DE3435329A1

DE3435329A1 - Schmelzelement fuer elektrostatographische kopierer

Info

Publication number: DE3435329A1
Application number: DE19843435329
Authority: DE
Inventors: Jack C. Azar; Arnold W. Pittsford N.Y. Henry; John Rochester N.Y. Sagal
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1985-06-05
Also published as: CA1227382A; GB2150080B; GB2150080A; JPS60144776A; GB8429151D0; US4518655A

Description

Schmelzelement für elektrostatographische Kopierer

Die Erfindung betrifft ein neues Schmelz- oder Fixierelement für elektrostatographische Kopierer.

Wie in der US-PS 4 078 286 angegeben, wird in einem typischen Verfahren zur elektrophotographischen Vervielfältigung ein zu kopierendes Lichtbild eines Originals in Form eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem lichtempfindlichen Element aufgezeichnet und das latente Bild wird anschließend sichtbar gemacht durch Aufbringen von elektroskopischen Teilchen, die üblicherweise als Toner bezeichnet werden. Das sichtbare Tonerbild liegt dann in Form eines losen Pulvers vor und kann leicht zerstört oder zerstört werden. Das Tonerbild wird in der Regel fixiert oder aufgeschmolzen auf einen Träger, bei dem es sich um das lichtempfindliche Element selbst handeln kann, oder auf einem anderen Träger, wie z.B. einem Blatt einfachem Papier. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Aufschmelzen des Tonerbildes auf einen Träger.

Um ein elektroskopisches Tonermaterial durch Wärme dauerhaft auf eine Trägeroberfläche aufzuschmelzen, muß die

Temper ¹Ii-Ur des Tonermaterials bis zu einem Punkt erhöht werden, bei dem die Bestandteile des Tonermatarials zusammenlaufen und klebrig .werden. Dieses Erhitzen bewirkt, daß der Toner bis zu einem gewissen Grad in die Fasern

5 oder Poren des Trägerelements fließt. Danach, wenn das Tonermaterial abkühlt, bewirkt die Erstarrung (Verfestigung) des Tonermaterials, daß es fest an dem Träger haftet. ■ '

Die Anwendung von thermischer Energie zum Fixieren von Tonerbildern auf einem Trägerelement ist an sich bekannt. Es sind bereits mehrere Verfahren zum thermischen Aufschmelzen bzw. Fixieren von elektroskopischen .Tonerbildern beschrieben worden. Diese Verfahren umfassen die Anwen-

15 dung von Wärme und Druck praktisch gleichzeitig durch

verschiedene Einrichtungen: ein Walzenpaar, das im Druckkontakt gehalten wird, ein ebenes oder gekrümmtes Plattenelement im Druckkontakt mit einer Walze, ein Bandelement im Druckkontakt mit einer Walze und dgl. Wärme kann ange-

20 wendet werden durch Erhitzen einer oder beider Walzen,

Plattenelemente oder Bandelemente. Das Schmelzen der Tonerteilchen tritt ein, wenn die geeignete Kombination von Wärme, Druck und Kontaktzeit vorliegen. Die Aufeinanderabstimmung dieser Parameter, um das Schmelzen der Tonerteil-

25 chen zu bewirken, ist an sich bekannt und sie können so eingestellt werden, daß sie an die jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensbedingungen angepaßt sind.

Während des Betriebs eines Schmelzsystems, dem Wärme zugeführt wird, um das thermische Aufschmelzen der Tonerteilchen auf einen Träger zu bewirken, werden sowohl das Tonerbild als auch der Träger durch einen zwischen dem Wal'zenpaar oder den Platten- oder Bandelementen erzeugten Spalt hindurchgeführt. Die gleichzeitige übertragung von Wärme und Anwendung von Druck in dem Spalt bewirkt, daß das Tonerbild auf den Träger aufgeschmolzen wird. In dem Schmelzverfahren ist es wichtig, daß während der normalen Betriebsbedingungen keine Übertragung (kein Offset) der Tonerteilchen

von dem Träger auf das Schmelzelement erfolgt. Tonerteilchen., die auf das Schmelzelement übertragen werden, können anschließend auf andere Teile der Vorrichtung oder auf • den Träger in nachfolgenden Kopierzyklen übertragen werden, wodurch der Hintergrund erhöht wird oder sie können die kopierten Materialien stören. Das sogenannte "Warmoffset" tritt auf, wenn die Temperatur des Toners bis zu einem Punkt ansteigt, an dem die Tonerteilchen sich verflüssigen und während der Aufschmelzoperation eine Aufspaltung des geschmolzenen Toners stattfindet. Das "Kaltoffset" kann selbst bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes des Toners durch verschiedene Faktoren hervorgerufen werden, wie z.B. Mängel in der Oberfläche der Schmelzelemente, dadurch, daß die Tonerteilchen nicht genügend fest an dem Träger haften, durch vorhandene elektrostatische Kräfte und dgl.

Ein anderes Problem, das häufig beim Aufschmelzen auf ein erhitztes Element auftritt,, besteht darin, daß das Substrat, beispielsweise ein Blatt Papier, auf das das Tonerbild aufgeschmolzen wird, sich aufrollt und/oder an der erhitzten Schmelzeinrichtung haftet. Ein solches anhaftendes Papier hat die Neigung, sich um die Schmelzeinrichtuncj herumzuwickeln und verhindert so, daß die Schmelzeinrichtung in den nachfolgenden Kopierzyklen die ihr zugedachte Funktion erfüllt. Ein solches anhaftendes Papier muß im allgemeinen von Hand entfernt werden, was zu viel Handarbeit und Vorrichtungsausfallzeit führt.

Wie in der US-PS 4 078 286 angegeben, ist es bereits bekannt, das erhitzte Element in einem Schmelzsystem mit einem überzug aus einem wärmebeständigen Trennmaterial auf seiner äußeren Oberfläche zu versehen. Gekoppelt mit einem solchen erhitzten Element ist ein Andrück- oder Druckelement, das mit einem wärmebeständigen flexiblen Material überzogen ist. Der Spalt dazwischen wird gebildet durch das flexible Material im Druckkontakt mit dem erhitzten Element. Zu Beispielen für wärmebeständige Trennmaterialien

für die Schinelzelemente gehören Polytetrafluorethylen, Siliconkautschuk, Fluorkohlenstoffelastomere und dgl. BÜne geeignete Offset-Verhinderungsflüssigkeit kann auf dem Schmelzelement verwendet werden, um das "Offset" minimal zu halten oder zu vermeiden'. Als Offsetverhinderungs- oder Trennmittel werden Siliconöle in großem Umfange verwendet. Das Druckelement kann aus Materialien, wie Siliconkautschuk und Polyfluorethylenpropylen, bestehen.

In der US-PS 4 074 001 ist eine Fixierwalze für die Elektrophotographie mit einer Oberflächenschicht aus einem Diofganopolysiloxan mit Silanolgruppen an den Molekülenden, einem Diorganopölysiloxan mit Trialkylsilylgruppen an den Molekülenden, einem Alkoxy enthaltenden Silan, einem Metallsalz einer organischen Säure als Vernetzungskatalysator, einem pulverförmigen Calciumcarbonat, Eisenoxid und Titandioxid beschrieben.

Als eine neuere Entwicklung ist inderUS-PS 4 373 239 eine Schmelzeinrichtung mit einem wärmeleitfähigen und elastisch komprimierbaren Material mit einer hohen thermomechanischen Festigkeit und guten Trenneigenschaften beschrieben, das hergestellt wird aus einer Zusammensetzung aus 100 Gew.-Teilen pCto-Hydroxypolydimethylsiloxan mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 5000 bis etwa 20 000, etwa 128 bis 250 Gew.-Teilen feinteiligem tafelförmigem Aluminiumoxid, etwa 13 bis 60 Gew.-Teilen einteiligem Eisenoxid, etwa 6 bis 9 Gew.-Teilen eines Vernetzungsmittels und etwa 0,25 bis 1,8 Gew.-Teilen eines Vernetzungskatalysators. Die Zusammensetzung kann ausgehärtet (vernetzt) und in Form einer Schicht auf ein Schmelzelement in einer Dicke von etwa 0,254 bis 2,54 mm (10 bis 100 mils) aufgebracht werden.

Obgleich die bekannten Schmelzeinrichtungen zu einer wirksamen Verbesserung des SchmelzVermögens führten, besteht weiterhin das Bedrüfnis, das Gleichgewicht zwischen Wärmeleitfähigkeit, thermomechanisehen Eigenschaften, guten

Trenn.eigenschaften und Gebrauchslebensdauer der Schmelzeinrichtung zu verbessern. Es wurde gefunden, daß in dem in der US-PS 4 373 239 beschriebenen.Schmelzelement das feinteilige Eisenoxid eine vergleichsweise niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzt. Daher ist es erforderlich, daß das Schmelzelement auf eine höhere Innentemperatur erhitzt· werden muß/ um die optimale Schmelz- oder Oberflächentemperatur aufrechtzuerhalten, was einen beschleunigten Abbau des Siloxans mit sich bringt. Das heißt mit anderen Worten, bei der gleichen Oberflächentemperatur, die mit diesem Material erzielt werden soll, das ein Material mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit enthält, muß eine höhere Innenkern-Temperatur für eine Schmelzwalze aufrechterhalten werden, was zu einer Erhöhung des thermischen Abbaus des Polydimethylsiloxans führt. Außerdem ist neben dem thermischen Abbau, der erzielt wird, zusätzliche Energie erforderlich, um zu der erhöhten Innenkerntemperatur zu gelangen und diese aufrechtzuerhalten. Es ist daher erwünscht, eine alternative Zusammensetzung für die Ver-Wendung als Schmelzelement zur Verfügung zu haben. In der obengenannten US-PS 4 373 239 ist in Spalte 5, Zeilen 53 bis 55, bei der Diskussion der Bedeutung der Verwendung von tafelförmigem Aluminiumoxid in der darin beschriebenen Erfindung angegeben, daß calciniertes Aluminiumoxid "per se

25 ungeeignet ist". Dies ist darauf zurückzuführen, daß

calciniertes Aluminiumoxid eine ziemlich hohe Oberflächenaktivität besitzt, die zu Trennproblemen während des Aufschmelzvorganges führt, insbesondere wenn das calcinierte Aluminiumoxid in einer signifikanten Menge verwendet wird.

Insbesondere führt die hohe Oberflächenaktivität des calcinierten Aluminiumoxids zu einem Toner-Warmoffset, bei dem ein Teil des Toners an dem Schmelzelement haften bleibt. Dies führt zu einem beträchtlich verminderten Schmelzspielraum, der Differenz zwischen der Warmoffset-

35 Temperatur und der minimalen Fixiertemperatur.

Es wurde nun überraschend gefunden,· daß calciniertes Aluminiumoxid, wenn es in kontrollierten Mengen verwendet

• ••"ft···"- «·»

wird, einen ausreichenden Trennspielraum und dadurch einen ausreichenden Aufschmelzspielraum ermöglicht und dem Schmelzelement verbesserte V7ärmeleitfähigkeits- und thermomechanische Eigenschaften verleiht, da es ein verstärkender Füllstoff ist. Durch Ersatz des Eisenoxids durch calciniertes Aluminiumoxid mit der gleichen Teilchengröße wurden eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit des Schmelzelements, verbesserte thermomechanisch^ Eigenschaften des Schmelzelements erzielt unter Aufrechterhaltung ausreichender Trenneigenschaften.

Gegenstand der Erfindung" ist ein wärmeleitfähiges Schmelzelement für die Verwendung in einer elektrostatographischen Vervielfältigungsvorrichtung.

Die Schmelzoberfläche des Schmelzelements umfaßt insbesondere ein elastisch komprimierbares Material mit einem guten Gleichgewicht zwischen hoher Wärmeleitfähigkeit,.hoher thermomechanischer Festigkeit und guten Trenneigenschaften. Dis Schmelzoberfläche umfaßt das vernetzte Produkt aus einer Zusammensetzung, die enthält 100 Gew.-Teile 06.60 — Hydroxypolydimethylsiloxan, etwa 190 bis 250 Gew.-Teile Aluminiumoxid, wobei das Aluminiumoxid umfaßt etwa 60 bis etwa 90 Gew.-% tafelförmiges Aluminiumoxid und etwa 10 bis

25 etwa 40 Gew.-% calciniertes Aluminiumoxid.

Gemäß einem spezifischen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt das vorhandene Aluminiumoxid etwa 80 bis etwa 60 Gew.-% tafelförmiges Aluminiumoxid und etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% calciniertes Aluminiumoxid.

Gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt das calcinierte Aluminiumoxid vor in einer Menge von etwa 30 Gew.-%, während das tafelförmige Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 70 Gew.-% vorliegt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das oC, ω-Hydroxypolydimethylsiloxan ein zahlendurch-

1 schnittliches Molekulargewicht von etwa 5000 bis etwa 20 000.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Zusammensetzung ausgehärtet (vernetzt) und in Form einer Schicht auf ein Schmelzelement aufgebracht in einer Dicke von etwa 0,254 bis 2,54 mm (10 bis 100 mils).

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das tafelförmige Aluminiumoxid eine Teilchengröße von etwa 0,044 mm (325 mesh) und das calcinierte Aluminiumoxid hat eine Teilchengröße von weniger als etwa 1 μπι.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Schmelzwalze;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Schmelzwalze gemäß Fig. 1 als Teil eines Walzenpaars, die im Druckkontakt mit einer Andrück- oder Druckwalze gehalten wird; und

25 Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Druckkontaktschmelzanordnung, in der das erfindungsgemäße Schmelzelement verwendet wird.

Die Fig. 1 zeigt eine Schmelzwalze 10 mit einer äußeren Schicht aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Obgleich das in der Fig. 1 dargestellte Schmelzelement in Form einer Walze vorliegt, ist klar, daß die vorliegende Erfindung auch auf anders geformte Schmelzelemente, wie z.B. Platten oder Bänder (Riemen) anwendbar ist. In der Fig. besteht die Schmelzwalze 10 aus einem Kern 11 mit einer darauf aufgebrachten dünnen Schicht 12 aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Der Kern 11 kann aus verschiede-

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nen Metallen, wie z.B. Eisen, Aluminium, Nickel, rostfreiem Stahl und dgl., und verschiedenen Kunstharzen bestehen. Vorzugsweise wird Aluminium als Material für den Kern 11 verwendet, obgleich dies nicht kritisch ist. Der Kern 11 ist hohl und im Innern des hohlen Kerns befindet sich im allgemeinen ein Heizelement (nicht dargestellt),; zur Zufuhr von Wärme für den Schmelzvorgang. Heizelemente, die für diesen Zweck geeignet sind, sind an sich bekannt und sie können umfassen eine Quarz-Heizeinrichtung aus einer Quarzhülle mit einem Wolframwiderstandsheizelement, das in ihrem Innern angeordnet ist. Das Verfahren, die erforderliche Wärme zuzuführen, ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch und das Schmelzelement kann von innen, von außen oder eine Kombination beider- erhitzt werden. Alle Heizeinrichtungen zur Zuführung von genügend Wärme, um den Toner auf den Träger aufzuschmelzen, sind an sich bekannt. Die Zusammensetzung der Schicht 12 wird nachstehend näher beschrieben.

in der Fig. 2 ist die Schrrelzwalze 10 dargestellt in einer Druckkontaktanordnung mit einer Andrück- oder Druckwalze 13. Die Druckwalze 13 besteht aus einem Metallkern 14 und einer Schicht 15 aus einem wärmebeständigen Material. In ■ dieser Anordnung sind sowohl die Schmelzwalze 10 als auch die Druckwalze 13 auf Wellen (nicht dargestellt) befestigt, die so vorgespannt sind, daß die Schmelzwalze 10 und die Druckwalze 13 unter einem ausreichenden Druck gegeneinander gedrückt werden unter Ausbildung eines Spalts 16. In diesem Spalt läuft der Schmelz- oder Fixiervorgang ab. Es wurde gefunden, daß die Qualität der durch die Schmelzanordnung erzeugten Kopien besser ist, wenn der Spalt durch eine verhältnismäßig harte und unnachgiebige Schicht 15 zusammen mit einer verhältnismäßig flexiblen Schicht 12 gebildet wird. Auf diese Weise wird der

35 Spalt erzeugt durch eine schwache Deformation in der

Schicht 12 als Folge des Vorspannens der Schmelzwalze 10 und der Druckwalze 13. Die Schicht 15 kann aus irgendei-

nem der bekannten Materialien,' beispielsweise Polyfluorethylenpropylen oder Siliconkautschuk, bestehen.

Die Fig. 3 zeigt eine Druckkontakt-Heiz-Schmelzanordnung mit einem Blatt eines Trägermaterials 17, beispielsweise einem Blatt Papier, das ein Tonerbild 18 trägt, das die Schmelzwalze 10 und die Druckwalze 13 passiert. Auf der Schmelzwalze 10 ist in der Mitte ein ölzuführungselement 19 befestigt, aus der eine Offsetverhinderungs-Flüssigkeit oder ein Trennmittel 20 auf die Schmelzwalze 10 aufgegeben wird. Solche Trennmittel sind an sich bekannt und können beispielsweise ein Siliconöl sein. Das Ölzuführungselement 19 hat auch die Funktion, die Schmelzwalze 10 zu reinigen. Das Trennmittel 20 in dem Sumpf 21 wird dem Ölzuführungselement 19 durch ein anderes dazwischen angeordnetes Ölzuführungselement 22 und eine Zuführungswalze 23 zugeführt. Die Druckwalze 13 steht im Kontakt mit einem auf einem Trägerelement 25 befestigten Reinigungselement 24.

Obgleich das erfindungsgemäße neue Schmelzelement hier in bezug auf die Wärmefixierung oder das Aufschmelzen von Tonerbildern beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann klar, daß es auch beim Kaltdruckfixieren angewendet werden kann, da die ausgezeichneten Trenneigenschaften und die ausgezeichnete Anpassungsfähigkeit des Schmelzelements es auch für den zuletzt genannten Anwendungszweck geeignet machen.

Gegenstand der Erfindung ist ein neues Schmelzelement, das besonders geeignet ist für die Verwendung zum Wärmefixieren von Tonerbildern in einer elektrostatographischen Kopiervorrichtung. Der überzug auf dem erfindungsgemäßen Schmelzelement weist eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit gegenüber bekannten Einrichtungen und eine hohe thermomechanisch^ Festigkeit auf, ist flexibel und anpass¹ ngsfähig, so daß er zusammen mit einer verhältnismäßig harten Druckwalze einen Spalt (Walzenspalt) bilden kann, und er weist außergewöhnlich gute Trenneigenschaften und eine lange Lebensdauer auf. Gemäß ihrem breitesten Aspekt umfaßt die

1 Beschichtungsmasse:

a) 100 Gew.-Teile eines W, Cu -Hydroxypolydimethylsiloxans mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 20 000,

b) etwa 190 bis etwa 250 Gew.-Teile Aluminiumoxid, bestehend zu etv/a 60 bis etwa 90 Gew.-% aus tafelförmigem Aluminiumoxid und zu etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% aus calciniertem Aluminiumoxid,

c) etwa 6 bis 9 Gew.-Teile eines Vernetzungsmittel und e) etwa 0,25 bis etwa 1,8 Gew.-Teile eines Vernetzungskatalysators.

Es wurde gefunden, daß das Oi,Co -Hydroxypolydimethylsiloxan ein besonders geeignetes Material zum Beschichten einer wärmeleitfähigen anpassungsfähigen Schmelzwalze ist. Es wird angenommen, daß das OC,Co -Hydroxypolydimethylsiloxan, bei dem es sich um ein Disilanol handelt, die folgende Strukturformel hat:

HO

CH₃	/	OH₃	A	•	t
I		I
Si	_tl η
I		I	— 03
CH₃	V	CH₃

worin η eine ganze Zahl bedeutet, deren Größe von dem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht des Disilanols abhängt. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Disilanol mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 20 000 verwendet. In handelsüblichen Materialien entspricht dieses zahlendurchschnittliche Molekulargewicht etwa Materialien mit einer durchschnittlichen Viskosität innerhalb des Bereiches von etwa 500 cSt bis etwa 3500 cSt. Bei einem Disilanol mit einem zahlendurchschnittlichen Moleku-

largewicht von weniger als etwa 50 00 entspricht dies etwa einer durchschnittlichen Viskosität von etwa weniger als 500 cSt, wobei das Material aus verhältnismäßig kurzen Ketten, besteht und deshalb mehr aktive Zentren am Ende der Ketten für die Vernetzung während der. Aushärtungsstufe aufweist. Dies ergibt ein Material, das eine zu hohe Vernetzungsdichte enthält und das verhältnismäßig hart und .spröde ist und für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht geeignet ist.

Bei dem. Disilanol mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als etwa 20 000, das etwa einer durchschnittlichen Viskosität von etwa über 3500 cSt entspricht, weist die gehärtete (vernetzte) Zusammensetzung keine ausreichende Vernetzungsdichte auf, um eine maximale Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit zu ergeben, und deshalb besitzt sie keine ausreichend lange Betriebslebensdauer. Das Siloxan fungiert als Bindemittel, welches das wärmeleitfähige Material zusammenhalt, das die Gesamtstrukturintegrität und elastomere Anpassungsfähigkeit ergibt. Außerdem weist es vorzugsweise eine Oberflächenspannung von etwa 20 bis 22 dyn pro cm² auf, so daß es ausreichende Trenneigenschaften ergibt, und ist thermisch stabil bis zu einer Temperatur von etwa 204°C (400⁰F) mit einer guten thermi-

25 sehen Alterung bei erhöhten Temperaturen.

Das Aluminiumoxid wird der Zusammensetzung einverleibt, sowohl um die Wärmeleitfähigkeit der Zusammensetzung zu verbessern, als auch um dem Schmelzelement eine gute mechanische Festigkeit zu verleihen. Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Kombination von sowohl tafelförmigem Aluminiumoxid als auch calciniertem Aluminiumoxid. Sowohl das tafelförmige Aluminiumoxid als auch das calcinierte Aluminiumoxid besitzen eine Wärmeleit-

fähigkeit von 6x10 cäl/cm/s/°C. Diese ist sehr günstig im Vergleich zu dem in der US-PS 4 373 239 beschriebenen Fe₂O₃, das eine Wärmeleitfähigkeit von nur 1,4 χ 10 cal/ cm/s/°C besitzt, d.h. um den Faktor 40 weniger leitfähig

ist als Aluminiumoxid. Die Folge davon ist, daß die erfindungsgeinüßen Zusammensetzungen und die erfindungsgemäßen Schmelzelemente, in denen das Eisenoxid zum Teil durch calciniertas Aluminiumoxid ersetzt ist, eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Außer zur Erzielung einer ausgezeichneten Wärmeleitfähigkeit wird das tafelförmige Aluminiumoxid auch noch verwendet zur Erzielung einer niedrigen Oberflächenaktivität und guter Trenneigenschaften des Schmelzelements. Das calcinierte Aluminiumoxid ergibt eben-

10 falls eine gute Wärmeleitfähigkeit, es stellt aber auch

eine ausgezeichnete Verstärkung des Elastomeren dar, worunter hier zu verstehen ist, daß es mit dem Polymeren in Wechselwirkung tritt unter Ausbildung fester Polymer-Füllstoff-Verbindungen. Wenn in der Zusammensetzung der Ge-

15 samtaluminiumoxidgehalt etwa 190 bis.etwa 250 Teile auf 100 Teile Polydxmethylsiloxan. beträgt, erhält man ein Schmelzelement mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit.

Bei dem tafelförmigen Aluminiumoxid handelt es sich um ein gesintertes Aluminiumoxid, das auf eine Temperatur geringfügig unterhalb 2038⁰C (3700°F), dem Schmelzpunkt von Aluminiumoxid, erhitzt worden ist. Die Bezeichnung "tafelförmig" resultiert aus der Tatsache, daß das Material überwiegend aus tafelförmigen Kristallen besteht. Wie oben angegeben, ist das Material charakterisiert durch eine gute Wärmeleitfähigkeit und chemische Inertheit. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist die Größe des verwendeten tafelförmigen Aluminiumoxids wichtig, wobei es unterteilt ist und die Teilchengröße nicht mehr als etwa 0,15 mm (100 mesh) beträgt. Derzeit hat das feinste im Handel erhältliche tafelförmige Aluminiumoxid eine maximale Teilchengröße von etwa 44 μΐη (325 mesh) . Es wurde gefunden, daß dieses tafelförmige Aluminiumoxid für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sehr geeignet ist.

Calciniertes Aluminiumoxid wird auf eine Temperatur unter 2038⁰C (3700⁰F) erhitzt, wodurch das Schmelzen verhindert wird, jedoch das Abtreiben von Wasser noch erlaubt wird. Als Ergebnis, erhält man einen stark oberflächenaktiven Füllstoff/ der in Kombination mit der durchschnittlichen Teilchengröße im Submikronbereich von 0,5 μπι einen sehr Polymer-interaktiven Füllstoff ergibt. Diese starke Wechselwirkung führt zu einer Verstärkung des Polydimethylsiloxan-Polymeren über die Bildung einer starken Polymer/-Füllstoff-Adsorption, wodurch die Viskosität des Polymeren erhöht wird und auf diese Weise eine erhöhte Festigkeit

15 erzielt wird.

Die Gesamtmenge an in der Zusammensetzung vorhandenem Aluminiumoxid kann innerhalb des Bereiches von etwa 190 bis etwa 250 Teilen pro 100 Teilen Polydimethylsiloxan liegen, innerhalb dieses Mengenbereiches kann ein geeignetes Gleichgewicht zwischen hoher Wärmeleitfähigkeit, guten thermomechanischen Eigenschaften und guten Trenneigenschaften aufrechterhalten werden.

-M-

In der Regel liegt das tafelförmige Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 60 bis 90 Gew^-% der in der Zusammensetzung ö vorhandenen Gesamtmenge Aluminiumoxid vor, während das calcinierte Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% der Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Aluminiumoxids vorliegt. Es wurde gefunden, daß unter etwa 5 Gew.-% calciniertes Aluminiumoxid eine geringe Verstärkung des schwachen Kautschuks erzielt wird. Es wurde auch gefunden, daß die Verwendung von mehr als Gew.-% calciniertem Aluminiumoxid zu einem Kautschuk mit einem hohen Modul und sehr schlechten Trenneigenschaften führt. Vorzugsweise liegt das tafelförmige Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 60 bis etwa 80 Gew.-% der Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Aluminiumoxids vor und das calcinierte Aluminiumoxid liegt in einer Menge von etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% der Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Aluminiumoxids vor, wodurch ein bevorzugtes Gleichgewicht zwischen der erforderlichen hohen Wärmeleitfähigkeit und den für das Schmelzelement geforderten thermomechanischen Eigenschaften und Trenneigenschaften erzielt wird. Ein optimales Gleichgewicht zwischen den genannten Eigenschaften wird erzielt mit etwa 70 Gew.-% tafelförmigem Aluminiumoxid und etwa 30 Gew.-% calciniertem'Aluminiumoxid. Das Verhältnis zwischen tafelförmigem und calciniertem Aluminiumoxid kann somit variiert werden zur Einstellung der gewünschten Endaigenschaften des Schmelzelements in bezug auf die Wärmeleitfähigkeit, die Trenneigenschaften und die thermomechanischen Eigenschaften des Schmelzelements, wobei darauf hingewiesen wird, daß das tafelförmige Aluminiumoxid eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, eine niedrige Oberflächenaktivität ergibt und damit zu guten Trenneigenschaften beiträgt, während das calcinierte Aluminiumoxid ebenfalls eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit ergibt und als Verstärkungsmittel für das Elastomere fungiert, wodurch es zur Verbesserung der thermomechani-

-löschen Eigenschaften des Schmelzelements beiträgt. Weiru der Prozentsatz an calciniertem Aluminiumoxid etwa 40 Gew.-ΐ des Gesamtgewichts des in der■Zusammensetzung vorhandenen Äluminiumoxids übersteigt, ist das erhaltene Schmelzelement härter als erwünscht und sein Anpassungsvermögen in bezug auf ein Tonerbild, das auf eine Kopierfolie aufgeschmolzen wird, ist nicht so gut. Die Teilchengröße des calcinierten Aluminiumoxids ist wichtig, da sie unter etwa 1 μια (durchschnittliche Teilchengröße) liegen muß, um seine verstärkenden Eigenschaften in bezug auf das Polymere aufrechtzuerhalten zur Erzielung starker Polymer/Füllstoff-Wechselwirkungen. Normalerweise ist eine Teilchengröße von etwa 0,5 μπι bevorzugt zur Sicherstellung einer ausreichenden Verstärkung des Elastomeren.

Das in der Zusammensetzung zum Beschichten des erfindungsgemäßen Schmelzelements verwendete Vernetzungsmittel dient der Erzielung eines Materials mit einer ausreichenden Vernetzungsdichte, um eine maximale Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit zu erreichen. Zu Beispielen für Vernetzungsmittel, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind, gehören: Ester von Orthokieseisäure, Ester von Polykieselsäure und Alkyltrialkoxysilane. Zu spezifischen Beispielen für geeignete Vernetzungsmittel gehören Tetramethylorthosilicat, Tetraethylorthosilicat, 2-Methoxyethylsilicat, Tetrahydrofurfurylsilicat, Ethylpolysilicat, Butylpolysilicat und dgl. Alkoxysilane, die gleichzeitig V&sserstoff, gebunden an das Siliciumatom enthalten, wie z.B. Methyldiethoxysilan oder Triethoxysilan, sind als Polyalkylhydrosilane sehr geeignet. Andere geeignete Vernetzungsmittel sind an sich bekannt. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von kondensiertem Tetraethylorthosilicat als Vernetzungsmittel in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Die verwendete Menge des Vernetzungsmittels ist nicht kritisch, so lange eine ausreichende Menge verwendet wird, um eine vollständige Vernetzung der aktiven Endgruppen an dem verwendeten Disilanolpolymeren zu erzielen. In dieser Hinsicht hängt die erforderliche

1. Mange an ' irnntzungsmittel von dom zahlendurchachnittlichen Molekulargewicht des verwendeten Disilanolpolymeren ab. Bei einem Polymeren mit einem höheren durchschnittlichen Molekulargewicht sind weniger aktive Endgruppen vorhanden und somit ist eine geringere Menge an Vernetzungsmittel erforderlich und umgekehrt. Wenn überschüssige Mengen an Vernetzungsmittel verwendet werden, kann der Überschuß aus der ausgehärteten Zusammensetzung leicht entfernt werden. Es wurde gefunden, daß allgemein für das bevorzugte Disilanolpolymere mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 20 000 etwa 6 bis etwa 9 Gew.—Teile kondensiertes Tetraethylorthosilicat auf 100 Gew.-Teile des Disilanolpolymeren geeignet sind. Innerhalb dieses Bereiches werden vorzugsweise etwa 6,6 bis etwa 8 Gew.-Teile kondensiertes Tetraethylorthosilicat auf 100 Gew.-Teile des Disilanolpolymeren verwendet. Natürlich sollte dann, wenn andere Vernetzungsmittel verwendet werden, die zu verwendende Menge stöchiometrisch angepaßt werden, um eine ausreichende Menge an Vernetzungsmittel für die reaktiven Endgruppen in dem Disilanolpolymeren zur Verfügung zu haben.

Schließlich sind in bezug auf den in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Vernetzungskatalysator solche Katalysatoren an sich bekannt und dazu gehören: die Amine und Carbonsäuresalze von vielen Metallen, wie Blei, Zink, Zirkonium, Antimon, Eisen, Cadmium, Zinn, Barium, Calcium und Mangan, insbesondere die Naphthenate, Octoate, Hexoate, Laurate und Acetate. Zu Beispielen für geeignete Katalysatoren gehören Zinn(II)octoat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndiacetat und Dibutylzinndicaproat. ßis(dibutylchlorzinn)oxid und ähnliche Verbindungen können ebenfalls verwendet werden. Weitere geeignete Katalysatoren sind in der US-PS 3 664 997 beschrieben. Die verwendete Menge des

₃₅ Katalysators ist nicht kritisch. Eine zu geringe Menge

Katalysator führt jedoch zu einer sehr langsamen Reaktion, was unpraktisch ist. Andererseits können überschüssige ' Mengen Katalysator zu einem Zusammenbrechen des vernetzten

Polymernotzwerks bei hohen Temperaturen führen, so daß ein wenicfer vernetztes und schwächeres Material erhalten wird, wodurch die thermomechanisch^ Festigkeit des ausgehärteten Materials in nachteiliger Weise beeinflußt wird. Es wurde gefunden, daß im allgemeinen etwa 0,25 bis etwa 1,8 Gew.-Teile Katalysator pro 100 Gew.-Teile Disilanolpolymerem bevorzugt sind. Besonders bevorzugt werden verwendet 0,25 bis 0,75 Gew.-Teile Katalysator auf 100 Gew.-Teile des Polymeren. Bevorzugte spezifische Katalysatoren sind Dibutylzinndilaurat und Bis(dibutylchlorozinn)oxid.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.

15 Beispiele

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf spezifische Beispiele näher erläutert. Die Beispiele 1 und 4 bis 10 stellen erfindungsgemäße Beispiele dar. Die Beispiele 2 und 3 entsprechen dem Stand der Technik und dienen Vergleichszwecken zur Erläuterung der Vorteilhaftigkeit der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu anderen Verfahren. Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht.

Das verwendete Polydimethylsiloxan oder Mischungen davon sind in der Tabelle I angegeben. Rhodorsil 48V3500 und 48V750 sind beide cc,fri -Dihydroxypolydimethylsiloxane, erhältlich von der Firma Rhone-Po.ulenc Company, Monmouth Junction, New Jersey, die sich in bezug auf Viskosität und Molekulargewicht voneinander unterscheiden. Das Rhodorsil 48V3500 hat eine Viskosität von etwa 3500 cP, während das Rhodorsil 48V750 eine Viskosität von etwa 750 cP hat.

In jedem Beispiel wurde als tafelförmiges Aluminiumoxid Alcoa T61-32 5 verwendet und das calcinierte Aluminiumoxid wurde bezogen von KC (Kansas City) Abrasives. Das in Beispiel 2 verwendete Eisenoxid war Mapico Red 297, ein

Full :.; to iff mit einer Teilchengröße von O, ^Γ5 μπι. In den Beispielen 2 bis 7 wurden Füll stoffe und DisLlanol (e) in einen Bakur-Perkins-Mischer, Modell AN2, gegeban, der mit thermostatisch kontrollierten elektrischen Heizeinrichtungen ausgestattet war. Die Mischzeiten bei Raumtemperatur betrugen 2 h in Beispiel 3 und 2 1/2 h in Beispiel 2 sowie 3 1/2 h in den Beispielen 4 bis 7.

Zur Erzielung einer verbesserten Dispergierung des calcinierten Aluminiumoxids mit einer Teilchengröße von 0,5 um wurde eine Vorrichtung, wie z.B. ein Dispersator oder eine Kugelmühle, verwendet. In Beispiel 1 wurde das Mischen sowohl des calcinierten Aluminiumoxids mit einer Teilchengröße von 0,5 um als auch des Polymeren 48V3500 in einem Premier-Dispersator 3 1/2 h lang bei Raumtemperatur vor dem Mischen in dem Baker-'Perkins-Mischer durchgeführt. In Beispiel 1 wurde somit nach dem Mischen im Dispersator die Mischung aus dem polymeren und calciniertem Aluminiumoxid zu zusätzlichem Polymerem (48V750) und tafelförmigem Aluminiumoxid zugegeben und in dem Baker-Perkins-Mischer 2 1/2 h lang bei Raumtemperatur gemischt. In den Beispielen 8, 9 und 10 wurde ein Kugelmahlverfahren angewendet zur Erzielung einer guten Dispergierung sowohl des gesamten calcinierten Aluminiumoxids mit einer Teilchengröße von 0,5 μΐη als auch der gesamten Disilanolpolymeren. Die Disilanole, das calcinierte Aluminiumoxid und die Metall- oder Keramikkugeln mit einem Durchmesser von 1,27 bis 2,54 cm (0,5 bis 1,0 inches) wurden in ein Kugelmühlen-Gefäß gegeben und die vorgeschriebene Zeit rotieren gelassen. In Beispiel 8 wurden Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 1,27 cm (0,5 inch) verwendet und die Mahlzeit betrug 24 h bei Raumtemperatur. In den Beispielen 9 und 10 wurden Keramikkugeln mit einem Durchmesser von 1,27 bis 2,54 cm (0,5 bis 1,0 inch) ■verwendet und die Mahlzeit betrug 72 h bei Raumtemperatur. Nach dem Mahlen in der Kugelmühle wurde die Mischung aus dem calcinierten Aluminiumoxid und Disilanol wieder mit dem tafelförmigen Aluminiumoxid in dem Baker-Perkins-Mischer vereinigt. Dies gilt für alle drei in der Kugel-

mühle gemahlene Beispiele. Die Zeit in dem Baker-Perkins-Mischer betrug 2 3/4 h bei Raumtemperatur. In allen Beispielen wurde nach dem Eindispergieren der Füllstoffe in die Disilanolpolymeren in dem Baker-Perkins-Mischer der kondensierte Tetraethylorthosilicat-Vernetzer zugegeben und in die Mischung aus Füllstoff und Polymer 1 h lang bei Raumtemperatur eingemischt.

Zur Herstellung von gehärteten (vernetzten) Kautschuk-Pads zur Überprüfung ihrer physikalischen Eigenschaften wurden die Mischungen unter einem Vakuum von 2 Torr vor und nach dem Einmischen des Dibutylzinndilaurat-Katalysators von Hand entgast. Nach der Zugabe des Katalysators wurden die Materialien zu etwa 15,24 010x15,24 cm (6x6 inches) großen quadratischen Pads geformt und für die angegebenen Zeiten und bei den angegebenen Temperaturen aushärten gelassen. In den folgenden Tabellen I und II sind die Materialien zusammen mit den verwendeten Mengen sowie die Aushärtungszeit und die Aushärtungstemperatur angegeben zusammen mit einer Aufzählung der physikalischen Eigenschaften, die bei der mechanischen Bestimmung bei jedem der Materialien festgestellt wurden.

25 30 35

Tabelle I

Zei5".".cii Nr.
Miächui-.csbsstand-fceile

■-\_rU -Diliydroxypolydimethyl-	70	70
silcxan	30	30
Rhodorsil 48V3500	177.1(70)	214
Ehodorsil 48V750
Tafelförmiges Aluminiumaxid
(Alcoa To 1-325)

0,5 μΐη calcüiiertes Aluminium- 75.9(30) oxid (K.C. Abrasives)

0,4 um Eisenoxid
(Kspteo rod 297)

kondensiertes Tetraethyl
orthosilicat ^:

Dibutylzinndilaurat
Ilärtungs?.eit/Teirperatur

7.5

0.5

25.1

7.5

0.5

100

70 50

70 30

222.7(90) 202.4(80) 177.1(70) 151.8(60) 189.3(83) 149.8(70) 132.s(7t

25.3(10) 50.6(20) 75.9(30) 101.2(40) 37.8(17) 64.2(30) ^,8

6.6

0.75 0.75

6.6

0.25

6.6

7.5

0.5 .5

60 65

7.5

0.75

65

₆₅ 65 60 60 60 60

3/(158) 3/(158) 18>fl40) 18/(140) 18/(140) 5.5,(14O) 6/^40) 3/158) 3/(158) 3/(158;

Tabelle II Beispiel Nr.

Physikalische Eigenschaften Durometer, Shore A

Modul, M_1n in kg/cm² (psi)

spezifische Dehnung (%)

Hosen-Reißfestigkeit (ppi)

spez. Gewicht

Taber-Abrader-Abrieb
(Gramm Verlust nach 400
Zyklen unter Verwandung
einer Belastung von 500 g und von H-10-Rädern)

68

44,3 (630)

Zugfestigkeit in kg/cm² (psi) f3,6

( 620)

80

10.0

2.13

0.1095

71

50,6 (720)

43,6 (620)

80

8.2 62

33,0
(470)

31,6
(450)

80

7.9

59

31,3
(445)

26,7
(380)

80

8.9

30,2
(430)

34,1
(485)

70

8.3

40,8 (580)

37,3 (530)

2.12 2.14 2.14 2.14 2.13

62

30,9 (44Ö

34,5 (490)

90

10.2 .9.4

2.13

62

37,3 ( 530)

42,9 (610)

90

3.1

2.07

67

34,5 (490)

54,1 (770)

90 , .TOO

7.

2.03 ' 1.94

0.1299 0.2059 0.1218 0.1486 0.0689 0.1124 0.1102 0.1109 0.0469

CO

cn co

CO

Wie. aus cUt-i vorstehenden Tabellen leicht ersichtlich, stellen die aus den erfindungsgemäßen Zμsammensetzungen hergestellten Pads akzeptable Alternativen zu den aus anderen Zusammensetzungen hergestellten Pads, wie in- Beispiel 2 (gemäß US-PS 3 473 239) und Beispiel 3 (alles tafelförmiges Aluminiumoxid) erläutert, dar. Auf der Basis dieser Testdaten zusammen mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit der Zusammensetzungen mit einem Füllstoff aus Aluminiumoxid sind diese Zusammensetzungen brauchbar als Schmelzelemente in elektrostatographischen Vervielfältigungsvorrichtungen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ergeben ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen Wärmeleitfähigkeit, thermomechanischen Eigenschaften und Tonertrenneigenschaften. Unter den angegebenen Testdaten sind die Reißfestigkeit, die Verschleißfestigkeit (Abriebsbeständigkeit) und der Modul von besonderem Wert. Die Reißfestigkeit zeigt im wesentlichen die Beständigkeit gegen Bildung von Rissen in der elastomeren Oberfläche. Dies ist ein Maß für die Energiemenge, die erforderlich ist,um einen Riß wachsen zu lassen.

Sie ist ein Maß für die Ermüdung in dem Sinne, daß sie ein Maß für die Beständigkeit gegen das Wachsen der Risse in dem Elastomeren darstellt. Die Abriebsbeständigkeit (Verschleißfestigkeit) ist wichtig wegen der erforderlichen Fähigkeit der Schmelzoberflächen, mit Papieren verschiedener Größe verwendet werden zu können, wodurch eine Oberflächengröße (die kleinste Papiergröße) definiert wird als häufiger verwendet als eine andere. Für die vorliegenden Zwecke kann dies interpretiert werden als Beständigkeit gegen Verschleiß (Abrieb) der Papierkante auf dem

30 Papierweg und an der Nicht-Papierweg-Grenzfläche. Der

Modul bezieht sich auf die Beständigkeit gegenüber angelegter Spannung. Er gibt beispielsweise an, wie stark sich das Pad oder das Schmelzelement bei einem gegebenen Druck verformt. Diesbezüglich sei darauf hingewiesen, daß die Anpassungsfähigkeit um die Tonerteilchen herum vor dem Schmelzen erwünscht ist, um ein zufriedenstellendes Schmelzen zu erzielen. Das Schmelzen mit einem harten Material, das sich beispielsweise nicht unr die Tonerteilchen

-SB

herum anpaßt, ergibt ein geflecktes glänzendes Bild, das vermieden werden soll. Bei einer anpassungsfähigen Schmelzoberflache aus einem weicheren Material wird kein glänzendes Bild erhalten. In .bezug auf die Testdaten sei darauf hingewiesen, daß beispielsweise beim Vergleich von Beispiel 1 mit Beispiel 2 der niedere Modul von 630, verglichen mit 720 für Beispiel 2 anzeigt, daß das erfindungsgemäße Material weicher ist und daher weniger Kraft erforderlich ist, um einen äquivalenten Spalt zu erzielen, und somit weniger Spannungsenergie pro Zyklus auf das Material aufgegeben werden muß und daher der Ermüdungszyklus verbessert ist. In bezug auf die Reißfestigkeit gilt, daß im Prinzip die Reißfestigkeit um so akzeptabler ist, je höher die Zahl ist. In bezug auf die Verschleißfestigkeit (Abriebsbeständigkeit) gilt, daß die Verschleißfestigkeit (Abriebsbeständigkeit) um so besser ist, je niedriger die Zahl ist. Ein Vergleich des Beispiels 3, in dem nur tafelförmiges Aluminiumoxid verwendet wird, mit den übrigen erfindungsgemäßen Beispielen zeigt eindeutig dessen Mängel in bezug auf die Abriebsbeständigkeit (Verschleißfestigkeit) . Dies ist darauf zurückzuführen, daß das tafelförmige Aluminiumoxid nicht wirksam mit dem Polymeren in Wechselwirkung tritt, überraschenderweise wurde gefunden, daß die mechanischen Eigenschaften optimal zu sein scheinen bei etwa 30 Gew.-% calciniertem Aluminiumoxid, bezogen auf die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung vorhandenen Aluminiumoxids, und daß sie besonders günstig sind, wenn die in der Gesamtzusammensetzung vorhandene Aluminiumoxidmenge sich der oberen Grenze von 250 Teilen A3uminiumoxid auf 100 Teile Polydimethylsiloxan nähert. In diesem Zusammenhang zeigt ein Vergleich zwischen den in den Beispielen 1 und 6 erzielten Ergebnissen und denen der Vergleichsbeispiele 2 und 3 die eindeutige Überlegenheit des genannten Bereiches der Mengenanteile an calciniertem Aluminiumoxid und tafelförmigem Aluminiumoxid, bezogen auf die Gesamtmenge des in der Zusammensetzung enthaltenen Aluminiumoxids. Durch Ersatz des Eisen(III)-oxids der US-PS 4 373 239 durch das calcinierte Aluminium-

1 oxid wird dio Wärmeleitfähigkeit niaximiert, während die Festigkeit ω- und Trenn- und Anpassungsfähigkeitseigenschaften der Materialien aufrechterhalten werden. Das heißt mit anderen Worten, durch die Verwendung von sowohl tafelförmigem Aluminiuinxoid als auch calc inier tem Aluminiumoxid wird die Wärmeleitfähigkeit erhöht gegenüber der Verwendung von tafelförmigem Aluminiumoxid/Eisenoxid gemäß US-PS 4 3 73 2 39, wodurch eine Herabsetzung der Temperatur, auf welche der Kern der Schmelzeinrichtung erhitzt werden muß, ermöglicht wird, wodurch wiederum die Möglichkeit des thermischen Abbaus und die zum Erhitzen erforderliche Energie verringert werden. Außerdem weisen die bevorzugten erfindungsgemäßen Pads eine verbesserte Reißfestigkeit und Abriebsbeständigkeit gegenüber den Pads auf, die mit .

tafelförmigem Aluminiumoxid/Eisenoxid hergestellt worden sind.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische, bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, ^es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

25 30 35

Claims

Patentan sp-rüche

1. Wärmeleitfähiges Schmelzelement für die Verwandung in einer elektrostatographischen Vervielfältigungsvorrichtung, gekennzeichnet durch einen starren Träger (Basis) und eine dünne verformbare Schicht aus einer darauf aufgebrachten Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung umfaßt das vernetzte Produkt einer Mischung von etwa 100 Gew.-Teilen oc, Co -Hydroxypolydimethylsiloxan, etwa 190 bis 250 Gew.-Teilen Aluminiumoxid, das zu etwa 60 bis etwa 90 Gew.-% aus feinteiligem tafelförmigem Aluminiumoxid und zu etwa 10 bis etwa 40 Gew.-% aus feinteiligem calciniertem Aluminiumoxid besteht, ein Vernetzungsmittel und einen Vernetzungskatalysator, wobei das Vernetzungsmittel und der Vernetzungskatalysator in Mengen vorliegen, die ausreichen, um die Vernetzung des Siloxans zu fördern.

2. Wärmeleitfähiges Schmelzelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 250 Teilen auf 100 Teile Siloxan vorliegt, wobei tafelförmiges Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 60 bis etwa 80 Gew.-% des Aluminiumoxids und calci-

25 niertes Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% des Aluminiumoxids vorliegen.

3. Wärmeleitfähiges Schmelzelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das tafelförmige Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 70 Gew.-% und das calcinierte Aluminiumoxid in einer Menge von etwa 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumoxids, vorliegen.

4. Wärmeleitfähiges Schmelzelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das tafelförmige Aluminiumoxid eine Teilchengröße von etwa, 0,044 mm (325 mesh) hat und daß das calcinierte Aluminiumoxid eine Teilchengröße von weniger als etwa 1 μΐη hat.

"* 5. Wärme le it J; an Lgss Schmolzelenient- nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dcidurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem starren Träger (Basis) um eine Metallwalze handelt und daß die dünne Schicht etwa 0,254 bis etwa

5 2,54 mm (10-100 mils) dick ist.

6. Wärmeleitfähiges Schmelzelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallwalze aus Aluminium besteht und daß die dünne Schicht etwa 0,762 bis etwa

10 2,032 mm (30-80 mils) dick ist.

7. Wärmeleitfähiges Schmelzelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht etwa 1,524 bis etwa 1,778 mm (60-70 mils) dick ist.

8. Wärmeleitfähiges Schmelzelement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das

CX, CO -Hydroxypolydimethylsiloxan ein zahleridurchschnittliches Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 20 000 hat, daß das Vernetzungsmittel kondensiertes Tetraethylorthosilicat ist, das in einer Menge von etwa 6 bis etwa 9 Gew.-Teilen vorliegt, und daß der Vernetzungskatalysator Dibutylzinndilaurat oder Bis(dibutylchlorozinn)oxid ist, das in einer Menge von etwa 0,25 bis 1,8 Gew.-Teilen vor-

25 liegt.