繊維集積材よりなるオイル塗布量制御層を設けた構造よりなり、該中空円筒体の筒壁に穿設された複数の小孔を介して外側のオイル保持層へ毛細管現象によりオイルを浸透させるようになっている。このようなオイル塗布クリーニングロールのオイル保持層に用いられる繊維集積材としては、特許文献１乃至３に開示されるように、パルプ、ポリアミド、ポリエステル、セルロースといった有機物の繊維材料を主体として構成された不織布等が使用されている。
【０００３】
【特許文献１】
実開昭５９−７３７６２号公報
【特許文献２】
実開昭６０−１１０８５４号公報
【特許文献３】
特開昭６３−３７３６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のパルプ、ポリアミド、ポリエステル、セルロースといった有機物の繊維材料を主体として構成された不織布等の繊維集積材からなるオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートは、繊維密度の低い有機物を主体として構成されているため、シートの空隙率が小さく、最大でも９０％の空隙率しか得られないものであった。そのため、離型オイルの保持量が少なく、寿命が短いという問題があった。
そこで、本発明は、従来のパルプ、ポリアミド、ポリエステル、セルロースといった有機物の繊維材料を主体として構成された不織布等の繊維集積材からなるオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートと同等のクリーニング性能を有するとともに、離型オイルの保持量を多くでき、寿命の長いオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートは、前記課題を解決するべく、請求項１に記載の通り、平均繊維径が０．２〜１μｍの細径の無機質短繊維と、平均繊維径が１〜６μｍの太径の無機質短繊維と、平均繊維径が４〜１０μｍで平均繊維長が３〜１５ｍｍの無機質長繊維とを主成分とする無機繊維材を有機バインダで結着してなる空隙率９０％以上のシートからなることを特徴とする。
また、請求項２記載のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートは、請求項１記載のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートにおいて、前記無機繊維材は、前記無機質短繊維が８５〜９８質量％と、前記無機質長繊維が１５〜２質量％とからなり、前記無機質短繊維は、前記細径繊維が５〜９５質量％と、前記太径繊維が９５〜５質量％とからなることを特徴とする。
また、請求項３記載のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートは、請求項２記載のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートにおいて、前記有機バインダを前記無機繊維材１００質量％に対して、１〜８外質量％としたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートは、平均繊維径が０．２〜１μｍの細径の無機質短繊維と、平均繊維径が１〜６μｍの太径の無機質短繊維と、平均繊維径が４〜１０μｍで平均繊維長が３〜１５ｍｍの無機質長繊維とを主成分とする無機繊維材を有機バインダで結着してなる空隙率９０％以上のシートよりなるものである。このように、オイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを構成する主成分として繊維密度の大きな無機質繊維を用いることで、空隙率９０％以上という大きな空隙率が得られ、クリーニング性能を従来のパルプ、ポリアミド、ポリエステル、セルロースといった有機物の繊維材料を主体として構成された不織布等の繊維集積材からなるシートと同等に維持したままで、離型オイルの保持量を多くでき、寿命が長いオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを提供できる。
【０００７】
前記のように繊維密度の大きな無機質繊維を主成分として、クリーニング性能を維持しつつ、大きな空隙率を得るには、前記無機繊維材は、前記無機質短繊維が８５〜９８質量％と、前記無機質長繊維が１５〜２質量％とからなり、前記無機質短繊維は、前記細径繊維（平均繊維径０．２〜１μｍ）が５〜９５質量％と、前記太径繊維（平均繊維径１〜６μｍ）が９５〜５質量％とからなることが好ましい。
ここで、前記無機繊維材全体に占める前記無機質短繊維の量が８５質量％未満であると、相対的に無機質長繊維の量が１５質量％を超え、無機質長繊維の均一な分散ができにくくなるので好ましくなく、また、９８質量％を超えると、相対的に無機質長繊維の量が２質量％未満となり、無機質長繊維による骨材効果が十分に得られなくなりシートの骨格形成が不十分となるため好ましくない。
同様に、前記無機繊維材全体に占める前記無機質長繊維が２質量％未満であると、無機質長繊維による骨材効果が十分に得られなくなりシートの骨格形成が不十分となるため好ましくなく、また、１５質量％を超えると、無機質長繊維の均一な分散ができにくくなるので好ましくない。
また、前記無機質短繊維は、上記の通り、平均繊維径が０．２〜１μｍの細径繊維と、平均繊維径が１〜６μｍの太径繊維とを混合使用することが必要であるが、こうすることで、強度の強いシートを形成することが可能となる。このためには、上記のように、前記無機質短繊維全体に占める前記細径繊維の量を５〜９５質量％とし、前記太径繊維の量を９５〜５質量％とすることが好ましい。
【０００８】
また、オイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを繊維密度の大きな無機質繊維を主成分として構成する必要があるため、前記有機バインダを前記無機繊維材１００質量％に対して、１〜８外質量％とすることが好ましい。これは、１外質量％未満であると、バインダ効果が十分に得られずシート形成が困難となるため好ましくなく、また、８外質量％を超えると、シートの不燃性が失われる他、有機物の比率が増加しシートの空隙率を低下させるため好ましくないからである。
【０００９】
前記細径の無機質短繊維としては、ガラス繊維、シリカ繊維等が使用できるが、比較的安価で入手しやすい点からガラス繊維の使用が好ましい。
【００１０】
前記太径の無機質短繊維としては、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、セラミック繊維等が使用できるが、比較的安価で入手しやすい点からガラス繊維またはセラミック繊維の使用が好ましい。
【００１１】
前記無機質長繊維としては、チョップド状のガラス繊維、アルミナ−シリカ繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維等が使用できるが、比較的安価で入手しやすい点からガラスチョップド繊維の使用が好ましい。
【００１２】
前記有機バインダとしては、芯鞘型等の複合バインダ繊維やミクロフィブリル化セルロース等のセルロース繊維等の繊維状バインダや、合成樹脂エマルジョン等が使用できるが、少量で高いバインダ効果が得られる点でミクロフィブリル化セルロースの使用が好ましい。
【００１３】
これら無機繊維材と有機バインダから、本願のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを作製するには、一般的な抄紙法によって簡単に得られる。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の実施例について比較例及び従来例と共に詳細に説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
（実施例１）
細径の無機質短繊維として平均繊維径０．８μｍのガラス短繊維２５質量％と、太径の無機質短繊維として平均繊維径４．０μｍのシリカ−アルミナ系セラミック短繊維７０質量％と、無機質長繊維として平均繊維径６．０μｍで平均繊維長１３ｍｍのガラスチョップド繊維５質量％と、有機バインダとしてこれら無機繊維材１００質量％に対して５外質量％のミクロフィブリル化セルロースとからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量３６．３ｇ／ｍ2、厚さ０．２１ｍｍ、空隙率９２％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００１５】
（実施例２）
細径の無機質短繊維として平均繊維径０．８μｍのガラス短繊維８０質量％と、太径の無機質短繊維として平均繊維径４．０μｍのシリカ−アルミナ系セラミック短繊維１５質量％と、無機質長繊維として平均繊維径６．０μｍで平均繊維長１３ｍｍのガラスチョップド繊維５質量％と、有機バインダとしてこれら無機繊維材１００質量％に対して５外質量％のミクロフィブリル化セルロースとからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量３３．２ｇ／ｍ2、厚さ０．２０ｍｍ、空隙率９３％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００１６】
（実施例３）
細径の無機質短繊維として平均繊維径０．８μｍのガラス短繊維１０質量％と、太径の無機質短繊維として平均繊維径４．０μｍのガラス短繊維８５質量％と、無機質長繊維として平均繊維径６．０μｍで平均繊維長１３ｍｍのガラスチョップド繊維５質量％と、有機バインダとしてこれら無機繊維材１００質量％に対して５外質量％のミクロフィブリル化セルロースとからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量３８．９ｇ／ｍ2、厚さ０．２１ｍｍ、空隙率９１％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００１７】
（比較例１）
細径の無機質短繊維として平均繊維径０．８μｍのガラス短繊維８４質量％と、太径の無機質短繊維として平均繊維径４．０μｍのシリカ−アルミナ系セラミック短繊維１６質量％と、有機バインダとしてこれら無機繊維材１００質量％に対して５外質量％のミクロフィブリル化セルロースとからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量３４．５ｇ／ｍ2、厚さ０．２１ｍｍ、空隙率９３％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００１８】
（比較例２）
細径の無機質短繊維として平均繊維径０．８μｍのガラス短繊維９５質量％と、無機質長繊維として平均繊維径６．０μｍで平均繊維長１３ｍｍのガラスチョップド繊維５質量％と、有機バインダとしてこれら無機繊維材１００質量％に対して５外質量％のミクロフィブリル化セルロースとからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量３４．６ｇ／ｍ2、厚さ０．２１ｍｍ、空隙率９３％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００１９】
（比較例３）
太径の無機質短繊維として平均繊維径４．０μｍのガラス短繊維９５質量％と、無機質長繊維として平均繊維径６．０μｍで平均繊維長１３ｍｍのガラスチョップド繊維５質量％と、有機バインダとしてこれら無機繊維材１００質量％に対して５外質量％のミクロフィブリル化セルロースとからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量３９．５ｇ／ｍ2、厚さ０．２１ｍｍ、空隙率９２％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００２０】
（従来例１）
平均繊維径４．０μｍのロックウール７０質量％と、平均繊維径６．０μｍで平均繊維長１３ｍｍのガラスチョップド繊維５質量％と、アラミドパルプ２５質量％とからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量７８．３ｇ／ｍ2、厚さ０．２２ｍｍ、空隙率８２％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００２１】
（従来例２）
平均繊維径４．０μｍのガラス短繊維２０質量％と、レーヨン繊維２０質量％と、クラフトパルプ６０質量％とからなる材料を水に分散させ、通常のタッピー抄紙機にて湿式抄造を行い、乾燥して、坪量９６．２ｇ／ｍ2、厚さ０．２０ｍｍ、空隙率５７％のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを得た。
【００２２】
次に、実施例１〜３、比較例１〜３、従来例１〜２の各オイル保持シートについて、シート諸特性と、オイル保持量を測定した。その結果を表１に示す。
尚、試験方法については、以下のようにした。
［オイル保持量］
（１）１５ｃｍ角にカットした試験シートを準備する。
（２）試験シートの厚さ（ｃｍ）および質量（ｇ）を測定する。
（３）シリコーンオイル（粘度３００ｃＳｔ）を張ったバット上に試験シートを浮かべてオイルを完全に浸み込ませる。
（４）試験シートの１角を上にして垂直に吊るし、１５０℃で１時間静置する。
（５）静置後の試験シートの質量（ｇ）を測定し、オイル含浸前の質量（ｇ）との差から、シート内のオイル残量（ｇ）を計算する。
（６）次式により、オイル保持量（ｇ／ｃｍ3）を算出する。尚、シートの面積はこの場合は２２５ｃｍ2となる。
オイル保持量（ｇ／ｃｍ3）＝シート内のオイル残量（ｇ）／シートの厚さ（ｃｍ）／シートの面積（ｃｍ2）
【００２３】
［クリーニングロールのオイル保持量］
（１）１０ｍｍ径×２３０ｍｍ長の円筒体よりなる芯金の外周面に、約０．２ｍｍ厚×２２０ｍｍ幅の試験シートを全体の径が２０ｍｍ径（芯金１０ｍｍ＋シート５ｍｍ×２）になるまで巻回し、さらにその外側に耐熱フェルトを１回巻いて、これをクリーニングロールとする。
（２）クリーニングロールの質量（ｇ）を測定する。
（３）クリーニングロールをシリコーンオイル（粘度３００ｃＳｔ）中に６０℃で２４時間漬ける。
（４）クリーニングロールを取り出し、６０℃で２４時間静置し、余分なオイルを落とす。
（５）静置後のクリーニングロールの質量（ｇ）を測定し、オイル含浸前の質量（ｇ）との差から、試験シートと耐熱フェルト内のオイル残量（ｇ）を計算する。
（６）次式により、クリーニングロールのオイル保持量（ｇ／ｃｍ3）を算出する。尚、シートの体積はこの場合は５１．８ｃｍ3となる。
クリーニングロールのオイル保持量（ｇ／ｃｍ3）＝シート内のオイル残量（ｇ）／シートの体積（ｃｍ3）
【００２４】
【表１】
2004198981.tif 000002
【００２５】
表１から明らかなように、実施例のオイル保持シートでは、無機繊維材を主体として構成したことにより、９０％以上の高い空隙率が得られ、高いオイル保持量が得られた。また、繊維径の異なる２種類の無機質短繊維を混合使用するとともに無機質長繊維を混合使用したことにより、シート強度も高くすることができた。これに対して、比較例１〜３のオイル保持シートでは、実施例と同様に無機繊維材主体の構成としたことにより、実施例と同等の９０％以上の空隙率が得られ、オイル保持量も同等の高い保持量が得られたが、無機質長繊維を使用せず無機質短繊維のみで構成したり（比較例１）、無機質短繊維を繊維径の異なる２種類の材料の混合使用とせず１種類のみで構成したり（比較例２、３）したために、十分なシート強度を得ることができなかった。また、従来例１〜２のオイル保持シートでは、有機物の繊維材を主体または多く含む構成のため、シートの密度が高くなり空隙率が９０％に到達せず、十分なオイル保持量を得ることができなかった。
【００２６】
【発明の効果】
このように、本発明のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートによれば、平均繊維径が０．２〜１μｍの細径の無機質短繊維と、平均繊維径が１〜６μｍの太径の無機質短繊維と、平均繊維径が４〜１０μｍで平均繊維長が３〜１５ｍｍの無機質長繊維とを主成分とする無機繊維材を有機バインダで結着してなる空隙率９０％以上のシートよりなるため、オイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを構成する主成分として繊維密度の大きな無機質繊維を用いることで、空隙率９０％以上という大きな空隙率が得られ、クリーニング性能を従来のパルプ、ポリアミド、ポリエステル、セルロースといった有機物の繊維材料を主体として構成された不織布等の繊維集積材からなるシートと同等に維持したままで、離型オイルの保持量を多くでき、寿命が長いオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを提供できる。
また、前記無機質短繊維として、平均繊維径が０．２〜１μｍの細径繊維と、平均繊維径が１〜６μｍの太径繊維とを混合使用するようにしたことで、本発明のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを強度の強いシートに形成することができる。
また、本発明のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートの主成分をなす前記無機繊維材として、前記無機質短繊維と共に平均繊維径が４〜１０μｍで平均繊維長が３〜１５ｍｍの無機質長繊維を混合使用するようにしたことで、前記無機繊維材より形成されるシートに骨材効果を与え、本発明のオイル塗布クリーニングロール用オイル保持シートを強い骨格を持ったシートに形成することができる。