DE60005620T2

DE60005620T2 - Nahtloser, schlauchförmiger, halbleitfähiger Film aus aromatischen Polyimid und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE60005620T2
Application number: DE2000605620
Authority: DE
Inventors: Junya Moriyama-shi Kanetake
Original assignee: Gunze Ltd
Current assignee: Gunze Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2020-08-12
Also published as: EP1075925B1; EP1075925A1; JP4406782B2; DE60005620D1; US6352750B1; JP2001047451A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid, die insbesondere elektrische Widerstandseigenschaften (spezifischer Oberflächenwiderstand, spezifischer Durchgangswiderstand und dielektrische Stärke) aufweist, die in ihrer Stabilität verbessert sind, und ein Verfahren zur Herstellung der Folie zur Verfügung. Die Folie wird bemerkenswert vorteilhaft als beispielsweise ein Zwischenübertragungsbandbestandteil in einem Farbkopierer, der ein Zwischenübertragungssystem benutzt, verwendet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet des Farbkopierens ist beispielsweise ein Kopiersystem, das ein Zwischenübertragungsband (nachfolgend als "Zwischenübertragungssystem" bezeichnet) verwendet, bekannt, und ein Teil davon wird praktisch verwendet. Bei dem Zwischenübertragungssystem, das sich von dem Xerographie-Verfahren unterscheidet, bei dem ein auf einer lichtempfindlichen Trommel gebildetes Farbtonerbild in der Folge übertragen wird, um unmittelbar auf einem Umdruckpapier fixiert zu werden, werden eine Vielzahl von Tonerbildern zunächst auf ein elektrisch halbleitendes Band übertragen, das elektrostatisch geladen und zwischen einer lichtempfindlichen Trommel und einem Umdruckpapier montiert ist, und dann auf Umdruckpapieren fixiert.
Die Farbkopiertechniken nach dem Zwischenübertragungssystem ziehen weitverbreitete Aufmerksamkeit auf sich, weil die Techniken es gestatten, Bilder unter Erhalt einer hohen Bildqualität zu reproduzieren, den Grad der Ozonisierung zu senken und Tonerbilder in einem größeren Bereich von Bildträgern einschließlich Kartons, Umschlägen etc. zu reproduzieren und damit vielen Zwecken zu dienen.
Es ist bekannt, als das Zwischenübertragungsband ein elektrisch halbleitendes nahtloses Band zu verwenden, das durch Dispergieren von elektrisch leitendem Ruß in einem wärmehärtbaren Polyimid hergestellt ist. Dieses elektrisch halbleitende nahtlose Band ist hervorragend im Hinblick auf Wärmebeständigkeit, mechanische Eigenschaften, chemische Widerstandsfähigkeit und dergleichen im Vergleich zu denen, die aus anderen Harzen hergestellt sind.
Allerdings neigt eine nahtlose schlauchförmige Folie, der durch Dispergieren eines elektrisch leitenden Rußes in einem wärmehärtbaren Polyimid elektrische Halbleitungsfähigkeit verliehen worden ist, im allgemeinen dazu, im Hinblick auf die elektrische Halbleitungsfähigkeit, d.h. im Hinblick auf elektrische Widerstandseigenschaften, instabil zu sein, und daher ist es schwierig, eine solche nahtlose schlauchförmige Folie unter Erhalt ihrer hohen Qualität zu benutzen. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem die nahtlose schlauchförmige Folie mit den instabilen elektrischen Widerstandseigenschaften als Zwischenübertragungsband verwendet wird, Tonerstreuung auftreten, was Unregelmäßigkeiten in der Bilddichte und Flecken im Nichtbildbereich verursacht, wodurch die Qualität der reproduzierten Bilder beeinträchtigt wird. Darüber hinaus beeinflußt eine Veränderung der angelegten Spannung während eines Kopiervorgangs sofort die Qualität der reproduzierten Bilder, so daß eine konstante Qualität der reproduzierten Bilder nicht erreicht werden kann.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde als ein Ergebnis intensiver Forschungen erreicht, die ausgeführt wurden, um eine nahtlose, schlauchförmige, elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid mit verbesserter Qualität und verbessertem Verhalten bereitzustellen, um dadurch die oben beschriebenen Probleme zu lösen.
Die vorliegende Erfindung ist, wie in Anspruch 1 beansprucht, gekennzeichnet durch eine nahtlose, schlauchförmige, elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid umfassend ein aromatisches Polyimid und einen elektrisch leitenden Ruß mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 10–25 %, welcher hauptsächlich aus flüchtigen sauren Inhaltsstoffen mit einem pH von nicht mehr als 4 besteht, die in der Lage ist, die obigen Probleme wirksam zu lösen.
Das aromatische Polyimid kann bevorzugt eine Tg (Glasübergangstemperatur) von 210–350°C aufweisen (Anspruch 2), und der elektrisch leitende Ruß kann bevorzugt durch eine Oberflächenoxidation behandelt sein (Anspruch 3).
Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 wird ein Verhältnis von spezifischem Oberflächenwiderstand/spezifischem Durchgangswiderstand der nahtlosen schlauchförmigen elektrisch halbleitenden Folie aus aromatischem Polyimid leicht so reguliert, daß es zwei Stellen (10²) oder weniger beträgt und bevorzugt in dem Bereich von 1 ≤ Verhältnis von spezifischem Oberflächenwiderstand/spezifischem Durchgangswiderstand ≤ 10² ist, wodurch die Lösung der obigen Probleme in einer bevorzugten Weise ermöglicht wird.
Gemäß den Ansprüchen 1–3 wird die Veränderung des spezifischen Oberflächenwiderstands, die durch Veränderung einer angelegten Spannung zum Laden verursacht wird, leicht so reguliert, daß sie eine halbe Stelle oder weniger beträgt, wodurch die Lösung der obigen Probleme in einer bevorzugten Weise ermöglicht wird (Anspruch 5).
Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 wird gefunden, daß nicht nur das Verhältnis von spezifischem Oberflächenwiderstand/spezifischem Durchgangswiderstand dazu neigt, innerhalb von zwei Stellen oder weniger zu betragen, sondern auch die Veränderung des spezifischen Oberflächenwiderstands, die durch Veränderung einer angelegten Spannung zum Laden verursacht wird, dazu neigt, innerhalb von einer halben Stelle oder weniger zu betragen, was in Anspruch 6 bestimmt ist. Die dreieinige Beziehung zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand, dem spezifischen Durchgangswiderstand und der zum Laden angelegten Spannung, die auf der Grundlage der Erfindung, die in den Ansprüchen 2 und 3 wiedergegeben wird, begründet ist, kennzeichnet die Erfindung als Ganzes vom Standpunkt der Lösung der obigen Probleme in höchst wirksamer Weise.
In Anspruch 7 wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens für die Herstellung der nahtlosen schlauchförmigen elektrisch halbleitenden Folie aus aromatischem Polyimid, wie sie in den Ansprüchen 1–6 beansprucht wird, angegeben. Das Herstellungsverfahren ist hervorragend im Hinblick auf die Herstellung einer nahtlosen schlauchförmigen elektrisch halbleitenden Folie aus aromatischem Polyimid mit einer bemerkenswert hohen Oberflächenstrukturglätte und Dickengenauigkeit (nachfolgend als "Oberflächenqualität" bezeichnet) im Vergleich zu anderen.
Die Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben werden.
Als ein Harz zur Bildung einer Grundlage für die nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid (nachfolgend als "SL-Folie" bezeichnet) der Erfindung ist ein aromatisches Polyimid im Hinblick auf seine hervorragenden Eigenschaften im Vergleich zu anderen Harzen ausgewählt, wie oben beschrieben. Das aromatische Polyimid kann bevorzugt eine Tg (am Übergangspunkt zweiter Ordnung) von etwa 210–350°C, besonders bevorzugt etwa 250–350°C aufweisen. Die Verwendung eines solchen aromatischen Polyimids erlaubt es, stabile elektrische Widerstandseigenschaften leicht zu erreichen, die der SL-Folie durch Dispergieren des elektrisch leitenden Rußes verliehen werden, und die für die SL-Folie erforderliche Oberflächenqualität leicht sicherzustellen. Ferner ist die SL-Folie, die unter Verwendung des aromatischen Polyimids erhalten wird, so hervorragend im Hinblick auf die Biegeermüdungswiderstandskraft, daß die Größenänderung der SL-Folie nach wiederholtem und lang andauerndem Gebrauch verringert werden kann.
Nun, nachdem die Gründe, weshalb das aromatische Polyimid mit einer Tg von 210–350°C bevorzugt ist, oben beschrieben worden sind, wird nachfolgend der Wirkungsmechanismus des aromatischen Polyimids erläutert werden. Das Polyimid mit einer Tg in den obigen Bereichen weist, wie es genauer später beschrieben werden wird, 2 bis 3 Gruppen ausgewählt aus -O-, -SO₂-, -CO- und Alkylengruppen etc. in seiner aromatischen Gruppe auf, die an eine Imidgruppe gebunden ist. Daher tritt dort eine schwache Bindung, die einer Wasserstoffbrückenbindung ähnlich ist, zwischen den ausgewählten Gruppen und den flüchtigen sauren Inhaltsstoffen mit einem pH von nicht mehr als 4, bevorzugt 1,5–3,5, die in dem Ruß enthalten sind, auf, wodurch eine größere Affinität zueinander hergestellt und ein im Hinblick auf Gleichförmigkeit und Stabilität verbesserter Dispersionszustand erreicht wird. Als ein Ergebnis werden die elektrischen Widerstandseigenschaften verbessert. Ferner erwirbt das Polyimid selbst Flexibilität und zeigt daher das Polyimid, selbst wenn in dem Polyimid Imidringe gebildet werden, d.h. selbst wenn das Polyimid nicht in dem Zustand einer Polyamidsäure bzw. Poly(carbamoylcarbonsäure) ist, die eine Vorstufe davon ist, Löslichkeit gegenüber einem organischen polaren Lösungsmittel (aprotische organische Lösungsmittel wie N-Methylpyrrolidon, Dimethylacetamid und Dimethylformamid). Als ein Ergebnis ermöglicht das Polyimid die Verbesserung der Oberflächengenauigkeit der SL-Folie und die Ausführung der Imidation bei einer niedrigeren Temperatur.
Die folgenden sind spezifische Beispiele des aromatischen Polyimids. Das aromatische Polyimid mit einer Tg von größer als 350°C kann ein Polyimid (Tg 500°C) erhalten aus 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid und p-Phenylendiamin, ein Polyimid (Tg 420°C) erhalten aus Pyromellithdianhydrid und 4,4'-Diaminodiphenylether etc. sein. Das aromatische Polyimid mit einer Tg von 210–350°C kann ein Polyimid (Tg 303°C) erhalten aus 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid und 4,4'-Diaminodiphenylether und ein Polyimid (Tg 270°C) erhalten aus Pyromellithdianhydrid und 4,4'-Bis-(3-aminophenoxy)biphenyl, ein Polyamid (Tg 264°C) erhalten aus 3,3',4,4'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid und 3,3'-Diaminobenzophenon, ein Polyimid (Tg 240°C) erhalten aus 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid und 3,3'-Diaminodiphenylsulfon, ein Polyimid (Tg 215°C) erhalten aus Isopropyliden-bis-(4-phenylenoxy-4-phthalsäuredianhydrid) und p-Phenylendiamin, ein Polyamidimid (Tg 288°C) erhalten aus Trimellithanhydrid und 4,4'-Diaminodiphenylether etc. sein.
Erläuterungen werden nachfolgend zu dem elektrisch leitenden Ruß gegeben, der mit dem aromatischen Polyimid zu mischen und in ihm zu dispergieren ist, dessen flüchtige saure Bestandteile hauptsächlich einen pH von nicht mehr als 4, bevorzugt nicht mehr als 3,5 aufweisen, was mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 10–25 %, bevorzugt 13–20 % korrespondiert (nachfolgend einfach als "CB" bezeichnet).
Zunächst sollte bemerkt werden, daß nicht alle Rußtypen in der Erfindung verwendet werden können. Von dem in der Erfindung zu verwendenden CB wird erwartet, daß er einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 10–25 aufweist und die Hauptbestandteile der flüchtigen Komponente saure Bestandteile mit einem pH von nicht mehr als 4 sind.
Die flüchtige Komponente ist eine Ausdünstung, die durch Erwärmen eines elektrisch leitenden Rußes (mit einem spezifischen Oberflächenwiderstand von im wesentlichen 10^–1–10⁴ Ohm pro Quadrat (Ω/☐)) auf eine Temperatur von 950°C für 7 Minuten erhalten wird. Im allgemeinen wird ein Ruß durch Verbrennen unter bestimmten Bedingungen (z.B. unvollständige Verbrennung) eines Ausgangsmaterials (z.B. Erdgas, Acetylen, Anthracen, Naphthalin, Kohlenteer, aromatische Erdölfraktion) hergestellt. Es wird behauptet, daß die Ausdünstung mit Organooxidnebenprodukten (Carboxyl, Hydroxyl, Chinon, Lacton etc.) korrespondiert, die bei dem Rußherstellungsverfahren hergestellt werden und die, wie sie sind, an den Rußpartikeln gebunden oder anhaften bleiben. Daher variieren die Organooxidnebenprodukte und ihr Gehalt in dem entstehenden Ruß in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen; von den Nebenprodukten, die als die sauren Inhaltsstoffe wirken, wird allerdings angenommen, daß sie organische Inhaltsstoffe sind, die sich von Carboxyl und Hydroxyl ableiten (es wird angenommen, daß der pH von nicht mehr als 4 durch diese Inhaltsstoffe erreicht wird).
Der wie oben spezifizierte CB ist ausgewählt aus Rußen mit verschiedenen flüchtigen Komponenten in verschiedenen Verhältnissen des oben beschriebenen Gehalts. Ein bestimmter pH-Wert, oder eine bestimmte Acidität, ist notwendig zum Erreichen der Dispergierbarkeit zwischen dem aromatischen Polyimid und CB und zum Erreichen der elektrischen Widerstandseigenschaften, die wie oben beschrieben durch die Dispergierbarkeit verliehen werden. Entsprechend wird der pH von nicht mehr als 4 spezifiziert, um die elektrischen Widerstandseigenschaften als bemerkenswerte Wirkung der Erfindung zu erreichen und dadurch die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen. Falls CB eine große Menge an flüchtigen Inhaltsstoffen mit einem pH von größer als 4 enthält, kann die Wirkung der Erfindung nicht in ihrer ganzen Breite hergestellt werden. Ferner ist es wichtig, daß eine Gesamtmenge des flüchtigen Inhalts in dem Bereich von 10–25 % ist sowie die flüchtigen sauren Inhaltsstoffe mit einem pH von nicht mehr als 4 enthalten sind. Darüber hinaus besteht die Gesamtmenge der flüchtigen Komponente bevorzugt hauptsächlich aus sauren flüchtigen Inhaltsstoffen. Dieses "hauptsächlich" bedeutet nicht weniger als 50 %. In dem Fall, in dem die flüchtige Komponente hauptsächlich aus flüchtigen sauren Inhaltsstoffen mit einem pH von 4 oder weniger besteht, ist eine Gesamtmenge des flüchtigen Gehalts von weniger als 10 % nicht zufriedenstellend vom Standpunkt des Effekts, der durch Erreichen der spezifischen elektrischen Widerstandseigenschaften, die durch die spezifische Dispergierbarkeit verliehen werden, hergestellt wird. Im Gegensatz dazu überschreitet in dem Fall, in dem die Gesamtmenge des flüchtigen Gehalts mehr als 25 % beträgt, die Menge der flüchtigen sauren Inhaltsstoffe die erforderliche Menge und verschlechtert dadurch die Haltbarkeit und die glatte Oberflächenstruktur (feine Unebenheit) der SL-Folie.
Außerdem ist der in der Erfindung zu verwendende CB bevorzugt in der Form von Teilchen, die jedes eine spezifische Oberfläche von 100–500 m²/g mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1–50 μm aufweisen.
Die flüchtige Komponente in CB wird als ein Nebenprodukt als ein Ergebnis der Verbrennung, wie oben erwähnt, hergestellt. In dem Fall, in dem der so hergestellte flüchtige Gehalt nicht innerhalb des spezifischen Bereichs ist, ist es möglich, den flüchtigen Gehalt aktiv herzustellen, um CB mit dem spezifischen flüchtigen Gehalt zu erhalten. Dieses Herstellungsverfahren ist eine Oxidationsbehandlung der CB-Oberflächen unter Verwendung von zum Beispiel NO-Gas, Salpetersäure, Wasserstoffperoxid, Natriumhypochlorit, Kaliumpersulfat, Ozon oder dergleichen. Diese aktive Oxidationsbehandlung ist bevorzugt, weil bei der Behandlung funktionelle Gruppen mit einer sauren organischen Gruppe wie eine Carboxylgruppe, Hydroxylgruppe oder dergleichen direkt mit CB verbunden werden als wären sie gepfropft, oder eine organische Verbindung mit der funktionellen Gruppe generiert wird, um aktiv in CB unter Anhaftung an den CB-Oberflächen aufgenommen zu werden.
Die SL-Folie mit den oben beschriebenen Merkmalen weist eine elektrische Leitfähigkeit auf, die mit den elektrischen Widerstandseigenschaften korrespondiert, wobei der spezifische Oberflächenwiderstand etwa 10⁵–10¹⁶ Ω/☐ beträgt und der spezifische Durchgangswiderstand etwa 10⁴–10¹⁵ Ω·cm beträgt. Bevorzugt ist das Verhältnis spezifischer Oberflächenwiderstand/spezifischer Durchgangswiderstand innerhalb zweier Stellen oder weniger, so daß die elektrischen Widerstandseigenschaften in ihrer Stabilität verbessert werden. Zum Beispiel erlaubt die Verwendung einer solchen SL-Folie als Zwischenbandbestandteil in einem Farbkopierer die Bereitstellung einer Farbbildreproduktion, die in ihrer Qualität der reproduzierten Bilder (frei von Verschlechterung der Bildqualität verursacht durch Tonerstreuung) konstant und für einen langen Zeitraum hervorragend ist. Außerdem wird die Verwendung der SL-Folie den untergeordneten Vorteil bieten, daß ein Corotron, ein Antistatikgerät, nicht länger notwendig ist.
"Das Verhältnis spezifischer Oberflächenwiderstand/spezifischer Durchgangswiderstand ist innerhalb von zwei Stellen oder weniger" bedeutet, daß beispielsweise der spezifische Durchgangswiderstand innerhalb des Bereichs von 10¹⁰–10¹² Ω·cm ist, wenn der spezifische Oberflächenwiderstand 10¹² Ω/☐ beträgt.
Die SL-Folie weist elektrische Widerstandeigenschaften auf, die nicht so sehr durch die Variation der angelegten Spannung zum Laden beeinflußt werden: es ist jedoch vorteilhafter, die SL-Folie zu verwenden, deren Bereich der Variation des spezifischen Oberflächenwiderstands innerhalb einer halben Stelle ist (was bedeutet, daß der Bereich der Variation des spezifischen Oberflächenwiderstands zum Beispiel von 1 × 10¹² Ω/☐ bis 6 × 10¹² Ω/☐ ist), weil eine solche SL-Folie sich nicht in ihren elektrischen Widerstandseigenschaften verändert, selbst wenn die angelegte Spannung sich scharf verändert, zum Beispiel von 100 V auf 1000 V. Daher wird die SL-Folie mit einem solchen spezifischen Oberflächenwiderstand ein stärker bevorzugter Bestandteil sein, ebenso wie die SL-Folie mit den oben beschriebenen elektrischen Widerstandseigenschaften, bei Anwendungen, bei denen elektrostatische Ladung zu allen Zeiten erforderlich ist. Zum Beispiel verändert sich in dem Fall, in dem eine solche SL-Folie als ein Zwischenübertragungsband verwendet wird, der spezifische Oberflächenwiderstand im wesentlichen nicht, selbst wenn eine angelegte Spannung sich aufgrund irgendeiner Ursache in der Mitte des Kopiervorgangs von 100 V auf 300 V, 500 V, 700 V, 1000 V etc. verändert; daher tritt keine wesentliche Änderung in der Menge der elektrostatischen Ladung in dem Zwischenübertragungsband auf. Konsequenterweise werden auf einer lichtempfindlichen Trommel gebildete Tonerbilder sicher auf das Band übertragen, so daß sie ohne Fehler auf Bildträger gedruckt werden, wodurch Schwierigkeiten in Bezug auf die Verschlechterung der Qualität reproduzierter Bilder, die durch die Veränderung der angelegten Spannung verursacht wird, eliminiert werden.
Darüber hinaus wird bei einer SL-Folie der oben beschriebenen Struktur, wenn das Verhältnis spezifischer Oberflächenwiderstand/spezifischer Durchgangswiderstand nicht mehr als zwei Stellen beträgt und die Veränderung des spezifischen Oberflächenwiderstands, die durch die Veränderung einer angelegten Spannung zum Laden verursacht wird, nicht mehr als eine halbe Stelle beträgt, eine solche SL-Folie der hervorragendste Zwischenübertragungsbestandteil vom Gesichtspunkt der Gesamtbewertung von spezifischem Oberflächenwiderstand, spezifischem Durchgangswiderstand und angelegter Spannung zum Laden sein. Entsprechend erlaubt die Verwendung der SL-Folie als ein Zwischenübertragungsband, einen Ladungsbeseitigungsvorgang unter Verwendung eines Corotrons zu vermeiden und Probleme wie Unregelmäßigkeit der Bilddichte, die durch Veränderung der angelegten Spannung verursacht wird, und Verschlechterung der Bildqualität, die durch Tonerstreuung verursacht wird, zu lösen und dadurch eine konstante Bildreproduktion für einen langen Zeitraum bereitzustellen.
Ein Verfahren zur Herstellung der SL-Folie wird im folgenden veranschaulicht werden.
Zuerst wird das aromatische Polyimid durch Polykondensationsreaktion äquimolarer Mengen des aromatischen Dianhydrids und des aromatischen Diamins in dem polaren organischen Lösungsmittel hergestellt. Wenn das aromatische Polyimid verwendet wird, das in dem Lösungsmittel unlöslich wird, wenn die Reaktion zu dem Imidringschluß fortschreitet, wird die Reaktion auf der Stufe einer Polyamidsäure bzw. Poly(carbamoylcarbonsäure) gestoppt, um die Reaktionslösung als eine Gesamtlösung zu verwenden, die in dem nachfolgenden Schritt geformt wird. In dem Fall der Verwendung eines aromatischen Polyimids, das in dem Lösungsmittel löslich ist, auch nachdem ein Teil davon oder alles zu dem Imidringschluß fortschreitet, ist es bevorzugt, der Imidringschlußreaktion zu gestatten, in dem Lösungsmittel abzulaufen, um die Gesamtlösung zum Formen herzustellen.
Außerdem kann die Reaktion auf der Stufe der Polyamidsäure bzw. Poly(carbamoylcarbonsäure) durch Steuerung der Reaktionstemperatur gestoppt werden. Wenn die Reaktionstemperatur nicht mehr als die übliche Temperatur beträgt, stoppt die Reaktion auf der Poly(carbamoylcarbonsäure)-Stufe, ohne zur Imidation fortzufahren.
Als nächstes wird zu der so erhaltenen Gesamtlösung des aromatischen Polyimids oder der Gesamtlösung der aromatischen Poly(carbamoylcarbonsäure) CB hinzugegeben, wie spezifiziert in einer Menge von 5–35 Gew.-% (basierend auf einem Feststoffgehalt des Polyimids oder der Poly(carbamoylcarbonsäure)), bevorzugt 10–25 Gew.-%, gefolgt von Dispersion des CB, um eine Gesamtlösung zum Formen zu ergeben. Der Bereich für die CB-Menge, die hinzuzugeben ist, wird im Hinblick auf die elektrische Halbleitfähigkeit entschieden, d.h. so, daß der entstehenden SL-Folie ein spezifischer Oberflächenwiderstand von etwa 10⁵–10¹⁶ Ω/☐, bevorzugt 10⁷–10¹⁴ Ω/☐, und ein spezifischer Durchgangswiderstand von etwa 10⁴–10¹⁵ Ω·cm, bevorzugt 10⁶–10¹³ Ω·cm verliehen wird. Insbesondere die obere Grenze wurde im Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften des Polyimids und die Glätte einer entstehenden SL-Folie festgelegt. Falls die obere Grenze 35 Gew.-% überschreitet, neigen die physikalischen Eigenschaften und die Glätte dazu, sich zu verschlechtern.
Im allgemeinen wird der Ruß grob gemischt und dispergiert unter Verwendung eines Rührers mit Rührblatt und dann vollständig gemischt und mittels einer Kugelmühle dispergiert. Während des Mischens und Dispergierens durch die Kugelmühle kann das polare organische Lösungsmittel nach Bedarf hinzugegeben werden, um die Viskosität der Mischung einzustellen, so daß die Mischung geeigneterweise als eine Lösung zum Formen verwendet wird. Es ist nicht selten, daß während dieses Misch- und Dispergierschritts Wärme auftritt; daher ist es erforderlich, das Mischen und Dispergieren unter Kontrolle der Temperatur durchzuführen, so daß das Lösungsmittel nicht verdampft. Darüber hinaus kann, falls erforderlich, die geringste Menge eines Additivs (zum Beispiel ein oberflächenaktives Mittel, das Fluor enthält, zur Förderung der Dispergierbarkeit des Rußes, ein Fluorharz, um Ablösungseigenschaften zu verleihen, ein Wärmeleitfähigkeitsbeschleuniger auf keramischer Basis, um Wärmeleitfähigkeit zu verleihen) hinzugegeben werden.
Danach wird die Lösung des aromatischen Polyimids oder die Lösung der aromatischen Polyamidsäure bzw. Poly(carbamoylcarbonsäure), die den elektrisch leitenden Ruß enthält, dem Formen unterworfen.
Das Formen wird in einer solchen Weise ausgeführt, daß die Mischung über eine Schlitzdüse zum Beispiel auf ein rotierendes Metallband extrudiert wird, um in der Form einer Folie zu sein, gefolgt von Erwärmen, um die Folie in der Gestalt einer Bahn zu ergeben. Die Folie wird dann in Stücke mit jeweils vorherbestimmter Länge geschnitten, gefolgt von Verbinden beider Enden der geschnittenen Folie. In einem anderen Formverfahren wird die Lösung auf eine Außenoberfläche einer rotierenden Metalltrommel gesprüht, gefolgt von Erwärmen, um eine SL-Folie durch ein kontinuierliches Verfahren zu erhalten. Bei einem anderen Formverfahren wird die Lösung auf eine Innenoberfläche einer rotierenden Metalltrommel gesprüht, um in die Form eines nahtlosen Schlauchs geformt zu werden, gefolgt von Erwärmen, um eine SL-Folie zu erhalten (nachfolgend als "Verfahren R" bezeichnet). Unter den obigen Formverfahren ist das Verfahren R bevorzugt, weil die SL-Folie, die durch das Verfahren R erhalten wird, bemerkenswert gut im Hinblick auf eine glatte Oberflächenstruktur und die Dickengenauigkeit ist. Das Verfahren R wird im folgenden im Detail beschrieben.
Eine für das Verfahren R zu verwendende Formvorrichtung umfaßt beispielsweise eine auf vier rotierenden Walzen montierte Metalltrommel. Die Innenoberfläche der Trommel ist hochglanzbehandelt. Ein Fern-Infrarot-Strahler wird außen zum Erwärmen der Innenoberfläche durch Erwärmen einer Außenoberfläche der Trommel vorgesehen. Ein Heizkörper ist in der Formvorrichtung für das Erwärmen der rotierenden Walzen eingebettet. Eine schlitzförmige Düse mit einer Dosierpumpe wird in der Trommel vorgesehen, um die Formlösung der Innenoberfläche der Trommel automatisch zuzuführen. Die Lösung wird über die Düse in einigen Fällen in der Form einer Flüssigkeit oder in anderen Fällen in zerstäubter Form zugeführt. Die Düse bewegt sich bilateral von einer Kante zu der anderen in Übereinstimmung mit einer Rotationsgeschwindigkeit und weist einen Installations- und Entfernungs mechanismus auf, so daß sie aus der Trommel entfernt werden kann. Ferner ist eine Auslaßvorrichtung entfernbar in der Trommel zum Ausführen von verdampftem polarem organischem Lösungsmittel aus dem System vorgesehen. Darüber hinaus sind Träger peripher an beiden Kanten der Innenoberfläche der Trommel vorgesehen, um das Auslaufen der Lösung zu verhindern.
In dem Fall, in dem die Lösung in der Form einer Flüssigkeit zugeführt wird, wird die Trommel notwendigerweise mit einer so hohen Geschwindigkeit rotiert, daß die Zentrifugalkraft die Lösung gleichförmig auf die Innenoberfläche gießt, während in dem Fall, in dem die Lösung in zerstäubter Form zugeführt wird, die Trommel mit einer so niedrigen Geschwindigkeit rotiert werden kann, daß die Zentrifugalkraft nicht auftritt. Im allgemeinen besteht in einem Film, der durch Formen unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft erhalten worden ist, eine Neigung, daß der darin enthaltene elektrisch leitende Ruß sich an der Folienoberfläche sammelt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch frei von solchen Ungleichmäßigkeiten, und erfindungsgemäß ist der Ruß gleichförmig sowohl in Richtung der Dicke als auch der Rotation verteilt. Es ist selbstverständlich, daß ein solcher Vorteil durch die Kombination der beiden wie oben beschriebenen spezifischen Komponenten erreicht wird; allerdings trägt die wie oben beschriebene starke Affinität zwischen den Komponenten dazu bei.
Somit wird die SL-Folie unter einer der beiden Bedingungen (mit oder ohne Zentrifugalkraft) mittels einer der Formvorrichtungen geformt. Es ist ratsam, die Viskosität der Lösung, die Zufuhrgeschwindigkeit und die Rotationsgeschwindigkeit der Trommel vor Beginn des Formprozesses festzusetzen, weil sie in Abhängigkeit von den Bedingungen des Formprozesses variieren. Es ist ratsam, die Erwärmungstemperatur in Abhängigkeit der beiden folgenden Fälle zu verändern. In dem Fall der Verwendung des aromatischen Polyimids mit einer Tg von 210–350°C oder der entsprechenden Polyamidsäure bzw. Poly(carbamoylcarbonsäure) wird die Enwärmungstemperatur graduell auf bis zu 300°C erhöht, um das polare organische Lösungsmittel vollständig zu entfernen und die Imidation zu erreichen, um die Ziel-SL-Folie in einem einzigen Erwärmungsschritt zu erhalten. Im allgemeinen ist eine hohe Temperatur (350–450°C) erforderlich, um die Imidation zu vollenden; jedoch ist das Polyimid mit der Tg von 210–350°C dadurch gekennzeichnet, daß die Imidation bei einer Temperatur von nicht mehr als 300°C vollendet wird. Daher ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, das Gießen, Verdampfen des Lösungsmittels und die Imidation durch den einzigen Erwärmungsschritt auszuführen.
Auf der anderen Seite löst sich das aromatische Polyimid mit einer Tg von nicht weniger als 400°C nicht in dem Lösungsmittel; daher wird eine Lösung der Poly(carbamoylcarbonsäure), die in dem Lösungsmittel löslich ist, als ein zu formendes Ausgangsmaterial in dem Fall der Verwendung eines solchen aromatischen Polyimids verwendet. Die Poly(carbamoylcarbonsäure)-Lösung wird der Trommel zugeführt, gefolgt von Erwärmen auf eine Temperatur, bei der die Imidation im wesentlichen nicht auftritt, zum Beispiel 200°C oder weniger, um dadurch eine Poly(carbamoylcarbonsäure)-Folie zu ergeben, in der eine bestimmte Menge des Lösungsmittels verbleibt. Die Folie wird dann beispielsweise der Außenseite einer zylindrischen Metallform angepaßt, gefolgt von Erwärmen auf eine Temperatur von 400°C zur vollständigen Entfernung des Lösungsmittels und Imidation. Somit wird der Formprozeß in zwei Erwärmungsschritten ausgeführt. Falls die Temperatur ohne Unterbrechung auf 400°C innerhalb der Trommel angehoben wird, um die Imidation auszuführen, treten Probleme aufgrund der hohen Temperatur wie feine Konkavitäten und Konvexitäten wie auf der vorderen und der rückwärtigen Oberfläche der entstehenden SL-Folie gebildete Krater und Schrumpfung im Umfang auf. Solche Phänomene werden nicht bei den SL-Folien beobachtet, die unter Verwendung des aromatischen Polyimids mit einer Tg von 210–350°C erhalten werden (die vordere und rückwärtige Folienoberflächen sind bemerkenswert glatt). Die Phänomene sind Schwierigkeiten, die unvermeidlich bei dem bei einer höheren Temperatur ausgeführten Imidringschluß auftreten.
Die Dicke der mit dem oben beschriebenen Verfahren erhaltenen SL-Folie variiert in Abhängigkeit von der Verwendung. Die Dicke der SL-Folie beträgt zum Beispiel 70–150 μm, wenn sie als ein Zwischenübertragungsband oder ein Zwischenübertragungsband nutzbar für die Fixierung verwendet wird; etwa 100–300 μm, wenn sie für andere Typen von Transportbändern (wie einem Band zum Übertragen eines in dem Kopierer plazierten Druckpapiers, einem Band zum Übertragen anderer Gegenstände) verwendet wird; etwa 50–150 μm, wenn sie einer Rollwalze angepaßt wird, um aufgerollt benutzt zu werden.
Außerdem kann, wenn die SL-Folie in einer Anwendung verwendet wird, bei der Ablösungseigenschaften erforderlich sind, auf der Oberfläche des Bands eine Schicht mit guten Ablösungseigenschaften vorgesehen sein, die ein Fluorharz wie Polytetrafluorethylen oder ein Harz mit Ablösungseigenschaften umfaßt.
Die vorliegende Erfindung mit den wie oben beschriebenen Merkmalen erreicht die folgenden Vorteile.
Die erfindungsgemäß erhaltene SL-Folie weist bemerkenswert stabile elektrische Widerstandseigenschaften auf, wobei eine geringe Differenz zwischen dem spezifischen Oberflächenwiderstand und dem spezifischen Durchgangswiderstand beobachtet wird und der spezifische Oberflächenwiderstand im wesentlichen nicht beeinflußt wird durch die Veränderung einer angelegten Spannung.
Die Verwendung der SL-Folie mit den oben beschriebenen Eigenschaften zum Beispiel als ein Zwischenübertragungsband in einem Farbkopierer mit Zwischenübertragungssystem trägt zur Beseitigung der Tonerstreuung während des Übertragungsprozesses bei, wodurch die Qualität der reproduzierten Bilder (Reinheit, Schärfe etc.) verbessert wird. Ferner verändert sich eine Menge an elektrostatischer Ladung auf dem Band nicht, selbst wenn die daran angelegte Spannung zum Laden sich während des Kopierprozesses verändert; daher verursacht das Band keine Veränderungen der Qualität der reproduzierten Bilder (z.B. Dichteunregelmäßigkeit), wodurch ein verläßliches Farbkopierverhalten bereitgestellt wird.
Außerdem ist die SL-Folie der Erfindung hervorragend im Hinblick auf Wärmebeständigkeit, chemische Beständigkeit, mechanische Eigenschaften und Umweltbeständigkeit. Daher wird im Hinblick auf die zuvor erwähnten elektrischen Widerstandseigenschaften die SL-Folie für die Verwendung in verschiedenen Anwendungen, die solche Eigenschaften erfordern, entwickelt werden.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die Erfindung wird im Detail mit Bezug auf Vergleichsbeispiele und Beispiele veranschaulicht werden. Es ist zu beachten, daß der spezifische Oberflächenwiderstand, der spezifische Durchgangswiderstand und die Veränderung des spezifischen Oberflächenwiderstands, die durch Veränderung der angelegten Spannung zum Laden verursacht wird, (nachfolgend als Abhängigkeit von der angelegten Spannung bezeichnet) in einer wie unten angegebenen Weise gemessen werden.
Spezifischer Oberflächenwiderstand und spezifischer Durchgangswiderstand Die Messungen wurden mittels eines Widerstandsmeßgerätes ("Hiresta": Produkt von Mitsubishi Yuka Kabushiki Kaisha) durchgeführt; unter Verwendung von Proben, die jeweils eine Dicke von 80 (± 5) μm aufweisen und aus SL-Folien, die in den Vergleichsbeispielen und Beispielen erhalten wurden, hergestellt wurden; mit 10 Meßpunkten mit einem gleichen Zwischenabstand; und mit einer angelegten Spannung von 100 V. Der durchschnittliche spezifische Oberflächenwiderstand und spezifische Durchgangswiderstand wurden in Bezug auf jede Probe berechnet.
Abhängigkeit von der angelegten Spannung
Der spezifische Oberflächenwiderstand wurde mittels Hiresta gemessen, welches das gleiche wie das oben erwähnte Widerstandsmeßgerät ist, unter angelegten Spannungen von 100 V und 1000 V, um die Differenz, die durch die Veränderung der angelegten Spannung verursacht wird, zu beobachten. Je kleiner die Differenz zwischen dem bestimmten spezifischen Oberflächenwiderstand, um so stabiler sind die elektrischen Widerstandseigenschaften.
Beispiel 1
Aromatisches Polyimid mit einer Tg von 500°C, unlöslich in polarem organischem Lösungsmittel
Zu einer Poly(carbamoylcarbonsäure)-Lösung (Feststoffkonzentration von 18 Gew.-%) hergestellt durch Polykondensationsreaktion äquimolarer Mengen von 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid und p-Phenylendiamin in N-Methylpyrrolidon bei einer Temperatur von 18°C wurde CB, der einer Oxidationsbehandlung unterworfen worden war, damit er einen pH von 3 und einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 14 % (Teilchengröße von 25 μm; spezifische Oberfläche 180 m²/g) aufwies, in einer solchen Menge hinzugegeben, daß sein Verhältnis zu dem Feststoffgehalt der Poly(carbamoylcarbonsäure) 14 Gew.-% betrug, gefolgt von grobem Mischen in einem Rührer mit Rührblättern. Die grobe Mischung wurde in eine Kugelmühle überführt, um energisch gemischt und dispergiert zu werden bei einer Temperatur von nicht mehr als 60°C. Die Viskosität der so erhaltenen Dispersion betrug 400 cP (nachfolgend als "Gesamtlösung A" bezeichnet).
Als nächstes wurde unter Verwendung der Gesamtlösung A eine nahtlose schlauchförmige Folie aus Poly(carbamoylcarbonsäure) (nachfolgend als "PA-Folie" bezeichnet) mittels der oben beschriebenen Formvorrichtung unter den folgenden Bedingungen geformt.
Formtrommel: Metalltrommel mit einer Hochglanzinnenoberfläche, einem Innendurchmesser von 200 mm, einer Breite von 550 mm.
Zufuhr der Gesamtlösung A: 300 g davon wurden automatisch der langsam rotierenden Trommel zugeführt.
Rotationsgeschwindigkeit – Formtemperatur – Formzeit: Zur gleichen Zeit, zu der die Erwärmung der Trommel begonnen wurde, wurde die Rotation der Trommel graduell in einer solchen Weise beschleunigt, daß die Zahl der Umdrehungen 700 Upm erreichte, wenn die Temperatur 120°C erreichte. Nach Halten der Temperatur (120°C) und der Rotationsgeschwindigkeit (700 Upm) für 120 Minuten wurde das Erwärmen beendet und wurde dann die Temperatur auf gewöhnliche Temperatur unter Rotation abgekühlt. Die so erhaltene PA-Folie wurde von der Trommel abgezogen.
Die PA-Folie (eine Spurenmenge von N-Methylpyrrolidon verblieb darin) wurde dann der Außenseite einer zylindrischen Metallform mit einer Hochglanzinnenoberfläche, einem Außendurchmesser von 195 mm und einer Länge von 400 mm angepaßt, und die Form wurde in einem Heißlufttrockner plaziert. Die Temperatur in dem Trockner wurde graduell bis auf 400°C erhöht, und danach wurde die Temperatur für 20 Minuten gehalten. Die Form mit der Folie wurde dann aus dem Trockner herausgenommen und auf gewöhnliche Temperatur abgekühlt. Die geformte Folie wurde von der Form abgelöst. Die so erhaltene geformte Folie war eine SL-Folie, bei der das Lösungsmittel vollständig entfernt und die Imidation vollständig war.
Die Oberflächen der SL-Folie waren nicht vollständig glatt aufgrund sehr feiner Konkavitäten und Konvexitäten. Die SL-Folie hatte eine Dicke von 80 ± 4 μm, einen Innendurchmesser von 195 mm, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 7,3 × 10¹⁰ Ω/☐, einen spezifischen Durchgangswiderstand von 3,1 × 10⁹ Ω·cm. Im Hinblick auf die Abhängigkeit von der angelegten Spannung betrug der spezifische Oberflächenwiderstand bei 100 V der angelegten Spannung 7,3 × 10¹⁰ Ω/☐, während er bei 1000 V der angelegten Spannung 1,9 × 10¹⁰ Ω/☐ betrug.
Außerdem betrug der spezifische Oberflächenwiderstand, der bei einer Spannung von 1000 V nach 5000 wechselnden Spannungsanlegungen von 100 V und 1000 V für 5000mal gemessen wurde, 8,1 × 10⁹ Ω/☐.
Beispiel 2
Aromatisches Polyimid mit einer Tg von 303°C, löslich in polarem organischem Lösungsmittel
Verwendet wurde eine Lösung einer aromatischen Poly(carbamoylcarbonsäure) (Feststoffkonzentration von 18 Gew.-%) hergestellt durch Polykondensationsreaktion äquimolarer Mengen von 3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäuredianhydrid und 4,4'-Diaminodiphenylether in N-Methylpyrrolidon bei einer Temperatur von 20°C. Zu der so erhaltenen Lösung der aromatischen Poly(carbamoylcarbonsäure) wurden CB und N-Methylpyrrolidon hinzugegeben und energisch damit unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 gemischt, um eine Gesamtlösung zum Formen (nachfolgend als "Gesamtlösung B" bezeichnet) zu ergeben. Die Viskosität der Gesamtlösung B betrug 460 cP.
Als nächstes wurde unter Verwendung der Gesamtlösung B eine nahtlose schlauchförmige Folie aus aromatischem Polyimid (nachfolgend als "PI-Folie" bezeichnet) mittels der oben beschriebenen Formvorrichtung unter den folgenden Bedingungen geformt.
Formtrommel: Metalltrommel mit einer Hochglanzinnenoberfläche, einem Innendurchmesser von 200 mm, einer Breite von 550 mm.
Zufuhr der Gesamtlösung B: 300 g davon wurden automatisch der langsam rotierenden Trommel zugeführt.
Rotationsgeschwindigkeit – Formtemperatur – Formzeit: Zur gleichen Zeit, zu der mit dem Erwärmen der Trommel begonnen wurde, wurde die Rotation der Trommel graduell in einer solchen Weise beschleunigt, daß die Zahl der Umdrehungen 700 Upm erreichte, wenn die Temperatur 120°C erreichte. Nach dem Erreichen der Temperatur (120°C) und der Rotationsgeschwindigkeit (700 Upm) wurde der Zustand für 120 Minuten beibehalten, um den Hauptteil des N-Methylpyrrolidons mittels Verdampfung zu entfernen. Dann wurde die Temperatur auf 300°C erhöht, die für 1 Stunde gehalten wurde. Danach wurde das Erwärmen beendet, und dann wurde die Temperatur auf gewöhnliche Temperatur unter Rotation abgekühlt. Die so erhaltene PI-Folie wurde von der Trommel abgelöst.
Die Oberfläche der PI-Folie war glatt und frei von Konvexitäten und Konkavitäten, die in Beispiel 1 beobachtet wurden. Die PI-Folie hatte eine Dicke von 80 ± 2 μm, einen Innendurchmesser von 195 mm, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 8,1 × 10¹⁰ Ω/☐ und einen spezifischen Durchgangswiderstand von 9,6 × 10⁹ Ω·cm. Im Hinblick auf die Abhängigkeit der angelegten Spannung betrug der spezifische Oberflächenwiderstand bei 100 V 8,1 × 10¹⁰ Ω/☐, während er bei 1000 V 6,9 × 10¹⁰ Ω/☐ betrug.
Außerdem betrug der spezifische Oberflächenwiderstand, der bei einer Spannung von 1000 V nach 5000 wechselnden Spannungsanlegungen von 100 V und 1000 V gemessen wurde, 6,5 × 10¹⁰ Ω/☐.
Beispiel 3
Beispiel einer Kombination von einem anderen aromatischen Polyimid und CB
Mit der Ausnahme der Verwendung eines aromatischen Polyimids (Tg 264°C) erhalten aus 3,3',4,4'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid und 3,3'-Diaminobenzophenon und eines elektrisch leitenden Rußes, der einer Oxidationsbehandlung unterworfen worden war, um einen pH der flüchtigen Komponente von 2,5 aufzuweisen, und eingestellt worden war, um einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 18 % aufzuweisen, wurde eine Dispersion in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, gefolgt von Formen, um dadurch eine SL-Folie mittels eines einzigen Erwärmungsschritts zu ergeben. Die SL-Folie wurde dann von der Metalltrommel abgelöst.
Die Oberfläche der so erhaltenen SL-Folie war glatt und frei von Konvexitäten und Konkavitäten, die in Beispiel 1 beobachtet wurden. Die SL-Folie hatte eine Dicke von 80 ± 3 μm, einen Innendurchmesser von 195 mm, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 7,5 × 10¹⁰ Ω/☐ und einen spezifischen Durchgangswiderstand von 6,7 × 10⁹ Ω·cm. Im Hinblick auf die Abhängigkeit von der angelegten Spannung betrug der spezifische Oberflächenwiderstand bei 100 V 7,5 × 10¹⁰ Ω/☐, während er bei 1000 V 6,9 × 10¹⁰ Ω/☐ betrug.
Außerdem betrug der spezifische Oberflächenwiderstand, der bei einer Spannung bei 1000 V nach 5000 wechselnden Spannungsanlegungen von 100 V und 1000 V gemessen wurde, 6,3 × 10¹⁰ Ω/☐.
Vergleichsbeispiel 1
Mit Ausnahme der Verwendung eines elektrisch leitenden Rußes mit einem pH von 5,0 und einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 15 % (Teilchengröße von 20 μm) wurden die Herstellung einer Polyimid-Gesamtlösung und das Formen einer SL-Folie in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 ausgeführt.
Die so erhaltene SL-Folie hatte eine Dicke von 80 ± 5 μm, einen Innendurchmesser von 195 mm, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 8,9 × 10¹⁰ Ω/☐ und einen spezifischen Durchgangswiderstand von 2,0 × 10⁸ Ω·cm. Im Hinblick auf die Abhängigkeit von der angelegten Spannung betrug der spezifische Oberflächenwiderstand bei 100 V 8,9 × 10¹⁰ Ω/☐, während er bei 1000 V 3,1 × 10⁹ Ω/☐ betrug.
Außerdem betrug der spezifische Oberflächenwiderstand, der bei einer Spannung von 1000 V nach 5000 wechselnden Spannungsanlegungen von 100 V und 1000 V gemessen wurde, 1,5 × 10⁹ Ω/☐.
Vergleichsbeispiel 2
Mit Ausnahme der Verwendung eines elektrischen leitenden Rußes mit einem pH von 3,5 und einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 7,5 % (Teilchengröße von 22 μm) wurden die Herstellung einer Polyimid-Gesamtlösung und das Formen einer nahtlosen schlauchförmigen Folie aus aromatischem Polyimid (nachfolgend als Com.-PI-Folie bezeichnet) in der gleichen Weise ausgeführt wie in Beispiel 2.
Die so erhaltene PI-Folie hatte eine Dicke von 80 ± 2 μm, einen Innendurchmesser von 195 mm, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 9,1 × 10¹⁰ Ω/☐ und einen spezifischen Durchgangswiderstand von 2,4 × 10⁸ Ω·cm. Im Hinblick auf die Abhängigkeit von der angelegten Spannung betrug der spezifische Oberflächenwiderstand bei 100 V 9,1 × 10¹⁰ Ω/☐, während er bei 1000 V 3,3 × 10⁹ Ω/☐ betrug.
Außerdem betrug der spezifische Oberflächenwiderstand, der bei einer Spannung von 1000 V nach 5000 wechselnden Spannungsanlegungen von 100 V und 1000 V gemessen wurde, 7,0 × 10⁸ Ω/☐.
Testbeispiel
Farbkopier-Vergleichstest
Sowohl die in Beispiel 2 erhaltene PI-Folie als auch die in Vergleichsbeispiel 2 erhaltene PI-Folie wurden so geschnitten, daß sie eine Breite von 370 mm aufwiesen, und verarbeitet, um ein elektrisch halbleitendes Zwischenübertragungsband zu bilden. Jede wurde auf zwei drehenden Walzen, die in einem Farbkopierer, der das Zwischenübertragungssystem verwendet, bereitgestellt sind, montiert, und Kopieren wurde unter den folgenden Bedingungen ausgeführt, um die Bildqualität zu bewerten.
Originaldokument: 100 Linien-50 % Punkte und 50 Linien mit einem konstanten Abstand von 1 mm, wobei jede eine Breite von 0,3 mm und eine Länge von 200 mm aufwies.
Toner: Magenta.
Corotron wurde nicht verwendet.
Drucken: Druckpapier mit einer A4-Größe.
In dem Fall, in dem das Band aus Vergleichsbeispiel 2 zum Kopieren verwendet wurde, wurde eine Dichteunregelmäßigkeit bei den reproduzierten Bildern der Punkte ab etwa dem 20.Blatt des kontinuierlichen Kopierens beobachtet, und auf dem 100.Blatt wurden Anhaftungen von gestreutem Toner auf den Punkten beobachtet, so daß die reproduzierten Bilder unregelmäßig in ihrer Dichte waren. Bei reproduzierten Bildern der Linien traten Dichteunregelmäßigkeiten auf, die wie Geisterbilder, die zwischen den Linien auftauchten, aussahen, und schließlich begann gestreuter Toner zwischen den Linien anzuhaften, was wie ein festes Bild aussah.
Auf der anderen Seite wurden in dem Fall, in dem das Band aus Beispiel 2 zum Kopieren verwendet wurde, weder Dichteunregelmäßigkeiten noch Tonerstreuung auf den reproduzierten Bildern der Punkte und Linien beobachtet, und Dichten und Größen der reproduzierten Bilder waren nahezu gleich wie die des Originaldokuments.
Außerdem wurde der Kopiertest mit 50000 Kopierblättern unter Verwendung des Bands aus Beispiel 2 ausgeführt; jedoch wurde keine Veränderung der reproduzierten Bilder beobachtet.

Claims

Nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid, umfassend ein aromatisches Polyimid und einen elektrisch leitenden Ruß mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 10–25 %, welcher hauptsächlich aus sauren flüchtigen Inhaltsstoffen mit einem pH von nicht mehr als 4 besteht.
Nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid gemäß Anspruch 1, umfassend ein aromatisches Polyimid mit einer Tg von etwa 210–350°C.
Nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid gemäß Anspruch 1, wobei der elektrisch leitende Ruß ein Oberflächenoxidations-behandelter Ruß ist.
Nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid gemäß Anspruch 1, wobei ein Verhältnis spezifischer Oberflächenwiderstand/spezifischer Durchgangswiderstand nicht mehr als zwei Stellen beträgt.
Nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid gemäß Anspruch 1, wobei die Veränderung des spezifischen Oberflächenwiderstands, die durch die Veränderung einer angelegten Spannung zum Laden verursacht wird, nicht mehr als eine halbe Stelle beträgt.
Nahtlose schlauchförmige elektrisch halbleitende Folie aus aromatischem Polyimid gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis spezifischer Oberflächenwiderstand/spezifischer Durchgangswiderstand nicht mehr als zwei Stellen beträgt und die Veränderung des spezifischen Oberflächenwiderstands, die durch die Veränderung einer angelegten Spannung zum Laden verursacht wird, nicht mehr als eine halbe Stelle beträgt.
Verfahren zur Herstellung der nahtlosen schlauchförmigen elektrisch halbleitenden Folie aus aromatischem Polyimid gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Aufbringen einer Lösung, enthaltend ein aromatisches Polyimid oder eine entsprechende Polyamidsäure davon und einen elektrisch leitenden Ruß mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 10–25 %, welcher hauptsächlich aus sauren flüchtigen Inhaltsstoffen mit einem pH von nicht mehr als 4 besteht, in einer Menge von 5–35 Gew.-% basierend auf dem Polyimid oder der Polyamidsäure auf die Innenoberfläche einer rotierenden Metalltrommel, gefolgt von Erwärmen zum Formen der Lösung in einen nahtlosen Schlauch.