專利名稱：氟樹脂管狀物、定影輥、定影帶及圖像定影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種作為圖像定影裝置的構(gòu)件較為理想的氟樹脂管狀物，和使用此氟樹脂管狀物的定影輥及定影帶、以及具有這些定影輥和定影帶的圖像定影裝置。
背景技術(shù)：
在電子圖像復(fù)印機(jī)和激光打印機(jī)等圖像定影裝置中，經(jīng)過使感光鼓均勻地帶電的帶電工序、在感光鼓上形成靜電潛像的曝光工序、用墨粉將靜電潛像可視化的顯影工序、將感光鼓上的墨粉圖像轉(zhuǎn)印到復(fù)印材料上的轉(zhuǎn)印工序、使復(fù)印材料和墨粉定影的定影工序，以及轉(zhuǎn)印工序之后清潔感光鼓表面上殘留墨粉的清潔工序等之后而形成圖像。
近年，在電子圖像方式的圖像定影裝置中，在實(shí)現(xiàn)有效地利用資源之外，還要求提高裝置的穩(wěn)定性，確保高可靠性，削減運(yùn)轉(zhuǎn)成本。作為對(duì)策之一，探討了通過使用蠟狀墨粉省略向定影輥或定影帶等定影構(gòu)件表面提供脫模油的方法。但是，若停止供給脫模油，則會(huì)出現(xiàn)由于紙邊和溫度傳感器的搭接而引起的定影構(gòu)件的表層磨損的速度加快的問題。另外，隨著復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)的高速化，對(duì)定影構(gòu)件的負(fù)荷也增大，也因?yàn)橐陨侠碛纱_保定影構(gòu)件的壽命變得困難。
特別是彩色圖像定影時(shí)使用的軟膠輥(定影輥)，對(duì)于磨損的脫模劑(脫模油)的效果顯著，由硅橡膠或氟樹脂形成的軟膠輥的表層，不供給脫模劑時(shí)，有時(shí)會(huì)進(jìn)行數(shù)百張左右的打印就發(fā)生損傷和磨損。因此，如特公昭58-43740號(hào)公報(bào)和電子寫真學(xué)會(huì)志，平成6年、第33卷、第1號(hào)、p.57～65中所記載，提出一種在心金的周圍形成有硅橡膠彈性體的輥軸的最外層上，被覆具有耐磨損性的作為脫模層的全氟烷基-乙烯基醚共聚物(PFA)管的定影構(gòu)件。
但是，為了制得高畫質(zhì)的彩色定影圖像，重要的是定影輥表面追蹤記錄紙表面的凹凸，均勻地接觸未定影的墨粉圖像全體。若定影輥表面不均勻接觸，則在未定影的墨粉圖像中產(chǎn)生墨粉熔融的程度的不均，產(chǎn)生定影圖像的光澤不勻而降低畫質(zhì)。因?yàn)镻FA等氟樹脂，與硅橡膠或氟橡膠相比彈性率大，不易產(chǎn)生應(yīng)變，難以追蹤記錄紙表面的凹凸。所以最外層用氟樹脂構(gòu)成時(shí)，重要的是盡量形成薄層使輥軸表面容易追蹤記錄紙表面的凹凸。
另外，為了高速進(jìn)行彩色圖像的圖像定影，且降低消耗電力，優(yōu)選將輥軸的熱容量變小，還要求其熱傳導(dǎo)性良好。從此觀點(diǎn)出發(fā)也希望最外層的氟樹脂層盡量薄一些。
另一方面，作為圖像定影裝置，為了確保較長(zhǎng)的定影輥隙(nip)，也有使用定影帶代替上述的定影輥的帶式定影裝置。這種定影帶一般由薄金屬或聚酰亞胺等耐熱性樹脂構(gòu)成的帶子上形成有脫模層，此種情況下，要求帶子的熱容量小為優(yōu)選，另外要有良好的熱傳導(dǎo)性。因此，在此種定影帶上作為脫模層形成氟樹脂層時(shí)，重要的是要盡量形成為薄層。
一般情況下，作為定影輥或定影帶的表層使用的氟樹脂管狀物，如上所述由PFA組成為公知。因?yàn)镻FA能夠熔融成形，由PFA制成的管的成形性能也好，雖然能夠?qū)⒐艿谋诤窠档?0μm左右，但難以降到20μm以下。另外，通過熔融成形制成的PFA管的拉伸強(qiáng)度小，尤其是在圓周方向上的拉伸強(qiáng)度小。
因此，即使試驗(yàn)性地制出壁厚為20μm的PFA管，也會(huì)出現(xiàn)比設(shè)定的壁厚薄的情況，施加微小的載荷也會(huì)發(fā)生變形或破損?？紤]此種情況，將此上述試驗(yàn)性制作的PFA管，例如作為定影輥的表層加工時(shí)的操作極其困難。另外，將此PFA管作為軟膠輥型的定影輥的表層使用時(shí)，由于定影輥和其他的定影構(gòu)件之間形成的輥隙部的定影輥表面的變形，PFA管自身發(fā)生塑性變形。由于塑性變形使定影輥的表層產(chǎn)生褶皺，存在定影圖像中出現(xiàn)褶皺痕跡的問題。繼而在將此PFA管作為定影輥的表層使用時(shí)，定影輥隙部分容易發(fā)生卡紙。若定影輥隙部分發(fā)生卡紙，則在卡紙上產(chǎn)生折疊，因負(fù)荷集中到這些折疊部分上，所以與折疊部分接觸的定影輥表面的PFA管的表層上容易發(fā)生變形或破損。
為了獲到更高的畫質(zhì)，更加的節(jié)能，氟樹脂脫模層(表層)的厚度被希望在20μm以下，但在這樣的薄壁的氟樹脂管中，沒有作為定影輥表層的應(yīng)具有的足夠強(qiáng)度。
鑒于這些情況，本發(fā)明的發(fā)明者等，對(duì)使用了聚四氟乙烯(PTFE)的氟樹脂管進(jìn)行了開發(fā)。由于PTFE具有極其優(yōu)異的耐熱性和脫模性，是作為上述定影輥和定影帶的最表層的理想材料。
PTFE的熔融粘度高，不能像一般的熱塑性樹脂那樣進(jìn)行熔融擠壓成形。因此，通常將PTFE粉末和如石腦油、二甲苯的液狀潤(rùn)滑劑均勻混合而成的膏狀的混合物擠壓成管狀，再經(jīng)過用萃取或者干燥去除的方法去除液狀潤(rùn)滑劑，即通過所謂的膏狀擠壓法而成形。但是，采用膏狀擠壓法時(shí)，想要將管薄化時(shí)的擠壓力變大，而產(chǎn)生厚度變化(厚度不均)，外觀惡化等，因此壁厚的薄化有限。特別是在外徑為φ10mm以上的管子中，將管子的壁厚降到20μm以下極其困難。
另外，作為氟樹脂管的制作方法，例如，在特開昭50-136367號(hào)公報(bào)中，公開了一種薄壁氟樹脂管的制造方法，其特征是在金屬線狀體上涂敷、焙燒氟樹脂涂料，使其形成皮膜之后，將此皮膜線狀體至少拉伸到氟樹脂皮膜與該線狀體的結(jié)合性喪失為止，其后抽出金屬線狀體。但此方法中，存在難以制得均勻的壁厚，以及制得的管子的耐磨損性和強(qiáng)度非常低，表面的光滑性也不充分等問題。
另外，在特開平4-296332號(hào)公報(bào)中，公示了一種薄壁氟樹脂管，其特征在于，由含有0.02～0.4重量％的全氟烷基乙烯基醚或者全氟丙烯的變性PTFE組成，用壁厚尺寸除以內(nèi)徑尺寸的值為300以上。但此方法中，也存在隨壁厚變薄氣泡的產(chǎn)生和強(qiáng)度的低下越來越顯著，實(shí)際上難以制造壁厚在20μm以下的管子，較大口徑(例如內(nèi)徑在60mm以上)的管子的制造困難，以及因使PTFE變性導(dǎo)致的耐熱性降低等問題。
另一方面，本發(fā)明者等也開發(fā)出了將極薄的PTFE薄膜卷繞層疊結(jié)合而成的薄壁氟樹脂管狀物，已經(jīng)完成了專利申請(qǐng)(特愿2002-191221號(hào))。在此氟樹脂管狀物中，不會(huì)發(fā)生氣泡，能夠?qū)⒈诤窠档?0μm以下，更能使拉伸強(qiáng)度在管子的圓周方向、軸方向上同樣達(dá)到80N/mm2以上。所以，能夠適合作為圖像定影裝置的定影輥和定影帶的最表層使用。
通過本發(fā)明者等開發(fā)的上述氟樹脂管狀物，達(dá)到了抑制上述試驗(yàn)性制得的壁厚為20μm程度的PFA管組成的表層上產(chǎn)生的表層褶皺、表層變形和表層破損。但是，即使是這種氟樹脂管狀物，例如在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)圖像定影裝置時(shí)，也存在由上述PFA管組成的表層上產(chǎn)生上述問題的情況，在這一點(diǎn)上尚存改善的余地。
本發(fā)明為鑒于上述情況而實(shí)現(xiàn)，其目的在于，提供作為定影輥或定影帶的表層使用時(shí)，能夠發(fā)揮優(yōu)異的耐久性的氟樹脂管狀物，及使用此氟樹脂管狀物的定影輥和定影帶，以及具有此定影輥或者此定影帶的圖像定影裝置。

發(fā)明內(nèi)容
能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的而得到的本發(fā)明的氟樹脂管狀物，為在構(gòu)成要素中含有聚四氟乙烯系氟樹脂的管狀物，最大壁厚為20μm以下。而且本發(fā)明的氟樹脂管狀物存在以下條件，即滿足下述(1)及/或(2)的特性。
(1)圓周方向及管軸向上的拉伸彈性模量，任一均在900N/mm2以上。
(2)圓周方向及管軸向上5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力，任一均在15N/mm2以上。
(1)中的圓周方向及管軸向上的拉伸彈性模量，任一均在900N/mm2以上的上述氟樹脂管狀物，由在俯視的各個(gè)方向上，拉伸彈性模量也都在500N/mm2以上的氟樹脂薄膜經(jīng)2次以上的卷繞層疊而成。且(2)中的圓周方向及管軸向上5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力，任一均在15N/mm2以上的上述氟樹脂管狀物，由在俯視的各個(gè)方向上，進(jìn)行5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力也在20N/mm2以上的氟樹脂薄膜經(jīng)2次以上的卷繞層疊而成。
而且，本發(fā)明的氟樹脂管狀物，其表面粗糙度(Ra)優(yōu)選為0.5μm以下，另外，上述管狀物，優(yōu)選在內(nèi)面進(jìn)行用于提高內(nèi)面的結(jié)合性的表面處理。
另外，具有上述各種氟樹脂管狀物表層的定影輥及定影帶，及具有此定影輥或此定影帶的圖像定影裝置也包含在本發(fā)明中。
還有，以下只要不進(jìn)行特殊說明，將聚四氟乙烯系氟樹脂簡(jiǎn)稱為“氟樹脂”。
另外，本說明書中所說的“表面粗糙度”，表示全部比照J(rèn)ISB 0601規(guī)定所要求的Ra(算術(shù)平均粗糙度)。


圖1是用于說明將帶狀的氟樹脂薄膜在心金上進(jìn)行螺旋卷繞的方法的模式圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明者等將以前開發(fā)的特愿2002-191221號(hào)的具有氟樹脂管狀物表層的定影輥用于圖像定影裝置中，對(duì)如何抑制進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)情況下可能發(fā)生的表層褶皺和表層變形、表層破損等進(jìn)行不斷探討的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)通過提高氟樹脂管狀物的圓周方向及管軸向的特定性質(zhì)，能夠達(dá)成上述效果，使本發(fā)明得以完成。
本發(fā)明的氟樹脂管狀物，最大壁厚為20μm以下，滿足下述(1)及/或(2)的特性。
(1)圓周方向及管軸向上的拉伸彈性模量任一個(gè)均在900N/mm2以上(以下稱為“特性1”)。
(2)圓周方向及管軸向上的5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力(以下稱為“5％拉伸應(yīng)力”)任一個(gè)均在15N/mm2以上(以下稱為“特性2”)。
本發(fā)明中，滿足上述特性1(拉伸彈性模量)及特性2(5％拉伸應(yīng)力)中的任何一方即可，優(yōu)選為同時(shí)滿足兩個(gè)特性。
另外，本說明書中所說的拉伸彈性模量、5％拉伸應(yīng)力、以及拉伸強(qiáng)度(后述)等，是在使用ORIENTEC Co.，LTD制造的“RTC-1210A”，利用長(zhǎng)方形的試驗(yàn)片(幅寬10mm)，夾盤間距50mm，試驗(yàn)速度100mm/min的條件下實(shí)施拉伸試驗(yàn)而得到的數(shù)值。在實(shí)施氟樹脂管狀物的拉伸試驗(yàn)時(shí)，將該管狀物切開制作試驗(yàn)片。
拉伸彈性模量Em(N/mm2)為從拉伸試驗(yàn)時(shí)得到的拉伸應(yīng)力—應(yīng)變曲線的載荷始點(diǎn)立起的最初的直線部分開始，利用以下公式所求得的值。
Em＝Δσ/Δε“Δσ直線上的兩點(diǎn)間的原來(拉伸前)的平均截面面積引起的應(yīng)力差，Δε相同兩點(diǎn)間的應(yīng)變差”。
5％拉伸應(yīng)力為拉伸試驗(yàn)時(shí)得到的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線的載荷始點(diǎn)開始，將夾盤間距(50mm)伸展了5％的距離的點(diǎn)上的原來(拉伸前)的單位平均截面面積的應(yīng)力。
若管軸向的拉伸彈性模量低于上述下限值，并且管軸向的5％拉伸應(yīng)力也低于上述下限值，則將此氟樹脂管狀物用于定影輥和定影帶的表層時(shí)，因?yàn)榘殡S送紙表層沿軸方向發(fā)生伸展，所以在圓周方向上容易出現(xiàn)表層褶皺。同樣，若圓周方向的拉伸彈性模量低于上述下限值，并且圓周方向的5％拉伸應(yīng)力也低于上述下限值，則將此氟樹脂管狀物用于定影輥和定影帶的表層時(shí)，因?yàn)榘殡S送紙表層沿圓周方向發(fā)生伸展，所以在管軸方向上容易出現(xiàn)表層褶皺。因此著眼于拉伸彈性模量時(shí)，在圓周方向和管軸向的拉伸彈性模量，優(yōu)選在900N/mm2以上，更優(yōu)選在1000N/mm2以上。另外著眼于5％拉伸應(yīng)力時(shí)，在圓周方向和管軸向的5％拉伸應(yīng)力優(yōu)選在15N/mm2以上，更優(yōu)選在20N/mm2以上。
上述氟樹脂管狀物的厚度，最大壁厚為20μm以下，優(yōu)選為15μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為10μm以下。如上所述，用于定影輥和定影帶的表層的氟樹脂管狀物，為了對(duì)應(yīng)要求，需要達(dá)到壁厚的薄化。即，壁厚太大時(shí)在使用氟樹脂管狀物作為表層的定影輥和定影帶中，難以追蹤記錄紙表面的凹凸，熱容量也會(huì)變大。
另外，若氟樹脂管狀物的壁厚過小，則作為表層的強(qiáng)度變得不夠充分，制造氟樹脂管狀物時(shí)，以及制造定影輥和定影帶時(shí)的操作性受到損害。所以，氟樹脂管狀物的厚度，最大壁厚優(yōu)選在2μm以上，更有選為4μm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為5μm以上。
在本發(fā)明中的氟樹脂管狀物中，表面粗糙度(Ra)優(yōu)選在0.5μm以下，更優(yōu)選為0.4μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.3μm以下。通過如此形成表面粗糙度，能夠提高印刷時(shí)墨粉的脫模性，抑制紙張上的對(duì)墨粉的壓力不均，從而可以提高印刷圖像的畫質(zhì)。
上述的氟樹脂管狀物，將氟樹脂薄膜進(jìn)行2次以上的卷繞層疊而形成。
為了制得滿足特性1(拉伸彈性模量)的氟樹脂管狀物，可以使用在平面視的各個(gè)方向上拉伸彈性模量都在500N/mm2以上，優(yōu)選在700N/mm2以上的上述的氟樹脂薄膜。
另外，滿足特性2(5％拉伸應(yīng)力)的氟樹脂管狀物，通過使用在平面視的各個(gè)方向上5％拉伸應(yīng)力為20N/mm2以上，優(yōu)選為30N/mm2以上的上述的氟樹脂薄膜而能夠得到。
具有上述的拉伸彈性模量或者5％拉伸應(yīng)力的氟樹脂薄膜，例如，能夠通過下述方法制得。
作為氟樹脂薄膜使用的氟樹脂，可以舉例出聚四氟乙烯(PTFE)系的氟樹脂。通過使用PTFE系氟樹脂，在拉伸彈性模量和5％拉伸應(yīng)力之上，還能制得具有優(yōu)異的耐磨損性、耐熱性、脫模性等的氟樹脂薄膜。
作為PTFE系的氟樹脂，具代表性的是PTFE(四氟乙烯聚合體)，但如果氟樹脂薄膜能夠確保上述的拉伸彈性模量和5％拉伸應(yīng)力，則四氟乙烯之外的單體共聚合形成的共聚合體，或在PTFE中混合其他的氟樹脂形成的混合物亦可。
PTFE系的氟樹脂具有一部分共聚合成分情況下作為四氟乙烯以外的單體，可以例舉出乙烯、氯三氟乙烯、偏二氟乙烯、偏二氟亞乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚等乙烯系列的不飽和單體等。
另外，作為能夠和PTFE混合的氟樹脂，可以列舉出聚全氟乙丙烯(FEP)，乙烯-丙烯共聚物(ETFE)、聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等。
以下，以在PTFE系的氟樹脂中，以特別理想的PTFE為例，對(duì)氟樹脂薄膜的制作方法進(jìn)行說明。還有，PTFE系的氟樹脂在上述的共聚合體和混合物的情況下，也可以采用后述的手法。
作為以PTFE為構(gòu)成原料的氟樹脂薄膜(以下，稱為“PTFE薄膜”)的方法，一般采用的是將PTFE棒材等薄削，即所謂切向進(jìn)給切削的方法，但此方法難以得到厚度為20μm以下的薄膜。另外，也不容易將拉伸彈性模量和5％拉伸應(yīng)力控制在上述下限值以上。
如上所述，作為具有特性值的PTFE薄膜的形成法，例如，可以采用通過對(duì)延伸多孔質(zhì)PTFE片材施加熱壓，擠出空孔使空孔率極小，或者加工成實(shí)質(zhì)上不含空孔的構(gòu)造的方法。
在此，所謂延伸多孔質(zhì)PTFE片材是指將PTFE的細(xì)粉(結(jié)晶度90％以上)和成形助劑混合而成的膏狀物加工成形，從該成形體中除去成形助劑之后，進(jìn)行高溫(在低于PTFE的熔點(diǎn)(大約327℃)的溫度，例如300℃左右)高速延伸，再根據(jù)需要通過焙燒而成的制品。
延伸時(shí)，如果僅在MD方向(延伸多孔質(zhì)PTFE片材制造時(shí)的縱向)或TD方向(與MD方向垂直的方向)的一個(gè)軸向上延伸，可以制得單軸延伸多孔質(zhì)PTFE片材，如果在MD方向及TD方向的雙軸向上延伸，可以制得雙軸延伸多孔質(zhì)PTFE片材。
在單軸延伸多孔質(zhì)PTFE片材中，節(jié)點(diǎn)(折疊結(jié)晶)在與延伸方向的直角上形成細(xì)島狀，仿佛連接節(jié)點(diǎn)一樣原纖維(折疊結(jié)晶因延伸分解而被拔出來的直鏈狀的分子束)呈簾狀在延伸方向上定位。另外，原纖維之間，以及被原纖維和節(jié)點(diǎn)所劃出的空間形成空孔狀的纖維質(zhì)構(gòu)造。另外，在雙軸延伸多孔質(zhì)PTFE片材中，原纖維呈放射狀擴(kuò)展，連接原纖維的節(jié)點(diǎn)呈島狀散布，由原纖維和節(jié)點(diǎn)所劃出的空間形成多數(shù)存在的蜘蛛網(wǎng)狀的纖維質(zhì)構(gòu)造。
在上述PTFE薄膜中，使用雙軸延伸多孔質(zhì)PTFE片材為原料。雙軸延伸多孔質(zhì)PTFE片材，因在雙軸方向(MD方向和TD方向)上被延伸，相對(duì)于單軸延伸片材各向異性小，且在MD、TD的任一方向上，也能夠確保優(yōu)異的特性(強(qiáng)度等)。在單軸延伸片材中，難以使TD方向上的拉伸彈性模量和5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力達(dá)到氟樹脂薄膜所要求的上述值以上。
在上述延伸多孔質(zhì)PTFE片材中，其空孔率優(yōu)選為5～95％，更優(yōu)選為40～90％。另外，上述空孔率為根據(jù)JIS K 6885的規(guī)定測(cè)定的延伸多孔質(zhì)PTFE片材的表觀密度ρ(g/cm3)，以及構(gòu)成此片材的PTFE的密度(2.2g/cm3)通過以下公式求出的值。
空孔率(％)＝100×(2.2-ρ)/2.2另外，延伸多孔質(zhì)PTFE片材的理想厚度，雖然根據(jù)PTFE薄膜的要求厚度和延伸多孔質(zhì)PTFE片材的空孔率而變動(dòng)，但是，例如，優(yōu)選在3～500μm，更優(yōu)選為5～200μm。另外，本說明書中所述的延伸多孔質(zhì)PTFE片材以及氟樹脂薄膜(PTFE薄膜)的厚度，為直讀式厚度計(jì)(例如，TechnoLock公司制造的1/1000mm表度式厚度計(jì))測(cè)定的平均厚度(在本體彈簧載荷之外不加載其他重量的狀態(tài)下的測(cè)定值，下同)。
PTFE薄膜的拉伸彈性模量和5％拉伸應(yīng)力，能夠通過調(diào)整制造上述延伸多孔質(zhì)PTFE片材時(shí)的拉伸倍率和燒成條件來控制。為了確保PTFE薄膜的這些特性值，推薦將延伸倍率在MD方向和TD方向上都設(shè)為900～5000％，更有選為2500～5000％，且燒成溫度設(shè)為370～385℃，更有選為375～380℃。燒成時(shí)間因燒成溫度而異，但推薦時(shí)間為370℃時(shí)15～30分，385℃時(shí)為3～5分。上述延伸倍率，是將延伸前的PTFE成形體的長(zhǎng)度設(shè)為100％時(shí)的值。
在從延伸多孔質(zhì)PTFE片材制造PTFE薄膜時(shí)，首先，將延伸多孔質(zhì)PTFE片材在低于其熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行壓縮(加壓)，制得壓延片材(第1壓縮工序)。此時(shí)的壓縮溫度如果低于PTFE熔點(diǎn)，則沒有特別的限制，但是通常將其設(shè)定為低于1℃以上的溫度，更優(yōu)選為低于100℃以上的溫度。在壓縮溫度高于PTFE熔點(diǎn)的情況下，因PTFE薄膜的收縮變大所以為不優(yōu)選。
第1加壓工序中的壓縮條件是，此工序后的壓延片材的空孔率，在壓縮前的延伸多孔質(zhì)PTFE片材的50％以下，更優(yōu)選為在20％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為在10％以下。壓縮力，通常以承載計(jì)在0.5～60N/mm2，更優(yōu)選為1～50N/mm2。作為此工序中使用的壓縮裝置，若是能夠壓縮片材的裝置，則沒有特別的限定，但以砑光輥壓機(jī)或壓帶機(jī)等，通過輥間或帶間進(jìn)行壓縮的形式的裝置為好。使用此種裝置，延伸多孔質(zhì)PTFE片材被夾進(jìn)輥間或帶間時(shí)，因?yàn)榇似膬?nèi)部和此片材的層間存在的空氣容易被擠壓出去，所以能夠抑制PTFE薄膜上的孔隙(例如，使用掃描電子顯微鏡以2000倍的倍率對(duì)表面進(jìn)行觀察而能夠確認(rèn)到的孔隙)和褶皺的發(fā)生。
其次，將第1壓縮工序制備的壓延片材在PTFE熔點(diǎn)以上的溫度下進(jìn)行壓縮(加壓)(第2壓縮工序)。此時(shí)的壓縮溫度如果在PTFE熔點(diǎn)以上則沒有特別的限制，但通常設(shè)為高于1～100℃以上的溫度，更優(yōu)選為高于20～80℃的溫度。通過如此設(shè)定溫度，能夠提高PTFE薄膜的表面光滑性。另外，在放開壓力時(shí)，希望將壓縮溫度冷卻到比PTFE熔點(diǎn)低的溫度。若在PTFE熔點(diǎn)以上的溫度下放開壓力，則因?yàn)镻TFE薄膜的收縮變大，另外容易形成褶皺，所以不為優(yōu)選。
作為第2壓縮工序中的壓縮條件，制得的氟樹脂薄膜的空孔率優(yōu)選為5％以下，更優(yōu)選為1％以下。具體地說，一般將壓縮力，以承載計(jì)，設(shè)為0.01～50N/mm2，更優(yōu)選為0.1～40N/mm2。作為此工序中使用的壓縮裝置，如果是能夠夾入片材進(jìn)行壓縮加工的裝置，則不加以特別限制，但是最好使用能夠進(jìn)行一定時(shí)間的加熱和加壓的熱壓機(jī)和帶壓機(jī)。
另外，利用此方法制造本發(fā)明中的氟樹脂管狀物使用的氟樹脂薄膜時(shí)，有可能殘存少量的空孔，但在作為最終制品的氟樹脂管狀物中，在特性上不會(huì)發(fā)生問題的范圍內(nèi)允許殘存空孔。具體地說，如上所述，即可以使殘存5％以下，優(yōu)選為1％以下的空孔。最優(yōu)選為空孔率為0％的氟樹脂薄膜。
另外，如果使用在壓縮延伸多孔質(zhì)PTFE片材的同時(shí)，施加PTFE熔點(diǎn)以上的溫度之后，在保持壓力的狀態(tài)下，能夠冷卻到PTFE熔點(diǎn)以下的裝置，則能夠在一次通過下制得氟樹脂薄膜。根據(jù)此方法，從壓縮開始時(shí)間起，即使對(duì)延伸多孔質(zhì)PTFE片材施加PTFE熔點(diǎn)以上的溫度，因?yàn)樵谘由於嗫踪|(zhì)PTFE片材上所施加的壓力被放開之前能夠冷卻到PTFE熔點(diǎn)以下的溫度，所以在制造的氟樹脂薄膜中基本不會(huì)發(fā)生收縮。例如，如果使用帶壓機(jī)，延伸多孔質(zhì)PTFE片材在帶間被壓縮的狀態(tài)下，施加PTFE熔點(diǎn)以上的溫度后，通過冷卻到此熔點(diǎn)以下的溫度，能夠在抑制收縮的同時(shí)制造PTFE薄膜。另外，如果是帶壓機(jī)，在將延伸多孔質(zhì)PTFE片材夾入帶間時(shí)，因?yàn)槠膬?nèi)部和片材層間存在的空氣被擠壓出去，所以能夠抑制所得的PTFE薄膜的上述程度的孔隙和褶皺的發(fā)生。而且因?yàn)榇藥簷C(jī)能夠連續(xù)生產(chǎn)PTFE薄膜，所以優(yōu)選采用。
實(shí)施上述第1壓縮工序時(shí)，為了減少PTFE薄膜的孔隙，優(yōu)選將壓縮操作分為2個(gè)階段以上進(jìn)行。
另外，在第2壓縮工序中，使用熱壓機(jī)的情況下，也可以使表面光滑的耐熱性片材介于熱壓板和壓延片材之間進(jìn)行加熱壓縮。使用帶壓機(jī)時(shí)，也可以將表面光滑的耐熱性片材介于壓帶和片材(延伸多孔質(zhì)PTFE片材或者壓延片材)之間進(jìn)行加熱壓縮。作為耐熱性片材，聚酰亞胺片材等為宜。根據(jù)此方法，能夠使PTFE薄膜的表面粗糙度(Ra)與耐熱性片材的表面粗糙度(Ra)相等。因此，在熱壓機(jī)的熱壓板表面，及帶壓機(jī)的帶表面不能形成光滑的情況下有效。
例如，將第2壓縮工序中使用的熱壓機(jī)的熱壓板進(jìn)行鏡面處理，使其表面粗糙度達(dá)到0.1μm以下，則能夠不使用上述耐熱性片材，而使PTFE薄膜的表面粗糙度(Ra)達(dá)到0.1μm以下。另一方面，即使在熱壓機(jī)的熱壓板的表面粗糙度(Ra)比較大的情況下，如果使用表面粗糙度(Ra)在0.01μm以下的耐熱性片材，則能夠使PTFE薄膜的表面粗糙度(Ra)達(dá)到0.01μm以下。
如果能將PTFE薄膜的表面粗糙度(Ra)降到0.1μm以下，則能夠?qū)TFE薄膜經(jīng)過卷繞層疊制得的氟樹脂管狀物的表面粗糙度(Ra)降到上述優(yōu)選上限值以下。若PTFE薄膜的表面粗糙度(Ra)超過上述上限值，則由于氟樹脂管狀物成形時(shí)的薄膜的收縮等，氟樹脂管狀物的表面粗糙度(Ra)會(huì)超過上述優(yōu)選上限值。另外，將由表面粗糙度(Ra)超過上述上限值的PTFE薄膜制備的氟樹脂管狀物作為定影輥的表層材料使用時(shí)，由于底層彈性層等的影響，表層材料的表面會(huì)變得粗糙。
根據(jù)上述的熱壓法，能夠容易地得到由切向進(jìn)給切削法難以制造的PTFE薄膜(例如厚度在20μm以下)。例如，空孔率為80％，厚度為40μm的延伸多孔質(zhì)PTFE片材通過砑光輥(輥的溫度為70℃)，壓延到空孔率2％，厚度12μm為止(第一壓縮工序)，其后，用帶壓機(jī)在壓板溫度為320～400℃，壓力為10.0N/mm2，輸送速度為0.5～2.0m/min，壓延時(shí)間為0.5～10min的條件下進(jìn)行壓延(第2壓縮工序)，能夠制得空孔率為0％，厚度為10μm的PTFE薄膜。還有，對(duì)于空孔率為85％，厚度為9μm的延伸多孔質(zhì)PTFE片材，通過進(jìn)行與上述相同的加工，能夠得到空孔率為0％，厚度為2μm的PTFE薄膜。
此外，在上述熱壓法中，從1張的延伸多孔質(zhì)PTFE片材可以得到單獨(dú)的PTFE薄膜，另外，也能夠使2～100張，優(yōu)選為2～20張的延伸多孔質(zhì)PTFE片材層疊，而形成層疊PTFE薄膜。
如此制成的PTFE薄膜的厚度，在0.1μm以上，優(yōu)選為0.5μm以上，進(jìn)一步優(yōu)選為1μm以上。在10μm以下，優(yōu)選為5μm以下，更有選為3μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為2μm以下。另外，此PTFE薄膜的比重在2.0以上，經(jīng)掃描電子顯微鏡進(jìn)行表面觀察(倍率2000倍)，觀察不到孔隙、氣泡、纖維結(jié)構(gòu)。而且此PTFE薄膜，通過目視其外觀為均勻透明的薄膜，觀察不到因孔隙、氣泡、纖維結(jié)構(gòu)的存在引起的白色不透明部分和白筋等。
另外，通過此種方法，如上述的PTFE薄膜的氟樹脂薄膜，在俯視的每一個(gè)方向上，都能夠?qū)⒗鞆椥阅Ａ亢?％拉伸應(yīng)力設(shè)在上述范圍之內(nèi)，但拉伸彈性模量和5％拉伸應(yīng)力，沒有必要在俯視的任一方向上進(jìn)行測(cè)定，作為代替方法，可以通過在與MD方向平行的方向(以下，簡(jiǎn)稱為“MD方向”)，與TD方向平行的方向(以下，簡(jiǎn)稱為“TD方向”)的兩個(gè)方向上的測(cè)定而進(jìn)行確認(rèn)。
為了從如上述PTFE薄膜的氟樹脂薄膜來制造本發(fā)明的氟樹脂管狀物，將此氟樹脂薄膜進(jìn)行卷繞層疊。卷繞層疊時(shí)的各層的結(jié)合，既可以采用熱粘著法，也可以通過粘合劑層而進(jìn)行的方法。
在熱粘著法的情況下，例如，以金屬制的圓柱(SUS等)為心金，在其周圍以指定回?cái)?shù)卷繞氟樹脂薄膜后，在氟樹脂的熔點(diǎn)以上加熱燒成，使卷繞層疊的各層之間進(jìn)行熱粘著。之后通過取出心金，可以制得氟樹脂管狀物。
另外，在通過粘合劑層進(jìn)行結(jié)合的方法中，將單面涂有粘合劑等的氟樹脂薄膜，以涂有粘合劑的一面為內(nèi)側(cè)按指定的回?cái)?shù)卷繞在心金的周圍，根據(jù)需要加熱，使卷繞層疊的各層間粘結(jié)。之后通過取出心金，可以制得氟樹脂管狀物。
在通過此方法制造的氟樹脂管狀物中，各層之間不會(huì)夾雜空氣，各層形成完全結(jié)合的狀態(tài)，其結(jié)合強(qiáng)度為剝離各層時(shí)的氟樹脂薄膜產(chǎn)生凝聚破環(huán)的程度。
另外，通過事先在氟樹脂薄膜的一面或兩面上施加現(xiàn)有公知的電暈放電處理和化學(xué)腐蝕處理、準(zhǔn)分子激光處理等表面處理，在熱粘著法的情況、或通過粘合劑層進(jìn)行結(jié)合的方法實(shí)施加熱的情況下，能夠以更少的加熱時(shí)間制得充分的層間結(jié)合強(qiáng)度，可以抑制氟樹脂管狀物的加熱劣化。在氟樹脂薄膜的兩面施加這些處理可以大幅改善結(jié)合效果，但由于在氟樹脂薄膜的外面施加處理，氟樹脂薄膜的表面變得粗糙，氟樹脂管狀物的表面粗糙度(Ra)下降的情況下，推薦僅在氟樹脂薄膜內(nèi)面的結(jié)合部分進(jìn)行處理。
另外，為了提高心金和氟樹脂管狀物的剝離性，優(yōu)選通過砂噴加工等使心金的表面粗糙化。
卷繞的方法，如果是能夠?qū)⒎鷺渲∧みM(jìn)行管狀層疊的方法則沒有特別的限定，例如可以例舉像卷海苔的方法，以及將帶狀的氟樹脂薄膜螺旋狀卷繞的方法等。
將帶狀氟樹脂薄膜螺旋狀卷繞的方法，用圖1進(jìn)行說明。圖1中，1表示帶狀氟樹脂薄膜，2表示心金(心棒)。另外，3表示對(duì)于心金的卷繞的相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度。用此卷繞相當(dāng)長(zhǎng)度3除以心金2的外徑成為卷繞的回?cái)?shù)。
如圖1所示，帶狀氟樹脂薄膜1相對(duì)于心金2處于傾斜的狀態(tài)而放置，此狀態(tài)下通過在心金2上卷繞帶狀氟樹脂薄膜1，能夠制得將帶狀氟樹脂薄膜螺旋卷繞形成的管狀物。
另外，也可以將多張帶狀氟樹脂薄膜順序卷繞。例如，也可以在第1張的帶狀氟樹脂薄膜在心金上卷繞1回以上之后，在此帶狀氟樹脂薄膜之上，將第2張的帶狀氟樹脂薄膜進(jìn)行1回以上的卷繞形成的氟樹脂管狀物。
另外，在本發(fā)明的氟樹脂管狀物中，由于將氟樹脂薄膜卷繞層疊而形成的關(guān)系，此管狀物的外表面上存在氟樹脂薄膜的端部，因此薄膜端部而產(chǎn)生段差。另外，氟樹脂薄膜的卷曲始端部(前端)和卷曲末端部(終端)的位置，不是管狀物的圓周方向的相同位置的情況下，以薄膜端部為界管狀物的厚度會(huì)出現(xiàn)差值。
例如，在將氟樹脂薄膜以“n～n+1”(n為1以上的整數(shù))的卷繞次數(shù)進(jìn)行卷繞的情況下，以形成管狀物外面的最表面的氟樹脂薄膜的端部為界，管狀物的壁厚形成n層的領(lǐng)域(薄壁部分)和n+1層的領(lǐng)域(厚壁部分)。在氟樹脂薄膜的前端部分和終端部分中，可以通過將管狀物圓周方向上的位置完全對(duì)齊，而能夠消除管狀物的厚度差。但實(shí)際生產(chǎn)中有可能產(chǎn)生不均勻，引起氟樹脂薄膜的前端部分和終端部分的位置偏離而產(chǎn)生上述的厚度差。
根據(jù)本發(fā)明者等的探討，在上述厚度差大的情況下，在具有使用氟樹脂管狀物作為表層材料的定影輥和定影帶的圖像定影裝置中，進(jìn)行定影工序時(shí)，相當(dāng)于此管狀物的薄壁部的部分和厚壁部的部分之間的表面溫度差變大，發(fā)現(xiàn)存在目視可以確認(rèn)的產(chǎn)生在印刷圖像上的色差和光澤差。
由此，本發(fā)明中，通過將氟樹脂薄膜的卷繞次數(shù)設(shè)為2次以上，優(yōu)選為3次以上，而減少氟樹脂管狀物中的上述厚度差。在此情況下，能夠減少上述的相當(dāng)于薄壁部的部分和相當(dāng)于厚壁部的部分之間的表面溫度差，使印刷圖像上的色差和光澤差能夠控制在目視不能確認(rèn)的程度。氟樹脂薄膜的卷繞次數(shù)的上限沒有限制，但優(yōu)選為100次，更有選上限為30次，進(jìn)一步優(yōu)選上限為20次。
另外，基于氟樹脂薄膜端部的氟樹脂管狀物表面的段差，也會(huì)出現(xiàn)使印刷圖像上產(chǎn)生線狀痕跡的情況。為了抑制此線狀痕跡的發(fā)生，在制造氟樹脂管狀物時(shí)，使用厚度薄的氟樹脂薄膜效果較好。例如，如果使用厚度在20μm以下，優(yōu)選在15μm以下，特別優(yōu)選為10μm以下的氟樹脂薄膜，則能夠顯著減少印刷圖像上產(chǎn)生的線狀痕跡。例如，在使用厚度在2μm以下的氟樹脂薄膜的情況下，印刷圖像上產(chǎn)生的線狀痕跡用目視幾乎觀察不到。
另外，即使將氟樹脂薄膜的厚度變薄，也可以通過增加卷繞次數(shù)將管狀物的厚度提高一定程度，而能夠確保定影構(gòu)件(定影輥或者定影帶)的壽命。例如，PTFE薄膜厚度為6μm，卷繞次數(shù)為3.5的PTFE管狀物(壁厚大約18～24μm)，和PTFE薄膜厚度為1.7μm，卷繞次數(shù)為12.5的PTFE管狀物(壁厚大約20.4～22.1μm)，幾乎擁有同等的耐久性。但是，氟樹脂薄膜的卷繞次數(shù)少的一方在制造成本上有利。如此，在本發(fā)明的氟樹脂管狀物中，在決定其壁厚時(shí)，可以對(duì)氟樹脂薄膜的厚度及卷繞次數(shù)進(jìn)行任意組合。
本發(fā)明的氟樹脂管狀物具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度，具體地說，在圓周方向、管軸向的任何一方中，其拉伸強(qiáng)度通常在80N/mm2以上，更優(yōu)選在100N/mm2以上。另外，還擁有優(yōu)異的光線透過率，例如，對(duì)于波長(zhǎng)為500nm的光線，用分光光度計(jì)(例如，島津制作所制造的“UV-240”)測(cè)定的透過率，優(yōu)選為35～95％。光線透過率過低時(shí)，氟樹脂薄膜中會(huì)含有孔隙，此時(shí)，由于孔隙的存在而使定影時(shí)產(chǎn)生熱傳導(dǎo)不均，引起墨粉的溶解不均勻。另外，光線透過率過低時(shí)，由于孔隙和表面褶皺的原因，管狀物表面的表面粗糙度(Ra)會(huì)超過上述上限值。這種情況下會(huì)產(chǎn)生墨粉的脫模性和向紙上的墨粉的壓力不均，有可能會(huì)引起畫質(zhì)降低。
考慮到作為定影輥和定影帶的表層材料的用途，在上述氟樹脂管狀物的內(nèi)面，優(yōu)選進(jìn)行用于提高結(jié)合性的表面處理。作為如此的表面處理可以例舉出現(xiàn)有公知的電暈放電處理、化學(xué)腐蝕處理、準(zhǔn)分子激光處理等。例如，用TETORA H(鐵氟龍表面處理液)(潤(rùn)工社制造)對(duì)氟樹脂管狀物的內(nèi)面進(jìn)行化學(xué)腐蝕處理后，可以按照常法作為定影輥和定影帶的表層使用。這種情況下，施加有化學(xué)腐蝕的一面，有時(shí)會(huì)發(fā)生著色和微小的裂縫，但作為定影輥和定影帶的表層使用沒有妨礙。
相對(duì)于定影輥的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的上述氟樹脂管狀物的安裝方向，有2種，即按照從厚壁部分向薄壁部分的順序進(jìn)入到輥隙部的方向，和從薄壁部分向厚壁部分的順序進(jìn)入到軸隙部分的方向。在印刷圖像上產(chǎn)生的線紋痕跡，和定影輥表層的薄壁部分和厚壁部分對(duì)應(yīng)的色差、光澤差等發(fā)生的情況下，任何一個(gè)方向上的程度都大致相同，但是從對(duì)于表層剝離的有利性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選從厚壁部分向薄壁部分的順序進(jìn)入到軸隙部分的安裝方向。
因?yàn)楸景l(fā)明的氟樹脂管狀物的厚度為規(guī)定的厚度以下，同時(shí)也滿足規(guī)定的拉伸彈性模量及/或規(guī)定的5％拉伸應(yīng)力，所以在作為能夠制得高畫質(zhì)和減少消耗電力的圖像定影裝置的定影輥和定影帶的表層材料而使用的情況下，能夠提供高度抑制表層褶皺和表層變形、表層破裂的發(fā)生，具有優(yōu)異的耐久性的氟樹脂管狀物。
實(shí)施例以下，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，下述實(shí)施例并非限制本發(fā)明的內(nèi)容，在不脫離前、后述的宗旨的范圍內(nèi)進(jìn)行的變更實(shí)施，都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。
<制作例1 氟樹脂薄膜的制備>
制作例 1-1將PTFE細(xì)粉(旭硝子株式會(huì)社制造的Fluon-CD123)按照常法，制造出厚度0.2mm、寬度150mm的未燒成帶。即，采用了在PTFE細(xì)粉中混合成形助劑作成膏狀，將其擠出、輥軸壓延后，將成形助劑干燥去除的方法。
用雙軸延伸機(jī)將此未燒成帶，在延伸溫度為300℃，延伸速度50％/秒的條件下，首先沿MD方向進(jìn)行20倍(1900％)的延伸，其次再在TD方向上延伸26倍(2500％)。再在固定四邊的狀態(tài)下，在375℃下進(jìn)行15分鐘的燒成，制成延伸多孔質(zhì)PTFE片材(空孔率80％、厚度7.5μm)。
使用砑光輥壓機(jī)，將上述延伸多孔質(zhì)PTFE片材在軸溫70℃、線壓8N/mm2、傳送速度6.0m/min的條件下壓縮(第1壓縮工序)，制得空孔率為2％、厚度為1.7μm的白濁色的壓延片材。將此壓延片材夾在2張聚酰亞胺膜(宇部興產(chǎn)公司制造的(Upilex20S))之間，用熱壓機(jī)在壓板溫度400℃、承載10N/mm2的條件下進(jìn)行5分鐘的熱壓之后，保持60分鐘承載不變冷卻至室溫(第2壓縮工序)，制得PTFE薄膜。制備的PTFE薄膜的構(gòu)造及特性如表1所示。
制作例 1-2在將制造延伸多孔質(zhì)PTFE薄膜時(shí)的延伸倍率變更為MD方向?yàn)?0倍(900％)，TD方向?yàn)?5倍(1400％)之外，以與制作例1-1相同的方法制造出PTFE薄膜。制得的PTFE薄膜的構(gòu)造及特性如表1所示。
制作例 1-3由PTFE細(xì)粉(旭硝子株式會(huì)社制造的“FluonCD123”)，和制作例1-1同樣，制造出厚度0.1mm、寬度150mm的未燒成帶。用雙軸延伸機(jī)將此未燒成帶在延伸溫度為300℃、拉伸速度為20％/秒的條件下，首先沿MD方向進(jìn)行15倍(1400％)的延伸，其次沿TD方向進(jìn)行15倍(1400％)延伸。再在固定四邊的狀態(tài)下，在360℃下進(jìn)行5分鐘的燒成，制得延伸多孔質(zhì)PTFE片材。使用制備的延伸多孔質(zhì)PTFE片材，與制作例1-1相同的方法制造出PTFE薄膜。此PTFE薄膜的構(gòu)造及特性如表1所示。
制作例 1-4使用雙軸延伸機(jī)及其將與制作例1-1相同方法制造的未燒成帶在延伸溫度為300℃、延伸速度為50％/秒的條件下，首先沿MD方向進(jìn)行14倍(1300％)的延伸，其次沿TD方向進(jìn)行35倍(3400％)延伸。再在固定四邊的狀態(tài)下，在360℃下進(jìn)行5分鐘的燒成，制得延伸多孔質(zhì)PTFE片材。用制備的延伸多孔質(zhì)PTFE片材，與制作例1-1相同的方法制造出PTFE薄膜。此PTFE薄膜的構(gòu)造及特性如表1所示。
表1

表1中的“斜向”表示與MD方向相對(duì)+45°的方向。
<制作例2 氟樹脂管狀物的制備>
制作例 2-1在制作例1-1中制得的PTFE薄膜的單面上進(jìn)行電暈放電處理(條件50W/m2·min)。其后，將此PTFE薄膜卷繞在心金(SUS304制圓柱，外徑26.2mm，寬度500mm)上。卷繞時(shí)，將電暈放電處理面作為內(nèi)面，且MD方向?yàn)樾慕鸬膱A周方向，像海苔卷一樣進(jìn)行6.1圈(卷繞6回(6層)，從位于最表面的PTFE薄膜的端部開始形成僅為圓周長(zhǎng)的0.1倍長(zhǎng)度的第7層的狀態(tài))的卷繞。其后，將心金的圓柱軸向的薄膜端部用環(huán)狀止動(dòng)軋頭固定。再將其放入烘箱中進(jìn)行30分鐘的燒成，冷卻后去掉止動(dòng)扎頭，拔出心金，得到最大壁厚為10.5μm(7層部分厚度10.5μm、6層部分厚度9.0μm)，內(nèi)徑為26.3μm的氟樹脂管狀物。制備的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-2除PTFE薄膜的TD方向成為心金的圓周方向進(jìn)行卷繞之外，與制作例2-1相同，得到最大壁厚為10.5μm(7層部分厚度10.5μm、6層部分厚度9.0μm)，內(nèi)徑26.3mm的氟樹脂管狀物。制得的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-3除使用制作例1-2中制得的PTFE薄膜，以及在經(jīng)電暈放電處理后的心金上的卷繞為2.1圈之外，與制作例2-1相同，得到最大壁厚為15.0μm(3層部分厚度15.0μm、2層部分厚度10.0μm)，內(nèi)徑為26.3mm的氟樹脂管狀物。制得的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-4除PTFE薄膜的TD方向成為心金的圓周方向進(jìn)行卷繞之外，與制作例2-3相同，得到最大壁厚為15.0μm(3層部分厚度15.0μm、2層部分厚度10.0μm)，內(nèi)徑為26.3mm的氟樹脂管狀物。制得的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-5除將經(jīng)電暈放電處理后的PTFE薄膜在心金上卷繞為1.5圈之外，與制作例2-3相同，得到最大壁厚為10.0μm(2層部分厚度10.0μm、1層部分厚度5.0μm)，內(nèi)徑為26.3mm的氟樹脂管狀物。制得的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-6除將PTFE薄膜卷繞在心金(SUS304制圓柱、外徑30.7mm、寬度500mm)上之外，與制作例2-1相同，得到最大壁厚為10.5μm(7層部分厚度10.5μm、6層部分厚度9.0μm)，內(nèi)徑為30.8μm的氟樹脂管狀物。制備的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-7除使用制作例1-3中制備的PTFE薄膜之外，與制作例2-1相同，得到最大壁厚為9.8μm(7層部分厚度9.8μm、6層部分厚度8.4μm)，內(nèi)徑為26.3μm的氟樹脂管狀物。制備的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-8除使用制作例1-3中制備的PTFE薄膜之外，與制作例2-2相同，得到最大壁厚為9.8μm(7層部分厚度9.8μm、6層部分厚度8.4μm)，內(nèi)徑為26.3μm的氟樹脂管狀物。制備的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-9除使用制作例1-4中制得的PTFE薄膜之外，與制作例2-1相同，得到最大壁厚為10.5μm(7層部分厚度10.5μm、6層部分厚度9.0μm)，內(nèi)徑為26.3mm的氟樹脂管狀物。制得的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-10除使用制作例1-4中制得的PTFE薄膜之外，與制作例2-2相同，得到最大壁厚為10.5μm(7層部分厚度10.5μm、6層部分厚度9.0μm)，內(nèi)徑為26.3mm的氟樹脂管狀物。制得的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
制作例 2-11除使用制作例1-3中制備的PTFE薄膜之外，與制作例2-6相同，得到最大壁厚為9.8μm(7層部分厚度9.8μm、6層部分厚度8.4μm)，內(nèi)徑為30.8μm的氟樹脂管狀物。制備的氟樹脂管狀物的構(gòu)造及特性如表2所示。
表2

在表2中，“圓周方向”以及“軸向”分別表示氟樹脂管狀物的圓周方向及軸向。
<制作例3 定影輥的制備>
制作例3-1將制作例2-1制備的氟樹脂管狀物的一側(cè)端部用夾子夾住，在其內(nèi)部注入25℃的鈉/萘絡(luò)鹽溶液(潤(rùn)工社制造(TETORA H))并保持10秒鐘之后，將此溶液從管狀物中排出。接著，如鈉/萘絡(luò)鹽溶液一樣，按甲醇、水、甲醇的順序，進(jìn)行注入到氟樹脂管狀物內(nèi)各保持10秒鐘，然后排出的操作。其后，向此氟樹脂管狀物的內(nèi)外兩面吹風(fēng)使其干燥。
在干燥后的氟樹脂管狀物的內(nèi)面上涂敷底層涂料(Dow corning toray公司制造的“DY39-051”)，加裝到內(nèi)徑為26.7mm的輥軸成形用模具的內(nèi)壁上。此外在氟樹脂管狀物的內(nèi)部中央配置鋁質(zhì)心軸(外徑25.5mm，體長(zhǎng)410mm)，在氟樹脂管狀物和鋁質(zhì)心軸之間注入硅橡膠(信越化學(xué)公司制造的(KE-1356))，在130℃下使之進(jìn)行30分鐘的熱硬化，此外在200℃下進(jìn)行4小時(shí)的2次熱硬化，制出具有氟樹脂管狀物表層的定影輥。
制作例3-2～3-9除使用表3所示的氟樹脂管狀物之外，與制作例3-1相同，制造出具有氟樹脂管狀物表層的定影輥。
表3

<評(píng)價(jià)>
將上述制作例3-1～3-9中制得的定影輥，搭載在富士施樂公司制造的彩色打印機(jī)(DocuPrint C2220)上進(jìn)行送紙?jiān)u價(jià)，對(duì)伴隨送紙?jiān)诙ㄓ拜伇韺由习l(fā)生褶皺時(shí)，對(duì)褶皺痕跡對(duì)印刷圖像的影響進(jìn)行了調(diào)查。送紙?jiān)u價(jià)的結(jié)果的表記標(biāo)準(zhǔn)如表4所示，評(píng)價(jià)結(jié)果如表5所示。
表4

表5

在拉伸彈性模量以及5％拉伸應(yīng)力在圓周方向、軸向上都為最佳值的氟樹脂管狀物(制作例2-1～2-5)作為表層材料使用的定影輥(制作例3-1～3-5)中，即使在送紙張數(shù)非常多的階段，表層的狀態(tài)良好，對(duì)印刷圖像的不良影響被抑制，顯示出具有經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間使用的耐久性。與此相對(duì)，在拉伸彈性模量以及5％拉伸應(yīng)力在圓周方向及/或軸向上不顯示最佳值的氟樹脂管狀物(制作例2-7～2-10)作為表層材料使用的定影輥(制作例3-6～3-9)中，表層的狀態(tài)在送紙張數(shù)較少的階段開始惡化。
另外，對(duì)使用制作例3-3的定影輥，和制作例3-5的定影輥的情況下印刷圖像上有無光澤不均進(jìn)行了調(diào)查，并對(duì)用于這些定影輥的氟樹脂管狀物(制作例2-3以及2-5)的壁厚的厚度差的影響作了調(diào)查。結(jié)果，在使用制作例3-5的定影輥制得的印刷圖像中，因?yàn)榇硕ㄓ拜伒脑戏鷺渲軤钗?制作例2-5)中的氟樹脂薄膜的卷繞回?cái)?shù)低于2回，在此管狀物內(nèi)部，最厚部分的厚度相當(dāng)于最薄部分的大約2倍，因此產(chǎn)生了光澤不均。與此相對(duì)，制作例3-3的定影輥制得的印刷圖像中，因?yàn)榇硕ㄓ拜伒脑戏鷺渲軤钗?制作例2-3)中的氟樹脂薄膜的卷繞回?cái)?shù)在2回以上，此管狀物內(nèi)部的厚度差變小，沒有發(fā)生上述的光澤不均。
<制作例4 定影帶的制備>
制作例 4-1將聚酰亞胺清漆(宇部興產(chǎn)公司制造的“U varnish S”)涂敷在心金(SUS304制圓柱、外徑30.0mm，寬度500mm)的外壁上，將此心金穿過內(nèi)徑為31.0mm的模具的中心，擦掉多余的聚酰亞胺清漆，在心金上形成聚酰亞胺清漆薄膜。其次在300℃下加熱30分鐘后，取出心金，得到厚度為50μm、外徑為30.0mm、長(zhǎng)度為400mm的聚酰亞胺管。對(duì)得到的聚酰亞胺管的外表面施加電暈放電處理(條件100W/m2·min)之后，僅用大約2μm厚度的底層涂料(Dow Corning Toray公司制造的“DY39-012”)進(jìn)行涂敷，將心金(SUS304制圓柱、外徑29.9mm，寬度500mm)插入到聚酰亞胺管的空心中。
對(duì)制作例2-6中制備的氟樹脂管狀物，施以和制作例3-1同樣的內(nèi)面處理及底層涂料處理后，安裝到輥軸成形模具(SUS304、內(nèi)徑31.2mm，寬度500mm)的內(nèi)壁上。在此輥軸成形模具的空心部分的中心插入上述的被覆聚酰亞胺管的心金，在氟樹脂管狀物和聚酰亞胺管之間注入硅橡膠(信越化學(xué)公司制造的“KE-1356”)，在130℃下使之進(jìn)行30分鐘熱硬化，此外在200℃下使之進(jìn)行4小時(shí)的2次硬化之后，取出輥軸成形模具和心金，得到具有最大厚度為65μm(聚酰亞胺層、硅橡膠層、氟樹脂層)，外徑為31.2mm、長(zhǎng)度為343mm的氟樹脂管狀物表層的定影帶。
制作例 4-2除使用制作例2-11中制備的管狀物之外，與制作例4-1相同，得到具有最大厚度為65μm(聚酰亞胺層、硅橡膠層、氟樹脂層)，外徑為31.2mm、長(zhǎng)度為343mm的氟樹脂管狀物表層的定影帶。
<評(píng)價(jià)>
取出富士施樂公司制造的彩色打印機(jī)(DocuPrint C2220)的定影組件將其固定在底座上，使安裝在定影輥軸上的齒輪和安裝在外部馬達(dá)軸上的齒輪相嚙合，將馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)傳遞到定影輥上，制造出定影組件的定影輥和定影帶在夾住狀態(tài)下能夠回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的臺(tái)式評(píng)價(jià)機(jī)。在此臺(tái)式評(píng)價(jià)機(jī)上搭載制作例4-1、4-2中制備的定影帶，對(duì)在室溫下連續(xù)施加48rpm(定影輥標(biāo)準(zhǔn))的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)的定影輥表層上產(chǎn)生的褶皺以及褶皺痕跡對(duì)印刷圖像的影響進(jìn)行了調(diào)查。連續(xù)驅(qū)動(dòng)評(píng)價(jià)的結(jié)果的表記基準(zhǔn)如表6所示，評(píng)價(jià)結(jié)果如表7所示。
表6

表7

在以拉伸彈性模量以及5％拉伸應(yīng)力在圓周方向、軸向上都為最佳值的氟樹脂管狀物(制作例2-6)為表層材料的定影帶(制作例4-1)中，即使在驅(qū)動(dòng)時(shí)間非常長(zhǎng)的階段，表層的狀態(tài)良好，表示具備能夠承受長(zhǎng)時(shí)間使用的耐久性。與此相對(duì)，以拉伸彈性模量以及5％拉伸應(yīng)力在圓周方向、軸向上都不顯示理想值的氟樹脂管狀物(制作例2-11)為表層材料的定影帶(制作例4-1)中，在驅(qū)動(dòng)時(shí)間較短的階段，表層的狀態(tài)出現(xiàn)惡化。
工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的氟樹脂管狀物，因?yàn)槟軌蚝芎玫匾种品鷺渲軤钗锏谋韺玉薨櫤捅韺幼冃?、表層破損的發(fā)生，可以有利地利用于各種圖像定影裝置(特別是追求高畫質(zhì)和削減電力消費(fèi)的圖像定影裝置)，以及此圖像定影裝置采用的定影輥和定影帶。
權(quán)利要求
1.一種氟樹脂管狀物，在構(gòu)成要素中含有聚四氟乙烯系氟樹脂，其特征在于，最大壁厚在20μm以下；滿足下述a及/或b的特性a.圓周方向及管軸向上的拉伸彈性模量，任一均在900N/mm2以上；b.圓周方向及管軸向上的5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力，任一均在15N/mm2以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟樹脂管狀物，其特征在于，圓周方向及管軸向上的拉伸彈性模量，任一均在900N/mm2以上的上述氟樹脂管狀物，在俯視的任一方向上，也由拉伸彈性模量成為500N/mm2以上的氟樹脂薄膜經(jīng)2次以上的卷繞層疊而形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟樹脂管狀物，其特征在于，圓周方向及管軸向上的5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力，任一均在15N/mm2以上的上述氟樹脂管狀物，在俯視的任一方向上，也由5％拉伸時(shí)的拉伸應(yīng)力成為20N/mm2以上的氟樹脂薄膜經(jīng)2次以上的卷繞層疊而形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟樹脂管狀物，其特征在于，上述管狀物的表面粗糙度Ra在0.5μm以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟樹脂管狀物，其特征在于，上述管狀物，在內(nèi)面進(jìn)行了用于提高結(jié)合性的表面處理。
6.一種定影輥，其特征在于，在表層上具有權(quán)利要求1所述的氟樹脂管狀物。
7.一種定影帶，其特征在于，在表層上具有權(quán)利要求1所述的氟樹脂管狀物。
8.一種圖像定影裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求6所述的定影輥。
9.一種圖像定影裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求7所述的定影帶。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在構(gòu)成要素中含有聚四氟乙烯系氟樹脂的管狀物，最大壁厚在20μm以下，以滿足下述(1)及/或(2)中的特性為特征的氟樹脂管狀物。(1)圓周方向及管軸向上的拉伸彈性模量任一均在900N/mm
文檔編號(hào)F16C13/00GK1816778SQ20048001898
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月2日
發(fā)明者大山信郎 申請(qǐng)人:日本奧亞特克斯股份有限公司