DE102014205787B4

DE102014205787B4 - Zwischenübertragungselemente aus polyarylatcarbonat-copolymeren

Info

Publication number: DE102014205787B4
Application number: DE102014205787.6A
Authority: DE
Inventors: Jin Wu
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2013-04-13
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: US20140306163A1; JP6157393B2; DE102014205787A1; JP2014206737A; US9052645B2

Abstract

Zwischenübertragungselement, umfassend ein Polyarylatcarbonat-Copolymer, ein Polysiloxan und eine leitfähige Füllstoffkomponente, und wobei das Polyarylatcarbonat-Copolymer aus der Gruppe bestehend aus jenen, die durch die folgenden Formeln/Strukturen dargestellt sind:und Gemischen davon ausgewählt ist, wobei m und n die Molprozente jedes Segments darstellen, und wobei die Gesamtsumme davon 100 Molprozent beträgt, wobei m von 60 bis 90 Molprozent ist, und n von 10 bis 40 Molprozent ist, und wobei die Gesamtsumme davon 100 Molprozent beträgt.

Description

HINTERGRUND
Zwischenübertragungselemente, wie beispielsweise Zwischenübertragungsbänder, die zum Übertragen eines entwickelten Bildes in xerografischen Systemen ausgewählt werden, sind bekannt. Zum Beispiel ist eine Anzahl von Zwischenübertragungselementen bekannt, welche Materialien mit einem unannehmbar niedrigen Modul oder einer unannehmbar geringen Reißfestigkeit oder schlechten Eigenschaften bezüglich der Trennung von Metallsubstraten umfassen, oder wobei die Herstellung der Elemente in erster Linie aufgrund des Mangels an Rohmaterialien und der übermäßig langen Trockenzeiten teuer ist. Außerdem sind verschiedene Zwischenübertragungselemente mit Eigenschaften bekannt, die verursachen, dass diese Elemente brüchig werden, was zu einer unangemessenen Annahme des entwickelten Bildes und anschließenden Teilübertragung der entwickelten xerografischen Bilder auf ein Substrat wie Papier führt.
Ein Nachteil in Bezug auf die Herstellung eines Zwischenübertragungselements ist, dass üblicherweise eine separate Trennschicht auf ein Metallsubstrat aufgebracht wird, und danach die Komponenten des Zwischenübertragungselements auf die Trennschicht aufgetragen werden, und wobei die Trennschicht es ermöglicht, dass das resultierende Zwischenübertragungselement durch Abziehen oder durch die Verwendung von mechanischen Vorrichtungen vom Metallsubstrat getrennt wird. Die Verwendung einer Trennschicht erhöht die Herstellungskosten und verlängert die Fertigungszeit, und solch eine Schicht kann eine Anzahl der Eigenschaften des Zwischenübertragungselements modifizieren.
Für einfache xerografische Maschinen und Drucker, die 30 Seiten oder weniger pro Minute produzieren, werden aufgrund ihrer niedrigen Kosten für gewöhnlich thermoplastische Zwischenübertragungselemente verwendet. Die Modulwerte von thermoplastischen Materialien, wie beispielsweise bestimmten Polycarbonaten, Polyestern und Polyamiden, können jedoch verhältnismäßig niedrig sein, zum Beispiel 1.000 bis 1.500 Megapascal (MPa).
Xerografische Hochleistungsmaschinen und -drucker, die mindestens 30 Seiten pro Minute und bis zu 75 Seiten pro Minute oder mehr produzieren, verwenden üblicherweise Zwischenübertragungselemente aus thermoplastischen Polyimiden, wärmehärtbaren Polyimiden oder Polyamidimiden vor allem aufgrund ihres hohen Moduls von 3.500 MPa oder mehr. Zwischenübertragungselemente, welche diese Materialien verwenden, sind jedoch insofern teurer, als sowohl die Materialkosten als auch die Fertigungsprozesskosten bei Verwenden von thermoplastischen und wärmehärtbaren Polyimiden der Polyamidimiden höher sind. Demnach ist ein kostengünstiges Zwischenübertragungselement für Hochleistungsmaschinen wünschenswert, das einen hohen Modul und ausgezeichnete Trenneigenschaften besitzt.
Außerdem besteht ein Bedarf an Zwischenübertragungselementen mit ausgezeichneten Reißfestigkeiten, wie durch Messungen ihres Moduls bestimmt, die leicht von Substraten zu trennen sind, hohe Glasübergangstemperaturen, wie beispielsweise über 150 °C, wie von 160 °C bis 400 °C und 170 °C bis 350 °C, besitzen, und wobei die Elemente für längere Zeiträume eine verbesserte Stabilität bei minimaler oder gar keiner Verschlechterung aufweisen.
Ein weiterer Bedarf betrifft die Bereitstellung von nahtlosen Zwischenübertragungselementen, welche eine ausgezeichnete Leitfähigkeit und einen ausgezeichneten spezifischen Widerstand aufweisen, und welche Eigenschaften annehmbarer Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit besitzen, die zu entwickelten Bildern mit minimalen Auflösungsproblemen führen.
US 5,130,215 A betrifft einen mehrschichtigen elektrofotografischen Fotoleiter, umfassend eine Ladungstransportschicht und eine ladungsgenerierende Schicht. Beide Schichten umfassen ein polymeres Bindemittel, welches ein Polyestercarbonat sein kann, wobei der Estergehalt von 35 bis ungefähr 70 Gew.-% sein kann.
EP 2555060 A1 betrifft ein Zwischenübertragungselement, umfassend Biarylpolycarbonate, ein optionales Polysiloxan und eine optionale leitfähige Füllstoffkomponente.
EP 0517943 A1 betrifft Copolyester-Carbonatpolymere, basierend auf Diaryldicarboxylsäuren und deren Derivaten und Mischungen.

1 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines einschichtigen Zwischenübertragungselements der vorliegenden Offenbarung.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines zweischichtigen Zwischenübertragungselements der vorliegenden Offenbarung.
3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform eines dreischichtigen Zwischenübertragungselements der vorliegenden Offenbarung.

In 1 ist ein Zwischenübertragungselement veranschaulicht, das eine Schicht 2 umfasst, die ein Polyarylatcarbonat-Copolymer 3 oder ein Gemisch aus einem Polyarylatcarbonat-Copolymer 3 und einem optionalen Polycarbonat 4 sowie einem optionalen Siloxanpolymer 5 und einer optionalen leitfähigen Komponente 6 als optionalen Bestandteilen umfasst.
In 2 ist ein zweischichtiges Zwischenübertragungselement veranschaulicht, das eine untere Schicht 7, die ein Polyarylatcarbonat-Copolymer 8 oder ein Gemisch aus einem Polyarylatcarbonat-Copolymer 8 sowie einem optionalen Polycarbonat 9, einem optionalen Siloxanpolymer 10 und einer optionalen leitfähigen Komponente 11 umfasst, und eine optionale obere oder äußere Toner-Trennschicht 13 umfasst, die Trennkomponenten 14 umfasst.
In 3 ist ein dreischichtiges Zwischenübertragungselement veranschaulicht, das ein Trägersubstrat 15, eine Schicht 16 darüber, die ein Polyarylatcarbonat-Copolymer 8 oder ein Gemisch aus einem Polyarylatcarbonat-Copolymer 17 sowie einem Polycarbonat 18, einem optionalen Siloxanpolymer 19 und einer optionalen leitfähigen Komponente 21 umfasst, und eine optionale Trennschicht 23 umfasst, die Trennkomponenten 24 umfasst.
Die hierin offenbarten Zwischenübertragungselemente weisen ausgezeichnete Trenneigenschaften (Selbsttrennung) auf, wobei die Verwendung einer externen Trennschicht, die zum Beispiel auf einem Edelstrahlsubstrat vorhanden ist, vermieden wird; haben eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, während sie die schnelle und vollständige Übertragung, wie beispielsweise eine Übertragung von 90 bis 99 Prozent oder von 95 bis 100 Prozent, eines entwickelten xerografischen Bildes ermöglichen; und besitzen einen Youngschen Modul von zum Beispiel 2.500 bis 3.500, von 2.600 bis 5.000 Megapascal (MPa), von 2.400 bis 3.000, von 2.600 bis 3.200, von 3.000 bis 7.000 Megapascal (MPa), von 3.000 bis 5.500 MPa, von 3.600 bis 6.000 MPa, von 3.500 bis 5.000 MPa, von 3.000 bis 5.000 MPa, von 4.800 bis 5.000 MPa oder von 3.700 bis 4.000 MPa; eine hohe Glasübergangstemperatur (Tg) von zum Beispiel 150 °C bis 400 °C, von 160 °C bis 375 °C, von 160 °C bis 400 °C, von 170 °C bis 350 °C oder von 180 °C bis 350 °C; einen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE für engl. coefficient of thermal expansion) von zum Beispiel 40 bis 100 ppm/°K (Teile pro Million pro Grad Kelvin), von 50 bis 90 ppm/°K oder von 85 bis 90 ppm/°K; und einen ausgezeichneten spezifischen Widerstand, wie mit einem bekannten Gerät zum Messen des spezifischen Widerstands gemessen, von 10⁸ bis 10¹³ Ohm/Quadrat, von 10⁹ bis 10¹³ Ohm/Quadrat, von 10⁹ bis 10¹² Ohm/Quadrat oder von 10¹⁰ bis 10¹² Ohm/Quadrat. Der spezifische Widerstand der offenbarten Zwischenübertragungselemente kann durch Ändern der Konzentration der leitfähigen Teilchen angepasst werden.
Die Selbsttrenneigenschaften ohne Unterstützung durch irgendwelche externe Quellen, wie beispielsweise Stemmvorrichtungen, ermöglichen die effiziente, kostengünstige Bildung und vollständige Trennung, wie beispielsweise eine Trennung von 95 bis 100 Prozent oder von 97 bis 99 Prozent, der offenbarten Zwischenübertragungselemente von Substraten, wie beispielsweise Stahl, Aluminium oder Glas, auf welchen die Elemente anfänglich in der Form eines Films hergestellt werden. Selbsttrennung vermeidet außerdem die Notwendigkeit von Trennmaterialien und separaten Trennschichten auf den Metallsubstraten. Der Zeitraum zum Erhalten der Selbsttrenneigenschaften variiert zum Beispiel in Abhängigkeit von den ausgewählten verschiedenen Polyarylatcarbonat-Copolymeren, die hierin offenbart werden. Im Allgemeinen beträgt dieser Zeitraum jedoch 1 bis 60 Sekunden, wie beispielsweise 1 bis 35 Sekunden, 1 bis 15 Sekunden, 1 bis 10 Sekunden oder 1 bis 5 Sekunden, und in einigen Fällen weniger als eine Sekunde.
Die Zwischenübertragungselemente der vorliegenden Offenbarung können in einer beliebigen von einer Vielfalt von Konfigurationen bereitgestellt werden, wie beispielsweise in einer einschichtigen Konfiguration oder in einer mehrschichtigen Konfiguration, die zum Beispiel eine obere Trennschicht umfasst. Insbesondere kann das endgültige Zwischenübertragungselement in der Form eines flexiblen Endlosbandes, einer Bahn, einer flexiblen Trommel oder Walze, einer starren Walze oder eines starren Zylinders, einer Folie, eines „Drelts“ (einer Kreuzung zwischen Trommel und Band, engl. drum und belt), eines genahteten, flexiblen Endlosbandes, eines nahtlosen Bandes (das heißt, ohne jegliche Naht oder sichtbare Verbindung in den Elementen) und dergleichen sein.
Polyarylatcarbonat-Copolymere
Polyarylatcarbonat-Copolymere, die für die offenbarten Zwischenübertragungselemente ausgewählt werden, wobei die Polyarylatcarbonat-Copolymere von der Mitsubishi Gas Company, Inc. erhältlich sind, sind durch die folgenden Formeln/Strukturen und Gemische davon dargestellt:

und
wobei m und n jeweils die Molprozente jedes Segments sind, wie durch bekannte Verfahren und insbesondere durch NMR gemessen, wobei m von 60 bis 90 Molprozent, von von 70 bis 90 Molprozent, von 75 bis 85 Molprozent oder von 65 bis 85 Molprozent ist; n von 5 bis 40 Molprozent, von 10 bis 40 Molprozent, von 15 bis 35 Molprozent, von 15 bis 25 Molprozent oder von 15 bis 20 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n gleich 100 Molprozent ist. Molprozent oder molares Prozent bezieht sich in Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf das Verhältnis der Mole des spezifischen Monomersegments auf die Gesamtmole des Monomers im Polymer.
Spezifische Beispiele für Polyarylatcarbonat-Copolymere, die von der Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. erhältlich sind und einen Biphenylrest umfassen, sind durch die folgenden Formeln/Strukturen und Gemische davon dargestellt, wobei m von 75 bis 85 Molprozent ist, und n von 15 bis 25 Molprozent ist, oder wobei m von 75 bis 80 Molprozent ist, und n von 20 bis 25 Molprozent ist, und die Gesamtsumme der Molprozente 100 Molprozent beträgt; und, genauer, m und n so sind, wie im Folgenden dargestellt, und wobei die viskositätsmittlere relative Molekülmasse (M_v), und wobei die viskositätsmittleren relativen Molekülmassen, wie durch bekannte Verfahren bestimmt, so sind, wie von der Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. bereitgestellt. PAC-A80BP20
wobei m von 75 bis 85 Molprozent ist, und n von 15 bis 25 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n gleich 100 Molprozent ist, und, genauer, wobei m gleich 80 Molprozent ist, und n gleich 20 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n 100 Molprozent beträgt, und wobei die viskositätsmittlere relative Molekülmasse gleich 57.200 ist. PAC-C80BP20
wobei m von 75 bis 85 Molprozent ist, und n von 15 bis 25 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n gleich 100 Prozent ist, oder wobei m von 65 bis 85 Molprozent ist, n von 15 bis 35 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n gleich 100 Molprozent ist, und, genauer, wobei m gleich 80 Molprozent ist, und n gleich 20 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n gleich 100 Molprozent ist, und wobei eine viskositätsmittlere relative Molekülmasse 62.600 beträgt. PAC-Z80BP20
wobei m von 75 bis 85 Molprozent ist, und n von 15 bis 25 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n gleich 100 Molprozent ist, und, genauer, wobei m gleich 80 Molprozent ist, und n gleich 20 Molprozent ist, wobei die Gesamtsumme von m und n gleich 100 Molprozent ist, und wobei eine viskositätsmittlere relative Molekülmasse gleich 46.600 ist.
Die hierin veranschaulichten Polyarylatcarbonat-Copolymere können in den Zwischenübertragungselementen in einer Anzahl von wirksamen Mengen vorhanden sein, wie beispielsweise in einer Menge von 50 bis 90 Gewichtsprozent, von 70 bis 90 Gewichtsprozent, von 70 bis 85 Gewichtsprozent, von 40 bis 85 Gewichtsprozent, von 65 bis 95 Gewichtsprozent, von 60 bis 95 Gewichtsprozent, von 80 bis 90 Gewichtsprozent, von 45 bis 80 Gewichtsprozent, von 50 bis 75 Gewichtsprozent, von 50 bis 70 Gewichtsprozent, von 75 bis 85 Gewichtsprozent oder, noch genauer, 80 Gewichtsprozent bezogen auf den Gesamtgehalt an Feststoffen oder bezogen auf das Gesamtgewicht von Komponenten oder Bestandteilen, die vorhanden sind.
Die Polyarylatcarbonat-Copolymere besitzen zum Beispiel eine gewichtsmittlere relative Molekülmasse von 40.000 bis 70.000 oder von 50.000 bis 60.000, wie durch GPC-Analyse bestimmt, und eine zahlenmittlere relative Molekülmasse von 30.000 bis 60.000 oder von 40.000 bis 50.000, wie durch GPC-Analyse bestimmt.
Die Gemische der Polyarylatcarbonat-Copolymere, leitfähigen Füllstoffe und Polysiloxane sind in den hierin angegebenen Mengen und Verhältnissen vorhanden. Beispielhafte Gewichtsprozentverhältnisse umfassen 90/9,99/0,01, 95/4/1, 91/8/1, 90/9,95/0,05, 90/9,9/0,1, 89,99/10/0,01, 85/14,5/0,5, 80/19,95/0,05, 80/19,8/0,2, 85/12/3, 85/14,95/0,05 und andere geeignete Gewichtsprozentverhältnisse.
Polysiloxanpolymere
Das Zwischenübertragungselement kann außerdem im Allgemeinen ein Polysiloxanpolymer umfassen. Beispiele für Polysiloxanpolymere, die für die hierin offenbarten Zwischenübertragungselemente ausgewählt werden, umfassen bekannte geeignete Polysiloxane, wie beispielsweise ein Copolymer eines Polyethers und eines Polydimethylsiloxans, das im Handel von der BYK Chemical als BYK^® 333, BYK^® 330 (51 Gewichtsprozent in Methoxypropylacetat) und BYK^® 344 (52,3 Gewichtsprozent in Xylen/Isobutanol, Verhältnis von 80/20); BYK^®-SILCLEAN 3710 und BYK^® 3720 (25 Gewichtsprozent in Methoxypropanol) erhältlich ist; ein Copolymer eines Polyesters und eines Polydimethylsiloxans, das im Handel von der BYK Chemical als BYK^® 310 (25 Gewichtsprozent in Xylen) und BYK^® 370 (25 Gewichtsprozent in Xylen/Alkylbenzenen/Cyclohexanon/Monophenylglycol, Verhältnis von 75/11/7/7) erhältlich ist; ein Copolymer eines Polyacrylats und eines Polydimethylsiloxans, das im Handel von der BYK Chemical als BYK^®-SILCLEAN 3700 (25 Gewichtsprozent in Methoxypropylacetat) erhältlich ist; ein Copolymer von Polyesterpolyether und eines Polydimethylsiloxans, das im Handel von der BYK Chemical als BYK^® 375 (25 Gewichtsprozent in Dipropylenglycolmonomethylether) erhältlich ist; und dergleichen sowie Mischungen davon.
Das Polysiloxanpolymer oder Copolymere davon können in der Menge von 10 Gewichtsprozent, von 0,01 bis 1 Gewichtsprozent, von 0,05 bis 1 Gewichtsprozent, von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent, von 0,1 bis 0,5 Gewichtsprozent, von 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent oder von 0,1 bis 0,3 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der vorhandenen Komponenten oder Bestandteile enthalten sein.
Optionale Füllstoffe
Optional kann das Zwischenübertragungselement einen oder mehrere Füllstoffe enthalten, um zum Beispiel die Leitfähigkeit des Zwischenübertragungselements zu ändern und anzupassen. Wenn das Zwischenübertragungselement eine einschichtige Struktur ist, kann der leitfähige Füllstoff in dem Gemisch des hierin offenbarten Polyarylatcarbonat-Copolymers enthalten sein. Wenn das Zwischenübertragungselement jedoch eine mehrschichtige Struktur ist, kann der leitfähige Füllstoff in einer oder mehreren Schichten des Elements, wie beispielsweise im Trägersubstrat, der Polymerschicht oder Mischungen davon oder sowohl im Trägersubstrat als auch der Polymerschicht enthalten oder darauf aufgetragen sein.
Es kann jeder geeignete Füllstoff verwendet werden, der die gewünschten Ergebnisse liefert. Geeignete Füllstoffe umfassen zum Beispiel Ruße, Metalloxide, Polyaniline, Grafit, Acetylenschwarz, fluorierte Ruße, andere bekannte geeignete Füllstoffe und Mischungen von Füllstoffen.
Beispiele für Ruß-Füllstoffe, die für die hierin veranschaulichten Zwischenübertragungselemente ausgewählt werden können, umfassen Spezialruß 4 (spezifische BET-Oberfläche = 180 m²/g, DBP-Absorption = 1,8 ml/g, Primärteilchendurchmesser = 25 Nanometer), erhältlich von Evonik-Degussa, Spezialruß 5 (spezifische BET-Oberfläche = 240 m²/g, DBP-Absorption = 1,41 ml/g, Primärteilchendurchmesser = 20 Nanometer), Farbruß FW1 (spezifische BET-Oberfläche = 320 m²/g, DBP-Absorption = 2,89 ml/g, Primärteilchendurchmesser = 13 Nanometer), Farbruß FW2 (spezifische BET-Oberfläche = 460 m²/g, DBP-Absorption = 4,82 ml/g, Primärteilchendurchmesser = 13 Nanometer), Farbruß FW200 (spezifische BET-Oberfläche = 460 m²/g, DBP-Absorption = 4,6 ml/g, Primärteilchendurchmesser = 13 Nanometer), allesamt von Evonik-Degussa erhältlich; VULCAN^® Ruße, REGAL^® Ruße, MONARCH^® Ruße und BLACK PEARLS^® Ruße, erhältlich von der Cabot Corporation. Spezifische Beispiele für leitfähige Ruße sind BLACK PEARLS^® 1000 (spezifische BET-Oberfläche = 343 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g), BLACK PEARLS^® 880 (spezifische BET-Oberfläche = 240 m²/g, DBP-Absorption = 1,06 ml/g), BLACK PEARLS^® 800 (spezifische BET-Oberfläche = 230 m²/g, DBP-Absorption = 0,68 ml/g), BLACK PEARLS^® L (spezifische BET-Oberfläche = 138 m²/g, DBP-Absorption = 0,61 ml/g), BLACK PEARLS^® 570 (spezifische BET-Oberfläche = 110 m²/g, DBP-Absorption = 1,14 ml/g), BLACK PEARLS^® 170 (spezifische BET-Oberfläche = 35 m²/g, DBP-Absorption = 1,22 ml/g), VULCAN^® XC72 (spezifische BET-Oberfläche = 254 m²/g, DBP-Absorption = 1,76 ml/g), VULCAN^® XC72R (Flockenform von VULCAN^® XC72), VULCAN^® XC605, VULCAN^® XC305, REGAL^® 660 (spezifische BET-Oberfläche = 112 m²/g, DBP-Absorption = 0,59 ml/g), REGAL^® 400 (spezifische BET-Oberfläche = 96 m²/g, DBP-Absorption = 0,69 ml/g), REGAL^® 330 (spezifische BET-Oberfläche = 94 m²/g, DBP-Absorption = 0,71 ml/g), MONARCH^® 880 (spezifische BET-Oberfläche = 220 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g, Primärteilchendurchmesser = 16 Nanometer) und MONARCH^® 1000 (spezifische BET-Oberfläche = 343 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g, Primärteilchendurchmesser = 16 Nanometer); und Kanalruße, erhältlich von Evonik-Degussa. Es können auch andere geeignete Ruße, die hierin nicht spezifisch offenbart werden, als Füllstoff oder leitfähige Komponente für die hierin offenbarten Zwischenübertragungselemente verwendet werden.
Beispiele für Polyanilin-Füllstoffe, die zur Einmischung in die Zwischenübertragungselemente ausgewählt werden können, sind PANIPOL™ F, im Handel von Panipol Oy, Finnland, erhältlich; und bekannte, mit Ligninsulfonsäure gepfropfte Polyaniline. Diese Polyaniline weisen für gewöhnlich einen verhältnismäßig kleinen Teilchengrößendurchmesser von zum Beispiel 0,5 bis 5 Mikrometer; von 1,1 bis 2,3 Mikrometer oder von 1,5 bis 1,9 Mikrometer auf.
Metalloxid-Füllstoffe, die für die offenbarten Zwischenübertragungselemente ausgewählt werden können, umfassen zum Beispiel Zinnoxid, antimondotiertes Zinnoxid, Antimondioxid, Titandioxid, Indiumoxid, Zinkoxid, indiumdotiertes Zinntrioxid, Indium-Zinnoxid und Titanoxid.
Geeignete antimondotierte Zinnoxide umfassen jene antimondotierten Zinnoxide, die auf ein Teilchen mit inertem Kern aufgetragen sind (z. B. ZELEC^® ECP-S, M und T), und jene antimondotierten Zinnoxide, die kein Kernteilchen aufweisen (z. B. ZELEC^® ECP-3005-XC und ZELEC^® ECP-3010-XC; ZELEC^® ist eine Handelsmarke von DuPont Chemicals, Jackson Laboratories, Deepwater, N.J.). Bei dem Kernteilchen kann es sich um Glimmer, Ti0₂ oder nadelförmige Teilchen mit einem hohlen oder einem massiven Kern handeln.
Die antimondotierten Zinnoxidteilchen können durch dichtes Auftragen einer dünnen Schicht von antimondotiertem Zinnoxid auf die Oberfläche eines Siliciumdioxidmantels oder eines siliciumdioxidbasierten Teilchens, wobei der Mantel seinerseits auf ein Kernteilchen aufgebracht wurde, hergestellt werden. Die Kristallite des Leiters werden derart dispergiert, dass sie eine dichte leitfähige Fläche auf der Siliciumdioxidschicht bilden. Dies stellt optimale Leitfähigkeit bereit. Außerdem weisen die Teilchen eine Größe auf, die fein genug ist, um eine angemessene Transparenz bereitzustellen. Das Siliciumdioxid kann entweder ein hohler Mantel oder auf die Oberfläche eines inerten Kerns aufgetragen sein, um eine massive Struktur zu bilden. Formen von antimondotiertem Zinnoxid sind im Handel unter der Handelsmarke ZELEC^® ECP (elektrisch leitende Pulver) von den DuPont Chemicals Jackson Laboratories, Deepwater, New Jersey, erhältlich. Besonders bevorzugte antimondotierte Zinnoxide sind 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. Drei ZELEC^® ECP handelsüblicher Qualität werden bevorzugt und umfassen ein Produkt mit nadelförmigem Hohlmantel (ZELEC^® ECP-S), ein Produkt mit äquiaxialem Titandioxidkern (ZELEC^® ECP-T) und ein Produkt mit plattenförmigem Glimmerkern (ZELEC^® ECP-M).
Falls vorhanden, kann der Füllstoff in einer Menge von zum Beispiel 0,1 bis 50 Gewichtsprozent, von 1 bis 60 Gewichtsprozent, von 1 bis 40 Gewichtsprozent, von 3 bis 40 Gewichtsprozent, von 4 bis 30 Gewichtsprozent, von 10 bis 30 Gewichtsprozent, von 10 bis 20 Gewichtsprozent, von 5 bis 30 Gewichtsprozent, von 15 bis 20 Gewichtsprozent oder von 5 bis 20 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffbestandteile ausgewählt sein, in welchen der Füllstoff enthalten ist.
Optionale zusätzliche Polymere
In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung kann das Zwischenübertragungselement, das eine Polyarylatcarbonat-Copolymer-Schicht enthält, ferner ein optionales Polymer umfassen, das in erster Linie als ein Bindemittel fungiert. Beispiele für geeignete zusätzliche Polymere umfassen ein Polyamidimid, ein Polyimid, ein Polyetherimid, ein Polycarbonat, ein Polyphenylensulfid, ein Polyamid, ein Polysulfon, ein Polyetherimid, einen Polyester, ein Polyvinylidenfluorid, ein Polyethylenco-polytetrafluorethylen und dergleichen sowie Mischungen davon.
Wenn ein zusätzliches Polymer ausgewählt wird, kann es in jeder wünschenswerten und wirksamen Menge in das Zwischenübertragungselement einbezogen werden. Zum Beispiel kann das zusätzliche Polymer in einer Menge von 1 bis 75 Gewichtsprozent, von 2 bis 45 Gewichtsprozent oder von 3 bis 15 Gewichtsprozent bezogen auf das Gesamtgewicht der Bestandteile vorhanden sein.
Optionale Trägersubstrate
Falls gewünscht, kann ein Trägersubstrat im Zwischenübertragungselement, zum Beispiel unter der Polymerschicht, enthalten sein. Das Trägersubstrat kann einbezogen werden, um dem Zwischenübertragungselement eine erhöhte Steifigkeit oder Festigkeit zu verleihen.
Die Beschichtungsdispersion des Polyarylatcarbonat-Copolymers kann auf jedes geeignete Trägersubstratmaterial aufgetragen werden, um ein Zwischenübertragungselement mit zwei Schichten zu bilden. Beispielhafte Trägersubstratmaterialien umfassen Polyimide, Polyamidimide, Polyetherimide, Mischungen davon und dergleichen.
Insbesondere sind Beispiele für die Trägersubstrate des Zwischenübertragungselements Polyimide, einschließlich bekannter Niedertemperatur- und schnellhärtenden Polyimidpolymeren, wie beispielsweise VTEC™ PI 1388, 080-051, 851, 302, 203, 201, und PETI-5, allesamt erhältlich von Richard Blaine International, Incorporated, Reading, PA., Polyamidimiden, Polyetherimiden und dergleichen. Die wärmehärtbaren Polyimide können bei Temperaturen von 180 °C bis 260 °C über einen kurzen Zeitraum, wie beispielsweise von 10 bis 120 Minuten oder von 20 bis 60 Minuten, gehärtet werden und weisen im Allgemeinen eine zahlenmittlere relative Molekülmasse von 5.000 bis 500.000 oder von 10.000 bis 100.000 und eine gewichtsmittlere relative Molekülmasse von 50.000 bis 5.000.000 oder von 100.000 bis 1.000.000 auf. Außerdem können für das Trägersubstrat wärmehärtbare Polyimide ausgewählt werden, die bei Temperaturen von über 300 °C gehärtet werden können, wie beispielsweise PYRE M.L.^® RC-5019, RC 5057, RC-5069, RC-5097, RC-5053 und RK-692, allesamt im Handel von der Industrial Summit Technology Corporation, Parlin, NJ, erhältlich; RP-46 und RP-50, beide im Handel von Unitech LLC, Hampton, VA, erhältlich; DURIMIDE^® 100, im Handel von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc., North Kingstown, RI, erhältlich; sowie KAPTON^® HN, VN und FN, allesamt im Handel von E.I. DuPont, Wilmington, DE, erhältlich.
Beispiele für Polyamidimide, die als Trägersubstrate für die hierin offenbarten Zwischenübertragungselemente ausgewählt werden können, sind VYLOMAX^® HR-11NN (15 Gewichtsprozent Lösung in N-Methylpyrrolidon, T_g = 300 °C und M_w = 45.000), HR-12N2 (30 Gewichtsprozent Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylen/Methylethylketon = 50/35/15, T_g = 255 °C und M_w = 8.000), HR-13NX (30 Gewichtsprozent Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylen = 67/33, T_g = 280 °C und M_w = 10.000), HR-15ET (25 Gewichtsprozent Lösung in Ethanol/Toluol = 50/50, T_g = 260 °C und M_w = 10.000), HR-16NN (14 Gewichtsprozent Lösung in N-Methylpyrrolidon, T_g = 320 °C und M_w = 100,000), allesamt im Handel von der Toyobo Company in Japan erhältlich, und TORLON^® Al-1 0 (T_g = 272°C), im Handel von Solvay Advanced Polymers, LLC, Alpharetta, GA, erhältlich.
Spezifische Beispiele für Trägersubstrate aus Polyetherimid, die für das hierin offenbarte Zwischenübertragungselement ausgewählt werden können, sind 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, allesamt im Handel von Sabic Innovative Plastics erhältlich.
Sobald das Trägersubstrat gebildet ist, kann es jede gewünschte und geeignete Dicke aufweisen. Zum Beispiel kann das Trägersubstrat eine Dicke von 10 bis 300 Mikrometer, wie beispielsweise von 50 bis 150 Mikrometer, von 75 bis 125 Mikrometer, von 80 bis 105 Mikrometer oder von 80 bis 90 Mikrometer, aufweisen.
Optionale Trennschicht
Falls gewünscht, kann eine optionale Trennschicht in das Zwischenübertragungselement einbezogen werden, wie beispielsweise in der Konfiguration einer Schicht über der Polymerschicht. Die Trennschicht kann einbezogen werden, um beim Bereitstellen von Tonerreinigung und zusätzlicher Wirksamkeit der Übertragung des entwickelten Bildes von einem Fotoleiter auf das Zwischenübertragungselement helfen.
Falls ausgewählt, kann die Trennschicht jede gewünschte und geeignete Dicke aufweisen. Zum Beispiel kann die Trennschicht eine Dicke von 1 bis 100 Mikrometer; von 10 bis 75 Mikrometer oder von 20 bis 50 Mikrometer aufweisen.
Die optionale Trennschicht kann TEFLON^®-ähnliche Materialien, welche fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyfluoralkoxypolytetrafluorethylen (PFA TEFLON^®) umfassen, und andere TEFLON^®-ähnliche Materialien; Siliconmaterialien, wie beispielsweise Fluorsilicone und Silicongummis, wie Silicone Rubber 552, erhältlich von Sampson Coatings, Richmond, Va., (Polydimethylsiloxan/Dibutylzinndiacetat, 0,45 Gramm DBTDA pro 100 Gramm Gemisch Polydimethylsiloxangummi, mit einer relativen Molekülmasse M_w von ungefähr 3.500); und Fluorelastomere umfassen, wie beispielsweise jene, die von VITON^® vertrieben werden, wie Copolymere und Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, die im Handel unter verschiedenen Bezeichnungen als VITON A^®, VITON E^®, VITON E60C^®, VITON E45^®, VITON E430^®, VITON B910^®, VITON GH^®, VITON B50^® und VITON GF^® bekannt sind. Die Bezeichnung VITON^® ist eine Handelsmarke von E.I. DuPont de Nemours, Inc. Zwei bekannte Fluorelastomere umfassen (1) eine Klasse von Copolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, im Handel bekannt als VITON A^®; (2) eine Klasse von Terpolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, im Handel bekannt als VITON B^®; und (3) eine Klasse von Tetrapolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und einem Cure-Site-Monomer, wie beispielsweise VITON GF^®, mit 35 Molprozent Vinylidenfluorid, 34 Molprozent Hexafluorpropylen und 29 Molprozent Tetrafluorethylen mit 2 Prozent Cure-Site-Monomer. Bei den Cure-Site-Monomeren kann es sich um jene, die von E.I. DuPont de Nemours, Inc. erhältlich sind, wie beispielsweise 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1, 3-Bromperfluorpropen-1, 1,1 -Dihydro-3-bromperfluorpropen-1, oder beliebige andere, geeignete, bekannte, im Handel erhältliche Cure-Site-Monomere handeln.
Bildung des Zwischenübertragungselements
Die Zwischenübertragungselemente aus einem Polyarylatcarbonat-Copolymer oder die Gemische davon, wie hierin veranschaulicht, die ein Polyarylatcarbonat-Copolymer, ein optionales zweites Polymer, wie ein Polycarbonat, ein optionales Polysiloxan und eine optionale leitfähige Füllstoffkomponente umfassen, können durch jedes geeignete Verfahren zu einem Zwischenübertragungselement formuliert werden. Zum Beispiel können mit bekannten Mahlprozessen gleichförmige Dispersionen der Polyarylatcarbonat-Copolymere oder der Gemische des Zwischenübertragungselements erhalten und anschließend unter Verwendung von bekannten Ziehstabbeschichtungs- oder Flutungsverfahren auf einzelne Metallsubstrate, wie beispielsweise ein Edelstahlsubstrat oder dergleichen, aufgetragen werden. Der resultierende Einzelfilm bzw. die resultierenden Einzelfilme können durch Erwärmen bei zum Beispiel 100 °C bis 400 °C, 160 °C bis 320 °C, 125 °C bis 190 °C, bei 120 °C für einen geeignete Zeitraum, wie beispielsweise von 20 bis 180 Minuten, 40 bis 120 Minuten oder von 25 bis 35 Minuten getrocknet werden, während sie auf den Substraten bleiben.
Nach dem Trocknen und Abkühlen auf Raumtemperatur, 23 °C bis 25 °C, trennen sich die Filme leicht von den Stahlsubstraten. Das heißt, die Filme erreichten Trennung unverzüglich, wie beispielsweise innerhalb 1 bis 15 Sekunden, 1 bis 10 Sekunden, 5 bis 15 Sekunden, 5 bis 10 Sekunden oder 1 Sekunden, ohne jegliche externe Hilfe. Das resultierende Zwischenübertragungsfilmprodukt kann eine Dicke von zum Beispiel 30 bis 400 Mikrometer, von 15 bis 150 Mikrometer, von 20 bis 100 Mikrometer, von 50 bis 200 Mikrometer, von 70 bis 150 Mikrometer oder von 25 bis 75 Mikrometer, aufweisen.
Als Metallsubstrate, die für das Aufbringen des hierin offenbarten Gemisches ausgewählt werden, können Edelstahl, Aluminium, Nickel, Kupfer und ihre Legierungen, Glasplatten und andere herkömmliche, typische bekannte Materialien ausgewählt werden.
Beispiele für Lösungsmittel, die zur Bildung der Gemische des Zwischenübertragungselements ausgewählt werden, wobei die Lösungsmittel in einer Menge von zum Beispiel 60 bis 95 Gewichtsprozent oder von 70 bis 90 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der Bestandteile der Gemische ausgewählt werden können, umfassen Alkylenhalogenide, wie beispielsweise Methylenchlorid, Tetrahydrofuran, Toluol, Monochlorbenzen, N-Methyl-2-pyrrolidon, N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Methylethylketon, Dimethylsulfoxid (DMSO), Methylisobutylketon, Formamid, Aceton, Ethylacetat, Cyclohexanon, Acetanilid, Mischungen davon und dergleichen. Verdünnungsmittel können mit den für die Gemische des Zwischenübertragungselements ausgewählten Lösungsmitteln gemischt werden. Beispiele für Verdünnungsmittel werden den Lösungsmittel in Mengen von 1 bis 25 Gewichtsprozent und von 1 bis 10 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Lösungsmittels zugegeben, und die Verdünnungsmittel sind bekannte Verdünnungsmittel, wie aromatische Kohlenwasserstoffe, wie etwa Benzen, und dergleichen.
Die hierin veranschaulichten Zwischenübertragungselemente können für eine Anzahl von Druck- und Kopiersystemen, einschließlich xerografischer Drucksysteme, ausgewählt werden. Zum Beispiel können die offenbarten Zwischenübertragungselemente in eine xerografische Mehrfachbildgebungsmaschine eingebaut werden, wobei jedes entwickelte Tonerbild, das übertragen werden soll, auf der bildgebenden oder fotoleitenden Trommel an einer Bilderzeugungsstation gebildet wird, und wobei jedes dieser Bilder anschließend an einer Entwicklungsstation entwickelt und auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird. Die Bilder können auf einem Fotoleiter erzeugt, der Reihe nach entwickelt und anschließend auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden. In einem alternativen Verfahren kann jedes Bild auf der Fotoleiter- oder der Fotorezeptortrommel erzeugt, entwickelt und dann in genauer Überdeckung auf das Zwischenübertragungselement übertragen werden. In einer Ausführungsform ist das Mehrfachbildgebungssystem ein Farbkopiersystem, wobei jede Farbe eines Bildes, das kopiert wird, auf der Fotorezeptortrommel erzeugt, entwickelt und auf das Zwischenübertragungselement übertragen wird.
Nach der Übertragung des Toner-Latentbildes von der Fotorezeptortrommel auf das Zwischenübertragungselement kann das Zwischenübertragungselement unter Wärme und Druck mit einem Bildaufnahmesubstrat, wie beispielsweise Papier, in Kontakt gebracht werden. Das Tonerbild auf dem Zwischenübertragungselement wird dann in Bildkonfiguration auf das Substrat, wie beispielsweise Papier, übertragen und daran fixiert.
In einem Bild werden bei Bildübertragung die Farbtonerbilder zuerst auf den Fotorezeptor aufgebracht, und dann werden alle Farbtonerbilder gleichzeitig auf das hierin offenbarte Zwischenübertragungselement übertragen. Bei einer Tandem-Übertragung wird das jeweils eine Farbe des Tonerbildes nach der anderen vom Fotorezeptor auf den gleichen Bereich des hierin veranschaulichten Zwischenübertragungselements übertragen.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Eine Beschichtungszusammensetzung wurde durch Rühren eines Gemisches von Spezialruß 4, erhalten von Degussa Chemicals, einem Polycarbonat PCZ-400 [Poly(4,4'-dihydroxy-diphenyl-1-1-cyclohexan, M_w= 40.000)], erhältlich von der Mitsubishi Gas Chemical Company, wobei das Polycarbonat in Monochlorbenzen löslich ist, und dem polyestermodifizierten Polydimethylsiloxan, erhältlich als BYK^® 333 von BYK Chemical, als Egalisierungsmittel in einem Verhältnis von Polycarbonat zu Ruß zu polyestermodifiziertem Polydimethylsiloxan von 89,99/10/0,01 bezogen auf die Eintragmengen des Ausgangsgemisches in Monochlorbenzen, 15 Gewichtsanteile Feststoffe, hergestellt. Die erhaltene Dispersion des Zwischenübertragungselements wurde auf ein Edelstahlsubstrat einer Dicke von 0,5 Millimetern aufgetragen, und das Gemisch wurde anschließend 40 Minuten lang bei 160 °C getrocknet. Das resultierende Zwischenübertragungselement einer Dicke von 50 Mikrometern, das die zuvor erwähnten Komponenten in einem Gewichtsprozentverhältnis von Polycarbonat PCZ-400 zu Ruß zu polyestermodifiziertem Polydimethylsiloxan BYK^® 333 von 89,99/10/0,01 umfasste, trennte sich in 10 Sekunden ohne Hilfe irgendwelcher externer Prozesse leicht vom Edelstrahlsubstrat.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
Eine Beschichtungszusammensetzung wurde durch Rühren eines Gemisches von Spezialruß 4, erhalten von Evonik-Degussa Chemicals, einem Polyimid, erzeugt aus Polycarbamoylcarbonsäure von Pyromellitsäuredianhydrid/4,4'-Oxydianilin (PYRE^® MC RC-5019), erhältlich von Industrial Summit Technology Inc., wobei die Polycarbamoylcarbonsäure in N-Methylpyrrolidon (NMP) löslich ist, und dem polyestermodifizierten Polydimethylsiloxan, erhältlich als BYK^® 333 von BYK Chemical, als Egalisierungsmittel in einem Verhältnis von Polycarbamoylcarbonsäure zu Ruß zu polyestermodifiziertem Polydimethylsiloxan von 89,99/10/0,01 bezogen auf die Eintragmengen des Ausgangsgemisches in N-Methylpyrrolidon, 15 Gewichtsanteile Feststoffe, hergestellt. Die erhaltene Dispersion des Zwischenübertragungselement wurde auf ein Edelstahlsubstrat einer Dicke von 0,5 Millimetern aufgetragen, und das Gemisch wurde anschließend 45 Minuten lang bei 190 °C und 60 Minuten lang bei 290 °C getrocknet. Das resultierende Zwischenübertragungselement einer Dicke von 50 Mikrometern, das die zuvor erwähnten Komponenten im Verhältnis von Polycarbamoylcarbonsäure zu Ruß zu polyestermodifiziertem Polydimethylsiloxan von 89,99/10/0,01 umfasste, trennte sich nicht vom Edelstahlsubstrat, sondern blieb stattdessen an diesem Substrat haften. Nach einem 3-monatigen Wasserbad trennte sich das Zwischenübertragungselement schließlich von selbst vom Substrat.
BEISPIEL I
Durch Vermischen unter Rühren und Mahlen wurde eine Beschichtungszusammensetzung hergestellt, welche Spezialruß 4, erhältlich von Evonik-Degussa Chemical, ein Copolymer eines Polyarylatcarbonats der nachstehenden Formel/Struktur, wie von der Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., als PAC-Z80BP20 erhalten, und ein Copolymer eines Polyesters und eines Polydimethylsiloxans BYK^® 333, wobei das Copolymer von BYK Chemical erhalten wurde, in erster Linie für Oberflächenglätte in einem Verhältnis von Polyarylatcarbonat-Copolymer zu Ruß zu Siloxan-Copolymer von 89,99/10/0,01 bezogen auf die Eintragmengen des Ausgangsgemisches in Monochlorbenzen, 15 Gewichtsanteile Feststoffe, umfasste.
Die erhaltene Dispersion des Zwischenübertragungselement wurde dann auf ein Edelstahlsubstrat einer Dicke von 0,5 Millimetern aufgetragen, und das resultierende Gemisch wurde anschließend 40 Minuten lang durch Erwärmen bei 120 °C getrocknet. Das resultierende Zwischenübertragungselement mit einer Dicke von 50 Mikrometern und einer flachen Konfiguration und ohne Kräusel, das die zuvor erwähnten Komponenten in einem Verhältnis von Polyarylatcarbonat-Copolymer zu Ruß zu polyestermodifiziertem Polydimethylsiloxan BYK^® 333 von 89,99/10/0,01 umfasste, trennte sich in 10 Sekunden ohne Hilfe irgendwelcher externer Prozesse leicht vom Edelstrahlsubstrat.
Die Formel/Struktur des zuvor erwähnten Polyarylatcarbonat-Copolymers PAC-Z80BP20 ist, wie folgt:
wobei m 80 Molprozent ist, n 20 Molprozent ist, und die Gesamtsumme davon 100 Molprozent beträgt, und die viskositätsmittlere relative Molekülmasse 46.600 beträgt, wobei die viskositätsmittlere relative Molekülmasse von der Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. bereitgestellt wurde.
BEISPIEL 11
Zwischenübertragungselemente werden durch Wiederholen des Prozesses von Beispiel I hergestellt, mit der Ausnahme, dass als das Polyarylatcarbonat-Copolymer jene der nachstehenden Formeln/Strukturen, jeweils von der Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. erhältlich, ausgewählt werden, wobei m 80 Molprozent ist, n 20 Molprozent ist, und die Gesamtsumme davon 100 Molprozent beträgt, und die viskositätsmittleren relativen Molekülmassen 57.200 bzw. 62.600 betragen, wie von der Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., bereitgestellt.
PAC-A80BP20
und
PAC-C80BP20
MESSUNGEN
Die zuvor beschriebenen Zwischenübertragungselemente von Beispiel I sowie Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 wurden gemäß dem bekannten ASTM D882-97-Prozess hinsichtlich des Youngschen Moduls gemessen. Proben (0,5 Zoll x 12 Zoll) eines jeden Zwischenübertragungselements wurden auf einem Instron Tensile Tester Messgerät angeordnet, und dann wurden die Proben bei einer konstanten Zugrate bis zum Reißen gestreckt. Während dieser Zeit wurde die resultierende Belastung gegenüber der Probenstreckung aufgezeichnet. Der Youngsche Modul wurde berechnet, indem ein beliebiger Punkt tangential zum linearen Ausgangsabschnitt der aufgezeichneten Kurvenergebnisse herangezogen und die Zugspannung durch die entsprechende Dehnung geteilt wurde. Die Zugspannung wurde durch Teilen der Belastung durch die mittlere Querschnittsfläche jedes Probestücks berechnet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.
Die Zwischenübertragungselemente von Beispiel I, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 wurden unter Verwendung eines thermomechanischen Analysegerät (TMA) ferner auf ihren Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) getestet. Die Proben der Zwischenübertragungselemente wurden unter Verwendung einer Rasierklinge und eines Metallgesenks auf 4 Millimeter breite Stücke zugeschnitten, welche dann unter Verwendung eines gemessenen Abstands von 8 Millimeter zwischen der TMA-Klemmvorrichtung befestigt wurden. Die Proben wurden auf eine Kraft von 0,05 Newton (N) vorbelastet. Die Daten aus dem 2. Wärmezyklus wurden analysiert. Der CTE-Wert wurde unter Verwendung der TMA-Software als Ausgleichsgerade durch die Daten zwischen den Temperaturpunkten von Interesse von Regionen von -20 °C bis 50 °C erhalten, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

Der spezifische Oberflächenwiderstand der zuvor beschriebenen Zwischenübertragungselemente (ITM für engl. intermediate transfer member) von Beispiel I, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 wurde unter Verwendung eines Hochohm-Messgeräts gemessen, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle dargestellt. TABELLE

	Spezifischer Oberflächenwiders tand (log Ohm/Quadrat)	Youngsch er Modul (MPa)	CTE (ppm/ K)	Trennung von Metallsubst rat
Beispiel I Polyarylatcarbonat-Zwischenübertragungsel ement	9,8	2.700	86	Selbsttrennu ng in 10 Sekunden
Vergleichsbeispiel 1 Polycarbonat Z-Zwischenübertragungsel ement	10,6	1.600	150	Selbsttrennu ng in 10 Sekunden
Vergleichsbeispiel 2 Polyimid-Zwischenübertragungsel ement	10,4	3.500	69	Trennte sich erst mit Trennmittel und nach 3-monatigem Wasserbad

Das offenbarte das Zwischenübertragungselement mit dem Polyarylatcarbonat-Copolymer von Beispiel I besaß einen um 70 Prozent höheren Youngschen Modul und einen um 40 Prozent niedrigeren CTE-Wert, was die ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften und demnach eine verlängerte Lebensdauer für dieses Elemente gegenüber dem Polycarbonat-Zwischenübertragungselement von Vergleichsbeispiel 1 beweist. Ein um 70 Prozent höherer Modul für das Zwischenübertragungselement von Beispiel I gibt zu erkennen, dass diese Element eine geringere Reißtendenz aufweist, wenn für einen xerografischen Druckprozess ausgewählt, zumal dies insbesondere auf Hochgeschwindigkeits-Druckprozesse zutrifft, welche 120 Kopien pro Minute überschreiten. Ein um 40 Prozent niedrigerer CTE für das Zwischenübertragungselement von Beispiel I gibt zu erkennen, dass dieses Element bei Betrieb bei verhältnismäßig hohen Temperaturen, wie beispielsweise 50 °C, eine um 45 Prozent genauere Farbdeckung aufweist.
Außerdem besaß das offenbarte thermoplastische Zwischenübertragungselemente aus Polyarylatcarbonat-Copolymer von Beispiel I ausgezeichnete Trenneigenschaften, insofern als sich dieses Element in 10 Sekunden leicht von selbst vom Edelstahlsubstrat trennte, während sich das Zwischenübertragungselement mit dem wärmehärtbaren Polyimid von Vergleichsbeispiel 2 nicht vom Edelstahlsubstrat trennte, sondern stattdessen an diesem Substrat haften blieb, wobei sich der Film dieses Zwischenübertragungselements erst nach einem 3-monbatigen Wasserbad schließlich vom Substrat trennte.
Ferner kann das Zwischenübertragungselement von Beispiel I bei 50 Prozent weniger Materialkosten, insofern als das Polyarylatcarbonat um 50 Prozent weniger kostet als das Polyimid von Vergleichsbeispiel 2, und 65 Prozent weniger Fertigungskosten als das Zwischenübertragungselement von Vergleichsbeispiel 1 hergestellt werden, vor allem deswegen, weil das Trocknen des Zwischenübertragungselements aus Polyarylatcarbonat niedrigere Temperaturen, 120 °C, für eine kürzere Zeit, 40 Minuten, erfordert, während das Trocknen des Zwischenübertragungselements von Vergleichsbeispiel 2 höhere Temperaturen, 300 °C, und eine verlängerte Trockenzeit von 2 Stunden erfordert.

Claims

Zwischenübertragungselement, umfassend ein Polyarylatcarbonat-Copolymer, ein Polysiloxan und eine leitfähige Füllstoffkomponente, und wobei das Polyarylatcarbonat-Copolymer aus der Gruppe bestehend aus jenen, die durch die folgenden Formeln/Strukturen dargestellt sind:

und Gemischen davon ausgewählt ist, wobei m und n die Molprozente jedes Segments darstellen, und wobei die Gesamtsumme davon 100 Molprozent beträgt, wobei m von 60 bis 90 Molprozent ist, und n von 10 bis 40 Molprozent ist, und wobei die Gesamtsumme davon 100 Molprozent beträgt.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, wobei das Polyarylatcarbonat-Copolymer in einer Menge von 70 bis 90 Gewichtsprozent von Feststoffen vorhanden ist, der Füllstoff Ruß ist und in einer Menge von 10 bis 25 Gewichtsprozent vorhanden ist, und das Polysiloxan in einer Menge von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent von Feststoffen vorhanden ist, und das Polyarylatcarbonat-Copolymer eine gewichtsmittlere relative Molekülmasse von 40.000 bis 70.000 und eine zahlenmittlere relative Molekülmasse von 30.000 bis 60.000 aufweist, wie durch GPC-Analyse bestimmt.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, wobei der leitfähige Füllstoff ein Metalloxid, ein Polyanilin oder Ruß ist, und wobei das Polysiloxan ein Copolymer eines Polyethers und eines Polydimethylsiloxans, ein Copolymer eines Polyesters und eines Polydimethylsiloxan, ein Copolymer eines Polyacrylats und eines Polydimethylsiloxans oder ein Copolymer eines Polyesterpolyethers und eines Polydimethylsiloxans ist.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Trennschicht in Kontakt mit dem Gemisch.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, wobei sich das Element von einem Trägersubstrat aus einem Metall von selbst trennt, nachdem es auf das Metall aufgebracht wurde, und wobei die Selbsttrennung in 1 bis 10 Sekunden erreicht wird, und wobei der Youngsche Modul des Elements 2.500 bis 3.500 MPa beträgt.
Zwischenübertragungselement nach Anspruch 1, wobei das Polyarylatcarbonat-Copolymer
ist, wobei m von 75 bis 85 Molprozent ist, und n von 15 bis 25 Molprozent ist.