專利名稱：定影輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定影輥，它包括覆蓋在中心的外周表面上的多孔材料層和覆蓋在多孔材料層的外周表面上的薄壁金屬套筒。
背景技術(shù)：
在成像裝置，例如復(fù)印機、打印機或者傳真機中，定影裝置根據(jù)預(yù)期的圖像信息，用于通過適當(dāng)?shù)某上裉幚頇C制，例如，電子照相方法、靜電記錄方法或者磁記錄方法對目標(biāo)物體(傳送件、感光片、電介質(zhì)涂層片(dielectric-coated sheet)等)上所形成/支撐的未定影調(diào)色劑進(jìn)行加熱/擠壓/定影，已經(jīng)公知的所述定影裝置為所謂的兩輥式裝置，它包括熱定影輥和擠壓輥。
與這種類型的定影輥相關(guān)的是，如公開號為2004-53924的日本待審專利公開(專利出版物1)所述，此申請的受讓人提供了“一種定影輥的制造方法，它包括首先，制備多孔體，所述多孔體包括中心和具有至少封閉的單元(cell)并且位于中心的外周表面周圍的多孔材料層，然后加工此多孔體使之外徑等于或大于薄壁金屬的內(nèi)徑；第二步，將粘接劑施加到多孔體的外周表面和薄壁金屬套筒的內(nèi)周表面中的至少一個上；第三步，將多孔體和薄壁金屬套筒包含于加壓容器內(nèi)，以將壓力按照使多孔體的外徑小于薄壁金屬套筒的內(nèi)徑的方式施加于它們之上；第四步，在加壓容器內(nèi)，將多孔體插入薄壁金屬套筒內(nèi)以形成套筒體；第五步，從加壓容器內(nèi)將套筒體取出從而使多孔體發(fā)生膨脹以使多孔體的外周表面與薄壁金屬套筒的內(nèi)表面密接觸；第六步，使所述粘接劑固化以將多孔體和薄壁金屬套筒粘接在一起。”這種方法將制造出一種定影輥，這種定影輥能夠在實際被驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)的條件下，長時間內(nèi)保持可用狀態(tài)。
在專利出版物1所披露的技術(shù)中，發(fā)泡的硅橡膠海綿體(foamedsilicone rubber sponge)(之后將其簡稱為“硅海綿體”)被用作彈性層。該硅海綿體上存在特殊的問題，例如單元尺寸不均勻，并且單元的外形不確定。因此，在由專利出版物1所披露的方法制造的定影輥中，由于外力作用發(fā)生變形的區(qū)域?qū)⒋嬖趩卧l(fā)生塌陷(collapse)的危險。如果發(fā)生單元塌陷，那么將使定影輥的耐用性發(fā)生惡化。因此，強烈地需要解決此問題。

發(fā)明內(nèi)容
就上面的情況而言，本發(fā)明的目的在于提供一種定影輥，這種定影輥在不將硅海綿體用作彈性層的條件下，同樣能夠在實際被驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)的條件下，長時間內(nèi)保持可用狀態(tài)。
為了解決前述問題并實現(xiàn)上面的目的，本發(fā)明提供了一種定影輥，它包括中心和多孔材料層，其中所述多孔材料層包括采用乳化劑合成物制備的封閉單元式硅彈性體(silicone elastomer)。該多孔材料位于中心的外周表面的周圍。所述定影輥還包括覆蓋在多孔材料層的外周表面上的薄壁金屬套筒。
在本發(fā)明的定影輥中，形成多孔材料的硅彈性體可具有多個其封閉的單元比例占到60％或更多的單元。占全部單元數(shù)目的50％或者更多的單元可以分別地具有50μm或更小的直徑。
在上面的定影輥中，占全部單元數(shù)目的50％或者更多的每一單元可滿足下面的公式(A)0≤(m-n)/m≤0.5----(A)其中m代表單元的最大直徑，n代表單元的最小直徑。
在上面的定影輥中，占全部單元數(shù)目的50％或者更多的每一單元可滿足下面的公式(B)0≤(m-n)/n≤0.5----(B)其中m代表單元的最大直徑，n代表單元的最小直徑。
此外，硅彈性體的平均單元直徑可以為30μm或更小。
在上面的定影輥中，硅彈性體的封閉單元的比例可以為80％或更大。
在上面的定影輥中，每一單元的直徑可以在0.1μm到70μm之間。
在本發(fā)明的定影輥中，多孔材料層可采用油包水的乳化劑合成物制備而成，該合成物包含可固化的以形成硅彈性體的液態(tài)硅橡膠材料、具有表面活性功能的硅油材料以及水。
本發(fā)明的定影輥可包括形成在薄壁金屬套筒外周表面周圍的釋放層。
上面的定影輥還包括位于釋放層和薄壁金屬套筒之間的彈性層。
本發(fā)明的定影輥可包括形成在薄壁金屬套筒外周表面上的彈性層。
本發(fā)明的定影輥可包括形成在彈性層外周表面上的釋放層。
在上面的定影輥中，彈性層可由氟樹脂制成。
在這種情況下，氟樹脂可涂覆于彈性層的外周表面上。
可替換地，氟樹脂可形成為管狀，并且覆蓋在彈性層的外周表面上。
如上所述，本發(fā)明提供了一種定影輥，這種定影輥在不采用硅海綿體作為彈性層的條件下，能夠確保耐用性得到提高，并且在實際驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)的條件下能夠長時間的保持穩(wěn)定狀態(tài)。
在本發(fā)明中，作為彈性層的多孔體和薄壁金屬套筒被粘接到一起。這能夠避免多孔材料層的外周表面和薄壁金屬套筒的內(nèi)周表面之間產(chǎn)生相對的周向運動，從而可靠地防止了由于多孔材料層的外周表面的磨損或者粉碎所造成的定影輥的不穩(wěn)定狀態(tài)，因此使定影輥的可靠性提高。
此外，多孔體和薄壁金屬套筒粘接在一起還能夠可靠地防止薄壁金屬套筒的內(nèi)周表面相對于多孔材料層的外周表面發(fā)生軸向位移，從而可靠地防止了由于應(yīng)力集中而導(dǎo)致出現(xiàn)的裂紋，因此提高了定影輥的可靠性，其中所述應(yīng)力集中由多孔材料層的邊緣與薄壁金屬套筒接觸而引起。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將從附圖和詳細(xì)的說明中變得明顯。


圖1為SEM照片，它示出了在發(fā)明示例1中所得到的硅彈性體材料的剖面；
圖2為SEM照片，它示出了在發(fā)明示例2中所得到的硅彈性體材料的剖面；圖3為SEM照片，它示出了在對比示例1中所得到的硅彈性體材料的剖面；圖4為采用本發(fā)明的一個實施例中的定影輥的定影裝置；圖5為采用實施例中的定影輥的熱定影輥的剖視圖；圖6為實施例中的定影輥的制造裝置的示意圖；圖7為在將粘接劑施加到加壓容器內(nèi)的多孔材料的外周表面上的過程中的圖6中的制造裝置的示意圖；圖8為在加壓容器內(nèi)形成套筒體過程中的圖6中的制造工具的示意圖；圖9為定影裝置的一個改進(jìn)示例的示意圖；圖10為定影裝置的另一改進(jìn)示例的示意圖，其中該定影輥被應(yīng)用于擠壓輥；圖11為定影裝置的一個改進(jìn)示例的示意圖，其中電磁感應(yīng)加熱裝置用作加熱定影輥的外部加熱裝置；圖12為圖11中的電磁感應(yīng)加熱裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實施例方式
參照附圖，現(xiàn)在將對本發(fā)明一個實施例中的定影輥的結(jié)構(gòu)以及本發(fā)明一個實施例中的定影輥的制造方法的步驟進(jìn)行說明。在下面的說明中，將基于其被用作為兩輥式定影裝置的熱定影輥的情況，詳細(xì)地對本發(fā)明的定影輥進(jìn)行說明。
將以下面的順序進(jìn)行說明。首先，將詳細(xì)描述非發(fā)泡多孔材料，更特別地是將對作為本發(fā)明實施例的熱定影輥的特征成分的采用乳化劑制備的多孔材料進(jìn)行說明。第二，將描述裝備有本發(fā)明實施例的定影輥的定影裝置，還將進(jìn)一步對本發(fā)明實施例的定影輥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。最后，將說明這種定影輥的制造方法。
下面將詳細(xì)說明用在本發(fā)明中的多孔材料的結(jié)構(gòu)和成分。由于一份公開物披露了由乳化劑制備的海綿體形成合成物，因此在這部分說明之前，將對公開號為2005-62534的日本待審專利公開(專利出版物2)進(jìn)行說明。
這篇專利出版物2披露一種硅橡膠海綿體形成合成物，并且包括了有關(guān)形成細(xì)密并且尺寸均勻的單元的性能的說明。然而，專利出版物2沒有就通過這里所披露的技術(shù)所獲得的由海綿體形成合成物制得的海綿體中的單元的形狀進(jìn)行任何說明。例如，在之后將詳細(xì)描述的、由本發(fā)明的技術(shù)形成的多孔材料由于單元呈球形，因此它具有抵抗外力的給定強度從而獲得對單元的塌陷產(chǎn)生高抵抗力的效果的同時，而專利出版物2所披露的海綿體不能獲得此效果。
在本實施例中，多孔材料為封閉的單元式硅彈性體多孔材料。更特別地是，多孔材料能夠被表述為這樣一種材料，它包括由硅彈性體形成的矩陣，以及分散/分布在該矩陣上的多個封閉單元。
硅彈性多孔體材料為一種基本上封閉的單元式硅彈性體多孔材料，它具有多個封閉的單元率占到60％或以上的單元，并且占所有單元數(shù)目50％或以上的單元分別具有50μm或更小的直徑。
正如下面將要詳述的，如果封閉的單元或者封閉單元的數(shù)目與所有單元數(shù)之比小于60％的話，那么多孔材料的強度將會惡化。
此外，硅彈性體多孔材料的每一單元的直徑在0.1到70μm范圍內(nèi)，并且還可在0.1到60μm范圍內(nèi)。在本發(fā)明的硅彈性體多孔材料中，其直徑為50μm或更小的單元占到整個單元數(shù)的80％或以上。
在硅彈性體多孔材料中，占到整個單元數(shù)50％或以上的每一單元滿足下面的公式(A)。
(A)0≤(m-n)/m≤0.5(其中m代表單元的最大直徑，而n代表單元的最小直徑)公式(A)為衡量單元如何接近最優(yōu)的球形體(球狀體)的標(biāo)準(zhǔn)。
在硅彈性體多孔材料中，占到整個單元數(shù)50％或以上的每一單元滿足下面的公式(B)。
(B)0≤(m-n)/n≤0.5在公式(A)和(B)中，最大直徑“m”表示連接在硅彈性體多孔材料的每一單元的剖面輪廓上的兩點之間并且基本上穿過單元中心的直線間的最大距離，而最小直徑“n”表示連接在硅彈性體多孔材料的每一單元的剖面輪廓上的兩點之間并且基本上穿過單元中心的直線間的最短距離。更具體地是，采用掃描電子顯微鏡(SEM)來拍攝硅彈性體多孔材料的任意剖面的圖像，并且每一單元的最大直徑“m”和最小直徑“n”為在大約具有100到250個單元的區(qū)域內(nèi)的測量值。此測量可通過利用千分卡尺進(jìn)行手工操作。通過圖像處理來測量單元的平均直徑。例如，可利用又TOYOBO公司生產(chǎn)的分析軟件“V10 forWindows 95Version 1.3”來完成圖像處理工作。
每一單元的直徑等于單元的最大直徑“m”與最小直徑“n”之和除以2所得到的值。應(yīng)該理解的是，當(dāng)單元具有最佳球形狀時，最大直徑“m”等于最小直徑“n”。
硅彈性體多孔材料其單元的平均直徑為30μm或更小，或者其單元的平均直徑為10μm或更小。
當(dāng)大約具有100到250個單元的上面區(qū)域的單元尺寸特性更接近于整個多孔材料的單元尺寸特性時，本發(fā)明的多孔材料將具有更均勻的單元尺寸。換句話說，本發(fā)明的多孔材料在其任意剖面內(nèi)的具有100到250個單元的矩形區(qū)域內(nèi)顯示出由本發(fā)明所限定的單元尺寸特性(單元尺寸、平均單元尺寸、其直徑為50μm或更小的單元數(shù)占整個單元數(shù)的比例，和/或球狀體)。已經(jīng)確認(rèn)的是，在任意剖面區(qū)域內(nèi)的單元尺寸特性能代表整個多孔材料的特性，例如在具有最大尺寸為160mm(寬度)×400mm(長度)×15mm(厚度)的區(qū)域內(nèi)。因此，任何多孔材料在具有100到250個單元的矩形區(qū)域內(nèi)都展示出由本發(fā)明限定的單元尺寸特性。
如前所述，該硅彈性體多孔材料基本上為封閉單元式。封閉單元的數(shù)占多孔材料的整個單元數(shù)的比例由“封閉單元比例”來表示。此封閉的單元比例可通過結(jié)合示例采用下述的方式來測量。本發(fā)明的硅彈性體多孔材料的封閉單元比例為60％或更大，還可為80％或更大。
基本上，此硅彈性體多孔材料可采用油包水的乳化劑來制備，其中所述乳化劑可包括可固化以形成硅彈性體的液態(tài)硅橡膠材料和水。在這種情況下，如果液態(tài)硅橡膠材料具有低粘性，那么液態(tài)硅橡膠材料和水可被充分地攪拌以形成乳化機。然后，在攪拌之后緊接著將乳化機加熱并固化。優(yōu)選地，利用油包水乳化劑合成物來制備本發(fā)明的硅彈性體多孔材料，其中所述乳化劑合成物包含具有表面活性功能的硅油材料(表面活性硅油材料)、可固化以形成硅彈性體的液態(tài)硅橡膠和水。
液態(tài)硅橡膠材料不限于特殊材料，只要它能加熱固化以形成硅彈性體即可。優(yōu)選地，所謂附加反應(yīng)固化(addition reaction-curable)液態(tài)硅橡膠可被用作液態(tài)硅橡膠材料。附加反應(yīng)固化(additionreaction-curable)液態(tài)硅橡膠包括具有不飽和脂肪基并作為主要成分的聚硅氧烷、以及作為交聯(lián)劑的活性含氫聚硅氧烷。在具有不飽和脂肪基的聚硅氧烷中，不飽和脂肪基可作為端基被導(dǎo)入，或者作為側(cè)鏈基被導(dǎo)入。例如，具有不飽和脂肪基的聚硅氧烷可由下式(1)表示 在公式(1)中，R1表示不飽和脂肪基，R2表示由C1到C4下部烷基、由氟取代的下部烷基和苯基組成的任一組。通常，a+b＝50至2000。由R1表示的不飽和脂肪基通常為乙烯基。每一個R2通常為甲基。
活性含氫聚硅氧烷(氫聚硅氧烷)作為交聯(lián)劑作用于具有不飽和脂肪基的聚硅氧烷，并且具有鍵合于主鏈中的硅原子的氫原子(活性氫)。優(yōu)選地，活性含氫聚硅氧烷的每個分子具有三個或以上的氫原子。例如，活性含氫聚硅氧烷可由下式(2)表示 在式(2)中，R3表示氫原子或者C1至C4下部烷基，并且R4表示C1至C4下部烷基。通常，c+d＝8至100。由R3或R4表示的下部烷基通常為甲基。
液態(tài)硅橡膠材料可在市場上買到。在市場上銷售的產(chǎn)品中，作為附加反應(yīng)固化液態(tài)硅橡膠的成分的含有不飽和脂肪基的聚硅氧烷和活性含氫聚硅氧烷以獨立包裝出售，并且用于固化這兩種成分所需的之后將提到的固化催化劑被加入到活性含氫聚硅氧烷中。應(yīng)該理解的是，這兩種液態(tài)硅橡膠材料也可組合起來使用。
表面活性硅油材料用于分散穩(wěn)定劑用于使水在乳化劑中穩(wěn)定分散。具體地，表面活性硅油材料對水和液態(tài)硅橡膠材料都具有親合性。優(yōu)選地，此硅油材料具有親水基，例如醚基。通常，此硅油材料的HLB值為3到13，優(yōu)選地為4到11。更加優(yōu)選地，兩種HLB值差異3或更多的醚改性(ether-modified)硅油可組合起來使用。在這種情況下，優(yōu)選地，其HLB值為7到11的第一醚改性硅油可與其HLB值為4到7的第二醚改性硅油組合在一起使用。每一醚改性硅油都具有被導(dǎo)入到聚硅氧烷側(cè)鏈中的聚醚。例如，醚改性硅油可由下式(3)表示 在式(3)中，R5表示C1至C4下部烷基，R6表示聚醚基。通常，e+f＝8至100。由R5表示的下部烷基通常為甲基。由R6表示的聚醚基通常包括(C2H4O)X基、(C3H6O)Y基或者(C2H4O)X(C3H6O)Y基。HLB值主要由數(shù)字x和y確定。表面活性硅油材料可在市場上買到。
應(yīng)該理解的是，以非連續(xù)相分散地存在于油包水乳化劑內(nèi)的水呈顆粒狀(水滴)。正如之后將描述的，每一水顆粒物的顆粒尺寸基本上確定了本發(fā)明硅橡膠多孔材料的每一單元(小孔)的直徑。
油包水乳化劑可包括用于固化液態(tài)硅橡膠材料的固化催化劑。正如公知的那樣，鉑催化劑可用作固化催化劑。鉑催化劑可大約以1至1OOppm(百萬分之)的重量使用以獲得足夠的催化效果。固化催化劑可在制備硅彈性體多孔材料的過程中或者在制備油包水乳化劑的過程中加入到油包水乳化劑中。
在上面的油包水乳化劑中，就要使乳化劑在水分散的穩(wěn)定性方面獲得特別優(yōu)異的性能而言，表面活性硅油材料和水優(yōu)選地是相對于100重量份額的油包水乳化劑分別以0.2至5.5的重量份額和10到250的重量份額被混合在一起。在水分散穩(wěn)定性方面具有優(yōu)異性能的乳化劑可用于制備更加穩(wěn)定和足夠的多孔材料。
當(dāng)表面活性硅油由前述的第一醚改性硅油和前述的第二醚改性硅油的組合物組成時，第一醚改性硅油和第二醚改性硅油優(yōu)選地是相對于100重量份額的液態(tài)硅橡膠材料分別以0.15至3.5的重量份額和0.05到2的重量份額(總共為0.2到5.5的重量份額)被使用。當(dāng)液態(tài)硅橡膠材料由含有不飽和脂肪基的聚硅氧烷和含有活性氫的聚硅氧烷的組合物構(gòu)成時，前者與后者的重量比在6∶4至4∶6的范圍內(nèi)。
硅彈性體多孔材料可包括根據(jù)預(yù)期的目的所要用到的各種添加劑。此添加劑可包括著色劑(色素、染料)、導(dǎo)電材料(碳黑、金屬粉末等)、充填物。這些催化劑可混合到油包水乳化劑中。例如，為了便于排氣而調(diào)整乳化劑的粘性，油包水乳化劑合成物可包含不起反應(yīng)的硅油。有利地是處理其粘度為1到2cSt的油包水乳化劑，這是因為它便于排氣。
可通過各種方法來制備油包水乳化劑。通常通過混合液態(tài)硅橡膠材料、表面活性硅油材料、水以及可選擇采用的添加劑，然后充分地攪拌該合成物來制備油包水乳化劑。當(dāng)液態(tài)硅橡膠材料由含有不飽和脂肪基的聚硅氧烷和含有活性氫的聚硅氧烷的組合物組成時，可將含有不飽和脂肪基的聚硅氧烷和一部分表面活性硅油材料混合到一起并且攪拌以獲得第一合成物，然后將含有活性氫的聚硅氧烷和剩余的表面活性硅油材料混合到一起并且攪拌以獲得第二合成物。然后，將第一和第二合成物混合到一起，同時逐步將水加入其內(nèi)以獲得所需的乳化劑。
應(yīng)該理解的是，油包水乳化劑的制備過程并不局限于上面的過程?？梢匀魏芜m當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)⒁簯B(tài)硅橡膠材料、表面活性硅油材料、水和可選擇采用的添加劑混合到一起。用于形成所需的油包水乳化劑合成物的攪拌可通過操作例如以300到1000rpm的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)的攪拌裝置來完成。在完成乳化過程后，可采用，例如真空降壓裝置，對油包水乳化劑進(jìn)行排氣處理，在毋需加熱的條件下將混合在乳化劑內(nèi)的空氣排走。
在利用所獲得的油包水乳化劑來制備硅彈性體多次材料的過程中，在加入固化催化劑下，可將油包水乳化劑置于液態(tài)硅橡膠材料的熱固化條件下(主加熱)。優(yōu)選地，為了在乳化劑中不出現(xiàn)水蒸汽的情況下，對液態(tài)硅橡膠材料進(jìn)行熱固化，主要的加熱過程應(yīng)在130℃或更低的溫度下進(jìn)行加熱。在主要的加熱過程期間，加熱溫度通常為80℃或更高，并且加熱時間通常大約為5至60分鐘。通過該主要加熱過程，液態(tài)硅橡膠材料被固化從而乳化劑內(nèi)的水顆粒以乳化的狀態(tài)被局限于其中。硅橡膠被固化從而具有抵抗在下述第二加熱中水蒸發(fā)過程中所產(chǎn)生的膨脹力的強度。
然后，為了將限制于固化硅橡膠內(nèi)的水從中移除，執(zhí)行第二加熱過程。優(yōu)選地，該第二加熱過程在70到300℃的溫度下進(jìn)行。如果加熱溫度低于70℃，那么將花費長時間移除水。如果加熱溫度高于300℃，那么固化硅橡膠的性能將發(fā)生惡化。在70到300℃的溫度下進(jìn)行加熱，水將被汽化從而在1至24小時之內(nèi)移除。通過第二加熱過程，水發(fā)生汽化并且被移除，并且將獲得硅橡膠材料的最終固化。被汽化/移除的水將留下多個單元，其中每一單元的尺寸大致與相應(yīng)一個的水顆粒尺寸相同。
以這種方式，硅彈性體多孔材料將在不發(fā)泡的條件下采用油包水乳化劑制得。另外，油包水乳化劑內(nèi)的水顆粒將通過主加熱過程被局限在被固化的硅橡膠內(nèi)，在第二加熱過程中，被簡單地蒸發(fā)掉。
下面結(jié)合幾個示例將對上面的多孔材料進(jìn)行更加具體地說明。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的多孔材料并不局限于這些示例。
在下面的示例中，封閉的單元比例將被確定如下。
<封閉單元比例的測量>
本發(fā)明的硅彈性體多孔材料具有高的表面張力，和多個微小單元。因此，水幾乎不會進(jìn)入到其內(nèi)?；谶@個觀點，采用表面作用劑或者表面活性劑來為硅彈性體多孔材料提供相對于水的提高的可濕性。
具體地，測量所制備的硅彈性體多孔材料的表層(大約從表面算起至1.0mm)以及去除后的(post-removal)多孔材料的重量(吸水前多孔材料的重量)。該多孔材料被浸沒到100重量份額的水和1重量份額的親水硅油[聚醚改性的硅油(由Shin-Etsu化學(xué)有限公司生產(chǎn)的KF-618)]的混合溶液中，并且在減壓的情況下將其滯留10分鐘。然后，返回到大氣壓后，將多孔材料從混合溶液中取出，并將附著在多孔材料表面上的水完全擦除。然后，測量多孔材料的重量(預(yù)濕潤吸收的多孔材料的重量)。采用下面的公式依次計算吸收率、開口的單元比例和封閉的單元比例。
吸水率(％)＝{(吸水后多孔材料的重量-吸水前多孔材料的重量)/吸水前多孔材料的重量}×100開口的單元比例(％)＝(多孔材料的比重×吸水率/100)/{混合溶液的比重-(多孔材料的比重/硅彈性體的比重)}×100封閉的單元比例(％)＝100-開口的單元比例(％)在上面的公式中，硅彈性體的比重為通過固化液態(tài)硅橡膠材料所獲得的硅彈性體的比重，并且該比重在產(chǎn)品目錄中有說明。
在發(fā)明示例1中，由Shin-Etsu化學(xué)有限公司生產(chǎn)的液態(tài)硅橡膠(商標(biāo)名KE-1353)被用作液態(tài)硅橡膠材料。在此液態(tài)硅橡膠中，含有活性氫的聚硅氧烷(粘性16Pa·S)和含有乙烯基的聚硅氧烷(粘性15Pa·S)以獨立包裝提供，并且含有乙烯基的聚硅氧烷中具有加入其中的鉑催化劑的催化劑量。此后，將前者和后者分別稱為“硅橡膠劑A”和“硅橡膠劑B”。含有活性氫的聚硅氧烷具有公式(2)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這里每一R4為甲基。含有乙烯基的聚硅氧烷具有公式(1)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這里每一R1為乙烯基，每一R2為甲基。此外，KF-618(HLB11；之后將其稱作“分散穩(wěn)定劑I”)和KF-6015(HLB4；之后將其稱作“分散穩(wěn)定劑II”)被用作分散穩(wěn)定劑，其中它們的每一個都為聚醚改性的硅油并且由Shin-Etsu化學(xué)有限公司生產(chǎn)。用在發(fā)明示例1中由液態(tài)硅橡膠材料獲得的硅彈性體本身的比重為1.04(目錄值(catalog value))。
將通過混合0.7重量份額的分散穩(wěn)定劑I和0.3重量份額的分散穩(wěn)定劑II而制得的合成物加入到50重量份額的硅橡膠劑A中，并且所獲得的合成物通過手持式攪拌器充分?jǐn)嚢?分鐘以至形成合成物A。另外，將通過混合0.7重量份額的分散穩(wěn)定劑I和0.3重量份額的分散穩(wěn)定劑II而制得的合成物加入到50重量份額的硅橡膠劑B中，并且所獲得的合成物通過手持式攪拌器充分?jǐn)嚢?分鐘以至形成合成物B。
將合成物A和B混合到一起。通過手持式攪拌器將所獲得的合成物攪拌3分鐘，同時加入10重量份額的水，另外再攪拌2分鐘。用手持式攪拌器攪拌所獲得的合成物，同時逐步加入90重量份額的水以獲得乳化劑。
在真空減壓裝置內(nèi)對所獲得的乳化劑排氣從而將混合的空氣從中去除。然后，將乳化劑倒入深為6mm的壓縮模壓件內(nèi)，采用壓力板模制所述乳化劑，同時在設(shè)置為100℃的溫度下加入30分鐘(主加熱)。在加熱爐中以150℃加熱所獲得的模制體(多孔材料的前體)至5小時(副加熱)以將水從中去除。這樣，將制得長度為42mm、寬度為20mm和厚度為6mm的矩形板式硅彈性體多孔測試片。沿著寬度方向切割該測試片。采用SEM來觀察所切得的表面，并且通過千分卡尺來測量每一單元的最大和最小直徑從而確定單元尺寸屬性。此外，還測量該測試片的封閉單元比例。在下面的表1中示出了結(jié)構(gòu)。如測試結(jié)果所示，在本發(fā)明示例1中得到的多孔彈性體的比重為0.66，硬度(Asher-C)為40。圖1示出了該測試片的切割表面的SEM的照片(放大比例×100)。這樣，就獲得了具有非常細(xì)密/均勻的單元尺寸的封閉單元多孔材料。
在發(fā)明示例2中，由Toray Dow Corning有限公司生產(chǎn)的液態(tài)硅橡膠(商標(biāo)名DY35-7002)被用作液態(tài)硅橡膠材料。在此液態(tài)硅橡膠中，含有活性氫的聚硅氧烷(粘性15Pa·S)和含有乙烯基的聚硅氧烷(粘性7.5Pa·S)以獨立包裝提供，并且含有乙烯基的聚硅氧烷中具有加入其中的鉑催化劑的催化劑量。此后，將前者和后者分別稱為“硅橡膠劑A”和“硅橡膠劑B”。含有活性氫的聚硅氧烷具有公式(2)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這里每一R4為甲基。含有乙烯基的聚硅氧烷具有公式(1)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這里每一R1為乙烯基，每一R2為甲基。此外，前述的分散穩(wěn)定劑I和分散穩(wěn)定劑II被用作分散穩(wěn)定劑。用在發(fā)明示例1中由液態(tài)硅橡膠材料獲得的硅彈性體本身的比重為1.03(目錄值(catalogvalue))。
將通過混合0.7重量份額的分散穩(wěn)定劑I和0.3重量份額的分散穩(wěn)定劑II而制得的合成物加入到50重量份額的硅橡膠劑A中，并且所獲得的合成物通過手持式攪拌器充分?jǐn)嚢枰灾列纬珊铣晌顰。另外，將通過混合0.7重量份額的分散穩(wěn)定劑I和0.3重量份額的分散穩(wěn)定劑II而制得的合成物加入到50重量份額的硅橡膠劑B中，并且所獲得的合成物通過手持式攪拌器充分?jǐn)嚢?分鐘以至形成合成物B。
將合成物A和B混合到一起。通過手持式攪拌器將所獲得的合成物攪拌3分鐘，同時加入10重量份額的水，另外再攪拌2分鐘。用手持式攪拌器攪拌所獲得的合成物，同時逐步加入90重量份額的水以獲得乳化劑。
以與發(fā)明示例1相同的方式采用所獲得的乳化劑來制備硅彈性體多孔材料測試片，并測量單元尺寸以確定封閉的單元比例。下面的表1中示出了此結(jié)果。如測試結(jié)果所示，在發(fā)明示例2中得到的多孔彈性體的比重為0.55，硬度(Asher-C)為56。圖2示出了該測試片的切割表面的SEM的照片(放大比例×100)。這樣，就獲得了具有非常細(xì)密/均勻的單元尺寸的封閉單元多孔材料。
在發(fā)明示例3中，將發(fā)明示例3中使用的合成物A和B混合到一起。通過手持式攪拌器將所獲得的合成物攪拌3分鐘，同時加入10重量份額的水，另外再攪拌2分鐘。用手持式攪拌器攪拌所獲得的合成物，同時逐步加入90重量份額的水以獲得乳化劑。
以與發(fā)明示例1相同的方式采用所獲得的乳化劑來制備硅彈性體多孔材料測試片，測量單元尺寸以確定封閉的單元比例。下面的表1中示出了此結(jié)果。如測試結(jié)果所示，在發(fā)明示例1中得到的多孔彈性體的比重為0.53，硬度(Asher-C)為58。圖2示出了該測試片的切割表面的SEM的照片(放大比例×100)。這樣，就獲得了具有非常細(xì)密/均勻的單元尺寸的封閉單元多孔材料。
在發(fā)明示例3中，使用了用在發(fā)明示例2中的液態(tài)硅橡膠和由TorayDow Corning有限公司生產(chǎn)的液態(tài)硅橡膠(商標(biāo)名DY35-615)。在液態(tài)硅橡膠DY35-615中，含有活性氫的聚硅氧烷(粘性113Pa·S)和含有乙烯基的聚硅氧烷(粘性101Pa·S)以獨立包裝提供，并且含有乙烯基的聚硅氧烷中具有加入其中的鉑催化劑的催化劑量。此后，將前者和后者分別稱為“硅橡膠劑A”和“硅橡膠劑B”。含有活性氫的聚硅氧烷具有公式(2)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這里每一R4為甲基。含有乙烯<p>其余同實施例一。
為節(jié)省篇幅，其余實施例見下表單位kg

上述各實施例中組分A、組分B以及粘接/融接劑的配比數(shù)量均為以重量計每100kg中的數(shù)量，其余未注明的均同實施例一或?qū)嵤├?br> 由于本發(fā)明對構(gòu)成管材管壁的不同構(gòu)件，分別采用不同的復(fù)合組分配方，使得其既具有環(huán)剛度好、抗壓強度高、整體綜合性能好等特點，又具有阻燃和抗靜電協(xié)同效應(yīng)好，管材使用的安全性高能滿足在易燃易爆場所輸送各種流體介質(zhì)之要求的優(yōu)點，同時，其產(chǎn)品的生產(chǎn)制造成本低，易于為用戶所接受，有助于其技術(shù)的推廣和提高其產(chǎn)品的市場競爭力。
本發(fā)明可廣泛用于在易燃易爆場所輸送各種流體的管材之領(lǐng)域。
定影輥12被設(shè)計成通過傳動齒輪(未示出)由驅(qū)動裝置(未示出)帶動在箭頭所示方向上被可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，其中所述傳動齒輪固定在由金屬(例如鐵)制成的驅(qū)動軸的縱向端部處。擠壓輥14由定影輥12帶動在箭頭所示方向上被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動從而跟隨著定影輥12旋轉(zhuǎn)，同時通過軸承(未示出)在擠壓彈簧(未示出)的作用下朝定影輥12的方向擠壓，其中所述軸承固定到鐵芯18的每一相對縱向端部處。附圖標(biāo)記N表示擠壓接觸的夾緊區(qū)域，在此處這些輥12、14彼此接觸。
(定影輥12)此實施例的定影輥12由下述的制造方法制成。如圖5單獨示出的那樣，定影輥12基本上包括中心16、穿過底漆(primer)20圍繞在中心16周圍的多孔材料層、通過粘接層24粘接到多孔材料層22上以覆蓋多孔材料層22的外周表面的薄壁金屬套筒26，以及位于薄壁套筒26的外周表面以覆蓋薄壁套筒26的外周表面的釋放層28。
在此實施例中，多孔材料層22由硅彈性體制成，其中所述硅彈性體具有至少多個封閉的單元或者封閉的單元式硅彈性體，這部分將之后詳細(xì)說明。多孔材料層22由外表面研磨裝置(未示出)按照在將該多孔材料層22緊配合地插入到薄壁金屬套筒26內(nèi)之前使其外徑大于薄壁金屬套筒26的內(nèi)徑的方式加工而成。特別地，薄壁金屬套筒26的內(nèi)徑為30.0mm，而多孔材料層22被加工成其預(yù)插入直徑為30.5。
薄壁金屬套筒26包括由高熱傳導(dǎo)性的金屬材料，例如鐵、SUS或者鎳制成的套筒基體26a。在此實施例中，套筒基體26a被形成為鎳制成的通過電化成型(electroformed)的套筒，其內(nèi)徑為30.0mm，壁厚為10到100μm，優(yōu)選地為30到50μm。特別地，套筒基體26a被形成為其壁厚為35μm的薄壁套筒。此外，硅橡膠穿過底漆被施加到此套筒基體26a的外周表面上以形成硅橡膠層26b。此外，硅橡膠層26b的外周表面由氟樹脂(例如全氟烷基-四氟乙烯的共聚物(PFT))制成的管狀體覆蓋，其中所述管狀體限定了釋放層28。
在硅橡膠固化后，硅橡膠層26b的壁厚被設(shè)置為200μm。限定了釋放層28的PFA管的壁厚為30μm。粘接在硅橡膠層26b和釋放層28直徑的粘接層(未示出)的厚度大約為30μm。例如，用于形成粘接層的粘結(jié)劑可以為硅橡膠基的粘結(jié)劑，例如兩種成分的(two-component)LTV(商標(biāo)名由Toray Dow Corning有限公司生產(chǎn)的SE 1700)。此外，還可采用RTV(商標(biāo)名由Shin-Etsu化學(xué)有限公司生產(chǎn)的KE 45)。
下面簡要說明制備此薄壁金屬套筒26的過程。通過采用電化成型帶生產(chǎn)裝置(未示出)來制備套筒基體26a，并且將底漆施加到套筒基體26a的外周表面上。在底漆變干后，將硅橡膠以這種方式，即在其固化后厚度為200μm的方式施加到變干的底漆上，然后將其固化。
然后，將粘結(jié)劑以大約30μm的厚度施加到由固化的硅橡膠限定的硅橡膠層26b的外周表面上，并且按照通過粘結(jié)劑將其粘接于其上的方式安裝PFA管以覆蓋硅橡膠層26b。然后，將粘結(jié)劑固化以允許由PFA管組成的釋放層28粘接到硅橡膠層26b的外周表面上以形成薄壁金屬套筒。該薄壁金屬套筒被切割成給定長度以制備所需的薄壁金屬套筒26。
這樣，就可制得其外周表面與釋放層28接觸的薄壁金屬套筒26。
為了將多孔材料層22和薄壁金屬套筒26粘接到一起，將粘結(jié)劑層24施加到多孔材料層22的外周表面和薄壁金屬套筒26的內(nèi)周表面中的任一個上。在此實施例中，在將薄壁金屬套筒26安裝到多孔材料層22的外周表面上之前，將粘結(jié)劑24施加到多孔材料層22的外周表面上。
用于形成粘接層24的粘結(jié)劑可為硅橡膠基的粘結(jié)劑。在本實施例中，可采用和粘接在硅橡膠層26b和釋放層28之間的粘結(jié)劑一樣的粘結(jié)劑，兩種成分的LTV(商標(biāo)名由Toray Dow Corning有限公司生產(chǎn)的SE 1700)。此外，還可采用RTV(商標(biāo)名由Shin-Etsu化學(xué)有限公司生產(chǎn)的KE 45)。
優(yōu)選地，根據(jù)所施加的粘結(jié)劑的量計算，此粘接層24的厚度為200μm，特別地是大約為50μm。如果粘結(jié)層24的厚度小于5μm，就不能確保足夠的強度。如果粘接層24的厚度超過200μm，那么將會不所期望地破壞多孔層22的熱絕緣效果。因此，粘結(jié)劑層24的厚度優(yōu)選地是設(shè)置在5到200μm之間。
多孔材料層22和薄壁金屬套筒26以上面的方式被粘接到一起。這樣，即使薄壁金屬套筒26和擠壓輥14之間的摩擦接觸力在定影輥12的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下增大時，可避免多孔材料層22和薄壁金屬套筒26之間的相對旋轉(zhuǎn)從而獲得能夠防止由于多孔材料層22的外周表面出現(xiàn)磨損或者粉碎的情況而導(dǎo)致定影輥12出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象的明顯效果。
此外，在定影輥12旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，薄壁金屬套筒26粘接到多孔材料層22上。這使得它能夠可靠地防止薄壁金屬套筒26相對于多孔材料層22發(fā)生軸向位移，并且提供了另一巨大效果，即可靠地防止了由于應(yīng)力集中所導(dǎo)致出現(xiàn)的破損現(xiàn)象，其中所述應(yīng)力集中是由于薄壁金屬套筒26相對于多孔材料層22發(fā)生軸向位移而產(chǎn)生的。
如果硅橡膠基的粘結(jié)劑被用作形成粘接層24的粘結(jié)劑，那么將能夠有效地利用粘結(jié)劑自身給定的柔軟性和彈性。特別地，當(dāng)將柔軟的多孔材料層22粘接到堅硬的薄壁金屬套筒26上時，粘結(jié)劑能夠有效地吸收它們之間的硬度差從而提供防止應(yīng)力出現(xiàn)的明顯效果。
如上所述，具有給定彈性的粘接層24能夠防止來自堅硬薄壁金屬套筒26的力被傳遞給多孔材料層22從而用作為所謂的保護(hù)層。
此外，釋放層28由氟樹脂，例如PTFE或者PFA制成。例如，可將PFA施加到薄壁金屬套筒26的外周表面上，或者可設(shè)置PFA管以覆蓋薄壁金屬套筒26的外周表面。
在擠壓輥14中，硅橡膠彈性層30形成于外周表面周圍，然后將PTFE或者PFA釋放層形成在硅橡膠彈性層30的外周表面周圍。
附圖標(biāo)記34表示用作外部加熱裝置的鹵素加熱器，它用于從外部加熱定影輥12的表面。該鹵素加熱器34相對于定影輥12在定影輥12和擠壓輥14之間的擠壓接觸的張緊區(qū)域N的傳輸目標(biāo)入口附近相對而置，并且定影輥12的表面由來自鹵素加熱器34的輻射熱加熱。
為了使來自鹵素加熱器34的輻射熱有效地加熱定影輥12，將被彎曲以具有高反射率的反射器36設(shè)置在定影輥12的另一側(cè)上，同時將鹵素加熱器34插入到其間，從而在不發(fā)生擴散的情況下反射來自鹵素加熱器34的輻射熱。
熱敏電阻38被設(shè)置成與定影輥10接觸從而測量其上的表面溫度，關(guān)于檢測到的定影輥10表面溫度的信息通過A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)被傳送給CPU(未示出)。根據(jù)此信息，CPU(未示出)工作從而可控地將鹵素加熱器34開啟/關(guān)閉，從而將定影輥的表面溫度保持在給定值。
如上所述，定影輥12具有容納于其內(nèi)的多孔材料層22以及位于其外側(cè)上的薄壁金屬套筒26。這樣，薄壁金屬套筒26將被加熱裝置(鹵素加熱器)34從外部快速地加熱。
就機械加工性而言，不能將薄壁金屬套筒26的厚度設(shè)置成極小的值。另外，同樣在關(guān)注機械加工性的情況下，如果薄壁金屬套筒26的厚度被過大地增加，那么薄壁金屬套筒26的剛性將增大從而難于充分地獲得夾緊區(qū)域N的夾緊寬度。因此，定影輥12的薄壁金屬套筒26的厚度優(yōu)選地是為10到100μm。
在定影輥12中，具有高熱絕緣效果的彈性層的多孔材料層22形成在內(nèi)部，并且厚度為10到100μm的薄壁金屬套筒26形成在其外側(cè)。這樣，定影輥12可被外部加熱件34加熱至給定的固定(fixing)溫度從而獲得縮短的加熱時間段。這就排除了即使在成像裝置不工作的狀態(tài)下也以和傳統(tǒng)的方式那樣加熱定影輥12的表面的需要，從而極大地降低了動力損耗。
定影輥的內(nèi)部的彈性允許較小直徑的擠壓輥12的中心18發(fā)生彎曲，從而消除了擠壓接觸夾緊區(qū)域N的不均勻性或者使擠壓接觸夾緊區(qū)域N在縱向上的夾緊寬度均衡化，因此給傳送的目標(biāo)施加了相應(yīng)均勻的載荷從而防止傳送目標(biāo)出現(xiàn)問題，例如使其發(fā)生彎曲。
此外，具有彈性的定影輥12能便于增加夾緊寬度從而允許成像裝置具有更高的打印速度。
盡管鹵素加熱器34作為外部加熱裝置用在上面的實施例中用于從外部加熱定影輥12的表面，但是本發(fā)明的加熱裝置并不局限于鹵素加熱器34，而是可采用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)來對定影裝置12進(jìn)行加熱。換句話說，可通過從外部將熱量施加到其上來對薄壁金屬套筒26進(jìn)行加熱，或者也可被設(shè)計成自身產(chǎn)生熱量。
作為外部加熱裝置的一個示例，下面將結(jié)合圖11和12來說明利用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)的電磁感應(yīng)加熱器40。
如圖11所示，電磁感應(yīng)加熱器40在加熱區(qū)域Z內(nèi)作為一種裝置對形成在定影輥12內(nèi)的薄壁金屬套筒26進(jìn)行電磁感應(yīng)加熱。在此示例中，電磁感應(yīng)加熱器40形成為弧形從而沿著定影輥12周向的大致一半延伸。特別地，如圖12所示，在不同的剖面方向內(nèi)，電磁感應(yīng)加熱器40包括非磁性的基體42，其中該基體在定影輥12的周向的大致一半上沿著定影輥12的外周表面延伸，加熱器40還包括例如由鐵制成的、位于形成在與定影輥相對的基體42的表面內(nèi)凹陷部分的中心區(qū)域內(nèi)的磁芯44，以及纏繞在磁芯44周圍、適于在定影輥12的徑向上產(chǎn)生可變磁場H的勵磁線圈46。電磁感應(yīng)加熱器40被設(shè)計成按照穿透定影輥12的薄壁金屬套筒26的寬度方向的方式基于電源(未示出)給勵磁線圈46通電來產(chǎn)生可變的磁場H，并且在薄壁金屬套筒26內(nèi)產(chǎn)生渦流Ic以誘導(dǎo)薄壁金屬套筒26的自發(fā)熱。
與鹵素加熱器34相比，正如在此改進(jìn)實施例中所示的，用作外部加熱裝置的電磁感應(yīng)加熱器40能夠進(jìn)一步地快速(按指數(shù)規(guī)律地)加熱定影輥12的薄壁金屬套筒26，從而加熱位于夾緊在定影輥12和擠壓輥14之間的夾緊區(qū)域內(nèi)的未固定片狀物上的未定影調(diào)色劑(unfixedtoner)。
(制造裝置50)參照圖6，將系統(tǒng)地說明用于執(zhí)行制造上面定影裝置的方法的制造裝置50。
該制造裝置50被設(shè)計成通過壓力處理來減小定影輥12的多孔材料層22的外徑，然后將粘結(jié)劑施加到具有減小外徑的多孔材料層22的外周表面上，然后在進(jìn)行粘結(jié)劑施加過程后，將多孔材料層22緊配合地插入到薄壁金屬套筒26內(nèi)。
特別地，該制造裝置50具有加壓容器52，該加壓容器用于在加壓的環(huán)境下依次完成上面所有的操作。此加壓容器52流體地與壓力供給機構(gòu)54(例如壓縮機)相連，并且根據(jù)壓力供給機構(gòu)54的致動，加壓容器52的內(nèi)部空間可具有高壓環(huán)境，例如5MPa的高壓環(huán)境。
在加壓容器52內(nèi)，制造裝置50包括用于將薄壁金屬套筒26支承在直立狀態(tài)下的支座65，用于支承多孔體X的支承機構(gòu)58，以及粘結(jié)劑施加裝置60，其中所述多孔體X包括中心14和位于中心14周圍的多孔材料層22，所述支承機構(gòu)58與由支座56支承的薄壁金屬套筒26成共軸關(guān)系，它在保持共軸關(guān)系的同時使多孔體X發(fā)生運動，所述粘結(jié)劑施加裝置60用于均勻地將粘結(jié)劑施加到由支承機構(gòu)58支承的多孔體X的多孔材料層22的外周表面上。
支承機構(gòu)58包括一對上下支承軸62、64，它們共軸地穿過支座56和由支座56支承的薄壁金屬套筒26，因此多孔材料層22能由支承軸62、64共軸地支承。支承軸62、63被設(shè)計成按照在彼此間隔的方向上進(jìn)行額外運動(additionally moved)的方式被運動機構(gòu)(未示出)整體驅(qū)動和運動。
下面將詳述采用上述制造裝置制造上述定影輥12的制造方法的過程。
首先，將中心16設(shè)置在注模裝置的腔室內(nèi)。在模具封閉的狀態(tài)下，作為多孔材料的原材料的乳化劑(例如在示例1中得到的乳化劑)在真空減壓裝置中排氣從而將混合的空氣從中排走。然后，將乳化劑注入到腔室內(nèi)，并使之在與圖1中描述的條件相同的條件下發(fā)生固化。通過上面的處理，制得多孔體X，其中所述多孔體X包括中心16和位于中心16的外周表面周圍并具有至少多個封閉單元的硅彈性體多孔材料層22。在打開模具并將多孔體X從注模裝置中取出后，將多孔體X固定到研磨裝置(未示出)上以研磨多孔體X的外周表面，從而使多孔材料層22具有作為外徑的給定直徑，例如所述外徑為30.5mm，它等于或大于薄壁金屬套筒26的內(nèi)徑30.0mm。
然后，將加壓容器52打開以將多孔體X夾緊于支承機構(gòu)58的一對上下支承軸62、64之間，并使薄壁金屬套筒26以直立的姿式支承在支座56上。
然后，將加壓容器52封閉，起動壓力供給裝置54以對容納于加壓容器52內(nèi)的多孔體X進(jìn)行加壓，從而允許多孔材料層22的外徑小于薄壁金屬套筒26的外徑。
然后，如圖7所示，起動粘結(jié)劑施加裝置60。此外，起動運動機構(gòu)(未示出)使上下支承軸向下運動，并且將粘結(jié)劑施加到多孔體X的外周表面和薄壁金屬套筒26的內(nèi)周表面中任意一個上，在本實施例中，具體地是施加到多孔體X的外周表面上以形成粘結(jié)劑層24。
然后，在加壓容器52內(nèi)，連續(xù)操作運動機構(gòu)使上下支承軸向下運動，并且將支承在其間的多孔體X插入到薄壁金屬套筒26內(nèi)以形成如圖8所示的套筒體Y。
然后，在釋放加壓狀態(tài)并打開加壓容器52使之接觸大氣后，以上面的方式將形成于加壓容器52內(nèi)的套筒體Y取出，以促使多孔體X的多孔材料層22發(fā)生膨脹，從而使多孔材料層22的外周表面與薄壁金屬套筒26的內(nèi)周表面緊密接觸。在此密接觸過程中，多孔材料層22的膨脹在加壓狀態(tài)被釋放時發(fā)生，并且在加壓狀態(tài)被釋放的同時，也基本完成了膨脹。
然后，粘結(jié)劑固化從而將多孔體X和薄壁金屬套筒26粘接到一起。在此粘接的過程中，套筒體Y容納在恒溫池中，并在150°下被加熱至大約30分鐘以將它們粘接在一起。應(yīng)該理解的是，可根據(jù)加熱的情況在完成粘接過程后來執(zhí)行老化處理。
薄壁金屬套筒26的外周表面預(yù)先被覆蓋上由作為氟樹脂的PFA制成的釋放層28。這樣，當(dāng)粘接過程完成時，就可獲得作為產(chǎn)品的定影輥12。
應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的定影輥并不局限于上面的特殊實施例和示例，并且在不偏離于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可進(jìn)行各種改變和改進(jìn)。下面將結(jié)合

上面實施例中的定影裝置所作改進(jìn)的各種示例。在下面的說明中，與前述實施例相同的元件或部件采用相同的附圖標(biāo)記，并將對其的說明省去。
(定影輥的結(jié)構(gòu))例如，盡管前述實施例中的釋放層28直接形成在薄壁金屬套筒26的外周表面上，但是定影輥12并不局限于這種結(jié)構(gòu)。例如，如圖9所示，在將其設(shè)置于注模裝置內(nèi)之前，并不在薄壁金屬套筒26的外周表面形成釋放層28，而是僅僅將彈性層48，例如硅橡膠形成在薄壁金屬套筒26的外周表面上。然后，在將薄壁金屬套筒26和多孔材料層22形成為一體后，將釋放層28形成在薄壁金屬套筒26的外周表面上。即，釋放層28對于本發(fā)明而言并不是主要成分，而是它可以隨時固定或者形成。
(定影輥的應(yīng)用)在本發(fā)明的定影輥被應(yīng)用到上述實施例的熱定影輥中的同時，本發(fā)明并不局限于應(yīng)用到熱定影輥中，而是如圖10所示，還可被應(yīng)用到擠壓輥14中。
此外，盡管上述實施例中的制造方法包括通過加壓的方法減小多孔體X的外徑，但是多孔體X的外徑可通過加壓的方法被減小。重要的是當(dāng)將多孔體X插入到薄壁金屬套筒26內(nèi)以形成套筒體Y時，允許多孔體X具有預(yù)插入的外徑，該外徑值被設(shè)置成小于薄壁金屬套筒26的內(nèi)徑，并且還允許其插入后外徑基本上等于或者稍大于薄壁金屬套筒26的內(nèi)徑。這樣，可采用任何能夠獲得此改變的適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。例如，可采用通過加壓或者減壓的方法來減小多孔體X的直徑的技術(shù)，它將對多孔體X施加的壓力作為參數(shù)，或者可采用通過加熱的方法來增加薄壁金屬套筒26的直徑或者通過冷卻來減小多孔體X的直徑的技術(shù)，它將熱量作為參數(shù)。
在上面的實施例中，當(dāng)多孔體X插入到薄壁金屬套筒26內(nèi)時，多孔體X包括“中心16和位于中心16的外周表面周圍并具有至少多個封閉單元的硅彈性體多孔材料層22”。然而，本發(fā)明并不局限于這種操作。例如，僅由中空的硅彈性體多孔材料層22組成、而無中心16的多孔體X也可被插入到薄壁金屬套筒26內(nèi)，然后可將中心16插入到已插入薄壁金屬套筒26內(nèi)的硅彈性體多孔材料層22的中心孔內(nèi)。在這種情況下，即使硅彈性體多孔材料層22的外徑被設(shè)置成基本上等于或稍大于薄壁金屬套筒26的內(nèi)徑，無中心16的中空硅彈性體多孔材料層22也可容易并且可靠地被插入到薄壁金屬套筒26內(nèi)，或者套筒體Y容易并可靠地由多孔體X和薄壁金屬套筒26組成。
在前述的制造過程中，為了形成多孔體X，將中心16設(shè)置在注模裝置內(nèi)，并且將作為多孔材料的原材料的乳化劑注入到中心16的外周表面上以使多孔材料層22在注模裝置將中心16的外周表面覆蓋。然而，本發(fā)明并不局限于此操作。例如，可制備形成有中心插入孔的圓筒形多孔體，并且然后將中心16插入到該圓筒形的多孔體內(nèi)。即，任何用于在中心16的外周表面周圍形成多孔材料層22的適當(dāng)?shù)捻樞蚨伎刹捎谩?br> 在上述的實施例中，在加壓容器52內(nèi)的壓力環(huán)境下完成將粘結(jié)劑施加到多孔材料層22的外周表面上的過程，或者將粘結(jié)劑施加到多孔材料層22的減小的外周表面上。本發(fā)明并不局限于此操作。例如，可將粘結(jié)劑在大氣壓下施加到多孔材料層22的外周表面上，或者可將粘結(jié)劑在減小直徑的過程之前施加到多孔材料層22的外周表面上從而獲得相同的效果。
盡管前述制造方法中的釋放層28通過作為彈性層的硅橡膠層26b形成，然而本發(fā)明并不局限于此操作，而是釋放層28可直接形成于薄壁金屬套筒26的套筒體26a的外周表面上。
此外，在上述實施例中，盡管在形成氟樹脂釋放層28的過程中PFA管緊密安裝以覆蓋硅橡膠層26b，然而本發(fā)明并不局限于此操作。例如，PFA可涂覆于薄壁金屬套筒26的外周表面上。應(yīng)該理解的是，粘結(jié)劑可直接施加在硅橡膠層26b的外周表面上，其中所述硅橡膠層26b形成在薄壁金屬套筒26的外周表面上。
此外，在前述實施例中，盡管將薄壁金屬套筒26通過粘接層24粘接到多孔材料層22的外周表面上，然而本發(fā)明并不局限于此布置。例如，只要在薄壁金屬套筒26和多孔材料層22彼此摩擦發(fā)生接合并且從外部可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動中心16的結(jié)構(gòu)中，薄壁金屬套筒26可根據(jù)位于這樣一種結(jié)構(gòu)中的多孔材料層22的旋轉(zhuǎn)而與其一起旋轉(zhuǎn)，或者只要在可從外部旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動該薄壁金屬套筒26的結(jié)構(gòu)中多孔材料層22(或者中心16)可隨薄壁金屬套筒26一起旋轉(zhuǎn)，那么就并不需要粘接層24。
權(quán)利要求
1.一種定影輥，它包括中心；多孔材料層，包括采用乳化劑合成物制備而成的封閉單元式硅彈性體，所述該多孔材料位于所述中心的外周表面的周圍；和覆蓋在所述多孔材料層的外周表面上的薄壁金屬套筒。
2.如權(quán)利要求1所述的定影輥，其中形成所述多孔材料的所述硅彈性體具有多個封閉的單元比例占到60％或更多的單元，其中占全部單元數(shù)目的50％或者更多的單元分別具有50μm或更小的直徑。
3.如權(quán)利要求2所述的定影輥，其中占全部單元數(shù)目的50％或者更多的每一單元滿足下面的公式(A)0≤(m-n)/m≤0.5 ----(A)其中m代表單元的最大直徑，n代表單元的最小直徑。
4.如權(quán)利要求3所述的定影輥，其中占全部單元數(shù)目的50％或者更多的每一單元滿足下面的公式(B)0≤(m-n)/n≤0.5 ----(B)其中m代表單元的最大直徑，n代表單元的最小直徑。
5.如權(quán)利要求4所述的定影輥，其中所述硅彈性體的平均單元直徑為30μm或更小。
6.如權(quán)利要求2所述的定影輥，其中所述硅彈性體的封閉單元的比例為80％或更大。
7.如權(quán)利要求2所述的定影輥，其中所述每一單元的直徑在0.1μm到70μm之間。
8.如權(quán)利要求1所述的定影輥，其中所述多孔材料層采用油包水的乳化劑合成物制備，該合成物包含可固化的以形成硅彈性體的液態(tài)硅橡膠材料、具有表面活性功能的硅油材料以及水。
9.如權(quán)利要求1所述的定影輥，它可包括形成在所述薄壁金屬套筒外周表面周圍的釋放層。
10.如權(quán)利要求9所述的定影輥，它包括位于所述釋放層和所述薄壁金屬套筒之間的彈性層。
11.如權(quán)利要求1所述的定影輥，它包括形成在所述薄壁金屬套筒外周表面上的彈性層。
12.如權(quán)利要求1所述的定影輥，它包括形成在所述彈性層外周表面上的釋放層。
13.如權(quán)利要求9或12所述的定影輥，其中所述彈性層可由氟樹脂制成。
14.如權(quán)利要求13所述的定影輥，其中所述氟樹脂涂覆于所述彈性層的外周表面上。
15.如權(quán)利要求13所述的定影輥，其中所述氟樹脂可形成為管狀，并且覆蓋在所述彈性層的外周表面上。
全文摘要
披露了一種定影輥，它包括中心(16)、位于中心(16)的外周表面的周圍的多孔材料層(22)，以及覆蓋在多孔材料層(22)的外周表面上的薄壁金屬套筒(26)。多孔材料層(22)包括封閉的單元式硅彈性體。本發(fā)明提供了一種定影輥，它能夠在實際驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)的條件下保證耐用性得到提高并且長期保持可用狀態(tài)。
文檔編號G03G15/20GK1831675SQ200610057039
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月11日
發(fā)明者小川潤, 池田篤 申請人:日東工業(yè)株式會社