JPH0798551A - ふっ素エラストマーで表面被覆された融着ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 トナーを紙に融着させた後、紙上に記録する
ことができるトナーの融着ロールを提供する。 【構成】 中空金属コアに、ふっ化ビニリデン（Ｖ
Ｆ₂）と２３．４モル％以上のヘキサフルオロプロピレ
ン（ＨＦＰ）を含むふっ素エラストマー表面を形成した
融着ロール。ＶＦ₂とＨＦＰの共重合体よりなるふっ素
エラストマー材料のふっ素含有量は、少なくとも６９重
量％以上である。 【効果】 メルカプト官能基含有剥離剤の作用に頼らず
に、オフセットを防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般的に、加熱融着
部材に関するものであり、更に詳細にはトナ−を記録紙
に固着させるために熱と圧力をかけるためのふっ素エラ
ストマ−表面を有する融着ロ−ルに関するものである。
このふっ素表面は、オフセットを生じないでトナ−が記
録紙に固着されることを可能にし、許容し得ない物理的
劣化を受けること無く、高温やシリコ−ン油やトナ−や
トナ−添加物や紙製品残留物にさらされても、これに耐
えることができる。

【０００２】

【従来の技術】乾式複写法によって像を形成する場合に
は、一般的に、熱可溶性粉状トナ−によって形成される
像が、静電力によって紙等の記録媒体のくもの巣状表面
の上に選択的に配置される。融着過程中に加熱されたロ
−ラ−等の融着部材によって熱と圧力をかけることによ
って、トナ−は紙に固着させられる。トナ−粉末は、普
通は、無定型（アモルファス）炭素と磁性粒子を含有す
る熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物であり、従来
は、約２００〜４００゜Ｆの温度の融着ロ−ルとの直接
接触によって溶融させられる。好適な実際の温度範囲を
「融着ウィンドウ」と呼ぶ。融着ウィンドウはＴｗ＝Ｔ
off−Ｔminであり、Ｔoffは「ホットオフセット」温度
であり、Ｔminは最低融着温度である。ホットオフセッ
トは、融けたトナ−層内の凝集力がトナ−とロ−ラ−表
面との間の接着力よりも小さい温度に関するものであ
る。Ｔminは、トナ−を記録紙にどうにか固着させるこ
とができる最低温度である。この温度範囲は、ロ−ル材
料、トナ−の種類、剥離剤および圧力によって左右され
る。重要な事は、「オフセット」が起こらないでトナ−
が固着されることである。最低３０゜Ｆの融着ウインド
ウが利用されている機械商品も有るが、大きいほど良
い。従って、６０゜Ｆの融着ウインドウが理想的であ
り、１００゜Ｆが特に望ましい。トナーをその軟化点以
上まで加熱し、紙繊維の間隙中に軟化したトナ−を押し
込むために圧力を加えることによって、トナ−像を記録
紙に融着させる。熱可塑性樹脂トナ−は冷却するにつれ
て記録紙に固着される。融着過程は、従来、その上にト
ナ−を有する記録媒体を、二つの対ロ−ラ−が合うニッ
プ間に供給することによって行われる。両ロ−ラ−の温
度がトナ−の樹脂性担体の軟化点以上になるように、ロ
−ラ−のうちの一つまたは両方が内部から加熱される。
トナ−像に直接的な熱と圧力を加えるために、トナ−像
を有する記録媒体が、互いに押し合う二つのロ−ラ−間
に供給される。圧力量とトナ−が加熱される時間の長さ
が融着の程度を決定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の融着ロ−ラ−装
置は欠点を有する。軟化されたトナ−は、一般的に、そ
れが接する融着ロ−ルの表面に対して親和性を有する。
トナ−が融着ロ−ルの表面に付着すると、ロ−ラ−の次
の回転中に記録媒体の選ばれていない部分の上に、トナ
−が非意図的に沈着する可能性がある。オフセットを防
ぐために、普通は、ポリシロキサン液等の剥離剤の薄い
皮膜が、トナ−像を有する表面と接する融着ロ−ルの表
面に形成される。ポリシロキサン液は、ロ−ラ−表面の
表面自由エネルギ−を低下させ、ロ−ラ−に対するトナ
−の親和性を弱める。しかしながら、像の融着時に、剥
離剤が記録媒体の表面に移される。これは、場合によっ
ては、記録媒体の表面上に記録する能力を妨げる。更
に、ポリシロキサン液は、ロ−ル被覆層の表面中に吸収
されることによって或る種のロ−ル被覆材の早期の機能
停止を引き起こす。これは融着ロ−ルの耐摩耗性を低下
させ、ロ−ル被覆層の膨潤を引き起こし、それが二つの
ロ−ラ−間の不均一な圧力分布と不均一な融着を発生さ
せ、より劣った印刷特性を生じさせることがある。融着
ロ−ルは、普通、ポリフルオロカ−ボン樹脂とポリシロ
キサンエラストマ−とポリフルオロカ−ボンエラストマ
−の三種の材料のうちの一つの表面材料を使って作られ
る。これらの三種の材料の各々が適切なレベルの熱抵抗
と熱安定性を有するけれども、各々が或る不備な点を有
する。ポリフルオロカ−ボン樹脂は、十分な柔軟性と弾
力性に欠けるので、欠点を有する。融着ロ−ルの表面が
軟化させられたトナ−よりも硬く、トナ−によって変形
させられないことになるので、この事はコピ−特性に悪
影響を及ぼす。従って、この事から、トナ−像を変位さ
せ、不均一な像光沢と像の尖鋭さを低下させることがあ
る。ポリシロキサンエラストマーはその柔軟性と弾力性
が十分であり、それらの使用は高品質の融着像を生ず
る。ポリシロキサンエラストマ−ロ−ラ−に関連してポ
リシロキサン液を使用することは、ロ−ラ−のトナ−剥
離能力を高めるが、シリコ−ン油吸収のためにロ−ラ−
の寿命を縮める。ポリフルオロカ−ボンエラストマ−
は、普通、それらの表面張力が３５−３７ｎＭｎと高い
ことに起因する、容認し得ないトナ−剥離特性を有す
る。剥離剤液が必要である。いくつかの融着ロ−ル材料
の表面張力値を下記の表１に示す。

【０００４】

【表１】

【０００５】米国特許第４２５７６９９号、同第４２６
４１９１号および同第４２７２１７９号には、上記の不
備な点の多くを解決するように考案された様々な融着ロ
−ル構造について述べられている。これらの融着ロ−ル
は、コアとその上に設けられた少くとも二つのエラスト
マ−層を有する。好ましいエラストマーは残留金属化合
物を含有するふっ素エラストマーであり、少なくとも外
側エラストマー層が分散させられている追加の金属含有
充填剤を含有する。メルカプト官能基を有する高分子剥
離剤が融着ロールの表面に塗布されている。剥離「フィ
ルム」を生じさせるために、外側エラストマー層中の金
属含有充填剤は、融着ロールの作動面上の高分子剥離剤
と相互に作用し合うに十分な量だけ存在しなければなら
ない。このフィルムは、熱可塑性樹脂トナーがエラスト
マー材料自体と接触するのを防ぐ。このフィルムは、操
作温度でトナーの表面エネルギーよりも小さい表面エネ
ルギーを有さなければならない。この構造は満足のゆく
ものであるけれど、それには欠点がある。記載されてい
るメルカプト官能基を有する高分子剥離剤は、高価であ
り、融着後に紙の上に記録する能力を妨げる。それら
は、オフィス環境中で不愉快な臭いを与え、著しくより
高価であり、コピー装置の内部表面や外部表面および複
写機が備えられているオフィス環境をしばしば汚染す
る。従って、上記の従来の融着システムの欠点を克服す
る改良された融着システムの提供が望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一般的に言うと、本発明
によれば、オフセットを防ぐためにメルカプト官能基含
有剥離剤の使用を必要としない、トナ−を記録媒体に融
着させるために熱と圧力を加えるためのふっ素エラスト
マ−表面を含む融着部材が提供される。ふっ素エラスト
マ−は、少なくともふっ化ビニリデン（ＶＦ₂）と約２
３．４モル％以上、好ましくは約３０．０モル％以上、
最も好ましくは約３８．１モル％以上のヘキサフルオロ
プロピレン（ＨＦＰ）を含有する。ＶＦ₂とＨＦＰの共
重合体では、これは少なくとも６９重量％以上のふっ素
含量に相当する。ふっ素エラストマ−材料は、ヘキサフ
ルオロプロピリデンジフェノ−ルや塩化／臭化トリフェ
ノ−ルベンジルホスホニウムや酸受容体等の硬化添加剤
も含有していてもよい。このようなふっ素エラストマ−
材料は、メルカプト官能基含有ポリシロキサン剥離剤と
ふっ素エラストマ−中に含まれる酸化金属との間の反応
を必要としないでオフセットを防ぎ、単独でまたはメル
カプト官能基化合物を含有しないポリシロキサン液状剥
離剤と一緒に安定に使用することができる。従って、ト
ナ−を記録媒体に固着するための改良された融着ロ−ル
を提供することが本発明の一つの目的である。本発明の
他の目的は、高温やシリコ−ン油やトナ−やトナ−添加
剤や紙製品残留物にさらされることによって劣化を受け
にくい、改良された融着ロ−ルを提供することである。
本発明の更なる他の目的は、酸化金属とメルカプト官能
基含有剥離剤化合物との間の相互作用を必要としない融
着ロ−ルシステムを提供することである。本発明の更に
他の目的は、融着後に紙上に記録する能力を妨げること
なく紙にトナ−を融着させる融着ロ−ルを提供すること
である。本発明の更に他の目的と利点は明細書と図面か
らある程度理解され明らかになるだろう。従って、本発
明は下記に例証される特長と特性と要素関係を有する構
造からなり、本発明の範囲は特許請求の範囲に示されて
いる通りである。

【０００７】本発明に従って構成される融着部材は、ふ
っ素エラストマ−材表面を含む。この融着部材は、ベル
トであっても平坦な表面であってもあるいは高温高圧下
で紙等の記録媒体に熱可塑性樹脂粉末像を固着させるの
に適する形を有する別の基体であってもよい。この融着
部材はふっ素エラストマ−材で覆われている中空金属コ
アを有するロ−ルであるのが好ましい。ふっ素エラスト
マ−表面を加熱するために発熱体がコアの内部に含まれ
ていてもよい。オフセットを生じないで金属酸化物とメ
ルカプト官能基含有剥離剤との相互作用に頼らないで紙
等の記録媒体に熱可塑性樹脂粉末像を固着させるため
に、この融着ロ−ルを使用することができる。融着ロ−
ル表面として好ましいふっ素エラストマ−材料は、融着
ロ−ル中に使われている従来のふっ素エラストマ−より
も高いモル含量のＨＦＰを含む。ＨＦＰのモル含量は約
２３．４モル％以上であり、好ましくは約３０．０モル
％以上であり、最も好ましくは約３８．１モル％以上で
ある。ふっ化ビニリデン（ＶＦ₂）とヘキサフルオロプ
ロピレン（ＨＦＰ）との共重合体は、重量％で６９％以
上で約７１％までの総量のふっ素を含む。ヘキサフルオ
ロプロピレンに対するふっ化ビニリデンの重量比（ＶＦ
₂／ＨＦＰ）が約１．４０以下になるように、ふっ素エ
ラストマ−はふっ化ビニリデン・モノマーよりも多くの
ヘキサフルオロプロピレン・モノマーを含むのが好まし
い。ＶＦ₂／ＨＦＰ比は１．２以下で０．７以上である
のが好ましく、最も好ましい範囲は約０．７０と０．８
０の間である。エラストマ−材料は硬化添加剤、ヘキサ
フルオロプロピリデンジフェノ−ル、塩化／臭化トリフ
ェニルベンジルホスホニウムおよび酸受容体も含んでい
てもよい。より高量のヘキサフルオロプロピレンが効果
的であるのは表面エネルギ−に関連していると思われ
る。ポリテトラフルオロエチレンとふっ化ポリビニリデ
ンの表面エネルギ−が１８．５ｍＮｍであるのに較べ
て、ポリヘキサフルオロプロピレンは１６．２−１７．
１ｍＭｍの表面エネルギ−を有する。

【０００８】

【実施例】二つの比較のための金属酸化物を充填された
融着ロ−ル表面用組成物ＡとＢ、二つの金属酸化物を充
填された融着ロ−ル表面材用組成物ＣとＤ、および金属
酸化物を充填されていないふっ素エラストマ−融着ロ−
ル表面材用組成物Ｅの組成を表２に示す。「金属酸化物
なし」という指定は、従来組成物を橋架するために活性
剤および酸受容体として必要とされかつ普通に使用され
ている金属酸化物を、活性剤および酸受容体として作用
させるには十分な量を含有しているとはいえず、トナー
剥離特性を高めるためのメルカプト官能基含有剥離剤化
合物と反応するには不十分な量を含有するエラストマー
のことをいう。

【０００９】

【表２】

【００１０】

【表３】

【００１１】

【表４】

【００１２】２ロール混合ミルを使って成分を混合する
ことによって、表２−４の５つの組成物Ａ〜Ｅを調整し
た。「たまり」を得るために二つのミルロール間に重合
体を入れた。均一な粘度が達成されるまでミルからシー
トを切り離すことによってクロスブレンディングを得
た。次に、重合体たまり上に粉状成分を加えて、切り返
しとクロスブレンディングによってたまり中に分散させ
た。次に、硬化剤を加えて、組成物を切り返しクロスブ
レンドして全成分の完全で均質な分散混合物を得た。得
られた材料を、空気中で冷却させて、コンパウンド試験
にかけた後に融着ロールを覆うのに使用した。同業者の
間でバンバリーとして知られている密閉式混合機を使っ
て成分を混合することもできる。液状組成物を使って融
着ローラー材料を形成する場合には、「インシチュー」
混合法で組成物を効果的に調製することができる。イン
シチュー混合は、溶媒中に重合体を溶解させた後に活性
剤や硬化剤等の粉状成分を加えるものである。急速にゲ
ル化する傾向がある組成物では、水酸化カルシウムまた
は促進剤を隔離するために二成分系または三成分系を用
いるのが好ましい。本発明に従って形成される融着ロー
ルの実施例を下記の実施例によって説明する。これらの
実施例は、説明の目的だけのために紹介されているもの
であり、限定的な意味に解釈されるよう意図されている
ものではない。

【００１３】実施例１ 図２は、表面層２０２で覆われたインサート２０１を含
む単層融着ロール２００の一部を説明するものである。
表２−４に記載されている組成の金属酸化物を補充され
ていないふっ素エラストマーＥからなる０．０２０イン
チ厚の表面層で直径１．５インチのアルミニウム製コア
を覆うことによってロール２００を作製した。表２−４
に記載されている組成物を２ロールミル中で混合し、シ
ートを予備成形し、エポキシ系接着剤（Ｔｈｉｘｏｎ３
００−３０１）でそのシートをアルミニウム製インサー
トにラミネートすることによってサンプルの融着ロール
２００を作製した。このサンプルを型に入れて３５０°
Ｆで３０分間硬化させた。空気循環炉中で４５０°Ｆで
２４時間までの間それを後硬化させた。表面層２０２の
所望の厚さと直径を得るために、硬化したふっ素エラス
トマー表面を最終表面研削にかけた。図１に示す融着試
験アセンブリー１００には、融着ロール２０と圧力ロー
ル３０の間において一枚の紙１３上の一定量のトナー粒
子１２を融着させるための熱と圧力を加える融着ロール
２００を設置した。融着試験アセンブリー１００は、融
着ロール２０の表面に剥離剤を塗布するためのウィック
１５を含む剥離剤塗布装置１１を備える。ウィック１５
での剥離剤の沈着の前にストリッパフィンガー１６がロ
ール２０に当接する。トナー１２を紙１３に融着させる
ために、融着ロール２００と圧力ロール３０間に、８．
５×１１．５インチの大きさで７５ｇ／ｍ²の一枚の紙
で、表面上にトナー粒子を有する紙を通すことによっ
て、融着試験を実施した。融着ロール２００の表面温度
は、３００°Ｆの出発表面温度からホットオフセットが
明白になる温度である３００°Ｆまでに調整された。ポ
リシロキサン化合物剥離剤を使用しない場合と、ポリシ
ロキサン化合物剥離剤を使用する場合の両方で、融着ロ
ール試験を実施した。液は、ゼロックスの融着剤１０６
５−８２００、８７００−Ｖ／９２１０、９５００／９
７００−Ｖおよび９９００であると表示されたメルカプ
ト官能基含有ポリシロキサン化合物であった。メルカプ
ト官能基含有ポリシロキサン化合物を使って得られた結
果を、ダウコーニングＤＣ２００であると表示されたメ
ルカプト官能基非含有ポリシロキサン化合物と比較し
た。結果を下記の表５にまとめる。

【００１４】

【表５】

【００１５】本発明に従って調製された金属酸化物を補
充されていない組成物である組成物Ｅはメルカプト官能
基非含有液を使った場合には９０°Ｆの融着ウィンドウ
を提供し、メルカプト官能基含有ポリシロキサン液を使
った場合には８０°Ｆの融着ウィンドウを提供したこと
を、融着ロール試験の結果が示した。従って、トナー粒
子の剥離はメルカプトと金属酸化物との相互作用によっ
て左右されなかった。ゼロックス２８３０トナーが用い
られた場合には、ポリシロキサンメルカプト官能基液を
使わないで１００°Ｆのウィンドウが得られた。

【００１６】実施例２ 図３の多層融着ロール３００についても試験した。ロー
ル３００は、基層３０３と、その上に設けられたつなぎ
層３０４と、つなぎ層３０４上の表面層３０２で覆われ
たインサート３０１を含み、直径１．５インチのアルミ
ニウム製インサート３０１を３５ミル厚のシリコーンコ
ンパウンド基層３０３で覆うことによって調製された。
その上に１〜２ミル厚のふっ素エラストマーコンパウン
ドつなぎ層を設け、組成物Ｅで形成された５ミル厚の表
面層３０２をつなぎ層３０４上に設けた。この多層構造
は、デザイン／部品構成の面で、より大きいなじみやす
さと熱伝導性と可とう性を提供することができ、製品コ
ストを下げることができる。金属酸化物粉末等の熱伝導
性充填剤をシリコーン基層に含ませるのが好ましい。１
００部のシリコーンベース（ＳＥ６０３５）と、２００
部の５ミクロン酸化アルミニウムと、１００部の赤色色
素（Ｋ６２７０）と、４部のプロセス添加剤（Ｓ８８
０）と、１．５部の硬化剤（バロックス）とを２ロール
ミルを使って混合することによって、基層３０３用シリ
コーンコンパウンドを調製した。混合の後に、アルミニ
ウム製インサート３０１に接着剤（プライマー１８）を
塗布し、実施例１に記載されている方法に従って圧縮成
形によってシリコーンコンパウンドを施した。サンプル
を４００°Ｆで４時間後硬化させた後に表面を研削し
た。シリコーン基層３０３の表面を溶媒で洗浄し、プラ
イマーを塗布して乾燥させた。メチルエチルケトン（Ｍ
ＥＫ）とメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）の５０：
５０混合溶媒中にふっ素エラストマーコンパウンドを溶
解させて作った１５％固溶体をプライマー上に吹き付け
ることによって、ふっ素エラストマーつなぎ層３０４を
形成した。ケトン混合物は、溶媒乾燥速度に影響を及ぼ
すだけなので、欠くことのできないものではない。組成
物Ｅからなる表面層３０２をつなぎ層３０４上に吹き付
けて仕上がり厚５ミルを得た。融着ロール３００を、２
４時間室温に保ち、循環熱空気炉中で４５０°Ｆで２４
時間以内の時間で硬化させた。所望の表面厚と直径を得
るために、硬化させられた融着ロール３００を最終表面
研削にかけた。多層融着ロール３００を図１に示す融着
試験アセンブリー１００中に設置し、実施例１に記載さ
れている通りに融着試験を行なった。組成物Ｅは、メル
カプト官能基非含有ポリシロキサン剥離液が使用された
場合には７０−１００°Ｆの融着ウィンドウを提供し、
ゼロックスのメルカプト官能基含有化合物を使った場合
には５０°Ｆの融着ウィンドウを提供したことを、試験
結果が示す。従って、トナーを剥離する能力は金属酸化
物とメルカプトとの相互作用によって左右されなかっ
た。ゼロックストナー２８３０が紙に塗布された場合に
は、融着ロール３００はポリシロキサン化合物の使用無
くしてトナー剥離性を示した。試験結果を下記の表６に
まとめる。

【００１７】

【表６】

【００１８】実施例３ 組成物Ｅからなる２ミル厚の皮膜で覆われた４ミル厚の
ふっ素エラストマー基層で直径３インチのアルミニウム
製インサートを覆うことによって、融着ロールサンプル
を形成した。先ず、２ロール混合ミル中で基層材料と表
面層コンパウンドを混合することによって、融着ロール
サンプルを作製した。１００部のビトンＥ６０ふっ素エ
ラストマー、３０部のサーマルカーボンブラック充填
剤、活性剤／酸受容体としての１２部の酸化マグネシウ
ム、５部の色素（フェロＶ１１０６赤）および５．５部
の混合された硬化剤（キュラティブ２０と３０）を使っ
て基層コンパウンドを作った。混合された出発材料をＭ
ＩＢＫとＭＥＫの５０：５０混合溶媒中に溶解させて約
１５％濃度の固溶体を生じさせた。アルミニウム製イン
サートに接着剤（Ｔｈｉｘｏｎ３００／３０１）を予備
塗布してから、５−６ミルの厚さになるまで基層用固溶
体を吹き付けた。コーティングされたサンプルを、残留
溶媒が蒸発するように室温に維持し、その後に循環空気
炉中で１５０°Ｆで２４時間以内の時間硬化させた。サ
ンプルを４〜４．５ミルの基層厚になるまで研削した。
サンプルを溶媒で洗浄した後に、サンプル上に１５％表
面層用固溶体を吹き付けて４〜４．５ミルの厚さの皮膜
を生じさせた。残留溶媒を蒸発させて、サンプルに熱空
気循環炉中での４５０°Ｃで２４時間以内の時間の最終
硬化を施し、表面層を１．５〜２．０ミルの厚さまで研
削した。融着ロールサンプルをゼロックス９５００複写
機中に装着して、平均粘度が２７５ｃｓｔｋｓでメルカ
プト反応性が０．０７％のメルカプト官能基含有ポリジ
チルシロキサン油と、ペリカン社によって供給されるゼ
ロックストナー（８２００／９２１０／９５００／９９
００）を使ってサンプルを試験した。コピー試験が行わ
れたところ、ローラーはオフセットを生じないで非常に
優れたコピー特性を示した。操作者によってロール表面
に引き起こされた機械的故障のために、３５００００回
のコピーが行われた後にロールを取り除いた。ロール表
面を調べたが、トナー集結や摩耗の形跡は無かった。こ
のことは、ふっ素エラストマー組成物Ｅがオフセットを
生じることなくメルカプトと金属酸化物との相互作用に
頼ることもなく、非常に優れたコピーを提供することが
できることをはっきりと示した。この表面層組成物は、
金属酸化物充填剤を含まなかったのであり、硬化と活性
化に必要な残留金属酸化物のみでメルカプトと金属酸化
物との相互作用に至るには不十分な金属酸化物を含む。
融着ロール材料を熱源にさらすことによって硬化あるい
は架橋が達成され、様々な方法によってこれをやり遂げ
ることができる。加熱板を有するプレス、蒸気を導入す
ることによって加圧される容器中にゴム部品が投入され
る直接蒸気加硫器、熱空気炉、電子レンジ等を使用する
成形が実例である。硬化法の選択は、部品形態とゴム厚
に決定される。典型的には、０〜１０ミルの厚さの場合
には吹き付けと熱空気硬化が用いられ、１０ミル以上の
厚さの場合には押し出し、蒸気硬化または予備成形（型
成形）が用いられる。ふっ素エラストマー樹脂を架橋さ
せるための求核付加硬化は、フリーラジカル重合にとっ
て代わる硬化法であり、米国特許第４２５７６９９号中
の第９−１１欄において論じられている。この方法は、
ふっ素エラストマー組成物Ｅを硬化させるのにその中で
論じられている同じ一般のメカニズムの次に好適であ
る。ポリマーＦＣは、混入硬化ポリマーとして知られて
いるビスフェノール架橋剤とホスホニウム塩促進剤を含
有する。酸受容体残留金属酸化物（ＭｇＯ，ＰｂＯ，Ｃ
ａＯ，ＺｎＯ等）の存在は、特に高温抵抗に関して、実
際の加硫後特性を達成するのに必要とされる。ＭｇＯは
一般的に酸受容体として分類されており、Ｃａ（ＯＨ）
₂は活性剤または助促進剤として分類されている。これ
らのレベルの金属酸化物が安定な加工と加硫ゴム特性が
達成される汎用目的系の象徴となる。従って、組成物Ｅ
は、３部の酸化マグネシウムと６部の水酸化カルシウム
を含むが、追加の金属酸化物充填剤を含まない。硬化あ
るいは架橋の後に、痕跡量のふっ化水素（ＨＦ）と水が
吸収されるかもしれないことを除いては、ＭｇＯは変化
しないままである。重大なのは、組成物ＡやＢやＤと較
べて、組成物Ｅはメルカプト官能基含有油を使用しない
でも良好な剥離特性（オフセットなし）をはっきりと示
すことである。

【００１９】実施例４（比較例） 表面層組成物が表２−４の組成物Ａとしたことを除き、
実施例２に記載されている通りにして、金属酸化物を充
填した多層融着ロールを形成した。実施例１に記載され
ている通りに融着試験を行なったところ、メルカプト官
能基非含有ポリシロキサン液を用いた場合にゼロックス
トナー１０５５でのコピーで即時のオフセットが明白で
あった。しかしながら、メルカプト官能基含有ポリシロ
キサン融着剤（ゼロックス１０６５／８２００、８７０
０−Ｖ／９２１０、９５００／９７００−Ｖ、９９０
０）の使用で３００−４００°Ｆ（１００°Ｆ）の融着
ウィンドウが達成された。

【００２０】

【表７】

【００２１】結果に基づいて、組成物Ａはオフセットが
生じるのを防ぐためのメルカプトと金属酸化物との相互
作用によって左右されると結論される。非メルカプトポ
リシロキサン油を使ってゼロックス９２００トナーを試
験したところ３００−３３０°Ｆ（３０°Ｆ）の融着ウ
ィンドウが観察されたが、メルカプト官能基含有ゼロッ
クス融着剤を用いた場合には観察された融着ウィンドウ
は３００−４００°Ｆ（１００°Ｆ）であり、オフセッ
トを防ぐためのメルカプトと金属酸化物との相互作用に
よって組成物Ａが左右されることをはっきりと示す。

【００２２】実施例５（比較例） 表２−４からわかる金属酸化物を充填されたふっ素エラ
ストマー組成物Ｂを使ってふっ素エラストマー表面層を
形成したことを除き、実施例２に記載されている通りに
して、多層の酸化金属を補充された融着ロ−ルサンプル
を作製した。実施例１に記載されている通りに融着試験
を行った。ゼロックストナ−１０５５と９２００を使用
した場合に、メルカプト官能基非含有ポリシロキサンゼ
ロックス融着剤（１０６５／８２００，８７００−Ｖ／
９２１０，９５００／９７００−Ｖおよび９９００）で
即時のオフセツトが明白であった。メルカプト油を使用
した場合には、ウィンドウは５０°Ｆであった。これら
の結果に基づいて、組成物Ｂでの適切な性能はメルカプ
トと金属酸化物との相互作用に左右されると結論され
る。組成物Ｂに関する試験結果を下記の表８にまとめ
る。

【００２３】

【表８】

【００２４】実施例６（比較例） ふっ素エラストマー表面層が表２中に表示されている組
成物Ｄで形成されたものとしたことを除き、実施例２に
記載されている通りにして、金属酸化物を充填した多層
融着ロ−ルを作製した。ゼロックストナ−１０５５と９
２００を使って融着試験を行った。メルカプト官能基非
含有ポリシロキサン融着剤を使用した場合に即時のオフ
セツトが生じた。メルカプト官能基ポリシロキサンゼロ
ックス融着油（１０６５／８２００，８７００−Ｖ／９
２１０，９５００／９７００）の使用で３００−３８０
°Ｆの融着ウィンドウが達成された。これらの結果に基
づいて、組成物Ｄでの適切な性能はメルカプトと金属酸
化物との相互作用によって左右されると結論される。組
成物Ｄに関する試験結果を下記の表９にまとめる。

【００２５】

【表９】

【００２６】実施例７ ふっ素エラストマー表面層材料が表２−４中に表示され
ている組成物Ｃからなるものとしたことを除き、実施例
２に記載されている通りにして、金属酸化物を充填した
多層融着ローラーを作製した。実施例１に記載されてい
る通りに融着試験を行ったところ、ゼロックストナ−番
号１０５５と９２００が使用された場合に、メルカプト
官能基非含有ポリシロキサンゼロックス融着油（１０６
５／８２００，８７００−Ｖ／９２１０，９５００／９
７００−Ｖおよび９９００）で３００−３９０°Ｆと３
００−３８０°Ｆの融着ウィンドウが観察された事を試
験結果が示した。ふっ素含有量６９％のビトンを含むふ
っ素エラストマー組成物Ｃは、オフセットを避けるため
のメルカプトと金属酸化物との相互作用に、ふっ素エラ
ストマー組成物ＡやＢほどは左右されないことをはっき
りと示した。このより低い依存性は、６８％と６６％の
ふっ素をそれぞれ含有する組成物ＡとＢであるビトンＢ
−５０とビトンＥ−４５に較べて、ふっ素含有量が６９
％と高いことによるものであると思われる。組成物Ｃに
関する試験の結果を下記の表１０にまとめる。

【００２７】

【表１０】

【００２８】実施例８ 直径１．５インチのアルミニウム製インサ−トに接着剤
（Ｃｈｅｍｌｏｋ６０８）を塗布し、管状スチ−ル製の
型中でアルミニウム製インサ−トに０．０２０インチ厚
のシリコ−ンコンパウンド（ＳＷＳ８３２）の被覆を施
すことによって、融着ロ−ルを作製した。コ−ティング
されたインサ−トの中心を決めるのにスチ−ル製スパイ
ダ−を使用した。１００部のＳＷＳ８３２と１０部の硬
化剤（ＫＬ触媒）を混合することによって、シリコ−ン
コンパウンドを調製した。この混合物を、空気駆動式撹
拌器で混合して、捕らえられた気体を除去するために真
空中で５分間脱気した。混合物を、型入れアセンブリ−
中にポンプで送り込み、熱空気循環炉中で２１２°Ｆで
１．５時間アセンブリ−を加熱することによって架橋さ
せ、その後に４００°Ｆで４時間後硬化を行った。メル
カプト官能基非含有ポリシロキサン油を使わない場合と
使った場合の両方で、融着ロ−ルをアセンブリ−１００
上で試験した。ポリシロキサン油を使用しなかった場合
には、シリコ−ンコンパウンドは、ゼロックストナ−９
２００で３００−３３０°Ｆの融着ウィンドウを、ゼロ
ックストナ−１０５５で即時のオフセットを、剥離添加
剤を含有するゼロックストナ−２８３０で３００−４０
０°Ｆの融着ウィンドウをはっきりと示した。ポリシロ
キサン剥離剤を使用した場合には、ＳＷＳ８３２コンパ
ウンドはゼロックストナ−番号１０５５と２８３０と９
２００で３００−４００°Ｆの融着ウィンドウを示した
が、この事は、オフセットを防ぐためのメルカプトと金
属酸化物との相互作用に左右されない事を証明し、ポリ
シロキサン油との高度の相容性を示す。このシリコ−ン
組成物をポリシロキサン油に連続的にさらすと、それは
膨潤する傾向を示し融着ロ−ルの融着特性を悪化させ
る。しかしながら、ふっ素エラストマー組成物は例によ
って事実上ポリシロキサン油に対して化学作用を起こさ
ないので、融着性能は変化しないままだろう。従って、
ふっ素エラストマー組成物Ｅの表面層はポリシロキサン
油に関して許容し得る湿潤特性をはっきり示したのであ
り、ポリシロキサン油を通さない。従って、表面層は、
首尾一貫した複写機の長い寿命を提供するはずであり、
メルカプトと金属酸化物との相互作用に依存しない。

【００２９】実施例９ 充填剤種類とポリシロキサン分子量と架橋メカニズムが
異なる点でＳＷＳ８３２とは違うシリコ−ン材料種であ
るＬＩＭ２７００を被覆材料としたことを除いて、実施
例８に記載されている通りにして、融着ロ−ルを作製し
た。ＳＷＳ８３２は、アルコ−ル反応副生成物を生じる
第１スズ石鹸触媒の存在下でのシラノ−ル−アルコキシ
縮合反応によって形成される縮合硬化である。ＬＩＭ２
７００は、反応副生成物を生じない白金塩の存在下での
付加硬化ビニル基−水酸化物機序である。試験結果を下
記の表１１にまとめる。

【００３０】

【表１１】

【００３１】縮合反応系の方が付加反応系よりも良い剥
離特性を提供することを、初期の研究が示唆する。サン
プルが、ポリシロキサンの助けを借りない試験マトリッ
クスで、ゼロックストナ−１０５５と２８３０と９２０
０の場合に即時のオフセットを示したという点で、融着
試験はこの初期の所見を裏付けた。ＬＩＭ２７００によ
るサンプルを金属酸化物が充填されていないふっ化エラ
ストマー組成物と比較すると、シリコ−ンコンパウンド
はポリシロキサン油によって劣化させられるのに対して
ふっ素エラストマ−組成物はポリシロキサン油によって
十分に湿潤させられるが油を通さないままであるという
顕著な差異がある。

【００３２】実施例１０ 実施例８に記載されている通りに、直径１．５インチの
アルミニウム製インサ−トにシリコ−ンコンパウンドを
塗布してから、塗布層を０．０１０インチ厚のＰＦＡチ
ュ−ブ層で覆うことによって、融着ロ−ルを作製した。
シリコ−ンコ−ティングされたインサ−トをチュ−ブに
挿入し、組立体を６００°Ｆに加熱して、シリコ−ンコ
−ティングされたインサ−トのまわりにチュ−ブを熱収
縮させることによって、ＰＦＡチュ−ブをシリコ−ンコ
−ティングされたインサ−ト上にラミネ−トした。メル
カプト非含有ポリシロキサン剥離剤を使用しないで上記
のとおりの融着試験を行った。試験は３００−３４０°
Ｆの融着ウィンドウをはっきり示したが、ＰＦＡロ−ル
の表面が研磨された後のみで剥離添加剤を含むゼロック
ストナー７２８３０が使用された場合のみであった。ポ
リシロキサンの助けを借りた試験時には、３００−４０
０°Ｆの融着ウィンドウが達成された。従って、この金
属酸化物を充填していないふっ素エラストマー組成物
は、ポリシロキサン油によって湿潤される能力がフルオ
ロカーボン樹脂と同等であり、なじみやすさを更に提供
しながらオフセットの無い剥離特性を提供し、従って向
上したコピ−特性を提供する。ＰＦＡスリ−ブの試験結
果を下記の表１２にまとめる。

【００３３】

【表１２】

【００３４】３Ｍ社製ＦＸ２５３０等の６９〜７１％の
総ふっ素を含有するふっ素エラストマーを含む表面組成
物を有する融着部材は、許容し得るあるいは満足のゆく
融着幅で、金属−金属酸化物のポリシロキサン剥離剤の
メルカプト官能基との相互作用に依存することなく、熱
可塑性および熱硬化性トナ−粉末が基体の表面に固着す
ることを可能にすることができる。この組成物がオフセ
ットを防ぐ能力は、総ふっ素含有量が高くてヘキサフル
オロプロピレン単量体含有量がより高いことと、その結
果としての組成物表面が標準非反応性ポリシロキサン剥
離剤によって湿潤されて効果的で不透過性の低表面エネ
ルギ−ＰＤＭＳ剥離層として維持されるのを可能にす
る、ふっ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン比に
かかっていると思われる。このようなふっ素エラストマ
ー組成物は、適切な弾性を有し、４０−８０のショア
“Ｄ”硬さを有するフルオロカ−ボン樹脂に較べて、５
５−６５のショア“Ａ”硬さを有する。１〜５ミル厚の
表面層はコピ−特性の向上につながる特に望ましいなじ
みやすさ特性を提供する。本発明の融着ロ−ル構造は、
金属製基体にエポキシ系またはシラン系接着剤で組成物
を接着することができるという点でも有利である。

【００３５】実施例１１ オフセットが始まる前に融着ロ−ルを融着に使用するこ
とができるコピ−数も融着ロ−ルの重要な特性である。
例えば、融着ウィンドウが大きくても、オフセットが始
まる前に２〜３千のコピ−しか生じることができない融
着ロ−ルは、商品としては受け入られない。ゼロックス
１０６５複写機で使用できる剥離寿命を測定するため
に、エラストマ−皮膜を有する融着ロ−ルを作製した。
下記の表１３中の結果が、試験２と試験３において使用
された、本発明に従ってＨＦＰのモル％がより高い融着
ロ−ルは、剥離不全を生ずる前に遥かにより多くのコピ
−を融着する事をはっきりと示す。

【００３６】

【表１３】

【００３７】微量の金属含有充填剤を含むビトンＧＨ
（ＶＦ₂，ＨＦＰおよびＴＦＥのターポリマーおよび硬
化部位単量体のモノマー）の皮膜を有する米国特許第４
２７２１７９号の実施例ＶＩＩは、剥離剤としてポリジ
メチルシロキサン融着油が使用された場合に、剥離不全
を生ずる前に１０００枚以上のコピ−に好適であった。
先の説明から上記の目的が効果的に達成される事がわか
る。また、本発明の趣旨と範囲から逸脱しない範囲内で
上記の構造を変えてもよく、上記の説明に含まれ添付の
図面に示されているすべての内容が説明的なものとして
解され、限定的な意味に解されるべきである。特許請求
の範囲は本明細書に記載されている発明の包括的な特徴
と実施態様的な特徴のすべてを含むものであり、本発明
の範囲のすべての記述は、その文言どおりに解されるべ
きである。前記の特許請求の範囲では単数で表わされて
いる成分または化合物は、可能な限りそのような成分の
矛盾のない混合物を含むように意図されたものであるこ
とが特に理解されるべきである。

【００３８】

【発明の効果】本発明の融着ロールは、メルカプト官能
基含有剥離剤を用いなくとも、オフセットを防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】融着ロ−ル試験アセンブリ−の概要的断面図で
ある。

【図２】本発明の一具体例に従って構成された単層融着
ロ−ルの断面図である。

【図３】本発明の他の具体例に従って構成された多層融
着ロ−ルの断面図である。

【符号の説明】

１１ 剥離剤塗布装置 １２ トナー粒子 １３ 紙 １５ ウィック ２０，２００，３００ 融着ロール ３０ 圧力ロール １００ 融着試験アセンブリー ２０１，３０１ インサート ２０２，３０２ 表面層 ３０３ 基層 ３０４ つなぎ層

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体と基体上の表面層からなり、表面層
   がふっ化ビニリデンと約２３．４モル％以上のヘキサフ
   ルオロプロピレンを含有するふっ素エラストマ−で形成
   されていることを特徴とする、トナ−粒子を記録媒体上
   に固着させるための融着部材。
2. 【請求項２】 ふっ素エラストマ−が約３０．０モル％
   以上のヘキサフルオロプロピレンを含有する、請求項１
   に記載の融着部材。
3. 【請求項３】 ふっ素エラストマ−が約３８．１モル％
   以上のヘキサフルオロプロピレンを含有する、請求項１
   に記載の融着部材。
4. 【請求項４】 ふっ素エラストマ−がヘキサフルオロプ
   ロピレンとふっ化ビニリデンの共重合体である、請求項
   １に記載の融着部材。
5. 【請求項５】 約３７モル％以上のヘキサフルオロプロ
   ピレンを含有する、請求項４に記載の融着部材。
6. 【請求項６】 融着部材がロ−ルの形をしており、ふっ
   素エラストマ−がロ−ルの外側被覆層である、請求項１
   に記載の融着部材。
7. 【請求項７】 基体が金属酸化物充填剤含有シリコ−ン
   材料の層をその上に有する金属コアの形をしている、請
   求項１に記載の融着部材。
8. 【請求項８】 表面層と基体との間に設けられたふっ素
   エラストマ−のつなぎ層を含む、請求項１に記載の融着
   部材。
9. 【請求項９】 ふっ素エラストマ−が求核付加硬化によ
   って硬化させられている、請求項１に記載の融着部材。
10. 【請求項１０】 求核付加硬化がＭｇＯを受容体として
    使用し、Ｃａ（ＯＨ）₂を活性剤として使用している、
    請求項９に記載の融着部材。
11. 【請求項１１】 １００重量部のエラストマ−当たりＭ
    ｇＯが約２〜４部含まれ、Ｃａ（ＯＨ）₂が約４〜８部
    含まれている、請求項１０に記載の融着部材。
12. 【請求項１２】 ふっ素エラストマ−が、１００部のエ
    ラストマ−当たり約１０部よりも少ない金属酸化物を含
    む、請求項１０に記載の融着部材。
13. 【請求項１３】 基体と、ふっ化ビニリデンと約２３．
    ４モル％以上のヘキサフルオロプロピレンとを含有する
    ふっ素エラストマ−材料で形成されており基体上に設け
    られている表面層と、表面層の表面上に設けられている
    ポリシロキサン剥離剤液とからなる、トナ−を記録媒体
    に融着させるための融着システム。
14. 【請求項１４】 剥離剤液が、メルカプト官能基化合物
    を実質的に含まない、請求項１３に記載の融着システ
    ム。