JP2000248086A

JP2000248086A - 耐久・耐熱性シームレス管状フィルム及びその使用

Info

Publication number: JP2000248086A
Application number: JP11054236A
Authority: JP
Inventors: Naoki Nishiura; 直樹西浦; Junya Kanetake; 潤也金武; Tsutomu Yoshida; 勉吉田; Tsuneo Miyamoto; 恒雄宮本; Takashi Kuraoka; 隆志鞍岡
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】高温加圧下で且つ回転駆動条件下での使用に
おいて、特に寸法変化とシワの発生の無いシームレス管
状フィルム、及びその使用について提供する。【解決手段】熱変形温度が７０°C以上の耐熱性樹脂
（例えばポリイミド、フッ素樹脂）８５〜９９重量部と
ホウ酸アルミニウム１５〜１重量部とを主成分とするこ
とを特徴してなる耐久・耐熱性シームレス管状フィル
ム。叉、これに更に導電性カーボンブラックを１〜３０
重量％（対該樹脂）含有して、半導電性も付与した該管
状フィルムも提供する。これらは高温、加圧下での物品
の搬送用部材として有効に利用されるが、中でもカラー
複写における定着兼中間転写ベルトとしての使用が有効
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、改良された耐久・
耐熱性シームレス管状フィルム及び使用に関するもの
で、特にベルト状で高温加圧下で長期間反復使用した場
合に見られるシワの発生、寸法変化等の問題を解決した
ものである。

【０００２】

【従来の技術】物品をロールに挟持して叉はベルト上に
載置して搬送する場合、特にこの搬送が高温加圧下の環
境下で行われる場合、該ロール、ベルト自身の耐熱性が
重要である事は勿論であるが、更に長期間の反復使用に
対して見られるシワとか寸法の変化等の発生の無いこと
が極めて重要な条件である。このシワとか寸法の変化の
点は、物品の種類とか搬送精度等によってその条件の程
度は異なる。例えばトナーによる複写技術による多色刷
りに関し、長尺のベルトを使って転写と定着とを同時的
に行う定着兼中間転写方式を取る場合、僅少のシワも、
また寸法変化も許されない。これは紙上に定着されるカ
ラー画像にズレ（見当不良）とか、定着ムラ（濃度ム
ラ）が発生し、画像品質の悪化を引き起こすからであ
る。特にカラー複写が一般的に普及している昨今では画
像品質は、極めて重要視される点であり、より長期間の
複写で画像品質に一変の変化も許されない事が要求され
てきているのが実状である。

【０００３】またトナー複写装置において加圧加熱下で
使用される定着ベルトとか、定着兼中間転写ベルトの素
材は主としてフッ素系樹脂叉は熱硬化性ポリイミドが使
用される。これは耐熱性も高く、機械的強度、耐薬品
性、更には離型性等に優れている事によるものである。
しかしこれも前記のような要求に対して答えられなくな
ってきているのが実状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記する従来
の問題点を一挙に解決することを目的としてなされたも
のである。つまり高温加圧下でかつ長期間の反復使用で
も、シワとか寸法変化等のない樹脂製のシームレス管状
フィルムを見い出すために、種々検討した結果得られた
ものであって、それは次の手段によって解決するもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、まず請求
項１に記載するように、熱変形温度が７０℃以上の耐熱
性樹脂８５〜９９重量部とホウ酸アルミニウム１５〜１
重量部とを主成分とする耐久・耐熱製シームレス管状フ
ィルムの提供によって達成する事ができる。そして該管
状フィルムは例えばトナー複写機の定着用部材としての
使用に有効である。（請求項６）

【０００６】一方、前記請求項１において、更に導電性
カーボンブラックが耐熱性樹脂８５〜９９重量部に対し
て、１〜３０重量％含有されてなる耐久・耐熱性シーム
レス管状フィルムも提供する。これによって請求項１に
おける該管状フィルムに半導電性という電気的特性が付
与されることになるが、この半導電性も付与されると静
電気による各種障害を防止する事ができるし、そして逆
に外部から帯電動作を行う事によって容易に帯電させる
事もできる。更に一定時間帯電を維持したらそれを除電
する事も容易になる。この帯電、除電作用は例えばトナ
ー複写機における定着兼中間転写ベルトとしての使用に
対して有効になる。（請求項７）

【０００７】また前記請求項１、２においてマトリック
ス成分である樹脂（熱変形温度７０℃以上の耐熱性樹
脂）の中でより望ましいものとしては、熱硬化性ポリイ
ミド叉はフッ素系共重合ポリマのいずれかであることも
提供する。（請求項４）

【０００８】またマトリックス樹脂としての耐熱性樹脂
の中に含有するホウ酸アルミニウムは、その含有（分
散）状態が表面（裏面に対して）部分に多く、傾斜的に
分散しているシームレス管状フィルムであることが好ま
しいという、ホウ酸アルミニウムの分散状態についても
提供するものである。（請求項１〜４）以下本発明を次
の実施形態で詳述する。

【０００９】

【発明の実施の形態】まず本発明の耐久・耐熱性シーム
レス管状フィルム（以下単にＳＬフィルムと呼ぶ）を構
成するマトリックス樹脂である熱変形温度が７０℃以上
の耐熱性樹脂について詳述する。

【００１０】前記樹脂において、熱変形温度が７０°
C、好ましくは１００°Cでかつ耐熱性の高いものに特定
されるが、まずここでの熱変形温度とは、ＪＩＳＫ７２
０６の規定により中央加重１８．５ｋｇ／ｃｍ^２で測定
されたビカット軟化温度である。そして耐熱性は１００
°C、好ましくは１５０°C以上の温度で無負荷で連続使
用しても機械的特性、化学的特性等が実質的に変化しな
いものを云う。

【００１１】前記のように特定されるのは、ＳＬフィル
ムが特に高温（例えば７０℃以上）、加圧下でかつベル
ト状（少なくとも２本以上のローラ等に張架して回転運
動して物品を反復移動させる）で長期間使用される場合
に、少なくともシワとか、寸法の変化等の問題を解決す
るに必要な性質を基本的に有しているものであるからで
ある。従って他の樹脂については、仮にこれにホウ酸ア
ルミニウムを含有させても本発明が求める寸法変化と
か、シワの点は勿論、長期間の反復使用という点で極め
て不十分なものであり使用できなことになる。

【００１２】そして前記対象になる耐熱性樹脂は、ＳＬ
フィルムへ容易に成形もされ、屈曲も自由に行えると云
う特性も必要であり、具体的には例えばポリフェニレン
スルフィド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテル
スルホン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンスルフ
ィド、ポリアリレート、芳香族ポリアミド、フッ素系樹
脂、熱可塑性叉は熱硬化性ポリイミド等が挙げられる。
これらの中でも総合的に見てフッ素系樹脂、熱可塑性叉
は熱硬化性のポリイミドが好ましく、更には熱硬化性ポ
リイミドが好ましい。

【００１３】前記熱可塑性叉は熱硬化性ポリイミドは、
より具体的には次のものである。まず熱可塑性ポリイミ
ドは、熱硬化性ポリイミドと異なり、イミド基を有しな
がら熱可塑性を有している。従ってそれ自体、所定の温
度以上で溶融叉は軟化するので、直接押出成形ができる
ものである。この特性は主鎖中にエーテル結合（２つ以
上）、アルキレン結合（Ｃ_３以上）、更にはカルボニル
基等の分子間に柔軟性をもたらす官能基を有するポリイ
ミドに見られる。具体的には例えばピロメリット酸２無
水物、２、２´、３、３´―ビフェニルテトラカルボン
酸２無水物、３、３′、４、４´―ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸２無水物、ビス（２、３―ジカルボキシフ
ェニル）メタン２無水物等の有機酸２無水物とビス［４
―｛３―（４―アミノフェノキシ）ベンゾイル｝フェニ
ル］エーテル、４、４´―ビス（３―アミノフェノキ
シ）ビフェニル、ビス［４―（３―アミノフェノキシ）
フェニル］スルホン、２、２′―ビス［４―（３―アミ
ノフェノキシ）フェニル］プロパン等の有機ジアミンと
の当量を有機極性溶媒中（Ｎ―メチルピロリドンＮ、
Ｎ―ジメチルアセトアミド等）で撹拌しつつ徐々に反応
させる。この反応では、必要な分子量を有するポリマー
への重縮合と、重縮合後のイミド閉環が行われ、一挙に
ポリイミドにまで反応する。尚ＳＬフイルムへの押出温
度は３００〜４００°C程度である。

【００１４】一方、熱硬化性ポリイミドは、ポリイミド
の状態では溶融はしない。従って、ＳＬフィルムへの成
形は、熱可塑性を有するその前駆体つまりポリアミド酸
の段階で一次的に成型を行い、その後に、別途イミド化
を行うという２段階で成型が行われる。このポリイミド
としては、例えば前記の有機酸２無水物とＰ―フェニレ
ンジアミン、４、４´―ジアミノジフェニル、４、４´
―ジアミノジフェニルメタン、４、４´―ジアミノフェ
ニルエーテル等の有機ジアミンの当量を有機溶媒中で撹
拌しながら徐々に反応させる。ここでの反応は所望する
分子量を有するポリアミド酸を得るための重縮合反応で
あって、イミド化への閉環反応が伴ってはならない。そ
のためには低温を維持し徐々に反応させる事が必要であ
る。以上に例示するものはアミノ基を有しないポリイミ
ドであるが、アミノ基を含むいわゆるポリアミドイミド
も同様に使用できる。ポリアミドイミドは有機酸として
はトリカルボン酸１無水物が使用され、有機ジアミンは
前記例示するものが組み合わさて当量で有機溶媒中で重
縮合反応によって得られる。尚、前記ポリイミド系樹脂
の熱変形温度は２００〜４００°C、耐熱性は約２５０
〜３５０°Cである。

【００１５】そしてフッ素系樹脂にあっては、一般に知
られている熱可塑性の単独叉は共重合タイプのフッ素樹
脂であり、この中から前記条件に合うものを選んで使用
するが、好ましいものはパーフルオロ系共重合ポリマで
ある。具体的にはテトラフルオロエチレンとパーフルオ
ロアルキルビニルエーテルとの共重合ポリマー、テトラ
フルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重
合ポリマ、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重
合ポリマ、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプ
ロピレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの３
元共重合ポリマ等が挙げられる。これらポリマの熱変形
温度は約７０〜１１０°C、耐熱性は約１５０〜２６０
°Cである。

【００１６】次にホウ酸アルミニウムについて説明す
る。これは前記の通り特定する耐熱性樹脂のみによる管
状フィルムでは、特にこれをベルト状で加熱加圧下でよ
り長期間の連続回転使用する場合にどうしてもシワと
か、寸法変化の問題は避けられないことから、この問題
を一挙に解決するために使用するものである。これによ
り実質的にシワとか、寸法の変化のない高性能のＳＬフ
ィルムを得ることができる。従って、他の例えば窒化ケ
イ素、炭化ケイ素、チタン酸カリウム、マイカ、ガラス
フレーク等一般に知られるフィラーが前記のような作用
効果をもたらすとしても、それは本発明にいう極めて高
レベルにあるＳＬフイルムを得る事はできない。つまり
本発明の課題を充分に満足できるレベルでもって解決す
る事のできるものは、前記耐熱性樹脂とホウ酸アルミニ
ウムとが不可避的に結合されてのみ達成されるというも
のである。

【００１７】ホウ酸アルミニウムは、一般化学式では９
Ａｌ_２Ｏ_３・２Ｂ_２Ｏ_３叉は２Ａｌ _２Ｏ_３・Ｂ_２Ｏ_３で
示される非結晶の粉体叉は針状結晶（ウイスカ）体のい
ずれかである。該粉体の場合の粉径（平均）は約０．１
〜３０μｍ、好ましくは１〜２０μｍ、該ウイスカの場
合は繊維長が約５〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μ
ｍ、そしてその直径が０．３〜１．５μｍ、好ましくは
０．５〜１μｍである。そして配合に際しては、前記非
結晶粉体でも針状結晶体のいずれでも同等の作用効果を
もたらすので、あえて両者を混合して使用する必要はな
いがそれを否定するものでもない。

【００１８】尚、ホウ酸アルミニウムは基本的にはその
まま配合されるが、配合に先行して例えばシラン系カッ
プリング剤で表面処理しても良い。該カップリング剤に
はアミノシラン系、エポキシシラン系、パーフルオロシ
ラン系等があるが、いずれが良いかは前記マトリックス
樹脂との相容性等を考慮して決めると良い。

【００１９】次に請求項２における導電性カーボンブラ
ックについて説明する。これの配合によって、前記する
ように半導電性という電気的特性が付与される事になる
が、これによって新たに電気特性の付加された機能性部
材を得る事になり、トナー定着兼中間転写ベルトのよう
な用途に対しての一層のレベルアップは勿論、更に新た
な分野への使用展開を有利なものとする。

【００２０】具体的に該カーボンブラックとしては、一
般に平均粒径が１〜５００μｍで、体積抵抗値が約１０
^１〜１０^４Ω・ｃｍのものである。、例えばアセチレン
ブラック、ケッチンブラック、オイルファーネスブラッ
ク、サーマルブラック等が例示できる。これらの中で
も、より高導電性のオイルファーネルブラックが好まし
い。これは前記マトリック樹脂、ホウ酸アルミニウムと
の相容性も良く、配合量も少なくて良い。その結果分散
性が良いので、更なる高品質、高性能のＳＬフィルムを
得る事ができる。尚得られる半導電性のＳＬフィルムの
電気抵抗値は、１０^５〜１０^１４Ω・ｃｍ、好ましくは
１０^７〜１０^１２Ω・ｃｍの範囲にあるのが良い。これ
は帯電、除電、静電防止の作用効果においてバランスの
とれた特性であるからである。

【００２１】次に前記各成分の配合について説明する。
まず配合量は請求項１にあっては、前記特定する耐熱性
樹脂は８５〜９９重量部、好ましくは８８〜９７重量
部、ホウ酸アルミニウムは１５〜１重量部、好ましくは
１２〜３重量部にするのが良い。これはホウ酸アルミニ
ウムが１５重量部を超えるとシワとか、寸法変化につい
ては改良は見られても、ＳＬフィルムへの成形自身が困
難になるばかりでなく、ベルト状での使用に対して、柔
性に対応せず、ベルト回転中にクラックが入ってついに
は切断に至る危険性があるからである。逆に１重量部未
満では、シワとか寸法変化の欠点が実質的に改善されな
いばかりか、より長期間の反復使用に改良が見られな
い。

【００２２】一方請求項２における導電性カーボンブラ
ックの配合量は、前記の耐熱性樹脂８５〜９９重量部に
対して１〜３０重量％、好ましくは３〜２５重量％であ
るのが良い。これは１重量％未満では得られるＳＬフィ
ルムに求められる前記望ましい上限の１０^１４Ω・ｃｍ
の体積抵抗値が得られず、逆に３０重量％以上では高い
レベルで充分な分散で行われない。この結果、該抵抗値
にバラツキが発生し、またＳＬフィルムへの成形性等も
悪くなる。

【００２３】尚一般に導電性カーボンブラックの樹脂へ
の添加は、所望する半導電性は付与されるが、長期間の
使用で半導電性に変化がある場合が多い。これは特に加
熱下での連続使用で一層大きい。本発明における前記耐
熱性樹脂においても、その変化の度合いには差があるも
のの傾向は見られる。ところがホウ酸アルミニウムとの
併用で、この変化も大きく改善され、より安定した半導
電性を持続するという予期しない効果も得られることも
わかった。

【００２４】そして前記成分の配合方法は特に制限はな
い。一般には各成分粉体の状態でその所定量をまずハイ
ブリダイゼーションシステム、ボールミル等を使って混
合する。そして更に分散を良化するために、場合によっ
ては二軸押出機を使って、混練しペレットとして得る。
尚、半導電性カーボンブラックを併用する場合には、次
の手順で混合分散するのが良い。まず耐熱性樹脂粉体と
該カーボンブラックとを混合した後、この混合体中にホ
ウ酸アルミニウム粉体を添加し、同様に混合処理する。
最後に３成分混合粉体を二軸押出機にて混練して十分に
分散されたペレットを得る。但し、耐熱性樹脂が特に熱
硬化性ポリイミドの場合には、ポリアミド酸の段階で混
合する事になる。ここでポリアミド酸の粉体そのものを
使って固形状態で混合することは、混合処理中にイミド
化反応して成形が困難になる危険性が高い。従って該ポ
リイミド樹脂に関しては、特に有機極性溶媒に溶解した
ポリアミド酸を使って、溶液状態でホウ酸アルミニウム
叉は更に半導電性カーボンブラックを混合する方法をと
るのが良い。

【００２５】又前記各成分の混合に際して、種々の添加
剤を微量添加し、更に改質する事に制限をうけるもので
はない。例えば各成分間の分散性を更に良化するため
に、界面滑性剤、特にフッ素系の界面滑性剤の添加が例
示できる。

【００２６】次に前記各成分が混合分散されたら、これ
を所望するＳＬフィルムに成形（型）するが、その方法
には例えば次の２つの方法がある。

【００２７】それは乾式成形法と湿式成形法である。乾
式成形法は前記耐熱性樹脂の中で熱可塑性であるポリマ
がマトリックス樹脂となり、実質的に有機溶剤の存在し
ない状態で環状ダイスから直接溶融押出成形するもので
あり、従って該樹脂中に分散するホウ酸アルミニウム叉
は、更には導電性カーボンブラックは、傾斜分散状態を
とることなく全体に均一に分散している事になる。一方
湿式成形法では有機溶剤存在下で可塑化状態叉は溶液状
態で予め一次的成形し、最後に該溶媒等を除去して目的
とするＳＬフィルムに成形する方法である。ここで該一
次的成形は特に可塑化状態の組成物では、金属ドラムの
外周に向かってキャスティングしつつ管状に成形すると
か、環状ダイスから直接押出成形することができるが、
溶液状態では金属ドラムに内に注入し、これを回転しつ
つ成形する遠心注型法が好ましい。

【００２８】前記遠心注型法によるＳＬフィルムでは、
それに含有される特にホウ酸アルミニウムが裏面部分よ
り表面部分に多く含有され、全体として傾斜的に分散す
る状態で存在する。導電性カーボンブラックの併用の場
合も該ホウ酸アルミニウムは同傾向をとるが、しかし該
カーボンブラックは傾斜分散傾向は極めて小さく、どち
らかと言えば均一的に分散している。

【００２９】前記するように特に遠心注型法によるＳＬ
フイルムは、ホウ酸アルミニウムと導電性カーボンブラ
ックの分散状態が異なる。一般的には全体に均一に分散
される方が好ましいことである。しかしながら本発明の
課題にあっては、これをより効果的に解決するのには、
前記のように２つの分散形態で含有されていることが一
層有効である。これはホウ酸アルミニウムは表面部分に
多く傾斜的で、そして該カーボンブラックは均一分散的
にあるＳＬフイルムでは、ホウ酸アルミニウムのより少
量の配合量でもって、より効果的にシワとか寸法の変化
を改善することができること。そして帯電、除電の作用
効果が一層大きく、且つより安定した電気抵抗値を持続
することができる。これは意外な作用効果といえるが、
その機構は明かでない。考えられることは、ＳＬフィル
ムのシワとか寸法変化の防止は、特にその表面部分の特
性改善にあり、そして帯電、除電は全体に均一な電気抵
抗値にある方がより容易に作用するためではないかと考
えられる。

【００３０】前記湿式成形法において使用される有機溶
媒は、前記耐熱性樹脂（熱硬化性ポリイミドの場合はポ
リアミド酸）に対して膨潤叉は溶解するものが選ばれる
が、特に遠心注型法では完全に溶解する有機溶剤とその
量を使用する必要がある。

【００３１】例えば熱硬化性ポリイミドにおいて最も好
ましいのは遠心注型法によるが、これについて例示する
と次の通りである。まず、前記出発原料を前記有機溶媒
中で重縮合反応し、ポリアミド酸溶液を得る。これにホ
ウ酸アルミニウム叉は／及び導電性カーボンブラックを
混合し分散する。次に所望する大きさ（径と幅）のＳＬ
フィルムに相当する金属ドラムを選択する。そして該ド
ラム内に所定量のポリアミド酸溶液を注入、該ドラムは
外側から加熱し回転をスタートする。所定温度（一般に
有機溶媒の沸点より若干高く、イミド化する温度より低
い温度）で、所定時間遠心回転すると内面全体に均一に
流延さつつ、該溶媒は徐々に蒸発除去されてポリアミド
酸が固形状で無端管状フィルムとして成型される。そし
て次に該フイルムを該ドラムから剥離取得し、今度は円
筒状の金型に嵌着し、この全体を加熱オーブンに投入
し、最初は徐々に２５０℃位まで昇温し、次に４００℃
位まで徐々に昇温する（二次成型）。この間に徐々にイ
ミド化反応が行われ熱硬化性ポリイミドをマトリックス
とするＳＬフィルムが得られ、全行程を終了する。尚前
記二次成型において使用する円筒状の金型は、主として
形状を維持しつつ二次処理するのに有効であり、必須と
するものではない。また熱硬化性ポリイミド以外の耐熱
性樹脂に対して、この遠心注型法による成型が行われる
場合も、このポリイミドの場合の手順に順じて行うのが
望ましい。

【００３２】尚、前記乾式成形法にしても、湿式成形
（型）法にしても、その他の成形条件は選択された組成
物に対して、適正な条件を選べば良く、特に制限はな
い。但し、特に乾式成形法において環状ダイスからの溶
融成形は室温中に押出し、そして実質的に無延伸下で引
き取るのが良い。

【００３３】得られたＳＬフィルムは、これをローラ芯
材に嵌着してローラとし、又２個以上のローラに張架し
てベルトとして使用するが、特に加熱加圧下、長期間で
の反復使用に耐え、そして機械的強度と共に耐薬品性に
も卓越しているために取り扱う物品の種類を選ばないの
でその搬送手段の部材として極めて有効なものである。
具体的用途として、例えばトナーを使う複写装置の中で
トナー画像を紙に転写した後、熱融着固定する定着ベル
トにおいて、感光ドラム上の顕像を該ベルトに転移し、
ほぼ同時的に転移したトナー画像をそのまま熱溶融状態
にし、これを供給されてくる用紙に一挙に転写し融着固
定してしまうという定着、また特に多色刷りに有効な中
間転写と該定着とを一本のベルトでほぼ同時的行う中間
転写ベルト方式での使用が挙げられる。尚ローラ又はベ
ルトとして使用する場合に、フッ素系樹脂を使うものを
除き、その表面にフッ素系樹脂をコーティングして使う
事もできる。これは離型性をより良くするためで、取り
扱う物品とか、作業性等の面でより有効であるからであ
る。

【００３４】

【実施例】以下に比較例と共に、実施例によって更に詳
述する。尚、該例中で云う寸法変化、シワは次のように
して測定したものである。＊寸法変化…得られた各ＳＬフィルム（テスト用ベル
ト）を図１に示す測定装置に張架し、これをニップ圧力
（対該テスト用ベルト）１０×１０^５（Ｐａ）、所定
温度（セラミックヒータ）（各例で記載）下、１００ｍ
ｍ／秒の速度で連続２４時間回転した時点での寸法の変
化（原寸に対する伸縮率％で＋は伸び、−は縮み）で示
した。また該ベルトの張架張力は、３ｋｇｆとした。＊シワ…前記寸法変化測定後に、シワ（波）の発生状況
を目測で観察し、完全にない場合を◎、微かに見られる
場合を○ 、はっきりと見られる場合を×として３段階
に区別して示した。尚該装置において、１はテスト用ベ
ルト、２は張架兼加熱用のセラミックヒータ（固定）、
３は張架兼回転ローラ（上下動−張力調整機構）、４は
ニップ（受）ローラ（上下動−ニップ圧力調整機構）で
ある。

【００３５】（実施例１）まずピロメリット酸２無水物
と４、４´−ジアミノビフェニルエーテルとの当量をジ
メチルアセトアミド溶媒中常温で縮重合反応して、固形
分濃度１１．９重量％のポリアミド酸溶液３ｋｇを合成
した。そしてこれから５８０ｇを採取し、これにホウ酸
アルミニウムウイスカ（９Ａｌ_２Ｏ₃２Ｂ_２Ｏ_３、平均
繊維長１０〜３０μｍ、平均繊維径０．５〜１．０μ
ｍ、引張強度８００ｋｇｆ／ｍｍ^２）を１．４ｇ（固形
物に対して２重量％）を十分撹拌しつつ添加した。これ
をＡ液と呼ぶ。

【００３６】一方、次の構造を有する遠心注型機を準備
した。＊所定の内径と幅を有し、そして内面鏡面仕上げ加工の
金属ドラム（両サイドには液モレ防止用のベアラが周設
されている）。＊前記ドラムは、２本のヒータ内蔵の可変、回転ローラ
に載置され、該ローラの回転によって回転する間接回転
方式にとる。＊前記ドラムの加熱は、遠赤外線ヒータによって外側か
ら加熱する外部加熱方式とる。＊加熱によって蒸発する蒸気物の除去は、該ドラムの内
部中心に設けられた横長で挿脱自在の給排ノズルに空気
を供給しつつ、吸引排出する給排デバイスの配置によっ
て行う。

【００３７】そして前記Ａ液の５６ｇを採取し、これを
ゆっくりと回転する前記遠心注型機の金属ドラム内に
（内径８０ｍｍ、幅４００ｍｍ）に均一に流延した。流
延したら、給排ノズルを稼動させると共に、ドラムの加
熱と共に回転を徐々に加速し、４００ｒｐｍに到達した
らこれを維持しつつ、温度（ドラム内温）１４０℃まで
昇温した。この回転と温度下で１２０分間成型した。そ
して該ドラム内から固形管状フィルムを剥離し取り出し
た。得られた該フィルムは若干のジメチルアセトアミド
（溶媒）を含有するポリアミド酸フィルムであった。

【００３８】次に取得した前記ポリアミド酸フィルム
を、イミド化と共に残存する溶媒を除去するために、こ
れをＲ_Ｚ＝５．０μｍ、外径７７ｍｍ、長さ３５０ｍｍ
の円筒金型面に接する状態で嵌挿し、これの全体を熱風
乾燥機内に投入した。そして徐々に昇温し、３００℃に
到達したらその温度で２０分間、更に昇温して４５０℃
に到達したら、その温度で３０分間加熱した。最後に常
温に冷却し、該金型から抜き取った。得られたフィルム
は完全にイミド化されたポリイミドのＳＬフィルムであ
った。該フィルムの厚さは６０±５μｍ、内径７７ｍ
ｍ、長さ３５０ｍｍあり、表裏面とも極めて平滑であっ
た。尚該ＳＬフィルムの断面を電子顕微鏡で観察したと
ころ、分散しているホウ酸アルミニウムウイスカは裏面
よりも表面部分に多く、全体として傾斜的に分散してい
る事を確認した。

【００３９】前記ポリイミドＳＬフィルムについて寸法
変化とシワの発生を測定し、これを表１にまとめた。

【００４０】

【表１】

【００４１】（実施例２）実施例１と同一原料を使って
縮重合反応して得た固形分濃度１１．９重量％のポリア
ミド酸溶液の３ｋｇから５８０ｇを採取し、これに予め
別途混合したオイルファーネスの導電性カーボンブラッ
ク（三菱化学工業株式会社ＭＡ−１００）１１ｇとホ
ウ酸アルミニウムウイスカ（実施例と同一）１．４ｇと
の混合粉体を、撹拌しながら徐々に添加し十分に混合分
散した。以下この混合ポリアミド酸溶液をＢ液と呼ぶ。
尚、該ポリアミド酸とカーボンブラックとの配合比は８
６．２５重量％対１３．７５重量％であり、該ホウ酸ア
ルミニウムウイスカは該ポリアミド酸に対して２重量％
であった。

【００４２】次に前記Ｂ液の１７５ｇを採取し、実施例
１における遠心注型機にて成型し、前記２成分配合のポ
リアミド酸シームレス管状フィルムを得た。但し、この
場合の成型条件は次の通りであり、他は実施例１と同様
に操作した。・金属ドラム…内径２６０ｍｍ、幅５００ｍｍ・回転速度…１５０ｒｐｍ・到達加熱温度…１２０℃

【００４３】次に前記にて取得したポリアミド酸フィル
ムを実施例１と同様に、イミド化と残存溶媒の完全除去
の為に、円筒金型に嵌挿し加熱処理した。但し、該円筒
金型はＲ_Ｚ＝５．０μｍ、外径２５０ｍｍ、長さ４００
ｍｍのものを使用し、３００°Cと４５０°Cでの各々の
加熱維持時間は２０分と３０分であった。冷却して該金
型から脱挿したフィルムは、実施例１と同様に完全イミ
ド化と脱溶媒のされたポリイミドＳＬフィルムであり、
そして表裏面共に平滑で、厚さは６０±５μｍ、内径２
５０ｍｍ、長さ４００ｍｍ、体積抵抗値は５×１０^１０
Ω・ｃｍであった。尚、該ＳＬフィルムの断面を電子
顕微鏡で観察するとカーボンブラックよりもホウ酸アル
ミニウムウイスカの方が表面部分に多く分布し、全体的
に傾斜的分散していた。しかしカーボンブラックの方
は、若干表面部分に多いにしても、全体的にはほぼ均一
に分散されている事が確認できた。測定結果は表１にま
とめた。

【００４４】（実施例３）（ポリアミドイミドを耐熱性
樹脂とする場合）トリメリット酸１無水物と４、４´−ジアミノジフェニ
ルメタンとの当量をＮ−メチルピロリドン中で加熱し重
縮合反応してポリアミドイミド溶液の５００ｇを得た
（固形物濃度２８重量％）。以下これをＰＡＩ原液と呼
ぶ。次にＰＡＩ原液の１５６ｇを採取し、これにまず実
施例１と同様の導電性カーボンブラック６．８５ｇと、
分散性を良化するための微量のフッ素系界面滑性剤（三
菱マテリアル株式会社ＥＦ−ＴＯＰ）及び４３ｇのＮ
−メチルピロリドン（希釈用）とを添加混合した後、ホ
ウ酸アルミニウムウイスカ（実施例１）を２．６５ｇを
撹拌しながら徐々に添加し、最後にボールミルに入れ
て、十分混合分散した。以下これをＣ液と呼ぶ。尚、各
成分の配合比はポリアミドイミドとホウ酸アルミニウム
ウイスカとは各々９４．２８重量％と５．７２重量％で
あり、導電性カーボンブラックはポリアミドイミドに対
して１３．５６重量％であった。

【００４５】次に前記Ｃ液の１８５ｇを採取し、実施例
１における遠心注型機を使って遠心成型した。但し使用
した金属ドラムは内径１７０ｍｍ、幅５００ｍｍで、成
形条件は回転速度１００ｒｐｍ、到達加熱温度は１５０
℃で６０分間、２６０℃で４０分間であった。

【００４６】前記にて収得したポリアミドイミドＳＬフ
ィルムはＲ_Ｚ＝１μｍ、厚さ１１５±３μｍ、外径１７
０ｍｍ、体積抵抗値１×１０^１０Ω・ｃｍであった。こ
れについても実施例１と同様に寸法精度とシワについて
測定し、表１にまとめた。

【００４７】（実施例４）耐熱性樹脂として、エチレン
とテトラフルオロエチレンとの共重合ポリマー（ＥＴＦ
Ｅ）（熱変形温度１０４℃、耐熱性１７０℃）を使い、
これにまず導電性カーボンブラックとしてケッチェンブ
ラックを添加し、ハイブリタイゼーションシステムを使
って窒素ガス雰囲気中でブレンドし、引き続きこのブレ
ンド物の中に実施例１と同じホウ酸アルミニウムウイス
カを添加し、引き続き同様にブレンドした。そしてこの
３成分ブレンド粉体を更に完全混合しＳＬフィルムへの
成形を容易ならしめる為に、２軸押出機（バレル温度２
７０〜３１０°C）に供給し、混練しつつペレットとし
て得た。尚ここでの前記３成分の配合比は、ＥＴＦＥと
ホウ酸アルミニウムは各々９０重量％と１０重量％で、
ケッチンブラックはＥＴＦＥに対して７．２重量％であ
った。

【００４８】そして前記ペレットから次の条件でＳＬフ
ィルムに成形した。つまり内径１６３ｍｍ、ノズル幅
０．１ｍｍの環状ダイス（温度３００°C）をヘッドに
有する１軸押出機（バレル温度２７０〜３１０°C）に
供給し、チューブ状で押出し、これを外径１６０ｍｍの
サイジングスリーブに通しつつ、該チューブの内側から
冷却し実質的に無延伸で引き取った。得られたＳＬフィ
ルムは、厚さ１５０±５μｍ、内径１６０ｍｍ、体積抵
抗値５（±１）×１０^１０Ω・ｃｍであり、表裏面とも
平滑であった。尚、このＳＬフィルムの断面を電子顕微
鏡で観察するとケッチンブラックとホウ酸アルミニウム
は、ＥＴＦＥとの間で相互に均一に分散されていた。こ
のＳＬフィルムについても寸法変化とシワについて測定
し、表１にまとめた。

【００４９】（比較例１）（実施例１との比較）まず、実施例１において合成したポリアミド酸溶液の
１．５ｋｇから５７．２ｇを採取し、これを実施例１に
おける遠心成型機に注入して、同条件で遠心注型し、ポ
リアミド酸のエンドレスフィルムを得た。次に該フィル
ムを実施例１と同様に円筒状金型に嵌挿し、加熱して完
全にイミド化と脱溶媒を行った。得られたポリイミド単
独ＳＬフィルムは、厚さ６０±４μｍ、内径は７７．０
ｍｍ、幅３５０ｍｍであった。そして寸法変化とシワに
ついて同様に測定し、これを表１にまとめた。

【００５０】（比較例２）（実施例４との比較）実施例４において、ホウ酸アルミニウムウイスカを添加
しない以外は、該例と同一条件にて混合分散し、ペレタ
イズして、これを環状ダイスからＳＬフィルムに成形し
た。該フィルムは若干の波打ちが見られたので、これを
修正する為に、該フィルムを円筒金型に嵌挿し、これを
１２０°Cで熱処理した。この熱処理は波打ち修正と、
寸法安定化を計るのに有効であるが、実施例４では行わ
なかった。得られたＳＬフィルムは、波打ちも解消され
表裏面平滑なものであり、厚さは１５１±４μｍ、内径
１５９．１ｍｍ、体積抵抗値５（１±）×１０^１０Ω・
ｃｍであった。しかし寸法変化とシワについては、表１
に示すように大きく異なることが判る。

【００５１】（実施例５）（定着兼中間転写ベルトとし
ての使用例）実施例１にて合成したポリアミド酸溶液の３ｋｇから１
１６０ｇを採取し、これに実施例２と同一のカーボンブ
ラックとホウ酸アルミニウムとを同様の手順で添加し、
十分混合分散した。但し、両成分の添加量は２倍の２４
ｇと３．２ｇであった。以下これをＤ液と呼ぶ。

【００５２】次に前記Ｄ液の４６０ｇを採取し、まず実
施例１における遠心注型機にて同手順にて成型し、ポリ
アミド酸のシームレス管状フィルムを得た。但しこの場
合の成形条件は次の通りであった。・金属ドラム…内径５２０ｍｍ、幅５００ｍｍ・回転速度…１６０ｒｐｍ・到達加熱温度…１３０°C

【００５３】次に前記得られたポリアミド酸シームレス
管状フィルムを円筒金型に嵌挿し加熱した。但し該円筒
金型はＲ_Ｚ＝５．０μｍ、外径５１０ｍｍ、長さ４５０
ｍｍのものを使用し、３００°Cと４５０°Cでの各加熱
維持時間は２０分と３０分とであった。冷却して該金型
から脱挿して、ポリイミドＳＬフィルムを得た。このも
のは実施例１と同様に平滑で厚さは６０±５μｍ、内径
５１０ｍｍ、長さ４５０ｍｍ、体積抵抗値も同じ５×１
０^１０ Ω・ｃｍであった。

【００５４】次に前記ポリイミドＳＬフィルムに適度の
離型性を付与する為に、次の材料を表面コーティングし
た。つまりテトラフルオロエチレンとパーフルオロアル
キルビニルエーテル共重ポリマのエマルジョン液を、該
フィルムの表面にスプレーコーティングし、次にこのコ
ーティングされた該フィルムを、３８０°Cの熱風乾燥
機に入れて、エマルジョン媒体の蒸発と共に焼付けた。
コーティングされた該共重合ポリマの膜厚は、７±０．
４μｍであり、十分に密着していた。このコーテングＳ
Ｌフイルムの体積抵抗値は５．１×１０^１０Ω・ｃｍで
あり、コーティング前の該ＳＬフィルムとの間に差は見
られなかった。

【００５５】そして前記のコーティングポリイミドＳＬ
フィルムを多色トナー複写機の定着兼中間転写ベルトと
して使用した。その使用形態を図２の概略側面図で示
す。該図において５は該ＳＬフィルムによるベルトで、
これは送りローラＲ１、Ｒ２及びヒートローラＨＲの３
本に張架されていて、矢印の方向に反復回転するように
なっている。該機による多色刷りは次のような機構によ
って行われる。まずカラー分解されたＣ（青）に基づく
青トナーの顕像が感光ドラム６上に結ばれる。そしてこ
れは直ちに６ａの帯電器によってマイナスチャージに帯
電されたベルト５の表面にその顕像が転写される。同様
の動作が次のＭ→Ｙ→Ｂと順次行われる。最後のＢの転
写で４色（●●●●）の全てがベルト５上に再現され
て、これは待機するヒートローラＨＲと受けローラＲ３
とより構成されている加熱定着部に送られてトナー画像
は軟化又は溶融する。そして一方からタイムリーに給紙
されてくるコピー用紙に圧着し該用紙上に再現し複写を
終わり、複写済み紙１０ａとして排紙される。加熱定着
を終えたベルト５は、１１の除電器によって除電され、
クリーナー１２によって、ベルト５面をクリーニング
し、再び帯電、転写後加熱定着を反復し、カラー複写が
行われる事になる。

【００５６】

【発明の効果】本発明は前記の通り構成されているの
で、次の様な効果を奏する。

【００５７】特に加熱、加圧下での寸法変化、シワ等の
点でより改良が見られ、より長期間にわたって安定して
反復使用する事が可能になった。

【００５８】極めて高精度で寸法変化とシワの点での向
上が計られたので、特により高い機能性を有する部材、
例えば特に中間転写方式を採るカラー複写機において、
転写と定着とを一本のベルトで行うことに対して、その
性能に飛躍的改善が計られた。勿論、複写機における加
熱定着ベルト（叉はローラ）のみの使用にもより一層の
効果をもたらす。更に他用途における搬送用ローラ、ベ
ルト等の使用にも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】寸法変化、シワの測定装置（側面図）

【図２】定着兼中間転写ベルトを装備したカラー複写機
の概略図（側面）

【符号の説明】

１テスト用ベルト（ＳＬフィルム）２張架兼加熱用セラミックヒータ３張架兼回転ローラ５定着兼中間転写ベルト６〜９感光ドラム（４色）６ａ〜９ａ帯電器 HR ヒーターローラ（加熱定着部） 10 複写用紙 11 除電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１Ｇ０３Ｇ 15/20 １０１４Ｊ００２ // Ｂ２９Ｃ 41/04 Ｂ２９Ｃ 41/04 ４Ｊ０４３ (72)発明者宮本恒雄滋賀県守山市森川原町163番地グンゼ株式会社研究開発部滋賀研究所内 (72)発明者鞍岡隆志滋賀県守山市森川原町163番地グンゼ株式会社研究開発部滋賀研究所内Ｆターム(参考） 2H032 BA09 BA18 DA04 DA13 2H033 BA12 BA17 BA19 BA20 BE03 3F024 AA07 AA11 CA04 CA08 4F071 AA26 AA27 AA60 AB03 AB27 AH04 AH16 BC01 BC05 4F205 AA16 AA40 AB16 AB18 AB25 AC05 AE10 AG08 AG16 GA02 GB01 GC04 GE03 GE24 GN01 GN17 GN22 4J002 BD151 BD161 CM041 DA037 DK006 FD117 GM00 GM01 4J043 PA02 QB26 QB31 RA05 RA35 SA06 SB01 TA13 TA14 TA21 TA22 UA121 UA122 UA131 UA132 UA151 UA171 UB011 UB012 UB021 UB121 UB131 UB141 UB151 UB152 UB301 UB401 UB402 VA011 VA021 VA022 VA031 VA041 VA042 VA061 VA062 VA082 XA16 XA19 XB34 YA06 ZA31 ZB47

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱変形温度が７０°C以上の耐熱性樹脂８
５〜９９重量部と、ホウ酸アルミニウム１５〜１重量部
とを主成分とすることを特徴とする耐久・耐熱性シーム
レス管状フィルム。
【請求項２】前記耐熱性樹脂に対して、更に導電性カ
ーボンブラックが１〜３０重量％含有されていることを
特徴とする耐久・耐熱性シームレス管状フィルム。
【請求項３】熱硬化性ポリイミドを耐熱性樹脂とする請
求項１叉は２に記載の耐久・耐熱性シームレス管状フィ
ルム。
【請求項４】パーフルオロ系共重合体ポリマーを耐熱性
樹脂とする請求項１叉は２に記載の耐久・耐熱性シーム
レス管状フィルム。
【請求項５】ホウ酸アルミニウムが表面部分に多く、全
体として傾斜的に分散されてなる請求項１〜４のいずれ
か１項に記載の耐久・耐熱性シームレス管状フィルム。
【請求項６】トナー定着用部材である請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の耐久・耐熱性シームレス管状フィル
ム。
【請求項７】トナー定着兼中間転写ベルトである請求項
２〜５のいずれか１項に記載の耐久・耐熱性シームレス
管状フィルム。