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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Zwischenübertragungselemente
und insbesondere auf Zwischenübertragungselemente,
die geeignet sind zur Übertragung
eines entwickelten Bildes in einer elektrostatografischen bzw. elektrofotografischen,
insbesondere xerografischen, z. B. digitalen Vorrichtung oder Apparatur.
Ausführungsformen
der Erfindung beziehen sich auf ausgewählte Zwischenübertragungselemente,
die eine Schicht oder ein Substrat aus einem gefüllten Polymer, vorzugsweise
einem gefüllten
Polyimid und besonders bevorzugt einem mit einem fluorierten Kohlenstoff
gefüllten
Polyimid umfassen. Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung ermöglichen
die Vorbereitung und Herstellung von Zwischenübertragungselementen mit ausgezeichneten
elektrischen chemischen und mechanischen Eigenschaften, beispielsweise
einem kontrollierten spezifischen elektrischen Widerstand in einem
gewünschten
Widerstandsbereich, und einer ausgezeichneten Anpassungsfähigkeit
(Verformbarkeit). Darüber
hinaus erlauben die erfindungsgemäßen Zwischenübertragungselemente
bei Ausführungsformen
der Erfindung die Erzielung hohe Übertragungsausbeuten auf und
herunter von den Zwischenelementen auch für Vollfarben-Bilder und diese
können
sowohl in trockenen als auch in flüssigen Tonerentwicklungs-Systemen
eingesetzt werden.
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Bei einer typischen elektrostatografischen
bzw. elektrofotografischen Wiedergabe-Vorrichtung wird ein Lichtbild eines
Originals, das kopiert werden soll, in Form eines latenten elektrostatischen
Bildes auf einem lichtempfindlichen Element aufgezeichnet und das
latente Bild wird anschließend
durch Aufbringen von elektroskopischen thermoplastischen Harzteilchen,
die allgemein als Toner bezeichnet werden, sichtbar gemacht. Im
Allgemeinen wird das latente elektrostatische Bild entwickelt, indem
man eine Entwicklermischung damit in Kontakt bringt. Die Entwicklermischung
kann umfassen eine trockene Entwicklermischung, die in der Regel Trägerkörnchen mit
elektrostatisch daran haftenden Tonerteilchen umfasst, oder ein
flüssiges
Entwicklermaterial, das einen flüssigen
Träger
mit darin dispergierten Tonerteilchen umfassen kann. Das Entwicklermaterial wird
mit dem latenten elektrostatischen Bild in Kontakt gebracht und
die Tonerteilchen werden in Form eines Bildes darauf abgelagert.
Anschließend
wird das entwickelte Bild auf ein Kopierblatt übertragen. Es ist zweckmäßig, das
entwickelte Bild auf eine beschichtete Zwischenübertragungsbahn, -band oder
-komponente zu übertragen
und anschließend
das entwickelte Bild mit einem sehr hohen Übertragungswirkungsgrad von
dem Zwischenübertragungselement
auf ein permanentes Substrat zu übertragen.
Das Tonerbild wird dann in der Regel auf einem Träger fixiert
oder darauf aufgeschmolzen, bei dem es sich um das lichtempfindliche
Element selbst oder ein anderes Trägerblatt, beispielsweise einfaches
Papier, handeln kann.
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In elektrostatografischen bzw. elektrofotografischen
Druckvorrichtungen, in denen das Tonerbild durch ein Potential zwischen
dem Bilderzeugungselement und dem Zwischenübertragungselement elektrostatisch übertragen
wird, sollte die Übertragung
der Tonerteilchen auf das Zwischenübertragungselement und die
Retention derselben so vollständig
wie möglich
sein, sodass das schließlich
auf das Bildempfangssubstrat übertragene
Bild eine hohe Auflösung
aufweist. Eine praktisch 100 %ige Tonerübertragung tritt auf, wenn
der größte Teil
der Tonerteilchen oder alle Tonerteilchen, die das Bild umfasst, übertragen
werden und nur wenig restlicher Toner auf der Oberfläche zurückbleibt,
von der das Bild übertragen
wurde.
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Zwischenübertragungselemente bieten
viele Vorteile, beispielsweise erlauben sie einen hohen Durchsatz
bei mäßigen Prozessgeschwindigkeiten,
verbessern die Registerhaltung beim fertigen Farbtonerbild in Farbsystemen,
in denen die synchrone Entwicklung einer oder mehrerer Komponentenfarben
unter Verwendung einer oder mehrerer Übertragungsstationen angewendet
wird, und erhöhen
den Bereich der Endsubstrate, die verwendet werden können. Ein
Nachteil der Verwendung eines Zwischenübertragungselements besteht
jedoch darin, dass eine Vielzahl von Übertragungsstufen erforderlich
ist, sodass die Möglichkeit
besteht, dass ein Ladungsaustausch zwischen den Tonerteilchen und
dem Übertragungselement
auftritt, der schließlich
zu einer unvollständigen
Tonerübertragung
führen
kann. Als Ergebnis erhält
man Bilder mit einer geringen Auflösung auf dem Bildempfangssubstrat
und eine Beeinträchtigung
des Bildes. Wenn das Bild farbig ist, kann das Bild zusätzlich unter
einer Farbverschiebung und unter einer Farbbeeinträchtigung
leiden. Außerdem
kann durch die Einarbeitung von Füllstoffen (Ladungsmaterialien)
in flüssige
Entwickler, obgleich dabei Bilder mit einer akzeptablen Qualität und einer
akzeptablen Auflösung
erhalten werden können
als Folge einer verbesserten Aufladung des Toners, das Problem des
Ladungsaustauschs zwischen dem Toner und dem Zwischenübertragungselement
noch verschärft
werden.
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Vorzugsweise liegt der spezifische
elektrische Widerstand des Zwischenübertragungselements innerhalb
eines bevorzugten Bereiches, um eine ausreichende Übertragung
zu ermöglichen.
Es ist auch wichtig, dass das Zwischenübertragungselement einen kontrollierten
spezifischen elektrischen Widerstand hat, wobei der spezifische
elektrische Widerstand durch Änderungen
des Feuchtigkeitsgehaltes, der Temperatur, eines Vorspannungsfeldes
und der Betriebszeit praktisch nicht beeinflusst wird. Außerdem ist
ein kontrollierter spezifischer elektrischer Widerstand wichtig,
sodass ein Vorspannungsfeld für
die elektrostatische Übertragung angelegt
werden kann. Es ist wichtig, dass das Zwischenübertragungselement keine zu
hohe elektrische Leitfähigkeit
aufweist, da sonst ein Luftdurchschlag (eine Luftentladung) auftreten
kann.
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Es wurden Versuche, den spezifischen
elektrischen Widerstand von Zwischenübertragungselementen zu steuern,
durchgeführt,
beispielsweise durch Zugabe von elektrisch leitenden Füllstoffen,
wie z. B. ionischen Zusätzen
und/oder Ruß,
zu der äußeren Schicht.
In Kombination mit der Verwendung solcher Zusätze treten jedoch Probleme
auf. Insbesondere tritt häufig
ein Ausblühen
von ungelösten
Teilchen oder ein Auswandern zu der Oberfläche des Polymers auf und verursacht
einen Defekt in dem Polymer. Dies führt zu einem ungleichförmigen spezifischen
elektrischen Widerstand, der seinerseits schlechte antistatische
Eigenschaften und eine geringe me chanische Festigkeit verursacht.
Die ionischen Zusätze
können
auf der Oberfläche
die Tonerfreisetzung (-freigabe) stören. Außerdem können in dem elektrisch leitenden
Polymer Bläschen
auftreten, von denen einige nur mit Hilfe eines Mikroskops erkennbar
sind, andere groß genug
sind, um mit dem bloßen Auge
erkannt zu werden. Diese Bläschen
führen
zu der gleichen Art von Schwierigkeiten wie ungelöste Teilchen
in dem Polymer, nämlich
zu schlechten oder ungleichförmigen
elektrischen Eigenschaften und schlechten mechanischen Eigenschaften.
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Außerdem sind die ionischen Zusätze selbst
empfindlich für Änderungen
in Bezug auf die Temperatur, den Feuchtigkeitsgehalt und die Betriebsdauer.
Diese Empfindlichkeiten schränken
häufig
den Bereich des spezifischen elektrischen Widerstands ein. Beispielsweise
nimmt der spezifische elektrische Widerstand in der Regel um bis
zu zwei Größenordnungen
oder mehr ab, wenn der Feuchtigkeitsgehalt von 20 auf 80% relative Feuchtigkeit
ansteigt. Dieser Effekt schränkt
den Betriebs- oder Verfahrensspielraum ein.
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Darüber hinaus kann in diesen Systemen
auch eine Ionenübertragung
auftreten. Die Übertragung
von Ionen führt
zu Ladungsaustauschvorgängen
und zu unzureichenden Übertragungen,
die ihrerseits eine geringe Bildauflösung und eine Bildverschlechterung
verursachen können,
wodurch die Qualität
der Kopie in nachteiliger Weise beeinflusst wird. In Farbsystemen
können
weitere nachteilige Ergebnisse auftreten, wie z. B. eine Farbverschiebung
und eine Farbverschlechterung. Eine Ionenübertragung kann außerdem den
spezifischen elektrischen Widerstand des Polymerelements nach wiederholter
Verwendung erhöhen.
Dadurch können
der Verfahrens- und
der Betriebsspielraum eingeschränkt
werden, und gegebenenfalls wird das mit einer Ionenfüllung versehene
Polymerelement unbrauchbar.
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Rußteilchen können zu anderen spezifischen
nachteiligen Effekten führen.
Diese Rußdispersionen sind
schwer herzustellen als Folge der Gelierung von Kohlenstoff und
die resultierenden Schichten können sich
verformen als Folge einer Gelbildung. Dies kann zu einer nachteiligen
Veränderung
der Anpassungsfähigkeit
des Zwischenübertragungselements
führen,
die ihrerseits zu einer unzureichenden Übertra gung und zu einer schlechten
Kopienqualität
und möglicherweise
zu einer Verunreinigung anderer Vorrichtungsteile und späterer Kopien
führen
kann.
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Im Allgemeinen neigen Kohlenstoff-Zusätze dazu,
die spezifischen elektrischen Widerstände zu steuern (kontrollieren).
Die erforderliche Tolerenz in Bezug auf die Füllstoffbeladung, um den erforderlichen
Bereich eines spezifischen elektrischen Widerstandes zu erzielen,
ist jedoch extrem eng. Dies führt
zusammen mit einer großen
Variationsbreite "von
Charge zu Charge" dazu,
dass eine extrem genaue Kontrolle des spezifischen elektrischen
Widerstandes erforderlich ist. Außerdem weisen mit Kohlenstoff
gefüllte
Polymer-Oberflächen
in der Regel eine sehr geringe dielektrische Durchschlagsfestigkeit
und gelegentlich eine signifikante Abhängigkeit des spezifischen elektrischen
Widerstandes von den angelegten Feldern auf. Dies führt zu einer
Beeinträchtigung
in Bezug auf die Auswahl des spezifischen elektrischen Mittellinien-Widerstandes als
Folge der Variabilität
der elektrischen Eigenschaften, die ihrerseits schließlich zu
einer Beeinträchtigung
des Leistungsvermögens
führt.
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Es besteht daher eine große Nachfrage
nach einem Zwischenübertragungselement,
das sowohl in trockenen als auch in flüssigen Tonersystemen verwendet
werden kann, das einen verbesserten Tonerübertragungswirkungsgrad und
eine Verminderung des Auftretens eines Ladungsaustauschs mit sich
bringt. Insbesondere besteht ein spezifischer Bedarf für ein Zwischenübertragungselement,
das einen auf einen gewünschten
Bereich eingestellten spezifischen elektrischen Widerstand aufweist,
um Tonerladungen zu neutralisieren, um dadurch das Auftreten eines
Ladungsaustauschs zu vermindern, die Bildqualität zu erhöhen und eine Verunreinigung
anderer xerografischer Elemente zu verhindern. Außerdem gibt
es einen spezifischen Bedarf für ein
Zwischenübertragungselement,
das eine äußere Oberfläche aufweist,
die einen stabilen spezifischen elektrischen Widerstand in dem gewünschten
Widerstandsbereich aufweist und die bei Ausführungsformen der Erfindung
eine verbesserte Anpassungsfähigkeit
und eine niedrige Oberflächenenergie
der Trennschicht aufweist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Tonerbild-Zwischenübertragungselement,
das ein mit einem fluorierten Kohlenstoff gefülltes Polyimid-Substrat umfasst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ferner eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bildern auf einem Aufzeichnungsmedium,
die umfasst eine Ladungsretentionsoberfläche für die Aufnahme eines latenten
elektrostatischen Bildes darauf; eine Entwicklungskomponente zum
Aufbringen von Toner auf die Ladungsretentionsoberfläche für die Entwicklung
des latenten elektrostatischen Bildes und für die Erzeugung eines entwickelten Bildes
auf der Ladungsretentionsoberfläche;
ein Zwischenübertragungselement
für die Übertragung
des entwickelten Bildes von der Ladungsretentionsoberfläche auf
ein Substrat, wobei das Zwischenübertragungselement
eine mit einem fluorierten Kohlenstoff gefüllte Polyimid-Schicht umfasst,
und eine Fixierkomponente.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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1 zeigt
eine Darstellung einer generellen elektrostatografischen bzw. elektrofotografischen
Vorrichtung.
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2 stellt
eine schematische Darstellung eines Bildentwicklungssystems dar,
das ein Zwischenübertragungselement
enthält.
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3 zeigt
eine Darstellung einer Ausführungsform
der Erfindung, bei der ein aus einer Schicht bestehendes Zwischenübertragungselement
dargestellt ist, das ein mit fluoriertem Kohlenstoff gefülltes Polyimidsubstrat,
wie es hier beschrieben ist, umfasst.
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4 stellt
eine Schnittansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dar, bei der ein Zwischenübertragungselement
umfasst ein mit einem fluorierten Kohlenstoff gefülltes Polyimidsubstrat
und eine darauf aufgebrachte abziehbare anpassungsfähige Schicht.
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5 zeigt
eine Schnittansicht einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der ein Zwischenübertragungselement umfasst
ein mit einem fluorierten Kohlenstoff gefülltes Polyimidsubstrat, auf
dem sich eine abziehbare anpassungsfähige Schicht befindet, und
eine auf der anpassungsfähigen
Schicht angeordnete Tonerfreigabeschicht.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Zwischenübertragungssysteme,
die Tonerbild-Zwischenübertragungselemente
umfassen, die ein mit fluoriertem Kohlenstoff gefülltes Polyimidsubstrat
umfassen.
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Wie in der 1 dargestellt, wird in einer typischen
elektrofotografischen Wiedergabevorrichtung ein Lichtbild eines
zu kopierenden Originals in Form eines latenten elektrostatischen
Bildes auf einem lichtempfindlichen Element aufgezeichnet und das
latente Bild wird anschließend
sichtbar gemacht durch Aufbringen von elektroskopischen thermoplastischen
Harzteilchen, die allgemein als Toner bezeichnet werden. Insbesondere
wird ein Fotorezeptor 10 auf seiner Oberfläche mittels
einer Aufladeeinrichtung 12, an die unter Verwendung einer
Energiequelle 11 eine Spannung angelegt worden ist, aufgeladen.
Dann wird der Fotorezeptor mittels Licht aus einem optischen System
oder einer Bildeingabe-Vorrichtung 13, beispielsweise eines
Lasers und einer Licht emittierenden Diode, bildmäßig belichtet
zur Erzeugung eines latenten elektrostatischen Bildes darauf. Im
Allgemeinen wird das latente elektrostatische Bild entwickelt, indem
man eine Entwicklermischung an einer Entwicklerstation 14 damit
in Kontakt bringt. Die Entwicklung kann durchgeführt werden unter Verwendung
einer Magnetbürste,
einer Pulverwolke oder unter Anwendung irgendeines anderen bekannten
Entwicklungsverfahrens.
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Nachdem die Tonerteilchen in einer
bildmäßigen Konfiguration
auf der fotoleitfähigen
Oberfläche
abgelagert worden sind, werden sie mittels einer Übertragungseinrichtung 18,
bei der es sich um eine Druckübertragung
oder eine elektrostatische Übertragung
handeln kann, auf ein Kopierblatt 16 übertragen. Alternativ kann
das entwickelte Bild auf ein Zwischenübertragungselement übertragen
und anschließend
auf ein Kopierblatt übertragen
werden.
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Nachdem die Übertragung des entwickelten
Bildes beendet ist, wird das Kopieblatt 16 zu einer Schmelzstation 19 transportiert,
die in 1 in Form von
Schmelz- und Druckwalzen dargestellt ist, wobei das entwickelte
Bild auf das Kopierblatt 16 aufgeschmolzen wird durch Hindurchführen des
Kopierblattes 16 zwischen dem Schmelzelement 20 und
dem Druckelement 21, wodurch ein permanentes Bild erzeugt
wird. Der Fotorezeptor 10, wird anschließend an
die Übertragung
zu der Reinigungsstation 17 transportiert, in der jeglicher
Toner, der auf dem Fotorezeptor 10 verblieben ist, durch
Verwendung einer Klinge 22 (wie in der 1 dargestellt), einer Bürste oder
einer anderen Reinigungseinrichtung entfernt wird.
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Die 2 zeigt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und stellt ein Zwischenübertragungselement 15 dar,
das zwischen einem Bilderzeugungselement 10 und einer Übertragungswalze 9 angeordnet
ist. Das Bilderzeugungselement 10 ist beispielsweise eine
Fotorezeptortrommel. Es können
aber auch andere geeignete Bilderzeugungselemente verwendet werden,
z. B. andere elektrofotografische Bilderzeugungs-Rezeptoren, wie
ionografische Bänder
und Trommeln, elektrofotografische Bänder und dgl.
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Bei dem in der 2 dargestellten Mehrfachbilderzeugungs-System
wird jedes übertragene
Bild auf der Bilderzeugungstrommel mittels der Bilderzeugungsstation 13 erzeugt.
Jedes dieser Bilder wird dann an der Entwicklungsstation 14 entwickelt
und auf das Zwischenübertragungselement 15 übertragen.
Jedes der Bilder kann auf der Fotorezeptortrommel 10 erzeugt
und nacheinander entwickelt und dann auf das Zwischenübertragungselement 15 übertragen
werden. Bei einem alternativen Verfahren kann jedes Bild auf der
Fotorezeptortrommel 10 erzeugt, entwickelt und passgenau
auf das Zwischenübertragungselement 15 übertragen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Mehrfachbildsystem ein Farbkopiersystem. Bei
diesem Farbkopiersystem wird jede Farbe eines zu kopierenden Bildes
auf der Fotorezeptortrommel 10 erzeugt. Jedes Farbbild
wird entwickelt und auf das Zwischenübertragungselement 15 übertragen.
Bei dem alternativen Verfahren kann jede Farbe eines Bildes auf
der Fotorezeptortrommel 10 erzeugt, entwickelt und passgenau
(registerhaltend) auf das Zwischenübertragungselement 15 übertragen
werden.
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Anschließend an die Entwicklung werden
die aufgeladenen Tonerteilchen 3 aus der Entwicklungsstation 14 von
der Fotorezeptortrommel 10 angezogen und festgehalten,
weil die Fotorezeptortrommel 10 eine Ladung 2 aufweist,
die entgegengesetzt zu derjenigen der Tonerteilchen 3 ist.
In der 2 sind die Tonerteilchen
als negativ geladen dargestellt und die Fotorezeptortrommel 10 ist
als positiv geladen dargestellt. Diese Ladungen können auch
umgekehrt sein, je nach Art des Toners und der verwendeten Apparatur.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
liegt der Toner in einem flüssigen
Entwickler vor. Die vorliegende Erfindung ist bei einigen Ausführungsform
aber auch verwendbar für
trockene Entwicklungssysteme.
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Eine eine Vorspannung aufweisende Übertragungswalze 9,
die der Fotorezeptortrommel 10 gegenüber angeordnet ist, weist eine
höhere
Spannung auf als die Oberfläche
der Fotorezeptortrommel 10. Die eine Vorspannung aufweisende Übertragungswalze 9 lädt die Rückseite 6 des
Zwischenübertragungselements 15 mit
einer positiven Ladung auf. Bei einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung kann für
die Aufladung der Rückseite 6 des
Zwischenübertragungselements 15 eine
Corona oder irgendein anderer Aufladungsmechanismus angewendet werden.
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Die negativ geladenen Tonerteilchen 3 werden
von der Vorderseite 5 des Zwischenübertragungselements 15 durch
die positive Ladung 1 auf der Rückseite 6 des Zwischenübertragungselements 15 angezogen.
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Das Zwischenübertragungselement kann in
Form eines Blattes, einer Bahn oder eines Bandes, wie in 2 dargestellt, oder in Form
einer Walze oder in einer anderen geeigneten Form vorliegen. Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hat das Zwischenübertragungselement
die Form eines Bandes. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die
in den Figuren nicht dargestellt ist, hat das Zwischenübertragungselement
die Form eines Blattes (einer Folie).
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Nachdem das latente Tonerbild von
der Fotorezeptortrommel 10 auf das Zwischenübertragungselement 15 übertragen
worden ist, kann das Zwischenübertragungselement
unter Anwendung von Wärme
und Druck mit einem Bildempfangssubstrat, beispielsweise Papier,
in Kontakt gebracht werden. Das Tonerbild auf dem Zwischenübertragungselement 15 wird
dann in bildmäßiger Konfiguration
auf ein Substrat, beispielsweise auf Papier, übertragen und fixiert.
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Die 3 zeigt
eine Schnittansicht eines Beispiels eines Zwischenübertragungselements 15 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und dieses weist eine mit fluoriertem
Kohlenstoff gefüllte Polyimidschicht 30 auf.
Die fluorierten Kohlenstoff-Füllstoffe 31 sind
dargestellt als Polyimid-Material, das in einer Phase dispergiert
ist. Das Zwischenübertragungselement 15 kann
eine einzelne Schicht, wie in 3 dargestellt,
sein, wobei das Substrat das mit fluoriertem Kohlenstoff gefüllte Polyimid
umfasst, oder es kann in Form von mehreren Schichten, beispielsweise
in Form von 2 bis 5 Schichten eines mit fluoriertem Kohlenstoff gefüllten Polyimid-Materials,
vorliegen.
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Die 4 zeigt
eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der das Zwischenübertragungselement 15 ein
mit fluoriertem Kohlenstoff gefülltes
Polyimid-Substrat 30 umfasst, das eine darauf aufgebrachte
anpassungsfähige
Schicht 32 aufweist.
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Die 5 zeigt
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der das Zwischenübertragungselement 15 umfasst
ein mit fluoriertem Kohlenstoff gefülltes Polyimid-Substrat 30,
eine abziehbare anpassungsfähige
Zwischenschicht 32 und eine auf der Zwischenschicht angeordnete äußere Tonerfreigabeschicht 33.
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Das mit fluoriertem Kohlenstoff gefüllte Polyimid-Substrat
kann ein Polyimid mit einem geeigneten hohen Zugmodul umfassen und
vorzugsweise ist das Polyimid ein solches, das in der Lage ist,
bei der Zugabe von elektrisch leitenden Teilchen ein elektrisch
leitender Film zu werden. Ein Polyimid, das einen hohen Zugmodul
aufweist, ist bevorzugt, weil durch den hohen Zugmodul die Filmstreckungsregisterhaltung
und die Übertragungsanpassungsfähigkeit
optimiert werden. Das mit einem flu orierten Kohlenstoff gefüllte Polyimid-Substrat
bietet die folgenden Vorteile: eine verbesserte Biegsamkeit und
Bildregisterhaltung, eine chemische Stabilität gegenüber dem flüssigen Entwickler oder gegenüber Tonerzusätzen, eine
thermische Stabilität für Übertragungsanwendungen
und für
eine verbesserte Herstellung eines Überzugs, eine verbesserte Lösungsmittelbeständigkeit
im Vergleich zu einer Reihe von bekannten Materialien, die für einen
Film für Übertragungskomponenten
verwendet werden, und verbesserte elektrische Eigenschaften, wie
z. B. einen einheitlichen spezifischen elektrischen Widerstand innerhalb
des gewünschten
Bereiches.
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Die Zwei- oder Drei-Schichten-Konfigurationen,
die eine anpassungsfähige
Schicht umfassen, sind für die
Verwendung beim Farbtonerauftrag bevorzugt. Die anpassungsfähige Konfiguration
ist bevorzugt für
die Farbe, da die anpassungsfähige
Oberfläche
in der Lage ist, sich so anzupassen, dass sie mit der Topografie oder
Kontur der Oberfläche
des Substrats übereinstimmt.
Das auf einer solchen anpassungsfähigen Oberfläche erzeugte
Bild weist bei einigen Ausführungsformen
vollständige
Bilder, Bilder mit einer hohen Auflösung, mit einer Abnahme der
Farbverschiebung und einer Abnahme der Farbverschlechterung und
einer Abnahme der unvollständigen
Bereiche, in denen der Toner mit dem Substrat nicht in Kontakt kommen
kann, auf.
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Zu spezifischen Beispielen für geeignete
Polyimide, die in der mit fluoriertem Kohlenstoff gefüllten Polyimid-Schicht
verwendbar sind, gehören
PAI (Polyamidimid), PI (Polyimid), Polyaramid, Polyphthalamid, fluorierte
Polyimide, Polyimidsulfon, Polyimidether und dgl. Spezifische Beispiele
sind in dem US-Patent 5 037 587 angegeben. Das Polyimid kann vorzugsweise
eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, flexibel sein und einen
elektrischen Widerstand aufweisen.
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Die Polyimide können synthetisiert werden durch
Prepolymer-Lösungen,
wie z. B. Polyamidsäure
oder Ester der Polyamidsäure
oder durch Umsetzung eines Dianhydrids mit einem Diamin. Bevorzugte
Palyamidsäuren
können
von der Firma E.I. Du-Pont
gekauft werden.
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Zu geeigneten Dianhydriden gehören aromatische
Dianhydride und aromatische Tetracarbonsäure-dianhydride, wie z. B.
9,9-Bis(trifluormethyl)xanthen-2,3,6,7-tetracarbonsäure-dianhydrid, 2,2-Bis-(3,4-dicarboxyphenyl)-hexaflurpropan-di-anhydrid, 2,2-Bis((3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl)-hexafluorpropan-dianhydrid, 4,4'-Bis(3,4-dicarboxy-2,5,6-trifluorphenoxy)-octafluorbiphenyl-dianhydrid,
3,3',4,4'-Tetracarboxybiphenyl-dianhydrid, 3,3',4,4'-Tetracarboxybenzophenon-dianhydrid,
Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)-phenyl)ether-dianhydrid,
Di-(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)-phenyl)-sulfid-dianhydrid,
Di-(3,4-dicarboxyphenyl)-methan-dianhydrid, Di-(3,4-dicarboxyphenyl)-ether-dianhydrid,
1,2,4,5-Tetracarboxybenzol-dianhydrid, 1,2,4-Tricarboxybenzol-dianhydrid, Butantetracarbonsäure-dianhydrid,
Cyclopentantetracarbonsäure-dianhydrid,
Pyromellithsäure-dianhydrid,
1,2,3,4-Benzoltetracarbonsäure-dianhydrid,
2,3,6,7-Naphthalintetracarbonsäure-dianhydrid, 1,4,5,8-Naphthalintetracarbonsäure-dianhydrid,
1,2,5,6-Naphthalintetracarbonsäure-dianhydrid,
3,4,9,10-Perylentetracarbonsäure-dianhydrid,
2,3,6,7-Anthracentetracarbonsäuredianhydrid,
1,2,7,8-Phenanthrentetracarbonsäure-dianhydrid,
3,3',4,4'-Biphenyltetracarbonsäure-dianhydrid,
2,2',3,3'-Biphenyltetracarbonsäure-dianhydrid,
3,3',4-4'-Benzophenontetracarbonsäure-dianhydrid,
2,2',3,3'-Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid,
2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)propan-dianhydrid, 2,2-Bis(2,3-dicarboxyphenyl)-propan-dianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether-dianhydrid,
Bis(2,3-dicarboxyphenyl)ether-dianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfon-dianhydrid,
Bis(2,3-dicarboxyphenyl)-sulfon-2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropandianhydrid,
2,2-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)-1,1,1,3,3,3-hexachlorpropan-dianhydrid,
1,1-Bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethan-dianhydrid, 1,1-Bis(3,4-dicarboxyphenyl)ethandianhydrid,
Bis(2,3-dicarboxyphenyl)methan-dianhydrid, Bis(3,4-dicarboxyphenyl)methan-dianhydrid,
4,4'-(p-Phenylendioxy)-diphthalsäure-dianhydrid, 4,4'-(m-Phenylendioxy)diphthalsäure-dianhydrid,
4,4'-Diphenylsulfid-dioxybis(4-phthalsäure)dianhydrid, 4,4'-Diphenylsulfondioxybis(4-phthalsäure)-dianhydrid,
Methylenbis(4-phenyleneoxy-4-phthalsäure)-dianhydrid, Ethylidenbis(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)-dianhydrid,
Isopropyliden-bis-(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)-dianhydrid, Hexafluoroisopropyliden-bis-(4-phenylenoxy-4-phthalsäure)-dianhydrid
und dgl.
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Zu beispielhaften Diaminen, die für die Verwendung
bei der Herstellung des Polyimids geeignet sind, gehören aromatische
Diamine, z. B. 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-biphenyl, 4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-diphenylsulfid,
4,4'-Bis-(m-aminophenoxy)-diphenyl-sulfon,
4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-benzophenon, 4,4'-Bis-(p-aminophenoxy)-diphenylsulfid,
4,4'-Bis(p-aminophenoxy)-diphenylsulfon,
4,4'-Diamino-azobenzol, 4,4'-Diaminobiphenyl,
4,4'-Diaminodiphenylsulfon,
4,4'-Diamino-p-terphenyl,
1,3-Bis-(γ-aminopropyl)-tetramethyl-disiloxan,
1,6-Diaminohexan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan,
3,3'-Diaminodiphenylmethan,
1,3-Diaminobenzol, 4,4'-Diaminodiphenylether,
2,4'-Diaminodiphenylether,
3,3'-Diaminodiphenylether,
3,4'-Diaminodiphenylether,
1,4-Diaminobenzol, 4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluor-biphenyl,
4,4'-Diamino-2,2',3,3',5,5',6,6'-octafluordiphenyl-ether,
Bis[4-(3-aminophenoxy)-phenyl]sulfid, Bis-[4-(3-aminophenoxy)phenyl]sulfon,
Bis-[4-(3-aminophenoxy)phenyl]keton, 4,4'-Bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-Bis-[4-(3-aminophenoxy)phenyl]propan,
2,2-Bis-[4-(3-aminophenoxy)phenyl]-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan,
4,4'-Diaminodiphenylsulfid,
4,4'-Diaminodiphenylether,
4,4'-Diaminodiphenylsulfon,
4,4'-Diaminodiphenylmethan, 1,1-Di(p-aminophenyl)ethan,
2,2-Di(p-aminophenyl)propan und 2,2-Di(p-aminophenyl)-1,1,1,3,3,3-hexafluorpropan.
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Die Dianhydride und Diamine werden
vorzugsweise in einem Gewichtsverhältnis von Dianhydrid zu Diamin
von 20 : 80 bis 80 : 20 und besonders bevorzugt in einem Gewichtsverhältnis von
etwa 50 : 50 verwendet. Das oben genannte aromatische Dianhydrid
(vorzugsweise das aromatische Tetracarbonsäure-dianhydrid) und das Diamin
(vorzugsweise das aromatische Diamin) werden jeweils einzeln oder
in Form einer Mischung verwendet. Das Polyimid kann aus dem Dianhydrid
und dem Diamin nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise
können
das Dianhydrid und das Diamin in einem organischen Lösungsmittel in
Form einer Mischung oder getrennt suspendiert oder gelöst werden
und sie können
miteinander umgesetzt werden zur Bildung der Polyamidsäure, die
thermisch oder chemisch dehydratisiert wird, und das Produkt wird abgetrennt
und gereinigt. Das Polyimid wird dann mit einem bekannten Extruder
unter Zuführung
von Wärme geschmolzen,
in Form eines Films, die eine Schlitzdüse aufweist, abgegeben und
es wird eine statische Ladung auf den Film aufgebracht, der Film
wird abgekühlt
und verfestigt unter Verwendung einer Kühlwalze, die eine Oberflächentemperatur
in dem Bereich der Glasumwandlungstemperatur (Tg) des Polymers (Tg) –50°C bis (Tg) –15°C liegt,
unter Spannung transportiert, ohne dass der Film mit den Walzen
in Kontakt kommt, während
er weiter abgekühlt
wird bis auf Raumtemperatur und aufgewickelt oder in eine weitere
Stufe überführt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der fluorierte Kohlenstoff einem Polyimidprepolymer,
beispielsweise der Polyamidsäure,
in Lösung
zugesetzt und anschließend
zu einer Schicht, einer Folie, einem Film oder dgl. geformt. Die
Prepolymer/fluorierte Kohlenstoff-Lösung kann dann nach bekannten
Verfahren verarbeitet werden, beispielsweise durch Mahlen in einer
Walzen- und/oder Kugelmühle, Trocknen
und Aushärten.
Verfahren zur Herstellung von Polyimid/fluorierten Kohlenstoff-Lösungen aus
Polyimidprepolymeren sind in den US-Patenten 5 591 285 und 5 571
852 beschrieben.
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Als ein bevorzugtes Verfahren zur
Herstellung der Polyimid-Substrate können die Polyamidsäure-Lösungen (oder
Prepolymer-Lösungen)
hergestellt werden durch Umsetzung eines Diamins, wie z. B. Oxydianilin,
mit einem Tetracarbonsäure-dianydrid,
wie z. B. Hydromellithsäure-dianhydrid
oder Benzophenontetracarbonsäuredianhydrid,
in einem Lösungsmittel,
z. B. in N-Methylpyrrolidin (NMP) oder N,N-Dimethylacetamid, in einer trockenen
inerten Atmosphäre.
Die Mischung wird in der Regel über
Nacht (etwa 8 h) gerührt
oder zum Rückfluss
erhitzt, falls erforderlich, zur Bildung der Polyamidsäure-Lösung. Der
Feststoffgehalt liegt in dem Bereich von 10 bis 20 Gew.-%. Der fluorierte
Kohlenstoff wird dann zugegeben. Zur Unterstützung kann in dem Dispergierverfahren
ein Farbschüttler
oder eine Walzenmühle
verwendet werden. Die Substrate können hergestellt werden, indem
man zuerst aus der fluorierten Kohlenstoff/Polyamidsäure-Dispersion
einen Film herstellt, danach den Film aushärtet, um das Vorläufer-Polymer
vollständig
zu imidieren. Die zum Beschichten des Films angewendeten Verfahren
sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und sie umfassen
Schleuderbeschichtungs-, Lösungsbeschichtungs-,
Extrusions-, Warmformgebungs- und andere bekannte Verfahren. Die
beschichteten Filme können
1 bis 2 h lang auf 100°C
erhitzt werden, um das Lösungsmittel
zu entfernen, und dann werden sie 2 bis 3 h lang bei 200°C gehärtet. Die
Filme können
dann 1 bis 2 h lang bei 350°C imidiert
werden. Die Polyimid/fluorierten Kohlenstoff-Filme können dann
zu einer Schicht oder zu einem endlosen nahtlosen Band geformt werden.
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Es gibt andere Polyimide, die als
vollständig
imidierte Polymere hergestellt werden können, die keine "Amidsäure" enthalten und keine
Hochtemperatur-Aushärtung
erfordern, um sie in die Imidform umzuwandeln. Ein typisches Polyimid
dieses Typs kann hergestellt werden durch Umsetzung von Di-(2,3-dicarboxyphenyl)-etherdianhydrid
mit 5-Amino-1-(p-aminophenyl)-1,3,3-trimethylindan. Dieses Polymer
ist erhältlich
als Polyimide XU 218 von der Firma Ciba-Geigy Corporation, Ardsley,
New York. Weitere vollständig
imidierte Polyimide sind erhältlich
von der Firma Lenzing, USA Corporation, Dallas, Texas, und sie werden
vertrieben unter der Bezeichnung Lenzing P 83 Polyimid und von der
Firma Mitsui Toatsu Chemicals, New York, New York, unter der Bezeichnung
Larc-TPI. Diese vollständig
imidierten Polyimide werden zuerst in einem Lösungsmittel, z. B. in Dimethylformamid,
Dimethylpyrrolidon, Dimethylacetamid, gelöst und dann mit dem vorstehend
beschriebenen fuorierten Kohlenstoff kombiniert für die Formung
zu einer Schicht, einer Folie, einem Film oder dgl. Beim Verdampfen
des Lösungsmittels
entsteht ein Film, eine Folie oder eine Schicht, ohne Einwirkung
einer hohen Temperatur, die üblicherweise
erforderlich ist für
die Umwandlung der Amidsäure
in eine Imid-Polymerstruktur.
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Das Polyimid liegt in dem mit fluoriertem
Kohlenstoff gefüllten
Polyimid-Substrat in einer Menge von 50 bis 99 Gew.-%, bezogen auf
die Gesamtfeststoffe, vorzugsweise von 99 bis 60 und besonders bevorzugt von
95 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtfeststoffe, vor. Die Gesamtfeststoffe
umfassen den Gesamtgewichtsprozentsatz (entsprechend 100%) von Polyimid,
fluoriertem Kohlenstoff, irgendwelchen zusätzlichen Füllstoffen und irgendwelchen
Zusätzen
in der Schicht.
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Es ist bevorzugt, dass der fluorierte
Kohlenstoff in der Polyimidschicht dispergiet ist. Fluorierter Kohlenstoff,
gelegentlich als Graphitfluorid oder Kohlenstofffluorid, bezeichnet,
ist ein festes Material, das erhalten wird bei der Fluorierung von
Kohlenstoff mit elementarem Fluor. Die Anzahl der Fluoratome pro
Kohlenstoffatom kann variie ren in Abhängigkeit von den Fluorierungsbedingungen.
Die variable Fluoratom/Kohlenstoffatom-Stöchiometrie des fluorierten
Kohlenstoffs erlaubt eine systematische gleichförmige Variation seiner elektrischen
Widerstandseigenschaften.
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Der Ausdruck "fluorierter Kohlenstoff" bezieht sich auf
eine spezifische Klasse von Zusammensetzungen, die hergestellt wird
durch Umsetzung von Fluor mit einer oder mehreren der zahlreichen
Formen von festem Kohlenstoff. Außerdem kann die Fluormenge
variiert werden zur Erzielung eines spezifischen gewünschten
elektrischen Widerstands. Fluorkohlenstoffe sind entweder aliphatische
oder aromatische organische Verbindungen, in denen ein oder mehr
Fluoratome an ein oder mehr Kohlenstoffatome gebunden sind, zur
Bildung von gut definierten Verbindungen mit einem einzigen scharten
Schmelzpunkt oder Siedepunkt. Fluorpolymere sind miteinander verknüpfte einzelne
identische Moleküle,
die lange Ketten umfassen, die durch kovalente Bindungen miteinander
verbunden sind. Darüber
hinaus sind Fluorelastomere ein spezifischer Typ eines Fluorpolymers.
Daraus ergibt sich, dass trotz einer gewissen offensichtlichen Begriffsverwirrung
auf diesem Gebiet der fluorierte Kohlenstoff weder ein Fluorkohlenstoff
noch ein Fluorpolymer ist, und in diesem Sinne wird der Ausdruck
hier verwendet.
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Der fluorierte Kohlenstoff kann die
hier beschriebenen fluorierten Kohlenstoffmaterialien umfassen. Die
Verfahren zur Herstellung von fluoriertem Kohlenstoff sind allgemein
bekannt und in der Literatur dokumentiert, beispielsweise in den
folgenden US-Patenten
2 786 874; 3 925 492; 3 925 263; 3 872 032 und 4 247 608. Fluorierter
Kohlenstoff wird im Wesentlichen hergestellt durch Erhitzen einer
Kohlenstoffquelle, wie z. B. von amorphem Kohlenstoff, Koks, Holzkohle,
Ruß oder
Graphit mit elementarem Fluor auf erhöhte Temperaturen, wie z. B.
150 bis 600°C.
Ein Verdünnungsmittel,
wie z. B. Stickstoff, wird dem Fluor vorzugsweise zugemischt. Die
Art und die Eigenschaften des fluorierten Kohlenstoffs variieren
mit der jeweiligen Kohlenstoffquelle, den Reaktionsbedingungen und
mit dem Grad der Fluorierung, der in dem Endprodukt erzielt wird.
Der Grad der Fluorierung in dem Endprodukt kann variiert werden
durch Änderung
der Verfahrens-Reaktionsbedingungen, hauptsächlich der Tem peratur und der
Zeit. Im Allgemeinen ist der Fluorgehalt umso höher, je höher die Temperatur und je länger die
Zeit ist.
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Fluorierter Kohlenstoff mit variierenden
Kohlenstoffquellen und variierenden Fluorgehalten ist von verschiedenen
Quellen im Handel erhältlich.
Bevorzugte Kohlenstoffquellen sind Ruß, kristalliner Graphit und
Petrolkoks. Eine Form von fluoriertem Kohlenstoff, die für die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet ist, ist Polykohlenstoffmonofluorid, das in der Regel verkürzt als
CFx bezeichnet wird, worin x die Anzahl
der Fluoratome darstellt, die im Allgemeinen bis zu 1,5, vorzugsweise
0,01 bis 1,5 und besonders bevorzugt 0,04 bis 1,4 beträgt. Die
durch die Formel CFx dargestellte Verbindung
hat eine Lamellenstruktur, die besteht aus Schichten von kondensierten
C6-Ringen mit Fluoratomen, die an die Kohlenstoffatome
gebunden sind und oberhalb und unterhalb der Ebene der Kohlenstoffatome
liegen. Die Herstellung von fluoriertem Kohlenstoff vom CFx-Typ ist beispielsweise in den oben genannten
US-Patenten 2 786
874 und 3 925 492 beschrieben. Im Allgemeinen umfasst die Bildung
dieses Typs von fluoriertem Kohlenstoff die Umsetzung von elementarem
Kohlenstoff in Gegenwart eines Katalysators mit F2.
Dieser Typ von fluoriertem Kohlenstoff ist von vielen Lieferanten
im Handel erhältlich,
beispielsweise von den Firmen Allied Signal, Morristown, New Jersey;
Central Glass International, Inc., White Plains, New York; Diakin
Industries, Inc., New York, New York; und Advance Research Chemicals,
Inc., Catoosa, Oklahoma.
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Eine andere Form von fluoriertem
Kohlenstoff, die für
die erfindungsgemäße Verwendung
geeignet ist, ist diejenige, die von Nobuatsu Watanabe als Poly(dikohlenstoffmonofluorid)
bezeichnet worden ist, das üblicherweise
mit der Kurzformel (C2F)n bezeichnet
wird. Die Herstellung von fluoriertem Kohlenstoff vom (C2F)n-Typ ist beispielsweise
beschrieben in dem oben genannten US-Patent 4 247 608 und auch von
Watanabe et al. in "Preparation
of Poly(dicarbon monofluoride) from Petroleum Coke" in "Bull. Chem. Soc.
Japan", 55, 3197–3199 (1982).
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Außerdem gehören zu den ausgewählten bevorzugten
fluorierten Kohlenstoffen solche, wie sie in dem US-Patent 4 524
119 (Luly et al.) beschrieben sind, und solche mit dem Handelsnamen
ACCUFLUOR®,
(ACCUFLUOR® ist
ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Allied Signal, Morristown,
New Jersey) wie z. B. ACCUFLUOR® 2028,
ACCUFLUOR® 2065,
ACCUFLUOR® 1000
und ACCUFLUOR® 2010.
ACCUFLUOR® 2028
und ACCUFLUOR® 2010
weisen einen Fluorgehalt von 28% bzw. 11% auf. ACCUFLUOR® 1000
und ACCUFLUOR® 2065
weisen einen Fluorgehalt von 62 bzw. 65% auf. ACCUFLUOR® 1000
umfasst außerdem Kohlenstoffkoks,
während
ACCUFLUOR® 2065,
2028 und 2010 alle elektrisch leitenden Ruß umfassen. Diese fluorierten
Kohlenstoffe sind solche der Formel CFx und
sie werden hergestellt durch die Reaktion C + F2 =
CFx.
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In der folgenden Tabelle 1 sind einige
Eigenschaften von vier bekannten fluorierten Kohlenstoffen angegeben.
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Ein Hauptvorteil der Erfindung besteht
darin, dass der Fluorgehalt des fluorierten Kohlenstoffs variiert werden
kann, um eine systematische gleichförmige Variierung der Widerstandseigenschaften
der Polyimid-Schicht zu ermöglichen.
Der bevorzugte Fluor-Gehalt hängt
unter anderem von der verwendeten Apparatur, von den Appara tur-Einstellungen,
von dem gewünschten
spezifischen elektrischen Widerstand und von dem jeweils gewählten spezifischen
Fluorelastomer ab. Der Fluorgehalt in dem fluorierten Kohlenstoff
beträgt 1
bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des fluorierten Kohlenstoffs
(bei einem Kohlenstoff-Gehalt von 99 bis 30 Gew.-%), vorzugsweise
5 bis 65 Gew.-% (bei einem Kohlenstoff-Gehalt von 95 bis 35 Gew.-%)
und besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew.-% (bei einem Kohlenstoff
Gehalt von 90 bis 70 Gew.-%).
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Die mittlere Teilchengröße des fluorierten
Kohlenstoffs kann weniger als 1 μm
und bis zu 10 μm
betragen, vorzugsweise beträgt
sie weniger als 1 μm,
besonders bevorzugt 0,001 bis 1 μm
und ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 0,9 μm. Die Oberflächengröße beträgt vorzugsweise
100 bis 400 m/g, vorzugsweise 110 bis 340, und besonders bevorzugte
130 bis 170 m2/g. Die Dichte der fluorierten
Kohlenstoffe beträgt
vorzugsweise 1,5 bis 3 g/cm3, besonders
bevorzugt 1,9 bis 2,7 g/cm3.
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Die Menge des fluorierten Kohlenstoffs
in der Polyimidschicht ist vorzugsweise eine Menge, die einen spezifischen
elektrischen Oberflächenwiderstand
von 104 bis 1014,
vorzugsweise von 106 bis 1012 Ohm/Flächeneinheit
ergibt. Die Menge an fluoriertem Kohlenstoff beträgt vorzugsweise
1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt
5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtfeststoffe. Der
hier verwendete Ausdruck "Gesamtfeststoffe" bezieht sich auf
die Gesamtmenge von Polyimid, fluoriertem Kohlenstoff, Zusätzen und
eventuell weiteren Füllstoffen.
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Es ist bevorzugt, verschiedene Typen
von fluoriertem Kohlenstoff miteinander zu mischen, um die mechanischen
und elektrischen Eigenschaften einzustellen. Es ist zweckmäßig, Gemische
von verschiedenen Arten von fluoriertem Kohlenstoff zu verwenden,
um einen geeigneten spezifischen elektrischen Widerstand zu erzielen
bei gleichzeitiger Erhöhung
der Dimensionsbeständigkeit
des Polyamidsubstrats. Außerdem
können Gemische
von verschiedenen Arten von fluoriertem Kohlenstoff einen überraschend
breiten Formulierungsspielraum und einen kontrollierten und vorhersehbaren
spezifischen elektrischen Widerstand ergeben. Beispielsweise kann eine
Menge von etwa 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 40 Gew.-%
und besonders bevorzugt von 5 bis 35 Gew.-% ACCUFLUOR® 2010
mit einer Menge von 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 40 Gew.-%
und besonders bevorzugt 5 bis 35 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt
8 bis 25 Gew.-% ACCUFLUOR® 2028 gemischt werden.
Andere Formen von fluoriertem Kohlenstoff können ebenfalls miteinander
gemischt werden. Ein weiteres Beispiel ist eine Menge von 0 bis
40 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 40 Gew.-% und besonders bevorzugt
von 5 bis etwa 35 Gew.-% ACCUFLUOR® 1000
im Gemisch mit einer Menge von 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis
40 Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 35 Gew.-% ACCUFLUOR® 2065.
Es sind auch alle anderen Kombinationen einer Mischung von verschiedenen
Formen von ACCUFLUOR® möglich. Eine bevorzugte Mischung
ist 0 bis 15 Gew.-% ACCUFLUOR® 2028 im Gemisch mit 2 bis
3,5 Gew.-% ACCUFLUOR® 2010. Eine andere bevorzugte
Mischung ist 0,5 bis 10 Gew.-% ACCUFLUOR® 2028
im Gemisch mit 2,0 bis 3,0 Gew.-% ACCUFLUOR® 2010.
Eine besonders bevorzugte Mischung enthält 1 bis 3 Gew.-% ACCUFLUOR® 2028
im Gemisch mit 2,5 bis 3 Gew.-% ACCUFLUOR® 2010,
und eine ganz besonders bevorzugte Mischung enthält etwa 3 Gew.-% ACCUFLUOR® 2010
im Gemisch mit etwa 2 Gew.-% ACCUFLUOR® 2028.
Alle oben genannten Prozentsätze
beziehen sich auf das Gewicht der Gesamtfeststoffe.
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Die Zugfestigkeit des mit fluoriertem
Kohlenstoff gefüllten
Substrats beträgt
68,9 bis 344,7 MPa (10000 bis 50000 psi), vorzugsweise 68,9 bis
172,4 MPa (10000 bis 25 000 psi). Der Zugmodul beträgt 689,5
bis 13 789,5 MPa (100000 bis 2000000 psi), vorzugsweise 1 379,0
bis 10 342,1 MPa (200000 bis 1500000 psi). Die Dicke des Substrats
beträgt
25,4 bis 254 μm
(1–10
mils), vorzugsweise 50,8 bis 127,0 μm (2– 5 mils).
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Das erfindungsgemäß verwendet Zwischenübertragungselement
kann irgendeine geeignete Konfiguration haben. Zu Beispielen für geeignete
Konfigurationen gehören
ein Blatt, ein Film, eine Bahn, eine Folie, ein Streifen, eine Rolle,
ein Zylinder, eine Trommel, ein endloser Streifen, eine kreisförmige Scheibe,
ein Band einschließlich eines
endlosen Bandes, ein endloses mit einem Saum versehenes flexibles
Band, ein endloses saumloses flexibles Band, ein endloses Band mit
einem Puzzle-Schnittsaum
und dgl. Es ist bevorzugt, dass das Substrat ein endloses gesäumtes flexibles
Band oder ein gesäumtes
flexibles Band ist, das Puzzle Schnittsäume aufweisen kann oder nicht.
Beispiele für
solche Bänder
sind in den US-Patenten 5 487 707; 5 514 436 und in der US-Patentanmeldung
Nr. 08/297 203, eingereicht am 29. August 1994, beschrieben. Ein
Verfahren zur Herstellung von verstärkten saumlosen (nahtlosen)
Bändern
ist in dem US-Patent 5 409 557 angegeben. Der Umfang der Komponente
in Form eines Films oder eines Bandes aus 1 bis 3 oder mehr Schichten
beträgt 20,3
bis 152,4 cm (8–60
inches), vorzugsweise 25,4 bis 127,0 cm (10– 50 inches) und besonders
bevorzugt 38,1 bis 88,9 cm (15–35
inches). Die Breite des Films oder Bandes beträgt 20,3 bis 101,6 cm (8–40 inches), vorzugsweise
25,4 bis 91,4 cm (10–36
inches) und besonders bevorzugt 25,4 bis 61,0 cm (10–24 inches).
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Bei einer bevorzugten Zwei-Schichten-Konfiguration,
wie sie in 4 dargestellt
ist, ist die äußere anpassungsfähige Schicht 32 auf
dem mit fluoriertem Kohlenstoff gefüllten Polyimidsubstrat angeordnet.
Die äußere Schicht 32 hat
eine Dicke von 25,4 bis 254 μm
(1–10
mils, vorzugsweise von 50,8 bis 127,0 μm (2–5 mils). Die Härte der
anpassungsfähigen äußeren Schicht
beträgt
30 bis 80 Shore A, vorzugsweise 35 bis 75 Shore A.
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Zu Beispielen für erfindungsgemäß geeignete
anpassungsfähige
Schichten gehören
solche aus Polymeren wie Fluorpolymeren. Bevorzugt sind Fluorelastomere.
Besonders geeignete Fluorelastomere sind solche, wie sie in den
US-Patenten 5 166 031, 5 281 506, 5 366 772 und 5 370 931 zusammen
mit den US-Patenten 4 257 699, 5 017 432 und 5 061 965 näher beschrieben
sind. Wie darin angegeben, sind diese Fluorelastomeren, insbesondere
diejenigen aus der Klasse der Copolymeren und Terpolymeren von Vinylidenfluorid, Hexafluorpropylen
und Tetrafluorethylen, im Handel erhältlich unter verschiedenen
Bezeichnungen, wie z. B. VITON® A, VITON® E,
VITON® E60C,
VITON® E430,
VITON® 910,
VITON® GH,
VITON® B50,
VITON® E45
und VITON® GF.
Die VITON®-Bezeichnung
ist ein Warenzeichen der Firma E.I. Du- Pont de Nemours, Inc. Zu anderen im
Handel erhältlichen
Materialien gehören
FLUOREL® 2170,
FLUOREL® 2174,
FLUOREL® 2176;
FLUOREL® 2177
und FLUOREL® LVS
76, wobei FLUOREL® ein Warenzeichen der
Firma 3M Company ist. Zu weiteren im Handel erhältlichen Materialien gehören AFLASTM, ein Poly(propylen-tetrafluorethylen),
und FLUOREL II® (LII900),
ein Poly(propylen-tetrafluorethylen-vinylidenfluorid), beide ebenfalls
erhältlich
von der Firma 3M Company, sowie die Tecnoflone mit der Bezeichnung
FOR-60KIR®,
FOR-LHF®,
NM®,
FOR-THF®, FOR-TFS®,
TH®,
TN505®,
erhältlich
von der Firma Montedison Specialty Chemical Company. Bei einer anderen
bevorzugten Ausführungsform
ist das Fluorelastomer ein solches mit einer verhältnismäßig geringen
Menge an Vinylidenfluorid, wie z. B. VITON® GF,
erhältlich
von der Firma E.I. DuPont de Nemours, Inc. Das VITON® GF
enthält
35 Mol-% Vinylidenfluorid, 34 Mol-% Hexafluorpropylen und 29 Mol-%
Tetrafluorethylen zusammen mit 2% Monomer mit Aushärtungsstelle.
Das Monomer mit Aushärtungsstelle
kann sein 4-Bromperfluorbuten-1, 1,1-Dihydro-4-bromperfluorbuten-1,
3-Bromperfluorpropen-1, 1,1-Dihydro-3-bromperluorpropen-1 oder irgendein
anderes geeignetes bekanntes Monomer mit Aushärtungsstelle, das im Handel
erhältlich
ist von der Firma DuPont oder irgendeinem anderen Hersteller.
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Zu Beispielen für Fluorelastomere, die für die erfindungsgemäße Verwendung
für anpassungshähige Schichten
geeignet sind, gehören
Elastomere des oben genannten Typs zusammen mit Volumen-bepfropften Elastomeren.
Volumen-bepfropfte Elastomere sind eine Spezialform eines Hydrofluorelastomers
und sie stellen im Wesentlichen gleichförmige integrale, einander durchdringende
Netzwerke einer Hybrid-Zusammensetzung
aus einem Fluorelastomer und einem Polyorganosiloxan dar, wobei
die Volumenaufpfropfung hergestellt worden ist durch Dehydrofluorierung
eines Fluorelastomers durch ein nucleophiles Dehydrofluorierungsmittel und
anschließende
Additionspolymerisation durch die Addition eines Polyorganosiloxans
mit einer endständigen
Alken- oder Alkinfunktion in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators.
Beispiele für
spezifische Volumen-bepfropfte Elastomere sind in den US-Patenten
5 166 031; 5 281 506; 5 366 772 und 5 370 931 angegeben.
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Der Ausdruck "Volumen-Aufpfropfung" bei einigen Ausführungsformen bezieht sich auf
ein im Wesentlichen einheitliches, integrales, sich wechselseitig
durchdringendes Netzwerk einer Hybrid-Zusammensetzung, in der sowohl
die Struktur als auch die Zusammensetzung des Fluorelastomers und
des Polyorganosiloxans im Wesentlichen einheitlichen sind, wenn
unterschiedliche Scheiben (Schnitte) des Zwischenübertragungselements
betrachtet werden. Ein Volumen-bepfropftes Elastomer ist eine Hybrid-Zusammensetzung
aus einem Fluorelastomer und einem Polyorganosiloxan, hergestellt
durch Dehydrofluorierung eines Fluorelastomers mit einem nucleophilen
Dehydrofluorierungsmittel und anschließende Additionspolymerisation
durch Addition von Polyorganosiloxan mit endständiger Alken- oder Alkin-funktion.
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Der Ausdruck "sich gegenseitig durchdringendes Netzwerk" bei Ausführungsformen
der Erfindung bezieht sich auf die Additionspolymerissationsmatrix,
in der die Fluorelastomer- und Polyorganosiloxan-Polymerstränge miteinander
verflochten sind.
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Der Ausdruck "Hybrid-Zusammensetzung" bei einigen Ausführungsformen
bezieht sich auf eine Volumen-bepfropfte Zusammensetzung, die besteht
aus Fluorelastomer- und Polyorganosiloxan-Blöcken, die in statistischer
Weise angeordnet sind. Im Allgemeinen wird die Volumenaufpfropfung
in zwei Stufen durchgeführt,
wobei die erste Stufe die Dehydrofluorierung des Fluorelastomers,
vorzugsweise unter Verwendung eines Damins, umfasst. Während dieser
Stufe wird Fluorwasserstoffsäure
eliminiert, wodurch eine Unsättigung, Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen,
an dem Fluorelastomer entsteht. Die zweite Stufe ist die durch ein Freiradikal-Peroxid
induzierte Additionspolymerisation von Polyorganosiloxan mit endständiger Alken- oder Alkinfunktion
an die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen des Fluorelastomers.
Bei Ausführungsformen
der Erfindung kann einer das Pfopf-Copolymer enthaltenden Lösung Kupferoxid
zugesetzt werden. Die Dispersion wird dann auf das Zwischenübertragungselement
oder eine elektrisch leitende Filmoberfläche aufgebracht.
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Bei Ausführungsformen der Erfindung
hat das Funktionen aufweisende Polyorganosiloxan die Formel:
worin bedeuten:
R eine
Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit
2 bis 24 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder unsubstituierte
Arylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen;
A eine Arylgruppe
mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder unsubstituierte
Alkengruppe mit 2 bis etwa 8 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte
oder unsubstituierte Alkingruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen;
und
n die Anzahl der Segmente, die bei Ausführungsformen der Erfindung
beispielsweise 2 bis 400, vorzugsweise von 10 bis 200, beträgt.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen
steht R für
eine Alkyl-, Alkenyl- oder Arylgruppe, wobei die Alkylgruppe 1 bis
24 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatome, die
Alkenylgruppe 2 bis 24 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 2 bis 12 Kohlenstoffatome,
und die Arylgruppe 6 bis 24 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 6 bis
18 Kohlenstoffatome, aufweist. R kann eine substituierte Arylgruppe
sein, wobei die Arylgruppe substituiert sein kann durch ein Amino,
Hydroxy, Mercapto, oder substituiert sein kann durch eine Alkylgruppe
mit beispielsweise 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1 bis
12 Kohlenstoffatomen, oder substituiert sein kann durch eine Alkenylgruppe
mit beispielsweise 2 bis 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis
12 Kohlenstoffatomen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird R unabhängig ausgewählt aus
Methyl, Ethyl und Phenyl. Die funktionelle Gruppe A kann sein eine
Alken- oder Alkin-Gruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise
mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls substituiert ist
durch eine Alkylgruppe mit beispielsweise 1 bis etwa 24 Kohlenstoffatomen,
vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, oder eine Arylgruppe mit
beispielsweise 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 6 bis 18
Kohlenstoffatome. Die funktionelle Gruppe A kann auch sein ein Mono-,
Di- oder Trialkoxysilan mit 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in
jeder Alkoxygruppe, Hydroxy oder Halogen. Zu bevorzugten Alkoxygruppen
gehören Methoxy,
Ethoxy und dgl. Zu bevorzugten Halogenen gehören Chlor, Brom und Fluor.
A kann auch ein Alkin mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen sein, das gegebenenfalls
substituiert ist durch eine Alkylgruppe mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen
oder eine Arylgruppe mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen. Die Zahl n
beträgt
2 bis 400 und bei Ausführungsformen
der Erfindung beträgt
sie 2 bis 350 und vorzugsweise 5 bis 100. Außerdem steht bei einer bevorzugten
Ausführungsform
n für eine
Zahl von 60 bis 80, um eine ausreichende Anzahl von reaktionsfähigen Gruppen
für die Aufpfropfung
auf das Fluorelastomer bereitzustellen. In der oben angegebenen
Formel gehören
zu den R-Gruppen
in der Regel Methyl, Ethyl, Propyl, Octyl, Vinyl, Allyl, Crotonyl,
Phenyl, Naphthyl und Phenanthryl, und typische substituierte Arylgruppen
sind substituiert in den ortho-, meta- und para-Positionen durch
niedere Alkylgruppen mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen. Zu typischen
funktionellen Alken- und Alkenyl-Gruppen gehören Vinyl, Acryl, Crotonyl
und Acetenyl, die in der Regel substituiert sein können durch
Methyl-, Propyl-, Butyl-, Benzyl-, Tolyl-Gruppen und dgl.
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Die Menge des Fluorelastomers, die
verwendet wird, um die anpassungsfähigen Schichten der Erfindung
zu ergeben, hängt
von der Menge ab, die erforderlich ist, um die gewünschte Dicke
der Schicht oder Schichten zu ergeben. Insbesondere wird das Fluorelastomer
für die äußere Schicht
in einer Menge von 60 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise von 70 bis 99
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtfeststoffe, zugegeben.
Der hier verwendete Ausdruck "Gesamtfeststoffe" bezieht sich auf
die Menge an Fluorelastomer, Füllstoffen
und irgendwelchen weiteren Zusätzen.
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Vorzugsweise enthält die anpassungsfähige Schicht
einen Füllstoff,
wie z. B. Ruß,
Graphit, fluorierten Kohlenstoff, wie er hier beschrieben ist, ein
Metallpulver, ein Metalloxid, wie z. B. Zinnoxid, oder eine Mischung davon.
Zu bevorzugten Füllstoffen
gehören
fluorierte Köhlenstoffe,
wie sie hier beschrieben sind.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform
liegt das Zwischenübertragungsband
in Form einer Drei-Schichten-Konfiguration vor, wie sie in 5 dargestellt ist. Die äußere, Toner
freisetzende Schicht 33 ist auf der anpassungsfähigen Zwischenschicht 32 angeordnet,
die ihrerseits auf dem Polyimidsubstrat angeordnet ist.
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Das Polyimidsubstrat ist wie vorstehend
definiert und die anpassungsfähige
Schicht ist ebenfalls wie vorstehend definiert.
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Diese äußere Schicht ist vorzugsweise
dünn und
hat eine Dicke von 2,5 bis 127,0 μm
(0,1–5
mils), vorzugsweise von 5,1 bis 50,8 μm (0,2–2 mils). Die Härte der äußeren Abzugsschicht
beträgt
vorzugsweise von 30 bis 80 Shore A, insbesondere 35 bis 65 Shore
A. Die äußere Trennschicht
(Freigabeschicht) ist hergestellt aus einem bekannten Material,
das für
die Freigabe geeignet ist, wie z. B. ein Silicon-Kautschuk. Zu spezifischen
Beispielen für
Silicon-Kautschuke, die erfindungsgemäß verwendbar sind, gehören Silicone
552, erhältlich
von der Firma Sampson Coating, Inc., Richmond, Virginia; Eccosil
4952D, erhältlich
von der Firma Emerson Cuming, Inc., Burn, Massachusetts; Dow Corning
DC-437 Silicone, erhältlich
von der Firma Dow Corning, Midland, Michigan, und jedes andere geeignete
handelsübliche
Siliconmaterial. Vorzugsweise enthält die äußere Schicht keinen Füllstoff.
Die Drei-Schichten-Konfiguration
arbeitet sehr gut bei der Flüssigkeitsentwicklung
und ist die bevorzugte Konfiguration der vorliegenden Erfindung.
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Optionale Klebstoff-Zwischenschichten
und/oder Polymerschichten können
aufgebracht werden, um die gewünschten
Eigenschaften und das gewünschte
Leistungsvermögen
zu erzielen, die für
den erfindungsgemäßen elektrisch
leitenden Film angestrebt werden. Eine Klebstoff-Zwischenschicht
kann ausgewählt
werden beispielsweise aus Epoxyharzen und Polysiloxanen. Bevorzugte
Klebstoffe sind Marken-Materialien,
wie z. B. THIXON 403/404, Union Carbide A-1100, Dow TACTIX 740,
Dow TACTIX 741 und Dow TACTIX 742. Ein besonders bevorzugtes Härtungsmittel
für die
oben genannten Klebstoffe ist Dow H41.
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Bei der Zwei-Schichten-Konfiguration
kann zwischen dem Polyimidsubstrat und der äußeren Fluorpolymerschicht eine
Klebstoffschicht vorgesehen sein. Bei der Drei-Schichten-Konfiguration kann ebenfalls
zwischen der elektrisch leitenden Fluorpolymer-Zwischenschicht und
der äußeren Siliconschicht
und/oder zwischen der Fluorelastomer-Zwischenschicht und dem Polyimidsubstrat
eine Klebstoffschicht vorgesehen sein.
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Spezifische Ausführungsformen der Erfindung
werden nachstehend im Detail beschrieben. Alle Teile und Prozentsätze sind,
wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht der Gesamtfeststoffe
bezogen.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Fluorierte Polyimid-Prototyp-Widerstandsschichten,
die den fluorierten Kohlenstoff ACCUFLUOR® 2028
enthielten, wurden wie folgt hergestellt: etwa 0,8 g ACCUFLUOR® 2028
wurden durch Anwendung von Ultraschall in 10 g N-Methylpyrrolidin
(NMP) etwa 10 min lang dispergiert. Diese Dispersion wurde dann
mit 50 g einer Polyamodsäure-Lösung (PI-2566,
Feststoffgehalt 16,9%, der Firma E.I. DuPont) im Innern einer 115 ml
(4 ounces)-Flasche kombiniert und die Mischung wurde auf einem Farbenschüttler etwa
45 min lang homogenisiert. Dann wurde eine fluorierte Polyimid-Prototyp-Widerstandsschicht
durch Aufbringen der oben genannten Dispersion in Form einer Schicht
auf ein KAPTON®-Substrat
unter Verwendung einer Gardner Labor-Beschichtungseinrichtungen
mit einem 0,25 μm
(0,01 mil)-Ziehstab beschichtet. Die aufgebrachte Schicht wurde
dann etwa 1 h lang bei 80°C
getrocknet und 3 bis 4 h lang bei 235°C und etwa 0,5 h lang bei 350°C gehärtet, wobei
man eine 25,4 μm
(1 mil) dicke fluorierte Polyimidschicht erhielt. Die Beladung mit
fluoriertem Kohlenstoff in der Schicht wurde zu etwa 8,6% bestimmt.
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Der spezifische Oberflächenwiderstand
der fluorierten Polyimidschicht wurde unter Verwendung einer Xerox
Corporation-Testvorrichtung gemessen, die bestand aus einer Energiequelle
(Trek 601C Coratrol), einem Keithy-Elektrometer (Modell 610B) und
einer anpassungsfähigen
geschützten
Zwei-Punkt-Elektrodensonde (mit einem Abstand von 15 mm zwischen
den zwei Elektroden). Das für
die Messung angelegte Feld betrug 1500 V/cm und der gemessene Strom
wurde angepasst an den spezifischen Oberflächenwiderstand, auf der Basis
der Geometrie der Sonde. Der spezifische Oberflächenwiderstand der Schicht
betug, wie festgestellt wurde, etwa 1,7 × 1011 Ohm/Flächeneinheit.
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Der spezifische Volumenwiderstand
(Durchgangswiderstand) der Schicht wurde unter Anwendung des Standard-Wechselstrom-Leitfähigkeitsverfahrens
bestimmt. In diesem Fall wurde die Schicht auf ein Substrat aus
rostfreiem Stahl aufgebracht. Als Gegenelektrode wurde ein aufgedampfter
dünner
Aluminiumfilm (30 nm) (300 Å)
verwendet. Der spezifische Volumenwiderstand (Durchgangswiderstand)
betrug, wie gefunden wurde, etwa 5 × 109 Ohm·cm bei
einem angelegten elektrischen Feld von 1500 V/cm. Überraschenderweise war,
wie gefunden wurde, der spezifische elektrische Widerstand im Wesentlichen
unempfindlich für Änderungen
der Temperatur in dem Bereich von 20 bis 150°C, für Änderungen der relativen Feuchtigkeit
in dem Bereich von 20 bis 80% und der Stärke des angelegten elektrischen
Feldes (bis zu 5 000 V/cm). Außerdem
wurde kein Hysterese (Memory)-Effekt festgestellt, nachdem die Schicht
höheren
elektrischen Feldern (> 104 V/cm) cyclisch ausgesetzt worden war.
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Beispiel 2
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Es wurde eine Reihe von fluorierten
Polyimid-Widerstandsschichten hergestellt unter Anwendung des oben
genannten Verfahrens. Es wurden variierende spezifische Widerstände erhalten
durch Ändern
der Konzentration der Beladung mit ACCUFLUOR®. Die
Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben.
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Beispiel 3
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Es wurde eine Reihe von Polyimid-Widerstandsschichten
hergestellt und bewertet unter Anwendung des vorstehend beschriebenen
Verfahrens, jedoch mit der Ausnahme, dass eine Polyamidsäure-Lösung PI2808
anstelle von PI2566 verwendet wurde. Die Ergebnisse in Bezug auf
den spezifischen Oberflächenwiderstand
sind in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben.
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Beispiel 4
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Ein Zwischenübertragungsband, das eine mit
fluoriertem Kohlenstoff gefüllte
Polyimid-Schicht aufweist, kann wie folgt hergestellt werden: eine
Beschichtungsdispersion, die ACCUFLUOR® 2028
und Polyimid in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 enthält, kann
nach den in Beispiel 3 angegebenen Verfahren hergestellt werden.
Eine etwa 3 μm
dicke ACCUFLUOR®/Polyimid-Widerstandsschicht
kann hergestellt werden durch Schleudergießen der Dispersion auf ein
Rollensubstrat. Die Widerstandsschicht hat nach dem Aushärten, wie in
Beispiel 1 beschrieben, einen geschätzten spezifischen Oberflächenwiderstand
von etwa 6 × 1012 Ohm/Flächeneinheit.
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Beispiel 5
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Ein Zwei-Schichten-Zwischenübertragungsband,
das eine anpassungsfähige
Widerstandsschicht und eine Widerstandsschicht gemäß Beispiel
4 enthielt, wurde unter Anwendung des nachstehend beschriebenen Verfahrens
hergestellt.
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Zuerst wurde eine Beschichtungsdispersion,
enthaltend ACCUFLUOR® 2028, ACCUFLUOR® 2010 und
VITON® GF
in einem Gewichtsverhältnis
von 2 : 3 : 95, hergestellt. Die Beschichtungsdispersion wurde hergestellt,
indem man zuerst ein Lösungsmittel
(200 g Methylethylketon), Stahlkugeln (2300 g), 0,95 g ACCUFLUOR® 2028
und 1,42 g ACCUFLUOR® 2010 in eine kleine Labor-Top-Reibmühle (Modell
01A) einführte. Die
Mischung wurde etwa 1 min lang gerührt, um den fluorierten Kohlenstoff
zu benetzen. Dann wurde ein Polymer-Bindemittel, VITON® GF
(45 g), zugegeben und die resultierende Mischung wurde 30 min lang
zerrieben. Dann wurden eine Aushärtungspackung
(2,25 g VC-50, 0,9 g Maglite-D und 0,2 g Ca(OH)2)
und ein stabilisierendes Lösungsmittel
(10 g Methanol) eingeführt
und die resultierende Mischung wurde weitere 15 min lang durchmischt.
Nach dem Abfiltrieren der Stahlkugeln durch ein Drahtsieb wurde
die Dispersion in einer Polypropylen-Flasche gesammelt. Die resultierende
Dispersion wurde dann auf KAPTON® Substrate
innerhalb von 2 bis 4 h unter Verwendung einer Gardner Labor-Beschichtungseinrichtung
in Form einer Schicht aufgebracht. Die Überzugsschichten wurden etwa
2 h lang an der Luft getrocknet und dann stufenweise in einem programmierbaren
Ofen wärmegehärtet. Die
Erhitzungsfolge war wie folgt: (1) 65°C für 4 h, (2) 93°C für 2 h, (3)
144°C für 2 h, (4)
177°C für 2 h, (5)
204°C für 2 h und
(6) 232°C
für 16
h. Dies führte
zu einer VITON® GF-Schicht, die
30 Gew.-% ACCUFLUOR® 2028 enthielt. Die Trockenschichtdicke
der Schichten wurden so festgelegt, dass sie etwa 76,2 μm (3 mils)
betrug. Die Härte
dieser Schicht wurde zu etwa 65 Shore A abgeschätzt und der spezifische Oberflächenwiderstand
betrug etwa 1 × 1010 Ohm/Flächeneinheit.
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Beispiel 6
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Ein Mehrschichten-Zwischenübertragungsband,
bestehend aus einem ACCUFLUOR®/Polyimid-Substrat, einer
anpassungsfähigen
ACCUFLUOR®/VITON®- Widerstandsschicht
und einer Silicon-Außenschicht kann
hergestellt werden durch Aufbringen einer Siliconschicht [(12,7 μm) (0,5 mil)]
durch Fließbeschichten
auf das in Beispiel 5 hergestellte Band. Nach dem Beschichten kann
die Siliconschicht getrocknet werden und die gesamte Schichtenstruktur
kann stufenförmig
3 h lang bei 120°C,
4 h lang bei 177°C
und schließlich
2 h lang bei 232°C
wärmegehärtet werden.
Die Mehrschichten-Zwischenübertragungsbänder sind
besonders geeignet für
die Anwendung in der Flüssig-Xerographie.