JPH08110726A - モノアミノ官能シリコーン剥離剤を用いた溶融定着システム - Google Patents

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、モノアミノ
が優勢なポリオルガノシロキサンからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電記録式記録装置に
おける溶融定着システム、溶融定着方法、およびこの溶
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】

【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。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、溶融定
着システム、溶融定着方法、および新規の剥離剤が静電
記録式印刷機用に提供される。特に新規の剥離剤は、モ
ノアミノが優勢な官能ポリオルガノシロキサン剥離剤か
らなる。メカニズムは十分には分かっていないが、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
と反応することが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、それによりトナーが
定着器ローラー表面に接着されて、トナーのオフセット
をさらに生じるバイアスが形成され、定着器ローラーの
機能的な寿命が縮まる。一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、両方とは反応できない。このた
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。

【００１２】本発明の本質的な見地において、実質的に
モノアミノである官能オイルは、式

【化５】 （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）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、活性
分子ごとにモノアミノ官能性を優勢に有していて、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。

【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、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 Mon
oamino 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５，０１７，４
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．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（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（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 Ｓｐｅ
ｃｉａｌｉｔｙ ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．）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（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（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。

【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) 、１９
７２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（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３
０°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３
ａ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、８
０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、３
ａ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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドナルド・エイ・シーナ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード ガーンシーロード 264 (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 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 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 サントクウ・エス・バデシャ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード ブロムリーロード 48 (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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電記録式記録装置において、熱可塑性
   樹脂トナーを基材に溶融定着させるための、熱安定性Ｆ
   ＫＭフッ化水素酸エラストマー表面を有する定着器部材
   に用いる、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
   有し、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％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いるアミノ官能オイルか
   らなる液状剥離剤であって、該オイルが活性分子ごとに
   モノアミノ官能性を優勢に有していて、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剥離剤。
2. 【請求項２】 ポリオルガノアミノ官能シロキサン鎖の
   少なくとも約９３％が１に等しいｐを有している、請求
   項１の剥離剤。
3. 【請求項３】 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
   有し、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％が１に等しいｐを有し、また基 【化４】 が鎖に沿って不規則に位置しているアミノ官能オイルか
   らなる液状剥離剤であって、該オイルが活性分子ごとに
   モノアミノ官能性を優勢に有していて、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、そして該トナ
   ーを冷却することからなる、熱可塑性樹脂トナー像を基
   材に溶融定着させる方法。