JPH08110719A

JPH08110719A - アミノ官能シリコーンオイルと共に使用するフッ化水素酸エラストマー定着器部材を用いた溶融定着方法およびシステム

Info

Publication number: JPH08110719A
Application number: JP30668994A
Authority: JP
Inventors: Arnold W Henry; アーノルド・ダブリュー・ヘンリー; Clifford O Eddy; クリフォード・オー・エディ; George J Heeks; ジョージ・ジェイ・ヒークス; Che C Chow; チェ・シー・チョウ; Louis D Fratangelo; ルイス・ディー・フラタンジェロ; David Fraser; デイビッド・フレイザー; Samuel Kaplan; サムエル・カプラン; David H Pan; デイビッド・エイチ・パン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】静電記録式印刷機用に用いられる多官能アミ
ノ剥離剤の剥離特性を改良するものである。【構成】静電記録式印刷機用の剥離剤で、アミノ官能
基を一つ持つアミノ官能シリコーンオイル分子からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電記録式印刷装置に
おける溶融定着システム、溶融定着方法、およびその溶
融定着システム用の剥離剤に関する。特定の態様におい
て、それは、定着器部材が熱安定性フッ化水素酸エラス
トマーであるような溶融定着システムにおける、新規な
モノアミノが優勢な官能シリコーンオイルの剥離剤とし
ての使用に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な静電記録式複写装置において
は、複写しようとするオリジナルの光画像が、感光性部
材上に静電潜像の形で記録され、この静電潜像はその
後、一般にトナーとよばれる帯電熱可塑性樹脂粒子の使
用により可視化される。可視トナー像は、その時は固定
されていない粉末の形態であり、容易に乱されたり、あ
るいは破壊され得る。トナー像は、通常、感光性部材そ
のものであってよい支持体、または単純な紙のような他
の支持シート上に固定、または溶融定着される。

【０００３】支持部材へのトナー像の固定に熱エネルギ
ーを使用することは良く知られている。帯電トナー物質
を、熱により永久的に支持体表面に溶融定着させるため
には、トナー物質の構成成分が癒着し、ねばねばする点
にまでトナー物質の温度を上げる必要がある。この加熱
により、支持部材の繊維中、または細孔中にトナーがあ
る程度流れ込むようになる。この後、トナー物質が冷え
るにつれて、トナー物質の固化により、トナー物質が支
持体にしっかりと固着される。

【０００４】一般的に、熱可塑性樹脂粒子は、トナーに
使用した特定の樹脂の軟化範囲により、約９０℃と約１
６０℃の間、またはそれ以上の温度に加熱することによ
って基材に溶融定着される。しかしながら、基材の温度
を実質的に約２００℃以上に上げるのは、このような高
温では、特に基材が紙である場合、基材が退色する傾向
があるので好ましくない。

【０００５】帯電トナー像の熱溶融定着に対するいくつ
かのアプローチが、先行技術中に記載されている。これ
らの方法には、加圧接触した状態に保たれたローラー
対、ローラーと加圧接触したベルト部材、等のようなさ
まざまな手段により、実質的に同時に熱と圧力をかける
ことが含まれる。ローラー、プレート部材、あるいはベ
ルト部材の一方または両方を加熱することにより熱をか
けることができる。熱、圧力、および接触時間の適切な
組み合わせがもたらされた時に、トナー粒子の溶融定着
がおきる。トナー粒子の溶融定着を遂行するためにこれ
らのパラメーターのバランスをとることは、当該技術分
野で良く知られており、またそれらは、特定の機械、ま
たは処理条件に合うように調整することができる。

【０００６】熱をかけてトナー粒子の支持体への熱溶融
定着をおこす溶融定着システムを操作する間、トナー像
と支持体の両方を、ローラー対間、あるいはプレートま
たはベルト部材間に形成されたニップの間を通過させ
る。ニップ中で同時におきる熱の移動と加圧により、ト
ナー像の支持体上への溶融定着が行なわれる。溶融定着
過程では、正常な操作中に、支持体から定着器部材への
トナー粒子のオフセットがおきないことが重要である。
定着器部材へのトナー粒子のオフセットは、その後の複
写サイクルにおいて、機械の他の部分、または支持体に
移動して地肌を増すか、またはそこでコピーされている
物を邪魔する。いわゆる「ホットオフセット」は、トナ
ー粒子が液化する点にまでトナーの温度が上がり、また
定着器部材上の残存部分を用いての溶融定着作業中に溶
融したトナーの分離がおきる時に生じる。ホットオフセ
ット温度、またはホットオフセット温度の低下は、定着
器ローラーの剥離特性の尺度であり、したがって必要な
剥離をもたらすには、低表面エネルギーを有する溶融定
着表面を生成するのが望ましい。定着器ローラーの良好
な剥離特性を保証し、また保持するために、定着器部材
に剥離剤を塗布して、溶融定着作業中にトナーが定着器
ローラーから完全に剥離されることを保証するのが習慣
となっている。一般的には、これらの物質を、例えばシ
リコーンオイルの薄いフィルムとして塗布して、トナー
のオフセットを防ぐ。

【０００７】定着器部材、剥離剤、および溶融定着シス
テムにおける最近のいくつかの進展が、レンツ（Ｌｅｎ
ｔｚ）等に許可された米国特許第４，２６４，１８１
号、レンツ（Ｌｅｎｔｚ）に許可された米国特許第４，
２５７，６９９号、およびシノー（Ｓｅａｎｏｒ）に許
可された米国特許第４，２７２，１７９号に記載されて
いる。これらの特許はすべて、本出願の被譲渡人に普通
に譲渡されている。これらの特許には、定着器部材、お
よび熱可塑性樹脂トナー像を基材に溶融定着させる方法
が記載されている。ここでは、官能基を有する高分子剥
離剤が定着器部材の表面に塗布される。定着器部材は、
求核付加硬化剤により硬化された、含金属フィラーを有
するエラストマー状の表面をもつベース部材からなる。
このような定着器部材の典型的なものは、ビスフェノー
ル硬化剤で硬化された、分散した酸化鉛フィラーを含む
ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）
コポリマーを有し、またメルカプト官能ポリオルガノシ
ロキサンオイルを剥離剤として利用するアルミニウムベ
ース部材である。それらの溶融定着法においては、高分
子剥離剤は、定着器部材表面のエラストマー、または樹
脂物質中に分散された含金属フィラーと相互に作用し
て、熱可塑性樹脂トナーを剥離し、かつ熱可塑性樹脂ト
ナーがエラストマー物質そのものに接触するのを防ぐ熱
安定性フィルムを形成する官能基（化学的に反応性のあ
る官能基ともよばれる）を有する。定着器部材表面上の
エラストマー、または樹脂中に分散された金属酸化物、
金属塩、合金、またはその他の適当な金属化合物フィラ
ーは、高分子剥離剤の官能基と相互に作用する。含金属
フィラー物質は、官能基を有する高分子剥離剤を分解し
たり、あるいはそれに対していかなる悪影響も与えない
のが好ましい。含金属フィラーを有するエラストマー
と、官能基を有する高分子剥離剤との間の反応のため
に、静電記録式複写機の速度が早くても、優れた剥離、
および高品質のコピーの作成が達成される。

【０００８】含まれるメカニズムは完全には分からない
が、エラストマー表面と、その中に分散された金属酸化
物、金属塩、金属、合金、またはその他の金属化合物と
を有する定着器部材の表面に、官能基を有する或る高分
子液を塗布すると、エラストマー中のフィラーの金属
と、官能基を有する高分子液との間に相互作用（化学反
応、配位錯体、水素結合、またはその他のメカニズム）
があるので、液状または液体の形態の官能基を有する高
分子剥離剤が、定着器部材の表面上にとどまるという優
れた性質を有する、剥離に優れた表面をもたらす。メカ
ニズムにかかわらず、エラストマー表面上に、エラスト
マーの組成物や、官能基を有する高分子剥離剤の組成物
とは異なるフィルムが形成されるようである。しかしな
がら、このフィルムは、トナーよりも、金属化合物を含
有するエラストマーに対しての親和力が大きく、それに
よりエラストマー表面上に優れた剥離被覆物をもたら
す。この剥離被覆物は、加熱したトナーとそれが適用さ
れる基材との間の接着力、およびトナーの凝集力よりも
小さい凝集力を有する。

【０００９】定着器部材と相互に反応して、帯電熱可塑
性樹脂トナーに対して優れた剥離特性を有し、熱に対し
て安定で回復可能な自己清掃層を形成する、官能基を有
する高分子剥離剤の使用が、インペリアル（Ｉｍｐｅｒ
ｉａｌ）等に許可された米国特許第４，０２９，８２７
号、ストレラ（Ｓｔｒｅｌｌａ）等に許可された米国特
許第４，１０１，６８６号、および、これもまたストレ
ラ（Ｓｔｒｅｌｌａ）等に許可された米国特許第４，１
８５，１４０号に記載されている。これらの特許はすべ
て、本発明の被譲渡人に普通に譲渡されている。特に米
国特許第４，０２９，８２７号は、メルカプト官能性を
有するポリオルガノシロキサンの剥離剤としての使用に
向けられている。米国特許第４，１０１，６８６号と第
４，１８５，１４０号は、カルボキシ、ヒドロキシ、エ
ポキシ、アミノ、イソシアネート、チオエーテルおよび
メルカプト基のような官能基を剥離液として有する高分
子剥離剤に向けられている。これらの溶融定着システム
のいくつかは、重要な商業的応用を享受している。例え
ば、酸化鉛で充填されたビトン（Ｖｉｔｏｎ）Ｅ４５
（フッ化ビニリデン７７重量パーセントとヘキサフルオ
ロプロピレン２３重量パーセントとのコポリマー）から
作られた定着器ローラーは、メルカプト官能ポリオルガ
ノシロキサン剥離剤を使用する溶融定着システムにうま
く使用されている。

【００１０】これらのシステムすべてにおいて、エラス
トマーの処理の外に、反応性部位をもたらすための金
属、金属酸化物、またはその他の金属化合物の使用にも
付随して実質的にコストがかかる。その上、溶融定着シ
ステムにおけるシリコーン剥離剤のためのアンカー部位
としての重金属、または金属酸化物の使用により、重金
属を含む物質の毒性の結果として、廃棄する場合に従わ
なけらばならない一定のＥＰＡ規制があるという点で、
困難が生じる。その上、重金属、または金属酸化物はフ
ッ化水素酸エラストマーを増感して、いくつかの電荷コ
ントロール剤に見られる、第四級塩基性塩による攻撃を
もたらす傾向がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】メルカプト官能ポリオ
ルガノシロキサン剥離剤をゼロックス（Ｘｅｒｏｘ）５
７７５カラー複写機に使用したところ、コピー枚数がた
った約３０，０００枚という予想外、かつ許容しがたい
低剥離寿命が得られ、したがって、別の官能剥離剤を含
む代替溶融定着システムの研究が企てられた。研究され
た第一の代替剥離剤の一つは、活性分子ごとに３から５
のオーダーの比較的大きい数の官能アミノ基を有するア
ミノ官能ポリオルガノシロキサン剥離剤であった。この
剥離剤を、ゼロックス（Ｘｅｒｏｘ）５７７５カラー複
写機で４個の新しいローラーを用いて評価したところ、
どの場合も約３，０００枚印刷したところで剥離不良を
示した。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、溶融定
着部材が、重金属、金属酸化物、またはその他の金属化
合物をアンカー部位として含有しておらず、また重金
属、または金属酸化物のアンカー部位を必要とせずにフ
ッ化水素酸エラストマー表面と直接に反応、または結合
するアミノ官能シリコーンオイルと共に使用されるフッ
化水素酸エラストマーである、溶融定着方法および溶融
定着システムが提供される。

【００１３】本発明の本質的な見地においては、この溶
融定着方法、および溶融定着システムは、剥離剤のため
の重金属、および重金属酸化物のアンカー部位の不在下
で調製し、高温に加熱した熱安定性ＦＫＭフッ化水素酸
エラストマー溶融定着表面を用意し、式

【化４】（ここで、５０≦ｎ≦２００、ｐは１から５であり、Ｒ
1 、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、ならびにジオルガノ
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）を
有するアミノ官能オイルであって、該オイルが、重金
属、および重金属酸化物のアンカー部位の不在下で、該
フッ化水素酸エラストマー表面と相互に作用するのに十
分なアミノ官能基を活性分子ごとに有していて、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オイルから
なる液体剥離剤のフィルムを該エラストマー表面上に形
成し、基材上のトナー像をフィルムで覆われた、加熱し
たエラストマー表面に接触させて該トナー像を該基材に
溶融定着させ、該トナーを冷却させることからなる。

【００１４】本発明のさらに別の見地において、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５】が鎖に沿って不規則に位置している。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】本発明によるアミノ官能オイル剥離剤は、
式

【化６】（ここで、５０≦ｎ≦２００、ｐは１から５であり、Ｒ
1 、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７】が鎖に沿って不規則に位置している。該オイルはアミノ
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。

【００２０】好ましい態様において、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。

【００２１】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、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
より活性鎖ごとに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 Mon
oamino Functional Silicone Release Agent) 」と題さ
れた米国特許出願第０８／１６４，８５３号（Ｄ／９３
５６９）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。

【００２２】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。
代表的な実質的なアミノ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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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５，０１７，４
３２号、およびフィンスターワルダー（Ｆｉｎｓｔｅｒ
ｗａｌｄｅｒ）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（Ｖｉｔ
ｏｎ）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．ＤｕＰｏｎｔｄｅ
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（Ｆｌｕｏｒｅ
ｌ）２１７０、フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）２１７
４、フルオレル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）２１７６、フルオレ
ル（Ｆｌｕｏｒｅｌ）２１７７、およびフルオレル（Ｆ
ｌｕｏｒｅｌ）ＬＶＳ７６が含まれる。フルオレル（Ｆ
ｌｕｏｒｅｌ）は３Ｍ社（３ＭＣｏｍｐａｎｙ）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（ＭｏｎｔｅｄｉｓｏｎＳｐｅ
ｃｉａｌｉｔｙＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．）から入手可
能なＦＯＲ−６０ＫＩＲ、ＦＯＲ−ＬＨＦ、ＮＭ、ＦＯ
Ｒ−ＴＨＦ、ＦＯＲ−ＴＦＳ、ＴＨ、ＴＮ５０５といっ
たテクノフロン（Ｔｅｃｎｏｆｌｏｎｓ）の外に、３Ｍ
社（３ＭＣｏｍｐａｎｙ）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（Ａｆｌａ
ｓ）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。

【００２７】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．ＤｕＰｏｎｔｄｅ
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。

【００２８】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。好ましい態様においては、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、また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．Ｗａｌ
ｌ）編、２９４頁、ウイレイ−インターサイエンス（Wi
ley-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。

【００２９】フッ化水素酸エラストマーとアミノ官能ポ
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、金属
化合物、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、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。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。

【００３０】以下の実施例は、本発明による溶融定着シ
ステム、および方法をよりに明らかにし、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。

【００３１】

【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（Ｖｉｔｏ
ｎ）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（Ｖｉ
ｔｏｎ）ＧＦ層は、重金属や重金属酸化物、またはその
他の金属化合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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】〔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、５００，０００枚印刷してもホットオフセットを生
じなかった。

【００３５】〔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じように作られた
アミノオイルは、上記の試験に用いた場合、５３，００
０枚印刷でホットオフセットを生じた。

【００３６】

【発明の効果】上の実施例の実施例Ｉから容易にわかる
ように、アミノ官能基を一つ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
の静電記録法式の機械に要求される寿命の特色である、
５００Ｋ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】実施例２の濃縮物は、アミノ基を一つ有す
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枚印刷して不良が
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。

【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、および方法、特に、剥離性
能が劇的に改良されたシステムが提供される。シリコー
ン剥離剤中のこの高い度合いのアミノ官能性により、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される。もっとも重要な
ことは、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。

【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
溶融定着システムの断面図で個る。

【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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クリフォード・オー・エディアメリカ合衆国ニューヨーク州 14581 −1321 ウエブスターショアウッドドライブ 248 (72)発明者ジョージ・ジェイ・ヒークスアメリカ合衆国ニューヨーク州 14617 ロチェスターオーククレストドライブ 72 (72)発明者チェ・シー・チョウアメリカ合衆国ニューヨーク州 14526 ペンフィールドバレーグリーンドライブ 286 (72)発明者ルイス・ディー・フラタンジェロアメリカ合衆国ニューヨーク州 14450 フェアポートウィンチェスタードライブ 14 (72)発明者デイビッド・フレイザーアメリカ合衆国ニューヨーク州 14609 ロチェスターラクロイックスコート３アパート１ (72)発明者サムエル・カプランアメリカ合衆国ニューヨーク州 14568 −9787 ウエブスターフィンレーロード 1974 (72)発明者デイビッド・エイチ・パンアメリカ合衆国ニューヨーク州 14625 ロチェスターウエストフィールドコモンズ 10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】官能剥離剤のための重金属、重金属酸化
物、またはその他の重金属化合物のアンカー部位の不在
下で調製し、高温に加熱した熱安定性ＦＫＭフッ化水素
酸エラストマー溶融定着表面を用意し、式【化１】（ここで、５０≦ｎ≦２００、ｐは１から５であり、Ｒ
1 、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、ならびにジオルガノ
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）を
有する液体アミノ官能オイルであって、該オイルが、重
金属、重金属酸化物、またはその他の重金属化合物のア
ンカー部位の不在下で、該フッ化水素酸エラストマー表
面と相互に作用するのに十分なアミノ官能基を活性分子
ごとに有していて、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
ルムをもたらすオイルからなる液体剥離剤のフィルムを
該エラストマー表面上に形成し、基材上のトナー像をフ
ィルムで覆われた、加熱したエラストマー表面に接触さ
せて該トナー像を該基材に溶融定着させ、該トナーを冷
却させることからなる、熱可塑性樹脂トナー像を基材に
溶融定着させる方法。
【請求項２】ポリオルガノアミノ官能シロキサン鎖の
少なくとも８５％が１に等しいｐを有し、また基【化２】が鎖に沿って不規則に位置しており、該オイルが活性分
子ごとにモノアミノが優勢な官能性を有している、請求
項１の方法。
【請求項３】加熱した定着器部材とバックアップ加圧
部材が、トナー像を基材上に定着させるために溶融定着
弧を規定し、該定着器部材が、剥離剤のための重金属、
重金属酸化物、またはその他の重金属化合物のアンカー
部位の不在下で調製された熱安定性ＦＫＭフッ化水素酸
エラストマー溶融定着表面、および該表面に剥離剤を送
出する手段からなり、該剥離剤が、式【化３】（ここで、５０≦ｎ≦２００、ｐは１から５であり、Ｒ
1 、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、ならびにジオルガノ
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）を
有する液体アミノ官能オイルであって、該オイルが、該
剥離剤のための重金属、重金属酸化物、またはその他の
重金属化合物のアンカー部位の不在下で、該フッ化水素
酸エラストマー表面と相互に作用するのに十分なアミノ
官能基を活性分子ごとに有していて、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、静電記録式印刷装置
において、熱可塑性トナーを溶融定着させるための、加
熱、加圧溶融定着システム。