本發(fā)明涉及用于構(gòu)造為夾持、輸送并且加熱記錄材料的設(shè)備中的加壓構(gòu)件,并且涉及包括所述加壓構(gòu)件的定影裝置。
背景技術(shù):
在構(gòu)造為形成電子照相圖像的設(shè)備中,包括加熱構(gòu)件和配置為面對該加熱構(gòu)件的加壓構(gòu)件的熱定影裝置用作構(gòu)造為使在記錄材料上形成的未定影調(diào)色劑圖像定影至記錄材料的熱定影裝置。熱定影裝置是構(gòu)造為以下的裝置:在通過來自加熱構(gòu)件的熱和由于兩個構(gòu)件之間的壓接(pressure contact)導(dǎo)致的壓力使調(diào)色劑定影至記錄材料的同時,通過兩個構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)來輸送記錄材料。
加壓構(gòu)件包括:構(gòu)造為賦予加壓構(gòu)件耐與加熱構(gòu)件的壓接的剛性的基體,構(gòu)造為賦予加壓構(gòu)件形成輥隙部所需要的彈性的彈性層,和由氟烴樹脂構(gòu)成以賦予加壓構(gòu)件調(diào)色劑脫模性的表面層。
為了減少熱定影裝置的電力消耗,期望的是縮短將輥隙部的溫度升高至使調(diào)色劑定影所需要的溫度所需要的時間(下文中,也稱為"預(yù)熱時間(warm-up time)")。因而,在加壓構(gòu)件中,通過使加壓構(gòu)件的彈性層中包含空隙來降低彈性層的導(dǎo)熱系數(shù)。即,降低經(jīng)由加壓構(gòu)件的熱傳導(dǎo)從而抑制來自加熱構(gòu)件的熱向基體的耗散,由此改善加熱構(gòu)件的溫度上升速度。
此處,以下三個代表性的方法已知為具有空隙的多孔彈性層的制造方法。在專利文獻1中,發(fā)泡劑與未交聯(lián)的硅橡膠混合。然后通過加熱在使所得混合物發(fā)泡的同時使混合物固化。在專利文獻2中,中空填料預(yù)先與未交聯(lián)的硅橡膠混合。所得混合物進行交聯(lián)和發(fā)泡,由此形成空隙。在專利文獻3中,已吸收水的吸水性聚合物分散在未交聯(lián)的硅橡膠中。在硅橡膠交聯(lián)之后,進行脫水以形成空隙。
加壓構(gòu)件除了縮短上述預(yù)熱時間以外,需要具有改善的耐久性。在熱定影裝置長時間使用的情況下,在加壓構(gòu)件的表面上可發(fā)生沿加壓構(gòu)件的圓周方向(下文中,也簡稱為"圓周方向")延伸的起皺(wrinkle)。在其中沿圓周方向延伸的起皺發(fā)生的情況下,當(dāng)形成不同尺寸的電子照相圖像時,在對應(yīng)于起皺的圖像部會產(chǎn)生缺陷。
為了抑制此類沿圓周方向延伸的起皺的發(fā)生,一般地,采用其中在加壓構(gòu)件的制造過程中,表面層以沿加壓構(gòu)件的長度方向(軸方向)伸長的狀態(tài)固定在彈性層上的方法。這抑制表面層沿長度方向的松弛。
專利文獻4公開了一種定影構(gòu)件,其中在含氟樹脂管處于沿長度方向伸長的狀態(tài)的情況下,使用粘接層將含氟樹脂管固定在彈性層上。
引用列表
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開No.2008-150552
專利文獻2:日本專利特開No.2001-265147
專利文獻3:日本專利特開No.2002-114860
專利文獻4:日本專利特開No.2010-143118
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
在其中增加彈性層中的空隙以滿足近年對于進一步縮短預(yù)熱時間的要求的情況下,即使當(dāng)表面層如上所述以沿長度方向在張力下伸長的狀態(tài)固定在彈性層上時,在表面層中有時也發(fā)生沿圓周方向延伸的起皺。
本發(fā)明一個方面的目的是提供構(gòu)造為以高水平實現(xiàn)預(yù)熱時間的縮短和沿圓周方向延伸的起皺的發(fā)生的抑制二者的加壓構(gòu)件。本發(fā)明另一個方面的目的是提供構(gòu)造為穩(wěn)定地形成高品質(zhì)的電子照相圖像的熱定影裝置。
用于解決問題的方案
根據(jù)本發(fā)明的一個方面,提供一種加壓構(gòu)件,其包括:基體、在所述基體的外側(cè)形成的彈性層、和在所述彈性層上形成的表面層,所述表面層包含含氟樹脂,其中所述表面層以沿所述加壓構(gòu)件的長度方向伸長的狀態(tài)固定在所述彈性層上,所述彈性層的空隙率為20體積%以上且60體積%以下,并且當(dāng)所述彈性層沿厚度方向的彈性模量定義為E(ND)和所述彈性層沿所述加壓構(gòu)件的長度方向的彈性模量定義為E(MD)時,E(MD)/E(ND)大于1.0。
此外,根據(jù)本發(fā)明的另一個方面,提供一種熱定影裝置,其包括加熱構(gòu)件和配置為面對所述加熱構(gòu)件的加壓構(gòu)件,所述加壓構(gòu)件與所述加熱構(gòu)件壓接,其中將被加熱材料導(dǎo)入所述加熱構(gòu)件與所述加壓構(gòu)件之間的輥隙部中、夾持、輸送,由此使被加熱材料加熱,并且其中所述加壓構(gòu)件是上述加壓構(gòu)件。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面,提供構(gòu)造為縮短預(yù)熱時間并且抑制沿圓周方向延伸的起皺的發(fā)生的加壓構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明,提供構(gòu)造為穩(wěn)定地形成高品質(zhì)的電子照相圖像的熱定影裝置。
附圖說明
[圖1]圖1示出沿圓周方向的起皺的發(fā)生的說明圖。
[圖2]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的熱定影裝置的示意圖。
[圖3]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的加壓構(gòu)件的透視圖。
[圖4]圖4是針狀填料的示意圖。
[圖5]圖5是從彈性層切出的樣品的放大透視圖。
[圖6]圖6是從彈性層切出的樣品的圓周方向截面(a截面)的放大圖。
[圖7]圖7是從彈性層切出的樣品的長度方向截面(b截面)的放大圖。
[圖8]圖8是取向率(orientation ratio)的定義的說明圖。
[圖9]圖9是用于制造加壓構(gòu)件的澆鑄成形用模具的示意性說明圖。
具體實施方式
本發(fā)明人已經(jīng)對當(dāng)彈性層具有提高的空隙率時,在彈性層上以沿長度方向在張力下伸長的狀態(tài)固定的表面層中,容易發(fā)生沿圓周方向延伸的起皺(下文中,也稱為"沿圓周方向的起皺")的原因進行了研究,并且獲得以下發(fā)現(xiàn)。
將參考圖1詳細地描述由于長期使用導(dǎo)致的沿圓周方向延伸的起皺。圖1示出表面層中發(fā)生沿圓周方向延伸的起皺的推測機理的說明圖和輥隙部的記錄材料的端部通過的部分放大截面圖,所述放大截面圖沿與定影裝置中輸送紙張的方向正交的方向來獲取。圖1中由箭頭A表示的方向是定影裝置的寬度方向。
在圖1中,(a)示出在記錄材料P通過之前加熱構(gòu)件3與加壓構(gòu)件4壓接的狀態(tài);(b)示出記錄材料P通過輥隙部的狀態(tài);(c)示出在長期重復(fù)記錄材料的通過之后加壓構(gòu)件4的表面層中發(fā)生起皺W的狀態(tài)。加壓構(gòu)件4包括彈性層4b和表面層4c。
當(dāng)記錄材料P通過輥隙部時,記錄材料使加壓構(gòu)件經(jīng)歷沿加壓構(gòu)件的厚度方向(下文中,也稱為"厚度方向")的壓縮變形。通過變形,特別是,表面層4c對應(yīng)于記錄材料P的端部附近的部分沿由圖1(b)中箭頭F表示的方向伸長。沿由箭頭F表示的方向的彈性層的伸長對應(yīng)于變形前的加壓構(gòu)件的長度方向(構(gòu)件的軸方向:下文中,稱為"長度方向")。無論何時記錄材料P通過,表面層4c重復(fù)沿長度方向伸長和收縮。
用于表面層4c的含氟樹脂一般具有約100℃的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。調(diào)色劑通常具有高于該溫度的定影溫度。因而,當(dāng)記錄材料通過時,含氟樹脂的溫度高于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。當(dāng)表面層4c在記錄材料的端部附近的伸長和收縮在此類溫度環(huán)境中重復(fù)時,緩和了表面層內(nèi)部的殘留應(yīng)力,所述殘留應(yīng)力由于表面層以沿長度方向伸長的狀態(tài)固定在彈性層上而殘留在表面層內(nèi)部。這將導(dǎo)致如圖1(c)中示出的起皺W的發(fā)生。
此處,為了縮短熱定影裝置的預(yù)熱時間的目的的彈性層4b的空隙率的提高降低彈性層4b的彈性模量并且增大表面層4c沿長度方向的伸長量。因而,通過表面層4c中的殘留應(yīng)力的緩和,起皺容易發(fā)生。
本發(fā)明人已經(jīng)關(guān)注彈性層沿長度方向的彈性模量。迄今,在包括具有空隙的彈性層4b的加壓構(gòu)件中,彈性層4b沿長度方向的彈性模量E(MD)已經(jīng)基本上等于彈性層4b沿厚度方向的彈性模量E(ND)。相反地,在根據(jù)本發(fā)明的加壓構(gòu)件中,彈性層4b沿長度方向的彈性模量相對高。即,E(MD)/E(ND)大于1.0。在此構(gòu)成中,與其中E(MD)/E(ND)為1.0的彈性層相比,在記錄材料P通過輥隙部時表面層4c沿長度方向的伸長量小。由此可以即使在包括具有高空隙率的彈性層的加壓構(gòu)件的情況下,也抑制由表面層4c的松弛產(chǎn)生的起皺的發(fā)生。
以下將具體地描述根據(jù)本發(fā)明的加壓構(gòu)件和熱定影裝置。
(1)熱定影裝置
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的熱定影裝置的截面圖。該熱定影裝置是稱為按需型(on-demand-type)熱定影裝置(下文中,稱為"ODF")的熱定影裝置并且是包括用作熱源的陶瓷加熱器的膜加熱型熱定影裝置。將按需型熱定影裝置當(dāng)作實例,并且以下將描述其概要結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的熱定影裝置不限于該結(jié)構(gòu)。除此以外,本發(fā)明可以應(yīng)用于一般使用的其它熱定影裝置,諸如包括鹵素加熱器作為熱源的熱輥型熱定影裝置和其中構(gòu)件本身通過線圈通電而發(fā)熱的誘導(dǎo)加熱(IH)型熱定影裝置(下文中,稱為"IHF")。
在圖2中,膜引導(dǎo)構(gòu)件(film guide member)1是其寬度方向是與基體的長度方向平行的方向的長方形膜引導(dǎo)構(gòu)件,所述膜引導(dǎo)構(gòu)件具有半圓弧狀或槽形截面。加熱器2是在位于膜引導(dǎo)構(gòu)件1的大約中央的下面部分中形成的溝槽內(nèi)保持的長方形加熱器(用作包括在加熱構(gòu)件中的元件之一的加熱手段),所述溝槽沿寬度方向延伸。膜3是具有圓筒狀的膜狀環(huán)形帶,并且寬松地安裝在裝配有加熱器2的膜引導(dǎo)構(gòu)件1的外側(cè)。
膜引導(dǎo)構(gòu)件1是由耐熱性樹脂,例如,聚苯硫醚(PPS)或液晶聚合物構(gòu)成的成形品。
加熱器2具有其中加熱電阻器設(shè)置在陶瓷基板上的結(jié)構(gòu)。圖2中示出的加熱器2包括:由氧化鋁構(gòu)成的長方形薄板狀的加熱器基板2a、以及由Ag/Pd構(gòu)成的線狀或細帶狀的電熱元件(electrical heating element)(加熱電阻器)2c,所述電熱元件2c位于加熱器基板2a的表面?zhèn)?膜滑動面?zhèn)?并且沿基體的長度方向延伸。加熱器2包括構(gòu)造為覆蓋和保護電熱元件2c的薄的表面保護層2d,所述表面保護層2d由玻璃構(gòu)成。熱敏電阻(溫度檢測元件)2b與加熱器基板2a的背面?zhèn)冉佑|。在通過將電力供給至電熱元件2c而使溫度迅速升高之后,可以通過包括溫度檢測元件2b的電力控制手段(未示出)來控制加熱器2從而維持預(yù)定的定影溫度。定影溫度是定影構(gòu)件的表面的目標溫度并且根據(jù)打印速度、紙張種類、定影構(gòu)件的結(jié)構(gòu)以及調(diào)色劑的種類來適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。定影溫度一般地為150℃以上且200℃以下。
膜3是例如,其中基膜覆蓋有表面層的復(fù)合層膜。該膜的總厚度優(yōu)選為500μm以下以降低熱容量和改善迅速啟動性。
作為基膜的材料,使用例如聚酰亞胺(PI)、聚酰胺-酰亞胺(PAI)、聚醚醚酮(PEEK)或聚醚砜(PES)等樹脂材料,或例如不銹鋼(SUS)或Ni等金屬材料。
作為表面層的材料,使用例如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)或四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等氟烴樹脂材料。
可以在基膜與表面層之間適當(dāng)?shù)卦O(shè)置由硅橡膠構(gòu)成的彈性層和粘接層。
加壓構(gòu)件4配置為面對加熱器2的下表面并且介由膜3與加熱器2壓接。加熱器2和膜3包括在加熱構(gòu)件中。加熱器2起到用于加熱膜3的加熱手段的功能。
使用預(yù)定的加壓機構(gòu)(未示出)在預(yù)定的加壓力(pressure load)下使加壓構(gòu)件4介由膜3向加熱器2的表面保護層2d加壓。加壓構(gòu)件4的彈性層4b根據(jù)加壓力而彈性變形,從而形成具有通過熱使未定影的調(diào)色劑圖像定影所需要的預(yù)定寬度的輥隙部N,所述輥隙部N位于加壓構(gòu)件4的表面與膜3的表面之間。加壓力根據(jù)用于制品的紙張的種類、尺寸、調(diào)色劑的種類、和定影裝置的結(jié)構(gòu)而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。加壓力一般地設(shè)定在約10kgf至約70kgf的范圍內(nèi)。
將用作被加熱材料的記錄材料P導(dǎo)入輥隙部N中。夾持、輸送該記錄材料P,由此使該記錄材料P加熱。
通過將來自驅(qū)動源M的驅(qū)動力經(jīng)由齒輪(動力傳動機構(gòu),未示出)傳送,使加壓構(gòu)件4在預(yù)定的圓周速度下沿由箭頭b表示的逆時針方向旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。
在實施圖像形成時使加壓構(gòu)件4沿由箭頭b表示的逆時針方向旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。加壓構(gòu)件4的旋轉(zhuǎn)使膜3沿由箭頭a表示的方向從動旋轉(zhuǎn)。
(2)加壓構(gòu)件的層結(jié)構(gòu)
以下將詳細地描述加壓構(gòu)件4的層結(jié)構(gòu)的實例。
圖3是加壓構(gòu)件4的透視圖。在圖3中,加壓構(gòu)件4包括基體4a、包含硅橡膠的彈性層4b、和由含氟樹脂構(gòu)成的表面層4c。
基體4a由例如鐵、鋁、鎳或不銹鋼(SUS)等金屬構(gòu)成。在將加壓構(gòu)件4安裝在熱定影裝置上的情況下,在將用作未形成彈性層的兩端部的軸部通過軸承(承載構(gòu)件)來保持的同時,對加壓構(gòu)件4加壓。因而,基體4a需要具有耐加壓力的強度,以致優(yōu)選使用鐵或不銹鋼(SUS)。對于要在表面上形成彈性層的部位,該表面一般預(yù)先進行粘接處理。對于粘接處理,分開進行或組合進行如噴砂處理和研磨處理等物理處理,以及如氧化處理、底涂劑處理和偶聯(lián)劑處理等化學(xué)處理。
彈性層4b由單一層形成。對彈性層4b的厚度沒有特別地限定,只要形成具有期望寬度的輥隙部即可。優(yōu)選地,彈性層4b的厚度為2至5mm。
對表面層4c的厚度沒有特別地限定,只要賦予加壓構(gòu)件4充分的脫模性即可。優(yōu)選地,表面層4c的厚度為20至50μm。
(3)加壓構(gòu)件的彈性層
包括在根據(jù)本發(fā)明的加壓構(gòu)件中的彈性層的空隙率為20體積%以上且60體積%以下。彈性層沿加壓構(gòu)件的長度方向的彈性模量E(MD)與彈性層沿厚度方向的彈性模量E(ND)的比,即E(MD)/E(ND)(下文中,該比也稱為"彈性模量比")大于1.0。
根據(jù)本發(fā)明的實施方案的加壓構(gòu)件的彈性層具有很多空隙,由此抑制熱從加熱構(gòu)件傳送至加壓構(gòu)件,以縮短裝置的預(yù)熱時間。
在根據(jù)本發(fā)明的實施方案的加壓構(gòu)件的彈性層中,沿厚度方向的彈性模量E(ND)大于沿長度方向的彈性模量E(MD)。因而,與其中兩個彈性模量在相同水平上的加壓構(gòu)件相比,抑制了由于記錄材料的通過導(dǎo)致的表面層沿長度方向的伸長,以致即使在長期使用之后,也難以發(fā)生起皺。
以下將參考圖4至7更詳細地描述彈性層。在根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彈性層中,圖4中示出的針狀填料在彈性層中沿長度方向大致取向,并且實現(xiàn)在上述范圍內(nèi)的彈性模量比。
圖6是從圖3中示出的彈性層4b切出的樣品4bs的放大透視圖。在樣品4bs沿圓周方向的截面(圖5中的a截面)中,如圖6中所示,主要觀察到針狀填料4b1沿直徑D方向的截面。在樣品4bs沿長度方向的截面(圖5中的b截面)中,如圖7中所示,主要觀察到針狀填料4b1的側(cè)面。在圖6和7二者中,觀察到空隙4b2。
(3-1)沿長度方向的彈性模量E(MD)和沿厚度方向的彈性模量E(ND)
對于彈性層,沿加壓構(gòu)件的長度方向的彈性模量E(MD)與沿加壓構(gòu)件的厚度方向的彈性模量E(ND)的比,即E(MD)/E(ND)是大于1.0的值。特別地,E(MD)/E(ND)優(yōu)選為2.0以上且15.0以下。
在包括其中E(MD)/E(ND)滿足前述要求的彈性層的根據(jù)本發(fā)明的實施方案的加壓構(gòu)件中,與其中E(MD)/E(ND)為1.0以下的加壓構(gòu)件相比,抑制在記錄材料通過輥隙部時產(chǎn)生的彈性層沿長度方向的伸長。結(jié)果,也抑制追隨彈性層的表面層沿長度方向的重復(fù)伸長。因而,在根據(jù)本發(fā)明的加壓構(gòu)件中,即使在長期使用之后,也抑制起皺的發(fā)生。
特別地,E(MD)/E(ND)優(yōu)選為2.0以上,因為抑制起皺的發(fā)生,并且改善加壓構(gòu)件的耐久性。在其中E(MD)/E(ND)大于15.0的情況下,需要通過使彈性層包含大量的針狀填料來增大彈性層沿長度方向的彈性模量E(MD)。可選擇地,需要通過使彈性層中存在很多空隙來減小彈性層沿厚度方向的彈性模量E(ND)。然而,在任意情況下,降低了在彈性層中橡膠組分的存在比例。這會引起在加壓構(gòu)件的制造過程中的成形性的降低和在定影輥隙中加壓構(gòu)件的破損。
在上述范圍內(nèi)的彈性模量比可以通過以下來實現(xiàn):使針狀填料在彈性層中沿長度方向大致取向。根據(jù)本發(fā)明的彈性層沿厚度方向的彈性模量E(ND)優(yōu)選為0.2MPa以上且2.5MPa以下。彈性模量為0.2MPa以上得到足以將加壓構(gòu)件用于熱定影裝置中的強度。在彈性模量為2.5MPa以下時,在根據(jù)本發(fā)明的加壓構(gòu)件安裝在圖像形成設(shè)備上的情況下,可以確保通過打印形成圖像所需要的輥隙寬度。
彈性模量比如以下所述來求得。使用剃刀從加壓構(gòu)件的彈性層切出測量樣品。對于測量樣品,通過下述方法來測量彈性層沿長度方向的彈性模量E(MD)和沿厚度方向的彈性模量E(ND)。對于各彈性模量進行5次測量。使用所得平均值作為各彈性模量來求得彈性模量比。
各彈性模量可以使用動態(tài)粘彈計(商品名:Rheogel-E4000,由UBM Co.,Ltd制造)來測量。沿長度方向的彈性模量E(MD)定義為通過以下獲得的值:將拉伸用夾具安裝至粘彈計,并且在卡盤間距離為20mm下、使用頻率為100Hz和振幅為0.003mm的正弦波、在溫度為200℃的環(huán)境中測量復(fù)數(shù)模量。以測量的拉伸方向與樣品4bs的長度方向平行的此類方式,切出測量樣品。沿厚度方向的彈性模量E(ND)定義為通過以下獲得的值:將壓縮用夾具安裝至粘彈計,并且使用頻率為100Hz和振幅0.003mm的正弦波、在溫度為200℃的環(huán)境中測量復(fù)數(shù)模量。以測量的壓縮方向與測量樣品的厚度方向平行的此類方式,切出測量樣品。
以下將詳細地描述包含在圖2中所示的彈性層4b中的基礎(chǔ)聚合物和針狀填料以及彈性層4b中存在的空隙。
(3-2)基礎(chǔ)聚合物
彈性層4b中的基礎(chǔ)聚合物通過使加成固化型液體硅橡膠交聯(lián)和固化來制造。加成固化型液體硅橡膠是包括含有例如乙烯基等不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A)和含有Si-H鍵(氫化物)的有機聚硅氧烷(B)的未交聯(lián)的硅橡膠。不飽和鍵和Si-H在加熱下經(jīng)歷加成反應(yīng),以致進行交聯(lián)和固化。具有期望的硬度的基礎(chǔ)聚合物可以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)含有不飽和鍵的有機聚硅氧烷(A)和含有Si-H鍵(氫化物)的有機聚硅氧烷(B)的量來得到。
(A)一般地包含用作促進反應(yīng)的催化劑的鉑化合物??梢哉{(diào)節(jié)加成固化型液體硅橡膠的流動性,只要不損害本發(fā)明的目的即可。在本發(fā)明中,在不偏離本發(fā)明的特征的范圍的情況下,未記載于本發(fā)明中且用作已知問題的解決手段的填料、填充材料、和配混劑可以包含在彈性層4b中。
(3-3)針狀填料
針狀填料一般地與基礎(chǔ)聚合物相比較硬。針狀填料在彈性層中沿長度方向的取向抑制彈性層沿長度方向的變形。因而,與沿厚度方向的彈性模量相比,彈性層沿長度方向的彈性模量相對高。
彈性層4b中針狀填料4b1的含量越大具有導(dǎo)致彈性層的越大的彈性模量比E(MD)/E(ND)的傾向。針狀填料4b1的含量相對于彈性層優(yōu)選為2體積%以上。針狀填料的含量為2體積%以上得到彈性層沿長度方向的彈性模量的進一步改善,由此提高起皺發(fā)生的抑制效果。在彈性層4b中針狀填料4b1的含量優(yōu)選為15體積%以下。針狀填料的含量為15體積%以下使彈性層4b的成形容易。此外,可以避免彈性層的彈性的過度降低。這容易地確保用作熱定影裝置的加壓構(gòu)件的輥隙部。
如圖4中所示,可以優(yōu)選使用長度L與直徑D的比大的針狀填料。即,可以優(yōu)選地使用具有高的長徑比的材料。針狀填料的底面可以具有圓狀或角狀。
針狀填料的具體實例包括瀝青系碳纖維、PAN系碳纖維、玻璃纖維和無機晶須。對于針狀填料的更具體的形狀,參考圖4,直徑D為5至11μm(平均直徑)、長度L(平均長度)為50μm以上且1000μm以下、且長徑比為5以上且120以下的針狀填料是工業(yè)上容易獲得的。長度L是50μm以上;因此,針狀填料沿加壓構(gòu)件的長度方向有效地取向。
針狀填料的長徑比可以由針狀填料的平均長度和平均直徑通過下式來求得:
長徑比=平均長度/平均直徑
針狀填料的平均長度和平均直徑是通過以下獲得的值:使用光學(xué)顯微鏡來測量至少100個任選的針狀填料顆粒的長度和直徑,并且計算所得值的算術(shù)平均值。
在針狀填料是碳纖維的情況下,以下將具體地描述長徑比的計算方法。將從彈性層切出的樣品在氮氣氣氛下在700℃下焙燒1小時以成灰。除去所得灰。以此方式,可以取出樣品中的針狀填料。如上所述,任選100個以上的針狀填料顆粒。使用光學(xué)顯微鏡來測量其長度和直徑,然后求得長徑比。
為了有效地提高彈性層的彈性模量比E(MD)/E(ND),取向率優(yōu)選為50%以上。難以獲得取向率大于70%的彈性層。
將參考圖8描述針狀填料沿長度方向的取向率的定義。
如圖3中所示,使用剃刀從彈性輥切出用于彈性層4b的取向率的評價的樣品4bs。作為評價樣品4bs,從彈性層的遠離基體的表面層側(cè)切出厚度為彈性層的厚度的30%的厚度區(qū)域。
圖8是評價樣品4bs中針狀填料的取向率的測量過程的說明圖。
將評價樣品4bs使用熱重分析儀(商品名:TGA851e/SDTA,由Mettler-Toledo International Inc.制造)在氮氣氣氛下在1000℃下加熱1小時,由此將硅橡膠分解并除去。
在其中將樣品如上所述焙燒的情況下,即使當(dāng)樣品在表面上具有氟烴樹脂層時,氟烴樹脂層也與硅橡膠一起除去。在其中已除去硅橡膠的評價樣品4bs中,針狀填料在維持硅橡膠存在時的取向狀態(tài)的同時單獨殘存。在其中已除去硅橡膠的評價樣品4bs的圖5中示出的b截面中,對彈性層4b的五個位置進行觀察。對于觀察,使用共焦顯微鏡(商品名:OPTELICS C130,由Lasertec Corporation制造)。
從b截面的觀察圖像中測量針狀填料顆粒的角度。
在評價樣品4bs的b截面的觀察圖像中,觀察在從觀察面沿深度方向延伸至距離觀察面50μm的位置的區(qū)域中存在的針狀填料。即,可以在b截面的觀察圖像中觀察在從b截面沿y軸方向延伸至距離b截面50μm的位置的區(qū)域中存在的針狀填料的狀態(tài)。
此處,將彈性層4b沿輥的長度方向(圖8中的y方向)的角度定義為0°。計算各針狀填料的角度θ。在其中各針狀填料的角度θ較接近0°的情況下,提供針狀填料沿輥的長度方向的較高程度的取向。
從b截面的觀察圖像求得角度θ在±5°內(nèi)的針狀填料的比例[(角度在±5°內(nèi)的針狀填料顆粒的數(shù)目/可以觀察到的針狀填料的總數(shù)目)×100%]。將任選的五個位置的測量結(jié)果的平均值定義為取向率。
(3-4)空隙
在根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彈性層4b中,空隙4b2與取向的針狀填料4b1共存。
對于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彈性層中的空隙的空隙直徑,當(dāng)將彈性層使用剃刀沿厚度方向切斷時,在截面中出現(xiàn)的空隙的80個數(shù)%以上優(yōu)選具有在5至30μm的范圍內(nèi)的空隙直徑。此處,空隙直徑如下測定:將截面使用掃描電子顯微鏡(例如,商品名:XL-30,由FEI Company制造,放大倍率:100倍)來觀察。在預(yù)定區(qū)域(例如,297×204像素)中進行二值化??障吨睆蕉x為各空隙部分的最大長度和最小長度的合計值的1/2的值。在其中截面中的空隙的80個數(shù)%以上具有在上述范圍內(nèi)的空隙直徑的情況下,可以充分維持彈性層的強度。
彈性層4b的空隙率為20體積%以上且60體積%以下??障堵蕿?0體積%以上得到充分縮短預(yù)熱時間的效果。當(dāng)試圖形成空隙率大于60體積%的彈性層時,難以進行成形。此外,在空隙率大于60體積%時,強度對于熱定影裝置的加壓構(gòu)件有時是不充分的。空隙率優(yōu)選為40體積%以上且60體積%以下,因為空隙率越高得到越短的預(yù)熱時間。
彈性層4b的空隙率可以如下求得:將彈性層使用剃刀在任選的位置處切斷。所得彈性層的部分在25℃下的體積使用液體比重計(SGM-6,由Mettler-Toledo International Inc.制造)(下文中,所得體積由Vall表示)來測量。接下來,將其中已經(jīng)進行了體積測量的評價樣品使用熱重分析儀(商品名:TGA851e/SDTA,由Mettler-Toledo International Inc.制造)在氮氣氣氛下在700℃下加熱1小時,從而將硅橡膠組分分解并除去。此處,重量的減少量由Mp表示。在彈性層4b中除了針狀填料以外還包含無機填料的情況下,分解并除去后的殘留物是針狀填料和無機填料的混合物。
在此狀態(tài)下,將25℃下的體積使用干式自動密度計(商品名:AccyPyc1330-1,從Shimadzu Corporation可得)(下文中,該體積由Va表示)來測量??障堵士梢曰谶@些值從下述式來求得。使用0.97g/cm3的硅橡膠組分的密度來進行計算(下文中,該密度由ρp表示)。
空隙率(體積%)=[{(Vall-(Mp/ρp+Va)}/Vall]×100
作為用于實施例的空隙率,使用任意切出的五個樣品的平均值。
(4)表面層
表面層4c以沿加壓構(gòu)件的長度方向伸長的狀態(tài)固定在彈性層上。作為構(gòu)成表面層的材料,從在圖像印刷時的記錄材料P的剝離性的觀點,優(yōu)選使用含氟樹脂。含氟樹脂的具體實例包括四氟乙烯-全氟(烷基乙烯基醚)共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)。以上列出的這些材料可以作為其兩種以上的共混物組合使用??梢蕴砑犹砑觿?,只要不損害本發(fā)明的效果即可。
表面層以沿長度方向伸長的狀態(tài)固定在彈性層上。因而,表面層沿長度方向具有殘留應(yīng)力并且處于其中沿圓周方向的起皺不太可能發(fā)生的狀態(tài)??梢源_認表面層以沿長度方向伸長的狀態(tài)固定在彈性層上的事實。加壓構(gòu)件的表面層的長度方向取作基準長度L1,并且精確測量L1。將彈性層溶解在可以溶解硅橡膠的溶劑(例如,商品名:e Solv 21RS,由Kaneko Chemical Co.,Ltd制造)中。測量在其中表面層未固定在彈性層上的狀態(tài)下的表面層沿長度方向的長度L2。在其中L1與L2之間的比較表明L2較小的情況下,確認的是,表面層已經(jīng)以沿長度方向伸長的狀態(tài)固定在彈性層上。表面層的伸長率可以從下式具體地求得:
伸長率(%)={(L1-L2)/L2}×100
作為在表面層處于沿長度方向伸長的狀態(tài)的情況下將表面層固定在彈性層上的方法,列舉以下方法。任意方法可以用于表面層的固定。其實例包括(a)其中將氟烴樹脂管以沿長度方向伸長的狀態(tài)固定在圓筒模具內(nèi),然后將彈性層的材料注入其中,固化并粘接的方法;(b)其中在彈性層形成之后,將氟烴樹脂管以沿長度方向伸長的狀態(tài)使用粘接劑來粘接固定的方法;和(c)其中使用沿長度方向可熱收縮的氟烴樹脂管的方法。
伸長率一般地為1%以上且5%以下。伸長率越高使得表面層沿長度方向的殘留應(yīng)力越高,以致沿圓周方向的起皺傾向于不太可能發(fā)生。
(5)加壓構(gòu)件的制造方法
構(gòu)造為以高水平實現(xiàn)預(yù)熱時間的縮短和表面層中沿圓周方向起皺的發(fā)生的抑制二者的加壓構(gòu)件可以通過下述制造方法來得到。
(5-1)彈性層形成用液體組合物的制備步驟
在根據(jù)本發(fā)明的實施方案的含空隙的彈性層的形成方法中,優(yōu)選使用包含含水凝膠、基礎(chǔ)聚合物和針狀填料的乳液狀液體組合物。
在由包含含水凝膠的乳液狀液體組合物形成水微細地分散在其中的彈性層之后,將彈性層脫水,從而得到具有微細空隙的彈性層。
作為含水凝膠,可以使用通過使吸水性聚合物和粘土礦物包含水并溶脹而制得的材料。分散在乳液狀液體組合物中的含水凝膠具有約1至約30μm的直徑且難以抑制針狀填料的取向。由此可以形成其中針狀填料高度取向的高空隙率的彈性層。
在其中將包含針狀填料和如樹脂球等中空顆粒(約40μm)的液體組合物注入澆鑄成形用模具中從而形成彈性層的情況下,當(dāng)中空顆粒在模具的模腔內(nèi)流動時,中空顆粒的殼抑制針狀填料的取向。由此難以形成實現(xiàn)高的空隙率和針狀填料的高度取向二者的彈性層。
在其中將包含針狀填料和發(fā)泡劑的液體組合物注入澆鑄成形用模具中從而形成彈性層的情況下,在發(fā)泡劑發(fā)泡時針狀填料的取向紊亂。由此難以使針狀填料沿長度方向取向。
在其中由包含含水凝膠、基礎(chǔ)聚合物和針狀填料的乳液狀液體組合物來制造根據(jù)本發(fā)明的實施方案的彈性層的情況下,使用如行星式萬能混合機/攪拌機等已知的混合攪拌手段將含水凝膠、基礎(chǔ)聚合物和針狀填料混合在一起并攪拌,由此制備微小水滴分散在其中的乳液狀液體組合物。
含水凝膠中的吸水性聚合物的實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸及其金屬鹽的聚合物、共聚物和交聯(lián)材料。其中,可以優(yōu)選使用聚丙烯酸的堿金屬鹽及其交聯(lián)材料。這些是工業(yè)上容易獲得的(商品名:RHEOGIC 250H,由Toagosei Co.,Ltd制造)。具有增粘效果的水溶脹的粘土礦物適合于制備彈性層形成用乳液狀液體組合物。粘土礦物的實例是Bengel W-200U(商品名,由Hojun Co.,Ltd制造)。
在根據(jù)需要添加乳化劑和粘度調(diào)節(jié)劑之后,可以進行混合和攪拌以制備液體組合物。乳化用添加劑的實例是例如非離子系表面活性劑(脫水山梨糖醇脂肪酸酯,商品名:Ionet HLB 4.3,由Sanyo Chemical Industries,Ltd制造)等表面活性劑。
根據(jù)本發(fā)明的空隙率為20體積%以上且60體積%以下的彈性層可以通過調(diào)節(jié)彈性層形成用液體組合物中水的量來制造。具體地,含水凝膠的密度和由液體硅橡膠構(gòu)成的基礎(chǔ)聚合物的密度各自為1.0g/cm3。在其中針狀填料是用于后述實施例中的瀝青系碳纖維的情況下,針狀填料的密度為2.2g/cm3?;谶@些值,以如下此類方式來調(diào)節(jié)含水凝膠的量:含水凝膠的體積相對于用于彈性層的形成的液體組合物的總體積為20體積%至60體積%。由此,可以制得空隙率為20體積%以上且60體積%以下的彈性層。
(5-2)液體組合物的層的形成步驟
將上述項目(5-1)中制備的液體組合物注入澆鑄成形用模具的模腔中,其中模具內(nèi)配置有表面進行了底涂劑處理的基體4a。
在預(yù)先將氟烴樹脂管以沿與基體的軸平行的方向(加壓構(gòu)件成形之后的長度方向)伸長的狀態(tài)固定在澆鑄成形用模具的內(nèi)表面上之后,將液體組合物注入其中。由此,加壓構(gòu)件的氟烴樹脂可以以沿長度方向伸長的狀態(tài)固定在彈性層上。
將參考圖9具體地描述該步驟。圖9是用于根據(jù)本發(fā)明的實施方案的加壓構(gòu)件的澆鑄成形用模具71的沿長度方向獲取的截面圖。在圖9中,將具有圓筒形狀的內(nèi)表面的氟烴樹脂管75以沿長度方向伸長的狀態(tài)固定至澆鑄成形用模具71。將根據(jù)本發(fā)明的實施方案的加壓構(gòu)件的基體(芯軸)74配置在澆鑄成形用模具71內(nèi),并且由軸承76-1和76-2把持。在芯軸74的外周面與澆鑄成形用模具71的內(nèi)周面之間形成模腔。模腔72通過連通路徑73-1和73-2與外部連通。
將根據(jù)本發(fā)明的實施方案的液體組合物通過用作液體組合物的流路的連通路徑73-1來注入,從而使模腔72內(nèi)填充有液體組合物。結(jié)果,液體組合物中的針狀填料4b1跟從液體組合物的流動沿基體的長度方向大致取向。
彈性層的彈性模量比E(MD)/E(ND)可以通過調(diào)節(jié)各彈性模量E(MD)和彈性模量E(ND)來控制。彈性模量E(ND)越低和彈性模量E(MD)越高使得彈性模量比E(MD)/E(ND)越高。
彈性模量E(ND)可以通過調(diào)節(jié)彈性層的空隙率、橡膠的硬度、彈性層中針狀填料的含量以及針狀填料的取向率來控制。
例如,彈性層中的橡膠的硬度提高、針狀填料的含量增加以及針狀填料的取向率降低提供較大的彈性模量E(ND)。其中,空隙率的調(diào)節(jié)在控制彈性模量E(ND)方面特別有效??障堵试礁呤沟脧椥阅A縀(ND)越低。如上所述,空隙率可以通過調(diào)節(jié)相對于液體組合物的總體積的含水凝膠的體積來控制。
彈性模量E(ND)優(yōu)選為0.2MPa以上且2.5MPa以下。為了獲得在上述范圍內(nèi)的彈性模量E(ND),優(yōu)選使用滿足以下的基礎(chǔ)聚合物:當(dāng)使基礎(chǔ)聚合物在200℃下固化4小時時,該基礎(chǔ)聚合物的彈性模量為0.5MPa以上且2.5MPa以下。
彈性模量E(MD)可以通過調(diào)節(jié)彈性層中針狀填料的含量和取向率、彈性層的空隙率和基礎(chǔ)橡膠的硬度來控制。其中,有效的是調(diào)節(jié)彈性層中針狀填料的含量和取向率。
具體地,彈性層中針狀填料的含量越高使得彈性模量E(MD)越高。更具體地,以彈性層中針狀填料的含量為2體積%以上的此類方式,針狀填料的體積相對于用于彈性層的形成的液體組合物的總體積優(yōu)選為2體積%以上。
針狀填料的取向率越高使得彈性模量E(MD)越高。更具體地,為了提高彈性模量E(MD),50%以上的取向率是優(yōu)選的。
存在用于實現(xiàn)針狀填料沿長度方向的較高的取向率的有效方法:即,提高針狀填料的長徑比,提高彈性層形成用乳液狀液體組合物的粘度,和提高彈性層形成用乳液狀液體組合物向澆鑄成形用模具的模腔中的注入速度。例如,針狀填料的長徑比優(yōu)選為5以上且120以下。以在25℃下、液體組合物在10[1/s]的剪切速率下具有30至150[Pa·s]的粘度并且在20[1/s]的剪切速率下具有20至100[Pa·s]的粘度,以及模腔內(nèi)的液體組合物的平均流速為4.0[mm/sec]以上的此類方式,調(diào)節(jié)液體組合物的注入速度。由此,可以形成針狀填料的取向率高的彈性層。在過度高的平均流速下,過度的剪切力施加至注入時的液體組合物,從而乳液狀態(tài)的液體組合物的乳化被破壞,由此在一些情況下不能形成具有均勻的空隙的彈性層。因而,平均流速優(yōu)選為50[mm/sec]以下。在其中將液體組合物在上述平均流速下填充至模腔內(nèi)的情況下,彈性層中的針狀填料的取向率為約60%至約70%。
平均流速(mm/s)可以從以下式來求得:
平均流速(mm/s)=液體組合物每秒向模腔內(nèi)的注入體積(mm3/s)/模腔的截面積(mm2)
(5-3)使硅橡膠組分交聯(lián)和固化的步驟
將填充有液體組合物的模腔密封。在低于水的沸點的溫度下,例如,在60℃至90℃下進行加熱5分鐘至120分鐘從而使硅橡膠組分固化。將液體組合物在低于水的沸點的溫度下加熱,由此形成微細水滴均勻地分散在液體組合物中的彈性體。
將模腔密封;因此,在維持分散在液體組合物中的含水凝膠中的水的同時,使硅橡膠組分固化。
(5-4)脫模步驟
在將模具使用水或空氣適當(dāng)?shù)乩鋮s之后,將其上層壓有通過在步驟(5-3)中使液體組合物交聯(lián)和固化形成的層的基體4a脫模。
(5-5)脫水步驟
將層壓在基體4a上的液體組合物層通過熱處理來脫水以形成空隙4b2。對于熱處理的條件,優(yōu)選地,溫度在100℃至250℃的范圍內(nèi),并且加熱時間在1至5小時的范圍內(nèi)。
(5-5)表面層的層壓步驟
如上所述,表面層可以通過以下方法來層壓:在將氟烴樹脂管以沿長度方向伸長的狀態(tài)預(yù)先固定并配置在澆鑄成形用模具71內(nèi)部之后,將液體組合物注入模具中。為了將表面層粘接至彈性層,如果需要,可以在液體組合物注入模具中之前,使氟烴樹脂管的內(nèi)表面使用底涂劑適當(dāng)?shù)剡M行涂布??蛇x擇地,表面層4c也可以通過以下方法來層壓:在彈性層形成之后,使彈性層用氟烴樹脂管覆蓋,并且在氟烴樹脂管處于沿長度方向伸長的狀態(tài)的同時將氟烴樹脂管粘接固定。
實施例
以下列出用于下述各實施例的材料。
(基體)
對于基體4a,準備對應(yīng)于各加壓構(gòu)件的彈性層的厚度的鐵制芯軸。用于下述實施例中的澆鑄成形用模具的內(nèi)徑為30mm。例如,為了實現(xiàn)2.5mm的彈性層的厚度,準備外徑為25mm的基體。
(基礎(chǔ)聚合物)
準備在溫度為25℃的環(huán)境中、在10(1/s)的剪切速率下具有10Pa·s的粘度的加成固化型液體硅橡膠作為基礎(chǔ)聚合物,所述加成固化型液體硅橡膠在200℃下固化4小時時的彈性模量為表1的項目"橡膠的彈性模量"中記載的值。
(含水凝膠)
對于含水凝膠,將99質(zhì)量份離子交換水添加至1質(zhì)量份包含聚丙烯酸鈉作為主要組分以及蒙脫石(smectite)系粘土礦物的增稠劑(商品名:Bengel W-200U,由Hojun Co.,Ltd制造)中。將所得混合物充分攪拌以溶脹,由此制備含水凝膠。
(針狀填料)
對于針狀填料4b1,準備和使用以下列出的纖維狀材料。
<瀝青系碳纖維,商品名:GRANOC Milled Fiber XN-100-05M(由Nippon Graphite Fiber Corporation制造),纖維直徑:9μm,纖維長度:50μm,長徑比:6,密度:2.2g/cm3,下文中,稱為"100-05M">
<瀝青系碳纖維,商品名:GRANOC Milled Fiber XN-100-15M(由Nippon Graphite Fiber Corporation制造),纖維直徑:9μm,纖維長度:150μm,長徑比:17,密度:2.2g/cm3,下文中,稱為"100-15M">
<瀝青系碳纖維,商品名:GRANOC Milled Fiber XN-100-25M(由Nippon Graphite Fiber Corporation制造),纖維直徑:9μm,纖維長度:150μm,長徑比:28,密度:2.2g/cm3,下文中,稱為"100-25M">
<瀝青系碳纖維,商品名:GRANOC Chopped Fiber XN-100-01Z(由Nippon Graphite Fiber Corporation制造),纖維直徑:9μm,纖維長度:1mm,長徑比:111,密度:2.2g/cm3,下文中,稱為"100-01">
<PAN系碳纖維,商品名:Torayca Milled Fiber MLD-300(由Toray Industries,Inc.制造),纖維直徑:7μm,纖維長度:130μm,長徑比:19,密度:1.8g/cm3,下文中,稱為"MLD-300">
<玻璃纖維,商品名:EFH150-01(由Central Glass Fiber Co.,Ltd.制造),纖維直徑:11μm,纖維長度:150μm,長徑比:14,密度:2.6g/cm3,下文中,稱為"150-01">
(PFA管)
對于表面層4c,準備通過對應(yīng)于加壓構(gòu)件的尺寸擠出成形以具有預(yù)定的厚度而各自形成的PFA管。對于表面層的材料,使用以下列出的三種PFA。
<商品名:Teflon PFA 451HP-J(由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造),下文中,稱為"451HP-J">
<商品名:Fluon PFA P-66P(由Asahi Glass Co.,Ltd.制造),下文中,稱為"P-66P">
<商品名:Teflon PFA 350-J,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造),下文中,稱為"350-J">
<<加壓構(gòu)件的制作>>
[實驗例A]
(實施例A-1)
制備在200℃下固化4小時時的彈性模量為1.1MPa的由加成固化型液體硅橡膠構(gòu)成的基礎(chǔ)聚合物。將未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料"100-25M"和含水凝膠混合。使用萬能混合機/攪拌機(商品名:T.K.HIVIS MIX 2P-1,由PRIMIX Corporation制造)在80rpm的葉輪旋轉(zhuǎn)速度下將所得混合物攪拌30分鐘,由此制備乳液狀態(tài)的液體組合物。在此情況下,如表1所示,以空隙率為20體積%并且針狀填料的含量為11體積%的此類方式,將未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠混合。
如圖9中所示,將用作表面層的、內(nèi)表面已經(jīng)使用底涂劑(商品名:DY39-067,由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)進行了粘接處理并且厚度為30μm且外徑為24.0mm的PFA管75(商品名:451HP-J,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造)插入內(nèi)徑為25mm的管狀澆鑄成形用模具71的模腔中,并且以沿長度方向伸長1.0%的狀態(tài)固定在澆鑄成形用模具71的內(nèi)表面上。接著,將用作已經(jīng)使用底涂劑(商品名:DY39-051,由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)進行了粘接處理的基體的A4尺寸輥用鐵制基體74(直徑:20mm,彈性層形成區(qū)域長度:250mm)在由位于兩端部的軸承(76-1和76-2)把持的同時設(shè)置在澆鑄成形用模具的內(nèi)部。
先前制備的液體組合物通過連通路徑73-1填充至模腔內(nèi)。液體組合物的平均流速是15mm/sec。在模腔內(nèi)填充有液體組合物的狀態(tài)下,通過未示出的手段來密封模具。
將澆鑄成形用模具在熱風(fēng)烘箱中在90℃下加熱1小時以使硅橡膠固化。在澆鑄成形用模具冷卻之后,將輥狀成形物從澆鑄成形用模具中取出。
將輥狀成形物在熱風(fēng)烘箱中在130℃下加熱4小時,然后在200℃下加熱4小時,以蒸發(fā)固化硅橡膠層中的水,由此形成包含沿基體在方向上大致取向的針狀填料、具有空隙并且由單層形成的彈性層。最后,切斷多余的端部部分,從而得到加壓構(gòu)件No.A-01。
在加壓構(gòu)件No.A-01的情況下,針狀填料的取向率是64%。彈性層沿厚度方向的彈性模量E(ND)是1.5MPa。彈性層沿長度方向的彈性模量E(MD)是13.5MPa。比E(MD)/E(ND)是9.0。確認的是,表面層沿長度方向的伸長率通過上述方法來測量并且發(fā)現(xiàn)為1.0%。在測量沿長度方向的伸長率時,使用以與加壓構(gòu)件No.A-01相同的制造方法制得的加壓構(gòu)件進行評價。加壓構(gòu)件No.A-01的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例A-1)
在該比較例中,除了在沒有針狀填料的情況下混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠以外,如實施例A-1中制備液體組合物。以所得加壓構(gòu)件的彈性層的空隙率為表1中記載的值的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠。除了此處記載的條件以外,在與實施例A-1中相同的條件下進行成形,由此得到加壓構(gòu)件No.A-02。加壓構(gòu)件No.A-02的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例A-2)
除了如表1中所示,以在所得加壓構(gòu)件中,空隙率為10體積%并且針狀填料的含量為11體積%的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠以外,如實施例A-1中制備液體組合物。之后,在與實施例A-1中相同的條件下進行成形,由此得到加壓構(gòu)件No.A-03。加壓構(gòu)件No.A-03的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
[實驗例B]
(實施例B-1)
作為針狀填料,使用"100-15M"。如實施例A-1中混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠,以制備乳液狀態(tài)的液體組合物。在此情況下,如表1中所示,以在所得加壓構(gòu)件中,空隙率為40體積%并且針狀填料的含量為5體積%的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠。
除了以下規(guī)定的條件以外,如實施例A-1中進行加壓構(gòu)件的成形。將用作表面層的、內(nèi)表面已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理并且厚度為30μm且外徑為28.8mm的PFA管(商品名:P-66P,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造)插入至內(nèi)徑為25mm的管狀澆鑄成形用模具的模腔中,并且以沿長度方向伸長1.5%的狀態(tài)固定在澆鑄成形用模具的內(nèi)表面上。接著,用作已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理的基體的A3尺寸輥用鐵制芯軸(直徑:20mm,彈性層形成區(qū)域長度:320mm)在由位于兩端部的軸承把持的同時設(shè)置在澆鑄成形用模具的內(nèi)部。
使用先前制備的液體組合物如實施例A-1中制得加壓構(gòu)件No.B-01。加壓構(gòu)件No.B-01的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例B-1)
在該比較例中,在沒有針狀填料的情況下,通過混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠來制備液體組合物。以在所得加壓構(gòu)件中,獲得如表1中所記載的空隙率的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠。除了此處記載的條件以外,在與實施例B-1中相同的條件下進行成形,由此得到加壓構(gòu)件No.B-02。加壓構(gòu)件No.B-02的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
[實驗例C]
(實施例C-1)
作為針狀填料,使用"100-01"。如實施例A-1中混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠,以制備乳液狀態(tài)的液體組合物。在此情況下,如表1中所示,以在所得加壓構(gòu)件中,空隙率為40體積%并且針狀填料的含量為13體積%的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠。
除了以下規(guī)定的條件以外,如實施例A-1中進行加壓構(gòu)件的成形。將用作表面層的、內(nèi)表面已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理并且厚度為30μm且外徑為24.0mm的PFA管(商品名:350-J,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造)插入內(nèi)徑為30mm的管狀澆鑄成形用模具的模腔中,并且以沿長度方向伸長1.0%的狀態(tài)固定在澆鑄成形用模具的內(nèi)表面上。接著,將用作已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理的基體的A3尺寸輥用鐵制芯軸(直徑:24mm,彈性層形成區(qū)域長度:320mm)在由位于兩端部的軸承把持的同時設(shè)置在澆鑄成形用模具的內(nèi)部。
之后,使用先前制備的液體組合物如實施例A-1中制得加壓構(gòu)件No.C-01。加壓構(gòu)件No.C-01的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例C-1)
在該比較例中,在沒有針狀填料的情況下,通過混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠來制備液體組合物。以在所得加壓構(gòu)件中,獲得如表1中所記載的空隙率的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠。除了此處記載的條件以外,在與實施例C-1中相同的條件下進行成形,由此得到加壓構(gòu)件No.C-02。加壓構(gòu)件No.C-02的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
[實驗例D]
(實施例D-1)
作為針狀填料,使用"100-25M"。如實施例A-1中混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠,以制備乳液狀態(tài)的液體組合物。在此情況下,如表1中所示,以在所得加壓構(gòu)件中,空隙率為50體積%并且針狀填料的含量為8體積%的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠。
除了以下規(guī)定的條件以外,如實施例A-1中進行加壓構(gòu)件的成形。將用作表面層的、內(nèi)表面已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理并且厚度為25μm且外徑為28.8mm的PFA管(商品名:451HP-J,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造)插入內(nèi)徑為30mm的管狀澆鑄成形用模具的模腔中,并且以沿長度方向伸長3.0%的狀態(tài)固定在澆鑄成形用模具的內(nèi)表面上。接著,將用作已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理的基體的A3尺寸輥用鐵制芯軸(直徑:24mm,彈性層形成區(qū)域長度:320mm)在由位于兩端部的軸承把持的同時設(shè)置在澆鑄成形用模具的內(nèi)部。
之后,使用先前制備的液體組合物如實施例A-1中制得加壓構(gòu)件No.D-01。加壓構(gòu)件No.D-01的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(實施例D-2和D-3)
除了分別使用MLD-300和150-1作為針狀填料以外,在與實施例D-1中相同的條件下制得加壓構(gòu)件No.D-02和No.D-03。加壓構(gòu)件No.D-02和No.D-03的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例D-1)
在該比較例中,在沒有針狀填料的情況下,通過混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠來制備液體組合物。以在所得加壓構(gòu)件中,獲得如表1中所記載的空隙率的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠。除了此處記載的條件以外,在與實施例D-1中相同的條件下進行成形,由此得到加壓構(gòu)件No.D-04。加壓構(gòu)件No.D-04的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
[實驗例E]
(實施例E-1)
作為針狀填料,使用"100-05M"。如實施例A-1中混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠,以制備乳液狀態(tài)的液體組合物。在此情況下,如表1中所示,以在所得加壓構(gòu)件中,空隙率為60體積%并且針狀填料的含量為4體積%的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠。
除了以下規(guī)定的條件以外,如實施例A-1中進行加壓構(gòu)件的成形。將用作表面層的、內(nèi)表面已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理并且厚度為35μm且外徑為19.2mm的PFA管(商品名:451HP-J,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造)插入內(nèi)徑為20mm的管狀澆鑄成形用模具的模腔中,并且以沿長度方向伸長2.0%的狀態(tài)固定在澆鑄成形用模具的內(nèi)表面上。接著,將用作已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理的基體的A4尺寸輥用鐵制芯軸(直徑:16mm,彈性層形成區(qū)域長度:240mm)在由位于兩端部的軸承把持的同時設(shè)置在澆鑄成形用模具的內(nèi)部。
之后,使用先前制備的液體組合物如實施例A-1中制得加壓構(gòu)件No.E-01。加壓構(gòu)件No.E-01的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例E-1)
在該比較例中,在沒有針狀填料的情況下,通過混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠來制備液體組合物。以在所得加壓構(gòu)件中,獲得如表1中所記載的空隙率的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠。除了此處記載的條件以外,在與實施例E-1中相同的條件下進行成形,由此得到加壓構(gòu)件No.E-02。加壓構(gòu)件No.E-02的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
[實驗例F]
(實施例F-1)
作為針狀填料,使用"100-01"。如實施例A-1中混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠,以制備乳液狀態(tài)的液體組合物。在此情況下,如表1中所示,以在所得加壓構(gòu)件中,空隙率為60體積%并且針狀填料的含量為10體積%的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠、針狀填料和含水凝膠。
除了以下規(guī)定的條件以外,如實施例A-1中進行加壓構(gòu)件的成形。將用作表面層的、內(nèi)表面已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理并且厚度為40μm且外徑為28.8mm的PFA管(商品名:451HP-J,由Du Pont-Mitsui Fluorochemicals Company,Ltd.制造)插入內(nèi)徑為30mm的管狀澆鑄成形用模具的模腔中,并且以沿長度方向伸長1.5%的狀態(tài)固定在澆鑄成形用模具的內(nèi)表面上。接著,將用作已經(jīng)使用底涂劑進行了粘接處理的基體的A3尺寸輥用鐵制芯軸(直徑:23.4mm,彈性層形成區(qū)域長度:360mm)在由位于兩端部的軸承把持的同時設(shè)置在澆鑄成形用模具的內(nèi)部。
之后,使用先前制備的液體組合物如實施例A-1中制得加壓構(gòu)件No.F-01。加壓構(gòu)件No.F-01的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例F-1)
在該比較例中,在沒有針狀填料的情況下,通過混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠來制備液體組合物。以在所得加壓構(gòu)件中,獲得如表1中所記載的空隙率的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠。除了此處記載的條件以外,在與實施例F-1中相同的條件下進行成形,由此得到加壓構(gòu)件No.F-02。加壓構(gòu)件No.F-02的物理性質(zhì)的測量結(jié)果在表1中列出。
(比較例F-2)
在該比較例中,如在比較例F-1的情況下,在沒有針狀填料的情況下,通過混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠來制備液體組合物。在此情況下,如表1中所示,以在所得加壓構(gòu)件中,空隙率為80體積%的此類方式,混合未交聯(lián)的加成固化型液體硅橡膠和含水凝膠。
除了此處記載的條件以外,在與實施例F-1中相同的條件下進行成形。然而,在脫模時彈性層被破壞,這可能是因為由于過度高的空隙率導(dǎo)致的彈性層的強度的降低。即,不可能制得加壓構(gòu)件。因而,此處結(jié)束實驗。
<<加壓構(gòu)件的評價>>
以將施加至定影構(gòu)件和加壓構(gòu)件之間的加壓力設(shè)定至預(yù)定值的此類方式,將各制得的加壓構(gòu)件安裝在表2中列出的對應(yīng)的定影裝置上。電流開始以表2列出的各電力流過定影裝置的陶瓷加熱器。測量使定影構(gòu)件的表面溫度升高至定影裝置的可定影溫度(設(shè)定溫度)所需要的預(yù)熱時間。
接著,通過在表2中列出的條件下連續(xù)供紙來進行供紙試驗。每供紙10,000張,通過觀察加壓構(gòu)件的表面層與紙張邊緣部分接觸的部位附近來確認沿圓周方向的起皺是否發(fā)生。評價結(jié)果在表2中列出。
本發(fā)明不限于前述實施方案??梢栽诓黄x本發(fā)明的精神和范圍的情況下進行各種變化和變形。因此,提供附上權(quán)利要求以使本發(fā)明的范圍公開。
附圖標記說明
1 膜引導(dǎo)構(gòu)件
2 加熱器
3 膜(加熱構(gòu)件)
4 加壓構(gòu)件
4a 基體
4b 彈性層
4c 脫膜層
4bs 切出的樣品
4b1 針狀填料
4b2 空隙