DE102015220563B4

DE102015220563B4 - Zwischentransferelemente

Info

Publication number: DE102015220563B4
Application number: DE102015220563.0A
Authority: DE
Inventors: Jin Wu
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2022-05-12
Anticipated expiration: 2035-10-22
Also published as: JP6472364B2; JP2016091019A; US20160124351A1; DE102015220563A1; US9436137B2

Abstract

Zwischentransferelement, das eine einzelne Schicht umfasst, wobei die Schicht aus einem Polyimid, Ruß und einem fluoraliphatischen Phosphat der folgenden alternativen Formeln/Strukturen besteht:undwobei Rf eine Perfluoralkylgruppe repräsentiert durch CnF2n+1ist, wobei n von 1 bis 18 ist.

Description

Es sind verschiedene Zwischentransferelemente wie zum Beispiel Zwischentransferbänder bekannt, die zum Übertragen eines entwickelten Bildes in serografischen Systemen gewählt werden. Zum Beispiel sind eine Reihe von Zwischentransferelementen bekannt, die Materialien mit einem/einer unakzeptablen Modul oder Bruchfestigkeit, schlechten Ablösungseigenschaften von Metallsubstraten aufweisen und die kostspielig in der Herstellung sind, hauptsächlich aufgrund der Kosten oder der Knappheit von Rohmaterialien und der langen Trocknungszeiten. Es sind auch Zwischentransferelemente mit Charakteristiken bekannt, die verursachen, dass diese Elemente spröde werden, was zu einer unzureichenden Akzeptanz des entwickelten Bildes und einem nachfolgenden partiellen Transfer von entwickelten xerografischen Bildern auf ein substratähnliches Papier führt.
Ein Nachteil in Bezug auf die Herstellung eines Zwischentransferelementes ist, dass gewöhnlich eine separate Ablöseschicht auf ein Metallsubstrat abgesetzt wird und danach die Komponenten des Zwischentransferelements auf die Ablöseschicht aufgebracht werden, wobei es die Ablöseschicht zulässt, das resultierende Zwischentransferelement durch Abziehen oder mit mechanischen Vorrichtungen von dem Metallsubstrat zu trennen. Danach liegt das Zwischentransferelement in Form eines Films vor, der für xerografische Bilderzeugungssysteme gewählt werden kann, oder der Film kann auf ein Trägersubstrat wie eine Polymerschicht abgesetzt werden. Die Verwendung einer Ablöseschicht trägt zu Kosten und Herstellungszeiten bei und eine solche Schicht kann eine Reihe der Charakteristiken des Zwischentransferelements verändern.
Zusätzlich werden bei einer Reihe von bekannten Zwischentransferelementen gewöhnlich drei separate Komponenten benötigt, ein Ablöse-Additiv, ein Nivellier-Additiv und ein Dispersionsmittel, die unabhängige Komponenten mit einer Reihe von prozessbezogenen Herausforderungen sind, die zu den Kosten der Elemente beitragen, wobei die gewählten Additive und Mittel in üblichen Lösungsmitteln nicht leicht löslich sind.
DE 10 2014 217 813 A1 offenbart ein Zwischenübertragungselement, das eine Schicht eines Polyimids, eines Perfluorpolyetherphosphats und einer Leitfähigkeitskomponente umfasst.
JP 2008-20 661 A betrifft ein Bilderzeugungsgerät, das eine Vielzahl von Bildträgern umfasst, einen Zwischenübertragungskörper, der sich in einer vorgeschriebenen Richtung bewegt und in der Lage ist, das gesamte Licht oder einen Teil des Lichts zu übertragen, und eine Vielzahl von Übertragungsmitteln, die nacheinander die auf den Bildträgern erzeugten Tonerbilder elektrostatisch auf den Zwischenübertragungskörper übertragen. Das Übertragungsmittel hat ein Entladungslicht-Erfassungsmittel, das eine Übertragungswalze hat, die ein optisches anisotropes Material ganz oder teilweise in ihrer Dickenrichtung enthält, auf der Endteilseite der Übertragungswalze vorgesehen ist und das Entladungslicht erfasst, das an der Endoberfläche durch das optische anisotrope Material kondensiert und zum Zeitpunkt der Übertragung erzeugt wird, und ein Steuermittel, das die Übertragungsbedingungen des Übertragungsmittels gemäß den Informationen bezüglich des erfassten Entladungslichts steuert.
US 2014/0 234 545 A1 offenbart ein Schmelzfixierelement mit einer Substratschicht aus Polyimid und einem Perfluorpolyetherphosphat.
Es besteht Bedarf an Zwischentransferelementen, die die Nachteile einer Reihe von bekannten Zwischentransferelementen vermeiden oder minimieren.
Ferner besteht Bedarf an Zwischentransferelementen, bei denen eine einzelne Komponente, die in einer Reihe von Lösungsmitteln löslich ist, als Ablöse-Additiv, als Nivelliermittel und als Dispersionsmittel fungieren kann.
Darüber hinaus besteht Bedarf an Zwischentransferelementen, bei denen eine einzige fluoraliphatische Phosphatkomponente benutzt wird, die gleichzeitig als Ablöse-Additiv, als Nivellier-Additiv und als Dispersionsmittel fungiert und die in üblichen Lösungsmitteln wie N-Methylpyrrolidon (NMP) leicht löslich oder dispergierbar ist, um dadurch Beschichtungsdefekte und Phasentrennung des Zwischentransferfilm-Lösungsgemischs vermeiden oder minimieren, und wobei in einigen Ausgestaltungen die einzelne fluoraliphatische Phosphatkomponente als Dispersionsmittel für ein leitendes Material wie Ruß dient, um so bekannte nachteilige Mahlprozesse für die Herstellung der offenbarten Beschichtungsdispersion zu vermeiden.
Es besteht auch Bedarf an Zwischentransferelementen mit ausgezeichneten Bruchfestigkeiten, ermittelt anhand ihrer Modulmessungen, die sich leicht von Substraten ablösen lassen und die hohe Glasübergangstemperaturen und eine verbesserte Stabilität ohne oder mit nur minimaler Verschlechterung über längere Zeitperioden besitzen.
Außerdem besteht Bedarf an Zwischentransferelementmaterialien, die schnelle Ablösecharakteristiken von einer Reihe von Substraten haben, die bei der Herstellung solcher Elemente gewählt werden und die ausgezeichnete Moduleigenschaften haben.
Noch ein weiterer Bedarf liegt in der Bereitstellung von Zwischentransferelementen, die mit Fließbeschichtungsprozessen erzeugt werden können, die mit Nicht-Mahlprozessen hergestellt werden können und die ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften besitzen.
Ein weiterer Bedarf betrifft die Bereitstellung von nahtlosen Zwischentransferelementen mit ausgezeichneter Leitfähigkeit oder Resistivität, mit akzeptabler Feuchtigkeitsunempfindlichkeit, die entwickelte Bilder mit minimalen Auflösungsproblemen ergeben.
Ferner besteht Bedarf an Zwischentransferelementen, bei denen die Funktionen eines Ablöse-Additivs, eines Nivelliermittels und eines Dispergators oder Dispergiermittels von einer einzigen Komponente geleistet werden.
Ferner besteht Bedarf an Zwischentransferelementen wie Bändern, die eine fluoraliphatische Phosphatkomponente enthalten, die gleichzeitig als Ablöse-Additiv, als Nivelliermittel und als Dispersionsmittel fungieren kann, wobei ein Gemisch, das die fluoraliphatische Phosphatkomponente enthält, wirtschaftlich und effizient hergestellt werden kann.
Diese und andere Erfordernisse können in Ausgestaltungen mit den Zwischentransferelementen und Komponenten davon wie hierin offenbart erzielt werden. Es wird ein Zwischentransferelement offenbart, das eine einzelne Schicht umfasst, wobei die Schicht aus einem Polyimid, Ruß und einem fluoraliphatischen Phosphat der folgenden alternativen Formeln/Strukturen besteht:
und
wobei Rf eine Perfluoralkylgruppe repräsentiert durch C_nF_2n+1 ist, wobei n von 1 bis 18 ist.
Ferner wird ein Zwischentransferelement offenbart, das in Aufeinanderfolge Folgendes umfasst: ein Trägersubstrat, eine Schicht darüber, bestehend aus einem Gemisch aus einem Polyimid, erzeugt von einer Polyamidsäure, Ruß und ein fluoraliphatisches Phosphat, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Perfluorhexylethylphosphat, Perfluoroctylethylphosphat, Di(perfluorhexylethyl)phosphat, Di(perfluoroctylethyl)phosphat und Gemischen davon, und wobei das genannte Zwischentransferelement optional ein Young-Modul von 5000 bis 8000 MPa besitzt.
Die folgenden Figuren werden bereitgestellt, um die hierin offenbarten Zwischentransferelemente näher zu illustrieren.

1 illustriert eine beispielhafte Ausgestaltung eines einschichtigen Zwischentransferelements der vorliegenden Offenbarung.
2 illustriert eine beispielhafte Ausgestaltung eines zweischichtigen Zwischentransferelements der vorliegenden Offenbarung.
3 illustriert eine beispielhafte Ausgestaltung eines dreischichtigen Zwischentransferelements der vorliegenden Offenbarung.

Jeder offenbarte numerische Wert enthält von Natur aus bestimmte Fehler, die sich unbedingt von der bei den jeweiligen Testmessungen gefundenen Standardabweichung ergeben. Ferner sind alle hierin offenbarten Bereiche so zu verstehen, dass sie beliebige und alle darin enthaltenen Teilbereiche umfassen. So kann beispielsweise ein Bereich von 1 bis 10 beliebige und alle Teilbereiche dazwischen beinhalten, wie zum Beispiel 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10, und „etwa“ kann Bereiche unter 1 und Bereiche über 10 beinhalten.
Das offenbarte Zwischentransferelement kann einen Polyimidvorläufer, Gemische davon, die in ein Polyimid umgewandelt werden, und ein fluoraliphatisches Phosphat beinhalten, wobei sich die Zusammensetzung von selbst von einem Metallsubstrat, z.B. aus Edelstahl, ablöst und eine externe Ablöseschicht auf dem Metallsubstrat vermieden werden kann.
1 illustriert ein Zwischentransferelement, das eine Schicht 2 bestehend aus einem fluoraliphatischen Phosphat 3, einem Polyimid 4, einem optionalen Siloxanpolymer 5 und einer optionalen leitenden Komponente 6 besteht.
2 illustriert ein zweischichtiges Zwischentransferelement umfassend eine untere Schicht 7, die ein fluoraliphatisches Phosphat 8, ein Polyimid 9, ein optionales Siloxanpolymer 10 und eine optionale leitende Komponente 11 umfasst, und eine optionale obere oder äußere Tonerablöseschicht 13, die Ablösekomponenten 14 umfasst.
3 illustriert ein dreischichtiges Zwischentransferelement umfassend ein Trägersubstrat 15, eine Schicht 16 darüber, die ein fluoraliphatisches Phosphat 17, ein Polyimid 18, ein optionales Siloxanpolymer 19 und eine optionale leitende Komponente 21 umfasst, sowie eine optionale Ablöseschicht 23, die Ablösekomponenten 24 umfasst.
Polyimide
Beispiele für Polyimide, die für die hierin illustrierten Zwischentransferelementgemische gewählt werden, können aus einem Polyimidvorläufer aus einer Polyamidsäure oder mehreren Polyamidsäuren gebildet werden, wie zum Beispiel von 2 bis 10, von 2 bis 5 und von 2 bis 3 Polyamidsäuren, beispielsweise in einem Gewichtsprozentverhältnis für Mischungen von 2 Polyamidsäuren von 80/20, 75/25 und 50/50. Beispiele für die Säuren sind die Polyamidsäure von pyromellitischem Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure von pyromellitischem Dianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin, eine Polyamidsäure von Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin, eine Polyamidsäure von Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin und dergleichen. Nach dem Härten durch Erhitzen beinhalten die resultierenden Polyimide ein Polyimid von pyromellitischem Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von pyromellitischem Dianhydrid/Phenylendiamin, ein Polyimid von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin, ein Polyimid von Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin, ein Polyimid von Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin und Gemische davon.
Im Handel erhältliche Beispiele für gewählte Polyamidsäuren von pyromellitischem Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin beinhalten PYRE-ML^® RC-5019 (15 bis 16 Gew.-% in N-Ethyl-2-pyrrolidon, NMP), RC-5057 (14,5 bis 15,5 Gew.-% in NMP/aromatischem Kohlenwasserstoff, 80/20), und RC-5083 (18 bis 19 Gew.-% in NMP/DMAc, 15/85), alle erhältlich von Industrial Summit Technology Corporation und Parlin, NJ; DURIMIDE^® 100, im Handel erhältlich von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Incorporated.
Beispiele für Polyamidsäuren von Biphenyltetracarbonsäure-Anhydrid/Phenylendiamin sind U-VARNISH^® A und S (20 Gew.-% in NMP), beide erhältlich von UBE America Incorporated, New York, NY, BPDA-Harz (16,8 Gew.-% in NMP), erhältlich von Kaneka Corporation, TX, PI-2610 (10,5 Gew.-% in NMP), und PI-2611 (13,5 Gew.-% in NMP), beide erhältlich von HD MicroSystems, Parlin, NJ.
Beispiele für Polyamidsäuren von Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin sind RP46 und RP50 (18 Gew.-% in NMP), beide erhältlich von Unitech Corp., Hampton, VA.
Beispiele für Polyamidsäuren von Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin/Phenylendiamin sind PI-2525 (25 Gew.-% in NMP), PI-2574 (25 Gew.-% in NMP), PI-2555 (19 Gew.-% in NMP/aromatischem Kohlenwasserstoff, Gewichtsverhältnis 80/20), und PI-2556 (15 Gew.-% in NMP/aromatischem Kohlenwasserstoff/Propylenglykolmethylether, Gewichtsverhältnis 70/15/15), alle erhältlich von HD MicroSystems, Parlin, NJ.
Spezieller, Beispiele für Polyamidsäure oder Ester von Polyamidsäure, die für die Bildung eines Polyimids oder eines Polyimidgemischs gewählt werden können, werden durch eine Reaktion eines Dianhydrids und eines Diamins hergestellt. Geeignete gewählte Dianhydride sind u.a. aromatische Dianhydride und aromatische Tetracarbonsäuredianhydride wie beispielsweise 9,9-Bis(trifluormethyl)xanthen-2,3,6,7-tetracarbonsäure-Dianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluorpropan-Dianhydrid, 2,2-Bis((3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)hexafluorpropan-Dianhydrid, 4,4'-Bis(3,4-dicarboxy-2,5,6-trifluorphenoxy)octafluorbiphenyl-Dianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybiphenyl-Dianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybenzophenon-Dianhydrid, Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)ether-Dianhydrid, Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)sulfid-Dianhydrid, Di-(3,4-dicarboxyphenyl)methanDianhydrid, Di-(3,4-dicarboxyphenyl)ether-Dianhydrid, 1,2,4,5-Tetracarboxybenzol-Dianhydrid, 1,2,4-Tricarboxybenzol-Dianhydrid, Butantetracarbonsäure-Dianhydrid, Cyclopentantetracarbonsäure-Dianhydrid, pyromellitisches Dianhydrid, 1,2,3,4-Benzoltetracarbonsäure-Dianhydrid, 2,3,6,7-Naphthalentetracarbonsäure-Dianhydrid, 1,4,5,8-Naphthalentetracarbonsäure-Dianhydrid, 1,2,5,6-Naphthalentetracarbonsäure-Dianhydrid, 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäure-Dianhydrid, 2,3,6,7-Anthracentetracarbonsäure-Dianhydrid, 1,2,7,8-Phenanthrentetracarbonsäure-Dianhydrid, 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid, 2,2',3,3'-Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid, 3,3',4-4'-Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid, 2,2',3,3'-Benzophenontetracarbonsäure-Dianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)propan-Dianhydrid, 2,2-Bis(2,3-dicarboxyphenyl)propan-Dianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether-Dianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)ether-Dianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfon-Dianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)sulfon 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan-Dianhydrid, 2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexachlorpropan-Dianhydrid, 1,1 -Bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethan-Dianhydrid, 1,1-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethan-Dianhydrid, Bis(2,3-dicarboxyphenyl)methanDianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)methan-Dianhydrid, 4,4'-(p-Phenylendioxy)diphthalsäure-Dianhydrid, 4,4'-(m-Phenylendioxy)diphthalsäure-Dianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfiddioxybis(4-phthalsäure)-Dianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfondioxybis(4-phthalsäure)-Dianhydrid, Methylenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)-Dianhydrid, Ethylidenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)-Dianhydrid, Isopropylidenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)-Dianhydrid, Hexafluorisopropylidenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)-Dianhydrid und dergleichen.
Beispielhafte Diamine, die für die Verwendung bei der Herstellung der Polyamidsäuren geeignet sind, sind 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-biphenyl, 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-diphenylsulfid, 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-diphenylsulfon, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-benzophenon, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-diphenylsulfid, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-diphenylsulfon, 4,4'-Diamino-azobenzol, 4,4'-Diaminobiphenyl, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-Diamino-p-terphenyl, 1,3-Bis-(gamma-aminopropyl)-tetramethyl-disiloxan, 1,6-Diaminohexan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 3,3'-Diaminodiphenylmethan, 1,3-Diaminobenzol, 4,4'-Diaminodiphenylether, 2,4'-diaminodiphenylether, 3,3'-diaminodiphenylether, 3,4'-Diaminodiphenylether, 1,4-Diaminobenzol, 4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluor-biphenyl, 4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluordiphenylether, Bis[4-(3-aminophenoxy)-phenyl]sulfid, Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl] sulfon, Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]keton, 4,4'-Bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-propan, 2,2-Bis[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan, 4,4'-Diaminodiphenylsulfid, 4,4'-Diaminodiphenylether, 4,4'-Diaminodiphenylsulfon, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 1,1-Di(p-aminophenyl)ethan, 2,2-Di(p-aminophenyl)propan, 2,2-Di(p-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan und dergleichen und Gemische davon.
Die Dianhydride und Diamine werden beispielsweise in einem Gewichtsverhältnis von 20:80 bis 80:20, einem Gewichtsverhältnis von 60:40 bis 40:60 und 50:50 gewählt, so dass die Symbole für „Verhältnis“ im gesamten Absatz uniform sind.
Polyimidbeispiele, die für die offenbarten Gemische für die Zwischentransferelementschicht gewählt werden, werden mit wenigstens einer der folgenden Formeln/Strukturen und Gemischen davon dargestellt:

und
wobei n die Anzahl von Wiederholungssegmenten beispielsweise von 5 bis 300, von 10 bis 200, von 20 bis 100, von 20 bis 50 und von 15 bis 45 repräsentiert.
Fluoraliphatische Phosphate
Die fluoraliphatischen Phosphate, die als Dispersionsmittel für die leitenden Komponenten wie Ruß, ggf., und als Nivelliermittel und Ablöse-Additiv für die offenbarten Gemische dienen können, werden durch wenigstens eine der folgenden Formeln/Strukturen dargestellt:
und
wobei Rf eine Perfluoralkylgruppe ist, repräsentiert durch C_nF_2n+1, wobei n für C_n die Anzahl von Kohlenstoffsubstituenten ist, und spezifischer, wobei n 1 bis 18, 1 bis 15, 1 bis 10, 1 bis 5, 5 bis 10, 2 bis 18, 2 bis 16, 2 bis 10, 3 bis 12 und 3 bis 8 ist. So ist beispielsweise für die Perfluoralkylgruppe C_nF_2n+1 für F_n ein Vielfaches von 2 des n für das C_n wie hierin offenbart.
Beispiele für fluoraliphatisches Phosphat, ausgewählt für die offenbarten Zwischentransferelemente, sind Fluoralkylphosphate, wobei Alkyl 1 bis 18 Kohlenstoffatome, 1 bis 12 Kohlenstoffatome, 1 bis 10 Kohlenstoffatome oder 1 bis 8 Kohlenstoffatome enthält, wie zum Beispiel das Perfluoralkylphosphat MASURF^® FS-3300 (pH 2 bis 4), erhältlich von Mason Chemical Company, Arlington Heights, Illinois; das Perfluorhexylethylphosphat, THETAWET™ FS-8200 (pH 2,5 bis 4), erhältlich von Innovative Chemical Technologies, Incorporated, Cartersville, Georgia; und Gemische davon.
Für die Fluoralkylphosphate umfassen Alkylsubstituenten beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Gemische davon und dergleichen.
Spezifische Beispiele für fluoraliphatische Phosphate, die für das offenbarte Zwischentransferelementgemisch gewählt werden, sind ein Perfluorhexylethylphosphat der folgenden Formel/Struktur:
ein Perfluoroctylethylphosphat, ein Di(perfluorhexylethyl)phosphat, ein Di(perfluoroctylethyl)phosphat, andere geeignete bekannte fluoraliphatische Phosphate, Gemische davon und dergleichen.
Die fluoraliphatischen Phosphate, die gleichzeitig als Ablösemittel oder -additiv, als Nivelliermittel und als Dispersionsmittel fungieren können, im Gegensatz zur Verwendung von drei unterschiedlichen Substanzen, sind kompatibel mit dem offenbarten Beschichtungslösungsgemisch und die resultierenden Polyimid/fluoraliphatisches Phosphat enthaltenden Gemische oder Zusammensetzungen können, nach dem Härten, Selbstablösung von einem Metallsubstrat wie Edelstahl und ggf. einer glatten Polyimid/leitenden Komponente, ein Zwischentransferelement aus einer fluoraliphatischen Phosphatzusammensetzung ergeben.
Es können verschiedene Mengen eines fluoraliphatischen Phosphats für die Zusammensetzung oder das Beschichtungsgemisch des Zwischentransferelements gewählt werden, zum Beispiel 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% (aller Gesamtfeststoffe), 0,01 Gew.-% bis 5 Gew.-%, 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-%, 0,1 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, 0,1 Gew.-% bis 1 Gew.-%, 0,1 Gew.-% bis 0,9 Gew.-%, 0,1 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, 0,03 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%, 0,03 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, 0,01 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, 0,01 Gew.-% bis 0,05 Gew.-%, und gleich oder weniger als 0,2 Gew.-%. In einigen Ausgestaltungen liegt die Zwischentransferelementzusammensetzung des Polyimidpolymers und des fluoraliphatischen Phosphats in einem Gewichtsverhältnis von 99,99/0,01 bis 95/5 vor, wobei das Gewichtsverhältnis von Polyimid/leitende Komponente/fluoraliphatisches Phosphat beispielsweise bei 50/49,99/0,01 bis 94,9/5/0,1, 94,9/0,11/5, 94/5/1, 94/8/5/0,2 oder 88,3/11,5/0,2 liegt, oder für ein Gemisch wie eine Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Diaminobenzol, eine Polyamidsäure von pyromellitischem Dianydrid/4,4-Oxydianilin, Ruß und einem fluoraliphatischen Phosphat, wobei das Gewichtsverhältnis 80/10/9/1, 70/15/14,8/0,2, 70,6/17,7/11,5/0,2 beträgt, und andere geeignete Verhältnisse wie zum Beispiel von 65/25/9,9/0,1 bis 80/8/11,9/0,1.
Eine spezifische offenbarte Zwischentransferelementbeschichtung umfasst ein Gemisch aus einem Polyimid von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin, einer leitenden Komponente und dem offenbarten fluoraliphatischen Phosphat, hergestellt in einem hierin illustrierten Lösungsmittel von beispielsweise 5 bis 20 Gew.-% Feststoffe, 5 bis 16 Gew.-% Feststoffe, 5 bis 10 Gew.-% Feststoffe, 10 bis 20 Gew.-% Feststoffe und 10 bis 15 Gew.-% Feststoffe.
Das offenbarte Polyimid/fluoraliphatisches Phosphat enthaltende Gemisch besitzt beispielsweise ein Young-Modul von 3000 bis 10.000 MPa, 4000 bis 9000 MPa, 4000 bis 8000 MPa, 5000 bis 8000 MPa und 7000 bis 7500 MPa.
Optionale leitende Komponenten oder Füllstoffe
Das offenbarte Zwischentransferelement kann optional ein oder mehrere leitende Komponenten oder Füllstoffe enthalten, um beispielsweise die Leitfähigkeit des Zwischentransferelements zu verändern und zu justieren. Wo das Zwischentransferelement eine einschichtige Struktur ist, da kann der leitende Füllstoff in dem die hierin offenbarten fluoraliphatischen Phosphate enthaltenden Gemisch enthalten sein. Wo jedoch das Zwischentransferelement eine mehrschichtige Struktur ist, da kann der leitende Füllstoff in einer oder mehreren Schichten des Elementes enthalten sein, wie zum Beispiel im Trägersubstrat, in der Schicht aus dem fluoraliphatisches Phosphat enthaltenden Gemisch oder sowohl im Trägersubstrat als auch in der Schicht aus dem fluoraliphatisches Phosphat enthaltenden Gemisch, und inklusive ggf. der Ablöseschicht. Zum Beispiel, geeignete Füllstoffe beinhalten Ruße, Metalloxide, Polyaniline, Graphit, Acetylenschwarz, fluorierte Ruße, andere bekannte geeignete Füllstoffe und Gemische davon.
Beispiele für Rußfüllstoffe, die für die hierin illustrierten Zwischentransferelemente gewählt werden können, sind Special Black 4 (BET-Fläche = 180 m²/g, DBP-Absorption = 1,8 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 25 Nanometer), erhältlich von Evonik-Degussa, Special Black 5 (B BET-Fläche = 240 m²/g, DBP-Absorption = 1,41 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 20 Nanometer), Farbe Schwarz FW1 (BET-Fläche = 320 m²/g, DBP-Absorption = 2,89 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 13 Nanometer), Farbe Schwarz FW2 (BET-Fläche = 460 m²/g, DBP-Absorption = 4,82 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 13 Nanometer), Farbe Schwarz FW200 (BET-Fläche = 460 m²/g, DBP-Absorption = 4,6 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 13 Nanometer), alle erhältlich von Evonik-Degussa; VULCAN^® Ruße, REGAL^® Ruße, MONARCH^® Ruße und BLACK PEARLS^® Ruße, erhältlich von Cabot Corporation, und Ruße, erhältlich von Orion Chemicals, wie z.B. Special Black 4. Spezifische Beispiele für leitende Ruße sind BLACK PEARLS^® 1000 (BET-Fläche = 343 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g), 880 (BET-Fläche = 240 m²/g, DBP-Absorption = 1,06 ml/g), 800 (BET-Fläche = 230 m²/g, DBP-Absorption = 0,68 ml/g), L (BET-Fläche = 138 m²/g, DBP-Absorption = 0,61 ml/g), 570 (BET-Fläche = 110 m²/g, DBP-Absorption = 1,14 ml/g), 170 (BET-Fläche = 35 m²/g, DBP-Absorption = 1,22 ml/g), VULCAN^® XC72 (BET-Fläche = 254 m²/g, DBP-Absorption = 1,76 ml/g), XC72R (flauschige Form von VULCAN^® XC72), XC605, XC305, REGAL^® 660 (BET-Fläche = 112 m²/g, DBP-Absorption = 0,59 ml/g), 400 (BET-Fläche = 96 m²/g, DBP-Absorption = 0,69 ml/g), 330 (BET-Fläche = 94 m²/g, DBP-Absorption = 0,71 ml/g), MONARCH^@ 880 (BET-Fläche = 220 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 16 Nanometer), und 1000 (BET-Fläche = 343 m²/g, DBP-Absorption = 1,05 ml/g, Primärpartikeldurchmesser = 16 Nanometer); Channel Special Carbon Black 4 und Channel Special Carbon Black 5, erhältlich von Orion, und Channel Carbon Blacks, erhältlich von Evonik-Degussa. Andere bekannte geeignete Ruße, die nicht speziell hierin offenbart sind, können als Füllstoffe der leitenden Komponente für die hierin offenbarten Zwischentransferelemente gewählt werden.
Beispiele für Polyanilinfüllstoffe, die für den Einbau in die Zwischentransferelemente gewählt werden können, sind PANIPOL™ F, im Handel erhältlich von Panipol Oy, Finnland; sowie bekannte Lignosulfonsäure-gepropfte Polyaniline. Diese Polyaniline haben gewöhnlich einen relativ kleinen Partikeldurchmesser von beispielsweise 0,5 bis 5 Mikron; von 1,1 bis 2,3 Mikron oder von 1,5 bis 1,9 Mikron.
Metalloxidfüllstoffe, die für die offenbarten Zwischentransferelemente gewählt werden können, sind beispielsweise Zinnoxid, Antimon-dotiertes Zinnoxid, Antimondioxid, Titandioxid, Indiumoxid, Zinkoxid, Indium-dotiertes Zinntrioxid, Indiumzinnoxid und Titanoxid.
Zu geeigneten Antimon-dotierten Zinnoxidfüllstoffen gehören Antimon-dotierte Zinnoxide, mit denen ein Inertkernpartikel beschichtet ist, wie ZELEC^® ECP-S, M und T, erhältlich von DuPont Chemicals, Jackson Laboratories, Deepwater, N.J., und Antimon-dotierte, nicht kernhaltige Zinnoxide wie ZELEC^® ECP-3005-XC und ZELEC^® ECP-3010-XC; erhältlich von DuPont Chemicals, Jackson Laboratories, Deepwater, N.J. Die Kernpartikel können Glimmer-, TiO₂- oder nadelförmige Partikel mit einem hohlen oder massiven Kern sein.
Beispiele für im Handel von E.I. DuPont oder DuPont Chemicals erhältliche Antimon-dotierte Zinnoxidfüllstoffe sind ZELEC^® ECP 1610-S, 2610-S, 3610-S, 1703-S, 2703-S, 1410-M, 3005-XC, 3010-XC, 1410-T, 3410-T, S-X1, ZELEC^® ECP Pulver, die eine nadelförmige hohle Schale haben, ein gleichachsiges Titandioxid-Kernprodukt (ZELEC^® ECP-T) und ein plattenförmiges Glimmer-Kernprodukt (ZELEC^® ECP-M).
Die Antimon-dotierten Zinnoxidpartikel können durch dichtes Schichten einer dünnen Schicht von Antimon-dotiertem Zinnoxid auf die Oberfläche einer Siliciumdioxidschale oder eines Partikels auf der Basis von Siliciumdioxid hergestellt werden, wobei die Schale wiederum auf einen Kernpartikel abgesetzt wurde. Auch sind die Antimon-dotierten Zinnoxidpartikel größenmäßig fein genug, um ausreichende Transparenz zu bieten. Das Silicumdioxid kann entweder eine hohle Schale oder auf die Oberfläche eines inerten Kerns geschichtet sein, um eine massive Struktur zu bilden.
Falls vorhanden, kann der Füllstoff ausgewählt werden in einer Menge von beispielsweise 0,1 bis 50 Gew.-%, 1 bis 60 Gew.-%, 1 bis 40 Gew.-%, 3 bis 40 Gew.-%, 4 bis 30 Gew.-%, 10 bis 30 Gew.-%, 10 bis 25 Gew.-%, 5 bis 30 Gew.-%, 15 bis 20 Gew.-% und 5 bis 20 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der festen Ingredienten, in denen der Füllstoff enthalten ist.
Optionale Polysiloxanpolymere
Die offenbarten Gemische für das Zwischentransferelement können allgemein auch ein Polysiloxanpolymer beinhalten. Beispiele für Polysiloxanpolymeren, die für die hierin offenbarten Zwischentransferelementgemische gewählt werden, sind bekannte geeignete Polysiloxane wie z.B. ein Copolymer aus einem Polyether und einem Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical als BYK^® 333, 330 (51 Gew.-% in Methoxypropylacetat), und 344 (52,3 Gew.-% in Xylol/Isobutanol, Verhältnis 80/20); BYK^®-SILCLEAN 3710 und 3720 (25 Gew.-% in Methoxypropanol); ein Copolymer aus einem Polyester und einem Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical als BYK^® 310 (25 Gew.-% in Xylol), und 370 (25 Gew.-% in Xylol/Alkylbenzolen/Cyclohexanon/Monophenylglykol, Verhältnis 75/11/7/7); ein Copolymer aus Polyacrylat und einem Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical als BYK^®-SILCLEAN 3700 (25 Gew.-% in Methoxypropylacetat); ein Copolymer aus Polyesterpolyether und einem Polydimethylsiloxan, im Handel erhältlich von BYK Chemical als BYK^® 375 (25 Gew.-% in Di-propylenglykolmonomethylether); und Gemische davon.
Spezifische Beispiele für Polysiloxanpolymere beinhalten ein Polysiloxanpolymer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem polyestermodifizierten Polydimethylsiloxan, einem polyethermodifizierten Polydimethylsiloxan, einem polyacrylatmodifizierten Polydimethylsiloxan und einem polyesterpolyethermodifizierten Polydimethylsiloxan.
Das Polysiloxanpolymer, oder Copolymere davon, kann in den offenbarten Beschichtungszusammensetzungen und Zwischentransferelementen davon in einer Menge von beispielsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, 0,01 bis 1 Gew.-%, 0,05 Gew.-% bis 1 Gew.-%, 0,05 bis 0,5 Gew.-%, 0,1 bis 0,5 Gew.-%, 0,2 bis 0,5 Gew.-% oder 0,1 bis 0,3 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der vorhandenen festen Komponenten oder Ingredienten enthalten sein.
Optionale Trägersubstrate
Falls gewünscht, kann ein Trägersubstrat in dem Zwischentransferelement enthalten sein, wie zum Beispiel unterhalb der Schicht aus fluoraliphatisches Phosphat enthaltendem Gemisch wie offenbart. Das Trägersubstrat kann so enthalten sein, dass es dem Zwischentransferelement eine erhöhte Steifigkeit oder Festigkeit verleiht.
Die das offenbarte fluoraliphatische Phosphat enthaltende Beschichtungsdispersion kann auf verschiedene geeignete Trägersubstratmaterialien aufgebracht werden, um eine Multischicht wie z.B. Doppelschicht-Zwischentransferelemente zu bilden. Beispielhafte Trägersubstratmaterialien beinhalten Polyimide, Polyamidimide, Polyetherimide, Gemische davon und dergleichen.
Spezieller, Beispiele für die Zwischentransferelement-Trägersubstrate sind Polyimide einschließlich bekannter bei niedriger Temperatur und rasch härtender Polyimidpolymere wie VTEC™ PI 1388, 080-051, 851, 302, 203, 201 und PETI-5, alle erhältlich von Richard Blaine International, Incorporated, Reading, PA., Polyamidimide, Polyetherimide und dergleichen. Die duroplastischen Polyimide können bei Temperaturen von 180°C bis 260°C über eine kurze Zeitperiode gehärtet werden, zum Beispiel von 10 bis 120 Minuten oder von 20 bis 60 Minuten, und haben im Allgemeinen ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von 5000 bis 500.000 oder von 10.000 bis 100.000, und ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht von 50.000 bis 5.000.000 oder von 100.000 bis 1.000.000. Auch können für das Trägersubstrat duroplastische Polyimide gewählt werden, die bei Temperaturen über 300°C gehärtet werden können, wie zum Beispiel PYRE M.L^® RC-5019, RC 5057, RC-5069, RC-5097, RC-5053 und RK-692, alle im Handel erhältlich von Industrial Summit Technology Corporation, Parlin, NJ; RP-46 und RP-50, beide im Handel erhältlich von Unitech LLC, Hampton, VA; DURIMIDE^® 100, im Handel erhältlich von FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc., North Kingstown, RI; und KAPTON^® HN, VN und FN, alle im Handel erhältlich von E.I. DuPont, Wilmington, DE.
Beispiele für Polyamidimide, die als Trägersubstrate für die hierin offenbarten Zwischentransferelemente gewählt werden können, sind VYLOMAX^® HR-11NN (15 Gew.-% Lösung in N-Methylpyrrolidon, T_g = 300°C und M_w = 45.000), HR-12N2 (30 Gew.-% Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylol/Methylethylketon = 50/35/15, T_g = 255°C und M_w = 8.000), HR-13NX (30 Gew.-% Lösung in N-Methylpyrrolidon/Xylol = 67/33, T_g = 280°C und M_w = 10.000), HR-15ET (25 Gew.-% Lösung in Ethanol/Toluol = 50/50, T_g = 260°C und M_w = 10.000), HR-16NN (14 Gew.-% Lösung in N-Methylpyrrolidon, T_g = 320°C und M_w = 100.000), alle im Handel erhältlich von Toyobo Company of Japan, und TORLON^® AI-10 (T_g = 272°C), im Handel erhältlich von Solvay Advanced Polymers, LLC, Alpharetta, GA.
Spezifische Beispiele für Polyetherimid-Trägersubstrate, die für die hierin offenbarten Zwischentransferelemente gewählt 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, die alle im Handel von Sabic Innovative Plastics erhältlich sind.
Optionale Ablöseschichten
Bei Bedarf kann eine optionale Ablöseschicht in das Zwischentransferelement einbezogen werden, wie beispielsweise in die Konfiguration einer Schicht über der die offenbarte fluoraliphatische Phosphatmischung enthaltenden Schicht. Die Ablöseschicht kann einbezogen werden, um beim Bereitstellen von Tonerreinigung und zusätzlicher Effizienz des Transfers des entwickelten Bildes von einem Fotoleiter auf das Zwischentransferelement zu assistieren.
Falls gewählt, kann die Ablöseschicht eine beliebige gewünschte und geeignete Dicke haben. Zum Beispiel, die Ablöseschicht kann eine Dicke von 1 bis 100 Mikron, von 10 bis 75 Mikron oder von 20 bis 50 Mikron haben.
Die optionale Ablöseschicht kann TEFLON^®-ähnliche Materialien umfassen, die fluorinierte Ethylenpropylen-Copolymere (FEP), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyfluoralkoxy-Polytetrafluorethylen (PFA TEFLON^®) und andere TEFLON^®-ähnliche Materialien enthalten; Silikonmaterialien wie Fluorsilikone und Silikonkautschuke, wie Silicone Rubber 552, erhältlich von Sampson Coatings, Richmond, Va., Polydimethylsiloxan/Dibutylzinndiacetat, 0,45 Gramm DBTDA pro 100 Gramm Polydimethylsiloxan-Kautschukgemisch, mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht M_w von 3500; und Fluorelastomere wie die, die von VITON^® erhältlich sind, wie Copolymere und Terpolymere von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, die im Handel unter verschiedenen Bezeichnungen wie VITON^® A, E, E60C, E45, E430, B910, GH, B50 und GF bekannt sind. Die Bezeichnung VITON^® ist eine Handelsmarke von E.I. DuPont de Nemours, Inc. Zwei bekannte Fluorelastomere bestehen aus (1) einer Klasse von Copolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, im Handel bekannt als VITON^® A; (2) einer Klasse von Terpolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen und Tetrafluorethylen, im Handel bekannt als VITON^® B; und (3) einer Klasse von Tetrapolymeren aus Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen, Tetrafluorethylen und einem Cure-Site-Monomer wie VITON^® GF, mit 35 Mol-% Vinylidenfluorid, 34 Mol-% Hexafluorpropylen und 29 Mol-% Tetrafluorethylen mit 2 Prozent Cure-Site-Monomer. Die Cure-Site-Monomere können aus den von E.I. DuPont de Nemours, Inc. verfügbaren ausgewählt werden, wie z.B. 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1, 3-Bromperfluorpropen-1, 1,1-Dihydro-3-bromperfluorpropen-1 und beliebige andere geeignete, bekannte, im Handel erhältliche Cure-Site-Monomere.
Herstellung des Zwischentransferelements
Die offenbarten Zwischentransferelement-Beschichtungsdispersionen können mit einer Reihe von bekannten Prozessen hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung der offenbarten Beschichtungszusammensetzungen beinhaltet mechanisches Rühren ohne Kugelmahlen, wobei das fluoraliphatische Phosphat Ablöse-Additiv/Nivelliermittel/Dispersionsmittel anfänglich mit einer leitenden Komponente wie Ruß und einem Lösungsmittel gemischt werden kann. Danach kann dann dem resultierenden Gemisch eine Polyamidsäure oder ein Polyamidsäuregemisch zugegeben werden.
Spezieller, die offenbarte Zwischentransferbeschichtung, wie zum Beispiel eine Zwischentransferband-(ITB)-Dispersionsmischung, kann gemäß dem folgenden Schema hergestellt werden, wobei ein Gemisch aus Ruß, der fluoraliphatischen Phosphatkombination Ablöse-Additiv/Nivelliermittel/Dispersionskomponente oder dem Mittel, die/das in den offenbarten Lösungsmitteln enthalten ist, wie NMP, gerührt werden kann, um einen Schlamm davon zu bilden. Nachfolgend kann dem gebildeten Schlamm eine Polyamidsäure oder ein Gemisch davon zugegeben werden, gefolgt von Rühren, und wo eine Polyamidsäure/Ruß/fluoraliphatisches Phosphat/NMP-Beschichtungsdispersion resultiert, da kann die Dispersion dann filtriert werden. In dem nachfolgenden Schema beinhaltet „Polyamidsäure zugeben“ mehrere Polyamidsäuren wie zum Beispiel ein Gemisch aus zwei Polyamidsäuren.
Das oben hergestellte endgültige flüssige ITB-(Zwischentransferband)-Beschichtungsdispersionsgemisch kann dann auf ein Metallsubstrat wie ein Substrat aus Edelstahl, Aluminium, Nickel, Kupfer und Legierungen davon sowie Glasplatten fließbeschichtet und nachfolgend bei 170°C für 30 Minuten und bei 320°C für 120 Minuten gehärtet werden; oder durch Erhitzen von 50°C auf 75°C für 25 bis 35 Minuten gehärtet werden, gefolgt vom Erhitzen von 180°C bis 195°C für 25 bis 35 Minuten, und dann weiteres Erhitzen von 300°C bis 325°C für 50 bis 100 Minuten. Nach dem Trocknen und Kühlen auf Raumtemperatur, 22°C bis 25°C, lässt sich der resultierende Polyimid-Zwischentransferelementfilm mit flacher Konfiguration und ohne Kräuseln ohne Assistenz durch externe Prozesse leicht von dem Metallsubstrat ablösen. Das heißt, die erhaltenen Zwischentransferelementfilme lassen sich sofort ablösen oder lösen sich von selbst, beispielsweise innerhalb von 1 bis 15 Sekunden, 1 bis 10 Sekunden, 5 bis 15 Sekunden, 5 bis 10 Sekunden oder 1 Sekunde, ohne externe Assistenz, von dem Metallsubstrat wie zum Beispiel einem Edelstahlsubstrat ab. Auch trennt sich der effizient und wirtschaftlich gebildete Zwischentransferelementfilm vollständig, z.B. mit einer Trennung von 90 bis 100 Prozent oder von 95 bis 99 Prozent, von Metallsubstraten ab, wobei Ablösematerialien und getrennte Ablöseschichten vermieden werden können.
Das selbstablösende, offenbarte Zwischentransferelementfilm-Beschichtungsdispersionsgemisch kann als Zwischentransferelement gewählt werden, oder der resultierende Film kann auf optionale Trägersubstrate wie die hierin illustrierten durch Fließbeschichten, Flüssigspraybeschichten, Tauchbeschichten, Beschichten mit drahtgewickeltem Stab, Wirbelbettbeschichten, Pulverbeschichten, elektrostatisches Sprühen, Schallsprühen, Streichbeschichten, Formen, Laminieren und dergleichen aufgebracht werden. Das optionale Trägersubstrat kann in verschiedenen Formen, wie zum Beispiel als Band oder als Film, unter Verwendung von geeigneten Materialien ausgebildet werden, die nichtleitend oder leitend sind, wobei die Dicke des Zwischentransferelements beispielsweise 30 bis 1000 Mikron, 100 bis 800 Mikron, 150 bis 500 Mikron, 100 bis 125 Mikron oder 75 bis 80 Mikron beträgt. In einigen Ausgestaltungen kann das Zwischentransferfilm-Beschichtungsgemisch nach dem Härten eine Dicke von beispielsweise 30 bis 400 Mikron, 15 bis 150 Mikron, 20 bis 100 Mikron, 50 bis 200 Mikron, 70 bis 150 Mikron oder 50 bis 75 Mikron haben.
Ein Lösungsmittel kann in das Polyimid/fluoraliphatisches Phosphat enthaltende Beschichtungsgemisch einbezogen werden. Beispiele für die gewählten Lösungsmittel sind Toluol, Hexan, Cyclohexan, Heptan, Tetrahydrofuran, Methylethylketon, Methylisobutylketon, N,N'-Dimethylformamid, N,N'-Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon (NMP), Methylenchlorid und Gemische davon, wobei das Lösungsmittel beispielsweise in einer Menge von 70 Gew.-% bis 95 Gew.-%, von 80 Gew.-% bis 90 Gew.-% auf der Basis der Mengen der Komponenten in dem Beschichtungsgemisch gewählt wird. Das offenbarte fluoraliphatische Phosphat ist in den oben erwähnten Lösungsmitteln leicht löslich, wobei die Löslichkeit im Bereich von 90 bis 100 Prozent liegt, das heißt vollständig zu 100 Prozent löslich, besonders im Lösungsmittel NMP, 90 bis 99 Prozent, 95 bis 99 Prozent und 98 bis 100 Prozent löslich.
Es werden nachfolgend spezifische Ausgestaltungen ausführlich beschrieben. Diese Beispiele sollen illustrativ und nicht auf die in diesen Ausgestaltungen dargelegten Materialien, Bedingungen oder Prozessparameter begrenzt sein. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind alle Teile Prozentanteile nach Feststoffgewicht.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
Es wurde eine Zwischentransferband-(ITB)-Beschichtungsdispersion aus einer Polyamidsäure hergestellt, wobei die Polyamidsäure nach dem Härten durch Erhitzen in das Polyimid von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin der folgenden Formel/Struktur umgewandelt wird:
wobei n 30 ist.
Spezieller, es wurde eine Zwischentransferbeschichtungsdispersion hergestellt durch Erzeugen eines Gemischs aus Special Carbon Black 4, erhältlich von Orion Chemicals, der Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin in N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) (17 Gew.-% Feststoffe), und nicht sehr leicht löslich im NMP-Lösungsmittel das Nivelliermittel NOVEC™ FC-4432, ein von 3M erhältliches Fluortensid, und dieses Gemisch wurde gerührt und 18 Stunden in einer Kugelmühle mit 2 Millimeter Edelstahlkugeln über eine Attritor-Feinmühle gemahlen. Dies ergab eine Beschichtungsdispersion aus der Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin/Ruß/Nivelliermittel, dispergiert in NMP, wobei das Gewichtsverhältnis von Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin/Ruß/ Nivelliermittel 88,8/11/0,2 betrug, und die Dispersion wurde mit einem 20 Mikron Nylontuchfilter filtriert.
Die obige hergestellte Flüssigbeschichtungsdispersion wurde auf ein Edelstahlsubstrat fließbeschichtet und nachfolgend bei 75°C 30 Minuten lang, bei 190°C 30 Minuten lang und bei 320°C 60 Minuten lang gehärtet. Das resultierende Polyimidhaltige Zwischentransferelement mit einer Dicke von 50 Mikron löste sich erst nach Einweichen in Wasser für zwei Monate von dem Edelstahlsubstrat ab.
Die Rußpartikelgröße der Dispersion wurde mit einem dynamischen Lichtstreuinstrument MALVERN HPPS5001 gemessen und betrug 150 Nanometer mit einer engen Größenverteilung.
BEISPIEL I
Es wurde eine Zwischentransferelementband-(ITB)-Beschichtungsdispersion hergestellt, die ein Gemisch aus Polyamidsäuren enthielt, bestehend aus einer Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Diaminobenzol und einer Polyamidsäure von pyromellitischem Dianhydrid/4,4-Oxydianilin, und diese Polyamidsäuren wurden nach dem Härten durch Erhitzen in das Polyimid von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin der folgenden Formel/Struktur umgewandelt:
wobei n 20 bis 50 beträgt; und in das Polyimid von pyromellitischem Dianhydrid/4,4'-Oxydianilin der folgenden Formel/Struktur:
wobei n 15 bis 45 ist.
Die Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Diaminobenzol ist von Kaneka Corporation erhältlich (BPDE-Harz, 16,9 Gew.-% Feststoffe in NMP), und die für die Mischung gewählte Polyamidsäure von pyromellitischem Dianhydrid/4,4-Oxydianilin war Pyre-M.L.^® RC-5019 (16 Gew.-% Feststoffe in NMP), erhalten von Industrial Summit Technology Corporation.
Es wurde eine Zwischentransferbeschichtungsdispersion ohne Mahlen gemäß dem folgenden Schema hergestellt, und es wurde zunächst ein Gemisch aus Special Carbon Black 4, erhältlich von Orion Chemicals, fluoraliphatischem Phosphat, MASURF^® FS-3300 (pH 2-4), erhältlich von der Mason Chemical Company, Arlington Heights, Illinois, enthalten im Lösungsmittel NMP, 16,9 Gew.-% Feststoffe, oder fluoraliphatischem Phosphat-Ablöse-Additiv/Nivelliermittel/Dispersionsmittel des Perfluorhexylethylphosphats, THETAWET™ FS-8200 (pH 2,5-4, enthalten im Lösungsmittel NMP, 16 Gew.-% Feststoffe), erhältlich von Innovative Chemical Technologies, Incorporated, Cartersville, Georgia, erzeugt. Das resultierende Gemisch wurde drei Stunden lang gerührt, um einen Schlamm davon zu bilden.
Nachfolgend wurde dem gebildeten Schlamm die obige Mischung aus der Polyamidsäure von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Diaminobenzol und der obigen Polyamidsäure von pyromellitischem Dianhydrid/4,4-Oxydianilin zugegeben, gefolgt von Rühren für 18 Stunden, woraus eine Dispersion der Polyamide der obigen Formeln/Strukturen von Biphenyltetracarbonsäure-Dianhydrid/Phenylendiamin und eine Beschichtungsdispersion aus pyromellitischem Dianhydrid/4,4-Oxydianilin, Ruß/fluoraliphatisches Phosphat/NMP resultierte, und diese Dispersion wurde mit einem 20 Mikron Nylontuchfilter filtriert. Die resultierende Disperson aus Polyamidsäure-Doppelmischung/Ruß/fluoraliphatisches Phosphat hatte ein Gewichtsverhältnis von 70.6/17.7/11.5/0.2, wobei das fluoraliphatische Phosphat zu 99 Prozent im Lösungsmittel NMP löslich war.
Im nachfolgenden Schema bezieht sich „Polyamidsäure zugeben“ auf zwei Polyamidsäuren.
Die oben hergestellte endgültige Flüssigbeschichtungsdispersion wurde auf ein Edelstahlsubstrat fließbeschichtet und nachfolgend bei 170°C für 30 Minuten und dann bei 320°C für 120 Minuten gehärtet, gefolgt vom Trocknen bei Raumtemperatur bei 25°C. Das resultierende Zwischentransferelement aus Polyimid/Ruß/fluoraliphatischem Phosphat mit einer Dicke von 50 Mikron, ohne Kräuseln oder Beschichtungsdefekte, löste sich von selbst ohne Assistenz von externen Prozessen in 5 Sekunden von dem Edelstahlsubstrat ab. Die Erzielung einer Selbstablösung in einem Bereich von 1 bis 10 Sekunden ist äußerst wünschenswert.
Die Rußpartikelgröße der Dispersion wurde mit einem dynamischen Lichtstreuinstrument MALVERN HPPS5001 gemessen und betrug 100 Nanometer mit einer sehr engen Größenverteilung.
Das Young-Modul wurde mit dem bekannten ASTM D882-97 Prozess gemessen. Proben (0,5 Zoll × 12 Zoll) jedes Zwischentransferelements wurden in eine im Handel erhältliche Messvorrichtung InstronTensile Tester gelegt, dann wurden die Proben mit einer konstanten Zugrate bis zum Bruch gedehnt. Während dieser Zeit wurde die resultierende Last gegenüber der Probendehnung aufgezeichnet. Der Wert des Young-Moduls wurde durch Nehmen eines beliebigen Punkts tangential zum anfänglichen linearen Abschnitt der aufgezeichneten Kurvenergebnisse und Dividieren der Zugspannung durch die entsprechende Last berechnet. Die Zugspannung wurde durch Dividieren der Last durch den durchschnittlichen Querschnittsbereich jeder der Testproben berechnet. Die Zugspannung, bei der der Probenstreifen brach, wurde als Bruchfestigkeit aufgezeichnet.
Die obigen ITB-Elemente von Vergleichsbeispiel 1 und Beispiel 1 wurden im Hinblick auf Oberflächenresistivität (im Durchschnitt vier bis sechs Messungen an variierenden Stellen, 72°F/65 Prozent Raumfeuchtigkeit) mit einem High Resistivity Meter (Hiresta-Up MCP-HT450, erhältlich von Mitsubishi Chemical Corporation) gemessen. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Beispiel Nummer Young-Modul (MPa) Bruchfestigkeit (MPa) Oberflächenresistivität (Ohm/cm²)

Vergleichsbeispiel 1 6000 163 5,6 × 10¹⁰

Beispiel I 7050 200 3,2 × 10¹⁰
Die Beschichtungsdispersion von Beispiel I wurde ohne Mahlen hergestellt, hauptsächlich weil das offenbarte fluoraliphatische Phosphat ein ausgezeichnetes Dispersionsmittel für Ruß war. Im Gegensatz dazu wurde die Beschichtungsdispersion aus Vergleichsbeispiel 1 effektiv durch Kugelmahlen hergestellt, was ein komplexer und energieaufwändiger Prozess ist.
Zusätzlich zeigte das resultierende Zwischentransferelement von Beispiel I verbesserte Stabilitäts- und mechanische Eigenschaften, wie zum Beispiel ein um 15 Prozent höheres Modul und eine um 20 Prozent höhere Bruchfestigkeit gegenüber dem Zwischentransferelement von Vergleichsbeispiel 1.

Claims

Zwischentransferelement, das eine einzelne Schicht umfasst, wobei die Schicht aus einem Polyimid, Ruß und einem fluoraliphatischen Phosphat der folgenden alternativen Formeln/Strukturen besteht:
und
wobei Rf eine Perfluoralkylgruppe repräsentiert durch C_nF_2n+1 ist, wobei n von 1 bis 18 ist.
Zwischentransferelement, das in Aufeinanderfolge Folgendes umfasst: ein Trägersubstrat, eine Schicht darüber, bestehend aus einem Gemisch aus einem Polyimid, erzeugt von einer Polyamidsäure, Ruß und ein fluoraliphatisches Phosphat, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Perfluorhexylethylphosphat, Perfluoroctylethylphosphat, Di(perfluorhexylethyl)phosphat, Di(perfluoroctylethyl)phosphat und Gemischen davon, und wobei das genannte Zwischentransferelement optional ein Young-Modul von 5000 bis 8000 MPa besitzt.