特許 7581583 成形体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】成形体

(51)【国際特許分類】

   B32B 1/08 20060101AFI20241106BHJP

   B32B 27/34 20060101ALI20241106BHJP

   B32B 27/30 20060101ALI20241106BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20241106BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

B32B1/08 B

B32B27/34

B32B27/30 D

G03G15/20 515

G03G15/00 551

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021561340

(86)(22)【出願日】2020-11-18

(86)【国際出願番号】 JP2020042930

(87)【国際公開番号】W WO2021106701

(87)【国際公開日】2021-06-03

【審査請求日】2023-05-22

(31)【優先権主張番号】P 2019214474

(32)【優先日】2019-11-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】599109906

【氏名又は名称】住友電工ファインポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100159499

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 義典

(74)【代理人】

【識別番号】100120329

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 一規

(72)【発明者】

【氏名】グェン ホン フク

【審査官】▲辻▼ 弘輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１４６８３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０７６４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３２８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２８１８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０４２７１５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００８／０９９８１０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ３２Ｂ １／００－４３／００

Ｇ０３Ｇ １３／２０

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｂ２９Ｃ ６３／００－６３／４８

Ｆ１６Ｃ １３／００－１５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリイミドを主成分とする円筒状の基材層と、
上記基材層の内周面側に積層され、ポリエーテルエーテルケトンを主成分とする摺動層と、
上記基材層の外周面側に積層され、フッ素樹脂を主成分とする最外層と
を備え、
上記摺動層が上記成形体の内周表面を構成し、
上記基材層における上記ポリイミドの含有量が７０体積％以上１００体積％以下であり、
上記摺動層における上記ポリエーテルエーテルケトンの含有量が５１体積％以上１００体積％以下であり、
上記最外層におけるフッ素樹脂の含有量が５０体積％以上である成形体。

【請求項2】

上記摺動層の平均厚さが５μｍ以上１００μｍ以下である請求項１に記載の成形体。

【請求項3】

上記基材層の外周面側かつ上記最外層の内周面側に積層され、ゴムを主成分とする弾性層をさらに備え、
上記弾性層におけるゴムの含有量が７０質量％以上１００質量％以下である請求項１又は請求項２に記載の成形体。

【請求項4】

上記基材層における上記ポリイミドの含有量が９９．５体積％以上１００体積％以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成形体。

【請求項5】

上記摺動層における上記ポリエーテルエーテルケトンの含有量が７０体積％以上１００体積％以下である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の成形体。

【請求項6】

上記弾性層におけるゴムの含有量が９９質量％以上１００質量％以下である請求項３に記載の成形体。

【請求項7】

上記摺動層の平均厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の成形体。

【請求項8】

上記摺動層の内周面の算術平均粗さＲａが１．４μｍ以上３．３μｍ以下である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の成形体。

【請求項9】

上記摺動層の内周面の十点平均粗さＲｚが６．８μｍ以上１１．７μｍ以下である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の成形体。

【請求項10】

上記基材層がフィラーを含有し、
上記フィラーが、チタン酸化合物、酸化チタン、カーボンナノチューブ、天然黒鉛、炭素繊維、ガラス繊維、ワラステナイトから選ばれる一種以上である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の成形体。

【請求項11】

上記弾性層が加硫されたゴムを含む請求項３又は請求項６のいずれか１項に記載の成形体。

【請求項12】

上記最外層が上記成形体の外周表面を構成する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の成形体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、成形体に関する。本出願は、２０１９年１１月２７日出願の日本出願第２０１９‐２１４４７４号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。

【背景技術】

【0002】

複写機、レーザービームプリンター等の画像形成装置では、印刷及び複写の最終段階では一般に熱定着方式が採用されている。この熱定着方式は、加熱源を内周面に設けた定着ローラと加圧ローラとの間にトナー画像が転写された印刷用紙等の被転写物を通過させることで、未定着のトナーを加熱溶融し、被転写物にトナーを定着させて画像を形成する方式である。

【0003】

上記定着ローラとしては、例えば成型性の観点からポリイミドにより管状の芯体を形成した構造のものが使用されている。このポリイミド管状体は、内周面側に設けられたニッププレートと摺動接触することにより摩耗し、摩耗屑が発生しやすい。さらに、ポリイミドの摩耗屑同士が凝集し合って大きな塊となり、摩耗を促進するおそれがある。また、ポリイミド管状体を使用した場合、初期摩擦係数が高いことにより、トルクが大きくなるおそれもある。これらの課題に対し、潤滑剤を添加したポリイミドを用いた定着装置用フィルム管状体が開示されている（特開２００１－５６６１５号公報参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－５６６１５号公報

【発明の概要】

【0005】

本開示の一態様に係る成形体は、ポリイミドを主成分とする円筒状の基材層と、上記基材層の内周面側に積層され、ポリエーテルエーテルケトンを主成分とする摺動層と、上記基材層の外周面側に積層され、フッ素樹脂を主成分とする最外層とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、第１実施形態に係る成形体を示す模式的横断面図である。

【図2】図２は、第２実施形態に係る成形体を示す模式的横断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

［本開示が解決しようとする課題］
近年、オフィス‐オートメーション（ＯＡ：ｏｆｆｉｃｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）分野においては印刷の高速化及び耐久性のさらなる向上が要求されており、上記公報に記載のように潤滑剤を添加したポリイミドを用いた管状体からなる定着ローラでは、内周面における耐摩耗性の向上や摩擦係数の低減低下に対して改善の余地がある。

【0008】

本開示はこのような事情に基づいてなされたものであり、ポリイミドを主成分とする基材層を用いた場合においても、耐摩耗性が高く、摺動特性に優れる成形体を提供することを目的とする。

【0009】

［本開示の効果］
本開示の一態様に係る成形体は、ポリイミドを主成分とする基材層を用いた場合においても、耐摩耗性が高く、摺動特性に優れる。

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。

【0011】

本開示の一態様に係る成形体は、ポリイミドを主成分とする円筒状の基材層と、上記基材層の内周面側に積層され、ポリエーテルエーテルケトンを主成分とする摺動層と、上記基材層の外周面側に積層され、フッ素樹脂を主成分とする最外層とを備える。

【0012】

当該成形体は、ポリイミドを主成分とする基材層の内周面側に積層され、ポリエーテルエーテルケトンを主成分とする摺動層を備えるので、成型性が良好なポリイミド基材の特性を維持しながら成形体の摩擦係数を低減し、トルク上昇に対する抑制効果に優れる。さらに、フッ素樹脂を主成分とする最外層を備えるので、離型性を向上できる。従って、本開示の一態様に係る成形体は、加工性が良好なポリイミドを基材層に用いながら、耐摩耗性が高く、摺動特性に優れ、耐久性を向上できる。

【0013】

上記摺動層の平均厚さが５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。上記摺動層の平均厚さが上記範囲であることで、当該成形体の耐摩耗性をより向上できる。ここで「平均厚さ」とは、任意の十点において測定した厚さの平均値をいう。

【0014】

当該成形体は、上記基材層の外周面側かつ上記最外層の内周面側に積層され、ゴムを主成分とする弾性層をさらに備えることが好ましい。上記最外層は、フッ素樹脂を主成分とするため、弾性が比較的低くなり易い。しかし、当該成形体においては、ゴムを主成分とする弾性層が、基材層の外周面側かつフッ素樹脂を主成分とする最外層の内周面側に積層されることで、最外層の弾性が向上する。

【0015】

ここで、「主成分」とは、含有量の最も多い成分であり、例えば含有量が５０体積％以上の成分を指す。

【0016】

当該成形体において、上記基材層における上記ポリイミドの含有量が７０体積％以上１００体積％以下であることが好ましい。この形態によると、上記成形体の柔軟性及び耐熱性が向上する。

【0017】

当該成形体において、上記基材層における上記ポリイミドの含有量が９９．５体積％以上１００体積％以下であることが好ましい。この形態によると、上記成形体の柔軟性及び耐熱性がさらに向上する。

【0018】

当該成形体において、上記摺動層における上記ポリエーテルエーテルケトンの含有量が５１体積％以上１００体積％以下であることが好ましい。この形態によると、摺動層の耐摩耗性が向上する。

【0019】

当該成形体において、上記摺動層における上記ポリエーテルエーテルケトンの含有量が７０体積％以上１００体積％以下であることが好ましい。この形態によると、摺動層のさらに耐摩耗性が向上する。

【0020】

当該成形体において、上記最外層におけるフッ素樹脂の含有量が５０体積％以上であることが好ましい。この形態のよると、最外層の耐摩耗性が向上する。

【0021】

当該成形体において、上記弾性層におけるゴムの含有量が７０質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。このような弾性層が最外層の内周面側に積層されることで、最外層の弾性が向上する。

【0022】

当該成形体において、上記弾性層におけるゴムの含有量が９９質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。このような弾性層が最外層の内周面側に積層されることで、最外層の弾性がより向上する。

【0023】

当該成形体において、上記摺動層の平均厚さが１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。この形態によると、摺動層の成膜性が向上する。

【0024】

当該成形体において、上記摺動層の内周面の算術平均粗さＲａが１．４μｍ以上３．３μｍ以下であることが好ましい。この形態によると、摺動層の内周面の滑り性が向上する。

【0025】

当該成形体において、上記摺動層の内周面の十点平均粗さＲｚが６．８μｍ以上１１．７μｍ以下であることが好ましい。この形態によると、摺動層の内周面の滑り性が向上する。

【0026】

当該成形体において、上記基材層がフィラーを含有し、上記フィラーが、チタン酸化合物、酸化チタン、カーボンナノチューブ、天然黒鉛、炭素繊維、ガラス繊維、ワラステナイトから選ばれる一種以上であることが好ましい。この形態によると、上記成形体の耐摩耗性をより向上できる。

【0027】

当該成形体において、上記弾性層が加硫されたゴムを含むことが好ましい。この形態によると、上記弾性層の弾性をより向上でき、その結果、成形体の弾性がより向上する。

【0028】

当該成形体において、上記摺動層が上記成形体の内周表面を構成する。この形態によると、内周表面にポリエーテルエーテルケトンを主成分とする摺動層を含むので摺動特性に優れる。また、当該成形体において、上記最外層が上記成形体の外周表面を構成する。この形態によると、外周表面にフッ素樹脂を主成分とする最外層を備えるので離型性に優れる。

【0029】

［本開示の実施形態の詳細］
以下、本開示の実施形態に係る成形体について図面を参照しつつ詳説する。

【0030】

［第１実施形態］
＜成形体＞
第１実施形態に係る成形体は、円筒状の基材層と、上記基材層の内周面側に積層される摺動層と、上記基材層の外周面側に積層され、フッ素樹脂を主成分とする最外層とを備える。図１は、第１実施形態に係る成形体１を示す模式的断面図である。成形体１は、円筒状の基材層２と、基材層２の内周面に積層される摺動層３と、基材層２の外周面に積層され、フッ素樹脂を主成分とする最外層４とを備える。摺動層３は成形体１の内周表面Ａを構成し、最外層４は成形体１の外周表面Ｂを構成する。成形体１は、円筒形状を有することで、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の定着ユニットにおける定着ローラ、加熱ローラ、現像ユニットにおける現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、他の部分におけるエンドレスベルトを支持するためのローラ、排紙用ローラ、ゴミ取りローラ、搬送ローラ等、種々の回転体（ローラ）に好適に用いることができる。

【0031】

成形体１の平均厚さの下限としては、特に限定されないが、例えば３０μｍが好ましく、上記平均厚さの上限としては、例えば１５０μｍが好ましい。

【0032】

［基材層］
基材層２の形状は、円筒状であり、画像形成装置の種々の回転体（ローラ）に好適に用いることができる。

【0033】

基材層２は、ポリイミドを主成分とする。上記ポリイミドは、比較的軽量であり、かつ耐熱性及び柔軟性に優れる。基材層２がポリイミドを主成分とすることで、成型性が良好となる。ポリイミドとは、分子内にイミド結合を有する樹脂である。ポリイミドは、例えば酸成分としてのテトラカルボン酸又はその無水物と、アミン成分としてのジアミン化合物とを反応溶媒中で重縮合反応させ、得られたポリイミド前駆体を加熱等により脱水閉環させることにより得ることができる。

【0034】

上記テトラカルボン酸又はその無水物としては、例えばピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’－ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ベンゼン－１，２，３，４－テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン－２，３，６，７－テトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’－ジフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’’，３，３’’－ｐ－テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）－プロパン二無水物、ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、３，３’，４，４’－ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，１－ビス（２，３－ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ペリレン－３，４，９，１０－テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン－１，２，７，８－テトラカルボン酸二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン－１，２，３，４－テトラカルボン酸二無水物等の脂環式酸無水物、ピラジン－２，３，５，６－テトラカルボン酸二無水物等の複素環誘導体などが挙げられる。上記テトラカルボン酸又はその無水物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0035】

上記ジアミン化合物としては、例えば２，２－ジ（ｐ－アミノフェニル）－６，６’－ビスベンゾオキサゾール、ｐ－フェニレンジアミン、ｍ－フェニレンジアミン、４，４’－ジアミノジフェニルプロパン、２，２－ビス［４－（４－アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、４，４’－ジアミノジフェニルスルホン、４，４’－ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、４，４’－ジアミノ－ｐ－テルフェニル、ｐ－ビス（２－メチル－４－アミノペンチル）ベンゼン、１，５－ジアミノナフタレン、２，４－ジアミノトルエン、ｍ－キシレン－２，５－ジアミン、ｍ－キシリレンジアミン等の芳香族ジアミン、ピペラジン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンなどが挙げられる。上記ジアミン化合物は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0036】

基材層２におけるポリイミドの含有量の下限としては、５０体積％が好ましく、７０体積％がより好ましく、８０体積％がさらに好ましく、９０体積％がさらに好ましく、９９．５体積％が特に好ましい。
また、上記含有量は１００体積％であってもよい。すなわち、基材層２は、ポリイミドのみからなり、バインダー等を含有しないポリイミド層であってもよい。上記含有量が上記下限より小さい場合、成形体１の柔軟性及び耐熱性が不十分となるおそれがある。

【0037】

基材層２は、フィラーを含有してもよい。基材層２がフィラーを含有することで、当該成形体の導電性を向上できる。

【0038】

上記フィラーとしては、公知のものを使用でき、例えばチタン酸カリウム、チタン酸アルミニウム等のチタン酸化合物、酸化チタン、カーボンナノチューブ、天然黒鉛、炭素繊維、ガラス繊維、ワラステナイトなどが挙げられる。上記フィラーは複数の種類を用いることができる。

【0039】

フィラーの形状としては、当該成形体の耐摩耗性をより向上できる観点から、針状又は鱗片状が好ましい。ここで、「針状」とは、アスペクト比（フィラーの径と長さの比）が１．５以上、好ましくは２以上である形状を意味する。フィラーの長さ方向に垂直な断面形状は円に限らない。フィラーの上記断面が円でない場合は断面の最大長さを径としてアスペクト比を求める。また、「鱗片状」とは、薄片状、板状も含む。

【0040】

基材層２の平均厚さとしては、十分な強度を維持できれば特に限定されず、例えば５μｍ以上３００μｍ以下が好ましい。

【0041】

［摺動層］
摺動層３は、基材層２の内周面に積層される。摺動層３は、ポリエーテルエーテルケトンを主成分とする。摺動層３が、ポリエーテルエーテルケトンを主成分とすることで、成形体１の耐摩耗性が高く、摺動特性に優れる。

【0042】

摺動層３の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、１０μｍがより好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、１００μｍが好ましく、５０μｍがより好ましく、３０μｍがさらに好ましい。上記平均厚さが５μｍ未満の場合、摺動層３の成膜性が低下するおそれがある。逆に、上記平均厚さが１００μｍを超える場合、成形体１の熱伝導性が低下するおそれがある。なお、上記「平均厚さ」は、摺動層３の長さ方向に垂直な断面における摺動層の厚みを、光学顕微鏡で任意の１０か所測定し、その平均値を「平均厚さ」とする。

【0043】

摺動層３におけるポリエーテルエーテルケトンの含有量の下限としては、５０体積％が好ましく、５１体積％がより好ましく、７０体積％がさらに好ましい。また、摺動層３におけるポリエーテルエーテルケトンの含有量は、１００体積％であってもよい。摺動層３におけるポリエーテルエーテルケトンの含有量が上記下限未満の場合、摺動層３の耐摩耗性が低下し、成形体１の耐摩耗性が不十分となるおそれがある。

【0044】

摺動層３は、ポリエーテルエーテルケトン以外に、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－パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（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）、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）又はこれらの組合せをさらに含有することが好ましく、これらの中でもポリテトラフルオロエチレンをさらに含有することがより好ましい。摺動層３がポリエーテルエーテルケトンを主成分とするとともに、上記樹脂成分をさらに含有することで、耐摩耗性及び耐熱性をより向上できる。

【0045】

（最外層）
最外層４は、フッ素樹脂を主成分とする。最外層４は、フッ素樹脂を主成分とするため、耐摩耗性に優れる。最外層４において、フッ素樹脂の含有量は好ましくは５０体積％以上である。最外層４は、本開示の効果を損なわない範囲において、他の任意成分を含有してもよい。

【0046】

上記フッ素樹脂としては、例えば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－パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（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）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン－エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン－エチレン共重合（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、フルオロオレフィン－ビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン－四フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン－六フッ化プロピレン共重合体等が挙げられる。上記フッ素樹脂としては、これらの中で、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ及びＦＥＰが好ましく、ＰＦＡ及びＰＴＦＥがより好ましく、耐摩耗性、耐薬品性及び耐熱性の観点からＰＴＦＥがさらに好ましい。上記フッ素樹脂は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0047】

なお、上記フッ素樹脂は、本開示の効果を損なわない範囲において、他の共重合性モノマーに由来する構造単位を含んでいてもよい。例えば、ＰＴＦＥは、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）、ヘキサフルオロプロピレン、（パーフルオロアルキル）エチレン、クロロトリフルオロエチレン等の構造単位を含んでいてもよい。上記他の共重合性モノマーに由来する構造単位の含有量の上限としては、上記フッ素樹脂を構成する全構造単位に対して、例えば３モル％である。

【0048】

最外層４の平均厚さの下限としては、５μｍが好ましく、２０μｍがより好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、５０μｍが好ましく、４０μｍがより好ましい。上記平均厚さが５μｍ未満の場合、成形体１の耐久性低下のおそれがある。逆に、上記平均厚さが５０μｍを超える場合、成形体１の弾性が低下するおそれがある。

【0049】

［成形体の製造方法］
当該成形体の製造方法は、例えばポリイミドを主成分とする円筒状の基材層の内周面側に、ポリエーテルエーテルケトンを主成分とする摺動層を積層する工程と、基材層の外周面側に、フッ素樹脂を主成分とする最外層を積層する工程とを備えることが好ましい。当該成形体の製造方法は、上記工程を備えることで、耐摩耗性が高く、摺動特性に優れる成形体を製造できる。

【0050】

（摺動層を積層する工程）
本工程では、ポリイミドを主成分とする円筒状の基材層の内周面側に摺動層を積層する。始めにポリエーテルエーテルケトンを主成分とする摺動層用樹脂組成物を調製する。次に、上記摺動層用樹脂組成物を用いて塗工、押出成形、又は射出成型等を行った後に焼成することにより、摺動層が形成される。塗工手段としては、特に限定されず、スプレーコーター、静電塗布装置、フローコーター、ディップコーター等、種々の方法を用いることができる。また、焼成温度としては、例えば１００℃以上５００℃以下とすることができる。

【0051】

（最外層を積層する工程）
本工程では、上記摺動層積層工程後の基材層の外周面側にフッ素樹脂を主成分とする最外層を積層する。上記最外層を積層する方法としては、例えばフッ素樹脂を主成分とする最外層用樹脂組成物の塗工、又はＰＦＡ熱収縮チューブによる被覆等が挙げられる。基材層の外周面に上記最外層用樹脂組成物の塗工を行う場合、上記最外層用樹脂組成物を溶剤に分散、又は溶解させた塗料を基材層の外周面に塗工する。この溶剤としては、フッ素樹脂を効率よく分散できる水と乳化剤、水とアルコール、水とアセトン、水とアルコールとアセトン等の混合液を用いることができる。次に、この塗料を塗工した基材層を加熱炉に入れ加熱し、上記塗料中の溶剤を飛ばすとともにフッ素樹脂を焼成する。フッ素樹脂の焼成温度としては、例えば３００℃以上４００℃以下とすることができる。その後、基材層の外周面を冷却することで最外層を基材層の外周面に形成する。

【0052】

第１実施形態に係る成形体によれば、耐摩耗性が高く、摺動特性に優れる。

【0053】

［第２実施形態］
＜成形体＞
第２実施形態に係る成形体は、上記基材層の外周面側かつ上記最外層の内周面側に積層され、ゴムを主成分とする弾性層をさらに備える。

【0054】

図２は、第２実施形態に係る成形体１０を示す模式的横断面図である。図２の成形体１０は、円筒状の基材層２と、基材層２の内周面に積層される摺動層３と、上記基材層２の外周面に積層される弾性層５と、弾性層５の外周面に積層される最外層４とを備える。なお、基材層２、摺動層３及び最外層４は、第１実施形態と同様であるので同一番号を付して説明を省略する。

【0055】

（弾性層）
上記弾性層５は、基材層２の外周面に積層される。弾性層５は、ゴムを主成分とする。
従って、弾性層５は、十分な弾性を有する。フッ素樹脂を主成分とする最外層４の弾性が比較的低くなり易いが、当該成形体１０においては、ゴムを主成分とする弾性層が、フッ素樹脂を主成分とする最外層の内周面に積層されることで、最外層４の弾性を向上できる。また、弾性層５が最外層４の内周面に積層されることで、弾性層５と最外層４との層間接着力をより向上できる。また、上記ゴムは、加硫されていることが好ましい。上記ゴムが加硫されていることで、弾性層５の弾性をより向上でき、その結果、成形体１０の弾性がより向上する。

【0056】

上記ゴムとしては、特に限定されないが、例えば天然ゴム、合成天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン酢酸ビニルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多流化ゴム等を用いることができる。上記ゴムは、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0057】

弾性層５におけるゴムの含有量の下限としては、７０質量％が好ましく、９０質量％がより好ましく、９９質量％がさらに好ましい。また、弾性層５におけるゴムの含有量は、１００質量％であってもよい。弾性層５におけるゴムの含有量が上記下限より小さい場合、弾性層５の弾性が低下し、成形体１の弾性が不十分となるおそれがある。

【0058】

弾性層５は、ゴム以外の成分として添加剤を含有してもよい。上記添加剤としては、例えば可塑剤、安定剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤、充填材等が挙げられる。このように、弾性層５が上記添加剤を含有することで、弾性層５に所望の特性を付与できる。弾性層５における上記添加剤の含有量の上限としては、特に限定されないが、例えば３０質量％が好ましい。

【0059】

弾性層５の平均厚みとしては、特に限定されず用途に応じて適宜変更可能であるが、例えば０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。

【0060】

＜第２実施形態の成形体の製造方法＞
当該第２実施形態の成形体の製造方法としては、例えば上記第１実施形態の成形体の製造方法の上記摺動層積層工程後の基材層の外周面に弾性層を積層する工程をさらに備える方法が挙げられる。上記弾性層を積層する工程では、始めに、ゴムを主成分とする摺動層用樹脂組成物を調製する。次に、上記摺動層用樹脂組成物を用いて上記摺動層積層工程後の基材層の外周面に塗工、押出成形、又は射出成型等を行った後に固化することにより、弾性層が形成される。なお、弾性層のゴムの加硫は、成形体の製造における任意の時点に行うことができる。

【0061】

第２実施形態に係る成形体によれば、耐摩耗性が高く、摺動特性に優れるとともに、最外層の弾性を向上できる。第２実施形態に係る成形体は、第１実施形態に係る成形体と同様に円筒形状を有することで、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の定着ユニットにおける定着ローラ、加熱ローラ、現像ユニットにおける現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ、他の部分におけるエンドレスベルトを支持するためのローラ、排紙用ローラ、ゴミ取りローラ、搬送ローラ等の種々の回転体（ローラ）に好適に用いることができる。

【0062】

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0063】

当該成形体は、摺動層と基材層との間、最外層と基材層との間、最外層と弾性層との間等に他の層を備えてもよい。上記他の層としては、例えばプライマー層等が挙げられる。

【0064】

また、最外層の内周面に対してはその密着性を向上するために、表面処理を行ってもよい。上記表面処理としては、例えばプラズマ処理、液体アンモニア処理、コロナ処理、テトラエッチ処理、レザーエッチング処理等による粗面化などが挙げられる。

【0065】

また、最外層４に電離放射線を照射してフッ素樹脂を架橋することで、最外層４の耐摩耗性を向上させてもよい。

【実施例】

【0066】

以下、実施例によって本開示をさらに具体的に説明するが、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。

【0067】

＜フィルムＮｏ．１からＮｏ．９＞
成形体の基材層及び摺動層を形成するための基材層用樹脂組成物及び摺動層用樹脂組成物を用いて以下の手順で基材層を備えるフィルムＮｏ．１からＮｏ．３及び基材層及び摺動層を備える２層のフィルムＮｏ．４からＮｏ．９を作製した。上記フィルムＮｏ．１からＮｏ．９を構成する基材層用樹脂組成物及び摺動層用樹脂組成物の組成（体積％）及び摺動層の平均厚さを表１に示す。なお、表１中の「－」は、該当する成分を用いなかったことを示す。

【0068】

（基材層用樹脂組成物）
基材層用樹脂組成物に含有される主成分以外の成分としてフィラーが含まれる。フィラーとしては、針状酸化チタン、鱗片状黒鉛、及びカーボンナノチューブを用いた。

【0069】

（摺動層用樹脂組成物）
摺動層用樹脂組成物の材料としてポリエーテルエーテルケトンを用いた。

【0070】

（フィルムの作成）
表１に記載の組成からなる基材層用樹脂組成物をフィルム状に塗工した。次に、４２０℃まで焼成することによりフィルムＮｏ．１からＮｏ．３を作成した。また、表１に記載の組成からなる基材層用樹脂組成物をフィルム状に塗工することにより形成された塗工層の表面に、ポリエーテルエーテルケトンからなる摺動層用樹脂組成物を塗工することにより積層した。次に、４００℃まで焼成することによりフィルムＮｏ．４からＮｏ．９を作成した。基材層の平均厚さは７０μｍとした。摺動層の平均厚さは表１に示す。

【0071】

［評価］
次に、フィルムＮｏ．１からＮｏ．９について、摩耗性、摩擦性及び表面粗度を評価した。

【0072】

（ピンオンディスク型摩擦摩耗試験による回転摩擦摩耗評価）
ピンオンディスク型摩擦摩耗試験とは、例えば圧子である金属製のピンの先端を試験対象部材の摺動面に垂直に押圧しながら摺動面を回転させることにより、公転摺動させる試験を意味する。摩擦摩耗試験機として、株式会社エーアンド・ディ製の「ＥＦＭ－３－ＥＮ」を用いてピンオンディスク型摩擦摩耗試験を行った。具体的には、フィルムＮｏ．１からＮｏ．９の表面に対し、１８０℃の加熱下で、回転軸を中心とする１つの円周上に配置された直径１７．４ｍｍのステンレス製の２本のピンを押圧荷重０．１４ＭＰａ、回転速度２１０ｒｐｍで２０００秒間摺動させるピンオンディスク型摩擦摩耗試験を行い、その摩耗領域の摩耗深さ［μｍ］を測定した。なお、上記ピンの先端は平面状とした。摩耗試験前の８点の測定による平均厚さと摩擦摩耗試験後の８点の測定による平均厚さとの差を求めて摩耗深さとした。併せて初期における最大摩擦係数（以下、初期最大摩擦係数という。）と、摩擦係数が安定になった時点の摩擦係数（安定時摩擦係数と定義）を測定し、下記に示す初期摩擦上昇量［％］を求めた。
初期摩擦上昇量［％］＝（初期最大摩擦係数－安定時摩擦係数）×１００／安定時摩擦係数

【0073】

（摩擦試験）
（１）静摩擦係数
株式会社島津製作所製「ＡＵＴＯＧＲＡＰＨ」を用い、ＡＳＴＭ－Ｄ（１８９４）に準拠して室温で測定した。
（２）動摩擦係数
株式会社ＲＨＥＳＣＡ製「ＦＰＲ－２１００」において、荷重５００ｇ、圧子である直径３／１６インチのステンレス製のピンを用い、２００℃環境下において往復モードで測定した。
（３）静摩擦上昇量
得られた静摩擦係数及び動摩擦係数の値から下記に示す静摩擦上昇量［％］を算出した。
静摩擦上昇量［％］＝（静摩擦係数－動摩擦係数）×１００／動摩擦係数

【0074】

（表面粗度）
株式会社東京精密製表面粗さ測定器「サーフコム ４０８Ａ」を用い、ＪＩＳ－Ｂ－０６０１（１９９４）に準拠して算術平均粗さ（Ｒａ）及び十点平均粗さ（Ｒｚ）を求めた。Ｒａ及びＲｚは３点で測定し、平均値を求めた。

【0075】

表１に、Ｎｏ．１からＮｏ．９の２層フィルムにおける摩擦摩耗試験、摩擦試験及び表面粗度の評価結果を示す。

【0076】

【表1】

【0077】

表１に示すように、ポリエーテルエーテルケトンからなる摺動層を有するフィルムＮｏ．４からＮｏ．９は、ピンオンディスク型摩耗試験における摩耗量及び初期摩擦上昇量が小さく、摺動中において、摺動層が変形しにくいことがわかる。一方、ポリエーテルエーテルケトンからなる摺動層を有さず、ポリイミドを主成分とする基材層のみからなるフィルムＮｏ．１からＮｏ．３は、摩耗量が大きいとともに、初期摩擦上昇量及び静摩擦上昇量が高く、必要なトルクが大きいと考えられる。また、ポリエーテルエーテルケトンからなる摺動層を有するフィルムＮｏ．４からＮｏ．９は、基材層のみからなるフィルムＮｏ．１からＮｏ．３と比較して表面粗度が非常に大きい。このことから、ポリエーテルエーテルケトンからなる摺動層を有するフィルムＮｏ．４からＮｏ．９は、表面粗度が非常に大きいことで摩耗圧子との接触面が小さくなったことから、滑り性が向上したと推測される。

【0078】

以上の結果、当該成形体は、耐摩耗性が高く、摺動特性に優れることが示された。

【符号の説明】

【0079】

１、１０ 成形体
２ 基材層
３ 摺動層
４ 最外層
５ 弾性層
Ａ 成形体の内周表面
Ｂ 成形体の外周表面

【図1】

【図2】