JPH1031386A - 支持体上にボリュームグラフトエラストマー表面を施す方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な靱性と化学的、物理的、熱的安定性を
有するボリュームグラフトエラストマー表面を、低コス
ト、短時間で支持体上に施す方法を提供する。 【解決手段】 本発明の方法は；フルオロエラストマー
を溶解する工程；前記フルオロエラストマーの重量に基
づいて約0.5 〜約10％のアミノシランを脱フッ化水素処
理剤及び硬化剤として添加する工程；重合開始剤、ポリ
オルガノシロキサン、及び必要に応じて追加量のアミノ
シランを添加して均質のボリュームグラフトポリマーを
形成する工程；その後前記支持体に均質のボリュームグ
ラフトエラストマーの少なくとも１つの層を施す工程；
を含む。アミノシランはNH₂(CH₂)_nNH(CH₂) _m Si[(OR)
_t (R')_w ] の式からなり、n 及びm は約1 〜約20の数、
t+w=3 、R 及びR'は約1 〜約20の炭素原子を有する脂肪
族鎖又は例えば約4 〜約18の炭素原子を有する芳香族基
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、エラストマー表面と、
支持体上にエラストマー表面を施す方法に関する。得ら
れる表面は、ドナーロール、加圧ロール、フューザロー
ル、トナー移送ベルト又はローラの表面等の、静電写真
方法、特にゼログラフィック方法におけるコンポーネン
トの表面として有用である。具体例では、本発明はボリ
ューム（volume）グラフトエラストマー表面を提供する
ための全処理における硬化処理中にカプリング剤及び架
橋剤を添加する必要をなくすことによって、ユニット製
造コストの削減を可能にする。さらに、本発明の方法で
は最終のボールミル粉砕工程が不必要であるので、硬化
に必要な時間が低減され、コストも低下する。得られる
ボリュームグラフトエラストマー表面は、公知の方法を
用いて硬化された表面と比較して十分な靱性を有し、化
学的、物理的及び熱的安定性が増大される。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばドナーロール、加圧ロー
ル、フューザロール、トナー移送ベルト又はローラの表
面等の支持体上にエラストマー表面を提供する方法とし
ては、典型的な溶媒中にフルオロエラストマーを溶解
し、その後脱フッ化水素処理剤と重合開始剤とポリオル
ガノシランを添加してボリュームグラフトポリマーを形
成する方法がある。次いで架橋剤と促進剤含む求核性硬
化剤が添加され、その後粒子形状の塩基性金属酸化物が
添加される。その後、反応混合物が長時間にわたってボ
ールミル磨砕されることにより微細な分散液が形成さ
れ、次いでそれを使用して従来の作成技術によってエラ
ストマー表面が作成される。エラストマーが支持体上に
提供された後、支持体には段階熱硬化処理が施される。

【０００３】硬化工程はボリュームグラフトエラストマ
ー表面の製造の本質的な部分であると考えることができ
る。硬化レベルは、エラストマーの化学的特性と物理的
特性の両特性と共に高温安定性に影響を与えるという点
で非常に重要である。高温安定性はフュージングサブシ
ステムアプリケーションに対しては重要なことである
が、不完全な硬化は液状及び乾式トナーの転写効率に悪
影響を及ぼすおそれがある。今までは、フルオロエラス
トマーは脱フッ化水素処理剤の添加を含む上記工程を用
いて硬化された。脱フッ化水素処理剤はフルオロエラス
トマー上に架橋サイトを提供する二重結合をつくり出
す。硬化剤の例には、例えばビス（２，４−ジクロロベ
ンゾイル）ペルオキサイド、ジ−ベンゾイルペルオキサ
イド、ジ−クミルペルオキサイド、ジ−ｔ−ブチルペル
オキサイド、及び２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ
−ブチルペルオキシ）ヘキサン等のペルオキサイド、ジ
アミン、水素化物、酸化物等が含まれる。好適な硬化剤
は、塩基性金属酸化物（ＭｇＯ及びＣａ（ＯＨ）₂ ）、
脂肪族アミン及び芳香族アミン（芳香族基はベンゼン、
トルエン、ナフタリン、アントラセン等であり得る）で
あった。特に好適な硬化剤は、例えば促進剤（第四ホス
ホニウム塩等）を含むＶＩＴＯＮ ＣＵＲＡＴＩＶＥ
ＶＣ−５０（登録商標）等の求核硬化剤であり、架橋剤
（ビスフェノールＡＦ）もまたポリオルガノシロキサン
をフルオロエラストマーに架橋するために添加された。
ＶＣ−５０は、より熱的に安定した生成物を提供するの
で好適である。硬化工程の後には２〜２４時間継続する
ボールミル磨砕工程が行われる。硬化性成分はボールミ
ル磨砕の後にも溶液形態で添加される。得られたボリュ
ームグラフトエラストマーが支持体上に提供される。通
常、次には、約９３℃で２時間、１４９℃で２時間、１
７７℃で２時間、２０８℃で１６時間加熱硬化すること
により段階加熱硬化が行われる。

【０００４】本明細書中に挙げるもののような公知の硬
化処理には、例えばＭｇＯやＣａ（ＯＨ）₂ のような塩
基性金属酸化物等の脱フッ化水素処理剤に加え、硬化剤
及び架橋剤の添加が必要である。塩基性金属酸化物と共
にこれら硬化剤及び架橋剤は、硬化処理のコストを大幅
に増大する。さらに、公知の硬化手順には通常ロールミ
ル粉砕工程及び／又はボールミル磨砕工程が必要であ
る。ボールミル磨砕工程及びロールミル粉砕工程は極め
てコストと時間のかかるものであり、約２〜２４時間程
の時間が必要である。さらに、十分な靱性と共に十分な
化学的、物理的及び熱的安定性を有するボリュームグラ
フトエラストマーを形成するには、硬化手順は非常に注
意深く細部にこだわって行わなければならない。

【０００５】故に、十分な靱性と十分な化学的、物理的
及び熱的安定性を有するエラストマーを得ることのでき
る、よりコスト効率がよく時間のかからないボリューム
グラフトエラストマー表面を提供する方法を得ることが
望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の利点の多くを備える電子写真コンポーネント及び方法
を提供することである。

【０００７】さらに本発明の目的は、脱フッ化水素処理
剤としての塩基性金属酸化物や添加物としてのカプリン
グ剤及び架橋剤の使用を必要とせずにボリュームグラフ
トエラストマー表面を支持体上に提供する方法と共にボ
リュームグラフトエラストマー表面を提供することであ
る。

【０００８】本発明の別の目的は、再分散を必要とする
硬化剤の使用を必要とせずにボリュームグラフトエラス
トマー表面を支持体上に提供する方法と共にボリューム
グラフトエラストマー表面を提供することである。

【０００９】本発明のまた別の目的は、時間とコストの
かかるボールミル磨砕工程及び又はロールミル粉砕工程
を必要とせずにボリュームグラフトエラストマー表面を
支持体上に提供する方法と共にボリュームグラフトエラ
ストマー表面を提供することである。

【００１０】本発明の方法（本明細書中でこの具体例を
さらに説明する）により得られるボリュームグラフトエ
ラストマー表面及びフューザ部材は、カプリング剤及び
架橋剤等のコスト高の材料を付加する必要なく、そして
時間とコストのかかるロールミル粉砕工程及び／又はボ
ールミル磨砕工程を行うことなく、十分な靱性と十分な
化学的、物理的及び熱的安定性を示す。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の支持体上にボリ
ュームグラフトエラストマー表面を施す方法は、ａ）フ
ルオロエラストマーを溶解するステップと、ｂ）前記フ
ルオロエラストマーの重量に基づいて約０．５〜約１０
重量％のアミノシランを脱フッ化水素処理剤及び硬化剤
として添加するステップと、ｃ）重合開始剤、ポリオル
ガノシロキサン、及び必要に応じて追加量のアミノシラ
ンを添加して均質のボリュームグラフトポリマーを形成
するステップと、ｄ）その後、前記支持体に均質のボリ
ュームグラフトエラストマーの少なくとも１つの層を施
すステップと、を含むことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】公知のフュージングシステムは、
フュージング表面を有する加熱された円筒形のフューザ
ロールを含み、フューザロールは円筒形の加圧ロールと
接してその間にフュージングニップを形成する。フュー
ザロールに離型剤を配給する離型剤ドナーロールも備え
られる。これらの各ロール、特にこれらの機能表面の物
理的特徴及び性能特徴は、所望のフュージングシステム
の種々の特徴によって正確には同一でないが、静電写真
印刷システムにおけるフュージングシステム中の１つ以
上のロールに対して同種類の材料が用いられるのが典型
的である。

【００１３】具体例において、本発明の方法は図１で示
されるフューザアセンブリと共に述べられる表面を生成
する。図１において、参照番号１は適切なベース部材４
上にエラストマー表面２を備えるフューザロールを示
し、ベース部材４はアルミニウム、陽極酸化アルミニウ
ム、スチール、ニッケル、銅等のような任意の適切な金
属から製造されたコア又は中空シリンダーであり、シリ
ンダーと同じ空間に存在する中空部分に配置される適切
な加熱素子６を有する。バックアップ又は加圧ロール８
はフューザロール１と協働してニップ又は接触弧１０を
形成し、このニップ１０をコピーシート又は他の支持体
１２が通過することにより、支持体１２上のトナー画像
１４がフューザロール１のエラストマー表面２と接触す
る。図１で示されるように、バックアップロール８は剛
性スチールコア１６を有し、その上にはエラストマー表
面又は層１８が存在する。サンプ２０にはポリマー離型
剤２２が含まれ、離型剤２２は室温にて固体又は液体で
あり得るが、動作温度では流体である。

【００１４】エラストマー表面２にポリマー離型剤２２
が与えられる図１の具体例では、示される方向に回転す
るように取り付けられる２つの離型剤配給ロール１７及
び１９が備えられ、エラストマー表面２に離型剤２２が
移送される。配給ロール１７は、サンプ２０中に部分的
に浸され、その表面上の離型剤をサンプから配給ロール
１９へと移送する。計量ブレード２４を使用することに
より、ポリマー離型液の層は、サブミクロンから数ミク
ロンの範囲に厚みを調整されて、まず配給ロール１９に
与えられ、その後エラストマー２に与えられる。このよ
うに、約０．１〜２μｍ又はそれ以上の厚さの離型液が
計量デバイス２４によりエラストマー表面２に与えられ
ることができる。

【００１５】本発明の実施に際し、有用なボリュームグ
ラフトエラストマーの例は、米国特許第５，１６６，０
３１号、第５，２８１，５０６号、第５，３６６，７７
２号、第５，３７０，９３１号、第４，２５７，６９９
号、第５，０１７，４３２号、及び第５，０６１，９６
５号で詳述されているものである。それらの特許で述べ
られているように、詳細にはビニリデンフルオライドヘ
キサボリュームグラフトプロピレン及びテトラフルオロ
エチレンのコポリマー及びターポリマーのクラスに属す
るボリュームグラフトエラストマーは、ＶＩＴＯＮ
Ａ、ＶＩＴＯＮＢ、ＶＩＴＯＮ Ｅ、ＶＩＴＯＮ Ｅ６
０Ｃ、ＶＩＴＯＮ Ｅ４３０、ＶＩＴＯＮ ９１０、Ｖ
ＩＴＯＮ ＧＨ及びＶＩＴＯＮ ＧＦ（いずれも登録商
標）のような種々の名称で商業的に知られている。ＶＩ
ＴＯＮという名称は、デュポン社（E. I. DuPont de Ne
mours, Inc. ）の登録商標である。他の市販の材料とし
ては、ＦＬＵＯＲＥＬ ２１７０、ＦＬＵＯＲＥＬ ２
１７４、ＦＬＵＯＲＥＬ２１７６、ＦＬＵＯＲＥＬ ２
１７７及びＦＬＵＯＲＥＬ ＬＶＳ ７６（ＦＬＵＯＲ
ＥＬは３Ｍカンパニー（3M Company）の登録商標であ
る）等がある。さらなる市販の材料としては、ポリ（プ
ロピレン−テトラフルオロエチレン）のＡＦＬＡＳ（商
標）とポリ（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）のＦＬＵＯＲＥＬ II（LII900）
（登録商標）（いずれも３Ｍカンパニーから入手可）、
並びにＦＯＲ−６０ＫＩＲ（登録商標）、ＦＯＲ−ＬＨ
Ｆ（登録商標）、ＮＭ（登録商標）、ＦＯＲ−ＴＨＦ、
ＦＯＲ−ＴＦＳ（登録商標）、ＴＨ（登録商標）、ＴＮ
５０５（登録商標）（モンテディソンスペシャルティケ
ミカルカンパニー（Montedison Specialty Chemical Co
mpany ）から入手可）等があげられる。ＶＩＴＯＮ組成
物の中には硬化サイトモノマーとして少量の臭素末端オ
レフィンを含むものがある。これによりジ求核剤又はペ
ルオキサイドによる硬化が可能となる。

【００１６】好適な具体例では、フルオロエラストマー
は、例えばデュポン社から入手できるＶＩＴＯＮ ＧＦ
中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。ＶＩＴＯＮ ＧＦは、３５重量％のビニリデン
フルオライド、３４重量％のヘキサボリュームグラフト
プロピレン、２９重量％のテトラフルオロエチレン、及
び２重量％の硬化サイトモノマーを有する。本発明の表
面を得るために使用されるボリュームグラフトエラスト
マーの量は、表面材料の層の所望の厚さを形成するのに
必要な量に依存する。詳細には、フルオロエラストマー
は約１〜７５重量％の量で添加され、好ましくは約５〜
約３０重量％の量で添加される。

【００１７】表面の例にはボリュームグラフトエラスト
マーと共に上記タイプのエラストマーが含まれる。ボリ
ュームグラフトエラストマーはハイドロフルオロエラス
トマーの特別な形態であり、フルオロエラストマーとポ
リオルガノシロキサンが略均一に全体的な相互貫入網目
構造となった複合組成物である。ボリュームグラフト
は、求核性脱フッ化水素処理剤によりフルオロエラスト
マーを脱フッ化水素処理し、その後アルケン又はアルキ
ンを官能末端基とするポリオルガノシロキサン及び重合
開始剤を添加することによる付加重合により形成され
た。本発明の表面に対する好適なエラストマーは、ボリ
ュームグラフトエラストマーである。

【００１８】具体例では、ボリュームグラフトとはフル
オロエラストマーとポリオルガノシロキサンが略均一に
全体的な相互貫入網目構造の複合組成物のことを指し、
フューザ部材の異なる部分をスライスした場合にフルオ
ロエラストマーとポリオルガノシロキサンの構造及び組
成の両方は略均一である。ボリュームグラフトエラスト
マーは、求核性の脱フッ化水素処理剤によりフルオロエ
ラストマーを脱フッ化水素処理し、その後アルケン又は
アルキンを官能末端基とするポリオルガノシロキサンを
添加することにより付加重合を行うことによって形成さ
れるフルオロエラストマーとポリオルガノシロキサンの
複合組成物である。

【００１９】具体例では、相互貫入網目構造とは、フル
オロエラストマーとポリオルガノシロキサンのポリマー
ストランドが互いに絡み合った付加重合マトリクスのこ
とをいう。

【００２０】具体例では、複合組成物とは、ランダムに
配置されたフルオロエラストマーブロックとポリオルガ
ノシロキサンブロックとを含むボリュームグラフト組成
物のことである。

【００２１】一般に、本発明によるボリュームグラフト
化は２つの工程で実行される。第１の工程は、好ましく
はアミンを用いてのフルオロエラストマーの脱フッ化水
素処理を含む。この工程中に、フッ化水素酸が除去され
て、不飽和、即ち炭素と炭素の二重結合をフルオロエラ
ストマーに生成する。第２の工程は、フルオロエラスト
マーの炭素と炭素の二重結合とアルケン又はアルキンを
末端基とするポリオルガノシロキサンの、フリーラジカ
ルペルオキサイドにより誘導される付加重合である。具
体例では、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。次いでグラフトコポリマーの溶液
にアミノシランが添加される。次にこの分散液がフュー
ザ部材に提供される。

【００２２】本発明では、フルオロエラストマーの溶解
に適する任意の公知の溶媒を使用できる。本発明の適切
な溶媒の例としては、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン等が含まれる。溶媒はフルオロエラストマ
ーを溶解するのに十分な量で使用される。詳細には、例
えば溶媒は約２５〜９９重量％、好ましくは約７０〜約
９５重量％の量で添加される。

【００２３】具体例では、本発明による官能性を有する
ポリオルガノシロキサンは以下の式を有する。

【００２４】

【化１】

【００２５】具体例では、式中、Ｒは、約１〜約２４の
炭素原子を有するアルキル、又は約２〜約２４の炭素原
子を有するアルケニル、又は約４〜約１８の炭素原子を
有する置換若しくは未置換のアリールであり；Ａは、約
６〜約２４の炭素原子を有するアリール、又は約２〜約
８の炭素原子を有する置換若しくは未置換のアルケン、
又は約２〜約８の炭素原子を有する置換若しくは未置換
のアルキンであり；ｎは約２〜約４００個、好ましくは
約１０〜約２００の数である。

【００２６】好適な具体例では、Ｒはアルキル、アルケ
ニル若しくはアリールである。ここでアルキルは約１〜
約２４、好ましくは約１〜約１２の炭素原子を有し；ア
ルケニルは約２〜約２４の、好ましくは約２〜約１２の
炭素原子を有し；アリールは約６〜約２４の炭素原子
を、好ましくは約６〜約１８の炭素原子を有する。Ｒは
置換アリール基であってよく、ここでアリールはアミ
ノ、ヒドロキシ、メルカプトで置換されるか、又は例え
ば約１〜約２４の、好ましくは約１〜約１２の炭素原子
を有するアルキルで置換されるか、又は約２〜約２４の
炭素原子、好ましくは約２〜約１２の炭素原子を有する
アルケニルで置換されることが可能である。好適な具体
例では、Ｒはメチル、エチル及びフェニルから独立に選
択される。官能基Ａは、約２〜約８の炭素原子、好まし
くは約２〜約４の炭素原子を有するアルケン基若しくは
アルキン基であってもよく、及び必要に応じて例えば約
１〜約１２の炭素原子、好ましくは約１〜約１２の炭素
原子を有するアルキルで置換されることもでき、又は例
えば約６〜約２４の炭素原子、好ましくは約６〜約１８
の炭素原子を有するアリール基であってよい。官能基Ａ
はまた、各アルコキシ基、ヒドロキシ、又はハロゲンに
約１〜約１０、好ましくは約１〜約６の炭素原子を有す
るモノアルコキシシラン、ジアルコキシシラン若しくは
トリアルコキシシランであることができる。好適なアル
コキシ基はメトキシ、エトキシ等を含む。好適なハロゲ
ンは、塩素、臭素及びフッ素を含む。Ａはまた、約２〜
約８の炭素原子を有するアルキンであってもよく、必要
に応じて、約１〜約２４の炭素原子を有するアルキル又
は約６〜約２４の炭素原子を有するアリールで置換され
てもよい。ｎは、約２〜約４００、具体例では約２〜約
３５０、好ましくは約５〜約１００の数である。さら
に、好適な具体例では、ｎはフルオロエラストマーにグ
ラフトする十分な数の反応基を提供するように約６０〜
約８０である。上記式において、典型的なＲ基はメチ
ル、エチル、プロピル、オクチル、ビニル、アリルクロ
トニル、フェニル、ナフチル及びフェナントリルを含
み、置換される典型的なアリール基はオルト、メタ及び
パラ位において、約１〜約１５の炭素原子を有する低級
アルキル基で置換される。典型的なアルケン及びアルケ
ニル官能基は、典型的にメチル、プロピル、ブチル、ベ
ンジル、トリル基等で置換され得るアセテニル、ビニ
ル、アクリル、クロトンを含む。

【００２７】フルオロエラストマーを攻撃して不飽和を
生成する脱フッ化水素処理剤は、例えばペルオキサイ
ド、水素化物、塩基、酸化物等の強力な求核剤の群から
選択される。強力な求核剤の例には、第１アミン、第２
アミン、第３アミン、脂肪族アミン及び芳香族アミンが
含まれ、ここで脂肪族アミンと芳香族アミンは約２〜約
１５の炭素原子を有する。また、約２〜約１５の炭素原
子を有する脂肪族ジアミン及び芳香族ジアミンと脂肪族
トリアミン及び芳香族トリアミンも含まれ、ここで芳香
族基はベンゼン、トルエン、ナフタリン、アントラセン
等であり得る。一般に芳香族ジアミン及びトリアミンに
対しては、芳香族基がオルト、メタ及びパラ位で置換さ
れることが好ましい。典型的な置換基としては、エチル
アミノ、プロピルアミノ及びブチルアミノ等の低級アル
キルアミノ基が挙げられ、プロピルアミノが好ましい。

【００２８】本発明ではボリュームグラフトポリマーの
製造中にはアミノシラン化合物が使用される。アミノシ
ランは硬化剤として使用される機能に加えて脱フッ化水
素処理剤としても使用できる。アミノシランを脱フッ化
水素処理剤として添加する場合には、反応複合物中の残
留アミノシラン化合物は硬化剤としても作用することが
できる。この場合には、ボリュームグラフトエラストマ
ーの硬化に硬化剤の添加は必要ない。あるいは、ボリュ
ームグラフトエラストマーの形成後にアミノシランを硬
化剤として添加することもできる。この場合には、脱フ
ッ化水素処理剤はアミノシランでもよいしアミノシラン
以外のものであってもよい。アミノシランはＮＨ₂ （Ｃ
Ｈ₂ ）_n ＮＨ（ＣＨ₂ ）_m Ｓｉ［（ＯＲ）
_t （Ｒ’）_w ］の一般式からなり、式中、ｎ及びｍは約
１〜約２０、好ましくは約２〜約６の数であり；ｔ＋ｗ
＝３であり；Ｒ及びＲ’は同じでも異なってもよく、約
１〜約２０の炭素原子を有する脂肪族鎖、又は約４〜約
１８の炭素原子からなる芳香族基であり、具体例では例
えばベンゼン、トリル、キシリル等である。アミノシラ
ンの例には、４−アミノブチルジメチルメトキシシラ
ン、４−アミノブチルトリエトキシシラン、（アミノエ
チルアミノメチル）フェニルトリエトキシシラン、Ｎ−
（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチ
ル）−３−アミノプロピルトリス（２−エチル−ヘキソ
キシ）シラン、Ｎ−（６−アミノヘキシル）アミノプロ
ピル−トリメトキシシラン、３−（１−アミノプロポキ
シ）−３，３−ジメチル−１−プロペニル−トリメトキ
シシラン、３−アミノプロピルトリス（メトキシエトキ
シエトキシ）−シラン、３−アミノプロピルジメチルエ
トキシシラン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシ
ラン、３−アミノプロピルジイソプロピルエトキシシラ
ン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルト
リス（トリメチルシロキシ）シランが含まれる。本発明
で使用される好適なアミノシランは、ヒュルスオブアメ
リカ社（Huls of America, Inc. ）の製造するＡＯ７０
０［Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピル−
トリメトキシシラン］である。

【００２９】硬化剤及び／又は脱フッ化水素処理剤とし
てのアミノシランは、フルオロエラストマーの重量に基
づいて約０．５〜約１０重量％で反応複合物中に存在す
る。アミノシランは約１〜約５重量％で存在するのが好
ましい。詳細には、約１〜約２重量％の量が好ましい。

【００３０】ボリュームグラフトエラストマー表面を提
供する処理の開始時に脱フッ化水素処理剤としてアミノ
シランを使用し、アミノシランを追加しないのが好まし
い。アミノシランは硬化剤としての作用に加えて脱フッ
化水素処理剤としても作用する。しかし、脱フッ化水素
処理剤、重合開始剤及びポリオルガノシランを添加した
後に追加量のアミノシランを添加して、さらなる硬化剤
として作用させることができる。

【００３１】アミノシランの使用による反応のメカニズ
ムは正確にはわからないが、アミノ化合物は架橋剤及び
カプリング剤の両方として作用する。故に、硬化プロセ
ス中に追加のカプリング剤及び架橋剤を添加する必要が
ない。詳細には、アミノシランはアミノアルキル官能基
を有するシランであり、一端にアミン官能基を、そして
他端にトリアルコキシシランを有する。アミノシランの
二つの官能基は、アミン官能基がフルオロポリマーに化
学結合することにより、トリアルキルシラン官能基が所
定の条件の下でフルオロポリマー分子同士の間に縮合反
応を起こすことができることを示唆している。対照的
に、ＶＣ−５０及び他の公知の硬化剤に対する最もあり
得るメカニズムは、フルオロポリマー鎖の架橋が単一の
反応官能基を通じて起こることである。

【００３２】硬化時間は約３０分〜約２４時間であり、
好ましくは約１〜約４時間、特に好ましくは約１〜約２
時間である。硬化の温度は、約１００〜約１５０℃であ
り、約１３０〜約１５０℃が好ましい。

【００３３】この目的に対する典型的なフリーラジカル
重合開始剤は、ペルオキサイド及びアゾニトリル、詳細
にはベンゾイルペルオキサイド及びアゾイソブチロニト
リル（ＡＩＢＮ）である。重合開始剤は反応複合物中に
約１〜約２０％、好ましくは約２〜約１０％の量で存在
する。

【００３４】フューザ部材は、適切な支持体への熱可塑
性トナー画像の定着に使用されるロール、ベルト、平
面、又は他の適切な形状であってよい。それはフューザ
部材、加圧部材又は離型剤ドナー部材の形態をとること
が可能であり、円筒形ロールの形態であるのが好まし
い。フューザ部材は、剛性及び構造の完全性を維持する
と共にシリコンエラストマーをコーティングされてしっ
かりと固着されることのできるように選択される所定の
プラスチック材料、又は銅、アルミニウム、スチール等
の中空の円筒形金属コアからなるのが典型的である。支
持体は約１〜約６mmの外層を有する円筒形スリーブであ
るのが好ましい。

【００３５】あるいは、必要であれば支持体と硬化エラ
ストマーの外層の間に１つ以上の、好ましくは１０層ま
での中間層が存在してもよい。

【００３６】好ましくはフューザ部材の外層は、例えば
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の典型
的な溶媒中にフルオロエラストマーを溶解することによ
り製造される。次いでアミン、好ましくはアミノシラン
等の求核性脱フッ化水素処理剤がフルオロエラストマー
の重量に基づいて約０．５〜約１０％、好ましくは約１
〜約５％、より好ましくは約１〜約２％の量で添加さ
れ、その後４５℃〜８５℃にて１５〜６０分間攪拌され
る。この後、一般にはトルエン等の芳香族の溶媒中に溶
解された重合開始剤が添加され、５〜２５分間攪拌が継
続される。その後、ポリオルガノシロキサンが添加さ
れ、４５℃〜８５℃の温度で３０分〜１０時間攪拌され
ることにより、ボリュームグラフトエラストマーが形成
される。必要に応じて、得られた均質のこのボリューム
グラフトエラストマー溶液に、任意の追加量のアミノシ
ランがフルオロエラストマーの重量に基づいて約０．５
〜約１０％、好ましくは約１〜約５％、特に好ましくは
約１〜約２％の量で添加されることができる。次いで、
得られた溶液を使用して、吹付、浸漬、フローコーティ
ング等の従来の溶液コーティング方法によりフューザ部
材の外層が製造される。外層の厚さは、特定のアプリケ
ーションに依存して約１２．５〜約１２５μｍの範囲で
変化させることができるが、フューザアプリケーション
の場合、約２５〜約７５、好ましくは約３５〜約５０μ
ｍの厚さである。

【００３７】この厚さの範囲はフュージングの大きな熱
障壁とならない程度に薄く、適度な摩耗寿命を可能とす
る程度に厚みのある層が得られるように選択される。成
形、押出成形及びラッピング技術は使用可能な別の手段
であるが、溶媒溶液を連続的に吹き付けるのが好まし
い。所望の厚さのコーティングが得られると、コーティ
ングは硬化され、これによりロール表面に固着される。

【００３８】本発明は支持体上にボリュームグラフトエ
ラストマー表面を提供するのにかかるコストと時間を大
きく減少する。詳細には、本発明では、例えば塩基性金
属酸化物と共にカプリング剤や架橋剤といった以前は硬
化に必要であった材料に付加的なコストがかからない。
アミノシランは脱フッ化水素処理剤と硬化剤の両方の働
きをする。さらに、硬化プロセスに関わる主なコスト
は、ロールミル粉砕工程と最終のボールミル磨砕工程で
ある。本発明ではロールミル粉砕工程及び／又は最終の
ボールミル磨砕工程が必要ないので、時間と費用が削減
される。従って、本発明の具体例によりユニット製造コ
ストが実質的に低減できる。

【００３９】コストと時間の削減に加え、本発明の具体
例では、十分な化学的、物理的及び熱的安定性を有する
ボリュームグラフトエラストマー表面が提供される。

【００４０】

【実施例】

［実施例１］ ボリュームグラフト溶液の製造 以下のようにしてボリュームグラフト溶液を製造した。
２５リットルのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）中に２，
５００ｇのＶｉｔｏｎ ＧＦを溶解し、室温（２５℃）
にて攪拌した。機械的攪拌機を用いて強く攪拌すること
により行う。溶解を達成するには攪拌の強さに依存して
約２〜４時間かかる。色が透明に変化するまで攪拌す
る。次いで上記溶液を反応容器に移し、２５０ｍｌのア
ミン脱フッ化水素処理剤、３−（Ｎ−ストリルメチル−
２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン
ヒドロクロライド［Ｓ−１５９０、米国ニュージャージ
ー州ピスカタウェイのヒュルスオブアメリカ社（Huls o
f America, Inc. ）から入手可］を添加した。次いで、
温度を５５℃〜６０℃に維持しながら機械的攪拌機を使
用してフラスコの内容物を攪拌した。３０分攪拌した
後、１００センチストークのビニル末端ポリシロキサン
（ＰＳ−４４１、これもヒュルスオブアメリカ社から入
手可）を５００ｍｌ添加して、もう１０分間攪拌し続け
た。次に、トルエンとＭＥＫ（８０：２０）の複合物１
０００ｍｌ中に１００ｇのベンゾイルペルオキサイドの
溶液を添加した。フラスコの内容物を約５５℃で加熱し
ながらもう２時間攪拌し続けた。この時間に溶液の色が
ライトイエローに変わると、この溶液をプラスチック貯
蔵ボトルに注入した。

【００４１】［実施例２］（比較例） 標準的な硬化剤（ＶＣ−５０）によるボリュームグラフ
トの硬化 以下の方法により上記溶液からボリュームグラフトのフ
リースタンディングフィルムを製造した。磨砕媒体、２
２．５部のメチルエチルケトン中の２．５ｇのデュポン
（DuPont）社の硬化剤ＶＣ−５０触媒架橋剤、１．１ｇ
の水酸化カルシウム、２．２ｇの酸化マグネシウムと共
に、実施例１で得られたボリュームグラフト溶液５００
ｇを粉砕ジャーに入れた。次いでジャーの内容物を１７
〜２４時間ボールミル磨砕した。次に、ボールミル磨砕
を行った後、得られた複合物を従来の吹付方法によりア
ルミニウム支持体上に空中吹き付けし、２４時間空気乾
燥させた。次いでこのフィルムに９３℃で２時間、１４
９℃で２時間、１７７℃で２時間、２０８℃で１６時間
という標準的な段階加熱硬化処理を行った。アルミニウ
ム支持体から離した後の硬化フィルムの機械的特性を測
定し、これを熱老化させた。熱老化はフィルムを４００
°Ｆのオーブン中に保持することにより大気中で行っ
た。インストロン引張試験機により熱老化前と熱老化後
の機械的特性を測定した。熱老化による機械的特性の変
化が見られた。それを下記の表１にリストする。この表
は、サンプルの乾燥硬化フィルムの厚さ、耐摩耗性を示
す靱性（in-lb/in³ ）、伸び率、及び引張強さ（psi ）
を示している。上記フィルムは１３．３ミルの厚さであ
り、１，３１７in-lb/in³ の靱性、３６５％の伸び率、
７７０psi の引張強さを示した。４００°Ｆで空気中に
て７日間熱老化させると、靱性は１，２１３in-lb/in³
に低下し、伸び率は３７６％に増大し、引張強さは６９
２psi に低下した。

【００４２】［実施例３］ アミノシランによるボリュームグラフトの硬化 以下のようにアミノシランを用いて上記溶液からボリュ
ームグラフトのフリースタンディングフィルムを製造し
た。実施例１で得たボリュームグラフト５００ｇに、５
ｇのＮ−（２−アミノエチル−３−アミノプロピル）−
トリメトキシシラン（ＡＯ７００、ニュージャージー州
ピスカタウェイのヒュルスオブアメリカ社から入手可）
を添加した。機械的攪拌機を用いて数分間この溶液を複
合し、従来の吹付け方法によりアルミニウム支持体上に
空中吹き付けし、２４時間空気乾燥させた。次いでこの
フィルムに９３℃で２時間、１４９℃で２時間、１７７
℃で２時間、２０８℃で１６時間という標準的な段階加
熱硬化処理を行った。アルミニウム支持体から離した後
の硬化フィルムの機械的特性を測定し、フィルムを熱老
化させた。熱老化はフィルムを４００°Ｆのオーブン中
に保持することにより大気中で行った。インストロン引
張試験機により熱老化前と熱老化後の機械的特性を測定
した。熱老化による機械的特性の変化が見られた。それ
を下記の表１にリストする。表１は、サンプルの乾燥硬
化フィルムの厚さ、耐摩耗性を示す靱性（in-lb/i
n³ ）、伸び（％）、及び引張強さ（psi ）を示してい
る。上記フィルムは１４．４ミルの厚さであり、３５１
４in-lb/in³ の靱性、７２３％の伸び率、１４０７psi
の引張強さを示した。４００°Ｆで空気中にて７日間熱
老化させると、靱性は３１７５in-lb/in³ に低下し、伸
びは７３６％に増大し、引張強さは１２０７psi に低下
した。表１に記載される結果から、本発明のアミノシラ
ンによるボリュームグラフトは標準的な硬化方法に比べ
て優れた機械的特性を有するということが明らかであ
る。

【００４３】

【表１】

【００４４】［実施例４］（比較例） 比較の目的で、ダウコーニングリキッドシリコンラバー
５９０（Dow CorningLiquid Silicone Rubber 590）の
コーティングを有するコアから２つのシリコンエラスト
マードナーロールを０．２５インチの厚さに作製した。
実施例２の技術に従って従来の硬化剤ＶＣ−５０により
硬化されたボリュームグラフトで上記ロールのうちの１
つをコーティングし、Ｎ−（２−アミノエチル−３−ア
ミノプロピル）−トリメトキシシラン（ＡＯ７００、ヒ
ュルスオブアメリカ社から入手）の硬化剤を用いてボリ
ュームグラフトによりもう１つのロールをコーティング
した。硬化されたボリュームグラフトの厚さを両ケース
とも１．０ミルに維持した。ゼロックス５０９０テスト
機において従来のシリコンオイル離型剤を供給する離型
剤ドナーロールとしてこれらの両ロールを使用した。Ｖ
Ｃ−５０で硬化されたボリュームグラフトをコーティン
グされたロールは３百万枚印刷した後にゲル沈積を示し
はじめたので、この後テストを終了したが、Ｎ−（２−
アミノエチル−３−アミノプロピル）−トリメトキシシ
ランでコーティングされたロールはこのようなゲル沈積
の兆候は見られず、優れた性能を示した。失敗もなくテ
ストは終了した。両方のドナーロールが優れたオイル移
送性を示し、トナーによる汚染も物理的又は化学的性質
の低下も見られなかった。さらに、このテストで使用し
たトナーには、米国特許第４，５６０，６３５号に述べ
られているジステアリルジメチルアンモニアメチルスル
フェート（ＤＤＡＭＳ）、即ち帯電強化添加剤が含まれ
ていた。帯電強化添加剤はロール表面の硬化とその後の
酸化を引き起こすことが知られており、ロール表面の表
面エネルギーを増大させ、不規則な摩耗を生じさせる。
この帯電強化添加剤は本発明に従って製造されたドナー
ロール表面には悪影響を与えないことがわかった。

【００４５】上述の実施例は表１で示される結果と共
に、本発明の方法により製造されたボリュームグラフト
エラストマーの十分な靱性と化学的、物理的及び熱的安
定性の増大を示している。このように本発明によれば、
寿命の長いフューザ部材が得られ、これは機能的若しく
は非機能的離型剤の使用を必要とするフュージングシス
テムにおけるドナーロールとしても使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例のフューザ部材を備えるフュー
ザシステムの概略図を示す。

【符号の説明】

１ フューザロール ２ エラストマー表面 ４ ベース部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョージ ジェイ．ヒークス アメリカ合衆国 14617 ニューヨーク州 ロチェスター オウククレスト ドライ ブ 72 (72)発明者 アーノルド ダブリュー．ヘンリー アメリカ合衆国 14534 ニューヨーク州 ピッツフォード ディア クリーク ロ ード 43

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）フルオロエラストマーを溶解するス
   テップと、 ｂ）前記フルオロエラストマーの重量に基づいて約０．
   ５〜約１０重量％のアミノシランを脱フッ化水素処理剤
   及び硬化剤として添加するステップと、 ｃ）重合開始剤、ポリオルガノシロキサン、及び必要に
   応じて追加量のアミノシランを添加して均質のボリュー
   ムグラフトポリマーを形成するステップと、 ｄ）その後、前記支持体に均質のボリュームグラフトエ
   ラストマーの少なくとも１つの層を施すステップと、を
   含むことを特徴とする支持体上にボリュームグラフトエ
   ラストマー表面を施す方法。
2. 【請求項２】 アミノシランが、ＮＨ₂ （ＣＨ₂ ）_n Ｎ
   Ｈ（ＣＨ₂ ）_m Ｓｉ［（ＯＲ）_t （Ｒ’）_w ］の式から
   なり、式中、ｎ及びｍは約１〜約２０の数であり；ｔ＋
   ｗ＝３であり；Ｒ及びＲ’は約１〜約２０の炭素原子を
   有する脂肪族鎖、又は例えば約４〜約１８の炭素原子を
   有する芳香族基である、ことを特徴とする請求項１に記
   載の支持体上にボリュームグラフトエラストマー表面を
   施す方法。