專利名稱：具有自釋放氟碳基體外層的定影器元件涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所披露的實(shí)施方式總體涉及可用于靜電復(fù)印裝置的定影器元件。在實(shí)施方式中，
該定影器元件的外層包含了聚合物基體，該聚合物基體包含了具有與下方氟聚合物層連接 的氟碳鏈的氟聚合物。在實(shí)施方式中，該氟聚合物層包含了通過硅氧烷固化系統(tǒng)固化的氟 彈性體。此外，在實(shí)施方式中，該聚合物基體層包含了硅氧烷封端的氟碳鏈，其中硅氧烷封 端的氟碳鏈在該氟彈性體或氟聚合物層中通過硅氧烷官能團(tuán)連接。該外層可用于輥或帶式 應(yīng)用。此處還描述了用于生成該外層的方法。在實(shí)施方式中，該外層可自釋放，減少或免除 了對定影油的需求。
背景技術(shù)：
在典型的靜電復(fù)印印刷裝置中，待復(fù)印的原物的光圖像以靜電潛像的形式被記錄 在光敏元件上，該潛像隨后通過采用通常稱為色粉的靜電顯影(electroscopic)熱塑性樹 脂微粒被可視化。該種可視色粉圖像隨后呈松散粉狀形式，并可被容易地打亂或破壞。該 色粉圖像通常被固定或定影在載體上，該載體可以是光敏元件本身，或者其它載體薄片如 白紙。 熱能在將色粉圖像固定至載體元件中的應(yīng)用已經(jīng)眾所周知。為了通過熱能將靜電
顯影色粉材料永久定影至載體表面，有必要將該色粉材料的溫度提高至該色粉材料聚合并
變粘的溫度。這種加熱使得該色粉一定程度流動至該載體元件的纖維或孔中。此后，當(dāng)色
粉材料冷卻時，該色粉材料的固化使該色粉材料被牢固地結(jié)合在該載體上。 通常，熱塑性樹脂微粒通過加熱至介于約9(TC或約16(TC或更高的溫度被定影至
該襯底，具體溫度取決于該色粉中所用的特定樹脂的軟化范圍。然而，不希望將該溫度上升
至遠(yuǎn)高于約200°C，因?yàn)橐r底(特別當(dāng)該襯底是紙時)在該種高溫下容易脫色。 在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)描述了多種將靜電顯影色粉圖像進(jìn)行熱定影的方法。這些方法
包括通過各種手段(保持壓力接觸的輥對；與輥壓力接觸的帶；等等)基本同時應(yīng)用熱能
和壓力。可通過加熱該輥、盤元件或帶原件中的一個或兩者應(yīng)用熱能。當(dāng)提供了熱能、壓力
和接觸時間的正確組合時，可發(fā)生該色粉微粒的定影。通過平衡這些參數(shù)引起色粉微粒的
定影已經(jīng)在本領(lǐng)域總所周知，且可通過調(diào)整適應(yīng)特定的機(jī)器或處理?xiàng)l件。 在應(yīng)用熱能將色粉微粒熱定影至載體的定影系統(tǒng)操作中，該色粉圖像和該載體均
通過在輥對或板或帶元件之間形成的輥隙。在該輥隙處熱和壓力應(yīng)用的同時傳遞將影響該
色粉圖像定影至該載體。在該定影過程中重要的是，在正常操作中不產(chǎn)生從該載體到該定
影器元件之間的色粉微粒的偏移。偏移在該定影器元件上的色粉微?？呻S后被轉(zhuǎn)移至機(jī)器
的其它部件或者在后續(xù)的復(fù)印循環(huán)中轉(zhuǎn)移到載體上，從而增加了背景或者干擾了被復(fù)印的
材料。在定影操作中，當(dāng)色粉的溫度被上升至發(fā)生色粉微粒液化和熔融色粉分離的溫度下
時， 一部分色粉保留在定影器元件，形成這種所謂的"熱偏移"。該熱偏移溫度或降解至熱偏
移溫度是定影器輥的釋放特征的一個量度，相應(yīng)地希望提供一種定影表面，該表面具有低
表面能以提供必要的釋放。為了確保和維持該定影器輥的良好釋放特征，通常在該定影操作中向該定影器輥應(yīng)用釋放劑(release agent)。通常，這些材料作為例如硅油的薄膜被應(yīng) 用，從而防止色粉偏移。 最早的和成功的定影系統(tǒng)之一涉及使用硅酮彈性體定影表面，例如帶有可通過硅 酮彈性體供體輥傳遞至定影器輥的硅油釋放劑的輥。在該種系統(tǒng)中使用的該硅酮彈性體和 硅油釋放劑已在多個專利中描述。 盡管該系統(tǒng)非常成功地提供了具有極低表面能的定影表面，從而提供了出色的釋 放特征，以確保在定影操作過程中色粉從該定影器輥上完全釋放，但是這些系統(tǒng)在定影環(huán) 境中隨時間推移形成了物理特征的明顯惡化。具體而言，該硅油釋放劑易于穿透該硅酮彈 性體定影器元件的表面，引起該彈性體本體的膨脹，從而導(dǎo)致較大的機(jī)械故障，包括該彈性 體從該襯底的脫離、彈性體的軟化和強(qiáng)度降低(使其花紋掉塊和破碎)、污染該機(jī)器并提供 了釋放劑的非均勻傳遞。此外，通過氧化交聯(lián)(特別是升高溫度下定影器輥)導(dǎo)致了硅酮 彈性體的物理特征的其它惡化。 可通過將一個或多個層應(yīng)用至合適的襯底制備定影器和固定輥或帶。例如，可通 過向鋁制圓筒應(yīng)用彈性體或氟彈性體制備圓柱定影器和固定器輥。該涂覆的輥被加熱以固 化該彈性體。 定影器外涂層通常由低表面能氟聚合物如全氟烷氧基或其它TEFLON⑧類氟聚 合物或者氟彈性體(例如來自DuPont的商標(biāo)為VITON 的氟聚合物)制成。這些材料預(yù)
期提供耐熱和耐磨性質(zhì)、適應(yīng)性以及在定影輥隙處更好的釋放。針對現(xiàn)有定影材料如來自
DuPont的VITON㊣材料目前的問題是需要P匿S (聚二甲基硅氧烷)-基定影油以釋放色
粉和其它污染物。這種定影油為印刷材料終端使用例如在需要表面粘合的結(jié)合、層壓或其 它過程帶來了困難。在用于高性能定影應(yīng)用的低油或無油機(jī)器(不需要釋放劑或定影器油 的機(jī)器)需要新型的外涂層材料。

發(fā)明內(nèi)容
外涂層聚合物基體，其包含氟聚合物材料和化學(xué)連接的半氟化或氟化碳鏈，其在
定影表面帶來高氟化程度，在實(shí)施方式中，通過使用較少的定影油或者不使用定影油促進(jìn) 釋放。 實(shí)施方式包括自釋放定影器元件，其包括襯底和其上的具有表面的外層聚合物基 體，其中該外層聚合物基體包含了氟聚合物材料和氟碳鏈，其中該氟碳鏈連接至該氟聚合 物材料。 實(shí)施方式還包括自釋放定影器元件，其包括襯底和其上的外層聚合物基體，該基
體包含連接在一起的氟聚合物和氟碳鏈并具有如下結(jié)構(gòu)
<formula>formula see original document page 4</formula>
其中X選自氟和氫，R'是具有約1至約20個碳的脂肪族鏈；n是從約1至約10 的數(shù)值。 此外，實(shí)施方式包括用于在記錄介質(zhì)上形成圖像的無油圖像形成裝置，其包括在 其上接受靜電潛像的電荷滯留表面；向該電荷滯留表面施用色粉以在該電荷滯留表面上將 靜電潛像顯影為顯影圖像的顯影組件；將該顯影圖像從該電荷滯留表面?zhèn)鬟f至復(fù)制襯底的 傳遞組件；以及用于將所述顯影圖像定影至復(fù)制襯底的自釋放定影器元件，其中所述自釋 放定影器元件包含了襯底和在其上的具有表面的外層聚合物基體，其中所述外層聚合物基 體包含了氟聚合物材料和氟碳鏈，其中該氟碳鏈連接至該氟聚合物材料。


圖1顯示了一般的靜電復(fù)印裝置。 圖2是根據(jù)此處披露的一個實(shí)施方式的定影組件的剖視圖。
圖3是具有三層構(gòu)造的定影器輥的剖視圖。 圖4是包含了氟聚合物材料30的聚合物基體外層2的側(cè)視圖，其具有在該聚合物 基體外層2中取向的氟碳鏈29。
具體實(shí)施例方式
此處的實(shí)施方式描述了包含氟化聚合物基體層的定影器元件涂層，該層包含了具 有氟碳鏈的氟聚合物材料，該氟碳鏈部分或全部化學(xué)連接至該氟聚合物材料。該氟碳鏈為 半或全氟化。在該外層聚合物基體中的氟碳鏈通過反應(yīng)性官能團(tuán)連接至氟聚合物材料。在 實(shí)施方式中，該氟碳鏈具有硅氧烷末端，并在該氟聚合物基體中與其它的硅氧烷官能團(tuán)進(jìn) 行反應(yīng)。在實(shí)施方式中，該組合物使該定影表面高度氟化，從而在使用最小量定影油或不使 用定影油的情況下促進(jìn)了釋放。這減少或免除了將定影器油傳遞至該印刷襯底上。向印刷 的襯底傳遞定影器油導(dǎo)致了不期望的問題，其涉及需要粘附在該表面上的后續(xù)應(yīng)用，例如 層壓或訂書。包括了具有此處所述外層的定影器元件的機(jī)器的制造成本在作為無油機(jī)器時 也有所下降，因?yàn)楹笳卟恍枰ㄓ捌饔统睾徒M件。 參看圖l，在典型的靜電復(fù)印復(fù)制裝置中，待復(fù)印的原物的光圖像以靜電潛像的形 式被記錄在光敏元件上，該潛像隨后通過采用通常稱為色粉的靜電顯影熱塑性樹脂微粒被 可視化。特別地，通過由電源11提供電壓的充電器12向光感受器10的表面充電。該光感 受器逐幅圖像地暴露至來自于光學(xué)系統(tǒng)或圖像輸入裝置13(例如激光和光發(fā)射二極管)的 光線，以在其上形成靜電潛像。 一般而言，該靜電潛像通過與來自顯像站14的顯像劑混合 物接觸而被顯像?？刹捎么潘ⅰ⒎勰┰苹蚱渌阎娘@影方法進(jìn)行顯影。干顯影劑混合物 通常包含載體顆粒，該載體顆粒具有通過摩擦電吸附的色粉微粒。色粉微粒從該載體顆粒 被捕獲至該潛像，形成色粉粉末圖像。替代性地，可使用液體顯影劑材料，其包含了具有分 散了色粉微粒的液體載體。該液體顯影劑材料與該靜電潛像接觸，該色粉微粒以圖像的構(gòu) 型被沉積其上。 該色粉微粒以圖像構(gòu)型被沉積到該光導(dǎo)表面后，它們被傳遞裝置15傳遞至復(fù)制 薄片16，這可以是壓力傳遞或靜電傳遞。替代性地，該顯影的圖像可被傳遞至中間傳遞元 件，并隨后傳遞至復(fù)制薄片。
5(在圖1中顯示為定影和壓 力輥)，其中該顯影圖像通過將復(fù)制薄片16傳遞通過該定影元件5和壓力元件6之間而被 定影至復(fù)制薄片16，從而形成了永久圖像。在傳遞后光感受器10前進(jìn)至清潔站17，其中在 該光感受器10上殘留的色粉通過刮板(如圖1所示)、刷或其它清潔裝置清除。
在圖2中，定影器輥5可以是由任意金屬(例如，鋁、陽極化鋁、鋼、鎳、銅等)制成 的中空圓柱或芯，在其中空部分設(shè)置了合適的加熱元件8，該加熱元件與該圓柱同延。
備用或壓力輥6與該定影器輥5聯(lián)合形成輥隙或接觸弧9，復(fù)印紙或其它襯底16 由此通過，從而使襯底上的色粉圖像21接觸定影器輥5的表面2。如圖2所示，該備用輥6 具有剛性鋼芯7，其上具有表面或?qū)?8。 該定影組件可由至少三個不同結(jié)構(gòu)組成。在一個實(shí)施方式中，如圖2所示，該定影 組件呈雙層構(gòu)造。定影器5具有加熱元件8，包含襯底4。在該襯底4上為外層2。
圖3顯示了三層構(gòu)造，其中定影器輥5在內(nèi)部具有加熱元件8，其上方有襯底4和 襯底4上的中間層26，以及在中間層26上的外層2。圖3顯示了可選地填充劑3和28，其 可相同或不同，并可選地分散在該中間層26中，和/或可選地在該外層2中。在層中可不 提供或提供一種或一種以上類型的填充劑。 圖4為中間層4的側(cè)面示意圖，層4上具有外涂層或外部聚合物基體2，其中分散 了化學(xué)連接至氟聚合物材料30的氟碳鏈29。該外部定影表面1包含了該氟碳鏈29，該氟 碳鏈a)定向在面對該定影表面1的定影外涂層的頂部，b)定向在該定影表面1的頂部外， 和c)定向在該氟聚合物材料30內(nèi)部。 在實(shí)施方式中，該定影器元件自釋放或部分自釋放，需要很少的釋放劑或不需要 釋放劑。如果不需要釋放劑，則不需要釋放劑池和釋放劑供應(yīng)元件。氟碳鏈被化學(xué)連接至 氟聚合物材料，并定向于該聚合物基體層的表面，從而使該定影器層的外部主要由氟化碳 鏈組成。該氟化碳鏈?zhǔn)沟迷摱ㄓ氨砻娓叨确?，促進(jìn)釋放而不需要定影油或釋放劑。因此， 當(dāng)該表面促進(jìn)與該定影表面接觸的色粉、色粉添加劑和其它污染物的釋放而不需要使用定 影器釋放油時，該外涂層為"自釋放"。定影器釋放油通常包含聚二甲基硅氧烷或聚二甲基 硅氧烷衍生物。實(shí)施方式還包括部分自釋放并需要最小量的定影器油以在定影表面達(dá)到所 需性能規(guī)范的部分自釋放定影器元件。在實(shí)施方式中，氟碳鏈的反應(yīng)性官能團(tuán)還通過彼此 連接而自我交聯(lián)。 形成該外部釋放層的氟化碳鏈可被完全氟化或半氟化。全氟化鏈為除去了一個或 多個連接的反應(yīng)性官能團(tuán)的完全氟化碳鏈。該氟化碳鏈通過一個或多個反應(yīng)性官能團(tuán)與該 氟聚合物材料的聚合鏈直接連接，或者通過反應(yīng)性末端官能團(tuán)與接頭基團(tuán)的反應(yīng)而間接連 接。在實(shí)施方式中，該反應(yīng)性官能團(tuán)可以是與交聯(lián)進(jìn)入氟彈性體材料的相應(yīng)硅氧基官能團(tuán) 連接的硅氧基官能團(tuán)。氟碳鏈的低表面能導(dǎo)致了該外部定影層表面形成了高度氟化表面。 定影表面的高氟化程度是自釋放所需要的，這可見于具有高氟化程度的含氟聚合物外層的 材料例如丁￡ 1^€^@ (PFA)或其它丁￡卩1^€^@ _類氟聚合物(其中F/C比例接近2)。所
述的新材料系統(tǒng)結(jié)合了氟彈性體，例如商品名為VITON 的氟彈性體，其提供了定影所需 的機(jī)械性能，并消除了使用已知的聚合物如TEFLON (PFA)作為外層時的加工和堅(jiān)固 度問題。 在實(shí)施方式中，該氟碳鏈沿整個鏈氟化，或者沿該鏈部分氟化，排除了存在的反應(yīng)性官能團(tuán)。因此，該氟碳鏈可以是全氟化的(沿整個鏈氟化)或是半氟化的(沿部分鏈氟 化)。該氟碳鏈由官能團(tuán)封端，該官能團(tuán)與該氟彈性體涂層直接反應(yīng)，或者通過與該氟彈性 體材料連接的片段如交聯(lián)劑間接反應(yīng)。與氟碳鏈連接的反應(yīng)性官能團(tuán)的范例包括硅氧基、 氨基、羥基、苯羥基、烷氧基或酸基團(tuán)。通過這些反應(yīng)性官能團(tuán)形成的連接官能團(tuán)包括硅氧 烷(-Si-0-Si-)、胺(-NH-)、醚(C-0-C)或酯(-COO-)，更具體而言，該反應(yīng)性官能團(tuán)選自如
下組合
<formula>formula see original document page 7</formula> 其中R和R'為脂肪族鏈，兩者相同或不同，具有約l至約20個碳，或者約l至約
6個碳。在實(shí)施方式中，R和R'選自甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基或異丁基。 在實(shí)施方式中，該外層包含聚合物基體，其包含與該氟聚合物連接的反應(yīng)性氟碳
鏈。在氟碳和氟聚合物之間的連接可通過以下的通式I描述<formula>formula see original document page 7</formula> 其中A是氟聚合物，C是交聯(lián)劑，Q是與B連接的反應(yīng)性官能團(tuán)，B包含了氟碳鏈， 且其中r為0或1。 全氟化氟碳鏈B的范例包括與反應(yīng)性官能團(tuán)Q連接的任意脂肪族或芳香族氟碳， 其范例包括具有以下式II或式III的氟碳鏈 <formula>formula see original document page 7</formula>
其中n代表氟化脂肪族重復(fù)單元的數(shù)量，并且為約0或1至約40、或者約0或1至 約20、或者約0或1至10的數(shù)值；m代表氟化芳香族重復(fù)單元的數(shù)量，并且是約0或1至約 20、或者約0或1至約10、或者約0或1至約5的數(shù)值，而Q代表反應(yīng)性官能團(tuán)。半氟化氟 碳鏈B的范例包括與反應(yīng)性官能團(tuán)Q連接的部分氟化的脂肪族或芳香族碳，其范例包括具 有以下式IV或式V的半氟化鏈 <formula>formula see original document page 7</formula><formula>formula see original document page 8</formula>
(v) 其中n代表氟化脂肪族重復(fù)單元的數(shù)量，并且為約0或1至約40、或者約0或1至 約20、或者約0或1至10的數(shù)值；m代表氟化芳香族重復(fù)單元的數(shù)量，并且是約0或1至約 20、或者約0或1至約10、或者約0或1至約5的數(shù)值；p代表烴重復(fù)單元的數(shù)量，并且為約 1至約10、或者約2至約5的數(shù)值，而Q代表反應(yīng)性官能團(tuán)。 脂肪族全氟化或半氟化氟碳鏈的范例包括那些包含不飽和鍵(例如雙或三鍵)或 者在鏈的氟化或非氟化部分含有支鏈的氟碳鏈。 在實(shí)施方式中，該氟碳鏈具有上文式I中的反應(yīng)性官能團(tuán)Q。在實(shí)施方式中，氟
碳鏈包含了含氟碳片段和反應(yīng)性官能團(tuán)，由此該含氟碳片段連接至一個或多個反應(yīng)性官能
團(tuán)。合適的反應(yīng)性官能團(tuán)的范例包括氨基官能團(tuán)和硅氧基官能團(tuán)。反應(yīng)性官能團(tuán)的特定范
例包括具有式VI、VI1和式VIII的官能團(tuán) <formula>formula see original document page 8</formula>
<formula>formula see original document page 8</formula> 其中R和R'為脂肪族鏈，兩者相同或不同，具有約l至約20個碳，或者約l至約
6個碳。在實(shí)施方式中，R和R'選自甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基或異丁基。 在實(shí)施方式中，該氟碳鏈為半氟化，并具有下文式IX中的反應(yīng)性硅氧基官能團(tuán)
<formula>formula see original document page 8</formula> 其中n為約0或1至約40、或者約0或1至約20、或者約0或1至10的數(shù)值；而 R是具有約1至約20、或者約1至6個碳的脂肪族鏈。在實(shí)施方式中，R選自甲基、乙基、丙 基、丁基、異丙基或異丁基。 在實(shí)施方式中，上文式I中的該氟碳鏈B通過反應(yīng)性官能團(tuán)Q直接連接至該聚合 物基體中的氟碳鏈。與氟聚合物或氟彈性體直接連接的反應(yīng)性官能團(tuán)Q的范例為氨基官能 團(tuán)，例如式VI所示的官能團(tuán)。 在實(shí)施方式中，上文式I中的氟碳鏈B通過官能團(tuán)Q與交聯(lián)劑C的反應(yīng)連接至該 聚合物基體中的氟聚合物鏈。合適的交聯(lián)劑C為雙功能交聯(lián)劑，其能夠同時連接至氟聚合物鏈和與氟聚合物鏈連接的官能末端基團(tuán)Q。合適的交聯(lián)劑的范例包括硅氧烷交聯(lián)劑如雙 酚A (BPA)硅氧烷交聯(lián)劑和氨基硅氧烷交聯(lián)劑如A0700 (氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷交聯(lián) 劑，來自Gelest) 。 BPA硅氧烷交聯(lián)劑的范例包括具有下文式X的交聯(lián)劑，氨基硅氧烷交聯(lián) 劑的范例包括具有下文式XI的交聯(lián)劑
<formula>formula see original document page 9</formula>
其中X為氫或氟，且其中R和R'為脂肪族鏈，兩者相同或不同，并具有約1至約
20個碳、或者約1至約6個碳，且其中n是從約1至約10、或者約1至約5、或者約3至約4
的數(shù)值。在實(shí)施方式中，R和R'選自甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基或異丁基。 含硅氧烷交聯(lián)劑可通過雙酚A或胺等與氟聚合物反應(yīng)的官能團(tuán)接枝在氟聚合物
層材料中。以硅氧基官能團(tuán)修飾的氟碳鏈可通過縮合生成硅氧烷-硅氧烷(Si-0-Si)鍵連
接至含硅氧烷交聯(lián)劑，并將氟碳鏈化學(xué)連接至氟聚合物基體材料。在該聚合物基體中，硅氧
烷_硅氧烷鍵形成于氟聚合物鏈之間，氟聚合物和氟碳鏈之間，并可選地介于氟碳鏈之間。 在實(shí)施方式中，氟聚合物和氟碳鏈的交聯(lián)和固化可同時或分步進(jìn)行。將BPA-硅
氧烷交聯(lián)劑整合進(jìn)入氟聚合物層和連接硅氧基氟碳鏈的推薦范例描述于下文的示意圖中。
BPA-硅氧烷在與硅氧基氟碳鏈結(jié)合之前被接枝至氟聚合物(例如氟彈性體)并沉積形成復(fù)
合層。然后通過縮合形成硅氧烷_硅氧烷鍵，交聯(lián)并固化形成固化的復(fù)合涂層。 硅氧烷官能化的氟聚合物
OR r',ch2)n.
6r
氟烷基鏈通過硅氧烷接頭連接至氟聚合物
■0"(CH2)n—ShR,
6r
OR
RO"本——(CF2)n~CF3 OR
9<formula>formula see original document page 10</formula> 其中在上文式中，X為氟或氫，且其中R和R'為脂肪族鏈，兩者相同或不同，具有 約1至約20個碳，或者約1至約6個碳。在實(shí)施方式中，R和R'選自甲基、乙基、丙基、丁 基、異丙基或異丁基；且其中n為從約1至約10、或從約1至約5、或從約3至約4的數(shù)值。
合適的氟化聚合物層材料(式I中的A)的范例包括氟聚合物和氟彈性體，例如 1)偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物(商品名為VITON A)，或者偏二氟乙烯、六氟丙烯和四 氟乙烯中的兩個；2)偏二氟乙烯、六氟丙烯和四氟乙烯的三元共聚物(商品名為VITON B); 3)偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟乙烯和固化點(diǎn)單體(cure site monomer)的四元共聚物(商 品名為VITON GH和VITONGF)?？蓮氖袌霁@得的氟彈性體的范例包括以各種命名銷售的氟 彈性體，例如VITON A、VITON B、VIT0N E、VIT0N E60C、VITON E430、VIT0N 910、VIT0N GH、 VITON GF和VITONETP。該VITON命名是E. I. DuPont de Nemours， Inc的商標(biāo)。該固化 點(diǎn)單體可以是4-溴全氟丁烯_1、1， 1- 二氫-4-溴全氟丁烯_1、3-溴全氟丙烯_1、1， 1- 二 氫-3-溴全氟丙烯-或者其它合適的已知固化點(diǎn)單體。所列舉的單體可從DuPont購得。氟 彈性體VITON GH和VITONGF具有相對少量的偏二氟乙烯。VITON GF和VITON GH具有約 35重量百分比的偏二氟乙烯、約34重量百分比的六氟丙烯和約29重量百分比的四氟乙烯， 約2重量百分比的固化點(diǎn)單體。 其它市場化的氟聚合物包括FLUOREL 2170、 FLUOREL 2174、 FLUOREL 2176、 FLUOREL 2177和FLUOREL LVS76， FLUOREL是3M公司的商標(biāo)。其它市場化的材料包括AFLAStm 聚(丙烯-四氟乙烯)和FLUOREL II(LII900)聚(丙烯-四氟乙烯偏二氟乙烯)，兩者都 可從3M公司購得，以及命名為F0R-60KIR、 FOR-LHF、 NM FOR-THF、 FOR-TFS、 TH和TN505的 Tecnoflons，可從Montedison Specialty Chemical Company購得。 氟聚合物的其它范例包括氟塑料或聚四氟乙烯等氟聚合物、氟化的乙烯丙烯樹 脂、全氟烷氧基(PFA)和其它TEFLON類材料，及其聚合物。 在該外層溶液中的氟彈性體的量占總固體重量的約10至約25%或約16至約 22%。此處所用的總固體包括聚合物、脫氟化氫劑(如有)和可選的佐劑、添加劑和填充劑 的數(shù)量。在溶液中用于形成該外層的氟碳鏈的量為約3pph至約50pph (溶液中存在的氟聚 合物重量的百分比)或從約10pph至約30卯h。 此處的定影器元件的外部、復(fù)合、聚合表面層的厚度為從約10至約IOO微米，或從 約15至約35微米。 可應(yīng)用可選的中間粘合層和/或中間聚合物或彈性體層以實(shí)現(xiàn)所需的性能和實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)。該中間層可存在于該襯底和該外部聚合層之間。合適的中間層的范例包 括硅酮橡膠，如室溫硫化(RTV)硅酮橡膠；高溫硫化(HTV)硅酮橡膠和低溫硫化(LTV)硅酮 橡膠。這些橡膠均為已知，并可容易地從市場得到，例如SILASTIC 735黑RTV和SILASTIC 732 RTV，兩者均來自DowCorning ;以及106RTV硅酮橡膠和90RTV硅酮橡膠，均來自GeneralElectric。其它合適的硅酮材料包括硅氧烷(例如聚二甲基硅氧烷)；氟硅酮如硅酮橡膠 552，可從弗吉尼亞Richmond的Sampson Coatings獲得；液體硅酮橡膠如乙烯基交聯(lián)的熱 固化橡膠或硅醇室溫交聯(lián)材料等。另一特定的范例是Dow Corning Sylgard182。粘合中間 層可從，例如，環(huán)氧樹脂和聚硅氧烷中選擇。 可在該襯底和該中間層之間提供粘合層。在該中間層和該外層之間也可有粘合 層。當(dāng)沒有中間層時，該聚合外層可通過粘合層結(jié)合至該襯底。
中間層的厚度為約0. 5至約20mm，或從約1至約5mm。 其它填充劑可存在于在該外部定影層中和/或包含在該中間層中。填充劑包括金 屬和金屬合金、金屬氧化物、聚合物填充劑、碳填充劑等，及其混合物。金屬氧化物的范例包 括氧化銅、氧化鋁、氧化硅、氧化鎂、氧化鋅、氧化錫、氧化銦、氧化銦錫等，及其混合物。聚合 物填充劑的范例包括聚苯胺、聚乙炔、聚多酚、聚吡咯、聚四氟乙烯等，及其混合物。合適的 碳填充劑的范例包括碳黑、碳納米管、氟化碳黑、石墨等，及其混合物。術(shù)語"導(dǎo)電顆粒填充 劑"指本身導(dǎo)電的填充劑。 對于輥襯底，合適的襯底材料的范例包括，金屬如鋁、不銹鋼、鋼、鎳等。對于膜型 襯底(當(dāng)該襯底為定影器帶、膜、鼓帶(鼓和帶的綜合體)等)，合適的襯底包括高溫塑料， 其能夠允許采用較高的操作溫度(即，大于約80°C ，或大于約200°C )和能夠顯示較高的機(jī) 械強(qiáng)度。 該外部材料組合物可以任意合適的已知方式涂覆在該襯底上。用于將該種材料涂 覆在該加強(qiáng)元件上的典型技術(shù)包括液體和干粉噴涂、浸漬涂覆、繞線桿涂覆、流化床涂覆、 粉末涂覆、靜電噴涂、超聲噴涂、刮板涂覆等。在實(shí)施方式中，該脂肪族材料涂層被噴涂或流 式涂覆在該襯底上。流式涂覆方法的細(xì)節(jié)可參見美國專利5， 945， 223，該披露在此全文引入
作為參考。 在實(shí)施方式中，該外層可通過任意已知的技術(shù)進(jìn)行修飾，例如砂磨、拋光、磨削、吹 洗、涂層等。在實(shí)施方式中，該外部氟聚合物基體層具有約0. 02至約1. 5微米或約0. 3至 約0.8微米的表面強(qiáng)度。 除非另行指明，所有的份數(shù)和百分比均按重量計(jì)算。
實(shí)施例1 與M某硅氧,烷奪聯(lián)劑奪聯(lián)的全g辛某硅氧,烷/ g彈件體g合物涂層
通過將固體VITON⑧-GF氟彈性體在甲基異丁基酮(MIBK)中室溫下溶解超過18 小時，并與5pph(VITON㊣-GF重量的百分之一)的A0700交聯(lián)劑(氨乙基氨丙基三甲 氧基硅烷交聯(lián)劑，來自Gelest)、5-20pph的全氟辛基硅氧烷(十三氟_1， 1， 2， 2_四氫-辛 基-l-三乙氧基硅烷，來自United Chemical Technolgies)和24卯h的甲醇合并，制備含 17% (重量)的固體VITON⑧-GF氟彈性體的氟聚合物分散體。通過刮條涂布機(jī)將該分 散體涂覆在鋁襯底上，使涂層在空氣中干燥，形成25-30 ii m的氟彈性體層。干燥后，通過在 24小時中在49t:和218t:的溫度之間逐步熱處理對涂層進(jìn)行固化。所得的涂層較為堅(jiān)固， 在應(yīng)用MIBK并用金屬工具刮表面時耐受刮擦。 涂層可通過Fibrodat分析儀以表面自由能進(jìn)行表征。表面自由能可通過三種液 體(水、甲酰胺和二碘甲烷)的液滴的接觸角進(jìn)行測得，復(fù)合涂層的表面能也由不含氟碳鏈 的對照涂層的23mN/m2被降低至復(fù)合涂層的ll_23mN/m2范圍內(nèi)的表面能，并在最高的全氟辛基硅氧烷載量時觀察到最低的表面能llmN/m2。 復(fù)合材料的厚涂層(100-200 ii m)進(jìn)一步以機(jī)械性能表征。通過Instron分析儀進(jìn)行的張力測試顯示在5pph和10pph全氟硅氧烷載量下測試的復(fù)合物的機(jī)械性能相當(dāng)于適于定影應(yīng)用的對照材料的機(jī)械性能?？箯垜?yīng)力 1000psi，拉伸應(yīng)變 230%，剛度 800in氺lb/W，模數(shù) 750psi。
實(shí)施例2 S BPA-驗(yàn)'烷頓齊ll頓白勺賴絲驗(yàn)'烷/氟灘冊始碰M
可預(yù)期復(fù)合涂層可由全氟辛基硅烷鏈和VITON -GF結(jié)合BPA-硅氧烷交聯(lián)劑進(jìn)行制備。將2.0份的VITON⑧-GF溶液溶解于75份甲基異丁基酮(MIBK)，在室溫下溶解18小時。然后，在25份MIBK中混合0. 031份MgO和0. 021份Ca(OH^，超聲以分散該氧化物，并將該混合物加入該溶液。然后加入0. 362份的硅烷交聯(lián)劑、雙酚-AF-丙基甲基二異丙氧基硅烷(見式X，其中X = F， n = 3， R = CH(CH3)2， R' = CH3)和0. 028份三苯基芐基氯化磷，在回流溫度下攪拌該懸浮混合物約20小時。將混合物過濾除去懸浮氧化物顆粒，并將該濾出液逐滴加入過量的異丙醇以沉淀硅烷-接枝的氟聚合物。繼續(xù)以異丙醇洗滌除去過量的硅烷交聯(lián)劑(未反應(yīng)的有機(jī)接枝)和副產(chǎn)物，并從該聚合物中倒出該溶液。該硅氧烷-接枝的氟聚合物產(chǎn)物將從異丙醇沉淀，重新溶解于MIBK并在約17.5X (w/w)的固體載量下儲存。 向該硅氧烷_接枝的氟聚合物產(chǎn)物添加5-20卯h的全氟辛基硅氧烷(十三氟-1，1，2，2-四氫-辛基-l-三乙氧基硅烷，來自UnitedChemical Technolgies，見式IX，其中n = 5，R = CH2CH3)和24卯h的甲醇。然后通過刮條涂布器、流式涂布器或其它合適的涂覆方法將該分散體沉積在襯底(如硅、鋁、玻璃或另一耐熱襯底)上，使涂層在空氣中干燥，形成25-30 ii m的氟聚合物層。干燥后，通過在24小時中在49。C和218°C的溫度之間逐步熱處理對涂層進(jìn)行固化。全氟辛基硅氧烷鏈預(yù)期與接枝的BPA-硅氧烷鏈交聯(lián)，從而連接至該氟聚合物基體。
實(shí)施例3 與M某硅氧,烷奪聯(lián)劑奪聯(lián)的全g烷胺/ g彈件體g合物涂層 可預(yù)期復(fù)合涂層可由全氟烷胺鏈和VITON -GF結(jié)合氨基硅氧烷交聯(lián)劑進(jìn)行制備。通過將固體VITON㊣-GF氟彈性體在甲基異丁基酮(MIBK)中室溫下溶解超過18小時，并與5pph(VITON⑧-GF重量的百分之一)的A0700交聯(lián)劑(氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷交聯(lián)劑，來自Gelest，見式XI，其中n = 3， R = CH3)、5_20pph的全氟烷胺如全氟辛胺(十三氟-l-氨基-l，l，2，2-四氫-辛烷)和24卯h的甲醇合并，制備含17X (重量)的固體VITON②-GF氟彈性體的氟聚合物分散體。然后通過刮條涂布器、流式涂布器或其它合適的涂覆技術(shù)將該分散體沉積在襯底(如硅、鋁、玻璃或另一耐熱襯底)上，使涂層在空氣中干燥，形成25-30 ii m的氟聚合物層。干燥后，通過在24小時中在49。C和218。C的溫度之間逐步熱處理對涂層進(jìn)行固化?？深A(yù)期該全氟辛胺將通過氨鍵直接連接至氟聚合物鏈，而A0700交聯(lián)劑通過氨鍵直接連接至氟聚合物鏈并通過縮合后形成硅氧烷_硅氧烷鍵而連接至該復(fù)合物系統(tǒng)。
實(shí)施例4 與雙酚-AF奪聯(lián)劑奪聯(lián)的全g烷胺/ g彈件體g合物涂層
可預(yù)期復(fù)合涂層可由全氟烷胺鏈和VITON⑧-GF結(jié)合雙酚-AF交聯(lián)劑進(jìn)行制備。將VITON⑧-GF溶解于甲基乙基酮和甲基異丁基酮的混合物中，并與按重量計(jì)7pph的VC50交聯(lián)劑(雙酚-AF交聯(lián)劑，來自DuPont)、按重量計(jì)1. 5pph的氧化鎂(ElastoMagl70Special，來自于馬薩諸塞Andover的Rohm and Hass)、按重量計(jì)0. 75pph的氫氧化鈣、按重量計(jì)0. 75卯h的碳黑(N990，來自R. T. Vanderbilt Co.)、按重量計(jì)0. 489卯h的Novec⑧FC-4430 (來自3M)和按重量計(jì)0. 86卯h的AKF-290 (來自Wacker)混合。在溶液中的總固體載量為17. 5%。向該分散體添加5-20pph的全氟烷胺如全氟辛胺(十三氟-l-氨基-l，l，2，2-四氫-辛烷)。將涂層配方沉積在襯底(如硅、鋁、玻璃或另一耐熱襯底)上。該涂層可通過在空氣中于149t:和232t:之間的溫度下逐步加熱4至12小時進(jìn)行交聯(lián)和固化。預(yù)期該全氟辛胺將通過氨鍵直接連接至全氟聚合物鏈，而VC50交聯(lián)劑直接交聯(lián)氟聚合物鏈。
1權(quán)利要求
自釋放定影器元件，其包括襯底和其上的具有表面的外層聚合物基體，所述外層聚合物基體包含氟聚合物材料和氟碳鏈，其中該氟碳鏈連接至所述氟聚合物材料。
2. 自釋放定影器元件，其包括襯底和其上的外層聚合物基體，該基體包含連接在一起 的氟聚合物和氟碳鏈并具有如下結(jié)構(gòu)<formula>formula see original document page 2</formula>其中在上述式中，X選自氟和氫，R'選自具有約1至約20個碳的脂肪族鏈；n是從約1至約10的數(shù)值。
3.用于在記錄介質(zhì)上形成圖像的無油圖像形成裝置，其包括在其上接受靜電潛像的電 荷滯留表面；向該電荷滯留表面施用色粉以在該電荷滯留表面上將靜電潛像顯影為顯影圖 像的顯影組件；將該顯影圖像從該電荷滯留表面?zhèn)鬟f至復(fù)制襯底的傳遞組件；以及用于將 所述顯影圖像定影至復(fù)制襯底的自釋放定影器元件，其中所述自釋放定影器元件包含了襯 底和在其上的具有表面的外層聚合物基體，其中所述外層聚合物基體包含了氟聚合物材料 和氟碳鏈，其中該氟碳鏈連接至所述氟聚合物材料。
全文摘要
自釋放定影器元件和具有該定影器元件的成像裝置，其中該定影器元件包括了襯底和其上的具有表面的外層聚合物基體，其中該外層聚合物基體包含氟聚合物材料和氟碳鏈，其中該氟碳鏈連接至所述氟聚合物材料，且其中該定影器元件由于能夠自釋放而減少或免除了對定影油的需求。
文檔編號C09D127/22GK101738916SQ20091024603
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者卡洛琳·穆爾拉格, 胡南星 申請人:施樂公司