JP2010122681A - 自己剥離性フルオロポリマー−フッ化炭素層を有する定着器部材コーティング - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材4と、基材4の上の、トップコート31を有する外層2とを含み、外層2はフルオロポリマー30を含み、トップコート31はフッ化炭素鎖29を含み、さらに、フッ化炭素鎖29はフルオロポリマー30に結合される、自己剥離性定着器部材。
【選択図】図4
Description
バックアップ又は加圧ローラ6は定着器ローラと協働して、ニップ又は接触弧(contact arc)9を形成し、コピー用紙又は他の基材16がこれを通り、その上のトナー像21が定着器ローラ5の表面2と接触する。図2に示すように、バックアップローラ6は、剛性の鋼コア7を有し、その上には表面又は層18がある。
実施形態においては、定着器システムは、オイルレスであり、定着のために剥離剤は必要ない。定着器ローラにオイルは塗布されず、剥離剤送給ローラはこのシステムには存在しない。しかし、他の実施形態においては、システムは、剥離剤を用いることを可能とすることができる。
図3は、三層の構成を示し、定着器ローラ5は、加熱部材8を内側に有し、その上に基材4を有し、基材4の上には中間層26が配置され、外層2は中間層26の上に配置される。図3は、随意的な充填剤3及び28を示し、これは同じであってもよいし又は異なっていてもよく、随意的に中間層26に分散されてもよく、及び/又は、随意的に外層2に分散されてもよい。層において、充填剤は全くなくてもよいし、1つ、又は1つより多い種類の充填剤を提供してもよい。
図4は、定着器部材が、上に外層2及びトップコート31を有する中間層4を含む実施形態を示す。外層2は、中にフルオロポリマー鎖30を含む。トップコート31は、中にフッ素化炭素鎖29を含む。フッ素化炭素鎖は、トップコートの表面に又はその近くに配向する。
からなる群から選択され、ここでRは約1から約20までの炭素又は約1から約10までの炭素を有する脂肪鎖である。
A−(C)r−Q−B (I)
ここでAはフルオロポリマー、Cは架橋剤、QはBに付加された反応性官能基であり、Bはフッ化炭素鎖を含み、rは0又は1である。
CF3(CF2)n−Q (II)
(III)
ここでnはフッ素化脂肪族繰返し単位の数を表わし、約0又は1から約40まで、又は約0又は1から約20まで、又は約0又は1から約10までの数であり、mはフッ素化芳香族繰返し単位の数を表わし、約0又は1から約20まで、又は約0又は1から約10まで、又は約0又は1から約5までの数であり、Qは反応性官能基を表わす。
CF3(CF2)n−(CH2)pQ (IV)
(V)
ここでnはフッ素化脂肪族繰返し単位の数を表わし、約0又は1から約40まで、又は約0又は1から約20まで、又は約0又は1から約10までの数であり、mはフッ素化芳香族繰返し単位の数を表わし、約0又は1から約20まで、又は約0又は1から約10まで、又は約0又は1から約5までの数であり、pは炭化水素繰返し単位の数を表わし、約1から約10まで、又は約2から約5までの数であり、Qは反応性官能基を表わす。
H2N−CH2−CH2− (VI)
(VII)
(OR)3−Si− (VIII)
ここでRは約1から約20までの炭素、又は約1から約6までの炭素を有する脂肪族鎖であり、nはフッ素化脂肪族繰返し単位の数を表わし、約0から約40までの数である。実施形態においては、Rはメチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、又はイソブチルからなる群から選択される。
実施形態においては、上の式Iにおけるフッ化炭素鎖Bは、架橋剤Cとの官能基Qの反応を介して、フルオロエラストマー層材料と結合する。好適な架橋剤Cは、フルオロポリマー鎖、及び、フッ化炭素鎖に付加された官能性末端基Qの両方に結合することができる、二官能性架橋剤である。好適な架橋剤の例は、ビスフェノールA(BPA)シロキサン架橋剤のようなシロキサン架橋剤、及び、AO700(Gelestからのアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン架橋剤)のようなアミノシロキサン架橋剤を含む。BPAシロキサン架橋剤の例は、以下の式XIを有するものを含み、アミノシロキサン架橋剤の例は、以下の式Xを有するものを含み、
(IX)
(X)
ここでXは水素又はフッ素であり、R及びR’は、約1から約20までの炭素、又は、約1から約6までの炭素を有する脂肪族鎖であり、nは約1から約10まで、又は約1から約5まで、又は約3から約4までの数である。実施形態においては、Rはメチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブロピル、又はイソブチルからなる群から選択される。実施形態においては、R’は、約1から約20までの炭素、又は約1から約6までの炭素を有するアルコキシである。
シロキサン官能化フルオロポリマー
シロキサン結合によりフルオロポリマーに結合されたフルオロアルキル鎖
上述の式において、Xはフッ素又は水素であり、R及びR’は約1から約20までの炭素、又は、約1から約6までの炭素を有する脂肪族鎖である。実施形態においては、Rはメチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピル、又はイソブチルからなる群から選択され、nは約1から約10まで、又は、約1から約5まで、又は約3から約4までの数である。実施形態においては、R’は約1から約20までの炭素、又は約1から約6までの炭素を有するアルコキシ基である。
中間層の厚さは、約0.5から約20mm又は約1から約5mmである。
メチルイソブチルケトン(MIBK)に溶解された固形分17重量パーセントのVITON(登録商標)−GFフルオロエラストマーを含有するフルオロポリマー分散体を調製し、5pph(VITON(登録商標)−GFの重量に対する百分率)のAO700架橋剤(Gelestからのアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン架橋剤)及び24pphのメタノールと合わせた。分散体を、バーコータにより試験アルミニウム基材上にコーティングし、コーティングを空気中で乾燥させ、25から30μmのフルオロエラストマー層が形成された。乾燥後、コーティング表面を、50重量パーセントのパーフルオロオクチルシロキサン(United Chemical Technologiesからのトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロ−オクチル−1−トリエトキシシラン)の溶液でオーバーコーティングし、薄い<2μmのコーティングがフルオロエラストマー層の上に形成された。コーティング組成物は、次いで、49℃から218℃との間の温度で、24時間にわたる段階的な熱処理により硬化された。得られたコーティングは、MIBKを塗布し表面を金属器具でスクラッチした場合の傷に対して堅牢であった。
BPAシロキサン架橋剤と組み合わされた、パーフルオロオクチルシラン鎖とVITON(登録商標)−GFから、二層のコーティングが調製できることが予想される。2.0部のVITON(登録商標)−GFの溶液は、75部のメチルイソブチルケトン(MIBK)中に、室温で18時間かけて溶解することにより、溶解する。次いで、0.031部のMgO及び0.021部のCa(OH)2を25部のMIBKに混合し、超音波処理により酸化物を分散させ、この混合物を溶液に加える。次いで、0.362部のシラン架橋剤、ビスフェノール−AF−プロピルメチルジイソプロポキシシラン(式IX参照、ここでX=F、n=3、R=CH(CH3)2、R’=CH3である)、及び0.028部の塩化トリフェニルベンジルホスホニウムを続いて加え、この懸濁混合物を約20時間、還流温度で攪拌する。混合物を濾過して懸濁した酸化物粒子を除去し、濾液を過剰のイソプロパノールに滴下し、シラングラフトされたフルオロポリマーを沈殿させる。過剰のシラン架橋剤(未反応の有機グラフト)及び副生成物は、イソプロパノールで連続的に洗浄し、溶液をポリマーからデカントすることにより、除去される。シロキサングラフトされたフルオロポリマー生成物は、イソプロパノールから沈殿し、MIBK中に再溶解し、推定固形分添加量17.5%(w/w)で貯蔵される。
コーティングは、次いで、49℃から218℃との間の温度で、24時間にわたる段階的な熱処理により硬化される。パーフルオロオクチルシロキサン鎖は、グラフトされたBPA−シロキサン鎖に架橋し、したがって、フルオロポリマーマトリクス内に架橋することが予想される。
BPAシロキサン架橋剤と組み合わされた、パーフルオロアルキルアミン鎖とVITON(登録商標)−GFから、二層のコーティングが調製できることが予想される。メチルイソブチルケトン(MIBK)に溶解された固形分17重量パーセントのVITON(登録商標)−GFフルオロエラストマーを含有するフルオロポリマー分散体を調製し、5pph(VITON(登録商標)−GFの重量に対する百分率)のAO700架橋剤(Gelestからのアミノエチルアミノプロピルトリメトキシシラン架橋剤)と合わせる。分散体は、シリコン、アルミニウム、ガラス、又は他の耐熱性基材といった基材上に、バーコータ、フローコータ、又は他の好適なコーティング技術により堆積され、コーティングを空気中で乾燥させて、25から30μmのフルオロエラストマー層を形成する。乾燥後、コーティング表面を、50重量パーセントのパーフルオロアルキルアミンの溶液でオーバーコーティングして、薄い<2μmのコーティングをフルオロエラストマー層の上に形成する。コーティングは、次いで、49℃から218℃との間の温度で、24時間にわたる段階的な熱処理により硬化される。パーフルオロアルキルアミンは、アミノ結合によりフルオロポリマー鎖と直接結合するが、一方、AO700架橋剤は、アミノ結合を介してフルオロポリマー鎖と直接結合すると共に、この複合系を、縮合とその後のシロキサン−シロキサン結合の形成により互いに結合することが予想される。
BPAシロキサン架橋剤と組み合わされた、パーフルオロアルキルアミン鎖とVITON(登録商標)−GFから、二層のコーティングが調製できることが予想される。VITON(登録商標)GFを、メチルエチルケトンとメチルイソブチルケトンの混合物に溶解し、7重量pphのVC架橋剤(DuPontからのビスフェノール−AF)、1.5重量pphの酸化マグネシウム(マサチューセッツ州アンドーバー所在のRohm and Hassから入手可能なElastoMag170)、0.75重量pphの水酸化カルシウム、0.75重量pphのカーボンブラック(R.T.Vanderbilt Co.から入手可能なN990)、0.489重量pphのNovec(登録商標)FC−4430(3Mから入手可能)、及び0.86重量pphのAKF−290(Wackerにより入手可能)と混合する。溶液中の全固形分添加量は17.5パーセントになる。
コーティングは、次いで、149℃から232℃との間の温度で、4時間から12時間にわたる段階的な加熱により硬化される。パーフルオロアルキルアミンは、アミノ結合を介してフルオロポリマー鎖と直接結合するが、一方、VC50架橋剤は、フルオロポリマー鎖を直接架橋させる。
3:充填剤
4:基材
5:定着器ローラ
8:加熱部材
26:中間層
28:充填剤
Claims (2)
- 基材と、
前記基材の上の、トップコートを有する外層と、
を含み、前記外層はフルオロポリマーを含み、前記トップコートはフッ化炭素鎖を含み、さらに、前記フッ化炭素鎖は前記フルオロポリマーに結合される
ことを特徴とする自己剥離性定着器部材。 - 記録媒体上に画像を形成するためのオイルレス画像形成装置であって、
静電潜像を受け取るための電荷保持表面と、
前記電荷保持表面上に現像像を形成するために静電潜像を現像するように前記電荷保持表面にトナーを適用する現像構成部品と、
前記現像像を前記電荷保持表面からコピー基材に転写する転写構成部品と、
前記現像像を前記コピー基材に定着させるための自己剥離性定着器部材と、
を含み、前記自己剥離性定着器部材は、基材と、その上にトップコートを有する外層とを含み、前記外層は、フルオロポリマーを含み、前記トップコートはフッ化炭素鎖を含み、さらに、前記フッ化炭素鎖は、前記フルオロポリマーに結合する
ことを特徴とするオイルレス画像形成装置。
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