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ビアリールポリカーボネート中間転写部材
説明

ビアリールポリカーボネート中間転写部材

【課題】既知の多くの中間転写部材の不都合を実質的に有さないかまたは最小化する中間転写部材の提供。
【解決手段】ビアリールポリカーボネート、任意のポリシロキサン、および任意の伝導性フィラー構成成分を含む、中間転写部材。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、ビアリールポリカーボネートを含む中間転写部材、ビアリールポリカーボネート、任意のポリシロキサン、および任意の伝導性構成成分の混合物を含む中間転写部材を対象とする。
【背景技術】
【0002】
現像された画像を中間転写ウェブ、ベルトまたはコンポーネントに転写し、続いて中間転写部材から現像された画像を高転写率で永続的な基材に転写するのが有利である。トナー画像は、通常、続いて感光部材自体であってもよい支持体、または他の支持体シート、例えば普通紙に定着または融着される。
【0003】
トナー画像が、画像形成部材と中間転写部材との間の電位によって静電気的に転写される静電複写印刷機において、画像形成部材から中間転写部材へのトナー粒子の転写およびその上での保持は、例えば画像受容基材に最終的に転写される画像が高い解像度を有するように実質的に完了されるべきである。実質的に100%のトナー転写は画像を構成するトナー粒子の大部分またはすべてが転写され、画像が転写されていた表面に残留トナーがほとんど残らない場合に生じることが望ましい。
【0004】
多くの利点、例えば適度なプロセス速度にて高い処理量を可能にすること、1つ以上の転写ステーションを用いて1つ以上の構成成分カラーの同期現像を用いるカラーシステムにおいて最終カラートナー画像の位置合わせを改善すること、および使用できる最終基材の範囲を増大させることが可能である中間転写部材が望ましい。しかし、中間転写部材を用いる不都合は、トナー粒子と転写部材との間に生じる電荷交換を可能にするためには複数の転写工程が必要となることであり、最終的に完全なトナー転写に満たない場合がある。結果として、画像受容基材上に解像度の低い画像が生じ、画像の劣化が生じる。画像がカラーである場合、加えて画像はカラーシフティングおよびカラー劣化を被る場合がある。加えて、改善されたトナー荷電により許容可能な品質画像および許容可能な解像度を与えるが、液体現像剤中の荷電剤の組み込みにより、トナーと中間転写部材との間の電荷交換の問題を悪化させ得る。
【0005】
中間転写部材の調製に関する不都合は、通常、金属基材上に別個の離型層が堆積され、その後、この離型層に中間転写部材構成成分が適用されることであり、ここでこの離型層は、得られた中間転写部材を剥離によってまたは機械的デバイスの使用によって金属基材から分離させることができるものである。その後、中間転写部材は、乾式電子写真画像形成システムのために選択され得るフィルム形態であるか、またはフィルムが、ポリマー層のような支持基材上に堆積され得る。離型層の使用は、調製にコストおよび時間がさらにかかり、このような層は、中間転写部材の多くの特徴を変更し得る。
【0006】
1分間に約30ページ以下を印刷するローエンドの乾式複写機およびプリンターには通常、低コストであるがゆえに、熱可塑性中間転写部材が使用される。しかし、熱可塑性材料、例えばある種のポリカーボネート、ポリエステルおよびポリアミドの弾性率値または破断強度は、比較的低く、例えば、約1,000〜2,000メガパスカル(MPa)である。
【0007】
1分間に少なくとも30ページ、1分間に約75ページまでまたはそれ以上を印刷するハイエンドの乾式複写機およびプリンターでは、通常、主に約3,500Mpa以上の高い弾性率ゆえに、熱可塑性ポリイミド、熱硬化性ポリイミドまたはポリアミドイミドの中間転写部材を利用する。しかし、これらの材料を用いる中間転写部材は、原材料コストおよび製造プロセスコストの両方が、熱可塑性ポリカーボネート、ポリエステルおよびポリアミドを用いるより高いという点でより高価である。故に、ハイエンド機のための高い弾性率および優れた離型特徴を有する経済的な中間転写部材が、望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
既知の多くの中間転写部材の不都合を実質的に有さないかまたは最小化する中間転写部材が、必要とされる。
【0009】
また、弾性率測定によって決定される場合に優れた破断強度を有する中間転写部材が必要とされており、これは基材から容易に離型可能であり、長期間にわたって劣化がないまたは最小限であるような改善された安定性を有し、ここで部材に組み込まれる主要ポリマーは、例えば約180℃〜約300℃、または約200℃を超える、例えば約200℃〜約400℃、約215℃〜約375℃、または約250〜約375℃の高いガラス転移温度を有するものである。
【0010】
さらに、中間転写部材が調製される場合に選択される多くの基材から迅速に離型される特徴を有する中間転写部材材料が、必要とされる。
【0011】
別の必要性は、優れた伝導性または抵抗率を有し、受容可能な湿度不感性特徴を有して解像度問題を最小化した現像画像をもたらす、シームレスな中間転写部材の提供に関する。
【0012】
さらに、経済的かつ効率的に製造され得る構成成分を含有するシームレスな中間転写部材が、必要とされる。
【0013】
加えて、好適で安定な機能抵抗率を有する中間転写部材が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
これらおよび他の必要性が、本明細書中で開示される中間転写部材およびその構成成分によって、実施形態において達成され得る。
【0015】
ビアリールポリカーボネートを含む中間転写部材が、開示される。
【0016】
ビアリールポリカーボネート、ポリシロキサン、および伝導性フィラー構成成分の混合物の層を含む中間転写部材も開示され、このビアリールポリカーボネートは、次の式/構造の少なくとも1つによって表される、式中mは約1〜約40モル%であり、nは約99〜約60モル%、Xは水素、フッ化物、塩化物または臭化物である。
【化1−1】

【化1−2】

【0017】
ビアリールポリカーボネート、ポリシロキサン、および伝導性フィラー構成成分の混合を含む中間転写部材がさらに開示され、ここでこの部材は、約2,500〜約5,000メガパスカルのヤング率、および約70〜約150メガパスカルの破断強度を有し、この混合物は金属基材から容易に離型可能である。
【0018】
本明細書中で、ビアリールポリカーボネートを含む中間転写部材が提供され、この中間転写部材は、ステンレス鋼のような基材からの効率的な離型を可能にするかまたは効率的な離型を可能にすることを補助し、それによって、基材上の別個の離型層の必要性がなくなる。
【0019】
より詳細には、ビアリールポリカーボネート、フィラーまたは伝導性構成成分およびポリシロキサンの混合物を層の構成として含むシームレス中間転写部材が、本明細書中で提供される。
【0020】
また、ビアリール系ポリカーボネート、ポリシロキサンおよび伝導性フィラー構成成分の混合物、および任意のトナー離型層を含むシームレスの中間転写部材について本明細書で例示する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】図1は、ビアリールポリカーボネート3、任意のシロキサンポリマー5、および任意の伝導性構成成分6を含む層2を含む中間転写部材を例示する。
【図2】図2は、ビアリールポリカーボネート8、シロキサンポリマー10、および伝導性構成成分11を含むボトム層7、ならびに離型構成成分14を含む任意のトップまたは外側トナー離型層13を含む2層中間転写部材を例示する。
【図3】図3は、支持基材15、その上の、ビアリールポリカーボネート17、任意のシロキサンポリマー19、および任意の伝導性構成成分21を含む層16、およびトナー離型構成成分24を含む任意の離型層23を含む3層中間転写部材を例示する。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本明細書に開示された中間転写部材は、優れた離型特徴(自己離型)を示し、ここで例えばステンレス鋼基材に存在する外部離型層の使用は回避され;既知の高抵抗率計を用いて測定される場合に、例えば約10〜約1013Ω/□、約10〜約1013Ω/□、約10〜約1012Ω/□、約1010〜約1012Ω/□または約3×1010〜約4.5×1010の優れた機能抵抗率を有し;優れた機械的強度を有するとともに、迅速および完全な転写、例えば乾式電子写真現像された画像の約90〜約100%、または約95〜約99%の転写を可能にし;約3,800〜約6,000メガパスカル(MPa)、約3,000〜約5,500MPa、約3,600〜約6,000MPa、約3,500〜約5,000MPa、約3,000〜約5,000MPa、約4,800〜約5,000MPa、約2,500〜約5,000MPa、または約3,700〜約4,000MPaのヤング率を有し;約70〜約180MPa、約70〜約150MPa、約100〜約140、または約100〜約120MPaの破断強度と組み合わせて、ビアリールポリカーボネートについて、約200〜約400℃、約250〜約375℃、約215〜約375℃、または約180〜約300℃の高いガラス転移温度(T)を有する。
【0023】
いかなる外的ソース、例えばこじ開け器具の補助なしでの自己離型特徴は、効率的且つ経済的な形成を可能にし、そして完全な分離、例えば基材(例えば鋼)からの開示された中間転写部材の、例えば約95〜約100%、または約97〜約99%の分離を可能にし、基材上のこの部材は、最初、フィルムの形態で調製される。自己離型はまた、離型材料および金属基材上の別個の離型層の必要性を排除する。自己離型特徴を得るための期間は、例えば、本明細書で開示される中間転写部材について選択される構成成分によって変わる。しかし、一般に、この期間は、約1〜約60秒、約1〜約35秒、約1〜約15秒、約1〜約10秒、または1〜約5秒、そしていくつかの場合では、約1秒未満である。
【0024】
本開示の中間転写部材は、いずれかの種々の構成、例えば、1層構成、または例えば上部離型層を含む多層構成で提供され得る。より具体的には、最終的な中間転写部材は、可撓性エンドレスベルト、ウェブ、可撓性のドラムまたはローラー、剛性のローラーまたはシリンダー、シート、ドレルト(ドラムとベルトとの中間物)、可撓性のエンドレスシームベルト、シームレスベルト(部材中にいかなるシームも可視のつなぎ目も存在しない)などの形態であってもよい。
【0025】
ビアリールポリカーボネート
一般に本明細書に開示される中間転写部材について選択されるビアリールポリカーボネートは、ポリマー鎖に次の部分を含む
【化2】

【0026】
ビアリールポリカーボネートにおけるアリール基は、特定の特性について所望に応じて、置換または非置換されることができる。本明細書に例示される中間転写部材について選択されたビアリールポリカーボネートの例は、ビアリールポリカーボネートがMitsubishi Gas Chemical Companyから入手可能であると考えられ、または参考として本明細書に完全に組み込まれる米国特許第7,125,951号明細書および米国特許第7,687,584号明細書に例示されるように調製でき、これらは、次の式/構造の少なくとも1つによって表され、特定の基を有していないそれらの線または結合のそれぞれは、価数化学を満たすために、必要に応じてメチル基、水素または水素とメチル基との組み合わせを表すことが知られている
【化3−1】

【化3−2】

式中、Xは水素またはフッ化物、臭化物または塩化物のハロゲンであり;mは約1〜約40モル%、約10〜約30モル%、約15〜約25モル%、約5〜約35モル%、または約6〜約20モル%であり;nは約60〜約99モル%、約70〜約90モル%、約75〜約85モル%、約65〜約95モル%、または約80〜約99モル%であり、ここでmおよびnの合計は約100モル%であり;ここでmは約2〜約30モル%であり、nは約70〜約98モル%、またはmは約3〜約20モル%であり、nは約80〜約97モル%である。本明細書に例示されるモル%の値は、NMR分析によって決定された。
【0027】
本明細書に例示されるビアリールポリカーボネートは、例えば、既知の分析プロセス、例えばゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析によって決定される場合、約10,000〜約100,000、約20,000〜約75,000、約30,000〜約60,000、約35,000〜約50,000、または約5,000〜約100,000の数平均分子量を有する。ビアリールポリカーボネートの重量平均分子量は、例えば、既知の分析プロセス、例えばゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析によって決定される場合、約15,000〜約500,000、約30,000〜約300,000、約40,000〜約200,000、または約8,000〜約300,000である。モル%(mole percent)またはモル%(molar percent)は、本開示の実施形態において、ビアリールポリカーボネートポリマー中の特定のモノマーのモル対モノマーの総モルの比を指す。
【0028】
本明細書に例示される中間転写部材の混合物に関して選択されるビアリールポリカーボネートの特定例は、次の式/構造
【化4】

によって表されることができ、これはBP20BPA80ポリカーボネートとして指定される実験サンプルとしてMitsubishi Gas Chemical Company,Inc.から得られ、
式中、mは約20モル%であり;nは約80モル%であり、数平均分子量は約38,000であり;次の式/構造
【化5】

によって表されるビアリールポリカーボネートであることができ、
式中、mは約20モル%であり、nは約80モル%であり、数平均分子量は、約8,000であり、重量平均分子量は、約20,000であり、South Dakota School of Mines and Technologyから得られ;次の式/構造
【化6】

などおよびこれらの混合物によって表されるビアリールポリカーボネートであることができ、式中mおよびnは本明細書に例示される通りである。
【0029】
本明細書に例示されるビアリールポリカーボネートの式構造におけるm/nの比は、例えば約1〜約10、約1〜約6、約1〜約4、約1〜約3または約1〜約2である。
【0030】
ビアリールポリカーボネートは、約100%の量で中間転写部材中に存在し得る。実施形態において、ビアリールポリカーボネートは、本明細書に例示される比で、種々の有効量、例えば存在する構成成分または成分の総量に対して、約50〜約90重量%、約70〜約85重量%、約65〜約95重量%、約60〜約95重量%、約80〜約90重量%、または約80〜約85重量%で、中間転写部材中に存在し得る。
【0031】
ビアリールポリカーボネートと、伝導性フィラーとポリシロキサンとの混合物は、本明細書に記載される量および比で存在する。ビアリールポリカーボネートと、伝導性フィラーと、ポリシロキサンとの例示的な比は、約80/19.95/0.05、約85/14.95/0.05、約90/9.9/0.1、約87/12.8/0.2、または約90/9/1などである。
【0032】
ポリシロキサンポリマー
中間転写部材はまた、一般に、ポリシロキサンポリマーを含むことができる。本明細書中で開示される中間転写部材のために選択されるポリシロキサンポリマーの例としては、既知の好適なポリシロキサン、例えば、BYK(登録商標)333、BYK(登録商標)330(メトキシプロピルアセタート中約51重量%)およびBYK(登録商標)344(キシレン/イソブタノール比80/20中約52.3重量%で存在する)としてBYK Chemicalから市販されるポリエーテルとポリジメチルシロキサンとのコポリマー;BYK(登録商標)−SILCLEAN3710およびBYK(登録商標)3720(メトキシプロパノール中約25重量%で存在する);BYK(登録商標)310(キシレン中約25重量%で存在する)およびBYK(登録商標)370(キシレン/アルキルベンゼン/シクロヘキサノン/モノフェニルグリコール、比75/11/7/7中約25重量%で存在する)としてBYK Chemicalから市販されるポリエステルとポリジメチルシロキサンとのコポリマー;BYK(登録商標)−SILCLEAN3700(メトキシプロピルアセタート中約25重量%)としてBYK Chemicalから市販されるポリアクリレートとポリジメチルシロキサンとのコポリマー;BYK(登録商標)375(ジ−プロピレングリコールモノメチルエーテル中約25重量%で存在する)としてBYK Chemicalから市販されるポリエステルポリエーテルとポリジメチルシロキサンとのコポリマーなど、並びにこれらの混合物が挙げられる。
【0033】
ポリシロキサンポリマーまたはそのコポリマーは、ポリマー層混合物中に種々の有効量、例えば、存在する構成成分または成分の総重量に対して、約0.01〜約5重量%、約0.05〜約2重量%、約0.05〜約0.5重量%、約0.1〜約0.5重量%、または約0.1〜約0.3重量%で含まれ得る。
【0034】
任意フィラー
場合により、本明細書に開示される中間転写部材は、例えば、中間転写部材の伝導性を変更するおよび調節するために、1種以上のフィラーを含有してもよい。中間転写部材が1層構造である場合、伝導性フィラーは、本明細書中で開示されるビアリールポリカーボネートの混合物中に含まれ得る。しかし、中間転写部材が多層構造である場合、伝導性フィラーは、1つ以上の部材層、例えば支持基材において、その上にコーティングされたビアリールポリカーボネート層またはこれらの混合物において、または支持基材およびビアリールポリカーボネート層の両方において、含まれることができる。
【0035】
所望の結果を提供するいずれかの好適なフィラーが、使用され得る。例えば、好適なフィラーとしては、カーボンブラック、金属酸化物、ポリアニリン、グラファイト、アセチレンブラック、フッ化カーボンブラック、他の既知の好適なフィラー、およびフィラーの混合物が挙げられる。
【0036】
本明細書に例示される中間転写部材のために選択され得るカーボンブラックフィラーの例としては、Evonik−Degussaから入手可能なspecial black4(B.E.T.表面積=180m/g、DBP吸油量=1.8ml/g、1次粒子直径=25ナノメートル)、special black5(B.E.T.表面積=240m/g、DBP吸油量=1.41ml/g、1次粒子直径=20ナノメートル)、color black FW1(B.E.T.表面積=320m/g、DBP吸油量=2.89ml/g、1次粒子直径=13ナノメートル)、color black FW2(B.E.T.表面積=460m/g、DBP吸油量=4.82ml/g、1次粒子直径=13ナノメートル)、color black FW200(B.E.T.表面積=460m/g、DBP吸油量=4.6ml/g、1次粒子直径=13ナノメートル)、全てEvonik−Degussaから入手可能;Cabot Corporationから入手可能なVULCAN(登録商標)カーボンブラック、REGAL(登録商標)カーボンブラック、MONARCH(登録商標)カーボンブラック、およびBLACK PEARLS(登録商標)カーボンブラックが挙げられるが、ここで粒子径は電子顕微鏡によって決定でき、B.E.T.表面積は、標準的な既知の1点窒素ガス物理吸着方法によって決定できる。伝導性カーボンブラックの特定例は、Evonik−Degussaから入手可能な、BLACK PEARLS(登録商標)1000(B.E.T.表面積=343m/g、DBP吸油量=1.05ml/g)、BLACK PEARLS(登録商標)880(B.E.T.表面積=240m/g、DBP吸油量=1.06ml/g)、BLACK PEARLS(登録商標)800(B.E.T.表面積=230m/g、DBP吸油量=0.68ml/g)、BLACK PEARLS(登録商標)L(B.E.T.表面積=138m/g、DBP吸油量=0.61ml/g)、BLACK PEARLS(登録商標)570(B.E.T.表面積=110m/g、DBP吸油量=1.14ml/g)、BLACK PEARLS(登録商標)170(B.E.T.表面積=35m/g、DBP吸油量=1.22ml/g);VULCAN(登録商標)XC72(B.E.T.表面積=254m/g、DBP吸油量=1.76ml/g)、VULCAN(登録商標)XC72R(VULCAN(登録商標)XC72のフワフワした形態)、VULCAN(登録商標)XC605、VULCAN(登録商標)XC305、REGAL(登録商標)660(B.E.T.表面積=112m/g、DBP吸油量=0.59ml/g)、REGAL(登録商標)400(B.E.T.表面積=96m/g、DBP吸油量=0.69ml/g)、REGAL(登録商標)330(B.E.T.表面積=94m/g、DBP吸油量=0.71ml/g)、MONARCH(登録商標)880(B.E.T.表面積=220m/g、DBP吸油量=1.05ml/g、一次粒子直径=16ナノメートル)、およびMONARCH(登録商標)1000(B.E.T.表面積=343m/g、DBP吸油量=1.05ml/g、一次粒子直径=16ナノメートル)およびChannelカーボンブラックである。本明細書中で具体的に開示されない他の既知の好適なカーボンブラックが、本明細書中で開示される中間転写部材のためのフィラーまたは伝導性構成成分として選択されてもよい。
【0037】
中間転写部材に配合されるために選択され得るポリアニリンフィラーの例としては、Panipol Oy,Finlandから市販されるPANIPOL(商標) F;および既知のリグノスルホン酸グラフトポリアニリンである。これらのポリアニリンは、通常、比較的小さい粒子サイズ直径、例えば、約0.5〜約5ミクロン;約1.1〜約2.3ミクロン、または約1.5〜約1.9ミクロンを有する。
【0038】
開示される中間転写部材のために選択され得る金属酸化物フィラーとしては、例えば、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、二酸化アンチモン、二酸化チタン、酸化インジウム、酸化亜鉛、インジウムドープ三酸化スズ、インジウムスズ酸化物および酸化チタンが挙げられる。
【0039】
好適なアンチモンドープ酸化スズとしては、不活性コア粒子上にコーティングされたこれらのアンチモンドープ酸化スズ(例えば、ZELEC(登録商標)ECP−S、MおよびT)、およびコア粒子を含まないこれらのアンチモンドープ酸化スズ(例えば、ZELEC(登録商標)ECP−3005−XCおよびZELEC(登録商標)ECP−3010−XCが挙げられる;ZELEC(登録商標)は、DuPont Chemicals,Jackson Laboratories,Deepwater,N.Jの商標である。これらのコア粒子は、雲母、TiOまたは中空もしくはソリッドコアを有する針晶粒子であってもよい。
【0040】
アンチモンドープ酸化スズ粒子は、シリカシェルまたはシリカ系粒子の表面上にアンチモンドープ酸化スズの薄層を高密度で層形成することによって調製されることができ、ここでこのシェルが、コア粒子上に堆積する。伝導体の結晶子は、シリカ層上に高密度伝導性表面を形成するように分散される。これにより、最適な伝導性が得られる。また、この粒子は、適切な透明度を提供するために充分に小さいサイズである。シリカは、中空のシェルであるかまたは不活性コアの表面上で層状であるかのどちらであってもよく、固体構造を形成する。開示された中間転写部材のために選択できるアンチモンドープ酸化スズの形態としては、ZELEC(登録商標)ECP(導電性粉末)の商標の下でDuPont Chemicals Jackson Laboratories,Deepwater,New Jerseyから市販されている。特に好ましいアンチモンドープ酸化スズとしては、ZELEC(登録商標)ECP 1610−S、ZELEC(登録商標)ECP 2610−S、ZELEC(登録商標)ECP 3610−S、ZELEC(登録商標)ECP 1703−S、ZELEC(登録商標)ECP 2703−S、ZELEC(登録商標)ECP 1410−M、ZELEC(登録商標)ECP 3005−XC、ZELEC(登録商標)ECP 3010−XC、ZELEC(登録商標)ECP 1410−T、ZELEC(登録商標)ECP 3410−T、ZELEC(登録商標)ECP−S−X1などである。3種の市販等級のZELEC(登録商標)ECP粉末が好ましく、その例としては、針状中空シェル製品(ZELEC(登録商標)ECP−S)、等軸二酸化チタンコア製品(ZELEC(登録商標)ECP−T)、および板状雲母コア製品(ZELEC(登録商標)ECP−M)が挙げられる。
【0041】
存在する場合、フィラーは、例えば、フィラーが含まれる固体成分の総量に対して、約0.1〜約50重量%、約1〜約60重量%、約1〜約40重量%、約3〜約40重量%、約4〜約30重量%、約10〜約30%、約10〜約20重量%、または約5〜約20重量%の量で選択できる。
【0042】
任意の追加ポリマー
本開示の実施形態において、中間転写部材のビアリールポリカーボネート層は、さらに、任意のポリマーを含むことができ、これは、主にバインダーとして機能する。追加の好適なポリマーの例としては、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリビニリデンフルオリド、ポリエチレン−co−ポリテトラフルオロエチレンなど、およびこれらの混合物が挙げられる。
【0043】
追加のポリマーが選択される場合、これは、いずれかの所望の有効な量で中間転写部材に含まれ得る。例えば、追加のポリマーは、成分の総量に対して、約1〜約75重量%、約2〜約45重量%、または約3〜約15重量%の量で存在し得る。
【0044】
任意の支持基材
所望される場合、支持基材が、中間転写部材中、例えば、ポリマー層の下に含まれ得る。支持基材は、中間転写部材の剛性または強度を増大するために含まれ得る。
【0045】
ビアリールポリカーボネートのコーティング分散液は、いずれかの好適な支持基材材料上にコーティングされて、二層中間転写部材を形成し得る。支持基材材料の例としては、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、これらの混合物などが挙げられる。
【0046】
より具体的には、中間転写部材支持基材の例としては、既知の低温迅速硬化ポリイミドポリマーを含むポリイミド、例えば、全てRichard Blaine International,Incorporated,Reading,PA.から入手可能であるVTEC(商標) PI 1388、080−051、851、302、203、201およびPETI−5、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドなどである。熱硬化性ポリイミドは、約180℃〜約260℃の温度で、短時間、例えば約10〜約120分間、または約20〜約60分間硬化され得、一般に、約5,000〜約500,000または約10,000〜約100,000の数平均分子量を有し、そして約50,000〜約5,000,000または約100,000〜約1,000,000の重量平均分子量を有する。
【0047】
また、支持基材について300℃より高い温度で硬化し得る熱硬化性ポリイミド、例えば、全てIndustrial Summit Technology Corporation,Parlin,NJから市販されるPYRE M.L.(登録商標)RC−5019、RC 5057、RC−5069、RC−5097、RC−5053およびRK−692;両方ともUnitech LLC,Hampton,VAから市販されるRP−46およびRP−50;FUJIFILM Electronic Materials U.S.A.,Inc.,North Kingstown,RIから市販されるDURIMIDE(登録商標)100;並びに全てE.I.DuPont,Wilmington,DEから市販されるKAPTON(登録商標)HN、VNおよびFNが、選択され得る。
【0048】
本明細書に開示される中間転写部材のための支持基材として選択され得るポリアミドイミドの例としては、全て日本の東洋紡株式会社から市販されるVYLOMAX(登録商標)HR−11NN(N−メチルピロリドン中15重量%溶液、T=300℃、およびM=45,000)、HR−12N2(N−メチルピロリドン/キシレン/メチルエチルケトン=50/35/15中30重量%溶液、T=255℃およびM=8,000)、HR−13NX(N−メチルピロリドン/キシレン=67/33中30重量%溶液、T=280℃、およびM=10,000)、HR−15ET(エタノール/トルエン=50/50中25重量%溶液、T=260℃、およびM=10,000)、HR−16NN(N−メチルピロリドン中14重量%溶液、T=320℃、およびM=100,000)、並びにSolvay Advanced Polymers,LLC,Alpharetta,GA.から市販されるTORLON(登録商標)AI−10(T=272℃)である。
【0049】
本明細書中で開示される中間転写部材のために選択され得るポリエーテルイミド支持基材の具体例としては、全てSabic Innovative Plasticsから市販されるULTEM(登録商標)1000(T=210℃)、1010(T=217℃)、1100(T=217℃)、1285、2100(T=217℃)、2200(T=217℃)、2210(T=217℃)、2212(T=217℃)、2300(T=217℃)、2310(T=217℃)、2312(T=217℃)、2313(T=217℃)、2400(T=217℃)、2410(T=217℃)、3451(T=217℃)、3452(T=217℃)、4000(T=217℃)、4001(T=217℃)、4002(T=217℃)、4211(T=217℃)、8015、9011(T=217℃)、9075、および9076である。
【0050】
一旦形成されると、支持基材は、いずれかの所望で好適な厚みを有し得る。例えば、支持基材は、約10〜約300ミクロン、例えば、約50〜約150ミクロン、約75〜約125ミクロン、約80〜約105ミクロン、または約80〜約90ミクロンの厚みを有し得る。
【0051】
任意の離型層
所望される場合、任意の離型層が、中間転写部材中に、例えば、ビアリールカーボネート層の上の層の構成に含まれ得る。この離型層は、トナークリーニングを補助するためおよび感光体から中間転写部材への現像画像の転写効率をさらに向上させるために含まれ得る。
【0052】
選択される場合、離型層は、いずれかの所望で好適な厚みを有し得る。例えば、離型層は、約1〜約100ミクロン、約10〜約75ミクロン、または約20〜約50ミクロンの厚みを有し得る。
【0053】
任意の離型層は、フッ化エチレンプロピレンコポリマー(FEP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフルオロアルコキシポリテトラフルオロエチレン(PFA TEFLON(登録商標))、および他のTEFLON(登録商標)様材料を含むTEFLON(登録商標)様材料;シリコーン材料、例えばフルオロシリコーンおよびシリコーンゴム、例えばSampson Coatings,Richmond,Va.から入手可能であるSilicone Rubber552(ポリジメチルシロキサン/ジブチルスズジアセタート、ポリジメチルシロキサンゴム混合物100グラム中0.45グラムDBTDA、約3,500の分子量Mwを有する);およびフルオロエラストマー、例えばVITON(登録商標)として販売されているもの、例えば種々の名称、VITON A(登録商標)、VITON E(登録商標)、VITON E60C(登録商標)、VITON E45(登録商標)、VITON E430(登録商標)、VITON B910(登録商標)、VITON GH(登録商標)、VITON B50(登録商標)、およびVITON GF(登録商標)として既知であり市販されるビニリデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのコポリマー並びにターポリマーを含み得る。VITON(登録商標)の名称は、E.I.DuPont de Nemours,Inc.の商標である。2種の既知のフルオロエラストマーは、(1)VITON A(登録商標)として既知であり市販されるビニリデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのコポリマーの1種;(2)VITON B(登録商標)として既知であり市販されるビニリデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのターポリマーの1種;並びに(3)ビニリデンフルオリド、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンおよび硬化部位モノマーのテトラポリマーであって、35モル%のビニリデンフルオリド、34モル%のヘキサフルオロプロピレン、および29モル%のテトラフルオロエチレンおよび2%の硬化部位モノマーを有するテトラポリマーの1種、例えばVITON GF(登録商標)を含む。硬化部位モノマーは、E.I.DuPont de Nemours,Inc.から入手可能なもの、例えば4−ブロモペルフルオロブテン−1,1,1−ジヒドロ−4−ブロモペルフルオロブテン−1,3−ブロモペルフルオロプロペン−1,1,1−ジヒドロ−3−ブロモペルフルオロプロペン−1、またはいずれかの他の好適な、既知の、市販の硬化部位モノマーであり得る。
【0054】
中間転写部材形成
本明細書に例示される、ビアリールポリカーボネート、ポリシロキサンおよび任意の伝導性フィラー構成成分を含むビアリールポリカーボネート中間転写部材または混合物は、任意の好適な方法によって、中間転写部材に配合され得る。例えば、既知のミル加工プロセスによって、ビアリールポリカーボネートの均一な分散液または中間転写部材混合物を得ることができ、次いで、既知のドローバーコーティングプロセスまたはフローコーティング方法を用いて、個々の金属基材、例えばステンレス鋼基材などの上にコーティングされる。得られた個々のフィルムは、基材上に残しながら、例えば、約100℃〜約400℃、約160℃〜約320℃、または約125℃〜約190℃で、好適な期間、例えば約20〜約180分間、約40〜約120分間、または約25〜約35分間の加熱によって乾燥され得る。より具体的には、形成されたフィルムは、125℃で30分間、190℃で30分間の加熱によって硬化され得る。
【0055】
乾燥させ、室温、約23℃〜約25℃まで冷ました後、フィルムは、ステンレス鋼から容易に離型する。すなわち、得られたフィルムは、直ちに、例えば、約1〜約15秒、約5〜約15秒、または約5〜約10秒以内に、いかなる外的補助もなしに離型する。得られた中間転写フィルム生成物は、例えば、約30ミクロン〜約400ミクロン、約15〜約150ミクロン、約20〜約100ミクロン、約50ミクロン〜約200ミクロン、約70ミクロン〜約150ミクロンまたは約25〜約75ミクロンの厚みを有し得る。
【0056】
本明細書中で開示される混合物の堆積のために選択される金属基材として、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅およびこれらの合金、並びに他の従来の既知の材料が、選択され得る。
【0057】
中間転写部材混合物の形成のために選択される溶媒の例としては、例えば、その溶媒は混合物成分の総量の約60〜約95重量%、または約70〜約90重量%の量で選択され得、アルキレンハライド、例えばメチレンクロリド、テトラヒドロフラン、トルエン、モノクロロベンゼン、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、メチルイソブチルケトン、ホルムアミド、アセトン、エチルアセタート、シクロヘキサノン、アセトアニリド、これらの混合物などが挙げられる。希釈剤が、中間転写部材混合物のために選択される溶媒と混合され得る。溶媒および希釈剤の重量に対して約1〜約25重量%および1〜約10重量%の量で溶媒に加えられる希釈剤の例としては、芳香族炭化水素、エチルアセタート、アセトン、シクロヘキサノンおよびアセトアニリドのような既知の希釈剤である。ビアリールポリカーボネートと溶媒との比は、例えば約95/5、約90/10、約85/15、または約80/20である。
【0058】
本明細書に記載の中間転写部材は、乾式複写印刷システムを含む多くの印刷システムおよび複写システムのために選択され得る。例えば、開示の中間転写部材は、転写されるべきトナー画像それぞれが、画像形成ステーションにおいて画像形成ドラムすなわち感光性ドラム上に形成されて、これらの画像のそれぞれが現像ステーションにて現像され、そして中間転写部材に転写される、多重画像化乾式複写機に組み込まれ得る。画像は、感光体上で形成されそして順次現像され、中間転写部材に転写され得る。代替の方法において、それぞれの画像は、光伝導体ドラムまたは光受容体ドラム上に形成されて、現像されて、次いで、位置合わせされながら中間転写部材へ転写され得る。1つの実施形態において、多重画像システムは、カラー複写システムであり、ここでは、複写される画像のそれぞれの色が、光受容体ドラム上で形成され、現像されて中間転写部材に転写される。
【0059】
トナー潜像が光受容体ドラムから中間転写部材へと転写された後、中間転写部材は、加熱下および加圧下で、画像受容基材、例えば紙上と接触され得る。次いで、中間転写部材上のトナー画像は、画像の構成において、紙などの基材に転写されて定着される。画像転写における画像において、色トナー画像は、まず、光受容体上に堆積され、次いで全てのカラートナー画像は、本明細書中で開示される中間転写部材に同時に転写される。タンデム転写において、トナー画像は、光受容体から本明細書に記載される中間転写部材の同じ領域へ一度に一色で転写される。
【実施例】
【0060】
比較例1
コーティング組成物を、Degussa Chemicalsから入手したspecial carbon black 4、PYRE−M.L.(登録商標)RC−5019としてIndustrial Summit Technologyから入手可能なピロメリト酸二無水物/4,4’−オキシジアニリンのポリアミック酸のポリイミド、およびBYK(登録商標)333としてBYK Chemicalから入手可能なポリエステル改変ポリジメチルシロキサンの混合物を、約13重量の固形分のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中、混合物初期供給量に対して14/85.8/0.2の比で撹拌しながら混合し、ミル加工することによって、調製した。得られた中間転写部材分散液を、0.5ミリメートル厚のステンレス鋼基材上にコーティングし、次いで、この混合物を125℃で30分間、190℃で30分間、および320℃で60分間の加熱によって硬化した。上記の比で上記の構成成分を含む得られた中間転写部材は、ステンレス鋼基材から離型せず、むしろ基材上に付着していた。得られた中間転写部材フィルムは、水中に3ヶ月間浸漬した後、最終的に基材から離型した。
【0061】
比較例2
中間転写部材は、Degussa Chemicalsから得られる特定のカーボンブラック4、Mitsubishi Gas Chemical Companyから入手可能なポリカーボネートPCZ−400[ポリ(4,4’−ジヒドロキシ−ジフェニル−1−1−シクロヘキサン)カーボネート、M=40,000)]、およびBYK ChemicalからのBYK(登録商標)333として入手可能なポリエステル改質ポリジメチルシロキサンの混合物を、初期混合物の供給物量に基づき、THF/トルエン=70/30混合物中、約15重量部の固体にて、12.8/87/0.2比で撹拌しながら混合し、ミル加工することによって調製した。得られた中間転写部材分散液を、0.5ミリメートル厚のステンレス鋼基材上にコーティングし、次いで、混合物を65℃で20分間、および160℃で40分間の加熱によって乾燥させた。示された比で上記構成成分を含む得られた中間転写部材は、外側プロセスの補助なしで15秒以内でステンレス鋼基材から離型した。
【0062】
実施例1
中間転写部材は、PCZ−400を次の式/構造のビアリールポリカーボネートと、12.8/87/0.2カーボンブラック、ビアリールカーボネート/ポリジメチルシロキサンの比で置き換える以外、比較例2のプロセスを繰り返すことによって調製した。
【化7】

式中、mは約20モル%であり、nが約80モル%であり、数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析によって決定される場合に、約38,000であり、Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.からの実験サンプルBP20BPA80ポリカーボネートとして得られた。
【0063】
得られた80ミクロン厚の屈曲のない平坦な構成であり、カーボンブラックの上記成分/ビアリールポリカーボネート/ポリエステル改変ポリジメチルシロキサンBYK(登録商標)333を12.8/87/0.2の比で構成される中間転写部材は、ステンレス鋼基材からいかなる外部プロセスの補助もなしで、15秒で容易に離型した。
【0064】
実施例2
South Dakota School of Mines and Technologyから得られるような次の式/構造のビアリールポリカーボネートが選択される以外、実施例1のプロセスを繰り返すことによって中間転写部材を調製するが、式中、mは約20モル%であり、nが約80モル%であり、数平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析によって決定される場合に約8,000であり、重量平均分子量はゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析によって決定される場合に約20,000であり、12.7/87/0.3のカーボンブラック、ビアリールカーボネート/ポリジメチルシロキサンである。
【化8】

【0065】
測定
上記の実施例1並びに比較例1および比較例2の中間転写部材を、ヤング率について既知のASTM D882−97プロセスに従って測定した。各中間転写部材のサンプル(0.5インチ×12インチ)を、市販されているInstron Tensile Tester測定機中に置き、次いで、このサンプルを、一定の引張速度で破断するまで伸長した。この間、得られた負荷対サンプル伸長を記録した。このヤング率値を、記録した曲線結果の初期直線部分に対し正接するいずれかの点を取り、対応する歪みで引張応力を除算することによって計算した。引張応力を、負荷を各試験サンプルの平均断面積で除算することによって計算した。結果を、下の表に示す。
【0066】
上記実施例1、比較例1および比較例2の中間転写部材の表面抵抗を、高抵抗率計を用いて測定し、その結果を下の表に示す。
【表1】

【0067】
開示された実施例1のビアリールポリカーボネート中間転写部材は、比較例2のポリカーボネートZ中間転写部材に対して約140%の破断強度ヤング率増加を示した。
【0068】
また、比較例1のポリイミド中間転写部材は6,000のヤング率を有していたが、実施例1のビアリールポリカーボネート中間転写部材は、3,800のヤング率を有し、実施例1の中間転写部材は、15秒で自己離型したが、それに対し、比較例1のポリイミド中間転写部材は、自己離型しなかった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ビアリールポリカーボネートを含む中間転写部材。
【請求項2】
前記部材が、前記ビアリールポリカーボネート、ポリシロキサン、および任意の伝導性フィラー構成成分を含む成分の混合物を含み、前記ビアリールポリカーボネートが、次の式/構造によって表され、式中、mは約1〜約40モル%であり、nは約60〜約99モル%であり、Xは水素または塩化物、フッ化物、臭化物のハロゲンであり、前記ビアリールポリカーボネートが、約60〜約95重量%の量で存在し、ポリシロキサンが、約0.05〜約1重量%の量で存在し、伝導性フィラー構成成分は約1〜約40重量%の量で存在し、固体成分の総量が約100重量%である、請求項1に記載の中間転写部材。
【化1】

【請求項3】
前記ビアリールポリカーボネートが、次の式/構造によって表され、式中、mは、約10〜約30モル%であり、nは約70〜約90モル%である、請求項1に記載の中間転写部材。
【化2】

【請求項4】
ビアリールポリカーボネート、ポリシロキサン、および伝導性フィラー構成成分の混合物を含む中間転写部材であって、ここでこの部材は、約2,500〜約5,000メガパスカルのヤング率、および約70〜約150メガパスカルの破断強度を有し、この混合物は金属基材から容易に離型可能である、中間転写部材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−33250(P2013−33250A)
【公開日】平成25年2月14日(2013.2.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−156550(P2012−156550)
【出願日】平成24年7月12日(2012.7.12)
【出願人】(596170170)ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】XEROX CORPORATION
【Fターム(参考)】