DE69906945T2

DE69906945T2 - Mehrschichtige wärmefixierwalzen aus mit einer fluorpolymerbeschichtung versehener nachgiebiger unterlage und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69906945T2
Application number: DE69906945T
Authority: DE
Inventors: D. Timothy MARVIL; F. Chris DEL ROSARIO; Stace Moss; John Navarra; R. Orville RAABE
Original assignee: MINCO Manufacturing Inc COLORADO SPRINGS; Minco Manufacturing Inc; Ames Rubber Corp
Current assignee: Colorado Springs Col Us LLC; Minco Mfgacquisition; Ames Rubber Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2019-01-23
Also published as: US6596357B1; EP1056586B1; EP1056586A1; WO1999037468A1; US5998034A; DE69906945D1

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Schmelzelemente bzw. Fixierwalzen zur Verwendung für Photokopier- und sonstige Druckabläufe, die mit einer abweisenden Beschichtung auf einer nachgiebigen Grundschicht versehen sind, und insbesondere eine mehrschichtige Rolle mit einer Beschichtung aus Fluorpolymer, die an einer nachgiebigen Schicht aus Silikonkautschuk auf einem metallischen Kern haftet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der Einsatz einer Fixierwalze, die aus einem abweisenden Material als Oberschicht und einer hitzebeständigen Grundschicht besteht, ist im Bereich der Reprophotographie bekannt. Zu den typischen bisher verwendeten abweisenden Materialien zählen Polytetrafluorethylen (PTFE), Fluorethylenpropylen (FEP), Perfluoralkoxy (PFA), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Ethylenchlortrifluorethylen (ECTFE), Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), Polyvinylidenflourid (PVDF) und Polyvinylflourid (PVF), Silikongemische und Mischungen dieser Stoffe.
Fluorpolymerharz an sich ist zwar ein ausgezeichnetes abweisendes Material, verfügt jedoch über keine elastische Nachgiebigkeit. Silikongemische hingegen sind zwar nachgiebig, jedoch sehr anfällig für die negativen Auswirkungen von Silikonöl, das häufig als Trennmittel in Fixiervorgängen verwendet wird. Da das Silikongemisch anschwillt, verändern sich die Anpreßeigenschaften, die wiederum die Fixierqualität der Bilder beeinträchtigen. Die Silikonbeschichtung ist anfällig für mechanische Schäden, wie z. B. den Abrieb durch die Druckmedien, den Abstreifer und verhärteten Toner, der sich im System ablagert. Fluorelastomere sind hingegen zähere Materialien mit einer größeren Widerstandsfähigkeit gegenüber Silikonöl. Dennoch benötigen Fluorelastomere im Allgemeinen ein Spezialöl, um in einer Fixieranwendung zu funktionieren. Diese speziellen Silikonöle sind teuer und erschweren das Schreiben auf Kopiermedien erheblich, wenn sie auf diese Kopiermedien gelangen.
Vorzugsweise kombiniert ein Material die Abweiseigenschaften der Fluorpolymerharze mit der Nachgiebigkeit der Silikonelastomere. Die US-Patentschriften 3 435 500 von Aser und 4 789 565 von Kon offenbaren das Auftragen eines Polytetrafluorethylenharzes auf eine Oberfläche aus Silikonkautschuk, die an einem Metalleinsatz haftet, und das Sintern des Harzes. Die US-Patentschrift 5 547 759 von Chen et al. offenbart ein Verfahren zum Verkleben eines Fluorelastomers auf unterschiedliche Substrate, einschließlich Silikon, mittels einer Schicht aus Fluorelastomer und Fluorpolymer, die eine Polyamid-imid-Schicht enthält. Im letzten Fall übernimmt das Fluorpolymer die Funktion eines Isolators, um einen Qualitätsverlust des nachgiebigen Substrats und die Adhäsion zwischen den Schichten während des Sinterverfahrens zu verhindern.
US-Anmeldung 5709949 offenbart ein Verfahren zum Ausbilden einer Fixierwalze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einer Fixierwalze nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Die europäische Anmeldung 321 162 von Sakurai et al. (Canon) offenbart eine obere Schicht aus Fluorpolymer auf einer Grundschicht aus Silikon, wobei ein Bindemittel verwendet wird, das Fluorharz und ein Amino-Silan-Gemisch enthält. Der Hauptbestandteil des Bindemittels kann ein Polyamid-imid sein. US-Patentschrift 5 153 660 von Goto (Canon) beschreibt die relative Leitfähigkeit einer Grundierung und einer oberen Schicht aus Fluorpolymer. Zum Schluß sei die US-Patentschrift 5 011 401 von Sakurai et al. (Canon) erwähnt, welche die Verwendung einer Fluorgrundierung mit angemessenen thermischen Isolationseigenschaften vorschlägt, ohne jedoch eine spezielle Grundierung vorzuschlagen.
Da bei den meisten heutzutage im Handel erhältlichen Materialien hinsichtlich einer erforderlichen Eigenschaft auf die eine oder andere Weise Abstriche gemacht werden müssen, sind die unterschiedlichen vorgeschlagenen Lösungen, die dem Stand der Technik entsprechen, nicht vollkommen zufriedenstellend. Das gilt insbesondere für Farbsysteme, bei denen Glanz und Glanzerhaltung ein wichtiger Aspekt des Fixiersystems sind. Diesbezüglich ist eine Beschichtung aus Fluorpolymer, die eine problemlose Benetzbarkeit durch ein Silikontrennmittel aufweist, eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft.
Demzufolge bleibt es äußerst wünschenswert, eine Fixierwalze bereitzustellen, deren oberste Schicht über höchste Trenneigenschaften verfügt und die nicht durch den Einsatz handelsüblicher Trennmittel beeinträchtigt wird und außerdem nachgiebig ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Generell wird gemäß der Erfindung eine mehrschichtige Fixierwalzenkonstruktion mit einer nachgiebigen Grundschicht aus Silikon, die an einen metallischen Kern gebunden ist, und eine Beschichtung aus Fluorpolymer bereitgestellt, die an der Schicht aus Silikon haftet. Diese mehrschichtige Rolle umfasst eine Grundierungsschicht aus einer Mischung aus Silikon und Polyamidharz auf der Grundschicht aus Silikon, die in einem Infrarotofen wärmevorbehandelt wird, bevor auf der Grundschicht aus Silikon eine Grundierung aus PTFE zur Bindung der Beschichtung aus Fluorkunstharz auf dieser Grundschicht angeordnet wird.
Demzufolge liegt eine Aufgabe dieser Erfindung in der Bereitstellung einer verbesserten mehrschichtigen Fixierwalze mit einer abweisenden Beschichtung auf einer nachgiebigen Grundschicht, die an einem metallischen Kern haftet.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung liegt in der Bereitstellung einer mehrschichtigen Fixierwalze mit einer Beschichtung aus Fluorpolymer auf einer nachgiebigen Grundschicht, die an einem metallischen Kern haftet.
Eine andere Aufgabe dieser Erfindung liegt in der Bereitstellung einer mehrschichtigen Fixierwalze mit einer Beschichtung aus Fluorpolymer auf einer Grundschicht aus Silikonkautschuk, die an einem metallischen Kern haftet.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer neuartigen Grundierungsverbindung zum Binden einer Beschichtung aus Fluorpolymer auf eine nachgiebige Grundschicht, die an einem metallischen Kern haftet.
Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer mehrschichtigen Fixierwalze mit einer abweisenden Beschichtung und einer nachgiebigen Grundschicht auf einem metallischen Kern.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind teilweise offensichtlich und werden teilweise durch die Beschreibung und Zeichnungen erkenntlich.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Fixierwalze nach Anspruch 7 erreicht.
Die Erfindung umfaßt dementsprechend mehrere Schritte und die Beziehung einer oder mehrerer dieser Schritte zu jedem der anderen Schritte, die Zusammensetzung mit ihren Merkmalen und Eigenschaften, die Beziehung der Bestandteile und des Artikels mit den jeweiligen Merkmalen und Eigenschaften, die Beziehung der Elemente, die alle in der folgenden ausführlichen Offenbarung erläutert werden, und der Anwendungsbereich der Erfindung werden in den Ansprüchen aufgezeigt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein umfassendes Verständnis der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung Bezug genommen, die in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen erstellt wurde, wobei:
1 einen schematischen Querschnitt einer Fixierwalzentestvorrichtung zeigt; und
2 einen schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäß konstruierten und angeordneten Fixierwalzentestvorrichtung zeigt, der die mehrschichtige Konstruktion darstellt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
Eine Fixierwalze, die erfindungsgemäß präpariert wurde, umfaßt einen metallischen Kern, an dem eine nachgiebige Grundschicht haftet, und eine abweisende Beschichtung, die im Allgemeinen nicht mit der nachgiebigen Grundschicht kompatibel ist. In der bevorzugten Ausführung besitzt die Fixierwalze einen Aluminiumkern, eine Grundschicht aus Silikonkautschuk und eine äußere Beschichtung aus Fluorpolymer. Eine Grundierungsschicht aus einer Mischung aus Silan und Poylamidharz ist auf der Grundschicht aus Silikonkautschuk angeordnet, die in einem Infrarotofen wärmevorbehandelt wird, bevor die äußere Beschichtung aus Fluorpolymer darauf angeordnet wird. Die mehrschichtige erfindungsgemäße Fixierwalze wird durch Spritzgießen, Schleifen, Wärmevorbehandlung/Versiegeln, Auftragen von oberen Schichten, Sintern und abschließendes Polieren hergestellt.
Eine Fixierwalze wird durch Flüssigkeits-Spritzgießen einer Silikonverbindung auf einen Aluminiumeinsatz hergestellt. Vor Beginn des Spritzvorgangs wird der Alumiumeinsatz präpariert, indem die Oberfläche zunächst durch Reinigung entfettet wird und anschließend eine Grundierung für Silikonkautschuk durch Sprühen aufgetragen wird. Typische Grundierungen für Silikonkautschuk, die an einem metallischen Substrat haften, sind Materialien aus Vinyltrimethoxysysilan, Gamma-Methacyloxypropyltri-methoxysilan, Vinyltris(Tbutylperoxy)silan und teilweise hydrolisierte Materialien aus Silan. Im Handel erhältliche Produkte aus diesen Materialien sind unter anderem SS 4004 & 4155 von GE, DC 1200% DC 6080 von Dow Corning, 790 von Wacker, Chemlok 608 & 607 und Thixon 5151. Chemlok ist ein Handelsname der Lord Corporation und Thixon ist ein Handelsname der Morton International Inc.
Das Flüssigkeits-Spritzgußverfahren kann unter Verwendung einer Doppelmatrize erfolgen, die mit einer Flüssigkeits-Spritzgußmaschine verbunden ist. Die Silikonkautschukverbindung wird zunächst in der Matrize für 90 Sekunden bei 204°C (400°F) gehärtet und dann in einem Umluftofen für 1 Stunde bei jeweils 93°C, 121°C, 149°C, 177°C, 204°C und 232°C (200°F, 250°F, 300°F, 350°F, 400°F und 450°F) nachgehärtet. Je nach Material und Dicke kann das Nachhärten auch in einem Vakuumofen erfolgen.
Die nachgehärtete Grundschicht aus Silikon jeder Rolle wird anschließend auf den gewünschten abschließenden Durchmesser und die gewünschte abschließende Rauheit geschliffen. Die Dicke der aufgetragenen Silikonbeschichtung darf zwischen ungefähr 0,25 und 10 mm liegen, jedoch vorzugsweise zwischen 2 und 7 mm. Die Oberfläche des geschliffenen Silikons sollte eine Rauheit von ungefähr 40 Ra nicht überschreiten.
Das geschliffene Probestück wird dann einem weiteren Reinigungsvorgang unterzogen, um Staubpartikel auf der Oberfläche zu beseitigen, dem eine Wasserreinigung folgt. Die gereinigte Rolle wird nun mit einer Grundierung besprüht, die eine Mischung aus Silan und einem Polyamidharz ist. Der Silanbestandteil der Mischung kann aus denselben Silanen hergestellt werden, die auch zur Bindung des Silikons an das metallische Substrat verwendet werden. Zu diesen Silanen zählen Vinyltrimethoxysilan, Gamma-Methacryloxypropyltrimethylsilan und 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan. Das darin dispergierte Polyamidharz stammt vorzugsweise aus der folgenden Produktgruppe, zu der Versamid 100, Micromid 632 HPL, Micromid 141L, Versamid 100X65 und Versamid 100T60 zählen. Versamid und Micromid sind Warenzeichen der Henkel Corporation bzw. der Union Camp Corporation.
Ein wichtiger Schritt bei der Herstellung der mehrschichtigen Rolle gemäß der Erfindung ist eine Wärmevorbehandlung vor dem Auftragen der abweisenden Beschichtung. Als bevorzugte Grundschichten aus einer Silikonverbindung werden diejenigen verwendet, die auf additionsvernetzenden Systemen basieren, bei denen während des Härtungszyklus kein Reaktionsnebenprodukt anfällt. Während die meisten Silikonverbindungen jedoch geringe Mengen zyklischer Fraktionen mit geringem Molekulargewicht enthalten, beseitigt der Schritt der Wärmevorbehandlung Fraktionen mit geringem Molekulargewicht und transformiert gleichzeitig die Grundierungsschicht in einen oxidierten Zustand. Die läßt eine problemlose Benetzbarkeit der Oberfläche durch die Grundierung der obersten Schicht möglich und macht sie geeignet zur Aufnahme der Chemie für die obere Schicht.
Der Infrarotofen, der zur Wärmevorbehandlung des grundierten Silikonkautschuks verwendet wird, ist ungefähr 4,7 Meter (12 Fuß) lang. Die Fördergeschwindigkeit des Ofens kann variabel von ungefähr 20 mm pro Minute (mm/Min) (8 Inch pro Minute (ipm)) bis 59 mm/Min (22 ipm) verändert werden. Der Infrarotofen kann die Rollenoberfläche in 10 bis 12 Minuten von Raumtemperatur auf ungefähr 425°C (600°F) erwärmen.
Während des Schrittes der Wärmevorbehandlung wird die Rolle auf den ersten 2 zurückgelegten Metern (8 Fuß) durch den Ofen auf ungefähr 260°C (500°F) erwärmt. Bei dieser Temperatur darf die Rolle anschließend die verbleibenden 1,3 Meter (4 Fuß) Strecke durch den Ofen passieren.
Es wurde festgestellt, daß sich Gas in der Grundschicht aus Silikon einlagert, wenn die Rolle nicht ausreichend wärmevorbehandelt wird. Dadurch wird eine angemessene Bindung der oberen Schicht aus Fluorelastomer verhindert. Wird die Rolle zu lange wärmevorbehandelt, werden die Grundierungsschicht und die Schicht aus Silikon möglicherweise beschädigt.
Nach der Wärmevorbehandlung darf die Rolle abkühlen. Nun wird vor dem Auftragen der Beschichtung aus Fluorpolymer eine letzte Grundierung aufgetragen. Als letzte Grundierung dient die Grundierung, die gewöhnlich zur Verklebung von Polytetrafluorethylen-Beschichtungen eingesetzt wird, gemäß dem Vorschlag des Herstellers. Diese Grundierungen enthalten gewöhnlich PTFE und fluoriertes Ethylen-Propylenharz mit Polyamid- oder Polyamidimid-Polymeren und stammen vorzugsweise aus einer wäßrigen Suspension. Eine bevorzugte Grundierung umfaßt das Polyamid-imid-Polymer.
Das Material aus Fluorpolymer für die Beschichtung wird durch Einsatz einer Sprühvorrichtung in zwei Schritten auf die grundierte wärmevorbehandelte Oberfläche aus Silikonkautschuk der Rolle aufgetragen. Gemäß dem Vorschlag des Herstellers gibt es eine mittlere und eine obere Schicht. Die Rolle wird gewogen und dann wird die Beschichtung aufgetragen, um eine endgültige Beschichtungsdicke von ungefähr 17,8 bis 40,5 Mikron (0,7-1,6 mils) zu erzeugen. Die beschichtete Rolle wird anschließend erneut gewogen. Für jede Beschichtungsschicht jedes Rollentyps gibt es ein vorgegebenes Gewicht. Die obere Grundierungsschicht muß vollständig trocken sein, bevor die obere und mittlere Schicht aufgetragen werden. Die mittlere Schicht muß benetzt sein, wenn die obere Schicht aufgetragen wird.
Nach dem Sprühen wird die mit Flüssigkeit beschichtete Rolle in einem Infrarotofen gehärtet. Die Obergrenze der Härtungstemperatur wird anhand der Temperatur festgelegt, bei der die Schicht aus Silikonkautschuk bzw. die Grundierungsschicht sich abzulösen beginnt. Durch Versuche wurde diese Temperatur festgelegt, obwohl die Temperatur je nach Bauweise der Rolle variiert. Für Rollen mit dickeren Wänden liegt die Höchsttemperatur bei ungefähr 393°C (740 °F). Für Rollen mit dünneren Wänden liegt die Höchsttemperatur bei ungefähr 371°C (700°F). Es gibt mehrere Merkmale, die auf eine Überhärtung der Rolle hinweisen, so daß eine Überwachung dieses Vorgangs während der Bearbeitung möglich ist. Das auffallendste Merkmal ist die Farbe des gehärteten Materials.
Die erfindungsgemäß präparierten Rollen wurden gehärtet, indem sie mit Höchst- und Mindestgeschwindigkeit durch den Ofen befördert wurden. Basierend auf diesen Geschwindigkeiten beträgt die maximale Verweildauer im Infrarotofen ungefähr 18 Minuten. Während ihrer Beförderung durch das erste Ofendrittel wird die Rolle auf nicht mehr als ungefähr 204°C (400°F) erwärmt. Deshalb beträgt die maximale Verweildauer dieser Rollen im Infrarotofen oberhalb der Temperatur, die zu einem Güteabfall des Silikonkautschuks führt, ungefähr 12 Minuten. Die Mindestverweildauer liegt hingegen bei ungefähr 4 Minuten. Diese beiden Verweildauerzeiten werden als annehmbar betrachtet.
Nach Abschluß der Härtung werden die Rollen durch Supfinieren poliert, anschließend genau untersucht und verpackt. Das Supfinieren wird gegenwärtig in der ganzen Branche als Polierverfahren eingesetzt und ist dem Fachmann wohl bekannt. Die gehärtete und beschichtete Fixierwalze ist dann bereit für die Inspektion in einem Testgerät, wie in 1 dargestellt.
Eine Fixierwalzentestvorrichtung 100 wird in 1 allgemein dargestellt und wendet Hitze und Druck an, um eine Menge Tonerpartikel 12 auf ein Blatt Papier 13 zwischen einer Fixierwalze 20 und einer Druckrolle 30 zu schmelzen. Die Fixierwalzentestvorrichtung 100 umfaßt ferner eine Trennmittelauftragungseinheit 11 mit einem Docht 15 zum Auftragen des Trennmittels auf die Oberfläche der Fixierwalze 20. Ein Abstreifer 16 ermöglicht das Ablösen des Papiers 13 von der Rolle 20, während es in Pfeilrichtung A befördert wird, wobei die obere Schicht 106 auf der Grundierungsschicht 103 angeordnet wird. Grundschicht 102 ist vorzugsweise 12,7 bis 127 Mikron (0,5 bis 5 mils) dick und die gesamte Beschichtung (entweder Oberflächenschicht 104 oder die kombinierten Schichten 102, 103 und 104) sollten ungefähr 76 bis 203 Mikron (3–8 mils) dick sein.
Die folgenden Beispiele beschreiben die mehrschichtige Fixierwalze mit oberen Schichten aus Fluorelastomer auf einer Grundschicht aus Silikon, die erfindungsgemäß vorbereitet wurde. Diese Beispiele dienen ausschließlich Darstellungszwecken und sollen in keinster Weise einschränkend wirken.
BEISPIELE 1–6
Die Tabellen I und II stellen einen Vergleich der Ergebnisse dar, die durch Verwendung unterschiedlicher Kombinationen von Bestandteilen beim Ausbilden einer Rolle mit einer oberen Schicht aus PTFE auf einer Grundschicht aus Silikon erzielt wurden.
Tabelle II stellt die Bindungsergebnisse für sechs Versuche dar, in deren Rahmen vor dem Auftragen der PTFE-haltigen oberen Schicht unterschiedliche Grundierungen aus Silikon verwendet wurden. Durchlauf 1 umfaßt ein Grundierungsmaterial mit Polyethylen namens Thixon^TM. Dieser Durchlauf berücksichtigt nicht den Polyamidharzbestandteil, wie dies in den Durchläufen 2–6 der Fall ist. Die verbesserten Ergebnisse in den Durchläufen 2–6 sind erkenntlich, wenn die anfängliche Grundierung eine Grundierung aus Silan mit dem Polyamidharz gemäß der Erfindung ist.
Tabelle I beschreibt die Bindung zwischen einer oberen Schicht aus Fluorpolymer und einer Grundschicht aus Silikonkautschuk mit einer Grundierung aus Silan, die das Polyamidharz enthält, und erfindungsgemäß wärmevorbehandelt ist, unter Verwendung unterschiedlicher Grundierungen aus PTFE und unterschiedlicher Bestandteile der oberen Schicht. Die leitfähige Grundierung A, die in Beschichtung Nummer 1 verwendet wird, umfaßt nicht das bevorzugte Polyamid-imid für die Grundierung für Fluorpolymer gemäß der Unteransprüche und wird zu Vergleichszwecken aufgeführt.
TABELLE I
Tabelle II stellt die Ergebnisse dar, welche die verbesserten Bindungsniveaus zwischen der Beschichtung aus Fluorpolymer und der Grundschicht aus Silikonkautschuk verdeutlicht, wenn in den Durchläufen 2–6 den unterschiedlichen Grundierungen aus Silan erfindungsgemäß eine Grundierung mit einem Polyamidharz zugesetzt wird. Durchlauf 1 verwendet ein hochdichtes Polyethylen names Vistamer^TM der Firma Composite Particles, Inc., das in einem Silan namens ThixonTM dispergiert ist, das häufig als Grundierungsmaterial für Silikonkautschuk verwendet wird. Ein Bindungsniveau von 0–2 ist schwach und nicht annehmbar. Ein Bindungsniveau von 8–10 ist vollkommen annehmbar.
TABELLE II
Ein gerade noch annehmbares Bindungsniveau von 4–5 wird erzielt, wenn Versamid^TM 100 (Polyamid) in Chemok^TM 607 (Silan) dispergiert wird. Ähnliche, aber geringfügig bessere Ergebnisse werden erzielt, wenn Versamid^TM 100 oder Micromid^TM 632 HDL (Poylamid) in Mischungen aus den Silangrundierungen Thixon^TM 5151 und Chemlok^TM 607 dispergiert werden. Die annehmbarsten und höchsten Bindungsniveaus werden erzielt, wenn die Poyamide Micromid^TM oder Versamid^TM in der Silangrundierung Thixon^TM 5151 dispergiert werden.
Das verbesserte Bindungsniveau zwischen der Beschichtung aus Fluorpolymer und der Grundschicht aus Silikonkautschuk läßt sich an der Leistung der Rollen erkennen, die erfindungsgemäß präpariert wurden. Es ist charakteristisch für diese Rollen, daß im Falle eines Defekts keine Abschichtung stattfindet. Gewöhnlich bildet sich am Abstreifer eine Linie, die auf eine Verschlechterung der Kopierqualität hinweist, aber der Kopierer erstellt dennoch weiterhin Kopien. Das liegt am höheren Haftvermögen der oberen Schicht aus Fluorelastomer, für welche die einzigartigen erfindungsgemäßen Grundierungssysteme verwendet werden.
Haftvermögen wird als die Kraft definiert, die erforderlich ist, um die Beschichtung aus Fluorpolymer von der Grundschicht aus Silikon zu entfernen. Während des Tests wird die Kraft in Gramm gemessen, die erforderlich ist, um einen 10 mm breiten Streifen zu entfernen, der bei einer Geschwindigkeit von 200 mm/min im Winkel von 90° zum Bauteil gezogen wird.
Das Haftvermögen für gewöhnliche Bauteile von Originalgeräteherstellern liegt ungefähr zwischen 20–50 Gramm. Im Gegensatz dazu liegt das gewöhnliche Haftvermögen bei den erfindungsgemäß präparierten mehrschichtigen Rollen ungefähr zwischen 100–250 Gramm. Es sei darauf hingewiesen, daß es sich hierbei um eine bedeutende Messung handelt, da die Beschichtung für Bauteile der Originalgerätehersteller gewöhnlich versagt, indem sie lagenweise abblättert. Dies führt möglicherweise dazu, daß Kopierer Arbeitsvorgänge unterbrechen, sobald die Papierbahnen durch Beschichtungsstreifen blockiert werden. Wie bereits oben erwähnt, weisen die mehrschichtigen erfindungsgemäß präparierten Rollen gewöhnlich in bestimmten Bereichen Verschleißerscheinungen auf, blättern jedoch in der Regel aufgrund des deutlich höheren Haftvermögens, das durch die Erfindung erreicht wird, nicht in Streifen ab.

Claims

Verfahren zum Ausbilden eines Schmelzelements, umfassend: Vorsehen eines Substrats, Aufbringen einer Grundierung für Silikonkautschuk auf dem Substrat, Anordnen des grundierten Substrats in einer Flüssigkeits-Spritzgußmaschine, Ausbilden einer Silikonkautschukverbindung um das grundierte Substrat, um eine Grundschicht auszubilden, Härten der Grundschicht aus Silikonkautschuk, Reinigen der Grundschicht aus Silikonkautschuk, Auftragen einer Grundierung für Fluorkautschuk auf der Grundschicht aus Silikon, Sprühen einer oberen Schicht aus Fluorkautschuk auf die grundierte Silikonkautschukoberfläche und Härten der beschichteten Oberfläche; gekennzeichnet durch: Auftragen einer Grundierung aus einer Mischung aus Silan und Polyamidharz auf die Grundschicht aus Silikonkautschuk und Wärmevorbehandlung der Grundschicht aus Silikonkautschuk vor dem Auftragen der Grundierung für Fluorkautschuk.
Verfahren zum Ausbilden eines Schmelzelements nach Anspruch 1, wobei die Wärmevorbehandlung in einem Infrarotofen erfolgt.
Verfahren zum Ausbilden eines Schmelzelements nach Anspruch 2, wobei der Infrarotofen eine längliche Vorrichtung ist und das Schmelzelement mit einer gesteuerten Geschwindigkeit durch den Ofen befördert wird.
Verfahren zum Ausbilden eines Schmelzelements nach Anspruch 3, wobei das mit Silikonkautschuk beschichtete Substrat auf etwa 260°C (500°F) erwärmt wird.
Verfahren zum Ausbilden eines Schmelzelements nach Anspruch 4, wobei das wärmevorbehandelte mit Silikonkautschuk beschichtete Substrat vor dem Auftragen der Grundierung für Fluorkautschuk gekühlt wird.
Verfahren zum Ausbilden eines Schmelzelements nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung aus Fluorkautschuk in einem Infrarotofen gehärtet wird.
Schmelzelement, umfassend: ein Substrat, eine Grundierungsschicht für Silikonkautschuk, welche auf dem Substrat angeordnet ist, eine Grundschicht aus Silikonkautschuk, welche auf der Grundschicht angeordnet ist, eine Grundierungsschicht für Fluorkautschuk, welche auf der Grundschicht aus Silikon angeordnet ist, und eine obere Schicht aus Fluorkautschuk, welche auf der Grundschicht aus Silikon angeordnet ist; gekennzeichnet durch eine wärmevorbehandelte Grundierungsschicht aus Silan und Polyamidharz, welche auf der Grundschicht aus Silikonkautschuk angeordnet ist.
Schmelzelement nach Anspruch 7, wobei die Grundierungsschicht für Fluorkautschuk, welche auf der wärmevorbehandelten grundierten Grundschicht aus Silikon angeordnet ist, eine Grundierung aus Polyamid-imid für Fluorkautschuk ist.
Schmelzelement nach Anspruch 8, wobei die Beschichtung aus Fluorkautschuk eine mittlere Schicht aus Fluorkautschuk, welche aus PTFE und PFA besteht, und eine obere Schicht aus PTFE und PFA mit einem größeren PTFE-Anteil umfaßt.
Schmelzelement nach Anspruch 7, wobei das Substrat ein metallisches Substrat ist.
Schmelzelement nach Anspruch 7, wobei das Substrat eine metallische Rolle ist.
Schmelzelement nach Anspruch 7, wobei die Beschichtung aus Fluorkautschuk eine mittlere Schicht aus Fluorkautschuk, welche aus PTFE und PFA besteht, und eine obere Schicht aus PTFE und PFA mit einem größeren PTFE-Anteil umfaßt.
Schmelzelement nach Anspruch 12, wobei die mittlere Schicht aus Fluorkautschuk etwa 30 bis 70 Gewichtsprozent PTFE umfaßt und die obere Schicht mindestens etwa 70 Gewichtsprozent PTFE umfaßt.
Schmelzelement nach Anspruch 13, ferner umfassend eine Grundierung für Polytetrafluorkautschuk, welcher auf der zuvor als Grundschicht aufgebrachten und mit Silan und Polyamid grundierten Schicht aufgebracht wird.
Schmelzelement nach Anspruch 14, wobei die mittlere Schicht aus Fluorkautschuk etwa 50 Gewichtsprozent PTFE und 50 Gewichtsprozent PFA umfaßt und die obere Schicht etwa 90 Gewichtsprozent PTFE und 10 Gewichtsprozent PFA umfaßt.
Schmelzelement nach Anspruch 15, wobei die Grundierungsschicht für Polytetrafluorethylen aus PTFE, FEP-Harz und einem Polyamid-imid-Polymer auf der Grundlage einer Suspension auf Wasserbasis besteht.