JP4659241B2 - ポリテトラフルオロエチレン膜及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、単にＰＴＦＥとも言う）薄膜又は厚膜及びその製造方法と、該薄膜を用いた定着ロール及び定着ベルトと、さらにそれらの定着ロール又は定着ベルトを用いた定着装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フィルムの製造方法としては、成形用ＰＴＦＥパウダーを円筒状に予備成形して焼成し、得られた予備成形体を切削してフィルム化するスカイビング製法が一般的に用いられている。
しかしながら、このような従来法は以下のような問題を含む。
▲１▼ミクロボイドが生成し易い。
▲２▼厚さを５０μｍより薄くすることが困難である。
▲３▼白濁性が強く、可視領域の光線透過率が低い（波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が２０％以下）。
▲４▼表面粗さ（Ｒa）を０．１μｍ以下に平滑化することが困難である。
▲５▼引張強度が低い（２０〜５０Ｎ／ｍｍ²）。
一方、特開昭５６−２４４３１号公報には、スカイビング製法によって得られたＰＴＦＥフィルムを３２７〜４５０℃の温度で軟化処理し、その処理中又は処理後に１５０〜４００℃の温度で延伸率１．１〜６．０の延伸を行うＰＴＦＥフィルムの改質方法が開示されている。
この方法によると、厚さが５０μｍ以下で、高強度（引張強度が最大約１６０Ｎ／ｍｍ²）のＰＴＦＥフィルムを製造することができるが、下記の問題を含む。
▲１▼ミクロボイドを完全に無くすことができない。
▲２▼厚さを２０μｍより薄くすることが困難である。また、厚さムラが大きい。
▲３▼可視領域の光線透過率が低い（波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が６０％以下）。
▲４▼表面粗さ（Ｒa）を０．１μｍ以下にすることが困難である。
【０００３】
特開平９−２７８９２７号公報には、基板上に形成した有機溶剤に可溶なフッ素樹脂の薄膜面上に、ＰＴＦＥディスパージョンを塗布乾燥させ、ＰＴＦＥの融点以上の温度で加熱して溶融もしくは焼成し、次いで有機溶剤に可溶なフッ素樹脂を溶解する有機溶剤中に基板とともに浸漬してＰＴＦＥフィルムを分離する、ＰＴＦＥフィルムのキャスティング製法が開示されている。
この方法によると厚さが１０μｍ以下で、表面平滑なＰＴＦＥフィルムを製造することができるが、下記の問題がある。
▲１▼得られるフィルムの引張強度が低い（約２０〜４０Ｎ／ｍｍ²）。
▲２▼得られるフィルムは若干白濁しており、可視領域の光線透過率が低い（波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が約５０〜７０％）。
▲３▼通常、ＰＴＦＥディスパージョンの１回の塗布では、厚さを１０μｍ以上にすることが困難であるため、これ以上の厚さのフィルムを作製するためには、さらに塗布を重ねる必要がある。
【０００４】
特開昭５３−５５３８０号公報には、ＰＴＦＥフィルムを少なくとも二軸方向に各方向の延伸倍率が各々２〜４倍になるように延伸して延伸フィルムを得、次いで該延伸フィルムをＰＴＦＥの融点（３２７℃）以下の温度に保たれた圧延ロールによりその比重が２．１以上になるように圧延するＰＴＦＥフィルムの製法が開示されている。
この方法によると、厚さが薄く、引張強度の高いＰＴＦＥフィルムを製造することができるが、ＰＴＦＥの融点以下の温度で圧延するため、又ＰＴＦＥフィルムが圧延ロールを通過後、数％程度収縮するため、下記の問題がある。
▲１▼表面粗さ（Ｒa）を０．１μｍ以下にすることが困難である。
▲２▼得られるフィルムには白濁化が起こり、可視領域の光線透過率が低い（波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が約６０〜７０％）。
▲３▼厚さムラが発生する。
【０００５】
電子写真における定着ロールの用途では、電子写真学会誌 第３３巻 第１号（１９９４）に記載されているように、弾性ロール用離型表層としてＰＦＡチューブが一般に用いられている。この場合のＰＦＡチューブは、製造上、厚さを２５μｍ以下にすることが困難であるのに加え、耐摩耗性が不十分であるので厚さが薄いと十分な寿命が得られないため、厚さ２５μｍ以下のＰＦＡチューブを表層に用いた定着ロールは実用化されていない。離型表層が厚いと、表層下地にある弾性層の効果が発現しにくく、紙上のトナーを定着する際、紙上の凹凸に対する離型表層表面の追従性が悪くなるため、トナーに対して圧しムラが発生し、その結果画質が低下するという問題がある。また、離型表層が厚いと弾性層の効果を得るために、弾性層の厚さを厚くする必要があり、このため定着可能温度まで離型表層表面の温度を上げるには、多くの熱量が必要となる問題もある。また、定着ベルトに関しても、ＰＦＡチューブ表層を用いた場合、定着ロールと同様の理由により、画質が低下するという問題がある。定着ベルトにおいては、ＰＴＦＥあるいはＰＦＡ等のフッ素樹脂コート表層も一般に使用されるが、耐摩耗性が低く、十分な寿命が確保できなかった。
【０００６】
特開昭６０−１８６８８３号公報には、定着ロールの表層に多孔質ポリテトラフルオロエチレンからなり、少なくともその表面部を無孔に形成したフィルムを用いる方法が開示されている。しかし、この方法の場合、ロール間で加圧して多孔質ポリテトラフルオロエチレンを無孔化するため、得られた表層表面は表面平滑性が低く、表面粗さ（Ｒa）を１．０μｍ以下にすることが困難である。そのため、トナーの離型性が十分でなく、又トナーに対して圧しムラが発生するため、その結果画質が低下するという問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、以下の通りである。
（１）ボイドを含まず、表面平滑性が高く、厚さが薄い又は厚く、且つ透明性の高いＰＴＦＥフィルム及びその製造方法を提供すること。
（２）厚さが２０μｍ以下という薄層のフッ素樹脂表層を有する長寿命、高画質で、且つ低熱量により定着を可能とする定着ロール及び定着ベルトを提供するとともに、それらの定着ロール又は定着ベルトを有する定着装置を提供すること。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、以下に示すポリテトラフルオロエチレン膜及びその製造方法、その定着ロール、定着ベルト及び定着装置が提供される。
（１）ポリテトラフルオロエチレンからなる薄膜であって、その厚さが２０μｍ以下、表面粗さ（Ｒa）が０．１μｍ以下、引張強度が８０Ｎ／ｍｍ²以上、波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が８０％以上であることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン薄膜。
（２）空孔率が１０％以下である前記（１）に記載のポリテトラフルオロエチレン薄膜。
（３）前記（１）〜（２）のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン薄膜を表層に用いたことを特徴とする定着ロール。
（４）前記（１）〜（２）のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン薄膜を表層に用いたことを特徴とする定着ベルト。
（５）前記（３）に記載の定着ロールを用いたことを特徴とする定着装置。
（６）前記（４）に記載の定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置。
（７）ポリテトラフルオロエチレンからなる膜であって、その波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が８０％以上であることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン膜。
（８）多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを該フィルムの融点未満の温度で圧縮した後に、該フィルムの融点以上の温度で圧縮することを特徴とするポリテトラフルオロエチレン膜の製造方法。
（９）多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを圧縮しながら、該フィルムの融点以上の温度をかけた後、圧力を保持した状態で、該フィルムの融点以下の温度まで冷却することを特徴とするポリテトラフルオロエチレン膜の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明によるＰＴＦＥ膜を得るための原料としては、多孔質ＰＴＦＥフィルムを用いる。この多孔質ＰＴＦＥフィルムには、従来公知の延伸又は未延伸の多孔質ＰＴＦＥフィルムが用いられるが、延伸多孔質ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）フィルムが、得られるＰＴＦＥ膜の強度が強いため、特に好ましい。
ここで、ｅＰＴＦＥフィルムとは、ＰＴＦＥのファインパウダーを成形助剤と混合することにより得られるペーストの成形体から、成形助剤を除去した後、高温高速度で延伸、さらに必要に応じて焼成することにより得られるもので、一軸延伸の場合、ノード（折り畳み結晶）が延伸方向に直角に細い島状となっていて、このノード間を繋ぐようにすだれ状にフィブリル（折り畳み結晶が延伸により解けて引出された直鎖状の分子束）が延伸方向に配向している。そして、フィブリル間、又はフィブリルとノードとで画される空間が空孔となった繊維質構造となっている。また、二軸延伸の場合には、フィブリルが放射状に広がり、フィブリルを繋ぐノードが島状に点在して、フィブリルとノードとで画された空間が多数存在するクモの巣状の繊維質構造となっている。
本発明の構成材料であるｅＰＴＦＥフィルムは、１軸延伸ｅＰＴＦＥフィルムであってもよいし、２軸延伸ｅＰＴＦＥフィルムであってもよいが、好ましくは２軸延伸ｅＰＴＦＥフィルムである。２軸延伸されたｅＰＴＦＥフィルムは、２軸方向に延伸されているため、１軸延伸されたｅＰＴＦＥフィルムよりも異方性が低く、ＴＤ方向、ＭＤ方向ともに高い強度のＰＴＦＥ膜を得ることができる。
本発明で原料フィルムとして好ましく用いられるｅＰＴＦＥフィルムにおいて、その空孔率は１０〜９５％、好ましくは４０〜９０％であり、その厚さは５〜５００μｍ、好ましくは５〜２００μｍである。また、そのＴＤ方向の延伸倍率は、１００〜１０００％、好ましくは１５０〜８００％であり、そのＭＤ方向の延伸倍率は、１００〜１０００％、好ましくは１５０〜８００％である。本発明により得られるフィルム（製品フィルム）の縦方向と横方向の引張強度比率は、原料フィルムにおけるそのＴＤ方向とＭＤ方向の延伸倍率で調節することができる。例えば、ＴＤ方向の延伸倍率：４００％、ＭＤ方向の延伸倍率：２００％の条件で製造されたｅＰＴＦＥフィルムを原料フィルムとして用いて作製した製品フィルムにおいて、その原料フィルムのＴＤ方向に相当する方向の引張強度は、原料フィルムのＭＤ方向に相当する方向の引張強度の約２倍となる。
【００１０】
本発明のＰＴＦＥ膜を製造するには、先ず、前記ｅＰＴＦＥフィルムを、第１圧縮工程において、その融点未満の温度で圧縮（加圧）して、圧延フィルムを得る。この場合、その圧縮温度は、ＰＴＦＥの融点よりも低い温度であれば特に制約されないが、通常、１℃以上、好ましくは１００℃以上低い温度である。圧縮温度が融点以上になると、製品フィルムの収縮が大きくなる。その圧縮条件は、得られるフィルムの空孔率が５０％以下、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下となるような条件である。圧縮力は、面圧で通常、０．５〜６０Ｎ／ｍｍ²、好ましくは１〜５０Ｎ／ｍｍ²である。圧縮装置としては、フィルムを圧縮することができる装置であれば特に制約されないが、カレンダーロール装置やベルトプレス装置等、ロール間、又はベルト間を通して圧縮するタイプの装置が好ましく用いられる。カレンダーロール装置やベルトプレス装置を用いれば、ロール間、又はベルト間にフィルムが挟み込まれる際に、ｅＰＴＦＥフィルム内部に含まれる空気やｅＰＴＦＥフィルムの層間に存在する空気が、ｅＰＴＦＥフィルム外部へ押出され易いため、ボイドや皺の無い製品フィルムが得られる。
原料フィルムの厚さは、所望する膜の厚さ及び原料フィルムの空孔率等にもよるが、通常、３〜５００μｍ、好ましくは５〜２００μｍである。
【００１１】
次に、前記第１圧縮工程において得られる圧延フィルムを、第２圧縮工程において、ＰＴＦＥの融点以上の温度で圧縮（加圧）する。この場合、その圧縮温度は、ＰＴＦＥの融点以上の温度であればよく、特に制約されないが、通常、その融点よりも１〜１００℃、好ましくは２０〜８０℃高い温度である。ｅＰＴＦＥフィルムを融点以上に加熱することにより、製品フィルム表面の平滑性を高めることができる。圧縮温度は、圧力を開放する時点で融点よりも低い温度まで下げられていることが好ましい。融点以上の温度で圧力を開放すると、製品フィルムの収縮が大きくなり、又皺が入り易くなる。圧縮条件は、得られるフィルムの空孔率が１０％以下、好ましくは１％以下となるような条件である。その圧縮力は、面圧で、通常、０．１〜１００Ｎ／ｍｍ²、好ましくは１〜３０Ｎ／ｍｍ²程度である。圧縮装置としては、フィルムを挟み込んで圧縮加工できる装置であれば、特に制約されないが、一定時間、温度と圧力をかけられるホットプレス装置、又はベルトプレス装置を用いるのが好ましい。
原料フィルムを圧縮しながら、ＰＴＦＥの融点以上の温度をかけた後、圧力を保持した状態で、ＰＴＦＥの融点以下の温度まで冷却することができる装置であれば、１パスで本発明の製品フィルムを製造することができる。この方法によれば、ｅＰＴＦＥフィルムに圧縮開始時点からＰＴＦＥの融点以上の温度をかけても、ｅＰＴＦＥフィルムにかけられた圧力が開放される前にＰＴＦＥの融点より低い温度まで冷却されるため、製品フィルムに収縮がほとんど起こらない。
例えば、ベルトプレス装置を用いれば、ｅＰＴＦＥフィルムがベルト間で圧縮された状態で、ＰＴＦＥの融点以上の温度をかけた後、融点より低い温度まで冷却することにより、収縮の小さい製品フィルムを得ることができる。しかもこの方法によれば、製品フィルムを連続生産することができるため好ましい。
【００１２】
前記のようにして得られる本発明のＰＴＦＥ薄膜は、厚さが２０μｍ以下で、表面平滑なものである。その厚さは、０．１〜２０μｍ、好ましくは１〜２０μｍであり、その表面粗さ（Ｒa）は０．１μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以下である。本発明の薄膜は、引張強度に優れており、通常、８０Ｎ／ｍｍ²以上、好ましくは１００Ｎ／ｍｍ²以上の引張強度を有する。
本発明のＰＴＦＥ薄膜は、優れた光線透過性を有し、その波長５００ｎｍの光に対する光線透過率は８０％以上、特に９０％以上と高いものである。
【００１３】
本発明において、第１圧縮工程を実施する場合、得られるフィルムのボイドを少なくするために、その圧縮操作は、２段階以上で行なうこともできる。また、第２圧縮工程においては、ホットプレス装置を用いる場合、熱プレス板を用いて圧縮する際に、表面平滑な耐熱性フィルムを熱プレス板とフィルムの間に介挿して加熱圧縮してもよい。ベルトプレス装置を用いる場合も、金属製ベルトとフィルムの間に表面平滑な耐熱性フィルムを介挿して加熱圧縮してもよい。この場合、そのフィルムとしては、ポリイミドフィルム、例えば、ユーピレックス２０Ｓ（宇部興産製）等を用いることができる。この方法によれば、製品フィルムの表面粗さ（Ｒａ）は耐熱性フィルムの表面粗さ（Ｒａ）と同等とすることが可能で、熱プレス板や金属製ベルト表面の表面平滑性を高く取れない場合に有効である。
【００１４】
本発明によれば、従来法では困難であった２０μｍ以下の透明薄膜フィルムを容易に得ることができる。例えば、空孔率８０％、厚さ５０μｍのｅＰＴＦＥフィルムをカレンダーロール（ロール温度７０℃）で、空孔率２％、厚さ１４μｍまで圧縮した後、プレス装置でプレス板温度３２０〜４００℃、圧力１０．０Ｎ／ｍｍ²、送り速度０．５〜２．０ｍ／ｍｉｎ、プレス時間１〜４ｍｉｎの条件でプレスすることにより、空孔率０％、厚さ１２μｍのフィルムを得ることができる。また、空孔率８５％、厚さ９μｍのｅＰＴＦＥフィルムに対し、同様の加工を行なうことにより、空孔率０％、厚さ２μｍのフィルムを得ることができる。
【００１５】
本発明においては、得られるフィルムの表面粗さ（Ｒa）は、第２圧縮工程でプレス板を用いて熱プレスを行うときにはそのプレス板の表面粗さ（Ｒa）で決まり、また、第１圧縮工程で得られた圧延フィルムを耐熱性フィルム間に挟み、熱プレス板で圧縮するときには、その耐熱性フィルムの表面粗さ（Ｒa）で決まる。例えば、表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下の鏡面処理をしたプレス板を加熱プレス時に用いるときには、得られるフィルムの表面粗さ（Ｒa）も０．１μｍ以下のものとなる。同様に、ポリイミドフィルム（ユーピレックス２０Ｓ、Ｒａは０．０１μｍ）を第１圧縮工程で得られた圧延フィルムの上下に挟むための離型フィルムとして使用した場合においては、得られるフィルムの表面粗さ（Ｒa）も約０．０１μｍのものとなる。
【００１６】
本発明によれば、薄膜に限らず、肉厚の透明性フィルムを得ることができる。
この方法においては、原料フィルムを前記と同様にして、第１圧縮工程で圧縮した後、第２圧縮工程で圧縮する。この場合、原料フィルムとしては、前記した原料フィルムと同様の性状を有し、その厚さが肉厚のもの、例えば４００μｍを超えるもの、通常、４００μｍ〜１ｍｍのものが用いられる。また、この原料フィルムは、単独のフィルムであることができる他、２〜６枚、好ましくは２〜４枚を積層した積層フィルムであることができる。
この肉厚の原料フィルムから、その厚さが２０μｍを超える透明性の良い製品フィルム、好ましくは２５〜１００μｍの製品フィルムを得ることができる。例えば、本発明の場合、空孔率７０％で厚さ１５０μｍのｅＰＴＦＥフィルムを３枚積層した総厚さ４５０μｍの積層フィルムから、空孔率０％、厚さ５０μｍの透明性に優れ、表面に光沢のあるフィルムを得ることができる。この製品フィルムにおいて、その光線透過率は８０％以上、好ましくは８５％以上であり、その空孔率は１０％以下、好ましくは２％以下である。また、その表面粗さ（Ｒa）は、通常、０．１μｍ以下、好ましくは０．０５μｍ以下である。このフィルムは、その高い透明性と大きな引張強度を有するＰＴＦＥフィルムであることから、耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐摩耗性、高離型性のフィルムとして各種の用途、例えば建材用保護フィルム等に適用することができる。
【００１７】
本発明においては、引張強度の大きいｅＰＴＦＥフィルムを用いることにより、高い引張強度の製品フィルムを得ることができる。例えば、本発明の場合、引張強度が１０〜１００Ｎ／ｍｍ²のｅＰＴＦＥフィルムを用いることにより、５０〜２００Ｎ／ｍｍ²の引張強度を有する製品フィルムを得ることができる。従来のＰＴＦＥ切削フィルムの引張強度は、通常、２０〜５０Ｎ／ｍｍ²であり、又ＰＴＦＥキャストフィルムの引張強度は約２０〜４０Ｎ／ｍｍ²であるが、これら従来のＰＴＦＥフィルムに比べると、本発明の製品フィルムの引張強度は非常に大きなものである。
【００１８】
本発明のＰＴＦＥ膜（製品フィルム）について、さらに詳述すると、その膜の空孔率は、０〜５％であり、その走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による表面観察（倍率：５０〜２０００倍）では、ボイド、ピンホール、フィブリル構造は観察されない。また、ミクロトームによりその膜を切断し、生じた断面をＳＥＭにより観察したが、ボイド、ピンホール、フィブリル構造は観測されなかった。この膜は、目視による外観においても均一な透明フィルムであり、ボイド、ピンホール、フィブリル構造が残存することにより生じる白色不透明部、白筋などは観察されない。
本発明によるＰＴＦＥ膜は、非常に高い透明性を有し、意匠性において優れたものであるが、従来のＰＴＦＥフィルムでは、このような高い透明性を有するものはなかった。
【００１９】
本発明のＰＴＦＥ膜は、前記したように、厚さが薄く、透明性及び引張強度に優れたものであることから、各種の用途に適用することができ、特に、電子写真システムに従来一般的に用いられている定着ロールや定着ベルトにおける表層フィルムとして有利に用いられる。本発明のＰＴＦＥ薄膜を定着ロールの表層フィルムとして用いるときには、耐熱性、耐薬品性、高離型性、耐摩耗性、長寿命の定着ロールを得ることができる。また、従来では困難であった厚さ２０μｍ以下の表層とすることが容易であるため、高画質であり、且つより少ない熱量で定着可能な定着ロールを得ることができる。定着ロールでは、その離型表層の厚さが薄いと下地弾性層の効果が発現しやすくなるため、高画質化が達成でき、且つ弾性層の厚さも薄くすることが可能となるため、より少ない熱量での定着が可能となる。本発明のＰＴＦＥ薄膜は、耐熱性、耐摩耗性、離型性及び離型オイルのなじみ性において、ＰＦＡより優っているため、長寿命、高画質、且つ低熱量による定着を達成する定着ロールを得ることができる。
また、定着ベルトに関しても、本発明のＰＴＦＥ薄膜を離型表層とすることにより、ＰＦＡ表層と比較し、長寿命、高画質を達成することができる。また、定着ベルトにおいてはフッ素樹脂コート表層が一般に使用されているが、本発明によるＰＴＦＥ薄膜は、フッ素樹脂コート表層と比較して耐摩耗性に優れているため、より長寿命の定着ベルトを得ることができる。
【００２０】
本発明によれば、定着ロールや定着ベルトを有する定着装置において、その定着ロールや定着ベルトとして、前記した本発明による定着ロールや定着ベルトを用いることにより、従来のものよりも高品質の定着装置を得ることができる。
【００２１】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例１
ｅＰＴＦＥ膜（空孔率８０％、厚さ１００μｍ）をカレンダーロール装置でロール温度７０℃、線圧８Ｎ／ｍｍ²、送り速度６．０ｍ／ｍｉｎで圧縮し、空孔率５％、厚さ１４μｍの白濁色フィルムを得た。得られた白濁色フィルムを２枚のポリイミドフィルム（宇部興産製、ユーピレックス２０Ｓ）の間に挟み、ホットプレス装置でプレス板温度４００℃、面圧１０Ｎ／ｍｍ²で５分間加熱プレスし、空孔率０％、厚さ１２μｍの透明性が高く、表面が高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムを得た。
【００２２】
実施例２
ｅＰＴＦＥ膜（空孔率８０％、厚さ１００μｍ）を２枚のポリイミドフィルム（宇部興産製、ユーピレックス２０Ｓ）の間に挟み、ダブルベルトプレス装置で圧縮開始地点のロール温度３９５℃、圧縮開放地点のロール温度１００℃、線圧６Ｎ／ｍｍ^２、送り速度１ｍ／ｍｉｎで圧縮し、空孔率０％、厚さ１２μｍの透明性が高く、表面が高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムを得た。
【００２３】
実施例３
ｅＰＴＦＥ膜（空孔率８０％、厚さ５０μｍ）を用い、実施例１と同様にして、空孔率０％、厚さ６μｍの透明性が高く、表面が高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムを得た。
【００２４】
実施例４
ｅＰＴＦＥ膜（空孔率８０％、厚さ３０μｍ）を用い、実施例１と同様にして空孔率０％、厚さ４μｍの透明性が高く、表面が高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムを得た。
【００２５】
実施例５
ｅＰＴＦＥ膜（空孔率９０％、厚さ７μｍ）を用い、実施例１と同様にして空孔率０％、厚さ０．５μｍの透明性が高く、表面が高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムを得た。
【００２６】
実施例６
ｅＰＴＦＥ膜（空孔率７０％、厚さ１５０μｍ）を３層積層し、総厚さ４５０μｍのフィルム積層物とし、実施例１と同様にカレンダーロール装置で圧縮した。次いで二枚の鏡面加工を施したプレス板の間に圧縮後のフィルム積層物を挟み、ホットプレス機にてプレス板温度４００℃、圧力１５Ｎ／ｍｍ²で圧縮を行い、１５分間その温度と圧力を保持した後、圧力を保持した状態で４５分間かけて徐々にプレス板温度を２５℃まで戻し、空孔率０％、厚さ５０μｍの透明性が高く、表面が高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムを得た。
【００２７】
実施例１〜６で得られた透明且つ高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムをＳＥＭで観察したところ、ピンホールやボイド、フィブリル構造のいずれも認められなかった。
実施例１〜６で得られた透明且つ高光沢の充実ＰＴＦＥフィルムの表面粗さ（Ｒａ）を測定したところ、いずれもそのＲａは０．０５μｍ以下であった。
【００２８】
比較例１
ＰＴＦＥ切削フィルムの作製
平均粒径３５μｍのＰＴＦＥ成型用微粉末を円筒形金型中で成形圧１７．２Ｎ／ｍｍ²で予備成形し、直径２５０ｍｍ、高さ３００ｍｍの円筒形の予備成形物を得た。上記予備成形物を金型から取り出し、電気炉に入れ、３７０℃で１５時間焼成した。焼成後、炉中で冷却し、成形物を得た。上記成形物を旋盤で切削し厚さが５０μｍのＰＴＦＥ切削フィルムを得た。
【００２９】
比較例２
ＰＴＦＥデイスパージョン塗布によるＰＴＦＥフィルムの作製
ＰＴＦＥ−フッ化ビニリデン共重合体樹脂の２０％アセトン溶液をポリイミドフィルムに塗布し、乾燥後１３０℃に加熱し、１μｍの層を形成した。形成したフッ化樹脂の面上にＰＴＦＥディスパージョンを塗布、乾燥し、３６０℃で焼成することにより、厚さ３μｍの層を形成した。さらに、ＰＴＦＥディスパージョンの塗布、乾燥、焼成を２回繰り返し、合計５μｍの層を形成した。次いで、ポリイミドフィルムの基盤ごとアセトン中に浸漬し、ＰＴＦＥ−フッ化ビニリデン共重合体樹脂を完全に溶解させて、厚さ５μｍのＰＴＦＥフィルムを得た。
【００３０】
実施例７
実施例３で作製した充実ＰＴＦＥフィルムの端部をコロナ放電処理した後、熱融着してチューブ状にした。ついでこのチューブ内壁に、２５℃のＮａ／ナフタレン錯塩溶液（潤工社製、商品名：テトラＨ）を含浸させた後に、メタノール、水、メタノールの順に各１０秒ずつ浸漬し、さらに内外面にエアを吹き付け乾燥させた。この後、得られたチューブ内面にプライマー（東レダウコーニング製、商品名：ＤＹ３９−０５１）を塗布し、内径３５ｍｍのロール成形用金型の内壁に添装するとともに、その中心にアルミ芯軸（外径３１ｍｍ、胴長３２０ｍｍ）を保持し、これらのチューブとアルミ芯軸との間にシリコーンゴムを注入し、１５０℃で３０分間熱硬化させた後、２００℃で４時間、２次加硫を行い充実ＰＴＦＥフィルム表層の定着ロールを得た。
【００３１】
比較例３
厚さ２５μｍのＰＦＡチューブ（グンゼ製、ＳＴＭ）を用いた以外は実施例７と同様にしてＰＦＡ表層の定着ロールを得た。
【００３２】
実施例８
実施例７において、ロール成形用金型中に挿入するアルミ芯軸の外径を３３ｍｍとした以外は実施例７と同様にして充実ＰＴＦＥフィルム表層の定着ロールを得た。
【００３３】
比較例４
厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（グンゼ製、ＳＴＭ）を用いた以外は実施例７と同様にしてＰＦＡ表層の定着ロールを得た。
【００３４】
実施例９
ポリイミドワニス（宇部興産製、ＵワニスＳ）をステンレス製の外径２５ｍｍの円筒形芯金上に塗布し、この円筒形芯金を内径２６ｍｍのダイスに通して円筒形芯金上にポリイミドワニスの塗布膜を得た。次いで３００℃で３０分間加熱した後、円筒形芯金を取り外し、厚さ５０μｍ、外径２５ｍｍ、長さ２５０ｍｍのポリイミドチューブを得た。得られたポリイミドチューブの外表面を、コロナ放電処理した後、ゴム用接着剤（東レダウコーニング製、ＤＹ３９−０１２）を約２μｍ塗布し、ステンレス製芯金をこのポリイミドの中空に挿入した。一方、ステンレス製の内径２６．５ｍｍの円筒型金型内面に、実施例７と同様にして得られた内面がＮａ／ナフタレン錯液処理済みの充実ＰＴＦＥフィルムのチューブを添装した。このステンレス製円筒型金型に前記のポリイミドチューブが被されたステンレス製芯金を挿入し、これら全体を加硫用金型内に設置した。設置後、充実ＰＴＦＥフィルム層とステンレス製芯金の空隙部分に液状ゴム（東レダウコーニング製、ＬＳＲＳＥ６７４４）をインジェクションにより注入し、加硫した。
加硫後、円筒型金型ごと加硫用金型内から取り外し、次いで円筒型金型を脱型して充実ＰＴＦＥフィルム表層の定着ベルトを得た。
【００３５】
比較例５
厚さ３０μｍのＰＦＡチューブ（グンゼ製、ＳＴＭ）を用いた以外は実施例８と同様にしてＰＦＡ表層の定着ベルトを得た。
【００３６】
比較例６
実施例９と同様にして得られたポリイミドチューブ表面にコロナ放電処理した後、ゴム用接着剤（東レダウコーニング製、ＤＹ３９−０１２）を約２μｍ塗布し、乾燥後、ＰＦＡ樹脂ディスパージョン（デュポン製、８５５−１０４）をスプレー塗布し、次いで３８０℃で３０分間加熱することによりフッ素樹脂コート表層の定着ベルトを得た。
【００３７】
上記の実施例、比較例で得られた充実ＰＴＦＥフィルムについて以下の方法で評価を行った。結果を表１に示す。
（１）空孔率：ＪＩＳ Ｋ ６８８５の見掛け密度測定に準拠し、測定した見掛け密度（ρ）より次式で計算して求めた。
空孔率（％）＝(２．２−ρ)／２．２×１００ （ａ）
（２）厚さ：テクノロック製、１／１０００ｍｍダイヤルシックネスゲージを用い、本体バネ荷重以外の荷重をかけない状態で測定した。
（３）表面粗さ（Ｒａ）：ＪＩＳ Ｂ ０６０１により測定した。
（４）引張強さ：ＪＩＳ Ｋ ７１２７により測定した。ただし試験片は２号試験片、試験速度は５０ｍｍ／ｍｉｎで測定した。
（５）光線透過率：分光光度計（島津製作所製、ＵＶ−２４０）により波長５００ｎｍの可視光の透過率を測定し
た。
（６）ＳＥＭ観察：ＳＥＭ（日立製作所製、Ｓ−３５００Ｎ）により５０〜２０００倍の倍率で表面状態及び断面の
観察を行った。
【００３８】
【表１】

表１より、本発明による充実ＰＴＦＥフィルムは、ボイドを含まず、厚さが薄く、表面粗さが小さく、且つ強度、透明性に優れていることがわかる。
【００３９】
上記実施例、比較例で得られた定着ロールについて以下の方法で評価を行った。その結果を表２に示す。
（１）耐摩耗性（寿命）：得られた定着ロールをプリンター内に組み込み、５万枚通紙後、分離爪のあたる部分の耐摩耗性を評価した。耐摩耗性は、通紙終了後、フィルム表層を定着ロールより取り外し、表面粗さ測定器（ミツトヨ製、ＳＶ−６００）によりフィルム表面の摩耗部の深さ（最大値）を測定することにより行った。
（２）画質：ベタ画像を出力し画像状態を目視で観察した。
（３）定着に必要な熱量定着ロール内部にハロゲンランプヒーターを組み込み、定着ロール表面温度が２５℃の状態でハロゲンヒーターをＯＮしてから、定着ロール表面温度が定着可能温度である１５０℃に達するまでの時間で評価した。
【００４０】
【表２】

表２より、本発明による定着ロールは、耐摩耗性に優れ、画像が均一で、しかも定着ロールの昇温速度が速いことがわかる。
【００４１】
上記実施例、比較例で得られた定着ベルトについて以下の方法で評価を行った。その結果を表３に示す。
（１）耐摩耗性（寿命）：得られた定着ベルトをプリンター内に組み込み、５万枚通紙後、分離爪のあたる部分の摩耗量を目視で観察した。
（２）画質：ベタ画像を出力し画像状態を目視で観察した。
【００４２】
【表３】

表３より、本発明による定着ベルトは、耐摩耗性に優れ、画像が均一であることがわかる。
【００４３】
上記の実施例で得られた充実ＰＴＦＥフィルムとＰＦＡチューブ（グンゼ製、ＳＴＭ、厚さ３０μｍ）について以下の方法で評価を行った。結果を表４に示す。
（１）離型性：粘着テフロンテープ（３Ｍ製、＃５４９０、２．５４ｃｍ幅）を長さ１０ｃｍに切り取り、サンプルフィルムに貼り付けた後、引張試験機（ニネベア製、ＴＧ−２００Ｎ）にて、粘着テフロンテープとサンプルフィルムとの剥離強度を測定した。なお剥離速度を５０ｍｍ／ｍｉｎで剥離開始位置から１０〜４０ｍｍの間の平均応力を剥離強度とした。
【００４４】
【表４】

表４より、本発明による充実ＰＴＦＥフィルムは、従来のＰＦＡチューブと比較して離型性に優れることがわかる。
【００４５】
上記の実施例で得られた充実ＰＴＦＥフィルムとＰＦＡチューブ（グンゼ製、ＳＴＭ、厚さ３０μｍ）について以下の方法で評価を行った。結果を表５に示す。
（１）シリコーンオイルとの馴染み性：２２℃、湿度３０％の環境下において、接触角測定機（協和界面科学製、ＣＡ−Ｄ型）にてサンプルフィルムに対するジメチルシリコーンオイル（信越化学製、ＫＦ−９６−３００ｃｓ）の接触角を測定した。
【００４６】
【表５】

表５より、本発明による充実ＰＴＦＥフィルムは、従来のＰＦＡチューブと比較してジメチルシリコーンオイルのなじみ性に優れることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、従来では製造困難であった空孔率が０〜１０％であり、厚さが２０μｍ以下であり、表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下でり、引張強度が８０Ｎ／ｍｍ²以上であり、波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が８０％以上の充実ポリテトラフルオロエチレンフィルムを得ることができる。また、該ポリテトラフルオロエチレンフィルムを電子写真用定着ロールの表層、定着ベルトの表層に用いることにより、高画質、長寿命を達成し、且つ低エネルギーによる定着をも達成することができる。さらに、これらの定着ロールや定着ベルトを用いることにより、高性能の定着装置を得ることができる。

Claims (8)

1. ポリテトラフルオロエチレンからなる薄膜であって、その厚さが２０μｍ以下、表面粗さ（Ｒa）が０．１μｍ以下、引張強度が８０Ｎ／ｍｍ²以上、波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が８０％以上、空孔率が２％以下であることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン薄膜。
2. 請求項１に記載のポリテトラフルオロエチレン薄膜を表層に用いたことを特徴とする定着ロール。
3. 請求項１に記載のポリテトラフルオロエチレン薄膜を表層に用いたことを特徴とする定着ベルト。
4. 請求項２に記載の定着ロールを用いたことを特徴とする定着装置。
5. 請求項３に記載の定着ベルトを用いたことを特徴とする定着装置。
6. ポリテトラフルオロエチレンからなる膜であって、その波長５００ｎｍの光に対する光線透過率が８０％以上、引張強度が８０Ｎ／ｍｍ ² 以上、空孔率が２％以下であることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン膜。
7. 多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを該フィルムの融点未満の温度で圧縮した後に、該フィルムの融点以上の温度で圧縮することを特徴とする、空孔率が２％以下のポリテトラフルオロエチレン膜の製造方法。
8. 多孔質ポリテトラフルオロエチレンフィルムを圧縮しながら、該フィルムの融点以上の温度をかけた後、圧力を保持した状態で、該フィルムの融点以下の温度まで冷却することを特徴とする、空孔率が２％以下のポリテトラフルオロエチレン膜の製造方法。