(57)【要約】【課題】  トナーに汚染されにくい摺動性部品を提供する。【解決手段】  金属部品表面に、乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗膜を形成し、当該塗膜表層がパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体で覆われていることを特徴とする耐トナー汚染性に優れた摺動性部品とした。また、塗膜が鱗片状無機物、繊維状無機物の少なくとも１種を含有することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部品表面に、乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗膜を形成し、当該塗膜表層がパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体で覆われていることを特徴とする耐トナー汚染性に優れた摺動性部品。
【請求項２】
塗膜が鱗片状無機物、繊維状無機物の少なくとも１種を含有することを特徴とする請求項１記載の耐トナー汚染性に優れた摺動性部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナーに汚染されにくい摺動性部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンター、コピー機などでは、用紙が紙詰まりしないように、通紙経路に沿ってガイド部品が取り付けられている。当該ガイド部品として、滑り性と耐久性とを兼ね備えた摺動性部品が適用され、金属製部品表面に摺動性に優れた樹脂を被覆したものが使用されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１５７０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
レーザープリンター、コピー機などの転写工程より前の摺動性部品には、トナーが付着することはなく、熱影響も受け難いが、転写工程ではトナーが付着しやすく、定着工程で１８０℃程度の温度に晒される。転写工程から定着工程の摺動性部品には耐熱性と耐トナー汚染性が必要となる。これらの工程における摺動性部品として金属部品表面に摺動性に優れた耐熱樹脂が被覆されたものが用いられている。しかし、１８０℃程度の高温下で摺動性部品に付着したトナーは、当該摺動性部品を汚染し、表面にトナーが堆積しやすくなる。したがって用紙が滑り難くなり、紙詰まりの原因となる。
【０００４】
例えば、成形した金属部品にテトラフルオロエチレン樹脂を含有したエポキシ樹脂を塗装焼付けしたものがある。塗膜焼付け時にテトラフルオロエチレン樹脂はエポキシ樹脂よりも表面エネルギーが小さいため、塗膜表層に移行し、塗膜表面に存在するテトラフルオロエチレン樹脂に依存する摺動性を発現する。塗膜成分であるエポキシ樹脂、テトラフルオロエチレン樹脂ともに耐熱性に優れるので１８０℃程度であれば摺動性は低下しない。ただし、当該塗膜表層は全面がテトラフルオロエチレン樹脂で被覆されているものではなく、テトラフルオロエチレン樹脂（島）とエポキシ樹脂（海）との海島形態を呈する。
【０００５】
これは、テトラフルオロエチレン樹脂の溶融粘度が非常に高いため、粒子形状を継承したまま塗膜表層に移行することによるもので、トナーは１８０℃程度の高温下でやや軟化したエポキシ樹脂（海）及びテトラフルオロエチレン樹脂（島）との海島界面から塗膜内部に浸透拡散して塗膜はトナーで汚染する。トナー汚染した部位はさらにトナーが付着しやすい状態となり、付着したトナーが固着して用紙の滑り性が低下し、紙詰まりを生じやすくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような問題を解決すべく案出されたものであり、トナーに汚染されにくい摺動性部品を提供することを目的とする。その目的を達成するため、金属部品表面に、乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗膜を形成し、当該塗膜表層がパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体で覆われていることを特徴とする耐トナー汚染性に優れた摺動性部品とした。また、塗膜に鱗片状無機物、繊維状無機物の少なくとも１種を含有することができる。
【発明の効果】
【０００７】
乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗膜が金属部品表面に形成されており、当該塗膜表層がパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体で覆われているため、耐熱性に優れ１８０℃程度の温度環境では摺動性は低下しない。また、パーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体は球状の粒子からなり、最密充填状態を為しつつ、溶融流動するので塗膜表面全体を被覆し、トナーに汚染されにくい塗膜表面となる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
金属部品を耐熱性と耐トナー汚染性に優れた摺動性部品とするためには、塗膜表層全体を４フッ化樹脂で被覆し、トナーの塗膜内部への浸透拡散を抑えることが必要である。本発明で使用される４フッ化樹脂は、乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体である。乳化重合法ではミセル中でのみ重合が進行するため、得られる重合体はミセルを継承した球状となる。これは最密充填形態となり、トナーに汚染されにくい表面となる。通常は懸濁重合法で製造することが一般的であるが、懸濁重合法では重合過程で重合体同士が衝突、合体して異形の粒子形態になりやすく、トナーに汚染されやすい表面といえる。
【０００９】
乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗料をロールコート法で塗装する場合、パーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体の平均粒径が０．０５μｍ未満では、塗料のチキソトロピー性が高くなり塗装できなくなる。また、パーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体の平均粒径が１μｍを越えると、最密充填形態での空隙が広がり、トナーに汚染されやすくなる。
【００１０】
本発明で使用する耐熱樹脂は、とくに限定されるものではないが、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが用いられる。これらの耐熱性樹脂を溶剤に溶解してベース塗料とし、乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体を分散して塗料を調合する。乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合比は、好ましくは２０：８０〜６０：４０であり、乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体が多いと耐トナー汚染性は安定するものの、塗膜硬度が低下し疵付きやすくトナー固着の起点となる。
【００１１】
乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗膜には、カーボンブラックや無機系黒色顔料などの耐熱性に優れた着色顔料や体質顔料等を配合することができる。塗膜厚さは、とくに限定されるものではないが、耐久性とコスト等を考慮して２〜２０μｍ程度が好ましい。また、金属部品と乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗膜との間に、耐熱性樹脂からなる下塗り塗膜を設けることもできる。下塗り塗膜にも同様の耐熱性樹脂、顔料等が適用でき、リン酸系防錆顔料なども配合することができる。
【００１２】
乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体と耐熱性樹脂との混合物を主成分とする塗膜に、ガラスフレーク、硫酸バリウムフレーク、グラファイトフレーク、合成マイカフレーク、合成アルミナフレーク、シリカフレーク等の鱗片状無機物やチタン酸カリウム繊維、ウォラスナイト繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の繊維状無機物を配合すると、塗膜の硬度、耐摩耗性が向上し、摺動性部品の耐久性が高まる。
【００１３】
本発明で用いる金属部品の金属種は、とくに限定されるものではなく、ステンレス鋼板、めっき鋼板、アルミニウム板などが用いられ、必要に応じて適宜、研磨、脱脂、酸洗等を経て、リン酸塩処理、クロメート処理、クロムフリー処理等の塗装前処理を施すことができる。これらの金属板に塗料をロールコート法などで塗布、焼付けて所望形状に切り出した塗装金属板を成形加工して摺動性部品を製造するプレコート法と、金属板を所望形状に切り出し成形加工した後、塗料をスプレーなどで塗布、焼付けして摺動性部品を製造するポストコート法が挙げられる。いずれの場合でも塗布した塗料は、塗料に含有される耐熱性樹脂及びパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体の中で最も融点が高い樹脂の融点を越える温度で焼付ける。
【実施例】
【００１４】
実施例１；
厚さ０．２５ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼板を脱脂処理した後、フルオロアシッド処理を施し、リン酸マグネシウム亜鉛を２０質量％含有する黒色ポリエーテルスルホン樹脂塗料を乾燥膜厚で５μｍになるようにロールコートして３６０℃で焼付け、次いで、平均粒径が０．３μｍの乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体とポリエーテルサルホン樹脂との比率が４０：６０の黒色塗料を乾燥膜厚で１０μｍになるようにロールコートして４００℃で焼付けた。得られた塗装ステンレス鋼板を部品展開形状にブランキングし、プレス成形して摺動性部品を得た。
【００１５】
実施例２；
黒色ポリエーテルスルホン樹脂塗膜を設けない以外は、実施例１と同様の条件で塗装ステンレス鋼板を作製し、部品展開形状にブランキングし、プレス成形して摺動性部品を得た。
【００１６】
実施例３；
パーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体とポリエーテルサルホン樹脂との比率が４０：６０の黒色塗料中にガラスフレークを１０質量％配合する以外は実施例１と同様の条件で塗装ステンレス鋼板を作製し、部品展開形状にブランキングし、プレス成形して摺動性部品を得た。
【００１７】
実施例４；
厚さ０．２５ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレス鋼板を部品展開形状にブランキングし、プレス成形して金属部品を作製し、脱脂処理した後、リン酸塩処理を施して平均粒径が０．５μｍの乳化重合法で製造したパーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体とポリエーテルサルホン樹脂との比率が５０：５０の黒色塗料を乾燥膜厚で１５μｍになるようにスプレー処理して４００℃で焼付け、摺動性部品を得た。
【００１８】
比較例１；
パーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体が懸濁重合した以外は、実施例１と同様の条件で塗装ステンレス鋼板を作製し、部品展開形状にブランキングし、プレス成形して摺動性部品を得た。
比較例２；
パーフルオロアルキルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体が懸濁重合したテトラフルオロエチレン樹脂である以外は、実施例４と同様の条件で摺動性部品を得た。
【００１９】
各条件で作製した摺動性部品をＡ３レーザープリンターの定着ローラーの直前のガイド部に取り付け、３０万回の印刷を実施した結果、実施例はいずれも紙詰まりがなく、印刷終了後の摺動性部品がトナーに汚染されていなかった。また、実施例３については、３０万回の印刷終了後もほとんど表面傷が認められず、長期耐久性が期待できる。一方、比較例１は１０万回程度の印刷で紙詰まりが発生し、比較例２では５万回程度の印刷で紙詰まりが発生し、該当する摺動性部品にトナーの固着が認められた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明による摺動性部品は、トナーに汚染されにくく、長期に亘って紙詰まりが抑制され、レーザープリンターやコピー機の転写工程から定着工程周辺の高温部のガイドに好適に使用できる。