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WO2025216024A1 - トナーシール材及びその製造方法 - Google Patents

トナーシール材及びその製造方法

Info

Publication number
WO2025216024A1
WO2025216024A1 PCT/JP2025/010464 JP2025010464W WO2025216024A1 WO 2025216024 A1 WO2025216024 A1 WO 2025216024A1 JP 2025010464 W JP2025010464 W JP 2025010464W WO 2025216024 A1 WO2025216024 A1 WO 2025216024A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
toner
pile
fibers
fiber sheet
cut
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/010464
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岩城史典
大浦康晴
横山一哉
田中良
中田祐貴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
F&a Nonwovens Corp
Original Assignee
F&a Nonwovens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by F&a Nonwovens Corp filed Critical F&a Nonwovens Corp
Publication of WO2025216024A1 publication Critical patent/WO2025216024A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00Woven fabrics designed to make specified articles
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D27/00Woven pile fabrics
    • D03D27/02Woven pile fabrics wherein the pile is formed by warp or weft
    • D03D27/06Warp pile fabrics
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer

Definitions

  • the present invention relates to a toner sealant that prevents toner from leaking from the outer surface of a rotating body that carries powdered toner in the axial direction of the rotating body in an electrophotographic image forming device, and a method for manufacturing the same.
  • electrophotographic image forming devices use powder toner as a developer.
  • Electrophotographic image forming devices are widely used in printers, copiers, facsimile machines, and more.
  • an electrostatic latent image is formed on an image carrier such as a photosensitive drum, developed with toner, and then transferred to recording paper or the like, where the toner is fixed to the recording paper or the like.
  • the toner is stored in a container (toner box) in the development unit and moves to the surface of the photosensitive drum or the like while adhering to the outer surface of the developing roller.
  • the rotating body such as the developing roller or photosensitive drum rotates, toner is adhered to its outer surface.
  • the developing roller and photosensitive drum are equipped with a leak-proof seal to prevent toner from leaking outward, for example, in the axial direction.
  • Patent Document 1 proposes a cut pile fabric that includes pile that comes into contact with the surface of a movable body and a base fabric that supports it.
  • Patent Documents 2 and 3 propose using cut pile fabric as a sealing material.
  • the present invention provides a toner sealant and a manufacturing method thereof that can effectively prevent toner from leaking axially outward from the outer surface of a rotating body that carries powdered toner, and that can also contribute to reducing the load on the motor of an image forming device.
  • the present invention relates to a toner sealing material for preventing toner leakage from the outer peripheral surface at the end of a rotating body that carries powdered toner in an image forming device, wherein the surface layer of the toner sealing material is made of a cut pile fiber sheet containing pile fibers with an initial modulus of elasticity (Young's modulus) of 45 cN/decitex or less, and the pile fibers are laid flat in one direction.
  • the surface layer of the toner sealing material is made of a cut pile fiber sheet containing pile fibers with an initial modulus of elasticity (Young's modulus) of 45 cN/decitex or less, and the pile fibers are laid flat in one direction.
  • the present invention provides a method for producing the toner seal material, comprising: producing a bonded double layer fiber sheet containing a bonding yarn and a ground structure, and cutting the bonding yarn to obtain a cut pile fiber sheet containing pile fibers and the ground structure; a backing process in which the cut pile fiber sheet is impregnated with a backing resin and cured to fix the pile fibers to the ground fabric; The pile fibers are laid down in a certain direction and simultaneously heat-set. A cushion layer is fixed to the cut pile fiber sheet having a backing.
  • the present invention relates to a method for producing a toner sealing material, wherein the pile fibers have an initial elastic modulus (Young's modulus) of 45 cN/decitex or less.
  • the surface layer of the toner sealing material of the present invention is composed of a cut pile fiber sheet containing pile fibers with an initial modulus of elasticity (Young's modulus) of 45 cN/decitex or less, and the pile fibers are laid flat in one direction. This prevents the pile fibers from damaging the surface of the rotating sleeve (surface layer of the rotating body), effectively preventing toner leakage from the outer surface of the rotating body that carries powdered toner in the axial direction outward, and can also contribute to reducing the load on the motor of the image forming device.
  • Young's modulus initial modulus of elasticity
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a toner sealing material according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a filament constituting pile fibers constituting a toner sealing material according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory view of the step of obtaining a cut pile fiber sheet in the manufacturing process of a toner seal material according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic explanatory view of the bristles-laying process in the manufacturing process of the toner seal material according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a toner sealing material according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a filament constituting pile fibers constituting a toner sealing material according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory view of the step of obtaining a cut pile fiber sheet in the manufacturing process of
  • FIG. 5A is a schematic exploded perspective view showing a state in which a toner seal material according to one embodiment of the present invention is attached to the outer peripheral surface of the end portion of a developing roller
  • FIGS. 5B and 5C are each a schematic partial enlarged view of FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of filaments constituting pile fibers constituting the toner sealing materials of Examples 1 and 2.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of filaments constituting pile fibers constituting the toner sealing material of Comparative Example 2.
  • the toner seal material of the present invention functions to prevent leakage of powdered toner (hereinafter sometimes abbreviated as "toner”) from the outer peripheral surface of the end of a rotating body that carries the toner in an image forming apparatus toward the outer axial direction of the rotating body.
  • the surface layer of the toner seal material i.e., the outermost layer facing the outer peripheral surface of the end of the rotating body, is composed of a cut pile fiber sheet containing pile fibers (hereinafter sometimes referred to as "pile yarns”) with an initial modulus of elasticity (Young's modulus) of 45 cN/decitex or less.
  • the initial modulus of elasticity (Young's modulus) of the pile fibers is 45 cN/decitex or less, damage to the surface of the rotating sleeve is suppressed, thereby suppressing toner leakage from the outer peripheral surface of the rotating body toward the axial direction due to damage to the sleeve.
  • the initial modulus of elasticity (Young's modulus) of the pile fibers is preferably 44 cN/decitex or less, and more preferably 43 cN/decitex or less.
  • the lower limit of the pile fiber's initial elastic modulus is preferably 5 cN/decitex or more, more preferably 10 cN/decitex or more, and even more preferably 15 cN/decitex or more, in order to enable the pile fibers to effectively brush off toner.
  • the surface of the sleeve is coated with metal plating or resin to impart an electrical charge to the toner and extend its service life.
  • the initial elastic modulus (Young's modulus) can be measured in accordance with JIS L 1013 (initial tensile resistance).
  • Polyethylene terephthalate (PET) filament (multifilament yarn), which has traditionally been used as a material for toner seals, has a high initial modulus of elasticity (Young's modulus) of approximately 79 to 141 cN/decitex, which causes the surface of the rotating sleeve to be gradually damaged by the cut pile, resulting in deterioration of the sleeve. Furthermore, the initial modulus of elasticity (Young's modulus) of rayon filament (multifilament yarn) is approximately 60 to 80 cN/decitex, so for the same reason, it is not recommended to use rayon filament (multifilament yarn) for the pile fibers.
  • the pile fibers are laid flat in one direction. This positions the tip end of the laid pile fibers inward in the axial direction of the rotor relative to the base end.
  • the pile fibers come into contact with the surface of the rotating rotor in a reversed pile state. This effectively captures toner moving outward in the axial direction of the rotor, which is preferable.
  • the pile fibers are multifilament yarn, toner is captured not only between the pile fibers but also between the filaments (single fibers) that make up the multifilament yarn, more effectively preventing toner leakage.
  • the number of filaments (single fibers) in the multifilament yarn is preferably 30 to 50, the single fiber fineness is preferably 2.0 to 4.0 decitex, and the total fineness is preferably 60 to 200 decitex.
  • the pile length of the pile fibers (pile yarns) in the cut pile fiber sheet is preferably 0.5 to 3.0 mm, more preferably 0.7 to 2.8 mm, and even more preferably 1.0 to 2.5 mm. This effectively prevents toner leakage.
  • the official moisture regain of the pile fiber under standard conditions is preferably 8.0% or less, more preferably 7.5% or less, to be less susceptible to the usage environment, and is preferably 2.0% or more, more preferably 2.5% or more, to suppress static electricity generation.
  • the above official moisture regain can be measured in accordance with JIS L 1013 (moisture regain and attached moisture regain).
  • the pile fiber (pile yarn) is preferably at least one of diacetate fiber (diacetate multifilament yarn) and triacetate fiber (triacetate multifilament yarn).
  • Diacetate fiber (diacetate multifilament yarn) has an official moisture regain of 6.0 to 7.0% under standard conditions (20°C, 65% RH) and an initial modulus of elasticity (Young's modulus) of 26 to 40 cN/decitex.
  • Triacetate fiber (triacetate multifilament yarn) has an official moisture regain of 3.0 to 4.0% under standard conditions (20°C, 65% RH) and an initial modulus of elasticity (Young's modulus) of 26 to 40 cN/decitex.
  • Diacetate and triacetate fibers are produced from wood pulp by esterifying (oxidizing) the cellulose with acetic acid and then spinning it into fibers.
  • the cellulose used in the production of diacetate fibers is cellulose diacetate with an acetylation degree of about 55 wt%, while the cellulose used in the production of triacetate fibers is cellulose triacetate with an acetylation degree of about 61 wt%.
  • the cross-sectional shape of the filaments (single fibers) that make up the pile fibers (pile yarns) is preferably an irregular cross-section other than a round cross-section.
  • the mass per unit area of the cut pile fiber sheet is preferably 100 to 480 g/m 2 , more preferably 150 to 350 g/m 2 , and even more preferably 200 to 250 g/m 2. If the mass per unit area is within these ranges, toner leakage can be more effectively prevented.
  • the density of the ground weave of the cut pile fiber sheet is preferably 48 to 138 threads/inch in the warp direction, more preferably 50 to 110 threads/inch in the warp direction, and even more preferably 55 to 90 threads/inch in the warp direction. Also, the density is preferably 66 to 135 threads/inch in the weft direction, more preferably 75 to 120 threads/inch in the weft direction, and even more preferably 85 to 110 threads/inch in the weft direction. If the density is within these ranges, toner leakage can be more effectively prevented.
  • the thickness of the cut pile fiber sheet when the pile fibers are not folded is preferably 0.8 to 4.5 mm, as this is suitable as a material for toner sealants.
  • the cut pile fiber sheet can be produced, for example, by cutting the binding yarns of a bonded double fiber sheet.
  • the bonded double fiber sheet is preferably a bonded double woven fabric or a bonded double knitted fabric.
  • the bonded double knitted fabric may be a bonded double warp knitted fabric or a bonded double weft knitted fabric.
  • the pile fibers are firmly fixed to the ground weave.
  • the bonded double woven fabric may be a warp pile woven fabric or a weft pile woven fabric.
  • the ground weave of these is preferably a plain weave, twill weave, satin weave, etc.
  • any fiber material may be used for the ground weave of the cut pile fiber sheet, including synthetic fibers such as polyester, nylon, and polypropylene; regenerated fibers such as rayon, diacetate fiber, or triacetate fiber; and natural fibers such as cotton, linen, and wool.
  • the yarns constituting the ground weave are preferably polyester multifilament yarn, diacetate multifilament yarn, or triacetate multifilament yarn, more preferably polyethylene terephthalate multifilament yarn, diacetate multifilament yarn, or triacetate multifilament yarn, and even more preferably diacetate multifilament yarn or triacetate multifilament yarn.
  • the ground weave there are no particular restrictions on the ground weave, and it may be the same as conventionally known yarns.
  • the total fineness of the multifilament yarns constituting the ground weave and the total fineness of the binding yarns (multifilaments) that will be cut to form the pile fibers be equal, or that the binding yarns be lower in fineness than the multifilament yarns constituting the ground weave.
  • the thickness of each filament (single fiber fineness) making up the multifilament yarn be the same as that of the binding yarns making up the ground structure, or that the binding yarns be thinner than those of the ground structure.
  • the official moisture regain of each yarn making up the ground structure under standard conditions (20°C, 65% RH) may be significantly smaller than that of the pile fibers (pile yarns), typically 0-8.0%, and preferably 0-3.0%.
  • the toner sealant preferably further includes a cushion layer adhered to the back side (ground fabric side) of the cut pile fiber sheet.
  • the cushion layer is preferably an elastic layer, a foam layer, or a nonwoven fabric layer.
  • the toner sealant includes a cushion layer, it is convenient as a sealing material for the outer peripheral surface of the end of the rotating body.
  • the cushion layer is preferably a nonwoven fabric layer combined with the cut pile fiber sheet by needle punching.
  • the backed cut pile fiber sheet and the cushion layer can be combined without using double-sided tape, adhesive, etc., preventing the occurrence of wrinkles in the toner sealant that can occur due to differences in the curvature of the backed cut pile fiber sheet and the cushion layer.
  • the toner sealant preferably further includes a double-sided adhesive layer, such as double-sided tape, affixed to the surface of the cushion layer opposite the cut pile fiber sheet side.
  • a release liner is preferably provided on the surface of the double-sided adhesive layer opposite the cushion layer side. This allows the toner sealant to be easily installed by peeling off the release liner and attaching it to a predetermined position within the image forming apparatus.
  • This example of a method for manufacturing the toner sealing material of the present invention includes the following steps (1) to (4).
  • a bonded double fiber sheet is manufactured using diacetate or triacetate multifilament yarns as the binding yarns, and the binding yarns are cut to obtain a cut pile fiber sheet.
  • the cut pile fiber sheet is impregnated with a backing resin or the like and cured to firmly bond the pile fibers to the ground weave of the bonded double fiber sheet.
  • the bonding yarns are fixed to the ground weave using, for example, a backing resin or the like.
  • Acrylic resin is a suitable backing resin.
  • the cut pile fiber sheet is impregnated with the backing resin by, for example, contacting the back surface of the cut pile fiber sheet with a roll to which the required amount of resin has been applied, thereby transferring the resin to the back surface of the cut pile fiber sheet.
  • the cut pile fiber sheet to which the resin has been transferred is then passed through a dryer to cure the resin.
  • a double-sided adhesive layer (not shown), one side of which is covered with release paper, may be adhered to the adhesive layer 6 (see FIG. 1) made of the backing resin in the cut pile fiber sheet that has been backed, and the double-sided adhesive layer may be used as a means for adhering the cut pile fiber sheet that has been backed and the cushion layer.
  • a thermal calendering process is performed by passing a cut pile fiber sheet between calender rolls while applying heat and pressure, thereby laying the pile fibers (raised fibers) in a certain direction and simultaneously heat-setting them. This improves the toner-blocking effect of the pile fibers.
  • the temperature of the thermal calender is preferably 80 to 150°C, for example.
  • Pile-laying is usually performed after backing processing is performed on the cut pile fiber sheet to firmly fix the binding yarns to the ground fabric with a backing resin. It is preferable to place a calender roll ahead of the roll to which the required amount of resin has been applied, since this allows the backing processing and pile-laying processing to be performed in this order in a single flow.
  • a cushioning material is laminated and fixed to the backing-processed cut pile fiber sheet to form the cushioning layer 7.
  • the cushioning material is fixed to the cut pile fiber sheet, for example, by a double-sided adhesive layer 10 (see FIG. 1) fixed to the adhesive layer 6.
  • Examples of the cushioning layer 7 include an elastic layer, a foam layer, and a nonwoven fabric layer.
  • a double-sided adhesive layer 8, one side of which is covered with release paper 9, is fixed to the back surface of the cushion layer 7.
  • the double-sided adhesive layer 8 may be fixed to the cushion layer 7 either before or after the cushioning material is fixed to the cut pile fiber sheet.
  • a cushion layer is fixed to a backed cut pile fiber sheet using a double-sided adhesive layer, and then the pile is laid flat.
  • the cushion layer and the backed cut pile fiber sheet may be joined together at the same time as the pile laying or after the pile laying.
  • the cushion layer may be attached to the backed cut pile fiber sheet by using a double-sided adhesive layer, or by using a nonwoven fabric as the cushion layer and entangling the fibers of the ground structure of the backed cut pile fiber sheet with the fibers of the nonwoven fabric by needle punching.
  • the cushion layer is attached to the backed cut pile fiber sheet by needle punching, it is preferable to perform this attachment before laying the pile fibers, in order to prevent the pile fibers from becoming entangled in the entanglement.
  • the method for producing a toner sealing material of the present invention includes the following.
  • a bonded double fiber sheet containing a bonding yarn and a ground structure is produced, and the bonding yarn is cut to obtain a cut pile fiber sheet containing pile fibers and the ground structure.
  • the cut pile fiber sheet is impregnated with a backing resin and hardened to fix the pile fibers to the ground fabric, thereby performing backing processing.
  • the pile fibers are laid down in a certain direction and simultaneously heat-set.
  • a cushion layer is fixed to the cut pile fiber sheet that has been backed.
  • a double-sided adhesive layer, one side of which is covered with release paper, is fixed to the surface of the cushion layer opposite to the cut pile fiber sheet side.
  • a laminate including the cut pile fiber sheet that has been subjected to the backing processing and the pile flattening processing, the cushion layer, and the double-sided adhesive layer one side of which is covered with release paper is cut to a predetermined size.
  • the cushion layer and the backing-processed cut pile fiber sheet may be fixed together after or simultaneously with the pile laying process.
  • the cushion layer may be attached to the backed cut pile fiber sheet by using a double-sided adhesive layer or by needle-punching the fibers of the ground structure of the backed cut pile fiber sheet with the fibers of the nonwoven fabric, using a nonwoven fabric as the cushion layer.
  • the cushion layer is attached to the backed cut pile fiber sheet by needle-punching, it is preferable to perform the attachment before laying down the pile fibers in order to prevent the pile fibers from becoming entangled in the entanglement.
  • the toner sealing material of the present invention may be provided to the market in a state cut to a size suitable for attachment to a rotating body, or it may be provided to the market in the form of a long laminate before cutting.
  • the toner sealing material of the present invention includes not only a toner sealing material cut to a size suitable for attachment to a rotating body, but also the long laminate.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a toner seal material 1 according to one embodiment of the present invention.
  • pile fibers 2 are laid flat in a certain direction.
  • the pile fibers 2 are secured by a ground fabric 5 including warp yarns 3a and 3b and weft yarns 4.
  • the pile fibers 2 and the ground fabric 5 are further firmly secured together by an adhesive layer 6 containing a backing resin impregnated into the ground fabric.
  • a cushion layer 7 is secured to the back surface of the adhesive layer 6 via a double-sided adhesive layer 10.
  • a double-sided adhesive layer 8 is secured to the back surface of the cushion layer 7.
  • the back surface of the double-sided adhesive layer 8 is covered with a release paper layer 9.
  • the pile direction of the pile fibers 2 (direction from the base end to the tip of the pile fibers) and the rotation direction of the rotating developing roller 23 are opposite.
  • the pile fibers 2 come into contact with the sleeve of the developing roller 23 in a reversed pile state.
  • toner on the sleeve (on the outer surface of the developing roller 23) that is close to the toner seal material 1 is effectively captured by the pile fibers 2.
  • toner leakage from the outer surface of the developing roller that carries the toner in the outward direction of the axis 24a can be effectively prevented.
  • Figure 2 is a schematic cross-sectional view of a filament (single fiber) that makes up the pile fiber 2 (multifilament yarn) of a toner sealing material in one embodiment of the present invention.
  • the cross-section of the filament (single fiber) that makes up the pile fiber 2 is cocoon-shaped.
  • a cocoon-shaped cross-section provides a large area that acts as a wall against toner moving outward in the direction of axis 24a from the outer circumferential surface of the developing roller 23, allowing for effective capture of toner.
  • FIG 3 is a schematic diagram illustrating the manufacturing process for a cut pile fiber sheet 14 according to one embodiment of the present invention.
  • a bonded double woven fabric 13 is produced, which is a plain weave ground fabric including ground warp yarns 3a, 3b and ground weft yarns 4, and is composed of bonding yarns 12.
  • the bonding yarns 12 are then cut with a knife 15 to obtain the cut pile fiber sheet 14.
  • a double-sided adhesive layer 10 with a single-sided release paper is adhered to the side of the adhesive layer 6 (see Figure 1) containing the backing resin, opposite the cut pile fiber sheet 5 side, to obtain a backed, double-sided adhesive-layered cut pile fiber sheet.
  • FIG 4 is a schematic diagram illustrating the pile-laying process for one embodiment of the present invention.
  • Raw fabric roll 17 is a raw fabric roll of a cut pile fiber sheet with a double-sided adhesive layer that has been backed.
  • the lay-laying device 16 supplies the cut pile fiber sheet with a double-sided adhesive layer that has been backed from raw fabric roll 17 while peeling off the release paper (not shown), and supplies cushioning material that will become cushion layer 7 (see Figure 1) from raw fabric roll 18.
  • These are passed between thermal calendar rolls 19a and 19b, whereby the pile fibers 2 are laid down in the direction opposite to the forward direction and simultaneously heat-set.
  • the resulting laminate is wound onto a winder 20.
  • the laminate is pulled out from the roll 20, and a double-sided adhesive layer 8 having a release paper layer 9 on one side is attached to the cushion layer 7 to obtain a long toner seal material (laminate).
  • FIG. 5A is a schematic exploded perspective view showing a state in which a toner seal material according to one embodiment of the present invention is attached to the outer peripheral surface of the end portion of a developing roller
  • FIGS. 5B and 5C are each a schematic partial enlarged view of FIG. 5A.
  • the toner seal materials 22a and 22b function as side seals for both end portions 23a and 23b of the developing roller 23.
  • These toner seal materials 22a and 22b are positioned to adhere closely to the outer peripheral surface of the developing roller 23 and prevent toner leakage in the direction of the axis 24a.
  • the outermost layer of the toner seal materials 22a and 22b facing the outer peripheral surface of the end portion of the developing roller 23 is composed of a cut pile fiber sheet containing pile fiber 2 (multifilament yarn) with an initial modulus of elasticity (Young's modulus) of 45 cN/decitex or less.
  • Arrows 38a and 38b indicate the direction of toner leakage.
  • Arrow 24b indicates the direction of rotation of the developing roller 23.
  • the developing roller 23 is installed in an opening 27 facing the developing roller 23 in a developing unit 21 of an electrophotographic image forming apparatus.
  • the toner seal materials 22a and 22b preferably have a length of 10 to 50 mm, a width of 3 to 15 mm, and a thickness of 2.0 to 4.5 mm.
  • the toner seal materials 22a and 22b are rectangular in shape.
  • 2a denotes the base end of the pile fiber
  • 2b denotes the tip end of the pile fiber.
  • X denotes the longitudinal direction of the toner seal material 22a
  • Y denotes the longitudinal direction of the toner seal material 22b.
  • the pile direction of the pile fibers 2 is preferably inclined with respect to the longitudinal directions X and Y of the toner seal materials 22a and 22b.
  • the pile direction of the pile fibers 2 constituting the toner seal material 22a is inclined with respect to the longitudinal direction X in the opposite direction to the pile direction of the pile fibers 2 constituting the toner seal material 22b with respect to the longitudinal direction Y.
  • the pile fibers 2 of the toner seal materials 22a and 22b contact the surface of the rotating developing roller 23 in a reverse pile state.
  • the inclination angle ⁇ of the filaments (single fibers) constituting the pile fibers 2 with respect to the longitudinal directions X and Y is preferably 30 to 90°, and more preferably 45 to 60°, from the viewpoint of effectively preventing toner leakage from the outer peripheral surface of the developing roller 23 outward in the axial direction.
  • the pile direction of the pile fibers may be the same as the longitudinal direction of the toner seal material.
  • the toner seal materials 22a and 22b are attached to the housing 25 of the developing unit 21 before the developing roller 23.
  • the developing unit 21 is also provided with a blade 26, which is a toner regulation member. The thickness of the toner layer is adjusted by the blade 26 and kept below a certain level.
  • the rotating shaft 24 of the developing roller 23 is rotatably supported by the housing 25 of the developing unit 21, and toner is supplied to the developing roller 23 from inside the developing unit 21.
  • a toner sealant for preventing toner leakage from an outer peripheral surface of an end portion of a rotating body that carries powder toner in an image forming apparatus comprising:
  • the surface layer of the toner seal material is made of a cut pile fiber sheet containing pile fibers having an initial elastic modulus (Young's modulus) of 45 cN/decitex or less, The pile fibers are laid flat in one direction.
  • the toner sealing material according to [1] wherein the pile fibers have an official moisture regain of 8.0% or less under standard conditions (20° C., 65% RH).
  • the toner seal material according to [9] further comprising a double-sided adhesive layer with a release paper on one side bonded to the surface of the cushion layer opposite to the surface on the cut pile fiber sheet side.
  • Example 1 A double-layer velvet loom was used to produce a warp pile weave bonded double-layer fabric.
  • a rapier-type double-layer velvet loom was used to produce the bonded double-layer fabric 13 shown in Figure 3.
  • the ground warp and weft yarns were made of polyethylene terephthalate multifilament yarn (manufactured by Toray Industries, Inc., total fineness: 135 decitex, number of filaments: 30, initial modulus of elasticity (Young's modulus): 80 cN/decitex, and official moisture regain: 0.4% at standard conditions (20°C, 65% RH)).
  • the pile yarn was made of diacetate multifilament yarn (manufactured by Eastman Chemical Co., total fineness: 135 decitex, number of filaments: 35, initial modulus of elasticity (Young's modulus): 40 cN/decitex, and official moisture regain: 6.5% at standard conditions (20°C, 65% RH)).
  • the binding yarns 12 were cut with a knife 15 to obtain a 2.2 mm thick cut pile fiber sheet 14.
  • the mass per unit area (basis weight) of the obtained cut pile fiber sheet 14 was 230 g/ m2
  • the length of the pile fibers (pile length) was 2.0 mm
  • the density of the ground weave was 80 warp threads/inch and 100 weft threads/inch.
  • Figure 6 shows a schematic perspective view of the filaments (single fibers) that make up the pile yarns, and the cross-sectional shape of the filaments is approximately cocoon-shaped.
  • the cut pile fiber sheet 14 was impregnated with acrylic resin and cured to bond the pile fibers to the ground fabric, yielding a backed cut pile fiber sheet.
  • Nitto HJ-9150 double-sided tape was applied to the side of the adhesive layer 6 containing acrylic resin opposite the side facing the cut pile fiber sheet 5, yielding a backed cut pile fiber sheet with a double-sided adhesive layer.
  • a raw roll 17 is a raw roll of cut pile fiber sheet with a backing-treated double-sided adhesive layer.
  • a pile-laying device 16 supplies a cut pile fiber sheet impregnated with a backing resin from the raw roll 17 while peeling the release paper (not shown) from the double-sided adhesive layer 10 (see FIG. 1 ).
  • a urethane foam cushion layer 7 (PORON LE20, 1 mm thick, manufactured by Inoac Corporation) is supplied from the raw roll 18. These layers are stacked and passed between heat calendar rolls 19a and 19b at 80°C.
  • the pile fibers 2 are laid in the direction opposite to the running direction of the cut pile fiber sheet 14, and simultaneously heat-set.
  • double-sided tape (Nitto 500) was attached to the cushion layer 7, and the long toner seal material having the configuration shown in Fig. 1 was melt-cut with a laser cutter to obtain a toner seal material having a length of 20 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 3.3 mm.
  • the angle of the pile fiber direction relative to the longitudinal direction of the obtained toner seal material was within a range of 45 to 60 degrees.
  • Example 2 The backing-processed cut pile fiber sheet produced in Example 1 was used, and a nonwoven fabric composed of 100% polyethylene terephthalate (manufactured by Toray, total fineness: 2.2 decitex, fiber length: 51 mm) with a basis weight of 135 g/ m2 and a thickness of 1.2 mm was attached to the back surface as a cushion layer by needle punching. Double-sided tape (Nitto 500) was then attached to the nonwoven fabric. The resulting long toner seal material was then melt-cut with a laser cutter to obtain a toner seal material measuring 20 mm in length, 5 mm in width, and 3.3 mm in thickness. The pile fibers were flattened by passing the sheet through a pair of heat calender rolls at 80°C after needle punching and before the double-sided tape was attached.
  • a nonwoven fabric composed of 100% polyethylene terephthalate (manufactured by Toray, total fineness: 2.2 decitex, fiber length: 51 mm) with a basis weight
  • Example 1 A cut pile fiber sheet with a mass per unit area (basis weight) of 235 g/m2, a thickness of 2.2 mm, and a ground density of 80 warp threads/inch and 100 weft threads/inch was produced in the same manner as in Example 1, except that a single polyethylene terephthalate multifilament yarn (manufactured by Toray Industries, Inc., total fineness: 135 decitex, number of filaments: 30 , initial modulus of elasticity (Young's modulus): 80 cN/decitex, official moisture regain: 0.4% under standard conditions (20°C, 65% RH)) was used as the pile yarn.
  • Example 2 A cut pile fiber sheet with a mass per unit area (basis weight) of 240 g/m2, a thickness of 2.2 mm, and a ground density of 80 threads/inch in the warp direction and 100 threads/inch in the weft direction was produced in the same manner as in Example 1, except that a single rayon multifilament yarn (manufactured by Jilin Chemical Fiber Co., Ltd. and Toray Industries, Inc., total fineness: 135 decitex, number of filaments: 40 , initial modulus of elasticity (Young's modulus): 60 cN/decitex, official moisture regain: 11.0% under standard conditions (20°C, 65% RH)) was used as the pile yarn.
  • a single rayon multifilament yarn manufactured by Jilin Chemical Fiber Co., Ltd. and Toray Industries, Inc., total fineness: 135 decitex, number of filaments: 40 , initial modulus of elasticity (Young's modulus): 60 cN/decitex, official moisture regain: 11.
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of a filament (single fiber) constituting the pile yarn, and the cross section of the filament is roughly cocoon-shaped.
  • Example 3 A cut pile fiber sheet with a mass per unit area (basis weight) of 220 g/m2, a thickness of 2.2 mm, and a ground density of 80 warp threads/inch and 100 weft threads/inch was produced in the same manner as in Example 1, except that a single nylon multifilament yarn (manufactured by Nirit, total fineness: 110 decitex, number of filaments: 48 , initial modulus of elasticity (Young's modulus): 50 cN/decitex, official moisture regain: 4.5% at standard conditions (20°C, 65% RH)) was used as the pile warp yarn. A toner seal material with a warp length of 20 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 3.3 mm was obtained.
  • a single nylon multifilament yarn manufactured by Nirit, total fineness: 110 decitex, number of filaments: 48 , initial modulus of elasticity (Young's modulus): 50 cN/decitex, official moisture regain
  • the toner penetration rate (%) in the width direction of the toner sealing material was smaller than when the toner sealing materials of Comparative Examples 1 to 3 were used, confirming that it was possible to effectively prevent toner leakage from the outer peripheral surface of the rotating body that carries powder toner in the axial direction.
  • the nonwoven fabric for toner seals of the present invention is useful as a material for sealing to prevent toner leakage in electrophotographic image forming devices that use powder toner.

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Abstract

本発明は、画像形成装置における粉粒体トナーを担持する回転体(23)の端部外周面からのトナーの漏れを防止するためのトナーシール材(1)であって、その表層は初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下のパイル繊維(2)を含むカットパイル繊維シート(5)で構成されており、パイル繊維(2)は一方向に毛伏せされている、トナーシール材に関する。パイル繊維(2)の公定水分率は、標準状態(20℃,65%RH)で好ましくは8%以下である。パイル繊維(2)は、好ましくはマルチフィラメント糸であり、より好ましくはジアセテートマルチフィラメント糸又はトリアセテートマルチフィラメント糸である。トナーシール材(1)は、クッション層(7)をさらに含む。

Description

トナーシール材及びその製造方法
 本発明は、電子写真方式を利用する画像形成装置の粉粒体トナーを担持する回転体の外周面から当該回転体の軸線方向へのトナーの漏れを防止するためのトナーシール材及びその製造方法に関する。
 従来から、電子写真方式を利用する画像形成装置では、粉粒体トナーが現像剤として使用される。電子写真方式の画像形成装置は、プリンタ、複写装置、ファクシミリ装置などとして広く用いられている。電子写真方式では、感光ドラムなどの像担持体に静電潜像を形成し、トナーで現像して、それを記録用紙などに転写しトナーを記録用紙などに定着させる。トナーは、現像ユニットの容器(トナーボックス)などに貯蔵され、現像ローラの外周面に付着した状態で感光ドラムなどの表面まで移動する。現像ローラや感光ドラム等の回転体は回転しながら、その外周面にトナーを付着させる。現像ローラや感光ドラムには、例えばその軸線方向の外方などに、トナーが漏れ出ることがないよう、漏れ防止用のシール材が設けられている。
 微細粉粒体の漏れ防止用シール材に関する先行技術として、特許文献1には可動体の表面に接触させるパイルと、それを支える基布とを含むカットパイル織物が提案されている。特許文献2~3にはカットパイル織物をシール材として使用することが提案されている。
特開2006-249383号公報 特開2005-283729号公報 特開2003-223047号公報
 しかし、前記従来のシール材は、耐久性がなく、粉粒体トナーを担持する回転体の外周面から軸線方向の外方へのトナーの漏れが生じるという問題があった。
 本発明は、上記問題を解決するため、粉粒体トナーを担持する回転体の外周面から軸線方向の外方へのトナーの漏れを効果的に防ぐことができ、且つ、画像形成装置のモーターの負荷低減にも寄与し得る、トナーシール材及びその製造方法を提供する。
 本発明は、一態様において、画像形成装置における粉粒体トナーを担持する回転体の端部外周面からのトナーの漏れを防止するためのトナーシール材であって、前記トナーシール材の表層は初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下のパイル繊維を含むカットパイル繊維シートで構成されており、前記パイル繊維は一方向に毛伏せされているトナーシール材に関する。
 本発明は、一態様において、前記のトナーシール材の製造方法であって、
 接結糸と地組織とを含む接結二重繊維シートを製造し、前記接結糸をカットして、パイル繊維と前記地組織とを含むカットパイル繊維シートを得ること、
 前記カットパイル繊維シートにバッキング樹脂を含浸しそれを硬化させて、前記パイル繊維を前記地組織に固着させる、バッキング加工をすること、
 前記パイル繊維を一定方向に倒し同時に熱セットする毛伏せ加工をすること、
 バッキング加工された前記カットパイル繊維シートにクッション層を固着すること、
 前記クッション層の前記カットパイル繊維シート側の面の反対面に片面が剥離紙で被覆された両面接着剤層を固着させること、
 前記バッキング加工および前記毛伏せ加工がなされた前記カットパイル繊維シートと前記クッション層と前記片面が剥離紙で被覆された両面接着剤層とを含む積層体を所定の大きさに切断すること、を含み、
 前記パイル繊維の初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下である、トナーシール材の製造方法に関する。
 本発明のトナーシール材では、その表層が、初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下のパイル繊維を含むカットパイル繊維シートで構成されており、前記パイル繊維は一方向に毛伏せされている。そのため、パイル繊維が回転するスリーブ(回転体の表層)の表面を傷つけることが抑制され、粉粒体トナーを担持する回転体の外周面から軸線方向の外方へのトナーの漏れを効果的に防ぐことができ、且つ、画像形成装置のモーターの負荷低減にも寄与し得る。
図1は本発明の一実施態様のトナーシール材の模式的断面図である。 図2は本発明の一実施態様のトナーシール材を構成するパイル繊維を構成するフィラメントの模式的断面図である。 図3は本発明の一実施態様のトナーシール材の製造工程のうちのカットパイル繊維シートを得る工程の模式的説明図である。 図4は本発明の一実施態様のトナーシール材の製造工程のうちの毛伏せ加工工程の模式的説明図である。 図5Aは本発明の一実施態様のトナーシール材を現像ローラの端部の外周面に装着した状態を示す模式的分解斜視図であり、図5B、図5Cは各々図5Aの模式的部分拡大図である。 図6は実施例1及び実施例2のトナーシール材を構成するパイル繊維を構成するフィラメントの模式的斜視図である。 図7は比較例2のトナーシール材を構成するパイル繊維を構成するフィラメントの模式的斜視図である。
 本発明のトナーシール材は、画像形成装置における粉粒体トナー(以下「トナー」と略称する場合もある。)を担持する回転体の端部外周面からの回転体の軸線方向の外法へのトナーの漏れを防止する機能を有する。前記トナーシール材の表層、すなわち前記回転体の端部外周面に面する側の最外層は、初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下のパイル繊維(以下「パイル糸」と呼ぶ場合もある。)を含むカットパイル繊維シートで構成されている。前記パイル繊維の初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下であれば、回転するスリーブの表面が傷つくことが抑制されるので、当該スリーブの傷つきに起因する前記回転体の外周面から軸線方向の外方へのトナーの漏れが抑制される。同様の観点から、パイル繊維の初期弾性率(ヤング率)は、好ましくは44cN/decitex以下、さらに好ましくは43cN/decitex以下である。また、パイル繊維の初期弾性率(ヤング率)の下限については、パイル繊維による良好なトナーの払い落しを可能とする観点から、好ましくは5cN/decitex以上、より好ましくは10cN/decitex以上、さらに好ましくは15cN/decitex以上である。尚、前記スリーブの表面は、トナーに対する帯電を付与するためと、耐久寿命を延ばすために、金属メッキや樹脂等によるコート処理が施されている。初期弾性率(ヤング率)は、JIS L 1013(初期引張抵抗度)に準拠して測定できる。
 従来一般的にトナーシール材の材料として使用されていたポリエチレンテレフタレート(PET)フィラメント(マルチフィラメント糸)は、初期弾性率(ヤング率)が約79~141cN/decitexと高いため、回転するスリーブの表面がカットパイルによって少しずつ傷つけられ、スリーブを劣化させるという問題があった。また、レーヨンフィラメント(マルチフィラメント糸)の初期弾性率(ヤング率)は、約60~80cN/decitexであるので、同様の理由により、パイル繊維へのレーヨンフィラメント(マルチフィラメント糸)の使用は好ましくない。
 本発明のトナーシール材において、前記パイル繊維は一方向に毛伏せされている。これにより、毛伏せされたパイル繊維の先端側が基端側よりも回転体の軸線方向内方に位置し、前記パイル繊維の長手方向と前記回転体の軸とが交差するように、トナーシール材を回転体に装着すると、パイル繊維が逆毛状態で回転中の回転体表面と接触することになる。そのため、回転体の軸線方向の外方に向かって移動するトナーがトナーシール材により効果的に捕捉され好ましい。パイル繊維がマルチフィラメント糸であると、パイル繊維間だけでなく、マルチフィラメント糸を構成するフィラメント(単繊維)間にトナーが捕捉されるので、トナーの漏れをより効果的に防ぐことができる。また、パイル繊維としてマルチフィラメント糸を用いずステープル糸を用いることは、毛抜けの観点から好ましくない。当該マルチフィラメント糸におけるフィラメント(単繊維)本数は好ましくは30~50本、単繊維繊度は好ましくは2.0~4.0decitex、総繊度は好ましくは60~200decitexである。
 前記カットパイル繊維シートのパイル繊維(パイル糸)のパイル長は、0.5~3.0mmが好ましく、より好ましくは0.7~2.8mmであり、さらに好ましくは1.0~2.5mmである。これによりトナーの漏れを効果的に防ぐことができる。
 パイル繊維(パイル糸)の素材としてレーヨン等の公定水分率が高い素材を使用する場合、使用環境の湿度が高いと、摩擦係数が高くなって回転トルク抵抗が大きくなり、モーターへの負荷が大きくなるという問題が生じる。したがって、本発明において、使用環境の影響を受けにくいという理由から、パイル繊維の公定水分率は、標準状態(20℃,65%RH)で、好ましくは8.0%以下であり、より好ましくは7.5%以下であり、静電気発生の抑制の観点から、好ましくは2.0%以上、より好ましくは2.5%以上である。尚、上記公定水分率は、JIS L 1013(水分率及び付着水分率)に準拠して測定できる。
 前記パイル繊維(パイル糸)は、ジアセテート繊維(ジアセテートマルチフィラメント糸)及びトリアセテート繊維(トリアセテートマルチフィラメント糸)のうちの少なくとも1種が好ましい。ジアセテート繊維(ジアセテートマルチフィラメント糸)は、その公定水分率が標準状態(20℃,65%RH)で6.0~7.0%、初期弾性率(ヤング率)は26~40cN/decitexである。トリアセテート繊維(トリアセテートマルチフィラメント糸)は、その公定水分率が標準状態(20℃,65%RH)で3.0~4.0%、初期弾性率(ヤング率)は26~40cN/decitexである。
 ジアセテート繊維及びトリアセテート繊維は、木材パルプを原料とし、そのセルロースを酢酸でエステル化(酸化)した後に紡糸して製造する。ジアセテート繊維の製造に使用されるセルロースは、酢化度が55wt%程度の二酢酸セルロースであり、トリアセテート繊維の製造に使用されるセルロースは、酢化度が61wt%程度の三酢酸セルロースである。
 パイル繊維(パイル糸)を構成するフィラメント(単繊維)の断面形状は、丸形断面以外の異形断面であるのが好ましい。前記フィラメント(単繊維)の断面を異形断面とすることで、トナーに対して壁となる面積が増えるため、トナーの漏れをより効果的に防ぐことができる。異形断面が繭形断面であると、凹部と凸部が重なり合い壁となりやすくトナーの移動を遮断するという理由から、トナーの漏れをより効果的に防ぐことができ好ましい。
 前記カットパイル繊維シートの単位面積当たりの質量は、100~480g/mが好ましく、より好ましくは150~350g/mであり、さらに好ましくは200~250g/mである。単位面積当たりの質量が、これらの範囲内であれば、トナーの漏れをより効果的に防ぐことができる。
 前記カットパイル繊維シートの地組織の密度は、好ましくは経48~138本/インチ、より好ましくは経50~110本/インチであり、さらに好ましくは経55~90本/インチである。また、好ましくは緯66~135本/インチ、より好ましくは緯75~120本/インチであり、さらに好ましくは緯85~110本/インチである。前記密度が、これらの範囲内であれば、トナーの漏れをより効果的に防ぐことができる。
 パイル繊維が毛伏されていない状態での前記カットパイル繊維シートの厚さは、トナーシール材の材料として好適であるという理由から、好ましくは0.8~4.5mmである。        
 前記カットパイル繊維シートは、例えば、接結二重繊維シートの接結糸をカットすること作製できる。接結二重繊維シートとしては、接結二重織物又は接結二重編物が好ましい。接結二重編物は、接結二重経編物でもよいし接結二重緯編物でもよい。接結二重繊維シートでは、パイル繊維が地組織に強固に固定されている。接結二重織物は、経パイル織物でもよいし、緯パイル織物でもよい。これらの地組織としては平織、綾織、朱子織等が好ましい。
 尚、前記カットパイル繊維シートの地組織に使用する繊維素材はどのようなものでもよく、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレンなどの合成繊維、レーヨン、ジアセテート繊維又はトリアセテート繊維、キュプラ、ポリノジック等の再生繊維、綿、麻、羊毛などの天然繊維を使用できる。こられの中でも、地組織を構成する糸は、ポリエステルマルチフィラメント糸、ジアセテートマルチフィラメント糸又はトリアセテートマルチフィラメント糸が好ましく、ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント糸、ジアセテートマルチフィラメント糸又はトリアセテートマルチフィラメント糸がより好ましく、ジアセテートマルチフィラメント糸又はトリアセテートマルチフィラメント糸がさらに好ましい。地組織については特に制限はなく従来公知のものと同様であってもよいが、地組織を構成する各マルチフィラメント糸の総繊度と切断されることによりパイル繊維となる接結糸(マルチフィラメント)の総繊度は、カットパイル繊維シートの形状保持の観点から、同等であるか、もしくは接結糸の方が地組織を構成する各マルチフィラメント糸よりも低いことが好ましい。また、マルチフィラメント糸を構成するフィラメント1本の太さ(単繊維繊度)は、パイル繊維によりトナーを効率的に捕捉するために、地組織を構成する各糸のそれと接結糸のそれは同等であるか、あるいは、接結糸のそれの方が地組織の各糸のそれよりも細い方が好ましい。また、地組織を構成する各糸の公定水分率は、標準状態(20℃,65%RH)で、前記パイル繊維(パイル糸)のそれよりも顕著に小さくてよく、通常、0~8.0%であり、好ましくは0~3.0%である。
 前記トナーシール材は、その厚さ調整の観点から、カットパイル繊維シートの背面側(地組織側)に固着されたクッション層をさらに含んでいると好ましい。クッション層としては、弾性層、発泡層又は不織布層が好ましい。前記トナーシール材がクッション層を含むと、前記回転体の端部外周面のシール材として都合がよい。クッション層は、ニードルパンチでカットパイル繊維シートと複合化された不織布層が好ましい。この場合、両面テープや接着剤等を用いずに、バッキング加工がなされたカットパイル繊維シートとクッション層(不織布層)とを複合化できるので、バッキング加工がなされたカットパイル繊維シートとクッション層の湾曲率の違いにより起こりうるトナーシール材のシワの発生が防止できる。
 前記トナーシール材は、画像形成装置内への設置の利便性の観点から、クッション層のカットパイル繊維シート側の面の反対面に固着された、両面テープ等の両面接着剤層をさらに含んでいると好ましい。当該両面接着剤層のクッション層側の面の反対面には、剥離紙を設けておくのが好ましい。このようにしておくと、剥離紙を剥ぎ、画像形成装置内の所定の位置に貼り付けることで、トナーシール材を容易に設置することができる。
 次に、発明のトナーシール材の製造方法の一例について説明する。本発明のトナーシール材の製造方法の一例は、下記工程(1)~(4)を含む。
 (1)カットパイル繊維シートの製造工程
 この工程では、接結糸をジアセテート又はトリアセテートのマルチフィラメント糸とする、接結二重繊維シートを製造し、接結糸をカットしてカットパイル繊維シートを得る。
 (2)バッキング加工工程
 この工程では、前記カットパイル繊維シートにバッキング樹脂等を含浸させそれを硬化させて、パイル繊維を前記接結二重繊維シートの地組織に強固に固着させる。接結糸の地組織への固着は、例えば、バッキング樹脂等を用いて行う。バッキング樹脂としてはアクリル樹脂が好適である。バッキング樹脂のカットパイル繊維シートへの含浸は、例えば、カットパイル繊維シートの背面を、樹脂を必要量付着させたロールと接触させ、当該樹脂をカットパイル繊維シート背面に転写させることにより行う。その後、樹脂が転写されたカットパイル繊維シートを、乾燥機を通過させ、樹脂を硬化させる。
 また、バッキング加工がなされたカットパイル繊維シートのうちの前記バッキング樹脂からなる接着層6(図1参照)に対して、片面が剥離紙で被覆された両面接着剤層(図示せず)を固着し、当該両面接着剤層を、バッキング加工がなされたカットパイル繊維シートとクッション層とを固着させるための手段としてもよい。
 (3)毛伏せ加工工程
 この工程では、例えば、カレンダーロール間でカットパイル繊維シートを加熱および加圧しながら通過させる熱カレンダー加工により、パイル繊維(立毛繊維)を一定方向に倒すと同時に熱セットするという、毛伏せ加工をする。これによりパイル繊維によるトナーのせき止め効果が向上する。熱カレンダーの温度は一例として、好ましくは80~150℃である。毛伏せ加工は、通常、カットパイル繊維シートに対してバッキング加工を行って、バッキング樹脂により接結糸を地組織へ強固に固着させてから行う。樹脂を必要量付着させた前記ロールの先にカレンダーロールを配置しておけば、バッキング加工工程と毛伏せ加工工程とをこの順で一連の流れで行えるので好ましい。
 (4)クッション層及び両面接着剤層の付与工程
 毛伏せ加工工程と同時に又は別工程で、バッキング加工がなされたカットパイル繊維シートへ、クッション材を積層し固着しクッション層7とする。前記クッション材のカットパイル繊維シートへの固着は、例えば、接着層6に固着された両面接着剤層10(図1参照)により行われる。クッション層7としては、弾性層、発泡層又は不織布層などが挙げられる。
 また、クッション層7の背面には、片面が剥離紙9で被覆された両面接着剤層8を固着する。クッション層7への両面接着剤層8の固着は、クッション材をカットパイル繊維シートに固着した後でもよいし前でもよい。
 (5)カット工程
 上記(4)の工程を経て得られ、前記バッキング加工がなされたカットパイル繊維シート5と前記クッション層7と片面が剥離紙9で被覆された両面接着剤層8とを含む長尺状の積層体を、レーザーカッター等により所定の大きさに溶融切断する。回転体への装着に適したサイズにするためである。
 上記の発明のトナーシール材の製造方法の一例では、バッキング加工されたカットパイル繊維シートへ両面接着剤層を用いてクッション層を固着した後に毛伏せ加工を行っているが、クッション層とバッキング加工されたカットパイル繊維シートとの接合は、毛伏せ加工と同時でもよいし毛伏せ加工の後でもよい。
 また、バッキング加工されたカットパイル繊維シートへのクッション層の固着は、両面接着剤層を用いた接着の他、クッション層として不織布を用いバッキング加工されたカットパイル繊維シートの地組織の繊維と前記不織布を構成する繊維とをニードルパンチにより交絡させることにより行ってもよい。バッキング加工されたカットパイル繊維シートへのクッション層の固着をニードルパンチにより行う場合、当該固着は、パイル繊維が前記交絡に巻き込まれることを防ぐ観点から、パイル繊維の毛伏せ加工の前に行うのが好ましい。
 以上のことから、発明のトナーシール材の製造方法は、一態様において、以下を含む。
 接結糸と地組織とを含む接結二重繊維シートを製造し、前記接結糸をカットして、パイル繊維と前記地組織とを含むカットパイル繊維シートを得ること。
 前記カットパイル繊維シートにバッキング樹脂を含浸しそれを硬化させて、前記パイル繊維を前記地組織に固着させる、バッキング加工をすること。
 前記パイル繊維を一定方向に倒し同時に熱セットする毛伏せ加工をすること。
 バッキング加工された前記カットパイル繊維シートに対してクッション層を固着すること。
 前記クッション層の前記カットパイル繊維シート側の面の反対面に片面が剥離紙で被覆された両面接着剤層を固着させること。
 前記バッキング加工および前記毛伏せ加工がなされた前記カットパイル繊維シートと前記クッション層と前記片面が剥離紙で被覆された両面接着剤層とを含む積層体(長尺状のトナーシール材)を所定の大きさに切断すること。
 本製造方法において、クッション層とバッキング加工されたカットパイル繊維シートとの固着は、毛伏せ加工の後でもよいし毛伏せ加工と同時でもよい。
 また、バッキング加工されたカットパイル繊維シートへのクッション層の固着は、両面接着剤層を用いた接着の他、クッション層として不織布を用いバッキング加工されたカットパイル繊維シートの地組織の繊維と前記不織布を構成する繊維とをニードルパンチにより交絡させること、により行ってもよい。バッキング加工されたカットパイル繊維シートへのクッション層の固着をニードルパンチにより行う場合、当該固着は、パイル繊維が前記交絡に巻き込まれることを防ぐ観点から、パイル繊維の毛伏せの前に行うのが好ましい。
 尚、本発明のトナーシール材は、回転体への装着に適したサイズに切断された状態で市場に提供されてもよいが、切断前の長尺状の積層体の状態で市場に提供されてもよい。本発明のトナーシール材は、回転体への装着に適したサイズに切断されたもののみならず、前記長尺状の積層体をも包含する。
 以下図面を用いて説明する。以下の図面において、同一符号は同一物を示す。
 図1は本発明の一実施態様のトナーシール材1の模式的断面図である。このトナーシール材1は、パイル繊維2が一定方向に毛伏せされている。パイル繊維2は経糸3a,3bと緯糸4とを含む地組織織物5によって固定されており、さらに地組織に含浸されたバッキング樹脂を含む接着層6によってパイル繊維2と地組織織物5とが強固に固定されている。接着層6の背面には両面接着剤層10を介してクッション層7が固定されている。クッション層7の背面には、両面接着剤層8が固着されている。両面接着剤層8の背面は剥離紙層9によって被覆されている。
 パイル繊維2の毛伏方向(パイル繊維の基端から先端へ向かう方向)と回転する現像ローラ23の回転方向は逆であると好ましい。この場合、パイル繊維2は逆毛状態で現像ローラ23のスリーブと接触することになる。そのため、トナーシール材1に近接して存在するスリーブ上(現像ローラ23の外周面上)のトナーは、パイル繊維2にて効果的に捕捉される。その結果、トナーを担持する現像ローラの外周面から軸線24a方向外方へのトナーの漏れを効果的に防ぐことができる。
 図2は本発明の一実施態様のトナーシール材のパイル繊維2(マルチフィラメント糸)を構成するフィラメント(単繊維)の模式的断面図である。パイル繊維2を構成するフィラメント(単繊維)の断面は繭形である。繭形断面であると、現像ローラ23の外周面から軸線24a方向の外方へ移動するトナーに対する壁となる面積が大きいので、トナーを効果的に捕捉できる。
 図3は本発明の一実施態様のカットパイル繊維シート14の製造工程の模式的説明図である。当該製造工程では、地経糸3a,3bと地緯糸4とを含む平組織織物である地組織と接結糸12とで構成される接結二重織物13を作製し、前記接結糸12をナイフ15でカットし、カットパイル繊維シート14を得ている。
 次いで、地組織にバッキング樹脂を含浸させることによりパイル繊維2と地組織織物5とが強固に固定される。バッキング樹脂を含む接着層6(図1参照)のカットパイル繊維シート5側の面の反対面に、片面剥離紙付き両面接着剤層10を固着させることにより、バッキング加工済みの両面接着剤層付きカットパイル繊維シートを得る。
 図4は本発明の一実施態様のパイル繊維を毛伏せ加工する工程の模式的説明図である。原反ロール17は、バッキング加工済みの両面接着剤層付きカットパイル繊維シートの原反ロールである。毛伏せ加工装置16は、原反ロール17から、剥離紙(図示せず)を剥ぎながら、バキング加工済みの両面接着剤層付きカットパイル繊維シートを供給し、原反ロール18からクッション層7(図1参照)となるクッション材を供給し、これらを熱カレンダーロール19a,19bの間を通過させつつ、パイル繊維2を進行方向と逆方向に毛伏せし、同時に熱セットしている。得られた積層体は巻取り体20に巻き取られる。
 次いで、巻取り体20から上記積層体を引き出し、クッション層7に対して片面に剥離紙層9を有する両面接着剤層8を貼り付けて、長尺状のトナーシール材(積層体)を得る。
 図5Aは本発明の一実施態様のトナーシール材を現像ローラの端部の外周面に装着した状態を示す模式的分解斜視図であり、図5B、図5Cは各々図5Aの模式的部分拡大図である。
 トナーシール材22a,22bは、現像ローラ23の両端部23a,23bに対し、サイドシールタイプとして機能する。このトナーシール材22a,22bは、現像ローラ23の外周面に密着し、軸線24a方向にトナーが漏れないように配置される。トナーシール材22a,22bの現像ローラ23の端部外周面に面する側の最外層は、初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下のパイル繊維2(マルチフィラメント糸)を含むカットパイル繊維シートで構成されている。矢印38a,38bはトナーの漏れ方向である。矢印24bは、現像ローラ23の回転方向である。現像ローラ23は、電子写真方式の画像形成装置の現像ユニット21において現像ローラ23に臨む開口部27に装着される。
 トナーシール材22a,22bは、画像形成装置におけるトナーを担持する現像ローラ23への適用の観点から、一例として長さ10~50mm、幅3~15mm、厚さ2.0~4.5mmが好ましい。トナーシール材22a、22bの形状は長方形である。
 図5Bおよび図5Cにおいて、2aはパイル繊維の基端であり、2bはパイル繊維の先端である。図5BにおいてXはトナーシール材22aの長手方向であり、図5CにおいてYはトナーシール材22bの長手方向である。パイル繊維2の毛伏方向は、好ましくはトナーシール材22a、22bの長手方向X、Yに対して傾斜している。トナーシール材22aを構成するパイル繊維2の毛伏方向の長手方向Xに対する傾斜方向とトナーシール材22bを構成するパイル繊維2の毛伏方向の長手方向Yに対する傾斜方向は逆方向である。トナーシール材22a、22bのパイル繊維2は逆毛状態で回転中の現像ローラ23の表面と接触する。長手方向X、Yに対するパイル繊維2を構成するフィラメント(単繊維)の傾斜角度θは、現像ローラ23の外周面から軸線方向の外方へのトナーの漏れを効果的に防ぐ観点から、好ましくは30~90°であり、より好ましくは45~60°である。尚、パイル繊維の毛伏方向は、トナーシール材の長手方向と同方向でもよい。
 トナーシール材22a,22bは、現像ユニット21の筐体25に、現像ローラ23に先だって取付けられる。現像ユニット21には、トナー規制部材であるブレード26も設けられる。トナー層の厚さは、ブレード26によって調整され、一定以下に保たれる。現像ローラ23の回転軸24は、現像ユニット21の筐体25に回転可能に支持され、現像ローラ23には、現像ユニット21の内部からトナーが供給される。
 尚、本明細書において、各数値範囲の上限値および下限値は任意に組み合わせることができ、それらの全ての組み合わせが好ましい数値範囲として本明細書に記載されているものとする。
 本願は、さらに以下の発明を開示する。
 [1] 画像形成装置における粉粒体トナーを担持する回転体の端部外周面からのトナーの漏れを防止するためのトナーシール材であって、
 前記トナーシール材の表層は初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下のパイル繊維を含むカットパイル繊維シートで構成されており、
 前記パイル繊維は一方向に毛伏せされている、トナーシール材。
 [2] 前記パイル繊維は、公定水分率が標準状態(20℃,65%RH)で8.0%以下である前記[1]に記載のトナーシール材。
 [3] 前記パイル繊維は、ジアセテート繊維及びトリアセテート繊維からなる群から選ばれる少なくとも一つである前記[1]又は[2]に記載のトナーシール材。
 [4] 前記パイル繊維は、マルチフィラメント糸である前記[1]から[3]のいずれかに記載のトナーシール材。
 [5] 前記マルチフィラメント糸の、単繊維繊度が2.0~4.0decitexであり、単繊維の構成本数が30~50本である、前記[4]に記載のトナーシール材。
 [6] 前記パイル繊維のパイル長は、0.5~3.0mmである前記[1]から[5]のいずれかに記載のトナーシール材。
 [7] 前記カットパイル繊維シートの単位面積当たりの質量は、100~480g/mである前記[1]から[6]のいずれかに記載のトナーシール材。
 [8] 前記パイル繊維を構成するフィラメント(単繊維)の断面は、異形断面である前記[4]又は[5]に記載のトナーシール材。
 [9] 前記トナーシール材は、クッション層をさらに含む、前記[1]から[8]のいずれかに記載のトナーシール材。
 [10] 前記トナーシール材は、クッション層の前記カットパイル繊維シート側の面の反対面に接着された片面剥離紙付の両面接着剤層をさらに含む、前記[9]に記載のトナーシール材。
 [11] 前記[1]から[10]のいずれかに記載のトナーシール材の使用方法であり、
 毛伏せされた前記パイル繊維の先端側が基端側よりも前記回転体の軸線方向内方に位置し、前記パイル繊維の長手方向と前記回転体の軸線方向とが交差し、前記表層と前記回転体の表面とが接するように、前記トナーシール材を前記回転体に装着すること含む、トナーシール材の使用方法。
 以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例における各物性値は、繊維業界で一般的に行われている測定方法により測定した。なお、実施例中の「部」及び「%」は質量基準である。また、下記実施例および比較例の評価は下記ようにして行った。
 [回転トルク電流値の測定]
 実施例1、比較例1~3のトナーシール材を、直径10.8mmの現像ローラのスリーブの両端部に装着し、その後、当該スリーブを30,000回転させた。その際、粒径約8μmのカラートナーを使用して、A4サイズの紙に印刷を行った。スリーブの回転中トルクの電流値を計測し、計測中の電流値の平均値を回転トルク電流値(mA)として表1に示している。
 [スリーブ表面の観察]
 上記[回転トルク電流値の測定]の後、スリーブを画像形成装置から取り外し、スリーブの表面を顕微鏡(200倍)により目視観察を行い、下記基準に従って表面状態の評価を行った。

 (スリーブの表面状態の評価基準)
 A:引っかきキズが観察できない。
 B:引っかきキズが1~5個所観察できる。
 C:引っかきキズが6個所以上観察できる。
 [トナー漏れ試験]
 上記[回転トルク電流値の測定]の後、トナーシール材の幅方向(図5において矢印38a,38bの方向)へのトナーの侵入度(%)を測定した。侵入度(%)の値が大きいほどトナー漏れが生じやすく、小さいほどトナー漏れを効果的に抑制できることを意味している。前記侵入度(%)は、下記式より算出できる。
 侵入度(%)=(トナーシール材のうちのトナーが侵入した部分の幅方向長÷トナーシール材の幅方向全長)×100
 (実施例1)
 二重ベルベット織機を用いて経パイル組織の接結二重織物を作製した。図3に示す接結二重織物13の作製にはレピア式接結二重織機を用いた。地組織の経糸(地経糸)および緯糸(地緯糸)には、ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント糸(東レ社製、総繊度:135decitex、フィラメント本数30本、初期弾性率(ヤング率):80cN/decitex、公定水分率:標準状態(20℃,65%RH)で0.4%)の単糸を使用した。パイル糸には、ジアセテートマルチフィラメント糸(イーストマンケミカル社製、総繊度135decitex、フィラメント本数35本、初期弾性率(ヤング率):40cN/decitex、公定水分率:標準状態(20℃,65%RH)で6.5%)の単糸を用いた。

 次いで、接結糸12をナイフ15でカットし、厚さ2.2mmのカットパイル繊維シート14を得た。得られたカットパイル繊維シート14の単位面積当たりの質量(目付)は、230g/m、パイル繊維の長さ(パイル長)は、2.0mm、地組織の密度は、経80本/インチ、緯100本/インチとした。図6には、パイル糸を構成するフィラメント(単繊維)の模式的斜視図を示しており、フィラメントの断面形状は略繭型である。
 次に、カットパイル繊維シート14にアクリル樹脂を含浸させそれを硬化してパイル繊維と地組織織物とを固着させ、バッキング加工済みのカットパイル繊維シートを得た。次いで、アクリル樹脂を含む接着層6のカットパイル繊維シート5側の面の反対面に、両面テープ日東HJ-9150を貼り付けることにより、バッキング加工済み両面接着剤層付きカットパイル繊維シートを得た。
 図4は本発明の一実施態様のパイル繊維を毛伏せ加工する工程の模式的説明図である。原反ロール17は、バッキング加工済み両面接着剤層付きカットパイル繊維シートの原反である。毛伏せ加工装置16は、原反ロール17からバッキング樹脂含浸処理済みのカットパイル繊維シートを、両面接着剤層10(図1参照)から剥離紙(図示せず)を剥ぎつつ供給し、原反ロール18からクッション層7としてウレタンフォーム(PORON LE20、厚さ1mm、イノアックコーポレーション社製)を供給し、これらを積層しつつ温度80℃の熱カレンダーロール19a,19bの間を通過させ、パイル繊維2をカットパイル繊維シート14の進行方向と逆方向に毛伏せすると同時に熱セットした。
 次いで、クッション層7に対して両面テープ(日東500)を貼り付け、図1に示される構成の長尺状のトナーシール材を、レーザーカッターにより溶融切断して、タテ(長さ)20mm、横(幅)5mm、厚さ3.3mmのトナーシール材を得た。得られたトナーシール材の長手方向に対するパイル繊維の毛伏方向の傾斜方向の角度は、45~60°の範囲内の値である。
 (実施例2)
 実施例1で作製した、バッキング加工済みのカットパイル繊維シートを用い、その背面に目付135g/m、厚さ1.2mm、材質はポリエチレンテレフタレート(東レ製、総繊度:2.2decitex、繊維長51mm)100質量%で構成された不織布をクッション層としてニードルパンチにて複合し、さらに不織布に対して両面テープ(日東500)を貼り付けた。次いで、得られた長尺状のトナーシール材をレーザーカッターにより溶融切断して、タテ(長さ)20mm、横(幅)5mm、厚さ3.3mmのトナーシール材を得た。パイル繊維の毛伏せは、前記ニードルパンチの実施後、両面テープの貼り付け前に、温度80℃の1対の熱カレンダーロール間を通過させることにより行った。
 (比較例1)
 パイル糸として、ポリエチレンテレフタレートマルチフィラメント糸(東レ社製、総繊度:135decitex、フィラメント本数30本、初期弾性率(ヤング率):80cN/decitex、公定水分率:標準状態(20℃,65%RH)で0.4%)の単糸を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単位面積当たりの質量(目付)が235g/m、厚さ2.2mm、地組織の密度が、経80本/インチ、緯100本/インチのカットパイル繊維シートを作製し、タテ(長さ)20mm、横(幅)5mm、厚さ3.3mmトナーシール材を得た。
(比較例2)

 パイル糸として、レーヨンマルチフィラメント糸(吉林化繊社製、東レ社製、総繊度:135decitex、フィラメント本数40本、初期弾性率(ヤング率):60cN/decitex、公定水分率:標準状態(20℃,65%RH)で11.0%)の単糸を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単位面積当たりの質量(目付)が240g/m、厚さ2.2mm、地組織の密度が、経80本/インチ、緯100本/インチのカットパイル繊維シートを作製し、タテ(長さ)20mm、横(幅)5mm、厚さ3.3mmトナーシール材を得た。
 図7には、パイル糸を構成するフィラメント(単繊維)の模式的斜視図を示しており、フィラメントの断面形状は略繭型である。
(比較例3)

 パイル経糸として、ナイロンマルチフィラメント糸(ニリット社製 総繊度:110decitex、フィラメント本数48本、初期弾性率(ヤング率):50cN/decitex、公定水分率:標準状態(20℃,65%RH)で4.5%)の単糸を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、単位面積当たりの質量(目付)が220g/m、厚さ2.2mm、地組織の密度が、経80本/インチ、緯100本/インチのカットパイル繊維シートを作製し、タテ(長さ)20mm、横(幅)5mm、厚さ3.3mmトナーシール材を得た。
 表1に示されるように、実施例1、2のトナーシール材を用いた場合、比較例1~3のトナーシール材を用いる場合よりも回転トルクの電流値が低いため、現像ロールを回転させるモーターへの負荷が少ないことが確認できた。また、実施例1のトナーシール材を用いた場合、比較例1~3のトナーシール材を用いる場合よりも、スリーブ表面についた傷の数が顕著に少なかった。また、実施例1、2のトナーシール材を用いた場合、比較例1~3のトナーシール材を用いる場合よりも、トナーシール材の幅方向へのトナーの侵入度(%)が小さく、粉粒体トナーを担持する回転体の外周面から軸線方向へのトナーの漏れを効果的に防ぐことができることが確認できた。
 本発明のトナーシール用不織布は、粉粒体トナーを使用する電子写真方式を利用する画像形成装置のトナーの漏れ防止用シール材の材料として有用である。
1 トナーシール材
2 パイル繊維
2a パイル繊維の基端
2b パイル繊維の先端
3a,3b 経糸
4 緯糸
5 地組織織物
6 接着層
7 クッション層
8,10両面接着剤層
9 剥離紙層
12 接結糸
13 接結二重繊維織物
14 カットパイル繊維シート
15 ナイフ
16 毛伏せ加工装置
17,18,20 原反ロール
19a,19b 熱カレンダーロール
22a,22b トナーシール材
23 現像ローラ
24 回転軸
24a 現像ローラの軸線
25 筐体
26 ブレード
27 開口部
28a,28b トナーの漏れ方向
A、24b 現像ローラの回転方向

Claims (12)

  1.  画像形成装置における粉粒体トナーを担持する回転体の端部外周面からのトナーの漏れを防止するためのトナーシール材であって、
     前記トナーシール材の表層は初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下のパイル繊維を含むカットパイル繊維シートで構成されており、
     前記パイル繊維は一方向に毛伏せされている、トナーシール材。
  2.  前記パイル繊維は、公定水分率が標準状態(20℃,65%RH)で8.0%以下である請求項1に記載のトナーシール材。
  3.  前記パイル繊維は、ジアセテート繊維及びトリアセテート繊維からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項1又は2に記載のトナーシール材。
  4.  前記パイル繊維は、マルチフィラメント糸である請求項1から3のいずれかの項に記載のトナーシール材。
  5.  前記マルチフィラメント糸の、単繊維繊度が2.0~4.0decitexであり、構成本数が30~50本である、請求項4に記載のトナーシール材。
  6.  前記パイル繊維のパイル長は、0.5~3.0mmである請求項1から5のいずれかの項に記載のトナーシール材。
  7.  前記カットパイル繊維シートの単位面積当たりの質量は、100~480g/mである請求項1から6のいずれかの項に記載のトナーシール材。
  8.  前記パイル繊維を構成するフィラメント(単繊維)の断面は、異形断面である請求項4又は5に記載のトナーシール材。
  9.  前記トナーシール材は、クッション層をさらに含む、請求項1から8のいずれかの項に記載のトナーシール材。
  10.  前記トナーシール材は、前記クッション層の前記カットパイル繊維シート側の面の反対面に接着された片面剥離紙付の両面接着剤層をさらに含む、請求項9に記載のトナーシール材。
  11.  トナーシール材の製造方法であって、
     接結糸と地組織とを含む接結二重繊維シートを製造し、前記接結糸をカットして、パイル繊維と前記地組織とを含むカットパイル繊維シートを得ること、
     前記カットパイル繊維シートにバッキング樹脂を含浸しそれを硬化させて、前記パイル繊維を前記地組織に固着させる、バッキング加工をすること、
     前記パイル繊維を一定方向に倒し同時に熱セットする毛伏せ加工をすること、
     バッキング加工された前記カットパイル繊維シートにクッション層を固着させること、
     前記クッション層の前記カットパイル繊維シート側の面の反対面に片面が剥離紙で被覆された両面接着剤層を固着させること、
     前記バッキング加工および前記毛伏せ加工がなされた前記カットパイル繊維シートと前記クッション層と前記片面が剥離紙で被覆された両面接着剤層とを含む積層体を所定の大きさに切断すること、を含み、
     前記パイル繊維の初期弾性率(ヤング率)が45cN/decitex以下である、トナーシール材の製造方法。
  12.  前記接結糸として、ジアセテートのマルチフィラメント糸又はトリアセテートのマルチフィラメント糸である、請求項10に記載のトナーシール材の製造方法。 
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