DE69724839T2

DE69724839T2 - Zwischenübertragungselement für Tonerbilder

Info

Publication number: DE69724839T2
Application number: DE69724839T
Authority: DE
Inventors: Benzion Landa; Marc Aronhime; Nava Klein; Erez Faraggi; Carlos Teper; Amiran Lavon; Yael Kowal
Original assignee: Hewlett Packard Indigo BV
Current assignee: HP Indigo BV
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: EP1028358A3; EP1035451A2; EP1035451A3; EP1028358B1; EP1028358A2; DE69724839D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Zwischenübertragungsdrucktücher, die insbesondere für eine Übertragung von Flüssigtonerbildern geeignet sind, und auf Verfahren zum Herstellen derartiger Drucktücher.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Verwendung eines Zwischenübertragungsbauglieds beim elektrostatischen Bilderzeugen ist hinreichend bekannt. Verschiedene Typen von Zwischenübertragungsbaugliedern sind bekannt und beispielsweise in den US-Patentschriften 3,862,848, 4,684,238, 4,690,539 und 4,531,825 und PCT-Veröffentlichungen WO96/14619 und WO 97/07433 beschrieben, wobei die Spezifikationen all dieser genannten Dokumente durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen sind.
Zwischenübertragungsbauglieder eines Riementyps zur Verwendung in der Elektrophotographie sind in der Technik bekannt und unter anderem in den US-Patentschriften 3,893,761, 4,684,238 und 4,690,539 beschrieben, wobei die Spezifikationen all dieser genannten Dokumente durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen sind.
Die Verwendung von Zwischenübertragungsbaugliedern und Baugliedern, die Übertragungsdrucktücher für ein Offset-Tintendrucken umfassen, ist ebenfalls hinreichend bekannt. Derartige Drucktücher weisen Charakteristika auf, die für eine Tintenübertragung geeignet sind, sie sind jedoch an sich allgemein nicht für eine Flüssigtonerbilderzeugung verwendbar.
Mehrschichtige Zwischenübertragungsdrucktücher für eine Tonerbilderzeugung sind in der Technik bekannt. Allgemein umfassen derartige Drucktücher einen dünnen, mehrschichtigen Bildübertragungsabschnitt und einen Basisabschnitt (bzw. Körperabschnitt), der den Bildübertragungsabschnitt trägt und dem Drucktuch während eines Kontakts mit einer Bilderzeugungsoberfläche und/oder einem abschließenden Substrat eine Nachgiebigkeit verleiht. Während der Prozeß zum Erzeugen des Bildübertragungsabschnitts ein relativ sauberer Prozeß ist, ist der Basisabschnitt allgemein nicht mit derartigen sauberen Prozessen vereinbar.
Eine wichtige Charakteristik eines Zwischenübertragungsdrucktuchs sind seine Bildablösungseigenschaften. Viele der Veröffentlichungen, auf die oben verwiesen wurde, beschreiben Zwischenübertragungsdrucktücher, die mit einer Schicht eines Ablösungsmaterials, beispielsweise einer Silikonablösungsschicht, beschichtet sind.
In der WO 97/07433 ist unter anderem eine Ablösungsbeschichtung beschrieben, die aus einem Silikonmaterial vom Kondensationstyp gebildet ist. Silikone vom Kondensationstyp ergeben gute Ablösungseigenschaften und andere Druckqualitätsvorteile, wenn sie als Ablösungsschicht für ein Zwischenübertragungsdrucktuch verwendet werden. Jedoch sind die standardmäßigen Katalysatorsysteme entweder zu langsam für ein nützliches eingereihtes (in-line) Aushärten in kontinuierlichen Beschichtungssystemen, oder sie härten sehr rasch aus und weisen keine praktische Topfzeit auf. In der WO 97/07433 ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Zwischenübertragungsdrucktuchs beschrieben, bei dem ein Übertragungsabschnitt auf einen Basisabschnitt laminiert wird, um das Übertragungsbauglied zu bilden.
Kondensationstyp-Silikonaushärtsysteme können verwendet werden, um einen Dünnfilm bereitzustellen, wie in der Technik bekannt ist. Derartige Systeme stellen sehr dünne Filme zum Beschichten von Papier und dergleichen mit einer Ablö sungsbeschichtung bereit. Derartige Silikonmaterialien (die auf Methylwasserstoff-Vernetzern zu basieren scheinen) eignen sich jedoch nicht für eine Ablösungsbeschichtung für Zwischenübertragungsdrucktücher, da sie nicht die erforderliche Abriebbeständigkeit oder mechanische Integrität aufweisen. Ferner können sie nicht ohne weiteres verwendet werden, um eine Ablösungsbeschichtung zu erzeugen, die die für ein Zwischenübertragungsbauglied erforderliche Dicke aufweist. Beispielsweise wird ein derartiges Ablösungsbeschichtungssystem des bekannten Materials SS4191A (GE) normalerweise mit einer niedrigen Feststoffkonzentration (5%) verwendet, um die für Papier erforderliche dünne Beschichtung zu erzielen. Als das Material konzentriert wurde, war die Topfzeit begrenzt, so daß es sich nicht für einen kontinuierlichen Beschichtungsprozeß eignete.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zwischenübertragungsdrucktuch oder ein anderes Zwischenübertragungsbauglied zu schaffen, bei dem die Beschichtungskomponenten einerseits eine relativ lange, stabile Topfzeit, andererseits jedoch bei Aktivierung eine sehr rasche Aushärtung aufweisen.
Deshalb wird gemäß der Erfindung ein Bauglied gemäß Anspruch 1 geschaffen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, die in Zusammenhang mit den Zeichnungen zu betrachten ist, besser verständlich. Es zeigen:
1 eine vereinfachte Querschnittsveranschaulichung eines Bildübertragungsbauglieds, das ein an einer Trommel angebrachtes mehrschichtiges Bildübertragungsdrucktuch gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt;
2A und 2B eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Bildübertragungsdrucktuchs der 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
2C Einzelheiten des mehrschichtigen Aufbaus des Bildübertragungsdrucktuchs der 2A und 2B gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Es wird nun auf 1 Bezug genommen, die eine vereinfachte Querschnittsveranschaulichung eines Bildübertragungsbauglieds 30 ist, das ein an einer Trommel 102 angebrachtes mehrschichtiges Bildübertragungsdrucktuch 100 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt. Das Bildübertragungsbauglied 30 ist vorzugsweise ein Zwischenübertragungsbauglied, das einen mehrschichtigen Übertragungsabschnitt aufweist, wie beispielsweise die unten beschriebenen. Wie in der Technik bekannt ist, wird das Bauglied 30 bei einer Spannung und Temperatur gehalten, die für eine elektrostatische Übertragung eines Tonerbildes auf dasselbe von einer bildtragenden Oberfläche, beispielsweise einer Photorezeptoroberfläche, geeignet ist. Das Bild wird vorzugsweise von einem Zwischenübertragungsbauglied 30 auf ein (nicht gezeigtes) Endsubstrat, beispielsweise Papier, übertragen, vorzugsweise mittels Wärme und Druck. Für den in der WO 96/11426 beschriebenen bevorzugten Toner wird eine Bildtemperatur von etwa 95°C zu Beginn des Fixierens bevorzugt.
Bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung, insbesondere die Art und Weise, wie das Übertragungsdrucktuch 100 an der Trommel 102 angebracht ist, und die Zusammensetzung des Abschnitts des Zwischenübertragungsbauglieds, der sich unter der Übertragungsschicht befindet, sind lediglich beispielhaft gezeigt und beschrieben und können je nach spezifischen Anforderungen und Entwurfsüberlegungen variieren. Andere bevorzugte Verfahren zum Anbringen des Übertragungsdrucktuchs an der Trommel sind in der PCT-Anmeldung Nr. PCT/NL 95/00188 gezeigt, deren Offenbarung durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen ist. Andere Verfahren zum Herstellen von Zwischenübertragungsbaugliedern in Form von Drucktüchern und anderen Arten von Drucktuchsubstraten sind beispielsweise in den US-Patentschriften 5,089,856 oder 5,047,808, deren Offenbarungen durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen sind, und in den im Abschnitt „Hintergrund der Erfindung" erwähnten Dokumenten beschrieben.
Wie in der Technik bekannt ist, wird eine Mehrzahl einzelner Farbbilder in einer gegenseitigen Ausrichtung vorzugsweise nacheinander auf die Oberfläche eines Bildübertragungsabschnitts 104 des Bildübertragungsdrucktuchs 100 übertragen, und zwar anhand von sequentiellen Bilderzeugungszyklen. Wenn alle gewünschten Bilder auf das Bildübertragungsdrucktuch 100 übertragen wurden, wird das vollständige mehrfarbige Bild von dem Übertragungsbauglied 30 auf das Endsubstrat übertragen. Alternativ dazu kann jedes einzelne Farbbild separat über das Zwischenübertragungsbauglied auf das Substrat übertragen werden, wie in der Technik bekannt ist.
Es wird nun auf 2A, 2B und 2C Bezug genommen, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Bildübertragungs drucktuchs 100 schematisch veranschaulichen. Wie in 2C am deutlichsten gezeigt ist, weist ein Bildübertragungsabschnitt 104 eine Ablösungsschicht 109 auf, die sich ganz außen auf dem Drucktuch befindet, wenn es an der Trommel 102 angebracht ist. Die darunterliegende Schicht 109 ist eine Anpassungsschicht 111, vorzugsweise aus einem weichen Elastomer, vorzugsweise aus Polyurethan oder Acryl, die vorzugsweise eine Shore-A-Härte von weniger als etwa 65, stärker bevorzugt weniger als etwa 55, am stärksten bevorzugt jedoch mehr als etwa 35, aufweist. Ein geeigneter Härtewert liegt zwischen etwa 42 und etwa 45. Alternativ dazu kann die Schicht 111 Teilschichten einer variierenden Härte aufweisen, wie nachstehend beschrieben wird.
Eine leitfähige Schicht 115 liegt unter der Schicht 111 und über einem Drucktuchkörper 116, der eine obere Schicht 118, eine komprimierbare Schicht 120 und eine Stoffschicht 122 aufweist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, ist die obere Schicht 118 leitfähig, und die leitfähige Schicht 115 kann weggelassen werden.
Unter der Stoffschicht kann eine Haftschicht 126 liegen, die sich in Kontakt mit der Trommel 102 befindet. Alternativ dazu ist die Schicht 126 eine sehr weiche, glatte Schicht.
Die Trommel 102 wird vorzugsweise durch eine interne Halogenlampenheizvorrichtung oder eine andere Heizvorrichtung erwärmt, um die Übertragung des Bildes auf die Ablösungsschicht 109 und von dort auf das Endsubstrat zu unterstützen, wie in der Technik bekannt ist. Bei der Praxis der Erfindung können auch andere Erwärmungsmethoden oder überhaupt keine Erwärmung verwendet werden. Der Grad der Erwärmung hängt von den Charakteristika des Toners und/oder der Tinte und des Substrats ab, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden.
Wie in 2A und 2B gezeigt ist, weist eine Anbringhalterung 106 eine längliche, elektrisch leitende Stange 108 auf, beispielsweise aus einem Metall wie z. B. Aluminium, die mit einer Reihe von L-förmigen Anbringbeinen 110 (in Form von fingerartigen Erweiterungen) gebildet ist, die ebenfalls leitend sind, vorzugsweise aus demselben Material wie die Stange 108 bestehen und vorzugsweise einstückig mit derselben gebildet sind. Insbesondere ist die Stange 108 bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem Schlitz gebildet, in den das Ende eines geschichteten Teils des Drucktuchs 100 eingeführt wird. Vorzugsweise umfaßt das Ende des geschichteten Teils, das in die Anbringstange eingeführt wird, keine Ablösungsschicht 109 und Anpassungsschicht 111, wodurch die leitende Schicht 115 freiliegend ist und deshalb in elektrischem Kontakt mit der Stange 108 steht.
Falls die Schicht 118 alternativ dazu leitend ist oder die Schicht 115 dick genug gestaltet ist (vorzugsweise mit einer Dicke von mehr als 40 Mikrometern), kann der Schlitz mit scharfen Innenvorsprüngen gebildet sein, die die äußeren Schichten des Drucktuchs durchstechen und mit der leitenden Schicht 115 oder der leitenden oberen Schicht 118 in Kontakt treten.
Optional kann jede der Schichten unter der leitfähigen Schicht 115 teilweise leitend sein (beispielsweise durch die Hinzufügung von leitfähigen Kohleschwarz- oder Metallfasern), und die Haftschicht 126 kann leitfähig sein, so daß zusätzlich oder alternativ dazu ein Strom direkt von der Trommeloberfläche zu der leitenden Schicht fließt. In diesem Fall kann die Schicht 115 allgemein weggelassen werden.
Optional ist bzw. sind die Anpassungsschicht und/oder die Ablösungsschicht durch die Hinzufügung von Kohleschwarz oder von zwischen 1% und 10% antistatischer Verbindungen wie beispielsweise CC-42 (Witco) etwas leitfähig gestaltet (vorzugsweise zwischen 10⁶ und 10¹² Ohm-cm, stärker bevorzugt zwischen 10⁹ und 10¹¹ Ohm-cm).
Alternativ sind andere Verfahren zum elektrischen Verbinden mit der leitenden Schicht vorgesehen. Für die Zwecke der meisten Aspekte der vorliegenden Erfindung sind die Struktur und das Verfahren einer elektrischen und mechanischen Befestigung des Drucktuchs an der Trommel 30 an sich für die Erfindung nicht relevant.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Halterung 106 aus einem einzigen Metallblech gebildet, bei dem die Beine teilweise von dem Metall abgeschnitten sind, das zu einer U-Form gebogen ist, um den Schlitz zu bilden, in den der geschichtete Abschnitt eingeführt wird. Nach der Einführung werden die Außenwände des Schlitzes an den geschichteten Abschnitt gepreßt, um den geschichteten Abschnitt in dem Schlitz zu sichern und, optional, um die Außenoberfläche des Drucktuchs zu durchstechen und mit der leitfähigen Schicht in Kontakt zu treten. Der teilweise ausgeschnittene Abschnitt wird gebogen, um die Anbringbeine zu bilden.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Trommel 102 bei einem Potential gehalten, das zum Übertragen von Bildern auf das Zwischenübertragungsbauglied geeignet ist, beispielsweise bei einer negativen Spannung von 500 Volt, die über die Anbringhalterung 106 an die leitfähige Schicht 115 oder 118 angelegt wird. Somit ist die Quelle einer Übertragungsspannung der Außenoberfläche des Übertragungsabschnitts 104 sehr nahe, was ein niedrigeres Übertragungspotential auf der Trommel ermöglicht.
Abgesehen von Unterschieden, die sich aus den Beschreibungen hierin ergeben, ist das mehrschichtige Drucktuch 100 der vorliegenden Erfindung allgemein ähnlich dem in der WO 96/11426 beschriebenen, mit Ausnahme von zusätzlichen bevorzugten Ausführungsbeispielen, wie sie hierin beschrieben werden, und ist ferner ähnlich den in der WO 97/07433 beschriebenen Drucktüchern. Jedoch wird das mehrschichtige Drucktuch der vorliegenden Erfindung anhand eines neuen Prozesses, wie er nachstehend beschrieben wird, hergestellt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Aufbau des Drucktuchkörpers 106 allgemein ähnlich dem in der WO 96/11426 beschriebenen. Ein geeigneter Körper ist MCC-1129-02, der von Reeves SpA, Lodi Vecchio (Milano), Italien, hergestellt und vertrieben wird. Andere bevorzugte Drucktuchtypen sind in den US-Patentschriften 5,047,808; 4,984,025; 5,335,054 und in den PCT-Veröffentlichungen WO 91/03007; WO 91/14393; WO 90/14619 und WO 90/04216, die durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen sind, und in der WO 96/11426 und der WO 97/07433 beschrieben. Der Körperabschnitt 116 umfaßt vorzugsweise die Stoffschicht 122, die vorzugsweise aus einem gewebten NOMEX-Material gebildet ist, das eine Dicke von etwa 200 Mikrometern aufweist, und eine komprimierbare Schicht 120, die vorzugsweise etwa 400 Mikrometer eines Gesättigtes-Nitril-Gummis aufweist, der mit Kohleschwarz geladen ist, um seine thermische Leitfähigkeit zu erhöhen. Die Schicht 120 enthält vorzugsweise kleine Leerräume (etwa 40 bis 60 Volumenprozent), und die obere Schicht 118 ist vorzugsweise aus demselben Material wie die komprimierbare Schicht gebildet, jedoch ohne Leerräume. Der Drucktuchkörper 116 kann unter Verwendung von Herstellungsverfahren hergestellt werden, wie sie allgemein für die Herstellung von Offsetdruck-Drucktüchern für ein Tintenoffsetdrucken verwendet werden.
Der Drucktuchkörper 116 wird vorzugsweise auf eine relativ exakte Dicke dimensioniert, indem Abschnitte der Oberfläche der oberen Schicht 118 abgerieben werden. Eine bevorzugte Dicke für den fertiggestellten Körper 106 beträgt etwa 700 Mikrometer, obwohl auch andere Dicken nützlich sind, je nach der Geometrie des Drucksystems, in dem er verwendet wird, und je nach den genauen Materialien, die bei dem Drucktuchkörper verwendet werden.
Die Stoffseite des Drucktuchkörpers 116 kann mit einer 30 Mikrometer dicken Beschichtung aus einem Haftmittel auf Silikonbasis (vorzugsweise vom Typ Q2-7566, das von Dow Corning hergestellt wird) beschichtet sein. Das Haftmittel ist mit einer Lage aus Mylar bedeckt, das mit einem Fluorsilikonmaterial beschichtet ist, beispielsweise DP 5648-Ablösungspapier (einseitige Beschichtung), das von H. P. Smith Inc., Bedford Park, IL, USA, vertrieben wird. Dieses Haftmittel ist durch seine gute Verbindung mit der Oberfläche der Trommel 102 und seine Widerstandsfähigkeit gegenüber der bei dem Flüssigtoner verwendeten Trägerflüssigkeit gekennzeichnet. Das Drucktuch kann, wenn ein Austauschen desselben gewünscht wird, von der Trommel 102 entfernt werden, indem das Drucktuch entlang dem Halterungsrand 106 geschnitten wird und das Drucktuch und die Halterung entfernt werden.
Ein Haftmittel wird vorzugsweise verwendet, um einen guten thermischen Kontakt zwischen der Rückseite des Drucktuchs und der Trommel, an der es angebracht ist, zu gewährleisten. Ein Silikonhaftmittel ist bevorzugt, da Haftmittel, die normalerweise beim Befestigen von Drucktüchern an Trommeln in der Drucktechnik verwendet werden, unter der Hitze, die bei der bevorzugten Vorrichtung in der darunterliegenden Trommel erzeugt wird, eine Qualitätsminderung erleiden. Während die Temperatur der Trommel je nach der Wärmebeständigkeit des Drucktuchs und der gewünschten Oberflächentemperatur des Drucktuchs (die wiederum von dem bei dem Prozeß verwendeten Toner und den Einzelheiten der Übertragung des Toners auf das Endsubstrat abhängen) variiert, kann die Trommeltemperatur 80°C, 100°C, 120°C, 150°C oder mehr erreichen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine dickere leitfähige Schicht für eine Befestigung an der Stange 108 mittels Durchstechungselementen gewünscht ist, ist die Schicht 118 leitfähig hergestellt, und die Schicht 115 ist weggelassen. Für dieses Ausführungsbei spiel wird vorzugsweise eine andere leitfähige Formulierung verwendet, die wie folgt hergestellt wird:

1. 100 g Acrylharz Hi-Temp 4051 EP (Zeon) und 15–25 g Kohleschwarz Printex XE-2 (Degussa) werden an einer nicht erwärmten Zweiwalzenmühle oder einem Banbury-Mischer 2 bis 4 Minuten lang gemischt.
2. 2 g Vernetzungsmittel NPC-50 (Zeon) und 3 g Natriumstearat werden zu dem Gemisch an der Zweiwalzenmühle hinzugegeben, und das Mischen wird 4 bis 10 Minuten fortgesetzt. Die Mühle wird kühl gehalten, um eine frühzeitige Polymerisation des Acrylharzes zu vermeiden.
3. Das sich ergebende Gemisch wird in Toluen aufgelöst und dispergiert, um ein Gemisch zu ergeben, das 17% bis etwa 30% an nicht-flüchtigen Feststoffen enthält.
4. Das sich ergebende Gemisch wird fortschreitend gefiltert, mit einer letzten Filterstufe von 50 Mikrometern.

Die Schicht 120 wird mit etwa 100 Mikrometern des sich ergebenden Materials überzogen und einige Minuten lang bei bis zu 100°C getrocknet. Mehrere Schichten dieses Materials werden hinzugegeben, bis die gewünschte Dicke von 100 Mikrometern erreicht ist. Diese Schicht ist wie oben beschrieben dimensioniert. Die sich ergebende leitfähige Schicht weist vorzugsweise einen Widerstand von 15 kΩ pro Quadratzeichen bis 50 kΩ pro Quadratzeichen auf. Die Schicht 118 wird anschließend ausgehärtet.
Die Einzelheiten einer Herstellung von Drucktüchern, die separate Schichten 115 und 118 aufweisen, sind in der WO 97/07433 angegeben.
Der Widerstand der leitfähigen Schicht sollte vorzugsweise mehr als etwa 15 bis 20 kΩ pro Quadratzeichen und vorzugsweise weniger als etwa 50 kΩ pro Quadratzeichen betragen. Dieser Wert hängt von dem spezifischen Widerstand der Schichten über der leitenden Schicht und von dem Seitenverhältnis des Drucktuchs ab. Allgemein sollte der Widerstand niedrig genug sein, so daß der auf der leitenden Schicht fließende Strom (um einen Leckstrom durch die darüberliegenden Schichten bereitzustellen) keine beträchtliche Spannungsschwankung entlang der Oberfläche des Drucktuchs bewirkt. Der Widerstand der leitenden Schicht und, was noch wichtiger ist, der Widerstand der darüberliegenden Schichten, steuern den Strom, der durch die darüberliegenden Schichten fließt. Allgemein gesagt weist die leitfähige Schicht einen relativ niedrigen Widerstand und spezifischen Widerstand auf, weist die Anpassungsschicht (Schicht 111) einen höheren spezifischen Widerstand auf und weist die darüberliegende Ablösungsschicht (Schicht 109) einen noch höheren spezifischen Widerstand auf.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird Schicht 111 durch den folgenden Prozeß gebildet:

1. 100 g Acrylharz Hi-Temp 4051 EP (Zeon) werden mit 25 g Kohleschwarz Pearls 130 (Cabot) in einem Banbury-Innenmischer gemischt. Dieses Gemisch wird anschließend mit 2 g Beschleuniger NPC-50 (Zeon) und 3 g Natriumstearat-Vernetzer an einem Walzwerk gemischt.
2. Der sich aus Schritt 1 ergebende zusammengesetzte Gummi wird anschließend in Toluen aufgelöst und auf eine Dicke von 80 Mikrometern auf einen entsprechenden Ablösungsbelag wie beispielsweise einen metallisierten Polyesterfilm aufgebracht (zum Zweck einer späteren Befestigung an den unteren Schichten des Drucktuchs, wie nachstehend beschrieben). Der Beschichtungsprozeß kann mehrere Male wiederholt werden, bis eine Dicke von vorzugsweise 100 Mikrometern erreicht ist. Alter nativ dazu kann die Schicht direkt auf die Schicht 118 oder die Schicht 115 aufgebracht werden.
3. Die harte Schicht wird durch ein Mischen von 100 g Acrylharz Hi-Temp 4051 EP (Zeon) mit 40 g Kohleschwarz Pearls 130 (Cabot) in einem Banbury-Innenmischer hergestellt. Dieses Gemisch wird anschließend mit 2 g Beschleuniger NPC-50 (Zeon) und 3 g Natriumstearat-Vernetzer an einem Walzwerk gemischt.
4. Der zusammengesetzte Gummi wird anschließend in Toluen aufgelöst und auf die 80 Mikrometer dicke weichere Schicht aufgebracht, um eine 20 Mikrometer dicke härtere Schicht oder eine Gesamtdicke von 100 Mikrometern zu erzielen. Wenn die Schicht 111 als Lagenmaterial gebildet ist, wird die ungehärtete Gummischicht durch einen weiteren Ablösungsbelag, beispielsweise einen metallisierten Polyesterfilm, bedeckt. Der Ablösungsbelag auf der weicheren Seite muß bevorzugt ablösen, so daß die weichere Schicht auf die obere Schicht 118 (oder die leitfähige Schicht 115) des Drucktuchkörpers laminiert werden kann. Dies kann erreicht werden, indem Ablösungsbeläge mit unterschiedlichen Ablösungseigenschaften bereitgestellt werden.

Die Schicht weist eine Shore-A-Härte von etwa 20 bis 24 ohne Kohleschwarz, und von etwa 42 bis 45 mit Kohleschwarz auf. Weichere Materialien sind ebenfalls geeignet. Das Acrylmaterial kann durch andere weiche elastomere Materialien wie beispielsweise weichen Nitrilgummi, ersetzt werden, wie ausführlich in der WO 96/11426 beschrieben ist.
Die auf diese Weise gebildete Schicht 111 sollte einen Widerstand in der Größenordnung von etwa 10⁸ Ohm-cm und eine gute thermische Stabilität bei der Arbeitstemperatur der Drucktuchoberfläche, die vorzugsweise etwa 100°C oder weniger beträgt, aufweisen.
Die Funktion der Anpassungsschicht besteht darin, eine gute Anpassung des Drucktuchs an die Bilderzeugungsoberfläche (und an das Bild auf der Bilderzeugungsoberfläche) bei den niedrigen Drucken zu liefern, die bei der Übertragung des Bildes von der Bilderzeugungsoberfläche auf das Drucktuch verwendet werden. Wenn eine Schicht 111 verwendet wird, die eine einzige Härte aufweist, sollte sie eine Shore-A-Härte von vorzugsweise zwischen 25 oder 30 und 65, stärker bevorzugt zwischen 40 und 50, noch stärker bevorzugt etwa 42 bis 45, aufweisen. Während eine Dicke von 100 Mikrometern bevorzugt ist, können auch andere Dicken zwischen 50 Mikrometern und 300 Mikrometern verwendet werden, wobei 75 bis 125 Mikrometer bevorzugt sind. Eine zu harte Schicht kann eine unvollständige Übertragung von sehr kleinen bedruckten Bereichen, beispielsweise einzelnen Punkten, auf das Zwischenübertragungsbauglied bewirken. Eine zu weiche Schicht kann eine Schwierigkeit beim Entfernen eines Papiersubstrats (auf das das Bild von dem Zwischenübertragungsbauglied übertragen wird) von dem Zwischenübertragungsbauglied bewirken. Oft ist es schwierig, eine optimale Übertragung und ein optimales Entfernen von einem Substrat zu erreichen.
Dieses Problem wird teilweise gelöst, indem die Anpassungsschicht 111 in eine Anzahl von Teilschichten unterschiedlicher Härten, wie oben beschrieben, aufgeteilt wird. Die Teilschichten können dieselbe Dicke oder unterschiedliche Dicken aufweisen, wie bei der Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der obigen Beschreibung beschrieben wurde. Dieses Ausführungsbeispiel beruht auf der Entdeckung, daß ein Entfernen von Papier äußerst empfindlich bezüglich der Härte des oberen Abschnitts der Schicht ist und daß eine Übertragung des Bildes auf das Übertragungsdrucktuch weniger empfindlich bezüglich der Härte dieses Abschnitts der Schicht ist.
Man stellte fest, daß ein Variieren 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 Mikrometern (wobei die Gesamtschichtdicke bei 100 Mikrometern bleibt) verbesserte Papierablösungseigenschaften ergibt. Die Bildübertragung wurde hauptsächlich für die Experimente, bei denen die harte Schicht dünner und die weiche Schicht weicher war, verbessert. Während die Anpassungsschicht 111 jedoch aus Teilschichten, die unterschiedliche Härten aufweisen, gebildet sein kann, ist auch eine einzige Härte möglich.
Alternativ dazu kann die Schicht 111 auf dieselbe Weise wie die Schicht 111 des Drucktuchs der WO 97/07433 gebildet werden.
Die Anpassungsschicht 111, wie sie durch den oben beschriebenen Prozeß erhalten wird, wird als Rolle eines 100 Mikrometer dicken ungehärteten Acrylgummis erhalten, der in eine 80 Mikrometer dicke weichere Schicht und eine 20 Mikrometer dicke härtere Schicht unterteilt ist. Diese Schicht wird vorzugsweise auf die obere Schicht des Drucktuchs laminiert, indem Wärme und Druck ausgeübt werden, wobei die Schnittstelle durch Xylen benetzt wird. Nach der Laminierung kann die verbleibende Ablösungsschicht von der harten Schicht entfernt werden, so daß die harte Schicht durch die Ablösungsschicht beschichtet werden kann, wie nachstehend beschrieben wird.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Ablösungsschicht 109 aus einer Kondensationstyp-Silikonablösungsschicht gebildet. Allgemein werden derartige Materialien nicht für dünne Schichten, beispielsweise die etwa 3 bis 15 Mikrometer, vorzugsweise 5 Mikrometer dicke Schicht, die für die vorliegende Erfindung allgemein gewünscht wird, verwendet.
Man stellte fest, daß Zwischenübertragungsbauglieder, die für die Ablösungsschicht 109 ein Silikon vom Kondensationstyp verwenden, allgemein eine längere Nutzlebensdauer und allgemein bessere Druckcharakteristika aufweisen als Drucktücher, die mit aus anderen Materialien gebildeten Ablösungsschichten gebildet sind. Dies gilt auch für Drucktücher, bei denen der Bildübertragungsabschnitt direkt auf den Körper gebildet ist, wie beim Stand der Technik. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden bei der Bildung der Schicht 109 lediglich reaktive Silikonverbindungen verwendet, und zwar mit einer so geringen Menge an derartigen Verbindungen, wie Silikonöle vorhanden sind, wobei weniger als 5% und vorzugsweise weniger als 1% Silikonöle vorhanden sind. Ferner stellte man fest, daß derartige Materialien allgemein am nützlichsten sind, wenn sie keine Füllstoffe oder lediglich eine geringe Menge an Füllstoffen aufweisen.
Man stellte fest, daß nützliche Materialien Diorganopolysiloxane umfassen, die an beiden Kettenenden mit Diorganohydroxysilylgruppen abschließen, die an endständige Silikonatome gebunden sind. Schließlich stellte man fest, daß ein Gemisch derartiger Verbindungen bessere Gesamtergebnisse liefert als einzelne Verbindungen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung stellte man fest, daß ein Verwenden der einzelnen Komponenten des Gemischs, nämlich RTV 41 und RTV 11, für sich, um die Ablösungsschicht 109 zu bilden, ferner eine Verbesserung im Vergleich zu Beschichtungen mit Silikon des Nicht-Kondensationstyps liefert. Jedoch scheint das Gemisch eine größere Verbesserung darzustellen.
Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden ein Vernetzer wie beispielsweise Ethylsilikat und ein leitfähiges Material wie beispielsweise Kohleschwarz oder antistatische Verbindungen wie beispielsweise CC-42 (Witco) zu der Ablösungsschicht 109 hinzugegeben. Der hinzugegebene Vernetzer liefert eine weitere Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und eine sehr dünne Filmpolymerisation der Ablösungsschicht, während das hinzugegebe ne leitfähige Material verbesserte elektrische Charakteristika und eine verbesserte Druckqualität liefert.
Grundierungsmittel wie beispielsweise (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilan (ABCR, Deutschland) und 1205 (Dow Corning) werden verwendet, um eine maximale Haftung der Ablösungsschicht 109 an der Anpassungsschicht zu liefern.
Die Ablösungsschicht 109 wird vorzugsweise unter Verwendung des folgenden bevorzugten Prozesses auf der Anpassungsschicht gebildet:

a) 100 g RTV 11 (GE) werden in 16,7 g Isopar-L (EXXON) und 50 g Hexan aufgelöst. 100 g RTV 41 (GE) werden in 16,7 g Isopar-L (EXXON) und 50 g Hexan aufgelöst. Beide Gemische werden 70 Minuten lang bei 8000 U/Min. zentrifugiert. Die Flüssigkeit wird vorsichtig abgegossen, der Prozentsatz an Feststoffen wird bestimmt, und die gefällten Feststoffe, die Füllstoffmaterial, hauptsächlich Kalziumkarbonat, umfassen, werden weggeworfen.
b) Eine Menge der RTV 11-Lösung, die 60 g RTV 11-Feststoffe liefert, wird mit einer Menge an RTV 41-Lösung gemischt, die 40 g RTV 41-Feststoffe liefert. Zu diesem Gemisch wird 1 g Kohleschwarz Ketjenblack 600 (Akzo) hinzugefügt. Das sich ergebende Gemisch wird 8 Minuten lang mit einem Hochscherungsmischer gemischt.
c) 10 g Ölsäure (JT Baker) werden zu diesem Gemisch hinzugegeben, und das Ergebnis wird 90 Sekunden lang in einem Hochscherungsmischer gemischt. 10 g Vernetzer aus Ethylsilikat (Chordip) und 1,6 g Dibutylzinn-Dilaurat (Aldrich), ein langsamer Katalysator, werden hinzugefügt, und das Gemisch wird 120 Sekunden lang in dem Hochscherungsmischer dispergiert. Das sich erge bende Gemisch wird hierin als „Ablösungslösung" bezeichnet und weist eine Lebensdauer von mehreren Stunden auf. Man stellte fest, daß der Ölsäureinhibitor die Ablösungseigenschaften der sich ergebenden Ablösungsschicht verbesserte.
d) Eine Katalysatorlösung wird hergestellt, indem 4 g Rauch-Siliziumdioxid (R972, Degussa) unter Verwendung eines Sonicators 2 Minuten lang in 96 g Xylen dispergiert werden. Das Siliziumdioxid unterstützt die Bildung eines Films der Katalysatorlösung, wenn sie auf die Anpassungsschicht aufgebracht wird, die unten beschrieben wird, so daß der Katalysator und das Grundiermittel nicht in die Anpassungsschicht absorbiert werden. Um 100 g einer Katalysatorlösung herzustellen, werden 25 g der Siliziumdioxidlösung mit 50 g (3-Glycidoxypropyl)trimethoxysilan (ABCR, Deutschland), einem silanbasierten Grundierungsmittel oder Haftpromotor, 7 g Zinn(II)octoat (Sigma), einem Katalysator, der zu einem sehr raschen Aushärten führt, und 18 g Xylen (JT Baker) gemischt. Das Gemisch wird 3 Minuten lang mit einem magnetischen Rührer gerührt. Dieses Katalysatorgemisch weist eine Lebensdauer von mehreren Stunden auf. Das (3-Glycidoxypropyl)trime-thoxysilan ist ein Grundierungsmittel, um die Haftung der Ablösungsschicht an den darunterliegenden Schichten zu unterstützen.

Das Drucktuch in Rollenform und die Anpassungsschicht in Rollenform werden in eine Kontinuierlich-Beschichtung-Maschine plaziert. Der Kontinuierlich-Beschichtung-Prozeß beinhaltet zunächst ein Abstrippen des metallisierten Polyesters von der weichen Seite der Anpassungsschicht und ein Einspeisen der Anpassungsschicht und der darunterliegenden Schichten zusammen in einen Laminator bei 82°C und 6 ATM Druck. Nach der Laminierung wird das metallisierte Polyester, das die härtere Schicht der Anpassungsschicht bedeckt, abgestrippt.
Die härtere Schicht wird beispielsweise unter Verwendung eines Anilox-Zylinders unter Verwendung eines Trockenbeschichtungsgewichts von etwa 1 gm/m² mit der Katalysatorlösung beschichtet. Die Katalysatorlösung wird luftgetrocknet und anschließend unter Verwendung beispielsweise eines Anilox-Zylinders bis zu einem Trockenbeschichtungsgewicht von etwa 5 gm/m² mit der Ablösungslösung überzogen. Die Ablösungsschicht wird weniger als 1 Minute lang bei etwa 100°C getrocknet und ausgehärtet. Die Endlosbahn wird in Lagen geschnitten, und die sich ergebenden einzelnen Drucktücher werden 2 Stunden lang bei 140°C in einem Ofen ausgehärtet, um die Anpassungsschicht auszuhärten und die Haftung der Ablösungsschicht an der Anpassungsschicht zu verbessern.
Der oben beschriebene Prozeß eignet sich zur Verwendung bei einem kontinuierlichen Prozeß, bei dem Bahnen einer Anpassungsschicht- und Drucktuch-Basis in eine Kontinuierlich-Prozeß-Maschine eingespeist werden, um darin laminiert zu werden, und bei dem das laminierte Material an einer ersten Beschichtungsvorrichtung entlanggeführt wird, an der es durch ein Katalysatormaterial (das vorzugsweise auch ein Grundierungsmittel und Siliziumdioxid enthält) beschichtet wird, die Beschichtung getrocknet wird und das beschichtete Material durch die Ablösungsbeschichtung weiter beschichtet und getrocknet und ausgehärtet wird. Die Beschichtungslösungen weisen eine angemessene Lebensdauer auf, so daß ein derartiger kontinuierlicher Prozeß praktisch ist.
Manche Aspekte der Erfindung sind auch bei Systemen wie z. B. denjenigen, die andere Typen von Zwischenübertragungsbaugliedern, beispielsweise Übertragungsbauglieder vom Riemen- oder Kontinuierlich-Beschichtet-Trommeltyp verwenden, nützlich. Die oben (und in den hierin durch Bezugnahme aufgenommenen Dokumenten) angegebenen spezifischen Einzelheiten bezüglich des Bilderzeugungssystems sind als Teil eines besten Modus zum Durchführen der Erfindung enthalten; viele Aspekte der Erfindung sind jedoch auf eine breite Palette von Systemen anwendbar, wie sie in der Technik für elektrophotographisches und Offsetdrucken und -kopieren bekannt sind. Insbesondere die Basis (die, wenn überhaupt, die Anpassungsschicht umfaßt) wird durch beliebige geeignete Mittel erzeugt und kann jegliche in der Technik bekannte geeignete Struktur aufweisen. Während das Beschichtungsverfahren ferner besonders nützlich für Silikone vom Kondensationstyp ist, die für Zwischenübertragungsbaugliedes für Tonerbilder nützlich sind, für die keine Methodologie für ein kontinuierliches Beschichten zur Verfügung steht, kann das Beschichtungsverfahren auch zum Beschichten mit anderen Materialien, unter Verwendung geeigneter Katalysatoren, verwendet werden. Während die Erfindung als bei einem Kontinuierlich-Beschichtung-Prozeß verwendet beschrieben wurde, ist sie ferner auch für ein Beschichten von Materiallagen in einem Chargenverfahren anwendbar.
Fachleute werden erkennen, daß die vorliegende Erfindung nicht durch die bzw. das oben gelieferte Beschreibung und Beispiel beschränkt ist. Vielmehr ist der Schutzumfang dieser Erfindung lediglich durch die folgenden Patentansprüche definiert.

Claims

Ein Zwischenübertragungsdrucktuch, das zum Empfangen eines Tonerbildes von einer ersten Oberfläche und zum Übertragen desselben an eine zweite Oberfläche geeignet ist und folgende Merkmale aufweist: eine Ablösungsschicht, die Ölsäure aufweist; und eine Unterschicht unter der Ablösungsschicht.
Ein Zwischenübertragungsbauglied gemäß Anspruch 1, bei dem die Ablösungsschicht Dibutylzinn-Dilaurat aufweist.
Ein Zwischenübertragungsbauglied gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Unterschicht Siliziumdioxid aufweist.
Ein Zwischenübertragungsbauglied gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Unterschicht ein Silangrundiermittel aufweist.
Ein Zwischenübertragungsbauglied gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Unterschicht Zinn(II)octoat aufweist.