JP2010176130A - 定着器部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、中間層を含有する定着器部材と、この中間層および定着器部材を形成するための方法とを提供することにある。
【解決手段】本発明の定着器部材は、基材と、前記基材上に配置された弾性層と、前記弾性層上に配置された中間層であって、ポリマーマトリックス中に分散された複数のカーボンナノチューブを含む中間層と、前記中間層上に配置された表面層と、を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に、静電撮像デバイスに使用される中間層、より詳細にはナノチューブ含有中間層、および関連する部材と、このナノチューブ含有中間層および関連する部材を作製するための方法とに関する。

電子的写真（電子写真、電子的写真撮像、または静電撮像としても知られる）では、撮像プロセスが、支持体表面（例えば、１枚の紙）に可視トナー画像を形成するステップを含んでいる。可視トナー画像は、静電潜像を含有する感光体からしばしば転写され、通常は、定着器を使用して、永久的な画像が形成されるように支持体表面に固定または定着される。例えば定着器は、フッ素樹脂（例えば、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ））で作製され、かつ弾性シリコーンゴム層にコーティングされた、表面剥離層を含むことができる。フッ素樹脂の表面は、オイルレス定着を可能にすることができ、順応性あるシリコーンゴム層は、粗い紙の固定、少ない斑模様、および良好な均一性を可能にすることができる。いくつかの定着器では、タイ層などのプライマー層がシリコーンゴム層と表面剥離層との間に使用されて、これらの層の間の接着が促進するようになされている。

特開２００６−３３０７２５号公報

フッ素樹脂は、しばしば結晶材料であり、フィルムを形成するのに高いベーク温度、典型的には３００℃を超える温度を必要とする。しかし、シリコーンゴムは約２５０℃で分解し始めるので、問題が生ずる。したがって、ベーク温度、ランピング温度、およびプライマー層のタイプおよび厚さなどの形成プロセス条件を要求通りに調整することができる場合であっても、欠陥なく均一な定着器フィルムを実現することは難しい。

本発明の目的は、先行技術のこれらおよびその他の問題を克服するために、中間層を含有する定着器部材と、この中間層および定着器部材を形成するための方法とを提供することである。

一実施形態では、定着器部材は、基材と、弾性層と、表面層と、これらの弾性層および表面層の間に配置された中間層とを含むことができる。弾性層は、例えばシリコーンゴム層を含むことができ、表面層は、例えばＰＦＡまたはＰＴＦＥのフッ素樹脂などのフルオロポリマーを含むことができる。中間層は、ポリマーマトリックス中に複数のカーボンナノチューブを含有するカーボン−ナノチューブ（ＣＮＴ）ポリマー複合体を含むことができる。したがって表面層および定着器部材は、約２５０℃以上の温度で処理することができる。

「定着器部材」という用語は、例示を目的として本明細書で使用される。また、「定着器部材」という用語は、固定部材、圧力部材、熱部材、および／またはドナー部材を含むがこれらに限定されるものではなく、静電撮像印刷プロセスに有用なその他の部材も包含するものとする。「定着器部材」は、例えばベルト、プレート、シート、またはロールなどの形をとることができる。

本発明の教示による例示的な定着器部材１００の一部を示す概略図である。 本発明の教示による図１の定着器部材に使用される、例示的な中間層１３０Ａを示す概略図である。 本発明の教示による図１の定着器部材に使用される、例示的な中間層１３０Ｂを示す概略図である。 本発明の教示による図１の定着器部材１００を形成するための、例示的な方法２００を示す図である。

図１は、本発明の教示による例示的な定着器部材１００の一部を示す。図１に示される部材１００は、一般化された概略図である。また、図１に示される部材１００は、その他の構成要素／層／フィルム／粒子を付加することができること、または既存の構成要素／層／フィルム／粒子を除去し若しくは改質できることが、当業者に容易に理解されるべきである。

図示されるように、定着器部材１００は、基材１１０、弾性層１２０、中間層１３０、および表面層１４０を含む。また、表面層１４０を弾性層１２０上に形成することができ、これを基材１１０上に形成することもできる。開示された中間層１３０は、約２５０℃以上の温度で定着器部材１００を形成および／または使用するための所望の性質、例えば熱安定性を得るために、弾性層１２０と表面層１４０との間に形成することができる。

基材１１０は、開示された定着器部材１００に合わせて、例えばベルト、プレート、および／または円筒状ドラムの形をとることができる。様々な実施形態では、基材１１０は、例えば金属、金属合金、ゴム、ガラス、セラミック、プラスチック、または織布など、広く様々な材料を採用することができる。追加の実施例では、使用される金属は、アルミニウム、陽極処理アルミニウム、鋼、ニッケル、銅、およびこれらの混合物等が挙げられ、一方、使用されるプラスチックは、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリ（アリーレンエーテル）、ポリアミド、およびこれらの混合物が挙げられる。ある実施形態では、基材１１０は、例えば、表面に形成されたシリコーンゴムを有するアルミニウムシリンダまたはアルミニウム定着器ロールを含むことができる。

弾性層１２０は、例えばシリコーンゴム層を含むことができ、表面層１４０は、特定の用途に応じて例えば、ＰＦＡおよび／またはＰＴＦＥなどのフッ素樹脂を含むことができる。様々な実施形態では、従来の定着器部材の弾性層および／または表面層に関する当業者に知られている材料および／または方法を、開示される定着器部材１００に使用することができる。様々な実施形態では、表面層１４０は、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、テトラフルオロエチレンおよびパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）のコポリマー、テトラフルオロエチレンおよびパーフルオロ（エチルビニルエーテル）のコポリマー、テトラフルオロエチレンおよびパーフルオロ（メチルビニルエーテル）のコポリマー、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、およびフッ化ビニリデンのコポリマーを含むがこれらに限定するものではないフルオロポリマーを含むことができる。

中間層１３０は、弾性層１２０および／または表面層１４０のフィルム品質が向上するように、および／またはこれらの層の間の接着性が向上するように、弾性層１２０と表面層１４０との間に形成することができる。様々な実施形態では、中間層１３０は、定着器部材１００の改善された熱安定性、機械的剛性、および／または電気特性を得るために、ポリマーマトリックス中に分散された複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことができる。様々な実施形態では、中間層１３０は、部材１００の形成および／または使用中、熱的におよび／または機械的に弾性層１２０を保護することができる。例えば、中間層１３０上に形成される表面層１４０などの部材１００を、約２５０℃以上の温度で処理する場合、上に重なる中間層１３０によって弾性層１２０での欠陥の形成を減少させ無くすことができる。

本明細書で使用される「ポリマーマトリックス」は、例えば熱可塑性樹脂、サーモエラストマー、樹脂、ポリパーフルオロエーテルエラストマー、シリコーンエラストマー、熱硬化性ポリマー、またはその他の架橋材料など、１種以上の化学的にまたは物理的に架橋したポリマーを含む。様々なその他の実施形態では、ポリマーは、例えばフルオロエラストマー（例えば、Ｖｉｔｏｎ）、フッ素化ポリエーテル、フッ素化ポリイミド、フッ素化ポリエーテルケトン、フッ素化ポリアミド、またはフッ素化ポリエステルを含めたフッ素化熱可塑性樹脂、フッ素化ポリマー（即ち、フルオロポリマー）等を含むがこれらに限定されるものではない。様々な実施形態では、１種以上の架橋ポリマーは、ナノチューブと混合するために、半軟質および／または融解物であってもよい。

様々な実施形態では、ポリマーマトリックスは、例えば、テトラフルオロエチレン、パーフルオロ（メチルビニルエーテル）、パーフルオロ（プロピルビニルエーテル）、パーフルオロ（エチルビニルエーテル）、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、およびこれらの混合物からなる群から選択されたモノマー反復単位を有するフルオロエラストマー等を含む。

市販されているフルオロエラストマーには、例えば、Ｖｉｔｏｎ Ａ（登録商標）（ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）およびフッ化ビニリデン（ＶＤＦまたはＶＦ２）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）、およびヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のターポリマー）、およびＶｉｔｏｎ（登録商標）−ＧＦ、（ＴＦＥ、ＶＦ２、ＨＦＰを含めたテトラポリマー））、並びに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）、およびＶｉｔｏｎ ＧＦ（登録商標）等が挙げられる。Ｖｉｔｏｎ（登録商標）という名称は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．の商標である。さらにその他の市販されているフルオロエラストマーには、例えば、３Ｍ社からのＤｙｎｅｏｎ（商標）フルオロエラストマー等が挙げられる。追加の市販されている材料には、共に３Ｍ社から入手可能なＡｆｌａｓ（登録商標）ポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン）およびＦｌｕｏｒｅｌ ＩＩ（登録商標）（ＬＩＩ９００）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）、並びにＳｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓから入手可能な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）、およびＴＮ５０５（登録商標）と称されるＴｅｃｎｏｆｌｏｎｓ等が挙げられる。

一実施形態では、ポリマーマトリックスは、ビスフェノール化合物、ジアミノ化合物、アミノフェノール化合物、アミノ−シロキサン化合物、アミノ−シラン、およびフェノール−シラン化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、効果的な硬化剤（本明細書では、架橋薬剤、結合剤、または架橋剤とも呼ぶ。）と架橋した、フッ化ビニリデン含有フルオロエラストマーも含まれる。

例示的なビスフェノール架橋剤には、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＶｉｔｏｎ（登録商標）Ｃｕｒａｔｉｖｅ Ｎｏ．５０（ＶＣ−５０）等が挙げられる。ＶＣ−５０は、ＣＮＴおよび例示的なフルオロポリマーの溶媒懸濁液に可溶化することができ、架橋に関して反応性ある部位で容易に利用することができる。Ｃｕｒａｔｉｖｅ ＶＣ−５０は、架橋剤としてビスフェノール−ＡＦを、促進剤として塩化ジフェニルベンジルホスホニウムを含有することができる。ビスフェノール−ＡＦは、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ビスフェノールとしても知られている。

架橋フルオロポリマーは、比較的軟質で弾性特性を示すエラストマーを形成することができる。特定の実施形態では、中間層に使用されるポリマーマトリックスは、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）、フッ化ビニリデン（ＶＦ２）、および臭素化過酸化物硬化部位を含めたＶｉｔｏｎ−ＧＦ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）を含むことができる。

様々な実施形態では、中間層１３０用のポリマーマトリックスは、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、テトラフルオロエチレンおよびパーフルオロ（プロピルビニルエーテル）のコポリマー、テトラフルオロエチレンおよびパーフルオロ（エチルビニルエーテル）のコポリマー、テトラフルオロエチレンおよびパーフルオロ（メチルビニルエーテル）のコポリマーを含むがこれらに限定するものではないフルオロ樹脂を含むことができる。様々な実施形態では、ポリマーマトリックスは、硬化したシリコーンエラストマーを含むことができる。

様々な実施形態では、中間層１３０に使用されるポリマーおよびナノチューブは、その全体を本願に引用して援用する「Ａ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ ＣＮＴ／ＰＦＡ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｆｏｒ Ｆｕｓｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」という名称の関連する米国特許出願第１２／１９８５５１号、「ＣＮＴ／Ｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏａｔｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ」という名称の第１２／１９８４６０号、および「Ｎａｎｏｔｕｂｅ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ」という名称の第１２／２４５８５０号に記述されるものを含むことができる。

本明細書で使用されるように、また他に指定しない限り、「ナノチューブ」という用語は、約１００ナノメートル以下の少なくとも１つの短い寸法、例えば幅または直径を有する細長い材料（有機および無機材料を含む。）を指す。「ナノチューブ」という用語は、本明細書では例示を目的に使用される。この用語は、ナノシャフト、ナノピラー、ナノワイヤ、ナノロッド、およびナノニードルと、これらの様々な機能化および誘導体化した小繊維形態であってスレッド、ヤーン、織布などの例示的な形態のナノファイバを含んだ小繊維形態とを含むが、これらに限定されるものではなく、同様の寸法のその他の細長い構造も包含するものである。

ナノチューブは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、およびこれらの様々な機能化および誘導体化したカーボンナノファイバなどの小繊維形態を含むこともできる。様々な実施形態では、ナノチューブは、内径および外径を有し、例えば内径は、約０．５から約２０ナノメートルに及び、一方、例えば外径は、約１から約８０ナノメートルに及ぶ。あるいはナノチューブは、例えば約１から約１００００００に及ぶアスペクト比を有することができる。

ナノチューブは、例えば長方形、多角形、楕円形、または円形などの様々な断面形状を有する。したがってナノチューブは、例えば円筒状の３次元形状を有することができる。

ナノチューブは、伝導性または半伝導性の材料で形成することができ、熱的（例えば、安定性または伝導性）、機械的、および電気的（例えば、導電性）機能などの優れた所望の機能をもたらすことができる。さらにナノチューブは、様々な物理的および／または化学的な改質を通して制御および／または高められた熱的、機械的、および電気的特性を有する改質されたナノチューブ、機能化されたナノチューブであってもよい。例えばカーボンナノチューブは、パーフルオロカーボン、パーフルオロポリエーテル、および／またはポリジメチルシロキサンから選択された材料で、表面改質することができる。

ナノチューブはさらに、例えば、形成された中間層１３０の約０．０１％から約２０％の重量負荷を有する状態で、ポリマーマトリックス中に分散させることができる。

様々な実施形態では、中間層１３０はさらに、ナノチューブ複合体分散体中に、無機粒子などの充填剤を含むことができる。例示的な実施形態では、充填剤懸濁液を、水に溶かしたシランなどの表面処理剤の存在下で、無機粒子の超音波処理によって調製することができる。様々な実施形態では、無機粒子には、限定するものではないが金属酸化物、非金属酸化物、金属、またはその他の適切な粒子を含めることができる。具体的には、金属酸化物には、例えば酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銅、５酸化アンチモン、インジウムスズ酸化物、およびこれらの混合物を含めることができる。非金属酸化物には、例えば、窒化ホウ素および炭化ケイ素（ＳｉＣ）などを含めることができる。金属には、例えば、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、および鉄などを含めることができる。様々な実施形態では、当業者に知られているその他の添加剤を、ナノチューブコーティング複合体に含めることもできる。

図１Ａ〜１Ｂは、本発明の教示による図１の定着器部材に使用される例示的な中間層１３０Ａ〜１３０Ｂを示す概略図である。図１Ａ〜１Ｂに示されるように、一貫したサイズを有する複数のナノチューブ１３４が示されているが、当業者なら、複数のナノチューブ１３４は、種々のサイズ、例えば種々の長さ、幅、および／または直径を有することができることが理解されよう。さらに、図１Ａ〜１Ｂに示される中間層は、一般化された概略図である。また、図１Ａ〜１Ｂに示される中間層は、その他のナノチューブ／充填剤／層を付加することができ、または既存のナノチューブ／充填剤／層を除去しもしくは改質することができることが、当業者に容易に明らかにされるべきである。

図１Ａでは、複数のカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）１３４を、例示的なポリマーマトリックス１３２中に分散させることができる。この例示的な実施形態では、ＣＮＴの分布は、中間層１３０Ａのポリマーマトリックス１３２中に均一に分散されているが、ランダムな角度で結束したカーボンナノチューブ１３４を含むことができる。様々な実施形態では、複数のカーボンナノチューブ１３４は、例えば磁場を使用することによって、中間層１３０Ａのポリマーマトリックス１３２の全体にわたり、均一に分散させることができ、空間的に制御することができ、例えば、ある方向に並べまたは配向することができる。

図１Ｂでは、中間層１３０Ｂはさらに、ポリマーマトリックス１３２に分散された複数のカーボンナノチューブ１３４と共に、複数の充填剤１３６を含むことができる。本明細書に開示されるように、複数の充填剤１３６には、例えば酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銅、５酸化アンチモン、インジウムスズ酸化物、窒化ホウ素、炭化ケイ素、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、または鉄等が挙げられる。

様々な実施形態では、開示された中間層１３０を形成するのに、ＣＮＴ／ポリマー複合体分散体を使用することができる。複合体分散体は、複数のＣＮＴ、１種以上のポリマーおよび／または対応する硬化剤、無機充填剤粒子、および当業者に知られている任意選択の界面活性剤を分散させるために、例えば効果的な溶媒を含むように調製することができる。

効果的な溶媒には、限定するものではないがメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、およびこれらの混合物等が挙げられる。適切な分散体を形成することができるその他の溶媒は、本明細書の実施形態の範囲内とすることができる。

したがって様々な実施形態は、本発明の教示による定着器部材１００を形成するための方法を含むことができる。例えばコーティング技法、押出し技法、および／または成型技法などの様々な層形成技法は、弾性層１２０を形成するために基材１１０に適用することができ、中間層１３０を形成するために弾性層１２０に適用することができ、および／または表面層１４０を形成するために中間層１３０に適用することができる。

本明細書で使用される「コーティング技法」という用語は、材料または表面に分散体を付着させ、形成し、または堆積するための技法またはプロセスを指す。したがって、「コーティング」または「コーティング技法」という用語は、本発明の教示において特に限定されず、浸漬コーティング、塗装、ブラシコーティング、ローラコーティング、パッド塗布、噴霧コーティング、回転コーティング、流延、またはフローコーティング等を用いることができる。例えば、中間層１３０を形成するための複合体分散体、および表面層１４０を形成するための第２の分散体は、エアブラシを用いた噴霧コーティングによって、弾性層１２０および形成された中間層１３０上にそれぞれコーティングすることができる。様々な実施形態では、ベルトやプレートなどの平らな基材をコーティングするのにギャップコーティングを使用することができ、それに対してフローコーティングは、ドラムまたは定着器ロールまたは定着器部材の基材など、円筒状の基材をコーティングするために使用することができる。

様々な実施形態では、開示された定着器部材は、約０．１マイクロメートルから約５０マイクロメートルの厚さを有する中間層、約１マイクロメートルから約４０マイクロメートルの厚さを有する表面層、および約２マイクロメートルから約１０ミリメートルの厚さを有する弾性層を含むことができる。

図２は、本発明の教示による図１の定着器部材１００を形成するための例示的な方法２００を示す。図２の方法２００を、一連の動作または事象として以下に例示し記述するが、本発明は、そのような動作または事象の例示された順序に限定されないことが理解されよう。例えばいくつかの動作は、異なる順序で、および／または本明細書に例示および／または記述されるものとは別のその他の動作もしくは事象と同時に行ってもよい。また、本発明の１つ以上の態様または実施形態による方法を実施するのに、例示されたステップの必ずしも全てを必要としなくてもよい。さらに、本明細書に記述される動作の１つ以上は、１つ以上の別々の動作および／または段階で実施してもよい。

図２の２１０では、複数のカーボンナノチューブおよびポリマーを含む複合体分散体を形成する。例えば複合体分散体は、フルオロポリマー（例えば、Ｖｉｔｏｎ）、ＣＮＴ、無機充填剤（例えば、ＭｇＯ）、硬化剤（例えば、ＶＣ−５０）、および任意選択で界面活性剤を有機溶媒に溶かしたもの（例えば、ＭＩＢＫ）等を含むことができる。様々な実施形態では、複合体分散体は、レットダウンプロセスからのＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体、金属酸化物充填剤、ビスフェノール硬化剤ＶＣ−５０、および任意選択で界面活性剤を有機溶媒に溶かしたもの等を含むことができる。レットダウンＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体は、その全体を本願に引用して援用する「Ｎａｎｏｔｕｂｅ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｆｌｕｏｒｉｎｅ−Ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ」という名称の関連する米国特許出願第１２／２４５８５０号に従って調製することができる。

図２の２２０では、ＣＮＴ／ポリマー複合体分散体を、弾性層上に堆積し、コーティングし、または押し出す。様々な実施形態では、弾性層（図１の１２０も参照）を、従来の定着器部材の基材（図１の１１０も参照）上に形成することができ、例えば、基材上に例示的なシリコーンゴムを成型することによって形成することができる。次いでＣＮＴ／ポリマー複合体分散体を、例えば例示的なシリコーンゴム層上にフローコーティングすることができ、ある時間にわたって部分的にまたは全体的に蒸発させ、その後、硬化プロセスを行って、中間層（図１の１３０も参照）を形成することができる。硬化プロセスは、使用される（１種以上の）ポリマーおよび（１種以上の）硬化剤によって決定することができる。

中間層１３０を形成するための硬化プロセスは、例えば、段階的な硬化プロセスを含むことができる。例示的な実施形態では、コーティングされ、押し出され、成型されたＣＮＴ／ポリマー複合体分散体を、約４９℃の対流式炉内に約２時間置き、その温度を約１７７℃に上昇させ、さらに硬化を約２時間行い、その温度を約２０４℃に上昇させ、コーティングを、その温度で約２時間さらに硬化し、最後に、炉の温度を約２３２℃に上昇させ、コーティングをさらに６時間硬化する。上記は一例であって、その他の硬化スケジュールが可能である。当業者に知られている硬化スケジュールは、本明細書の実施形態の範囲内とすることができる。

図２の２３０で、堆積および／または硬化したＣＮＴ／ポリマー複合体に第２の分散体を付着させ、その後、図２の２４０で熱処理を行うことによって、表面層（図１の１４０も参照）を形成する。例えば、中間層を形成するための硬化プロセスの後、ＰＦＡから調製されたフッ素樹脂分散体を、例えば噴霧または粉末コーティング技法によって、形成された中間層上に堆積することができる。次いで表面層の堆積物を、約２５０℃以上、例えば約３５０℃から約３６０℃などの高温でベークすることができる。

様々な実施形態では、中間層１３０の調製中、例えば図２の動作２２０において、ＣＮＴ／ポリマー複合体の溶媒系または分散系、および／または下にある弾性層１２０上の堆積物の滞留時間を制御して、中間層１３０の高い堆積品質を実現し、定着器部材１００の層同士の界面接着を得ることができる。

様々な実施形態では、中間層１３０および表面層１４０を弾性層１２０上に調製する場合、中間層１３０および表面層１４０のベーク（または硬化）プロセスを組み合わせることができる。例えば、弾性層１２０上にＣＮＴ／ポリマー複合体分散体を堆積した後に、複合体堆積物を手短に乾燥して、例えば使用した溶媒を蒸発させ、その後、表面層１４０を堆積することができる。次いで中間複合体の乾燥堆積物および表面層の堆積物を、熱処理して、中間複合体のポリマーマトリックスをさらに硬化し、同時に表面層をさらにベークすることができる。様々な実施形態では、例えば約２５０℃以上の温度での、段階的な熱処理を用いて、開示された定着器部材１００を形成することができる。

このように、中間層１３０は、高温の熱安定性および機械的剛性をもたらすことができるので、例えば下にある弾性層１２０および形成された表面層１４０にいかなる欠陥も生成することなく、表面層１４０の高温ベークまたは硬化を行って、高品質な定着器部材１００を提供することができる。さらに、中間層１３０により、定着器部材１００は、例えば改善された層同士の接着性、堆積物の安定性、改善された熱伝導性、および長期寿命を有することができる。

＜実施例１：ＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体を含有する中間層の調製＞
従来の定着器ロールのシリコーンゴム層上に複合体分散体をフローコーティングすることによって、中間層を調製した。複合体分散体は、レットダウンプロセスからのＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体、ＭｇＯの金属酸化物、ＶＣ−５０のビスフェノール硬化剤（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＶｉｔｏｎ（登録商標）Ｃｕｒａｔｉｖｅ Ｎｏ．５０）、および任意選択で界面活性剤をメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）の有機溶媒に溶かしたものを含んでいた。

複合体分散体のコーティングプロセスの後、硬化プロセスを約１４９℃のランプ温度で約２時間、約１７７℃で約２時間、次いで約２０４℃で約２時間、次いで約２３２℃で約６時間実施してポストキュアを行った。

＜実施例２；ＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体を含有する中間層の調製＞
この実施例では、定着器ロールのシリコーン層の最上面に、実施例１のレットダウンＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体、ＭｇＯの金属酸化物、ＡＯ７００のアミノ−シラン硬化剤、および任意選択で界面活性剤をＭＩＢＫ有機溶媒に溶かしたものを含有する複合体分散体をフローコーティングすることによって、中間コートを調製した。

コーティングプロセスの後、硬化プロセスを約１４９℃の温度で約２時間、約１７７℃で約２時間、次いで約２０４℃で約２時間、次いで約２３２℃で約６時間実施してポストキュアを行った。

＜実施例３：定着器部材の表面層の調製＞
ＰＦＡトップコートは、表面層として使用され、実施例１〜２で形成された中間層の最上面にＰＦＡ水性分散体を噴霧コーティングし、その後、約３５０℃の高温で１０分間ベークすることによって調製した。

＜実施例４：定着器部材の表面層の調製＞
ＰＦＡトップコートは、やはり表面層として使用され、実施例１〜２で形成された中間層の最上面にＰＦＡ水性分散体を粉末コーティングし、その後、約３５０℃の高温で１０分間ベークすることによって調製した。

＜実施例５：組み合わせた熱処理を使用する定着器部材の調製＞
定着器部材は、従来の定着器部材のシリコーンゴム層の最上面に、実施例１〜２のＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体分散体をフローコーティングすることによって製作した。コーティングされたＣＮＴ／Ｖｉｔｏｎ複合体分散体を、約４９℃から約１７７℃の温度で２時間、手短に乾燥した。次いでＰＦＡ層を、実施例３〜４の噴霧または粉末コーティング技法を使用して、乾燥した複合体分散体の最上面にコーティングし、その後、約２０４℃の高温で２時間、次いで約２３２℃で６時間、次いで約３５０℃で１０分間ベークして、中間複合体のさらなる硬化とＰＦＡ表面層のベークとを行うことにより、定着器部材を形成した。

３２ ポリマーマトリックス、 １００ 定着器部材、 １１０ 基材、 １２０ 弾性層、 １３０ 中間層、 １３２ ポリマーマトリックス、 １３４ ナノチューブ、 １４０ 表面層、 ２００ 方法。

Claims (4)

1. 基材と、
   前記基材上に配置された弾性層と、
   前記弾性層上に配置された中間層であって、ポリマーマトリックス中に分散された複数のカーボンナノチューブを含む中間層と、
   前記中間層上に配置された表面層と
   を含むことを特徴とする定着器部材。
2. 請求項１に記載の部材であって、前記複数のカーボンナノチューブが、前記中間層の約０．０１重量％から約２０重量％の量で存在し、前記中間層のポリマーマトリックスが、シリコーンエラストマー、フルオロポリマー、ポリパーフルオロエーテル、フッ素化ポリエーテル、フッ素化ポリイミド、フッ素化ポリエーテルケトン、フッ素化ポリアミド、またはフッ素化ポリエステルからなる群から選択された１種以上のポリマーを含むことを特徴とする部材。
3. 複数のカーボンナノチューブおよびポリマーを含む複合体分散体を形成するステップと、
   前記複合体分散体を弾性層上に堆積し硬化して、中間層を形成するステップであって、前記弾性層が基材上に形成されているステップと、
   前記中間層に第２の分散体を付着させるステップと、
   前記付着された第２の分散体を、約２５０℃以上の温度で処理して、前記中間層上に表面層を形成するステップと
   を含むことを特徴とする部材を作製するための方法。
4. 複数のカーボンナノチューブおよびポリマーを含む複合体分散体を形成するステップと、
   前記複合体分散体を弾性層上に堆積するステップであって、前記弾性層が基材上に形成されているステップと、
   前記堆積された複合体分散体に第２の分散体を付着させるステップと、
   前記堆積された複合体分散体上の前記付着された第２の分散体を、約２５０℃以上の温度で処理して、前記弾性層上に中間層を形成し、前記形成された中間層上に表面層を形成するステップと
   を含むことを特徴とする部材を作製するための方法。

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