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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
verbesserte Zwischenübertragungsdruckdecken,
die sich speziell zur Übertragung
von Flüssigtonerbildern
eignen, und Verfahren zur Herstellung solcher Druckdecken.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Verwendung eines Zwischenübertragungselements
bei der elektrostatischen Abbildung ist gut bekannt.
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Verschiedene Arten von Zwischenübertragungselementen
sind bekannt und zum Beispiel in den US-Patenten 3 862 848, 4 684
238, 4 690 539 und 4 531 825 und den PCT-Veröffentlichungen WO 96/14619
und WO 97/07433 beschrieben.
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Bandartige Zwischenübertragungselemente zur
Verwendung bei der Elektrophotographie sind im Stand der Technik
bekannt und u. a. in den US-Patenten 3 893 761, 4 684 238 und 4
690 539 beschrieben.
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Die Verwendung von Zwischenübertragungselementen
und Elementen mit Übertragungsdruckdecken
für den
Offset-Druck ist ebenfalls gutbekannt. Solche Druckdecken besitzen
Eigenschaften, die für
die Übertragung
von Tinte geeignet sind, sie sind jedoch im allgemeinen nicht per
se für
die Flüssigtonerabbildung
verwendbar.
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Mehrschichtige Zwischenübertragungsdruckdecken
für die
Tonerabbildung sind im Stand der Technik bekannt. Im allgemeinen
umfassen solche Druckdecken einen dünnen mehrschichtigen Bildübertragungsbereich
und einen Basisbereich (oder Körperbereich),
der als Träger
für den
Bildübertragungsbereich
dient und der Druckdecke während des
Kontakts mit einer Abbildungsoberfläche und/oder einem Endsubstrat
Elastizität
verleiht. Obwohl das Verfahren zur Erzeugung des Bildübertragungsbereichs
ein relativ sauberes Verfahren ist, ist der Basisbereich mit solchen
sauberen Verfahren im allgemeinen nicht kompatibel.
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Eine wichtige Eigenschaft einer Zwischenübertragungsdecke
sind deren Bildfreisetzungseigenschaften. Viele der oben genannten
Veröffentlichungen
beschreiben Zwischenübertragungsdruckdecken, die
mit einer Schicht Freisetzungsmaterial überzogen sind, zum Beispiel
mit einer Silikon-Freisetzungsschicht.
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Die WO 97/07433 beschreibt u. a.
eine Freisetzungsbeschichtung,die ein kondensationsartiges Silikonmaterial
beinhaltet. Kondensationsartige Silikone liefern gute Freisetzungseigenschaften
und andere Druckqualitätsvorteile,
wenn sie als Freisetzungsschicht für eine Zwischenübertragungsdruckdecke
verwendet werden. Die Standard-Katalysatorsysteme sind jedoch entweder
für eine
geeignete In-Line-Härtung
bei kontinuierlichen Beschichtungssystemen zu langsam, oder sie
härten
sehr schnell und haben keine brauchbare Topfzeit. Die WO 97/07433
beschreibt auch ein Verfahren zur Konstruktion einer Zwischenübertragungsdruckdecke, bei
dem ein Übertragungsbereich
auf einen Basisbereich laminiert wird, um das Übertragungselement zu bilden.
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Kondensationsartige Silikonhärtungssysteme
können
verwendet werden, um einen dünnen Film
zur Verfügung
zu stellen, wie es im Stand der Technik bekannt ist. Solche Systeme
stellen sehr dünne
Filme zur Beschichtung von Papier und dergleichen mit einer Freisetzungsbeschichtung
zur Verfügung.
Solche Silikonmaterialien (die anscheinend auf Methylwasserstoff-Vernetzer
basieren) eignen sich nicht als Freisetzungsbeschichtung für Zwischenübertragungs-
druckdecken, da sie nicht die erforderliche Abriebbeständigkeit
oder mechanische Integrität
besitzen. Darüber
hinaus können
sie nicht einfach verwendet werden, um eine Freisetzungsbeschichtung
mit der für
ein Zwischenübertragungselement
benötigten
Dicke zu erzeugen. Zum Beispiel wird ein solches Freisetzungsbeschichtungssystem aus
Material SS4191A des Stands der Technik (GE) normalerweise mit einer
niedrigen Feststoffkonzentration (5%) verwendet, um die für Papier
erforderliche dünne
Beschichtung zu ergeben. Wird das Material konzentriert, wird die
Topfzeit derart eingeschränkt,
daß es
für ein
kontinuierliches Beschichtungsverfahren ungeeignet ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ziel eines Aspekts der vorliegenden
Erfindung ist, ein Verfahren zur Beschichtung eines Objekts, insbesondere
einer Bildübertragungsdruckdecke
oder eines anderen Zwischenübertragungselements,
zur Verfügung
zu stellen, bei dem die Beschichtungs komponenten einerseits eine
relativ lange stabile Topfzeit besitzen, andererseits jedoch bei der
Aktivierung sehr schnell härten.
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Die Grundlage dieses Aspekts der
Erfindung ist, den Katalysator und die Polymerlösungen, die bei der Bildung
der Freisetzungsschicht verwendet werden, zu trennen und sie der
Reihe nach auf eine Druekdeckenbasis aufzutragen. Vorzugsweise wird
das Beschichtungsverfahren in zwei Stationen in einem kontinuierlichen
Beschichtungssystem durchgeführt. Solange
die zwei Komponenten getrennt sind, ist die Topfzeit für jedes
Material sehr lang. Sobald die Komponenten an der zweiten Station
in Kontakt gebracht werden, findet eine sehr schnelle Reaktion statt,
die vorzugsweise durch Wärme
beschleunigt wird. Dies ermöglicht
die kontinuierliche Beschichtung der Druckdeckenbasis auf praktische
Weise.
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Die Vorteile der kontinuierlichen
Beschichtung umfassen die verbesserte Gleichförmigkeit, Wiederholbarkeit,
Steuerbarkeit und verringerten Herstellungskosten.
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Es existieren wenige (wenn überhaupt)
kondensationsartige Silikonkautschuke mit der einzigartigen Kombination
einer langen Topfzeit (Stunden) und einer schnellen Härtung (<1 Minute bei 100°C) für dünne Filme
(4-5 Mikron Trockenfilmdicke). Darüber hinaus kann das offenbarte
bevorzugte System auf verschiedene Arten von Kautschuken (Acryl,
Nitril), die normalerweise die Härtung
bei additionsartigen Silikonkautschuken inhibieren oder verhindern würden, beschichtet
und gehärtet
werden.
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Vorzugsweise umfaßt die Katalysatorlösung einen
Primer oder ein Haftmittel, um die Haftung auf den darunterliegenden
Kautschuk zu verstärken,
so daß Härtung und
Haftung gleichzeitig erzielt werden. Die bevorzugten Silikon- und
Katalysator-Lösungen sind
optimiert, um verbesserte Druckqualität, Tintenfreisetzung, Abriebfestigkeit,
lange Lebensdauer und gute Haftung auf einer darunterliegenden Kautschukschicht
zu ergeben. Vorzugsweise sollte der Katalysator auch ein Additiv
zur Verbesserung der Filmbildung umfassen. Ein geeignetes Additiv
ist Silica.
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Bei einem zweiten Aspekt der Erfindung
wird eine sich anpassende Schicht auf den Basisbereich des Zwischenübertragungselements
laminiert, und die sich anpassende Schicht wird mit einer Freisetzungsschicht,
die vorzugsweise gemäß dem ersten Aspekt
der Erfindung erzeugt wurde, beschichtet.
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Daher wird gemäß einer Aüsführungsform der Erfindung ein
Verfahren zum Herstellen einer Freisetzungsbeschichtung auf einem
Zwischenübertragungselement,
welches geeignet ist zum Aufnehmen eines Tonerbildes auf der Beschichtung
und zum Übertragen
des Tonerbildes zu einer weiteren Oberfläche, zur Verfügung gestellt,
wobei das Verfahren umfaßt:
Bereitstellen
eines Zwischenübertragungselementkörperbereichs,
Beschichten
des Körperbereichs
mit einem Katalysatormaterial,
Überbeschichten des Katalysatormaterials
mit einem ungehärteten
Polymermaterial, für
welches der Katalysator aktiv ist, und
Härten des Polymermaterials,
um die Freisetzungsbeschichtung zu bilden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Freisetzungsbeschichtungsmaterial
ein kondensationsartiges Silikon.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet
das Freisetzungsbeschichtungsmaterial einen Alkoxysilanvernetzer.
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Vorzugsweise umfaßt die Katalysatorbeschichtung
einen Haftbeschleuniger, welcher die Anhaftung der gehärteten Beschichtung
an den Körperbereich
beschleunigt.
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Vorzugsweise umfaßt der Körperbereich eine sich anpassende
Schicht, auf welche das Katalysatormaterial beschichtet wird. Vorzugweise
umfaßt
das kondensationsartige Silikonmaterial eine Kombination aus zwei
verschiedenen Silikonmaterialien.
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Vorzugsweise umfaßt das Katalysatormaterial
Zinnoctoat.
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Vorzugsweise umfaßt der Haftbeschleuniger einen
Primer auf Silanbasis. Gegebenenfalls umfaßt der Haftbeschleuniger (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilan.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung eignet sich das Zwischenübertragungselement zur Übertragung
eines Flüssigtonerbildes.
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Gegebenenfalls wird die Beschichtung
in einem kontinuierlichen Beschichtungsverfahren gebildet.
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Ferner wird gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung ein Zwischenübertragungselement
mit einer gemäß dem Verfahren
der Erfindung erzeugten Freisetzungsbeschichtung zur Verfügung gestellt.
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Ferner wird gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung ein Zwischenübertragungselement
für Tonerbilder
zur Verfügung
gestelit, welches zum Aufnehmen eines Tonerbildes von einer ersten
Oberfläche
und zum Übertragen
desselben zu einer zweiten Oberfläche geeignet ist, umfassend:
einen
Körperbereich,
eine
Freisetzungsschicht, welche ein gehärtetes Polymermaterial umfaßt, welches
von einem Vorstufenmaterial auf dem Körperbereich hergestellt ist,
und
eine Unterschicht zwischen der Freisetzungsschicht und
dem Körperbereich,
wobei die Unterschicht einen Katalysator umfaßt, der zum Härten des
Vorstufenmaterials aktiv ist.
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Vorzugsweise umfaßt die Freisetzungsbeschichtungsschieht
ein kondensationsartiges Silikon.
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Vorzugsweise umfaßt die Unterschicht einen Haftbeschleuniger,
welcher die Anhaftung des gehärteten
Polymers an den Körperbereich
beschleunigt.
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Vorzugsweise umfaßt der Haftbeschleuniger einen
Primer auf Silanbasis. Vorzugsweise umfaßt der Haftbeschleuniger (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilan.
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Vorzugsweise umfaßt der Katalysator Zinnoctoat.
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Vorzugsweise ist das Freisetzungsmaterial ein
Freisetzungs- material für
Flüssigtoner.
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Vorzugsweise umfaßt die Unterschicht Silica.
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Vorzugsweise umfaßt der Katalysator in der Unterschicht
einen schnellen Katalysator für
das Vorstufenmaterial, und wobei die Freisetzungssehicht einen langsamen
Katalysator für
das Vorstufenmaterial umfaßt.
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Vorzugsweise umfaßt die Freisetzungsschicht
Dibutylzinndilaurat.
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Vorzugsweise umfaßt die Freisetzungsschicht Ölsäure.
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Vorzugsweise liegt das Zwischenübertragungselement
in der Form einer Zwischenübertragungsdruckdecke
vor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird durch
die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen
vollständiger
verstanden und erfaßt
werden, wobei:
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1 eine
vereinfachte Querschnittsdarstellung eines Bildübertragungselements, einschließlich einer
mehrschichtigen Bildübertragungsdruckdecke, die
auf einer Trommel montiert ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist,
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2A und 2B Drauf- bzw. Seitenansichten der
Bildübertragungsdruckdecke
von 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden-Erfindung sind und
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2C Details
der mehrschichtigen Konstruktion der Bildübertragungsdecke der 2A und 2B gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezuggenommen wird nun auf 1, welche eine vereinfachte Querschnittsdarstellung
eines Bildübertragungselements 30,
einschließlich
einer mehrschichtigen Bildübertragungsdruckdecke 100, die
auf einer Trommel 102 montiert ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist. Das Bildübertragungselement 30 ist
vorzugsweise ein Zwischenübertragungselement
mit einem mehrschichtigen Übertragungsbereich,
wie z. B. das nachstehend Beschriebene. Wie im Stand der Technik
bekannt, wird Element 30 bei einer für die elektrostatische Übertragung
eines Tonerbildes darauf von einer bildtragenden Oberfläche, wie
z. B. einer Photorezeptoroberfläche,
geeigneten Spannung und Temperatur gehalten. Das Bild wird vorzugsweise
von Zwischenübertragungselement 30 auf
ein Endsubstrat (nicht gezeigt), wie z. B. Papier, vorzugsweise
durch Wärme
und Druck übertragen.
Für den in
der WO 96/11426 beschriebenen bevorzugten Toner ist eine Bild- temperatur
von etwa 95°C
zu Beginn der Fixierung bevorzugt.
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Bestimmte, Aspekte der vorliegenden
Erfindung, insbesondere die Art, wie die Übertragungsdruckdecke 100 auf
der Trommel 102 montiert ist, und die Zusammensetzung des
Bereichs des Zwischenübertragungselements,
der sich unterhalb der Übertragungsschicht
befindet, sind nur beispielhaft gezeigt und beschrieben und können gemäß speziellen
Anforderungen und Konstruktionsüberlegungen variieren.
Andere bevorzugte Verfahren zur Befestigung der Übertragungsdruckdecke auf der
Trommel sind in der PCT-Anmeldung der Nummer PCT/NL 95/00188 gezeigt.
Andere Verfahren zur Herstellung der Zwischenübertragungselemente in Form
von Druckdecken und anderen Arten von Druckdeckensubstraten sind
zum Beispiel in den US-Patenten 5 089 856 oder 5 047 808 und in
den im Hintergrund der Erfindung genannten Dokumenten beschrieben.
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Wie im Stand der Technik bekannt,
wird eine Mehrzahl von Einzelfarbbildern vorzugsweise der Reihe
nach in gegenseitiger Anordnung auf die Oberfläche eines Bildübertragungsbereichs 104 der
Bildübertragungsdruckdecke 100,
durch sequentielle Abbildungszyklen übertragen. Wenn alle erwünschten Bilder
auf die Bildübertragungsdruckdecke 100 übertragen
worden sind, wird das komplette mehrfarbige Bild von Übertragungselement 30 auf
das Endsubstrat übertragen.
Alternativ kann jedes Einzelfarbbild getrennt mittels des Zwischenübertragungselements auf
das Substrat übertragen
werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
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Bezug genommen wird nun auf die 2A, 2B und 2C,
welche schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Bildübertragungs-
druckdecke 100 veranschaulichen. Wie es am deutlichsten
in 2C gezeigt ist, umfaßt der Bildübertragungsbereich 104 eine
Freisetzungsschicht 109, welche die Äußerste auf der Druckdecke ist,
wenn sie auf der Trommel 102 montiert ist. Die darunterliegende Schicht 109 ist
eine sich anpassende Schicht 111, vorzugsweise aus einem
weichen Elastomer, vorzugsweise aus Polyurethan oder Acryl und vorzugsweise
mit einer Shore-A-Härte
von weniger als etwa 65, besonders bevorzugt weniger als
etwa 55, vorzugsweise jedoch von mehr als 35.
Ein geeigneter Härtewert
liegt zwischen etwa 42 und etwa 45. Alternativ
kann Schicht 111 Unterschichten mit variierender Härte besitzen,
wie es nachstehend beschrieben ist.
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Eine leitfähige Schicht 115 liegt
unter Schicht 111 und über
einem Druckdeckenkörper 116,
der eine Deckschicht 118, eine komprimierbare Schicht 120 und
eine Gewebeschicht 122 umfaßt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, wie sie nachstehend detaillierter beschrieben ist,
ist die Deckschicht 118 leitfähig, und die leitfähige Schicht 115 kann
weggelassen werden.
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Unter der Gewebeschicht kann eine
Haftschicht 126 liegen, die mit der Trommel 102 in
Kontakt steht. Alternativ ist Schicht 126 eine sehr weiche glatte
Schicht.
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Die Trommel 102 wird vorzugsweise
durch eine interne Halogenlampenheizeinrichtung oder eine andere
Heizeinrichtung erwärmt, um
die Übertragung
des Bildes an die Freisetzungsschicht 109 und von dieser
auf das Endsubstrat zu unterstützen, wie
es im Stand der Technik gut bekannt ist. Auch andere Erwärmungsverfahren;
oder keinerlei Erwärmung,
können
in der Praxis der Erfindung angewandt werden. Der Grad der Erwärmung wird
von den Eigenschaften des Toners und/oder der Tinte und des Substrats,
welche in Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden, abhängen.
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Wie in den 2A und 2B gezeigt
umfaßt die
Befestigungs- halterung 106 einen länglichen elektrisch leitenden
Stab 108, zum Beispiel aus einem Metall wie Aluminium,
der mit einer Reihe von L-förmigen
Befestigungsfüßen 110 (in
Form von fingerartigen Verlängerungen),
die ebenfalls leitend sind, vorzugsweise aus dem gleichen Material
wie Stab 108 und vorzugsweise damit ganzheitlich gebildet,
ausgestattet ist. Speziell ist. Stab 108 in einer bevorzugten
Ausführungsform
mit einem Schlitz ausgestattet, in den das Ende des schichtförmigen Teils
der Druckdecke 100 gesteckt wird. Vorzugsweise umfaßt das Ende
des schichtförmigen
Teils, das in den Befestigungsstab gesteckt wird, nicht die Freisetzungsschicht 109 und
die sich anpassende Schicht 111, wodurch die leitende Schicht 115 freigelegt
wird und daher in elektrischem Kontakt mit Stab 108 steht.
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Alternativ kann, wenn Schicht 118 leitend
ist oder Schicht 115 dick genug (vorzugsweise mehr als 40 Mikrometer
dick) hergestellt wird, der Schlitz mit scharfen inneren Vorsprüngen ausgestattet
zu werden, welche die äußeren Schichten
der Druckdekke durchbohren und mit der leitenden Schicht 115 oder der
leitenden Deckschicht 118 in Kontakt treten.
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Gegebenenfalls kann jede der Schichten
unter der leitenden Schicht 115 teilweise leitend sein (zum
Beispiel durch Zugabe von leitfähigem
Ruß oder
leitfähigen
Metallfasern), und die Haftschickt 126 kann leitfähig sein,
so daß der
Strom zusätzlich oder
alternativ direkt von der Trommeloberfläche zur leitenden Schicht fließt. In diesem
Fall kann Schicht 115 im allgemeinen weggelassen werden.
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Gegebenenfalls wird/werden die sich
anpassende Schicht und/ oder die Freisetzungsschicht durch Zugabe
von Ruß oder
zwischen 1% und 10% antistatischer Verbindungen, wie z. B. CC-42
(Witco), etwas leitfähig
gemacht (vorzugsweise zwischen 106 und 1012 Ohm-cm, besonders bevorzugt zwischen 109 und 1011 Ohm-cm).
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Alternativ. werden andere Verfahren
zur elektrischen Verbindung der leitenden Schicht zur Verfügung gestellt.
Für die
Zwecke der meisten Aspekte der vorliegenden Erfindung sind die Struktur und
das Verfahren der elektrischen und mechanischen Bindung der Druckdecke
an die Trommel 30 nicht per se für die Erfindung relevant.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Halterung 106 aus einer einzigen Lage
Metall gebildet, wobei die Füße aus dem
Metall ausgeschnitten und in eine U-Form, gebogen werden, so daß der Schlitz
gebildet wird; in den der Schicht- förmige Bereich gesteckt wird.
Nach dem Einstecken werden die äußeren Wände des
Schlitzes gegen den schichtförmigen
Bereich gepreßt,
um den schichtförmigen
Bereich in dem Schlitz festzuhalten und gegebenenfalls die Außenfläche der Druckdecke,zu
durchbohren und Kontakt zur leitfähigen Schicht herzustellen.
Der zum Teil ausgeschnittene Teil wird gebogen, um die Befestigungsfüße zu bilden.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Trommel 102 bei einem zur Übertragung
von Bildern auf das Zwischenübertragungselement
geeigneten Potential gehalten, zum Beispiel bei einer negativen
Spannung von 500 Volt, wobei die Spannung durch die Befestigungshalterung 106 an
die leitfähige
Schicht 115 oder 118 angelegt wird. Dadurch liegt
die Übertragungsspannungsquelle sehr
nahe an der Außenfläche des Übertragungsbereichs 104,
was ein niedrigeres Übertragungspotential
auf der Trommel ermöglicht.
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Abgesehen von den Unterschieden,
die aus den Beschreibungen hierin. ersichtlich sein werden, gleicht
die mehrschichtige Druckdecke 100 der vorliegenden Erfindung
im allgemeinen der in der WO 96/11426 beschriebenen Druckdecke,
mit Ausnahme der zusätzlichen
bevorzugten Ausführungsformen, wie
sie hier beschrieben sind, und sie gleicht auch den in der WO 97/07433
beschriebenen Druckdecken. Die mehrschichtige Druckdecke der vorliegenden
Erfindung wird jedoch durch einneues Verfahren hergestellt, wie
es nachstehend beschrieben ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung gleicht die Konstruktion des Druckdeckenkörpers 116 im
allgemeinen der Konstruktion, die in der WO 96/11426 beschrieben
ist. Ein geeigneter Körper
ist MCC-1129-02, der von Reeves, SpA, Lodi Vecchio (Milano), Italien,
gefertigt und vertrieben wird. Andere bevorzugte Druckdeckentypen
sind in den US-Patenten 5 047 808, 4 984 025, 5 335 054 und den
PCT-Veröffentlichungen
WO 91/03007, WO 91/14393, WO 90/14619 und WO 90/04216 und in WO,
96/11426 und WO 97/07433 beschrieben. Der Körperbereich 116 umfaßt vorzugsweise
die Gewebeschicht 122, die vorzugsweise aus gewebtem NOMEX-Materia1
mit einer Dicke von etwa 200 Mikrometern gebildet ist, und die komprimierbare
Schicht 120, die vorzugsweise aus etwa 400 Mikrometer gesättigtem
Nitrilkautschuk, beladen mit Ruß,
um dessen Wärmeleitfähigkeit
zu erhöhen,
besteht. Die Schicht 120 enthält vorzugsweise kleine Hohlräume (etwa
40–60
Vol-%), und die Deckschicht 118 ist vorzugsweise aus dem
gleichen Material wie die komprimierbare Schicht gebildet, jedoch
ohne Hohlräume. Der.
Druckdeckenkörper 116 kann
durch Anwendung von Herstellungsverfahren hergestellt werden, wie sie
allgemein zur Herstellung von Offset-Druckdecken zum Tinten-Offset-Druck
verwendet werden.
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Der Druckdeckenkörper 116 wird durch
Abschleifen von Teilen der Oberfläche der Deckschicht 118 bis
zu einer relativ exakten Dicke dimensioniert. Eine bevorzugte Dicke
für den
fertigen Körper 116 ist etwa
700 Mikrometer, obwohl auch andere Dicken geeignet sind, abhängig von
der Geometrie des Drucksystems, in. dem er verwendet wird; und von den
genauen Materialien, die in dem Druckdeckenkörper verwendet werden.
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Die Gewebeseite des Druckdeckenkörpers 116 kann
mit einer 30 Mikrometer dicken Beschichtung aus Klebstoff
auf Silikonbasis (vorzugsweise Typ Q2-7566, hergestellt von Dow
Corning) beschichtet sein. Der Klebstoff ist mit einer Lage Mylar, beschichtet
mit einem Fluorsilikonmaterial, wie z. B. DP 5648 Release Paper
(einseitige Beschichtung), das von H. P. Smith Inca, Bedford Park,
IL, vertrieben wird, abgedeckt. Dieser Klebstoff ist durch seine
gute Haftung an die Oberfläche
der Trommel 102 und seine Beständigkeit gegen die in dem Flüssigtoner
verwendete Trägerflüssigkeit
gekennzeichnet. Wenn sie ausgetauscht werden soll, kann die Druckdecke
von der Trommel 102 entfernt werden, indem die Druckdecke
entlang des Randes der Halterung 106 abgeschnitten wird
und die Druckdecke und die Halterung entfernt werden.
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Vorzugsweise wird ein Klebstoff verwendet, um
einen guten thermischen-Kontakt zwischen dem Rücken der Druckdecke und der
Trommel, auf der sie montiert ist, zu gewährleisten. Ein Silikonklebstoff
ist bevorzugt, da die normalerweise zur Anhaftung von Druckdecken
an Trommeln bei der Drucktechnik verwendeten Klebstoffe durch die
Wärme,
die in der darunterliegenden Trommel bei der bevorzugten Apparatur
erzeugt wird, in ihrer Funktion nachlassen. Obwohl die Temperatur
der Trommel in Abhängigkeit von
der Wärmebeständigkeit
der Druckdecke und der erwünschten
Oberflächentemperatur
der Druckdecke (die wiederum von dem bei dem Verfahren verwendeten
Toner und den Details der Übertragung des
Toners auf das Endsubstrat abhängen)
variiert, kann die Trommeltemperatur 80°C, 100°C, 120°C oder 150°C oder mehr. erreichen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird, wenn eine dickere leitfähige Schicht zur Anhaftung
an Stab 108 mittels Durchstoßelemente erwünscht ist,
Schicht 118 leitfähig
gemacht und Schicht 115 weggelassen. Für diese Ausführungsform
wird vorzugsweise eine andere leitfähige Formulierung verwendet,
wobei die Formulierung folgendermaßen hergestellt wird:
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- 1- 100 g Hi-Temp-4051-EP(Zeon)-Acrylharz und 15–25 Gramm
Printex-XE-2-Ruß (Degussa)
werden in einer unbeheizten Zwei-Walzen-Mühle oder
einem Banbury-Mischer 2–4
Minuten lang vermischt.
- 2- 2 g NPC-50-Vernetzer (Zeon) und 3 g Natriumstearat werden
zu der Mischung in der Zwei-Walzen-Mühle zugegeben und das Mischen
4–10 Minuten
lang fortgesetzt. Die Mühle
wird kühl
gehalten, um eine vorzeitige Polymerisation des Acrylharzes zu verhindern.
- 3- Die resultierende Mischung, wird in Toluol gelöst und dispergiert,
um eine Mischung zu ergeben, die 17% bis etwa 30% nichtflüchtige Feststoffe
enthält.
- 4- Die resultierende Mischung wird stufenweise filtriert, wobei
die letzte Filterstufe 50 Mikrometer beträgt.
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Schicht 120 wird mit etwa
100 Mikrometer des resultierenden Materials überbeschichtet und einige Minuten
lang bei bis zu 100°C
getrocknet. Mehrere Schichten dieses Materials werden zugefügt, bis die
erwünschte
Dicke von 100 Mikrometer erreicht ist. Diese Schicht wird wie oben
beschrieben dimensioniert. Die resultierende leitfähige Schicht
hat vorzugsweise einen, Widerstand von 15 kΩ zum Quadrat bis 50 kΩ zum Quadrat.
Anschließen
wird Schicht 118 gehärtet.
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Die Details für die Herstellung von Druckdecken
mit getrenn ten Schichten 115 und 118 sind in der
WO 97/07433 angegeben.
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Der Widerstand der leitfähigen Schicht
sollte vorzugsweise mehr als etwa 15–20 kΩ zum Quadrat und vorzugsweise
weniger als etwa 50 kΩ zum
Quadrat betragen. Dieser. Wert wird vom spezifischen Widerstand
der Schichten oberhalb der leitenden Schicht und von dem Längenverhältnis der
Druckdecke abhängen.
Allgemein sollte der Widerstand niedrig genug sein, so daß der auf
der leitenden Schicht fließende
Strom (um einen Leckstrom durch die darüberliegenden Schichten zu liefern)
keine wesentliche Schwankung der Spannung entlang der Oberfläche der
Druckdecke verursacht. Der Widerstand der leitenden Schicht und,
wichtiger, der Widerstand der Barüberliegenden Schichten steuern
den Strom, der durch die darüberliegenden
Schichten fließt.
Allgemein ausgedrückt,
hat die leitfähige
Schicht einen relativ niedrigen Widerstand und Spezifischen Widerstand,
die sich anpassende Schicht (Schicht 111) hat einen höheren spezifischen
Widerstand, und die Barüberliegende,
Freisetzungsschicht (Schicht 109) hat noch einen höheren Spezifischen
Widerstand.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird Schicht 111 durch das folgende Verfahren
hergestellt:
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- 1- 100 g Hi-Temp-4051-EP(Zeon)-Acrylharz werden
mit 25 g Ruß-Pearls 130 (Cabot)
in einem Banbury-Innenmischer vermischt. Diese Mischung wird anschließend mit
2 g NPC-50-Beschleuniger (Zeon) und 3 g Natriumstearat-Vernetzer
in einer offenen Mischwalze vermischt.
- 2- Der aus Schritt 1 resultierende compoundierte Kautschuk wird
anschließend
in Toluol gelöst
und damit eine geeignete Trennlage, wie z. B. eine metallisierte
Polyesterfolie (zur späteren
Bindung an die unteren Schichten der Druckdecke, wie es nachstehend
beschrieben ist), bis zu einer Dicke von 80 Mikron beschichtet.
Das Beschichtungsverfahren kann mehrmals wiederholt werden, bis eine
Dicke von vorzugsweise 100 Mikrometer erreicht ist. Alternativ kann
Schicht 118 oder Schicht 115 direkt mit der Schicht
beschichtet werden.
- 3- Die harte Schicht wird durch Vermischen von 100 g Hi- Temp-4051-EP(Zeon)-Acrylharz
mit 40 g Ruß-Pearls 130 (Cabot)
in einem Banbury-Innenmischer hergestellt. Diese Mischung wird anschließend mit
2 g NPC-50-Beschleuniger (Zeon) und 3 g Natriumstearat-Vernetzer
in einer offenen Mischwalze vermischt.
- 4- Der compoundierte Kautschuk wird anschließend in Toluol gelöst und damit
die weichere 8-Mikron-Schicht beschichtet, um eine härtere 20-Mikron-Schicht
oder eine Gesamtdicke von 100 Mikron zu erhalten. Wenn Schicht 111 als
ein Folienmaterial gebildet wird, wird die ungehärtete Gummischicht mit einer
weiteren Trennlage, wie z. B. einer metallisierten Polyesterfolie,
bedeckt. Die Trennlage auf der weicheren Seite muß sich bevorzugt
ablösen,
so daß die
weichere Schicht auf die Deckschicht 118 (oder die leitfähige Schicht 115)
des Druckdeckenkörpers
laminiert werden kann. Dies kann erreicht werden, indem Trennlagen
mit unterschiedlichen Trenneigenschaften bereitgestellt werden.
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Die Schicht hat eine Shore-A-Härte von
etwa 20–24
ohne Ruß und
etwa 42–45
mit Ruß.
Weichere Materialien sind ebenfalls geeignet. Das Acrylmateriah
kann durch andere Weichelastomermaterialien, wie z. B. weichen Nitrilkautschuk,
ersetzt werden, wie es im Detail in der WO 96/11426 beschrieben
ist.
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Lage 111, die dabei gebildet
wird, sollte einen Widerstand in der Größenordnung von etwa 108 Ohm-cm, eine gute Wärmestabilität bei den Betriebstemperaturen
der Druckdeckenoberfläche,
die vorzugsweise etwa 100°C
oder weniger beträgt,
besitzen.
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Die Funktion der sich anpassenden
Schicht ist, eine, gute Anpassung der Druckdecke an die bilderzeugende
Oberfläche
(und das Bild auf der bilderzeugenden.Oberfläche) bei den niedrigen Drükken; die
bei der Übertragung
des. Bildes von der bilderzeugenden Oberfläche auf die Druckdecke verwendet
werden, zur Verfügung
zu stellen. Wenn eine Schicht 111 mit einer einzigen Härte verwendet
wird, sollte sie eine Shore-A-Härte
von vorzugsweise zwischen 25 oder 30 und 65 haben, besonders bevorzugt
zwischen 40 und 50, ganz besonders bevorzugt etwa 42–45. Obwohl
eine Dicke von 100 Mikrometer bevorzugt ist, können auch andere Dicken zwischen 10
Mikrometer und 300 Mikrometer verwendet werden, wobei 75 bis 125
Mikrometer bevorzugt sind. Eine zu harte Schicht kann eine unvoll-
ständige Übertragung
von sehr klein gedruckten Bereichen, wie z. B. einzelnen Punkten,
auf das Zwischenübertragungselement
zur Folge haben. Eine zu weiche Schicht kann zu Schwierigkeiten
bei der Ablösung
eines Papiersubstrats (auf welches das Bild von dem Zwischenübertragungselement übertragen
wird) von dem Zwischenübertragungselement
führen.
Es ist oft schwierig, eine optimale Übertragung und Substratablösung zu
erzielen.
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Dieses Problem wird teilweise gelöst, indem die
sich anpassende Schicht 111 in eine Reihe von Unterschichten
mit unterschiedlichen Härten
aufgeteilt wird, wie es oben beschrieben ist. Die Unterschichten
können
die gleiche Dicke oder unterschiedliche Dicken besitzen, wie es
in der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, wie sie oben beschrieben
ist, beschrieben ist. Diese Ausführungsform
basiert auf der Entdeckung, daß die
Papierablösung
am empfindlichsten auf die Härte
des oberen, Bereichs der Schicht ist, und daß die übertragung des. Bildes auf
die Übertragungsdruckdecke auf
die Härte
dieses Bereichs der Schicht weniger empfindlich ist.
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Es wurde gefunden, daß durch
Variation der Härte
der härteren
Schicht zwischen 45 und 63 Shore A, der Härte der weichen Schicht zwischen
35 und 42 und der Dicke der härteren
Schicht zwischen 10 und 50 Mikrometer (wobei die Gesamtschichtdicke
bei 100 Mikrometer bleibt) verbesserte Papierablöseeigenschaften erhalten werden.
Die Bildübertragung wurde
hauptsächlich
für die
Versuche verbessert, bei denen die harte Schicht dünner, und
die weiche Schicht weicher war. Obwohl die sich anpassende Schicht 111 aus
Unterschichten mit unterschiedlicher Härte gebildet sein kann, ist
jedoch auch eine einzige Härte
möglich.
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Alternativ kann Schicht 111 auf
die gleiche Weise wie die Schicht 111 der Druckdecke der
WO 97/07433 gebildet werden. Die sich anpassende Schicht 111,
wie sie durch das oben beschriebene Verfahren erhalten wird, wird
als eine Rolle aus 100 Mikron dickem ungehärtetem Acrylkautschuk erhalten,
welche in eine 80 Mikron dicke weichere Schicht und eine 20 Mikron
dicke härtere
Schicht unterteilt ist. Diese Schicht wird vorzugsweise auf die
Deckschicht der Druckdecke durch Anwendung von Wärme und Druck laminiert, wobei
die Grenzfläche
mit Xylol benetzt wird. Nach der Laminierung kann die verbleibende
Freisetzungsschicht von der harten Schicht entfernt werden, so daß die harte
Schicht mit der Freisetzungsschicht beschichtet werden kann, wie
es nachstehend beschrieben ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Freisetzungsschicht 109 aus einer Freisetzungsschicht
aus kondensationsartigem Silikon gebildet. Im allgemeinen werden
solche Materialien nicht für
dünne Schichten,
wie z. B. der ungefähr
3–15 Mikrometer
dicken, vorzugsweise 5 Mikrometer dicken Schicht, die allgemein
für die
vorliegende Erfindung erwünscht
ist, verwendet.
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Es ist gefunden worden, daß Zwischenübertragungselemente,
welche kondensationsartiges Silikon für die Freisetzungsschicht 109 verwenden,
im allgemeinen längere
Betriebszeiten und im allgemeinen bessere Druckeigenschaften besitzen
als Druckdecken, die mit Freisetzungsschichten aus anderen Materialien
gebildet sind. Dies gilt auch für
Druckdecken, bei denen der Bildübertragungsbereich
direkt, auf dem Körper
ausgebildet ist, wie im Stand der Technik. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung werden nur reaktive Silikonverbindungen bei der Bildung,
der Schicht 109 verwendet, wobei eine kleine Menge solcher
Verbindungen als Silikonöle
vorliegt und vorzugsweise. weniger als 5% und besonders bevorzugt
weniger als 1% Silikonöle
vorliegen. Darüber
hinaus ist gefunden worden, daß solche
Materialien im allgemeinen besonders geeignet sind; wenn sie keine.
Füllstoffe
oder nur kleine Mengen an Füllstoffen
enthalten.
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Es ist gefunden worden, daß geeignete
Materialien u. a. an beiden Kettenenden terminierte Diorganopolysiloxane
sind, wobei an endständige
Siliciumatome gebundene Diorganohydroxysilylgruppen besonders gut
funktionieren. Schließlich
ist gefunden worden, daß eine
Mischung aus solchen Verbindungen ein besseres Gesamtergebnis erzielt
als einzelne Verbindungen.
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Es ist gefunden worden, daß bei einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung die Verwendung der einzelnen Komponenten der Mischung, nämlich, RTV
41 und RTV 11, für
sich alleine zur Bildung der Freisetzungsschicht 109 ebenfalls
eine Verbesserung gegenüber
Beschichtungen aus nichtkondensationsartigem Silikon ergibt. Die
Mischung scheint jedoch eine stärkere
Verbesserung zu ergeben.
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Gemäß einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung werden ein Vernetzer, wie z. B. ein Ethylsilicat,
und leit fähiges
Material, wie z. B. Ruß,
oder antistatische Verbindungen, wie z. B. CC-42 (Witco), zu der
Freisetzungsschicht 109 zugegeben. Der zugegebene Vernetzer
sorgt für
eine weitere Verbesserung der mechanischen Eigenschaft und eine
sehr dünne
Filmpolymerisation der Freisetzungsschicht, wohingegen das zugegebene
leitfähige
Material für
verbesserte elektrische Eigenschaften und eine verbesserte Druckqualität sorgt.
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Primer, wie z. B. (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilan
(ABCR, Deutschland) und 1205 (Dow Corning), werden verwendet, um
für eine
maximale Aashaftung der Freisetzungsschicht 109 an die
sich anpassende Schicht zu sorgen.
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Die Freisetzungsschicht 109 wird
vorzugsweise auf der sich anpassenden Schicht durch Anwendung des
folgenden bevorzugten Verfahrens gebildet:
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- a) 100 Gramm TRV 11 (GE) werden in 16,7 g Isopar-L
(EXXON) und 50 g Hexan gelöst.
100 Gramm RTV 41 (GE) werden in 16,7 g Isopar-L (EXXON) und 50 g
Hexan gelöst.
Beide Mischungen werden bei 8000 U/Minute 70 Minuten lang zentrifugiert.
Die Flüssigkeit
wird abdekantiert, die Feststoffprozente werden ermittelt und die
ausgefallenen Feststoffe, welche Füllstoff, hauptsächlich Calciumcarbonat,
umfassen, werden verworfen.
- b) Eine Menge der RTV-11-Lösung,
welche 60 g RTV-11-Feststoffe liefert, wird mit einer Menge der
RTV-41 -Lösung,
welche 40 g RTV-41-Feststoffe liefert, vermischt. Zu dieser Mischung
wird i g Ketjenblack-600=Ruß (Akzo)
zugegeben. Die resultierende Mischung wird mit einem Mischer mit
hoher Scherkraft 8 Minuten lang diepergiert.
- c) 10 g Ölsäure (JT
Baker) werden zu dieser Mischung hinzugegeben und das Ergebnis in
einem Mischer mit. hoher Scherkraft 90 Sekunden lang vermischt.
10 Gramm Ethylsilicat(Chordip)-Vernetzer und 1,6 g Dibutylzinndilaurat
(Aldrich), ein langsamer Katalysator, werden zugegeben und die Mischung
in dem Mischer mit hoher Scherkraft 120 Sekunden lang vermischt.
Die resultierende Mischung. wird als "Freisetzungslösung" bezeichnet
und hat eine Verarbeitungszeit von mehreren Stunden. Es wurde. gefunden,
daß der Ölsäureinhibitor
die Freisetzungseigenschaften der resultierenden Freisetzungsschicht
verbessert.
- d) Eine Katalysatorlösung
wird durch Dispergieren von 4 g pyrogener Kieselsäure (R972,
Degussa) in 96 g Xylol unter 2minüti- ger Ultraschallbehandlung
hergestellt. Das Silica unterstützt
die Bildung eines Films der Katalysatorlösung, wenn die sich anpassende
Schicht damit beschichtet wird, wie es nachstehend beschrieben ist,
so daß der
Katalysator und der Primer nicht in der sich anpassenden Schicht
absorbiert werden. Um 100 g Katalysatorlösung herzustellen, werden 25
g der Silicalösung
mit 50 g (3-Glyci.doxypropyl)trimethoxysilan
(ABCR, Deutschland), ein Primer auf Silanbasis oder Haftyermittler,
7 g Zinnoctoat (Sigma), ein Katalysator, der zu einer sehr schnellen
Härtung
führt,
und 18 g Xylol (JT Baker) vermischt. Die Mischung wird mit einem
Magnetrührer
3 Minuten lang gerührt.
Diese Katalysatormischung hat eine Verarbeitungszeit von mehreren Stunden.
Das (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilan ist ein Primer, der die Anhaftung
der Freisetzungss,chicht a darunterliegen dienden Schichten verbessert.
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Die Druckdecke in Rollenform und
die sich anpassende Schicht in Rollenform werden in eine kontinuierliche
Beschichtungsmaschine gegeben. Das kontinuierliche Beschichtungsverfahren
umfaßt zunächst die
Ablösung
des metallisierten Polyesters von der weichen Seite der sich anpassenden
Schicht und das Einspeisen der sich anpassenden Schicht und der
darunterliegenden Schichten in einen Laminator bei 82°C und 6 ATM
Druck. Nach der Laminierung wird der metallisierte Polyester, der
die härtere Schicht.
der sich anpassenden Schicht bedeckt, abgelöst.
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Die härtere Schicht wird mit der
Katalysatorlösung
beschichtet, wobei zum Beispiel ein Anilox-Zylinder und ein Trockenbeschichtungsgewicht
von etwa 1 g/m2 verwendet werden. Die Kataly- satorlösung wird
luftgetrocknet und anschließend durch
die Freisetzungslösung,
wobei zum Beispiel ein Anilox-Zylinder verwendet wird, bis zu einem
Trockenbeschichtungsgewicht von etwa 5 g/m2 überbeschichtet.
Die Freisetzungsschicht wird getrocknet und bei etwa 100°C weniger
als eine Minute lang gehärtet.
Das kontinuierliche Netz wird in Bögen geschnitten, und die resultierenden
einzelnen Druckdecken werden in einem Ofen bei 140°C 2 Stunden
lang gehärtet,
um die sich anpassende Schicht zu härten und die Haftung der Freisetzungsschicht
an die sich anpassende Schicht zu verbessern.
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Das oben beschriebene Verfahren eignet sich
zur Verwendung bei einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem Netze
aus sich anpassender Schicht und Druckdeckenbasis in eine kontinuierliche
Verarbeitungsmaschine eingespeist werden, um darin laminiert zu
werden, und wobei das laminierte Material in einen ersten Beschichter
gespeist wird, in dem es mit einem Katalysatormaterial (das vorzugsweise auch
einen Primer und Silica enthält).beschichtet wird,
die Beschichtung wird getrocknet und das beschichtete Material weiter
mit der Freisetzungsschicht beschichtet und getrocknet und gehärtet. Die Beschichtungslösungen besitzen
eine geeignete Lagerzeit, so daß ein
kontinuierliches Verfahren praktikabel ist.
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Einige Aspekte der Erfindung eignen
sich auch bei Systemen; wie z. B. denjenigen, die andere Arten von
Zwischenübertragungselementen
verwenden, wie z. B. bandartige oder kontinuierliche beschichtete
trommelartige Übertragungselemente.
Die oben (und in den hierin durch Bezugnahme mitumfaßten Dokumenten)
angegebenen genauen Details für
das Bilderzeugungssystem sind als Teil einer besten Ausführungsform
der Erfindung umfaßt;
viele Aspekte der Erfindung lassen sich jedoch auf einen großen Bereich
von Systemen anwenden, wie es im Stand der Technik für die Elektrophotographie
und den Offset-Druck und das Kopieren bekannt ist: Speziell kann
die gebildete Basis (einschließlich
der sich anpassenden Schicht, wenn vorhanden) durch ein beliebiges
geeignetes Mittel hergestellt werden und kann eine beliebige im
Stand der. Technik bekannte Struktur besitzen. Obwohl das Beschichtungsverfahren
besonders für
kondensationsartige Silikone geeignet ist, welche für Zwischenübertragungselemente
für Tonerbilder
geeignet sind, für.
die kein kontinuierliches Beschichtungsverfahren verfügbar ist,
kann das Beschichtungsverfahren darüber hinaus zur Beschichtung
mit anderen Materialien unter Verwendung. geeigneter Katalysatoren
angewandt werden: Obwohl die Erfindung so beschrieben wurde, daß sie in
einem kontinuierlichen Beschichtungsverfahren angewendet wird, ist
die Erfindung zusätzlich
auch zur Beschichtung von Materiallagen in einem Chargenverfahren
anwendbar.
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Die Fachleute werden erkennen, daß die vorliegende
Erfindung nicht durch die oben angegebene Beschreibung und die oben
angegebenen Beispiele eingeschränkt
wird. Vielmehr wird der Umfang der Erfindung nur durch die folgenden
Ansprüche
definiert.