(57)【要約】【課題】  フッ素樹脂の表面に塗布されたアルコキシシラン化合物等のシランカップリング剤（シリル化剤）の分離及び非活性化を低減し、該シリル化剤に覆われたフッ素樹脂にプライマを塗布した場合、該フッ素樹脂と該プライマとの密着強度を向上し得る密着性向上方法を提供する。【解決手段】  表面処理したフッ素樹脂と樹脂及び接着成分を含むプライマとの密着強度を向上させるべく、該フッ素樹脂に該プライマを塗布する前に、該フッ素樹脂にシリル化剤を塗布する表面処理後の密着性向上方法であって、シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くし、フッ素樹脂上に形成されたモノレイヤーの厚さのシリル化剤に対し、プライマを塗布する。【選択図】    図１
2012036353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理したフッ素樹脂と樹脂及び接着成分を含むプライマとの密着強度を向上させるべく、該フッ素樹脂に該プライマを塗布する前に、該フッ素樹脂にシリル化剤を塗布する表面処理後の密着性向上方法であって、
前記シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くし、
前記フッ素樹脂上に形成されたモノレイヤーの厚さのシリル化剤に対し、前記プライマを塗布することを特徴とする表面処理後の密着性向上方法。
【請求項２】
表面処理した金属と樹脂及び接着成分を含むプライマとの密着強度を向上させるべく、該金属に該プライマを塗布する前に、該金属にシリル化剤を塗布する表面処理後の密着性向上方法であって、
前記シリル化剤が塗布された金属に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くし、
前記金属上に形成されたモノレイヤーの厚さのシリル化剤に対し、前記プライマを塗布することを特徴とする表面処理後の密着性向上方法。
【請求項３】
前記シリル化剤におけるモノレイヤーの厚さとは、１０Å（オングストローム）以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面処理後の密着性向上方法。
【請求項４】
前記シリル化剤は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのトリメトキシシランやメトキシシラン等のシラン末端を有し、かつアミノ基又は２重結合を有する構成のものであり、
前記シリル化剤の塗布において、前記各シリル化剤を１種類用いる、又は前記各シリル化剤を２種類以上混合して用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表面処理後の密着性向上方法。
【請求項５】
表面処理したフッ素樹脂に対しシリル化剤を塗布し、該シリル化剤に樹脂及び接着成分を含むプライマを塗布して生成された接着複合体を外装材に用いる定着ローラであって、
前記シリル化剤に前記プライマを塗布する前に、該シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くし、
前記フッ素樹脂上に形成されたモノレイヤーの厚さのシリル化剤に対し、前記プライマを塗布して生成された接着複合体を外装材に用いることを特徴とする定着ローラ。
【請求項６】
前記シリル化剤におけるモノレイヤーの厚さとは、１０Å（オングストローム）以下であることを特徴とする請求項５に記載の定着ローラ。
【請求項７】
前記シリル化剤は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのトリメトキシシランやメトキシシラン等のシラン末端を有し、かつアミノ基又は２重結合を有する構成のものであり、
前記シリル化剤の塗布において、前記各シリル化剤を１種類用いる、又は前記各シリル化剤を２種類以上混合して用いることを特徴とする請求項５又は６に記載の定着ローラ。
【請求項８】
前記請求項５乃至７に記載された定着ローラを備えることを特徴とする定着装置。
【請求項９】
前記請求項８に記載された定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むエッチング液で表面処理したフッ素樹脂又は粗面化処理を施した金属の表面に対し、プライマ（接着剤）を塗布した場合における密着性向上方法に関する。また、本発明は、上記方法により生成したフッ素樹脂及びプライマとを含む接着複合体を外装材として備える定着ローラと、該定着ローラを備える定着装置と、該定着装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の方法として、図９に示すように、表面処理したフッ素樹脂に対し、直接プライマを塗布する方法が知られている。この方法では、図９（ａ）に示すフッ素樹脂の表面を図９（ｂ）に示すようにナトリウム等のアルカリ金属の溶液で処理し、表面のフッ素原子を化学反応させて極性化（エッチング処理）させる。これにより、フッ素樹脂の表面には、図９（ｃ）に示すようにＯＨ基、ＣＯＯＨ基等の接着性に寄与する活性基が形成される。その後、活性基が形成されたフッ素樹脂の表面に対し、図９（ｄ）に示すようにシリコーン系のプライマ（接着成分と樹脂成分とから成る）を塗布する。しかしながら、フッ素樹脂がその化学構造に起因して、他の材料と非接着性であるため、図９（ｅ）に示すように、フッ素樹脂と樹脂成分との間に接着成分がある場合には接着強度が強いが、フッ素樹脂と樹脂成分とが直接密着している場合には接着強度が殆ど無い。このように、この方法では、フッ素樹脂とプライマとを強い密着強度で接着することができなかった。
【０００３】
上記方法に対する改良方法として、例えば特許文献１に開示されているフッ素樹脂を金属ナトリウムの溶液に浸漬して第１の表面処理を行い、次に該フッ素樹脂をアルコキシシラン化合物を含有する溶液に浸漬して第２の表面処理を行う方法が開示されている。ここで、アルコキシシラン化合物は、有機物とケイ素から構成される化合物であり、分子中に２種類以上の異なった反応基を持っているため、通常では非常に結びつきにくい有機材料と無機材料を接着することができる。この方法では、第１の表面処理が行われると、フッ素樹脂の表面には、ＯＨ基、ＣＯＯＨ基等の活性基が形成される。そして、第２の表面処理が行われると、表面に活性基が形成されたフッ素樹脂は、該活性基の消滅を有効に抑制可能なアルコキシシラン化合物の保護膜に覆われる。このように、上記改良方法では、フッ素樹脂の表面に形成された活性基とアルコキシシラン化合物とが反応し、かつアルコキシシラン化合物が接着剤として働くので、上記従来方法と比べ、フッ素樹脂とアルコキシシラン化合物を介して接着されたプライマとの接着強度を強くすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１６８３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記改良方法では、フッ素樹脂の表面にアルコキシシラン化合物の保護膜が厚く形成された場合には、該アルコキシシラン化合物の一部分で分離（例えば、フッ素樹脂と接着する面において、一部分が浮き上がっている状態）が生じ、密着性が低下する。また、この方法では、フッ素樹脂に対する上記第１及び第２の表面処理を行う工場と、該フッ素樹脂に対しプライマを塗布して例えばシリコーンゴム等の物質と接着させる処理を行う工場とが異なる場合、該表面処理後に移動、保管等を経ることによりアルコキシシラン化合物の保護膜にゴミ等が付着すると、該膜表面の活性基がゴミ等と反応してしまい活性を失う。このように、一部分に分離が生じた又は非活性化したアルコキシシラン化合物の保護膜で覆われているフッ素樹脂に対し、プライマを塗布すると、該フッ素樹脂と該プライマとの密着強度が低くなる、という問題があった。
【０００６】
以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、フッ素樹脂の表面に塗布されたアルコキシシラン化合物等のシランカップリング剤（シリル化剤）の分離及び非活性化を低減し、該シリル化剤に覆われたフッ素樹脂にプライマを塗布した場合、該フッ素樹脂と該プライマとの密着強度を向上し得る密着性向上方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。
＜構成１＞
本発明の表面処理後の密着性向上方法は、表面処理したフッ素樹脂と樹脂及び接着成分を含むプライマとの密着強度を向上させるべく、該フッ素樹脂に該プライマを塗布する前に、該フッ素樹脂にシリル化剤を塗布する表面処理後の密着性向上方法であって、シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くし、フッ素樹脂上に形成されたモノレイヤーの厚さのシリル化剤に対し、プライマを塗布することを特徴とする。
【０００８】
＜構成２＞
本発明の表面処理後の密着性向上方法は、表面処理した金属と樹脂及び接着成分を含むプライマとの密着強度を向上させるべく、該金属に該プライマを塗布する前に、該金属にシリル化剤を塗布する表面処理後の密着性向上方法であって、シリル化剤が塗布された金属に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くし、金属上に形成されたモノレイヤーの厚さのシリル化剤に対し、プライマを塗布することを特徴とする。
【０００９】
＜構成３＞
本発明の定着ローラは、表面処理したフッ素樹脂に対しシリル化剤を塗布し、該シリル化剤に樹脂及び接着成分を含むプライマを塗布して生成された接着複合体を外装材に用いる定着ローラであって、シリル化剤にプライマを塗布する前に、該シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くし、フッ素樹脂上に形成されたモノレイヤーの厚さのシリル化剤に対し、プライマを塗布して生成された接着複合体を外装材に用いることを特徴とする。
【００１０】
＜構成４＞
本発明の定着装置は、構成３の定着ローラを備えることを特徴とする。
【００１１】
＜構成５＞
本発明の画像形成装置は、構成４の定着装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、表面処理したフッ素樹脂と樹脂及び接着成分を含むプライマとの密着強度を向上させるべく、該フッ素樹脂に該プライマを塗布する前に、シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤用の溶媒で洗浄し、該シリル化剤の厚さをモノレイヤーまで薄くして活性化のシリル化剤のみを表面に形成し、その後、フッ素樹脂上に形成された活性化のシリル化剤に対し、プライマを塗布する。従って、本発明によれば、シリル化剤に覆われたフッ素樹脂にプライマを塗布した場合、該フッ素樹脂と該プライマとの密着強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るフッ素樹脂にシリル化剤を塗布後にプライマを塗布する接着方法の説明図である。
【図２】本発明に係るフッ素樹脂表面の活性基とプライマ、シリル化剤との反応における立体障害の発生に関する説明図である。
【図３】本発明に係る実施例１の接着複合体の構成を示す図である。
【図４】本発明に係る実施例１の接着複合体が生成されるまでの工程を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る実施例１の接着複合体を用いて生成された定着ローラ１００の構成を示す図である。
【図６】本発明に係る実施例１の定着ローラ１００を有する定着装置２００を備える画像形成装置３００の概略構成図である。
【図７】本発明に係る実施例２の接着複合体の構成を示す図である。
【図８】本発明に係る実施例２の接着複合体が生成されるまでの工程を示すフローチャートである。
【図９】従来のフッ素樹脂に直接プライマを塗布する接着方法の説明図である。
【００１４】
以下、本発明について、図を用いて詳細に説明する。本発明では、定着ローラの外装材に用いるシリル化剤に覆われたフッ素樹脂にプライマを塗布した場合における該樹脂とプライマとの密着性向上方法について説明を行う。
【００１５】
図１は、本発明に係るフッ素樹脂にシリル化剤を塗布後にプライマを塗布する接着方法の説明図である。
以下に、本発明のフッ素樹脂に対し、シリル化剤を塗布後にフッ素樹脂用プライマ（図１中ではプライマと記載）を接着する工程について、図１を用いて詳細説明を行う。
本発明のフッ素樹脂は、該樹脂の表面をナトリウム等のアルカリ金属を含むエッチング液で表面処理されると、図１（ａ）に示すように、該表面にはＯＨ基、ＣＯＯＨ基等の接着性に寄与する活性基が形成される。
【００１６】
本発明のフッ素樹脂は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）などの金属ナトリウムを含有するエッチング液により表面処理が可能なものである。
【００１７】
また、上記エッチング液は、金属ナトリウムを液体アンモニアもしくはナフタレンに溶解させた液（Ｎａ−ＮＨ３  分散体またはＮａ−ナフタレン分散体）を調整し、これをエーテル系溶剤或いはグリーコール系溶剤／エーテル系溶剤の混合溶剤に溶解することによって調整される。例えば、脱湿通気管付攪拌層をＮ２置換し、これに溶剤を入れ、次いでＮａ−ＮＨ３またはＮａ−ナフタレン分散体を小量ずつ徐々に投入する。この際、液は昇温するので５０℃以下に保つように液温を調整する。全量を投入後、２時間程度攪拌を続けることにより、処理液が調整される。
【００１８】
上記Ｎａ−ＮＨ３分散体またはＮａ−ナフタレン分散体において、ＮａとＮＨ３もしくはナフタレンとは、モル比で１：０．７〜１：１．３の範囲が好ましく、通常１：１のものが使用される。また、エーテル系溶剤としては、例えばテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が好適であり、混合溶剤としては、エチレングリコール／ジメチルエーテル、ブチレングリコール／ジメチルエーテル等が好適である。尚、混合溶剤において、グリーコール系溶剤とエーテル系溶剤とは、その体積比が１：０．２〜０．２：１、特に１：１であるものが好適である。
【００１９】
これらの溶剤は、例えばＮａ（１モル）−ナフタレン（１モル）分散体１００ｇに対して、エチレングリコール／ジメチルエーテル混合溶剤で４００から１０００ｍｌ、特に６００〜８００ｍｌ程度の使用量である。その使用量は、上記分散体が均一に溶解乃至分散され、かつ表面処理が有効に行われるように設定される。
【００２０】
上記した金属ナトリウムなどのアルカリ金属を含むエッチング液中への、フッ素樹脂の浸漬は、通常、室温で行われ、また浸漬時間は、十数秒から数分程度でよい。
【００２１】
表面に活性基が形成されたフッ素樹脂に対し、アルコール洗浄処理、水洗処理、乾燥処理を行い、その後、図１（ｂ）に示すように、シリル化剤を塗布する。
ここで、アルコール洗浄処理に用いる溶剤は、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール系溶剤である。
そして、水洗処理を行うことにより、上記表面処理においてフッ素樹脂表面に形成された塩や塩基等の水溶性成分が除去される。
また、乾燥処理とは、風乾（自然乾燥）等の処理であり、室温２３℃で３〜３０分（温度、湿度で乾燥時間が変わる）行われる。他の乾燥処理としては、Ｎ２ガスなどを吹き付け、乾燥時間を３分程度にする方法を用いることもできる。
尚、上記乾燥処理後、シリル化剤を塗布するまで時間を置くと、フッ素樹脂の表面に形成された活性基の消滅が進行する。従って、乾燥処理後、時間を置かずにシリル化剤の塗布が行われる。
【００２２】
フッ素樹脂に対するシリル化剤の塗布は、該シリル化剤をスプレーを用いて該樹脂に吹き付ける、該シリル化剤を該樹脂に塗りスポンジを用いて伸ばす、又は該シリル化剤をスポンジを用いて該樹脂に塗り伸ばすのいずれか１つの方法により行われる。尚、本発明のシリル化剤は、アルコール等の溶媒に０．０１〜１０重量パーセントに薄めて使用され、フッ素樹脂に塗布される。
このとき、シリル化剤は、該シリル化剤がフッ素樹脂の表面に塗布された場合分離しない厚さ（１００Å以下）で塗布される。
【００２３】
本発明のシリル化剤は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのトリメトキシシランやメトキシシラン等のシラン末端を有し、かつアミノ基又は２重結合を有する構成のものである。尚、シリル化剤として、上記各シリル化剤を２種類以上混合して用いてもよい。
【００２４】
シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤と該樹脂の表面に形成された活性基とを反応させるべく加熱処理を行う。
ここで、シリル化剤として例えば「γ−アミノプロピルトリメトキシシラン」が塗布された場合、該シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂を１００℃で加熱処理する。この温度で加熱処理することにより、シリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）とフッ素樹脂の表面に形成されたＯＨ基、ＣＯＯＨ基等の活性基とを反応させることができる。
尚、上記加熱温度は、１００℃に限定するものではなく、各種のシリル化剤と、フッ素樹脂との反応性が効率的に行われる温度に適宜設定される。
【００２５】
上記加熱処理後、シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂は、他の工場（例えば外国の工場）に運ばれる等により、しばらく放置される。その間、フッ素樹脂の表面に形成されたシリル化剤の保護膜にはゴミ等が付着する。また、フッ素樹脂に表面に形成されたシリル化剤は、厚く塗布されていると、該樹脂の表面に形成された活性基と反応していない接着面から離れた部分において分離が生じる場合もある。
【００２６】
シリル化剤用の溶媒（シリル化剤は含まれない）は、表面にシリル化剤が塗布されたフッ素樹脂上から非活性となったシリル化剤を除去するために用いられる。
そしてシリル化剤用の溶媒は、非活性となったシリル化剤を除去し、フッ素樹脂の表面に塗布されるシリル化剤をモノレイヤー（１０Å以下）まで薄くするために用いられる。
ここで、モノレイヤー（１０Å以下）まで薄くされたシリル化剤は、フッ素樹脂の表面に形成された活性基と反応している部分のみから成る。
これにより、図１（ｃ）に示すように、モノレイヤーまで薄くされたシリル化剤と、フッ素樹脂との接着強度は強くなる。
尚、フッ素樹脂の表面に形成されるシリル化剤の厚みは、保管期間、移動距離、移動方法により、表面のゴミの付着量、該シリル化剤の活性劣化の度合いにより異なる。
また、フッ素樹脂の表面にシリル化剤を塗布する際にモノレイヤー（１０Å以下）まで薄く塗った場合、該シリル化剤の表面にゴミ等が付着すると該シリル化剤の一部が非活性になってしまうので、塗布する際には、モノレイヤーよりも厚く、かつ上記分離しない厚さ（１００Å以下）で塗布されることが好ましい。
【００２７】
フッ素樹脂の表面に形成されたシリル化剤のうち、非活性となった一部のシリル化剤を除去すべく、該シリル化剤に対し、該シリル化剤用の溶媒（シリル化剤は含まれない）で溶媒洗浄を行う。
ここで、シリル化剤として例えば「γ−アミノプロプルトリメトキシシラン」が塗布された場合、該シリル化剤用の溶媒である「イソプロピルアルコール」を８０℃に加熱処理してフッ素樹脂を溶媒洗浄する。この温度で加熱した溶媒を用いてシリル化剤を洗浄することにより、フッ素樹脂上に形成された不要な非活性のシリル化剤を除去できる。
尚、上記溶媒洗浄とは、シリル化剤用の溶媒を超音波洗浄器に入れてフッ素樹脂の洗浄を行う、超音波洗浄である。これにより、フッ素樹脂上に形成されてへばりついてしまった非活性基を取り除くことができる。
また、上記加熱温度は、８０℃に限定するものではなく、各種のシリル化剤と、各種のシリル化剤用の溶媒との溶解性が効率的に行われる温度に適宜設定される。
更に、各種シリル化剤用の溶媒の加熱温度を、溶解性が効率的に行われる当該温度より高く設定しても、完全にフッ素樹脂と反応している（活性化している）シリル化剤は除去されず、工程上問題がない。
溶媒洗浄が行われたフッ素樹脂上には、モノレイヤー（１０Å以下）の厚さのシリル化剤が形成される。
【００２８】
フッ素樹脂の表面にモノレイヤーの厚さのシリル化剤が形成されると、水洗処理、乾燥処理を行う。
ここで、水洗処理を行うことにより、上記溶媒洗浄においてシリル化剤の表面に形成された塩や塩基等の水溶性成分が除去される。
また、乾燥処理とは、風乾等の処理であり、室温２３℃で３〜３０分（温度、湿度で乾燥時間が変わる）行われる。他の乾燥処理としては、Ｎ２ガスなどを吹き付け、乾燥時間を３分程度にする方法を用いることもできる。
【００２９】
次に、モノレイヤー（１０Å以下）の厚さのシリル化剤が形成されているフッ素樹脂の表面に対し、図１（ｄ）に示すように、接着成分及び樹脂成分を含むフッ素樹脂用プライマを塗布する。
このフッ素樹脂用プライマは、「三井デュポンフロロケミカル株式会社のＰＬ−９１０−ＢＮ」である。
そして、このフッ素樹脂用プライマは、３０〜５０μｍの厚さで塗布する。
上記塗布により、樹脂成分及び接着成分がともにフッ素樹脂の表面に形成された活性化のシリル化剤と反応するため、図１（ｅ）に示すように、接着強度が強くなる。
上記した方法により、フッ素樹脂とシリル化剤を介して接続されたフッ素樹脂用プライマとから構成された接着複合体が生成される。
【００３０】
図２は、本発明に係るフッ素樹脂表面の活性基とプライマ、シリル化剤との反応における立体障害の発生に関する説明図である。
次に、図２を用いて、単にフッ素樹脂の表面に直接フッ素樹脂用プライマを塗布する方法（図９参照）と比べ、本発明の実施例１のフッ素樹脂の表面にモノレイヤーまで薄くしたシリル化剤を塗布してから該プライマを塗布する方法が立体障害の発生を低減し得る理由について、詳細説明を行う。
図２（ａ）に示すように、フッ素樹脂の表面に形成されたＯＨ基、ＣＯＯＨ基は、上記エッチング処理により生成される置換基であり、径時とともに該樹脂の内部に潜り込んでしまう、オーバーターン或いはマイグレーションが生じる。従って、フッ素樹脂の表面に直接フッ素樹脂用プライマが塗布されると、置換基と該プライマとの反応において、立体障害が生じ易い。
一方、図２（ｂ）に示すように、フッ素樹脂の表面に形成された各活性基が該樹脂に塗布されたシリル化剤と反応すると、Ｏ基とＳｉ基とＮＨ２基とが繋がっている長い側鎖状の構成を有するので、該シリル化剤にフッ素樹脂用プライマが塗布されると、側鎖状の構成と該プライマとの反応において、立体障害が生じにくい。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について説明を行う。
【実施例１】
【００３２】
＜実施例１の構成＞
図３は、本発明に係る実施例１の接着複合体の構成を示す図である。
図４は、本発明に係る実施例１の接着複合体が生成されるまでの工程を示すフローチャートである。
以下に、本発明に係る実施例１として、下記に示す材料を用いた場合を例に、図３に示す接着複合体が生成されるまでの工程について、図４を用いて詳細説明を行う。
フッ素樹脂：ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）
シリル化剤：γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
フッ素樹脂用プライマ：三井デュポンフロロケミカル株式会社のＰＬ−９１０−ＢＮ
【００３３】
１００μｍ厚のフッ素樹脂をナトリウムなどのアルカリ金属を含むエッチング液（、金属ナトリウム２３ｇ（１モル）、ナフタレン１２８ｇ（１モル）、ＴＨＦ１リットルを脱湿通気管付攪拌層中で室温で２時間反応させ調整した）に十数秒〜数分間浸漬し、表面処理を行うと（ステップＳ１０１）、図１（ａ）に示すように、該表面にはＯＨ基、ＣＯＯＨ基等の接着性に寄与する活性基が形成される。
【００３４】
表面に活性基が形成されたフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）に対し、エチルアルコールを用いてアルコール洗浄処理、その後水洗処理、乾燥処理を行う（ステップＳ１０２）。
上記乾燥処理後、時間を置かずに、図１（ｂ）に示すように、エチルアルコール又はイソプロピルアルコール等の溶媒に５〜１０％に薄めたシリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）をスプレーを用いて該樹脂に塗布する（ステップＳ１０３）。
このとき、シリル化剤は、該シリル化剤がフッ素樹脂の表面に塗布された場合分離しない厚さ（１００Å以下）で塗布される。
【００３５】
シリル化剤が塗布されたフッ素樹脂に対し、該シリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）と該フッ素樹脂の表面に形成された活性基とを反応させるべく、１００℃で加熱処理を行う。この温度で加熱処理することにより、シリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）とフッ素樹脂の表面に形成されたＯＨ基、ＣＯＯＨ基等の活性基とを反応させることができる。
【００３６】
表面にシリル化剤が塗布され、その後上記加熱処理を経たフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）は、他の工場（例えば外国の工場）に運ばれる等により、しばらく放置される。その間、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の表面に形成されたシリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）の保護膜にはゴミ等が付着する。また、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）に表面に形成されたシリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）は、厚く塗布されていると、該樹脂の表面に形成された活性基と反応していない接着面から離れた部分において分離が生じる場合もある。
【００３７】
フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の表面に形成されたシリル化剤（γ−アミノプロプルトリメトキシシラン）のうち、非活性となった一部のシリル化剤を除去すべく、該シリル化剤に対し、該シリル化剤用の溶媒（イソプロピルアルコール）を８０℃に加熱処理してフッ素樹脂を溶媒洗浄する（ステップＳ１０４）。この温度で加熱した溶媒を用いてシリル化剤を洗浄することにより、フッ素樹脂上に形成された不要な非活性のシリル化剤を除去できる。
溶媒洗浄が行われたフッ素樹脂上には、図１（ｃ）に示すように、モノレイヤー（１０Å以下）の厚さのシリル化剤が形成される（ステップＳ１０５）。
【００３８】
フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の表面にモノレイヤーの厚さのシリル化剤（γ−アミノプロプルトリメトキシシラン）が形成されると、水洗処理、乾燥処理を行う（ステップＳ１０６）。
【００３９】
次に、モノレイヤー（１０Å以下）の厚さのシリル化剤（γ−アミノプロプルトリメトキシシラン）が形成されているフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）の表面に対し、図１（ｄ）に示すように、接着成分及び樹脂成分を含むフッ素樹脂用プライマ（三井デュポンフロロケミカル株式会社のＰＬ−９１０−ＢＮ）を３０〜５０μｍの厚さで塗布する（ステップＳ１０７）。
上記塗布により、フッ素樹脂用プライマに含まれる樹脂成分及び接着成分がともにフッ素樹脂の表面に形成された活性化のシリル化剤と反応するため、図１（ｅ）に示すように、接着強度が強くなる。
上記工程により、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）とシリル化剤（γ−アミノプロプルトリメトキシシラン）を介して接続されたフッ素樹脂用プライマ（三井デュポンフロロケミカル株式会社のＰＬ−９１０−ＢＮ）とから構成された接着複合体が生成される（ステップＳ１０８）。
【００４０】
図５は、本発明に係る実施例１の接着複合体を用いて生成された定着ローラ１００の構成を示す図である。
次に、フッ素樹脂とシリル化剤を介して接着されたフッ素樹脂用プライマとから構成された接着複合体を用いて生成された定着ローラ１００について、詳細説明を行う。
図５（ａ）に示すように、定着ローラ１００は、長さ３６ｃｍの筒状の形態から成り、両端に長さ３ｃｍのシャフトを有する。
図５（ｂ）に示すように、定着ローラ１００は、直径２５ｍｍの筒状の形態の鉄に、上記接着複合体などを外装した構成から成る。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す定着ローラ１００のと該ローラの外装材との積層構造を示す拡大図である。
定着ローラ１００は、図５（ｃ）に示すように、１ｍｍの厚さの筒状の鉄に３０〜５０μｍの厚さの鉄用プライマを塗布し、１ｍｍの厚さのシリコーンゴムを接着し、その後、上記接着複合体を接着した構成から成る。
このシリコーンゴムは、「信越化学社製の品番ＫＥ−７０２２−ｕ（耐熱ロール材料）や品番Ｘ−３０−３８８８−ｕ（高耐熱ロール材料）」である。
この鉄用プライマは、「東レ・ダウコーニング株式会社のＤＹ３９−０１２プライマ」である。
また、定着ローラ１００には、筒状の形態の鉄の内部に加熱用ヒータ（図６参照）が配設される。この加熱用ヒータの上限温度は、２００℃であり、定着ローラ１００の耐熱温度は、２５０℃である。
【００４１】
図６は、本発明に係る実施例１の定着ローラ１００を有する定着装置２００を備える画像形成装置３００の概略構成図である。
画像形成装置３００は、図６に示すように、定着ローラ１００を有する定着装置２００と、ＹＭＣＫ（イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック）の各色のトナーに対応して順に配置された４つの現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、給紙ローラ１１と、給紙ガイド１２と、レジストローラ対１３と、転写ベルト１４と、各現像装置に対応する各転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと、駆動ローラ１６と、従動ローラ１７と、定着装置２００と、ベルトクリーナー１８と、排紙ガイド１９と、排出ローラ対２０と、排紙スタッカ２１と、用紙カセット２２とから構成されている。
用紙カセット２２は、図６に示すように、該カセット内に記録媒体２３を積載保持する。
定着装置２００は、図６に示すように、定着ローラ１００と、該定着ローラ１００と圧接して配設されている加圧ローラ２０１と、該定着ローラ１００及び該加圧ローラ２０１を収容するケーシング２０２とから構成される。
定着ローラ１００は、図６に示すように、該ローラ内部に加熱用のヒータ１０１が配設されている。
【００４２】
現像装置１０Ｋは、図６に示すように、感光ドラム１と、帯電ローラ２と、露光装置３と、現像ローラ４と、トナー供給ローラ５と、現像ブレード６と、クリーニングブレード７と、ブラック色のトナーを収容するトナー収容部８とから構成されている。
ここで、現像ローラ４と、トナー供給ローラ５と、現像ブレード６とは、トナー収容部８内に配設されている。
他の現像装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは、各トナー収容部にそれぞれイエロー、マゼンダ、シアンのトナーを収容する構成であり、他の構成については現像装置１０Ｋの他の構成と同じである。
【００４３】
感光ドラム１は、導電性支持体と光導電層とから構成される。導電性支持体として、アルミニウムの金属パイプを用い、光導電層として金属パイプ上に順次積層した電荷発生層、電荷輸送層から成る有機系感光体を用いることができる。
帯電ローラ２は、例えば金属シャフトと半導電性ゴム層とから構成される。
現像ローラ４は、例えば金属シャフトと半導電ウレタンゴム材とから構成される。
【００４４】
上記構成の画像形成装置３００の動作を説明する。
先ず、画像形成プロセスにおいて、感光ドラム１を不図示の駆動手段により、図６中の矢印ａ方向（図では時計回り）に一定周速度で回転させる。感光ドラム１の表面に接触して反時回りに回転する帯電ローラ２に不図示の帯電ローラ用高圧電源から直流高電圧を印加することにより、感光ドラム１の表面を均一に帯電させる。
露光装置３は、感光ドラム１に対向して配設されており、画像信号に対応した光を該感光ドラム１の表面に照射することにより該ドラムの表面に静電潜像を形成する。露光装置３としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。
【００４５】
トナーを収容するトナー収容部８内に配設されているトナー供給ローラ５に不図示のトナー供給ローラ用高圧電源から直流高電圧を印加し、このトナー供給ローラ５を回転させることにより、現像ローラ４にトナーが供給される。現像ローラ４は、トナーを吸着し、図中の矢印ｂ方向（図では反時計回り）に回転する。現像ローラ４とトナー供給ローラ５とが当接する位置に対し、回転方向下流側で現像ローラ４の表面に当接する現像ブレード６により、均一な厚さのトナー層が現像ローラ４の表面に形成される。
【００４６】
感光ドラム１の導電性支持体と現像ローラ４との間には、不図示のトナー担持体用高圧電源によってバイアス電圧が印加されているので、現像ローラ４と感光ドラム１の間には、該ドラムに形成された静電潜像に応じた電気力線が発生する。このため、現像ローラ４上のトナーは、静電気力の作用により、感光ドラム１上の静電潜像に付着し、トナー像が形成される。
【００４７】
用紙カセット２２に積載保持されている記録媒体２３は、給紙ローラ１１により給紙ガイド１２を沿って給紙され、停止状態のレジストローラ対１３のニップ部に送られ、そこで該記録媒体２３のスキュー補正が行われる。スキュー補正後、レジストローラ対１３が回転駆動され、該レジストローラ対１３に挟まれた記録媒体２３は、駆動ローラ１６によって図６の矢印ｃ方向（図では反時計回り）に回転する転写ベルト１４へと送られる。そして、不図示の転写ローラ用高圧電源により転写ベルト１４を介して直流電圧が印加された各転写ローラ１５Ｋ〜１５Ｙによって、各現像装置１０Ｋ〜１０Ｙの各感光ドラム上に形成されたトナー像が記録媒体２３に転写される。
【００４８】
その後、記録媒体２３は、定着装置２００へ搬送される。定着ローラ１００の熱がトナーを溶融し、加圧ローラ２０１の加圧作用により溶融したトナーが記録媒体２３の繊維間に浸透し、トナー像が該記録媒体２３に定着する。トナー像が定着した記録媒体２３は、排紙ガイド１９に沿って進み、排出ローラ対２０によって画像形成装置３００外部へ排出され、排紙スタッカ２１上に積載される。転写工程後、若干のトナーが感光ドラム１に残留する場合があるが、残留トナーは、感光ドラム１の表面に当接するクリーニングブレード７によって除去される。
【００４９】
＜実施例１の効果＞
本発明に係る実施例１の方法では、フッ素樹脂の表面をナトリウム等のアルカリ金属を含む溶媒で表面処理した後、シリル化剤を塗布し、その後、シリル化剤の溶媒を用いて該シリル化剤を溶媒洗浄して該シリル化剤をモノレイヤーまで薄くするので、該樹脂上に形成されているシリル化剤は活性化されているもののみになる。これにより、本発明に係る実施例１の方法では、モノレイヤーの薄さに形成されたシリル化剤とフッ素樹脂との接着強度を強くすることができ、従って、フッ素樹脂とフッ素樹脂用プライマとのシリル化剤を介した接着強度を強くすることが可能となる。
【実施例２】
【００５０】
図７は、本発明に係る実施例２の接着複合体の構成を示す図である。
本発明の実施例２では、サンドブラスト（高圧空気と一緒に砂などの研磨剤を吹き付ける加工法）等の粗面化処理によりアルミニウム、鉄、ＳＵＳ（ステンレス）などの金属の表面と該金属用プライマとの接着強度を向上させるべく、図７に示すように、該金属と該金属用プライマとの間に実施例１のモノレイヤーの薄さのシリル化剤を塗布する構成にしたものである。
この金属用プライマは、金属がアルミニウム、鉄、ＳＵＳのいずれかであるかによって、各金属に最適なプライマが適宜選択される。
尚、本実施例２の方法は、定着ローラの外装剤の生成には適用しない。
【００５１】
ここで、本実施例２の接着複合体の生成処理は、実施例１のフッ素樹脂の表面にシリル化剤を塗布する構成に代え、アルミニウム、鉄、ＳＵＳなどの金属の表面にシリル化剤を塗布し、その後、モノレイヤーの厚さのシリル化剤に金属用のプライマを塗布する構成にしただけであり、これを除く生成における他の構成は、実施例１の接着複合体の生成処理と同じである。
即ち、本実施例２の金属の表面に塗布するシリル化剤は、本実施例１のフッ素樹脂の表面に塗布するシリル化剤と同じである。
また、本実施例２の金属の表面へのシリル化剤の塗布方法は、本実施例１のフッ素樹脂の表面へのシリル化塗布方法と同じである。
更に、本実施例２の金属の表面に塗布されたシリル化剤をモノレイヤーの薄さにするために用いるシリル化剤の溶媒は、本実施例１のシリル化剤の溶媒と同じである。
【００５２】
＜実施例２の構成＞
図８は、本発明に係る実施例２の接着複合体が生成されるまでの工程を示すフローチャートである。
以下に、本発明に係る実施例２として、下記に示す材料を用いた場合を例に、図７に示す接着複合体が生成されるまでの工程について、図８を用いて詳細説明を行う。
金属：アルミニウム、鉄、ＳＵＳ等
シリル化剤：γ−アミノプロピルトリメトキシシラン
金属用プライマ：信越化学社製のＸ−３４−１２７７Ａ／Ｂプライマ、又はＸ−３４−１５４７Ａ／Ｂプライマ等
本発明の金属は、該金属の表面をサンドブラスト等により粗面化処理されると（ステップＳ２０１）、実施例１のフッ素樹脂の表面をアルカリ金属を含むエッチング液で表面処理した場合と同様に、該表面の凹凸が大きくなる。そして、金属の表面には、上記粗面化処理により、ＯＨ基などが形成されている。
【００５３】
表面にＯＨ基が形成された金属に対し、エチルアルコール又はイソプロピルアルコールを用いてアルコール洗浄処理、その後水洗処理、乾燥処理を行う（ステップＳ２０２）。
上記乾燥処理後、時間を置かずに、エチルアルコール又はイソプロピルアルコール等の溶媒に５〜１０％に薄めたシリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）をスプレーを用いて該金属に塗布する（ステップＳ２０３）。
このとき、シリル化剤は、該シリル化剤が金属の表面に塗布された場合分離しない厚さ（１００Å以下）で塗布される。
【００５４】
シリル化剤が塗布された金属に対し、該シリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）と該金属の表面に形成された活性基（ＯＨ基）とを反応させるべく１００℃で加熱処理を行う。この温度で加熱処理することにより、シリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）と金属の表面に形成されたＯＨ基とを反応させることができる。
【００５５】
表面にシリル化剤が塗布された金属は、他の工場（例えば外国の工場）に運ばれる等により、しばらく放置される。その間、金属の表面に形成されたシリル化剤の保護膜にはゴミ等が付着する。また、金属の表面に形成されたシリル化剤は、厚く塗布されていると、該金属の表面に形成されたＯＨ基と反応していない接着面から離れた部分において分離が生じる場合もある。
また、金属の表面にシリル化剤を塗布する際にモノレイヤー（１０Å以下）まで薄く塗った場合、該シリル化剤の表面にゴミ等が付着すると該シリル化剤の一部が非活性になってしまうので、塗布する際には、モノレイヤーよりも厚く、かつ上記分離しない厚さ（１００Å以下）で塗布されることが好ましい。
【００５６】
金属の表面に形成されたシリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）のうち、非活性となった一部のシリル化剤を除去すべく、該シリル化剤に対し、該シリル化剤用の溶媒（イソプロピルアルコール）を８０℃に加熱処理して金属を溶媒洗浄する（ステップＳ２０４）。この温度で加熱した溶媒を用いてシリル化剤を洗浄することにより、金属上に形成された不要な非活性のシリル化剤を除去できる。
溶媒洗浄が行われた金属上には、モノレイヤー（１０Å以下）の厚さのシリル化剤が形成される（ステップＳ２０５）。
【００５７】
金属の表面にモノレイヤーの厚さのシリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）が形成されると、水洗処理、乾燥処理を行う（ステップＳ２０６）。
【００５８】
次に、モノレイヤー（１０Å以下）の厚さのシリル化剤（γ−アミノプロピルトリメトキシシラン）が形成されている金属の表面に対し、接着成分及び樹脂成分を含む当該金属用プライマ（接着剤）を３０〜５０μｍの厚さで塗布する（ステップＳ２０７）。
上記塗布により、樹脂成分及び接着成分がともに金属の表面に形成された活性化のシリル化剤と反応するため、接着強度が強くなる。
上記した方法により、金属とシリル化剤を介して接続された金属用プライマとから構成された接着複合体が生成される（ステップＳ２０８）。
【００５９】
＜実施例２の効果＞
本発明に係る実施例２の方法では、アルミニウム、鉄、ＳＵＳ等の金属の表面をサンドブラスト等により粗面化処理した後、シリル化剤を塗布し、その後、シリル化剤の溶媒を用いて該シリル化剤を溶媒洗浄して該シリル化剤をモノレイヤーまで薄くするので、該金属上に形成されているシリル化剤は活性化されているもののみとなる。これにより、本発明に係る実施例２の方法では、モノレイヤーの薄さに形成されたシリル化剤と金属との接着強度を強くすることができ、従って、金属と金属用プライマとのシリル化剤を介した接着強度を強くすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
第１の実施例では、ナトリウム等のアルカリ金属を含むエッチング液で表面処理したフッ素樹脂、第２の実施例では、サンドブラスト等の粗面化処理により表面処理した金属（アルミニウム、鉄、ＳＵＳ等）に本発明の方法を適用した場合を説明したが、これに限る必要はなく、フッ素樹脂及び上記金属を除く他の物質に対し表面処理後にシリル化剤をモノレイヤーの厚さで塗布し、その後プライマ（樹脂、接着成分等を含む）を塗布することにより、該他の物質とシリル化剤を介して接着されたプライマとの接着強度を向上させる構成にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１００  定着ローラ
２００  定着装置
３００  画像形成装置
【図１】
2012036353.tif 000003
【図２】
2012036353.tif 000004
【図３】
2012036353.tif 000005
【図４】
2012036353.tif 000006
【図５】
2012036353.tif 000007
【図６】
2012036353.tif 000008
【図７】
2012036353.tif 000009
【図８】
2012036353.tif 000010
【図９】
2012036353.tif 000011