DE102014214080B4

DE102014214080B4 - Schmelzfixierelement

Info

Publication number: DE102014214080B4
Application number: DE102014214080.3A
Authority: DE
Inventors: Jin Wu
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2021-08-19
Anticipated expiration: 2034-07-19
Also published as: US8829089B1; JP2015028630A; DE102014214080A1; JP6295153B2

Abstract

Schmelzfixierelement, das eine Substratschicht umfasst, die eine Mischung eines Polyimids und eines neutralisierten Aminalkoholphosphats umfasst,wobei das neutralisierte Aminalkoholphosphat die folgende Formel/Struktur aufweist:wobei R und R' jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe sind.

Description

Diese Offenbarung ist im Allgemeinen auf Schmelzfixierelemente gerichtet, die bei elektrophotographischen Bildgebungsvorrichtungen wie z. B. Digital-, Bild-auf-Bild- und Transfixier-Festtintenstrahl-Drucksystemen nützlich sind, und wobei das Schmelzfixierelement aus einer Substratschicht besteht, die eine Mischung eines Polyimids und eines neutralisierten Aminalkoholphosphats umfasst.
Es sind Zentrifugen-Formprozesse bekannt, um Schmelzfixierbänder zu erhalten, und wobei eine dünne, ungefähr 0,5 Mikrometer (µm) dicke fluorhaltige Trennschicht oder eine Silikontrennschicht auf die Innenfläche eines steifen zylindrischen Dorns aufgetragen wird, und wobei eine Polyimidbeschichtung auf die Innenfläche des Dorns aufgetragen wird, 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 zusätzlichen Prozessschritt beinhaltet. Ohne eine hinzugefügte Trennschicht löst sich das Polyimid für gewöhnlich somit nicht ohne äußeren Einfluss.
Eine Reihe von bekannten Schmelzfixierelementen, die gewisse interne Trennmittel enthalten können, können bewirken, dass sich das Substrat der Elemente verfärbt und korrodiert, wodurch die Anzahl der Male verringert wird, die das Schmelzfixierelement verwendet werden kann, und dessen Ersetzen zu erheblichen Kosten bedingt wird.
Darüber hinaus sind Schmelzfixierelemente bekannt, die stark saure interne Trennmittel, z. B. mit einem pH-Wert von ungefähr 3, enthalten, und wobei dieser Säuregrad eine Zersetzung eines Substrats wie Edelstahl bewirkt.
US 2012/0 231 258 A1 offenbart ein Schmelzfixierelement, umfassend eine Substratschicht, die ein Polyimidpolymer und einen mit Amin neutralisierten Phosphatester umfasst.
Es besteht ein Bedarf an xerographischen Schmelzfixierelementen, die die Nachteile einer Vielzahl von bekannten Schmelzfixierelementen im Wesentlichen vermeiden oder minimieren können.
Darüber hinaus besteht ein Bedarf an Schmelzfixierelementmaterialien, die Selbsttrenneigenschaften von einer Vielzahl von Substraten besitzen, die ausgewählt werden, wenn solche Elemente hergestellt werden, und wobei die Substrate wiederholt verwendet werden können.
Darüber hinaus besteht ein Bedarf an ökonomischen nahtlosen Endlos-Schmelzfixierelementen, d. h. ohne Nähte oder sichtbare Verbindungsstellen in den Elementen, die für das Wärmeschmelzfixieren von entwickelten Bildern in xerographischen Prozessen ausgewählt werden, und wobei die Elemente keine separate Trennschicht aufweisen.
Ein noch weiterer Bedarf besteht in der Bereitstellung von nahtlosen Schmelzfixierelementen, die zu geringeren Kosten als jene Schmelzfixierelemente erzeugt werden können, die eine separate Trennschicht enthalten, und zu geringeren Kosten als bekannte Prozesse mit zentrifugenerzeugtem Endlos-Polyimidband.
Außerdem besteht ein Bedarf an xerographischen Schmelzfixierelementen, die interne Nicht-Fluor-Trennmittel von neutralisierten Aminalkoholphosphaten enthalten, und wobei die Phosphate das schnelle Trennen einer Zusammensetzung, die ein Polymer wie ein Polyimid enthält, von einem Substrat auf ökonomische Weise ermöglicht, und wobei das Anhaften einer Mantelschicht z. B. eines Polymers wie eine Silikonschicht, im Wesentlichen permanent ist.
Ferner besteht ein Bedarf an Schmelzfixierelementen, die Zusammensetzungen enthalten, die ökonomisch und effizient hergestellt werden können, und wobei die kostspielige Herstellung von Substraten wie diamantähnlichen kohlenstoffbeschichteten Metallsubstraten für das Erzeugen und Trennen gewisser Polymere wie eines polyimidhaltigen Beschichtungsfilms vermieden werden kann.
Darüber hinaus besteht ein Bedarf an Schmelzfixierelementen, die umweltfreundlich sind, wobei diverse Herstellungsbeschichtungsschritte verringert werden können, wobei ökonomische Edelstahlsubstrate für die Herstellung der Schmelzfixierelemente verwendet werden können, wobei verringerte Mengen an Lösungsmittels für die Herstellung der Schmelzfixierelementmaterialien ausgewählt werden können, und wobei das Substrat, z. B. Edelstahl, für längere Zeiträume bei gleichzeitigem Beibehalten seiner ausgezeichneten Trenneigenschaften verwendet werden kann.
Diese und andere Bedürfnisse sind bei Ausführungsformen mit den hier offenbarten Schmelzfixierelementen und Komponenten davon erreichbar.
Die nachstehenden Figuren werden bereitgestellt, um die hier offenbarten Schmelzfixierelemente weiter zu veranschaulichen.

1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Querschnittsansicht eines Schmelzfixierelements in Form eines Bandes der vorliegenden Offenbarung.
Die 2A und 2B zeigen beispielhafte generalisierte Schmelzfixierkonfigurationen der vorliegenden Offenbarung.
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Transfixiervorrichtung der vorliegenden Offenbarung.
4 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Spanneinheit, um z. B. die finale Härtung der Schmelzfixierelementbeschichtungszusammensetzung zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Schmelzfixierelement zur Verfügung, das eine Substratschicht umfasst, die eine Mischung eines Polyimids und eines neutralisierten Aminalkoholphosphats umfasst, wobei das neutralisierte Aminalkoholphosphat die folgende Formel/Struktur aufweist:
wobei Rund R' jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe sind.
Bei diversen Ausführungsformen kann das Schmelzfixierelement z. B. eine Substratschicht enthalten, die eine Mischung eines Polyimidpolymers und eines neutralisierten Aminalkoholphosphats mit einer oder mehreren darauf gebildeten, optionalen Funktionsschichten umfasst. Das Substrat kann in diversen Formen gebildet werden, z. B. als Band oder Film, unter Verwendung von geeigneten Materialien, die nicht-leitfähig oder leitfähig sind, wobei die Dicke des Schmelzfixierelements 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 60 bis ungefähr 80 µm beträgt.
Die ggf. vorhandenen Pfeile in jeder der nachstehenden Figuren zeigen die Bewegungsrichtung der diversen veranschaulichten Komponenten.
In 1 kann eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, ein Schmelzfixier- oder Transfixierelement 200, ein Substrat oder ein Band 210 beinhalten, das aus einer Mischung eines Polyimidpolymers und eines neutralisierten Aminalkoholphosphats mit einer oder mehreren Zwischenfunktionsschichten 220, z. B. ungefähr 1 bis ungefähr 4 oder ungefähr 1 bis ungefähr 2, und einer darauf gebildeten, optionalen Außenflächen-Trennschicht 230 besteht.
Die 2A und 2B zeigen beispielhafte generalisierte Schmelzfixierkonfigurationen, die für Schmelzfixierprozesse gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgewählt werden, wobei anzumerken ist, dass, obwohl hier ein elektrophotographischer Drucker beschrieben ist, die offenbarte Vorrichtung und das offenbarte Verfahren auf andere Drucktechnologien angewandt werden können, z. B. Offset-Druck- und Tintenstrahl- und Festtintenstrahl-Transfixiermaschinen und öllose Schmelzfixiersysteme.
2A zeigt eine Schmelzfixierkonfiguration 300B, die das gezeigte Schmelzfixierelement 200 enthält, das z. B. in 1 gezeigt ist. Die Konfiguration 300B kann das Schmelzfixierband von 1 enthalten, das umfangsmäßig um eine Trommel 100 gewickelt ist, die mit einem Druckbeaufschlagungsmechanismus 335, der ein Anpressband für ein Bildträgermaterial 315 enthält, einen Schmelzfixier-Walzenspalt bildet. 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 Bildträgermaterial 315 bereitzustellen. Darüber hinaus kann die Konfiguration 300B eine oder mehrere externe Wärmewalzen 350 gemeinsam mit beispielsweise einer Reinigungsbahn 360 enthalten, wie in 2A gezeigt.
2B zeigt die Schmelzfixierkonfiguration 400B mit dem in 1 gezeigten Schmelzfixierelement. Die Konfiguration 400B kann das Schmelzfixierelement in Form eines Bandes 200 von 1 enthalten, das mit einem Druckbeaufschlagungsmechanismus 435, z. B. einem Anpressband, mit Walzen für ein Medien- oder Papiersubstrat 415 bildet. Bei diversen Ausführungsformen kann der Druckbeaufschlagungsmechanismus 435 in Kombination mit einer Wärmelampe (nicht gezeigt) 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 enthalten, das bei Bedarf auch als Wärmewalzen oder eine Wärmewalze verwendet werden kann, und mit zumindest einer Walze, z. B. Walzen a, b und c, die mit 447, 448 und 449 ausgewiesen sind, wobei zumindest eine davon durch einen Motor (nicht gezeigt) veranlasst wird, sich auf bekannte Weise zu drehen, um das Schmelzfixierband 200 zu bewegen und die Tonerpartikel zu schmelzfixieren, um entwickelte Bilder auf dem Mediensubstrat, z. B. Papier, 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 dem Schmelzfixierelement 200 von 1 oder dem Band 200 von 2B, wie hier gezeigt, konstruiert. Das am Schmelzfixierelement 1 positionierte entwickelte xerographische Tonerbild 12 wird über Walzen 4 und 8 mit dem 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 vom 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 den Walzen 10 und/oder 11 kann Hitze assoziiert sein.
4 zeigt eine Härteeinheit für das Schmelzfixierelement der vorliegenden Offenbarung. Das Härten der offenbarten Schmelzfixierelementbeschichtungen wird z. B. bei einer Spannung von ungefähr 1 bis ungefähr 10 Kilogramm (kg) oder ungefähr 3 bis ungefähr 7 kg erzielt, und wobei das vorgehärtete Element oder Band 210 zwischen zwei Walzen 250 gespannt wird, während die sich in die Richtung des Pfeils 20 drehen. Das erste oder Vorhärten der offenbarten Beschichtungszusammensetzungsmischung kann bei diversen geeigneten Temperaturen, z. B. ungefähr 150 °C bis ungefähr 250 °C, ungefähr 125 °C bis ungefähr 250 °C oder ungefähr 180 °C bis ungefähr 220 °C, für einen geeigneten Zeitraum von z. B. ungefähr 30 bis ungefähr 90 Minuten (min) oder ungefähr 45 bis ungefähr 75 min erreicht werden, gefolgt von einem Endhärten bei einer Temperatur von z. B. ungefähr 250 °C bis ungefähr 370 °C oder ungefähr 300 °C bis ungefähr 325 °C für einen ausreichend Zeitraum, z. B. ungefähr 15 min bis ungefähr 75 min oder ungefähr 20 min bis ungefähr 60 min oder ungefähr 30 bis ungefähr 50 min.
Die entstehende gehärtete Zusammensetzungsmischung aus Polyimid und neutralisiertem Aminalkoholphosphat trennt sich von einer Reihe von Substraten selbst, z. B. einem/r geschweißten oder nahtlosen Edelstahlband oder -trommel, einem/r diamantähnlichen Band oder Trommel, einem/r galvanogeformten nahtlosen Nickelband oder -trommel oder einer Glastrommel. Selbsttrenneigenschaften ohne die Hilfe externer Quellen wie Stemmeinheiten ermöglichen die effiziente ökonomische Bildung und vollständige Trennung der offenbarten Schmelzfixierbeschichtungszusammensetzungen aus Polymer und neutralisiertem Aminalkoholphosphat von ungefähr 90 bis ungefähr 100 Prozent (%) und von ungefähr 95 bis ungefähr 99 % von Metallsubstraten, und wobei Trennmaterialien und separate Trennschichten vermieden werden können. Der Zeitraum bis zum Erhalt der Selbstrenneigenschaften der offenbarten Schmelzfixierelementzusammensetzung variiert z. B. je nach den vorhandenen Komponenten und deren ausgewählten Mengen. Im Allgemeinen jedoch beträgt dieser Trennzeitraum ungefähr 1 bis ungefähr 65 Sekunden, ungefähr 1 bis ungefähr 50 Sekunden, 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.
Die offenbarten Schmelzfixierelementzusammensetzungsmischungen des Polyimids und des neutralisierten Aminalkoholphosphats können auf einem/r geschweißten oder nahtlosen Edelstahlband oder -trommel, einem/r nahtlosen Aluminiumband oder -trommel, einem/r galvanogeformten nahtlosen Nickelband oder -trommel, einem diamantähnlichen kohlenstoffbeschichteten Metallsubstrat oder einer Glastrommel in den gewünschten Produktumfängen verlaufsbeschichtet werden.
Darüber hinaus wird hier ein Verfahren zum Bilden eines Schmelzfixierbandes offenbart, das sich für eine Verwendung in einem xerographischen System eignet. Das Verfahren umfasst z. B. das Verlaufsbeschichten einer Zusammensetzung, die ein Polyimid, ein neutralisiertes Aminalkoholphosphat und ein Lösungsmittel umfasst, auf die Außenfläche eines sich drehenden Substrats, z. B. eines/r verschweißten oder nahtlosen Edelstahlbandes oder -trommel oder eines/r nahtlosen Aluminiumbandes oder -trommel oder eines/r galvanogebildeten nahtlosen Nickelbandes oder -trommel oder einer Glastrommel in den gewünschten Produktumfängen. Die Beschichtung wird teilweise gehärtet und danach wie hier gezeigt auf dem sich drehenden Substrat gehärtet.
Schmelzfixierelementzusammensetzungen
Das offenbarte Schmelzfixierelement kann ein optionales Trägersubstrat und eine Zusammensetzung umfassen, die eine Mischung eines Polymers, z.B. eines Polyimids, und eines neutralisierten Aminalkoholphosphats umfasst, wobei sich die Zusammensetzung selbst von einem Metallsubstrat, z. B. Edelstahl, trennt, und wobei eine externe Trennschicht auf dem Metallsubstrat vermieden werden kann. Somit ist die offenbarte Zusammensetzung kosteneffizient, da z. B. nur eine Beschichtungsschicht erforderlich ist und eine Zersetzung des Substrats über längere Zeiträume vermieden oder minimiert werden kann.
Bei Ausführungsformen umfasst die offenbarte Schmelzfixiersubstratschichtzusammensetzung einen Polyimidvorläufer, z. B. eine Polyamidsäure, und insbesondere eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin oder eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Diaminobenzol, und ein neutralisiertes Aminalkoholphosphat, das vorwiegend als internes Trennmittel agiert.
Polyimide
Beispiele für Polyimide, die für die hier gezeigten Schmelzfixierelementmischungen ausgewählt werden, können aus einem Polyimidvorläufer einer Polyamidsäure gebildet werden, die eines einer Polyamidsäure von Pyromellitdianhydrid/4,4'Oxydianilin, einer Polyamidsäure von Pyromellitdianhydrid/Phenylendiamin, einer Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin, einer Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Diaminobenzol, 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 umfasst. Nach dem Härten umfassen die entstehenden Polyimide ein Polyimid von Pyromellitdianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Pyromellitdianhydrid/Phenylendiamin, ein Polyimid von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin, ein Polyamid von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin und Mischungen davon.
Zum Erzeugen der Polyimide, die für die hier gezeigten Schmelzfixierelemente ausgewählt werden, können Polyamidsäuren von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin verwendet werden, darunter U-VARNISH A und S (ungefähr 20 Gewichtsprozent (Gew.-%) in NMP), beide erhältlich von UBE America Inc., New York, NY., oder erhältlich von Kaneka Corp., TX.; PI-2610 (ungefähr 10,5 Gew.-% in NMP) und PI-2611 (ungefähr 13,5 Gew.-% in NMP), beide erhältlich von HD MicroSystems, Parlin, NJ.
Im Handel erhältliche Beispiele für Polyamidsäuren von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin umfassen RP46 und RP50 (ungefähr 18 Gew.-% in NMP), beide erhältlich von Unitech Corp., Hampton, VA.; im Handel erhältliche Beispiele für Polyamidsäuren von Benzophenontetracarboxyldianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin umfassen hingegen 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/Propylenglykolmethylether = 70/15/15), allesamt erhältlich von HD MicroSystems, Parlin, NJ.
Im Handel erhältliche Beispiele für Polyamidsäure von Pyromellitdianhydrid/4,4'-Oxydianilin, die für die Bildung eines Polyimids ausgewählt ist, 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 erhältlich von Industrial Summit technology Corp., Parlin, NJ; DURIMIDE^® 100, im Handel erhältlich von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc.
Mehr im Spezifischen werden Polyamidsäurebeispiele oder Beispiele für Ester von Polyamidsäuren, die für die Bildung eines Polyimids ausgewählt werden können, durch Reagieren 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'-Diphenylsulfiddioxybis(4-phthalsäure)dianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfondioxybis(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)-tetramethyldisiloxan, 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 Mischung verwendet.
Noch spezifischer umfassen Beispiele für Polyamidsäuren, die in wirksamen Mengen verwendet werden, z. B. ungefähr 90 bis ungefähr 99,99 Gew.-%, ungefähr 95 bis ungefähr 99 Gew.-% oder ungefähr 98 bis ungefähr 99,95 Gew.-% der Feststoffe, eine Polyamidsäure von Pyromellitdianyhdrid/4,4'-Oxydianilin, im Handel von Industrial Summit technology Corp., Parlin, NJ, unter dem Handelsnamen Pyre-M.L. RC5019 oder RC5083 erhältlich, und eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin, im Handel erhältlich als U-VARNISH A und S (ungefähr 20 Gew.-% in NMP), beide erhältlich von UBE America Inc., New York, NY, oder erhältlich von Kaneka Corp., TX, und eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Diaminobenzol, erhältlich von Kaneka Corporation.
Polyimidbeispiele, die für die offenbarten Schmelzfixierelementzusammensetzungen ausgewählt werden, sind z. B. durch zumindest eine der nachstehenden Formeln/Strukturen und Mischungen davon dargestellt:
und

wobei n die Anzahl von Wiederholungssegmenten darstellt, 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.
Neutralisierte Aminalkoholphosphate
Die neutralisierten Aminalkoholphosphate, wobei die Phosphate von Stepan Company erhältlich sind, die für die offenbarten Schmelzfixierelementmischungen ausgewählt werden, sind durch die folgende Formel/Struktur dargestellt:
wobei R und R' einen Kohlenwasserstoff darstellen, einschließlich linearer, verzweigter, cyclischer, gesättigter und ungesättigter Kohlenwasserstoffe, z. B. Alkyl und Alkenyl, die unabhängig jeweils z. B. ungefähr 1 bis ungefähr 25 Kohlenstoffatome, ungefähr 6 bis ungefähr 24 Kohlenstoffatome, ungefähr 4 bis ungefähr 18 Kohlenstoffatome, ungefähr 10 bis ungefähr 18 Kohlenstoffatome, ungefähr 8 bis ungefähr 16 Kohlenstoffatome, ungefähr 8 bis ungefähr 12 Kohlenstoffatome oder ungefähr 8 bis ungefähr 10 Kohlenstoffatome aufweisen.
Beispiele für Kohlenstoffsubstituenten von neutralisiertem Aminalkoholphosphat sind Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Icosyl, Cyclohexyl, Hexenyl, Heptenyl, Octenyl, Nonenyl, Decenyl, Undecenyl, Dodecenyl, Icosenyl, die entsprechenden Alkenyle und dergleichen.
Spezifische Beispiele für die neutralisierten Aminalkoholphosphate sind durch zumindest eines des Folgenden dargestellt:

und
Diverse Mengen des neutralisierten Aminalkoholphosphats können für die Schmelzfixierelementzusammensetzung ausgewählt werden, z. B. ungefähr 0,01 bis ungefähr 10 Gew.-% (Gew.-% der gesamten Feststoffe), ungefähr 0,1 bis ungefähr 0,5 Gew.-%, ungefähr 0,01 bis ungefähr 5 Gew.-%, 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.-%, ungefähr 0,05 bis ungefähr 1 Gew.-%, ungefähr 0,01 bis ungefähr 1 Gew.-% oder von ungefähr 0,1 Gew.-% oder kleiner gleich ungefähr 0,1 Gew.-%, wobei die Menge des Polyimids, des neutralisierten Aminalkohols und ggf. vorhandener optionaler Komponenten gleich ungefähr 100 % ist. Bei Ausführungsformen ist die Schmelzfixierelementzusammensetzung des Polyimidpolymers und des neutralisierten Aminalkoholphosphats in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 95/5, ungefähr 98/2, ungefähr 99/1, ungefähr 99,9/0,5, ungefähr 99,9/01 und ungefähr 99,95/0,05 vorhanden.
Ein spezifisches offenbartes Schmelzfixierelement umfasst eine Mischung eines Polyimids von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/Phenylendiamin oder eines Polyimids, das aus der Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Diaminobenzol hergestellt ist, und des offenbarten neutralisierten Aminalkoholphosphats, in einem hier gezeigten Lösungsmittel hergestellt, zu ungefähr 16 bis ungefähr 20 Gew.-% Feststoffe, und wobei das offenbarte Gewichtsverhältnis von Polyimid zu neutralisiertem Aminalkoholphosphat z. B. 99,9/0,1 beträgt.
Die offenbarte Zusammensetzung von Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat besitzt z. B. einen Elastizitätsmodul von ungefähr 4000 bis ungefähr 10.000 Megapascal (MPa), ungefähr 5000 bis ungefähr 10.000 MPa, ungefähr 7500 bis ungefähr 8500 MPa und mehr im Spezifischen ungefähr 8400 MPa; und eine Zersetzungsbeginntemperatur von ungefähr 400 °C bis ungefähr 650 °C, ungefähr 500 °C bis ungefähr 640 °C und ungefähr 600 °C bis ungefähr 630 °C.
Neutralisierte Aminalkoholphosphate stehen für jene Phosphate, wie sie hier gezeigt sind, und mit einem pH-Wert, der die Zersetzung von Substraten, die für die Herstellung von Schmelzfixierelementen ausgewählt werden, z. B. Schmelzfixierbändern, minimiert oder vermeidet, und wobei die Substrate im Wesentlichen keine Zersetzung und keine Verfärbung zeigen. Somit beispielsweise beträgt der pH-Wert der offenbarten neutralisierten Aminalkoholphosphate laut Messung mit einem pH-Meter z. B. ungefähr 4 bis ungefähr 6,5, z. B. ungefähr 4,5 bis ungefähr 6,5, z. B. ungefähr 4,5 bis ungefähr 6,2, ungefähr 5 bis ungefähr 6,3, ungefähr 5,5 bis ungefähr 6,3, ungefähr 5 bis ungefähr 6,1 und mehr im Spezifischen ungefähr 6,3, im Vergleich zu bekannten Alkoholphosphaten, die mit einem pH-Wert von ungefähr 3 saurer sind.
Die neutralisierten Aminalkoholphosphate, die als Trennmittel oder Zusatzstoff agieren können, sind mit der Lösungsbeschichtung des Polyimids und des neutralisierten Aminalkoholphosphats (klare Farbe, wenn vermischt) kompatibel, und das entstehende Polyimid zeigt darüber hinaus keine offensichtliche Phasentrennung. Darüber hinaus trennt sich die entstehende Zusammensetzung aus Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat nach der Endhärtung selbst von einem Metallbeschichtungssubstrat wie Edelstahl, Polymersubstraten und diamantähnlichen kohlenstoffbeschichteten Metallsubstraten selbst, was zu einem glatten Schmelzfixierelementfilm aus Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat mit keinen oder minimalen Vorsprüngen führt.
Füllstoffe
Zusatzstoffe und leitfähige oder nicht-leitfähige Füllstoffe in diversen Mengen wie 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 Aminalkoholphosphatschichtmischung der offenbarten Schmelzfixierelementbeschichtungszusammensetzung vorhanden sein, die z. B. anorganische Partikel enthält. Beispiele für ausgewählte Füllstoffe umfassen Aluminiumnitrid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Graphit, Graphen, Kupferflocke, Nano-Diamant, Carbonfarbe, Kohlenstoffnanoröhrchen, Metalloxide, dotiertes Metalloxid, Metallflocke und Mischungen davon.
Zwischenfunktionsschichten
Beispiele für Materialien, die für die Zwischenfunktionsschichten oder -schicht (auch als Polsterschicht oder Zwischenschicht bezeichnet) ausgewählt werden, die in Kontakt mit der Beschichtungsmischung der Mischung von Polyimid und neutralisiertem Aminalkoholphosphat platziert sind, und die dem Schmelzfixierelement und den Materialien in der einen oder mehreren Schichten Elastizität verleihen können, 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 vulkanisierende (LTV-)Silikonkautschuke. Diese Kautschuke sind bekannt und im Handel leicht erhältlich, z. B. SILASTIC^® 735 Black RTV und SILASTIC^® 732 RTV, beide erhältlich von Dow Corning; 106 RTV Silicone Rubber und 90 RTV Silicone Rubber, beide erhältlich von General Electric; JCR6115CLEAR HTV und SE4705U HTV Silicone Rubbers, erhältlich von Dow Corning; Toray Silicones; im Handel erhältliche LSR-Kautschuke, erhältlich von Dow Corning als Q3-6395, Q3-6396; SILASTIC^® 590 LSR, SILASTIC^® 591 LSR, SILASTIC^® 595 LSR, SILASTIC^® 596 LSR und SILASTIC^® 598 LSR; und Siloxane, z. B. Polydimethylsiloxane; Fluorsilikone wie Silicone Rubber 552, erhältlich von Sampson Coatings, Richmond, Virginia; und flüssige Silikonkautschuke, z. B. vernetzte wärmehärtbare Vinylkautschuke oder bei Raumtemperatur vernetzte Silanolmaterialien.
Weitere Materialien, die sich für eine Verwendung in der einen oder den mehreren Zwischenfunktionsschichten eignen, umfassen 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™, ein Poly(propylentetrafluorethylen), und FLUOREL II^® (LII900), ein Poly(propylentetrafluorethylenvinylidenfluorid), beide 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 Inc. erhältlich sind.
Die Fluorelastomere VITON GH^® und VITON GF^® weisen relativ geringe Mengen an Vinylidenfluorid auf. VITON GF^® und VITON GH^® beispielsweise weisen ungefähr 35 Gew.-% Vinylidenfluorid, ungefähr 34 Gew.-% Hexafluorpropylen und ungefähr 29 Gew.-% Tetrafluorethylen mit ungefähr 2 Gew.-% Cure-Site-Monomer auf.
Die Dicke einer oder mehrerer Zwischenfunktionsschichten beträgt z. B. ungefähr 30 bis ungefähr 1000 µm, ungefähr 10 bis ungefähr 800 µm, ungefähr 150 bis ungefähr 500 µm und ungefähr 50 bis ungefähr 60 µm.
Optionale Polymere
Die offenbarte Schmelzfixierelementzusammensetzung von Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat kann optional darüber hinaus ein Polysiloxanpolymer enthalten, um die Zusammensetzungen bei Auftragung als Beschichtung zu verbessern oder weiter zu glätten. Die Konzentration des Polysiloxancopolymers beträgt z. B. kleiner gleich ungefähr 1 Gew.-% oder kleiner gleich ungefähr 0,2 Gew.-% und mehr im Spezifischen ungefähr 0,1 bis ungefähr 1 Gew.- % auf der Grundlage des Gesamtgewichts des Schmelzfixierelements. Die optionalen Polysiloxanpolymere umfassen z. B. ein polyestermodifiziertes Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK^® 310 (ungefähr 25 Gew.-% in Xylol) und BYK^® 370 (ungefähr 25 Gew.-% in Xylol/Alkylbenzolen/Cyclohexanon/Monophenylglykol = 75/11/7/7); ein polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsnamen 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 dem Handelsnamen BYK^®-SILCLEAN 3700 (ungefähr 25 Gew.-% in Methoxypropylacetat); oder ein polyesterpolyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK^® 375 (ungefähr 25 Gew.-% in Dipropylenglykolmonomethylether). Das Polyimid/neutralisierte Aminalkoholphosphat/Polysiloxanpolymer ist z. B. in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 99,9/0,09/0,01 bis ungefähr 95/4/1 vorhanden.
Optionale Trennschicht
Beispiele für die optionale obere Deckmanteltrennschicht für Schmelzfixierelemente umfassen Fluorpolymere wie fluorhaltige Polymere, die eine monomerische Wiederholungseinheit umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen, Perfluoralkylvinylether 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 Wärmestabilität bereit und haben eine geringe Oberflächenenergie und haben in Form von Partikeln eine Schmelztemperatur von z. B. ungefähr 255 °C bis ungefähr 360 °C oder von 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.
Schmelzfixierelementherstellung
Das offenbarte Schmelzfixierelement kann wie hier gezeigt hergestellt werden, z. B. durch Verlaufsbeschichten der Zusammensetzung des Polyimids und des neutralisierten Aminalkoholphosphats auf ein Trägersubstrat. Somit können die Zusammensetzung von Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat und optionale Komponenten, die vorhanden sein können, auf einen nahtlosen oder geschweißten Edelstahlzylinder, einen Glaszylinder oder einen galvanogeformten nahtlosen Nickelzylinder im gewünschten Produktumfang verlaufsbeschichtet werden. Das Band aus Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat wird teilweise gehärtet oder vorgehärtet und danach vollständig gehärtet, wie hier gezeigt.
Die offenbarte Schmelzfixierelementzusammensetzung kann darüber hinaus durch Flüssigsprühbeschichtung, Tauchbeschichtung, drahtgewickelte Stangenbeschichtung, Wirbelbettbeschichtung, Pulverbeschichtung, elektrostatisches Sprühen, Schallsprühen, Rakelbeschichtung, Formen, Laminieren und dergleichen auf ein Substrat beschichtet werden.
Die Beschichtungszusammensetzung von Polyimid (oder allgemein anderem Polymer) und neutralisiertem Aminalkoholphosphat kann ein Lösungsmittel beinhalten. Beispiele für das Lösungsmittel, das für ein Bilden und Auftragen der Beschichtungszusammensetzung ausgewählt wird, 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 z. B. in einer Menge von ungefähr 70 bis ungefähr 95 Gew.-% und 80 bis ungefähr 90 Gew.-% auf der Grundlage der Komponentenmenge in der Beschichtungsmischung ausgewählt ist, und mehr im Spezifischen wobei sich ungefähr 15 bis 17, z.B. 16,5, Gew.-% Feststoffe ergeben, ausgewählt ist.
BEISPIEL I
Eine Zusammensetzung, das ein Polyimid, das aus der Polyamidsäure von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4,4'-Diaminobenzol hergestellt ist, wobei die Polyamidsäure von Kaneka Corporation erhalten wurde, und das neutralisierte Aminalkoholphosphat ZELEC^® AN mit einem pH-Wert laut Messung mittels pH-Meter von 6,3 der folgenden Formel/Struktur
wobei R ein Alkyl mit ungefähr 8 bis ungefähr 10 Kohlenstoffatomen ist; und R' ein Alkyl mit ungefähr 4 bis ungefähr 18 Kohlenstoffatomen ist, und das von Stepan Company erhalten wurde, in einem Gewichtsverhältnis von 99,9 zu 0,1 umfasst, wurde in N-Methylpyrrolidon (NMP) bei ungefähr 16,5 Gew.-% Feststoffen hergestellt. Die von Kaneka Corporation erhaltene Polyamidsäure wandelt sich nach Vorhärten und darauf folgendem Endhärten in das Polyimid von Biphenyltetracarboxyldianhydrid/4.4'-Diaminobenzol um.
Die oben entstehende Zusammensetzungsflüssigkeit wurde auf ein steifes, zylindrischen Edelstahldornsubstrat beschichtet und danach bei ungefähr 220 °C für ungefähr 75 min vorgehärtet, gefolgt von einer Endhärtung bei einer Temperatur von ungefähr 325 °C für ungefähr 60 min.
Das erhaltene Schmelzfixierband aus Polyimid/neutralisiertem Alkoholphosphat trennte sich innerhalb ungefähr 5 Sekunden selbst vom Edelstahlsubstrat und es wurde ein 60 µm dicker, glatter Schmelzfixierelementmischungsfilm aus Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat erhalten, und das Schmelzfixierelement wurde in eine xerographische Maschine integriert, um xerographische entwickelte Tonerbilder wie hier offenbart zu schmelzfixieren.
Das obige Edelstahlsubstrat zeigte nach Selbsttrennung des Films aus Polyimid/reduziertem sauren neutralisierten Aminalkoholphosphat für 20 separate wiederholte Schmelzfixierbandfilmherstellungen keine Zersetzung und keine Verfärbung.
BEISPIEL II
Es wird eine Reihe von Schmelzfixierelementen durch Wiederholen des Prozesses von Beispiel I hergestellt, mit der Ausnahme, dass das neutralisierte Aminalkoholphosphat durch die neutralisiertem Aminalkoholphosphate der folgenden Formeln/Strukturen ersetzt wird:

oder
und wobei davon ausgegangen wird, dass im Wesentlichen ähnliche oder die gleichen Ergebnisse erzielbar sind.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine Beschichtungszusammensetzung wurde durch Wiederholen des Prozesses von Beispiel I hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein neutralisierte Aminalkoholphosphat in der Zusammensetzung enthalten war. Das entstehende Polyimidschmelzfixierband trennte sich nicht vom Beschichtungssubstrat. Nachdem er über einen längeren Zeitraum von 3 Monaten in Wasser eingetaucht gewesen war, trennte sich der obige Schmelzfixierelementfilm von Vergleichsbeispiel 1 schließlich selbst vom Substrat.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Eine Beschichtungszusammensetzung wurde durch Wiederholen des Prozesses von Beispiel I hergestellt, mit der Ausnahme, dass anstatt des neutralisierten Aminalkoholphosphats mit einem pH-Wert von 6,3 das saurere nicht-neutralisierte Alkoholphosphat ZELEC^® UN, eine Mischung von C₈H₁₇-O-P(=O)(OH)₂ und C₁₀H₂₁-O-P(=O)(OH)₂, erhalten von der Stepan Company, pH-Wert 3, und in einem prozentualen Gewichtsverhältnis des Polyimids zum Alkoholphosphat von 99,95 zu 0,05 ausgewählt wurde.
Messungen
Die bekannte Elastizitätsmoduleigenschaft wird verwendet, um die Steifigkeit von Materialien zu bestimmen, und spezifischer misst der Elastizitätsmodul die elastischen Eigenschaften eines Feststoffs, der einer Spannung oder Komprimierung in nur einer Richtung unterzogen wird, der nach Längsdehnung oder -komprimierung zurück in seine ursprüngliche Länge zurückkehrt. Der Elastizitätsmodul ist ein Messwert für die Fähigkeit der Zwischenübertragungselemente, Änderungen der Länge unter Längsdehnung oder -komprimierung standzuhalten.
Der Elastizitätsmodul wurde gemäß dem bekannten ASTM-D882-97-Prozess gemessen. Eine Probe (0,5 Zoll x 12 Zoll) (1,27 cm x 30,48 cm) der oben hergestellten Schmelzfixierelemente oder -bänder wurde in einer 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 jedes der Tests geteilt wurde.

Die oben hergestellten Schmelzfixierbänder hatten die in der folgenden Tabelle 1 angeführten Charakteristika, wobei die Zersetzungsbeginntemperatur in Grad Celsius mittels TGA bestimmt wurde. TABELLE 1

Beispiel Nr.	Elastizitätsmodul (MPa)	Zersetzungsbeginntemperatur (°C)
Das Polyimidbandsubstrat von Vergleichsbeispiel 1	6.500	620
Das Polyimid-/Alkoholphosphatsubstratelement, 99,95/0,05, von Vergleichsbeispiel 2	5.800	626
Das Polyimid/neutralisierte Aminalkoholphosphat, 99,9/0,1, von Beispiel I	8.380	629

Alle drei Beispiele zeigten vergleichbare Zersetzungsbeginntemperaturen, was indiziert, dass das Integrieren der internen Trennmittel (Alkoholphosphat in Vergleichsbeispiel 2 oder neutralisiertes Aminalkoholphosphat in Beispiel I) die Wärmestabilität des Schmelzfixierelements nicht negativ beeinflusste.
Der Elastizitätsmodul des Elements von Beispiel I von 8,380 war wesentlich höher als der Elastizitätsmodul der Schmelzfixierelemente von Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2, wodurch die Lebensdauer des Elements von Beispiel 1 erheblich verlängert wird.
Darüber hinaus verfärbte sich das Edelstahlsubstrat des Zwischenübertragungselements von Vergleichsbeispiel 2, wenn ein saures Alkoholphosphat im Schmelzfixierelement vorhanden war, zu einer bräunlichen Farbe und zersetzte sich im Vergleich zum nicht-zersetzen und klarfarbigen Edelstahlsubstrat von Beispiel I ohne Verfärbung, wenn ein weniger saures neutralisiertes Aminalkoholphosphat im Schmelzfixierelement vorhanden war.
Darüber hinaus besaß das offenbarte Schmelzfixierelement von Beispiel I, das neutralisiertes Aminalkoholphosphat enthielt, im Vergleich zum Schmelzfixierelement von Vergleichsbeispiel 1 dahingehende ausgezeichnete Trenneigenschaften, dass sich das Element von Beispiel I innerhalb von 5 Sekunden problemlos selbst von einem Edelstahlsubstrat löse, das Schmelzfixierelement von Vergleichsbeispiel 1, das Duroplastpolyimid enthielt, trennte sich hingegen nicht vom Edelstahlsubstrat, sondern haftete an diesem Substrat an und löste sich nur nach 3-monatigem Eintauchen in Wasser.
Nachdem 20 Schmelzfixierelemente durch kontinuierliches Wiederholen der Prozesse von Beispiel I und Vergleichsbeispiel 2 hergestellt wurden, trennte sich die Mischung, die das saure nicht-neutralisierte Alkoholphosphat ZELEC^® UN enthielt, vom Edelstahlsubstrat, jedoch mit Substratdefekten, die durch die nicht-umkehrbare Verunreinigung des Edelstahlsubstrats durch die Säuremengen in der Beschichtungszusammensetzung verursacht wurde, und die Trennung der Schmelzfixierelementmischung war mit teilweiser Trennung oder keiner Trennung nicht gleichmäßig. In Bezug auf das Element von Beispiel I wurden 20 gleichmäßige Trennungen der Schmelzfixierfilmmischung von Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat vom Edelstahlsubstrat erhalten, und wobei das Substrat in keinem der Fälle zersetzt oder verfärbt wurde und jede Trennung des Schmelzfixierelements gleichmäßig war.
Das oben hergestellte Schmelzfixierelement von Beispiel I, das neutralisiertes Aminalkoholphosphat enthielt, und die hier offenbarten Schmelzfixierelementmischungen, die neutralisiertes Aminalkoholphosphat enthielten, können als Schmelzfixiereinheit oder Schmelzfixierband in einem xerographischen Bildgebungsprozess ausgewählt werden, oder die Mischung von Polyimid/neutralisiertem Aminalkoholphosphat kann auf ein Trägersubstrat wie Polymer oder andere geeignete bekannte Substrate beschichtet werden.

Claims

Schmelzfixierelement, das eine Substratschicht umfasst, die eine Mischung eines Polyimids und eines neutralisierten Aminalkoholphosphats umfasst, wobei das neutralisierte Aminalkoholphosphat die folgende Formel/Struktur aufweist:
wobei R und R' jeweils eine Kohlenwasserstoffgruppe sind.
Schmelzfixierelement nach Anspruch 1, wobei R und R' jeweils aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus linearen, verzweigten, cyclischen, gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen.
Schmelzfixierelement nach Anspruch 1, wobei R und R' jeweils unabhängig Alkenyl mit ungefähr 8 bis ungefähr 12 Kohlenstoffatomen ist, oder wobei R und R' jeweils unabhängig ein Alkyl ist.
Schmelzfixierelement nach Anspruch 1, wobei das neutralisierte Aminalkoholphosphat durch zumindest eine der folgenden Formeln/Strukturen dargestellt ist:

und
Schmelzfixierelement nach Anspruch 1, das darüber hinaus Füllstoffe enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus Aluminiumnitrid, Bornitrid, Aluminiumoxid, Graphit, Graphen, Kupferflocke, Nano-Diamant, Carbonfarbe, Kohlenstoffnanoröhrchen, Metalloxiden, dotiertem Metalloxid, Metallflocke und Mischungen davon.
Schmelzfixierelement nach Anspruch 1, wobei das Polyimid durch zumindest eine der folgenden Formeln/Strukturen dargestellt ist:

Und
wobei n die Anzahl von Wiederholungsgruppen von ungefähr 50 bis ungefähr 2000 darstellt.