(57)【要約】【課題】改善された耐磨耗性および／または離型性を有する定着器部材を提供すること。【解決手段】基材と；ポリマー材料と、前記ポリマー材料に分散されている状態または結合している状態のうちの少なくとも一方であるエアロゲル成分と、を含む外層と；を含むことを特徴とする、定着器部材。【選択図】図２
2010211207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、
ポリマー材料と、前記ポリマー材料に分散されている状態または結合している状態のうちの少なくとも一方であるエアロゲル成分と、を含む外層と、
を含むことを特徴とする、定着器部材。
【請求項２】
前記エアロゲル成分が、無機エアロゲル、有機エアロゲル、カーボンエアロゲルおよびそれらの混合物から成る群より選択される、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項３】
前記エアロゲル成分が、疎水性である、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項４】
前記外層が、消泡剤をさらに含む、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項５】
前記ポリマー材料が、ａ）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのうちの２つのコポリマー、ｂ）フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンのターポリマー、およびｃ）フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンと硬化部位モノマーのテトラポリマーから成る群より選択されるフルオロエラストマーである、請求項１に記載の定着器部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、デジタル、イメージ・オン・イメージおよび接触静電印刷装置をはじめとする電子写真複写装置に有用な定着器（ｆｕｓｅｒ）部材に関する。本定着器部材は、定着器部材、加圧部材、転写定着（ｔｒａｎｓｆｕｓｅまたはｔｒａｎｓｆｉｘ）部材などとして用いることができる。ある実施形態において、定着器部材は、ポリマー材料とエアロゲル成分とを含む外層を含む。本開示はまた、画像形成部材を製造および使用するためのプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアロゲル組成物は、電子写真複写装置における接触帯電ロールおよび転写ベルトにおける充填剤としての使用が提案されている。例えば、特許文献１には、熱伝導性乾式離型定着器部材が開示されており、離型剤を塗布せずに静電複写機において用いる定着方法が記載されており、定着部材は、ベース支持部材およびその上に塗工された組成物の薄い変形可能な層を含み、組成物は、少なくとも１つの付加硬化性のビニル末端型またはビニルペンダント型ポリフルオロオルガノシロキサンと充填剤と熱安定剤と架橋剤と架橋用触媒との混合物の架橋生成物を含む。充填剤は、ポリフルオロオルガノシロキサンに架橋したシリカエアロゲルを含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４７１１８１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
定着器部材および関連部材の製造において、それらの部材は、連続した層を基材に塗布すること、およびそれらの層を乾燥させることによって作られる。例えば、定着器ロール部材は、基材にトップコート材料を塗布することによって作ることができ、この場合、トップコート材料は、低表面エネルギーフルオロポリマー、例えば、ＶＩＴＯＮ（登録商標）フルオロポリマーであり得る。これらの材料は、耐熱性、耐摩耗性、形状整合性（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｉｌｉｔｙ）、および定着ニップでの離型性をもたらした。しかし、機械での利用を改善するために、現在の定着器ロールは、縁の磨耗および他の欠損を防止する機械的性質の改善から恩恵を受けるであろう。ロール汚れも問題であり、現在は、ＰＤＭＳ系定着オイルなどの離型オイルを使用して軽減されている。従って、改善された耐磨耗性および／または離型性をもたらす新規トップコート材料が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
多孔質で頑丈な粒子であるエアロゲル成分、例えば、エアロゲルセラミック充填剤は、フルオロポリマートップコートに機械的改善をもたらし、その上、エアロゲルの疎水性は、表面エネルギーを低下させ、これにより離型性を改善することおよび／または定着器オイルの必要量を減少させることができることが判明した。
【０００６】
ある実施形態において、本開示は、
基材と、
ポリマー材料と、該ポリマー材料に分散されている状態または結合している状態のうちの少なくとも一方であるエアロゲル成分と、を含む外層と、
を含む定着器部材に関する。
【０００７】
他の実施形態において、本開示は、定着器部材の製造方法に関し、この方法は、ポリマー材料と該ポリマー材料に分散されている状態または結合している状態のうちの少なくとも一方であるエアロゲル成分とを含む外層を基材の上に塗布することを含む。
【０００８】
別の実施形態において、本開示は、記録媒体上に画像を形成するための画像形成装置を提供する。この装置は、表面に静電潜像を受ける電荷保持面と、電荷保持面に現像剤材料を塗布して静電潜像を現像して電荷保持面上に現像画像を形成する現像要素と、現像画像を電荷保持面からコピー基材に転写する転写要素と、転写された現像画像をコピー基材に定着させる定着器部材要素とを備え、定着器部材は、基材と、外層とを含み、外層は、ポリマー材料と、ポリマー材料に分散されている状態または結合している状態のうちの少なくとも一方であるエアロゲル成分とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本開示による画像装置の略図である。
【図２】図２は、基材と中間層と外層とを有する定着器部材を示す、定着器部材のある実施形態の拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
定着器部材は、ポリマー材料に分散されている状態または結合している状態の少なくとも一方であるエアロゲル成分を含む外層を有する。エアロゲル成分は、一般に、ある実施形態では、疎水性になるように化学的にまたは別の方法で処理され得る、多孔質でマイクロメートルサイズのエアロゲルセラミック充填剤である。そのようなセラミック粒子の頑丈な性質は、定着器部材に機械的性質の改善、例えば改善された靭性および引張歪、をもたらして、一部の定着器ロールにおいて概して見られる縁の磨耗を減少させることができることが判明した。酸化ケイ素系マイクロ粒子などのエアロゲルの疎水性はまた、定着器部材の表面における低い表面エネルギーの助けとなって、改善されたトナー離型性をもたらすことができる。本開示によって提供されるこれらの予想外の改善の両方は、表面自由エネルギーを増大させて汚れに対する相互作用点として作用することが多い他の従来の硬質充填剤粒子、例えばカーボンブラックまたは金属酸化物、とは全く対照的である。エアロゲル成分のさらなる予想外の利点は、エアロゲル粉末が、ＰＤＭＳ系定着オイルなどの定着オイルとのより良好な相互作用を生じさせることができる点であり、これにより、追加の利点、例えば、さらに改善された離型性、定着器オイルの使用の低減、などをもたらすことができる。例えば、疎水性エアロゲルは、オイル吸収剤として機能することができ、一部の定着オイルを定着用トップコートに吸収させる。その表面に吸収された定着器オイルは、汚れを軽減することができ、低オイル定着アプローチを可能にして、最終用途での問題を減少させることができる。
【００１１】
図１に示されるように、典型的静電写真複写装置では、コピーされる原物の光像を感光性部材上に静電潜像の形態で記録し、その後、一般にトナーと呼ばれる検電性熱可塑性樹脂粒子の塗布によってその潜像を可視化する。具体的には、電源１１から電圧が供給された帯電器１２によって、感光体１０の表面を帯電させる。その後、感光体を光学システム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、からの光で画像露光して、その上に静電潜像を形成する。一般に、静電潜像は、それと現像剤ステーション１４からの現像剤混合物とを接触させ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公知現像プロセスの使用によって行うことができる。
【００１２】
トナー粒子を光伝導性表面上に画像形状に堆積させた後、転写手段１５によってそれらをコピーシート１６に転写する。これは、圧力転写である場合もあり、または静電転写である場合もある。あるいは、現像した画像を中間転写部材またはバイアス転写部材に転写し、その後、コピーシートに転写することもできる。コピー基材の例としては、紙、透明性材料、例えばポリエステル、ポリカーボネートなど、布、木材、または完成画像が配置される任意の他の望ましい材料が挙げられる。
【００１３】
現像画像の転写が完了した後、コピーシート１６は、（加圧ロールと接触している定着器ベルト、加圧ベルトと接触している定着器ロールなどのようないずれの他の定着要素も本装置での使用に適するが）定着器ロール２０と加圧ロール２１のような図１に示す定着ステーション１９に進み、そこで定着部材と加圧部材の間にコピーシートを通すことによって現像画像をコピーシート１６に定着させ、それによって永久画像を形成する。あるいは、転写定着の適用よって、転写および定着を行うことができる。定着器要素は、本明細書中で説明するような定着器部材であり得る。
【００１４】
感光体１０は、転写の後、クリーニングステーション１７に進み、そこでブレード（図１に示すとおり）、ブラシまたは他のクリーニング装置の使用により、感光体１０の上に残されたトナーはクリーニングされる。
【００１５】
図２は、様々な可能な層を説明する、定着器部材のある実施形態の拡大略図である。図２に示すように、基材１は、その上に中間層２を有する。中間層２は、例えば、シリコーンゴムまたは他の適するゴム材料などのゴムであり得る。下で説明するようなポリマーを含む外層３が中間層２の上に配置される。
【００１６】
本明細書において用いる場合、用語「定着器部材」は、定着ロール、ベルト、フィルム、シートなどをはじめとする定着器部材、ドナーロール、ベルト、フィルム、シートなどをはじめとするドナー部材、および加圧ロール、ベルト、フィルム、シートなどをはじめとする加圧部材、ならびに、デジタルのものを含む静電写真または乾式電子写真機の定着システムにおいて有用な他の部材を指す。本開示の定着器部材は、多種多様な機械において用いることができ、その用途は本明細書において描写する特定の実施形態に特に限定されない。
【００１７】
定着器部材の外層は、ポリオレフィン、フッ素化炭化水素（フルオロカーボン）およびエンジニアリング樹脂をはじめとする（しかし、これらに限定されない）任意の適するポリマー材料から成り得る。外層は、ホモポリマー、コポリマー、高次ポリマー、またはこれらの混合物を含むことができ、ならびに、１種類のポリマー材料、または多種類のポリマー材料の混合物、例えば、２つ、３つ、４つ、５つもしくはそれより多くの種類のポリマー材料の混合物を含むことができる。ある実施形態において、外層は、フルオロエラストマーから成る。
【００１８】
これらのエラストマーは、１）フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、２）フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンのターポリマー、および３）フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンと硬化部位（ｃｕｒｅ  ｓｉｔｅ）モノマーとのターポリマーのクラスからのものであり、商業上、ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）、ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）、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）、ＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）、Ｖｉｔｏｎ  ＧＦ−ＳおよびＶＩＴＯＮ  ＥＴＰ（登録商標）のような様々な呼称で知られている。ＶＩＴＯＮ（登録商標）という呼称は、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．の商標である。硬化部位モノマーは、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ＤｕＰｏｎｔから市販されている任意の他の適する公知硬化部位モノマーであり得る。他の市販フルオロポリマーとしては、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７０（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７４（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７６（登録商標）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ２１７７（登録商標）およびＦＬＵＯＲＥＬ  ＬＶＳ  ７６（登録商標）が挙げられ、ＦＬＵＯＲＥＬ（登録商標）は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの商標である。更なる市販材料としては、ＡＦＬＡＳ（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フッ化ビニリデン）（両方とも３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、ならびにＦＯＲ−６０ＫＩＲＯ、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）（Ｍｏｎｔｅｄｉｓｏｎ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）等のテクノフロン（Ｔｅｃｎｏｆｌｏｎｓ）が挙げられる。
【００１９】
定着器部材の表面に有用なフルオロエラストマーの例としては、フルオロエラストマー、例えば、フッ化ビニリデン系フルオロエラストマー、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレン（コモノマーとして）のフルオロエラストマーが挙げられる。フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのうちの１つのコポリマーもある。３つの公知フルオロエラストマーの例は、（１）商業上、ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）として知られているものなどの、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのうちの２つのコポリマーのクラス、（２）商業上、ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）として知られている、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンのターポリマーのクラス、および（３）商業上、ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）またはＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）として知られている、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンと硬化部位モノマーとのテトラポリマーのクラスである。
【００２０】
外層の溶液における溶液中のフルオロエラストマー化合物の量は、全固形分の約１０から約２５重量パーセントまたは約１６から約２２重量パーセントである。本明細書において用いる場合の全固形分は、フルオロエラストマー、脱水素フッ素化剤ならびに必要に応じて用いられる補助剤および充填剤（エアロゲル成分を含む）の量を含む。
【００２１】
フルオロエラストマーに加えて、外層は、上述のフルオロエラストマーとブレンドしたフルオロポリマーまたは他のフルオロエラストマーを含むことがある。適するポリマーブレンドの例としては、ポリテトラフルオロエチレンおよびペルフルオロアルコキシから成る群より選択されるフルオロポリマーとブレンドした、上述のフルオロエラストマーが挙げられる。フルオロエラストマーを非フッ素化エチレンまたは非フッ素化プロピレンとブレンドすることもできる。
【００２２】
定着器部材外層コーティング溶液は、エアロゲル成分も含有する。乾燥させた層中でエアロゲルが、ポリマー材料に分散されている状態または結合している状態うちの少なくとも一方であるように、エアロゲル成分をポリマー材料とブレンドする。すなわち、ある実施形態において、エアロゲルは、ポリマー材料に単に混合または分散されているだけであってよく、ポリマー材料と化学的に結合（例えば、架橋）していない。別の実施形態において、エアロゲルは、ポリマー材料と化学的に結合していてよく、例えば、ポリマー材料と架橋している。さらに別の実施形態において、エアロゲルは、ポリマー材料に単に混合または分散されている幾つかの粒子を有することができる一方で、他の粒子は、そのポリマー材料に化学的に結合しており、例えばそのポリマー材料と架橋している。本明細書においては、ポリマーマトリックスに「結合している」エアロゲル材料は、イオン結合または共有結合などの化学結合を指し、２つの化学種が互いに極めて接近しているときに発生し得る水素結合または分子の物理的捕捉などのような弱い結合メカニズムは指さない。
【００２３】
従って、例えば、エアロゲル粒子は、使用される架橋剤のタイプに依存して、マトリックスに結合している場合もあり、またはしていない場合もある。例えば、下の実施例において使用する架橋剤ＡＯ７００（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手できる、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）は、シロキサン連結を有し、使用する場合には、エアロゲル粒子、特にシリカエアロゲルを架橋する可能性がある。別の例として、ビスフェノール−Ａ架橋剤を使用して、カーボンエアロゲルを結合させることができる。このように、架橋剤は、主としてフルオロポリマー鎖を互いに架橋するために添加するが、ポリマーマトリックス内または上にエアロゲル粒子を結合させるためにも十分な量またはタイプでそれを添加することもできる。本発明では、架橋剤で架橋されるフルオロポリマーを使用し、エアロゲルを添加して性質を改質する。このように、エアロゲル粒子は、異なる材料を異なる方法で改質する。
【００２４】
任意の適するエアロゲル成分を使用することができる。ある実施形態において、エアロゲル成分は、例えば、無機エアロゲル、有機エアロゲル、カーボンエアロゲル、およびこれらの混合物から選択することができる。具体的な実施形態において、セラミックエアロゲルを適切に使用することができる。これらのエアロゲルは、典型的にはシリカから成るが、酸化アルミニウムなどの金属酸化物もしくは炭素から成ることもあり、または場合によっては、金属などの他の元素がドープされていることもある。ある実施形態において、エアロゲル成分は、ポリマーエアロゲル、コロイドエアロゲル、およびこれらの混合物から選択されるエアロゲルを含むことができる。
【００２５】
エアロゲルは、間隙流体を除去することによって固体相へと乾燥させたゲルとして、一般名で記載され得る。本明細書においては、「エアロゲル」は、典型的にはゲルから形成される一般に非常に低密度のセラミック固体である材料を指す。従って、用語「エアロゲル」は、乾燥中にそのゲルが殆ど収縮しないように乾燥させた、その空隙率および関連特性を保っているゲルを指すために用いる。対照的に、「ヒドロゲル」は、間隙流体が水性流体である湿潤ゲルを記述するために用いる。用語「間隙流体」は、細孔要素の形成中に細孔構造内に収容される流体を記述するものである。超臨界乾燥などによって乾燥させると、かなりの量の空気を含有し、その結果、低密度固体および高表面積となるエアロゲル粒子が形成される。従って、様々な実施形態において、エアロゲルは、低い質量密度、大きな比表面積および非常に高い空隙率を特徴とする、低密度マイクロセルラー材料である。特に、エアロゲルは、多数の小さな相互に連結された細孔を含むそのユニークな構造を特徴とする。溶剤を除去した後、その重合材料を不活性雰囲気で熱分解してエアロゲルを形成する。
【００２６】
エアロゲル成分は、所望の大きさの粒子として最初に形成することができ、または大きな粒子として形成し、その後、大きさを所望の大きさに縮小することができる。例えば、形成されたエアロゲル材料を粉砕することができ、または直接それらをナノからマイクロメートルの大きさのエアロゲル粒子として形成することができる。
【００２７】
ある実施形態のエアロゲル成分は、約１０％から少なくとも約５０％、または約９０％を超える約９９．９％（このエアロゲルは、９９．９％の空間を含有し得る）以下の空隙率を有し得る。例えば、エアロゲルは、適切には、約５０から約９０％以上、例えば約５５から約９９％、の空隙率を有することができる。ある実施形態において、エアロゲル成分の細孔は、約５００ｎｍ未満または約５０ｎｍ未満の大きさの直径を有することができる。例えば、エアロゲルの平均細孔径は、約１０ｎｍ以下から約１００ｎｍであり得る。具体的な実施形態において、エアロゲル成分は、１００ｎｍ未満およびさらに約２０ｎｍ未満の直径を有する５０％を超える細孔の多孔性を有することができる。ある実施形態において、エアロゲル成分は、球形またはほぼ球形、円柱形、棒状、ビーズ状、立方、小板状などである形状を有する粒子の形態であり得る。
【００２８】
ある実施形態において、エアロゲル成分は、サブミクロン範囲から約５０マイクロメートル以上の平均体積粒径にわたる、エアロゲル粒子、粉末または分散体を含む。例えば、ある実施形態において、エアロゲル成分は、約５０ｎｍから約５０μｍ、例えば、約１００ｎｍまたは約５００ｎｍから約２０μｍまたは約３０μｍの平均体積粒径を有することができる。ある１つの具体的な実施形態において、エアロゲル成分は、約１μｍから約１５μｍ、例えば、約１μｍまたは約２μｍから約１０μｍまたは約１５μｍ、例えば５μｍの平均体積粒径を有することができる。エアロゲル成分は、ポリマー材料の中で十分に分散された単独粒子としてまたは１つより多くの粒子もしく粒子群の凝集物として出現するエアロゲル粒子を含むことができる。
【００２９】
一般に、具体的な実施形態に使用されるエアロゲルのタイプ、空隙率、細孔の大きさ、および量は、結果として生ずる組成物の所望される性質に、ならびにそのエアロゲルが組み込まれるポリマーおよびポリマーの溶液の性質に基づいて選択することができる。例えば、プレポリマー（例えば、比較的低い加工粘度、例えば１０センチストーク未満、を有する低分子量ポリウレタンモノマー）をある実施形態での使用のために選択する場合には、比較的小さい細孔の大きさ、例えば約５０未満から約１００ｎｍの細孔の大きさを有する、高い空隙率、例えば約８０％より高い空隙率、および高い比表面積、例えば５００ｍ2／ｇより高い比表面積のエアロゲルを、比較的高濃度、例えば約２より大きく約２０以下の重量％で、例えば制御された温度、高剪断、ブレンディングによる中〜高エネルギー混合技術の使用により、プレポリマー中に混合することができる。親水性タイプのエアロゲルを使用する場合、プレポリマーを架橋および硬化／後硬化してポリマーおよびエアロゲル充填剤の無限長マトリックスを形成すると、結果として生ずる複合材は、同様に作製した未充填ポリマーサンプルと比較して、改善された疎水性および増大された硬度を示し得る。この改善された疎水性は、液体相加工中のポリマーとエアロゲルの相互作用に由来し得るものであり、それによって、ポリマーの分子鎖の一部がエアロゲルの細孔に入り込み、エアロゲルの非細孔領域は、そうでなければ水分子が入って占有し得る分子間空間の一部またはすべてを占有するのに役立つ。
【００３０】
エアロゲル成分を特徴付ける相互に連結された細孔の連続的で一体型の構造はまた、高い表面積をもたらし、エアロゲルを含むために使用される材料に依存して、その電気伝導性は、高度の熱および電気伝導から高度の断熱および絶縁にわたり得る。さらに、ある実施形態におけるエアロゲル成分は、約４００から約１２００ｍ2／ｇ、例えば、約５００から約１２００ｍ2／ｇ、または約７００から約９００ｍ2／ｇにわたる表面積を有することができる。ある実施形態において、エアロゲル成分は、約１．０×１０-4Ω・ｃｍより大きい、例えば、約０．０１から約１．０×１０16Ω・ｃｍ、約１から約１．０×１０8Ω・ｃｍ、または約５０から約７５０，０００Ω・ｃｍの範囲の電気抵抗率を有することができる。様々な実施形態において使用される異なるタイプのエアロゲルはまた、伝導性（約０．０１から約１．００Ω・ｃｍ）から絶縁性（約１０16Ω・ｃｍより大）にわたる電気抵抗率を有し得る。カーボンエアロゲルなどの実施形態の伝導性エアロゲルを、他の伝導性充填剤と組み合わせて、そうでなければ得ることが難しい物理的、機械的および電気的性質の組み合わせを生じさせることもできる。例えば、カーボンエアロゲルと炭素繊維の組み合わせをポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）の溶液などの適切なポリマーに添加し、その後、乾燥させて、比較的高い弾性率、非常に低い湿度膨張係数、低い抵抗率および安定した寸法を有し得る固体複合材を生じさせることができる。
【００３１】
ある実施形態において適切に使用することができるエアロゲルは、３つの主要カテゴリー、無機エアロゲル、有機エアロゲルおよびカーボンエアロゲル、に分けることができる。ある実施形態において、定着器部材層は、無機エアロゲル、有機エアロゲル、カーボンエアロゲルおよびこれらの混合物から選択される１つ以上のエアロゲルを含有することができる。例えば、ある実施形態は、同じタイプの多数のエアロゲル、例えば、２つ以上の無機エアロゲルの組み合わせ、２つ以上の有機エアロゲルの組み合わせ、もしくは２つ以上のカーボンエアロゲルの組み合わせを含むことがあり、または異なるタイプの複数のエアロゲル、例えば、１つ以上の無機エアロゲル、１つ以上の有機エアロゲルおよび／もしくは１つ以上のカーボンエアロゲルを含むことがある。例えば、化学的に改質された疎水性シリカエアロゲルを高電気伝導性カーボンエアロゲルと併用して、複合材の疎水性と電気的性質を同時に改質し、それぞれの性質の所望の目標レベルを達成することができる。
【００３２】
シリカエアロゲルなどの無機エアロゲルは、一般に、金属酸化物をゾル−ゲル重縮合して高架橋透明ヒドロゲルを形成することによって形成される。これらのヒドロゲルを超臨界乾燥に付して無機エアロゲルを形成する。
【００３３】
有機エアロゲルは、一般に、レゾルシノールとホルムアルデヒドのゾル−ゲル重縮合によって形成される。これらのヒドロゲルを超臨界乾燥に付して有機エアロゲルを形成する。
【００３４】
カーボンエアロゲルは、一般に、不活性雰囲気で有機エアロゲルを熱分解することによって形成される。カーボンエアロゲルは、三次元網目構造に配列されている、共有結合したナノメートルサイズの粒子から成る。カーボンエアロゲルは、高表面積炭素粉末とは異なり、酸素の無い表面を有し、それらの表面を化学的に改質して、ポリマーマトリックスとの相溶性を増すことができる。加えて、カーボンエアロゲルは、一般に、電気伝導性であり、約０．００５から約１．００Ω・ｃｍの電気抵抗率を有する。具体的な実施形態において、複合材は、１つ以上のカーボンエアロゲル、および／または、１つ以上のカーボンエアロゲルと１つ以上の無機および／または有機エアロゲルとのブレンドを含有してよい。
【００３５】
ある実施形態において含まれることがあるカーボンエアロゲルは、別個の特性を有する２つの形態学的タイプ、ポリマータイプおよびコロイドタイプ、を示す。カーボンエアロゲルの形態学的タイプは、そのエアロゲルの作製の詳細に依存するが、両方のタイプが分子クラスタの動力学的凝集の結果として生ずる。すなわち、ナノ細孔（２０Å（オングストローム）未満であり得る、絡み合ったナノ結晶質グラファイトリボンから成る、カーボンエアロゲルの一次粒子）がクラスタ化して、約２０から約５００Åであり得る二次粒子、すなわちメソ細孔、を形成する。これらのメソ細孔が鎖を形成して多孔質カーボンエアロゲルマトリックスを作ることができる。そのカーボンエアロゲルマトリックスを、ある実施形態では、例えば適する溶融ブレンドまたは溶剤混合技術によって、ポリマーマトリックスの中に分散させることができる。
【００３６】
ある実施形態において、カーボンエアロゲルを金属と組み合わせて、金属で被覆して、またはカーボンエアロゲルに金属をドープして、伝導性、磁化率および／または分散性を改善することができる。ある実施形態では、金属ドープ・カーボン・エアロゲルを、単独で使用することもあり、あるいは他のカーボンエアロゲルおよび／または無機もしくは有機エアロゲルとのブレンドで使用することもある。金属ドープ・カーボン・エアロゲルを使用する実施形態に、任意の適する金属、または金属の混合物、金属酸化物、および合金を含めることができる。具体的な実施形態において、および特定の実施形態において、遷移金属（元素周期表によって定義されるとおり）ならびにアルミニウム、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、カドミウム、インジウム、錫、水銀、タリウムおよび鉛から選択される１つ以上の金属をカーボンエアロゲルにドープすることができる。具体的な実施形態では、カーボンエアロゲルに銅、ニッケル、錫、鉛、銀、金、亜鉛、鉄、クロム、マンガン、タングステン、アルミニウム、白金、パラジウムおよび／またはルテニウムをドープする。例えば、ある実施形態において、銅ドープ・カーボン・エアロゲル、ルテニウムドープ・カーボン・エアロゲルおよびそれらの混合物を複合材に含めることができる。
【００３７】
ある実施形態において、エアロゲル成分は、１つ以上の特定の性質または特性を有することができる。例えば、エアロゲル成分は、約５００Å未満の極微粒子を含むことができ、エアロゲル成分は、低密度を有することができ、またはエアロゲル成分を、例えばプロトン化もしくは酸性化によって表面活性化することができる。これらまたは他の性質の１つまたは組み合わせを有するエアロゲル粒子を、ある実施形態では、ポリマーマトリックスに分散および／または結合させて、望ましい効果をもたらすことができる。
【００３８】
例えば、前に述べたように、エアロゲル成分がナノメートル規模の粒子を含む実施形態では、これらの粒子またはそれらの一部は、ポリマーの分子格子構造内の分子間および分子内空間を占有することができ、従って、それらの分子規模の空間に水分子が取り込まれてくることを防止することができる。このような遮断は、複合材全体の親水性を低下させ得る。加えて、多くのエアロゲルは疎水性である。疎水性エアロゲル成分の取り込みはまた、ある実施形態の複合材の親水性を低下させ得る。親水性が低下された複合材、およびそのような複合材から形成される任意の成分は、特に低湿と高湿の間のサイクルの条件下で、改善された環境安定性を有する。
【００３９】
加えて、多孔質エアロゲル粒子は、ポリマーに入り込むまたはポリマーと絡み合うことができ、それによってそのポリマー格子を補強することができる。従って、エアロゲル粒子がポリマー格子に入り込んでいるまたは散在している実施形態の複合材全体の機械的性質は、強化および安定化され得る。
【００４０】
例えば、ある実施形態において、エアロゲル成分は、５〜１５μｍの平均粒径、９０％より高い空隙率、４０〜１００ｋｇ／ｍ3の嵩密度、および６００〜８００ｍ2／ｇの表面積を有するシリカシリケートであり得る。勿論、所望される場合には、これらの範囲外のものまたは性質を有する材料を使用することができる。
【００４１】
エアロゲル成分の性質に依存して、エアロゲル成分をそのまま使用することができ、またはそれらを化学的に改質することができる。例えば、エアロゲル表面の化学的性質を様々な用途のために改質することができ、例えば、エアロゲルの分子構造の上または中での化学的置換により、親水性または疎水性を有するようにエアロゲル表面を改質することができる。例えば、エアロゲル成分の疎水性を改善するために化学的改質が望まれることがある。そのような化学処理が望まれる場合、当該技術分野において周知のいずれの従来的化学処理を用いてもよい。例えば、エアロゲル粉末のそのような化学処理としては、有機または部分フッ素化有機基などで表面ヒドロキシル基を置換することを挙げることができる。
【００４２】
ある実施形態において、定着器部材層は、ポリマー成分に分散されている状態または結合している状態の少なくとも一方である上記エアロゲルを少なくとも含むことができる。具体的な実施形態において、エアロゲルは、ポリマー成分に均一に分散されているおよび／または結合しているが、特定の目標を達成するためにある実施形態では不均一分散または結合を用いることがある。例えば、ある実施形態において、エアロゲルをポリマー成分に不均一に分散または結合させて、表面層、基材層、単層の異なる部分などに高いエアロゲル濃度を生じさせることができる。
【００４３】
所望の結果をもたらすために、任意の適する量のエアロゲルをポリマー成分に添加することができる。例えば、定着器部材層は、１００重量部のポリマー成分につき約０．２から約２０重量部のエアロゲル、例えば、１００重量部のポリマー成分につき約０．５から約１５重量部のエアロゲルまたは約１から約１０重量部のエアロゲルから成り得る。高い疎水性レベルを達成するために、エアロゲル成分をポリマー成分と組み合わせて、定着器部材の表面の汚れを減少させるために十分な比率で疎水性エアロゲル粒子が含まれるようすべきであり、この汚れとしては、トナー成分、紙用添加剤などを挙げることができる。具体的な実施形態において、エアロゲル成分は、所望の結果をもたらすために必要な最少量で供給される。
【００４４】
定着器部材外層コーティング溶液は、所望される場合には、界面活性剤も含有することがある。任意の適する公知の界面活性剤、または２つ以上の界面活性剤の混合物を使用することができる。存在する場合、界面活性剤を任意の所望される量で外層コーティング溶液に添加して、例えば、欠陥の無いまたは実質的に欠陥の無いコーティングを実現するコーティング溶液を生じさせることができる。ある実施形態において、コーティング溶液に含まれる界面活性剤の量は、例えば、そのコーティング溶液の約０．０１重量％または約０．１重量％から、約１０重量％または約１５重量％、例えば、約０．５重量％から、約５重量％または約６重量％であり得る。
【００４５】
必要な場合または所望される場合には、外層コーティング溶液に消泡剤を用いることもできる。例えば、一部の界面活性剤は、コーティング溶液の発泡の原因と成り得ることが判明したが、これは、化学反応の証拠ではなく機械的現象であると考えられる。例えば、既知量での従来の消泡剤、例えばＣｈｅｍｉｅ  ＢＹＫ−０５２、の使用により、泡形成の傾向を打ち消すことができる。
【００４６】
エアロゲル成分に加えて、他の補助剤および充填剤を外面層のポリマーに添加することができるが、但し、それらがそのポリマー材料の完全性に影響を及ぼさないことを条件とする。エラストマーの配合の際に通常遭遇するそのような充填剤としては、着色剤、補強充填剤、加工助剤、促進剤などが挙げられる。酸化マグネシウムなどの酸化物、および水酸化カルシウムなどの水酸化物は、多くのフルオロエラストマーの硬化の際の使用に適する。他の金属酸化物、例えば酸化第二銅、酸化鉛および／または酸化亜鉛も、離型性を改善するために使用することができる。金属酸化物、例えば酸化銅、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化錫、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マンガン、酸化モリブデンなど、カーボンブラック、グラファイト、金属繊維および金属粉末粒子、例えば銀、ニッケル、アルミニウムなど、ならびにそれらの混合物は、熱伝導性を増進させることができる。フルオロポリマー外側定着層へのシリコーン粒子の添加は、定着プロセス中およびその後の定着器部材からのトナーの離型性を増加させることができる。フルオロポリマー外側定着層の加工性は、シリコーンオイルの吸収を増加させることによって、特に、充填剤、例えば、ヒュームドシリカまたはクレー、例えばオルガノモンモリロナイトを添加することによって、増大させることができる。補強用焼成アルミナおよび非補強用平板状アルミナも適する。
【００４７】
フルオロエラストマー外層に関連してエアロゲル成分に加えて無機粒子充填剤も使用することができる。そのような無機充填剤は、塗布されるシリコーン定着器剤（ｆｕｓｅｒ  ａｇｅｎｔ）の官能基のためのアンカー部位を生じさせるために従来使用されている。しかし、追加の充填剤を本定着器部材では使用する必要がない場合があり、または低減された量で使用することができ、例えば、より少ない量の離型剤を用いることができる。適する充填剤の例としては、金属含有充填剤、例えば、金属、金属合金、金属酸化物、金属塩または他の金属化合物が挙げられる。本発明に適用できる金属の一般クラスとしては、周期表の１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８族の金属および希土類元素が挙げられる。充填剤は、アルミニウム、銅、錫、亜鉛、鉛、鉄、白金、金、銀、アンチモン、ビスマス、亜鉛、イリジウム、ルテニウム、タングステン、マンガン、カドミウム、水銀、バナジウム、クロム、マグネシウム、ニッケルおよびこれらの合金の酸化物であり得る。他の具体的な例としては、無機粒子充填剤が挙げられ、例えば酸化アルミニウムおよび酸化第二銅である。他の例としては、補強用および非補強用焼成アルミナおよび平板状アルミニウムがそれぞれ挙げられる。
【００４８】
本明細書における定着器部材の外側フルオロエラストマー表面層の厚みは、約１０から約２５０マイクロメートル、例えば、約１５から約１００マイクロメートルである。
【００４９】
任意の適する基材を定着器部材のために選択することができる。定着器部材基材は、ロール、ベルト、平面、シート、フィルム、または適するコピー基材への熱可塑性トナー画像の定着に使用される他の適する形状であり得る。それは、例えば円筒ロールの形態で、定着器部材、加圧部材、または離型剤ドナー部材の形態をとることができる。典型的には、定着器部材は、中空円筒形金属コア、例えば銅、アルミニウム、ステンレススチール、または剛性および構造一体性を維持するために選択されるある種のプラスチック材料で作られ、更にその上に塗工されてそれにしっかりと接着されたポリマー材料を有することができる。ある実施形態では、支持基材は円筒形スリーブ、例えば、約１から約６ミリメートルの外側ポリマー層を有するものであることが望ましい。ある実施形態において、アルミニウムまたはスチールシリンダーであり得るコアを溶剤で脱脂し、研磨洗浄剤でクリーニングした後、スプレー、はけ塗りまたは浸漬することができるプライマー、例えばＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）１２００、を下塗りし、その後、周囲条件下で３０分間、空気乾燥させ、その後、１５０℃で３０分間、焼成する。
【００５０】
石英およびガラス基材も適する。定着器部材における石英またはガラスコアの使用により、軽量、低コスト定着器システム部材の製造が可能になる。さらに、ガラスおよび石英は、迅速な暖機を可能にするために役立ち、従って、エネルギー効率がよい。加えて、定着器部材のコアは、ガラスまたは石英を含むため、そのような定着器部材をリサイクルできる現実的な可能性がある。さらに、これらのコアは、優れた断熱をもたらすことによって高い熱効率を可能にする。
【００５１】
前記定着器部材がベルトであるとき、その基材は、プラスチック、例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃから入手できるＵｌｔｅｍ（登録商標）、ＢＡＳＦから入手できるＵｌｔｒａｐｅｋ（登録商標）、Ｈｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅから入手できる商品名Ｆｏｒｔｒｏｎ（登録商標）で販売されているＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、Ｐｈｉｌｌｉｐｓ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍから入手できるＲｙｔｏｎ  Ｒ−４（登録商標）、およびＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃから入手できるＳｕｐｅｃ（登録商標）、Ａｍｏｃｏから入手できる商品名Ｔｏｒｌｏｎ（登録商標）７１３０で販売されているＰＡＩ（ポリアミドイミド）、Ａｍｏｃｏから入手できる商品名Ｋａｄｅｌ（登録商標）Ｅ１２３０で販売されているポリケトン（ＰＫ）、ＰＩ（ポリイミド）、ポリアラミド、Ｖｉｃｔｒｅｘから入手できる商品名ＰＥＥＫ  ４５０ＧＬ３０で販売されているＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、Ａｍｏｃｏから入手できる商品名Ａｍｏｄｅｌ（登録商標）で販売されているポリフタルアミド、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＡＥＫ（ポリアリールエーテルケトン）、ＰＢＡ（ポリパラバン酸）、シリコーン樹脂、およびフッ素化樹脂、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシ）、ＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン）、Ａｍｏｃｏから入手できる液晶樹脂（Ｘｙｄａｒ（登録商標））、など、ならびにこれらの混合物をはじめとする、いずれの所望されるまたは適する材料から成るものであってもよい。これらのプラスチックにガラスまたは他の鉱物を充填して、それらの熱的性質を変えることなくそれらの機械的強度を強化することができる。ある実施形態において、プラスチックは、優れた機械的強度を有する高温プラスチック、例えば、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリケトン、ポリフタルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、およびポリエーテルイミドを含む。適する材料としてはシリコーンゴムも挙げられる。
【００５２】
必要に応じて設けられる中間層は、いずれの適するまたは所望される材料から成るものであってもよい。例えば、必要に応じて設けられる中間層は、形状整合性層を形成するために十分な厚みのシリコーンゴムを含むことができる。適するシリコーンゴムとしては、室温加硫（ＲＴＶ）シリコーンゴム、高温加硫（ＨＴＶ）シリコーンゴム、および（ＬＳＲ）液体シリコーンゴムが挙げられる。これらのゴムは公知であり、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３５ブラックＲＴＶおよびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３２  ＲＴＶ（両方とも、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手できる）、ならびに１０６  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒおよび９０  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ（両方とも、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃから入手できる）のように容易に購入することができる。他の適するシリコーン材料としては、シラン、シロキサン（例えば、ポリジメチルシロキサン）、例えばフルオロシリコーン、ジメチルシリコーン、液体シリコーンゴム、例えばビニル架橋熱硬化性ゴムまたはシラノール室温架橋材料などが挙げられる。中間層に適する他の材料としては、下で述べるものはじめとする、ポリイミドおよびフルオロエラストマーが挙げられる。
【００５３】
必要に応じて設けられる中間層は、典型的には、約０．０５から約１０ミリメートル、例えば、約０．１から約５ミリメートル、または約１から約３ミリメートルの厚みを有するが、その厚みはこれらの範囲外であってもよい。より具体的には、中間層が加圧部材上に存在する場合、それは、典型的には、約０．０５から約５ミリメートル、例えば、約０．１から約３ミリメートル、または約０．５から約１ミリメートルの厚みを有するが、その厚みはこれらの範囲外であってもよい。定着器部材上に存在するとき、その中間層は、典型的には、約１から１０ミリメートル、例えば、約２から約５ミリメートル、または約２．５から約３ミリメートルの厚みを有するが、その厚みはこれらの範囲外であってもよい。ある実施形態では、定着器部材が加圧部材より変形できるように、定着器部材の中間層の厚みは、加圧部材のものより厚い。
【００５４】
定着器部材のポリマー層は、通常のスプレー、浸漬およびタンブルスプレー技術をはじめとするいずれの所望されるまたは適する手段によってその定着器部材基材上に塗工してもよい。
ある実施形態では、定着器基材に塗布する前にそれらのポリマーを溶剤で希釈することが望ましい。
【００５５】
必要に応じて設けられる中間接着剤層および／または中間ポリマーもしくはエラストマー層を塗布して、本開示の望ましい性質および性能目標を達成することができる。中間層は、基材と外側フルオロエラストマー表面の間に存在することができる。接着剤中間層は、例えば、エポキシ樹脂およびポリシロキサンから選択することができる。適する中間層の例としては、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）シリコーンゴムおよび液体シリコーンゴム（ＬＳＲ）シリコーンゴムが挙げられる。これらのゴムは公知であり、容易に購入することができる。別の具体的な例は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ  １８２である。
【００５６】
基材と中間層の間に接着剤層を設けることができる。中間層と外層の間に接着剤層がある場合もある。中間層がない場合、フルオロエラストマー層を接着剤層によって基材に結合させることができる。
【００５７】
中間層の厚みは、約０．５から約２０ｍｍ、または約１から約５ｍｍである。中間層が接着剤層である実施形態において、その接着剤層の厚みは、例えば、約５から約２０マイクロメートルであり得る。
【００５８】
比較例１：
従来の定着器部材を次のように作製する。１００重量部のヒドロフルオロエラストマー、ＤｕＰｏｎｔ  Ｖｉｔｏｎ（登録商標）ＧＦ、３５重量パーセントのフッ化ビニリデンと３４重量パーセントのヘキサフルオロプロピレンと２９重量パーセントのテトラフルオロエチレンと２重量パーセントの硬化部位モノマーのテトラポリマー、を含有する溶剤溶液／分散液から、定着器部材コーティング配合物を調製した。Ｖｉｔｏｎ（登録商標）ＧＦを、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）中、５重量部のＡＯ７００硬化剤（Ｕｎｉｔｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手できる、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）と混合した。そのコーティング組成物を流し塗りによって定着器ロール表面に約２０マイクロメートルの呼び厚まで付与した。そのコーティングを、空気中、９５℃で２時間、１７５℃で２時間、２０５℃で２時間、そして２３０℃で１６時間、段階的に加熱することによって硬化させて、厚み約２０マイクロメートルの層を生成した。
【００５９】
実施例１：
Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手したシリカシリケートＶＭ２２７０エアロゲル粉末３重量部をコーティング組成物にさらに添加したことを除き、比較例１の場合と同様に定着器部材を作製した。ＶＭ２２７０エアロゲル粉末は、９０％より大きい空隙率、４０〜１００ｋｇ／ｍ3の嵩密度、および６００〜８００ｍ2／ｇの表面積を有する、５〜１５マイクロメートルの粒子を含有する。
【００６０】
実施例２：
Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手したシリカシリケートＶＭ２２７０エアロゲル粉末５重量部をコーティング組成物にさらに添加したことを除き、比較例１の場合と同様に定着器部材を作製した。
【００６１】
実施例３：
Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇから入手したシリカシリケートＶＭ２２７０エアロゲル粉末１０重量部をコーティング組成物にさらに添加したことを除き、比較例１の場合と同様に定着器部材を作製した。
【００６２】
実施例および比較例の試験：
比較例１ならびに実施例１および２の調製分散液は、エアロゲル投入量増加に伴って増粘したが、３および１０ｐｐｈのエアロゲル投入量で平滑なコーティングを依然として生成することが観察された。作製したすべての試験コーティングを、上に記載した標準条件に従って、４９℃と２１８℃の間で熱処理した。
【００６３】
２４時間の冷メチルエチルケトン（ＭＥＫ）抽出を用いて、架橋効率の指標として、抽出物測定を行った。比較例１および実施例２のサンプルを試験した。下記の結果は、エアロゲル粒子の添加が、ＡＯ７００架橋剤を使用する架橋に干渉しないことを示している。両方の値が許容可能範囲内である。
【表１】
2010211207.tif 000003
【００６４】
７０°Ｆ、５０％相対湿度雰囲気でＩｎｔｒｏｎ  ３３６７を用い、５０Ｎのロードセルを使用して、１００〜２００マイクロメートル厚の皮膜に関する機械的試験を行った。表２は、３ｐｐｈの投入量で、引張応力と引張歪の両方に改善があることを示しているが、弾性率は、対照と有意な差がなく、これは、この材料が堅くなりすぎ（これは望ましくないであろう）ないことを示している。最大の改善は、靭性の改善であり、これは、３ｐｐｈサンプルについてはほぼ５０％高く、定着器磨耗の改善を生じさせることが期待される。１０ｐｐｈエアロゲル投入量を有する複合材は、低い引張歪および高い弾性率を示し、これは、粉末投入量が多すぎであり、結果としてより硬質の堅い材料を生じていることを示している。
【表２】
2010211207.tif 000004
【００６５】
およそ２０マイクロメートル厚の熱処理済複合材コーティングに関して皮膜の表面エネルギーを測定した。算出した表面自由エネルギーは、水、ホルムアルデヒドおよびジヨードメタンからの接触角に基づく。一部の他の硬質セラミック充填剤とは対照的に、エアロゲル粉末の添加は、表面エネルギーを増大させず、実際には、Ｖｉｔｏｎ／ＡＯ７００の場合より表面エネルギーを減少させている。定着器オイルとの相溶性の試験も有益であろう。
【表３】
2010211207.tif 000005
【図１】
2010211207.tif 000006
【図２】
2010211207.tif 000007