JP2002038010A

JP2002038010A - 電気絶縁・放熱部品用成形材料及びそれを用いた画像形成装置用部品

Info

Publication number: JP2002038010A
Application number: JP2000225249A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Murakami; 友良村上; Satoshi Kinouchi; 智木ノ内; Yutaka Tsubokura; 豊坪倉; Shigemasa Suzuki; 繁正鈴木
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高い熱伝導率と電気絶縁性が要求される放熱
部品用に用いられるポリアリーレンフルフィド樹脂系成
形材料、及びこのものを用いた画像形成装置用部品を提
供すること。【解決手段】（Ａ）ポリアリーレンスルフィド樹脂２
０〜５０重量％、（Ｂ）８００℃以上で焼成後表面処理
されてなる酸化マグネシウム粉体５０〜８０重量％及び
（Ｃ）電気絶縁性無機充填材０〜３０重量％を含む電気
絶縁・放熱部品用成形材料、並びにこの成形材料を射出
成形してなる、画像形成装置における定着・排紙ユニッ
ト機構部品である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁・放熱部
品用成形材料及びそれを用いた画像形成装置用部品に関
する。さらに詳しくは、本発明は、高い熱伝導率と電気
絶縁性が要求される放熱部品用途に供されるポリアリー
レンスルフィド樹脂系成形材料、及びこのものを射出成
形してなる、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画
像形成装置の定着・排紙ユニット機構部品に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、複写機、レーザービームプリン
タ、ファクシミリなどの画像形成装置においては、処理
時間の短縮化の要求が高まり、それに伴って、印刷機能
の高速化や、定着温度を上昇させる必要が生じてきた。
その結果、例えば、高速化された画像形成装置周辺の通
常での使用雰囲気温度は２５〜１５０℃であり、瞬間的
には５０〜２５０℃程度に達することがある。このよう
な処理時間の短縮化に伴う定着温度の上昇、及び装置の
小型化に伴う定着部と排紙部の距離短縮化と内部の蓄熱
により、定着紙に付着したトナーが分離爪やガイド、ロ
ーラなどへ付着し、画像の汚れをもたらすという問題が
生じている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、画像形成装置における定着部や排紙部での定
着トナーの融着を抑え、画像不良の発生を抑制すると共
に、小型化による内部蓄熱を低減させ得る、電気絶縁・
放熱部品用成形材料、及びこのものを用いた画像形成装
置の定着・排紙ユニット機構部品を提供することを目的
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ポリアリーレ
ンスルフィド樹脂と、特定の処理が施された酸化マグネ
シウム粉体と、場合により用いられる電気絶縁性無機充
填材を、それぞれ所定の割合で含む成形材料により、そ
の目的を達成し得ることを見出した。本発明は、かかる
知見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明
は、（Ａ）ポリアリーレンスルフィド樹脂２０〜５０重
量％、（Ｂ）８００℃以上で焼成後表面処理されてなる
酸化マグネシウム粉体５０〜８０重量％及び（Ｃ）電気
絶縁性無機充填材０〜３０重量％を含むことを特徴とす
る電気絶縁・放熱部品用成形材料を提供するものであ
る。また、本発明は、上記の電気絶縁・放熱部品用成形
材料を射出形成してなる、画像装置における定着・排紙
ユニット機構部品をも提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の電気絶縁・放熱部品用成
形材料（以下、単に「本発明の成形材料」と称すること
がある。）においては、（Ａ）成分として、ポリアリー
レンスルフィド樹脂（ＰＡＳ樹脂）が用いられる。該Ｐ
ＡＳ樹脂は、その構成単位として、一般式〔−Ａｒ−Ｓ
−〕（Ａｒはアリーレン基である）で示される単位を基
本とする重合体であって、その代表的な例としては、一
般式（Ｉ）

【０００６】

【化１】

【０００７】（式中、Ｒ¹はハロゲン原子、炭素数１〜
６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシル基、フェ
ニル基、カルボキシル基若しくはその金属塩又はニトロ
基、ｍは０〜４の整数を示す。）で表される繰り返し単
位を有するものを挙げることができる。このＰＡＳ樹脂
の平均重合度は、２０〜１００程度である。上記一般式
（Ｉ）で表される繰り返し単位の中でもｐ−フェニレン
スルフィド基からなる繰り返し単位を７０モル％以上、
特に８０モル％以上有するＰＡＳ樹脂が好適である。該
繰り返し単位が７０モル％未満では、結晶性ポリマーと
しての特徴である本来の結晶成分が少なく、機械的強度
が不十分となる場合がある。

【０００８】ＰＡＳ樹脂は、一般にその製法により、実
質的に直鎖状のものと分岐や架橋構造を有する分子構造
のものが知られているが、本発明に用いるＰＡＳ樹脂
は、そのいずれでもよい。また、単独重合体のほか共重
合体も用いることができる。その共重合構成単位として
は、ｍ−フェニレンスルフィド単位、ｏ−フェニレンス
ルフィド単位、ｐ，ｐ’−ジフェニレンケトンスルフィ
ド単位、ｐ，ｐ’−ジフェニレンスルホンスルフィド単
位、ｐ，ｐ’−ビフェニレンスルフィド単位、ｐ，ｐ’
−ジフェニレンメチレンスルフィド単位、ｐ，ｐ’−ジ
フェニレンクメニルスルフィド単位、ナフチレンスルフ
ィド単位などが挙げられる。本発明に用いるＰＡＳ樹脂
は、公知の方法で製造することができる。例えばジハロ
芳香族化合物と硫黄源とを有機極性溶媒中で、重縮合反
応させ、洗浄、乾燥して得ることができる。この（Ａ）
成分として用いられるＰＡＳ樹脂としては、樹脂温度３
００℃、剪断速度５００ｓｅｃ^-1における溶融粘度が１
０〜５０Ｐａ・ｓの範囲にあるものが好ましい。この溶
融粘度が１０Ｐａ・ｓ未満では機械的強度が不充分とな
るおそれがあり、５０Ｐａ・ｓを超えると流動性が低下
し、成形性が悪化する原因となる。特に、該溶融粘度が
１２〜３０Ｐａ・ｓの範囲にあるものが好適である。

【０００９】本発明の成形材料において、（Ｂ）成分と
して用いられる酸化マグネシウム粉体は、８００℃以
上、好ましくは１０００〜１５００℃の範囲の温度で焼
成後、表面処理したものである。焼成温度が８００℃未
満では耐水性に劣り、得られる成形品が変形しやすく、
寸法精度が不充分となる。この酸化マグネシウムは、炭
酸マグネシウムや水酸化マグネシウムなどを熱分解し
て、工業的に得られるものであればよく、また焼成温度
を８００℃以上、好ましくは１０００〜１５００℃にし
て製造したものであればよい。焼成方法は、特に方法は
問わないがロータリーキルン、トンネル炉、マッフル炉
等の焼成装置を用いるのが有利である。

【００１０】焼成処理後の酸化マグネシウムの表面処理
は、疎水性基を有する表面処理剤を用いて行うのが好ま
しい。この表面処理剤としては、例えばシラン系カップ
リング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム
系カップリング剤、フルオロアルキル系カップリング剤
などを用いることができる。ここで、シラン系カップリ
ング剤の例としては、ビニルトリクロロシラン、ビニル
トリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−
クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピ
ルメチルジクロロシラン、３−クロロプロピルメチルジ
エトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシ
シラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、３−
アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノ
エチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラ
ン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルト
リメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキ
シシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシ
ラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が
挙げられる。また、チタネート系カップリング剤の例と
しては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネー
ト、イソプロピルトリス（ジオクチルパイロホスフェー
ト）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル
−アミノエチル）チタネート、テトラオクチルビス（ジ
トリデシルホスファイト）チタネート、テトラ（２，２
−ジアリルオキシメチル−１−ブチル）ビス（ジトリデ
シル）ホスファイトチタネート・ビス（ジオクチルパイ
ロホスフェート）オキシアセテートチタネート、ビス
（ジオクチルパイロホスフェート）エチレンチタネート
等が挙げられる。さらに、アルミニウム系カップリング
剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロ
ピレートが商業的に入手可能である。

【００１１】これらのカップリング剤は、一種を単独で
用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また表面処理方法としては、常温でヘンシェルミキサー
等の攪拌装置内で酸化マグネシウムと表面処理剤を混和
させたり、トルエン、キシレン、ヘキサン等の有機溶媒
中で処理する方法などが挙げられる。これらのカップリ
ング剤の添加量は、酸化マグネシウム１００重量に対し
て、通常0.１〜１０重量部、好ましくは0.５〜2.０重量
部である。また、表面処理後、再焼成させたものを好ま
しく用いることができるし、さらに、シリカの溶射、化
学蒸着、噴霧接着等による表面処理も用いることができ
る。

【００１２】本発明においては、この（Ｂ）成分の酸化
マグネシウム粉体は、平均粒径が、好ましくは１〜４０
μｍ、より好ましくは１０〜３５μｍの範囲にあるもの
が有利である。この平均粒径が１μｍ未満では凝集した
りして取扱いが困難となるおそれがあり、一方４０μｍ
を超えると得られる成形品の機械的強度が低下する原因
となる。この酸化マグネシウム粉体の粒径は、焼成後、
粉砕、分級処理することにより、調整することができ
る。本発明においては、所望により、（Ｃ）成分とし
て、電気絶縁性無機充填材を配合することができる。こ
の電気絶縁性無機充填材の例としては、ガラス繊維、チ
タン酸カリウムウイスカー、炭酸カルシウムウイスカ
ー、メタケイ酸カルシウムウイスカー、ホウ酸アルミニ
ウムウイスカー等を挙げることができる。これらは、一
種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用い
てもよい。

【００１３】本発明の成形材料においては、（Ａ）成分
のＰＡＳ樹脂の含有量は、２０〜５０重量％、（Ｂ）成
分の酸化マグネシウム粉体の含有量は５０〜８０重量％
及び（Ｃ）成分の電気絶縁性無機充填材の含有量は０〜
３０重量％の範囲で選定される。（Ａ）成分の含有量が
２０重量％未満では流動性が低下して成形性が悪くな
り、一方５０重量％を超えると熱伝導率が低下して、充
分な放熱性が得られない。また、（Ｂ）成分の含有量が
５０重量％未満では熱伝導率が低いし、８０重量％を超
えると流動性が低下して成形性が悪くなる。さらに、
（Ｃ）成分の含有量が３０重量％を超えると熱伝導率が
低下する。熱伝導率及び流動性（成形性）を考慮する
と、各成分の好ましい含有量は、（Ａ）成分が２０〜４
０重量％、（Ｂ）成分が５５〜７５重量％及び（Ｃ）成
分が０〜２５重量％の範囲で選定される。本発明の成形
材料には、本発明の目的が損なわれない範囲で、必要に
応じ、各種添加剤、例えば酸化防止剤、光安定剤、難燃
剤、難燃助剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、離型剤、着
色剤などを添加してもよく、さらには他の熱可塑性樹脂
や熱可塑性エラストマーを添加することができる。

【００１４】本発明の電気絶縁・放熱部品用成形材料の
調製方法としては特に制限はなく、従来公知の方法を用
いることができる。例えば前記の（Ａ）成分、（Ｂ）成
分、（Ｃ）成分及び所望により用いられる各種添加成分
を、Ｖ型ブレンダー、リボンブレンダー、ヘンシェルミ
キサーなどの混合機により、ドライブレンドする方法、
又は一軸や多軸押出機、ミキシングロール、バンバリー
ミキサー、ニーダなどの混練機により、２９０〜３５０
℃程度の温度で溶融混練し、ペレタイズする方法、ある
いはこれらを組み合わせた方法を用いることができる。
なお、（Ｃ）成分が繊維状のものである場合には、上記
の一軸や多軸混練機を用い、該（Ｃ）成分をサイドフィ
ードするのが好ましい。このようにして調製された本発
明の電気絶縁・放熱部品用成形材料を、公知の方法によ
り射出成形することにより、複写機、レーザービームプ
リンタ、ファクシミリなどの画像形成装置における定着
・排紙ユニット機構部分が得られる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、各例における成形材料の諸
特性は、下記の方法に従って求めた。（１）曲げ強度５０トン射出成形機（日本製鋼所製）を用い、樹脂温度
３２０℃、金型温度１３５℃にて、曲げ試験片（１２７
×１2.７×3.２ｍｍ）を作製し、ＡＳＴＭ７９０に準拠
して、曲げ強度を測定した。（２）熱伝導率平板（８０×８０×3.2 ｍｍ）を射出成形し、直径５０
ｍｍの円板を切り出し、「ユニサーモ２０２１」（アン
ター社製）を用い、ＡＳＴＭＥ１５３０に準拠して熱
伝導率を測定した。

【００１６】（３）耐湿熱性射出成形して得られた平板（８０×８０×3.２ｍｍ）
を、８０℃、相対湿度９０％に調整された恒温恒湿槽に
入れ、５００時間保持したのち取り出し、外観変化の有
無を確認すると共に、体積固有抵抗値を測定した。ま
た、各成分の種類及び性状は、以下のとおりである。（Ａ）ポリアリーレンスルフィド樹脂ＰＰＳ−１：ポリフェニレンスルフィド（出光石油化学
社製、リニア型、溶融粘度１５０Ｐａ・ｓ）ＰＰＳ−２：ポリフェニレンスルフィド（出光石油化学
社製、セミリニア型、溶融粘度１８０Ｐａ・ｓ）（Ｂ）酸化マグネシウムＭｇＯ−１：１３００℃で焼成した後にγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシランで表面処理したもの、平均粒径
２０μｍ、協和化学工業社製ＭｇＯ−２：１３００℃で焼成した後にγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシランで表面処理したもの、平均粒径
３０μｍ、協和化学工業社製ＭｇＯ−３：１３００℃で焼成した後にγ−アミノプロ
ピルトリエトキシシランで表面処理したもの、平均粒径
２μｍ、協和化学工業社製ＭｇＯ−４：１３００℃で焼成した後にＳｉＯ₂で表面
コーティングしたもの、平均粒径３０μｍ、協和化学工
業社製ＭｇＯ−５：１３００℃で焼成したもの、表面処理な
し、平均粒径３０μｍ、協和化学工業社製ＭｇＯ−６：未焼成、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シランで表面処理したもの、平均粒径３０μｍ、協和化
学工業社製ＭｇＯ−７：未焼成、表面処理なし、平均粒径３０μｍ（Ｃ）電気絶縁性無機充填材ガラス繊維：繊維径１０μｍのチョップドガラス、旭フ
ァイバーガラス（株）製メタケイ酸カルシウムウイスカ
ー：繊維径１〜７μｍ、ＮＹＣＯ社製（Ｄ）シランカップリング剤 γ−アミノプロピルトリエトキシシラン：日本ユニカー
社製

【００１７】実施例１〜７第１表に示す組成の成形材料を調製し、その諸特性を求
めた。結果を第１表に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】比較例１〜５第２表に示す組成の成形材料を調製し、その諸特性を求
めた。結果を第２表に示す。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【発明の効果】本発明の電気絶縁・放熱部品用成形材料
は、画像形成装置における定着部や排紙部での定着トナ
ーの融着を抑え、画像不良の発生を抑制すると共に、小
型化による内部蓄熱を低減させ得る、電気絶縁・放熱部
品用の成形材料として好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｃ０９Ｋ 5/08 Ｂ２９Ｋ 81:00 Ｂ２９Ｋ 81:00 105:16 105:16 Ｃ０９Ｋ 5/00 ＤＦターム(参考） 2H033 AA21 BA05 BA10 4F206 AA34 AB11 AB16 AH33 JA07 4J002 CN011 DE076 DE187 DE237 DJ007 DK007 DL007 FA047 FA067 FB086 FB096 FB166 FD017 FD206

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）ポリアリーレンスルフィド樹脂２
０〜５０重量％、（Ｂ）８００℃以上で焼成後表面処理
されてなる酸化マグネシウム粉体５０〜８０重量％及び
（Ｃ）電気絶縁性無機充填材０〜３０重量％を含むこと
を特徴とする電気絶縁・放熱部品用成形材料。
【請求項２】（Ａ）成分のポリアリーレンスルフィド
樹脂が、ｐ−フェニレンスルフィド基からなる繰り返し
単位７０モル％以上を含有するものである請求項１記載
の電気絶縁・放熱部品用成形材料。
【請求項３】（Ｂ）成分の酸化マグネシウム粉体が、
平均粒径１〜４０μｍのものである請求項１又は２記載
の電気絶縁・放熱部品用成形材料。
【請求項４】請求項１，２又は３記載の成形材料を射
出成形してなる、画像装置における定着・排紙ユニット
機構部品。