JPWO2008136467A1 - コーティング用塗料、積層体および円筒積層体の製造方法 - Google Patents

コーティング用塗料、積層体および円筒積層体の製造方法 Download PDF

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Abstract

本発明の課題は、定着温度に対する耐熱性やトナーに対する離型性等の要求特性を満たす定着ベルト等を低コストで製造することができると共にフッ素樹脂塗膜に「たれ」や、「たるみ」、偏肉などが生じないようにすることができるコーティング用塗料を提供することにある。本発明に係るコーティング用塗料には、フッ素樹脂粒子、揮散等樹脂粒子分散液、チキソトロピー性付与剤および有機溶剤が含有される。揮散等樹脂粒子分散液には、揮散等樹脂粒子および不揮発分が含まれる。なお、揮散等樹脂粒子とは、フッ素樹脂の熱分解温度よりも低い温度で揮散又は熱分解する樹脂粒子である。また、不揮発分は、フッ素樹脂粒子(100)重量部に対して5重量部以上含まれる。

Description

本発明は、フッ素樹脂を主成分とするコーティング用塗料、コーティング用塗料を焼成して得られる被膜を有する積層体、およびコーティング用塗料を利用した円筒積層体の製造方法に関する。詳しくは効率よく積層体を形成することができるコーティング用塗料、耐熱性や非粘着性等の特性に優れたフッ素樹脂被膜を有する積層体、効率よく円筒積層体を製造することができる円筒積層体の製造方法に関する。さらに詳しくは、複写機やプリンターなどの電子写真画像形成装置の定着ベルトの製造に好適に用いられ離型性や耐久性に優れたフッ素樹脂被膜を形成できるフッ素樹脂含有コーティング用塗料、フッ素樹脂被膜を有する定着ベルト用の円筒積層体に関する。
複写機やレーザービームプリンタなどの電子写真画像形成装置では、印刷や複写の最終段階において紙をはじめとするシート状転写材上のトナー像を加熱溶融して転写材上に定着させている。そして、このような電子写真画像形成装置では、通常、ポリイミド樹脂製の円筒体や金属製の円筒体が定着ベルトとして使用されている(例えば、特許文献1、2および3参照)。
このようなベルト定着方式の定着装置では、図1に示されるように定着ベルト31の内側にベルトガイド32とセラミックヒーター33とが配置され、セラミックヒーター33に加圧ロール34が圧接されている。なお、加圧ロール34は、芯金36にゴムが被覆されたものであり、駆動源に連結されており、駆動源により回転駆動させられている。そして、このような定着装置では、セラミックヒーター33と加圧ロール34との間に、トナー像が形成された複写紙37が順次送り込まれながらトナー38が加熱溶融させられて複写紙上に定着され、最終的な定着画像39が得られる。なお、セラミックヒーター33の温度は、サーミスタ35の計測値に基づいて制御される。このように、ベルト定着方式の定着装置では、極めて薄いフィルム状の定着ベルトを介して、セラミックヒーターにより実質的に直接トナーが加熱される。このため、ベルト定着方式の定着装置には、加熱部が瞬時に所定の定着温度に達し電源の投入から定着可能状態に達するまでの待ち時間がなく、また消費電力も小さいという特徴がある。
ところで、定着ベルトには、定着温度(通常、180度C〜220度C)に対する耐熱性やトナーに対する離型性が要求される。このため、通常、定着ベルトは、外面(トナーと接触する面)がフッ素樹脂などの耐熱性離型被膜に覆われている(例えば、特許文献4および5参照)。また、定着ベルトには、30〜40枚/分のスピードで10万枚程度の複写に耐え得る耐久性が要求される。このため、定着ベルトには、基層と離型層との強固な接着性や、離型層の耐摩耗性などの特性が要求される。
このような定着ベルトは、一般に極性重合溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させて得られるポリイミド前駆体溶液から円筒体を成形して乾燥させ、さらにその円筒体にプライマーを塗布して乾燥させた後に、さらにそのプライマー層の上にフッ素樹脂分散液を塗布して乾燥し、最後に、高温下でポリイミド前駆体をイミド化すると共にフッ素樹脂を焼成する方法や、金属材料を円筒体に加工し、その円筒体にプライマーを塗布して乾燥した後に、そのプライマー層の上にフッ素樹脂分散液を塗布して乾燥・焼成する方法などにより得ることができる。ポリイミド前駆体溶液から円筒体を製造する方法としては、例えば、成形金型の外面や内面に所定の厚みでポリイミド前駆体溶液を成形した後、加熱あるいは化学的にイミド化を完結させ、金型から分離してポリイミド円筒体を得る方法が提案されている(例えば、特許文献6参照)。
特開平3−25471号公報 特開平8−220907号公報 特開2004−174555号公報 特開2005−59588号公報 WO2002/046302号パンフレット 特開平7−178741号公報
しかしながら、上述のような従来の積層体の製造技術では、上述したように、多数の工程が必要となるため、上述のような要求特性を満たす定着ベルトを低コストで製造することは極めて難しい。また、通常、フッ素樹脂分散液は、非常に粘度が低く、厚塗りすると塗膜がたれたり、たるんだり、長手方向に偏肉したりすることがある。
本発明の課題は、上述のような要求特性を満たす定着ベルト等を低コストで製造することができると共にフッ素樹脂塗膜に「たれ」や、「たるみ」、偏肉などが生じないようにすることができるコーティング用塗料を提供することにある。また、本発明の別の課題は、そのコーティング用塗料を用いて離型性や耐久性に優れた定着ベルト用の円筒積層体を提供することにある。
本発明に係るコーティング用塗料には、フッ素樹脂粒子、揮散等樹脂粒子分散液、チキソトロピー性付与剤および有機溶剤が含有される。フッ素樹脂粒子は平均粒子径が0.1μm以上15μm以下であるのが好ましい。揮散等樹脂粒子分散液には、フッ素樹脂の熱分解温度よりも低い温度で揮散又は熱分解する樹脂粒子(以下「揮散等樹脂粒子」という)が含まれる。また、この揮散等樹脂粒子分散液には、フッ素樹脂粒子100重量部に対して不揮発分が5重量部以上含まれている。なお、不揮発分の添加上限値は、コーティング用塗料として実質的に使用不可能となるまでチキソトロピー性が高まる直前の重量値である。
なお、本発明において、チキソトロピー性付与剤は水膨潤性又は水溶性アクリル系樹脂粒子(製品名:ジュンロン(登録商標)やバンスター等)であるのが好ましく、水膨潤性又は水溶性架橋型アクリル系樹脂粒子(製品名:ジュンロン(登録商標)等)であるのがより好ましい。なお、このチキソトロピー性付与剤はアルカリ性環境下においてコーティング用塗料にチキソトロピー性を付与するものであることが好ましい。
また、本発明において、フッ素樹脂にはテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(以下「PFA」と略する)が75重量%以上含まれるのが好ましい。
また、本発明において、揮散等樹脂粒子は平均粒子径が0.01μm以上15μm以下であるアクリル系樹脂粒子、平均粒子径が0.01μm以上15μm以下であるウレタン系樹脂粒子又はこれらの混合物であるのが好ましい。
また、本発明において、揮散等樹脂粒子分散液は水性分散液であるのが好ましい。
また、本発明において、有機溶剤はジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン又はこれらの混合物であるのが好ましい。
また、本発明において、コーティング用塗料は粘度が200ポイズ以上5,000ポイズ以下であるのが好ましい。
また、本発明において、コーティング用塗料はチキソトロピーインデックスが1よりも大きく5未満であるのが好ましい。
また、本発明において、コーティング用塗料は帯電防止剤をさらに含有するのが好ましい。なお、この帯電防止剤は平均粒子径が0.1μm以上15μm以下であるフィラメント状ニッケルであるのが好ましい。
また、本発明において、コーティング用塗料は接着性樹脂をさらに含有するのが好ましい。なお、この接着性樹脂は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して1.0重量部以上10重量部以下添加されるのが好ましい。また、この接着性樹脂はポリイミド系樹脂又はポリイミド系樹脂の前駆体であるのが好ましい。
また、本発明に係る積層体は、基材および被膜を備える。被膜は、基材を被覆する。また、この被膜は、上記コーティング用塗料を焼成して得られる。
なお、本発明において、基材は耐熱性樹脂又は金属であるのが好ましい。また、この耐熱性樹脂はポリイミド樹脂であるのが好ましい。また、この金属は、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄およびステンレス鋼よりなる群から選択される少なくとも1つであるのが好ましい。また、基材が金属製である場合には、コーティング用塗料に接着性樹脂が含有されるのが好ましい。
また、本発明に係る積層体は、ポリイミド樹脂層、被膜層および混在層を備える。被膜層は、上記コーティング用塗料から形成される。混在層には、ポリイミド樹脂層と連続するポリイミド樹脂相と、被膜層と連続する被膜樹脂相とが混在する。なお、このような混在層は、例えば、コーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とを重ねて塗布すると形成される。
また、本発明に係る積層体は形状が円筒体であると定着チューブとして利用できるので好ましい。また、この積層体は長手方向の片端部または両端部にコーティング用塗料被膜が被覆されていない部分が存在するのが好ましい。
また、本発明において、積層体は被膜の表面抵抗率が106Ω/□以上1015Ω/□未満であるのが好ましい。
また、本発明に係る円筒積層体の製造方法は、重ね塗り工程、溶媒除去工程およびイミド化等工程を備える。重ね塗り工程では、芯体に上記コーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とが重ねて塗布される。溶媒除去工程では、コーティング用塗料およびポリイミド前駆体溶液から溶媒が除去される。イミド化等工程では、ポリイミド前駆体がイミド化されると共にコーティング用塗膜が被膜化される。
なお、本発明において、重ね塗り工程では、コーティング用塗料がポリイミド前駆体溶液の塗布長さと同じ長さで又はポリイミド前駆体溶液の塗布長さよりも短い長さで塗布されるのが好ましい。
また、本発明において、重ね塗り工程では、開口を有する第1円筒壁と、開口を有し軸が第1円筒壁の軸に沿うように第1円筒壁の上側に配置される第2円筒壁と、ポリイミド前駆体溶液を第1円筒壁の開口に配送する第1配送部と、コーティング用塗料を第2円筒壁の開口に配送する第2配送部とを備える被膜形成装置にポリイミド前駆体溶液およびコーティング用塗料が供給されながらコーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とが芯体に重ねて塗布されるのが好ましい。なお、被膜形成装置を固定して芯体を上方又は下方に移動させるか、芯体を固定して被膜形成装置を上方又は下方に移動させればよい。
また、本発明において、重ね塗り工程では、開始時に、第2配送部による2円筒壁の開口への配送が第1配送部による第1円筒壁の開口への配送よりも遅らせられてコーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とが芯体に重ねて塗布されるのが好ましい。
また、本発明において、重ね塗り工程では、第1配送部による第1円筒壁の開口への配送の停止が第2配送部による第2円筒壁の開口への配送の停止よりも遅らせられて塗布作業が停止されるのが好ましい。
本発明に係るコーティング用塗料には、フッ素樹脂粒子、揮散等樹脂粒子分散液、チキソトロピー性付与剤および有機溶媒が含有される。このため、このコーティング用塗料は、チキソトロピー性を示すようになると共に粘度が高められることになる。したがって、このコーティング用塗料を用いれば、円筒体表面にフッ素樹脂塗膜を形成する場合であってもフッ素樹脂塗膜に「たれ」や、「たるみ」、偏肉などが生じにくくすることができる。また、円筒積層体の製造において基材がポリイミド前駆体溶液から形成される場合には、ポリイミド前駆体溶液と本発明に係るコーティング用塗料とを芯体上に同時に積層させて液成形することができる。つまり、このような円筒積層体の製造工程数を少なくすることができる。したがって、定着温度に対する耐熱性やトナーに対する離型性を満足する定着ベルト等を低コストで製造することができる。そして、ポリイミド前駆体溶液とコーティング用塗料とを積層した状態でポリイミド前駆体のイミド化とコーティング用塗料の被膜化とを行えばポリイミド樹脂相とコーティング樹脂相とが混在した層を形成することができる。このため、ポリイミド基材とコーティング用塗料の被膜とを強固に一体化することができる。したがって、本発明に係るコーティング用塗料を利用すれば、耐久性に優れた定着ベルト用の円筒積層体を得ることができる。また、このように円筒積層体を製造すればフッ素樹脂層とポリイミド樹脂層(基層)との接着性を強化するためのプライマー処理が不要となる。このため、ポリイミド樹脂層の表面の改質工程や、プライマー塗布工程、プライマー液乾燥工程等の一切の工程が排除される。したがって、このような円筒積層体の製造工程数を大幅に少なくすることができると共に原料コストを低減することができる。したがって、本発明に係るコーティング用塗料を用いれば、定着温度に対する耐熱性やトナーに対する離型性を満足する定着ベルト等を低コストで製造することができる。
電子写真画像形成装置の定着装置の概略断面図である。 被膜成形装置の概略断面図である。
符号の説明
31 定着ベルト
32 ベルトガイド
33 セラミックヒーター
34 加圧ロール
35 サーミスタ
36 芯金
37 複写紙
38 トナー
39 定着画像
50 被膜成形装置
51 芯体
52 ポリイミド前駆体溶液成形層
53 コーティング用塗料成形層
54 第1被膜成形ダイス
55 第2被膜成形ダイス
56 導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液
57 コーティング用塗料
58 第1加圧タンク
59 第2加圧タンク
60 第1溶液バルブ
61 第2溶液バルブ
62 第1分配管
63 第2分配管
64 第1分配器
65 第2分配器
66 第1スリット開口
67 第2スリット開口
68 第1加圧バルブ
69 第2加圧バルブ
70 吊紐
N ニップ部分
Y 芯体の引き上げ方向
ここでは、本発明の実施の形態について説明する。
なお、本発明はフッ素樹脂を含むコーティング用塗料、また、そのコーティング用塗料を用いて得られる積層体、特に電子写真画像形成装置の定着ベルトなどの用途に最適な円筒積層体に関する。なお、本発明に係るコーティング用塗料は、電子写真画像形成装置の定着ベルト製造用の塗料として限定されるものではなく、離型性や非粘着性を必要とする部材あるいは製品に対して使用することもできる。
本発明に係るコーティング用塗料には、フッ素樹脂粒子、揮散等樹脂粒子分散液、チキソトロピー性付与剤および有機溶剤が含有される。
フッ素樹脂粒子は平均粒子径が0.1μm以上15μm以下である。なお、フッ素樹脂粒子は平均粒子径が0.2μm以上10μm以下であるのがより好ましい。フッ素樹脂粒子の平均粒子径が0.1μm未満ではフッ素樹脂被膜にクラックが生じやすくなり被膜の形成が難しく、逆にフッ素樹脂粒子の平均粒子径が15μmを超えると、フッ素樹脂被膜の表面粗度が大きくなりすぎるからである。また、被膜の形成しやすさの点から、フッ素樹脂粒子は、平均粒子径を2つ有するバイモダル(二並数)タイプ又はマルチモダル(多並数)タイプであるのがより好ましい。
また、本実施の形態において、フッ素樹脂粒子の主成分は、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(以下「PFA」と略する)粒子である。具体的には、フッ素樹脂粒子の75重量%以上がPFA粒子であることが好ましい。なお、PFA粒子はフッ素樹脂粒子の85重量%以上を占めるのがより好ましく、フッ素樹脂粒子の90重量%以上を占めるのがさらに好ましい。なお、PFA粒子の含有量が75重量%よりも低いと非粘着性、特に電子写真方式による画像形成装置のトナーに対する非粘着性が下がり好ましくない。フッ素樹脂粒子の副成分としては、特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)粒子、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)粒子などが挙げられる。
揮散等樹脂粒子分散液には、揮散等樹脂粒子が含まれる。そして、この揮散等樹脂粒子分散液には、フッ素樹脂粒子100重量部に対して不揮発分が5重量部以上含まれている。なお、不揮発分の添加上限値は、コーティング用塗料として実質的に使用不可能となるまでチキソトロピー性が高まる直前の重量値である。
なお、本発明において、揮散等樹脂粒子は、フッ素樹脂の熱分解温度よりも低い温度で揮散又は熱分解する。なお、この揮散等樹脂粒子は、本発明に係るコーティング用塗料を塗布乾燥後焼成するとき、フッ素樹脂粒子への結着(バインダー)効果を維持しながら徐々に揮散又は分解して、収縮によるクラックを防止する働きをする。また、揮散等樹脂粒子は、フッ素樹脂の焼成が完了するまでに、完全に揮散又は分解して除去されるのが好ましい。揮散等樹脂粒子が完全に分解揮発しないと、フッ素樹脂被膜にクラックやピンホール等の欠陥が生じたり、フッ素樹脂被膜が着色したりするからである。
また、揮散等樹脂粒子の平均粒子径は、フッ素樹脂粒子の平均粒子径よりも小さいのが好ましく、具体的には、0.01μm以上15μm以下であるのが好ましい。また、揮散等樹脂粒子の平均粒子径は0.05μm以上10μm以下であるのがより好ましい。揮散等樹脂粒子の平均粒子径が0.01μm未満であると結着(バインダー)効果が低く、フッ素樹脂被膜にクラックを生じやすく、逆に、揮散等樹脂粒子の平均粒子径が15μmを超えると、フッ素樹脂粒子の結着が難しくなるからである。
本発明に用いることのできる揮散等樹脂粒子としては、例えば、アクリル系樹脂粒子、ウレタン系樹脂粒子などが挙げられる。また、これら混合物が用いられてもよい。なお、これら揮散等樹脂粒子の分散液は水性分散液であってもよい。また、本発明において、「アクリル系樹脂」、「ウレタン系樹脂」とは、それぞれ、「カルボキシビニルポリマー」、「ウレタン結合を含むポリマー」を示す。
本発明に用いることのできるアクリル系樹脂粒子としては、例えば、(メタ)アクリル系モノマーを乳化、縣濁重合などの方法で重合製造したものが挙げられる。なお、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」又は「メタクリル」を示す。(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルなどが挙げられる。なお、本発明において、(メタ)アクリル系モノマーは共重合されてもよいし、スチレン、ジビニルベンゼン、酢酸ビニルなどと共重合されてもよい。
また、本発明に用いることのできるウレタン系樹脂粒子としては、例えば、ジイソシアネートとポリオールを乳化、縣濁重合などの方法で重合製造したもの、あるいは水中に強制分散させたものが挙げられる。
ジイソシアネートは、芳香族、脂肪族、脂環族に大別され、例えば、芳香族ポリイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネートなどが挙げられる。脂肪族ポリイソシアネートとしては、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートなどが挙げられる。脂環族ポリイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート、水添MDI、水添XDI、ノルボルネンジイソシアネートなどが挙げられる。なお、本発明において、架橋等を目的として、トリイソシアネートが用いられてもよい。
ポリオールは、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオールに大別され、ポリエーテルジオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジメチコンコポリオールなどが挙げられる。ポリエステルジオールとしては、グリコールと二塩基酸を縮合重合したものが挙げられる。ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサングリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、ジエチレングリコールなどが挙げられる。また、二塩基酸としては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、デカメチレンジカルボン酸、フタル酸などが挙げられる。ポリカーボネートジオールとしては、グリコールとカーボネートを反応させたものが挙げられる。カーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどが挙げられる。なお、本発明において、鎖延長剤や架橋剤として、短鎖ジオールや、トリオール、多価アルコールや、アミン系化合物が用いられてもよい。
本発明において、揮散等樹脂粒子分散液では、フッ素樹脂粒子を100重量部としたとき、不揮発分が5重量部以上である。なお、不揮発分の添加上限値は、上述したように、コーティング用塗料として実質的に使用不可能となるまでチキソトロピー性が高まる直前の重量値である。また、この不揮発分は7.5重量部以上55重量部以下であることがより好ましい。不揮発分が5重量部未満では結着(バインダー)効果が低くなる結果、フッ素樹脂被膜にクラックが生じやすくなるからである。また、ここにいう「不揮発分」とは、揮散等樹脂粒子分散液を105度Cで1時間加熱した後の残渣である。
チキソトロピー性付与剤は、直鎖状ではない水溶性架橋型アクリル系樹脂粒子であるのが好ましい。水溶性架橋型アクリル系樹脂粒子としては、例えば、(メタ)アクリル系モノマーを乳化、縣濁重合などの方法で重合製造したアクリル系樹脂粒子が挙げられる。(メタ)アクリル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ジメチルプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルなどが挙げられる。なお、(メタ)アクリル系モノマーは共重合されてもよいし、スチレン、ジビニルベンゼン、酢酸ビニルなどと共重合されてもよい。また、ポリ(メタ)アクリル酸は、塩であってもよい。アクリル酸塩としては、例えば、アンモニウム塩、ナトリウム塩などが挙げられる。
また、本発明に係るコーティング用塗料は接着性樹脂を含むのが好ましい。接着性樹脂は、耐熱性樹脂製の基材又は金属製の基材との接着に寄与するだけでなく、コーティング用塗料を焼成して得られるフッ素樹脂被膜のクラック防止や、フッ素樹脂被膜の耐磨耗性を向上させるからである。本発明に用いることのできる接着性樹脂としては、ポリイミド系樹脂又はポリイミド系樹脂の前駆体が挙げられる。なお、「ポリイミド系樹脂」とは、「イミド結合を含むポリマー」を示す。本発明に用いることのできるポリイミド系樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂などが挙げられる。
なお、ポリイミド系樹脂はフッ素樹脂粒子100重量部に対して1.0重量部以上10重量部以下添加されるのが好ましい。ポリイミド系樹脂はフッ素樹脂粒子100重量部に対して2.0重量部以上8.0重量部以下添加されるのがより好ましい。ポリイミド系樹脂がフッ素樹脂粒子100重量部に対して1.0重量部未満しか添加されていないと、耐熱性樹脂又は金属との接着力が低くなる傾向にあるからである。逆に、ポリイミド系樹脂がフッ素樹脂粒子100重量部に対して10重量部以上添加されると、フッ素樹脂被膜の非粘着性が低くなり好ましくない。
また、本発明に係るコーティング用塗料は、塗膜の風乾燥後のクラックを防止するために、水溶性高分子を含むのが好ましい。水溶性高分子としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ジメチコンコポリオールなどが挙げられる。なお、これらの水溶性高分子の中でも、安価な点で、ポリエチレングリコールが好ましい。水溶性高分子の添加方法は、特に限定されない。水溶性高分子は、もちろん最終のコーティング用塗料に添加されてもよいし、予め前工程で添加されてもよい。
また、本発明に係るコーティング用塗料には、粘度調整等のため、次のような公知の溶媒が添加されても何ら差し支えない。このような公知の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、2−ブテン−1,4−ジオール、ペンタメチレングリコール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールなどのジオール類、グリセリン、2−エチル−2−ヒドロキシメチル−1,3−プロパンジオール、1,2,6−ヘキサントリオールなどのトリオール類、エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールなどのグリコールエーテル類、ジメチコンコポリオールやポリ(オキシエチレン・オキシプロピレン)メチルポリシロキサン共重合体その他、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、酢酸エチル、酢酸ブチル、炭酸ジエチル、γ−ブチロラクトンなどのエステル類、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンなどのアミド類などが挙げられる。公知の溶媒の添加方法は、特に限定されない。公知の溶媒は、もちろん最終のコーティング用塗料に添加されてもよいし、予め前工程で添加されてもよい。
また、本発明に係るコーティング用塗料には、成形後に得られる積層体の外面から余分な電荷を逃がす必要がある場合、帯電防止剤が添加されてもかまわない。なお、帯電防止剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブなどの炭素系導電剤、ニッケル、銀、酸化チタン、アルミナなどの金属や金属酸化物、五酸化アンチモンなどのイオン導電剤などが挙げられる。また、帯電防止剤の添加方法は、特に限定されず、公知の様々な方法から選択してもかまわない。例えば、最終のコーティング用塗料に導電剤が添加されてもよいし、製造工程中に導電剤が添加されてもよい。また、帯電防止剤は、予めフッ素樹脂粒子とドライブレンドされていてもよいし、予めフッ素樹脂粒子に埋め込まれていてもよい。このような例としては、三井・デュポンフロロケミカル社のMP−600シリーズなどが挙げられる。なお、本発明において、帯電防止剤はフィラメント状ニッケルであるのが好ましい。帯電防止剤としてフィラメント状ニッケルを用いると、本発明に係るコーティング用塗料を製造する際、混合が比較的容易で、かつ、そのコーティング用塗料から形成されるフッ素樹脂被膜の平滑性及び非粘着性を良好に維持することができるからである。なお、本発明に用いるフィラメント状ニッケルは平均粒子径が0.1μm以上15μm以下であるものが好ましい。フィラメント状ニッケルの平均粒子径が0.1μm未満であると取扱いが困難となり好ましくない。一方、フィラメント状ニッケルの平均粒子径が15μmを超えると、フッ素樹脂被膜の表面粗度が高くなり、好ましくない。
なお、帯電防止剤は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して1重量部以上50重量部以下添加されるのが好ましく、フッ素樹脂粒子100重量部に対して2重量部以上40重量部以下添加されるのがより好ましい。帯電防止剤がフッ素樹脂粒子100重量部に対して1重量部未満しか添加されないと、フッ素樹脂被膜の表面抵抗がほとんど下がらず、添加する意味がなくなる。逆に、帯電防止剤がフッ素樹脂粒子100重量部に対して50重量部よりも多い量添加されると、フッ素樹脂被膜の非粘着性が低くなり好ましくない。
また、本発明に係るコーティング用塗料には、本発明の目的を損なわない範囲で、次のような公知の添加剤が添加されても何ら差し支えない。このような公知の添加剤としては、例えば、充填材、顔料、顔料分散剤、固体潤滑剤、沈降防止剤、レベリング剤、表面調節剤、水分吸収剤、ゲル化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、色分かれ防止剤、皮張り防止剤、界面活性剤、消泡剤、抗菌剤、防カビ剤、防腐剤、増粘剤、熱伝導性付与剤などが挙げられる。なお、熱伝導性付与剤としては、例えば、炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ダイヤモンド、黒鉛、炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、銅、アルミニウム、銀、鉄、ニッケルなどが挙げられる。また、公知の添加剤の添加方法は、特に限定されず、公知の様々な方法から選択してもかまわない。例えば、最終のコーティング用塗料に添加剤が添加されてもよいし、製造工程中に添加剤が添加されてもよい。また、公知の添加剤は、予めフッ素樹脂粒子とドライブレンドされていてもよいし、予めフッ素樹脂粒子に埋め込まれていてもよい。このような例としては、三井・デュポンフロロケミカル社のMP−600シリーズなどが挙げられる。
有機溶剤は、フッ素樹脂粒子の分散剤として働く。なお、接着性樹脂がコーティング用塗料に添加されている場合には、接着性樹脂(例えば、ポリイミド系樹脂など)の溶媒としても働く。また、本発明に用いることのできる溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチルカプロラクタム、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,2−ジメトキシエタン、ジグライム、トリグライムなどが挙げられる。なお、ポリイミドワニスやポリイミド前駆体ワニスなどと本発明に係るコーティング用塗料とを同時液状成形する場合、有機溶剤としてはN,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)やN−メチル−2−ピロリドン(NMP)が特に好ましい。なお、これらの溶媒は、単独で又は混合物として用いることもできるし、芳香族炭化水素、例えば、トルエンやキシレンなどの他の溶媒と混合して用いることもできる。また、少量であれば、水を含んでもよい。
本発明に係るコーティング用塗料は、E型粘度計における0.5rpm、すなわち、ずり速度1.92s-1での粘度が200ポイズ以上5,000ポイズ以下であるのが好ましい。なぜなら、円筒積層体の製造の際、図2に示されるような製造設備を用いて同時液状成形法を利用できるからである。コーティング用塗料のこの粘度が200ポイズ未満であると、コーティング用塗料の塗布が困難になったり塗布後の膜厚が薄くなり好ましくなく、逆に、コーティング用塗料のこの粘度が5,000ポイズよりも大きいと、例えば、エアー圧やギアポンプによる送液が困難になるなど取扱い性が悪くなり、好ましくない。
また、本発明に係るコーティング用塗料はE型粘度計における0.5rpm、すなわち、ずり速度1.92s-1での粘度が1.0rpmでの粘度よりも高いことが好ましい。すなわち、本発明に係るコーティング用塗料はチキソトロピー性を有するのが好ましい。より好ましくは、[0.5rpmでの粘度]/[1.0rpmでの粘度]の値が1よりも大きく5未満であるのが好ましい。[0.5rpmでの粘度]/[1.0rpmでの粘度]の値がこの範囲内であると、コーティング用塗料を高いずり速度によって塗布することができ、塗布後、すなわち、低いずり速度において粘度が上昇し、塗膜の「たれ」や「たるみ」などを防止できると共に、塗膜のレベリングにも十分な時間を取れるからである。[0.5rpmでの粘度]/[1.0rpmでの粘度]の値は1.25よりも大きく5未満であるのがより好ましく、1.5よりも大きく5未満であるのがさらに好ましい。
また、このコーティング用塗料を用いて得られるフッ素樹脂被膜は表面抵抗が106Ω/□以上1014Ω/□未満であるのが好ましい。フッ素樹脂被膜の表面抵抗がこの範囲であると、フッ素樹脂被膜の平滑性、非粘着性を失わずに帯電を防止することができるからである。
また、本発明に係るコーティング用塗料を用いて積層体を形成する場合、耐熱性樹脂又は金属を基材として用いることができる。耐熱性樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂などが挙げられる。金属としては、例えば、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼などが挙げられる。また、耐熱性樹脂および金属の少なくとも一方を、2種以上を積層したものを基材として用いてもよい。
また、耐熱性樹脂に、適宜、次のような公知の添加剤が添加されていても何ら差し支えない。このような公知の添加剤としては、例えば、充填材、顔料、顔料分散剤、固体潤滑剤、沈降防止剤、レベリング剤、表面調節剤、水分吸収剤、ゲル化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、色分かれ防止剤、皮張り防止剤、界面活性剤、帯電防止剤、消泡剤、抗菌剤、防カビ剤、防腐剤、増粘剤、熱伝導性付与剤などが挙げられる。なお、熱伝導性付与剤としては、例えば、炭化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、ダイヤモンド、黒鉛、炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、銅、アルミニウム、銀、鉄、ニッケルなどが挙げられる。
なお、本発明において基材の形状は特に制限されず、基材は、円筒状、シート状又はその他の形状であってよい。ただし、ファクシミリ、複写機、レーザービームプリンタなどの電子写真画像形成装置のトナー定着ベルトを製造する場合、基材は円筒体であるのが好ましい。また、円筒積層体の外面から余分な電荷を逃がす必要がある場合、円筒積層体において、基材は、端部が長さ方向に露出していることが好ましい。
本発明に係るコーティング用塗料を基材表面に塗布する方法としては、刷毛塗り法、スピン法、スプレー法、ディスペンサー法、浸漬法、押出し法など、公知の方法が挙げられる。なお、1回の塗装で焼成後の膜厚として、5μm以上50μm以下のフッ素樹脂被膜が得られるのが好ましい。1回の塗装で5μm未満のフッ素樹脂被膜を形成することも可能であるが、基材表面の凹凸の影響を受けて表面粗度が高くなりやすい、フッ素樹脂被膜の強度が十分でなくなるなどの理由から好ましくない。
本発明に係るコーティング用塗料の焼成は、フッ素樹脂の溶融温度以上、フッ素樹脂が分解して気化する温度未満で行われればよい。フッ素樹脂被膜からアクリル系樹脂を除去するために、最終の焼成温度は、350度C以上450度C未満であるのが好ましい。なお、金属はもちろん、ポリイミド系樹脂の中でも高耐熱性のポリイミド樹脂が基材として用いられている場合には、本発明に係るコーティング用塗料は400度C以上450度C未満の温度で最終焼成されても差し支えない。
なお、フッ素樹脂被膜は、表面粗度(十点平均粗さRz)が7μm未満であるのが好ましく、4μm未満であるのがより好ましい。表面粗度が7μm以上であると外観が損なわれ好ましくないからである。特に、ファクシミリ、複写機、レーザービームプリンタなどの電子写真方式による画像形成装置のトナー定着ベルトの表層材には、非粘着性とともに、再現性の高い文字の印字が要求される。このため、フッ素樹脂被膜がそのような表層材とされる場合には、その表面粗度は低いことが好ましい。
以下、実施例および比較例を示して本発明をさらに具体的に説明する。なお、各実施例及び比較例で作製したコーティング用塗料及びフッ素樹脂被膜の諸物性については下記の測定方法で測定した。
(1)粘度
東京計器製のE型回転粘度計VISCONIC EH Dを用いて、雰囲気温度23±0.2度C、回転数0.5rpm(ずり速度1.92s-1)の条件で測定した。
(2)チキソトロピーインデックス
東京計器製のE型回転粘度計VISCONIC EH Dを用いて、雰囲気温度23±0.2度Cの条件で測定した。チキソトロピーインデックスは、回転数を0.5rpm(ずり速度1.92s-1)としたときの粘度V0.5および回転数を1.0rpm(ずり速度3.84s-1)としたときの粘度V1.0を下式(1)に代入して算出した。
チキソトロピーインデックス=V0.5/V1.0 (1)
(3)表面粗度
小坂研究所製の表面粗さ測定器SE−3Hを用いて、十点平均粗さRz(JIS B0601:1982)を求めた。
(4)表面抵抗
三菱化学製高抵抗計ハイレスタMCP−HT450を用いて測定した。
(5)エタノールはじき性
フッ素樹脂被膜に、エタノールを滴下し、フッ素樹脂被膜がエタノールをはじくか否かを確認した。
(6)引掻き試験
本試験により接着強度を評価した。なお、本試験は、安田精機製作所製No.553鉛筆硬度試験機を用いてJIS K5400に従って荷重500gfおよび移動速度5mm/sの条件下で行われた。具体的には、Hから7Hまでの硬度の鉛筆で試験片を引っ掻き、その結果、試験片のコーティング層が層間剥離するか否かを確認した。
1.コーティング用塗料Aの原材料
(1)フッ素樹脂粒子
平均粒子径が8μmであるPFA粒子(ソルベイソレクシス製)を使用した。
(2)揮散等樹脂粒子分散液
平均粒子径が0.13μmであるスチレン−メタ(アクリル)酸エステル共重合樹脂粒子の水性分散液であるポリゾールAP−691T(昭和高分子製、不揮発分:55重量%)335gをN−メチル−2−ピロリドン(NMP)500gで希釈して使用した。
(3)溶媒
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)を使用した。
(4)増粘及びチキソトロピー性付与剤
水溶性架橋型アクリル系樹脂のジュンロンPW−110(日本純薬製)を使用した。
2.コーティング用塗料Aの作製
100gのフッ素樹脂粒子と、167gの揮散等樹脂粒子分散液とを混合した。なお、このとき、揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して37.8重量部存在することになる。
そして、この混合物に、チキソトロピー性付与剤28gをNMP191gに添加したものを43.8g添加して、コーティング用塗料Aを得た。
なお、このコーティング用塗料Aは、粘度が750ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
3.液状同時成形
粘度980ポイズに調整した導電剤入りRC5063((株)IST製)ポリイミド前駆体液とコーティング用塗料Aとを、図2に示される被膜成形装置を用いて同時液状成形した後に、80度Cで10分間、100度Cで10分間、150度Cで10分間、200度Cで20分間、250度Cで20分間、320度Cで20分間、360度Cで20分間、400度Cで20分間焼成して、内径24mmの2液成形円筒積層体を得た。この2液成形円筒積層体では、ポリイミド層の厚みが約60μmであり、コーティング用塗料Aにより成形されたフッ素樹脂被膜の厚みが約15μmであった。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
なお、ここで、図2を用いて被膜成形装置50について説明する。
この被膜成形装置50は、図2に示されるように、主に、第1被膜成形ダイス54、第2被膜成形ダイス55、第1加圧タンク58、第2加圧タンク59、第1溶液バルブ60、第2溶液バルブ61、第1主管、第2主管、第1分配管62、第2分配管63、第1分配器64、第2分配器65、第1加圧バルブ68、及び第2加圧バルブ69から構成される。
第1被膜成形ダイス54は、中空の円筒成形体である。また、第2被膜成形ダイス55は第1被膜成形ダイス54と同様に中空の円筒成形体である。なお、被膜成形ダイス54,55の内径は、目的とする多層ポリイミド円筒体の内径や厚みの仕様により決定される。なお、その際、芯体の外径、芯体の引き上げ速度、ポリイミド前駆体溶液の粘度あるいはスリット開口66,67からの吐出速度などを考慮する必要がある。また、第2被膜成形ダイス55の内周径は第1被膜成形ダイス54の内周径よりも若干小さくされている。そして、第1被膜成形ダイス54は、軸が第2被膜成形ダイス55の軸と沿うように第2被膜成形ダイス55の下側に近接して配置される。なお、第1被膜成形ダイス54及び第2被膜成形ダイス55には、内周壁に所定の間隙で全周に渡ってスリット開口66,67が複数形成されている。このようにスリット開口66,67を形成すると、円周方向の吐出むらがなく、均一な厚さの溶液成形層を形成できるからである。また、スリット開口の幅は、0.5mm〜5mmの範囲内であることが好ましい。また、第1被膜成形ダイス54及び第2被膜成形ダイス55には外周壁に複数の液投入口が形成されており、その液投入口には複数の分配管62,63が接続される。また、被膜成形ダイスが3以上重ねられる場合、下段に位置する被膜成形ダイスの内径が小さく、上段に位置する被膜成形ダイスの内径が大きくなることが必要である。
第1加圧タンク58は、導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56を貯蔵するための貯蔵容器である。そして、この第1加圧タンク58には、上蓋に第1加圧バルブ68が取り付けられており、また、下方に第1溶液バルブ60が取り付けられている。
第2加圧タンク59は、コーティング用塗料57を貯蔵するための貯蔵容器である。そして、この第2加圧タンク59には、蓋に第2加圧バルブ69が取り付けられており、また、下方に第2溶液バルブ61が取り付けられている。
第1加圧バルブ68及び第2加圧バルブ69には加圧空気ボンベ等が取り付けられ、第1加圧バルブ68及び第2加圧バルブ69が開状態となると、加圧タンク58,59内部が加圧される。なお、このとき、溶液バルブ60,61が開状態となっていると、加圧タンク58,59に貯蔵される導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56およびコーティング用塗料57が被膜成形ダイス54,55の中空空間に送出される。
第1溶液バルブ60及び第2溶液バルブ61は、開閉式の電動弁である。なお、これらの溶液バルブ60,61は図示しないタイミング制御装置に通信接続されており、このタイミング制御装置の運転開始ボタンが押されると、先ず、第1溶液バルブ60が開状態となり、その後所定時間が経過した後に第2溶液バルブ61が開状態となる。
第1分配器62及び第2分配器63は1つの入口と複数の出口を有しており、その入口には主管が接続され、出口には分配管62,63が接続される。つまり、この分配器62,63は、加圧タンク68,69から主管を通って配送される導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56およびコーティング用塗料57を複数経路に分配する役割を担う。
つまり、第1加圧バルブ68及び第2加圧バルブ69が開いた状態で、タイミング制御装置の運転開始ボタンが押されると、導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56が第1分配器64により複数の経路に分配された後、第1被膜成形ダイス54に供給され、スリット開口部66から吐出される。そして、少し遅れて、コーティング用塗料57が第2分配器65により複数の経路に分配された後、第2被膜成形ダイス55に供給され、スリット開口部67から吐出される。
次に同時液状成形方法について説明する。
被膜成形装置50では、第1加圧タンク58に導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56が投入され、第2加圧タンク59にコーティング用塗料A57が投入される。そして、先ず、芯体51の軸が鉛直方向を向くように芯体51が吊紐70で吊された状態で芯体51が第1被膜成形ダイス54の内孔に挿入され、その後、芯体51の最上端部が第1被膜成形ダイス54のスリット開口66とほぼ同位置となるように芯体51が配置される。次に、第1加圧タンク58内を第1加圧バルブ68から加圧した状態で第1溶液バルブ60が開かれると、導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56が第1被膜成形ダイス54まで圧送される。そして、芯体51がY方向に引き上げられ、芯体51の最上端から30mm下の位置が第1スリット開口66を通過した時点で第1スリット開口66から導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56が、芯体51の外面に約600μmの厚みで塗布され始める。
一方、第2加圧タンク59に貯蔵されているコーティング用塗料A57は導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56と同様に、第2加圧タンク59内を第2加圧バルブ69から加圧した状態で第2溶液バルブ61が開かれると、コーティング用塗料A57が第2被膜成形ダイス55まで圧送される。そして、芯体51の表面に成形された導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56の成形開始位置が第2スリット開口67を通過した直後に、コーティング用塗料A57が第2スリット開口67から吐出され、導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56の成形層の上に約150μmの厚みでコーティング用塗料A57が塗布され始める。
すると、芯体51上にポリイミド前駆体溶液成形層52とコーティング用塗料成形層53とが同時に塗布されていく。
その後、芯体51の最下端から約30mm上の位置が第2スリット開口67の位置を通過した時点で、両加圧タンク58,59からの各原料56,57の圧送が停止され、芯体51上に約440mmの長さの溶液成形層が形成される。そして、被膜成形装置50から芯体51が取り出され、芯体51はそのままオーブンに入れられる。すると、溶液成形層が上記条件で乾燥されると共にポリイミド前駆体がイミド化されて所望の円筒積層体が得られた。そして、その芯体51を室温まで冷却させた後、芯体51から円筒積層体取り外した。
なお、第1加圧タンク58にコーティング用塗料A57を投入し、第2加圧タンク59に導電剤入りRC5063ポリイミド前駆体液56を投入して、芯体51をY方向に押し下げていってもかまわない。また、芯体51を固定して、第1被膜成形ダイス54と第2被膜成形ダイス55と上又は下に移動させてもかまわない。
4.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
5.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、6Hでフッ素樹脂被膜が削れたが、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Bの作製
チキソトロピー性付与剤を添加する前に、ポリイミド樹脂分が17.5重量%であるRC5063ポリイミドワニス((株)IST製 BPDA/PPD、NMP溶媒)を30.3g加えて混合した以外は実施例1と同様にしてコーティング用塗料Bを得た。なお、このとき、揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して37.8重量部存在することになる。また、ポリイミド樹脂は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して5.3重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Bは、粘度が750ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.基材への塗布
コーティング用塗料Bを、カーボン導電剤入りポリイミド円筒体(内径24mm、厚み60μm)、ステンレス円筒体(内径30mm、厚み50μm)およびニッケル電鋳円筒体(内径24mm、厚み75μm)それぞれに、焼成後厚みが15μmになるように塗布した。なお、ステンレス円筒体に対しては、端部が長さ方向に10mm露出するようにコーティング用塗料Bを塗布した。そして、これらの円筒体を立てた状態で80度Cで10分間、100度Cで10分間、150度Cで10分間、200度Cで20分間、250度Cで20分間、320度Cで20分間、360度Cで20分間、400度Cで20分間焼成し、最終的な円筒積層体を得た。なお、いずれの円筒積層体においてもフッ素樹脂被膜に「たれ」が生じることなく、フッ素樹脂被膜が基材と強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、いずれも2μmであった。
3.定着ベルトとしての評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
ステンレス円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより外面に露出しているステンレス部から除電して、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体、ステンレス円筒体およびニッケル電鋳円筒体それぞれを基材とする3種類の円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、全ての円筒体において2Hでフッ素樹脂被膜が削れたが、層間剥離は見られず、フッ素樹脂被膜が円筒体に強固に一体化していることが窺えた。
5.液状同時成形
コーティング用塗料Aをコーティング用塗料Bに代えた以外は実施例1と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
6.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
7.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、5Hでフッ素樹脂被膜が削れたが、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Cの作製
揮散等樹脂粒子分散液の量を167gから78.1gに代えた以外は実施例1と同様にしてコーティング用塗料Cを得た。なお、このとき、揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して17.2重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Cは、粘度が770ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.液状同時成形
コーティング用塗料Aをコーティング用塗料Cに代えた以外は実施例1と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、3μmであった。
3.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、5Hでフッ素樹脂被膜が削れたが、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Dの作製
RC5063ポリイミドワニスの量を30.3gから17.7gに代えた以外は実施例2と同様にしてコーティング用塗料Dを得た。なお、このとき、ポリイミド樹脂は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して3.1重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Dは、粘度が750ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.基材への塗布
実施例2と同様にして、コーティング用塗料Dから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。なお、いずれの基材に対してもフッ素樹脂被膜が強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度はいずれも2μmであった。
3.定着ベルトとしての評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
ステンレス円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより外面に露出しているステンレス部から除電して、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体、ステンレス円筒体およびニッケル電鋳円筒体それぞれを基材とする3種類の円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、全ての円筒体において層間剥離は見られず、フッ素樹脂被膜が円筒体に強固に一体化していることが窺えた。
5.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Dに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
6.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
7.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Eの作製
RC5063ポリイミドワニスの量を30.3gから43.1gに代えた以外は実施例2と同様にしてコーティング用塗料Eを作製した。なお、このとき、ポリイミド樹脂は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して7.5重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Eは、粘度が750ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.基材への塗布
実施例2と同様にして、コーティング用塗料Eから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。なお、いずれの基材に対してもフッ素樹脂被膜が強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度はいずれも3μmであった。また、この円筒積層体を画像定着テストしたところ良好な画像を得ることができた。
3.定着ベルトとしての評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
ステンレス円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより外面に露出しているステンレス部から除電して、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体、ステンレス円筒体およびニッケル電鋳円筒体それぞれを基材とする3種類の円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、全ての円筒体において層間剥離は見られず、フッ素樹脂被膜が円筒体に強固に一体化していることが窺えた。
5.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Eに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、3μmであった。
6.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
7.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Fの作製
フッ素樹脂粒子を、平均粒子径平均粒子径8μmのPFA粒子80gと、平均粒子径3.5μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(喜多村製)20gとの混合物に代えた以外は、実施例1と同様にしてコーティング用塗料Fを得た。
なお、このコーティング用塗料Fは、粘度が700ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.5であった。
2.液状同時成形
コーティング用塗料Aをコーティング用塗料Fに代えた以外は実施例1と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
3.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Gの作製
RC5063ポリイミドワニス30.3gをRC5019ポリイミドワニス35.3g((株)IST製、PMDA/ODA、NMP溶媒、ポリイミド樹脂分15.0重量%)に代えた以外は実施例2と同様にしてコーティング用塗料Gを得た。なお、このとき、ポリイミド樹脂は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して5.3重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Gは、粘度が750ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.基材への塗布
実施例2と同様にして、コーティング用塗料Gから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。なお、いずれの円筒積層体においてもフッ素樹脂被膜に「たれ」が生じることなく、フッ素樹脂被膜が基材と強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度はいずれも2μmであった。
3.定着ベルトとしての評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
ステンレス円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより外面に露出しているステンレス部から除電して、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体、ステンレス円筒体およびニッケル電鋳円筒体それぞれを基材とする3種類の円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、全ての円筒体において層間剥離は見られず、フッ素樹脂被膜が円筒体に強固に一体化していることが窺えた。
5.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Gに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
6.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
7.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Hの作製
RC5063ポリイミドワニス30.3gをポリエーテルイミド(日本GEプラスチックス製、17.5重量%、NMP溶液)30.3gに代えた以外は実施例2と同様にしてコーティング用塗料Hを得た。
なお、このコーティング用塗料Hは、粘度が750ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.基材への塗布
実施例2と同様にして、コーティング用塗料Hから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。なお、いずれの円筒積層体においてもフッ素樹脂被膜に「たれ」が生じることなく、フッ素樹脂被膜が基材と強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度はいずれも2μmであった。
3.定着ベルトとしての評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
ステンレス円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより外面に露出しているステンレス部から除電して、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体、ステンレス円筒体およびニッケル電鋳円筒体それぞれを基材とする3種類の円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、全ての円筒体において層間剥離は見られず、フッ素樹脂被膜が円筒体に強固に一体化していることが窺えた。
5.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Hに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
6.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
7.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Iの作製
実施例1で作製したコーティング用塗料Aに、平均粒子径が0.5μm〜1.0μmであるフィラメント状ニッケルINCO TYPE210(インコ社製)を22.5g混合して、コーティング用塗料Iを得た。なお、このとき、フィラメント状ニッケルは、フッ素樹脂粒子100重量部に対して22.5重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Iは、粘度が820ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.基材への塗布
コーティング用塗料Iを、窒化ホウ素入りポリイミド円筒体(60μm厚)に、焼成後厚みが15μmになるように塗布した。そして、この円筒体を立てた状態で80度Cで10分間、100度Cで10分間、150度Cで10分間、200度Cで20分間、250度Cで20分間、320度Cで20分間、360度Cで20分間、400度Cで20分間焼成し、最終的な円筒積層体を得た。なお、この円筒積層体においてフッ素樹脂被膜に「たれ」が生じることなく、フッ素樹脂被膜が基材と強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度は2μmであった。また、フッ素樹脂被膜の表面抵抗は1010Ω/□であった。
3.定着ベルトとしての評価
上記円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み、円筒積層体の表面から除電し、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
上記円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、3Hでフッ素樹脂被膜が削れたが、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Jの原材料
揮散等樹脂粒子分散液として、「ポリゾールAP−691T335gをN−メチル−2−ピロリドン500gで希釈したもの」に代えて、「平均粒子径が約0.02μmであるポリエーテル系ウレタン樹脂粒子の水性分散液であるNeoRez R−9403(楠本化成製、不揮発分31重量%)347gをN−メチル−2−ピロリドン500gで希釈したもの」に代えた以外は実施例1と同じ原材料を用いた。
2.コーティング用塗料Jの作製
100gのフッ素樹脂粒子と、141gの揮散等樹脂粒子(ウレタン系樹脂粒子)分散液とを混合した。なお、このとき、揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して17.9重量部存在することになる。
そして、この混合物に、チキソトロピー性付与剤15gをNMP314gに添加したものを110g添加して、コーティング用塗料Jを得た。
なお、このコーティング用塗料Jは、粘度が725ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.65であった。
3.基材への塗布
コーティング用塗料Jを、カーボン導電剤入りポリイミド円筒体(内径24mm、厚み60μm)、ステンレス円筒体内径30mm、厚み50μm)およびニッケル電鋳円筒体(内径24mm、厚み75μm)それぞれに、焼成後厚みが15μmになるように塗布した。なお、ステンレス円筒体に対しては、端部が長さ方向に10mm露出するようにコーティング用塗料Jを塗布した。そして、これらの円筒体を立てた状態で80度Cで10分間、100度Cで10分間、150度Cで10分間、200度Cで20分間、250度Cで20分間、320度Cで20分間、360度Cで20分間、400度Cで20分間焼成し、最終的な円筒積層体を得た。なお、いずれの円筒積層体においてもフッ素樹脂被膜に「たれ」が生じることなく、フッ素樹脂被膜が基材と強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度はいずれも2μmであった。
4.定着ベルトとしての評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
ステンレス円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより外面に露出しているステンレス部から除電して、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
5.接着性の評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体、ステンレス円筒体およびニッケル電鋳円筒体それぞれを基材とする3種類の円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、フッ素樹脂被膜が円筒体に強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Kの作製
揮散等樹脂粒子分散液の量を141gから100gに代えた以外は実施例2と同様にして、コーティング用塗料Kを得た。なお、このとき、揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して12.7重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Kは、粘度が725ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.65であった。
2.基材への塗布
実施例2と同様にして、コーティング用塗料Kから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。なお、いずれの円筒積層体においてもフッ素樹脂被膜に「たれ」が生じることなく、フッ素樹脂被膜が基材と強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度はいずれも2μmであった。
3.定着ベルトとしての評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより内面から除電して、24枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
ステンレス円筒体を基材とする円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込みカーボンブラシにより外面に露出しているステンレス部から除電して、36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
4.接着性の評価
カーボン導電剤入りポリイミド円筒体、ステンレス円筒体およびニッケル電鋳円筒体それぞれを基材とする3種類の円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、フッ素樹脂被膜が円筒体に強固に一体化していることが窺えた。
5.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Kに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
6.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
7.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Lの原材料
増粘及びチキソトロピー性付与剤として、ジュンロンPW−110に代えて、会合型アクリルエマルションのバンスターST900に代えた以外は実施例1と同じ原材料を用いた。
2.コーティング用塗料Lの作製
100gのフッ素樹脂粒子と、167gの揮散等樹脂粒子分散液とを混合した。なお、このとき、揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して37.8重量部存在することになる。
そして、この混合物に、17.1gのチキソトロピー性付与剤および10.1gの10重量%アンモニア水を添加して、コーティング用塗料Lを得た。
なお、このコーティング用塗料Lは、粘度が730ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.6であった。
3.液状同時成形
コーティング用塗料Aをコーティング用塗料Lに代えた以外は実施例1と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
4.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
5.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
1.コーティング用塗料Mの作製
揮散等樹脂粒子分散液の量を167gから317.2gに代えた以外は実施例1と同様にしてコーティング用塗料Mを得た。なお、このとき、揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して70.0重量部存在することになる。
なお、このコーティング用塗料Mは、粘度が770ポイズであり、チキソトロピーインデックスが1.7であった。
2.液状同時成形
コーティング用塗料Aをコーティング用塗料Mに代えた以外は実施例1と同様にして2液成形円筒積層体を得た。なお、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは、強固に接着していた。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度(Rz)は、2μmであった。
4.定着ベルトとしての評価
2液成形円筒積層体を図1に示すレーザービームプリンタの定着装置に組み込み36枚/分の画像定着テストを行った結果、オフセットの発生もなく良好な画像が得られた。
5.接着性の評価
2液成形円筒積層体を切り開き、引掻き試験を行ったところ、層間剥離は見られず、ポリイミド樹脂層とフッ素樹脂被膜とは強固に一体化していることが窺えた。
(比較例1)
1.コーティング用塗料Nの作製
フッ素樹脂粒子を100重量部としたときの揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分が4.5重量部となるように、揮散等樹脂粒子分散液の量を167gから20.3gに代えた以外は実施例2と同様にしてコーティング用塗料Nを得た。
2.基材への塗布
実施例2と同様にして、コーティング用塗料Nから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。しかしながら、フッ素樹脂被膜にクラックが入ってしまった。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度も8.8μmとなり、好ましくなくなった。
3.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Nに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。しかしながら、先と同様に、フッ素樹脂被膜にクラックが入ってしまった。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度も先と同様に8.8μmとなり、好ましくなくなった。
(比較例2)
1.コーティング用塗料Oの作製
フッ素樹脂粒子を100重量部としたときの揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分が4.5重量部となるように、揮散等樹脂粒子分散液の量を141gから35.4gに代えた以外は実施例10と同様にしてコーティング用塗料Oを得た。
2.基材への塗布
実施例10と同様にして、コーティング用塗料Oから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。しかしながら、フッ素樹脂被膜にクラックが入ってしまった。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度も8.8μmとなり、好ましくなくなった。
3.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Oに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。しかしながら、先と同様に、フッ素樹脂被膜にクラックが入ってしまった。また、フッ素樹脂被膜の表面粗度も先と同様に8.8μmとなり、好ましくなくなった。
(比較例3)
1.コーティング用塗料Pの作製
フッ素樹脂粒子を100重量部としたときの揮散等樹脂粒子分散液の不揮発分が75重量部となるように、揮散等樹脂粒子分散液の量を141gから590.5gに代えた以外は実施例10と同様にしてコーティング用塗料Pを得た。
2.基材への塗布
実施例10と同様にして、コーティング用塗料Pから、フッ素樹脂被膜を有する円筒積層体を作製した。しかしながら、フッ素樹脂被膜は、エタノールをはじかず、非粘着性が低下してしまった。
3.液状同時成形
コーティング用塗料Bをコーティング用塗料Pに代えた以外は実施例2と同様にして2液成形円筒積層体を得た。しかしながら、先と同様に、フッ素樹脂被膜は、エタノールをはじかず、非粘着性が低下してしまった。
本発明に係るコーティング用塗料は、基材への接着性、基材に被膜成形した場合の離型性および耐熱性に優れているため、離型性や、耐熱性、耐久性を必要とする種々の部品のコーティング用塗料として有用である。また、本発明に係るコーティング用塗料をポリイミド樹脂や金属の基材からなる円筒体へコーティングして被膜成形して得られる円筒積層体は電子写真画像形成装置の定着ベルトに最も好ましく適用することができる。
【0004】
[0012]
また、本発明において、揮散等樹脂粒子分散液は水性分散液であるのが好ましい。
[0013]
また、本発明において、有機溶剤はジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン又はこれらの混合物であるのが好ましい。
[0014]
また、本発明において、コーティング用塗料は粘度が200ポイズ以上5,000ポイズ以下であるのが好ましい。
[0015]
また、本発明において、コーティング用塗料はチキソトロピーインデックスが1よりも大きく5未満であるのが好ましい。
[0016]
また、本発明において、コーティング用塗料は帯電防止剤をさらに含有するのが好ましい。なお、この帯電防止剤は平均粒子径が0.1μm以上15μm以下であるフィラメント状ニッケルであるのが好ましい。
[0017]
また、本発明において、コーティング用塗料は接着性樹脂をさらに含有するのが好ましい。なお、この接着性樹脂は、フッ素樹脂粒子100重量部に対して1.0重量部以上10重量部以下添加されるのが好ましい。また、この接着性樹脂はポリイミド系樹脂又はポリイミド系樹脂の前駆体であるのが好ましい。
[0018]
また、本発明に係る積層体は、基材および被膜を備える。被膜は、基材を被覆する。また、この被膜は、上記コーティング用塗料を焼成して得られる。
[0019]
なお、本発明において、基材は耐熱性樹脂又は金属であるのが好ましい。また、この耐熱性樹脂はポリイミド樹脂であるのが好ましい。また、この金属は、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄およびステンレス鋼よりなる群から選択される少なくとも1つであるのが好ましい。また、基材が金属製である場合には、コーティング用塗料に接着性樹脂が含有されるのが好ましい。
[0020]
また、本発明に係る積層体は、ポリイミド樹脂層、フッ素樹脂被膜層および混在層を備える。フッ素樹脂被膜層は、上記のようなフッ素樹脂粒子を含有するコーティング用塗料から形成される。混在層には、ポリイミド樹脂層と連続するポリイミド樹脂相と、フッ素樹脂被膜層と連続するフッ素樹脂被膜樹脂相とが混在する。なお、このような混在層は、例えば、コーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とを重ねて塗布すると形成される。
[0021]
また、本発明に係る積層体は形状が円筒体であると定着チューブとして利用できる
【0005】
ので好ましい。また、この積層体は長手方向の片端部または両端部にコーティング用塗料被膜が被覆されていない部分が存在するのが好ましい。
[0022]
また、本発明において、積層体は被膜の表面抵抗率が10Ω/□以上1015Ω/□未満であるのが好ましい。
[0023]
また、本発明に係る円筒積層体の製造方法は、重ね塗り工程、溶媒除去工程およびイミド化等工程を備える。重ね塗り工程では、芯体に、上記のようなフッ素樹脂粒子を含有するコーティング用塗料と、ポリイミド前駆体溶液とが重ねて塗布される。溶媒除去工程では、コーティング用塗料およびポリイミド前駆体溶液から溶媒が除去される。イミド化等工程では、ポリイミド前駆体がイミド化されると共にコーティング用塗膜が被膜化される。
[0024]
なお、本発明において、重ね塗り工程では、コーティング用塗料がポリイミド前駆体溶液の塗布長さと同じ長さで又はポリイミド前駆体溶液の塗布長さよりも短い長さで塗布されるのが好ましい。
[0025]
また、本発明において、重ね塗り工程では、開口を有する第1円筒壁と、開口を有し軸が第1円筒壁の軸に沿うように第1円筒壁の上側に配置される第2円筒壁と、ポリイミド前駆体溶液を第1円筒壁の開口に配送する第1配送部と、コーティング用塗料を第2円筒壁の開口に配送する第2配送部とを備える被膜形成装置にポリイミド前駆体溶液およびコーティング用塗料が供給されながらコーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とが芯体に重ねて塗布されるのが好ましい。なお、被膜形成装置を固定して芯体を上方又は下方に移動させるか、芯体を固定して被膜形成装置を上方又は下方に移動させればよい。
[0026]
また、本発明において、重ね塗り工程では、開始時に、第2配送部による2円筒壁の開口への配送が第1配送部による第1円筒壁の開口への配送よりも遅らせられてコーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とが芯体に重ねて塗布されるのが好ましい。
[0027]
また、本発明において、重ね塗り工程では、第1配送部による第1円筒壁の開口への配送の停止が第2配送部による第2円筒壁の開口への配送の停止よりも遅らせられて塗布作業が停止されるのが好ましい。
発明の効果
[0028]
本発明に係るコーティング用塗料には、フッ素樹脂粒子、揮散等樹脂粒子分散液
【0006】
、チキソトロピー性付与剤および有機溶媒が含有される。このため、このコーティング用塗料は、チキソトロピー性を示すようになると共に粘度が高められることになる。したがって、このコーティング用塗料を用いれば、円筒体表面にフッ素樹脂塗膜を形成する場合であってもフッ素樹脂塗膜に「たれ」や、「たるみ」、偏肉などが生じにくくすることができる。また、円筒積層体の製造において基材がポリイミド前駆体溶液から形成される場合には、ポリイミド前駆体溶液と、上記のようなフッ素樹脂粒子を含有するコーティング用塗料とを芯体上に同時に積層させて液成形することができる。つまり、このような円筒積層体の製造工程数を少なくすることができる。したがって、定着温度に対する耐熱性やトナーに対する離型性を満足する定着ベルト等を低コストで製造することができる。そして、ポリイミド前駆体溶液とコーティング用塗料とを積層した状態でポリイミド前駆体のイミド化とコーティング用塗料の被膜化とを行えばポリイミド樹脂相とフッ素樹脂被膜相とが混在した層を形成することができる。このため、ポリイミド基材とフッ素樹脂被膜とを強固に一体化することができる。したがって、耐久性に優れた定着ベルト用の円筒積層体を得ることができる。また、このように円筒積層体を製造すればフッ素樹脂層とポリイミド樹脂層(基層)との接着性を強化するためのプライマー処理が不要となる。このため、ポリイミド樹脂層の表面の改質工程や、プライマー塗布工程、プライマー液乾燥工程等の一切の工程が排除される。したがって、このような円筒積層体の製造工程数を大幅に少なくすることができると共に原料コストを低減することができる。したがって、定着温度に対する耐熱性やトナーに対する離型性を満足する定着ベルト等を低コストで製造することができる。
図面の簡単な説明
[0029]
[図1]電子写真画像形成装置の定着装置の概略断面図である。
[図2]被膜成形装置の概略断面図である。
符号の説明
[0030]
31 定着ベルト
32 ベルトガイド
33 セラミックヒーター

Claims (27)

  1. フッ素樹脂粒子と、
    前記フッ素樹脂の熱分解温度よりも低い温度で揮散又は熱分解する樹脂粒子(以下「揮散等樹脂粒子」という)と、前記フッ素樹脂粒子100重量部に対して5重量部以上の不揮発分とを含む揮散等樹脂粒子分散液と、
    チキソトロピー性付与剤と、
    有機溶剤と
    を含有するコーティング用塗料。
  2. 前記チキソトロピー性付与剤は、水膨潤性又は水溶性アクリル系樹脂粒子である
    請求項1に記載のコーティング用塗料。
  3. 水膨潤性又は水溶性アクリル系樹脂粒子は、水膨潤性又は水溶性架橋型アクリル系樹脂粒子である
    請求項2に記載のコーティング用塗料。
  4. 前記フッ素樹脂には、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)が75重量%以上含まれる
    請求項1から3のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  5. 前記揮散等樹脂粒子は、平均粒子径が0.01μm以上15μm以下であるアクリル系樹脂粒子、平均粒子径が0.01μm以上15μm以下であるウレタン系樹脂粒子又はこれらの混合物である
    請求項1から4のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  6. 前記揮散等樹脂粒子分散液は、水性分散液である
    請求項1から5のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  7. 前記有機溶剤は、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン又はこれらの混合物である
    請求項1から6のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  8. 粘度が200ポイズ以上5,000ポイズ以下である
    請求項1から7のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  9. チキソトロピーインデックスが1よりも大きく5未満である
    請求項1から8のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  10. 帯電防止剤をさらに含有する
    請求項1から9のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  11. 前記帯電防止剤は、平均粒子径が0.1μm以上15μm以下であるフィラメント状ニッケルである
    請求項10に記載のコーティング用塗料。
  12. 前記フッ素樹脂粒子100重量部に対して1.0重量部以上10重量部以下含まれる接着性樹脂をさらに含有する
    請求項1から11のいずれかに記載のコーティング用塗料。
  13. 前記接着性樹脂は、ポリイミド系樹脂又は前記ポリイミド系樹脂の前駆体である
    請求項12に記載のコーティング用塗料。
  14. 基材と、
    前記基材を被覆する被膜であって、請求項1から請求項13のいずれかに記載のコーティング用塗料を焼成して得られる被膜と
    を備える積層体。
  15. 前記基材は、耐熱性樹脂又は金属である
    請求項14に記載の積層体。
  16. 前記耐熱性樹脂は、ポリイミド樹脂である
    請求項15に記載の積層体。
  17. 前記基材は、金属であり、
    前記コーティング用塗料は、請求項12又は13に記載のコーティング用塗料である
    請求項14に記載の積層体。
  18. 前記金属は、銀、アルミニウム、ニッケル、鉄およびステンレス鋼よりなる群から選択される少なくとも1つである
    請求項15又は17に記載の積層体。
  19. ポリイミド樹脂層と、
    請求項1から12のいずれかに記載のコーティング用塗料から形成される被膜層と、
    前記ポリイミド樹脂層と連続するポリイミド樹脂相と、前記被膜層と連続する被膜樹脂相とが混在する混在層と
    を備える積層体。
  20. 形状が円筒体である
    請求項14から19のいずれかに記載の積層体。
  21. 長手方向の片端部または両端部に前記コーティング用塗料被膜が被覆されていない部分が存在する
    請求項20に記載の積層体。
  22. 前記被膜は、表面抵抗率が106Ω/□以上1015Ω/□未満である
    請求項14から21のいずれかに記載の積層体。
  23. 芯体に請求項1から12のいずれかに記載のコーティング用塗料とポリイミド前駆体溶液とを重ねて塗布する重ね塗り工程と、
    前記コーティング用塗料および前記ポリイミド前駆体溶液から溶媒を除去する溶媒除去工程と、
    前記ポリイミド前駆体をイミド化すると共に前記コーティング用塗膜を被膜化するイミド化等工程と
    を備える円筒積層体の製造方法。
  24. 前記重ね塗り工程では、前記コーティング用塗料が前記ポリイミド前駆体溶液の塗布長さと同じ長さで又は前記ポリイミド前駆体溶液の前記塗布長さよりも短い長さで塗布される
    請求項23に記載の円筒積層体の製造方法。
  25. 前記重ね塗り工程では、開口を有する第1円筒壁と、開口を有し軸が前記第1円筒壁の軸に沿うように前記第1円筒壁の上側に配置される第2円筒壁と、前記ポリイミド前駆体溶液を前記第1円筒壁の開口に配送する第1配送部と、前記コーティング用塗料を前記第2円筒壁の開口に配送する第2配送部とを備える被膜形成装置に前記ポリイミド前駆体溶液および前記コーティング用塗料が供給されながら前記コーティング用塗料と前記ポリイミド前駆体溶液とが前記芯体に重ねて塗布される
    請求項23又は24に記載の円筒積層体の製造方法。
  26. 前記重ね塗り工程では、開始時に、前記第2配送部による前記2円筒壁の開口への配送が前記第1配送部による前記第1円筒壁の開口への配送よりも遅らせられて前記コーティング用塗料と前記ポリイミド前駆体溶液とが前記芯体に重ねて塗布される
    請求項25に記載の円筒積層体の製造方法。
  27. 前記重ね塗り工程では、前記第1配送部による前記第1円筒壁の開口への配送の停止が前記第2配送部による前記第2円筒壁の開口への配送の停止よりも遅らせられて塗布作業が停止される
    請求項25又は26に記載の円筒積層体の製造方法。
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