JPH10310738A - フローコーティング溶液 - Google Patents

フローコーティング溶液

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JPH10310738A
JPH10310738A JP7414298A JP7414298A JPH10310738A JP H10310738 A JPH10310738 A JP H10310738A JP 7414298 A JP7414298 A JP 7414298A JP 7414298 A JP7414298 A JP 7414298A JP H10310738 A JPH10310738 A JP H10310738A
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JP
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coating solution
coating
fluoroelastomer
flow coating
roll
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JP7414298A
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English (en)
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Alan R Kuntz
アール.クンツ アラン
Frank P Sgabellone
ピー.スガベローネ フランク
David E Maxfield Jr
イー.マックスフィールド,ジュニア. デイビッド
Anthony J Formicola Jr
ジェイ.フォーミコラ,ジュニア. アンソニー
Robert N Finsterwalder
エヌ.フィンスターウォルダー ロバート
David M Friel
エム.フリール デイビッド
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Original Assignee
Xerox Corp
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    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2053Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
    • G03G15/2057Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating relating to the chemical composition of the heat element and layers thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の特質を有するフローコーティング溶液
を提供する。 【解決手段】 本発明のフローコーティング溶液は、フ
ルオロエラストマー、求核性架橋剤及び有効溶剤を含有
する。このフローコーティング溶液は、フローコーティ
ング後の凝固がゆっくりであること、沈殿せずに溶液の
ままである能力を有すること、並びに流動性、粘度及び
固形分の割合の間に十分なバランスを提供することなど
の優れた特質を有するため、このコーティング溶液によ
って優れたフューザ部材層を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーティング溶
液、フューザ部材層、及びフューザ部材層の製造方法に
関する。より詳細には、本発明はコーティング溶液、及
びコーティング溶液を用いて製造したフューザ部材層に
関し、ここでコーティング溶液は、フルオロエラストマ
ーなどのフルオロポリマー、架橋剤、及び極性溶媒を含
む。このようなフューザ部材は、トナーを支持体にフュ
ージング(融着、溶融)する静電写真複写装置に使用す
ることができる。
【0002】
【従来の技術】十分なフローコーティングに必要な特質
を有するフローコーティングフューザ部材層のためのフ
ローコーティング溶液が必要とされている。この特質
は、フローコーティング後の凝固がゆっくりであるこ
と、沈殿せずに溶液のままである能力を有すること、並
びに流動性、粘度及び固形分の割合の間に十分なバラン
スを提供することを含む。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、本明
細書に示す利点を有する方法及び装置を提供することに
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】態様として、本発明は、
フルオロエラストマー、求核性架橋剤、及び有効溶媒を
含有するフローコーティング溶液に関する。
【0005】他の態様として、支持体及びフルオロエラ
ストマー層を含むフューザ部材を含む。ここで、フルオ
ロエラストマー層は、支持体を水平において長手軸の回
りに回転させ、同時に、アプリケータからのコーティン
グをほぼ全て支持体に付着するようにアプリケータから
のフローコーティング溶液を制御された量で螺旋パター
ンで支持体に塗布することによって、フローコーティン
グ溶液を支持体にフローコーティングすることにより製
造される。ここで、フローコーティング溶液は、フルオ
ロエラストマー、求核性架橋剤、及び有効溶媒を含有す
る。
【0006】更に、態様として、次のフローコーティン
グ方法が挙げられる。この方法は、支持体を水平におい
て長手軸の回りに回転させ、同時に、アプリケータから
のコーティングをほぼ全て支持体に付着するようにアプ
リケータからのフローコーティング溶液を制御された量
で螺旋パターンで支持体に塗布することによって、フロ
ーコーティング溶液を支持体にコーティングすることを
含む。ここで、フローコーティング溶液は、フルオロエ
ラストマー、求核性架橋剤、及び有効溶媒を含有する。
【0007】また、態様として画像形成装置が含まれ、
この装置は、静電潜像を受け取る電荷保持面、電荷保持
面にトナーを付着させて静電潜像を現像し、現像した画
像を電荷保持面上に形成する現像構成要素、現像した画
像を電荷保持面からコピー支持体に転写する転写構成要
素、及びコピー支持体の表面にトナー画像をフュージン
グするフューザ部材を含む。ここで、フューザ部材は支
持体及びフルオロエラストマー層を含む。フルオロエラ
ストマー層は、支持体を水平において長手軸の回りに回
転させ、同時に、アプリケータからのコーティングをほ
ぼ全て支持体に付着するようにアプリケータからのフロ
ーコーティング溶液を制御された量で螺旋パターンで支
持体に塗布することによって、フローコーティング溶液
を支持体の上にフローコーティングすることによって製
造される。ここで、フローコーティング溶液は、フルオ
ロエラストマー、求核性架橋剤、及び有効溶媒を含有す
る。
【0008】本明細書のコーティング溶液は優れたフロ
ーコーティング特質を有するため、このコーティング溶
液によって優れたフューザ部材層を製造することができ
る。この特質は、フローコーティング後の凝固がゆっく
りであること、沈殿せずに溶液のままである能力を有す
ること、並びに流動性、粘度及び固形分の割合の間に十
分なバランスを提供することを含む。
【0009】
【発明の実施の形態】本明細書に使用されるフューザ部
材は、フュージングロール、フュージングベルト、フュ
ージングフィルムなどを含むフューザ部材、ドナーロー
ル、ドナーベルト、ドナーフィルムなどを含むドナー部
材、圧力ロール、圧力ベルト、圧力フィルムなどを含む
圧力部材、及び静電写真又はゼログラフィック(電子写
真)マシンのフュージングシステムに有用な他の部材に
関する。本発明のフューザ部材を広範囲の種類のマシン
に用いることができ、この用途を本明細書に示す特定の
態様に特に限定していないことが、以下の説明から明白
になるであろう。
【0010】あらゆる好適な支持体を、フューザ部材用
の支持体として使用することができる。フューザ部材
は、ロール、ベルト、平らな面、又は熱可塑性トナー画
像を好適なコピー支持体に定着させる際に使用する他の
好適な形状が可能である。これは、好ましくは円筒状ロ
ール、ベルト又はフィルムの形状である、フューザ部
材、圧力部材又は剥離剤ドナー部材の形態をとることが
できる。典型的には、ロールフューザ部材は、剛性及び
構造保全性を維持するように選択されると共にフルオロ
エラストマーをその上にコーティングでき、これをしっ
かりと接着させることができる銅、アルミニウム、スチ
ール、又はある種のプラスチック材料からなる、円筒状
金属コアから製造される。支持基板は、約1〜約6mm
の外層を有する円筒状スリーブであるのが好ましい。1
つの態様として、スチールシリンダでありうるコアを溶
媒で脱脂し、研磨クリーナーでクリーニングした後で、
ダウコーニング(Dow Corning)1200などのプライマ
ーを用いて、スプレー、ブラシ又は浸漬によって下塗り
をし、その後、周囲条件下で30分間空気乾燥し、次に
150℃で30分間ベークする。
【0011】本明細書に示すフューザ部材の外側フュー
ジング層など、好適なフュージング層の例として、フル
オロポリマーなどのポリマーが挙げられ、例えば、ポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)、及びフッ素化エ
チレンプロピレンコポリマー(FEP)、ポリフルオロ
アルコキシポリテトラフルオロエチレン(PFAテフロ
ン)など、並びにこれらのコポリマー、ターポリマー又
はテトラポリマー;フルオロシリコーンを含むシリコー
ンゴム;並びにフルオロエラストマーなどのエラストマ
ーが挙げられる。好適なものとして、フルオロエラスト
マーなどのエラストマーがある。具体的には、好適なフ
ルオロエラストマーは、米国特許第5,166,031
号、第5,281,506号、第5,366,772
号、第5,370,931号、第4,257,699
号、第5,017,432号及び第5,061,965
号に詳しく説明されるものである。これらの特許におい
て説明されるように、これらのフルオロエラストマー、
特にビニリデンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレ
ン及びテトラフルオロエチレン及びおそらく硬化部位モ
ノマー(cure site monomer)のコポリマー、ターポリマ
ー、及びテトラポリマーの種からのものは、ヴァイトン
(VITON)A、ヴァイトンE、ヴァイトンE60C、ヴァ
イトンE430、ヴァイトン910、ヴァイトンGH及
びヴァイトンGF(全て登録商標名)として、様々な名
称で市販されている。ヴァイトンという名称は、デュポ
ン社(E.I. DuPont de Nemours, Inc.) の商品名であ
る。他の市販の物質として、フルオレル(FLUOREL)21
70、フルオレル2174、フルオレル2176、フル
オレル2177及びフルオレルLVS76(全て登録商
標名)が挙げられる。フルオレルは3M社の商品名であ
る。市販の物質として更に、共に3M社から入手可能な
アフラス(AFLAS、商品名)、即ちポリ(プロピレ
ン−テトラフルオロエチレン)及びフルオレルII(登
録商標)(LII900)、即ちポリ(プロピレン−テト
ラフルオロエチレンビニリデンフルオライド)、並びに
モントダイソンスペシャルティーケミカルカンパニー
(Montedison Specialty Chemical Company)から入手可
能な、FOR−60KIR、FOR−LHF、NM、F
OR−THF、FOR−TFS、TH、TN505(全
て登録商標名)として識別されるテクノフロンズ(TECN
OFLONS、登録商標名)が挙げられる。別の好適な態様と
して、フルオロエラストマーは、デュポン社から入手可
能なヴァイトンGFのように、比較的少量のビニリデン
フルオライドを有するものである。ヴァイトンGFは、
ビニリデンフルオライド35モル%、ヘキサフルオロプ
ロピレン34モル%、テトラフルオロエチレン29モル
%及び硬化部位モノマー2モル%を有する。硬化部位モ
ノマーは、4−ブロモパーフルオロブテン−1、1,1
−ジヒドロ−4−ブロモパーフルオロブテン−1、3−
ブロモパーフルオロプロペン−1、1,1−ジヒドロ−
3−ブロモパーフルオロプロペン−1などのデュポン社
から入手可能なもの、又はあらゆる他の好適で既知の市
販の硬化部位モノマーが可能である。
【0012】本明細書の本発明のフューザ部材の外層に
使用するのに好適なフルオロエラストマーの例として、
上記タイプのフルオロエラストマー、及び体積グラフト
化エラストマー(volume grafted elastomer) を含むヒ
ドロフルオロエラストマーである。体積グラフト化エラ
ストマーはヒドロフルオロエラストマーの特殊な形であ
り、フルオロエラストマー及びポリオルガノシロキサン
のハイブリッド組成のほぼ均一で、一体として相互に貫
入した網目構造である。体積グラフトは、求核性脱フッ
化水素剤を用いてフルオロエラストマーの脱フッ化水素
を行い、続いてアルキレン又はアルキン官能基終止ポリ
オルガノシロキサン及び重合開始剤を付加して付加重合
を行うことによって形成される。特定の体積グラフト化
エラストマーの例は、米国特許第5,166,031
号、第5,281,506号、第5,366,772号
及び第5,370,931号に開示されている。
【0013】態様として、体積グラフトは、ハイブリッ
ド組成のほぼ均一で、相互に貫入した網目構造を示す。
ここでフルオロエラストマー及びポリオルガノシロキサ
ンの構造及び組成は共に、フューザ部材の異なる断片を
切り取ってもほぼ均一である。体積グラフト化エラスト
マーは、フルオロエラストマー及びポリオルガノシロキ
サンのハイブリッド組成であり、これは、求核性脱フッ
化水素剤によってフルオロエラストマーの脱フッ化水素
を行い、続いてアルキレン又はアルキン官能基終止ポリ
オルガノシロキサンを付加して付加重合を行うことによ
って形成される。
【0014】態様として、相互に貫入した網目構造と
は、フルオロエラストマー及びポリオルガノシロキサン
ポリマーのストランドが互いに絡み合ってその中に入り
こんでいる付加重合マトリックスをいう。
【0015】態様として、ハイブリッド組成とは、ラン
ダムに配置されるフルオロエラストマー及びポリオルガ
ノシロキサンブロックを含有する体積グラフト組成をい
う。
【0016】一般に、本発明の体積グラフトは2つの工
程で行われる。第1の工程は、好ましくはアミンを用い
るフルオロエラストマーの脱フッ化水素を含む。この工
程の際に、フルオロエラストマーにおける不飽和及び炭
素間の二重結合を生じるフッ化水素酸を取り除く。第2
の工程は、アルキレン又はアルキン終止ポリオルガノシ
ロキサンと、フルオロエラストマーの炭素間の二重結合
との付加重合であり、これはフリーラジカル過酸化物に
よって誘導される。態様として、グラフトコポリマーを
含む溶液に酸化銅を添加することができる。次に、この
分散液をフューザ部材に提供する。
【0017】態様として、官能価を有するポリオルガノ
シロキサンは下記式によって表される。
【0018】
【化1】
【0019】式中、Rは、例えば炭素を約1〜約24個
有するアルキル、例えば炭素を約2〜約24個有するア
ルケニル、又は例えば炭素を約4〜約18個有する置換
もしくは未置換アリールであり;Aは、例えば炭素を約
6〜約24個有するアリール、例えば炭素を約2〜約8
個有する置換もしくは未置換アルケン、又は例えば炭素
を約2〜約8個有する置換又は未置換アルキンであり;
nは、例えば約2〜約400、態様として好ましくは約
10〜約200のセグメントの数を表している。
【0020】好適な態様として、Rはアルキル、アルケ
ニル又はアリールである。ここで、アルキルは炭素を約
1〜約24個、好ましくは約1〜約12個含み、アルケ
ニルは炭素を約2〜約24個、好ましくは約2〜約12
個含み、アリールは炭素を約6〜約24個、好ましくは
約6〜約18個含む。Rは置換アリール基とすることが
できる。ここでアリールは、アミノ、ヒドロキシ、メル
カプトで置換するか、例えば炭素を約1〜約24個、好
ましくは1〜約12個有するアルキルで置換するか、又
は炭素を約2〜約24個、好ましくは約2〜約12個有
するアルケニルで置換することができる。好適な態様と
して、Rはメチル、エチル及びフェニルから個々に選択
される。官能基Aは、炭素原子を約2〜約8個、好まし
くは約2〜約4個有するアルケン又はアルキン基とする
ことができ、これは、必要に応じて、例えば炭素原子を
約1〜約12個、好ましくは約1〜約12個有するアル
キル、又は例えば炭素原子を約6〜約24個、好ましく
は約6〜約18個有するアリール基で置換することがで
きる。また、官能基Aは、各アルコキシ基、ヒドロキシ
又はハロゲンにおいて炭素を約1〜約10個、好ましく
は約1〜約6個有するモノ−、ジ−、又はトリアルコキ
シシランとすることもできる。好適なアルコキシ基とし
て、メトキシ、及びエトキシなどが挙げられる。好適な
ハロゲンとして、塩素、臭素及びフッ素が挙げられる。
また、Aは、炭素を約2〜約8個有するアルキンとする
こともでき、必要に応じて、炭素を約1〜約24個有す
るアルキル又は炭素を約6〜約24個有するアリールで
置換することができる。nは数であり、例えば約2〜約
400、態様として約2〜約350、好ましくは約5〜
約100である。更に、好適な態様として、フルオロエ
ラストマー上にグラフトするのに十分な数の反応基を提
供できるように、nは約60〜約80である。上記式に
おいて、典型的なRの基として、メチル、エチル、プロ
ピル、オクチル、ビニル、アリリッククロトニル(ally
lic crotnyl)、フェニル、ナフチル及びフェナントリル
が挙げられ、典型的な置換アリール基は、炭素原子を約
1〜約15個有する低級アルキル基を用いてオルト、メ
タ及びパラ位において置換される。典型的なアルケン及
びアルケニル官能基として、ビニル、アクリル、クロト
ン及びアセテニルが挙げられ、通常これらは、メチル、
プロピル、ブチル、ベンジル、トリルなどで置換するこ
とができる。
【0021】本発明のフューザ部材の外層を提供するの
に使用するフルオロエラストマーの量は、フューザ部材
の層の所望の厚みを形成するのに必要な量に依存する。
外側フュージング層を、厚み約6〜約12ミル(15
2.4〜304.8μm)、好ましくは約7〜約10ミ
ル(177.8〜254.0μm)で被覆することが好
ましい。具体的には、外層用のフルオロエラストマー
を、全固形分の約10〜約40重量%、好ましくは約1
5〜約35重量%の量で添加する。外側フルオロエラス
トマー層に関連して本明細書に用いる全固形分は、フル
オロエラストマー、脱フッ化水素剤、溶媒、補助剤、充
填剤、架橋剤、及び導電性充填剤の総量を示す。
【0022】導電性充填剤を、本発明のフューザ部材の
フュージング層に分散させることができる。好適な態様
として、金属酸化物又はカーボンブラックをフルオロエ
ラストマーの外面に分散させている。好適な金属酸化物
は、高分子剥離剤の官能基と反応し、熱可塑性樹脂トナ
ーを解放してトナーがエラストマー物質そのものと接触
することを防ぐ熱的に安定したフィルムを形成すること
ができるものである。更に、金属酸化物は、ポリマーに
おいてビニリデンフルオライドの脱フッ化水素が実質的
に生じないように、エラストマーと実質的に反応しない
ことが好ましい。好適な金属酸化物は酸化第2銅であ
り、これは弱い塩基であることがわかっており、時間の
経過に伴ってエラストマーを硬化させずに軟化させ、従
って優れたコピー品質を保つ。別の好適な金属酸化物
は、酸化アルミニウムである。特に好適な態様として、
充填剤は酸化アルミニウム及び酸化第2銅の組み合わせ
を含む。選択できる他の金属酸化物として、酸化ニッケ
ル、酸化第二鉄、酸化マンガン、及び酸化モリブデンな
どが挙げられる。金属酸化物は、ポリマー100重量部
に対して通常は約5〜30重量部の量で存在するが、金
属酸化物の約10〜20重量部であることが好ましい。
更に、金属酸化物の粒子サイズは重要であり、ポリマー
の硬化を妨げるほど小さくてはいけないし、また、優れ
た剥離特性を保つには、エラストマー表面全体に分散す
る粒子の数が不十分になるほど大きくてもいけない。通
常は、金属酸化物粒子は約2〜10μm、好ましくは6
μmの平均直径を有する。
【0023】不飽和を生じるフルオロエラストマーを攻
撃する脱フッ化水素剤は、MgO、CaO、及びCa
(OH)2 などの塩基性金属酸化物、並びに第1、第2
及び第3、脂肪族及び芳香族アミンなどの強力な求核試
薬から選択される。ここで脂肪族及び芳香族アミンは炭
素原子を約2〜約30個有する。また、炭素原子を約2
〜約30個有する脂肪族及び芳香族ジアミン及びトリア
ミンも含まれる。ここで芳香族基をベンゼン、トルエ
ン、ナフタレン、アントラセンとすることができる。オ
ルト、メタ及びパラ位で芳香族基を置換できるような芳
香族ジアミン及びトリアミンが一般的に好ましい。典型
的な置換基として、エチルアミノ、プロピルアミノ及び
ブチルアミノなどの低級アルキルアミノ基が挙げられる
が、プロピルアミノが好ましい。
【0024】フルオロエラストマー及び架橋剤をフロー
コーティングする場合、エラストマー及び架橋剤が溶媒
中に完全に溶解し、フローコーティング手順の終始にわ
たって溶解したままであることが望ましい。溶媒中に溶
解したフルオロエラストマー及び/又は硬化剤が、前述
の流動性と粘度の間のバランスをとることが更に必要で
ある。また、フローコーティング溶液が粘度及び蒸発速
度(乾燥)の好適なバランスを有し、処理量及び接着性
能に強い影響を与える単一パスで厚みが均一なコーティ
ングを可能にすることが望ましい。
【0025】フルオロエラストマーの溶解に適切な溶媒
を、本発明に使用する。更に、架橋又は硬化剤を使用し
て、フルオロエラストマーの架橋結合を刺激する。溶媒
は、フルオロエラストマーを完全に溶解して溶液状にす
る能力がなくてはならない。また、溶媒、フルオロエラ
ストマーならびに架橋及び/又は硬化剤の組み合わせ
は、沈殿物又は微結晶の生成を防ぐように反応すべきで
ある。何故なら、沈殿物又は微結晶はフローコーティン
グ装置のフィルタ及びポンプをふさぐ傾向にあり、最終
コーティングされたフューザ部材に泡又は欠陥が生じう
るからである。更に、溶媒及び架橋又は硬化剤は、溶
媒、フルオロエラストマー、架橋剤又は硬化剤のコーテ
ィング溶液が、8時間〜数日間かかりうる全体のフロー
コーティング製造処理の間も溶液状のままであることを
可能にする特性をもっていなければならない。
【0026】好適な溶媒の例として、有効溶媒が挙げら
れる。本明細書に用いる有効溶媒は、フルオロエラスト
マー及び硬化又は架橋剤と混合するとフルオロエラスト
マーを完全に溶解し、フローコーティング処理の際に沈
殿物を形成せずにフルオロエラストマーをフローコーテ
ィングすることができる能力を有する溶媒である。好適
な溶媒は、硬化/架橋剤を完全に溶解する能力を有し、
数日間、例えば約1〜約4日間続きうる製造環境下でコ
ーティング溶液をフローコーティングすることができる
フルオロエラストマー溶媒溶液に適合する。有効溶媒と
して、水、メチルアルコール、エチルアルコール、アセ
トン、メチルエチルケトン及びメチルイソブチルケトン
などの極性溶媒、ならびにジメチルホルムアミド(DM
F)、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びN−メチ
ル2ピロリドン(NMP)などのウィッティッヒ反応溶
媒が挙げられる。好適な溶媒はウィッティッヒ反応溶媒
であり、特に好適なのは、ジメチルホルムアミド(DM
F)、ジメチルスルホキシド(DMSO)及びN−メチ
ル2ピロリドン(NMP)である。これらのうち、N−
メチル2ピロリドンは特に好適である。何故なら、DM
Fは発がん物質である可能性があり、DMSOは加熱酸
化の際に環境に有害な硫黄副産物を生じるからである。
具体的に、溶媒は、全固形分の約60〜約90重量%、
好ましくは約65〜約85重量%の量で添加する。
【0027】好適な硬化及び/架橋剤は求核性硬化剤で
あり、例えば、促進剤(C−20のような第4ホスホニ
ウム塩など)及び架橋剤(ビスフェノールAF又はC−
30)を組み込むヴァイトンキュラティヴ(VITON CURA
TIVE) VC−50(登録商標名);DIAK1(ヘキサ
メチレンジアミンカルバメート)及びDIAK3(N,
N’−ジシンナミリデン−1,6ヘキサンジアミン)な
どである。硬化及び/又は架橋剤は、フルオロエラスト
マー固体の約1〜約10重量%、好ましくは約2〜約7
重量%の量で添加する。
【0028】フルオロエラストマー、求核性架橋剤及び
有効溶媒を含有するフローコーティング溶液の粘度は、
約200〜約3500センチポイズ(cP)、好ましく
は約250〜2500cPであることが好ましい。この
範囲の粘度により、適切な流動性をもたらし、優れた接
着を示す薄いコーティングにすることができる。また、
下層に溶媒を閉じ込めてしまうと泡が発生する可能性が
あるため、コーティング溶液は、下層に溶媒を閉じ込め
ないように乾燥をゆっくりさせるのが望ましい。更に、
溶媒を蒸発させて、約5〜約60分間、フルオロエラス
トマーを「硬化」させることが望ましい。
【0029】フルオロエラストマーの一体性に悪影響を
及ぼさなければ、他の補助剤及び充填剤を本発明のエラ
ストマーに組み込むことができる。エラストマーの配合
に通常みられるような充填剤は、着色剤、補強充填剤及
び加工助剤を含む。
【0030】ポリオルガノシロキサン流体、及びアミノ
油などを含むあらゆる好適な剥離剤を使用することがで
きる。好適な高分子流体剥離剤は、反応しない低表面エ
ネルギー剥離流体を外側剥離フィルムとして残す一方で
フューザ部材の表面に界面障壁を形成するように、フュ
ーザ部材において金属酸化物粒子と作用する官能基を有
するものである。官能基を有する好適な剥離剤の例とし
て、米国特許第4,046,795号、第4,029,
827号、第4,011,362号、第4,101,6
86号、第4,146,659号、第4,150,18
1号、第4,185,140号、第4,515,884
号、第5,395,725号、及び第5,493,32
6号に述べられるものが挙げられる。好適な態様とし
て、高分子剥離剤の化学反応基は、メルカプト、カルボ
キシ、ヒドロキシ、イソシアネート、エポキシ及びアミ
ノである。好適なアミノ官能油として、例えば米国特許
第5,512,409号、第5,516,361号及び
第5,531,813号に開示されるものが挙げられ
る。他の好適なフューザ油は、米国特許第5,401,
570号に開示されるような水酸化物油を含む。
【0031】有効溶媒、フルオロエラストマー、及び架
橋又は硬化剤を含有するフローコーティング溶液をフュ
ーザロール支持体にコーティングすることができ、これ
は、フローコーティングと呼ばれる新しいコーティング
手順によって行うのが好ましい。ここで、図面を参照し
てフローコーティング手順を詳しく説明する。図1で
は、フューザロールが本発明の好適な態様の例として示
されている。しかし、本発明は、フューザベルト、及び
フューザフィルムなど;ドナーロール、ドナーベルト、
及びドナーフィルムなど;圧力ロール、圧力ベルト、及
び圧力フィルムなど;並びに同様のフューザ部材のコー
ティングに有用である。
【0032】図1を参照すると、装置100を用いて、
フューザロール48の外周104にコーティング溶液1
02を塗布する。コーティング溶液はポンプ106を介
してポンピングされ、通常はパイプ110の形状である
導管を通り、アプリケータ112に達する。アプリケー
タ112はノズル114を含み、コーティング溶液10
2はこのノズルを通ってロール48の外周104の上に
流れる。
【0033】水平方向位置においてフューザロール48
が長手軸116の回りを回転しながら、アプリケータ1
12がフューザロール48の長手軸116に平行な方向
に、水平方向位置の支持体の長手に沿って移動する螺旋
の態様で、コーティング溶液102を外周104に塗布
する。従って、コーティング溶液102はフューザロー
ル48の外周104に螺旋状に塗布される。コーティン
グの塗布は、標準の旋盤においてシャフトの外周を回転
させる際の切削工具の経路に類似する。ポンプ106を
介して配置されるコーティング溶液102の量を正確に
制御し、及び/又はアプリケータ112のノズル114
において解放されるコーティング溶液102の量をあら
ゆる態様で正確に制御することにより、ノズル114を
通過するほぼ全てのコーティング溶液102はロール4
8に接着する。十分なコーティングを得るための、1回
転毎にアプリケータを介して解放されるコーティングの
量は、コーティングの粘度、コーティングされるフュー
ザ部材のサイズ(円周及び長さ)、層の所望の厚み、コ
ーティングの流速、及び他の同様のパラメータに殆ど依
存する。正確な計算を行うことによって、アプリケータ
からのほぼ全てのコーティングがフューザ部材の表面に
接着するフローコーティングを達成することができる。
本明細書に使用する「ほぼ全ての」とは、ノズルから初
めに解放されたコーティングの約80〜約100%がフ
ューザ部材に接着するということである。約95〜約1
00%がフューザ部材に接着することが好ましい。即
ち、支持体に塗布する溶媒、フルオロエラストマー及び
硬化又は架橋剤の溶液コーティングの約95〜約100
%がこの支持体に接着することが好ましい。
【0034】フローコーティングを用いて、非常に薄い
コーティングを支持体の上に精密にコーティングするこ
とができる。特に、+/−0.0001インチ(2.5
4μm)の許容範囲で約0.0020インチ(50.8
μm)のコーティング層を得ることに成功している。こ
のような精度でコーティングの厚みを制御することがで
きれば、特に画像上で光沢のある仕上げが好ましいカラ
ー画像のフュージングに使用する際に研削や他のコーテ
ィング後の動作を行う必要が殆どなくなる。しかし、光
沢のない画像が好ましいブラック及びグレートーン画像
に対しては、フローコーティング後に表面が滑らかすぎ
る場合がある。従って、好適である光沢のない仕上がり
を得るためには、コーティング後に研削動作又はつや出
し動作が必要な場合がある。
【0035】装置100はあらゆる適切な形状をとるこ
とができ、長手軸116の回りでフューザロール48を
回転させながら、フューザロールの長手軸116に平行
な方向にアプリケータ112を移動させることができる
あらゆる設備を含む。標準のCNC(コンピュータによ
る数値制御)又はエンジン旋盤を、このために使用する
ことができる。フューザロールを回転させながらアプリ
ケータを移動させる専用設備を設計することもできる。
装置100の適切な外枠が揮発性でありうるコーティン
グ溶液を含み、この処理による品質の高いコーティング
に必要な特定の環境条件を維持することを可能にするに
は、専用設備は有利でありうる。
【0036】ノズル114を介して螺旋状コーティング
を塗布するアプリケータ112を有する装置100を用
いてコーティングを塗布する際、コーティングはねじ状
(threaded-like fashion)に塗布され、ロール48の外
周にピークと谷間を有することができる。コーティング
溶液102をロールに塗布する際に、ロール48の外周
104に抗するガイド120の形状である部材を配置す
ることにより、ロール48上のコーティングの均一性が
大幅に向上する。ロール48の長手軸116は、この装
置が収容されている建物の床に対して水平に位置される
ことが好ましい。この構成によって、コーティング溶液
102を重力の影響でロール48の外周104の周りに
適切に分布させることができる。ロールの外周にブレー
ドを用いてコーティングの均一性を向上させる本発明の
この好適な態様についての更なる詳細は、同一出願人に
譲渡された"Leveling Blade for Flow Coating Process
for Manufacture of Polymeric Printer Roll and Bel
t Components" というタイトルの米国出願番号08/6
69,761(1996年6月26日出願)に設けられ
ている。
【0037】同様に、ノズル114からくるコーティン
グ溶液のストリームがロール48の外周104上に落ち
着けるように、アプリケータ112をフューザロール4
0の上方に配置することが好ましい。ノズル114の先
端108は、ロール48の外周上に距離Hだけ離間され
ていることが好ましい。先端108が外周104から離
れすぎていると、コーティング溶液102は外周に達す
る前に蒸発してしまう。先端108が外周104に近す
ぎると、先端が外周104に当たってしまう。約4イン
チ(10.16cm)の直径Dを有するロールには、1
/4インチ(6.35mm)の距離Hが適切である。ア
プリケータ112は、ロールの垂直軸122からロール
の回転方向124に約1インチ(約2.54cm)の位
置Fに配置すれば十分である。ロールの回転の動力学及
びロールの外周に対するアプリケータの位置は、ロール
の外周に溶液102を均一に分布させるのを助ける。
【0038】ここで図2を参照すると、フューザロール
48及び装置100がより詳しく示されている。フュー
ザロール48は、満足のゆく熱伝達特性を有するあらゆ
る好適な耐久性材料から製造されることができる。例え
ば、図2に示されるように、フューザロール48はコア
150の形状の支持体を含む。これはほぼ管状であり、
例えばアルミニウム又はポリマーなどの熱伝導性材料か
ら製造される。ロールを駆動させるために、ロール48
は通常、コア150の第1端部156及び第2端部15
8にそれぞれ配置される第1端部キャップ152及び第
2端部キャップ154を含む。
【0039】図2に示される装置は、アプリケータ11
2が実線で示される第1の位置164から仮想線で示さ
れる第2の位置166に平行移動するように動作する。
従って、アプリケータ112はスライド134に沿って
矢印168の方向に移動する。アプリケータ112の移
動方向は、フューザロール48の長手軸116と平行で
ある。アプリケータ112の平行移動と同時に、ロール
48は矢印170の方向に回転する。ロール48は、フ
ィードブロック172などによってあらゆる好適な態様
で支持され、端部キャップ154と接触する駆動装置1
74などによってあらゆる好適な態様で回転される。
【0040】フューザロールのフローコーティング処理
は、ほぼ円筒状の支持体を提供する工程を初めに含む。
支持体は、支持体の長手軸の回りを回転する。支持体の
外周にコーティングを送るガイドを用いて、流体コーテ
ィングを支持体の外周に螺旋状に塗布する。コーティン
グを十分に塗布した後、コーティングが精度誤差内にな
るようにコーティングを研削する。また、最適の表面構
造を得るために、研削に続いて外周の超仕上げ又はつや
出し仕上げなどの動作が必要な場合もある。
【0041】コーティング添加剤を有する溶液の形態
で、コーティングを塗布することができる。固形分約1
0〜約40%、好ましくは約15〜約35%を有する溶
液が有効であることがわかった。あらゆる満足のゆく速
度でコーティングを塗布することができる。厚みの速度
は、約0.001〜約0.005インチ/パス(約2
5.4〜約127μm/パス)、好ましくは約0.00
2インチ/パス(約50.8μm/パス)が最も有効で
あることがわかった。これは、ロールが回転している間
にロールの長手に沿って塗布される厚みである。この量
は、塗布されるほぼ全てのコーティングが滴り落ちたり
塊になったりせずにロールの上にとどまることができる
量である。
【0042】ベルト又はフィルムの製造にフローコーテ
ィング処理を用いる場合、ベルト又はフィルムを円筒状
マンドレルの上に取り付け、前述したものと同様の方法
で処理し、ベルトの外面をコーティングすることが好ま
しい。
【0043】図3を参照すると、本発明の態様が示され
ており、ここでフローコーティング処理によって製造さ
れたフューザロール1は、支持体2、その上に接着層3
及びフュージング層4を含む。本発明の好適な態様とし
て、支持体は円筒状金属コアである。接着層3はアミノ
シラン接着層であり、外層4はフルオロエラストマー層
が好ましい。
【0044】
【実施例】実施例1 デュポン社のVC−50の全固形分の25〜35重量%
の量を、メチルイソブチルケトン(MIK)、メチルエ
チルケトン(MEK)、ジメチルホルムアミド(DM
F)、ジメチルスルホキシド(DMS)及びn−メチル
ピロリドン(NMP)中にそれぞれ分散させた。各混合
物を入れた透明ガラスボトルを手で振って分散させ、V
C−50を全て分散させた。これらの混合物を約15分
間放置し、沈殿しているかどうかを調べた。ケトン溶媒
(MIK及びMEK)中に溶解した試料は、はっきりと
した血小板状の沈殿物を示した。これらの血小板状沈殿
物は、VC−50の2つの部分の溶解しなかったフラク
ションであるか、又は溶媒とのある種の反応が生じたこ
とを示しているようであった。このような沈殿物は、処
理の硬化工程の際にコーティングの欠陥や不適切な架橋
結合を生じる可能性がある。ジメチルホルムアミド、ジ
メチルスルホキシド及びn−メチルピロリドン試料は、
ケトン溶媒が生成した血小板状の沈殿物を示さなかっ
た。n−メチルピロリドンは、毒性がより低いことがわ
かった。更に、n−メチルピロリドンは、溶液の物理的
特性に影響を及ぼさなかった。更に、n−メチルピロリ
ドンは優れた保存寿命の安定性を示した。
【0045】上記のテスト溶媒溶液の各々を、フローコ
ーティング溶液(ヴァイトンGF28重量%及び溶媒溶
液72重量%)に使用した。既知の手順を用いて、フロ
ーコーティング溶液を支持体の上にコーティングし、蒸
発分離して硬化し、後硬化を行った。溶媒の使用の際に
フルオロエラストマーに有害なことが起こらないことを
確実にするために、引張り強さ、伸び率及び引張り弾性
率を測定した。下記の表1に示すように、全ての試料が
優れた結果を示した。この結果は、各溶媒の6つの試料
の平均値を表している。n−メチルピロリドンも、可使
時間、即ち粘度の安定性を向上させ、コーティング溶液
の動作時間にわたる引張り強さ及び初期弾性率を向上さ
せた。
【0046】下記の表1は、前述の沈殿テストの結果と
共に、DMF、DMS及びNMPがフローコーティング
に必要な所望の特質を有し、また、既知の溶媒と比較し
て、フローコーティングしたフルオロエラストマーの所
望の特性に悪影響を及ぼさなかったことを表している。
【0047】
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の態様の回転装置の上に製造した、フロ
ーコーティングしたフューザロールの端面図である。
【図2】図1の矢印方向のフューザローラの断面図であ
る。
【図3】本発明の態様を示すフューザロールの拡大図で
ある。
【符号の説明】
1 フューザロール 2 支持体 3 接着層 4 外層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク ピー.スガベローネ アメリカ合衆国 14502 ニューヨーク州 マセドン ビルズ ロード 486 (72)発明者 デイビッド イー.マックスフィールド, ジュニア. アメリカ合衆国 14620 ニューヨーク州 ロチェスター パーディー ロード 180 (72)発明者 アンソニー ジェイ.フォーミコラ,ジュ ニア. アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター レイク ロード 1463 (72)発明者 ロバート エヌ.フィンスターウォルダー アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター プランク ロード 1572 (72)発明者 デイビッド エム.フリール アメリカ合衆国 14580 ニューヨーク州 ウェブスター ルーアヴィル ウェイ 1345

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フルオロエラストマー、求核性架橋剤及
    び有効溶媒を含有するフローコーティング溶液。
  2. 【請求項2】 有効溶媒が、N−メチル2−ピロリド
    ン、ジメチルホルムアミド、及びジメチルスルホキシド
    からなる群から選択される請求項1記載のフローコーテ
    ィング溶液。
  3. 【請求項3】 求核性架橋剤が、ビスフェノール、第4
    ホスホニウム塩、ヘキサメチレンジアミンカルバメー
    ト、N,N’−ジシンナミリデン−1,6ヘキサンジア
    ミン、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記載のフローコーティング溶液。
  4. 【請求項4】 フルオロエラストマーが、a)ビニリデ
    ンフルオライド、ヘキサフルオロプロピレン及びテトラ
    フルオロエチレンのコポリマー、b)ビニリデンフルオ
    ライド、ヘキサフルオロプロピレン及びテトラフルオロ
    エチレンのターポリマー、及びc)ビニリデンフルオラ
    イド、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチ
    レン及び硬化部位モノマーのテトラポリマーからなる群
    から選択される請求項1記載のフローコーティング溶
    液。
JP7414298A 1997-03-24 1998-03-23 フローコーティング溶液 Withdrawn JPH10310738A (ja)

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