JP5739355B2

JP5739355B2 - フューザー部材を製造する方法

Info

Publication number: JP5739355B2
Application number: JP2012011274A
Authority: JP
Inventors: チー・ツァン; ユー・チ; キャロライン・ムーアラグ; ナン−シン・フー
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2032-01-23
Also published as: US8263702B2; US20120202932A1; JP2012163955A

Description

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。

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。

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。

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．ＤｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ，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。

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。

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。

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。

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１は、画像形成装置の概略図である。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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

（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）７３２ＲＴＶ（いずれもＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ製）；１０６ＲＴＶＳｉｌｉｃｏｎｅＲｕｂｂｅｒおよび９０ＲＴＶＳｉｌｉｃｏｎｅＲｕｂｂｅｒ（いずれもＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ製）；ＪＣＲ６１１５ＣＬＥＡＲＨＴＶおよびＳＥ４７０５ＵＨＴＶシリコーンゴム（ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇＴｏｒａｙＳｉｌｉｃｏｎｅｓ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、ＳｉｌｉｃｏｎｅＲｕｂｂｅｒ５５２（ＳａｍｐｓｏｎＣｏａｔｉｎｇｓ（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、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇＳｙｌｇａｒｄ１８２である。市販のＬＳＲゴムとしては、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ製のＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇＱ３−６３９５、Ｑ３−６３９６、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９０ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９１ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９５ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９６ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９８ＬＳＲ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_２Ｏ_３のような無機粒子と混合してもよい。

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、ＶＩＴＯＮＡ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＢ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ６０Ｃ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ４３０（登録商標）、ＶＩＴＯＮ９１０（登録商標）、ＶＩＴＯＮＧＨ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＧＦ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥＴＰ（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．ＤｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ，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、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７０（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７４（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７６（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７７（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬＬＶＳ７６（登録商標）が挙げられ、ＦＬＵＯＲＥＬ（登録商標）は、３ＭＣｏｍｐａｎｙ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）、ＦＬＵＯＲＥＬＩＩ（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、３ＭＣｏｍｐａｎｙ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（ＳｏｌｖａｙＳｏｌｅｘｉｓから入手可能）が挙げられる。

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、ＶＩＴＯＮＡ（登録商標）として商業的に知られているもの；（２）ＶＩＴＯＮＢ（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）ＶＩＴＯＮＧＨ（登録商標）またはＶＩＴＯＮＧＦ（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。

フルオロエラストマーであるＶＩＴＯＮＧＨ（登録商標）およびＶＩＴＯＮＧＦ（登録商標）は、フッ化ビニリデンの量が比較的少ない。ＶＩＴＯＮＧＦ（登録商標）およびＶＩＴＯＮＧＨ（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。

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。

（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。

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１０^３〜約１０^８Ω／ｓｑ、または約５×１０^３〜約１．５×１０^６Ω／ｓｑ、または約８×１０^３〜約１．５×１０^４Ω／ｓｑである。

（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、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇ製のＨＶＰｒｉｍｅｒ１０）、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。

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。

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。

本明細書には、フッ素を含有する粒子と、水およびＣＯ_２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（ＥｍｐｏｗｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓ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_２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。

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。

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。

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。

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。

「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、ＳｏｌｖａｙＳｏｌｅｘｉｓ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。

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、ＶｉｔｏｎＡ（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ＶｉｔｏｎＥ（登録商標）、ＶｉｔｏｎＥ６０Ｃ（登録商標）、ＶｉｔｏｎＥ４３０（登録商標）、Ｖｉｔｏｎ９１０（登録商標）、ＶｉｔｏｎＧＨ（登録商標）、ＶｉｔｏｎＧＦ（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．ＤｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ，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。

さらに他の市販のフルオロポリマーとしては、例えば、Ｆｌｕｏｒｅｌ２１７０（登録商標）、Ｆｌｕｏｒｅｌ２１７４（登録商標）、Ｆｌｕｏｒｅｌ２１７６（登録商標）、Ｆｌｕｏｒｅｌ２１７７（登録商標）、ＦｌｕｏｒｅｌＬＶＳ７６（登録商標）が挙げられ、Ｆｌｕｏｒｅｌ（登録商標）は、３ＭＣｏｍｐａｎｙ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）、ＦｌｕｏｒｅｌＩＩ（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、３ＭＣｏｍｐａｎｙ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（ＭｏｎｔｅｄｉｓｏｎＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから入手可能）が挙げられる。

ポリ（アルキレンカーボネート）犠牲材料は、例えば、ＥｍｐｏｗｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓ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_２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_２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。

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。

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。

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。

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）。

（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、ＥｍｐｏｗｅｒＭａｔｅｒｉａｌｓ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。

Claims

基板上に配置された弾性層を備えるフューザー部材を用意し、
フッ素を含有する粒子及びポリ（アルキレンカーボネート）の水系分散物を前記弾性層にコーティングしてコーティング層を作成し、該弾性層がシリコーンゴム、高温加硫シリコーンゴム、低温加硫シリコーンゴム、液体シリコーンゴム、及びシロキサンからなる群から選択される材料を含み、
前記コーティング層を、ポリ（アルキレンカーボネート）が分解する約２００℃から約２６０℃の温度まで加熱し、
前記コーティング層を約２６０℃から約３６０℃の温度まで加熱して剥離層を作成する、フューザー部材を製造する方法。
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、及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１に記載の方法。
前記水系分散物が、アルコール、炭素原子を約５から約１８個含む脂肪族炭化水素、炭素原子を約６から約１８個含む芳香族炭化水素、エーテル、ケトン、アミド、及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又は２に記載の方法。
前記ポリ（アルキレンカーボネート）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）、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
前記水系分散物が、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、アンモニウム塩又はホスホニウム塩、及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１〜４のいずれか１項に記載の方法。
前記基板が、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼、ニッケル、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、及びポリフェニレンスルフィドからなる群から選択される材料を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。