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STAND DER TECHNIK
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Hier werden Zwischenübertragungselemente offenbart, und genauer gesagt Zwischenübertragungselemente, die beim Übertragen eines entwickelten Bildes in elektrostatographischen, zum Beispiel xerographischen, einschließlich digitalen, Bild-auf-Bild- und dergleichen, Maschinen oder solchen Geräten sowie Druckern, einschließlich Büro- und Produktionsdruckern von Nutzen sind. In Ausführungsformen sind dies ausgewählte Zwischenübertragungselemente, die aus einem Phosphatester und einem Polyimid bestehen, und insbesondere aus dem Reaktionsprodukt eines Phosphatesters und einer Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe), um ein Phosphat modifiziertes Polyimid zu bilden, wobei jede der beiden Komponenten, also der Phosphatester und die Polyamidsäure kommerziell verfügbar sind. In Ausführungsformen davon können der Phosphatester und das Polyimid in einem geeigneten Polymer dispergiert oder damit vermischt sein, wie z. B. solchen, die hierin erläutert werden, wie einem Polyimid oder einem Polycarbonat.
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Mit den Zwischenübertragungselementen, wie z. B. Bändern (ZÜB) der vorliegenden Offenbarung gehen eine Reihe von Vorteilen einher, wie ein ausgezeichneter, akzeptabler spezifischer Widerstand, ein hohes Elastizitätsmodul von zum Beispiel gleich oder mehr als etwa 3.000 MPa, wie z. B. von etwa 3.000 bis etwa 7.000 MPa, und wobei die Beschichtung des Phosphatester modifizierten Polyimids nach dem Auftragen auf ein Substrat, wie z. B. einem Metallsubstrat, Selbstablösungseigenschaften von dem Metallsubstrat, aufweist, eine ausgezeichnete, aufrechterhaltene Elementleitfähigkeit über längere Zeiträume; eine Unempfindlichkeit des ZÜB gegenüber Feuchtigkeit über längere Zeiträume, Verschleiß- und Abriebsbeständigkeit und akzeptable Oberflächenreibungseigenschaften zur Unterstützung der Übertragung der entwickelten xerographischen Bilder.
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In einem typischen elektrophotographischen Vervielfältigungsgerät wird ein Belichtungsbild eines zu kopierenden Originals in Form eines elektrostatischen latenten Bildes auf einem photosensitiven Element aufgezeichnet und das latenten Bild wird anschließend durch Anwendung von elektroskopischen, thermoplastischen Harzpartikeln und Farbmittel sichtbar gemacht. Im Allgemeinen wird das elektrostatische, latente Bild unter Verwendung einer Entwicklermischung entwickelt, die gewöhnlich ein Trägergranulat mit triboelektrisch darauf haftenden Tonerpartikeln oder ein flüssiges Entwicklermaterial umfasst, das einen flüssigen Träger mit darin dispergierten Tonerpartikeln umfassen kann. Das Entwicklermaterial wird in Kontakt mit dem elektrostatischen latenten Bild befördert und die Tonerpartikel werden darauf in Bildkonfiguration abgeschieden. Anschließend wird das entwickelte Bild auf ein Substrat wie z. B. Papier übertragen. Es kann von Vorteil sein, das entwickelte Bild auf ein beschichtetes Zwischenübertragungsvlies, -band oder -komponente zu übertragen und das entwickelte Bild anschließend mit hoher Übertragungseffizienz von zum Beispiel etwa 90 bis etwa 95 Prozent vom Zwischenübertragungselement auf ein dauerhaftes Substrat wie Papier zu überführen. Das übertragene Tonerbild wird anschließend üblicherweise mittels Hitze und Druck auf dem Substrat fixiert oder schmelzfixiert.
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In elektrostatographischen Druckmaschinen, in denen das Tonerbild elektrostatisch mittels einer Potentialdifferenz zwischen dem bilderzeugenden Element und dem Zwischenübertragungselement übertragen wird, sollte die Übertragung von Tonerpartikeln auf das Zwischenübertragungselement und deren Rückhaltung darauf im Wesentlichen vollständig sein, sodass das letztlich auf das Bild empfangende Substrat übertragene Bild eine hohe Auflösung aufweist. Im Wesentlichen ist etwa 100 Prozent Tonerübertragung erwünscht, wenn die überwiegende Mehrheit oder alle der das Bild ausmachenden Tonerpartikel übertragen werden und wenig restlicher Toner auf der Oberfläche, von der das Bild übertragen wurde, verbleibt.
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In Ausführungsformen ist es erwünscht, ein Zwischenübertragungselement zu schaffen, das ausgezeichnete Übertragungsfähigkeiten aufweist, leitfähig ist und insbesondere eine ausgezeichnete Leitfähigkeit oder einen ausgezeichneten spezifischen Widerstand hat, verglichen zum Beispiel mit einem Zwischenübertragungselement, bei dem das modifizierte Phosphatesterpolyimid fehlt, und ausgezeichnete Unempfindlichkeitseigenschaften gegenüber Feuchtigkeit besitzt, was zu einer hohen Qualität des entwickelten Bildes führt, wobei entwickelte Bilder mit minimalen Auflösungsproblemen erhalten werden können, und wobei das Phosphatester modifizierte Polyimid ohne Weiteres von den Substraten entweder automatisch oder einfach durch Abziehen per Hand entfernt werden kann. Ebenfalls erwünscht ist, ein schweißbares Zwischenübertragungsband zu schaffen, das puzzleförmig geschnitten Nähte aufweisen könnte, aber nicht muss, und stattdessen eine schweißbare Naht aufweist, wodurch ein Band geschaffen wird, das ohne arbeitsaufwändige Schritte hergestellt werden kann, also ohne das manuelle Zusammensetzen des puzzleförmigen Schnitts mit den Fingern und ohne langwierige Konditionierungsschritte bei hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit. Es ist ebenfalls erwünscht, ein Zwischenübertragungselement zu schaffen, das eine ausgezeichnete Verschleiß- und Abriebbeständigkeit aufweist und insbesondere ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweist, verglichen zum Beispiel mit einem Zwischenübertragungselement, bei dem ein Phosphatester modifiziertes Polyimid fehlt.
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US 12/413,642 erläutert ein Zwischenübertragungselement, das aus einem Substrat und einer Schicht besteht, die aus einem Anilin mit darauf gepfropftem Fluortelomer besteht.
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US 12/129,995 ist ein Zwischenübertragungsband, das aus einem aus Polyimid und einer leitfähigen Komponente bestehenden Substrat besteht, wobei das Polyimid über einen Zeitraum von etwa 10 bis etwa 120 Minuten bei einer Temperatur von etwa 175 bis etwa 290°C gehärtet wird.
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US 7,031,647 erläutert ein bedruckbares genahtetes Band, das ein mit Ligninsulfonsäure dotiertes Polyanilin enthält.
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US 6,602,156 erläutert ein Band mit puzzleförmig geschnittener Naht aus Polyanilin gefülltem Polyimid, jedoch ist die Herstellung des Bands mit puzzleförmig geschnittener Naht arbeitsaufwändig und kostspielig und die puzzleförmig geschnittene Naht ist in Ausführungsformen gelegentlich schwach. Das Herstellungsverfahren für ein Band mit puzzleförmig geschnittener Naht umfasst gewöhnlich einen langwierigen Konditionierungsschritt bei hoher Temperatur und hoher Luftfeuchtigkeit. Für den Konditionierungsschritt wird jedes einzelne Band grob geschnitten, aufgerollt und in eine Konditionierungskammer gegeben, deren Umwelt etwa 20 Stunden lang bei etwa 45°C und etwa 85 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit gehalten wird. Um Kondensierung oder Wasserzeichen zu verhindern oder zu minimieren, kann das resultierende Überführungsband mit puzzleförmig geschnittener Naht für einen geeigneten Zeitraum wie z. B. 3 Stunden in der Konditionierungskammer verbleiben. Die Konditionierung des Übertragungsbands macht eine Automatisierung von dessen Herstellung schwierig und das Fehlen einer solchen Konditionierung kann sich gegensätzlich auf die elektrischen Eigenschaften des Bands auswirken, was seinerseits zu einer schlechten Bildqualität führt.
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Es ist bekannt, dass in verschiedenen Zwischenübertragungsbändern Kohlenstoff als leitfähige Partikel eingesetzt werden kann, jedoch ist Kohlenstoff schwer zu dispergieren. Es kann auch schwierig sei, ZÜBs auf Rußbasis mit konsistentem spezifischen Widerstand zu erzeugen, da die Beladung damit zum Beispiel auf dem vertikalen Bereich der Perkolationskurve liegt und das Arbeitsfenster für Ruß zu eng ist, um die Verwendung eines robusten Herstellungsverfahrens zu erlauben. Zudem neigt Feuchtigkeit in einer feuchten Umgebung in Ruhezeiten zu einer Ablagerung auf dem ZÜB und verursacht durch Falten verursachte Übertragungsfehler und Druckmängel. Diese und andere Nachteile werden mit den offenbarten Zwischenübertragungselementen minimiert oder in Ausführungsformen davon wesentlich eliminiert.
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ZUSAMMENFASSUNG
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In Ausführungsformen wird ein Zwischenübertragungselement offenbart, das ein Substrat umfasst, das eine Mischung einer leitfähigen Komponente wie Ruß und eines Phosphatesterreaktionsprodukts umfasst, ein Zwischenübertragungselement, das aus einem Substrat besteht, das eine Mischung aus einer leitfähigen Komponente wie Ruß und dem Reaktionsprodukt eines Phosphatesters und einer Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe) umfasst; ein Zwischenübertragungselement, wie z. B. ein Zwischenübertragungsband, das aus einem tragenden Substrat wie z. B. einem Polyimid besteht, wobei eine Schicht darauf das Reaktionsprodukt eines Phosphatesters und einer Polyamidsäure sowie eine leitfähige Komponente wie Ruß oder ein Metalloxid umfasst, ein Zwischenübertragungselement, wobei dessen spezifischer Widerstand von etwa 108 bis etwa 1013 Ohm/☐, von etwa 109 bis etwa 1012 Ohm/☐ beträgt und insbesondere von etwa 1010 bis etwa 1011 Ohm/☐, gemessen mittels eines bekannten Messgeräts für hohe Widerstände; und Selbstablösungseigenschaften der Beschichtung aus Reaktionsprodukt aus Phosphatester und Polyamidsäure und der leitfähigen Komponente von einem Metallsubstrat.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen ein Zwischenübertragungselement, bestehend aus einem leitfähigen Material und einer Komponente, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, and einem Poly(benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer; ein Zwischenübertragungselement, bestehend aus einem Phosphat modifiziertem Polyimid, das als Reaktionsprodukt eines Phosphatesters, wie es zum Beispiel in der hierin genannten, gleichzeitig anhängigen Anmeldung erläutert wird, und einer Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe), Ruß und gegebenenfalls einem polymeren Bindemittel erzeugt wurde, wobei der Phosphatester zum Beispiel ein Alkylalkoholethoxylatphosphat, ein Alkylphenolethoxylatphosphat, ein Alkylpolyethoxyethanolphosphat, ein Alkylphenoxypolyethoxyethanolphosphat oder Mischungen davon ist, wobei die leitfähige Komponente zum Beispiel ein Ruß, ein Metalloxid, ein Polyanilin und eine andere bekannte, geeignete leitfähige Komponente ist und die Polyimid-Vorstufe oder die Polyamidsäure zum Beispiel eine Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure aus Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin sowie Mischungen davon ist; ein Zwischenübertragungsband, bestehend aus einem Phosphatester modifiziertem Polyimid, wie hierin dargestellt, und Ruß, und bei dem das Phosphatester modifizierte Polyimid vorwiegend als Freisetzungsmittel (zur Freisetzung des Polyimid-ZÜB von dem Beschichtungssubstrat, üblicherweise einem Metallsubstrat) wirkt, und einem optionalen polymeren Bindemittel, wobei der Phosphatester ein Alkylalkoholethoxylatphosphat, ein Alkylphenolethoxylatphosphat, ein Alkylpolyethoxyethanolphosphat oder ein Alkylphenoxypolyethoxyethanolphosphat ist und das polymere Bindemittel ein Polyimid, ein Polycarbonat, ein Polyamidimid, ein Polyphenylensulfid, ein Polyamid, ein Polysulfon, ein Polyetherimid, ein Polyester, ein Polyvinylidenfluorid oder ein Polyethylen-co-polytetrafluorethylen ist und wobei die relative Menge Phosphatester zu Polyamidsäure zwischen etwa 0,1/99,9 und etwa 4/96 beträgt; und ein Gerät zur Erzeugung von Bildern auf einem Aufzeichnungsmedium, umfassend eine ladungshaltende Oberfläche mit einem elektrostatischen latenten Bild darauf, eine Entwicklerkomponente zum Aufbringen von Toner auf die ladungshaltende Oberfläche, das hierin beschriebene Zwischenübertragungselement und insbesondere bei dem der Phosphatester, der zur Herstellung des als Freisetzungsmittel dienenden Phosphatester modifizierten Polyimids gewählt wird, ein Alkylalkoholethoxylatphosphat, ein Alkylphenolethoxylatphosphat, ein Alkylpolyethoxyethanolphosphat, ein Alkylphenoxypolyethoxyethanolphosphat oder Mischungen davon ist, wobei das Alkoxy zum Beispiel von 1 bis etwa 16 Kohlenstoffatome enthält und Alkyl zum Beispiel von etwa 1 bis etwa 36 Kohlenstoffatome enthält.
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In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird ein Zwischenübertragungselement geschaffen, das aus einem Phosphatester modifiziertem Polyimid besteht, das aus dem Veresterungsreaktionsprodukt eines Phosphatesters und einer Polyamidsäure erzeugt wird, und wobei dies Element auch eine leitfähige Komponente umfasst, ein Zwischenübertragungsband, bestehend aus einem Reaktionsprodukt eines Phosphatesters und einer Polyamidsäure, wobei genannter Phosphatester ein Alkylalkoholethoxylatphosphat, ein Alkylphenolethoxylatphosphat, ein Alkylpolyethoxyethanolphosphat oder ein Alkylphenoxypolyethoxyethanolhosphat ist, und einem Ruß, wobei die Polyamidsäure eine Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure aus Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin, sowie Mischungen davon ist, und wobei das Reaktionsprodukt ein Phosphat modifiziertes Polyimid aus Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/PhenylendiaminNnonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, Poly(benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer und dergleichen sowie Mischungen davon ist, und wobei das Reaktionsprodukt durch Erhitzen auf eine Temperatur von etwa 200 bis etwa 325°C gebildet wird, ein Zwischenübertragungsband, bestehend aus dem Reaktionsprodukt eines Phosphatesters und einer Polyamidsäure, wobei der Phosphatester ein Alkylalkoholethoxylatphosphat, ein Alkylphenolethoxylatphosphat, ein Alkylpolyethoxyethanolphosphat oder ein Alkylphenoxypolyethoxyethanolphosphat ist, und einem Ruß, wobei genannte Polyamidsäure eine Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure aus Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin, sowie Mischungen davon ist, und wobei genannter Phosphatester mit der Polyamidsäure durch Veresterung reagiert und die Polyamidsäure sich gleichzeitig imidisiert, was zu einem Phosphatester modifiziertem Polyimid führt; ein Zwischenübertragungselement, wobei der Phosphatester eine Molzahl an Ethoxy (EO), gemessen mittels NMR-Kernresonanz, von etwa 1 bis etwa 40 aufweist und die leitfähige Komponente ein Ruß, ein Polyanilin oder ein Metalloxid ist; und ein Zwischenübertragungselement, wobei der Phosphatester eine Molzahl an Ethoxy (EO), gemessen mittels NMR-Kernresonanz, von etwa 2 bis etwa 20 aufweist, und der Phosphatester ein Tridecylalkoholethoxylatphosphat, ein Polyethylenglykolmonotridecyletherphosphat, ein Tristyrylphenolethoxylatphosphat oder ein Nonylphenolethoxylatphosphat ist; ein Zwischenübertragungsband gemäß, wobei Alkoxy im Phosphatester Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy oder Pentoxy ist, wobei Alkyl im Phosphatester Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl oder Pentyl ist; ein Zwischenübertragungselement, wobei die Polyamidsäure in einer Menge von etwa 98 bis etwa 99,5 Gewichtsprozent vorhanden ist, der Phosphatester in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 2 Gewichtsprozent vorhanden ist und wobei die Phosphatesterreaktion bei einer Temperatur von etwa 225 bis etwa 310°C auftritt; ein Zwischenübertragungsband, wobei das Phosphatesterreaktionsprodukt und die leitfähige Komponente wie Ruß oder ein Metalloxid mit einem Lösungsmittel vermischt werden, das aus der Gruppe bestehend aus Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Toluol, Monochlorbenzol, N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Methylethylketon, Methylisobutylketon sowie Mischungen davon ausgewählt wird, um eine Dispersion davon zu bilden.
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Beispiele für Phosphatester, die für die Reaktion mit einer Polyamidsäure gewählt werden, wie z. B. einer Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin, umfassen eine Anzahl an bekannten Phosphatestern und insbesondere solche, bei denen der Phosphatester ein Phosphatester eines Alkylalkoholalkoxylats wie z. B. Alkylalkoholethoxylat, eines Alkylphenolalkoxylats wie z. B. Alkylphenolethoxylat, eines Alkylpolyethoxyethanols wie z. B. Alkylpolyalkoxyethanol, eines Alkylphenoxypolyalkoxyethanols wie zum Beispiel Alkylphenoxypolyethoxyethanol, Mischungen davon sowie der korrespondierenden Alkoxyester ist, wobei Alkyl und Alkoxy zum Beispiel von etwa 1 bis etwa 36 Kohlenstoffatome, von etwa 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatome, von 1 bis etwa 12 Kohlenstoffatome, von 1 bis etwa 6 Kohlenstoffatome enthalten, gegebenenfalls Mischungen davon und dergleichen. Das zahlengemittelte Molekulargewicht des Phosphatesters beträgt zum Beispiel von etwa 200 bis etwa 2.000, oder von etwa 300 bis etwa 800; und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht des Phosphatesters beträgt zum Beispiel von etwa 250 bis etwa 8.000 oder von etwa 400 bis etwa 2.000, wobei die Molekulargewicht vom Anbieter angegeben wurden oder mittels GPC-Analyse bestimmt wurde.
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In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen Beispiele für Phosphatester von Alkylalkoholethoxylat POLYSTEP® P-11, P-12 und P-13 (Tridecylalkoholethoxylatphosphat, erhältlich von der STEPAN Company, Northfield, IL, USA) mit einer mittleren Molzahl an Ethoxy (EO) von etwa 3, 6 bzw. 12; das heißt zum Beispiel, ein POLYSTEP® P-11-Molekül weist in seiner Struktur drei Ethoxygruppen oder Segmente (EO) [-CH2CH2O-CH2CH2O-CH2CH2O-] auf. Die mittlere Molzahl an Ethoxy kann mittels bekannter Verfahren bestimmt werden und insbesondere zum Beispiel für einen einzelnen Phosphatester wie POLYSTEP® P-11, das drei Ethoxygruppen (EO) [-CH2CH2O-CH2CH2O-CH2CH2O-] in seiner Struktur aufweist. Weitere Beispiele für Phosphatester aus Alkylalkoholethoxylat umfassen Trioctylalkoholethoxylatphosphat, Trihexylalkoholethoxylatphosphat, Triheptylalkoholethoxylatphosphat oder Tripentyllakoholethoxylatphosphat.
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In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfassen Beispiele für Phosphatester von Alkylphenolethoxylaten POLYSTEP® P-31, P-32, P-33, P-34 und P35 (Nonylphenolethoxylatphosphat, erhältlich von der STEPAN Company, Northfield, IL, USA) mit einer mittleren Molzahl an Ethoxy (EO) von etwa 4, 6, 8, 10 bzw. 12. Weitere Beispiele für Phosphatester aus Alkylphenolethoxylat umfassen Octylphenolethoxylatphosphat, Hexylphenolethoxylatphosphat, Decylphenolethoxylatphosphat oder Heptylphenolethoxylatphosphat.
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Beispiele für Phosphatester von Polyethoxyethanol umfassen STEPFACTM 8180, 8181 und 8182 (Polyethylenglykoltridecyletherphosphat, erhältlich von der STEPAN Company, Northfield, IL, USA) mit einer mittleren Molzahl an Ethoxy (EO) von etwa 3, 6 bzw. 12. Weitere Beispiele für Phosphatester von Alkylpolyethoxyethanol umfassen Polyethylenglykoltrioctyletherphosphat, Polyethylenglykoltriheptyletherphosphat, Polyethylenglykoltrihexyletherphosphat oder Polyethylenglykoltripentyletherphosphat.
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Beispiele für Phosphatester von Alkylpolyethoxyethanol umfassen STEPFACTM 8170, 8171, 8172, 8173 und 8175 (Nonylphenolethoxylatphosphat, erhältlich von der STEPAN Company, Northfield, IL, USA) mit einer mittleren Molzahl an Ethoxy (EO) von etwa 10, 6, 4, 8 bzw. 12 sowie TSP-PE (Tristyrylphenolethoxylatphosphat, erhältlich von STEPAN Company, Northfield, IL, USA, mit einer mittleren Molzahl an Ethoxy (EO) von etwa 16. Weitere Beispiele für Phosphatester aus Alkylphenoxypolyethoxyethanol umfassen Octylphenolethoxylatphosphat, Decylphenolethoxylatphosphat, Heptylphenolethoxylatphosphat oder Hexylphenolethoxylatphosphat.
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Für die Reaktion können verschiedene Mengen Phosphatester gewählt werden, wie zum Beispiel von etwa 0,1 bis etwa 15 Gewichtsprozent, von etwa 0,2 bis etwa 5 Gewichtsprozent oder von etwa 0,5 bis etwa 3 Gewichtsprozent.
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In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst die für die Reaktion mit dem Phosphatester gewählte Polyamidsäure eine der Folgenden: Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin, Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin, Polyamidsäure aus Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin, Polyamidsäure aus Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin sowie Mischungen davon.
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In Ausführungsformen sind kommerzielle Beispiele der für die Reaktion mit einem Phosphatester gewählten Polyamidsäure Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianiline wie z. B. PYRE-ML RC5019 (etwa 15–16 Gewichtsprozent in N-Methyl-2-pyrrolidon, NMP), RC5057 (etwa 14,5–15,5 Gewichtsprozent in NMP/aromatischem Kohlenwasserstoff = 80/20), und RC5083 (etwa 18–19 Gewichtsprozent in NMP/DMAc = 15/85), alle von Industrial Summit Technology Corp., Parlin, NJ, USA; RP46 und RP50 (etwa 18 Gewichtsprozent in NMP), beide erhältlich von Unitech Corp., Hampton, VA, USA; und DURIMIDE® 100, kommerziell erhältlich von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A. Inc. Kommerziell erhältliche Beispiele für Polyamidsäure sind Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianiline wie U-VARNISH A und S (etwa 20 Gewichtsprozent in NMP), beide von UBE America Inc., New York, NY, USA.
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In Ausführungsformen sind kommerziell erhältliche Beispiele für Polyamidsäure Di-(2,3-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid mit 5-Amino-1-(p-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindan wie z. B. XU 218, erhältlich von Ciba-Geigy Corporation, Ardsley, N. Y., USA.
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Zudem werden in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung Beispiele für Polyamidsäure oder Ester von Polyamidsäurebeispielen, die als Reaktanden gewählt werden können, durch die Reaktion eines Dianhydrids und eines Diamins erzeugt. Geeignete Dianhydride umfassen Dianhydride von aromatischen Säuren und Dianhydride von Tetracarbonsäuren, wie zum Beispiel 9,9-Bis(trifluormethyl)xanthen-2,3,6,7-tetracarbonsäuredianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropandianhydrid, 2,2 Bis((3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)hexafluorpropandianhydrid, 4,4'-Bis(3,4-dicarboxy-2,5,6-trifluorphenoxy)octafluorbiphenyldianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybiphenyldianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybenzophenondianhydrid, Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)etherdianhydrid, Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)sulfiddianhydrid, Di-(3,4-dicarboxyphenyl)methandianhydrid, Di-(3,4-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid, 1,2,4,5-Tetracarboxybenzoldianhydrid, 1,2,4-Tricarboxybenzoldianhydrid, Butantetracarbonsäuredianhydrid, Cyclopentantetracarbonsäuredianhydrid, Pyromellithsäuredianhydrid, 1,2,3,4-Benzoltetracarbonsäuredianhydrid, 2,3,6,7-Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid, 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid, 1,2,5,6-Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid, 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäuredianhydrid, 2,3‚6,7-Anthracentetracarbonsäuredianhydrid, 1,2,7,8-Phenanthrentetracarbonsäuredianhydrid, 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid, 2,2',3,3'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid, 3,3',4-4'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, 2,2',3,3'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)propandianhydrid, 2,2-Bis(2,3-dicarboxyphenyl)propandianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)etherdianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfondianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)sulfon-2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropandianhydrid, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexachlorpropandianhydrid, 1,1-Bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethandianhydrid, 1,1-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethandianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)methandianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)methandianhydrid, 4,4'-(p-Phenylendioxy)diphthalsäuredianhydrid, 4,4'-(m-Phenylendioxy)diphthalsäuredianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfiddioxybis(4-phthalsäure)dianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfondioxybis(4-phthalsäure)dianhydrid, Methylen-bis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid, Ethyliden-bis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid, Isopropyliden-bis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid, Hexafluorisopropyliden-bis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)dianhydrid und dergleichen. Beispielhafte Diamine, die für eine Verwendung bei der Herstellung von Polyamidsäure geeignet sind, umfassen 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)biphenyl, 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)diphenylsulfid, 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)diphenylsulfon, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)benzophenon, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)diphenylsulfid, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)diphenylsulfon, 4,4'-Diaminoazobenzol, 4,4'-Diaminobiphenyl, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-Diamino-p-terphenyl, 1,3-Bis-(γ-aminopropyl)tetramethyldisiloxan, 1,6-Diaminohexan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 3,3'-Diaminodiphenylmethan, 1,3-Diaminobenzol, 4,4'-Diaminodiphenylether, 2,4'-Diaminodiphenylether, 3,3'-Diaminodiphenylether, 3,4'-Diaminodiphenylether, 1,4-Diaminobenzol, 4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluorbiphenyl, 4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluordiphenylether, Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfid, Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfon, Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]keton, 4,4'-Bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-propan, 2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan, 4,4'-Diaminodiphenylsulfid, 4,4'-Diaminodiphenylether, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 1,1-Di(p-aminophenyl)ethan, 2,2-Di(p-aminophenyl)propan und 2, 2-Di(p-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan und dergleichen sowie Mischungen davon und insbesondere ist das. Dianhydrid eines aus 3,3',4,4'-Tetracarboxybiphenyldianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybenzophenondianhydrid und 2,3,6,7-Naphthalintetracarbonsäuredianhydrid und das Diamin ist eines aus 4,4'-Diaminobiphenyl, 1,3-Diaminobenzol oder 4,4'-Diaminodiphenylether.
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Für die Reaktion mit dem Phosphatester können verschiedene Mengen Polyamidsäure gewählt werden, wie zum Beispiel von etwa 90 bis etwa 99,9 Gewichtsprozent, von etwa 95 bis etwa 99,8 Gewichtsprozent oder von etwa 97 bis etwa 99,5 Gewichtsprozent.
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Die Dianhydride und Diamine werden in Ausführungsformen zum Beispiel in einem Gewichtsverhältnis von Dianhydrid zu Diamin von etwa 20:80 bis etwa 80:20 und insbesondere in einem Gewichtsverhältnis von 50:50 gewählt. Die oben genannten Dianhydride wie aromatische Tetracarbonsäuredianhydride und Diamine wie aromatische Diamine werden allein bzw. als eine Mischung verwendet. Die Reaktion erfolgt bei etwa 180 bis etwa 250°C über einen Zeitraum von etwa 2 bis etwa 18 Stunden, was zu einer korrespondierenden Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe) führt.
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Das offenbarte Zwischenübertragungselement umfasst ein Phosphatester modifiziertes Polyimid, wobei das Phosphatester modifizierte Polyimid in situ während des Härtungsprozesses des Zwischenübertragungselements gebildet wird. Die Beschichtungslösung für das Zwischenübertragungselement umfasst einen Phosphatester, eine Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe) und ein Lösungsmittel wie z. B. NMP oder DMAc. Nach dem Aufstreichen auf ein Metallsubstrat wird das Lösungsmittel zunächst bei etwa 190°C etwa 30 Minuten lang verdampft und die Reaktion zwischen dem Phosphatester und der Polyamidsäure erfolgt in situ mit dem weiteren Härten bei höheren Temperaturen wie z. B. von etwa 250 bis etwa 320°C über einen zusätzlichen Zeitraum wie z. B. einer Stunde. Sowohl Imidisierung als auch Veresterung erfolgen während des Härtungs- oder Heizprozesses.
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Der Phosphatester und die Polyamidsäure können zusammen mit der leitfähigen Komponente in einem Lösungsmittel wie z. B. NMP gemischt und erhitzt werden, um eine Dispersion davon zu bilden, und die resultierende Mischung kann dann unter Verwendung bekannter Zugstangenbeschichtungsverfahren auf einem Metallsubstrat aufgebracht oder darauf gestrichen werden. Der resultierende Film oder die Filme können bei hohen Temperaturen wie z. B. von etwa 100 bis etwa 400°C, von etwa 190 bis etwa 320°C über einen ausreichenden Zeitraum wie zum Beispiel von etwa 60 bis etwa 240 Minuten oder von etwa 120 bis etwa 180 Minuten getrocknet werden, während sie auf dem Metallsubstrat verbleiben. Während des Trocknungsprozesses wird das Phosphatester modifizierte Polyimid in situ aus den vorgenannten Imidisierungs- und Veresterungsreaktionen gebildet. Nach dem Trocknen und Abkühlen auf Raumtemperatur, etwa 25°C, werden die gebildeten, etwa 50 bis etwa 150 Mikrometer dicken Filme von dem Metallsubstrat ohne irgendwelche Werkzeuge und durch Abziehen von Hand abgelöst.
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Zusätzlich kann ein Polysiloxancopolymer zu der Phospatester-Beschichtungsmischung gegeben werden, vorwiegend um eine glatte Beschichtungsoberfläche zu bieten oder als Egalisiermittel, wobei die Copolymere ein Polyester modifiziertes Polydimethlysiloxan umfassen, das kommerziell von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK® 310 (etwa 25 Gewichtsprozent in Xylol) und 370 (etwa 25 Gewichtsprozent in Xylol/Alkylbenzolen/Cyclohexanon/Monophenylglykol = 75/11/7/7) erhältlich ist, ein Polyether modifiziertes Polydimethlysiloxan, das kommerziell von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK® 330 (etwa 51 Gewichtsprozent in Methoxypropylacetat) und 344 (etwa 52,3 Gewichtsprozent in Xylol/Isobutanol = 4/1) erhältlich ist, BYK®-SILCLEAN 3710 und 3720 (etwa 25 Gewichtsprozent in Methoxypropanol); ein Polyacrylat modifiziertes Polydimethlysiloxan, das kommerziell von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK®-SILCLEAN 3700 (etwa 25 Gewichtsprozent in Methoxypropylacetat) erhältlich ist; oder ein Polyesterpolyether modifiziertes Polydimethlysiloxan, das kommerziell von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK® 375 (etwa 25 Gewichtsprozent in Dipropylenglykolmonomethylether) erhältlich ist, und in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 1 Gewichtsprozent oder von etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent der gesamten Komponenten des Zwischenübertragungselements vorhanden sind.
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Die Reaktionsprodukte können eines sein aus einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, Poly(Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin(Phenylendiamin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin/Tridecylalkoholethoxylatphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, einem Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, einem Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, Poly(Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer, and einem Poly(benzophenontetracarbonsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin/Polyethylenglykoltridecyletherphosphat)-Copolymer und dergleichen sowie Mischungen davon.
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In Ausführungsformen umfasst das Zwischenübertragungselement des Weiteren eine leitfähige Komponente wie z. B. Ruß, ein Metalloxid oder ein Polyanilin, die in der Beschichtungsmischung aus Phosphatester modifiziertem Polyimid in einer Menge von zum Beispiel etwa 1 bis etwa 60 Gewichtsprozent, von etwa 3 bis etwa 40 Gewichtsprozent oder insbesondere von etwa 5 bis etwa 20 Gewichtsprozent vorhanden ist.
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Die Leitfähigkeit des Rußes hängt im Wesentlichen von der Oberfläche und deren Struktur ab. Im Allgemeinen ist Ruß um so leitfähiger, je größer die Oberfläche und je höher die Struktur ist. Die Oberfläche wird mittels der bekannten BET-Stickstoffoberfläche pro Gewichtseinheit Ruß gemessen und stellt eine Messung der primären Partikelgröße dar. Die Struktur ist eine komplexe Eigenschaft, die sich auf die Morphologie der primären Aggregate des Rußes bezieht. Sie ist sowohl ein Maß der Anzahl an primären Partikeln, einschließlich der primären Aggregate, als auch der Weise, in der sie miteinander „verschmolzen” sind. Ruße mit hoher Struktur sind durch Aggregate charakterisiert, die aus vielen primären Partikeln mit beträchtlicher „Verzweigung” und „Kettenbildung” bestehen, während Ruße mit niedriger Struktur durch kompakte Aggregate gekennzeichnet sind, die weniger primäre Partikel umfassen. Die Struktur wird mittels Dibutylphthalat(DBP)-Absorption durch Hohlräume in den Rußen gemessen. Je höher die Struktur ist, desto mehr Hohlräume sind vorhanden und desto höher ist die DBP-Absorption.
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Als Metallbeschichtungssubstrate können Edelstahl, Aluminium Nickel, Kupfer und deren Legierungen gewählt werden und diese Substrate können in der Konfiguration eines flexiblen Bandes oder einer steifen Trommel vorliegen.
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Beispiele für Lösungsmittel, die für die Reaktion der Mischung aus Phosphat modifiziertem Polyimid und leitfähiger Komponente gewählt werden, umfassen zum Beispiel Alkylenhalogenide wie Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Toluol, Monochlorbenzol, N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Methylethylketon, Methylisobutylketon sowie Mischungen davon und dergleichen. Das Lösungsmittel kann in einer Menge von etwa 70 bis etwa 90 Gewichtsprozent der Beschichtungsdispersion für das ZÜB vorhanden sein.
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Der spezifische Oberflächenwiderstand des offenbarten Zwischenübertragungselements beträgt zum Beispiel von etwa 109 bis etwa 1013 Ohm/☐ oder von etwa 1010 bis etwa 1012 Ohm/☐, gemessen mittels eines Messgeräts für hohe Widerstände. Die Leitfähigkeit ist der Kehrwert des spezifischen Widerstands.
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Die hierin erläuterten Zwischenübertragungselemente, wie Zwischenübertragungsbänder, können für eine Reihe von Druck- und Kopiersystemen gewählt werden, einschließlich xerographischem Drucken. Zum Beispiel können die offenbarten Zwischenübertragungselemente in ein Multi-Bilderzeugungssystem integriert werden, bei dem jedes übertragene Bild auf der Bilderzeugungs- oder photoleitfähigen Trommel an einer Bilderzeugungsstation gebildet wird, wobei jedes dieser Bilder anschließend in einer Entwicklerstation entwickelt wird und dann zum Zwischenübertragungselement übertragen wird. Die Bilder können nacheinander auf dem Photoleiter erzeugt und entwickelt und dann auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden. In einem alternativen Verfahren kann jedes Bild auf dem Photoleiter oder der Photorezeptortrommel gebildet, entwickelt und auf Zulassung zum Zwischenübertragungselement übertragen werden. In einer Ausführungsform ist das Multi-Bilderzeugungssystem ein Farbkopiersystem, bei dem jede Farbe eines zu kopierenden Bildes auf der Photorezeptortrommel gebildet, entwickelt und auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird.
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Nachdem das latente Tonerbild von der Photorezeptortrommel zum Zwischenübertragungselement übertragen wurde, kann das Zwischenübertragungselement unter Hitze und Druck mit einem Bild empfangenden Substrat wie z. B. Papier in Kontakt gebracht werden. Das Tonerbild auf dem Zwischenübertragungselement wird dann auf das Substrat, wie z. B. Papier, übertragen und in einer Bildkonfiguration fixiert.
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Das in den hierin beschriebenen Bilderzeugungssystemen und anderen bekannten Bilderzeugungs- und Drucksystemen vorhandene Zwischenüberführungselement kann in der Konfiguration eines Bogens, eines Vlieses, eines Bands einschließlich eines Endlosbands und eines flexiblen, genahteten Endlosbandes, einer Walze, eines Films, einer Folie, eines Streifens, einer Spule, eines Zylinders, einer Trommel, eines Endlosstreifens und einer runden Scheibe vorliegen. Das Zwischenübertragungselement kann aus einer einzelnen Schicht bestehen oder kann mehrere Schichten umfassen, wie z. B. von etwa 2 bis etwa 5 Schichten. In Ausführungsformen umfasst das Zwischenübertragungselement des Weiteren eine äußere Freisetzungsschicht.
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In Ausführungsformen umfassen Beispiele für die Freisetzungsschicht, die sich auf dem Phosphatester modifizierten Polyimid und damit in Kontakt befindet, leitfähige Mischung Materialien mit geringer Oberflächenenergie, wie z. B. TEFLON®-ähnliche Materialien, einschließlich fluoriertem Ethylen-Propylen-Copolymer (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyfluoralkoxypolytetrafluorethylen (PFA TEFLON®) und andere TEFLON®-ähnliche Materialien; Silikonmaterialien wie z. B. Fluorsilikone und Silikonkautschuke wie z. B. Silikonkautschuk 552, erhältlich von Sampson Coatings, Richmond, Virginia, USA (Polydimethlysiloxan/Dibutylzinndiacetat, 0,45 Gramm DBTDA pro 100 Gramm Polydimethylsiloxankautschukmischung, mit einem Molekulargewicht Mw von etwa 3.500); und Fluorelastomere wie solche die als VITON® verkauft werden, wie z. B. Copolymere und Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, die kommerziell unter verschiedenen Bezeichnungen, wie z. B. VITON A®, VITON E®, VITON E60C®, VITON E45®, VITON E430®, VITON B910®, VITON GH®; VITON B50®, VITON E45® und VITON GF® bekannt sind. Die VITON®-Bezeichnung ist ein Warenzeichen von E. I. DuPont de Nemours, Inc. Zwei bekannte Fluorelastomere bestehen aus (1) einer Klasse von Copolymeren aus zweien von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, wie z. B. solchen, die als VITON® A bekannt ist; (2) einer Klasse an Terpolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, die kommerziell als VITON® B bekannt ist; und (3) einer Klasse von Tetrapolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und Monomeren mit Vernetzungsstellen, wie z. B. VITON® GF mit 35 Molprozent Vinylidenfluorid, 34 Molprozent Hexafluorpropylen und 29 Molprozent Tetrafluorethylen mit 2 Prozent Monomer mit Vernetzungsstellen. Die Monomere mit Vernetzungsstellen können solche sein, die von E. I. DuPont de Nemours, Inc. erhältlich sind, zum Beispiel 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1, 3-Bromperfluorpropen-1, 1,1-Dihydro-3-bromperfluorpropen-1 oder beliebige andere geeignete, bekannte, käuflich erhältliche Monomere mit Vernetzungsstellen.
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Die Freisetzungsschicht oder -schichten können mittels wohlbekannter Beschichtungsverfahren auf die Schicht des Phosphatester modifizierten Polyimids wie hierin dargestellt aufgebracht werden. Bekannte Verfahren zur Bildung der äußeren Schicht umfassen Eintauchen, Sprühen, wie z. B. mit mehreren Sprühanwendung von sehr dünnen Filmen, Gießen, Fließbeschichten, Vliesbeschichten, Walzenbeschichten, Extrusion, Formen oder dergleichen. Üblicherweise ist es erwünscht, die Schichten mittels Sprühen, wie z. B. mit mehreren Sprühanwendung von sehr dünnen Filmen, Gießen, mittels Vliesbeschichten, Fließbeschichten, und insbesondere durch Laminieren aufzubringen.
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Der Umfang des Zwischenüberführungselements, insbesondere bei einer Film- oder Bandkonfiguration, beträgt zum Beispiel von etwa 275 bis etwa 2.700 Millimeter, von etwa 1.700 bis etwa 2.600 Millimeter oder von etwa 2.000 bis etwa 2.200 Millimeter mit einer entsprechende Breite von zum Beispiel etwa 100 bis etwa 1.000 Millimeter, von etwa 200 bis etwa 500 Millimeter oder von etwa 300 bis etwa 400 Millimeter.
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BEISPIEL I
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Ein halbes Prozent des Phosphatesters POLYSTEP® 34 (Nonylphenolethoxylatphosphat mit einer mittleren Molzahl von Ethoxy von etwa 10), wie erhalten von der STEPAN Company, Northfield, IL, USA, wurde mit 94,3 Gewichtsprozent der Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe) PYRE-ML RC5019 (etwa 15–16 Gewichtsprozent in N-Methyl-2-pyrrolidon, NMP), wie von der Industrial Summit Technology Corp., Parlin, NJ, USA erhalten, 5 Gewichtsprozent Kohlenstoffschwarz, Color Black FW1 (BET-Oberfläche = 320 m2/g, DBP-Absorption = 2,89 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 13 Nanometer), wie von Evonik-Degussa erhalten, 0,2 Gewichtsprozent des Polyester modifizierten Polydimethylsiloxans, BYK® 310 (etwa 25 Gewichtsprozent in Xylol), wie von BYK Chemicals erhalten, sowie einer geeigneten Menge des Lösungsmittels NMP zur Einstellung des Gesamtfeststoffgehalts auf etwa 17 Gewichtsprozent vermischt und zur Reaktion gebracht und anschließend wurde die resultierende Mischung mit 2 Millimeter Edelstahlkugeln mit einem Attritor 1 Stunde lang gemahlen.
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Die oben beschriebene, resultierende Dispersion wurde dann unter Verwendung des bekannten Zugstangenbeschichtungsverfahrens mit einer Dicke von 0,5 Millimeter auf ein Edelstahlsubstrat aufgestrichen und anschließend wurde die aufgestrichene Dispersion 20 Minuten lang bei 125°C, 40 Minuten lang bei 190°C und 60 Minuten lang bei 320°C getrocknet, während sie auf dem Edelstahlsubstrat verblieb. Während des Trocknungsprozesses wurde das Phosphatester modifizierte Polyimid in situ aus den vorgenannten Imidisierungs- und Veresterungsreaktionen zwischen dem Phosphatester und der Polyamidsäure gebildet, was zur Bildung eines Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymers führte.
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Die oben beschriebene, resultierende, getrocknete Beschichtung der Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymermischung löste sich von selbst in etwa 6 Sekunden ohne Hilfe von außen oder Werkzeuge von dem Edelstahlsubstrat und es resultierte ein etwa 100 Mikrometer dicker Zwischenübertragungselement-Film, wobei das Verhältnis von Polyimid/Ruß/Phosphatester/Polyester modifiziertem Polysiloxan 94,3/5/0,5/0,2 betrug.
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BEISPIEL II
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Ein halbes Prozent des Phosphatesters STEPFAC® 8171 (Nonylphenolethoxylatphosphat mit einer mittleren Molzahl von Ethoxy von etwa 6), wie erhalten von der STEPAN Company, Northfield, IL, USA, wurde mit 84,5 Gewichtsprozent der Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe) PYRE-ML RC5083 (etwa 18–19 Gewichtsprozent in NMP/DMAc = 15/85), wie von der Industrial Summit Technology Corp., Parlin, NJ, USA erhalten, 15 Gewichtsprozent Kohlenstoffschwarz, Special Black 4 (BET-Oberfläche = 180 m2/g, DBP-Absorption = 1,8 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 25 Nanometer), wie von Evonik-Degussa erhalten, sowie einer geeigneten Menge des Lösungsmittels NMP zur Einstellung des Gesamtfeststoffgehalts auf etwa 17 Gewichtsprozent vermischt gefolgt von Kugelmahlen und anschließend wurde die resultierende Mischung mit 2 Millimeter Edelstahlkugeln mit einem Attritor 3 Stunden lang gemahlen.
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Die oben beschriebene, resultierende Dispersion wurde dann unter Verwendung des bekannten Zugstangenbeschichtungsverfahrens mit einer Dicke von 0,5 Millimeter auf ein Edelstahlsubstrat aufgestrichen und anschließend wurde die aufgestrichene Dispersion 20 Minuten lang bei 125°C, 40 Minuten lang bei 190°C und 60 Minuten lang bei 320°C getrocknet, während sie auf dem Edelstahlsubstrat verblieb. Während des Trocknungsprozesses wurde das Phosphatester modifizierte Polyimid in situ aus den vorgenannten Imidisierungs- und Veresterungsreaktionen zwischen dem Phosphatester und der Polyamidsäure gebildet, was zur Bildung eines Poly(Pyromellithsäuredianhydrid/4,4-Oxydianilin/Nonylphenolethoxylatphosphat)-Copolymers führte.
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Die oben beschriebene, resultierende, getrocknete Beschichtung löste sich von selbst ohne Hilfe von außen oder Werkzeuge von dem Edelstahlsubstrat und es resultierte ein etwa 100 Mikrometer dicker Zwischenübertragungselement-Film, wobei das Verhältnis von Polyimid/Ruß/Phosphatester/Polyester modifiziertem Polysiloxan 84,5/15/0,5 betrug.
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VERGLEICHSBEISPIEL 1
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Das Verfahren aus Beispiel 11 wurde wiederholt, außer das 0,5 Prozent des Phosphatesters STEPFAC® 8171 weggelassen wurden. 85 Gewichtsprozent der Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe) PYRE-ML RC5083, (etwa 18–19 Gewichtsprozent in NMP/DMAc = 15/85), wie von der Industrial Summit Technology Corp., Parlin, NJ, USA erhalten, wurden mit 15 Gewichtsprozent Kohlenstoffschwarz, Special Black 4 (BET-Oberfläche = 180 m2/g, DBP-Absorption = 1,8 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 25 Nanometer), wie von Evonik-Degussa erhalten, sowie einer geeigneten Menge des Lösungsmittels NMP zur Einstellung des Gesamtfeststoffgehalts auf etwa 17 Gewichtsprozent vermischt, und anschließend wurde die resultierende Mischung mit 2 Millimeter Edelstahlkugeln mit einem Attritor 3 Stunden lang gemahlen.
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Die oben beschriebene, resultierende Dispersion wurde dann unter Verwendung des bekannten Zugstangenbeschichtungsverfahrens mit einer Dicke von 0,5 Millimetern auf ein Edelstahlsubstrat aufgestrichen und anschließend 20 Minuten lang bei 125°C, 40 Minuten lang bei 190°C und 60 Minuten lang bei 320°C getrocknet, während sie auf dem Edelstahlsubstrat verblieb. Der Film löste sich nicht von dem Edelstahlsubstrat, selbst nicht nach 48-stündigem Eintauchen in Wasser. Der resultierende Zwischenübertragungselement-Film umfasste Polyimid/Ruß in einem Verhältnis von 85/15.
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BEISPIEL III
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Ein halbes Prozent des Phosphatesters POLYSTEP® 34 (Nonylphenolethoxylatphosphat mit einer mittleren Molzahl von Ethoxy von etwa 10), wie erhalten von der STEFAN Company, Northfield, IL, USA, wurde mit 94,3 Gewichtsprozent des Polyamidimids VYLOMAX® HR-11NN (15%ige Lösung (Gew.-%) in N-Methyl-2-pyrrolidon, Tg = 300°C und Mw = 45.000), wie von der Toyobo Company erhalten, 5 Gewichtsprozent Kohlenstoffschwarz, Color Black FW1 (BET-Oberfläche = 320 m2/g, DBP-Absorption = 2,89 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 13 Nanometer), wie von Evonik-Degussa erhalten, 0,2 Gewichtsprozent des Polyester modifizierten Polydimethylsiloxans, BYK® 310 (etwa 25 Gewichtsprozent in Xylol), wie von BYK Chemicals erhalten, sowie einer geeigneten Menge des Lösungsmittels NMP zur Einstellung des Gesamtfeststoffgehalts auf etwa 15 Gewichtsprozent vermischt und anschließend wurde die resultierende Mischung mit 2 Millimeter Edelstahlkugeln mit einem Attritor 1 Stunde lang gemahlen.
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Die oben beschriebene, resultierende Dispersion wurde dann mit einer Dicke von 0,5 Millimeter unter Verwendung des bekannten Zugstangenbeschichtungsverfahrens auf ein Edelstahlsubstrat aufgestrichen und anschließend 20 Minuten lang bei 125°C und dann weitere 40 Minuten lang bei 190°C getrocknet, während sie auf dem Edelstahlsubstrat verblieb.
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Die oben beschriebene, resultierende, getrocknete Beschichtung löste sich von selbst ohne Hilfe von außen oder Werkzeuge von dem Edelstahlsubstrat und es resultierte ein etwa 100 Mikrometer dicker Zwischenübertragungselement-Film, wobei das Verhältnis von Polyamidimid/Ruß/Phosphatester/Polyester modifiziertem Polysiloxan 94,3/5/0,5/0,2 betrug.
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MESSUNG DES OBERFLÄCHENWIDERSTANDS
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Der spezifische Oberflächenwiderstand der oben beschriebenen ZÜB-Elemente der Beispiele I und II und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 (Mittel aus vier bis sechs Messungen an verschiedenen Punkten, 72°F (22°C)/50 Prozent Raumfeuchtigkeit) wurde unter Verwendung eines Messgeräts für hohe Widerstände (Hiresta-Up MCP-HT450, erhältlich von der Mitsubishi Chemical Corp.) gemessen; ebenfalls gemessen wurden das Elastizitätsmodul und die Beschichtungsablösungseigenschaften. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Tabelle 1
| Oberflächenwiderstand (Ohm/☐) | Elastizitätsmodul (MPa) | Ablösung vom Metallsubstrat |
Beispiel I, Polyimid/Phosphatester | 3,5 × 1010 | 4.800 | Selbstablösung |
Beispiel II, Polyimid/Phosphatester | 4,1 × 1010 | 3.700 | Selbstablösung |
Beispiel III, Polyamidimid/Phosphatester | 3,9 × 1011) | 3.400 | Selbstablösung |
Vergleichsbeispiel 1, Polyamidimid/Phosphatester | 3,9 × 1010 | 3.400 | keine Selbstablösung |
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Die oben beschriebenen ZÜB-Elemente zeigten einen funktionellen spezifischen Oberflächenwiderstand innerhalb des Arbeitsbereichs von etwa 109 bis etwa 1013 Ohm/☐. „Selbstablösung” bezieht sich zum Beispiel darauf, dass das resultierende ZÜB sich selbst innerhalb von 6 Sekunden von dem Metallbeschichtungssubstrat löste und „keine Selbstablösung” bezieht zum Beispiel darauf, dass das resultierende ZÜB sich über Monate nicht von dem Metallbeschichtungssubstrat löste.
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MESSUNG DES ELASTIZITATSMODULS
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Das Elastizitätsmodul der oben beschriebenen ZÜB-Elemente der Beispiele I, II und III wurde mittels des bekannten Verfahrens nach ASTM D882-97 gemessen. Das Modul des ZÜB-Elements aus Vergleichsbeispiel 1 wurde nicht gemessen, da kein freistehender Film erhalten werden konnte, da sich dieser nicht von dem Beschichtungsstahlsubstrat löste. Eine ZÜB-Probe der Beispiele I, II und III (0,5 inch × 12 inch, (1,27 cm × 30,48 cm)) wurde in das Messgerät gesetzt, einem Zugfestigkeitsprüfgerät von Instron, und dann mit einer konstanten Zugrate bis zum Reißen auseinander gezogen. In diesem Zeitraum wurde die resultierende Belastung gegen die Probendehnung aufgezeichnet. Der Modul wurde berechnet, indem ein beliebiger Punkt tangential zum anfänglichen, linearen Teil dieser Kurve genommen und die Zugspannung durch die entsprechende Dehnung geteilt wurde. Die Zugspannung war gegeben durch die Belastung geteilt durch die Fläche des mittleren Querschnitts von jeder der untersuchten Proben.
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Die ZÜB-Elemente aus Beispiel I und II zeigten ein ausgezeichnetes Modul, das vergleichbar mit dem Polyimid/Ruß-ZÜB aus Vergleichsbeispiel 1 ohne den Phosphatester ist (etwa 3.400 MPa). Die Zugabe von Phosphatester zu dem Polyimid-ZÜB hatte keine negativen Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften.
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Der offenbarte Prototyp des Polyimid/Phosphatester-ZÜB besaß vergleichbare Eigenschaften zu dem oben beschriebenen ZÜB bei etwa 20% geringeren Herstellungskosten aufgrund der Selbstablösung vom Beschichtungssubstrat, was so die zusätzliche äußere Freisetzungsschicht beseitigt, die für eine Ablösung des Polyimid-ZÜB ohne Zusatz von Phosphatester erforderlich ist.
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In der ebenfalls anhängigen Patentanmeldung 20100220 wird ein Zwischenübertragungselement offenbart, das einen Phosphatester, ein Polyamidimid und einen Ruß umfasst, wobei sich das Element selbst von dem Beschichtungsmetallsubstrat löste und wobei der Phosphatester physikalisch mit dem Polyamidimid vermischt wurde und keine chemische Reaktion zwischen den beiden auftrat, selbst bei Erhitzen auf hohe Temperaturen wie z. B. über 180°C. Im Gegensatz dazu reagierte der Phosphatester, wenn die Polyamidsäure (Polyimid-Vorstufe) als Reaktand gewählt wurde, chemisch in situ mit der Polyamidsäure während des Trocknungsprozesses. Als Folge wurde unter Verwendung des Thermomechanischen Analysators (TMA) ein TAK (thermischer Ausdehnungskoeffizient) des Polyamidimid/Phosphatester-ZÜB (Vergleichsbeispiel 2) von etwa 70 ppm gemessen, und der TAK des Phosphatester-Reaktionsprodukts des ZÜB (Beispiel I) betrug etwa 50 ppm, eine etwa 30%ige Verringerung des TAK. Ein geringeres TAK ist für ZÜB stets erwünscht, da die ZÜB-Abmessungen weniger expandieren, wenn die Betriebstemperatur erhöht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 12/413642 [0006]
- US 12/129995 [0007]
- US 7031647 [0008]
- US 6602156 [0009]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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