专利名称：表面涂层和定影部件的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及电子照相仪器和方法所用的表面涂层并且，更具体而言，涉及用于提供可控制图像光泽程度的表面涂层。
背景技术：
电子照相标记是使所需文件的光图像表象曝光至一个大体均匀充电的感光器上。作为对光图像的响应，感光器放电以在感光器表面产生所需文件的静电潜像。然后墨粉颗粒沉积至该潜像以形成墨粉图像。然后该墨粉图像从感光器转印至打印介质例如一张纸上。所述转印的墨粉图像通常使用热和/或压力定影至打印介质。光泽是与镜面反射有关的表面的性质。镜面反射是由光滑、均匀表面反射的清晰的光束。光泽遵循反射定律，其规定当一束光从表面反射时，入射角与反射角相等。光泽性通常以gardner光泽单位(ggu)通过光泽度计测量。在电图印刷行业中希望控制单色印刷和彩色印刷的定影图像光泽以扩展电图印刷色彩应用。
发明内容
根据一个实施方案，提供了一种涂层，其包括内层和表层，所述内层包括第一模量(modulus)和第一粗糙度，所述表层包括第二模量。第一模量大于第二模量。当涂层受到辊隙压力时，涂层表面展现出的表面粗糙度大约等于第一粗糙度。根据另一个实施方案，提供了一种定影部件，其包括一个基底；置于基底上的一个功能层和置于功能层上的一个外涂层。外涂层包括内层和表层，所述内层包括第一模量和第一粗糙度，所述表层包括第二模量，其中第一模量大于第二模量。当涂层受到辊隙压力时，涂层表面展现出的表面粗糙度大约等于第一粗糙度。根据另一个实施方案，提供了一种包括内层和表层的涂层，所述内层包括具有分散于其中的气凝胶颗粒的含氟弹性体(f Iuoroelastomer),所述表层位于内层上且包括含氟弹性体。表层的厚度为约Iym至约20 μ m。
附图并入本说明书并构成本说明书的一部分，其阐明本本发明的一些实施方案并且与说明书一起用于解释本发明的主旨。图1为图像装置的示意图。图2为定影部件一个实施方案的示意图。图3为定影部件一个实施方案的示意图。图4示出了不同定影部件的辊光泽度与印刷数的关系。应指出这些图的一些细节已被简化并且绘制这些图是为了帮助理解实施方案，而不是确保严格的结构精确度、细节和比例。
具体实施例方式将详细地提及本发明的实施方案，其中的实施例在附图中阐明。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记指代相同或相似的部件。在下面的说明书中，参考构成说明书一部分的附图，这些附图通过示例的方式展示可以实施本发明的具体的实例实施方案。充分详细地描述这些实施方案以使本领域技术人员实施本发明，并且应理解可以使用其他的实施方案并且可以在不偏离本发明范围的情况下进行改变。因此下面的说明仅为示例性的。可以在不偏离后附的权利要求精神和范围下对阐明的实施例做出关于一个或多个实施方式、改变和/或修改的说明。此外，尽管可能针对多个实施方案中的仅一个公开了一个具体特征，然而，如果对于任何给定的或具体的功能是所需的和有利的，该特征可以与其他实施方案的一个或多个其他特征相结合。此外，只要说明书或权利要求中使用了术语“包含”、“具有”或其变体，该术语意指包括的，其类似于术语“包括”的方式。术语“至少一个”用于指可以选择所列项目的一个或多个。尽管列出宽范围实施方案的数字范围和参数为近似值，但是尽可能精确地报道具体实施例中列出的数值。然而，任何数值都固有地包括在其各个测试手段中存在的标准偏差所必然导致的误差。此外，本文公开的所有范围应理解为包括其中所包含的任何和所有的子集。例如，“小于10”的范围可以包括最小值O与最大值10之间(包括O、10)的任何和所有子集，即，具有等于或大于O的最小值和等于或小于10的最大值的任何和所有的子集，例如I至5。在某些情况下，参数所确定的数值可以为负值。在该情况下，如“小于10”所确定范围的不例值可以取负值例如_1、_2、_3、-10、-20、-30等。参考图1，在通常的静电照相再现装置中，待复制的原件的光图像在光敏部件上以静电潜像方式记录，并且随后通过施用验电热塑树脂颗粒(通常称为墨粉)而使潜像可见。具体而言，感光器10在其表面通过充电器12充电，充电器12的电压由电源11提供。然后感光器10以图像形式暴露于来自光体系或图像输入装置13 (例如激光和发光二极管)的光以在其上形成静电潜像。通常，将显影站14的显影混合物与静电潜像接触而显影。可以使用磁性刷、粉末云、或其他已知的显影方法而实现显影。一种干显影混合物通常包括载体粒料，载体粒料具有通过静电粘附于其上的墨粉颗粒。墨粉颗粒从载体粒料上被吸引至潜像以在其上形成墨粉图像。或者，可以使用一种液体显影材料，其包括一种液体载体，液体载体具有在其中分散的墨粉颗粒。液体显影材料先与静电潜像接触并且墨粉颗粒以图像的形态在其上沉积。墨粉颗粒以图像形态沉积于光导表面后，通过转印手段15将其转印至复制纸16，所述转印手段可以是压力转印或静电转印。或者，已显影的图像可以转印至中间转印部件，或偏压转印部件，并且随后转印至复制纸。复制基底的实例包括纸、透明材料例如聚酯、聚碳酸酯等、布、木材或任何其他所需的完成的图像将位于其上的材料。已显影图像转印完成后，复制纸16前进至定影站19，其在图1中描绘为定影辊20和压力辊21 (尽管任何其他定影部件，例如与压力辊接触的定影带、与压力带接触的定影辊等也适于与本发明装置一起使用)，其中已显影图像通过在定影部件与压力部件间传送复制纸16而定影至复制纸16，从而形成永久的图像。或者，转印和定影可以通过贯通(transfix)应用而实现。转印后，感光器10前进至清洁站17，在那里通过使用刀片(如图1所示)、刷子或其他清洁器具清洁留在感光器10上的任何墨粉。图2为定影部件一个实施方案的放大的示意图，表明多个可能存在的层。如图2所示，基底25在其上具有任选的中间层22。在中间层22上有剥离层(release layer)24,在下面更详细描述。某底层对于公开的定影部件而言，图2和图3中的基底25可以为例如带状、板状和/或圆柱筒状。定影部件的基底不限制，只要其能够提供在熔融温度下不降低的高强度和物理性能。具体而言，基底可以由金属例如铝或不锈钢或耐热树脂塑料制成。耐热树脂的实例包括聚酰亚胺、芳香族聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酞酰胺、聚酯和液晶材料例如热致液晶聚合物等。基底的厚度位于可以协调地确立刚性和柔性——其使定影带能够重复转动——的范围,例如,约10至约200微米或约30至约100微米的范围。中间层 用于图2和图3所示的功能中间层22 (也称作衬垫层)的材料的实例包括氟硅橡胶(f Iuorοs i I i cone )、娃橡胶例如室温硫化(RTV )娃橡胶、高温硫化(HTV )娃橡胶和低温硫化(LTV)硅橡胶。这些橡胶为已知的并且易于购得，例如SlLAST丨CiK)735black RTV和SILASTIC 732RTV,均来自Dow Corning ；106RTV硅橡胶和90RTV硅橡胶，均来自General Electric ;和来自 Dow Corning Toray Silicones 的 JCR6115CLEAR HTV和 SE4705UHTV硅橡胶。其他合适的硅酮材料包括硅氧烷(例如聚二甲基硅氧烷)；氟硅橡胶例如硅橡胶552,市售于Sampson Coatings, Richmond, Virginia ;液体娃橡胶例如乙烯基交联热固化橡胶或娃烧醇室温交联材料等。另一个具体的实例为Dow Corning Sylgard 182。市售的 LSR 橡胶包括 Dow Corning Q3-6395、Q3-6396,SILASTIC 590LSR,SILASTIC 591LSR、SILASTIC 595LSR、SILASTIC 596LSR 和SILASTIC 598LSR，市售于Dow Corning。功能层提供弹性并且可以视需要与无机颗粒例如SiC或Al2O3混合。适于用作中间层22的材料的其他实例还包括含氟弹性体。含氟弹性体选自下面类:1) I,1-二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯中两个的共聚物；2) I,1-二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯三元共聚物；和3)1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯和一种固化点单体(curesite monomer)的四元共聚物。已知这些含氟弹性体以多种名称市售，例如VlTON A 、ViTON B 、ν ΤΟΙΝ EK、VH ON E 60C:!、VlTON E430 !、VITON 910 、VITON GH*.; ViTON GF!K);fliViTON ETP气ν ΤΟΙΝ*.名称为 Ε.工.DuPont deNemours, Inc.的商标。固化点单体可以为4-溴代全氟丁烯_1、1，1_ 二氢_4_溴代全氟丁烯-1、3-溴代全氟丙烯_1、1，1- 二氢-3-溴代全氟丙烯-1，或任何其他合适的已知的固化点单体例如那些由DuPont市售的单体。其他市售的含氟聚合物包括FLU0REL 2170 、FLU0REL 2174 、fluorel 2176 、fluorel 2177 和 fluorel LVS 76 ,FLUOREL 为3M Company的一个注册商标。另外的市售材料包括AFLAStm,—种聚(丙烯-四氟乙烯)；和FLUOREL II (LII900)，一种聚(丙烯-四氟乙烯I,1- 二氟乙烯)，均为3M Company市售，以及 Tecnoflons，其称为FOR_6()KIRilC、FOR-LHF、NMije FOR-THF:'FOR-TFSh, TH 、NH 、P757 、TNS 、T439 、PL958 、BR9151
和TN505 ,购自 Ausimont。三种已知的含氟弹性体的实例为(I) I,1-二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯中两个的共聚物类，例如已知为VITON A 的那些；(2) I,1-二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物类，已知市售为yiTONB ;和(3) I,1-二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯和固化点单体的四元共聚物类，已知市售为VITON GH 或VITON GF 。含氟弹性休VITON GH Η'υν ΤΟΝ GF 具有相对低的I，1- 二氟乙烯含量。VITON GF 和VITON GH:K)U有约35重量％1，1-二氟乙烯、约34重量％六氟丙烯和约29重量％四氟乙烯以及约2重量％固化点单体。中间层22的厚度为约30微米至约1，000微米，或约100微米至约800微米，或约150至约500微米。(一层或多层)粘合剂层任选地，任何已知的和可得的合适的粘附层，也称作打底层，可以置于剥离层24，中间层22和基底25之间。合适的粘合剂的实例包括硅烷例如氨基硅烷(例如Dow Corning的HV Primer 10)、钛酸盐、锆酸盐、铝酸盐等及它们的混合物。在一个实施方案中，一种为约0.001%至约10%溶液形式的粘合剂可以擦在基底上。粘合剂层可以涂覆于基底上，或涂覆于外层上，至厚度为约2纳米至约2，000纳米，或约2纳米至约500纳米。粘合剂可以通过任何合适的已知的技术(包括喷涂或擦涂)而涂覆。剥离层在图2中，示出了剥离层24的一`个实施方案。用作剥离层24的多层涂层包括具有所需粗糙度的内层28 (也称作粗糙层)和置于内层28或粗糙层上的最外层29 (也称作表层)。最外层29的模量低于内层28的模量。最外层29可以具有或不具有从其下面层继承的粗糙度，然而，在压力下，例如在定影过程中的辊隙压力下，其具有类似于下面粗糙层的表面粗糙度。相对于最外层29的内层28的模量可以通过加入填料30控制。相对于最外层29的内层28的模量还可以通过具有由高于最外层29模量的材料制成的内层28而控制。相对于最外层29的内层28的粗糙度可以通过加入填料30控制。相对于最外层29的内层28的粗糙度还可以通过压纹或以图案修饰内层28至所需的粗糙度而控制。在图3中，示出剥离层24的另一个实施方案。在图3中剥离层24包括具有所需粗糙度的内层28，所述粗糙度是通过分散于聚合物26中的气凝胶颗粒27提供的。最外层29置于内层28上并且具有低于内层28的模量。最外层29可以具有或不具有继承自其下面层的粗糙度，然而，在压力下，例如在定影过程中的辊隙压力下，其具有类似于下面粗糙层的表面粗糙度。在环境条件下测量，内层28的模量范围为约500psi至约10，OOOpsi，或约600psi至约5，OOOpsi，或约800psi至约1500psi。最外层29模量的范围为约200psi至约2000psi,或约300psi至约1500psi,或约300psi至约IOOOpsi。内层28表面粗糙度(Sq)的范围为约1.5 μ m至约6 μ m,约2.5 μ m至约5 μ m,约3 μ m至约4 μ m。在某些应用中需要低印刷光泽。低印刷光泽可以通过修改定影辊而实现。通过将合适的填料加入至定影辊而降低印刷光泽与改变墨粉配方相比为一个更低成本的选择。可以制备具有不同的填料用量的一系列定影辊，允许顾客通过选择合适的定影部件而选择印刷光泽。为此，复合iGen定影顶层(topcoat)设计——其包含分散于含氟弹性体基体中的二氧化硅气凝胶颗粒——记载于(2011年3月22日提交的美国专利申请序列第13/053，730号)并且其全文以引用的方式纳入本说明书。另外，一种复合iGen定影顶层设计一一其包含分散于含氟塑料基体中的二氧化硅气凝胶颗粒——记载于(2011年3月22日提交的美国专利申请第USSN 13/053，418号)并且其全文以引用的方式纳入本说明书。当气凝胶颗粒纳入至iGen定影顶层时，定影顶层与iGen3控制辊相比具有显著更低的光泽。增加顶层中气凝胶颗粒的用量降低光泽。基于长期加速的iGen机器测试，发现对于具有含有气凝胶颗粒的顶层的定影器而言印刷光泽随时间增加。另外对于具有含有气凝胶颗粒的顶层的定影器而言在一次印刷内可以观察到光泽变化。这些问题可能是由填料颗粒(例如气凝胶颗粒)变形、顶层或剥离层加速磨损和顶层沾污导致的。本文提供了一种多层方法以减轻这些影响并且使得可使用宽范围的多种材料/方法。剥离层24双层设计的目的为让内层28覆盖一薄层表面层29或最外层29，所述层29通过使内层28的填料颗粒的磨损或推入最小化而保持其表面。若不含表层29，在最初10-25千次印刷中会对光泽产生“试车(break-1n)”上升。若不含表层29，在印刷品上在墨粉和无墨粉区域周围还存在光泽的印刷内杂色(within-print mottle)。通过用最外层29覆盖内层28而提供了印刷缺陷的最小化，而仍然在印刷上达到低的光泽。记载了保持必要表面粗糙度的双层面层设计可实现低光泽印刷，同时在定影辊寿命内在所述的印刷品上使单层的光泽缺陷和光泽试车周期最小化。这特别是对于iGen3辊体系而言，但是也可以用于带状表面。多层剥离层24的优点包括解除低光泽功能与常规定影表面的需求——例如墨粉剥离、抗损耗和抗沾污一之间的联系。此外，损耗和沾污可以通过最外层29解决，同时通过内层28仍然获得低光泽功能。提供剥离和机械耐久性的各种材料可以用作最外层29，例如含氟弹性体或含氟塑料。可以使用给内层28提供粗糙度的多种材料/方法，例如结合填料、压纹和印刻(i mprint)。内层28可以为包括含氟塑料和含氟弹性体的含氟聚合物基体。在实施方案中，适于作为最外层29的材料可以为一种含氟塑料或含氟弹性体，只要其模量小于第一层的模量。在实施方案中，适于作为内层28的材料26也可以为一种含氟塑料或含氟弹性体，只要其模量小于第一层的模量。内层28的粗糙度可以通过纳入填料而产生，示为颗粒30，或对内层28进行压纹或印刻。最外层29的厚度为约I μ m至约20 μ m,或在实施方案中约2μπ 至约15μ ，或在实施方案中约3μπ 至约10 μ Π1。内层28的厚度为约10 μ m至约200 μ m，或在实施方案中约10 μ m至约100 μ m，或在实施方案中约IOym至约50 μ m。多层涂层可以通过各种涂层技术例如流涂、喷涂和浸涂制备。使用光泽定义表面粗糙度，提供粗糙度的层在75光泽平均值时光泽范围为约3ggu至约60ggu，或在75光泽平均值时为约5ggu至约40ggu,或在75光泽平均值时为约IOggu至约20ggu。适于用作本文描述的制剂和剥离层24中聚合物粘合剂26内层28或外层29材料的含氟塑料包括聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基聚合物树脂(PFA)、聚四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚共聚物及其混合物。含氟塑料提供化学和热稳定性并且具有低的表面能。含氟塑料熔点为约100°C至约350°C或约120°C至约330°C。三种作为最外层29或第一层28的材料的已知含氟弹性体实例为(I) I, 1_ 二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯中两个的共聚物类，例如那些已知市售为VITON A ;
(2)I,1-二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物类，已知市售为V丨TOlN B(k;;和(3) 1，1-二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯和固化点单体的四元共聚物类，已知市售为VITON GH 或VITOlS GFk。含氟弹性体VITON GH 和VITON QF 具有相对低的1，1_ 二氟乙烯含量。VITON GF 和VITON GH 具有约35重量％1，1- 二氟乙烯，约34重量％六氟丙烯，和约29重量％四氟乙烯，约2重量％固化点单体。在图2和图3中用作最外层29和内层28的市售的含氟弹性体可以包括例如VITON㊣A (六氟丙烯(HFP)和1，1-二氟乙烯(￥0 或￥ 2)共聚物)、\1丁0乂首8 (四氟乙烯(TFE)、1，1-二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)三元共聚物)和VITON GF (TFE、VF2.HFP 四元共聚物)，以及VITON E、VITON E 60C、VITON E430、VITON 910、VITON GH 和 VITOIS GF。VI TO N .名称为 E.1.DuPont deNemours，Inc.(Wilmington, DE)的商标。可以包括在内层28中的颗粒30 (图2)或填料的实例包括碳纳米管(CNT);炭黑类例如炭黑、石墨、乙块黑、气凝I父颗粒(图3中27所不)、石墨、石墨稀、氣化碳黑等；金属、金属氧化物和掺杂金属氧化物例如氧化锡、二氧化锑、锑掺杂氧化锡、二氧化钛、氧化铟、氧化锌、氧化铟、铟掺杂三氧化锡、碳化硅、碳化金属等；及它们的混合物。颗粒30或填料存在的量可以为约0.1体积％至约30体积％，或约0.5体积％至约20体积％，或约I体积％至约10体积％，基于第一层28总固体计。作为实例，对于低光泽定影器的应用，适于用作最外层29的材料为一种固化的含氟弹性体例如Viton，用作下面提供粗糙度的层的材料为含氟聚合物例如THV。THV为四氟乙烯、六氟丙烯和1，1-二氟乙烯的聚合物。可以通过纳入填料(示为颗粒30)或在内层28上压纹或印刻而产生粗糙度。多层涂层可以通过各种涂层技术(例如流涂、喷涂和浸涂)制备。使用光泽定义表面粗糙度 ，提供粗糙度的层在75光泽平均值时光泽范围为约3ggu至约60ggu，或在75光泽平均值时为约5ggu至约40ggu，或在75光泽平均值时为约IOggu至约 20ggu。广义地，气凝胶可以描述为通过移除孔中液体并且用空气取代孔中液体而干燥为固相的凝胶。如本文所使用，“气凝胶”是指通常为极低密度陶瓷固体的材料，通常由凝胶形成。因此术语“气凝胶”用于表示已被干燥过所以凝胶在干燥过程中几乎不收缩，保留其多孔性和相关特征的凝胶。作为对比，“水凝胶”用于描述孔中液体为含水液体的湿凝胶。术语“孔中液体”描述在形成孔元素时在孔的结构内包括的液体。当干燥时，例如通过超临界干燥，形成含有可观量的气体的气凝胶颗粒27，导致其成为低密度固体和具有高表面积。因此在多种实施方案中，气凝胶为低密度微孔材料，其特征为低质量密度、大比表面积和非常高的孔隙率(porosity)。特别地，气凝胶特征为包括大量小的互连孔隙的独特结构。移除溶剂后，已聚合的材料在惰性气体中热解以形成气凝胶。可以使用任何合适的气凝胶组分。在实施方案中，气凝胶组分可以例如选自无机气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶及它们的混合物。在特定的实施方案中，可以合适地使用陶瓷气凝胶。这些气凝胶通常由二氧化硅组成，但是也可以由金属氧化物(例如氧化铝、二氧化钛和氧化锆)或碳组成，并且可以任选地掺杂其他元素例如金属。在一些实施方案中，气凝胶组分可以包括选自聚合物气凝胶、胶体气凝胶及它们的混合物的气凝胶。气凝胶组分既可以最初形成为所需尺寸的颗粒，或可以形成为更大的颗粒并且然后减小尺寸至所需的尺寸。例如形成的气凝胶材料可以被研磨，或其可以直接形成为纳米至微米尺寸的气凝胶颗粒。实施方案的气凝胶颗粒27 (图3)可以具有的孔隙率为约50%至约99.9%，其中气凝胶可以包括99.9%空的空间。在实施方案中，气凝胶颗粒具有的孔隙率为约50%至约99.0%，或约50%至约98%。在实施方案中，气凝胶组分的孔隙直径可以为约2nm至约500nm，或约IOnm至约400nm或约20nm至约lOOnm。在具体实施方案中，气凝胶组分可以具有多于50%的孔隙的直径小于IOOnm甚至小于20nm的孔隙率。在实施方案中，气凝胶组分可以为颗粒的形式，形状为球形、或近似球形、圆柱形、类杆状、类珠状、立方体、类盘状等。在实施方案中，气凝胶组分包括气凝胶颗粒27、粉末、或分散体，其平均体积颗粒尺寸范围为约Iym至约100 μ m,或约3 μ m至约50 μ m,或约5 μ m至约20 μ m。气凝胶组分可以包括外观上为良好分散在聚合物材料内的单个颗粒或多于一个颗粒的聚集体或颗粒群形式的气凝胶颗粒。通常，用于具体实施方案的气凝胶的类型、孔隙率、孔隙尺寸和用量可以基于生成的组合物所需性质和基于与气凝胶结合的聚合物及其溶液的性质而选择。例如，如果在一个实施方案中选择使用预聚·合物(例如具有相对低的加工粘度，例如小于10厘沱的低分子量聚氨酯单体)，那么具有高孔隙率(例如高于80%)和高比表面积(例如高于约500m2/gm)且具有相对小的孔隙尺寸(例如小于约IOOnm)的气凝胶可以在相对高的浓度(例如约2重量％至约20重量％)下通过使用中能量至高能量混合技术(例如通过控制温度、高剪切和/或混合)而混合至预聚物中。如果使用亲水型气凝胶，通过使预聚合物交联和固化/后固化以形成无限长的聚合物和气凝胶填料的基体，所生成的复合物当与类似制备的无填料的聚合物样品比较时可以展现出改进的疏水性和提高的硬度。改进的疏水性可能源自在液相加工过程中聚合物和气凝胶的相互作用，其中一部分聚合物分子链伸入气凝胶的孔隙，并且气凝胶的无孔区域用来占据一些或全部的原本水分子会进入并占据的分子间空间。为气凝胶组分特征的互连孔隙的连续和整体结构还导致高的表面积并且，根据用于制备气凝胶的材料，电导率范围可以为高度的热和电传导性至高度的热和电绝缘性。进一步，在实施方案中气凝胶组分可以具有表面积范围为约400m2/g至约1200m2/g，例如约500m2/g至约1200m2/g，或约700m2/g至约900m2/g。在实施方案中，气凝胶组分可以具有大于约1.0X 1(Γ4 Ω -cm的电阻率,例如在约0.01 Ω -cm至约1.0X IO16 Ω -cm范围内，从约I Ω -cm至约1.0 X IO8 Ω -cm,或从约50 Ω -cm至约750，000 Ω -cm。在各个实施方案中使用的不同类型的气凝胶还可以具有从约0.01至约1.00 Ω-cm的导电性跨度至大于约1016Q-cm的绝缘性的电阻率。实施方案的导电气凝胶例如碳气凝胶可以与其他导电填料结合以产生用别的方法难以获得的物理、机械和电性能的结合。可以合适地用于实施方案的气凝胶可以分为三个主要的类别:无机气凝胶、有机气凝胶和碳气凝胶。在实施方案中，定影部件层可以包括选自无机气凝胶、有机气凝胶、碳气凝胶及它们的混合物的一种或多种气凝胶。例如，实施方案可以包括相同种类的多种凝胶，例如两种以上无机气凝胶的结合，两种以上有机气凝胶的结合，或两种以上碳气凝胶的结合，或可以包括不同类型的多种气凝胶，例如一种或多种无机气凝胶，一种或多种有机气凝胶和/或一种或多种碳气凝胶。例如，一种化学改性的疏水二氧化娃气凝胶可以与一种高导电性碳气凝胶结合以同时改变复合物的疏水性和电性能并且达到每种性质所需的目标等级。无机气凝胶例如二氧化硅气凝胶通常通过金属氧化物溶胶-凝胶缩聚形成高度交联的，透明的水凝胶而形成。这些水凝胶进行超临界干燥以形成无机气凝胶。有机气凝胶通常通过间苯二酚和甲醛的溶胶-凝胶缩聚而形成。这些水凝胶进行超临界干燥以形成有机气凝胶。碳气凝胶通常通过在惰性气体中使有机气凝胶热解而形成。碳气凝胶由以三维网络排列的共价连接的纳米尺寸的颗粒组成。碳气凝胶，不同于高表面积碳粉末，其具有无氧表面，可以被化学改性以增加其与聚合物基体的相容性。此外，碳气凝胶通常为导电性的，电阻率为约0.005 Ω-cm至约1.00 Ω-cm。在具体实施方案中，复合物可以包括一种或多种碳气凝胶和/或一种或多种碳气凝胶与一种或多种无机和/或有机气凝胶的混合物。可以包括在实施方案中的碳气凝胶展现出两种形态类型，聚合的和胶体的，其具有不同的特征。碳气凝胶的形态类型取决于气凝胶制备的细节，但是这两种类型均产生于分子簇(molecular cluster)的动力学聚集。即,可以小于2θΛ (埃)并且由缠结的纳米晶体石墨带组成的碳气凝胶的纳米孔隙初级颗粒簇集形成次级颗粒，或中孔(mesopore ),其可以为约20i至约S00A,这些中孔可以形成链以产生多孔碳气凝胶基体。在实施方案中，碳气凝胶基体可以通过例如合适的熔融混合或溶剂混合技术分散至聚合物基体中。在实施方案中，碳气凝胶可以与一种金属结合，被一种金属涂覆，或被一种金属掺杂以改进导电性、磁感应性和/或分散性。金属掺杂的碳气凝胶可以在实施方案中单独使用或与其他碳气凝胶和/或无机或有机气凝胶混合。任何合适的金属，或金属混合物，金属氧化物和合金可以包括于使用金属掺杂的碳气凝胶的实施方案中。在特定的实施方案中和在具体的实施方案中，碳气凝胶可以掺杂选自过渡金属(如元素周期表所定义)和铝、锌、镓、锗、镉、铟、锡、汞、铊和铅的一种或多种金属。在特定的实施方案中，碳气凝胶掺杂铜、镍、锡、铅、银、金、锌、铁、铬、锰、钨、铝、钼、钯和/或钌。例如，在实施方案中，铜掺杂的碳气凝胶、钌掺杂的碳气凝胶及它们的混合物可以包括于复合物中。例如之前指出的，在气凝胶组分包括纳米级颗粒27的实施方案中，这些颗粒或其部分可以在聚合物分子晶格结构内占据分子间和分子内空间，并且因此可以阻止水分子纳入至这些分子级空间。这种阻断可以降低整体复合物的亲水性。此外，许多气凝胶为疏水性的。纳入疏水性气凝胶组分还可以降低实施方案复合物的亲水性。具有降低的亲水性的复合物和由该复合物形成的任何组分具有改进的环境稳定性，特别是在低湿度和高湿度之间循环的条件下。气凝I父颗粒27可以包括选自烧基娃烧、烧基氣娃烧、烧基娃氧烧、聚_■甲基娃氧烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰基硅烷的表面官能化剂。在实施方案中，含有对气凝胶具有活性的官能性的表面处理材料会产生改性的表面相互作用。表面处理还有助于使组合物表面上不粘的相互作用成为可能。
此外，多孔气凝胶颗粒27可以伸入含氟弹性体或与含氟弹性体缠结并且因而增强聚合物晶格。气凝胶颗粒伸入或散布于聚合物晶格的实施方案的整体复合物的机械性能因此提闻并稳定。例如，在一个实施方案中，气凝胶组分可以为一种二氧化硅硅酸盐，其平均颗粒尺寸为5-15微米，孔隙率为90%或更多，体积密度为40-100kg/m3，并且表面积为600-800m2/go当然，也可以视需要使用具有不在这些范围内的一种或多种性质的材料。根据气凝胶组分的性质，气凝胶组分可以以其自身形式使用，或可以进行化学改性。例如气凝胶表面化学可以为各种应用而被改性，例如，可以在气凝胶分子结构上或气凝胶分子结构内通过化学取代而改性气凝胶表面以具有亲水或疏水性。例如，化学改性可以是期望的，以改进气凝胶组分的疏水性。当期望该化学处理时，可以使用本领域内公知的任何常规的化学处理。例如，气凝胶粉末的该化学处理可以包括用有机基团或部分氟化有机基团等取代表面羟基。一般而言，宽范围的气凝胶组分为本领域内已知并且已经用于多种用途中。例如，许多气凝胶组分，包括研磨的疏水气凝胶颗粒，在制剂例如毛发、护肤和止汗剂组合物中已被用作低成本添加剂。一个具体的非限制性的实例为已被化学处理的市售粉末，DowCorning VM_2270Aerogel细颗粒，尺寸为约5-15微米。剥离层24的表面自由能取决于含氟聚合物和内层28的粗糙度。在实施方案中本文所描述的剥离层24产生表面能小于20mN/m2的表层。在实施方案中，对于超疏水表面而言表面自由能小于10mN/m2,或在10mN/m2至2mN/m2之间，或在10mN/m2至5mN/m2之间，或在10mN/m2 至 7mN/m2 之间。内层28和最外层29的组合物以任何合适的已知的方式涂覆于基底上以形成剥离层24。在基底层上涂覆该材料的常用技术包括流涂、液体喷涂、浸涂、缠线杆涂、流化床涂、粉涂、静电喷涂、声波喷涂、刮涂、模塑、层压等。喷涂方法包括将填料颗粒和含氟聚合物树脂颗粒的混合物分散在溶剂中，溶剂可以为水；一种醇例如甲醇、乙醇或异丙醇；一种酮例如丙酮、甲乙酮(MEK)或甲基异丁基酮(MIBK),或其他合适的溶剂。分散体还可以包括分散剂、稳定剂、流平剂或其他改进分散体质量或涂层质量的添加剂。在将气凝胶和含氟塑料颗粒分散之后，将分散体喷至定影部件的功能表面，并且随后干燥溶剂，热处理组分物至所需的温度以熔化或固化含氟聚合物并且固化顶层。粉涂的方法包括将填料和含氟聚合物树脂粉末合并，然后通过混合或其他混合体系混合以制备一种均匀混合的粉末，然后粉涂。流涂通过施加聚合物溶液在刀片和旋转定影辊表面(rpm范围40-200)之间分配而进行。聚合物溶液在预计量的涂料流中为大约10-30%总固体重量。刀片提供在定影基底的辊圆周周围的流平。分配头和计量刀片沿辊长度方向横动，辊速度为约2-20mm/s，以使整个辊表面以螺旋方式涂覆。以该方式进行的成功的流涂取决于涂料流变性、刀片角度、辊隙压力、横动速度、分配速率和/或液体膜涂层领域技术人员已知的其他因素。现在详细描述具体的实施方案。这些实施例为说明性的，并且不限制于这些实施方案中提出的材料、条件、或者方法参数。所有部分均为固体重量百分数，除非另作说明。实施例下面示出的为多层涂层，其中表面涂层涂覆于内层上，其使印刷缺陷最小化并且达到低的印刷光泽。准备了两组定影辊。一个含有约5重量％气凝胶颗粒的A0700固化Viton (大约30微米)的对照辊通过将组合物流涂在硅橡胶中间层上并且干燥并且固化聚合物而制备。一个含有约5重量％气凝胶颗粒的A0700固化的Viton (大约25微米)——其具有A0700固化Viton (大约4. 5微米)的表层——的双层顶层通过将对照的组合物流涂在硅橡胶中间层上而制备。干燥组合物。将A0700和Viton的组合物喷涂至干燥的层上。两层均在烘箱中固化。给棍上油并且在iGen3中使用13条带目标(在8. 5xll”Digital Color EliteGloss上，120gsm)进行25，000次印刷进行测试。本方法对光泽“试车(break-1n)”的改进在图4中表示，通过光泽线较浅的斜率示出(光泽线理想地应该为水平，并且双层设计相对于单层方法在该方向上有大的偏移)。定影器面层的多层涂层如下制备在甲基异丁基酮(27.5份)中混合THVP221(4. 10份)、金属氧化物(O. 787份的氧化镁和O. 393份的氢氧化钙)和1. 68份的双酚VC-50固化剂 CVitOil Curative No. 50,购自 E.1. duPont de Nemours, Inc.)以形成一种分散体。将O. 82份的气凝胶颗粒加入至该分散体。溶剂蒸发后在温度例如约149°C下2小时，约177°C下2小时，约204°C下2小时和约232°C下6小时使涂层固化。通过形成Viton GF(4. 10份)、A0700(0. 82份)和甲基异丁基酮(60份)的溶液而形成顶部涂层。将所得的溶液流涂于THV层上面。溶剂蒸发后在温度例如49°C下2小时，93°C下2小时，149°C下2小时，177°C下2小时，204°C下2小时，218°C下10小时使涂层固化。THV材料模量超过4500psi而Viton材料模量约600psi。应理解，以上所公开的特征和功能及其它特征和功能的变体或它们的替代方案可以被纳入许多其它不同的系统或应用中。本发明的各种目前未预见到的或未预期到的替代方案、改变、变化或改进可能由本领域技术人员随后做出，其同样为所附权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种涂层，其包括: 一个内层，其包括第一模量和第一粗糙度，其中内层包括具有填料分散于其中的聚合物粘合剂；和 一个表层，其包括第二模量，其中第一模量大于第二模量，其中当涂层受到辊隙压力时，涂层表面展现出大约等于第一粗糙度的表面粗糙度。
2.权利要求1的涂层，其中填料选自炭黑、碳纳米管、石墨、石墨烯、气凝胶颗粒、金属氧化物、掺杂金属氧化物及它们的混合物。
3.权利要求1的涂层，其中所述聚合物粘合剂包括一种含氟塑料，选自聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基聚合物树脂(PFA)、聚四氟乙烯和全氟甲基乙烯基醚的共聚物，及它们的混合物。
4.权利要求2的涂层，其中填料包括表面积为约400m2/g至约1200m2/g的气凝胶颗粒。
5.权利要求1的涂层，其中第一模量为约500至约10，000，并且第二模量为约200至约 2，000。
6.权利要求1的涂层，其中内层包括约1.54!11至约6.(^111的粗糙度。
7.权利要求1的涂层，其中表层包括一种含氟弹性体，选自:1)1，1-二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯中两个的共聚物；2) I,1-二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物；和3) I,1-二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯和一种固化点单体的四元共聚物。
8.一种定影部件，其包括: 一个基底； 置于基底上的一个功能层；和 置于功能层上的一个外涂层，其中外涂层包括内层和表层，所述内层包括第一模量和第一粗糙度，其中内层包括具有气凝胶颗粒分散于其中的含氟塑料，所述表层包括第二模量，其中第一模量大于第二模量，其中当涂层受到辊隙压力时，涂层表面展现出的表面粗糙度大约等于第一粗糙度。
9.权利要求8的定影部件，其中第一模量为约500至约10，000，并且第二模量为约200至约2，000。
10.一种涂层，其包括: 一个内层，其含有具 有气凝胶颗粒分散于其中的含氟弹性体，其中第一层的模量为约500至约5，000 ;和 一个铬于内层上的表层，含有含氟弹性体，其厚度为约I μ m至约20 μ m。
全文摘要
本发明公开了一种涂层，所述涂层包括具有第一模量和第一粗糙度的内层；和具有第二模量的表层。第一模量大于第二模量。当涂层受到辊隙压力时，涂层表面展现出大约等于第一粗糙度的表面粗糙度。
文档编号G03G15/20GK103072350SQ201210369849
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月3日
发明者Y·齐, C·穆尔勒格, 胡南星, K·I·哈弗亚德, G·席斯勒, E·G·兹瓦兹, E·鲁伊兹, A·R·孔茨, G·宋 申请人:施乐公司