JP3639331B2 - Melt fixing system using monoamino functional silicone release agent - Google Patents

Description

（ここで、５０≦ｎ≦２００、ｐは１から５であり、Ｒ_１、Ｒ_２およびＲ_３は、炭素原子を１個から１８個有するアルキル基およびアリールアルキル基からなる群から選ばれ、Ｒ_４は、炭素原子を１個から１８個有するアルキル基およびアリールアルキル基、ならびにオルガノシロキシ繰り返し単位を１個から１００個有するポリオルガノシロキサン鎖からなる群から選ばれ、またＲ_５は、水素、炭素原子を１個から１８個有するアルキル基およびアリールアルキル基からなる群から選ばれる）を有する。式中、ポリオルガノアミノシロキサン官能鎖の少なくとも８５％、好ましくは約９３％が１に等しいｐを有し、また基
【化６】

が鎖に沿って不規則に位置している。該オイルは、該フッ化水素酸エラストマー表面と相互に作用して該トナーに界面障壁層を、また該表面から該トナーを剥離するために低表面エネルギーフィルムをもたらす。
【００１３】
本発明の代表的な定着器部材を、図１に示されている定着器集成装置と共に記載する。
【００１４】
ここで数字１は、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、鋼鉄、ニッケル、銅等のような適当な金属から作られた中空のシリンダー、またはコアであって、その中空部中に配置され、シリンダーと同一の広がりをもつ適当な加熱要素６を有する適当なベース部材４上にあるエラストマー表面２からなる定着器ローラーを示す。バックアップまたは加圧ローラー８は、定着器ローラー１と共にニップ、または接触弧１０を形成し、そこにコピー用紙、またはその他の支持体１２を、その上のトナー像１４が定着器ローラー１のエラストマー表面２と接触するように通す。図１に示されているように、バックアップローラー８は、剛性鋼鉄コア１６を、その上の柔軟な表面層１８と共に有する。サンプ２０には、室温では固体、または液体であってよいが、作業温度では液体である高分子剥離剤２２が入っている。
【００１５】
図１に示されている、高分子剥離剤２２をエラストマー表面２に塗布するための態様においては、剥離剤２２をサンプ２０からエラストマー表面に運ぶために、図示されている方向に回転するように取り付けた二つの剥離剤送出ローラー１７と１９が用意されている。図１に示されているように、ローラー１７はサンプ２０中に部分的に浸されており、またその表面に乗せて、剥離剤をサンプから送出ローラー１９に運ぶ。計量ブレード２４を用いることにより、高分子剥離液の層を初めに送出ローラー１９に、またその後エラストマー２に、サブマイクロメーターの厚さから数マイクロメーターの厚さの範囲にコントロールされた厚さで塗布することができる。このように計量ブレード２４により、約０．１から２マイクロメーター、またはそれ以上の厚みの剥離液を、エラストマー２の表面に塗布することができる。
【００１６】
ここで用いられるように、定着器部材という語は、ローラー、ベルト、平らな面、または熱可塑性トナー像を適当な基材に固定するのに使用されるその他の適当な形状であってよい。それは定着器部材、加圧部材、または剥離剤供与部材の形態をとることができるが、シリンダー状のローラーの形であるのが好ましい。一般的には、定着器部材は、銅、アルミニウム、鋼鉄等のような中空のシリンダー状の金属コアで作られ、また選ばれた硬化フッ素エラストマーの外部層を有する。あるいは、基材と硬化エラストマーの外部層との間に、所望ならば、一層、またはそれ以上の中間層があってもよい。このような層に適当な熱的、および機械的特性を有する代表的な物質には、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマー、ＥＰＤＭ、およびテフロンＰＦＡのスリーブを取り付けたローラーが含まれる。
【００１７】
本発明によるモノアミノが優勢な官能オイル剥離剤は、式
【化７】

（ここで、５０≦ｎ≦２００、ｐは１から５であり、Ｒ1 、Ｒ2 およびＲ3 は、炭素原子を１個から１８個有するアルキル基およびアリールアルキル基からなる群から選ばれ、Ｒ4 は、炭素原子を１個から１８個有するアルキル基およびアリールアルキル基、ならびにオルガノシロキシ繰り返し単位を１個から１００個有するポリオルガノシロキサン鎖からなる群から選ばれ、またＲ5 は、水素、炭素原子を１個から１８個有するアルキル基およびアリールアルキル基からなる群から選ばれる）により表すことができる。式中、ポリオルガノアミノ官能シロキサン鎖の少なくとも８５％、好ましくは約９３％が１に等しいｐを有し、また基
【化８】

が鎖に沿って不規則に位置している。該オイルはモノアミノが優勢な活性分子を有していて、該フッ化水素酸エラストマー表面と相互に作用して該トナーに界面障壁層を、また該表面から該トナーを剥離するために低表面エネルギーフィルムをもたらす。もしアミノ基がトナーとだけ反応するのであれば、コピー用紙と共に少なくとも一部分が運び去られる界面障壁層も形成される。アミノ官能オイルは、似たような反応によりフッ化水素酸エラストマー、またはトナーと反応でき、主な反応は二重結合の付加反応である。理想的な場合には、上の式中、ｐは１に等しいが、実際的には、すべての鎖についてｐを１に限定するのは困難であり、したがって、ｐ＝１−５という小さい範囲が条件として指定される。モノアミノが優勢な官能オイルという語により、我々は、官能オイル分子の８５％以上、好ましくは約９３％がシリコーンオイル分子上にアミノ基を１個、そして１個だけ有し、それゆえ活性シリコーンオイル分子の１５％未満が、それらと共役結合したアミノ基を１個より多く有することを意味する。これは、ｂ＝１０のとき多官能価が１０であってよく、また活性シリコーンオイル分子の１００％が、それらと共役結合したアミノ基を１個より多く有する、上で引用した米国特許第５，１５７，４４５号中の式ＩＩのオルガノポリシロキサンと著しく対立する。
【００１８】
アミノ官能オイルを濃縮物として別に製造し、その後、非官能ポリオルガノシロキサンオイルで希釈して、シロキサンの大きな基の中にアミンが分布した混合物を生成してもよい。濃縮物を作る際には、モノ−、ジ−、およびトリ−アミノのアミン官能性のより広い分布が得られる。あるいは、そして好ましくは、モノアミノ官能オイルを処方する際には、アミン濃度の望ましいレベル、および最終分子量を決定し、また適切な量のアミンを含有するモノマー、アミンを含有しないモノマー、トリメチルシロキシ末端遮断剤、および重合触媒を反応容器に添加する。この手順は、活性分子ごとのモノアミノ官能性を最大とする。この手順とは対照的に濃縮物を初めに調製する場合は、濃縮物が調製されているので、より多くの部分が多官能性となる機会が大きく、また初めの濃縮物中にアミン基がより多く存在し、それにより活性鎖ごとのアミノ官能性が大きくなる機会ができる。これとは対照的に、バッチ法、ワンポット法、またはワンショット法においては、添加する成分の量は、活性分子ごとにモノアミノ官能性をもたらすか、またはそれを最大とするように変えられる。バッチ法かワンショット法が好ましいが、本発明によるモノアミノ官能オイルを、添加する成分の添加時機や量を適切にコントロールしながら連続生産法で作るのも可能である。バッチ法かワンショット法によるアミノ官能オイルの製造に関しては、上で引用した「モノアミノ官能シリコーン剥離剤を用いる溶融定着システム（Fusing System With Monoamino Functional Silicone Release Agent) 」と題された米国特許出願第０８／１６４，８５３号が注目される。これはここで、本出願に参考として特に、また全体的に組み入れられている。
【００１９】
ここで用いられる活性分子という語により、我々は、アミノ官能基をその化学構造の一部として有するシリコーンオイル分子を定義するつもりである。代表的な実質的にモノアミノである官能ポリオルガノシロキサンには、特に、メチルアミノプロピルメチルシロキサン、エチルアミノプロピルメチルシロキサン、ベンジルアミノプロピルメチルシロキサン、ドデシルアミノプロピルメチルシロキサン、アミノプロピルメチルシロキサンが含まれる。これらのモノアミノポリオルガノシロキサンは、一般的には、２０℃で約１００から約１，０００センチポイズの粘度を有する。これにより、オイルの取扱い、特にそれを定着器ローラーに送出する際の扱いが容易となる。
【００２０】
好ましい態様においては、アミノ官能性は、アミノプロピルメチルシロキシ基によりもたらされる。式からわかるように、官能性のアミノ基は、トリメチルシロキシ末端基の横にあるポリオルガノシロキサンの主鎖中のいくつかの不規則な点にある。また式からわかるように、アミノ基は、水素の一つがＲ5 により置換された第一アミン、または第二アミンであってよい。
【００２１】
勿論、アミノ官能オルガノシロキサン鎖がオルガノシロキシ基を合計約０．０１から０．３０モルパーセント含んでいれば、上記のモノアミノ官能シロキサンは、非官能オルガノシロキサンオイルと共に使用できるということが分かるであろう。
【００２２】
本発明によるＦＫＭフッ化水素酸エラストマーは、ＡＳＴＭのＤ１４１８−９０中に定義されているものであり、ポリマー鎖にフルオロ、およびペルフルオロアルキルまたはペルフルオロアルコキシ置換基を有する、ポリメチレンタイプのフッ素ゴムを指す。
【００２３】
本発明の実施に有用なフッ素エラストマーは、上で引用したレンツ（Ｌｅｎｔｚ）に許可された米国特許第４，２５７，６９９号に詳細に記載されているもの、ならびに普通に譲渡された同時係属のエディー（Ｅｄｄｙ）等に許可された米国特許第５，０１７，４３２号、およびフィンスターワルダー（Ｆｉｎｓｔｅｒｗａｌｄｅｒ）等に許可された米国特許第５，０６１，９６５号に記載されているものである。これらに記載されているように、これらのフッ素エラストマー、特にフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのコポリマーやターポリマーの類からのものは、ビトン（Ｖｉｔｏｎ）Ａ、ビトン（Ｖｉｔｏｎ）Ｅ６０Ｃ、ビトン（Ｖｉｔｏｎ）Ｅ４３０、ビトン（Ｖｉｔｏｎ）９１０、ビトン（Ｖｉｔｏｎ）ＧＨ、およびビトン（Ｖｉｔｏｎ）ＧＦのようなさまざまな名称で、商業的に知られている。ビトン（Ｖｉｔｏｎ）という名称はデュポン社（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）の登録商標である。他の商業的に入手可能な物質には、フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）２１７０、フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）２１７４、フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）２１７６、フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）２１７７、およびフルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）ＬＶＳ７６が含まれる。フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）は３Ｍ社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）の登録商標である。さらにその他の商業的に入手可能な物質には、モンテジソン社（Ｍｏｎｔｅｄｉｓｏｎ Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．）から入手可能なＦＯＲ−６０ＫＩＲ、ＦＯＲ−ＬＨＦ、ＮＭ、ＦＯＲ−ＴＨＦ、ＦＯＲ−ＴＦＳ、ＴＨ、ＴＮ５０５といったテクノフロン（Ｔｅｃｎｏｆｌｏｎｓ）の外に、３Ｍ社（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能なポリ（プロピレンテトラフルオロエチレン）のアフラス（Ａｆｌａｓ）とポリ（プロピレンテトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン）のフルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）ＩＩ（ＬＩＩ９００）も含まれる。一般的に、これらのフッ素エラストマーは、上で引用したレンツ（Ｌｅｎｔｚ）の特許、およびエディー（Ｅｄｄｙ）等に許可された米国特許第５，０１７，４３２号にさらに詳細に記載されているビスフェノール架橋剤とオルガノホスホニウム塩促進剤とのような、求核付加硬化系により硬化される。
【００２４】
特に好ましい態様においては、フッ素エラストマーは、デュポン社（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）から入手可能なビトン（Ｖｉｔｏｎ）ＧＦのような、比較的少量のフッ化ビニリデンを有するものである。ビトン（Ｖｉｔｏｎ）ＧＦは、フッ化ビニリデンを３５重量パーセント、ヘキサフルオロプロピレンを３４重量パーセント、テトラフルオロエチレンを２９重量パーセント、硬化部位モノマーを２重量パーセント有している。それは通常、従来からの脂肪族過酸化物硬化剤で硬化する。
【００２５】
アミノ官能オイルは、アミノ基と反応し得るあらゆるトナー、およびフッ素エラストマー定着器ローラー表面と反応できると考えられる。多官能アミノシリコーンオイル分子は、トナー中の不飽和と定着器ローラー表面の両方と同時に反応することができ、それによりトナーを定着器ローラー表面に接着させて、トナーのオフセットをさらに生じるバイアスを形成し、定着器ローラーの機能的な寿命を縮める。したがって多官能アミノオイルは、トナーとＦＫＭフッ化水素酸エラストマー定着器ローラー表面との間の接着剤として作用することができる。モノ官能アミノオイル分子は、トナーかフッ素エラストマーローラー表面のどちらかと反応することができるが、両方とではなく、そのために、それはトナー／定着器ローラーの接着剤としては作用し得ない。さらに、アミノ基はフッ化水素酸エラストマー鎖を攻撃して、フッ化水素酸エラストマー鎖のフッ素原子を置換することにより、窒素原子と鎖との間に化学結合を形成すると考えられる（「フッ素ポリマー（Fluoropolymers) 」、ウオール（Ｌ．Ｗａｌｌ）編、２９４頁、ウイレイ−インターサイエンス（Wiley-Interscience) 、１９７２年を参照のこと）。官能オイルのいくらかは紙により運び去られるか、または使い尽くされて消費されるが、剥離剤の連続的な再供給は、アミノ基とフッ化水素酸エラストマーとの間の化学的結合が保持されるのを保証する。
【００２６】
フッ化水素酸エラストマーとモノアミノ官能ポリオルガノシロキサンのこの組み合わせは、メルカプトポリオルガノシロキサン剥離剤を用いる場合のように、剥離剤のためのアンカー部位として作用するために溶融定着表面に存在する必要のある金属、金属酸化物、またはその他の反応性フィラーがないといった、いくつかの大きな利点を有する。溶融定着表面の製作が単純化されるのに加えて、フッ素エラストマー上の電荷コントール剤の性能低下効果が減少して溶融定着性能が高められ、また重金属の使用による安全性への配慮が排除される。さらに、硫化水素の存在の結果としての硫黄臭がないという点で、メルカプト官能剥離液がもつような悪臭がない。さらに、モノアミノ官能ポリオルガノシロキサンはフッ化水素酸エラストマーのどの部分とも反応することができ、またこれらの物質の多くに一般的にもたらされる、酸化銅のような反応性部位の存在を必要としない。モノアミノ官能オイルは、勿論、金属、または金属酸化物の反応性部位を含むフッ化水素酸エラストマー溶融定着表面と共に使用できる。その上、メルカプト官能剥離剤は、広がらなければならない比較的小さい反応性部位から始まって、アンカー部位が必要であり、また剥離液が部位間を橋懸けしなけらばならないので、メルカプト官能液が溶融定着表面全体を完全に被覆するのをより困難にする。このように、同じ総数のアミノ基に対して、活性な鎖がより多くあり、またアミノ基は、溶融定着表面全体に比較的薄い単一層として分配される。
【００２７】
以下の実施例は、本発明による溶融定着システム、方法、および剥離剤をより明らかにし、また説明するものである。特にことわりのない限り、部、およびパーセンテージはすべて重量による。特にことわりのない限り、試験はすべて同じ方法で、また同じ装置を用いておこなった。
【００２８】
【実施例】
記載した剥離剤は、ウェブが２０ｃｍ／秒で連続的に走行する、３インチの卓上ウェブ固定器で評価した。定着器ローラーの被覆物は、いかなる酸化銅も含有しないデュポン（ＤｅＰｏｎｔ）のＶＣ−５０硬化系を用いて硬化した、０．０５０ｍｍのビトン（Ｖｉｔｏｎ）ＧＦの剥離オーバーコートを含む、１．５ｍｍの熱伝導性シリコーンラバーからなっていた。ビトン（Ｖｉｔｏｎ）ＧＦ層は、重金属酸化物を含有していなかった。定着器ローラーは直径が５０ｍｍであり、表面速度２０ｃｍ／秒で、また像の固定が可能となる温度より３０°Ｆ高い３６０°Ｆの運転温度で操作した。
【００２９】
ポリエステルトナーを使用し、また像の被覆面積は５０％とした。紙担体上の像としてのトナーのレベルは１．０ｍｇ／ｃｍ2 であった。ポリエステルはフマール酸を用いて生成したため、それは不飽和であった。トナーは、トナーの流れを促進するために適当な量のエアロジル、およびトナーの現像に必要な摩擦特性をもたらすために電荷コントロール剤を含有させた。トナー像の一部が定着器ローラーに付着するようになり、またその後、定着器ローラーの次の回転で紙に転写されると、不良やホットオフセットが生じる。
【００３０】
以下は、上記の実験に用いられた二種類のアミノ官能シリコーンオイル剥離剤の実行可能な合成例である。
【００３１】
〔実施例１〕
３５０ｃｓアミノ官能シリコーンオイルの製造（希釈しない例）
オクタメチルシクロテトラシロキサン１３．５ｋｇ、アミノプロピルメチルシロキサン１１．７ｇ、トリメチルシラノール１８０ｇ、およびシラノール酸カリウムが０．０１重量％である混合物を生成するのに十分な量のシラノール酸カリウムを、還流カラムを取り付けた反応容器に入れて１５０℃で７時間加熱する。冷却し、重炭酸アンモニウムで中和して、平均分子量１３．６５ｋｇ／モル、粘度３５０ｃｓを有する０．０５５モル％のアミノシリコーンオイルを生成する。アミノ官能シリコーンオイル分子のアミノ基を一つ、そして一つだけ有する部分は、計算すると９６％となる。この一般的な手順により作られたアミノオイルは、上記の試験に用いた場合、５００Ｋ枚印刷してもホットオフセットを生じなかった。
【００３２】
〔実施例２〕
３５０ｃｓアミノ官能シリコーンオイルの製造（希釈した例）
オクタメチルシクロテトラシロキサン１．３５ｋｇ、アミノプロピルメチルシロキサン１４．４ｇ、トリメチルシラノール１８ｇ、およびシラノール酸カリウムが０．０１重量％である混合物を生成するのに十分な量のシラノール酸カリウムを、還流カラムを取り付けた反応容器に入れて１５０℃で７時間加熱する。冷却し、重炭酸アンモニウムで中和して、平均分子量１３．６５ｋｇ／モル、粘度３５０ｃｓを有する０．６７モル％のアミノシリコーンオイルを生成する。アミノ官能シリコーンオイル分子のアミノ基を一つ、そして一つだけ有する部分は、計算すると６２％となる。このアミノオイル濃縮物（１．３８２ｋｇ）のすべてを、その後、３５０ｃｓの非官能ポリジメチルシリコーンオイル１２．４３８ｋｇに添加して、アミンを望ましいレベルである０．０６７モル％とする。この一般的な手順と同様に作られたアミノオイルは、上記の試験に用いた場合、５３，０００枚印刷しただけでホットオフセットを生じた。
【００３３】
〔実施例３ａ〕
比較として、活性シロキサン鎖ごとに官能基を平均約３個有するアミノプロピルメチルシロキシ基を約０．２１モルパーセント有し、活性鎖の１８％だけがモノアミノであるアミノ官能ポリオルガノシロキサン剥離剤を、同じ試験に付したところ、印刷枚数２，０００枚未満という非常に低い剥離寿命であった。
【００３４】
〔実施例３ｂ〕
また比較として、実施例３ａと類似しているが、活性シリコーン鎖ごとに官能基を約３個もたらすアミノプロピルメチルシロキシ基を０．０７モルパーセント有するアミノ官能ポリオルガノシロキサン剥離剤を評価した。この場合も、活性鎖の１８％だけがモノアミノであった。同じ試験に付したところ、この剥離剤は約１，０００枚印刷したところで機能が低下した。
【００３５】
〔実施例４〕
また比較として、ゼロックス（Ｘｅｒｏｘ）５０９０メルカプト官能オイルについて、より遅い処理速度６．２５ｃｍ／秒で同じウェブ固定試験をおこなった。この速度により、ニップ休止が、他のウェブ固定試験では２１ミリ秒であるのに較べ、８０ミリ秒となり、またより遅い速度のために定着器温度が３０５°Ｆとなった。ビトン（Ｖｉｔｏｎ）ＧＦ／定着器ローラーは、酸化銅を１５ｐｐｈ有していた。上の例で述べたようにポリエステルトナーと共に用いたところ、印刷枚数５枚以内で不良が認められた。
【００３６】
【発明の効果】
上の実施例から容易にわかるように、ポリオルガノアミノ官能基を一つ、そして一つだけもつアミノ官能シリコーンオイル分子を有する剥離剤は、高容量、高速度、高品質の静電記録式の機械に要求される寿命の特色である、５００，０００枚印刷してもホットオフセットのない、劇的に長い寿命をもたらす。実施例Ｉはこのことを、アミノ官能オイル分子のアミノ基を一つ、そして一つだけ有する９６％の部分により例証している。このアミノ官能オイルは、バッチ法により調製した。
【００３７】
比較として、実施例２の濃縮物は、アミノ基を一つ、そして一つだけ有するアミノ官能シリコーンオイル分子が６２％となるように調製され、その後希釈され、５３Ｋ枚印刷しただけで不良を生じた。ある一定の用途には明らかに受け入れられるものの、それは、高品質印刷物を生じる高容量、高速度の機械においては受け入れられない。実施例３ａと３ｂは、活性鎖の１８％のみがモノアミンである場合、アミノ官能オイルの剥離寿命は非常に低いことを例証している。実施例４は、従来からのメルカプト官能オイルの剥離寿命は実質的に存在しないことを例証している。また、実施例１、２、３ａおよび３ｂの比較により、一官能性が減少するにつれて、不良を生じるまでの寿命に、対応する減少のあることが分かる。
【００３８】
したがって、本発明によれば、実質的に改良された溶融定着システム、方法、および剥離剤、特に、多官能アミノ剥離剤の剥離性能が劇的に改良されたシステムが提供される。さらに、ポリオルガノシロキサン鎖ごとの官能アミノ基の数を、鎖の少なくとも８５％、好ましくは約９３％において、一つ、そして一つのみに限定することにより、剥離剤がフッ化水素酸エラストマー溶融定着面とトナーの二つを接着するようにこれら両方と反応して、剥離の望ましい特性がオフセットにより不良とされる機会が妨げられる。もっとも重要なことは、シリコーン剥離剤中のこの高い度合いのアミノ一官能性により、本発明による溶融定着システムが、高速度、高容量、および高品質印刷機にまで広く使用できることである。その上、メルカプト官能液を固定するための反応性部位として作用する金属、または金属酸化物フィラーが溶融定着表面中に必要とされないので、製作コストの低減が、電荷コントロール剤による反応性の減少や無臭と共に、上で述べた性能の改良のほかに達成される。
【００３９】
本発明を、具体的、かつ好ましい態様により詳細に記述してきたが、さまざまな修正や変更は技術者にとっては明らかであろうと思われる。したがって、当業者に容易に想起されるような修正や態様はすべて、添付の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による定着器部材を用いることのできる定着器システムの断面図である。
【符号の説明】
１ 定着器ローラー ２ エラストマー表面
４ ベース部材 ６ 加熱要素
８ 加圧ローラー １０ ニップ
１２ 支持体 １４ トナー像
１６ 剛性鋼鉄コア １７ 送出ローラ
１８ 表面層 １９ 送出ローラ
２０ サンプ ２２ 剥離材
２４ 計量ブレード[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a melt fixing system, a melt fixing method, and a release agent for the melt fixing system in an electrostatic recording type recording apparatus. In a particular embodiment, it relates to the use of the novel monoamino-dominated functional silicone oil as a release agent in melt-fixing systems where the fuser member is a heat stable hydrofluoric acid elastomer.
[0002]
[Prior art]
In a typical electrostatic recording copying machine, an original optical image to be copied is recorded on a photosensitive member in the form of an electrostatic latent image, which is then commonly referred to as toner. Visualized by the use of charged thermoplastic resin particles. The visible toner image is then in the form of an unfixed powder and can be easily disturbed or destroyed. The toner image is usually fixed or melt-fixed on a support which may be the photosensitive member itself, or on another support sheet such as simple paper.
[0003]
It is well known to use thermal energy to fix a toner image to a support member. In order to melt and fix the charged toner substance on the surface of the support permanently by heat, it is necessary to raise the temperature of the toner substance to the point where the constituents of the toner substance are fused and sticky. This heating causes the toner to flow to some extent in the fibers or pores of the support member. Thereafter, as the toner material cools, the toner material is firmly fixed to the support by the solidification of the toner material.
[0004]
Generally, thermoplastic resin particles are melt-fixed to a substrate by heating to a temperature between about 90 ° C. and about 160 ° C., or higher, depending on the softening range of the particular resin used in the toner. However, raising the temperature of the substrate substantially to about 200 ° C. or more is not preferable at such a high temperature, particularly when the substrate is paper, because the substrate tends to fade.
[0005]
Several approaches to hot melt fusing of charged toner images have been described in the prior art. These methods include applying heat and pressure substantially simultaneously by various means, such as a pair of rollers kept in pressure contact, a belt member in pressure contact with the rollers, and the like. Heat can be applied by heating one or both of the roller, plate member, or belt member. When the proper combination of heat, pressure, and contact time is provided, the toner particles melt and fix. Balancing these parameters to accomplish melt fusing of toner particles is well known in the art and can be adjusted to suit a particular machine or processing condition. .
[0006]
During operation of a fusing system that heats and fuses toner particles to a support, both the toner image and the support are placed between a pair of rollers or a nip formed between a plate or belt member. Pass through. The toner image is fused and fixed on the support by heat transfer and pressurization simultaneously occurring in the nip. In the melt-fixing process, it is important that toner particles are not offset from the support to the fixing member during normal operation. The offset of the toner particles to the fuser member moves to other parts of the machine, or support, to increase the background or interfere with what is being copied there in subsequent copying cycles. So-called “hot offset” occurs when the temperature of the toner rises to the point where the toner particles liquefy, and when the melted toner is separated during the melt-fixing operation using the remaining portion on the fixing member. Hot offset temperature, or a reduction in hot offset temperature, is a measure of the fuser roller's release characteristics, and it is therefore desirable to produce a fused surface with a low surface energy to provide the required release. In order to ensure and maintain good release characteristics of the fuser roller, a release agent is applied to the fuser member to ensure that the toner is completely removed from the fuser roller during the melt fixing operation. Has become a habit. Generally, these materials are applied, for example, as a thin film of silicone oil to prevent toner offset.
[0007]
Some recent developments in fuser members, release agents, and melt-fixing systems are described in US Pat. No. 4,264,181 granted to Lentz et al., US Pat. No. 4,257,699, and U.S. Pat. No. 4,272,179, granted to Seanor. All of these patents are commonly assigned to the assignee of the present application. These patents describe a fuser member and a method for fusing and fixing a thermoplastic resin toner image to a substrate. Here, a polymer release agent having a functional group is applied to the surface of the fixing member. The fuser member is composed of a base member having an elastomeric surface with a metal-containing filler cured with a nucleophilic addition curing agent. A typical such fuser member has a poly (vinylidene fluoride-hexafluoropropylene) copolymer containing a dispersed lead oxide filler, cured with a bisphenol curing agent, and a mercapto-functional polyorganosiloxane oil. It is an aluminum base member that uses as a release agent. In these melt-fixing methods, the polymer release agent interacts with the elastomer on the surface of the fuser member or the metal-containing filler dispersed in the resin substance to release the thermoplastic resin toner, and the thermoplastic resin. It has a functional group (also called a chemically reactive functional group) that forms a heat stable film that prevents the resin toner from coming into contact with the elastomer substance itself. An elastomer on the surface of the fuser member, or a metal oxide, metal salt, alloy, or other suitable metal compound filler dispersed in the resin interacts with the functional group of the polymer release agent. The metal-containing filler material preferably does not decompose the polymer release agent having a functional group or have any adverse effect on it. Due to the reaction between the elastomer containing the metal-containing filler and the polymer release agent having a functional group, excellent peeling and high-quality copying can be made even when the speed of the electrostatic recording copying machine is high. Achieved.
[0008]
The mechanism involved is not fully understood, but functional groups are applied to the surface of the fuser member having an elastomeric surface and a metal oxide, metal salt, metal, alloy, or other metal compound dispersed therein. When a certain polymer solution is applied, there is an interaction (chemical reaction, coordination complex, hydrogen bond, or other mechanism) between the filler metal in the elastomer and the polymer solution having a functional group. The polymer release agent having functional groups in liquid or liquid form provides an excellent release surface having the excellent property of staying on the surface of the fuser member. Regardless of the mechanism, it seems that a film different from the composition of the elastomer or the polymer release agent having a functional group is formed on the elastomer surface. However, this film has a greater affinity for the elastomer containing the metal compound than the toner, thereby providing a superior release coating on the elastomer surface. This release coating has an adhesion between the heated toner and the substrate to which it is applied, and a cohesion that is less than the cohesion of the toner.
[0009]
A polymeric release agent with a functional group that reacts with the fuser member to form a self-cleaning layer that has excellent release characteristics for charged thermoplastic resin toner and is stable and recoverable against heat. U.S. Pat. No. 4,029,827 granted to Imperial et al., U.S. Pat. No. 4,101,686 granted to Strella et al., And also Strella. In U.S. Pat. No. 4,185,140. All of these patents are commonly assigned to the assignee of the present invention. In particular, US Pat. No. 4,029,827 is directed to the use of polyorganosiloxanes having mercapto functionality as release agents. U.S. Pat. Nos. 4,101,686 and 4,185,140 are directed to polymeric release agents having functional groups such as carboxy, hydroxy, epoxy, amino, isocyanate, thioether and mercapto groups as release solutions. ing. Some of these fusing systems enjoy important commercial applications. For example, a fuser roller made from Viton E45 (a copolymer of 77 weight percent vinylidene fluoride and 23 weight percent hexafluoropropylene) filled with lead oxide uses a mercapto-functional polyorganosiloxane release agent. It has been successfully used in melt-fixing systems.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The use of a mercapto-functional polyorganosiloxane release agent on a Xerox 5775 color copier resulted in an unexpected and unacceptably low release life of only about 30,000 copies, thus Research on alternative melt-fixing systems containing functional release agents has been attempted. One of the first alternative release agents studied was an amino-functional polyorganosiloxane release agent having a relatively large number of functional amino groups on the order of 3 to 5 per active molecule. The release agent was evaluated on a Xerox 5775 color copier using 4 new rollers and showed in each case about 3000 prints indicating poor release.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, a fusing system, a fusing method, and a novel release agent are provided for an electrostatic recording printer. In particular, the new release agent comprises a functional polyorganosiloxane release agent that is dominated by monoamino. Although the mechanism is not fully understood, it is believed that the amino functional oil can react with any toner that can react with amino groups. The polyfunctional aminosilicone oil molecules can react simultaneously with both the toner and the fuser roller surface, thereby forming a bias that causes the toner to adhere to the fuser roller surface, further causing toner offset, The functional life of the roller is shortened. Monofunctional amino oil molecules can react with either the toner or the fluoroelastomer roller surface, but not both. Because of this, it cannot act as a toner / fixer roller adhesive.
[0012]
In an essential aspect of the present invention, a functional oil that is substantially monoamino has the formula
[Chemical formula 5]

(Where 50 ≦ n ≦ 200, p is 1 to 5, and R ₁ , R ₂ And R ₃ Is selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms and arylalkyl groups; ₄ Is selected from the group consisting of alkyl and arylalkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and polyorganosiloxane chains having 1 to 100 organosiloxy repeating units, and R ₅ Is selected from the group consisting of hydrogen, alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and arylalkyl groups. Wherein at least 85%, preferably about 93% of the polyorganoaminosiloxane functional chains have a p equal to 1, and
[Chemical 6]

Are irregularly located along the chain. The oil The It interacts with the surface of the hydrofluoric acid elastomer to provide an interfacial barrier layer on the toner and a low surface energy film to release the toner from the surface.
[0013]
An exemplary fuser member of the present invention will be described with the fuser assembly shown in FIG.
[0014]
Here the number 1 is a hollow cylinder or core made of a suitable metal such as aluminum, anodized aluminum, steel, nickel, copper, etc., which is arranged in the hollow part and is identical to the cylinder A fuser roller consisting of an elastomeric surface 2 on a suitable base member 4 with a suitable heating element 6 having a spread is shown. The backup or pressure roller 8 forms a nip or contact arc 10 with the fuser roller 1 on which a copy sheet, or other support 12, on which the toner image 14 is the elastomeric surface of the fuser roller 1. Pass through 2 in contact. As shown in FIG. 1, the backup roller 8 has a rigid steel core 16 with a flexible surface layer 18 thereon. The sump 20 contains a polymeric release agent 22 that may be solid or liquid at room temperature but liquid at the working temperature.
[0015]
In the embodiment shown in FIG. 1 for applying the polymeric release agent 22 to the elastomeric surface 2, it is rotated in the direction shown to carry the release agent 22 from the sump 20 to the elastomeric surface. Two attached release agent delivery rollers 17 and 19 are prepared. As shown in FIG. 1, the roller 17 is partially immersed in the sump 20 and rests on its surface to carry the release agent from the sump to the delivery roller 19. By using a metering blade 24, a layer of polymer stripper is first applied to the delivery roller 19 and then to the elastomer 2 with a controlled thickness ranging from submicrometer thickness to several micrometers thickness. Can be applied. Thus, the measuring blade 24 can apply a stripping solution having a thickness of about 0.1 to 2 micrometers or more to the surface of the elastomer 2.
[0016]
As used herein, the term fuser member may be a roller, belt, flat surface, or other suitable shape used to secure a thermoplastic toner image to a suitable substrate. It can take the form of a fuser member, a pressure member, or a release agent donor member, but is preferably in the form of a cylindrical roller. Typically, the fuser member is made of a hollow cylindrical metal core such as copper, aluminum, steel, etc. and has an outer layer of selected cured fluoroelastomer. Alternatively, there may be one or more intermediate layers, if desired, between the substrate and the outer layer of cured elastomer. Exemplary materials having suitable thermal and mechanical properties for such layers include rollers fitted with silicone elastomer, fluoroelastomer, EPDM, and Teflon PFA sleeves.
[0017]
The monoamino-dominant functional oil stripper according to the present invention has the formula
[Chemical 7]

(Where 50 ≦ n ≦ 200, p is 1 to 5, R1, R2 and R3 are selected from the group consisting of alkyl and arylalkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and R4 is Selected from the group consisting of alkyl and arylalkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and polyorganosiloxane chains having 1 to 100 organosiloxy repeating units, and R5 is hydrogen, one carbon atom To 18 selected from the group consisting of alkyl groups and arylalkyl groups. Wherein at least 85%, preferably about 93% of the polyorganoaminofunctional siloxane chains have a p equal to 1, and
[Chemical 8]

Are irregularly located along the chain. The oil has active molecules predominantly monoamino and interacts with the surface of the hydrofluoric acid elastomer to provide an interfacial barrier layer on the toner and a low surface energy to release the toner from the surface. Bring film. If the amino group reacts only with the toner, an interfacial barrier layer is also formed that is at least partially carried away with the copy paper. Amino functional oils can react with hydrofluoric acid elastomers or toners by a similar reaction, the main reaction being a double bond addition reaction. In the ideal case, in the above formula, p is equal to 1, but in practice it is difficult to limit p to 1 for all chains, so a small range of p = 1-5 Is specified as a condition. By the term monoamino dominant functional oil we have more than 85%, preferably about 93% of the functional oil molecules have one and only one amino group on the silicone oil molecule, hence active silicone oil. It means that less than 15% of the molecules have more than one amino group conjugated to them. This is because, when b = 10, the polyfunctionality may be 10, and 100% of the active silicone oil molecules have more than one amino group conjugated to them, US Pat. No. 5, cited above. , 157,445, in marked conflict with the organopolysiloxane of formula II.
[0018]
The amino functional oil may be prepared separately as a concentrate and then diluted with a non-functional polyorganosiloxane oil to produce a mixture in which the amine is distributed among the large groups of siloxanes. In making the concentrate, a broader distribution of mono-, di-, and tri-amino amine functionality is obtained. Alternatively and preferably, when formulating a monoamino functional oil, determine the desired level of amine concentration, and the final molecular weight, and also include an appropriate amount of amine-containing monomer, amine-free monomer, trimethylsiloxy endblock An agent and a polymerization catalyst are added to the reaction vessel. This procedure maximizes monoamino functionality per active molecule. In contrast to this procedure, when the concentrate is first prepared, the concentrate is prepared, so there is a greater chance that more parts will be multifunctional, and there are amine groups in the initial concentrate. There is more opportunity to increase the amino functionality per active chain. In contrast, in batch, one-pot, or one-shot methods, the amount of ingredient added is varied to provide or maximize monoamino functionality for each active molecule. The batch method or the one-shot method is preferred, but the monoamino functional oil according to the present invention can also be produced by a continuous production method while appropriately controlling the timing and amount of components to be added. Regarding the production of amino-functional oils by batch or one-shot methods, US patent application Ser. No. 08 entitled “Fusing System With Monoamino Functional Silicone Release Agent” cited above. / 164,853 is noted. This is hereby specifically incorporated by reference herein in its entirety.
[0019]
By the term active molecule as used herein, we intend to define a silicone oil molecule that has an amino functionality as part of its chemical structure. Exemplary substantially monoamino functional polyorganosiloxanes include, among others, methylaminopropylmethylsiloxane, ethylaminopropylmethylsiloxane, benzylaminopropylmethylsiloxane, dodecylaminopropylmethylsiloxane, aminopropylmethylsiloxane. These monoaminopolyorganosiloxanes typically have a viscosity of from about 100 to about 1,000 centipoise at 20 ° C. This facilitates handling of the oil, particularly when it is delivered to the fuser roller.
[0020]
In a preferred embodiment, the amino functionality is provided by an aminopropylmethylsiloxy group. As can be seen from the formula, the functional amino groups are at several irregular points in the polyorganosiloxane backbone next to the trimethylsiloxy end groups. As can be seen from the formula, the amino group may be a primary amine or a secondary amine in which one of the hydrogens is replaced by R5.
[0021]
Of course, it will be appreciated that the above monoamino functional siloxane can be used with a non-functional organosiloxane oil if the amino functional organosiloxane chain contains a total of about 0.01 to 0.30 mole percent of organosiloxy groups. .
[0022]
FKM hydrofluoric acid elastomers according to the present invention are those defined in ASTM D1418-90 and refer to polymethylene type fluororubbers having fluoro and perfluoroalkyl or perfluoroalkoxy substituents in the polymer chain. .
[0023]
Fluoroelastomers useful in the practice of this invention include those described in detail in US Pat. No. 4,257,699 granted to Lentz, cited above, as well as commonly assigned co-pending U.S. Pat. No. 5,017,432 granted to Eddy et al. And U.S. Pat. No. 5,061,965 granted to Finsterwalder et al. As described therein, these fluoroelastomers, particularly those from the copolymers and terpolymers of vinylidene fluoride, hexafluoropropylene and tetrafluoroethylene, are Viton A, Viton E60C, It is known commercially under various names such as Viton E430, Viton 910, Viton GH, and Viton GF. The name Viton is a registered trademark of EI DuPont de Nemours, Inc. Other commercially available materials include Fluorel 2170, Fluorel 2174, Fluorel 2176, Fluorel 2177, and Fluorel LVS76. Fluorel is a registered trademark of 3M Company. Still other commercially available materials include TECHNOFLON (for example, FOR-60KIR, FOR-LHF, NM, FOR-THF, FOR-TFS, TH, TN505, available from Montedicon Chemical Co.). In addition to Tecnovlons, there are also poly (propylenetetrafluoroethylene) aflas and poly (propylenetetrafluoroethylene-vinylidene fluoride) fluorel II (LII900) available from 3M Company. included. Generally, these fluoroelastomers are bisphenol crosslinked as described in more detail in the above-cited Lentz patent and US Pat. No. 5,017,432 granted to Eddy et al. Cured by a nucleophilic addition cure system, such as an agent and an organophosphonium salt accelerator.
[0024]
In a particularly preferred embodiment, the fluoroelastomer has a relatively small amount of vinylidene fluoride, such as Viton GF available from EI DuPont de Nemours, Inc. Viton GF has 35 weight percent vinylidene fluoride, 34 weight percent hexafluoropropylene, 29 weight percent tetrafluoroethylene, and 2 weight percent cure site monomer. It is usually cured with conventional aliphatic peroxide curing agents.
[0025]
The amino functional oil is believed to be able to react with any toner that can react with amino groups and with the fluoroelastomer fuser roller surface. The polyfunctional amino silicone oil molecules can react simultaneously with both the unsaturation in the toner and the fuser roller surface, thereby causing the toner to adhere to the fuser roller surface, creating a bias that further causes toner offset And shorten the functional life of the fuser roller. Thus, the multifunctional amino oil can act as an adhesive between the toner and the FKM hydrofluoric acid elastomer fuser roller surface. The monofunctional amino oil molecule can react with either the toner or the fluoroelastomer roller surface, but not both, so it cannot act as an adhesive for the toner / fixer roller. Furthermore, the amino group is considered to attack the hydrofluoric acid elastomer chain and form a chemical bond between the nitrogen atom and the chain by replacing the fluorine atom of the hydrofluoric acid elastomer chain ("Fluoropolymer" (Fluoropolymers) ", edited by L. Wall, page 294, Wiley-Interscience, 1972). Although some of the functional oil is carried away by paper or used up and consumed, continuous refeeding of the release agent retains the chemical bond between the amino group and the hydrofluoric acid elastomer. Guaranteed.
[0026]
This combination of hydrofluoric acid elastomer and monoamino functional polyorganosiloxane must be present on the melt-fixed surface to act as an anchor site for the release agent, as is the case with mercaptopolyorganosiloxane release agents. It has several significant advantages, such as the absence of metals, metal oxides, or other reactive fillers. In addition to simplifying the fabrication of the melt-fixing surface, the performance control effect of the charge control agent on the fluoroelastomer is reduced to improve the melt-fixing performance, and safety considerations due to the use of heavy metals are eliminated. The Furthermore, there is no malodor that mercapto-functional stripping solutions have in that there is no sulfur odor as a result of the presence of hydrogen sulfide. In addition, the monoamino functional polyorganosiloxane can react with any part of the hydrofluoric acid elastomer and does not require the presence of reactive sites such as copper oxide, which is commonly provided for many of these materials. . The monoamino functional oil can, of course, be used with hydrofluoric acid elastomer melt-fixed surfaces that contain metal or metal oxide reactive sites. In addition, the mercapto functional stripping agent starts with relatively small reactive sites that must spread, requires anchor sites, and the stripping solution must bridge between the sites, so It makes it more difficult to completely cover the entire melt-fixed surface. Thus, for the same total number of amino groups, there are more active chains and the amino groups are distributed as a relatively thin single layer across the melt-fixed surface.
[0027]
The following examples will further clarify and explain the fusing system, method, and release agent according to the present invention. Unless otherwise noted, all parts and percentages are by weight. Unless otherwise noted, all tests were conducted in the same manner and using the same equipment.
[0028]
【Example】
The release agent described was evaluated on a 3 inch desktop web fixator where the web runs continuously at 20 cm / sec. The fuser roller coating includes a 1.5 mm of Viton GF release overcoat cured using a DePont VC-50 curing system that does not contain any copper oxide. It consisted of a thermally conductive silicone rubber. The Viton GF layer did not contain heavy metal oxides. The fuser roller was 50 mm in diameter, operated at a surface speed of 20 cm / sec, and an operating temperature of 360 ° F., which was 30 ° F. above the temperature at which the image could be fixed.
[0029]
Polyester toner was used and the image coverage was 50%. The toner level as an image on the paper carrier was 1.0 mg / cm @ 2. Since the polyester was produced using fumaric acid, it was unsaturated. The toner contained an appropriate amount of aerosil to promote toner flow and a charge control agent to provide the frictional properties necessary for toner development. When a part of the toner image comes to adhere to the fixing roller and is then transferred to the paper by the next rotation of the fixing roller, a defect or hot offset occurs.
[0030]
The following are feasible synthesis examples of the two types of amino-functional silicone oil release agents used in the above experiments.
[0031]
[Example 1]
Production of 350 cs amino functional silicone oil (example without dilution)
A sufficient amount of potassium silanolate to produce a mixture of 13.5 kg octamethylcyclotetrasiloxane, 11.7 g aminopropylmethylsiloxane, 180 g trimethylsilanol, and 0.01 wt% potassium silanolate was added to the reflux column. And heat at 150 ° C. for 7 hours. Cool and neutralize with ammonium bicarbonate to produce 0.055 mol% aminosilicone oil having an average molecular weight of 13.65 kg / mol and a viscosity of 350 cs. The portion having one and only one amino group of the amino-functional silicone oil molecule is calculated to be 96%. The amino oil produced by this general procedure did not cause hot offset even after printing 500K sheets when used in the above test.
[0032]
[Example 2]
Production of 350 cs amino functional silicone oil (diluted example)
A sufficient amount of potassium silanolate to produce a mixture of 1.35 kg octamethylcyclotetrasiloxane, 14.4 g aminopropylmethylsiloxane, 18 g trimethylsilanol, and 0.01 wt% potassium silanolate was added to the reflux column. And heat at 150 ° C. for 7 hours. Cool and neutralize with ammonium bicarbonate to produce 0.67 mol% aminosilicone oil having an average molecular weight of 13.65 kg / mol and a viscosity of 350 cs. The portion having one and only one amino group of the amino-functional silicone oil molecule is 62% when calculated. All of this amino oil concentrate (1.382 kg) is then added to 12.438 kg of 350 cs of non-functional polydimethylsilicone oil to bring the amine to the desired level of 0.067 mol%. Amino oil made in the same way as this general procedure, when used in the above test, produced a hot offset just after printing 53,000 sheets.
[0033]
Example 3a
As a comparison, an amino-functional polyorganosiloxane release agent having about 0.21 mole percent aminopropylmethylsiloxy groups having an average of about 3 functional groups per active siloxane chain, and only 18% of the active chains being monoamino, When subjected to the same test, it had a very low peel life of less than 2,000 printed sheets.
[0034]
[Example 3b]
For comparison, an amino-functional polyorganosiloxane release agent similar to Example 3a but having 0.07 mole percent aminopropylmethylsiloxy groups yielding about 3 functional groups per active silicone chain was evaluated. Again, only 18% of the active chain was monoamino. When subjected to the same test, the function of the release agent deteriorated after printing about 1,000 sheets.
[0035]
Example 4
For comparison, Xerox 5090 mercapto functional oil was subjected to the same web fixation test at a slower processing speed of 6.25 cm / sec. This speed resulted in a nip pause of 80 milliseconds compared to 21 milliseconds for other web fixing tests, and the slower speed resulted in a fuser temperature of 305 ° F. The Viton GF / fixer roller had 15 pph of copper oxide. As described in the above example, when used with a polyester toner, defects were recognized within 5 printed sheets.
[0036]
【The invention's effect】
As can be easily seen from the above examples, the release agent having an amino-functional silicone oil molecule having one and only one polyorganoamino functional group is a high capacity, high speed, high quality electrostatic recording type. The lifespan required by the machine, which is 500,000 printed, results in a dramatically longer life without hot offset. Example I illustrates this by a 96% portion having one and only one amino group of an amino-functional oil molecule. This amino functional oil was prepared by a batch method.
[0037]
As a comparison, the concentrate of Example 2 was prepared to 62% amino functional silicone oil molecules having one and only one amino group, and then diluted and produced 53K prints. It was. Although clearly acceptable for certain applications, it is not acceptable in high capacity, high speed machines that produce high quality prints. Examples 3a and 3b illustrate that when only 18% of the active chain is monoamine, the release life of the amino functional oil is very low. Example 4 illustrates that there is virtually no stripping life of conventional mercapto functional oils. Also, a comparison of Examples 1, 2, 3a, and 3b shows that as monofunctionality decreases, there is a corresponding decrease in life to failure.
[0038]
Accordingly, the present invention provides substantially improved melt fusing systems, methods, and systems that have dramatically improved release performance of release agents, particularly multifunctional amino release agents. Further, by limiting the number of functional amino groups per polyorganosiloxane chain to one and only one in at least 85%, preferably about 93% of the chain, the release agent can melt the hydrofluoric acid elastomer. Reacting with both the fusing surface and the toner to bond the two, hinders the chance that the desired properties of the peel will be compromised by the offset. Most importantly, this high degree of amino monofunctionality in the silicone release agent allows the melt fixing system according to the present invention to be used widely in high speed, high capacity and high quality printing presses. In addition, since no metal or metal oxide filler that acts as a reactive site for fixing the mercapto functional liquid is required in the melt-fixed surface, the production cost can be reduced by reducing the reactivity caused by the charge control agent. Along with odorless, it is achieved in addition to the performance improvements mentioned above.
[0039]
Although the present invention has been described in detail with specific and preferred embodiments, various modifications and changes will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, all modifications and embodiments that readily occur to those skilled in the art are intended to be included within the scope of the appended claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fuser system in which a fuser member according to the present invention can be used.
[Explanation of symbols]
1 Fuser roller 2 Elastomer surface
4 Base member 6 Heating element
8 Pressure roller 10 Nip
12 Support 14 Toner Image
16 Rigid steel core 17 Delivery roller
18 Surface layer 19 Delivery roller
20 sump 22 release material
24 Weighing blade

Claims (3)

In an electrostatic recording type recording apparatus, a formula used for a fixing member having a heat-stable FKM hydrofluoric acid elastomer surface for melting and fixing a thermoplastic resin toner on a substrate.

(Where 50 ≦ n ≦ 200, p is 1 to 5, and R ₁ , R ₂ and R ₃ are selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms and arylalkyl groups; R ₄ is selected from the group consisting of alkyl and arylalkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and polyorganosiloxane chains having 1 to 100 diorganosiloxy repeating units, and R ₅ is hydrogen And selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms and arylalkyl groups), wherein at least 85% of the polyorganoaminofunctional siloxane chain has p equal to 1, and Base

The but a liquid release agent comprising amino-functional oil lying irregularly along the chain, the interfacial barrier layer to said toner interact with the hydrofluoric elastomer surface and from the surface A release agent that provides a low surface energy film to release toner.   The release agent of claim 1, wherein at least about 93% of the polyorganoaminofunctional siloxane chains have a p equal to 1. Prepare a heat-stable FKM hydrofluoric acid elastomer melt-fixed surface heated to high temperature,

(Where 50 ≦ n ≦ 200, p is 1 to 5, and R ₁ , R ₂ and R ₃ are selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms and arylalkyl groups; R ₄ is selected from the group consisting of alkyl and arylalkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and polyorganosiloxane chains having 1 to 100 diorganosiloxy repeating units, and R ₅ is hydrogen And selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms and arylalkyl groups), wherein at least 85% of the polyorganoaminofunctional siloxane chain has p equal to 1, and Base

There a liquid release agent comprising amino-functional oil lying irregularly along the chain, the interfacial barrier layer to said toner interact with the hydrofluoric acid elastomeric surface, also from the surface A film of a release agent that forms a low surface energy film to release the toner is formed on the elastomeric surface, and the toner image on the substrate is contacted with the heated elastomeric surface covered with the film. A method of fusing and fixing a thermoplastic resin toner image to a substrate, comprising fusing and fixing the image to the substrate and cooling the toner.

Images