(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定着器部材であって、
基材と、
前記基材の上に配置された弾性層と、
前記弾性層の上に配置された、フルオロポリマーおよび微結晶性セルロース粒子のコンポジットを含む剥離層とを含む、定着器部材。
【請求項２】
前記微結晶性セルロース粒子が、以下の構造、
【化１】
0005952213.tif 000004
を含み、ｎが２００〜４０００である、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項３】
前記微結晶性セルロース粒子が、前記剥離層の１重量％〜１０重量％含まれる、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項４】
前記フルオロポリマーは、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）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；および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）とキュアサイトモノマーとのテトラポリマーからな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５】
前記剥離層がさらに、カーボンブラック、グラファイト、フラーレン、アセチレンブラック、フッ素化カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属酸化物、ドープされた金属酸化物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩、リン酸エステル、脂肪酸エステル、アンモニウム塩またはホスホニウム塩、およびこれらの混合物からなる群より選択されるフィラー材料を含む、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項６】
前記フィラー材料は、合計で前記剥離層の０重量％〜１０重量％含まれる、請求項５に記載の定着器部材。
【請求項７】
ローラーを含む、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項８】
ベルトを含む、請求項１に記載の定着器部材。
【請求項９】
定着器部材であって、
基材と、
前記基材の上に配置された弾性層と、
前記弾性層の上に配置された剥離層とを含み、前記剥離層が、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ポリマー樹脂からなる群から選択されるフルオロポリマーと、以下の構造、
【化２】
0005952213.tif 000005
を有し、ｎが２００〜４０００である微結晶性セルロース粒子とを含むコンポジットを含み、前記微結晶性セルロース粒子が、前記剥離層の１重量％〜１０重量％含まれる、定着器部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、一般的に、デジタル、多重画像型などを含む電子写真用画像形成装置で有用な定着器部材に関する。さらに、本明細書に記載の定着器部材を、固体インクジェット印刷機の転写固定装置で用いることもできる。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式印刷プロセスにおいて、トナー画像は、定着器ローラーを用いて支持板（例えば、紙シート）に固定されてもよく、定着されてもよい。従来の定着技術は、定着器ローラーからの良好な剥離性を維持するために、定着操作中に定着器ローラーに対して剥離剤／定着器油を適用する。例えば、油を用いた定着技術は、エントリーモデルの製品およびカラー製品の市場におけるすべての高速製品で用いられてきた。
【０００３】
定着器ローラーおよび定着器ベルトの多くのトップコート配合物でペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）が現時点で用いられており、優れたトナー剥離性を与えているが、表面の割れ、へこみ、剥離といった問題が、ＰＦＡローラーおよびＰＦＡベルトの寿命を制限している。優れた剥離性を付与しつつ、表面の割れ、へこみ、剥離を低減した定着器ローラーおよび定着器ベルトのための材料の組み合わせを見つけることが望ましいだろう。
【０００４】
それに加え、油を用いない定着において、トナー画像を剥離しやすくするために、ワックス状のトナーを用いることが多い。しかし、従来のＰＴＦＥ表面を用いる場合、ワックスが定着器表面（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはＴｅｆｌｏｎ（登録商標））に移動すると、定着器表面を汚染してしまうことがある。例えば、ＰＴＦＥの油を用いない定着器についてよく述べられる失敗の形態は、ワックスゴースティングと呼ばれる。ＰＴＦＥ上にあるワックスは、次の印刷の画質に影響を与える。この問題を防ぐための材料の組み合わせを有することが望ましいだろう。
【０００５】
印刷物に対し、光沢度に選択肢を与えるような特定の定着用途が必要とされている。さらに、環境への影響を減らし、石油に由来する材料への依存を減らし、費用を低減し、生分解および／またはリサイクルへの選択肢を増やすために、再生可能な資源に基づく成分を印刷成分および消耗品に組み込むことが求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態によれば、定着器部材が提供される。定着器部材は、フルオロポリマー中に分散した微結晶性セルロース粒子を含む剥離層を含む。
【０００７】
別の実施形態によれば、基材と、基材の上に配置された弾性層と、剥離層とを含む定着器部材が提供される。剥離層は、フルオロポリマーと微結晶性セルロース粒子のコンポジットを含む。別の実施形態によれば、定着器部材が提供される。定着器部材は、基材と、弾性層と、剥離層とを含む。弾性層は、シリコーンを含み、基材の上に配置されている。剥離層は、弾性層の上に配置されている。剥離層は、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ポリマー樹脂からなる群から選択されるフルオロポリマーと、以下の構造
【化１】
0005952213.tif 000002
を有し、ｎが約２００〜約４０００である微結晶性セルロース粒子とのコンポジットを含み、微結晶性粒子が、剥離層の約１．０重量％〜約１０重量％含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本教示による円柱状基板を備える例示的な定着部材を示す図である。
【図２】図２は、本教示によるベルト基板を備える例示的な定着部材を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の教示による、図１に示した定着器部材を用いた例示的な定着構造を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の教示による、図１に示した定着器部材を用いた例示的な定着構造を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の教示による、図２に示した定着器ベルトを用いた他の例示的な定着構造を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の教示による、図２に示した定着器ベルトを用いた他の例示的な定着構造を示す図である。
【図５】図５は、転写固定装置を用いる例示的な定着器構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
種々の実施形態では、固定部材は、例えば、１つ以上の機能性中間層が形成された基板を備えていてもよい。基板は、例えば、図１および図２に示されるように、非導電性または導電性の適切な材料を用い、特定の構造に依存して、例えば、円柱（例えば、円筒管）、円柱状のドラム、ベルト、ドレルト（ドラムとベルトを合わせたようなもの）、または膜のような種々の形状で作成されてもよい。
【００１０】
特定的には、図１は、本教示による円柱状基板１１０を備える固定部材または定着部材１００の例示的な実施形態を示し、図２は、本教示によるベルト基板２１０を備える、別の例示的な固定部材または定着部材２００を示す。図１に示されている固定部材または定着部材１００および図２に示されている固定部材または定着部材２００は、一般化された概略をあらわしており、他の層／基板を加えてもよく、存在する層／基板を除去するか、または代えてもよいことは、当業者には容易に明らかになるはずである。
【００１１】
図１において、例示的な固定部材１００は、１つ以上の機能性層１２０と外側層１３０とが形成された円柱状基板１１０を備える定着器ローラーであってもよい。剥離層１３０については、以下に詳細に記載する。剥離層２３０は、厚みが約５ミクロン〜約２５０ミクロン、または約１０ミクロン〜約１５０ミクロン、または約１５ミクロン〜約５０ミクロンである。種々の実施形態では、円柱状基板１１０は、円筒管の形（例えば、内部に加熱ランプを備える中空構造を有するもの、または中身が詰まった円筒状のシャフト）をしていてもよい。図２において、例示的な固定部材２００は、１つ以上の機能性層（例えば、２２０）と外側表面２３０とが形成されたベルト基板２１０を備えていてもよい。剥離層２３０または外側表面は、フルオロポリマーに分散した微結晶性セルロース粒子を含む。剥離層２３０は、約５ミクロン〜約２５０ミクロン、または約１０ミクロン〜約１５０ミクロン、または約１５ミクロン〜約５０ミクロンの厚みを有する。
【００１２】
（基材）
ベルト基材２１０および円柱状基材１１０は、当業者には知られているように、剛性および構造保全性を維持するために、例えば、ポリマー材料（例えば、ポリイミド、ポリアラミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフタルアミド、ポリアミド−イミド、ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド、フルオロポリイミドまたはフルオロポリウレタン）、金属材料（例えば、アルミニウムまたはステンレス鋼）から作られていてもよい。
【００１３】
（機能性中間層）
機能性中間層２２０（緩衝層、弾性層または中間層とも呼ばれる）として用いられる材料の例としては、フルオロシリコーン、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。これらのゴムは既知であり、商業的に簡単に入手可能であり、例えば、ＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３５ブラックＲＴＶおよびＳＩＬＡＳＴＩＣ（登録商標）７３２  ＲＴＶ（いずれもＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製）、１０６  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒおよび９０  ＲＴＶ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ（いずれもＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ製）、ＪＣＲ６１１５ＣＬＥＡＲ  ＨＴＶおよびＳＥ４７０５Ｕ  ＨＴＶシリコーンゴム（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｔｏｒａｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ製）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、リッチモンド、バージニアから入手可能））、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、またはシラノールを室温で架橋した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が挙げられる。機能性層は、弾力性を付与し、必要な場合には、例えば、ＳｉＣまたはＡｌ２Ｏ３のような無機粒子と混合してもよい。
【００１４】
機能性中間層２２０として用いるのに適した材料の他の例としては、フルオロエラストマーも挙げられる。フルオロエラストマーは、（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、ＶＩＴＯＮ  Ａ（登録商標）として商業的に知られているもの、（２）ＶＩＴＯＮ  Ｂ（登録商標）として商業的に知られているフッ化ビニリデン、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、（３）ＶＩＴＯＮ  ＧＨ（登録商標）またはＶＩＴＯＮ  ＧＦ（登録商標）として商業的に知られているフッ化ビニリデン、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種類に由来する。これらのフルオロエラストマーは、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  ＥＴＰ（登録商標）とともに、上に列挙したような種々の名称で商業的に知られている。ＶＩＴＯＮ（登録商標）という名称は、Ｅ．Ｉ．  ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃの商標である。キュアサイトモノマーは、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、または任意の他の適切な既知のキュアサイトモノマー（例えば、ＤｕＰｏｎｔから市販されているもの）であってもよい。他の市販されている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）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ＬＶＳ  ７６（登録商標）が挙げられ、ＦＬＵＯＲＥＬ（登録商標）は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙの登録商標である。さらなる市販材料としては、ＡＦＬＡＳ（商標）というポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレン）、ＦＬＵＯＲＥＬ  ＩＩ（登録商標）（ＬＩＩ９００）というポリ（プロピレン−テトラフルオロエチレンビニリデンフルオリド）（これらも、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、ＦＯＲ−６０ＫＩＲ（登録商標）、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）、ＮＨ（登録商標）、Ｐ７５７（登録商標）ＴＮＳ（登録商標）Ｔ４３９（登録商標）、ＰＬ９５８（登録商標）、ＢＲ９１５１（登録商標）、ＴＮ５０５（登録商標）として特定されるＴｅｃｎｏｆｌｏｎ（Ａｕｓｉｍｏｎｔから入手可能）が挙げられる。
【００１５】
フルオロエラストマーである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量が比較的少ない。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有している。機能性中間層２２０の厚みは、約３０ミクロン〜約１，０００ミクロン、約１００ミクロン〜約８００ミクロン、または約１５０ミクロン〜約５００ミクロンである。機械的強度を調整するため、または熱伝導性を調節するために、中間層にフィラーが存在していてもよい。存在していてもよいフィラー粒子としては、カーボンブラック粒子、グラファイト粒子、酸化鉄、酸化アルミニウム、または他の伝導性または強化性の金属酸化物粒子が挙げられる。
【００１６】
（接着層）
場合により、任意の既知の接着層および入手可能な適切な接着層（プライマー層と呼ばれることもある）が、剥離層２３０、機能性中間層２２０、基板２１０の間に配置されていてもよい。適切な接着剤の例としては、アミノシランのようなシラン類（例えば、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ製のＨＶ  Ｐｒｉｍｅｒ  １０）、チタネート、ジルコネート、アルミネートなど、およびこれらの混合物が挙げられる。一実施形態では、接着剤は、約０．００１％溶液〜約１０％溶液の形態で基板にワイピングによってのせられてもよい。接着層は、約２ｎｍ〜約２，０００ｎｍ、または約２ｎｍ〜約５００ｎｍの厚みで基板または剥離層にコーティングされてもよい。接着剤を、スプレーコーティングまたはワイピングを含む既知の任意の適切な技術によってコーティングしてもよい。
【００１７】
図３Ａ〜４Ｂおよび図４Ａ〜４Ｂは、本発明の教示による定着プロセスのための例示的な定着構造を示す。図３Ａ〜３Ｂに示されている定着構造３００Ａ〜Ｂ、および図４Ａ〜４Ｂに示されている定着構造４００Ａ〜Ｂが、一般化された模式的な図を示しており、他の部材／層／基板／構造を追加してもよく、または、すでに存在している部材／層／基板／構造を取り除くか、または変えてもよいことが当業者には容易に明らかになるはずである。本明細書では電子写真式プリンターを記載しているが、開示されている装置および方法を他の印刷技術に応用してもよい。例としては、オフセット印刷およびインクジェット機および固体転写固定機が挙げられる。
【００１８】
図３Ａ〜３Ｂは、本教示による、図１に示される定着器部材を用いた定着構造３００Ａ〜Ｂを示す。構造３００Ａ〜Ｂは、定着器部材１００（すなわち、図１の１００）を備えていてもよく、この部材は、加圧機構３３５（例えば、図３Ａの加圧ローラーまたは図３Ｂの加圧ベルト）とともに、画像支持材料３１５のための定着器用爪を形成する。種々の実施形態では、加圧機構３３５を、加熱ランプ３３７と組み合わせて用い、トナー粒子を画像支持材料３１５の上で定着させるプロセスのために圧力と熱を両方加えてもよい。それに加え、構造３００Ａ〜Ｂは、図３Ａおよび図３Ｂに示されているように、１つ以上の外部熱ロール３５０を、例えば、クリーニングウェブ３６０とともに備えていてもよい。
【００１９】
図４Ａ〜４Ｂは、本教示による、図２に示される定着器ベルトを用いた定着構造４００Ａ〜Ｂを示す。構造４００Ａ〜Ｂは、定着器ベルト２００（すなわち、図２の２００）を備えていてもよく、このベルトは、加圧機構４３５（例えば、図４Ａの加圧ローラーまたは図４Ｂの加圧ベルト）とともに、媒体基板４１５のための定着器用爪を形成する。種々の実施形態では、加圧機構４３５を、加熱ランプと組み合わせて用い、トナー粒子を媒体基板４１５の上で定着させるプロセスのために圧力と熱を両方加えてもよい。それに加え、構造４００Ａ〜Ｂは、定着器ベルト２００を動かし、媒体基板４１５の上でトナー粒子を定着させ、画像を作成するような機械システム４４５を備えていてもよい。機械システム４４５は、１つ以上のローラー４４５ａ〜ｃを備えていてもよく、必要な場合には、これらを加熱ローラーとして用いてもよい。
【００２０】
図５は、ベルト、シート、膜などの形態であってもよい、転写固定部材７の一実施形態の図を示す。転写固定部材７は、上述の定着器ベルト２００と似た構成である。現像した画像１２が中間転写体１の上にあり、ローラー４および８を介して転写固定部材７と接触し、転写固定部材７に転写される。ローラー４および／またはローラー８は、これらに関連して熱を帯びていてもよいし、帯びていなくてもよい。転写固定部材７は、矢印１３の方向に進む。複写基板９がローラー１０と１１との間を進むにつれて、現像した画像が複写基板９に転写され、定着する。ローラー１０および／または１１は、これらに関連して熱を帯びていてもよいし、帯びていなくてもよい。
【００２１】
（剥離層）
剥離層１３０、２３０の例示的な実施形態は、微結晶性セルロース粒子が分散したフルオロポリマーを含む。微結晶性セルロース（ＭＣＣ）粒子は、きわめて結晶性が高く、熱に安定な粒子であり、強化し、強度を高め、また、ポリマーコンポジットの質感を整えるのに使用可能である。微結晶性セルロースの外側に存在する官能基によって、疎水性／フッ素基の官能基化が可能になり、フルオロポリマーの処理および相溶性を最適化することができる。小さな結晶性セルロース粒子をコンポジットに組み込むと、エネルギー消費が少なくてすみ、再生可能で広く入手可能であり、生分解性である材料を供給することができるという利点が付け加えられる。
【００２２】
微結晶性セルロースの繊維および粒子は、セルロース系強化材料の供給源として使用されるパルプ繊維（木材その他）が入手可能であり、再生可能であるため、種々の用途に向けたバイオコンポジット材料を調製するのに興味深い。微結晶性セルロース（ＭＣＣ）粒子の一般的な用途としては、一般的に、乳化剤、増量剤または調質剤としての用途があり、具体的には、ビタミン錠剤および丸薬カプセルとしての用途がある。生物学的用途では、ＭＣＣは、具体的には、毒性がなく、生分解性であり、強度および柔軟性が高い材料を得るのに有用である。ＭＣＣ粒子は、Ｃ６Ｈ１０Ｏ５Ｄ−グルコース単位の主鎖が、以下に示されるβ（Ｃ１→Ｃ４）結合
【化２】
0005952213.tif 000003
によって結合して作られ、ここで、ｎの値は約２００〜８０００、または約５００〜約３０００、または約１０００〜約２０００である。微結晶性セルロース粒子を含むセルロース鎖は、残りの官能基を含んでいてもよい。セルロース鎖に結合した残りの官能基の一例は、エステル、例えば、酢酸エステル、プロピオン酸エステル、硝酸エステル、硫酸エステルである。セルロース鎖に結合した残りの官能基の別の例は、エーテル、例えば、メチルエーテル、エチルエーテル、エチルヒドロキシド、プロピルヒドロキシドである。
【００２３】
微結晶性セルロースは、特殊グレードのα−セルロースから調製され、鉱物酸を使用してアモルファス部分を開裂させ、主に結晶性の領域を残している。結晶性の領域は、セルロース鎖全体にわたって、セルロース鎖間の水素結合によって作られる。微結晶性セルロース粒子は、きわめて結晶性を高くすることができ、約１ミクロン〜約５００ミクロンのミクロンサイズの形を有しており、熱安定性を高くすることができる。定着用途およびフルオロポリマーコンポジットを調製するのに必要な処理工程には、熱安定性が高い剥離層が必要である。結晶性が高い微結晶性セルロースは、約３２０℃で分解し始め、熱分解の開始は、セルロース鎖の純度および結晶性に大きく依存する。この熱安定性は、定着温度の範囲内にある。
【００２４】
微結晶性セルロースを含むフルオロポリマートップコートを強化することの利点としては、限定されないが、低密度および微結晶性粒子の圧縮性がある。使用するＭＣＣ粒子のバルク密度は、約０．１ｇ／ｍＬ〜約０．８ｇ／ｍＬ、または約０．１ｇ／ｍＬ〜約０．６ｇ／ｍＬ、または約０．２ｇ／ｍＬ〜約０．４ｇ／ｍＬである。ＭＣＣ粒子は、真の密度が約０．８ｇ／ｍＬ〜約２．５ｇ／ｍＬ、または約１ｇ／ｍＬ〜約２ｇ／ｍＬ、または約１．３ｇ／ｍＬ〜約１．８ｇ／ｍＬである。ＭＣＣ粒子は、フルオロポリマーマトリックスへの有効な混合技術を用いて分散されてもよい。低密度であることによって、剥離層配合物中のＭＣＣ粒子の重量パーセントを低くすることができる。ＭＣＣ粒子の重量パーセントは、剥離層の約１．０重量％〜約１０重量％、または約１．５重量％〜約８重量％、または約２．０重量％〜約７重量％である。
【００２５】
セルロース系材料は、再生可能で広く入手可能な供給源から誘導され、エネルギーをほとんど使わずに処理されるだろう。それに加え、ＭＣＣ粒子は、生分解性である。ＭＣＣ粒子は、さまざまな粒径および形状を有する。定着用途のために有用な粒径範囲は、約１ミクロン〜約５０ミクロン、または約２ミクロン〜約３０ミクロン、または約３ミクロン〜約１０ミクロンである。ＭＣＣは、球、卵形、針状、フレーク状、または他の不規則な形状の形態であってもよい。使用するＭＣＣ粒子の粒径および形状は、トナーおよび汚染物質の剥離のような相互作用特性を高める影響がある。剥離層表面全体の規則的な形状および分布は、剥離性を高めるだろう。また、光沢という特徴も、ＭＣＣ粒子の粒径および形状によって変わる。規則性の高い形状のＭＣＣ粒子（例えば、球または卵形）を分布させた場合であっても、変動の少ない低い光沢が達成される。非常に光沢の低い印刷物を可能にする表面を調製するために、針状、フレーク状、または他の不規則な形状を使用してもよい。剥離層に組み込まれたＭＣＣの圧縮率によって、引張強度および全体的な機械特性が高まり、層が丈夫になり、定着器部材の寿命を長くすることができる。処理、濡れ性、ポリマーマトリックスとの相溶性を調整するために、ＭＣＣのセルロース鎖の表面にある基によって、化学官能基化または界面活性剤の付加が可能になる。アルカリ性添加剤を、処理中のＭＣＣの分散剤として使用してもよい。ＭＣＣの化学官能基化の例としては、アルキルまたはベンジルアミン、イミン、ハロゲン化物、アルコキシド、ヒドロキシド、酸ハロゲン化物またはシロキシハロゲン化物を用いた官能基化が挙げられる。ＭＣＣの表面特性を変えるために使用される化学界面活性剤の例としては、アンモニウム塩、例えば、アルキル四級アンモニウムハロゲン化物塩またはアリール四級アンモニウムハロゲン化物塩、アルキルアミンまたはアリールアミン、ホスフェート、ホスフェートエステル、スルホネート、カルボキシレート、またはさらなる機能性界面活性剤が挙げられる。セルロース鎖上の官能基は、グルコース単位の約１％〜約３０％、または約５％〜約２０％、または約１０％〜約１５％の比率で存在していてもよい。
【００２６】
本明細書に記載の配合物で使用するのに適したフルオロポリマー粒子は、フッ素含有ポリマーを含む。これらのポリマーは、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ルオロポリマーを含む。フルオロポリマーは、直鎖または分枝鎖のポリマー、架橋したフルオロエラストマーを含んでいてもよい。フルオロポリマーの例としては、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）、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）のターポリマー、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、フッ化ビニリデン（ＶＦ２）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、キュアサイトモノマーのテトラポリマー、およびこれらの混合物が挙げられる。フルオロポリマー粒子は、化学薬品および熱に安定であり、表面エネルギーが低い。
【００２７】
フルオロポリマーは、フルオロプラスチックまたはフルオロエラストマーとして特徴づけられる。フルオロプラスチックは、融点が約２５５℃〜約３６０℃、または約２８０℃〜約３３０℃である。フルオロプラスチックとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）およびペルフルオロアルコキシポリマー樹脂（ＰＦＡ）が挙げられる。フルオロプラスチックを溶融させ、剥離層を作成する。フルオロエラストマーを高温で硬化させ、剥離層を作成する。フルオロエラストマーは、約１５０℃〜約２５０℃の温度で硬化する。
【００２８】
定着器部材２００の場合、外側表面層または剥離層２３０の厚みは、約５ミクロン〜約２５０ミクロン、または約１０ミクロン〜約１５０ミクロン、または約１５ミクロン〜約５０ミクロンであってもよい。
【００２９】
本明細書に記載する実施形態は、表面の質感を調整し、強化するために、定着器トップコートとしてフルオロポリマーコンポジットに組み込まれる微結晶性セルロース粒子の使用を提供する。
【００３０】
ＭＣＣ粒子およびフルオロポリマーコンポジット剥離層は、表面損傷に耐性がある。この表面は、表面層よりも硬い材料の先端が剥離層表面に沿って引きずられたときに傷ができにくい傾向がある。この表面は、表面から下に向かって加えられた力によって生じるへこみまたは圧縮が生じにくい傾向がある。この種の損傷は、通常の取り扱いおよび使用の最中に定着器部材にはよくあることであり、このような損傷が、定着器部材の使用寿命を制限する。へこみまたは圧縮といった欠陥に耐性があり、定着器部材の寿命を延ばす剥離層表面を開発することが有利である。
【００３１】
微結晶性セルロース粒子によって強化されたフルオロポリマーコンポジット材料は、約５００ｐｓｉ〜約５０００ｐｓｉ、または約１２００ｐｓｉ〜約２２００ｐｓｉ、または約１４００ｐｓｉ〜約１８００ｐｓｉの引張強度、約５００ｉｎ−ｌｂｓ／ｉｎ３〜約５０００ｉｎ−ｌｂｓ／ｉｎ３、または約１５００ｉｎ．−ｌｂｓ／ｉｎ３〜約４０００ｉｎ−ｌｂｓ／ｉｎ３、または約２４００ｉｎ−ｌｂｓ／ｉｎ３〜約３０００ｉｎ−ｌｂｓ／ｉｎ３の靱性、約４００ｐｓｉ〜約３０００ｐｓｉ、または約５００ｐｓｉ〜約２０００ｐｓｉ、または約６００ｐｓｉ〜約１０００ｐｓｉの初期弾性率を可能にする。いくつかの実施形態では、上に記載した機械的特性は、当該技術分野で既知のＡＳＴＭ  Ｄ４１２法を用いて測定することができる。
【００３２】
フルオロポリマー粒子とＭＣＣ粒子の上述の組成物中に、添加剤、およびさらなる導電性フィラーまたは非導電性フィラーが存在していてもよい。種々の実施形態では、他のフィラー材料または添加剤（例えば、無機粒子を含む）をコーティング組成物に使用してもよく、その後に形成される表面層に用いてもよい。本明細書で使用する導電性フィラーとしては、カーボンブラック（例えば、カーボンブラック、グラファイト、フラーレン、アセチレンブラック、フッ素化カーボンブラックなど）、カーボンナノチューブ、金属酸化物およびドープされた金属酸化物、例えば、酸化スズ、酸化アンチモン、アンチモンがドープされた酸化スズ、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム、インジウムがドープされた三酸化スズなど、およびこれらの混合物が挙げられる。特定のポリマー、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリ（ｐ−フェニレンスルフィド）、ピロール、ポリインドール、ポリピレン、ポリカルバゾール、ポリアズレン、ポリアゼピン、ポリ（フッ素）、ポリナフタレン、有機スルホン酸塩、リン酸エステル、脂肪酸エステル、アンモニウム塩またはホスホニウム塩、およびこれらの混合物を、導電性フィラーとして用いてもよい。種々の実施形態では、当業者に知られている他の添加剤を入れ、開示されているコンポジット材料を作成することもできる。フィラーを、約０重量％〜約１０重量％、または約０重量％〜約５重量％、または約１重量％〜約３重量％加えてもよい。
【００３３】
トナーを剥離し、紙をはがしやすくし、トナーのデザインを改良するために、開示されている外側表面を、油を用いない定着プロセスで使用してもよい。
【００３４】
このような油を用いない定着は、多くのさらなる利点を与えることができる。例えば、定着器システムに油輸送システム全体を備えなくてよく、製造コストを下げ、操作コスト（例えば、油の補充による）を下げ、サブシステムの設計を単純化し、軽量化することができる。それに加え、油を用いない定着プロセス／操作は、例えば、印刷縞および受け入れられない画質の欠陥を発生する定着器の不均一な給油の問題、高い修理コストおよび顧客の不満足感をもたらす、ある種の機械信頼性の問題（例えば、頻繁な故障）を克服することができる。
【００３５】
微結晶性セルロース粒子およびフルオロポリマー粒子の溶液または分散物を、任意の適切な既知の様式で基材にコーティングする。この溶液の媒体として使用される液体または溶媒としては、水、アルコール、Ｃ５〜Ｃ１８脂肪族炭化水素（例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ノナン、ドデカンなど）、Ｃ６〜Ｃ１８芳香族炭化水素（例えば、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレンなど）、エーテル、エステル、ケトン、アミドを挙げることができる。この液体は、フルオロポリマー粒子とＭＣＣ粒子、任意要素のフィラーの分散物のための媒体となる。このような材料を基板層にコーティングする典型的な技術としては、フローコーティング、液体噴霧コーティング、浸漬コーティング、ワイヤ巻き付けロッドによるコーティング、流動床コーティング、粉末コーティング、静電噴霧、音波噴霧、ブレードコーティング、成形、積層などが挙げられる。この溶液をコーティングした後、コーティングを加熱し、網目構造のコーティングを硬化させ、フルオロポリマー粒子を溶融させる。
【００３６】
微結晶性セルロース粒子およびフルオロポリマーコンポジットコーティングをプロセス中で熱処理することによって、架橋、溶融または別の硬化プロセスが可能になり、これによって、コーティングを約２００℃〜約４００℃、または約２５５℃〜約３６０℃、または約２８０℃〜約３３０℃で約５分〜約３０分、または約７分〜約２０分、または約１０分〜約１５分かけて直接的に熱処理する。
【実施例】
【００３７】
（実施例１：フルオロエラストマーおよび微結晶性セルロースのコンポジットコーティングの調製）
Ｖｉｔｏｎおよび微結晶性セルロースのコンポジットを以下の手順によって調製した。調製：３０ｇのＶｉｔｏｎ  ＧＦ（Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．から入手可能）を、１３７．６ｇのメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）中で一晩粉砕することによって溶解させた。８．５ｇのＶｉｔｏｎ／ＭＩＢＫ溶液に、撹拌しながら１時間かけて０．０７６ｇの微結晶性セルロース（Ｆｌｏｃｅｌ（登録商標）１０１、５０％）を加え、均一な分散物を作成した。コーティングの前に、この分散物に、撹拌しながら約１０分かけて０．７６ｇのＡＯ７００架橋剤（Ｇｅｌｅｓｔ製のアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン架橋剤）のＭＩＢＫ溶液（１０重量％  ＡＯ７００）を加えた。５重量％の微結晶性セルロースを含むＶｉｔｏｎコンポジットコーティングは、２０ｍｉｌのギャップを有するドローダウンバーコーターを用いて分散物をアルミニウム紙に塗布した後、約２１８℃までの硬化サイクルによって調製された。
【００３８】
上の分散物調製と同じ手順にしたがって、１０重量％および２０重量％の微結晶性セルロースを含むＶｉｔｏｎコンポジットを、ドローダウンバーコーティング、次いで２１８℃までの硬化サイクルによってＡｌ紙上に作成した。
【００３９】
５、１０、２０重量％のＭＣＣを含むコンポジットコーティングを顕微鏡によって観察すると、硬化の前後で球状から卵形の粒子の均一な分散物が示された。表面の質感は、５０ミクロン粒子の大きさで得られる。微結晶性粒子は、損傷を受けていなかった。
【００４０】
（実施例２：フルオロプラスチックと微結晶性セルロースのコンポジットコーティングの調製）
ＤｕＰｏｎｔ製のＭＰ３２０粉末ＰＦＡ（粒径は１５ミクロンより大きい）と、５、１０、２０重量％の微結晶性セルロース（Ｆｌｏｃｅｌ（登録商標）１０１、５０％）の３種類の配合物とを２−プロパノールに分散することによって、コーティング配合物を調製した。２−プロパノール中の粒子の合計固形分保持量は２０重量％である。これらの成分の２−プロパノールへの分散は、音波処理を繰り返すことによって促進される。Ｐａａｓｈｅエアブラシを用いて分散物をシリコーンゴム基材に噴霧した。コーティングを３５０℃で１５〜２０分間熱処理することによって硬化させ、コンポジット膜を作成した。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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