DE102014206707A1

DE102014206707A1 - Fixiereinheitzusammensetzungen

Info

Publication number: DE102014206707A1
Application number: DE102014206707.3A
Authority: DE
Inventors: Jin Wu; Jonathan H. Herko; Lanhui Zhang; Lin Ma
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2014-04-07
Publication date: 2014-10-30
Also published as: JP2014215611A; JP6262592B2; CN104122778A; US8829088B1; CN104122778B

Abstract

Eine xerographische Fixiereinheit, die eine Zusammensetzung aus einem Polyimid und einem Alkoholphosphat umfasst.

Description

Diese Offenbarung ist im Allgemeinen auf Fixiereinheiten gerichtet, die bei elektrophotographischen Bildgebungsvorrichtungen wie z. B. digitale, Bild-auf-Bild- und Transfixier-Tintenstrahldrucksysteme mit fester Druckfarbe nützlich sind, und wobei die Fixiereinheit aus einer Substratschicht besteht, die eine Mischung aus einem Polyimid und einem Alkoholphosphat umfasst.
Um Tonermaterial auf einem Trägerelement wie Papier mittels Hitze und Druck zu befestigen oder schmelzzufixieren, ist es für gewöhnlich erforderlich, die Temperatur des Toners zu erhöhen und gleichzeitig ausreichend Druck anzulegen, so dass bewirkt wird, dass die Bestandteile des Toners klebrig werden und koaleszieren. Sowohl auf dem Gebiet der xerographischen als auch elektrographischen Aufzeichnung ist die Anwendung von Wärmeenergie zum Fixieren von Tonerbildern auf einem Trägerelement bekannt.
Darüber hinaus sind Zentrifugalformungsprozesse bekannt, um Polyimidfixierbänder zu erhalten, und wobei eine dünne, ungefähr 0,5 µm dicke fluorhaltige Trennschicht oder eine Silikontrennschicht auf die Innenfläche eines steifen zylindrischen Dorns aufgetragen ist und eine Polyimidbeschichtung auf die Innenfläche des Dorn aufgetragen ist, die die Trennschicht enthält, und wobei das Polyimid gehärtet und danach vom Dorn getrennt wird. Mit den oben genannten Prozessen sind diverse Nachteile verbunden, z. B. dass die Länge des Polyimidbandes durch die Größe des Dorns bestimmt wird, und dass eine Trennschicht auf der Innenfläche des Dorns vorhanden sein muss, die kostspielig sein kann und einen weiteren Verfahrensschritt bedingt. Somit trennt sich das Polyimid ohne eine hinzugefügte Trennschicht für gewöhnlich ohne äußere Einflüsse nicht selbst.
Darüber hinaus besteht ein Bedarf an Materialien für Fixiereinheiten, die in Bezug auf eine Vielzahl von Substraten selbstlösende Charakteristika aufweisen, die ausgewählt werden, wenn solche Einheiten hergestellt werden.
Es besteht darüber hinaus ein Bedarf an nahtlosen Fixiereinheiten, die für das Hitzeschmelzfixieren von entwickelten Bildern in xerographischen Verfahren ausgewählt werden, und wobei die Einheiten keine separate Trennschicht aufweisen.
Ein noch weiterer Bedarf besteht in der Bereitstellung von nahtlosen Fixiereinheiten und nahtlosen Fixierbändern, die günstiger als jene Fixiereinheiten, die eine Trennschicht enthalten, und günstiger als bekannte zentrifugal erzeugte nahtlose Polyimidbandverfahren hergestellt werden kann.
Darüber hinaus besteht ein Bedarf an xerographischen Fixiereinheiten, die nicht-fluorhaltige interne Trennmittel eines Alkoholphosphats enthalten, und wobei das Phosphat die schnelle Trennung einer Zusammensetzung, die ein Polymer wie Polyimid enthält, von einem Substrat auf ökonomische Weise ermöglicht, und wobei die Haftung einer Mantelschicht wie Polymer, z. B. eine Silikonschicht, im Wesentlichen permanent ist.
Außerdem besteht ein Bedarf an Fixiereinheiten und nahtlosen Bändern davon, die Zusammensetzungen enthalten, die ökonomisch und effizient hergestellt werden können.
Darüber hinaus besteht ein Bedarf an Fixiereinheiten mit einer Kombination aus ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften – wodurch deren Lebensdauer erhöht wird – und stabilen, im Wesentlichen einheitlichen Charakteristika, wie hier gezeigt, und wobei nur eine einzelne Beschichtungsschicht erforderlich ist.
Es wird eine Fixiereinheit offenbart, die eine Substratschicht umfasst, die eine Mischung aus einem Polyimid und einem Alkoholphosphat umfasst.
Darüber hinaus wird hier ein xerographisches Fixierband veranschaulicht, das eine Zusammensetzungsmischung eines Polyimids und eines Alkoholphosphats der folgenden Formeln/Strukturen: C_nH_2n+1-O-P(=O)(OH)₂ und C_nH_2n-1-O-P(=O)(OH)₂ wobei n die Anzahl von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen darstellt, und Mischungen davon umfasst; und wobei die Mischung von Polyimid und Alkoholphosphat in Form einer Schicht eine optionale Beschichtung aus Siliciumkautschuk, Fluorpolymer oder Mischungen davon auf ihr umfasst.
Ferner wird hier ein Verfahren zum Bilden eines Fixierbandes offenbart, das sich für eine Verwendung in einem xerographischen Bilderzeugungssystem eignet, das das Verlaufsbeschichten einer Zusammensetzung, die ein Polyimid, ein Alkoholphosphat und ein Lösungsmittel umfasst, auf die Außenfläche eines Drehsubstrats und das Vorhärten der Beschichtungszusammensetzung bei einer Temperatur von ungefähr 125 °C bis ungefähr 250 °C, gefolgt von einem Endhärten bei einer Temperatur von ungefähr 250 °C bis ungefähr 370 °C, umfasst, und optional wobei das Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Tetrahydrofuran, Methylethylketon, Methylisobutylketon, N,N'-Dimethylformamid, N,N'-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon und Methylenchlorid, und optional wobei das Alkoholphosphat in einer Menge von ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,5 Gew.-% der Feststoffe vorhanden ist und das Alkoholphosphat durch zumindest eines von C₆H₁₃-O-P(=O)(OH)₂, C₆H₁₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₅-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₃H₂₇-O-P(=O)(OH)₂, C₁₈H₃₅-O-P(=O)(OH)₂, C_8-10H_17-21-O-P(=O)(OH)₂, einer Mischung von C₈H₁₇-O-P(=O)(OH)₂ und C₁₀H₂₁-O-P(=O)(OH)₂ dargestellt ist.
Die folgenden Figuren werden bereitgestellt, um die hier offenbarten Fixiereinheiten näher zu veranschaulichen.
1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Querschnittsansicht einer Fixiereinheit in Form eines Bandes der vorliegenden Offenbarung.
Die 2A und 2B zeigen verallgemeinerte beispielhafte Schmelzfixierkonfigurationen der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Transfixiervorrichtung der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Spannvorrichtung, um eine Endhärtung der Fixiereinheit-Beschichtungszusammensetzung zu erzielen.
Bei diversen Ausführungsformen kann die Fixiereinheit z. B. eine Substratschicht beinhalten, die eine Mischung von einem Polyimidpolymer und einem Alkoholphosphat umfasst, wobei eine oder mehrere Funktionsschichten darauf gebildet sind. Das Substrat kann unter Verwendung geeigneter nicht-leitender oder leitender Materialien in diversen Formen wie z. B. ein Band oder ein Film gebildet werden, wobei die Dicke der Fixiereinheit z. B. ungefähr 30 bis ungefähr 1000 µm, ungefähr 100 bis ungefähr 800 µm, ungefähr 150 bis ungefähr 500 µm, ungefähr 100 bis ungefähr 125 µm oder ungefähr 75 bis ungefähr 80 µm beträgt.
Die in jeder der nachstehenden Figuren ggf. vorhandenen Pfeile zeigen die Bewegungsrichtung der diversen dargestellten Komponenten an.
In 1 kann eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, eine Schmelzfixier- oder Transfixiereinheit 200, ein Substrat oder ein Band 210 beinhalten, das aus einer Mischung von einem Polyimidpolymer und einem Alkoholphosphat besteht, wobei eine oder mehrere, z. B. 1 bis ungefähr 4, 1 bis ungefähr 2, Zwischenfunktionsschichten 220 und eine optionale Außenflächen-Trennschicht 230 darauf gebildet sind.
Die 2A und 2B zeigen verallgemeinerte beispielhafte Schmelzfixierkonfigurationen für Schmelzfixierprozesse gemäß der vorliegenden Offenbarung, wobei anzumerken ist, dass die offenbarte Vorrichtung und das offenbarte Verfahren auf andere Drucktechnologien angewandt werden können, z. B. Offset-Druck und Tintenstrahl- und Tintenstrahltransfixiermaschinen mit fester Druckfarbe und öllose Schmelzfixiersysteme, auch wenn hier ein elektrophotographischer Drucker beschrieben ist.
2A zeigt die Schmelzfixierkonfiguration 300B, die die in 1 gezeigte Fixiereinheit 200 beinhaltet. Die Konfiguration 300B kann das Fixierband von 1 beinhalten, das umfangsmäßig um eine Trommel 100 gewickelt ist, die einen Fixierwalzenspalt mit einem Druckbeaufschlagungsmechanismus 335 bildet, der ein Anpressband für ein bildtragendes Material 315 beinhaltet. Bei diversen Ausführungsformen kann der Druckbeaufschlagungsmechanismus 335 in Kombination mit einer Wärmelampe (nicht gezeigt) verwendet werden, um sowohl Druck als auch Hitze für das Schmelzfixieren oder Fixieren der Tonerpartikel am bildtragenden Material 315 bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Konfiguration 300B eine oder mehrere externe Wärmewalzen 350 gemeinsam mit einer Reinigungsbahn 360 enthalten, wie in 2A gezeigt.
2B zeigt die Schmelzfixierkonfiguration 400B mit der in 1 dargestellten Fixiereinheit. Die Konfiguration 400B kann die Fixiereinheit in Form eines Bandes 200 von 1 beinhalten, das einen Fixierwalzenspalt mit einem Druckbeaufschlagungsmechanismus 435, z. B. ein Anpressband, mit Walzen für ein Medien- oder Papiersubstrat 415 bildet. Bei diversen Ausführungsformen kann der Druckbeaufschlagungsmechanismus 435 in Kombination mit einer Wärmelampe verwendet werden, um sowohl Druck als auch Hitze für das Schmelzfixieren der Tonerpartikel am Mediensubstrat, z. B. Papier 415, bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Konfiguration 400B ein mechanisches System 445 beinhalten, das bei Bedarf auch als Wärmewalze(n) und mit zumindest einer Walze verwendet werden kann, z. B. Walzen a, b und c, die mit 447, 449 bzw. 448 ausgewiesen sind, um das Fixierband 200 zu bewegen und die Tonerpartikel schmelzzufixieren, um entwickelte Bilder auf dem Mediensubstrat 415 zu bilden.
3 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform eines Transfixierelements 7, das in Form eines Bandes, Bogens, Films oder dergleichen vorliegen kann. Das Transfixierelement 7 ist ähnlich der Fixiereinheit 200 von 1 oder dem Band 200 von 2B konstruiert. Das auf der Fixiereinheit 1 positionierte entwickelte xerographische Tonerbild 12 wird über Walzen 4 und 8 mit einer Transfixierelement 7 in Kontakt gebracht und auf dieses übertragen. Mit der Walze 4 und/oder der Walze 8 kann Hitze assoziiert sein oder auch nicht. Das Transfixierelement 7 setzt in die Richtung des Pfeils 13 fort. Das entwickelte Bild 12 wird durch das Transfixierelement 7 übertragen und auf ein Kopiersubstrat 9 schmelzfixiert, während das Kopiersubstrat 9 zwischen Walzen 10 und 11 vorwärtsbewegt wird, um das finale schmelzfixierte entwickelte Tonerbild 12 zu erhalten. Mit der Walze 10 und/oder der Walze 11 kann Hitze assoziiert sein.
4 zeigt eine Härtungseinrichtung für die Fixiereinheit der vorliegenden Offenbarung. Das Härten der offenbarten Fixiereinheitbeschichtungen wird z. B. bei einer Spannung von ungefähr 1 bis ungefähr 10 kg oder ungefähr 3 bis ungefähr 7 kg erreicht, und wobei eine vorgehärtete Einheit oder ein vorgehärtetes Band 210 zwischen zwei Walzen 250 gespannt ist, während sie/es sich in die Richtung des Pfeils 20 dreht. Das Vorhärten der offenbarten Beschichtungszusammensetzungsmischung kann bei diversen geeigneten Temperaturen erzielt werden, z. B. ungefähr 125 °C bis ungefähr 250 °C oder ungefähr 175 °C bis ungefähr 200 °C, gefolgt von einer Endhärtung bei einer Temperatur von ungefähr 250 °C bis ungefähr 370 ° oder ungefähr 300 °C bis ungefähr 325 °C.
Die offenbarte Fixiereinheitzusammensetzungsmischung des Polyimids und des Alkoholphosphats kann auf ein/e geschweißte/s oder nahtlose/s Edelstahlband oder -trommel, ein/e nahtlose/s Aluminiumband oder -trommel, eine/s galvanogeformte/s nahtlose/s Nickelband oder -trommel oder eine Glastrommel mit den gewünschten Produktumfängen verlaufsbeschichtet werden. Das Polyimid-Alkoholphosphat-Band wird teilweise gehärtet oder vorgehärtet, z. B. bei ungefähr 150 °C bis ungefähr 250 °C, ungefähr 125 °C bis ungefähr 250 °C oder ungefähr 180 °C bis ungefähr 220 °C, für einen Zeitraum von z. B. ungefähr 30 bis ungefähr 90 min oder ungefähr 45 bis ungefähr 75 min, und löst sich selbst vom geschweißten oder nahtlosen Edelstahlband oder von der geschweißten oder nahtlosen Edelstahltrommel oder dem/r nahtlosen Aluminiumband oder -trommel oder dem/r galvanogebildeten nahtlosen Nickelband oder -trommel oder Glastrommel, und wird danach vollständig gehärtet, z. B. bei ungefähr 250 °C bis ungefähr 370 °C oder ungefähr 300 °C bis ungefähr 340 °C, für einen Zeitraum von z. B. ungefähr 30 bis ungefähr 150 min oder ungefähr 60 bis ungefähr 120 min, unter Spannung in der in 4 gezeigten Konfiguration. Für die Endhärtung befindet sich das Band in einer Spannung von ungefähr 1 bis ungefähr 10 kg oder ungefähr 3 bis ungefähr 7 kg, und wobei das vorgehärtete Band 210 zwischen zwei Walzen 250 gespannt ist, während es sich in die Richtung des Pfeils 20 dreht.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Bilden eines Fixierbandes zur Verwendung mit einem Bilderzeugungssystem, z. B. einem xerographischen Bilderzeugungssystem, offenbart. Das Verfahren umfasst z. B. das Verlaufsbeschichten einer Zusammensetzung, die ein Polyimid, ein Alkoholphosphat und ein Lösungsmittel umfasst, auf die Außenfläche eines Drehsubstrats, z. B. eines/r geschweißten oder nahtlosen Edelstahlbandes oder -trommel oder eines/r nahtlosen Aluminiumbandes oder -trommel oder eines/r galvanogeformten nahtlosen Nickelbandes oder -trommel oder einer Glastrommel mit den gewünschten Produktumfängen. Die Beschichtung wird teilweise gehärtet und danach wie hier dargestellt gehärtet oder auf dem Drehsubstrat vollständig gehärtet.
FIXIEREINHEITZUSAMMENSETZUNGEN
Die offenbarte Fixiereinheit kann aus einer Mischung von einem Polyimid und einem Alkoholphosphat bestehen, wobei sich die Zusammensetzung selbst von einem Metallsubstrat wie Edelstahl löst, und wobei eine externe Trennschicht auf dem Metallsubstrat vermieden werden kann. Die offenbarte Zusammensetzung ist somit kosteneffizient, da z. B. nur eine Beschichtungsschicht erforderlich ist.
Bei einer Ausführungsform umfasst die offenbarte Fixiersubstratschichtzusammensetzung einen Polyimidpräkursor, z. B. Polyamidsäure und insbesondere eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin, und ein Alkoholphosphat, das vorwiegend als internes Trennmittel agiert.
Polyimide
Beispiele für Polyimide, die für hier dargestellten Fixiereinheiten ausgewählt werden, können aus einem Polyimidpräkursor einer Polyamidsäure gebildet werden, die eines von einer Polyamidsäure von Pyromellitindianhydrid/4,4'-Oxydianilin, einer Polyamidsäure von Pyromellitindianhydrid/Phenylendiamin, einer Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin, einer Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin, einer Polyamidsäure von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin, einer Polyamidsäure von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin und dergleichen und Mischungen davon ist. Nach dem Härten umfassen die entstehenden Polyimide ein Polyimid von Pyromellitindianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Pyromellitindianhydrid/Phenylendiamin, ein Polyimid von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin, ein Polyimid von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin und Mischungen davon.
Im Handel erhältliche Beispiele für ausgewählte Polyamidsäure von Pyromellitindianhydrid/4,4'-Oxydianilin umfassen PYRE-ML RC5019 (ungefähr 15 bis 16 Gew.-% in N-Ethyl-2-pyrrolidon, NMP), RC5057 (ungefähr 14,5 bis 15,5 Gew.-% in NMP/aromatischem Kohlenwasserstoff = 80/20) und RC5083 (ungefähr 18 bis 19 Gew.-% in NMP/DMAc = 15/85), allesamt von Industrial Summit technology Corp., Parlin, NJ; DURIMIDE^® 100, im Handel von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc., erhältlich.
Für das Erzeugen der Polyimide, die für die hier dargestellten Fixiereinheiten ausgewählt sind, können Polyamidsäuren von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin verwendet werden, z. B. U-VARNISH A und S (ungefähr 20 Gew.-% in NMP), beide von UBE America Inc., New York, NY., erhältlich, PI-2610 (ungefähr 10,5 Gew.-% in NMP) und PI-2611 (ungefähr 13,5 Gew.-% in NMP), beide von HD MicroSystems, Parlin, NJ, erhältlich.
Im Handel erhältliche Beispiele für Polyamidsäuren von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin umfassen RP46 und RP50 (ungefähr 18 Gew.-% in NMP), beide von Unitech Corp., Hampton, VA., erhältlich; im Handel erhältliche Beispiele für Polyamidsäuren von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin umfassen PI-2525 (ungefähr 25 Gew.-% in NMP), PI-2574 (ungefähr 25 Gew.-% in NMP), PI-2555 (ungefähr 19 Gew.-% in NMP/aromatischem Kohlenwasserstoff = 80/20) und PI-2556 (ungefähr 15 Gew.-% in NMP/aromatischem Kohlenwasserstoff/Propylenglycolmethylether = 70/15/15), allesamt von HD MicroSystems, Parlin, NJ, erhältlich.
Mehr im Detail werden Beispiele für Polyamidsäure oder Ester von Polyamidsäure, die für die Bildung eines Polyimids ausgewählt werden können, durch Reaktion eines Dianhydrids und eines Diamins hergestellt. Geeignete ausgewählte Dianhydride umfassen aromatische Dianhydride und aromatische Tetracarbonsäuredianhydride wie z. B. 9,9-Bis(trifluormethyl)xanthen-2,3,6,7-tetracarbonsäuredianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrid, 2,2-Bis((3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)hexafluorpropandianhydrid, 4,4'-Bis(3,4-dicarboxy-2,5,6-trifluorphenoxy)octafluorbiphenyldianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybiphenyldianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybenzophenondianhydrid, Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)etherdianhydrid, Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)sulfiddianhydrid, Di-(3,4-dicarboxyphenyl)methandianhydrid, Di-(3,4-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid, 1,2,4,5-Tetracarboxybenzoldianhydrid, 1,2,4-Tricarboxybenzoldianhydrid, Butantetracarboxyldianhydrid, Cyclopentantetracarboxyldianhydrid, Pyromellitdianhydrid, 1,2,3,4-Benzoltetracarboxyldianhydrid, 2,3,6,7-Naphthalentetracarboxyldianhydrid, 1,4,5,8-Naphthalentetracarboxyldianhydrid, 1,2,5,6-Naphthalentetracarboxyldianhydrid, 3,4,9,10-Perylentetracarboxyldianhydrid, 2,3,6,7-Anthracentetracarboxyldianhydrid, 1,2,7,8-Phenanthrentetracarboxyldianhydrid, 3,3',4,4'-Biphenyltetracarboxyldianhydrid, 2,2',3,3'-Biphenyltetracarboxyldianhydrid, 3,3',4-4'-Benzophenontetracarboxyldianhydrid, 2,2',3,3'-Benzophenontetracarboxyldianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)propandianhydrid, 2,2-Bis(2,3-dicarboxyphenyl)propandianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfondianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)sulfon-2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropandianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexachlorpropandianhydrid, 1,1-Bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethandianhydrid, 1,1-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethandianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)methandianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)methandianhydrid, 4,4'-(p-Phenylendioxy)diphthaldianhydrid, 4,4'-(m-Phenylendioxy)diphthaldianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfidedioxybis(4-phthalsäure)dianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfonedioxybis(4-phthalsäure)dianhydrid, Methylenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid, Ethylidenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid, Isopropylidenbis-(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid, Hexafluorisopropylidenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid und dergleichen.
Beispielhafte ausgewählte Diamine, die sich zur Verwendung bei der Herstellung der Polyamidsäure eignen, umfassen 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-biphenyl, 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-diphenylsulfid, 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-diphenylsulfon, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-benzophenon, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-diphenylsulfid, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-diphenylsulfon, 4,4'-Diamino-azobenzol, 4,4'-Diaminobiphenyl, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-Diamino-p-terphenyl, 1,3-Bis-(gamma-aminopropyl)-tetramethyl-disiloxan, 1,6-Diaminohexan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 3,3'-Diaminodiphenylmethan, 1,3-Diaminobenzol, 4,4'-Diaminodiphenylether, 2,4'-Diaminodiphenylether, 3,3'-Diaminodiphenylether, 3,4'-Diaminodiphenylether, 1,4-Diaminobenzol, 4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluor-biphenyl, 4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluordiphenylether, Bis[4-(3-aminophenoxy)-phenyl]sulfid, Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfon, Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]keton, 4,4'-Bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-propan, 2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan, 4,4'-Diaminodiphenylsulfid, 4,4'-Diaminodiphenylether, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 1,1-Di(p-aminophenyl)ethan, 2,2-Di(p-aminophenyl)propan und 2,2-Di(p-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan und dergleichen sowie Mischungen davon.
Die Dianhydride und Diamine sind beispielsweise in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 20:80 bis ungefähr 80:20 und insbesondere in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 50:50 ausgewählt. Das obige aromatische Dianhydrid wie aromatische Tetracarbonsäuredianhydride und Diamine wie aromatische Diamine werden einzeln bzw. als Gemisch verwendet.
Noch mehr im Detail umfassen Beispiele für Polyamidsäuren, die in wirksamen Mengen verwendet werden, z. B. ungefähr 90 bis 99,99 Gew.-%, ungefähr 95 bis ungefähr 99 Gew.-% oder ungefähr 98 bis ungefähr 99,95 Gew.-% der Feststoffe, eine Polyamidsäure von Pyromellitindianhydrid/4,4'-Oxydianilin, im Handel von Industrial Summit technology Corp., Parlin, NJ, unter der Handelsbezeichnung Pyre-M.L. RC5019 oder RC5083 erhältlich, und eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin, im Handel als U-VARNISH A und S (ungefähr 20 Gew.-% in NMP) erhältlich, beide von UBE America Inc., New York, NY, oder Kaneka Corp., TX, erhältlich.
Polyimidbeispiele, die für die offenbarten Fixiereinheitzusammensetzungen ausgewählt sind, sind z. B. durch zumindest eine der folgenden Formeln/Strukturen und Mischungen davon dargestellt:
wobei n die Anzahl von Wiederholungssegmenten von z. B. ungefähr 5 bis ungefähr 3000, ungefähr 50 bis ungefähr 2000, ungefähr 50 bis ungefähr 1500, ungefähr 200 bis ungefähr 1200, ungefähr 1000 bis ungefähr 2000 oder ungefähr 1200 bis ungefähr 1800 darstellt.
Alkoholphosphate
Beispiele für Alkoholphosphate, die von Stepan Company erhältlich sind, die für die offenbarten Fixiereinheitmischungen ausgewählt sind, sind durch zumindest eines der folgenden Phosphate der folgenden Formeln/Strukturen und Mischungen davon dargestellt: C_nH_2n+1-O-P(=O)(OH)₂ und C_nH_2n-1-O-P(=O)(OH)₂ wobei n die Anzahl von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen darstellt, wobei die Anzahl z. B. ungefähr 6 bis ungefähr 24, ungefähr 7 bis ungefähr 20, ungefähr 10 bis ungefähr 18 oder ungefähr 8 bis ungefähr 16 ist. Mehr im Detail sind Beispiele für Alkoholphosphate, die für die offenbarten Fixiereinheitmischungen ausgewählt und von Stepan Company erhältlich sind, durch die hier gezeigten Formeln/Strukturen dargestellt, z. B. die folgenden Formeln/Strukturen:
wobei R ein Kohlenwasserstoff ist, einschließlich linearer, verzweigter, cyclischer, gesättigter und ungesättigter Kohlenwasserstoffe, z. B. Alkyl und Alkenyl, jeweils mit z. B. ungefähr 6 bis ungefähr 24 Kohlenstoffatomen, ungefähr 10 bis ungefähr 18 Kohlenstoffatomen, ungefähr 8 bis ungefähr 16 Kohlenstoffatomen oder ungefähr 12 bis ungefähr 13 Kohlenstoffatomen.
Beispiele für spezifische Alkoholphosphate, die für die offenbarten Fixiereinheitmischungen ausgewählt und von Stepan Company erhältlich sind, sind durch die folgenden Formeln/Strukturen dargestellt: C₆H₁₃-O-P(=O)(OH)₂, C₆H₁₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₅-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₃H₂₇-O-P(=O)(OH)₂, C₁₈H₃₅-O-P(=O)(OH)₂, C_8-10H_17-21-O-P(=O)(OH)₂, eine Mischung von C₈H₁₇-O-P(=O)(OH)₂/C₁₀H₂₁-O-P(=O)(OH)₂, und Mischungen davon.
Beispiele für Alkoholphosphat-Kohlenwasserstoff-Substituenten sind Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Icosyl, Cyclohexyl, Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, Nonenyl, Decenyl, Undecenyl, Dodecenyl, Icosenyl, die entsprechenden Alkenyle und dergleichen.
Die Alkoholphosphate, die als ein Trennmittel oder Zusatzstoff agieren können, sind mit der Lösungsbeschichtung des Polyimids und Alkoholphosphats (klare Farbe, wenn vermischt) kompatibel, und das entstehende Polyimid ist ebenfalls klar, ohne dass eine ersichtliche Phasentrennung erfolgt. Darüber hinaus löst sich die entstehende Polyimid/Alkoholphosphat-Zusammensetzung nach der Endhärtung selbst vom Metallbeschichtungssubstrat wie Edelstahl, und eine dicke glatte Fixiereinheit mit Polyimid/Alkoholphosphat-Zusammensetzung kann erhalten werden.
Diverse Mengen an Alkoholphosphat können für die Fixiereinheitzusammensetzung ausgewählt werden, z. B. ungefähr 0,01 bis ungefähr 5 Gew.-% (der gesamten Feststoffe), ungefähr 0,01 bis ungefähr 2 Gew.-%, ungefähr 0,01 bis ungefähr 0,5 Gew.-%, ungefähr 0,02 bis ungefähr 0,05 Gew.-%, ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,3 Gew.-%, ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,1 Gew.-%, ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,5 Gew.-%, ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,05 Gew.-%, ungefähr 0,01 bis ungefähr 0,05 Gew.-%, ungefähr 0,02 bis ungefähr 1 Gew.-% oder ungefähr 0,05 Gew.-% oder kleiner gleich ungefähr 0,05 Gew.-%. Bei Ausführungsformen ist die Fixiereinheitzusammensetzung des Polyimidpolymers und des Alkoholphosphats in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 99,95/0,05 bis ungefähr 95/5 vorhanden.
Eine spezifische offenbarte Fixiereinheit umfasst eine Mischung eines Polyimids von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin und des offenbarten Alkoholphosphats, in einem hier gezeigten Lösungsmittel hergestellt, zu ungefähr 16 bis ungefähr 20 Gew.-% Feststoffen, und wobei das offenbarte Gewichtsverhältnis von Polyimid und Alkoholphosphat z. B. 99,95/0,05 beträgt.
Die offenbarte Polyimid/Alkoholphosphat-Zusammensetzung besitzt z. B. einen Elastizitätsmodul von ungefähr 4000 bis ungefähr 10.000 MPa, ungefähr 5000 bis ungefähr 10.000 MPa, ungefähr 6500 bis ungefähr 7500 MPa, ungefähr 5700 bis ungefähr 5900 MPa und mehr im Detail ungefähr 5800 MPa; und eine Temperatur des Zersetzungsbeginns von ungefähr 400 °C bis ungefähr 650 °C, ungefähr 500 °C bis ungefähr 640 °C, ungefähr 600 °C bis ungefähr 630 °C oder ungefähr 626 °C.
Zwischenfunktionsschichten
Beispiele für Materialien, die für die Zwischenfunktionsschichten oder -schicht (auch als Polsterschicht oder Zwischenschicht bezeichnet) ausgewählt sind, die in Kontakt mit der Beschichtungsmischung der Polyimid- und Alkoholphosphatmischung platziert sind/ist und der Fixiereinheit und den Materialien in den Schichten oder der Schicht Elastizität verleihen können/kann, und wobei die Materialien mit anorganischen Partikeln wie z. B. SiC oder Al₂O₃ vermischt werden können, umfassen Fluorsilikone, Silikonkautschuke, z. B. bei Raumtemperatur vulkanisierende (RTV-)Silikonkautschuke, bei hoher Temperatur vulkanisierende (HTV-)Silikonkautschuke und bei niedriger Temperatur vulkuanisierende (LTV-)Silikonkautschuke. Diese Kautschuke sind bekannt und im Handel leicht erhältlich, z. B. SILASTIC^® 735 Black RTV und SILASTIC^® 732 RTV, beide von Dow Corning erhältlich; 106 RTV Silicone Rubber und 90 RTV Silicone Rubber, beide von General Electric erhältlich; Silikonkautschuke JCR6115CLEAR HTV und SE4705U HTV, beide erhältlich von Dow Corning; Toray Silicones; von Dow Corning unter Q3-6395, Q3-6396; SILASTIC^® 590 LSR, SILASTIC^® 591 LSR, SILASTIC^® 595 LSR, SILASTIC^® 596 LSR und SILASTIC^® 598 LSR erhältliche Kautschuke; und Siloxane wie Polydimethylsiloxane; Fluorsilikone wie Silicone Rubber 552, erhältlich von Sampson Caotings, Richmond, Virginia; und flüssige Silikonkautschuke wie vernetzte wärmehärtbare Vinylkautschuke oder bei Raumtemperatur vernetzte Silanolmaterialien.
Weitere Materialien, die sich zur Verwendung in der Zwischenfunktionsschicht oder in den Zwischenfunktionsschichten eignen, umfassen darüber hinaus Fluorelastomere. Fluorelastomere sind aus der Klasse von 1) Copolymeren von zweien von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen; 2) Terpolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, und Tetrafluorethylen; und 3) Tetrapolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und einem Cure Site Monomer. Diese Fluorelastomere sind bekannt und im Handel unter diversen Bezeichnungen erhältlich, beispielsweise VITON A^®, VITON B^®, VITON E^®, VITON E 60C^®, VITON E430^®, VITON 910^®, VITON GH^®; VITON GF^®; und VITON ETP^®. Die Bezeichnung VITON^® ist eine Handelsmarke von E.I. DuPont de Nemours, Inc. Das Cure Site Monomer kann 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1, 3-Bromperfluorpropen-1, 1,1-Dihydro-3-bromperfluorpropen-1 oder ein anderes bekanntes geeignetes Cure Site Monomer sein, wie die von DuPont im Handel erhältlichen. Andere im Handel erhältliche Fluorpolymere, die ausgewählt werden können, umfassen FLUOREL 2170^®, FLUOREL 2174^®, FLUOREL 2176^®, FLUOREL 2177^® und FLUOREL LVS 76^®, FLUOREL^®, eine eingetragene Marke der 3M Company. Weitere im Handel erhältliche ausgewählte Fluormaterialien umfassen AFLAS^TM, ein Poly(propylentetrafluorethylen), und FLUOREL II^® (LII900), ein Poly(propylentetrafluorethylenvinylidenfluorid), jeweils ebenfalls von der 3M Company erhältlich, sowie die Tecnoflons, die als FOR-60KIR^®, FOR-LHF^®, NM^® FOR-THF^®, FOR- TFS^®, TH^®, NH^®, P757^®, TNS^®, T439^®, PL958^®, BR9151^® und TN505^® identifiziert und von Ausimont erhältlich sind.
Die Fluorelastomere VITON GH^® und VITON GF^® weisen relativ geringe Mengen an Vinylidenfluorid auf. VITON GF^® und VITON GH^® z. B. weisen ungefähr 35 Gew.-% Vinylidenfluorid, ungefähr 34 Gew.-% Hexafluorpropylen und ungefähr 29 Gew.-% Tetrafluorethylen und ungefähr 2 Gew.-% Cure Site Monomer auf.
Die Dicke der Zwischenfunktionsschicht beträgt z. B. ungefähr 30 bis 1000 µm, ungefähr 10 bis ungefähr 800 µm oder ungefähr 150 bis ungefähr 500 µm.
Optionale Polymere
Die offenbarte Polyimid/Alkoholphosphat-Fixiereinheit-Zusammensetzung kann optional ein Polysiloxanpolymer enthalten, um die Zusammensetzung zu verbessern oder zu glätten, wenn als Beschichtung aufgetragen. Die Konzentration des Polysiloxancopolymers ist kleiner gleich ungefähr 1 Gew.-% oder kleiner gleich ungefähr 0,2 Gew.-% und mehr im Detail ungefähr 0,01 bis ungefähr 1 Gew.-%. Die optionalen Polysiloxanpolymere umfassen z. B. ein polyestermodifiziertes Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsbezeichnung BYK^® 310 (ungefähr 25 Gew.-% in Xylol) und BYK^® 370 (ungefähr 25 Gew.-% in Xylol/Alkylbenzole/Cyclohexanon/Monophenylglykol = 75/11/7/7); ein polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical unter der Handelsbezeichnung BYK^® 330 (ungefähr 51 Gew.-% in Methoxypropylacetat) und BYK^® 344 (ungefähr 52,3 Gew.-% in Xylol/Isobutanol = 80/20), BYK^® -SILCLEAN 3710 und 3720 (ungefähr 25 Gew.-% in Methoxypropanol); ein polyacrylatmodifiziertes Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical unter der Handelsbezeichnung BYK^®-SILCLEAN 3700 (ungefähr 25 Gew.-% in Methoxypropylacetat); oder ein polyesterpolyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical unter der Handelsbezeichnung BYK^® 375 (ungefähr 25 Gew.-% in Dpropylenglykolmonomethylether). Das Polyimid/Alkoholphosphat/Polysiloxanpolymer ist in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 99,9/0,09/0,01 bis ungefähr 95/4/1 vorhanden.
Optionale Trennschicht
Beispiele für die ausgewählte optionale Manteltrennschicht der Fixiereinheit umfassen Fluorpolymere, z. B. fluorhaltige Polymere, die eine monomere Wiederholungseinheit umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen, Pefluoralkylvinylether und Mischungen davon. Die Fluorpolymere können lineare oder verzweigte Polymere und vernetzte Fluorelastomere umfassen. Beispiele für Fluorpolymer umfassen Polytetrafluorethylen (PTFE); Perfluoralkoxypolymerharz (PFA); Copolymer von Tetrafluorethylen (TFE) und Hexafluorpropylen (HFP); Copolymere von Hexafluorpropylen (HFP) und Vinylidenfluorid (VDF oder VF2); Terpolymere von Tetrafluorethylen (TFE), Vinylidenfluorid (VDF) und Hexafluorpropylen (HFP); und Tetrapolymere von Tetrafluorethylen (TFE), Vinylidenfluorid (VF2) und Hexafluorpropylen (HFP) sowie Mischungen davon. Die Fluorpolymere stellen eine chemische und thermische Stabilität bereit und weisen eine geringe Oberflächenenergie auf und haben in Form von Partikeln eine Schmelztemperatur von z. B. ungefähr 255 °C bis ungefähr 360 °C oder ungefähr 280 °C bis ungefähr 330 °C. Die Partikel werden geschmolzen, um die Trennschicht zu bilden.
Die Dicke der Außenflächenschicht oder Trennschicht kann z. B. ungefähr 10 bis ungefähr 100 µm, ungefähr 20 bis ungefähr 80 µm oder ungefähr 40 bis ungefähr 60 µm betragen.
Herstellung der Fixiereinheit
Die offenbarte Fixiereinheit kann wie hier gezeigt hergestellt werden, z. B. durch Verlaufsbeschichten der Polyimid- und Alkoholphosphat-Zusammensetzung auf ein Trägersubstrat. Somit kann die Polyimid/Alkoholphosphat-Zusammensetzung – und optional vorhandene Komponenten – auf einen nahtlosen oder geschweißten nahtlosen Edelstahlzylinder, einen Glaszylinder oder einen galvanogeformten nahtlosen Nickelzylinder im gewünschten Produktumfang verlaufsbeschichtet werden. Das Polyimid/Alkoholphosphat-Band wird teilweise gehärtet oder vorgehärtet und danach vollständig gehärtet, wie hier gezeigt.
Die offenbarte Fixiereinheitzusammensetzung kann auch mittels Flüssigsprühbeschichtung, Tauchbeschichtung, drahtgewickelter Stangenbeschichtung, Wirbelbettbeschichtung, Pulverbeschichtung, elektrostatischen Besprühens, Ultraschallbesprühen, Rakelbeschichtung, Formung, Laminierung und dergleichen auf ein Substrat beschichtet werden.
Die Beschichtungszusammensetzung aus Polyimid (oder anderem Polymer überhaupt) und Alkoholphosphat kann ein Lösungsmittel umfassen. Beispiele für das Lösungsmittel, das zur Bildung und Auftragung der Beschichtungszusammensetzung ausgewählt ist, umfassen Toluol, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Tetrahydrofuran, Methylethylketon, Methylisobutylketon, N,N’-Dimethylformamid, N,N’-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon (NMP), Methylenchlorid und dergleichen sowie Mischungen davon, wobei das Lösungsmittel beispielsweise in einer Menge von ungefähr 70 bis ungefähr 95 Gew.-% und von ungefähr 80 bis ungefähr 90 Gew.-% auf Basis der Komponentenmengen im Beschichtungsgemisch ausgewählt ist.
Zusatzstoffe und leitende oder nicht-leitende Füllstoffe in diversen Mengen, z. B. ungefähr 1 bis ungefähr 40 Gew.-%, 2 bis ungefähr 25 Gew.-% oder 3 bis ungefähr 15 Gew.-% der Feststoffe, können in der Polyimid- und Alkoholphosphatschicht der offenbarten Fixiereinheit-Beschichtungszusammensetzung vorhanden sein, darunter z. B. anorganische Partikel. Beispiele für ausgewählte Füllstoffe sind Aluminiumnitrid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Graphit, Graphen, Kupferflocken, Nano-Diamant, Carbonfarbe, Kohlenstoffnanoröhrchen, Metalloxide, dotiertes Metalloxid, Metallflocken und Mischungen davon.
Selbstlösende Charakteristika ohne die Hilfe externer Quellen wie Aufhebeleinrichtungen ermöglichen die effiziente ökonomische Bildung und Trennung zu ungefähr 90 bis ungefähr 100% oder ungefähr 95 bis ungefähr 99 % der offenbarten Polymer- und Alkoholphosphat-Beschichtungszusammensetzung für die Fixiereinheit von Metallsubstraten, und wobei Trennmaterialien und separate Trennschichten vermieden werden können. Der Zeitraum bis zur Erhaltung der selbstlösenden Charakteristika der offenbarten Fixiereinheitzusammensetzung variiert, z. B. je nach vorhandenen Komponenten und den ausgewählten Mengen davon. Im Allgemeinen jedoch beträgt der Trennungszeitraum ungefähr 1 bis ungefähr 65 Sekunden, ungefähr 1 bis ungefähr 50 Sekunde, ungefähr 1 bis ungefähr 35 Sekunden, ungefähr 1 bis ungefähr 20 Sekunden oder ungefähr 1 bis ungefähr 5 Sekunden und bei einigen Fällen weniger als 1 Sekunde.
BEISPIEL I
Eine Zusammensetzung, die das aus der Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin hergestellte Polyimid, wobei das Polyamid von Kaneka Corporation erhalten wurde, und das Alkoholphosphat ZELEC^®-UN, eine Mischung von C₈H₁₇-O-P(=O)(OH)₂ und C₁₀H₂₁-O-P(=O)(OH)₂, erhalten von Stepan Company, in einem Gewichtsverhältnis von 99,95 zu 0,05 umfasst, wurde in N-Methylpyrrolidon (NMP) zu ungefähr 16,5 Gew.-% bezogen auf Feststoffe hergestellt. Die von Kaneka Corporation erhaltene Polyamidsäure wandelt sich nach dem Vorhärten bei einer Temperatur von ungefähr 125 °C bis ungefähr 250 °C, gefolgt von einer Endhärtung bei einer Temperatur von ungefähr 250 °C bis ungefähr 370 °C, in das Polyimid von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin um.
Die oben entstehende Zusammensetzungsflüssigkeit wurde auf ein steifes zylindrisches Edelstahldornsubstrat beschichtet und danach bei einer Temperatur von ungefähr 210 °C vorgehärtet und bei einer Temperatur von 320 °C für 60 min vollständig gehärtet. Das erhaltene Polyimid/Alkoholphosphat-Fixierband löste sich in ungefähr 5 Sekunden selbst vom Edelstahlsubstrat und es wurde eine 60 µm dicke glatte Polyimid/Alkoholphosphat-Fixiereinheit erhalten, und wobei die Fixiereinheit in eine xerographische Maschine integriert wurde, um die xerographischen entwickelten Tonerbilder schmelzzufixieren, wie hier offenbart.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine Beschichtungszusammensetzung wurde durch Wiederholen des Verfahrens von Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein Alkoholphosphat in die Zusammensetzung integriert wurde, und dass eine fluorhaltige Trennschicht von Polytetrafluorethylen (PTFE) oder eine Silikontrennschicht von SILASTIC^® 735 Black RTV auf die Innenfläche eines steifen zylindrischen Dorns aufgetragen wurde, und dass eine Polyimidbeschichtung auf die Innenfläche des Dorns aufgetragen wurde, die die Trennschicht enthielt, und wobei das Polyimid gehärtet und danach vom Dorn getrennt wird. Das entstehende Polyimidfixierband trennte sich nicht vom Beschichtungssubstrat. Nachdem er für einen verlängerten Zeitraum von 3 Monaten in Wasser eingetaucht war, löste sich der Fixiereinheitfilm von Vergleichsbeispiel 1 schließlich selbst vom Substrat.
Darüber hinaus löste sich das Polyimid ohne die fluorhaltige Trennschicht oder die Silikontrennschicht nicht ohne externe Hilfe.
Messungen
Der Elastizitätsmodul wurde gemäß dem bekannten ASTM-D882-97-Verfahren gemessen. Eine Probe (0,5 Zoll × 12 Zoll) der Fixiereinheiten oder -bänder, die wie oben hergestellt wurden, wurden in eine Instron Tensile-Tester-Messvorrichtung platziert, und danach wurden die Proben bei einer konstanten Zugrate gedehnt, bis sie brachen. Währenddessen wurde die entstehende Last versus Probendehnung aufgezeichnet. Der Elastizitätsmodul wurde berechnet, indem ein beliebiger Punkt tangential zum ursprünglichen linearen Abschnitt der aufgezeichneten Kurvenergebnisse herangezogen und die Zugspannung durch die entsprechende Beanspruchung dividiert wurde. Die Zugspannung wurde berechnet, indem die Last durch die durchschnittliche Querschnittsfläche von jedem der Tests geteilt wurde. Der Modul änderte sich zwischen Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 mit 6000 (MPa) versus (5800 MPa) im Wesentlichen nicht.
Der Hexadecankontaktwinkel, der in die Grad oleophober Charakteristika translatiert, wurde bei Umgebungstemperatur (ungefähr 23 °C) mithilfe des Contact Angle System OCA (Dataphysics Instruments GmbH, Modell OCA15) gemessen. Es wurden zumindest zehn Messungen durchgeführt und deren Durchschnitte berichtet.
Die hier gezeigten Wasserkontaktwinkel wurden bei Umgebungstemperatur (ungefähr 23 °C) unter Verwendung des bekannten Contact Angle System OCA (Dataphysics Instruments GmbH, Modell OCA15) gemessen.

Die oben hergestellten Fixierbänder hatten die in Tabelle 1 angeführten Charakteristika. TABELLE 1

	Elastizitätsmodul (MPa)	Wasserkontaktwinkel	Hexadecankontaktwinkel
Polyimidbandsubstrat von Vergleichsbeispiel 1	6000	75 Grad	< 1 Grad
Offenbartes Polyimid/Alkoholphosphat von Beispiel 1	5800	75 Grad	< 1 Grad

Die Oberflächeneigenschaften, z. B. Oberflächenenergie des offenbarten Polyimid/Alkoholphosphat-Fixierbandsubstrats von Beispiel I, wie anhand von Kontaktwinkeln gemessen, waren mit dem Polyimidfixierbandsubstrat von Vergleichsbeispiel 1 vergleichbar. Darüber hinaus waren die oben offenbarten Eigenschaften des offenbarten Polyimid/Alkoholphosphat-Fixierbandsubstrats mit jenen des Polyimidsubstrats von Vergleichsbeispiel 1 vergleichbar, die Einheit von Beispiel I war jedoch mit geringeren Herstellungskosten von ungefähr 75 % verbunden, da z. B. die obige zusätzliche Trennschichtbeschichtung von Vergleichbeispiel 1 weggelassen wurde.
Außerdem besaß die offenbarte alkoholphosphathaltige Fixiereinheit von Beispiel I dahingehend ausgezeichnete Trenncharakteristika, dass diese Einheit sich innerhalb von 10 Sekunden leicht selbst von einem Edelstahlsubstrat löste, die thermoplastpolyimidhaltige Fixiereinheit von Vergleichsbeispiel 1 hingegen löste sich nicht vom Edelstahlsubstrat, sondern klebte an diesem Substrat fest und löste sich erst, nachdem es für 3 Monaten in Wasser eingetaucht war.
Die oben hergestellte alkoholphosphathaltige Fixiereinheit von Beispiel I und die hier offenbarten alkoholphosphathaltigen Fixiereinheiten können als Fixiereinrichtung oder Fixierband in einem xerographischen Bildgebungsprozess verwendet werden, oder die Polyimid/Alkoholphosphat-Mischung kann auf ein Trägersubstrat wie Polymer oder andere bekannte Substrate beschichtet werden.

Claims

Fixiereinheit, die eine Substratschicht umfasst, die eine Mischung aus einem Polyimid und einem Alkoholphosphat umfasst.
Fixiereinheit nach Anspruch 1, wobei das Alkoholphosphat der folgenden Formeln/Strukturen ist: C_nH_2n+1-O-P(=O)(OH)₂ und C_nH_2n-1-O-P(=O)(OH)₂ wobei n die Anzahl von Kohlenstoffatomen darstellt, und 2_n+1 und 2_n-1 die Anzahl von Wasserstoffatomen darstellen, und wobei die Einheit darüber hinaus eine leitende Komponente enthält.
Fixiereinheit nach Anspruch 1, wobei das Alkoholphosphat durch die folgenden Formeln/Strukturen dargestellt ist:
wobei R eine Kohlenwasserstoffgruppe ist.
Fixiereinheit nach Anspruch 1, wobei das Alkoholphosphat durch zumindest eines des Folgenden dargestellt ist: C₆H₁₃-O-P(=O)(OH)₂, C₆H₁₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₅-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₃H₂₇-O-P(=O)(OH)₂, C₁₈H₃₅-O-P(=O)(OH)₂, C_8-10H_17-21-O-P(=O)(OH)₂, und C_8-10H_17-21-O-P(=O)(OH)₂. und wobei die Einheit darüber hinaus eine leitende Carbonfarbenkomponente enthält.
Fixiereinheit nach Anspruch 1, wobei das Alkoholphosphat in einer Menge von ungefähr 0,01 bis ungefähr 5 Gew.-% der Feststoffe vorhanden ist.
Fixiereinheit nach Anspruch 1, wobei das Polyimid durch zumindest eine der folgenden Formeln/Strukturen dargestellt ist:
wobei n die Anzahl der Wiederholungsgruppen darstellt.
Fixiereinheit nach Anspruch 1, wobei die Polyimid- und Alkoholphosphat-Mischung darüber hinaus ein Polysiloxanpolymer umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem polyestermodifizierten Polydiemethylsiloxan, einem polyethermodifizierten Polydimethylsiloxan, einem polyacrylatmodifizierten Polydimethylsiloxan und einem polyesterpolyethermodifizierten Polydimethylsiloxan, und wobei die Einheit darüber hinaus eine leitende Carbonfarbenkomponente umfasst.
Fixiereinheit nach Anspruch 1, wobei die Substratschicht darüber hinaus leitende Komponenten umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Aluminiumnitrid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Graphit, Graphen, Kupferflocken, Nano-Diamant, Carbonfarbe, Kohlenstoffnanoröhrchen, Metalloxide, dotiertes Metalloxid, Metallflocken und Mischungen davon.
Verfahren zum Bilden eines Fixierbandes, das sich für eine Verwendung in einem xerographischen Bilderzeugungssystem eignet, das das Verlaufsbeschichten einer Zusammensetzung, die ein Polyimid, ein Alkoholphosphat, eine leitende Komponente und ein Lösungsmittel umfasst, auf die Außenfläche eines Drehsubstrats und das Vorhärten der Beschichtungszusammensetzung bei einer Temperatur von ungefähr 125 °C bis ungefähr 250 °C, gefolgt von einem Endhärten bei einer Temperatur von ungefähr 250 °C bis ungefähr 370 °C, umfasst, und optional wobei das Lösungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Tetrahydrofuran, Methylethylketon, Methylisobutylketon, N,N'-Dimethylformamid, N,N'-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon und Methylenchlorid, und optional wobei das Alkoholphosphat in einer Menge von ungefähr 0,01 bis ungefähr 5 Gew.-% der Feststoffe vorhanden ist und das Alkoholphosphat durch zumindest eines von C₆H₁₃-O-P(=O)(OH)₂, C₆H₁₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₅-O-P(=O)(OH)₂, C₁₂H₂₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₃-O-P(=O)(OH)₂, C₁₆H₃₁-O-P(=O)(OH)₂, C₁₃H₂₇-O-P(=O)(OH)₂, C₁₈H₃₅-O-P(=O)(OH)₂, C_8-10H_17-21-O-P(=O)(OH)₂, eine Mischung von C₈H₁₇-O-P(=O)(OH)₂ und C₁₀H₂₁-O-P(=O)(OH)₂ dargestellt ist.