説明

フューザーコーティング組成物および製造方法

【課題】フューザ部材の製造中に発生する欠陥をなくすコーティング方法およびコーティング組成物を提供する。
【解決手段】基板25に配置される弾性層22に、フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物のコーティング組成物を塗布し、約200℃〜約260℃で加熱することによりポリ(アルキレンカーボネート)が分解する。コーティング層を約260℃〜約350℃で加熱して剥離層24を作成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般的に、デジタル式、多重現像式などを含む電子写真式の画像形成装置に有用なフューザー部材に関する。さらに、本開示は、フューザー部材を製造する方法および使用する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
典型的な電子写真式の画像形成装置では、複写される元々の画像または電子書類の画像は、感光部材の上に静電潜像の形態で記録され、この潜像は、次いで、一般的にトナーと呼ばれる熱可塑性樹脂粒子またはそのコンポジットを塗布することによって可視化される。可視化されたトナー画像は、固定されていない粉末形態であり、簡単に乱れたり、壊れたりしてしまうことがある。トナー画像は、通常は、切断されたシートまたは連続媒体であってもよい基板または支持部材(例えば、普通紙)の上で固定されるか、または融合される。
【0003】
フューザー部材または画像固定部材は、ロールであってもベルトであってもよく、適切な基板に1つ以上の層を塗布することによって調製されてもよい。円筒形のフューザーおよび固定ロールは、例えば、円筒形のアルミニウムにエラストマーまたはフルオロエラストマーを塗布することによって調製されてもよい。コーティングされたロールを加熱し、このエラストマーを硬化させる。
【0004】
フューザー部材は、剥離層としてフルオロポリマートップコートを有する弾性層から構成されていてもよい。フルオロポリマーは、高温(>200℃)高圧条件に耐えることができ、化学安定性および低い表面エネルギーを示す(すなわち、剥離性を示す)。例えば、フルオロプラスチック(例えば、E.I.DuPont de Nemours,Inc.製のTEFLON(登録商標)は、フッ素含有量が高いため表面エネルギーが低く、油を用いない融合に広く用いられる。
【0005】
コーティング技術によって、フューザー部材基板にフルオロプラスチック(例えば、PTFEおよびPFA)を塗布し、剥離層を作成してもよい。フルオロプラスチックは、典型的には、連続膜を作成するのに高い(すなわち、300℃を超える)焼き付け温度を必要とし、この温度は、弾性層、典型的には、シリコーンの分解温度(約250℃)よりもかなり高く、シリコーンを含有する基板の上にフルオロプラスチックトップコートを作成し、欠陥のない均一なコーティングを得ることができる処理の可能な範囲は、きわめて狭い。このようなフューザー部材の製造中に観察される主要な欠陥は、亀裂と気泡の2つである。フルオロプラスチックトップコートを作成する際に、亀裂および気泡を低減するか、またはなくすコーティング方法およびコーティング組成物を有することが望ましいだろう。それに加え、広範囲な処理自由度を有するフューザートップコートを提供することが望ましいだろう。
【発明の概要】
【0006】
種々の実施形態によれば、本教示は、フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物を含むコーティング組成物を含む。
【0007】
代替的な実施形態は、フューザー部材を製造する方法を含む。この方法は、基板に配置される弾性層を備えるフューザー部材を得ることを含む。フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物を弾性層にコーティングし、コーティングされた層を作成する。コーティングされた層を約200℃〜約260℃の温度まで加熱すると、ポリ(アルキレンカーボネート)が分解する。コーティングされた層を約260℃〜約350℃の温度まで加熱して剥離層を作成する。
【0008】
本明細書に記載のさらなる局面は、フューザー部材である。このフューザー部材は、フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物を含むコーティング組成物を塗布することによって得られる、コーティングされた層を備えている。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、画像形成装置の概略図である。
【図2】図2は、フューザー部材の一実施形態の概略図である。
【図3】図3は、亀裂および気泡を含むフルオロプラスチックトップコートの写真である。
【図4】図4は、亀裂および気泡が存在しないフルオロプラスチックトップコートの写真である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
図1を参照すると、典型的な静電複写装置において、複写される元の光像は、感光部材の上に静電潜像の形態で記録され、この潜像は、次いで、一般的にトナーと呼ばれる電気的性質を帯びた熱可塑性樹脂粒子を塗布することによって可視化される。特定的には、光受容体10は、電源11から電圧が供給される充電器12を用い、表面に帯電する。次いで、光受容体10は、光学系または画像入力装置13(例えば、レーザーおよび発光ダイオード)からの光に画像の形に露光され、表面に静電潜像が作られる。一般的に、静電潜像は、現像ステーション14からの現像混合物と接触することによって現像される。現像は、磁気ブラシ、パウダークラウド、または他の既知の現像プロセスを用いることによって行われてもよい。乾燥現像混合物は、通常は、トナー粒子が摩擦電気によって接着した顆粒状キャリアを含む。トナー粒子は、顆粒状キャリアから潜像に引き寄せられ、表面にトナー粉末画像を形成する。または、液体現像材料が用いられてもよく、この液体現像材料は、トナー粒子が分散した液体キャリアを含む。液体現像材料が移動して静電潜像と接触し、トナー粒子は、画像の形状になるようにその表面に蓄積する。
【0011】
光伝導性表面にトナー粒子が画像の形状になるように堆積した後、トナー粒子は、転写手段15によってコピーシート16に転写され、転写は、加圧転写であってもよく、静電転写であってもよい。または、現像された画像を中間転写体またはバイアス転写体に転写し、次いで、コピーシートに転写してもよい。コピー基板の例としては、紙、透明材料(例えば、ポリエステル、ポリカーボネートなど)、布、木材、または最終画像が表面に乗るであろう任意の他の望ましい材料が挙げられる。
【0012】
現像された画像の転写が終了した後、コピー紙16は、融合ステーション19(図1ではフューザーロール20および加圧ロールとして示されている(しかし、加圧ロールと接触したフューザーベルト、加圧ベルトと接触したフューザーロールなどのような任意の他の融合要素が、本装置とともに使用するのに適している))に進み、現像された画像は、コピーシート16を融合ロールと加熱ロールの間で押さえつけることによってコピーシート16に融合され、それによって、永久的な画像が作られる。または、転写および融合は、転写固定を適用することによって行われてもよい。
【0013】
光受容体10は、転写の後に、クリーニングステーション17に進み、このクリーニングステーション17で、光受容体10に残った任意のトナーが、ブレード(図1に示されるもの)、ブラシ、または他のクリーニング装置を用いることによって、クリーニングされる。
【0014】
図2は、フューザー部材の一実施形態の拡大概略図であり、種々の可能な層を示している。フューザー部材は、ローラーであってもベルトであってもよい。図2に示されるように、基板25は、表面に弾性層または中間層22を有している。中間層22の表面には、剥離層24または表面層がある。
【0015】
(基板)
適切な基板25の材料の例としては、ローラー形状の場合、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼、ニッケルなどのような金属が挙げられる。ベルト形状を有する実施形態では、基板材料としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィドのようなポリマーを挙げることができる。
【0016】
(弾性層または中間層)
中間層22(緩衝層または中間層とも呼ばれる)に用いられる材料の例としては、フルオロシリコーン、シリコーンゴム、例えば、室温加硫(RTV)シリコーンゴム、高温加硫(HTV)シリコーンゴム、低温加硫(LTV)シリコーンゴムが挙げられる。これらのゴムは既知であり、商業的に簡単に入手可能であり、例えば、SILASTIC(登録商標)735ブラックRTVおよびSILASTIC(登録商標)732 RTV(いずれもDow Corning製);106 RTV Silicone Rubberおよび90 RTV Silicone Rubber(いずれもGeneral Electric製);JCR6115CLEAR HTVおよびSE4705U HTVシリコーンゴム(Dow Corning Toray Silicones製)である。他の適切なシリコーン材料としては、シロキサン(例えば、ポリジメチルシロキサン);フルオロシリコーン(例えば、Silicone Rubber 552(Sampson Coatings(リッチモンド、バージニア)から入手可能));液体シリコーンゴム、例えば、ビニル架橋した熱硬化性ゴム、またはシラノールを室温で架橋した材料などが挙げられる。別の特定の例は、Dow Corning Sylgard 182である。市販のLSRゴムとしては、Dow Corning製のDow Corning Q3−6395、Q3−6396、SILASTIC(登録商標)590 LSR、SILASTIC(登録商標)591 LSR、SILASTIC(登録商標)595 LSR、SILASTIC(登録商標)596 LSR、SILASTIC(登録商標)598 LSRが挙げられる。機能性層は、弾力性を付与し、必要な場合には、例えば、SiCまたはAlのような無機粒子と混合してもよい。
【0017】
また、中間層22として使用するのに適した材料の他の例としては、フルオロエラストマーも挙げられる。フルオロエラストマーは、(1)フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのうち、2つのコポリマー;(2)フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのターポリマー;(3)フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、キュアサイトモノマーのテトラポリマーといった種類に由来する。これらのフルオロエラストマーは、種々の名称、例えば、VITON A(登録商標)、VITON B(登録商標)、VITON E(登録商標)、VITON E 60C(登録商標)、VITON E430(登録商標)、VITON 910(登録商標)、VITON GH(登録商標)、VITON GF(登録商標)、VITON ETP(登録商標)で商業的に知られている。VITON(登録商標)という名称は、E.I.DuPont de Nemours,Incの商標である。キュアサイトモノマーは、4−ブロモペルフルオロブテン−1、1,1−ジヒドロ−4−ブロモペルフルオロブテン−1,3−ブロモペルフルオロプロペン−1、1,1−ジヒドロ−3−ブロモペルフルオロプロペン−1、または任意の他の適切な既知のキュアサイトモノマー(例えば、DuPontから市販されているもの)であってもよい。他の市販されているフルオロポリマーとしては、FLUOREL 2170(登録商標)、FLUOREL 2174(登録商標)、FLUOREL 2176(登録商標)、FLUOREL 2177(登録商標)、FLUOREL LVS 76(登録商標)が挙げられ、FLUOREL(登録商標)は、3M Companyの登録商標である。さらなる市販材料としては、AFLAS(商標)というポリ(プロピレン−テトラフルオロエチレン)、FLUOREL II(登録商標)(LII900)というポリ(プロピレン−テトラフルオロエチレンビニリデンフルオリド)(これらも、3M Companyから入手可能)、FOR−60KIR(登録商標)、FOR−LHF(登録商標)、NM(登録商標)FOR−THF(登録商標)、FOR−TFS(登録商標)、TH(登録商標)、NH(登録商標)、P757(登録商標)TNS(登録商標)T439(登録商標)、PL958(登録商標)、BR9151(登録商標)、TN505(登録商標)として特定されるTecnoflon(Solvay Solexisから入手可能)が挙げられる。
【0018】
3種類の既知のフルオロエラストマーの例は、(1)フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのうち、2つのコポリマー類、例えば、VITON A(登録商標)として商業的に知られているもの;(2)VITON B(登録商標)として商業的に知られている、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのターポリマー類;(3)VITON GH(登録商標)またはVITON GF(登録商標)として商業的に知られている、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、キュアサイトモノマーのテトラポリマー類である。
【0019】
フルオロエラストマーであるVITON GH(登録商標)およびVITON GF(登録商標)は、フッ化ビニリデンの量が比較的少ない。VITON GF(登録商標)およびVITON GH(登録商標)は、約35重量%のフッ化ビニリデンと、約34重量%のヘキサフルオロプロピレンと、約29重量%のテトラフルオロエチレンと、約2重量%のキュアサイトモノマーとを有している。
【0020】
中間層22の厚みは、約30μm〜約10mm、または約100μm〜約800μm、または約150μm〜約500μmである。
【0021】
(剥離層)
剥離層24の例示的な実施形態は、フッ素を含有するポリマーを含む。これらのポリマーとしては、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、ペルフルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)、ペルフルオロエチルビニルエーテル(PEVE)、ペルフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、フッ化ビニル(VF)、フッ化ビニリデン(VDF)、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるモノマーに対応する繰り返し単位を含むフルオロポリマーが挙げられる。フルオロポリマーは、線形であっても分岐していてもよく、架橋していてもよい。フルオロポリマーの例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE);ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂(PFA);テトラフルオロエチレン(TFE)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)とのコポリマー;ヘキサフルオロプロピレン(HFP)とフッ化ビニリデン(VDFまたはVF2)とのコポリマー;テトラフルオロエチレン(TFE)、フッ化ビニリデン(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)のターポリマー;テトラフルオロエチレン(TFE)、フッ化ビニリデン(VF2)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、キュアサイトモノマーのテトラポリマー、およびこれらの混合物が挙げられる。フルオロポリマーは、化学薬品および熱に安定であり、表面エネルギーが低い。フッ素を含有するポリマーは、融点が約255℃〜約360℃、または約280℃〜約330℃である。
【0022】
フューザー部材の場合、外側表面層または剥離層24の厚みは、約5μm〜約250μm、または約20μm〜約80μm、または約30μm〜約60μmであってもよい。剥離層24または表面層は、電気表面抵抗率が、約10〜約10Ω/sq、または約5×10〜約1.5×10Ω/sq、または約8×10〜約1.5×10Ω/sqである。
【0023】
(接着層)
場合により、任意の既知の接着層および入手可能な適切な接着層(プライマー層とも呼ばれる)が、剥離層24、機能性中間層22、基板25の間に配置されていてもよい。適切な接着剤の例としては、アミノシランのようなシラン類(例えば、Dow Corning製のHV Primer 10)、チタネート、ジルコネート、アルミネートなど、およびこれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、接着剤は、約0.001%溶液〜約10%溶液の形態で基板にのせられてもよい。接着層は、約0.1μm〜約10μm、または約1μm〜約6μmの厚みで基板または外側層にコーティングされてもよい。接着剤を、スプレーコーティングまたはワイピングを含む既知の任意の適切な技術によってコーティングしてもよい。
【0024】
良好な剥離性のために、フルオロプラスチックが、油を用いない融合のトップコート材料として用いられてきた。PFAおよびPTFE(融合用途で最も代表的なフルオロプラスチック)は、化学薬品および熱に安定であり、表面エネルギーが低い。しかし、これらの材料は、結晶性も高く、したがって、加工するのが難しい。高温での焼結(>350℃)は、これらの材料から連続膜を製造する唯一の方法である。弾性層(典型的には、シリコーン)は、250℃付近で分解し始める。理論上、トップコートを300℃よりも高い温度で溶融するとき、シリコーンゴムが気体または低分子を放出すると説明される。フルオロプラスチックの表面層コーティングの際に形成される亀裂および気泡は、フルオロプラスチック表面層を高温で焼き付けている間に、シリコーンゴムの分解から生じる。PFAの必要な焼き付け温度は320℃を超えており、この温度は、この温度は、シリコーンゴムの分解温度(約250℃)よりもかなり高い。フルオロプラスチック表面層を作成している間に分解した物質が放出されると、亀裂または気泡が生成する。現行のフルオロプラスチックコーティング配合物は、欠陥のないフルオロプラスチックトップコートを得るための処理の可能な範囲は、きわめて狭い。フルオロプラスチックフューザートップコートの製造収率はきわめて低い。
【0025】
処理条件(すなわち、加熱温度、傾斜温度、プライマーまたは接着剤の種類および厚み)を調整することによって、コーティングの品質を特定の程度まで高めることができる。コーティングプロセス自由度を広げるために、材料の溶液が望ましい。
【0026】
本明細書には、フッ素を含有する粒子と、水およびCOに完全に分解し、これらを放出して孔を生成し、剥離層またはトップコートの中に何も残らない犠牲材料とを含むコーティング組成物が開示されている。欠陥がない厚く連続的なトップコートを得ることができる。この組成物は、フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)犠牲材料の水系分散物を含む。トップコートコーティング分散物は、フッ素を含有する粒子のコーティング分散物と、ポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物(Empower Materialsから市販されている発泡剤)とを混合することによって調製される。ポリ(アルキレンカーボネート)は、約250℃で水とCOとに分解する。トップコートコーティング分散物中のポリ(アルキレンカーボネート)の量は、約1重量%〜約30重量%、または約2重量%〜約15重量%、または約3重量%〜約10重量%の範囲である。
【0027】
フルオロポリマートップコートは、コーティング組成物を、成型されたシリコーンロールにコーティングし、コーティングされた層を作成した後、ポリ(アルキレンカーボネート)が分解する温度まで加熱し、次いで、フルオロポリマーの融点よりも高い温度に加熱し、コーティングされた層を作成することによって製造される。フルオロポリマーの融点は、約260℃〜約350℃、または約280℃〜約340℃、または約300℃〜約330℃である。ポリ(アルキレンカーボネート)が分解すると、コーティング全体に均一な孔が形成され、これによって、シリコーンの分解(>250℃)から生成する揮発物質をコーティングから放出し、内圧を消散させることができる。フルオロポリマーを溶融させるために温度をさらに上げると、孔はふさがり、連続的なフルオロポリマーでコーティングされた層が形成される。結果として、欠陥のない、30μmより厚いPFAトップコートが、広い加工自由度で得られた。
【0028】
フッ素を含有する粒子は、コロイド分散物、ラテックス、懸濁物、またはこれらの混合物の形態であってもよい。本明細書で使用される場合、他の意味であると明記されていない限り、用語「フッ素を含有する粒子」は、フッ素原子を含有する任意の粒子を指す。フッ素含有量は、フッ素を含有する粒子の少なくとも約58重量%であってもよい。「フッ素を含有する粒子」を、表面エネルギーが低いコーティング組成物を有する表面を提供するために、コーティング組成物に分散させてもよい。「フッ素を含有する粒子」は、少なくとも1つの小さい方の寸法が、マイクロスケールまたはナノスケールであってもよい。例えば、フッ素を含有する粒子は、小さい方の寸法が、約25nm〜約50μmの範囲であってもよい。
【0029】
ある実施形態では、ポリマーマトリックスのポリマー鎖との物理的な結合(例えば、イオン結合、水素結合、またはファンデルワールス力)または化学的な結合(すなわち、共有結合)によって、フッ素を含有する粒子をポリマーマトリックスに分散させることができる。他の実施形態では、フッ素を含有する粒子を、ポリマーマトリックスにランダムに分散させてもよく、均一に分散させてもよい。例示的な実施形態では、フッ素を含有する粒子を、フッ素を含有するナノ粒子を含んでいてもよく、架橋したポリマー鎖との物理的な結合または場合により化学的な結合によって、ポリマーマトリックス全体にランダムに分散させてもよい。
【0030】
種々の実施形態では、フッ素を含有する粒子を、例えば、開示されているコーティング組成物の約5重量%以上の保持量でポリマーマトリックスに分散させてもよい。他の実施形態は、コーティング組成物の約5重量%〜約70重量%のフッ素を含有する粒子を使用することができる。
【0031】
「フッ素を含有する粒子」としては、例えば、フルオロポリマー粒子を挙げることができる。フルオロポリマーの例としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE、例えば、DuPontによってTeflonの商品名で販売)、ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂(PFA、例えば、DuPontによってTeflonの商品名で販売)、フッ素化エチレン−プロピレン(FEP、例えば、DuPontによってTeflonの商品名で販売)、ポリエチレンテトラフルオロエチレン(ETFE、例えば、DuPontによってTefzelの登録商標で販売、または旭硝子によってFluonの登録商標で販売)、ポリフッ化ビニル(PVF、例えば、DuPontによってTedlarの登録商標で販売)、ポリエチレンクロロトリフルオロエチレン(ECTFE、例えば、Solvay SolexisによってHalarの登録商標で販売)、またはポリフッ化ビニリデン(PVDF、例えば、ArkemaによってKynarの登録商標で販売)を挙げることができる。
【0032】
フッ素を含有する粒子のために用いられる他の市販のフルオロポリマーとしては、例えば、フルオロエラストマー、例えば、Viton A(登録商標)(ヘキサフルオロプロピレン(HFP)とフッ化ビニリデン(VDFまたはVF2)とのコポリマー)、Viton(登録商標)−B(テトラフルオロエチレン(TFE)、フッ化ビニリデン(VDF)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)のターポリマー);Viton(登録商標)−GF(TFE、VF2、HFPを含むテトラポリマー)、およびViton E(登録商標)、Viton E 60C(登録商標)、Viton E430(登録商標)、Viton 910(登録商標)、Viton GH(登録商標)、Viton GF(登録商標)を挙げることができる。VITON(登録商標)という名称は、E.I.DuPont de Nemours,Incの商標である。種々の実施形態では、フッ素を含有する粒子は、テトラフルオロエチレン(TFE)とペルフルオロ(エチルビニルエーテル)(PEVE)とのコポリマー、テトラフルオロエチレン(TFE)とペルフルオロ(メチルビニルエーテル)(PMVE)とのコポリマー、およびこれらの混合物も含んでいてもよい。
【0033】
さらに他の市販のフルオロポリマーとしては、例えば、Fluorel 2170(登録商標)、Fluorel 2174(登録商標)、Fluorel 2176(登録商標)、Fluorel 2177(登録商標)、Fluorel LVS 76(登録商標)が挙げられ、Fluorel(登録商標)は、3M Companyの登録商標である。さらなる市販材料としては、Aflas(商標)というポリ(プロピレン−テトラフルオロエチレン)、Fluorel II(登録商標)(LII900)というポリ(プロピレン−テトラフルオロエチレンビニリデンフルオリド)(これらも、3M Companyから入手可能)、For−60KIR(登録商標)、For−LHF(登録商標)、NM(登録商標)For−THF(登録商標)、For−TFS(登録商標)、TH(登録商標)、TN505(登録商標)として特定されるTecnoflon(Montedison Specialty Chemical Companyから入手可能)が挙げられる。
【0034】
ポリ(アルキレンカーボネート)犠牲材料は、例えば、Empower Materialsから市販されている。ポリ(アルキレンカーボネート)は、分子量が、10,000〜800,000の範囲、または50,000〜600、000の範囲、または100,000〜500,000の範囲である。分子量は、重量平均分子量(Mw)である。ポリ(アルキレンカーボネート)は、二酸化炭素から誘導され、COと、1つ以上のエポキシドとの共重合によって作られるコポリマーであり、約200℃〜約340℃、または約210℃〜約330℃、または約220℃〜約300℃で分解する。分解が均一であり、制御されているため、最終的なコーティングに亀裂および欠陥が起こる可能性が減る。フルオロポリマーコーティング中に形成される孔は、フルオロポリマーの密度を下げ、弾性を上げ、これが製造プロセス中に亀裂ができるのを防ぐ機構でもあり得る。また、ポリ(アルキレンカーボネート)が、無害なCOと水とに分解し、炭素残渣が最小限であるため、環境にも受け入れられる。本明細書で使用される適切なポリ(アルキレンカーボネート)の例としては、ポリ(プロピレンカーボネート)、ポリ(エチレンカーボネート)、ポリ(ブチレンカーボネート)、ポリ(シクロヘキセンカーボネート)、およびこれらの混合物が挙げられる。
【0035】
コーティング組成物中で用いられる液体は、水と、場合により、アルコール、炭素原子を約5〜約18個含む脂肪族炭化水素、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、ドデカンなど、炭素原子を約6〜約18個含む芳香族炭化水素、例えば、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレンなど、エーテル、ケトン、アミド、およびこれらの混合物を含む。液体は、フッ素を含有する粒子および任意のフィラーを分散させるための媒体を提供する。液体は、コーティング組成物の約20重量%〜約90重量%、または約30重量%〜約80重量%、約50重量%〜約70重量%の量で存在する。
【0036】
フューザー部材の上述の組成物または種々の層に、添加剤およびさらなるフィラーが存在していてもよい。種々の実施形態では、他のフィラー材料または添加剤(例えば、無機粒子を含む)を、コーティング組成物およびその後に形成される剥離層のために使用してもよい。本明細書で用いられる導電性フィラーとしては、カーボンブラック(例えば、カーボンブラック、グラファイト、フラーレン、アセチレンブラック、フッ素化カーボンブラックなど);カーボンナノチューブ、金属酸化物およびドープされた金属酸化物(例えば、酸化スズ、二酸化アンチモン、アンチモンがドープされた酸化スズ、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウムがドープされた三酸化スズなど)、およびこれらの混合物が挙げられる。ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリピロール、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリ(フッ素)、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩、これらのアンモニウム塩またはホスホニウム塩、およびこれらの混合物のような特定のポリマーをフィラーとして用いてもよい。種々の実施形態では、当業者にとって既知の他の添加剤も、開示されているコンポジット材料を作成するために含まれていてもよい。フィラーは、コーティング組成物の約0.1重量%〜約50重量%、または約0.5重量%〜約30重量%、約1重量%〜約10重量%の量で存在する。
【0037】
組成物を任意の適切な既知の様式で基板上にコーティングする。このような材料を基板層にコーティングする典型的な技術としては、フローコーティング、液体噴霧コーティング、浸漬コーティング、ワイヤ巻き付けロッドによるコーティング、流動床コーティング、粉末コーティング、静電噴霧、音波噴霧、ブレードコーティング、成形、積層などが挙げられる。
【0038】
コーティングした後、組成物を、ポリ(アルキレンカーボネート)を分解させるのに十分な第1の温度で所定の時間加熱し、コーティングされた層を作成する。第1の加熱工程は、約200℃〜約260℃、または約210℃〜約270℃、または約220℃〜約260の温度で約15分〜約60分、または約20分〜約50分、または約25分〜約45分行われる。第1の加熱工程では、ポリ(アルキレンカーボネート)が分解する。第2の加熱工程は、フッ素を含有する粒子を溶融させるために行われる。第2の加熱工程は、約260℃〜約360℃、または約290℃〜約355℃、または約300℃〜約350℃の温度で約5分〜約30分、または約10分〜約25分、または約10分〜約20分行われる。ポリ(アルキレンカーボネート)の量は、組成物中の固形分合計を基準として、約1重量%〜約30重量%、または約2重量%〜約15重量%、または約3重量%〜約10重量%である。
【実施例】
【0039】
(実施例1:コーティング配合物中にポリ(アルキレンカーボネート)を含まないPFAトップコートの調製)
成型したシリコーンが乗った金属ロールを120℃で20分間かけて予熱した後、プライマーコーティング分散物(PL−990CL、DuPont)を噴霧し、第1のプライマー層を作成した。ペルフルオロアルコキシ樹脂(PFA)の水系分散物(EM560、DuPont)を、スプレーコーティングによって、プライマーを含むシリコーンロールに塗布した。このロールを250℃で30分間加熱した後、さらに、350℃で8分間加熱し、PFAを溶融させることによって、PFAトップコートを作成した。薄いPFAトップコート(約11μ)表面にある亀裂を観察した(図3)。
【0040】
(実施例2:コーティング配合物中にポリ(アルキレンカーボネート)を含む、亀裂のないPFAトップコートの調製)
実施例1と同じ手順にしたがって、図4に示されるように、Empower Materials製のポリ(プロピレンカーボネート)水系エマルション(QPAC(登録商標)40)およびPFA水系分散物(EM560CL、DuPont)を混合することによって調製した均一なコーティング分散物から、厚く(30μmを超える)均一で亀裂を含まないPFAトップコートが乗ったフューザーロールを得た。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物を含む、コーティング組成物。
【請求項2】
ポリテトラフルオロエチレン;ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂;テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー;ヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのコポリマー;テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンのターポリマー;テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、キュアサイトモノマーのテトラポリマー、およびこれらの混合物からなる群から選択されるポリマーを含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
【請求項3】
前記コーティング組成物が、アルコール、炭素原子を約5〜約18個含む脂肪族炭化水素、炭素原子を約6〜約18個含む芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、アミド、およびこれらの混合物からなる群から選択される有機溶媒をさらに含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
【請求項4】
前記ポリ(アルキレンカーボネート)が、ポリ(プロピレンカーボネート)、ポリ(エチレンカーボネート)、ポリ(ブチレンカーボネート)、ポリ(シクロヘキセンカーボネート)、またはこれらの混合物を含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
【請求項5】
前記ポリ(アルキレンカーボネート)は、分子量(Mw)が10,000〜800,000の範囲である、請求項1に記載のコーティング組成物。
【請求項6】
前記コーティング組成物が、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、グラフェン、金属酸化物、ドープされた金属酸化物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリピロール、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリ(フルオレン)、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩、アンモニウム塩またはホスホニウム塩、およびこれらの混合物からなる群から選択されるフィラーをさらに含む、請求項1に記載のコーティング組成物。
【請求項7】
基板に配置される弾性層を備えるフューザー部材を得ることと;
フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物を弾性層にコーティングし、コーティングされた層を作成することと;
このコーティングされた層を、ポリ(アルキレンカーボネート)が分解する約200℃〜約260℃の温度まで加熱することと;
このコーティングされた層を約260℃〜約360℃の温度まで加熱して剥離層を作成することとを含む、フューザー部材を製造する方法。
【請求項8】
前記フッ素を含有する粒子が、ポリテトラフルオロエチレン;ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂;テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー;ヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとのコポリマー;テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンのターポリマー;テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、キュアサイトモノマーのテトラポリマー、およびこれらの混合物からなる群から選択される材料を含む、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記水系分散物が、アルコール、炭素原子を約5〜約18個含む脂肪族炭化水素、炭素原子を約6〜約18個含む芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、アミド、およびこれらの混合物からなる群から選択される有機溶媒をさらに含む、請求項7に記載の方法。
【請求項10】
フッ素を含有する粒子およびポリ(アルキレンカーボネート)の水系分散物を含むコーティング組成物を塗布することによって得られるコーティングされた層を備えるフューザー部材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2012−163955(P2012−163955A)
【公開日】平成24年8月30日(2012.8.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−11274(P2012−11274)
【出願日】平成24年1月23日(2012.1.23)
【出願人】(596170170)ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】XEROX CORPORATION
【Fターム(参考)】