DE102012208331A1

DE102012208331A1 - Zwischenübertragungselement mit einem Spirodilactampolycarbonat

Info

Publication number: DE102012208331A1
Application number: DE201210208331
Authority: DE
Inventors: Jin Wu
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-11-29
Anticipated expiration: 2032-05-19
Also published as: DE102012208331B4; US8361624B2; JP2012242824A; US20120301725A1; JP5805004B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zwischenübertragungselement, umfassend ein Spirodilactampolycarbonat oder Gemische von Spirodilactampolycarbonaten oder ein Spirodilactampolycarbonat-Copolymer, gegebenenfalls ein Polysiloxan und gegebenenfalls einen leitfähigen Füllstoff.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Zwischenübertragungselement, das ein Spirodilactampolycarbonat enthält, wie zum Beispiel ein Zwischenübertragungselement, das ein Spirodilactampolycarbonat, gegebenenfalls ein Polysiloxan und gegebenenfalls einen leitfähigen Bestandteil in Kombination miteinander umfasst.
Zwischenübertragungselemente, wie zum Beispiel Zwischenübertragungsbänder, mit denen entwickelte Bilder in xerographischen Systemen übertragen werden, sind bekannt. Viele herkömmliche Zwischenübertragungselemente bestehen jedoch aus Materialien mit einem geringen Modul oder einer geringen Bruchfestigkeit, die nur schwer von einem Metallsubstrat abgelöst werden können oder deren Herstellung teuer ist, weil die benötigten Ausgangsmaterialien teuer oder nur schwer zu beschaffen sind und weil lange Trocknungszeiten erforderlich sind. Andere herkömmliche Zwischenübertragungselemente sind spröde, was sich nachteilig auf die Qualität des entwickelten Bildes und auf die Übertragung des entwickelten xerographischen Bildes auf ein Bildaufzeichnungsmedium, wie beispielsweise Papier, auswirken kann.
Ein herkömmliches Zwischenübertragungselement wird hergestellt, indem zuerst eine separate Trennschicht auf einem Metallsubstrat aufgebracht wird und dann die Bestandteile des Zwischenübertragungselementes auf der Trennschicht aufgebracht werden. Durch die Verwendung der Trennschicht wird es möglich, dass das Zwischenübertragungselement danach durch Abziehen oder unter Verwendung einer mechanischen Vorrichtung vom Metallsubstrat abgelöst werden kann. Das erhaltene Zwischenübertragungselement liegt in Form eines Films vor, der direkt in einem xerographischen System zum Herstellen eines Bildes verwendet werden kann, oder der Film kann zuerst auf einem Trägersubstrat, wie beispielsweise einer Polymerschicht, aufgebracht werden, bevor er in einem xerographischen System verwendet wird. Die Verwendung einer Trennschicht führt jedoch dazu, dass die Herstellung des Zwischenübertragungselementes teurer und zeitaufwendiger wird, und die Trennschicht kann sich nachteilig auf die Eigenschaften des Zwischenübertragungselementes auswirken.
In xerographischen Maschinen und Druckern mit einem geringen Durchsatz, mit denen etwa 30 Seiten pro Minute oder weniger hergestellt werden können, werden gewöhnlich Zwischenübertragungselemente aus einem thermoplastischen Material verwendet, weil diese Elemente billig sind. Die Modul-Werte oder die Bruchfestigkeit von thermoplastischen Materialien, wie zum Beispiel von bestimmten Polycarbonaten, Polyestern und Polyamiden, sind jedoch relativ gering und liegen beispielsweise im Bereich von etwa 1000 bis 2000 Megapascal (MPa).
In xerographischen Maschinen und Druckern mit einem hohen Durchsatz, mit denen mindestens 30 Seiten pro Minute und oft sogar bis zu etwa 75 Seiten pro Minute oder mehr hergestellt werden können, werden gewöhnlich Zwischenübertragungselemente aus thermoplastischen Polyimiden, thermisch aushärtbaren Polyimiden oder Polyamidimiden verwendet, hauptsächlich deswegen, weil diese Materialien einen hohen Modul von etwa 3500 MPa oder mehr haben. Zwischenübertragungselemente, die aus thermoplastischen oder thermisch aushärtbaren Polyimiden oder aus Polyamidimiden hergestellt werden, sind jedoch teurer, weil die Ausgangsmaterialien teurer sind und weil die Herstellung teurer ist.
Es besteht deshalb ein Bedarf an einem Zwischenübertragungselement, mit dem die zuvor beschriebenen Probleme herkömmlicher Zwischenübertragungselemente gelöst oder zumindest teilweise gelöst werden können.
Genauer gesagt, es besteht deshalb ein Bedarf an einem Zwischenübertragungselement, das kostengünstig hergestellt werden kann, das einen hohen Modul hat, das sich gut von Substraten, die bei der Herstellung des Zwischenübertragungselementes verwendet werden, ablöst und das in xerographischen Maschinen und Druckern mit einem hohen Durchsatz verwendet werden kann.
Es besteht ebenfalls ein Bedarf an einem Zwischenübertragungselement mit einer hervorragenden Bruchfestigkeit (bestimmt durch Messung des Moduls), das sich gut von Substraten ablöst, das eine hohe Glasübergangstemperatur (beispielsweise von mehr als etwa 200°C, wie zum Beispiel im Bereich von etwa 210°C bis etwa 400°C oder im Bereich von etwa 215°C bis etwa 375°C) hat und das über einen langen Zeitraum hinweg verwendet werden kann, ohne dass sich die guten Eigenschaften des Zwischenübertragungselementes wesentlich ändern.
Es besteht weiterhin ein Bedarf an Materialien für die Herstellung von Zwischenübertragungselementen, die sich gut von verschiedensten Substraten, die bei der Herstellung der Zwischenübertragungselemente verwendet werden, ablösen.
Es besteht ebenfalls ein Bedarf an einem saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselement mit einer ausgezeichneten Leitfähigkeit oder einem ausgezeichneten spezifischen elektrischen Widerstand, das feuchtigkeitsunempfindlich ist, so dass Bilder mit einer hohen Auflösung hergestellt werden können.
Es besteht weiterhin ein Bedarf an einem saum- beziehungsweise nahtlosen Zwischenübertragungselement, das Bestandteile umfasst, die kostengünstig und effizient hergestellt werden können.
Die vorliegende Erfindung stellt bereit:

(1) Ein Zwischenübertragungselement, umfassend eine Polymerschicht, die ein Spirodilactampolycarbonat enthält. Der Ausdruck ”Spirodilactampolycarbonat” umfasst Polymere mit Monomereinheiten, die sowohl eine Spirodilactamgruppe als auch eine Carbonatgruppe enthalten.
(2) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (1), wobei das Spirodilactampolycarbonat ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von etwa 50000 bis etwa 300000 hat, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie (GPC).
(3) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (1) oder (2), wobei die Polymerschicht das Spirodilactampolycarbonat, ein Polysiloxan und gegebenenfalls einen leitfähigen Füllstoff enthält, und wobei das Spirodilactampolycarbonat ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat ist. Der Ausdruck ”Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat” umfasst Copolymere, die sowohl Monomereinheiten mit einer Spirodilactamcarbonatgruppe als auch Monomereinheiten mit einer Carbonatgruppe, die keine Spirodilactamgruppe enthalten, umfassen.
(4) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (3), weiterhin umfassend eine Trennschicht, die in Kontakt mit der Polymerschicht angeordnet ist und die mindestens einen Bestandteil enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem fluorierten Ethylen-Propylen-Copolymer, einem Polytetrafluorethylen, einem Polyfluoralkoxypolytetrafluorethylen, einem Fluorsilikon, einem Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Terpolymer und Gemischen davon.
(5) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (3), wobei das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:
wobei x und y die Anteile der Monomereinheiten in Molprozent sind und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.
(6) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (5), wobei x etwa 1 bis etwa 30 Molprozent ist und wobei y etwa 70 bis etwa 99 Molprozent ist.
(7) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (5) oder (6), wobei x etwa 2 bis etwa 20 Molprozent ist und wobei y etwa 80 bis etwa 98 Molprozent ist.
(8) Ein Zwischenübertragungselement gemäß einem der Punkte (5) bis (7), wobei x etwa 3 bis etwa 10 Molprozent ist und wobei y etwa 90 bis etwa 97 Molprozent ist.
(9) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (3), wobei das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer eine Verbindung umfasst, die durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei x etwa 5 bis etwa 30 Molprozent ist und wobei y etwa 70 bis etwa 95 Molprozent ist.
(10) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (9), wobei x etwa 6 bis etwa 25 Molprozent ist und wobei y etwa 75 bis etwa 94 Molprozent ist.
(11) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (3), wobei das Polysiloxan ein Copolymer aus einem Polyether und einem Polydimethylsiloxan, ein Copolymer aus einem Polyester und einem Polydimethylsiloxan, ein Copolymer aus einem Polyacrylat und einem Polydimethylsiloxan oder ein Copolymer aus einem Polyesterpolyether und einem Polydimethylsiloxan ist.
(12) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (3), wobei das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer in einer Menge von etwa 60 bis etwa 95 Gewichtsprozent enthalten ist, wobei das Polysiloxan in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 1 Gewichtsprozent enthalten ist und wobei der leitfähige Füllstoff in einer Menge von etwa 1 bis etwa 40 Gewichtsprozent enthalten ist, und wobei die Gesamtmenge dieser Bestandteile etwa 100 Prozent beträgt.
(13) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (3), wobei das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer in einer Menge von etwa 80 bis etwa 90 Gewichtsprozent enthalten ist, wobei das Polysiloxan in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent enthalten ist und wobei der leitfähige Füllstoff in einer Menge von etwa 10 bis etwa 20 Gewichtsprozent enthalten ist, und wobei die Gesamtmenge dieser Bestandteile etwa 100 Prozent beträgt.
(14) Ein Zwischenübertragungselement gemäß einem der Punkte (3) bis (13), wobei das Zwischenübertragungselement einen spezifischen elektrischen Oberflächenwiderstand von etwa 10⁹ bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat (Ω/☐) hat, und wobei das Zwischenübertragungselement weiterhin ein Trägersubstrat umfasst.
(15) Ein Zwischenübertragungselement gemäß einem der Punkte (3) bis (14), wobei der leitfähige Füllstoff ein Metalloxid, ein Polyanilin oder ein Ruß ist.
(16) Ein Zwischenübertragungselement, umfassend ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer und einem Polycarbonat, ein Polysiloxan und einen leitfähigen Füllstoff, wobei das Copolymer mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:
wobei x etwa 5 bis etwa 30 Molprozent ist und wobei y etwa 70 bis etwa 95 Molprozent ist.
(17) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (16), wobei x etwa 6 bis etwa 20 Molprozent ist und wobei y etwa 80 bis etwa 94 Molprozent ist, und wobei das Polysiloxan ein Copolymer aus einem Polyester und einem Polydimethylsiloxan ist.
(18) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (16), wobei das Copolymer ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von etwa 75000 bis etwa 200000 hat, bestimmt mittels GPC.
(19) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (16), wobei das Copolymer eine Glasübergangstemperatur von etwa 215°C bis etwa 375°C hat.
(20) Ein Zwischenübertragungselement, umfassend ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer und einem Polycarbonat, ein Polysiloxan und einen leitfähigen Füllstoff, wobei das Zwischenübertragungselement einen Modul von etwa 3000 bis etwa 5500 MPa hat und wobei das Gemisch gut von einem Metallsubstrat abgelöst werden kann.

Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zwischenübertragungselement, das nur eine Schicht umfasst.
Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Zwischenübertragungselement, das zwei Schichten umfasst.
Die 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Zwischenübertragungselement, das drei Schichten umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zwischenübertragungselement, das ein Polycarbonat auf der Basis eines Spirodilactams enthält. Das Spirodilactampolycarbonat ermöglicht, dass das Zwischenübertragungselement gut von einem Substrat, wie beispielsweise einem Edelstahlsubstrat, abgelöst werden kann, ohne dass eine separate Trennschicht auf dem Substrat erforderlich ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein saum- beziehungsweise nahtloses Zwischenübertragungselement, das eine Polymerschicht umfasst, die ein Spirodilactampolycarbonat, einen Füllstoff oder einen leitfähigen Bestandteil sowie ein Polysiloxan enthält.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist ein saum- beziehungsweise nahtloses Zwischenübertragungselement, umfassend ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer und einem Polycarbonat, ein Polysiloxan und einen leitfähigen Füllstoff, wobei das Zwischenübertragungselement gegebenenfalls weiterhin eine Trennschicht umfasst.
Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zwischenübertragungselement, umfassend eine Schicht 2, die ein Spirodilactampolycarbonat 3, oder ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat, wie beispielsweise einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer 3, und einem Polycarbonat 4, gegebenenfalls ein Siloxanpolymer 5 und gegebenenfalls einen leitfähigen Bestandteil 6 enthält.
Die 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Zwischenübertragungselement mit zwei Schichten, umfassend eine untere Schicht 7, die ein Spirodilactampolycarbonat 8, oder ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat, wie beispielsweise einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer 8, und einem Polycarbonat 9, ein Siloxanpolymer 10 und einen leitfähigen Bestandteil 11 enthält; und gegebenenfalls eine obere oder äußere Tonertrennschicht 13, die ein Trennmittel 14 enthält.
Die 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Zwischenübertragungselement mit drei Schichten, umfassend ein Trägersubstrat 15; eine darauf angeordnete Schicht 16, die ein Spirodilactampolycarbonat 17, oder ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat, wie beispielsweise einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer 17, und einem Polycarbonat 18, gegebenenfalls ein Siloxanpolymer 19 und gegebenenfalls einen leitfähigen Bestandteil 21 enthält; und gegebenenfalls eine Trennschicht 23, die ein Trennmittel 24 enthält.
Das Zwischenübertragungselement entsprechend der vorliegenden Erfindung hat hervorragende Trenneigenschaften (das heißt, es löst sich selbst von einem Substrat ab), so dass keine separate Trennschicht auf einem Substrat, wie beispielsweise einem Edelstahlsubstrat, verwendet werden muss; es hat eine hervorragende mechanische Festigkeit und ermöglicht eine schnelle und vollständige Übertragung, wie zum Beispiel eine etwa 90-prozentige bis etwa 99-prozentige oder eine etwa 95-prozentige bis etwa 100-prozentige Übertragung, eines xerographisch entwickelten Bildes; es hat einen Youngschen Modul von beispielsweise etwa 3000 bis etwa 7000 MPa, etwa 3000 bis etwa 5500 MPa, etwa 3600 bis etwa 6000 MPa, etwa 3500 bis etwa 5000 MPa, etwa 3000 bis etwa 5000 MPa, etwa 4800 bis etwa 5000 MPa oder etwa 3700 bis etwa 4000 MPa; es hat eine hohe Glasübergangstemperatur (T_g) von etwa 200 bis etwa 400°C, etwa 250 bis etwa 375°C oder etwa 215 bis etwa 375°C; es hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) von etwa 20 bis etwa 70 ppm/°K oder etwa 30 bis etwa 60 ppm/°K; und es hat einen hervorragenden spezifischen elektrischen Widerstand, gemessen mit einem herkömmlichen Messgerät zum Messen hoher Widerstandswerte, von beispielsweise etwa 10³ bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat, etwa 10⁹ bis etwa 10¹³ Ohm/Flächenquadrat, etwa 10⁹ bis etwa 10¹² Ohm/Flächenquadrat oder etwa 10¹⁰ bis etwa 10¹² Ohm/Flächenquadrat. Der spezifische elektrische Widerstand des erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementes kann eingestellt werden, indem die Konzentration der leitfähigen Teilchen variiert wird.
Durch die Selbsttrenneigenschaften des erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementes ist es nicht erforderlich, dass zusätzliche Vorrichtungen, wie beispielsweise eine Abschälvorrichtung, verwendet werden müssen, wenn das Zwischenübertragungselement in Form eines Films von einem Substrat, wie zum Beispiel von einem Edelstahlsubstrat, auf dem das Zwischenübertragungselement hergestellt wurde, abgelöst wird. Das Zwischenübertragungselement löst sich von selbst vollständig oder fast vollständig, beispielsweise zu etwa 95 bis etwa 100 Prozent oder zu etwa 97 bis etwa 99 Prozent, vom Substrat ab, so dass es effizient und kostengünstig hergestellt werden kann. Deshalb müssen auch keine Trennmittel oder separaten Trennschichten auf den Metallsubstraten verwendet werden. Die Zeitdauer, die vergeht, bis das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement seine Selbsttrenneigenschaften entfaltet, hängt zum Beispiel von den Bestandteilen der erfindungsgemäß verwendeten Spirodilactampolycarbonate ab. Diese Zeitdauer beträgt jedoch gewöhnlich etwa 1 bis etwa 60 Sekunden, etwa 1 bis etwa 35 Sekunden, etwa 1 bis etwa 15 Sekunden, etwa 1 bis etwa 10 Sekunden oder etwa 1 bis etwa 5 Sekunden, und manchmal auch weniger als 1 Sekunde.
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann eine Schicht oder mehrere Schichten umfassen; es kann zum Beispiel eine obere oder äußere Schicht umfassen, die als Trennschicht dient. Das Zwischenübertragungselement kann in verschiedensten Formen vorliegen. Beispiele für solche Formen umfassen ein endloses flexibles Band, ein Gewebe, eine flexible Trommel oder Walze, eine starre Walze oder ein starrer Zylinder, ein Blatt, einen sogenannten ”Drelt” (eine Mischform zwischen einer Trommel und einem Band), ein endloses flexibles Band mit einem Saum beziehungsweise einer Naht, ein saum- beziehungsweise nahtloses Band (das heißt, dass keine Säume oder Nähte oder sonstige sichtbare Verbindungsstellen in dem Zwischenübertragungselement erkennbar sind) und dergleichen.
Spirodilactampolycarbonate
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement umfasst eine Polymerschicht, die ein Spirodilactampolycarbonat enthält. Das Spirodilactampolycarbonat kann zum Beispiel ein Polymer sein, das ausschließlich oder fast ausschließlich aus Spirodilactamcarbonat-Monomeren hergestellt wurde; ein Copolymer, das ausschließlich oder fast ausschließlich aus Spirodilactamcarbonat-Monomeren und Carbonat-Monomeren hergestellt wurde; oder ein Copolymer, Terpolymer oder dergleichen, das aus Spirodilactamcarbonat-Monomeren, Carbonat-Monomeren und anderen Monomeren hergestellt wurde. Der Ausdruck ”Spirodilactampolycarbonat”, der hier verwendet wird, umfasst alle diese Verbindungen. Das erfindungsgemäß verwendete Spirodilactampolycarbonat kann also zum Beispiel ein Polycarbonat auf der Basis eines Spirodilactams sein, oder es kann ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat sein.
Beispiele für Spirodilactampolycarbonate, die von Shell Development Company, Houston, Texas handelsüblich erhältlich sind und die beispielsweise Polycarbonate auf der Basis eines Spirodilactams, wie zum Beispiel ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat, enthalten, und die in den Zwischenübertragungselementen entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen die Verbindungen, die durch die folgenden Formeln dargestellt werden:

wobei x und y die Anteile in Molprozent sind und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.
In diesen Formeln ist x bevorzugt etwa 1 bis etwa 30 Molprozent, etwa 5 bis etwa 30 Molprozent, etwa 6 bis etwa 25 Molprozent, etwa 6 bis etwa 20 Molprozent, etwa 2 bis etwa 20 Molprozent, etwa 1 bis etwa 5 Molprozent oder etwa 3 bis etwa 10 Molprozent, und y ist bevorzugt etwa 70 bis etwa 99 Molprozent, etwa 70 bis etwa 95 Molprozent, etwa 80 bis etwa 98 Molprozent, etwa 95 bis etwa 99 Molprozent, etwa 90 bis etwa 97 Molprozent, etwa 80 bis etwa 94 Molprozent oder etwa 75 bis etwa 94 Molprozent. Die erfindungsgemäß verwendeten Spirodilactampolycarbonate haben bevorzugt ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von etwa 50000 bis etwa 300000, etwa 100000 bis etwa 250000, etwa 75000 bis etwa 200000 oder etwa 150000 bis etwa 200000, bestimmt unter Anwendung bekannter Analyseverfahren, wie beispielsweise mittels Gelpermeationschromatographie (GPC).
Der Ausdruck ”Molprozent”, der hier verwendet wird, bezieht sich auf den prozentualen Anteil der Mole der jeweiligen spezifischen Monomereinheiten, bezogen auf die gesamten Mole der Monomereinheiten in dem Polymer.
Die Spirodilactampolycarbonate können zum Beispiel hergestellt werden, indem ein Spirodilactam, ein Bisphenol und Phosgen miteinander umgesetzt werden. Es wird davon ausgegangen, dass das Spirodilactam mit dem Phosgen reagiert, wobei ein Spirodilactampolycarbonat entsteht, und dass das Bisphenol mit dem Phosgen reagiert, wobei ein Polycarbonat entsteht. Die Molanteile x und y in den Formeln für die Polymere oder Copolymere, die in dieser Anmeldung beschrieben werden, hängen von dem Verhältnis von Spirodilactam zu Bisphenol sowie von der verwendeten Menge an Phosgen ab.
Beispiele für die Spirodilactame, die für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polymere verwendet werden können, umfassen 1,6-Di(4-hydroxyphenyl)-1,6-diazoaspiro[4.4]nonan-2,7-dion, 1,6-Di(4-hydroxyphenyl)-3,4,8,9-tetrafluor-1,6-diazoaspiro[4.4]nonan-2,7-dion, 1,6-Di(3-hydroxy-4-chlorphenyl)-3,3,4,4,8,8,9 oder 9-octylmethyl-1,6-diazoaspiro[4,4]nonan-2,7-dion. Beispiele für die Bisphenole umfassen Bisphenol A, Bisphenol Z, Bisphenol C, Bisphenol F, Bisphenol S und dergleichen, sowie Gemische davon.
Die Spirodilactampolycarbonate können in einer Menge von etwa 100 Prozent in dem erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselement enthalten sein. Es ist bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement die Spirodilactampolycarbonate (umfassend Spirodilactampolycarbonate und Copolymere aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat) in einer Menge von etwa 50 bis etwa 90 Gewichtsprozent, etwa 70 bis etwa 85 Gewichtsprozent, etwa 65 bis etwa 95 Gewichtsprozent, etwa 60 bis etwa 95 Gewichtsprozent, etwa 80 bis etwa 90 Gewichtsprozent oder etwa 80 bis etwa 85 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile des Zwischenübertragungselementes.
Die Spirodilactampolycarbonate können in einer Menge von bis zu etwa 100 Prozent in dem erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselement enthalten sein. Es ist bevorzugt, dass die Polymerschicht des erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementes das Spirodilactampolycarbonat in einer Menge von etwa 50 bis etwa 90 Gewichtsprozent, etwa 70 bis etwa 85 Gewichtsprozent, etwa 65 bis etwa 95 Gewichtsprozent, etwa 60 bis etwa 95 Gewichtsprozent, etwa 80 bis etwa 90 Gewichtsprozent oder etwa 80 bis etwa 85 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile der Polymerschicht.
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann das Spirodilactampolycarbonat, den leitfähigen Füllstoff und das Polysiloxan in den Mengen und Verhältnissen enthalten, die in dieser Anmeldung angegeben sind. Spezifische Verhältnisse dieser Bestandteile sind etwa 80/19,95/0,05, etwa 85/14,95/0,05 oder etwa 90/9,9/0,1; die Verhältnisse dieser Bestandteile können aber auch zwischen diesen spezifischen Verhältnissen liegen.
Polysiloxan-Polymere
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann zusätzlich ein Polysiloxan-Polymer enthalten. Beispiele für Polysiloxan-Polymere, die in den Zwischenübertragungselementen entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen geeignete und bekannte Polysiloxane, wie zum Beispiel ein Copolymer aus einem Polyether und einem Polydimethylsiloxan, handelsüblich erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK^® 333, BYK^® 330 (etwa 51 Gewichtsprozent in Methoxypropylacetat) oder BYK^® 344 (etwa 52,3 Gewichtsprozent in Xylol/Isobutanol; Verhältnis 80/20); BYK^®-SILCLEAN 3710 und BYK^® 3720 (etwa 25 Gewichtsprozent in Methoxypropanol); ein Copolymer aus einem Polyester und einem Polydimethylsiloxan, handelsüblich erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK^® 310 (etwa 25 Gewichtsprozent in Xylol) oder BYK^® 370 (etwa 25 Gewichtsprozent in Xylol/Alkylbenzolen/Cyclohexanon/Monophenylglycol; Verhältnis 75/11/7/7); ein Copolymer aus einem Polyacrylat und einem Polydimethylsiloxan, handelsüblich erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK^®-SILCLEAN 3700 (etwa 25 Gewichtsprozent in Methoxypropylacetat); ein Copolymer aus einem Polyesterpolyether und einem Polydimethylsiloxan, handelsüblich erhältlich von BYK Chemical unter dem Handelsnamen BYK^® 375 (etwa 25 Gewichtsprozent in Dipropylenglycolmonomethylether); und dergleichen, sowie Gemische davon.
Die Polysiloxan-Polymere oder Copolymere davon können in einer geeigneten Menge in der Polymerschicht enthalten sein, wie beispielsweise in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 1 Gewichtsprozent, etwa 0,05 bis etwa 1 Gewichtsprozent, etwa 0,05 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent, etwa 0,1 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent oder etwa 0,1 bis etwa 0,3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile der Polymerschicht.
Füllstoffe
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann zusätzlich einen Füllstoff oder mehrere Füllstoffe enthalten, mit denen zum Beispiel die Leitfähigkeit des Zwischenübertragungselementes eingestellt werden kann. Wenn das Zwischenübertragungselement nur eine Schicht umfasst, kann der leitfähige Füllstoff in dem Gemisch mit dem Spirodilactampolycarbonat enthalten sein. Wenn das Zwischenübertragungselement jedoch mehrere Schichten umfasst, kann der leitfähige Füllstoff in eine Schicht oder in mehrere Schichten des Zwischenübertragungselementes eingebracht werden, wie zum Beispiel in ein Trägersubstrat, in eine Polymerschicht oder in mehrere Polymerschichten, oder der leitfähige Füllstoff kann sowohl in ein Trägersubstrat als auch in eine Polymerschicht eingebracht werden.
Es kann jeder geeignete Füllstoff verwendet werden, der zu dem gewünschten Ergebnis führt. Beispiele für solche Füllstoffe umfassen Ruße, Metalloxide, Polyaniline, Graphit, Acetylenruß, fluorierte Ruße und andere bekannte und geeignete Füllstoffe, sowie Gemische dieser Füllstoffe.
Beispiele für Ruße, die als Füllstoffe in den erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementen verwendet werden können, umfassen Special Black 4 (spezifische Oberfläche (B. E. T.) = 180 m²/g; DBP-Absorption = 1,8 ml/g; primärer Teilchendurchmesser = 25 nm), erhältlich von Evonik-Degussa; Special Black 5 (B. E. T.-Oberfläche = 240 m²/g; DBP-Absorption = 1,41 ml/g; primärer Teilchendurchmesser = 20 nm), Color Black FW1 (B. E. T.-Oberfläche = 320 m²/g; DBP-Absorption = 2,89 ml/g; primärer Teilchendurchmesser = 13 nm), Color Black FW2 (B. E. T.-Oberfläche = 460 m²/g; DBP-Absorption = 4,82 ml/g; primärer Teilchendurchmesser = 13 nm) und Color Black FW200 (B. E. T.-Oberfläche = 460 m²/g; DBP-Absorption = 4,6 ml/g; primärer Teilchendurchmesser = 13 nm), alle erhältlich von Evonik-Degussa; sowie VULCAN^® Ruße, REGAL^® Ruße, MONARCH^® Ruße und BLACK PEARLS^® Ruße, erhältlich von Cabot Corporation. Spezifische Beispiele für leitfähige Ruße umfassen BLACK PEARLS^® 1000 (B. E. T.-Oberfläche = 343 m²/g; DBP-Absorption = 1,05 ml/g), BLACK PEARLS^® 880 (B. E. T.-Oberfläche = 240 m²/g; DBP-Absorption = 1,06 ml/g), BLACK PEARLS^® 800 (B. E. T.-Oberfläche = 230 m²/g; DBP-Absorption = 0,68 ml/g), BLACK PEARLS^® L (B. E. T.-Oberfläche = 138 m²/g; DBP-Absorption = 0,61 ml/g), BLACK PEARLS^® 570 (B. E. T.-Oberfläche = 110 m²/g; DBP-Absorption = 1,14 ml/g), BLACK PEARLS^® 170 (B. E. T.-Oberfläche = 35 m²/g; DBP-Absorption = 1,22 ml/g), VULCAN^® XC72 (B. E. T.-Oberfläche = 254 m²/g; DBP-Absorption = 1,76 ml/g), VULCAN^® XC72R (eine flockige Form von VULCAN^® XC72), VULCAN^® XC605, VULCAN^® XC305, REGAL^® 660 (B. E. T.-Oberfläche = 112 m²/g; DBP-Absorption = 0,59 ml/g), REGAL^® 400 (B. E. T.-Oberfläche = 96 m²/g; DBP-Absorption = 0,69 ml/g), REGAL^® 330 (B. E. T.-Oberfläche = 94 m²/g; DBP-Absorption = 0,71 ml/g), MONARCH^® 880 (B. E. T.-Oberfläche = 220 m²/g; DBP-Absorption = 1,05 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 16 nm) und MONARCH^® 1000 (B. E. T.-Oberfläche = 343 m²/g; DBP-Absorption = 1,05 ml/g, primärer Teilchendurchmesser = 16 nm); sowie Kanal-Ruße, die von Evonik-Degussa erhältlich sind. Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann auch andere bekannte Ruße, die hier nicht ausdrücklich erwähnt sind, als Füllstoffe oder leitfähige Bestandteile enthalten.
Beispiele für Polyaniline, die als Füllstoffe in den erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementen verwendet werden können, umfassen PANIPOL^TM F, handelsüblich erhältlich von Panipol Oy, Finnland; und bekannte mit Ligninsulfonsäure gepfropfte Polyaniline. Diese Polyaniline haben gewöhnlich einen relativ kleinen Teilchendurchmesser von beispielsweise etwa 0,5 bis etwa 5 μm, etwa 1,1 bis etwa 2,3 μm oder etwa 1,5 bis etwa 1,9 μm.
Beispiele für Metalloxide, die als Füllstoffe in den erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementen verwendet werden können, umfassen Zinnoxid, mit Antimon dotiertes Zinnoxid, Antimondioxid, Titandioxid, Indiumoxid, Zinkoxid, mit Indium dotiertes Zinntrioxid, Indiumzinnoxid und Titanoxid.
Beispiele für geeignete mit Antimon dotierte Zinnoxide umfassen mit Antimon dotierte Zinnoxide, die als Überzug auf einem inerten Kernteilchen aufgebracht wurden (wie zum Beispiel ZELEC^® ECP-S, M und T), und mit Antimon dotierte Zinnoxide, die kein Kernteilchen umfassen (wie zum Beispiel ZELEC^® ECP-3005-XC und ZELEC^® ECP-3010-XC; ZELEC^® ist ein Handelsname von DuPont Chemicals, Jackson Laboratories, Deepwater, N. J.). Das Kernteilchen kann Glimmer, TiO₂ oder ein nadelförmiges Teilchen mit einem hohlen oder massiven Kern sein.
Die mit Antimon dotierten Zinnoxidteilchen können hergestellt werden, indem eine dünne Schicht aus mit Antimon dotiertem Zinnoxid auf der Oberfläche einer Siliciumoxidschale oder eines Teilchens auf der Basis von Siliciumoxid aufgebracht wird, wobei die Schale als solche auf einem Kernteilchen aufgebracht wurde. Die Kristallite des Leiters bilden eine dichte leitfähige Oberfläche auf der Siliciumoxidschicht. Auf diese Weise wird eine optimale Leitfähigkeit erhalten. Die Teilchen sind ebenfalls so klein, dass eine geeignete Lichtdurchlässigkeit beziehungsweise Transparenz erhalten wird. Das Siliciumoxid kann eine Hohlschale sein, oder es kann eine Schicht auf der Oberfläche eines inerten Kerns sein, so dass eine massive Struktur erhalten wird. Mit Antimon dotierte Zinnoxide sind handelsüblich unter dem Handelsnamen ZELEC^® ECP (elektrisch leitfähige Pulver) von DuPont Chemicals, Jackson Laboratories, Deepwater, New Jersey erhältlich. Besonders bevorzugte mit Antimon dotierte Zinnoxide umfassen ZELEC^® ECP 1610-S, ZELEC^® ECP 2610-S, ZELEC^® ECP 3610-5, ZELEC^® ECP 1703-S, ZELEC^® ECP 2703-S, ZELEC^® ECP 1410-M, ZELEC^® ECP 3005-XC, ZELEC^® ECP 3010-XC, ZELEC^® ECP 1410-T, ZELEC^® ECP 3410-T, ZELEC^® ECP-S-X1 und dergleichen. Die folgenden drei Arten von ZELEC^® ECP-Pulvern werden erfindungsgemäß besonders bevorzugt verwendet: ein nadelförmiges Produkt mit einer Hohlschale (ZELEC^® ECP-S); ein äquiaxiales Produkt mit einem Titandioxidkern (ZELEC^® ECP-T); und ein plättchenförmiges Produkt mit einem Glimmerkern (ZELEC^® ECP-M).
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann den Füllstoff in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 50 Gewichtsprozent, etwa 1 bis etwa 60 Gewichtsprozent, etwa 1 bis etwa 40 Gewichtsprozent, etwa 3 bis etwa 40 Gewichtsprozent, etwa 4 bis etwa 30 Gewichtsprozent, etwa 10 bis etwa 30 Gewichtsprozent, etwa 10 bis etwa 20 Gewichtsprozent oder etwa 5 bis etwa 20 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile des Zwischenübertragungselementes.
Zusätzliche Polymere
Die Polymerschicht des erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementes kann zusätzliche Polymere enthalten, die hauptsächlich als Bindemittel dienen. Beispiele für solche zusätzlichen Polymere umfassen ein Polyamidimid, ein Polyimid, ein Polyetherimid, ein Polycarbonat, ein Polyphenylensulfid, ein Polyamid, ein Polysulfon, ein Polyetherimid, einen Polyester, ein Polyvinylidenfluorid, ein Polyethylen-Polytetrafluorethylen-Copolymer und dergleichen, sowie Gemische davon.
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann das zusätzliche Polymer in einer geeigneten und effektiven Menge enthalten. Das Zwischenübertragungselement kann das zusätzliche Polymer zum Beispiel in einer Menge von etwa 1 bis etwa 75 Gewichtsprozent, etwa 2 bis etwa 45 Gewichtsprozent oder etwa 3 bis etwa 15 Gewichtsprozent enthalten, bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile des Zwischenübertragungselementes.
Trägersubstrate
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann ein Trägersubstrat umfassen, das zum Beispiel in Kontakt mit der Polymerschicht, beispielsweise unter der Polymerschicht, angeordnet sein kann. Das Trägersubstrat kann verwendet werden, um dem Zwischenübertragungselement eine verbesserte Starrheit oder Festigkeit zu verleihen.
Die Beschichtungsdispersion mit dem Spirodilactampolycarbonat kann auf jedem geeigneten Trägermaterial aufgebracht werden, wobei ein Zwischenübertragungselement mit zwei Schichten erhalten wird. Beispiele für geeignete Materialien für Trägersubstrate umfassen Polyimide, Polyamidimide, Polyetherimide und dergleichen, sowie Gemische davon.
Spezifische Beispiele für Materialien für die Trägersubstrate, die in den erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementen verwendet werden können, umfassen Polyimide, wie beispielsweise Polyimid-Polymere, die schnell bei einer niedrigen Temperatur ausgehärtet wurden, wie zum Beispiel VTEC^TM P11388, 080-051, 851, 302, 203, 201 und PETI-5, alle handelsüblich erhältlich von Richard Blaine International, Incorporated, Reading, PA.; sowie Polyamidimide, Polyetherimide und dergleichen. Die thermisch aushärtbaren Polyimide können innerhalb kurzer Zeit (innerhalb von etwa 10 bis etwa 120 Minuten oder etwa 20 bis etwa 60 Minuten) bei Temperaturen von etwa 180°C bis etwa 260°C ausgehärtet werden und haben gewöhnlich ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von etwa 5000 bis etwa 500000 oder etwa 10000 bis etwa 100000, und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von etwa 50000 bis etwa 5000000 oder etwa 100000 bis etwa 1000000. Die Trägersubstrate können auch aus thermisch aushärtbaren Polyimiden hergestellt werden, die bei einer Temperatur von mehr als 300°C ausgehärtet werden können, und Beispiele dafür umfassen PYRE M. L.^® RC-5019, RC 5057, RC-5069, RC-5097, RC-5053 und RK-692, alle handelsüblich erhältlich von Industrial Summit Technology Corporation, Parlin, NJ; RP-46 und RP-50, beide handelsüblich erhältlich von Unitech LLC, Hampton, VA; DURIMIDE^® 100, handelsüblich erhältlich von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc., North Kingstown, RI; und KAPTON^® HN, VN und FN, alle handelsüblich erhältlich von E. I. DuPont, Wilmington, DE.
Beispiele für Polyamidimide, die als Trägersubstratmaterialien für die erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselemente verwendet werden können, umfassen VYLOMAX^® HR11NN (eine 15-gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon; T_g = 300°C; und M_w = 45000), HR-12N2 (eine 30-gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylol/Methylethylketon = 50/35/15; T_g = 255°C; und M_w = 8000), HR-13NX (eine 30-gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylol = 67/33; T_g = 280°C; und M_w = 10000), HR-15ET (eine 25-gewichtsprozentige Lösung in Ethanol/Toluol = 50/50; T_g = 260°C; und M_w = 10000) und HR-16NN (eine 14-gewichtsprozentige Lösung in N-Methylpyrrolidon; T_g = 320°C; und M_w = 100000), alle handelsüblich erhältlich von Toyobo Company of Japan, sowie TORLON^® AI10 (T_g = 272°C), handelsüblich erhältlich von Solvay Advanced Polymers, LLC, Alpharetta, GA.
Beispiele für Polyetherimide, die als Trägersubstratmaterialien für die erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselemente verwendet werden können, umfassen ULTEM^® 1000 (T_g = 210°C), 1010 (T_g = 217°C), 1100 (T_g = 217°C), 1285, 2100 (T_g = 217°C), 2200 (T_g = 217°C), 2210 (T_g = 217°C), 2212 (T_g = 217°C), 2300 (T_g = 217°C), 2310 (T_g = 217°C), 2312 (T_g = 217°C), 2313 (T_g = 217°C), 2400 (T_g = 217°C), 2410 (T_g = 217°C), 3451 (T_g = 217°C), 3452 (T_g = 217°C), 4000 (T_g = 217°C), 4001 (T_g = 217°C), 4002 (T_g = 217°C), 4211 (T_g = 217°C), 8015, 9011 (T_g = 217°C), 9075 und 9076, alle handelsüblich erhältlich von Sabic Innovative Plastics.
Das Trägersubstrat kann jede gewünschte und geeignete Dicke haben. Das Trägersubstrat kann beispielsweise eine Dicke von etwa 10 bis etwa 300 μm, etwa 50 bis etwa 150 μm, etwa 75 bis etwa 125 μm, etwa 80 bis etwa 105 μm oder etwa 80 bis etwa 90 μm haben.
Trennschicht
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann eine Trennschicht umfassen, die zum Beispiel in Kontakt mit der Polymerschicht, beispielsweise über der Polymerschicht, angeordnet sein kann. Die Trennschicht kann verwendet werden, damit sich der Toner besser abtrennt und um die Übertragung des entwickelten Bildes von einem Photorezeptor (Photoleiter) auf das Zwischenübertragungselement zu verbessern.
Die Trennschicht kann jede gewünschte und geeignete Dicke haben. Die Trennschicht kann beispielsweise eine Dicke von etwa 1 bis etwa 100 μm, etwa 10 bis etwa 75 μm oder etwa 20 bis etwa 50 μm haben.
Die Trennschicht kann TEFLON^®-ähnliche Materialien enthalten, wie zum Beispiel fluorierte Ethylen-Propylen-Copolymere (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyfluoralkoxy-Polytetrafluorethylen-Polymere (PFA TEFLON^®) oder andere TEFLON^®-ähnliche Materialien; Silikon-Materialien, wie zum Beispiel Fluorsilikone und Silikon-Kautschukmaterialien, wie beispielsweise Silicone Rubber 552, handelsüblich erhältlich von Sampson Coatings, Richmond, VA., (Polydimethylsiloxan/Dibutylzinndiacetat (DBTDA), 0,45 g DBTDA pro 100 g des Polydimethylsiloxan-Kautschukgemisches, mit einem Molekulargewicht M_w von etwa 3500); oder Fluorelastomere, wie zum Beispiel die Produkte, die unter dem Handelsnamen VITON^® erhältlich sind, wie beispielsweise Copolymere und Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, wie zum Beispiel VITON A^®, VITON E^®, VITON E60C^®, VITON E45^®, VITON E430^®, VITON B910^®, VITON GH^®, VITON B50^® oder VITON GF^®. VITON^® ist ein Handelsname von E. I. DuPont de Nemours, Inc. Spezifische Beispiele für die Fluorelastomere umfassen (1) Copolymere aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen oder Tetrafluorethylen, erhältlich unter dem Handelsnamen VITON A^®; (2) Terpolymere aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, erhältlich unter dem Handelsnamen VITON B^®; und (3) Tetrapolymere aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und einem vernetzenden Monomer, wie zum Beispiel VITON GF^®, enthaltend 35 Molprozent Vinylidenfluorid, 34 Molprozent Hexafluorpropylen und 29 Molprozent Tetrafluorethylen, sowie 2 Prozent eines vernetzenden Monomers. Das vernetzende Monomer kann ein Material sein, das von E. I. DuPont de Nemours, Inc. erhältlich ist, wie beispielsweise 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1, 3-Bromperfluorpropen-1 oder 1,1-Dihydro-3-bromperfluorpropen-1, oder ein anderes handelsüblich erhältliches vernetzendes Monomer.
Herstellung des Zwischenübertragungselementes
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement, umfassend das Spirodilactampolycarbonat und gegebenenfalls ein Polysiloxan und/oder einen leitfähigen Füllstoff, kann unter Anwendung eines geeigneten Verfahrens hergestellt werden. Ein Beispiel für ein geeignetes Verfahren ist ein Verfahren, umfassend das Herstellen einer gleichmäßigen (homogenen) Dispersion des Spirodilactampolycarbonats, die weitere Bestandteile enthalten kann, unter Anwendung eines bekannten Mahlverfahrens, und das Aufbringen der erhaltenen Dispersion auf einem Metallsubstrat, wie beispielsweise einem Edelstahlsubstrat, unter Verwendung eines Ziehbalkens (draw bar coater) oder unter Anwendung eines Fließbeschichtungsverfahrens. Der erhaltene Film wird dann bei einer Temperatur von etwa 100°C bis etwa 400°C, etwa 160°C bis etwa 320°C oder etwa 125°C bis etwa 190°C über einen Zeitraum von etwa 20 Minuten bis etwa 180 Minuten, etwa 40 Minuten bis etwa 120 Minuten oder etwa 25 Minuten bis etwa 35 Minuten getrocknet, während er auf dem Substrat verbleibt. Es ist bevorzugt, dass der Film ausgehärtet wird, indem er 30 Minuten lang auf 125°C, dann 30 Minuten lang auf 190°C und danach 60 Minuten lang auf 320°C erwärmt wird.
Nachdem der Film getrocknet und auf Raumtemperatur (etwa 23°C bis etwa 25°C) abgekühlt wurde, löst sich der Film selbst vom Substrat ab. Der Film löst sich beispielsweise innerhalb von etwa 1 bis etwa 15 Sekunden, etwa 5 bis etwa 15 Sekunden oder etwa 5 bis etwa 10 Sekunden ohne eine äußere Einwirkung selbst vom Substrat ab. Das erhaltene Zwischenübertragungselement, das in Form eines Films vorliegt, kann eine Dicke von etwa 30 bis etwa 400 μm, etwa 15 bis etwa 150 μm, etwa 20 bis etwa 100 μm, etwa 50 bis etwa 200 μm, etwa 70 bis etwa 150 μm oder etwa 25 bis etwa 75 μm haben.
Beispiele für die Substrate, auf denen die Beschichtungszusammensetzung mit dem Spirodilactampolycarbonat aufgebracht werden kann, umfassen Substrate aus Edelstahl, Aluminium, Nickel, Kupfer, Legierungen dieser Metalle, Glas und anderen geeigneten Materialien.
Beispiele für die Lösungsmittel, die für die Herstellung der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden können und die in einer Menge von etwa 60 bis etwa 95 Gewichtsprozent oder etwa 70 bis etwa 90 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, verwendet werden können, umfassen Alkylenhalogenide, wie zum Beispiel Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Toluol, Monochlorbenzol, N-Methyl-2 pyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Methylethylketon, Dimethylsulfoxid (DMSO), Methylisobutylketon, Formamid, Aceton, Ethylacetat, Cyclohexanon, Acetanilid und dergleichen, sowie Gemische davon. Die Lösungsmittel, die für die Herstellung der Beschichtungszusammensetzung verwendet werden können, können Verdünnungsmittel enthalten. Beispiele für solche Verdünnungsmittel umfassen aromatische Kohlenwasserstoffe, Ethylacetat, Aceton, Cyclohexanon oder Acetanilid, die in einer Menge von etwa 1 bis etwa 25 Gewichtsprozent oder etwa 1 bis etwa 10 Gewichtsprozent verwendet werden können, bezogen auf das Gewicht des Lösungsmittels.
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann in verschiedensten Druckern und Kopierern verwendet werden, wie beispielsweise in xerographischen Drucksystemen. Beispiele für solche Vorrichtungen umfassen xerographische Vorrichtungen, in denen entwickelte Tonerbilder jeweils auf einem Bilderherstellungselement, wie zum Beispiel einer photoleitfähigen Trommel (Photorezeptor) in einer Bildherstellungsvorrichtung, erzeugt werden und danach mit einer Entwicklungsvorrichtung entwickelt und dann auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden. Die Bilder können auf einem Photorezeptor (Photoleiter) erzeugt und dann nacheinander entwickelt werden, und danach auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden. Die Bilder können ebenfalls auf dem Photoleiter (Photorezeptortrommel) erzeugt, entwickelt und dann auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden. Die Vorrichtung kann ein Farbkopierer sein, in dem jede Farbe eines Bildes auf einer Photorezeptortrommel erzeugt, entwickelt und dann auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird.
Nachdem das Tonerbild von der Photorezeptortrommel auf das Zwischenübertragungselement übertragen wurde, wird das Zwischenübertragungselement unter Anwendung von Wärme und Druck in Kontakt mit einem Bildaufzeichnungsmedium, wie beispielsweise Papier, gebracht. Dabei wird das Bild vom Zwischenübertragungselement auf das Bildaufzeichnungsmedium, wie beispielsweise Papier, übertragen und darauf fixiert.
Bei einer Bild-auf-Bild-Übertragung werden die Farbtonerbilder zuerst auf einem Photorezeptor erzeugt, und alle Farbtonerbilder werden dann gleichzeitig auf ein Zwischenübertragungselement übertragen. Bei einer Tandem-Übertragung sind mehrere Photorezeptoren entlang des Zwischenübertragungselementes angeordnet, die jeweils ein Bild mit einer Farbe auf den gleichen Bereich des Zwischenübertragungselementes übertragen.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen genauer beschrieben. Alle Teile und Prozentangaben sind auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben.
Beispiele
Vergleichsbeispiel 1
Eine Beschichtungszusammensetzung wurde hergestellt, indem Special Carbon Black 4 (erhältlich von Degussa Chemicals), ein Polyimid aus einem Polyimid-Vorläufer (Polyamidsäure) aus Pyromellithsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin (erhältlich unter dem Handelsnamen PYRE-M.L.^® RC-5019 von Industrial Summit Technology) und ein Polyester-modifiziertes Polydimethylsiloxan (erhältlich unter dem Handelsnamen BYK^® 333 von BYK Chemical) in einem Verhältnis von 14/85,95/0,05 in N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) (Feststoffanteil: etwa 13 Gewichtsprozent) unter Rühren miteinander vermischt wurden. Die erhaltene Dispersion wurde in einer Dicke von 0,5 mm auf einem Edelstahlsubstrat aufgebracht und 30 Minuten lang bei 125°C, dann 30 Minuten lang bei 190°C und danach 60 Minuten lang bei 320°C ausgehärtet. Das erhaltene Zwischenübertragungselement, das die zuvor beschriebenen Bestandteile enthielt, löste sich nicht vom Edelstahlsubstrat ab, sondern haftete fest an dem Substrat. Der erhaltene Zwischenübertragungsfilm löste sich auch nicht vom Substrat ab, nachdem er 3 Monate lang in Wasser eingetaucht worden war.
Vergleichsbeispiel 2
Ein Zwischenübertragungselement wurde auf die gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polyimid aus der Polyamidsäure aus Pyromellithsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin durch Polycarbonat PCZ-400 [Poly(4,4'-dihydroxy-diphenyl-1-1-cyclohexan; M_w = 40000], erhältlich von Mitsubishi Gas Chemical Company, ersetzt wurde, wobei ein Zwischenübertragungselement mit einem vergleichbaren spezifischen elektrischen Oberflächenwiderstand erhalten wurde.
Beispiel I
Eine Beschichtungszusammensetzung wurde hergestellt, indem Special Carbon Black 4 (erhältlich von Degussa Chemicals), ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat A mit der im Folgenden angegebenen Formel (erhältlich von Shell Development Company, Houston, Texas) und, als Oberflächen-Glättungsmittel, ein Copolymer aus einem Polyether und einem Polydimethylsiloxan (BYK^® 333, erhältlich von BYK Chemical) in einem Verhältnis von Spirodilactam-Copolymer/Ruß/Siloxan-Copolymer von 85/14,95/0,05 in N-Methyl-2-pyrrolidon (Feststoffanteil: etwa 25 Gewichtsprozent) unter Rühren und Mahlen miteinander vermischt wurden.
Die erhaltene Dispersion wurde dann in einer Dicke von 0,5 mm auf einem Edelstahlsubstrat aufgebracht und danach 40 Minuten lang bei 160°C ausgehärtet. Der erhaltene Zwischenübertragungsfilm hatte eine Dicke von 80 μm und eine ebene Oberfläche, zeigte keine Tendenz, sich aufzurollen, und löste sich von selbst innerhalb von 15 Sekunden von dem Edelstahlsubstrat ab.
Das in diesem Beispiel verwendete Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat A war eine Verbindung, die durch die folgende Formel dargestellt wird:
mit x = 6 Molprozent und y = 94 Molprozent; das gewichtsgemittelte Molekulargewicht (M_w) des Copolymers betrug 100000, bestimmt mittels GPC-Analyse; und die Glasübergangstemperatur des Copolymers betrug T_g = 223°C.
Beispiel II
Zwischenübertragungselemente wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel I hergestellt, mit der Ausnahme, dass die folgenden anderen Copolymere mit der zuvor angegebenen Formel verwendet wurden: x = 10 Molprozent, y = 90 Molprozent und M_w = 150000; x = 20 Molprozent, y = 80 Molprozent und M_w = 200000; und x = 30 Molprozent, y = 70 Molprozent und M_w = 250000.
Bewertungen
Der Youngsche Modul der Zwischenübertragungselemente des Beispiels I, des Vergleichsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 wurden entsprechend dem Verfahren ASTM D882-97 gemessen. Die Proben (0,5 inch × 12 inch) der Zwischenübertragungselemente wurden jeweils in die Vorrichtung Instron Tensile Tester eingebracht und mit einer konstanten Geschwindigkeit so lange gestreckt, bis sie brachen. Während des Tests wurde die Streckkraft gegen die Streckung der Probe aufgezeichnet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Der spezifische elektrische Oberflächenwiderstand der Zwischenübertragungselemente des Beispiels I, des Vergleichsbeispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 wurden unter Verwendung eines herkömmlichen Messgeräts zum Messen hoher Widerstandswerte gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle

	spezifischer elektrischer Oberflächenwiderstand in Ohm/Flächenquadrat (Ω/☐)	Youngscher Modul in Megapascal (MPa)	Ablösung vom Metallsubstrat
Beispiel I: Zwischenübertragungselement mit einem Polycarbonat auf der Basis eines Spirodilactams	1,9 × 10¹⁰	4800	der erhaltene Film löste sich von selbst innerhalb von 15 Sekunden ab
Vergleichsbeispiel 2: Zwischenübertragungselement mit Polycarbonat Z	3,7 × 10¹⁰	1600	der erhaltene Film löste sich von selbst innerhalb von 60 Sekunden ab
Vergleichsbeispiel 1: Zwischenübertragungselement mit einem Polyimid	5,4 × 10¹⁰	5000	der erhaltene Film löste sich nicht vom Substrat ab, nachdem er 3 Monate lang in Wasser eingetaucht worden war

Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement mit einem Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat des Beispiels I hatte einen Youngschen Modul, der dem Dreifachen des Moduls des Zwischenübertragungselementes mit Polycarbonat Z des Vergleichsbeispiels 2 entsprach. Die Youngschen Module des Zwischenübertragungselementes mit einem Polyimid des Vergleichsbeispiels 1 und des erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementes mit einem Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat des Beispiels I waren fast gleich. Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement des Beispiels I löste sich jedoch innerhalb von 15 Sekunden selbst vom Substrat ab, während sich das Zwischenübertragungselement des Vergleichsbeispiels 1 nicht von selbst vom Substrat ablöste.
Das Verhältnis Spirodilactampolycarbonat/leitfähiger Füllstoff/Polysiloxan in Beispiel I betrug 85/14,95/0,05. Dieses Verhältnis kann aber auch etwa 80/19,95/0,05 oder etwa 90/9,9/0,1 betragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ASTM D882-97 [0069]

Claims

Zwischenübertragungselement, umfassend eine Polymerschicht, die ein Spirodilactampolycarbonat enthält.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, wobei das Spirodilactampolycarbonat ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von etwa 50000 bis etwa 300000 hat, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Polymerschicht das Spirodilactampolycarbonat, ein Polysiloxan und gegebenenfalls einen leitfähigen Füllstoff enthält, und wobei das Spirodilactampolycarbonat ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat ist.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 3, weiterhin umfassend eine Trennschicht, die in Kontakt mit der Polymerschicht angeordnet ist und die mindestens einen Bestandteil enthält, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem fluorierten Ethylen-Propylen-Copolymer, einem Polytetrafluorethylen, einem Polyfluoralkoxypolytetrafluorethylen, einem Fluorsilikon, einem Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Terpolymer und Gemischen davon.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:

wobei x und y die Anteile in Molprozent sind und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.
Zwischenübertragungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer eine Verbindung umfasst, die durch die folgende Formel dargestellt wird:
wobei x etwa 5 bis etwa 30 Molprozent ist und wobei y etwa 70 bis etwa 95 Molprozent ist.
Zwischenübertragungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei das Polysiloxan ein Copolymer aus einem Polyether und einem Polydimethylsiloxan, ein Copolymer aus einem Polyester und einem Polydimethylsiloxan, ein Copolymer aus einem Polyacrylat und einem Polydimethylsiloxan oder ein Copolymer aus einem Polyesterpolyether und einem Polydimethylsiloxan ist.
Zwischenübertragungselement nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer in einer Menge von etwa 60 bis etwa 95 Gewichtsprozent enthalten ist, wobei das Polysiloxan in einer Menge von etwa 0,05 bis etwa 1 Gewichtsprozent enthalten ist und wobei der leitfähige Füllstoff in einer Menge von etwa 1 bis etwa 40 Gewichtsprozent enthalten ist, und wobei die Gesamtmenge dieser Bestandteile etwa 100 Prozent beträgt.
Zwischenübertragungselement, umfassend ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer und einem Polycarbonat, ein Polysiloxan und einen leitfähigen Füllstoff, wobei das Copolymer mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:
wobei x etwa 5 bis etwa 30 Molprozent ist und wobei y etwa 70 bis etwa 95 Molprozent ist.
Zwischenübertragungselement, umfassend ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer und einem Polycarbonat, ein Polysiloxan und einen leitfähigen Füllstoff, wobei das Zwischenübertragungselement einen Modul von etwa 3000 bis etwa 5500 MPa hat und wobei das Gemisch gut von einem Metallsubstrat abgelöst werden kann.