DE102012208331B4

DE102012208331B4 - Zwischenübertragungselement

Info

Publication number: DE102012208331B4
Application number: DE102012208331.6A
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: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2032-05-19
Also published as: JP2012242824A; US8361624B2; JP5805004B2; DE102012208331A1; US20120301725A1

Abstract

Zwischenübertragungselement, umfassend eine Polymerschicht, die ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat enthält,wobei die Polymerschicht weiterhin ein Polysiloxan enthält,wobei das Copolymer mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:undworin x 2 bis 20 Molprozent ist und y 80 bis 98 Molprozent ist, undwobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.

Description

Diese Erfindung betrifft ein Zwischenübertragungselement. Genauer gesagt, die Erfindung betrifft ein Zwischenübertragungselement, das ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat enthält.
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.
Bekannte Zwischenübertragungselemente für xerographische Systeme werden beispielsweise in den U.S. Patenten Nr. 7,130,569, Nr. 7,139,519, Nr. 7,920,813 und Nr. 7,923,084 beschrieben.
DE 689 22 972 T2 offenbart Copolymere, die abwechselnd Einheiten eines 1,6-Diazaspiro[4.4]nonan-2,7-dion mit Oxyaryl enthaltenden Substituenten an den Spiro-Ring-Stickstoffatomen und Einheiten mit Carbonylgruppen umfassen, sowie gegebenenfalls Dioxyphenylalkan-Einheiten umfassen.
US 5,030,707 A betrifft ein Polykarbonatpolymer, bestehend aus regulären, abwechselnden Einheiten aus (1) einem 1,6-Diaza[4.4]spirodilactam mit Oxyaryl-enthaltenden Substituenten an jedem Spiro-Ring-Stickstoffatom, und (2) einer Dioxyphenylverbindung, wobei die Einheiten durch Carbonylgruppen voneinander getrennt sind.
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 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 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 200 °C, wie zum Beispiel im Bereich von 210 °C bis 400 °C oder im Bereich von 215 °C bis 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.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen:

(1) Ein Zwischenübertragungselement, umfassend eine Polymerschicht, die ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat enthält, wobei die Polymerschicht weiterhin ein Polysiloxan enthält, wobei das Copolymer mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:

und
worin x 2 bis 20 Molprozent ist und y 80 bis 98 Molprozent ist, und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.
(2) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (1), wobei die Polymerschicht weiterhin einen leitfähigen Füllstoff enthält.
(3) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (1), wobei das Copolymer ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 50000 bis 300000 hat, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie.
(4) Ein Zwischenübertragungselement gemäß einem der Punkte (1) bis (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 Polyfluoralkoxy-polytetrafluorethylen, einem Fluorsilikon, einem Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Terpolymer und Gemischen davon.
(5) Ein Zwischenübertragungselement gemäß einem der Punkte (1) bis (4), wobei x 3 bis 10 Molprozent ist und y 90 bis 97 Molprozent ist.
(6) Ein Zwischenübertragungselement gemäß einem der Punkte (1) bis (5), 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.
(7) Ein Zwischenübertragungselement gemäß einem der Punkte (1) bis (6), wobei das Copolymer in einer Menge von 60 bis 95 Gewichtsprozent enthalten ist, das Polysiloxan in einer Menge von 0,05 bis 1 Gewichtsprozent enthalten ist und der leitfähige Füllstoff in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsprozent enthalten ist, und wobei die Gesamtmenge dieser Bestandteile etwa 100 Prozent beträgt.
(8) Ein Zwischenübertragungselement, umfassend eine Polymerschicht, die ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat enthält, wobei das Copolymer durch die folgende Formel dargestellt wird:
worin x 6 bis 25 Molprozent ist und y 75 bis 94 Molprozent ist, und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.
(9) Ein Zwischenübertragungselement gemäß Punkt (8), umfassend ein Gemisch aus dem Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat, ein Polysiloxan und einen leitfähigen Füllstoff, wobei das Zwischenübertragungselement einen Modul von 3000 bis 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, umfassend ein Gemisch aus einem Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat, wobei die Polymerschicht weiterhin ein Polysiloxan enthält.
Die 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Zwischenübertragungselement, umfassend eine Schicht 2, die ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat (im Folgenden auch als „Spirodilactampolycarbonat-Copolymer“ bezeichnet) 3, oder ein Gemisch aus 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-Copolymer 8, oder ein Gemisch aus 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-Copolymer 17, oder ein Gemisch aus einem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer 17 und einem Polycarbonat 18, 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 90-prozentige bis 99-prozentige oder eine 95-prozentige bis 100-prozentige Übertragung, eines xerographisch entwickelten Bildes; es hat einen Youngschen Modul von beispielsweise 3000 bis 7000 MPa, 3000 bis 5500 MPa, 3600 bis 6000 MPa, 3500 bis 5000 MPa, 3000 bis 5000 MPa, 4800 bis 5000 MPa oder 3700 bis 4000 MPa; es hat eine hohe Glasübergangstemperatur (T_g) von 200 bis 400 °C, 250 bis 375 °C oder 215 bis 375 °C; es hat einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) von 20 bis 70 ppm/°K oder 30 bis 60 ppm/°K; und es hat einen hervorragenden spezifischen elektrischen Widerstand, gemessen mit einem herkömmlichen Messgerät zum Messen hoher Widerstandswerte, von beispielsweise 10⁸ bis 10¹³ Ohm/Flächenquadrat, 10⁹ bis 10¹³ Ohm/Flächenquadrat, 10⁹ bis 10¹² Ohm/Flächenquadrat oder 10¹⁰ bis 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 95 bis 100 Prozent oder zu 97 bis 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 Spirodilactampolycarbonat-Copolymere ab. Diese Zeitdauer beträgt jedoch gewöhnlich 1 bis 60 Sekunden, 1 bis 35 Sekunden, 1 bis 15 Sekunden, 1 bis 10 Sekunden oder 1 bis 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.
Spirodilactampolvcarbonat-Copolymere
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement umfasst eine Polymerschicht, die ein Spirodilactampolycarbonat-Copolymer enthält. Das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer ist ein Copolymer, das aus Spirodilactamcarbonat-Monomeren und Carbonat-Monomeren hergestellt wurde. Das erfindungsgemäß verwendete Spirodilactampolycarbonat-Copolymer ist ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Spirodilactampolycarbonate sind Copolymere, die durch die folgenden Formeln dargestellt werden:

und
wobei x und y die Anteile in Molprozent sind und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist. Diese Copolymere sind von Shell Development Company, Houston, Texas handelsüblich erhältlich.
In diesen Formeln ist x bevorzugt 1 bis 30 Molprozent, 5 bis 30 Molprozent, 6 bis 25 Molprozent, 6 bis 20 Molprozent, 2 bis 20 Molprozent, 1 bis 5 Molprozent oder 3 bis 10 Molprozent, und y ist bevorzugt 70 bis 99 Molprozent, 70 bis 95 Molprozent, 80 bis 98 Molprozent, 95 bis 99 Molprozent, 90 bis 97 Molprozent, 80 bis 94 Molprozent oder 75 bis 94 Molprozent. Die erfindungsgemäß verwendeten Spirodilactampolycarbonat-Copolymere haben bevorzugt ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 50000 bis 300000, 100000 bis 250000, 75000 bis 200000 oder 150000 bis 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 erfindungsgemäß verwendeten Copolymere 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 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 Copolymere 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 Gemische davon.
Die erfindungsgemäß verwendeten Spirodilactampolycarbonate können in einer Menge von etwa 100 Prozent in dem erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselement enthalten sein. Es ist bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement die Spirodilactampolycarbonate (d.h. die Copolymere aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat) in einer Menge von 50 bis 90 Gewichtsprozent, 70 bis 85 Gewichtsprozent, 65 bis 95 Gewichtsprozent, 60 bis 95 Gewichtsprozent, 80 bis 90 Gewichtsprozent oder 80 bis 85 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile des Zwischenübertragungselementes.
Die Spirodilactampolycarbonate können in einer Menge von bis zu 100 Prozent in dem erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselement enthalten sein. Es ist bevorzugt, dass die Polymerschicht des erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselementes das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer in einer Menge von 50 bis 90 Gewichtsprozent, 70 bis 85 Gewichtsprozent, 65 bis 95 Gewichtsprozent, 60 bis 95 Gewichtsprozent, 80 bis 90 Gewichtsprozent oder 80 bis 85 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Gewicht aller Bestandteile der Polymerschicht.
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement kann das Spirodilactampolycarbonat-Copolymer, 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.
Polvsiloxan-Polvmere
Das erfindungsgemäße Zwischenübertragungselement enthält zusätzlich ein Polysiloxan-Polymer. Beispiele für Polysiloxan-Polymere, die in den Zwischenübertragungs-elementen 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 Gemische davon.
Die Polysiloxan-Polymere oder Copolymere davon sind in einer geeigneten Menge in der Polymerschicht enthalten, wie beispielsweise in einer Menge von 0,01 bis 1 Gewichtsprozent, 0,05 bis 1 Gewichtsprozent, 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent, 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent oder 0,1 bis 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™ F, handelsüblich erhältlich von Panipol Oy, Finnland; und bekannte mit Ligninsulfonsäure gepfropfte Polyaniline. Diese Polyaniline haben gewöhnlich einen relativ kleinen Teilchendurchmesser von beispielsweise 0,5 bis 5 µm, 1,1 bis 2,3 µm oder 1,5 bis 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-S, 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 0,1 bis 50 Gewichtsprozent, 1 bis 60 Gewichtsprozent, 1 bis 40 Gewichtsprozent, 3 bis 40 Gewichtsprozent, 4 bis 30 Gewichtsprozent, 10 bis 30 Gewichtsprozent, 10 bis 20 Gewichtsprozent oder 5 bis 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 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 1 bis 75 Gewichtsprozent, 2 bis 45 Gewichtsprozent oder 3 bis 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-Copolymer 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 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™ PI 1388, 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 10 bis 120 Minuten oder 20 bis 60 Minuten) bei Temperaturen von 180 °C bis 260 °C ausgehärtet werden und haben gewöhnlich ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von 5000 bis 500000 oder 10000 bis 100000, und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 50000 bis 5000000 oder 100000 bis 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^® HR-11NN (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^® Al-10 (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 10 bis 300 µm, 50 bis 150 µm, 75 bis 125 µm, 80 bis 105 µm oder 80 bis 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 1 bis 100 µm, 10 bis 75 µm oder 20 bis 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-Copolymer 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 Spirodilactampolycarbonat-Copolymers, 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 100 °C bis 400 °C, 160 °C bis 320 °C oder 125 °C bis 190 °C über einen Zeitraum von 20 Minuten bis 180 Minuten, 40 Minuten bis 120 Minuten oder 25 Minuten bis 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 (23 °C bis 25 °C) abgekühlt wurde, löst sich der Film selbst vom Substrat ab. Der Film löst sich beispielsweise innerhalb von 1 bis 15 Sekunden, 5 bis 15 Sekunden oder 5 bis 10 Sekunden ohne eine äußere Einwirkung selbst vom Substrat ab. Das erhaltene Zwischenübertragungselement, das in Form eines Films vorliegt, kann eine Dicke von 30 bis 400 µm, 15 bis 150 µm, 20 bis 100 µm, 50 bis 200 µm, 70 bis 150 µm oder 25 bis 75 µm haben.
Beispiele für die Substrate, auf denen die Beschichtungszusammensetzung mit dem Spirodilactampolycarbonat-Copolymer 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 60 bis 95 Gewichtsprozent oder 70 bis 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 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 1 bis 25 Gewichtsprozent oder 1 bis 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 x 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.

Claims

Zwischenübertragungselement, umfassend eine Polymerschicht, die ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat enthält, wobei die Polymerschicht weiterhin ein Polysiloxan enthält, wobei das Copolymer mindestens eine der folgenden Verbindungen umfasst:
und
worin x 2 bis 20 Molprozent ist und y 80 bis 98 Molprozent ist, und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, wobei die Polymerschicht weiterhin einen leitfähigen Füllstoff enthält.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, wobei das Copolymer ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 50000 bis 300000 hat, bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie.
Zwischenübertragungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 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 Polyfluoralkoxy-polytetrafluorethylen, einem Fluorsilikon, einem Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Terpolymer und Gemischen davon.
Zwischenübertragungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei x 3 bis 10 Molprozent ist und y 90 bis 97 Molprozent ist.
Zwischenübertragungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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 1 bis 6, wobei das Copolymer in einer Menge von 60 bis 95 Gewichtsprozent enthalten ist, das Polysiloxan in einer Menge von 0,05 bis 1 Gewichtsprozent enthalten ist und der leitfähige Füllstoff in einer Menge von 1 bis 40 Gewichtsprozent enthalten ist, und wobei die Gesamtmenge dieser Bestandteile etwa 100 Prozent beträgt.
Zwischenübertragungselement, umfassend eine Polymerschicht, die ein Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat enthält, wobei das Copolymer durch die folgende Formel dargestellt wird:
worin x 6 bis 25 Molprozent ist und y 75 bis 94 Molprozent ist, und wobei die Summe von x und y 100 Molprozent ist.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 8, umfassend ein Gemisch aus dem Copolymer aus einem Spirodilactampolycarbonat und einem Polycarbonat, ein Polysiloxan und einen leitfähigen Füllstoff, wobei das Zwischenübertragungselement einen Modul von 3000 bis 5500 MPa hat und wobei das Gemisch gut von einem Metallsubstrat abgelöst werden kann.