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技術 複合部材、トナー定着部体、定着装置、化学・医療用部品、化学・医療用装置、加工搬送部品、加工装置、流体制御部品、流体制御装置及び複合部材の製造方法

出願人 株式会社立花商店MC山三ポリマーズ株式会社
発明者 古屋博規中田竜也杉本耕治
出願日 2008年3月18日 (12年8ヶ月経過) 出願番号 2008-069979
公開日 2009年10月1日 (11年1ヶ月経過) 公開番号 2009-223204
状態 未査定
技術分野 電子写真における定着 電子写真一般。全体構成、要素 ロール及びその他の回転体
主要キーワード シート状部品 陥没部分 実験液 フッ素化ポリエーテル骨格 流体制御部品 多孔質フッ素樹脂フィルム 延伸多孔質PTFEフィルム 充実体
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図面 (8)

課題

弾性を有しない多孔質母材を弾性化し、かつ薄膜化を可能とする。

解決手段

複合部材は、多孔質母材の空孔内に、フッ素エラストマー充填されてなり、液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、多孔質母材に前記フッ素エラストマーを充填した複合部材を製造する。フッ素エラストマーが、多孔質母材の外表面から内部の空孔内に充填され、またフッ素エラストマーが、前記多孔質母材の内部の空孔内のみに充填される。多孔質母材は、多孔質フッ素樹脂であり、多孔質フッ素樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレンである。

概要

背景

例えば、電子写真複写機レーザービームプリンタなどの定着装置には、トナー定着部体が用いられている。このトナー定着部体では、トナー接着する表面部材PTF多孔質構造体が用いられ、この表面は孔を形成する陥没部分があり、この陥没部分にトナーが埋没・付着する問題点があった。

そのために、従来トナー定着部体としての定着ベルト定着ロールの表面は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や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)などの無孔質充実体で形成されていた。また、トナー定着部体においては、トナーを鮮明な画質を高めて定着するために、表面離型層下層エラストマー等で構成される弾性層が形成されていた。また、フッ素樹脂チューブ状物を用いることでトナーの離型性を高めたり、用紙上のトナーへの圧しムラを抑制できるため、印刷画像の画質を高めることができ、かつ耐久性に優れる定着ロールおよび定着ベルトを有する定着装置が提案されている(例えば、特許文献1)。

また、最近の複写機プリンタ消費電力低減化の要求も多大なものとなっており、トナーの定着は電力加熱源として融着するので弾性層と離型層層厚みが伝熱抵抗となるためにこの層の薄膜化が要求され、この薄膜化により昇温時間の短縮および昇温に必要な熱エネルギーの低減が可能となる。

例えば、離型層はフッ素樹脂フィルムであり、弾性層は多孔質フッ素樹脂フィルムの細孔内に弾性体充填されてなり、離型層は最表面層であり、且つ弾性層と接しているもので、離型性に優れることで、これらの課題を解決しようとするものが提案されている(例えば、特許文献2)。
特開2005−24931号公報
特開2005−257762号公報

概要

弾性を有しない多孔質母材を弾性化し、かつ薄膜化を可能とする。複合部材は、多孔質母材の空孔内に、フッ素エラストマーが充填されてなり、液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、多孔質母材に前記フッ素エラストマーを充填した複合部材を製造する。フッ素エラストマーが、多孔質母材の外表面から内部の空孔内に充填され、またフッ素エラストマーが、前記多孔質母材の内部の空孔内のみに充填される。多孔質母材は、多孔質フッ素樹脂であり、多孔質フッ素樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレンである。

目的

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性を有しない多孔質母材を弾性化し、かつ薄膜化を可能とする複合部材およびその製造方法を提供し、複合部材で構成されるトナー定着部体、さらにトナー定着部体を用いた定着装置、また複合部材で構成される化学医療用部品、さらに化学・医療用部品を用いた化学・医療用装置、複合部材で構成される加工搬送部品、さらに加工搬送部品を用いた加工装置、複合部材で構成される流体制御部品、さらに流体制御部品を用いた流体制御装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

多孔質母材空孔内に、フッ素エラストマー充填されてなることを特徴とする複合部材

請求項2

前記フッ素エラストマーが、前記多孔質母材の外表面から内部の空孔内に充填されてなることを特徴とする請求項1に記載の複合部材。

請求項3

前記フッ素エラストマーが、前記多孔質母材の内部の空孔内のみに充填されてなることを特徴とする請求項1に記載の複合部材。

請求項4

前記多孔質母材は、多孔質フッ素樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の複合部材。

請求項5

前記多孔質フッ素樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項4に記載の複合部材。

請求項6

前記多孔質母材が、ロール形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材。

請求項7

前記多孔質母材が、ベルト形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材。

請求項8

前記多孔質母材が、チューブ形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材。

請求項9

前記多孔質母材が、シート形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材。

請求項10

請求項6又は請求項7に記載の複合部材を有するものであることを特徴とするトナー定着部体

請求項11

請求項10に記載のトナー定着部体を有するものであることを特徴とする定着装置

請求項12

請求項8又は請求項9に記載の複合部材を有するものであることを特徴とする化学医療用部品

請求項13

請求項12に記載の化学・医療用部品を有するものであることを特徴とする化学・医療用装置

請求項14

請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の複合部材を有するものであることを特徴とする加工搬送部品

請求項15

請求項14に記載の加工搬送部品を有するものであることを特徴とする加工装置

請求項16

請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の複合部材を有するものであることを特徴とする流体制御部品

請求項17

請求項16に記載の流体制御部品を有するものであることを特徴とする流体制御装置

請求項18

請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の複合部材を製造する方法であって、液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、前記加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、前記多孔質母材の空孔内に、前記フッ素エラストマーを充填する複合部材の製造方法。

技術分野

0001

この発明は、多孔質母材フッ素エラストマー充填されてなる複合部材トナー定着部体定着装置化学医療用部品、化学・医療用装置加工搬送部品加工装置流体制御部品流体制御装置及び複合部材の製造方法に関するものである。

背景技術

0002

例えば、電子写真複写機レーザービームプリンタなどの定着装置には、トナー定着部体が用いられている。このトナー定着部体では、トナー接着する表面部材PTF多孔質構造体が用いられ、この表面は孔を形成する陥没部分があり、この陥没部分にトナーが埋没・付着する問題点があった。

0003

そのために、従来トナー定着部体としての定着ベルト定着ロールの表面は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や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)などの無孔質充実体で形成されていた。また、トナー定着部体においては、トナーを鮮明な画質を高めて定着するために、表面離型層下層エラストマー等で構成される弾性層が形成されていた。また、フッ素樹脂チューブ状物を用いることでトナーの離型性を高めたり、用紙上のトナーへの圧しムラを抑制できるため、印刷画像の画質を高めることができ、かつ耐久性に優れる定着ロールおよび定着ベルトを有する定着装置が提案されている(例えば、特許文献1)。

0004

また、最近の複写機プリンタ消費電力低減化の要求も多大なものとなっており、トナーの定着は電力加熱源として融着するので弾性層と離型層層厚みが伝熱抵抗となるためにこの層の薄膜化が要求され、この薄膜化により昇温時間の短縮および昇温に必要な熱エネルギーの低減が可能となる。

0005

例えば、離型層はフッ素樹脂フィルムであり、弾性層は多孔質フッ素樹脂フィルムの細孔内に弾性体が充填されてなり、離型層は最表面層であり、且つ弾性層と接しているもので、離型性に優れることで、これらの課題を解決しようとするものが提案されている(例えば、特許文献2)。
特開2005−24931号公報
特開2005−257762号公報

発明が解決しようとする課題

0006

このように、PTFE多孔質体はこれまで定着部材へのトナー付着を防ぐためのシリコンオイル供給用部材としては使用されてきているが、PTFE多孔質空孔部にトナーが付着するため、トナーと直接接触するトナー定着部体としては使用されていない。

0007

また、離型層、弾性層および基層構成層とするものでは、3層構造とするために基層の上にフッ素樹種多孔質フィルムラップしてさらに熱融着して、或は接着剤を介して、無孔質のフッ素樹脂フィルムをラップしなければならない。このように、フッ素樹脂層形成の加工工程数の多さ、ラップにより円筒状を形成する際の段差の発生防止対策の加工の複雑さ、離型層と弾性層を構成するフッ素樹脂の接着の信頼性に乏しい等問題点を多く有している。

0008

この発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、弾性を有しない多孔質母材を弾性化し、かつ薄膜化を可能とする複合部材およびその製造方法を提供し、複合部材で構成されるトナー定着部体、さらにトナー定着部体を用いた定着装置、また複合部材で構成される化学・医療用部品、さらに化学・医療用部品を用いた化学・医療用装置、複合部材で構成される加工搬送部品、さらに加工搬送部品を用いた加工装置、複合部材で構成される流体制御部品、さらに流体制御部品を用いた流体制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

0010

請求項1に記載の発明は、
多孔質母材の空孔内に、フッ素エラストマーが充填されてなることを特徴とする複合部材である。

0011

請求項2に記載の発明は、
前記フッ素エラストマーが、前記多孔質母材の外表面から内部の空孔内に充填されてなることを特徴とする請求項1に記載の複合部材である。

0012

請求項3に記載の発明は、
前記フッ素エラストマーが、前記多孔質母材の内部の空孔内のみに充填されてなることを特徴とする請求項1に記載の複合部材である。

0013

請求項4に記載の発明は、
前記多孔質母材は、多孔質フッ素樹脂であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の複合部材である。

0014

請求項5に記載の発明は、
前記多孔質フッ素樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項4に記載の複合部材である。

0015

請求項6に記載の発明は、
前記多孔質母材が、ロール形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材である。

0016

請求項7に記載の発明は、
前記多孔質母材が、ベルト形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材である。

0017

請求項8に記載の発明は、
前記多孔質母材が、チューブ形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材である。

0018

請求項9に記載の発明は、
前記多孔質母材が、シート形状である請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の複合部材である。

0019

請求項10に記載の発明は、
請求項6又は請求項7に記載の複合部材を有するものであることを特徴とするトナー定着部体である。

0020

請求項11に記載の発明は、
請求項10に記載のトナー定着部体を有するものであることを特徴とする定着装置である。

0021

請求項12に記載の発明は、
請求項8又は請求項9に記載の複合部材を有するものであることを特徴とする化学・医療用部品である。

0022

請求項13に記載の発明は、
請求項12に記載の化学・医療用部品を有するものであることを特徴とする化学・医療用装置である。

0023

請求項14に記載の発明は、
請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の複合部材を有するものであることを特徴とする加工搬送部品である。

0024

請求項15に記載の発明は、
請求項14に記載の加工搬送部品を有するものであることを特徴とする加工装置である。

0025

請求項16に記載の発明は、
請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載の複合部材を有するものであることを特徴とする流体制御部品である。

0026

請求項17に記載の発明は、
請求項16に記載の流体制御部品を有するものであることを特徴とする流体制御装置である。

0027

請求項18に記載の発明は、
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の複合部材を製造する方法であって、
液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、
前記加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、
前記多孔質母材の空孔内に、前記フッ素エラストマーを充填する複合部材の製造方法である。

発明の効果

0028

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

0029

請求項1に記載の発明では、多孔質母材の空孔内に、フッ素エラストマーが充填されてなる構造でゴム化によって弾性を得て引っ張り強度伸縮増し、かつ薄膜化が可能で、しかもフッ素エラストマーの充填割合を制御することで、自由に引っ張り強度と伸縮を変化させることができる。

0030

請求項2に記載の発明では、フッ素エラストマーが、多孔質母材の外表面から内部の空孔内に充填されてなることで、多孔質母材の外表面から内部全体がゴム化によって弾性を得て引っ張り強度と伸縮が増し、かつ薄膜化が可能である。

0031

請求項3に記載の発明では、フッ素エラストマーが、多孔質母材の内部の空孔内のみに充填されてなることで、多孔質母材の内部のみがゴム化によって弾性を得て引っ張り強度と伸縮が増し、かつ薄膜化が可能である。

0032

請求項4に記載の発明では、多孔質母材は、多孔質フッ素樹脂であり、より薄膜化が可能で、しかも充填は多孔質母材の表面から行なうことにより分布が全体にほぼ均一に形成される。

0033

請求項5に記載の発明では、多孔質フッ素樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレンであり、ゴム化によって弾性を得て引っ張り強度と伸縮が増し、より薄膜化が可能である。

0034

請求項6に記載の発明では、多孔質母材が、ロール形状であり、複合部材を定着ロールなどに好ましく用いることができる。

0035

請求項7に記載の発明では、多孔質母材が、ベルト形状であり、複合部材を搬送ベルト、定着ベルトなどに好ましく用いることができる。

0036

請求項8に記載の発明では、多孔質母材が、チューブ形状であり、複合部材を液供給チューブなどに好ましく用いることができる。

0037

請求項9に記載の発明では、多孔質母材が、シート形状であり、複合部材を種々の用途のシート状部品などに好ましく用いることができる。

0038

請求項10に記載の発明では、トナー定着部体が、好ましい定着ロール、搬送ベルト、定着ベルトなどを有する。

0039

請求項11に記載の発明では、定着装置が、好ましいトナー定着部体を有する。

0040

請求項12に記載の発明では、化学・医療用部品が、好ましいチューブ形状部品、シート状部品である。

0041

請求項13に記載の発明では、化学・医療用装置が、好ましい化学・医療用部品を有する。

0042

請求項14に記載の発明では、加工搬送部品が、好ましいベルト形状部品、シート形状部品であり、搬送性に優れる。

0043

請求項15に記載の発明では、加工装置が、好ましい加工搬送部品を有する。

0044

請求項16に記載の発明では、流体制御部品が、好ましいチューブ形状部品、シート状部品である。

0045

請求項17に記載の発明では、流体制御装置が、好ましい流体制御部品を有する。

0046

請求項18に記載の発明では、液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、この加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填して弾性を得たもので、より薄膜化が可能で、しかも充填は多孔質母材の表面側から全体にほぼ均一に形成される。

発明を実施するための最良の形態

0047

この発明の複合部材は、多孔質母材の空孔内に、フッ素エラストマーが充填されてなる複合部材であって、液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、多孔質母材にフッ素エラストマーを充填してなる。以下、この発明を詳細に説明する。
(多孔質母材)
この発明の複合部材に係る多孔質母材としては、多孔質フッ素樹脂、パルプシリカゲルセライトフェルト発泡ウレタンスポンジなどが用いられる。

0048

多孔質フッ素樹脂を構成するフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、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)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)などが挙げられ、PTFEが、例えば、耐熱性、柔軟性などの点で好適である。

0049

多孔質フッ素樹脂としては、例えば延伸多孔質PTFEなどが挙げられ、延伸多孔質PTFEでは、延伸多孔質PTFEフィルム製造時の長手方向または延伸多孔質PTFE製造時の長手方向に直交する方向の一軸方向のみに延伸すれば、一軸延伸多孔質PTFEが得られ、延伸多孔質PTFEフィルム製造時の長手方向および延伸多孔質PTFE製造時の長手方向に直交する方向の二軸方向に延伸すれば二軸延伸多孔質PTFEが得られる。

0050

一軸延伸多孔質PTFEでは、折り畳み結晶の空間が空孔となった繊維質構造となっており、二軸延伸多孔質PTFEでは、折り畳み結晶の空間が多数存在するクモ状の繊維質構造となっている。

0051

多孔質フッ素樹脂の空孔率は、20%〜80%であることが望ましく、空孔率が小さすぎると、液状のフッ素エラストマーを充填できる空間が少なくなるため、液状のフッ素エラストマーの充填が十分にできないことがあり、空孔率が大きすぎると、強度が不十分となることがある。多孔質フッ素樹脂の最大空孔径は、液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填する充填の容易さなどの特性から、適宜設定すればよいが、例えば0.1μm〜5μmであることが望ましい。最大空孔径が小さすぎると液状のフッ素エラストマーの充填が困難であり、最大細空径が大きすぎると、強度が不十分となることがある。

0052

延伸多孔質PTFEの好適な厚みは、延伸多孔質PTFEの空孔率、最大空孔径などに応じて変動するが、例えば、10μm以上であることが好ましく、厚みが薄すぎると、強度が小さくなることがある。なお、各層の厚みは、ダイヤルゲージで測定した平均厚さである。

0053

多孔質フッ素樹脂には、例えばカーボン粒子金属微粒子、その他の無機粉体などを、複合部材に要求される特性が損なわれない範囲で含有させてもよく、これにより導電性の付与、熱伝導性の制御などが可能になる。

0054

多孔質フッ素樹脂の形態は、複合部材を製造する際に都合よい形態であればよく、特に制限されないが、ベルト形状、またはロール形状、チューブ形状、またはシート形状などが挙げられる。
(フッ素エラストマー)
この発明の複合部材に係るフッ素エラストマーは、多孔質母材の空孔内に充填されてなるものであり、例えば液状のフッ素化ポリエーテル骨格シリコーン架橋されているゴムが充填されてなるものである。このフッ素化ポリエーテル骨格がシリコーン架橋されているゴムとして、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「SIFEL」などが挙げられる。

0055

液状のフッ素化ポリエーテル骨格がシリコーン架橋されていないゴムは、未架橋の状態で液状であり、架橋反応させることで固形状のゴムとなるものである。液状のときに、多孔質母材の多孔質フッ素樹脂の空孔内に浸入させ、その後架橋反応させてゴムとする。

0056

液状のゴム(未架橋)の粘度は、多孔質母材の空孔へ含浸できる程度であればよく、特に限定されないが、多孔質母材として、例えば多孔質フッ素樹脂を用いる場合、多孔質フッ素樹脂の空孔への浸入のし易さを考慮すると、25℃で1000ポイズ以下であることが望ましい。粘度が大きすぎると、多孔質フッ素樹脂の空孔内への浸入が困難となるため、例えば希釈して20%〜30%粘度を小さくする。

0057

フッ素エラストマーには、例えばカーボン粒子、金属微粒子、その他の無機粉体などを、複合部材に要求される特性が損なわれない範囲で含有させてもよく、これにより強度の向上、導電性の付与、熱伝導性の制御などが可能になる。

0058

複合部材の硬度は、フッ素エラストマーの硬度により調整でき、例えば、複合部材の硬度としては、デュロメータA硬度で80以下であることが望ましく、複合部材の硬度が大きすぎると、フッ素エラストマーを設けることによる効果が十分に確保できないことがある。また、フッ素エラストマーは、引張強さが0.1MPa以上であることが望ましく、フッ素エラストマーの引張強さが小さすぎると、複合部材の強度が弱くなるため、複合部材の耐久性が不十分となることがある。

0059

(複合部材)
この発明にかかる複合部材は、図1に示すように、多孔質母材1の空孔内に、フッ素エラストマー2が充填されてなる構造であり、多孔質母材1の弾力性及び伸縮性に劣る特性をゴム化によって弾性を得て引っ張り強度と伸縮が増し、かつ薄膜化が可能で、しかもフッ素エラストマー2の充填割合を制御することで、自由に引っ張り強度と伸縮を変化させることができる。また、複合部材は、耐熱性、耐薬品性タック性を有する。

0060

図1(a)に示す複合部材は、フッ素エラストマー2が、多孔質母材1の両側の外表面から内部の空孔1a内に充填されてなる。図1(b)に示す複合部材は、フッ素エラストマー2が、多孔質母材1の片側の外表面から内部の空孔1a内に充填されてなる。複合部材は、多孔質母材1の外表面から内部全体がゴム化によって弾性を得て引っ張り強度と伸縮が増し、かつ薄膜化が可能である。図1(c)に示す複合部材は、フッ素エラストマー2が、多孔質母材1の内部の空孔1a内のみに充填されてなることで、多孔質母材1の内部のみがゴム化によって弾性を得て引っ張り強度と伸縮が増し、かつ薄膜化が可能である。

0061

多孔質母材1は、多孔質フッ素樹脂であり、より薄膜化が可能で、しかも充填は多孔質母材1の表面から行なうことにより分布が全体にほぼ均一に形成され、成形が容易である。多孔質フッ素樹脂が、多孔質ポリテトラフルオロエチレンであり、ゴム化によって弾性を得て引っ張り強度と伸縮が増し、より薄膜化が可能である。

0062

多孔質母材1が、ロール形状であり、複合部材を定着ロールなどの表面材として耐熱性好ましく用いることができる。多孔質母材1が、ベルト形状であり、複合部材を搬送ベルト、定着ベルトなどの基材、あるいは表面材として好ましく用いることができる。

0063

画像形成装置には、定着装置が備えられ、この定着装置はトナー定着部体を有し、このトナー定着部体を構成する定着ロール、搬送ベルト、定着ベルトなどに複合部材が好ましく用いられる。

0064

多孔質母材1が、チューブ形状であり、複合部材を液供給チューブなどに好ましく用いることができる。また、多孔質母材1が、シート形状であり、複合部材を種々の用途のシート状部品などに好ましく用いることができる。

0065

化学・医療用装置には、化学・医療用部品が備えられ、化学・医療用部品は、液供給チューブ、種々の用途のシート状部品などを有し、液供給チューブ、種々の用途のシート状部品などに複合部材が好ましく用いられる。例えば、実験液を供給するチューブ点滴液を供給するチューブとして液供給チューブを用いることができ、この場合液供給チューブは弾力性、耐薬品性に優れる。また、例えば、化学品を置くシート手術用具を置くシートとしてシート状部品を用いることができ、この場合シート状部品は弾力性、耐薬品性に優れる。

0066

加工装置には、加工搬送部品が備えられ、加工搬送部品は、ベルト形状部品、シート形状部品を有し、複合部材が好ましく用いられる。例えば、リフロー半田付きの搬送用のシート及びベルトとしてベルト形状部品、シート形状部品を用いることができ、この場合ベルト形状部品、シート形状部品が耐熱性、タック性に優れ、搬送部品を確実に搬送することができる。また、例えば、半導体用シリコンウエハを搬送するハンドリングとしてシート形状部品を用いることができ、この場合シート形状部品がタック性に優れ、半導体用シリコンウエハをタックして確実に搬送することができる。また、シート形状部品が磨耗などで交換する場合にも、搬送台に置くだけでタックしてセットでき交換が容易である。また、マスキング材パッキン材としてシート形状部品を用いることができ、この場合シート形状部品が弾性や耐薬品性に優れる。

0067

流体制御装置には、流体制御部品が備えられ、流体制御部品は、チューブ形状部品、シート状部品を有し、複合部材が好ましく用いられる。例えば、液体など供給するチューブ形状部品として用いることができ、この場合チューブ形状部品が耐熱性、耐薬品性に優れる。また、例えば、流体の制御を行うバルブダイアフラムとしてシート状部品を用いることができ、この場合シート状部品が耐熱性、耐薬品性に優れる。

0068

(複合部材の製造方法)
複合部材の製造方法としては、液状のフッ素エラストマーを加熱加圧し、加熱加圧した液状のフッ素エラストマーを多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、多孔質母材にフッ素エラストマーを充填した複合部材を製造し、多孔質母材の空孔内に液状のフッ素化ポリエーテル骨格がシリコーン架橋されているゴムを充填する方法であれば特に限定されない。

0069

多孔質母材として、多孔質フッ素樹脂の空孔内に、液状のフッ素化ポリエーテル骨格がシリコーン架橋されているゴムを充填する方法としては、未架橋ゴムを液状の流動可能な状態として細孔内に含浸させるなどして充填し、その後架橋させる。未架橋ゴムを液状の流動可能な状態とするには、溶媒に溶解または分散させ希釈化する。

0070

液状の未架橋ゴムを多孔質フッ素樹脂の空孔内に充填する方法としては、例えば、液状の未架橋ゴムを満たした浴中に多孔質フッ素樹脂を浸漬する方法、液状の未架橋ゴムを多孔質フッ素樹脂に転写法遠心分離法リング塗工などで塗布する方法、注型内にセットした多孔質フッ素樹脂に液状の未架橋ゴムを注入して含浸する方法などがある。
(実施例)
以下、実施例に基づいてこの発明を詳細に述べる。ただし、この実施例はこの発明を制限するものではない。

0071

多孔質母材として、多孔質フッ素樹脂であるシート状の多孔質ポリテトラフルオロエチレンを用いた。多孔質ポリテトラフルオロエチレンは、厚さ40μm、空孔径0.1μm〜1μm、空孔率40%〜50%を使用した。

0072

液状のフッ素エラストマーとして、信越化学工業株式会社製の商品名「SIFEL」)を用いた。信越化学工業株式会社製の商品名「SIFEL」は、一液型のSIFEL3155を用い、この一液型のSIFEL3155の物性は以下の通りである。

0073

一般特性硬度55
硬化前物性外観乳白色液状、粘度23℃ 40Pa・s
硬化後物性
比重23℃ 1.87
硬度 55
引張強さ 7.8MPa
伸び% 250
引裂強さ9.8KN/m
図1(a)に示す複合部材の製造は、図2(a)に示すように、下型10と上型11との間に、シート状の多孔質ポリテトラフルオロエチレン1を入れ、上型11からフッ素エラストマーの原液を1回目の注入し、下型10と上型11の型により加圧加熱により成形する。この加熱にて、フッ素エラストマーの原液をゲル化状態にし、この液状から固体になる進行過程の温度は、40℃〜80℃が目安である。

0074

次に、図2(b)に示すように、下型10からフッ素エラストマーの原液を2回目の注入し、下型10と上型11の型により加圧加熱により成形する。この加熱にて、フッ素エラストマーの原液をゲル化状態にし、この液状から固体になる進行過程の温度は、40℃〜80℃が目安である。

0075

このフッ素エストラマーは、必要に応じて20%〜80%に希釈することもある。フッ素エストラマーは、真空脱泡を行い金型に注入し、注入量はフッ素エラストマーが多孔質ポリテトラフルオロエチレン1の両側の外表面から内部の空孔内に充填される量であり、この注入量が確認されたならば、150℃で10分の1次加硫処理を行った後、脱型をして200℃で4時間の2次加硫処理をへて、図1(a)に示す複合部材が製造された。

0076

図1(b)に示す複合部材の製造は、図3に示すように、下型10と上型11との間に、シート状の多孔質ポリテトラフルオロエチレン1を入れ、上型11からフッ素エラストマーの原液を注入し、下型10と上型11の型により加圧加熱により成形する。この加熱にて、フッ素エラストマーの原液をゲル化状態にし、この液状から固体になる進行過程の温度は、40℃〜80℃が目安である。

0077

このフッ素エストラマーは、必要に応じて20%〜80%に希釈することもある。フッ素エストラマーは、真空脱泡を行い金型に注入し、注入量はフッ素エラストマーが多孔質ポリテトラフルオロエチレン1の片側の外表面から内部の空孔内に充填される量であり、この注入量が確認されたならば、150℃で10分の1次加硫処理を行った後、脱型をして200℃で4時間の2次加硫処理をへて、図1(b)に示す複合部材が製造された。

0078

図1(c)に示す複合部材の製造は、図3に示すように、下型10と上型11との間に、シート状の多孔質ポリテトラフルオロエチレン1を入れ、上型11からフッ素エラストマーの原液を注入し、下型10と上型11の型により加圧加熱により成形する。この加熱にて、フッ素エラストマーの原液をゲル化状態にし、この液状から固体になる進行過程の温度は、40℃〜80℃が目安である。

0079

このフッ素エストラマーは、必要に応じて20%〜80%に希釈することもある。フッ素エストラマーは、真空脱泡を行い金型に注入し、注入量はフッ素エラストマーが多孔質ポリテトラフルオロエチレン1の内部の空孔内のみに充填される量であり、この注入量が確認されたならば、150℃で10分の1次加硫処理を行った後、脱型をして200℃で4時間の2次加硫処理をへて、図1(c)に示す複合部材が製造された。

0080

図4は多孔質ポリテトラフルオロエチレンへの液状のフッ素エラストマーの含浸を示す図であり、図4(a)は液状のフッ素エラストマーを含浸する前の多孔質ポリテトラフルオロエチレンの表面を示し、表面には多数の空孔が現れている。この多孔質ポリテトラフルオロエチレンに、図2及び図3に示すようにして液状のフッ素エラストマーを含浸した。図4(b)は図2に示すようにして多孔質ポリテトラフルオロエチレンの表面と裏面の両側から液状のフッ素エラストマーを含浸したものであり、液状のフッ素エラストマー100%含浸は表面と裏面ともに空孔がフッ素エラストマーによってふさがっている様子が窺える。図4(c)は図3に示すようにして多孔質ポリテトラフルオロエチレンの表面から液状のフッ素エラストマーを含浸したものであり、液状のフッ素エラストマー25%含浸は表面の空孔がフッ素エラストマーによってふさがっているが、裏面から見ると空孔に隙間があるのが窺える。また、多孔質ポリテトラフルオロエチレンの表面から液状のフッ素エラストマーを含浸し、液状のフッ素エラストマー20%含浸は、図示していないが表面と裏面の空孔に隙間があるのが窺えた。
[ロール形状部品]
複合部材は、図5に示すように、多孔質母材の多孔質ポリテトラフルオロエチレンがロール形状であり、この多孔質ポリテトラフルオロエチレンを用いてロール形状多孔質母材20を製造した。多孔質ポリテトラフルオロエチレンのロール形状は、所定の寸法に加工され、収縮率を考慮したロール形状多孔質母材20である。

0081

ロール形状多孔質母材20は、図6(a)に示すように、外径型30の内部にセットし、図6(b)に示すように、ロール形状多孔質母材20の内部に加圧空気を供給し、外径型30の内部の形状に沿って膨らまし、必要な内径を成形する。

0082

このようにして、出来上がったロール形状多孔質母材20を外径型30から取り出し、使用温度まで、例えば200℃〜250℃エージングし、直径40mmの内径まで加熱収縮をする。このエージングしたロール形状多孔質母材20を、図7(a)に示すように、プライマー処理をした芯金31にかぶせる。

0083

タンク32に貯留された真空脱泡した液状のフッ素エストラマーを、図7(b)に示すように、芯金31にかぶせたロール形状多孔質母材20に浸漬して真空含浸を行う。但し、この時液状のフッ素エストラマーを20%〜80%の間で希釈し、必要な希釈量で調整にすることもできる。

0084

所定量に含浸されたロール形状多孔質母材20を、図7(c)に示すように、加熱機33によって加熱してロール形状多孔質母材20の収縮によって、ロール形状多孔質母材20を芯金31に固着させる。この状態で、150℃10分の1次加硫を行い、続いて2次加硫200℃で4時間の処理で所望のロール形状部品が製造でき、ロール表面に残ったフッ素エストラマーは簡単には剥がすことができる。

0085

[チューブ形状部品]
複合部材は、多孔質母材の多孔質ポリテトラフルオロエチレンがチューブ形状であり、この多孔質ポリテトラフルオロエチレンを用いてチューブ形状多孔質母材は、ロール形状多孔質母材と同様に成形される。液状のフッ素エストラマーを注型する金型の中子にチューブ形状多孔質母材をセットし、この金型に液状のフッ素エストラマーを金型に注入し、チューブ形状多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、フッ素エラストマーを充填したロール形状多孔質母材と同様に製造される。

0086

[ベルト形状部品]
複合部材は、多孔質母材の多孔質ポリテトラフルオロエチレンがベルト形状であり、この多孔質ポリテトラフルオロエチレンを用いてベルト形状多孔質母材は、ロール形状多孔質母材と同様に成形され、液状のフッ素エストラマーを金型に注入し、ベルト形状多孔質母材の表面側から空孔内に充填し、フッ素エラストマーを充填したロール形状多孔質母材と同様に製造される。

0087

[シート形状部品]
複合部材は、多孔質母材の多孔質ポリテトラフルオロエチレンがシート形状であり、この多孔質ポリテトラフルオロエチレンを用いてシート形状多孔質母材は、図2及び図3に示したように、シート形状多孔質母材の表面側から空孔内に充填して製造される。

0088

ロール形状部品、チューブ形状部品、ベルト形状部品及びシート形状部品は、多孔質母材またはフッ素エラストマーに、あるいは多孔質母材及びフッ素エラストマーに、例えばカーボン粒子、金属微粒子、その他の無機粉体などを、複合部材に要求される特性が損なわれない範囲で含有させてもよく、これにより導電性の付与、熱伝導性の制御などが可能になり、静電気の除去、ごみ付着の防止ができる。

0089

カーボン粒子をフッ素系溶剤テトラゾールF(パーフルオロアルカン)に分散し、多孔質母材に含浸させる。そして、多孔質母材を40℃〜80℃で加熱してフッ素系溶剤テトラゾールF(パーフルオロアルカン)を除去し、これにより多孔質母材の内部にカーボン粒子が残留して高抵抗106 〜 1010 Ωを得ることができた。

0090

また、カーボン粒子を液状のフッ素エストラマーの原液400Poise〜2000Poiseに稀釈剤と共に分散させ、液状のフッ素エストラマーを多孔質母材に含浸させ、これにより多孔質母材の内部にフッ素エストラマーと共にカーボン粒子が残留して高抵抗106 〜 1010 Ωを得ることができた。

0091

この発明は、多孔質母材にフッ素エラストマーが充填されてなる複合部材、トナー定着部体、定着装置、化学・医療用部品、化学・医療用装置、加工搬送部品、加工装置、流体制御部品、流体制御装置及び複合部材の製造方法に適用可能であり、弾性を有しない多孔質母材を弾性化し、かつ薄膜化を可能とする。

図面の簡単な説明

0092

複合部材を示す模式図である。
複合部材の製造を示す模式図である。
複合部材の製造を示す模式図である。
多孔質ポリテトラフルオロエチレンへの液状のフッ素エラストマーの含浸を示す図である。
多孔質母材を示す斜視図である。
ロール形状部品の製造を示す工程図である。
ロール形状部品の製造を示す工程図である。

符号の説明

0093

1多孔質ポリテトラフルオロエチレン
10下型
11上型
20ロール形状多孔質母材
30外径型
31芯金
32タンク
33 加熱機

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