DE69204295T2 - Beschichtungssystem für beheizte fixierschicht. - Google Patents
Beschichtungssystem für beheizte fixierschicht.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft nichtklebende Überzugssysteme für eine Fixieroberfläche, wie für eine Fixierwalze in einer reprographischen Apparatur. Insbesondere betrifft sie Mehrschichtensysteme für solche Anwendungen, die eine gute Haltbarkeit und thermische Leitfähigkeit aufweisen.
- Verschiedene Typen von reprographischem Gerät umfassen beheizte Oberflächen, wie Walzen oder Bänder, um die Bilder, die anderswo in dem Gerät aufgebracht wurden, zu verschmelzen oder zu fixieren, gleich ob durch Laserstrahlen, magnetische oder andere Mittel. Um eine statische elektrische Aufladung zu verhindern, werden einige Überzüge elektrisch leitend gemacht. Die Haltbarkeit ist zur Handhabung großer Anzahlen von Papierblättern notwendig. Die thermische Leitfähigkeit ist ferner wichtig, um einen hohen Durchsatz von Seiten in einer gegebenen Zeit, eine verbesserte Druckqualität und einen geringeren Energieverbrauch aufgrund von niedrigeren Stand-by-Temperaturen und von kürzeren Aufwärmzeiten zu ermöglichen.
- Die existierenden Überzugssysteme liefern die Kombination der Vorteile, die benötigt werden und erfindungsgemäß verfügbar sind, nicht.
- Nichtklebende Überzüge aus Fluorpolymeren, Polysiloxanharzen, Epoxyharzen und weiteren Materialien haben kalziniertes oder reaktives Aluminiumoxid oder Siliciumcarbid verwendet. Siehe U.S.-Patentschrift 4 121 000 Wald (1978), 4 324 715 Emerick (1982) und die japanische Kokai 60-80883 Yamada (1985).
- Die U.S. Seriennummer 07/626 491, eingereicht am 12. Dezember 1990 - Tannenbaum, offenbart eine bessere Mischung von Polytetrafluorethylen (PTFE) und Hexafluorpropylen oder fluoriertem Ethylen-Propylen (FEP), ein Copolymer von Tetrafluorethylen mit 8-18 %, vorzugsweise etwa 12 % Hexafluorpropylen.
- Die PCT 91/04750, eingereicht am 9. Juli 1991, beschreibt nichtklebrige Fixierwalzen-Überzüge, die Edelstahl oder Aluminiumflocke für die elektrische Leitfähigkeit enthalten.
- Die Erfindung stellt ein überzogenes Substrat bereit, das geeignet ist zur Verwendung bei erhöhten Temperaturen in einem reprographischen Gerät, in dem das Substrat mit wenigstens zwei Überzügen unterschiedlicher Zusammensetzungen beschichtet ist, einem ersten Überzug, der an dem Substrat haftet, und einen zweiten Überzug, der an dem ersten haftet, wobei der erste Polyamidimid und teilchenförmige Füllstoffe, einschließlich 10 bis 50 % Fünfteilchen-Amluminium und 10 bis 25 % Edelstahlflocke, und der zweite Überzug, bezogen auf das Gewicht, 5 bis 90 % Fluorpolymer und teilchenförmige Füllstoffe umfaßt, einschließlich 5 bis 40 % Aluminiumoxid und 5 und 40 % Aluminiumflocke.
- Es wurde gefunden, daß ein komplexes Überzugssystem mit wenigstens zwei Schichten bessere Ergebnisse für die Zwecke der Haltbarkeit, Nichtklebrigkeit und zur thermischen Leitfähigkeit bereitstellt.
- Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Überzugssysteme auf ein sandgestrahltes Substrat aufgetragen, mit dem sie eine doppelt so gute thermische Leitfähigkeit und eine verbesserte Abriebfestigkeit ohne Verlust von anderen Eigenschaften ergeben, im Vergleich zu den Systemen vom Stand der Technik ohne Aluminiumoxid.
- Primerzusammensetzungen, die für den ersten Überzug verwendet werden, der an dem Substrat haftet, können chemisch für Aluminiumflocke zu aggressiv sein. Darum wird, obwohl Aluminiumflocke eine bessere thermische Leitfähigkeit ergibt als Edelstahlflocke, letztere in den erfindungsgemäßen Primerüberzügen verwendet. Ein oberflächenaktives Fluormittel verhilft ferner zum Benetzen eines sandgestrahlten Aluminiumsubstrates. Weitere Zusatzstoffe und Hilfsstoffe, wie Oberflächenentschäumer, Verdicker, Pigmente, Farbstoffe und Koaleszenzhilfen, können verwendet werden, wie in der Technik bekannt. Für den zweiten Überzug wurde gefunden, daß Aluminiumflocke nicht nur eine bessere Wärmeübertragung, sondern aufgrund der niedrigeren Dichte und größeren Neigung, in Suspension zu verbleiben, wenn der Überzug trocknet, auch weniger Schwierigkeit bei Zwischenschichthaftungen ergibt. Die Aluminiumflocke sollte, wie in der Technik bekannt, stabilisiert sein, um das Gasen in einem wäßrigen System zu minimieren.
- Ein Hauptschlüssel zum Erfolg der Erfindung besteht in der Verwendung von kalziniertem teilchenförmigem Aluminiummaterial sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Überzug. Dies fördert die Haftung, Haltbarkeit, und, aufgrund einer höheren thermischen Leitfähigkeit als das Fluorpolymer, verbessert es auch die Wärmeübertragung.
- Jedoch genügt es nicht, hauptsächlich Aluminiumoxid zu einem bekannten Überzug zuzugeben. Stattdessen wurde es, daß die erfindungsgemäßen Vorteile erhalten werden, als wichtig befunden, jedes der Charakteristika der Erfindung zu verwenden.
- Die folgenden Beispiele stellen den bevorzugten Bestandteil für den ersten und zweiten Überzug bereit, die gemischt und durch Sprühen ohne Trocknen zwischen den Überzügen aufgetragen, sodann bei 420 ºC 10 min gehärtet wurden.
- Aluminiumoxid - reaktiver kalzinierter Typ A-155 G US-Sieb-Serie 325 Mesh von Silberline 7,027
- Edelstahlflocke US-Bronze-Typ 316L-X-35 um durchschnittlicher Teilchendurchmesser 4,868
- PTFE in "T30" von Du Pont 6,837
- kolloidale Kieselsäure in "Ludox AM" von Du Pont 0,983
- FEP in "T 9075" von Du Pont 4,337
- Amid-Imid-Harz in A-10 von Amoco 4,272
- "Zonyl F9100"-Perfluoralkylethoxylat fluoriertes oberflächenaktives Gemisch von Du Pont 0,464
- "NOP-NDW" nichtionisches oberflächenaktives Mittel von Henkel 0,002
- "Trit X-100" Octylphenolpolyetheralkohol nichtionisches oberflächenaktives Mittel von Rohm und Haas 0,975
- Wasser 61,992
- N,N-Diethylethanolamin 0,602
- Triethylamin 1,205
- Furfurylalkohol 3,357
- N-Methylpyrolidon 2, 847
- Ethylenglycol 0,232
- Aluminiumflocke - 15 um durchschnittliche Teilchengröße in Hydropaste 825 von Silberline 3,146
- Aluminiumoxid 3,159
- PTFE in "T30" 30,281
- PFA "T335" 5,467
- kolloidale Kieselsäure in "Ludox AM" 0,244
- 39 Gewichtsteile Acryl.Terpolymer von Methylmethacrylat/57 Teilen Ethylacrylat/4 Teilen Methacrylsäure, Dispersion als 40 % Latex- Feststoffe in Wasser, 0,2 um durchschnittliche Teilchengröße 4,429
- Ceroctoat 0,536
- Triethanolamin 1,126
- "Triton X-100" 2,710
- Butylcarbitol 2,226
- Wasser 37,910
- Triethanolamin 4 ,225
- Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel 3,452
- Ethylenglycol 0,122
- Nitropropan 0,629
- Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel 0,338
Claims (10)
1. Überzogenes Substrat, geeignet zur Verwendung bei
erhöhten Temperaturen in einem reprographischen Gerät, in dem
das Substrat mit wenigstens zwei Schichten mit
unterschiedlichen Zusammensetzungen überzogen ist, einer
ersten Schicht, die an dem Substrat haftet, und einer
zweiten Schicht, die an der ersten Schicht haftet, worin
die erste Schicht, bezogen auf das Gewicht, 20 bis 70 %
Fluorpolymer und 10 bis 50 % Polyamidimid und
teilchenförmige Füllstoffe einschließlich 10 bis 50 %
Aluminiumoxid und 10 bis 25 % Edelstahlflocke umfaßt, und
die zweite Schicht, bezogen auf das Gewicht, 50 bis 100 %
Fluorpolymer und teilchenförmige Füllstoffe
einschließlich 5 bis 40 % Aluminiumoxid und 5 bis 40 %
Aluminiumflocke umfaßt.
2. Überzogenes Substrat nach Anspruch 1, worin in jeder
Schicht das Fluorpolymer ausgewählt ist aus
Polytetrafluorethylen, fluoriertem Ethylen-Propylen, einem
Copolymer von Tetrafluorethylen mit
Perfluoralkylvinylether und aus Mischungen von Polytetrafluorethylen mit
wenigstens einem von fluoriertem Ethylen-Propylen und
einem Copolymer von Tetrafluorethylen mit
Perfluoralkylvinylether.
3. Überzogenes Substrat nach Anspruch 2, worin in der ersten
Schicht das Fluorpolymer, bezogen auf das Gewicht, eine
Mischung von 40 bis 90 % Polytetrafluorethylen und 10 bis
60 % fluoriertem Ethylen-Propylen darstellt.
4. Überzogenes Substrat nach Anspruch 2, worin die zweite
Schicht, das Fluorpolymer, bezogen auf das Gewicht, eine
Mischung von von 60 bis 90 % Polytetrafluorethylen und
10 bis 40 % Copolymer von Tetrafluorethylen mit
Perfluoralkylvinylether ist.
5. Überzogene Substrate nach Anspruch 1, worin die erste
Schicht eine Mischung ist, umfassend, bezogen auf das
Gewicht, 25 bis 60 % Fluorpolymere, 10 bis 25%
Polyamidimid, 15 bis 40 % Aluminiumoxid und 10 bis 30 %
Edelstahlflocke.
6. Überzogenes Substrat nach Anspruch 5, worin die zweite
Schicht eine Mischung ist, umfassend, bezogen auf das
Gewicht, 65 bis 95 % Fluorpolymer, 5 bis 20 %
Aluminiumoxid und 5 bis 20 % Aluminiumflocke.
7. Überzogenes Substrat nach Anspruch 3, worin die erste
Schicht eine Mischung ist, umfassend, bezogen auf das
Gewicht, 35 bis 45 % Fluorpolymer, 12 bis 17 %
Polyamidimid, 20 bis 30 % Aluminiumoxid und 15 bis 25 %
Edelstahlflocke und die zweite Schicht eine Mischung ist,
umfassend 80 bis 95 % Fluorpolymer, 5 bis 10 %
Aluminiumoxid und 5 bis 10 % Aluminiumflocke.
8. Überzogenes Substrat nach Anspruch 2, das ebenfalls eine
Menge eines Fluor-oberflächenaktiven Mittels enthält, das
wirksam ist, um das Substrat zu benetzen.
9. Überzogenes Substrat nach Anspruch 7, worin in der ersten
Schicht die Fluorpolymermischung 50 bis 70 %
Polytetrafluorethylen und 30 bis 50 % fluoriertes Ethylen-Propylen
und in der zweiten Schicht die Fluorpolymermischung
70 bis 80 % Polytetrafluorethylen und 20 bis 30 %
Perfluoralkylvinylether enthält.
10. Überzogenes Substrat nach Anspruch 1, das ferner
wenigstens einen weiteren Überzug besitzt, der ein
Fluorpolymer enthält, das an der Außenf läche der zweiten
Schicht haftet.
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