(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フューザー部材であって、
基板と、
前記基板に配置されており、１つ以上のフッ素系材料に分散している複数のカーボンナノチューブを含む剥離層とを備え、前記複数のカーボンナノチューブが、この複数のカーボンナノチューブの外側表面に共有結合したヒドロキシフェニルマレイミド基と、前記ヒドロキシフェニルマレイミドに共有結合したフッ素系エラストマーシェル層とを含み、
前記フッ素系エラストマーシェル層の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である、フューザー部材。
【請求項２】
コア−シェル粒子を製造する方法であって、
カーボンナノチューブおよびヒドロキシフェニルマレイミド（ＨＰＭ）を溶媒中で混合して反応混合物を作成することと；
前記反応混合物を分離して、前記カーボンナノチューブの外側表面にヒドロキシフェニルマレイミドが共有結合したカーボンナノチューブを得ることと；
前記外側表面にヒドロキシフェニルマレイミドが共有結合したカーボンナノチューブと、（１）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのうち２つのコポリマー、（２）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのターポリマー、（３）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、キュアサイトモノマーのテトラポリマーといったコポリマーからなる群から選択されるフッ素系エラストマーとを溶媒中で反応させ、フッ素系エラストマーシェル層を有するカーボンナノチューブを得ることと；
前記カーボンナノチューブを集めることとを含み、
前記フッ素系エラストマーシェル層の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である、方法。
【請求項３】
カーボンナノチューブの外側表面に結合したヒドロキシフェニルマレイミドと、前記ヒドロキシフェニルマレイミドに結合したフッ素系エラストマーシェル層とを含み、
前記フッ素系エラストマーシェル層の厚みは、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である、カーボンナノフィブリル。
【請求項４】
基板と、
前記基板に配置されており、１つ以上のフッ素系材料に分散した請求項３に記載のカーボンナノフィブリルを含む剥離層とを備える、フューザー部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、デジタル方式、多重現像方式などを含む電子写真画像形成装置に有用なフューザー部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な電子写真画像形成装置では、複写する元画像、または電子文書の画像は、感光部材に静電潜像の形態で記録されており、次いで、トナーと一般的に呼ばれる熱可塑性樹脂粒子またはそのコンポジットを塗布することによって、潜像を可視化する。可視化したトナー画像は、固定されていない粉末の形態であり、簡単に乱れたり、壊れたりすることがある。通常は、トナー画像を、切断したシートまたは連続媒体であってもよい基板または支持部材（例えば、普通紙）に固着させるか、または融合させる。
【０００３】
トナー画像を支持部材に固着させるために、熱エネルギーを用いることがよく知られている。熱によって支持材表面にトナー材料を永久的に融合させるために、トナー材料の構成要素が融着し、粘着性をもつ温度までトナー材料の温度を上げる必要がある。この加熱によって、トナーは、支持部材の繊維または孔に対し、ある程度流動性をもつようになる。その後、トナー材料を冷却していくと、トナー材料が固化し、トナー材料が支持材に強く結合する。
【０００４】
トナー画像を熱によって融合させるいくつかのアプローチが、従来技術で記載されている。これらの方法は、加圧状態で接触させたロール対、ロールと加圧状態で接触させたベルト部材などのような種々の方法によって、実質的に熱および圧力を同時に与えることを含む。ロール、プレート部材またはベルト部材の片側または両側を加熱することによって熱を加えてもよい。トナー粒子の融合は、熱、圧力、接触時間を適宜組み合わせて行われる。トナー粒子を融合させるための、上述のパラメータの調節は、当該技術分野で十分に知られており、特定の機械または処理条件に適するように調節することができる。
【０００５】
熱を加え、トナー粒子を支持材に熱によって融合させている融合システムを行っている間、トナー画像と支持材は両方とも、ロール対、またはプレート部材またはベルト部材の間に形成されている爪部材を通過する。爪部材において、熱移動と加圧とを同時に行い、トナー画像を支持材に融合させる。融合プロセス中に、通常の操作ではトナー粒子が支持材からフューザー部材に裏移りしないことが重要である。フューザー部材に裏移りしたトナー粒子は、その後、機械の他の部品に移るか、または次の複写サイクルのときに支持材に移る場合があり、背景の濃度が高まってしまうか、または複写される材料の邪魔になる。「ホットオフセット」と呼ばれるこの状況は、トナーの温度が、トナー粒子が液化する温度まで上がってしまい、溶融したトナーが、融合操作中にフューザー部材に残っている部分と分断してしまうときに起こる。ホットオフセット温度、またはホットオフセット温度による分解は、フューザー部材の剥離特性の測定値であり、したがって、必要な剥離を行うために、融合表面の表面エネルギーが低いことが望ましい。
【０００６】
フューザーまたは画像固着部材（ロールまたはベルトであってもよい）は、適切な基板に１つ以上の層を適用することによって調製されてもよい。円筒形のフューザーおよび固着用ロールは、例えば、エラストマーまたはフッ素系エラストマーを円筒形のアルミニウムに適用することによって調製されてもよい。コーティングされたロールを加熱し、エラストマーを硬化させる。このような処理は、例えば、米国特許第５，５０１，８８１号、第５，５１２，４０９号、第５，７２９，８１３号に開示されており、これらの開示内容は、それぞれ全体が本明細書に参考として組み込まれる。
【０００７】
現行のフューザー部材は、弾性シリコーン層に、剥離層としてフッ素系ポリマートップコートを備える構成になっている場合がある。フッ素系ポリマーは、高温（２００℃より高い温度）、高圧条件にも耐え、化学薬品安定性を示し、表面エネルギーが低く、すなわち、剥離特性を示す。典型的には、現行のフューザー部材で使用されるフューザートップコート材料には、フッ素系エラストマーとフッ素系プラスチックの２種類が存在する。フッ素系エラストマーは、機械的な柔軟性も良好であり、衝撃吸収性を付与し、典型的には、表面エネルギーが高めなので、オフセットを防ぐために剥離剤を必要とする。フッ素系プラスチック（例えば、Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．製のＴＥＦＬＯＮ（登録商標）は、フッ素含有量が多いため、表面エネルギーが低めであり、油を用いない融合には広く用いられている。しかし、フッ素系プラスチックは、典型的には機械的な柔軟性が良好ではなく、例えば、へこんだり、割れたり、摩耗したりする場合がある。
【０００８】
半結晶性ポリマーおよび特定の熱硬化性ポリマー（例えば、ポリアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、テフロン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂など）は、多くの用途でエンジニアリング材料として広く用いられている。しかし、これらの材料は、一般的に、特有のもろさがあるため、延性破壊しやすい傾向がある。半結晶性ポリマーの機械特性を高める最も重要で一般的に適用される方法論のひとつは、ゴム状フィラーを加えることによって達成される。ポリマー中にマイクロメートル未満のゴム状フィラーを加えると、充填したゴム状粒子の周囲でキャビテーションが起こり、これによってポリマーの強度が上がるという理論がある。キャビテーションを起こしたゴム状粒子は、プラスチックが変形することによって、ポリマーマトリックス中の応力を高める。したがって、空隙の周囲で静水圧が開放され、破壊破損を生じさせる応力が、結晶性材料中に再び分配される。ポリマーの強度を上げる機構について、いくつかのモデルが開発されている。強度を高めるのに有効なフィラーについて、平均分子間距離は、臨界長Ｌｃよりも小さいはずであり、この値は、微細な亀裂と分散したフィラー粒子の平均粒径との平均距離によって支配される。したがって、所与のポリマーマトリックスで、有効に強度を上げるために、重要なゴムの体積分率を小さくするのに可能な方法は、フィラーの粒径を小さくすることである。
【０００９】
上述の材料の破壊靱性を顕著に向上させることは可能であるが、ゴムによって強化されたポリマーは、典型的には、弾性率が顕著に低下する。弾性率低下を克服するために、硬質のコアと軟質のシェルとを有するフィラーをポリマーマトリックスに加える。半結晶性ポリマーの強度を上げるためにコア−シェルフィラーを作成する多くのアプローチが開発されている。例えば、ブロックコポリマーを用いた強化は、多くのポリマー系で幅広く使用されている。このアプローチに関連する課題は、異なるポリマーの形態および領域の大きさを制御するために、特定のブロックコポリマーを合成する必要があることである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
種々の実施形態によれば、基板と剥離層とを備えるフューザー部材が記載されている。剥離層は、基板に配置されており、１つ以上のフッ素系材料に分散した複数のカーボンナノチューブを含んでいる。上述のカーボンナノチューブは、上述の複数のカーボンナノチューブの外側表面に共有結合したヒドロキシフェニルマレイミド基と、ヒドロキシフェニルマレイミドに共有結合したフッ素系エラストマーシェル層とを有している。
【００１１】
別の実施形態によれば、コア−シェル粒子を製造する方法が記載されている。この方法は、カーボンナノチューブとヒドロキシフェニルマレイミド（ＨＰＭ）とを溶媒中で混合し、反応混合物を作成することを含む。反応混合物を分離して、カーボンナノチューブの外側表面にヒドロキシフェニルマレイミドが共有結合したカーボンナノチューブを得る。外側表面にヒドロキシフェニルマレイミドが共有結合したカーボンナノチューブと、（１）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのうち２つのコポリマー、（２）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのターポリマー、（３）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、キュアサイトモノマーのテトラポリマーといったコポリマーからなる群から選択されるポリマーとを溶媒中で反応させ、エラストマーシェルを有するカーボンナノチューブを得る。このカーボンナノチューブを集める。
【００１２】
別の実施形態によれば、カーボンナノフィブリルが記載されている。カーボンナノフィブリルは、カーボンナノチューブの外側表面に結合したヒドロキシフェニルマレイミドと、ヒドロキシフェニルマレイミドに結合したフッ素系エラストマーシェル層とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の模式図である。
【図２】フューザー部材の一実施形態の模式図である。
【図３】剥離層の詳細な図である。
【図４】カーボンナノチューブの外側表面に共有結合したヒドロキシフェニルマレイミドのＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【図５】カーボンナノチューブの外側表面に共有結合したヒドロキシフェニルマレイミドに結合したフッ素系エラストマー層のＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【図６】種々のカーボンナノチューブの熱重量分析を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
なお、図面の詳細は単純化して示されているものもあり、厳密な構造の正確さ、詳細、縮尺を保つことよりも、実施形態の理解を容易にするように描かれている。
【００１５】
図１を参照すると、典型的な静電複写装置では、複写する元の光像を、感光部材に静電潜像の形態で記録し、次いで、トナーと一般的に呼ばれる検電熱可塑性樹脂粒子を適用することによって、潜像を可視化する。特定的には、電源１１から電圧が供給されている帯電器１２によって、感光体１０の表面が帯電する。次いで、感光体１０を、光学系または画像入力装置１３（例えば、レーザ、発光ダイオード）からの光に画像どおりに露光し、表面に静電潜像が形成される。一般的に、静電潜像は、現像ステーション１４からの現像剤混合物と接触することによって現像される。磁気ブラシ、パウダークラウドまたは他の既知の現像プロセスによって現像を行うことができる。乾燥した現像剤混合物は、通常は、トナー粒子が摩擦電気によって付着したキャリア顆粒を含む。トナー粒子は、キャリア顆粒から潜像へと引きつけられ、潜像上にトナー粉末の画像が形成される。または、トナー粒子が分散した液体キャリアを含む液体現像材料を用いてもよい。液体現像材料は、静電潜像と接触するように移動し、トナー粒子が画像の形状に堆積する。
【００１６】
トナー粒子が光導電性表面に画像の形に堆積した後、加圧転写であっても静電転写であってもよい転写手段１５によって複写シート１６へと転写される。または、現像した画像を中間転写体に転写するか、または転写体にバイアスし、次いで、複写シートに転写してもよい。複写基板の例としては、紙、ポリエステル、ポリカーボネートなどの透明材料、布、木材、または最終的な画像がのせられる任意の他の望ましい材料が挙げられる。
【００１７】
現像した画像の転写が終了したら、複写シート１６は、図１ではフューザーロール２０および加圧ロール２１として示されている融合ステーション１９に進み（しかし、加圧ロールと接触した状態のフューザーベルト、加圧ベルトと接触した状態のフューザーロールなどのような任意の他の融合要素も、本装置とともに用いるのに適している）、複写シート１６が融合部材および加圧部材を通ることによって現像した画像が複写シート１６に融合し、永久的な画像が生成する。または、トランスフィックスを用いることによって転写および融合を行ってもよい。
【００１８】
転写に続き、感光体１０は、クリーニングステーション１７に進み、ここで、ブレード（図１に示されているような）、ブラシ、または他のクリーニング装置を用いて、感光体１０に残った任意のトナーが取り除かれる。
【００１９】
図２は、フューザー部材の一実施形態の拡大模式図であり、種々の可能な層を示している。図２に示されているように、基板２５の上には、中間層２２がある。中間層２２は、例えば、シリコーンゴムであってもよい。中間層２２の上には、剥離層２４が配置されており、これについては以下にさらに詳細に記載する。
【００２０】
図３で示されているのは剥離層である。剥離層は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）３３がフッ素系エラストマーシェル層３１でコーティングされたものが、フッ素系材料３２に分散したコンポジット材料を含む。フッ素系エラストマーシェル層３１は、カーボンナノチューブを包み込んでおり、すなわち、フッ素系エラストマーシェル層は、カーボンナノチューブの外側表面に接続している。このような剥離層は、トナーを良好に剥離させるために、表面エネルギーが低く、かつ脆性が低く、へこんだり欠けたりしにくい層を与える。ＣＮＴ３３は、硬質コアを与え、フッ素系エラストマーは、軟質シェル層３１を与える。フッ素系エラストマーでコーティングされたＣＮＴは、フッ素系材料３２を強化する。剥離層は、表面自由エネルギーが約２５ｍＮ／ｍ以下であってもよく、または約１０ｍＮ／ｍ〜約２５ｍＮ／ｍ、または約１３ｍＮ／ｍ〜約２３ｍＮ／ｍ、または約１７ｍＮ／ｍ〜約２０ｍＮ／ｍであってもよく、ここで、表面自由エネルギーは、例えば、Ｆｉｂｒｏ  ＤＡＴ１１００装置を用いる接触角測定の結果から、ルイス酸−塩基法を用いて算出することができる。
【００２１】
図３に示される形状を有する剥離層は、ＵＳＳＮ  １２／６３９，３０２で記載されており、本明細書に参考として組み込まれる。硬質コアとしてのカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、軟質シェルとしてのエラストマーもＵＳＳＮ  １２／６３９，３０２に記載されており、本明細書に参考として組み込まれるが、コア−シェル構造を正確に制御することには、依然として課題が残る。
【００２２】
本明細書には、十分に規定されたフッ素系エラストマーでコーティングされたＣＮＴナノフィブリルを製造する実施形態が記載されている。特定的には、ＣＮＴ外側表面は、フッ素系エラストマーポリマーに化学的に結合している。ヒドロキシフェニルマレイミド（ＨＰＭ）は、フッ素系エラストマーシェルをＣＮＴに接続する固定基として使用される。ＨＰＭは、Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応のジエノフィルを有しており、ＣＮＴの外側表面にＨＰＭを接続することができる。ＨＰＭは、求核置換によってフッ素系エラストマーポリマーと反応するフェノール基を有している。このプロセスによって、ＣＮＴが約１重量％〜約３０重量％のフッ素系エラストマーに包まれたもの、ＣＮＴが約３重量％〜約１５重量％のフッ素系エラストマーに包まれたもの、またはＣＮＴが約５重量％〜約１０重量％のフッ素系エラストマーに包まれたもののような十分に規定されたコア−シェルナノフィブリル構造が得られる（ＴＧＡによって分析）。次いで、フッ素系プラスチック粒子と、ナノフィブリルとをＭＩＢＫ中で混合することによって、合成されたコア−シェルナノフィブリルをフッ素系プラスチック樹脂（例えば、ＰＥＶＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ）とブレンドし、この混合物を基板にスプレーコーティングする（例えば、シリコーン成形されたフューザーロール）。コア−シェルナノフィブリルを他の半結晶性ポリマーに組み込み、強化されたコンポジットを得てもよい。強化されたコンポジット材料は、多くの用途が見つかるであろう。
【００２３】
ＨＰＭは、無水マレイン酸とアミノフェノールとを反応させることによって合成される（式１）。
【化１】
0005572591.tif 000002
【００２４】
ＨＰＭをＣＮＴに固定するためのプロセスを式２に示している。
【化２】
0005572591.tif 000003
【００２５】
ＨＰＭに固定したＣＮＴにフッ素系エラストマーを接続するプロセスを式３に示している。
【化３】
0005572591.tif 000004
【００２６】
本明細書に記載した実施形態の利点としては、十分に規定されたコア−シェル構造が挙げられる。十分に規定されたコア−シェル構造によって、出発原料が安価であっても、優れた製造を行うことができる。コア−シェルフィブリルを種々のポリマー系に用いてもよい。
【００２７】
本明細書に記載した配合物で用いるのに適したフッ素系材料としては、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、およびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマー繰り返し単位を含むフッ素系ポリマーが挙げられる。フッ素系材料の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）；ペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）；テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とのコポリマー；ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とフッ化ビニリデン（ＶＤＦまたはＶＦ２）とのコポリマー；テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）と、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とのターポリマー；テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と、フッ化ビニリデン（ＶＦ２）と、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とのテトラポリマー、およびこれらの混合物が挙げられる。フッ素系プラスチックは、化学薬品安定性および熱安定性を付与し、表面エネルギーは低い。フッ素系材料は、融点が約１００℃〜約３５０℃、または約１２０℃〜約３３０℃である。
【００２８】
本明細書で使用される場合、他の意味であると明記されていない限り、用語「カーボンナノチューブ」またはＣＮＴは、少なくとも１つの小さい寸法を有する細長い炭素材料を指す（例えば、幅または直径が１００ナノメートルまで）。種々の実施形態では、ＣＮＴは、平均直径が、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、またはある場合には、約５ｎｍ〜約５０ｎｍ、または約１０ｎｍ〜約３０ｎｍであってもよい。カーボンナノチューブは、アスペクト比が、少なくとも１０、または約１０〜約１０００、または約１０〜約５０００である。アスペクト比は、直径に対する長さの比率であると定義される。
【００２９】
種々の実施形態では、カーボンナノチューブとしては、限定されないが、カーボンナノシャフト、カーボンナノピラー、カーボンナノワイヤ、カーボンナノロッド、カーボンナノニードル、およびこれらの種々の官能基化されたフィブリル形態および誘導体化されたフィブリル形態が挙げられ、より糸、編み糸、織り地などのような例示的な形態のカーボンナノファイバーを含む。ある実施形態では、ＣＮＴは、グラフェンシートと呼ばれる１原子分の厚みのグラファイト層であると考えられてもよく、ナノメートルの大きさの円筒形、管、または他の形状になるように丸められてもよい。
【００３０】
種々の実施形態では、カーボンナノチューブまたはＣＮＴとしては、上述のあらゆる可能なカーボンナノチューブから得られた改変されたカーボンナノチューブおよびこれらの組み合わせを挙げることができる。カーボンナノチューブの改変は、物理的な改変および／または化学的な改変を含んでいてもよい。
【００３１】
種々の実施形態では、カーボンナノチューブまたはＣＮＴは、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、およびこれらの種々の官能基化されたフィブリル形態および誘導体化されたフィブリル形態（例えば、カーボンナノファイバー）を含んでいてもよい。
【００３２】
ＣＮＴは、導電性材料または半導体材料から作られていてもよい。ある実施形態では、ＣＮＴは、純度の低い紙形態および／または純度の高い紙形態で得られてもよく、または、種々の溶液として購入してもよい。他の実施形態では、ＣＮＴは、製造したままの未精製状態で入手可能な場合があり、この場合、その後に精製プロセスを行ってもよい。
【００３３】
当業者は、コア−フッ素系エラストマーシェル層のＣＮＴコア要素が、規則な形状または不規則な形状の種々の他の断面形状（例えば、長方形、多角形または卵形）を有していてもよいことを理解するであろう。したがって、ＣＮＴ３３は、例えば、円筒形の三次元形状を有していてもよい。
【００３４】
ＨＰＭがカーボンナノチューブの外側表面に結合し、ＨＰＭがフッ素系エラストマーシェルまたはナノフィブリルに結合しているカーボンナノチューブは、剥離層の重量を基準として、約０．１％〜約３０％の量で存在する。実施形態では、ナノフィブリルが剥離層の重量を基準として約０．５重量％〜約１５重量％、または約１重量％〜約１０重量％の量で存在する。
【００３５】
３種類の既知のフッ素系エラストマーの例は、（１）フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのうち２つのコポリマー群、例えば、ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）として市販されている既知のもの；（２）ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）として市販されている既知の、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンのターポリマー群；（３）ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）またはＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）として市販されている既知の、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、キュアサイトモノマーのテトラポリマー群である。
【００３６】
フッ素系エラストマーＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）およびＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）は、フッ化ビニリデンの相対量が少ない。ＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）およびＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）は、約３５重量％のフッ化ビニリデンと、約３４重量％のヘキサフルオロプロピレンと、約２９重量％のテトラフルオロエチレンと、約２重量％のキュアサイトモノマーとを含む。
【００３７】
図３のシェル層３１に使用される市販のフッ素系エラストマーとしては、例えば、ＶＩＴＯＮ（登録商標）Ａ（ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とフッ化ビニリデン（ＶＤＦまたはＶＦ２）とのコポリマー）、ＶＩＴＯＮ（登録商標）Ｂ（テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）と、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）と、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とのターポリマー）、ＶＩＴＯＮ（登録商標）ＧＦ（ＴＦＥと、ＶＦ２と、ＨＦＰとのテトラポリマー）、ＶＩＴＯＮ（登録商標）Ｅ、ＶＩＴＯＮ（登録商標）Ｅ  ６０Ｃ、ＶＩＴＯＮ（登録商標）Ｅ４３０、ＶＩＴＯＮ（登録商標）９１０、ＶＩＴＯＮ（登録商標）ＧＨ、ＶＩＴＯＮ（登録商標）ＧＦが挙げられる。ＶＩＴＯＮ（登録商標）の名称は、Ｅ．Ｉ．  ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．（デラウェア州ウィルミントン）の商標である。
【００３８】
特定の実施形態では、シェル層３１用のフッ素系エラストマーとしては、ＶＩＴＯＮ−ＧＦ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）が挙げられ、ＴＦＥ、ＨＦＰ、ＶＦ２、キュアサイトを含んでいる。このエラストマー用の例示的な硬化剤としては、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃから入手可能なＶＩＴＯＮ（登録商標）Ｃｕｒａｔｉｖｅ  Ｎｏ．５０（ＶＣ−５０）を挙げることができる。Ｃｕｒａｔｉｖｅ  ＶＣ−５０は、架橋剤としてビスフェノール−ＡＦを含有し、促進剤としてジフェニルベンジルホスホニウムクロリドを含有していてもよい。
【００３９】
種々の実施形態では、シェル層３１は、ＣＮＴ硬質コア３３の外側表面に、シェルの厚みＴｓを有していてもよい。種々の実施形態では、シェルの厚みＴｓは、少なくとも約１ｎｍであってもよい。実施形態では、シェルの厚みＴｓは、約１ｎｍ〜約５ｎｍの範囲であってもよく、ある場合には、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲であってもよい。
【００４０】
種々の実施形態では、シェル層３１に使用するフッ素系エラストマーは、フッ素系プラスチック３２の約１重量％〜約５０重量％の量で存在してもよい。さらなる例では、シェル層３１に使用するフッ素系エラストマーは、フッ素系プラスチック３２の約２重量％〜約２０重量％、または、ある場合には、約２重量％〜約１０重量％の量で存在してもよい。これ以外の可能な量のフッ素系エラストマーが、本教示に含まれていてもよい。
【００４１】
種々の実施形態では、コーティング組成物に他のフィラー材料（例えば、無機粒子）を用いてもよく、その後に、剥離層を作成してもよい。種々の実施形態では、例示的な無機粒子としては、金属酸化物、非金属の酸化物、金属が挙げられる。特定的には、金属酸化物としては、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化クロム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ニッケル、酸化銅、五酸化アンチモン、酸化インジウムスズ、およびこれらの混合物が挙げられる。非金属の酸化物としては、例えば、窒化ホウ素、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、およびこれらの混合物が挙げられる。金属としては、例えば、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、鉄、およびこれらの混合物が挙げられる。種々の実施形態では、開示されているコンポジット材料を作るのに、当業者に知られている他の添加剤が含まれていてもよい。
【００４２】
フューザー部材の剥離層の厚みは、約１０マイクロメートル〜約２５０マイクロメートル、または約１５マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、または約２０マイクロメートル〜約５０マイクロメートルである。
【００４３】
剥離層の表面抵抗は、約１０８Ω／ｓｑ以下の表面抵抗を含む。
【００４４】
また、コーティング組成物は、例えば、フッ素系エラストマーでコーティングされたカーボンナノチューブ、フッ素系材料と、場合により、当業者に知られている無機フィラー粒子とを分散させるのに有効な溶媒を含むように調製されてもよい。
【００４５】
有効な溶媒としては、水および／または有機溶媒、限定されないが、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、およびこれらの混合物が挙げられる。有機溶媒としては、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。
【００４６】
適切な分散物を作ることが可能な他の溶媒も、本明細書の実施形態の範囲に入るであろう。
【００４７】
種々の実施形態では、コーティング組成物は、例えば、コーティング技術、押出成形技術および／または成型技術を用いてコーティングされてもよい。本明細書で使用される場合、用語「コーティング技術」は、材料または表面に分散物を適用し、形成し、または堆積させる技術またはプロセスを指す。したがって、用語「コーティング」または「コーティング技術」は、本教示のものに特に限定されず、浸漬コーティング、塗工、刷毛塗り、ローラーコーティング、たんぼずり、スプレーコーティング、スピンコーティング、キャスト成形、またはフローコーティングを利用してもよい。
【００４８】
剥離層のコーティング組成物は、フッ素系エラストマーでコーティングされたＨＰＭでコーティングされたＣＮＴと、ある種のフッ素系材料、例えば、Ｄｙｎｅｏｎ製のＴＨＶＰ２１０とを剪断しつつ混合することによって調製される。得られるコーティング分散物は、コーティング組成物と硬化剤（例えば、ＶＣ５０／金属酸化物またはＡＯ７００）とを有機溶媒（例えば、ＭＩＢＫ）中で混合することによって調製される。有機溶媒としては、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）が挙げられる。
【００４９】
フューザーのトップコートは、フューザー基板に上述の分散物をコーティングし、このコーティングを高温で、例えば、約１５０℃から段階的に約１７７℃、約２０４℃、約２３０℃まで温度を上げることによって熱硬化させることによって製造される。フッ素系エラストマーでコーティングされたカーボンナノチューブを含まないフッ素系材料コントロールと比較して、フッ素系エラストマーでコーティングされたＣＮＴをフッ素系材料コンポジットに分散させると、機械的な強度が顕著に増加しつつ、表面自由エネルギーは変わらない。
【００５０】
図２の基板２５は、開示されているフューザー部材について、例えば、ベルト、平板、および／または円筒形ドラムの形態であってもよい。融合部材の基板は、高い強度と、融合温度で変性しないような物理特性を与えるものであれば、限定されない。特定的には、基板は、金属（例えば、アルミニウムまたはステンレス鋼）製であってもよく、または耐熱性樹脂のプラスチックで作られていてもよい。強度の大きい耐熱性樹脂の例としては、ポリイミド、芳香族ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフタルアミド、ポリエステル、液晶材料（例えば、サーモトロピック液晶ポリマー）などが挙げられる。基板の厚みは、融合ベルトをうまく繰り返し回転させることが可能な剛性および可とう性が確保されるような範囲内にあり、例えば、約１０マイクロメートル〜約２００マイクロメートル、または約３０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルである。
【００５１】
中間層２２としては、例えば、ゴム層を挙げることができる。弾性層によって弾性が得られ、主成分としてシリコーンゴムを含んでいてもよく、必要な場合、無機粒子、例えば、ＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３と混合してもよい。
【００５２】
適切な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、低温加硫（ＬＴＶ）シリコーンゴムが挙げられる。これらのゴムは、例えば、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３５  ｂｌａｃｋ  ＲＴＶおよびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３２  ＲＴＶ（両方ともＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製）；１０６  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒおよび９０  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ（両方ともＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ製）；Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｏｒａｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ製のＪＣＲ６１１５ＣＬＥＡＲ  ＨＴＶおよびＳＥ４７０５Ｕ  ＨＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅゴムとして知られており、簡単に商業的に入手可能である。他の適切なシリコーン材料としては、シロキサン（例えば、ポリジメチルシロキサン）；フルオロシリコーン、例えば、Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ  ５５２（Ｓａｍｐｓｏｎ  Ｃｏａｔｉｎｇｓ（バージニア州リッチモンド）製）；液体シリコーンゴム、例えば、ビニル架橋した熱硬化性ゴムまたは室温架橋したシラノール材料などが挙げられる。別の特定の例は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｓｙｌｇａｒｄ  １８２である。市販のＬＳＲゴムとしては、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製の、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｑ３−６３９５、Ｑ３−６３９６、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９０  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９１  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９５  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９６  ＬＳＲ、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）５９８  ＬＳＲである。
【００５３】
中間層の厚みは、約０．５ｍｍ〜約２０ｍｍ、または約１ｍｍ〜約７ｍｍである。
【００５４】
（実施例）
（実施例１  ＴＨＶＰ／２％ＣＮＴ／エラストマーコンポジットコーティングの調製）
ヒドロキシフェニルマレイミド（ＨＰＭ）の合成：１０００ｍｌの丸底フラスコに磁気攪拌棒とＶｉｇｒｅｕｘコンデンサを取り付け、無水マレイン酸（０．８８ｍｏｌ、８６．４ｇ）をアセトン７００ｍＬに溶解し、次いで、周囲温度で４−アミノフェノール（０．８ｍｏｌ、８７．２ｇ）を３０分間で何回かにわけて加えた。反応混合物は黄色スラリーに変わり、これを１．５時間攪拌した。沈殿を濾過によって集め、アセトンで洗浄し、減圧下で乾燥させた。ＨＰＭＡｃの収率は９４％であった。
【００５５】
１０００ｍｌの丸底フラスコに、アルゴンガス注入口を付けたＶｉｇｒｅａｕｘコンデンサ、磁気攪拌棒、蒸留コンデンサを取り付け、アルゴン下、このフラスコにＨＰＭＡｃ（１００ｇ）、ｐ−トルエンスルホン酸（１０ｇ）、ジメチルホルムアミド（８０ｍｌ）、トルエン（５８３ｍｌ）を入れた。混合物を加熱し、スラリーが透明溶液になるまで環流させた。反応中、製造速度を上げるために、水およびトルエンを除去した。次いで、この溶液を大量の水（１０００ｍｌ）から析出させた。黄色固体の粉末を濾過によって集め、５％炭酸水素ナトリウム溶液で洗浄した。イソプロパノールおよび水から再結晶化させ、純粋な生成物を得た。収率は、約４０％〜約６０％であった。
【００５６】
ＨＰＭでグラフトされたＣＮＴの合成：ＨＰＭ（１３．６９６ｇ、８０ｍｍｏｌ）および多層ＣＮＴ（ＭＷＣＮＴ）０．５ｇをＤＭＳＯ６０ｍＬ中で混合したものを５０℃で５日間攪拌した。反応混合物を過剰量のテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に注いだ。ＣＮＴの固体を濾過によって集め、ＴＨＦで２回洗浄し、減圧下で乾燥させた。
【００５７】
コア−シェルＣＮＴナノフィブリルの合成：ＣＮＴ−ＨＰＭ  ０．１１ｇをＤＭＡｃ  ４５ｍｌに溶解し、浴中で２０分間超音波処理する。この分散物にＤＭＵ  ０．０１８ｇを加える。次いで、丸底フラスコ中、得られた混合物を、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）１００ｍｌにＶｉｔｏｎ  ＧＦ（登録商標）（ＤｕＰｏｎｔから購入）を３ｇ含む溶液に加えた。混合物を５０℃で４日間攪拌した。固体を濾過によって集め、減圧下、５０℃で一晩乾燥させた。収率は８４％であった。
【００５８】
特性決定：ＨＰＭ、ＣＮＴ−ＨＰＭ、コア−シェルＣＮＴナノフィブリルの生成物を、図４および図５に示されているＦＲ−ＩＲによって確認した。元々のＣＮＴと比較して、ＣＮＴ−ＨＰＭおよびコア−シェルＣＮＴナノフィブリル（ＣＮＴ−ＨＰＭ−フッ素系エラストマー）のスペクトルは、ＨＰＭの特徴的な吸収帯（フェノール−３４００−１およびアミドＣ＝Ｏ−１６９６ｃｍ−１）およびフッ素系エラストマーの特徴的な吸収帯（３０００ｃｍ−１）を示しており、ＣＮＴにＨＰＭおよびフッ素系エラストマーが存在していることを示している。図６に示されているＴＧＡの結果から、有機部分（ＨＰＭ）がＣＮＴに接続していることがわかった。元々のＣＮＴと比較して、ＣＮＴ−ＨＰＭおよびＣＮＴ−ＨＰＭ−フッ素系エラストマーのＴＧＡの結果から、フッ素系エラストマー（Ｖｉｔｏｎ  ＧＦ（登録商標））の分解温度よりも高い温度で、ＣＮＴおよびＣＮＴ−ＨＰＭ、ＣＮＴおよびＣＮＴ−ＨＰＭ−フッ素系エラストマーの減量率に差があることがわかる。減量率は、それぞれ約９％、約１５％であり、これらは、ＣＮＴに堆積したＨＰＭおよびＶｉｔｏｎの量を示している。ＣＮＴ−ＨＰＭ−フッ素系エラストマーナノフィブリルは、溶媒（例えば、ＭＩＢＫ）に簡単に分散する。ナノフィブリルは、元々のＣＮＴと比較して、分散物の安定性が向上していることが示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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