JPH10509107A - 伝導性フルオロポリマーで被覆されたエラストマーローラー及び構造体 - Google Patents

伝導性フルオロポリマーで被覆されたエラストマーローラー及び構造体

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JPH10509107A JP9511940A JP51194097A JPH10509107A JP H10509107 A JPH10509107 A JP H10509107A JP 9511940 A JP9511940 A JP 9511940A JP 51194097 A JP51194097 A JP 51194097A JP H10509107 A JPH10509107 A JP H10509107A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、印刷機ローラー及びベルトのような、様々なエラストマー構造体において使用するための、改善された剥離コーティングである。本発明のコーティングは、基層16に付着した多孔質表面20、及び接触面としての露出された不浸透性表面22を有する、薄い延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(PTFE)外皮層18で、このPTFEは、粒子充填剤で充填されている。この単一の薄いコーティングの両面の使用は、シリコーンエラストマー層のような基層材料への優れた接合に加え、摩滅及び化学侵蝕に対する非常に高い抵抗性を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 伝導性フルオロポリマーで被覆されたエラストマーローラー及び構造体 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、ゼログラフィー複写技術(例えば、複写機、ファクシミリ、レーザ ープリンター、及び他の印刷装置)及び他の紙を取扱う用途において使用される エラストマーローラーのような、エラストマー構造体が使用される、様々な用途 で使用される剥離コーティングに関する。 2.関連技術の説明 現在様々な目的で、弾性ローラーが使用されている。ゼログラフィー印刷機及 びオフセット印刷機(以後集合的に“印刷装置”と称する)の領域において、こ のようなローラーは、これらの装置の適切な操作に不可欠の役割を果たしている 。一般に、下記を含むいくつかの特性を有するローラーを具備することが所望で ある:良好な順応性(すなわち、紙シートのような3次元物体の周囲の良好な握 り(grip))、良好な耐薬品性、良好な耐久性(すなわち耐磨耗性及び耐摩滅性) 、低い表面エネルギー又は良好な剥離特性、並びに良好な電気及び/又は熱の伝 導性である。先行技術のこれらの特性を調和しようとする試みは、完全には成功 していない。これらの特性を効果的に組み合わせる能力は、多くの印刷及び紙を 操作する産業が、非常に価格に影響されやすいという事実により、一層複雑にな っている。 従来のローラーは一般に、金属などのソリッドコア上に被覆され た、シリコーンのようなゴム様物質を含んでいる。ほとんどの用途において、こ の構造体は、少なくとも最初は良好であるが、時間が経つにつれていくつかの問 題点を露呈する傾向がある。第一には、一般にシリコーン材料は、耐摩滅性に限 界があり、結局は摩滅し、かつ平らでない表面を生じる。第二にシリコーンは、 剥離特性には限界があり、画質を荒廃し得る汚れ及び汚染の問題を生じる。シリ コーン材料の摩滅は、この材料の剥離特性を劣化する傾向を示す。第三にシリコ ーン材料は、せん断応力のためにその表面が変形することが多く、弾性表面のし わ、ゆがみ又は亀裂、並びに印刷機の性能を台無しにする欠点につながる。更に 、シリコーン材料は、特にある種の溶媒、油及び蒸気に暴露される場合には、膨 潤し、かつ経時的に劣化する。これに加え、シリコーンの熱及び電気伝導性は、 添加することができる熱伝導性及び電気伝導性の充填剤の量によって制限される 。最後に、多量の充填剤の添加は、該シリコーンの機械的結着性を低下させる。 この充填剤は、その表面から流れだし、かつはがれ落ちるであろう。 これらの問題の一部の改善を試みるために、多くの解決策が提唱されている。 例えば、Meltzらの米国特許第3,345,942号では、フルオロポリマー粒子を用いて 、ゴムローラーのコーティングを充填した。この方法は、剥離の点でいくつかの 改善をもたらすと考えられるが、このローラーの耐薬品性は、露出したゴムのた めに依然として限界がある。更に効果的な表面エネルギーが、ゴム及びフルオロ ポリマーの間で分担され、この結果フルオロポリマー単独使用と比較して剥離特 性が低下する。 Konらの米国特許第4,789,565号及びSuzukiらの日本国特開平第4-361026号に開 示された別の方法では、フルオロポリマー粒子を仕上塗の上に噴射している。こ れらの例においては、フルオロポリマ ーの多数の薄層が、ローラー上に形成され、コーティングの亀裂の発生を防いで いる。この方法は、より優れた剥離剤被覆表面をもたらすことができるが、連続 したPTFE層を形成するためのPTFE粒子の硬化又は焼結に必要な熱サイクルのため に、そのゴム中間層が破壊されるのを防ぐために多大な努力が必要であり、非常 に複雑になる傾向がある。更に、汚染に関連した欠損、及び加工時にピンホール が生じる著しい危険を起こし易い傾向を含む、他の多くの加工上の問題点が生じ る。 更に別の方法は、該ローラー表面上にフルオロポリマー材料のスリーブを利用 する。この方法の例は、Inasakiの米国特許第5,180,899号、Idsteinの米国特許 第4,219,327号、及びStrellaらの米国特許第3,912,901号に開示されている。こ の方法は、中間弾性層を化学侵蝕及び熱劣化から保護するが、ローラーの順応性 を大きく低下させる。フルオロポリマーは、ゴムと比較した場合比較的硬質であ るので、このような物質の最終有効ジュロメーター読み値は、この方法で被覆さ れた場合には著しく上昇するであろう。このことは、溶融ロール及びスリーブ型 圧力ロールの間を通過する紙に対する順応性のような、加工された製品に対する 順応性の問題を生じる。このような順応性の欠如は、トナーを適切に溶融しなか ったり、印刷の耐久性を乏しくしたりすることがある。これに加え、この構造の ローラーへの剥離剤の配布は、紙の端の部分でむらができることがあり、均一性 に乏しく、ビルドアップを生じる。フルオロポリマースリーブの別の問題点は、 これらが、フルオロポリマーフィルム及びゴムの境界の圧縮及び伸長によって生 じるせん断応力によって脱接合することが非常に多いことである。フルオロポリ マーチューブの別の欠点は、それらに信頼できる同心性が欠けていること、及び それらが壁厚0.002インチ(0.05mm)以下で一貫して製造するこ とができないことである。 脱接合の問題の妥当な例は、Inasakiらの米国特許第5,180,899号に開示されて いる。この特許は、シリコーンゴム層で被覆され、次にフルオロポリマーチュー ブ層で被覆された、スポンジ層を有する多層式ローラ構造を開示している。これ らの様々な層の特性の組み合わせは、シリコーン材料単独よりも順応性を増すと いわれている。このフルオロポリマー(例えば、高密度(full density)のポリテ トラフルオロエチレン(PTFE))チューブ層は、より優れた老化特性に寄与し、か つその表面上の汚れの収集又は変形を少なくする傾向がある、と報告されている 。これらの改善点にもかかわらず、この構造は依然としていくつかの点で限界が ある。例えば、PTFEチューブ及び基体の間の接合は困難である。高密度のPTFE材 料は一般に、エッチング又は類似の処置を行わなければ、他材料に容易に接着す ることはない。このような処置にもかかわらず、PTFE及び他材料の接合は、幾分 薄弱な傾向にある。これは、該チューブ層の偏り及びしわ及び他の問題を生じる 。更に、高密度PTFEは一般に引張り強度及びクリープ特性が劣り、更に偏りをも たらし、その結果表面の歪みの問題を生じる。最後に、特に1種又はそれ以上の チューブ材料を使用する、多数の層の材料が必要な構造は、一般に組み立てが困 難であり、かつ使用時に分離又は歪む傾向がより強い。余分な中間スポンジ層の 使用は、使用時にこれらの層間の応力を減じるといわれている。残念ながら、こ の方法は、順応性に依然限界があり、かつ製造の複雑さが著しく増大するので、 完全に満足できる解決法とはならないと考えられる。 フルオロポリマーエラストマーゴムコーティングは、前述の問題を解決する試 みのために使用された別の技術的経路である。これらの例は、Fergusonらの米国 特許第5,061,965号及びNewkirkらの米 国特許第4,430,406号に開示されている。同じく製造の複雑さ及び侵蝕性化学物 質の貧弱な剥離の問題が、この技術が印刷機製造に求められるあらゆる必要事項 に合致することを妨げている。米国特許第5,061,965号は、汚れの付着を防止す るために、フルオロエラストマー上にシリコーンで追加仕上塗を施すことによっ て、これらの問題の一部に対処することを試みている。これもやはり、この装置 の複雑さを増大し、かつより順応性を限定すると考えられている。 更に別の方法は、シリコーン材料に延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレ ン(ePTFE)による補強を提供することであった。この方法の例は、Ueharaらの米 国特許第5,123,151号、Katoらの米国特許第4,887,340号、及びMeltzの米国特許 第3,345,942号、並びに住友電気工業社に譲渡された日本国特開平第5-134574号 に開示されている。これらの引用は全て、ePTFE膜がゴムの耐久性を延長させる のを助けることを示している。これらは全て、ePTFE材料を埋封し、そのローラ ー表面にのみシリコーンの露出層を残すことによって、シリコーン材料の問題を 解決しようと試みている点で欠点がある。例えば住友の日本国特開平第5-134574 号は、フッ素樹脂材料(例えばテトラフルオロエチレン樹脂)の基材で補強され た露出した弾性層を具備する定着ローラーを印刷機において使用することを開示 している。このフッ素樹脂材料は、荒い表面を提供し、この弾性層及び下側の補 強層の接合を改善する。この特許出願は、この構造が、その弾性層の偏りを妨げ 、かつ亀裂又は類似の問題の危険度を低下することを報告している。その結果こ の特許は、より長寿命及びより優れた耐久性について、特許請求している。 この方法の改良点にもかかわらず、補強されたシリコーンは、ローラー表面と して完全に満足できるものではない。シリコーンポリマーは、依然として剥離表 面であるので、この構造には、従来のシ リコーン材料と同様の摩滅及び剥離のいくつかの欠陥により、限界がある。これ らの問題点は、トナーのビルドアップ、不十分な紙の剥離、ストリッパつまみな どによる損傷の受けやすさ等、及び画像の問題である。更に露出されたシリコー ン材料は、膨潤及び各種汚染物への露出による損傷を相変わらず受けやすい。 別の提案された方法は、Ayanoらの日本国特開平第5-147163号に開示されたPTF Eのプラズマ/モノマー処理である。この方法は、固形フルオロポリマーのゴム への乏しい接合の問題に対処しようとしている。残念ながら、この方法は非常に 複雑であり、かつ重合を生じさせるために、モノマー類、真空が要求される反応 器、及び特殊なプラズマの使用が必要である。接合の問題は著しく改善されるに もかかわらず、その複雑さは大きく増大する。更に、この出願では、順応性の基 本的問題については検討がされておらず、これは依然印刷又は他の用途において 問題である。 前述の引用は全て、機械的特性及び剥離特性を改善するために、ローラー表面 のコーティングのみを検討している。これらの引用文献は、エラストマーコーテ ィングの熱的及び電気的特性の改善の方法については、考察も示唆もしていない 。ローラー表面のコーティングに熱及び電気伝導性を組込む多数の試みがあり; それらは全て、これらの問題の一部を検討しているが、限界がある。 熱及び電気伝導性の問題に対処する一つの方法は、ゴムへの充填剤の添加、又 はゴム材料の化学物質の変更である。例えば、当業界において、シリコーンゴム の熱的及び電気的特性を変更するために、酸化鉄又は他の充填剤を添加すること は公知である。日本国特開平第6-240145号に示されたように、半導体ゴム材料は 、エピクロロヒドリンポリマー及びフルオロシリコーンポリマー混合物の共加硫 (covulcanization)を通じて得ることができる。この化学物質は、 電気抵抗が108〜1012Ω・cmである材料を提供する。上述のように、これらの方 法は、熱及び電気特性を改善するが、剥離又は磨耗の問題には対処していない。 そのことに加え剥離剤は、これらのゴム材料に容易に拡散し、かつ溶融用途にお いてそれらに膨潤及び亀裂を引き起こすであろう。 日本国特開昭55-17944号に開示された別の方法は、適切な熱伝導性充填剤を5 〜30%含有するフルオロポリマー分散体による、ローラー表面の被覆に関する。 この方法は、前述の熱及び剥離の問題には対処しているが、いくつか欠点がある 。分散体は充填剤を保持するために使用されるので、この充填剤の濃度はわずか に30%までに制限される。このことは、達成し得る熱伝導性を制限する。更に、 焼結された分散体コーティングは、非常に磨耗されやすく、かつその厚さを制御 することは困難である。最後に、この分散体コーティングは、ピンホール及び亀 裂をより生じやすい。 Aokiらの日本国特開昭62-285839号に示された更に別の方法は、ローラーのエ ラストマー表面を、シリコーンゴムで充填された、充填された延伸膨張されたPT FE(ePTFE)膜で被覆することに関する。この特許の延伸膨張されたPTFE膜は、適 当な熱伝導性又は電気伝導性の充填剤で充填されている。これらは、前述の他の 技術のいくつかが関連する多くの問題点及び難点に取り組んでいるが、いくつか の欠点がある。このePTFE膜はシリコーンゴム材料で充填されるので、その表面 は、いずれの他のシリコーンゴム材料とも同様に作用するであろう。表面エネル ギー及び剥離特性は、シリコーンゴムの特性であろう。このePTFE膜は、シリコ ーン油及び他の液体の存在下での、該シリコーンゴム材料の膨潤の防止を助ける が、その油及び液体の浸透は防ぐことができない。この技術は、確かな改善であ るが、印刷機の用途の多くで求められるフルオロポリマーの表面剥 離特性を提供するものではない。 本発明は、良好な順応性、良好な熱及び/もしくは電気特性又は伝導性、優れ た耐久性、優れた耐薬品性、汚染の蓄積に対する優れた抵抗性、並びに製造の簡 便性及び経費効率に関する前述のあらゆる問題に取り組むことを意図している。 従って、本発明の主目的は、良好な剥離特性及び良好な摩滅特性の両方を有す る改善された弾性表面を提供することである。 本発明の別の目的は、長期間弾性特性を提供するために、汚染及び劣化から保 護され長期間の弾力性を有する剥離表面を提供することである。 更に、本発明の別の目的は、分離又は表面のゆがみの危険性が非常に低い、基 体材料に硬く付着したPTFEの改善された剥離表面を提供することである。 本発明の更に別の目的は、優れた熱伝導性を有する改善された剥離表面を提供 することである。 本発明の異なる目的は、帯電防止性又は電気伝導性である改善された剥離表面 を提供することである。 本発明のこれら及び他の目的は、下記の詳細な説明により明らかになるであろ う。 発明の要約 本発明は、各種接触表面、特に様々な印刷機技術において見られるローラー及 びベルトの表面上で使用するための、改善された剥離コーティングに関する。本 発明の剥離コーティングは、シリコーンエラストマーコーティングのような、基 層上に被覆された、薄い、延伸膨張され、粒子が充填されたポリテトラフルオロ エチレン(PTFE)外皮層を含んでいる。この外皮層は、基層に対する優れた機械的 接合を確立するために、多孔質の接着可能な面を有し外皮層の孔の中に吸収され た接着剤を有している。これは、従来の被覆されたローラーが呈する、離層、し わ及び歪みの、多くの前述の問題を伴わない接合をもたらす。しかし化学侵蝕か ら基層を保護するために、この外皮層は、非孔質にされた反対側の露出面を有し ている。その結果、本発明の剥離コーティングは、摩滅及び侵蝕に対して高い抵 抗性を示す。 好ましくは本発明は、2種の方法の一方により、該剥離コーティング上に、非 孔質の露出面を形成する。第一の方法では、この露出面は、該基層への付着後に 、高温及び高圧に晒され、該延伸膨張されたPTFEが緻密化され、連続性の不浸透 性の表面になる。もう一方の方法は、この露出面は、その孔に完全に充満するフ ルオロポリマー溶液で被覆され、かつこの露出面を不浸透性にする。 本発明の剥離表面は、従来のフルオロポリマーコーティング類の殆のものより も、はるかに順応性及び弾力性がある。更にこの接着可能な面の多孔質の性質の ために、エッチング又は他の表面処理を施すことなく、この延伸膨張されたPTFE は、分離又は歪みの傾向を示さない、非常に堅固な接合を形成する。最後に、本 発明の材料は、フルオロポリマー材料のみが、この露出面上に存在するので、非 常に耐久性があり、かつ摩滅及び侵蝕に対し抵抗性がある。 図面の説明 本発明の操作は、下記の添付図面と共に考察することにより、下記の説明から 明らかになる。 図1は、本発明の剥離コーティングを含む圧力ローラーの1つの具体例の断面 図である。 図2は、緻密化前の、本発明の剥離コーティングの別の具体例を 含む圧力ローラーの平らにした部分の断面図である。 図3は、緻密化により、非孔質になったことが示された剥離コーティングを伴 う、図2に示された圧力ローラーの平らにした部分の断面図である。 図4は、ローラーの露出面の最終処理前の、本発明の剥離コーティングの別の 具体例を含む圧力ローラーの平らにした部分の断面図である。 図5は、非孔質になったことが示された剥離コーティングを伴う、図4に示さ れた圧力ローラーの平らにした部分の断面図である。 図6は、緻密化前の、本発明の剥離コーティングの更に別の具体例を含む圧力 ローラーの平らにした部分の断面図である。 図7は、緻密化により非孔質になったことが示された剥離コーティングを伴う 、図6に示された圧力ローラーの平らにした部分の断面図である。 図8及び8aは、本発明の剥離コーティングの更に別の具体例を含む圧力ロー ラーの平らにした部分の断面図である。 図9は、本発明の剥離コーティングを製造するために使用される装置の1つの 具体例の概略図である。 図10は、本発明の剥離コーティングを製造するために使用される装置の別の具 体例の概略図である。 図11は、多くのゼログラフィー印刷装置において使用される、ある溶融及び圧 力ローラーの配置の概略図であり、本発明の剥離コーティングを含む圧力ローラ ーのある用途の例である。 発明の詳細な説明 本発明は、ベルト、ローラー、シートなどの、様々な目的のための多数の異な る幾何学的形状において製造することができる、粒子 入りのフルオロポリマーで被覆されたエラストマー材料を提供する。本発明の複 合体は、弾力性ローラー、ベルトなどが使用される各種印刷技術での使用に特に 適しているが、このような用途に限定されるものではない。本発明の材料は、従 来の技術よりも著しく改善された、強度、耐久性、層間の接着性、剥離、化学的 不活性、電気及び熱伝導性、並びに製造性を含む特性を有する。 本発明の材料の開発を通じ、フルオロポリマーで被覆されたエラストマーのい くつかの異なる製造法が開発され、これらは全て、本発明でクレームされた特性 を提供する。本発明のフルオロポリマーで被覆されたエラストマーの一般的製造 は、多孔質で延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)材料の少なく とも1個の層を、基層(例えばエラストマー)に、該ePTFEの一方の“接着性” 側の接着剤を用いて接合すること、並びにその後の第二の“露出”側を非孔質と することを含んでいる。この露出側は、別のフルオロポリマー溶液で、該材料の 露出した孔を完全に充填すること、又は露出した微孔質のフルオロポリマー層を 熱及び圧力を用いて溶融し、これにより微孔質構造をなくすことにより、非孔質 とする。更に一部の用途のためには、最初に溶液処理し、その後緻密化を行うこ とによって、露出側を非孔質にすることが望ましい。 この方法の効果は2倍である。第一に、多孔質材料の接着側を提供することに よって、延伸膨張されたPTFE材料及び基層の間に、非常に良好な機械的接合を確 立することができる。この接合は、PTFEの他の材料への化学的接合、又は化学的 接合を改善するためのPTFE材料の化学的エッチングという従来の試みよりも、は るかに勝っていると考えられる。機械的接合の方が、一般に化学的接合よりもは るかに強力であるが、機械的粗面化は、依然として、必ずしも接着の改善をもた らすものではない余計な加工工程である。本発明にお いて、加工は、エッチング又はPTFE表面の変形又は粗面化するための他の試みの 必要がなく、より簡略化される。 第二に、非孔質PTFE材料の露出側は、各種用途のための優れた剥離面を提供す る。延伸膨張されたPTFE材料は、非常に強力であり、優れた摩滅特性を有し、か つ非常に耐薬品性である。このPTFE材料は、作動時に露出される唯一の表面であ るので、これは下側の層を、化学侵蝕及び摩滅から効果的に保護する。更に本発 明の特性は、材料の非常に薄い層(例えば0.002〜0.004インチ(0.05〜0.10mm) 未満のオーダー)を可能にするので非常に高い順応性を生じる。この方法におい て、この剥離コーティングは、下側の基材の弾力性及び順応性を大きく低下する ことはない。 本発明の延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)は、繊維と相互 連結した高分子節(polymeric nodes)で構成された微多孔質構造を有し、かつそ の中に封入された粒子を有する。この延伸膨張されたPTFE材料は、Gore社の米国 特許第3,953,566号、及びMortimer,Jr.の米国特許第4,985,296号に従って製造さ れることが好ましい。この両文献をここに引用して記載に含める。 この充填されたePTFE材料は、下記の方法で製造することができる。第一にE.I .duPont de Nemours and Company(ウイルミントン、DE)から入手できるような PTFE材料の分散体を、一次粒子が凝集することができ、従って寸法が異なるよう な所望の粒子充填剤と混合する。混合は、じゃま板付き混合容器での配合のよう な、いずれかの適当な手段を用いて行うことができる。一旦スラリーが形成され ると、次にこの混合物を、熱対流炉などで乾燥する。その後この乾燥した物質を 冷凍室で冷却し、6.25mm×6.25mmのメッシュで篩にかける。 その後この篩にかけた物質を減摩し、加工を助ける。その後の押 出し工程時に、十分量のミネラルスピリットを用いて、この材料を減摩する。こ の減摩した材料をペレタイザーに入れ、かつ圧縮し、その後ラム押出機を通って 押出し、テープを形成する。その後このテープを所望の厚さに圧延し、加熱した ドラム乾燥機上で乾燥し、かつ縦方向及び横方向の両方に機械的に延伸膨張する 。延伸は、温度約180〜240℃で、及び比が1.1:1から100:1又はそれ以上までで行 なわなければならない。本発明で使用される延伸膨張の好ましい値は、約10〜60 :1であると考えられる。延伸膨張速度は、0.10〜10,000%/秒の間であって良く 、本発明にとって好ましいのは約50〜500%/秒である。 本発明の充填され延伸膨張されたPTFE膜は、厚さ0.00025インチ〜0.125インチ (6μm〜3mm)の範囲の多くの厚さで形成することができ、好ましい厚さ00025〜 0.003インチ(6〜75μm)である。この延伸膨張されたPTFE膜は、20〜98%の範 囲の多孔度又は空隙率で形成することができ、本発明の好ましい多孔度は、50〜 95%である。本発明の充填剤の重量濃度は、具体的な所望の特性によって決まる が、一般に濃度5〜95重量%であり、ほとんどの用途について好ましいのは10〜5 0重量%である。 伝導性を付与するのに有用な充填剤は、カーボンブラック、グラファイト、酸 化亜鉛、酸化クロム、及び一般的金属酸化物、クロム又はスズの窒化物、銀及び 銀化合物、銀で被覆されたカーボンブラックなどである。 一旦充填され延伸膨張されたPTFE膜が得られると、これを、多数の様々な接着 剤を用いてエラストマー基体に接合することができる。接着剤の選択は、用途に よって決まる。印刷機の圧力ローラーにおいて典型的に認められる種類のシリコ ーン型エラストマーへの接合に適した接着剤は、エポキシ系、シアン酸エステル 系、有機系で 熱可塑性又は熱硬化性のポリオレフィン系、及びシリコーン系接着剤を含むが、 これらに限定されるものではない。シリコーンゴムエラストマーへの接着に関し て、好ましい接着剤は、シリコーン系であり、最も好ましくは付加硬化シリコー ン接着剤(addition-cure silicone adhesive)である。これに加え、熱的及び電 気的特性を更に増強するために、充填されたシリコーン接着剤を使用してもよい 。この接着剤は一般に、流動性液体で得られるが、シート又は粉末の形状で得る こともできる。この接着剤は、ロールコーティング、噴霧、浸漬コーティング、 グラビアコーティング、シート巻回などを含むが、これらに限定されるものでは ない、いくつかの方法によって、前述のエラストマー上に被覆することができる 。本発明のシリコーン系接着剤の粘度は、所望の複合体の型によって決まるが、 典型的には100〜1,000,000センチポアズであり、かつ好ましい範囲は10,000〜50 ,000センチポアズである。 本発明のほとんどの印刷機のローラーの用途で使用するのに好ましいシリコー ン接着剤は、熱安定性を増すための充填剤及び接着促進剤を伴う、付加硬化シリ コーン接着剤である。この種類の物質の例は、General Electric Silicones(ウ ォーターフィールド、NY)から入手可能なSLA7401 シリコーン接着剤である。こ の種のシリコーン接着剤は、シリコーンの硬化をほとんど制御することができる 。本発明の複合体の製造時に、特定の時間で、該シリコーン接着剤が硬化できる ことは、本発明とって重要である。 本発明の露出面上の充填され延伸膨張されたPTFEの空隙は、少なくとも2種の 異なる方法である、充填又は緻密化により、非孔質とすることができる。両方の 例において、該複合体表面上にフルオロポリマーの連続面を形成することが意図 されている。 前述の延伸膨張されたPTFE材料の露出面上の多孔質空隙は、緻密 化して非孔質面にすることが好ましい。更に詳細に述べると、この延伸膨張され たPTFEの空隙は、延伸膨張されたPTFEのPTFEを溶融する熱及び圧力に晒され、か つその空隙が消滅する。PTFEは、温度320〜550℃の範囲、好ましくは温度350〜4 50℃の範囲で、溶融流れを生じるであろう。この熱は、加熱ロール、シート材料 を加熱ロールのニップローラーの間に通すこと、熱空気流、超音波加熱などを含 む多数の方法で加えうるが、これらに限定されるものではない。 加えられる圧力の強さは、所望の用途及び特性に応じて変化することができる 。ほとんどの用途において、加熱された表面に対し、5〜600秒間で、約5〜500ps i(34kPa〜3450kPa)の圧力をかけることで、必要な緻密量を提供する。 下記に、より詳細に述べるように、ローラーに適用するための剥離コーティン グの露出面の緻密化の好ましい方法は、本発明の剥離コーティングで被覆された ローラーを、加熱された金属ローラーに押し付けることである。シートを形成す るためには、このシート材料を加熱されたニップを通過させるとよい。両方の場 合において、ePTFEは、35kPa(5psi)〜13,800kPa(2000psi)以上の範囲の圧力、好 ましくは207〜3445kPa(30〜500psi)の圧力で、圧縮しかつ流れる。該複合体がニ ップを通過する速度、及び熱ロールに対して該ローラーが回転する速度は、ほぼ 0.3m/分(1fpm)から30.3m/分(100fpm)であり、好ましくは0.67〜15m/分(2〜 50fpm)の範囲である。 代わりに、延伸膨張されたPTFE材料の露出面の空隙を、分散体又は溶液で充填 することができる。延伸膨張されたPTFE表面の空隙を充填し、かつ連続性非孔質 表面を提供する多数の様々なポリマー溶液が存在する。これらは、PTFE、フッ素 化エチレンプロピレン(FEP )、ペルフルオロアルコキシポリマー(PFA)、エチレンテトラフルオロエチレン(E TFE)、非晶質フルオロポリマー、並びに例えばE.I.duPont de Nemours and Comp any(ウイルミントン、DE)などの多くの発売元から入手することができるよう な他のフルオロポリマー分散体及び溶液を含む。 本発明の剥離コーティングの露出面処理において使用するのが好ましい溶液は 、E.I.duPont de Nemours and CompanyのPCT出願第WO 93/105100号で示されてい る溶液である。この文献をここに引用して記載に含める。この物質は、ペルフル オロペルヒドロフェナントレンを溶媒とするテトラフルオロエチレン、ヘキサフ ルオロプロピレンのコポリマーを含有する。その有益な特性は、これが真の(tru e)フルオロポリマー溶液であり、かつ前記ePTFE膜の空隙を湿らせかつ浸透する ことである。 前述のいずれかの溶液によるコーティングは、例えば浸漬、塗装/ロール塗り 、噴霧などのいずれかの適当な方法によって達成することができる、がこれらに 限定されるものではない。一旦塗布された溶液又は分散体は、炉の中でのベーキ ング、熱空気流の該物質上の通過、該物質の加熱したニップ間の通過などを含む 多数の工程を通じて、乾燥され、かつ硬化され得るが、これら方法に限定される ものではない。 前述のように特定の用途において、まず溶液処理を行い、その後熱及び圧力を 用いて緻密化し、該ePTFE外皮層を非孔質の露出面とすることが望ましいであろ う。 本発明の構造体は、図面を参考にすることでより良く理解される。図1は、ゼ ログラフィー印刷機(例えば、複写機、レーザープリンター、ファクシミリなど )での使用に適した圧力ローラー10の断面図である。この例においては、ローラ ー10は、中心軸12(通常金 属)、ソリッドコア14(同じく通常金属)及び該コア14の周囲のエラストマーコ ーティング16を具備している。このエラストマーコーティング16は、このローラ ーに必要な順応性を提供するために、選択されかつ大きさが決まる。例えば、レ ーザープリンターで使用される外径約2.54cmのローラー上のシリコーンゴムエラ ストマーコーティング16の場合、典型的シリコーンエラストマーコーティング16 の厚さは約0.63〜0.05cmである。具体的な用途の要求に応じて、エラストマーコ ーティング16又はコア14のいずれかを含む材料のいずれか適当な下敷層を、本発 明の剥離コーティングのための基層として使うことができる。 本発明の剥離コーティングは、この基層にかぶされた、充填され延伸膨張され たPTFE膜の外皮層18を含む。本発明のほとんどの用途において、この膜18は、典 型的には約0.0127〜0.250mmの厚さである。ここに示された具体例において、こ の延伸膨張されたPTFE膜18は、接着された面20及び露出面22を含み、接着剤24の 層によって、エラストマーコーティング16の基層に保持されている。この接着物 質は、エラストマーコーティング16に接着し、かつ多孔質の延伸膨張されたPTFE 外皮層18に、その接着された面20を介して部分的に浸透している。この露出面22 は、前述のように非孔質となり、この基層を摩滅又は侵蝕から守る連続的障壁と なる。 本発明の剥離コーティングの1つの構造体を、より詳細に図2及び3に示す。 図2は、非孔質になる前の剥離コーティング26を例示している。この剥離コーテ ィングは、その露出面22の上方に、充填された多孔質の延伸膨張されたPTFE18を 、及びその接着された面20上に接着剤が浸透した多孔質PTFE28を有する。図3は 、該露出面22が、緻密化を通じて非孔質になっている、同様の構造体を示す。こ の緻密化された層22の厚さは、典型的には0.006mm〜0.1016mmであ る。見てわかるように、この露出面は厚さが圧縮され、かつその多孔質構造を失 っている。対照的にその接着された面20は、接着剤がその間隙に浸透した構造で あり続ける。従って、本発明の剥離コーティングは、該エラストマーコーティン グ16又は他の基層に、優れた機械的接合を提供し、一方ではその露出面22上に不 浸透性の保護層を与える。 本発明の別の具体例を、図4及び5に示す。図4は、接着剤層34によって基層 32に付着した、充填された多孔質フルオロポリマー外皮層30、好ましくは充填さ れた延伸膨張されたPTFEを含む。この多孔質外皮層30は、前述のように、その空 隙を充填する1種又はそれ以上のフルオロポリマー分散体又は溶液のコーティン グの添加、並びに該外皮層30の不浸透層への硬化又は乾燥によって、非孔質にな る。 好ましくは、フルオロポリマーのコーティングは、前述の溶液中にロールを浸 漬し、その後150℃の炉の中に30分間放置することによって塗布される。このロ ールを取り出し、その空隙が完全に充填されるまで、浸漬及び乾燥を反復する( 好ましくは約2〜15回)。この空隙が完全に充填された後、ローラーを、200℃ の炉の中に15分間放置する。 図5に示されるように、この方法で一度塗布された外皮層30は、その露出面36 上に連続性の不浸透性障壁を呈示する。前述の具体例において明らかであるよう に、この具体例の接着された面38は、接着剤が浸透し、基層32に対し強力な機械 的接合をもたらす。 図6及び7は、更に別の本発明の剥離コーティングを説明している。図6は、 接着された面42及び露出面44を有する充填され延伸膨張されたPTFE外皮層材料40 を示す。この接着された面42は、接着剤層48によって、基層46に接合されている 。同じく、この接着剤層48 は、延伸膨張されたPTFE外皮層40の一方の側の間隙に浸透している。図7は、露 出側が非孔質になるように処理されたこの構造を示す。この例において、フルオ ロポリマーコーティング50が、該露出面に塗布され、かつこれは部分的に、充填 され延伸膨張されたPTFE外皮層40の多孔質構造体に浸透している。この構造体は 、該ロールを前述の溶液に浸透し、その後150℃の炉の中に30分間放置すること によって形成される。このロールを取り出し、その空隙が完全に充填されるまで 、浸漬及び乾燥する(約2〜15回)。その空隙が完全に充填された後、このロー ラーを、200℃の炉の中に15分間放置する。この方法で製造された場合、この外 皮層40は、薬品の浸透に対し効果的に不浸透性であり、一方ではこの外皮層の内 部に充填されていない多孔質PTFE材料の層52を残す。 本発明の剥離コーティングの更に別の具体例を、図8に示す。この例において 、この材料は、接着剤層48によって基層56に接着された、充填された多孔質フル オロポリマー外皮層60を含む。この多孔質外皮層60は、接着剤層48からの接着剤 により、完全に含侵されている。従って、この材料の表面は、フルオロポリマー 外皮層60由来のフルオロポリマー62及びその中に吸収された接着剤64を含有する 。接着剤層48は、基層56に塗布されている。その後この多孔質フルオロポリマー 60は、該接着剤層48上に重ねられる。この接着剤層48は、この多孔質フルオロポ リマー層60の空隙に浸透しかつ充満する。この接着剤層48は、多孔質フルオロポ リマー60の表面に浸透するが、表面を完全に被覆することはない。その後この接 着剤は硬化し、接着剤64及びフルオロポリマー62の両方を表面に残す。所望であ るならば、図8aに示されたように、例えば非充填のePTFEのようなフルオロポ リマーの層66を、外表面62に適用し、その後緻密化することができる。 本発明の緻密化の好ましい方法は、互いに逆方向に回転する2本のローラーを 具備し、加工されるべきローラーに対し圧しつけることのできる熱ローラーを使 用して、本発明の剥離コーティングを加熱及び緻密化することを含む。このよう な装置66の一つの例を図9に示す。熱ローラー68は、本発明のローラー70に接触 するように装備されている。ローラー70は、熱ローラー68としっかりと接触する ように、回転軸72上に、もしくは他の曲がらない(non-yielding)手段で装備され ている。この熱ローラー68を、温度250〜550℃の範囲、及び圧力35〜13,800kPa で操作し、ローラー70露出面に平滑で緻密化された剥離コーティングが形成され るまで、これらのローラー68、70を互いに逆方向に回転させる。 本発明の剥離コーティングの緻密化装置74の別の具体例を図10に示す。この例 では、熱ローラー72及び駆動ローラー76の2本のローラーが使用されている。本 発明の剥離コーティングが組込まれているローラー78は、これらの2本のローラ ー72、76の間に配置されている。これらの2本のローラー72、76を逆方向に推進 することによって、ローラー78は、本発明に従って緻密化される。 図11は、本発明の圧力ローラー80の用途を例示している。通常の静電印刷機/ 複写機の用途において、トナー84が塗布された紙シート82が、溶融ロール86を通 過するように動かされて、画像がシート82に固着する。この溶融ロール82の紙シ ート82への接触を維持するために、圧力ローラー80が、溶融ロール86に接触する ように装備されている。この圧力ローラー80は、これらの2本のローラー80、86 の間を通過し、一方ではこの紙の溶融ロール86への押しつけを維持することがで きるように順応性が十分でなければならない。本発明のこれらのローラーは、既 存の圧力ロール類にこれまで見られた欠点をなくしつつ、この用途に必要な順応 性を提供するものである。 本発明の剥離層は、セログラフィー又は静電印刷機における使用の範囲を超え て、非常に多くの用途があることは理解されなければならない。このような使用 には、印刷産業、繊維産業、電子産業のような様々な産業において使用される、 紙取扱いベルトのようなコンベヤベルトへのコーティング;医薬品及び食品を含 む汚染に敏感なローラー加工の用途;並びに接着剤、ペースト、及び塗料、グル ーなどを含むが、これらに限定されない他の粘着性物質の使用又は取扱いを含む 用途がある。 下記の実施例は、本発明の製造及び使用の方法を詳細に説明するものであるが 、本発明の範囲を限定する意図はない。実施例1 直径1.25インチ(3.175cm)の溶融ローラーを、熱伝導性PTFE層で被覆した。 充填され延伸膨張されたPTFE膜で、この溶融ローラーを巻回しかつ接着し、その 後この膜を緻密化する熱及び圧力を施した。使用した溶融ローラーは、最初に実 質的に酸化鉄で充填されたシリコーンゴムの薄層で被覆した。このゴム層は厚さ が約0.010インチ(0.254mm)で、金属ローラー上の見かけの硬度はおよそ70ショ アーAであった。 使用した膜は、Advanced Ceramics(クリーブランド、OH)から入手した窒化 ホウ素を、50重量%の量充填した。この窒化ホウ素は、平均粒度が約10μmであ り、水及びICI America(Bayonne、NJ)から入手したPTFE分散体と、固形分10% で混合した。次にこの凝集した材料を、乾燥しかつ凍結した。この凍結した材料 を、6.35mm×6.35mmのメッシュを通して篩にかけ、かつ適量の炭化水素溶媒で減 摩した。その後この減摩した材料を、ペレタイザーに入れ圧縮し、引き続きラム 押出しして、厚さ0.08インチ(2mm)のテープを製造した。次にこの押出したテ ープを、カレンダーロールを通し、厚さ 0.010インチ(0.254mm)に圧延した。その後このテープを、縦方向及び横方向の 両方に、6:1で、速度は横方向が500%/秒及び縦方向が100%/秒で延伸膨張し た。この最終の厚さは0.0015インチ(0.0381mm)であった。この最終材料のガー レイ時間は、約2.5秒であり、密度が0.40g/ccであった。この充填された膜の平 均の耐熱性は、0.09368C/Wであった。これは、約0.2421C/Wと等しい密度約0.5g/ ccを有する非充填のePTFEについて期待された値よりも、実質的に上昇した。こ れらの測定値は、ASTM規格D5470-93の、薄い熱伝導性固形電気絶縁物の熱伝導性 の標準的試験法の条件に従って得た。 その後この充填されたePTFE材料で、溶融ローラーを巻回しかつ接合した。シ リコーン接着剤の薄層を、最初にこの溶融ローラーに塗布した。使用した接着剤 は、General Electric(ウォターフォード、NY)から入手したSilicone Rubber 1081-60292で、厚さが約0.0003〜0.0008インチ(7.62〜20.3μm)であった。こ の充填され延伸膨張された膜を、次に該ローラーに3.5回巻き付け、かつこの接 着剤を、該膜の孔空間に浸透させた。このローラーを、約180℃の炉で15分間乾 燥し、該接着剤を硬化した。 次にこのローラーを、直径約6インチ(15cm)の加熱した金属ローラーに対し て押し付け、かつ直径約4インチ(10cm)の2本のエラストマーで被覆したロー ラーで把持した。この加熱したローラーを、温度375℃に保ち、かつこれを該溶 融ローラーに対し、160ポンドの力で押し付けた。最初に、この巻回された溶融 ローラーを、約25fpm(8.5m/分)で回転している加熱したロールに、30秒間接 触させた。次に速度を7fpm(2m/分)に減速し、かつ力を約700ポンドに上昇し た。3分後、速度を25fpm(8.5m/分)に加速し、かつ力を約550ポンドに低下し 、このような条件下で1分間、該ロー ラーを回転させた。得られたローラーは、シリコーンゴムで被覆されたゴムを覆 う、緻密で空隙が無い窒化ホウ素で充填されたPTFEからなっていた。 このローラーを、Xerox5328複写機に装着し、かつ1000枚の複写物を作成した 。この溶融ロールは、摩滅又は劣化の兆候を示さず、かつ複写物の画質は良好で あった。トナーは、紙に適当に溶融されて入り込み、かつ裏移りの兆候はなかっ た。実施例2 直径1.25インチ(3.175cm)の溶融ローラーを、電気伝導性PTFE層で被覆した 。更に詳細に述べると、充填され延伸膨張されたPTFE膜で、この溶融ローラーを 巻回しかつ接着し、その後この膜を緻密化する熱及び圧力を施した。使用した溶 融ローラーは、最初に実質的に酸化鉄で充填されたシリコーンゴムの薄層で被覆 した。このゴム層は厚さが約0.010インチ(0.254mm)で、金属ローラー上の見か けの硬度がおよそ70ショアーAであった。 使用した膜は、Akzo Chemical(シカゴ、IL)から入手したケトジェンブラッ ク(ketjchen black)を、15重量%の量充填した。このケトジェンブラックを、水 及びICI America(ウィルミントン、DE)から入手したPTFE分散体と、全体の固 形分29.7%で混合した。次にこの凝集した材料を、乾燥しかつ凍結した。この凍 結した材料を、6.35mm×6.35mmのメッシュを通して篩にかけ、かつ適量の炭化水 素溶媒で減摩した。その後この減摩した材料を、ペレタイザーに入れかつ圧縮し 、引き続きラム押出しして、厚さ0.10インチ(2.54mm)のテープを製造した。次 にこの押出したテープを、乾燥ドラム上、250℃、10fpmで乾燥し、引き続きカレ ンダーロールを通って、厚さ0.023インチ(0.584mm)に圧延した。その後このテ ープを、縦方向に比4:1で速度10%/秒で、かつその後横方向に比5.5:1で 速度30%/秒で延伸膨張した。これの最終の厚さは、0.0048インチ(0.1221mm) であった。この最終材料のガーレイ時間は、約2.5秒で、密度が0.2g/ccであった 。 この充填された膜の抵抗率は、917Ω×cmであった。これは、典型的には1012 〜1013Ω/cmのオーダーである非充填のePTFEについて期待された値よりも、実 質的な低下であった。これらの測定値は、下記の方法で得た。この膜を、直径11 /16インチ(17.5cm)の2本の銅電極の間に配置し、かつこれらの電極の尖端に 荷重をかけて、16ポンド/平方インチ(110kPa)の圧力を与えた。Hewlett Packar dの3478Aマルチメーターを用いて、スルー抵抗(through resistance)を測定した 。この抵抗を用いて、試験片の厚さ及び電極の寸法、容積抵抗を算出した。 その後この充填されたePTFE材料を、該溶融ローラーに巻回しかつ接合した。 シリコーン接着剤の薄層を、最初にこの溶融ローラーに塗布した。使用した接着 剤は、General Electric社(ウォターフォード、NY)から入手したSilicone Rub ber 1081-60292で、厚さが約0.0003〜0.0008インチ(7.62〜20.3μm)であった 。この充填され延伸膨張された膜を、次に該ローラーに2.5回巻き付け、かつこ の接着剤を、該膜の孔空間に浸透させた。このローラーを、約180℃の炉で15分 間乾燥し、該接着剤を硬化した。 次にこの表装された溶融ローラーを、直径約6インチ(15cm)の加熱した金属 ローラーに対して押し付け、かつ直径約4インチ(10cm)の2本のエラストマー で被覆したローラーで把持した。この加熱したローラーを、温度375℃に保ち、 かつこれに該溶融ローラーを、160ポンドの力で押し付けた。最初に、この巻回 された溶融ローラーを、約25fpm(8.5m/分)の速度で回転している加熱したロ ールに、30秒間接触させた。次に速度を7fpm(2m/分)に減速し、 かつ力を約700ポンドに上昇し、かつ該溶融ローラーをこの条件で2分間回転し た。2分後、この速度を25fpm(8.5m/分)に戻し、かつ30秒後にこの溶融ロー ラーを加熱したローラーから取り外した。得られたローラーは、緻密で空隙が無 いケトジェンブラックで充填されたPTFEで覆われたシリコーンゴムローラーであ った。 この緻密なローラーコーティングの電気特性を、コーティング表面に電極を、 被覆された溶融ローラーの軸上の表面に沿って10インチ間隔で配置することによ って測定した。標準的溶融ローラーは、500Vの入力(input)で200メガΩより大き い抵抗を有し、かつこの被覆されたローラーは、500Vの入力で100kΩ未満の抵抗 を有した。このことは、この被覆されたローラーが、ローラー表面から、効果的 に静電気帯電を消滅させることを示している。測定は、Amprobe Instruments(L ynbrook,NY)から入手したAmprobe Megohmmeter AMB-4Dを用いて行った。実施例3 直径1.125インチ(2.85cm)の圧力ローラーを、電気伝導性フルオロポリマー 層で被覆した。充填され延伸膨張されたPTFE膜で、この溶融ローラーを巻回しか つ接着し、その後フルオロポリマー溶液を用いフルオロポリマーで充填した。こ の圧力ロールは、実質的に酸化鉄で充填された薄い0.0625インチ(0.158cm)のシ リコーンゴム層を持ち、かつ金属ローラー上の見かけの硬度がおよそ70ショアー Aであった。 使用した膜は、Akzo Chemical(シカゴ、IL)から入手したケトジェンブラッ ク(ketjchen black)を、25重量%の量充填した。このカーボンは、水及びE.I.du Pont de Numerous Inc.(ウィルミントン、DE)から入手したPTFE分散体と、全 体の固形分が7.1%となるように混合した。次にこの凝集した材料を、乾燥しか つ凍結した。 この凍結した材料を、6.35mm×6.35mmのメッシュを通して篩にかけ、かつ適量の 炭化水素溶媒で減摩した。その後この減摩した材料をペレタイザーに入れ、かつ 圧縮し、引き続きラム押出しして、厚さ0.030インチ(0.762mm)のテープを製造 した。この押出されたテープを、その後乾燥ドラム上で乾燥し、引き続きカレン ダーロールを通って、厚さ0.022インチ(0.558mm)に圧延した。その後このテー プを、縦方向に比4:1で速度15%/秒で、かつその後横方向に比10:1で速度120% /秒で延伸膨張させた。この最終の厚さは、0.0038インチ(0.096mm)であった 。この最終材料のガーレイ時間は、約2.3秒で、密度が約0.5g/ccであった。 この充填された膜の体積抵抗率は、134Ω×cmであった。これは、典型的には1 012〜1013Ω×cmのオーダーである非充填のePTFEについて期待された値よりも、 実質的な低下である。これらの測定値は、実施例2と同じ方法で得た。 その後この充填されたePTFE材料を、該溶融ローラーに巻回しかつ接合した。 シリコーン接着剤の薄層を、最初にこの溶融ローラーに塗布した。使用した接着 剤は、General Electric社(ウォターフォード、NY)から入手したSilicone Rub ber 1081-60292で、厚さが約0.0003〜0.0008インチ(7.62〜20.3μm)であった 。この充填され延伸膨張された膜を、次に該ローラーに1.5回巻き付け、かつこ の接着剤を、該膜の孔空間に浸透させた。このローラーを、約180℃の炉で15分 間乾燥し、該接着剤を硬化した。 次にこのローラーを、TEFRON(登録商標)フルオロポリマー溶液で充填した。 このローラーを、85℃に加熱したホットプレートの0.5インチ(1.25cm)上方に 配置し、このローラーを60rpmで回転した。フォームブラシを用いて、ペルフル オロペルヒドロフェナントレンを溶媒とするTFE/HFPコポリマーの1%溶液の薄 い皮膜を、該 ローラー表面に塗布した。ホットプレートから伝わった熱で、溶媒が緩徐に蒸発 した。この工程を、該膜の孔が、フルオロポリマーで完全に充填されるまで反復 した。その後、このローラーを、180℃の炉に、10分間放置した。その後この炉 の温度を220℃まで上昇し、かつこのローラーを炉の中に約30分間保持した。そ の後このローラーを取り出し、かつ冷却した。 この緻密なローラーコーティングの電気特性を、電極を、該溶融ローラーの被 覆された表面の軸に沿って10インチ間隔で配置することによって測定した。標準 的溶融ローラーは、500Vの入力で200メガΩ以上の抵抗を有し、かつこの被覆さ れたローラーは、500Vの入力で100kΩ未満の抵抗を有していた。このことは、こ の被覆されたローラーが、ローラー表面から、効果的に静電気帯電を消滅したこ とを示している。測定は、Amprobe Instruments(Lynbrook,NY)から入手したA mprobe Megohmmeter AMB-4Dを用いて行った。実施例4 直径1.265インチ(3.175cm)の溶融ローラーを、電気伝導性PTFE層で被覆した 。充填された延伸膨張されたPTFE膜で、この溶融ローラーを巻回しかつ接着し、 その後この膜を緻密化する熱及び圧力を施した。使用した溶融ローラーは、最初 に実質的に酸化鉄で充填されたシリコーンゴムの層で被覆した。このゴム層は厚 さが約0.010インチ(0.254mm)で、金属ローラー上の見かけの硬度がおよそ70シ ョアーAであった。 使用した膜に、Akzo Chemical(シカゴ、IL)から入手したケトジェンブラッ クを、7.5重量%の量充填した。このカーボンを、水及びE.I.duPont de Numerou s Inc.(ウィルミントン、DE)から入手したPTFE分散体と、全体の固形分が11 %となるように混合した。次にこの凝集した材料を、乾燥しかつ凍結した。この 凍結した材料 を、6.35mm×6.35mmのメッシュを通して篩にかけ、かつ適量の炭化水素溶媒で減 摩した。その後この減摩した材料をペレタイザーに入れ、かつ圧縮し、引き続き ラム押出しして、厚さ0.030インチ(0.762mm)のテープを製造した。この押出さ れたテープを、その後乾燥ドラム上で乾燥し、引き続きカレンダーロールを通し 、厚さ0.0125インチ(0.318mm)に圧延した。その後このテープを、縦方向に比1 .5:1で速度15%/秒で、かつその後横方向に比8:1で速度100%/秒で延伸膨張し た。この最終の厚さは、0.0035インチ(0.088mm)であった。この最終材料のガ ーレイ時間は、約4.5秒で、密度は約0.5g/ccであった。 この充填された膜の抵抗率は、183,000Ω×cmであった。これは、典型的には1 012〜1013Ω×cmのオーダーである非充填のePTFEについて期待された値よりも、 実質的な低下である。これらの測定値は、実施例2と同じ方法で得た。 その後この充填されたePTFE材料を、該溶融ローラーに巻回しかつ接合した。 シリコーン接着剤の薄層を、最初にこの溶融ローラーに塗布した。使用した接着 剤は、General Electric社(ウォターフォード、NY)から入手したSilicone Rub ber 1081-60292で、厚さが約0.0003〜0.0008インチ(7.62〜20.3μm)であった 。この充填され延伸膨張された膜を、次に該ローラーに2.5回巻き付け、かつこ の接着剤を、該膜の孔空間に浸透させた。このローラーを、約180℃の炉で15分 間乾燥し、該接着剤を硬化した。 次にこの巻回された溶融ローラーを、直径約6インチ(15cm)の加熱した金属 ローラーに対して加圧し、かつ直径約4インチ(10cm)の2本のエラストマーで 被覆したローラーで把持した。この加熱したローラーを、温度375℃に保ち、か つこれに該溶融ローラーを、160ポンドの力で押し付けた。最初に、巻回された 溶融ローラー を、約30fpm(10m/分)で回転している加熱したロールに、30秒間接触させた。 次に速度を10fpm(3m/分)に減速し、かつ力を約700ポンドに上昇し、かつ溶融 ローラーをこの条件下で2分間回転させた。2分後、この速度を30fpm(10m/分 )に戻し、かつ30秒後に該溶融ローラーを、加熱されたローラーから取り外した 。得られたローラーは、緻密な空隙が無いケトジェンブラックで充填されたPTFE で覆われているシリコーンゴムで被覆されたローラーである。その後このローラ ーを、温度350℃の炉にもどし、1時間放置した。 この緻密なローラーコーティングの電気特性を、電極を、該溶融ローラーの被 覆された表面の軸に沿って10インチ間隔で配置することによって測定した。この ローラーは、この10インチ間隔で、6,000Ωの抵抗を有した。このように抵抗が 小さいので、静電気は適当に分散されるであろう。測定は、BK Precision(シカ ゴ、IL)から入手したUniversal LCR Meterモデル878を用いて行った。 この溶融ローラーを、5028 Xerox複写機に装着し、かつ5000枚の複写物を作成 した。これらの複写物は全て良好であり、肉眼で確かめられる裏移り又は画質の 問題はなかった。更にトナーは、紙に適切に溶融して入り込んでいた。5000枚の 複写物を作成した後、この溶融ローラーを取り外し、かつ検査したところ、溶融 ローラーには摩滅の兆候がなかった。 本発明の具体的な実施態様を、ここに詳細に説明し記載したが、本発明はこの ような詳細な説明及び記載に限定されるものではない。下記のクレームの範囲内 で、変更及び修正が、本発明の一部として組込まれかつ包含されることは明らか である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),AL,AM,AT,A U,AZ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN ,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE, HU,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG ,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT, RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 スペック,スティーブン エイチ. アメリカ合衆国,メリーランド 21901, ノース イースト,ルムス ロード 15, アパートメント 3 (72)発明者 ラウ,ティット−ケウング アメリカ合衆国,デラウエア 19808,ウ ィルミントン,グレンドン ドライブ 2608

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.下記を含有する複合体の剥離コーティング: 非孔質露出面及び多孔質の接着可能な面を有し、粒子充填剤で充填されている 、延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)外皮層; 前記多孔質ePTFE外皮層内の前記接着可能な面に吸収された接着剤層;及び 前記接着剤層により、該ePTFE外皮層に接合された基層。 2.前記外皮層の露出面が、その中へのフルオロポリマーの吸収により非孔質 されている、請求項1の複合体。 3.前記外皮層の露出面が、該露出面の緻密化により非孔質にされている、請 求項1の複合体。 4.前記基層が、弾力性のある材料を含む、請求項1の複合体。 5.前記基層が、非弾力性材料を含む、請求項1の複合体。 6.前記基層が、柔軟な材料を含む、請求項1の複合体。 7.前記接着剤層が、エラストマー材料を含む、請求項1の複合体。 8.前記接着剤層が、前述の外皮層を通して浸透し、この外皮層を非孔質にし ている、請求項1の複合体。 9.下記の工程を含む、剥離コーティングの製造法: 粒子充填剤が充填された、多孔質の延伸膨張されたポリテトラフルオロエチレ ン(ePTFE)材料の外皮層で、第一側面及び第二側面を有する外皮層を提供する工 程; 前記外皮層の第一側面を接着剤で被覆し、この接着剤を該ePTFE材料の孔に浸 透させる工程; 前記外皮層の第一側面を、該基層に付着させ、該接着剤が、該外 皮層及び該基層の間に接合を形成させ、かつ該外皮層の第二側面を露出したまま にする工程; 前記外皮層の第二側面を処理して、平滑な剥離面を生じるように、非孔質にす る工程。 10.前記外皮層の第二側面を、その孔に浸透しかつ第二側面を非孔質にする、 溶解したフルオロポリマー材料で被覆することで処理する工程を更に含む、請求 項9の方法。 11.前記ePTFE材料を緻密化し、第二側面を非孔質にするように、該外皮層の 第二側面を処理する工程を更に含む、請求項9の方法。 12.熱及び圧力を適用することによる、該外皮層の第二側面の緻密化の工程を 更に含む、請求項第11の方法。 13.接着剤層を露出面に至るまで前記外皮層の空隙に浸透させかつ充填し、該 外皮層の第二側面を非孔質とする工程を更に含む、請求項9の方法。 14.前記外皮層を処理し、第二側面の緻密化及びフルオロポリマー材料による 被覆の両方により、非孔質とする工程を更に含む、請求項9の方法。 15.下記を含む、少なくとも1個の接触面を有する印刷機装置に装着するため のローラーアッセンブリ: 非孔質露出面及び多孔質の接着可能な面を有し、粒子充填剤で充填されている 、延伸膨張されたPTFE(ePTFE)外皮層、並びに接着剤層を有し、この接着剤層が 該多孔質ePTFE外皮層中の該接着可能な面に吸収されている、複合体剥離コーテ ィング;及び 前記ePTFE外皮層に、該接着剤層により接合された、印刷ローラー。 16.前記印刷ローラーが、溶融ローラーを含む、請求項15のローラーアッセン ブリ。 17.前記印刷ローラーが、圧力ローラーを含む、請求項15のローラーアッセン ブリ。 18.前記外皮層の露出面が、その中へのフルオロポリマーの吸収により非孔質 にされた、請求項15のローラーアッセンブリ。 19.前記外皮層の露出面が、該露出面の緻密化により非孔質にされた、請求項 15のローラーアッセンブリ。 20.前記接着剤層が、エラストマー材料を含む、請求項15のローラーアッセン ブリ。 21.前記接着剤層が、該外皮層を通じて浸透し、この外皮層を非孔質にしてい る、請求項15のローラーアッセンブリ。 22.前記複合体剥離コーティングが、帯電防止性又は電気伝導性である、請求 項15のローラーアッセンブリ。 23.請求項15のローラーアッセンブリの印刷装置における使用法で、下記の工 程を含む方法: 前記ローラーアッセンブリを、該印刷装置の少なくとも1個の接触面に接触す るように、該印刷装置内に装着する工程; 前記ローラーアッセンブリを、前記接触面に対し移動させ、圧力及び熱の少な くとも1方を該接触面に提供し、これにより前記複合体剥離コーティングを、該 ローラーアッセンブリ表面も該接触面をも劣化させることのないようにする工程 。 24.前記ローラーアッセンブリが、熱及び圧力を前記接触面に提供する溶融ロ ーラーを含む、請求項23の方法。 25.前記ローラーアッセンブリが、圧力を前記接触面に提供する圧力ローラー を含む、請求項23の方法。
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