説明

フルオロエラストマーを含む中間転写部材

【課題】電気的性質および/または機械的性質が改善された中間転写部材を提供する。
【解決手段】フルオロエラストマー中に分散されたコアシェル成分を含み、該コアが金属酸化物を含み、該シェルがシリカを含む、中間転写部材である。該シェルは、シラザンの疎水性物質で化学修飾されてもよく、金属酸化物が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミニウム亜鉛酸化物、アンチモンチタン二酸化物、アンチモンスズ酸化物、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、またはそれらの混合物であってもよい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中間転写部材、より具体的には、フルオロエラストマーを含む中間転写部材に関する。
【背景技術】
【0002】
中間転写部材を使用することの不利な点は、トナー粒子と転写部材との間に電荷交換(この電荷交換により最終的に完全とはいえないトナー転写が引き起こされ得る)が起こる可能性があるため、複数の転写ステップが通常必要となることである。これにより、受像基材上に低解像度画像がもたらされ、さらに画像劣化ももたらされる。画像がカラーの場合には、加えて、その画像は複数回の転写停止による色ずれや退色を受けることがある。
【0003】
実施形態において、中間転写部材の抵抗率は、十分な転写を可能にする範囲内である。また、中間転写部材が制御された抵抗率を有し、この抵抗率が、湿度、温度、バイアス磁場、および動作時間の変化に事実上影響を受けないことも望ましい。さらに、抵抗率が制御されると、静電転写のためにバイアス磁場を確立することができるので価値がある。また、空気の絶縁破壊が起こる可能性があるため、中間転写部材にあまり導電性がないことも価値がある。
【0004】
米国特許第6,397,034号では、ポリイミド中間転写部材層におけるフッ素化炭素充填剤の使用が開示されている。しかしながら、これらの部材に関して、非溶解粒子がブルームを起こすかまたはポリマー層の表面へと移動したりすることが多く、これにより抵抗率が不均一となり、そしてこのことが帯電防止特性低下や機械的強度低下の原因となるなどの不具合がある。また、このベルトの表面に存在するイオン添加剤がトナーの放出を妨げ、導電性ポリマー層に気泡が現われる可能性があって、これらの気泡には顕微鏡を用いてしか見ることができないものも肉眼で観察できるほど大きなものもあり、その結果、電気的性質が低下または不均一になり、機械的性質が低下する。
【0005】
そのため、優れた転写能力を有する溶接可能な中間転写ベルトを提供することが望ましい。また、パズルカットシームを有していないが、その代わりに溶接可能なシームを有する溶接可能な中間転写ベルトを提供し、それによって指を使ってパズルカットシームを手作業で継ぎ合わせるような労働集約的なステップを行わず、さらに長期間の高温高湿度調整ステップも行わずに製造することのできるベルトを提供することも望ましい。さらに、カラー電子写真機の条件に合う円周溶接可能なベルトを提供することも望ましい。
【0006】
米国特許第7,130,569号には、全固体の約2〜約25重量%の量のポリアニリンと、全固体の約75〜約98重量%の量で存在する熱可塑性のポリイミドとを含む均質組成物を含む基材を含んでなり、ポリアニリンの粒径が約0.5〜約5μmである溶接可能な中間転写ベルトが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第6,397,034号明細書
【特許文献2】米国特許第6,602,156号明細書
【特許文献3】米国特許第7,031,647号明細書
【特許文献4】米国特許第7,130,569号明細書
【特許文献5】米国特許第7,139,519号明細書
【特許文献6】米国特許第7,280,791号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記課題の少なくとも一つを解決することを目的のひとつとする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
フルオロエラストマー中に分散されたコアシェル成分を含む中間転写部材であって、該コアが金属酸化物を含み、該シェルがシリカを含む、中間転写部材である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
中間転写部材、より具体的には、静電複写方式、例えば電子写真方式の(デジタル方式、多重現像方式などを含む)、プリンター、機械または装置による現像画像を転写する際に有用な中間転写部材を開示する。実施形態において、金属酸化物コアおよびシリカシェルで構成されるコアシェル成分からなる選択された中間転写部材、およびシェルがシラザンで疎水処理されているコアシェル成分、より具体的には、金属酸化物からなるコアおよびシリカシェル、からなる中間転写部材であって、シェルにはシラザンが添加されており、コアシェルがフッ素化ポリマー(VITON(登録商標)のような公知のフルオロエラストマーなど)中に分散されており、さらに結果として生じる疎水化コアシェル成分が、優れた抵抗率、優れた画像転写および許容耐引掻性を可能にする疎水性表面、主として部材の撥水性による優れた電気的および寸法安定性などの複数の利点を有し、かつ中間転写部材表面層が、公知のロータスリーフ効果(lotus leaf effect)を特徴とし汚染防止、固着防止、および自浄作用などの独特の性質を有する超疎水性表面を含有すると見なされ得る、中間転写部材がある。
【0011】
本開示の範囲内には、中間転写ベルトとコアシェル成分、より具体的には、フルオロエラストマー中に分散された疎水化コアシェル(この場合、コアは金属酸化物であり、シェルは修飾シリカからなる)とを含む基材からなるベルト以外の中間部材;コアおよびその上のシェルを含む基材からなる中間転写媒体であって、該シェルがシラザン含有シリカからなり、該コアシェルがフルオロエラストマー中に分散されており、さらにそのコアシェルが、例えば、約30〜約100m/gのB.E.T.表面積を有する中間転写媒体;疎水化コアシェル含有フルオロエラストマー表面層で構成される中間転写部材(この場合、コアは金属酸化物であり、シェルは疎水化シリカおよびポリイミド支持基材からなる);ポリイミド第1支持基材層、およびその上の疎水化コアシェル含有フルオロエラストマーからなる第2層、第1層と第2層の間に位置する接着剤層で構成される転写媒体であって、第1層および第2層の少なくとも1つがカーボンブラック、ポリアニリン、金属酸化物などのような公知の導電性成分をさらに含む転写媒体;ポリイミド基材層、およびその上の疎水化コアシェル含有フルオロエラストマーからなる層で構成される中間転写ベルトであって、基材層および疎水化コアシェル含有フルオロエラストマーの少なくとも1つが導電性成分を含む中間転写ベルト、ならびに現像された画像を電荷保持表面から基材へ転写するための中間転写ベルトを含む、記録媒体上に画像を形成するための電子写真装置であって、中間転写ベルトが、導電性コアシェル成分が分散されたフルオロエラストマーを含んでなり、シェルがシリカからなり、そのシェルがシラザンなどのような疎水性物質を含み、さらにコアが金属酸化物からなる電子写真装置が含まれる。
【0012】
その態様において、フルオロエラストマー中に分散されたコアシェル成分を含む基材からなる中間転写部材(ベルトなど)であって、コアが金属酸化物からなり、シェルがシリカからなる中間転写部材;金属酸化物コアおよびその上のシリカシェルで構成される疎水性中間転写媒体であって、コアシェルがフルオロエラストマー中に含まれ、かつシェルがトリアルキル−N−(トリアルキルシリル)−シランアミンを含む疎水性中間転写媒体;フルオロエラストマー、金属酸化物コア、およびその上のシリカシェルの混合物で構成される超疎水性中間転写媒体であって、シェルがトリアルキル−N−(トリアルキルシリル)−シランアミンを含み、かつフルオロエラストマーが、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、フッ化ビニリデン、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、またはフッ化ビニリデン、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、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、または1,1−ジヒドロ−3−ブロモペルフルオロプロペン−1の硬化部位モノマーのテトラポリマーである、超疎水性中間転写媒体;金属酸化物コア、およびシリカなどのシェルで構成されるコアシェル成分からなる転写部材であって、さらにシェルがシラザン、フルオロシラン、ポリシロキサンなどで疎水化されており、かつ処理されたコアシェルがフルオロエラストマー中に分散されている転写部材を本明細書において開示する。実施形態において、金属酸化物またはドープ金属酸化物は、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモンをドープした二酸化チタン、アンチモンをドープした酸化スズ、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、同様のドープ酸化物、およびそれらの混合物からなる群から選択されてよい。
【0013】
シェルを化学処理するかまたはシェルに添加するために用いられる疎水性成分の例としては、例えば、シラザン、フルオロシラン、およびポリシロキサンが挙げられ;そしてこのような化学処理剤は、一定量、例えば、約1〜約15重量%、約1〜約10重量%、約0.1〜約12重量%の量、およびシェルについて選択される量に応じた他の好適な量で選択される。
【0014】
シェルに選択される特定のシラザン例は、次の構造/式(化1,2)により表される、ヘキサメチルジシラザン[1,1,1−トリメチル−N−(トリメチルシリル)−シランアミン]、2,2,4,4,6,6−ヘキサメチルシクロトリシラザン、1,3−ジエチル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジフェニルジシラザン、1,3−ジメチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラザンである。
【0015】
【化1】

【0016】
シェルに選択される特定のフルオロシランの例は、C13CHCHOSi(OCH、C17CHCHOSi(OCなど、およびそれらの混合物である。
【0017】
シェルに選択される特定のポリシロキサンの例は、2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリフェニルシクロトリシロキサン、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサンなど、およびそれらの混合物である。
【0018】
シェルに選択されるシリカの例は、シリカ(SiO)、シリコーン(RSiO)、かご型シルセスキオキサン(POSS、RSiO1.5)(式中、Rは、例えば、約1〜約18個の炭素原子、または約4〜約8個の炭素原子を有する、アルキル;例えば、約6〜約24個の炭素原子、または約6〜約16個の炭素原子を有する、アリールである)、またはそれらの混合物である。
【0019】
コア−シェルの特定の例は、EVONIK Industries(ドイツ、フランクフルト)から市販されている、VP STX801(B.E.T.表面積=40〜70m/g)に指定される。VP STX801は、二酸化チタンコア(85重量%)およびシリカシェル(15重量%)を含んでなり、このシェルは1,1,1−トリメチル−N−(トリメチルシリル)−シランアミン、またはヘキサメチルジシラザンで疎水修飾されている。一般的には、金属酸化物コアは、約50〜約99重量%、約65〜約95重量%、約80〜約90重量%、さらに具体的には、約85重量%の量で選択され、シェルは、約1〜約50重量%、約5〜約40重量%、約10〜約30重量%、約15〜約20重量%、より具体的には、約15重量%の量で存在する。化学処理成分は、様々な有効量(例えば、約0.1〜約40重量%、約1〜約30重量%、または約10〜約20重量%など)で選択することができる。
【0020】
実施形態において、コアシェルは、約10〜約200m/g、約30〜約100m/g、または約40〜約70m/gのB.E.T.表面積を有する。
【0021】
コアシェル成分は、例えば、約5〜約1,000nm、例えば、約10〜約200nm、または約20〜約100nmの粒径を有する。
【0022】
コアシェル充填剤は、中間転写部材成分に対して、例えば、約3〜約60重量%、約1〜約50重量%、または約20〜約40重量%の量で存在する。
【0023】
本開示のコアシェル製品成分は、フルオロエラストマーとともに分散系に形成されてよく、これは機械的攪拌により均一分散系とし、ドローバー塗布法を用いて支持基材に塗布される。結果として得られる被膜は、基材上に残したまま、約100℃〜約400℃のような温度で、約20〜約600分間加熱することにより乾燥させることができる。乾燥させ、室温に冷却した後、基材上に形成された約1〜約150μm厚の被膜が、中間転写部材として機能することができる。
【0024】
フルオロエラストマーの例としては、例えば、コポリマーおよびフッ化ビニリデン、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が挙げられる。VITON(登録商標)という名称は、E.I.DuPont de Nemours,Incの商標である。コアシェルを分散させるために選択することができる公知のフルオロエラストマーは、VITON(登録商標)Aとして商業的に知られている、フッ化ビニリデン(VF2)およびヘキサフルオロプロピレン(HFP)のコポリマー、VITON(登録商標)B、F、GBL、GLT、GFLT、ETPおよびGFとして商業的に知られている、フッ化ビニリデン、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(TFE)のターポリマーからなる。フルオロエラストマーは、E.I.DuPontから市販されているもの、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、または任意の他の好適な公知の市販の硬化部位モノマーから選択される硬化部位モノマーをさらに含むことができる。硬化性フルオロエラストマーは、ジアミン硬化剤、ビスフェノールAF硬化剤、および/または過酸化物硬化剤で硬化処理することができる。
【0025】
使用することのできる具体的なフルオロエラストマーの例としては、VITON(登録商標)A−201C、A−331C、A−361C、A−401C、A−601C、A−100、A−200、A−500、A−700、A−HV、AL−300、AL−600、B−435C、B−601C、B−651C、GBL−200S、GBL−600S、B−202、B−600、F−605C、GF−200S、GF−600S、GLT−200S、GLT−600S、GBLT−200S、GBLT−600S、GFLT−200S、GFLT−600S、およびETP−600Sが挙げられる。より具体的には、VITON(登録商標)GFは、35モル百分率のフッ化ビニリデン、34モル百分率のヘキサフルオロプロピレン、および29モル百分率のテトラフルオロエチレンと、2モル百分率の硬化部位モノマーとで構成されている。
【0026】
公知の好適な基材に加えて、実施形態においては、プレポリマー溶液、例えばポリアミック酸またはポリアミック酸のエステルなどから、または二無水物とジアミンの反応により合成することのできるポリイミドを選択する。
【0027】
中間転写部材に添合することのできる熱硬化性ポリイミドの例としては、公知の低温急速硬化ポリイミドポリマー、例えばVTEC(商標)PI 1388、080−051、851、302、203、201、およびPETI−5(全てRichard Blaine International,Incorporated,Reading,PAから入手可能である)が挙げられる。約180℃〜約260℃の温度で短時間にて、例えば約10〜約120分間、または約20〜約60分間で硬化させることのできるこれらの熱硬化性ポリイミドは、約5,000〜約500,000、または約10,000〜約100,000の数平均分子量、および約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。ITMまたはITBに選択することができ、300℃より高い温度で硬化させることができる他の熱硬化性ポリイミドとしては、PYRE M.L.(登録商標)RC−5019、RC−5057、RC−5069、RC−5097、RC−5053、およびRK−692(全てIndustrial Summit Technology Corporation(ニュージャージー、パーリン)から市販されている);RP−46およびRP−50(両方Unitech LLC(バレンシア、ハンプトン)から市販されている);DURIMIDE(登録商標)100(FUJIFILM Electronic Materials U.S.A.,Inc.(ロードアイランド、ノースキングストン)から市販されている);ならびにKAPTON(登録商標)HN、VNおよびFN(全てE.I.DuPont(デラウェア、ウィルミントン)から市販されている);ジ−(2,3−ジカルボキシフェニル)−エーテル二無水物を5−アミノ−1−(p−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン(Ciba−Geigy Corporation(ニューヨーク、アーズレイ)からポリイミド XU 218として入手可能である)と反応させることにより調製したポリイミドが挙げられる。
【0028】
実施形態において、ポリイミド支持基材の第1層は、その上に、様々なジアミンと二無水物から形成されるもの(例えばポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミドなど)のような本明細書において例示するコアシェル成分を付着させている。ポリイミドとしては、芳香族ポリイミド、例えばピロメリット酸とジアミノジフェニルエーテルの反応により、または2種の芳香族ジアミン(例えばp−フェニレンジアミンおよびジアミノジフェニルエーテル)を用いたコポリマー酸(例えばビフェニルテトラカルボン酸およびピロメリット酸)のイミド化により形成されるものなど;2,2−ビス[4−(8−アミノフェノキシ)フェノキシ]−ヘキサフルオロプロパンと反応させたピロメリット酸二無水物およびベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物コポリマー酸;および1,2,1’,2’−ビフェニルテトラカルボキシイミド基およびパラ−フェニレン基を含むもの、およびジフェニルエーテル末端スペーサー特性を有するビフェニルテトラカルボキシイミド官能性を有するものを含む芳香族ポリイミドが挙げられる。
【0029】
例えばポリアミドイミド基材は、少なくとも次の2つの方法、(1)イソシアネートと無水トリメリット酸との反応を伴うイソシアネート法;または(2)ジアミンと無水トリメリット酸塩化物を反応させる酸塩化物法により合成することができる。ポリアミドイミドの例としては、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中30重量%溶液=50/35/15、T=255℃、およびM=8,000)、HR−13NX(N−メチルピロリドン/キシレン中30重量%溶液=67/33、T=280℃、およびM=10,000)、HR−15ET(エタノール/トルエン中25重量%溶液=50/50、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)(全てToyobo Company (日本)から市販されている)、およびTORLON(登録商標)AI−10(T=272℃)(Solvay Advanced Polymers,LLC(ジョージア、アルファレッタ)から市販されている)が挙げられる。
【0030】
中間転写部材中に存在する(例えばコアシェルフルオロエラストマー混合物またはポリイミド基材中に存在する)追加成分の例は、約1〜約60重量%、約1〜約35重量%、約1〜約20重量%、1〜約10重量%量で選択される複数の公知の導電性成分、例えば金属酸化物、ポリアニリンおよびカーボンブラックである。
【0031】
金属酸化物の例としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミニウムをドープした酸化亜鉛、アンチモンをドープした二酸化チタン、アンチモンをドープした酸化スズ、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、同様のドープ酸化物、およびそれらの混合物が挙げられる。
【0032】
実施形態において、導電性成分に加えられるポリアニリンは、約0.5〜約5μm、約1.1〜約2.3μm、約1.2〜約2μm、約1.5〜約1.9μm、または約1.7μmの比較的小さい粒径を有する。選択されるポリアニリンの特定の例は、Panipol Oy(フィンランド)から市販されているPANIPOL(商標)F;およびリグノスルホン酸グラフト化ポリアニリンである。
【0033】
カーボンブラックの導電性は、主として表面積およびその構造によって決まる。一般的には、表面積が大きく構造が高次になるほど、カーボンブラックの導電性が高くなる。表面積は、カーボンブラックの単位重量当たりのB.E.T.窒素表面積により測定され、それが一次粒子径の測定値となる。構造は、カーボンブラックの一次凝集の形態を示す複合属性である。構造は、一次凝集物を含む一次粒子の数と、それらの粒子が「融合する」という挙動の両方についての1つの指標である。高次構造カーボンブラックは、多数の一次粒子からなる、多数「分枝」および「連鎖」している凝集体を特徴とし、一方、低次構造カーボンブラックは、少数の一次粒子からなる小型凝集体を特徴とする。構造は、カーボンブラック内の空隙へのフタル酸ジブチル(DBP)吸収により測定される。構造が高次になるほど、空隙が多くなり、そしてDBP吸収が高くなる。
【0034】
導電性成分として選択されるカーボンブラックの例としては、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。導電性カーボンブラックの具体的な例は、BLACK PEARLS(登録商標)1000(B.E.T.表面積=343m/g、DBP吸収=1.05mL/g)、BLACK PEARLS(登録商標)880(B.E.T.表面積=240m/g、DBP吸収=1.06mL/g)、BLACK PEARLS(登録商標)800(B.E.T.表面積=230m/g、DBP吸収=0.68mL/g)、BLACK PEARLS(登録商標)L(B.E.T.表面積=138m/g、DBP吸収=0.61mL/g)、BLACK PEARLS(登録商標)570(B.E.T.表面積=110m/g、DBP吸収=1.14mL/g)、BLACK PEARLS(登録商標)170(B.E.T.表面積=35m/g、DBP吸収=1.22mL/g)、VULCAN(登録商標)XC72(B.E.T.表面積=254m/g、DBP吸収=1.76mL/g)、VULCAN(登録商標)XC72R(綿毛状のVULCAN(登録商標)XC72)、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吸収=0.59mL/g)、REGAL(登録商標)400(B.E.T.表面積=96m/g、DBP吸収=0.69mL/g)、REGAL(登録商標)330(B.E.T.表面積=94m/g、DBP吸収=0.71mL/g)、MONARCH(登録商標)880(B.E.T.表面積=220m/g、DBP吸収=1.05mL/g、一次粒径=16nm)、およびMONARCH(登録商標)1000(B.E.T.表面積=343m/g、DBP吸収=1.05mL/g、一次粒径=16nm)である。
【0035】
Evonik−Degussaから入手可能なチャネルカーボンブラック;Special Black 4(B.E.T.表面積=180m/g、DBP吸収=1.8mL/g、一次粒径=25nm)、Special Black 5(B.E.T.表面積=240m/g、DBP吸収=1.41mL/g、一次粒径=20nm)、Color Black FW1(B.E.T.表面積=320m/g、DBP吸収=2.89mL/g、一次粒径=13nm)、Color Black FW2(B.E.T.表面積=460m/g、DBP吸収=4.82mL/g、一次粒径=13nm)、およびColor Black FW200(B.E.T.表面積=460m/g、DBP吸収=4.6mL/g、一次粒径=13nm)。
【0036】
実施形態において、コアシェル成分のドープ金属酸化物コアとは、例えば、少なくとも2種の金属の混合金属酸化物を意味する。よって、例えば、アンチモンスズ酸化物は、約50%以下の酸化アンチモンを含み、残部が酸化スズであり;スズアンチモン酸化物は、約50%以下の酸化スズを含み、残部が酸化アンチモンである。
【0037】
一般的には、実施形態においてコアアンチモンスズ酸化物は、SbSnにより表すことができここで、xは、例えば、約0.02〜約0.98であり、yは約0.51〜約0.99であり、zは約2.01〜約2.49であり、より具体的には、この酸化物は、約1〜約49%のSbおよび約51〜約99%のSnOからなる。実施形態において、xは約0.40〜約0.90であり、yは約0.70〜約0.95であり、zは約2.10〜約2.35であり;より具体的には、xは約0.75であり、yは約0.45であり、zは約2.25であり;コアは、約1〜約49%の酸化アンチモンおよび約51〜約99%の酸化スズ、約15〜約35%の酸化アンチモンおよび約85〜約65%の酸化スズからなり、その合計が約100%であり;または約40%の酸化アンチモンおよび約60%の酸化スズからなり、その合計が約100%である。
【0038】
複数の層状部材の接着剤層成分、そしてこの接着剤層が支持基材とその上の上部湾曲シェル層の間に通常位置する接着剤層成分としては、多数の樹脂またはポリマー、例えば、エポキシ、ウレタン、シリコーン、ポリエステルなどが挙げられる。一般的には、接着剤層は無溶剤層であり、室温(約25℃)で液体であって少なくとも2つの材料を接着するために弾性または硬質膜を架橋することのできる材料である。具体的な接着剤層例としては、Lord Corporation(ペンシルバニア、エリー)から得られるポリウレタン系接着剤、例えばTYCEL(登録商標)7924(粘度約1,400〜約2,000cps)、TYCEL(登録商標)7975(粘度約1,200〜約1,600cps)およびTYCEL(登録商標)7276を含む100%固形接着剤が挙げられる。接着剤の粘度範囲は、例えば、約1,200〜約2,000cpsである。無溶剤接着剤は、熱、室温硬化、湿気硬化、紫外線、赤外線、電子線硬化、または任意の他の公知の技法のいずれかを用いて活性化することができる。接着剤層の厚さは、通常約100nm未満であり、より具体的には、以下に例示するとおりである。
【0039】
中間転写部材の各層の厚さは変動し得て、任意の特定値に限定されない。特定の実施形態において、基材層の厚さは、例えば、約20〜約300μm、約30〜約200μm、約75〜約150μm、約50〜約100μmであり、一方、上部コアシェル含有フルオロエラストマー層の厚さは、例えば、約1〜約150μm、約10〜約100μm、約20〜約70μm、および約30〜約50μmである。接着剤層の厚さは、例えば、約1〜約100nm、約5〜約75nm、または約50〜約100nmである。
【0040】
本明細書において開示される中間転写部材の表面抵抗率は、例えば、約10〜約1013オーム/平方(ohm/sq)、または約1010〜約1012オーム/平方である。中間転写部材のシート抵抗率は、例えば、約10〜約1013オーム/平方、または約1010〜約1012オーム/平方である。
【0041】
中間転写ベルトのような、本明細書において例示される中間転写部材は、電子写真印刷を含めて複数の印刷および複写システム用に選択することができる。例えば、開示される中間転写部材は多重画像形成システムに組み込むことができ、この多重画像形成システムでは、画像形成ステーションにおいて、転写される各画像を画像形成ドラムまたは光導電性ドラム上に形成し、その後、これらの画像の各々を現像ステーションにおいて現像し、中間転写部材に転写する。これらの画像は、光導電体上に形成し、順次現像した後、中間転写部材に転写されてもよい。別法においては、各画像は、光導電または光受容ドラム上に形成され、現像され、中間転写部材に見当を合わせて転写されてもよい。実施形態において、多重画像形成システムはカラー複写システムであり、このカラー複写システムでは、複写される画像の各色が光受容ドラム上に形成され、現像され、中間転写部材に転写される。
【0042】
トナー潜像を光受容ドラムから中間転写部材へと転写した後、その中間転写部材を加熱および加圧下で紙などの受像基材と接触させてよい。その後、中間転写部材上のトナー画像を転写し、画像構成において、紙などの基材に定着させる。
【0043】
本明細書において例示する画像形成システム、および他の公知の画像形成および印刷システムにおいて存在する中間転写部材は、シート、ウェブ、ベルト(エンドレスベルト、エンドレスシーム付可撓性ベルト、およびエンドレスシーム付可撓性ベルトを含む);ローラー、フィルム、ホイル、ストリップ、コイル、シリンダー、ドラム、エンドレスストリップ、ならびに円形ディスクの形状であってよく、その場合、1〜2以上の層からなる転写部材の外周は、例えば、約250〜約2,500mm、約1,500〜約2,500mm、または約2,000〜約2,200mmである。転写部材の幅は、例えば、約100〜約1,000mm、約200〜約500mm、または約300〜約400mmである。
【実施例】
【0044】
[実施例I]
ポリイミド基層とコアシェル含有フルオロエラストマー表面層を含む二重層中間転写部材の調製:
ポリイミド基層を次のとおり調製した。Evonik−Degussaから入手した、1gのColor Black FW1(B.E.T.表面積=320m/g、DBP吸収=2.89mL/g、一次粒径=13nm)を、26.25gのポリアミック酸(ポリイミド前駆体)溶液、Richard Blaine International,Incorporatedから入手したVTEC(商標)PI 1388(N−メチルピロリドン中20重量%溶液、T>320℃)と混合した。上述の混合物を、磨砕機によって2mmステンレスショットを用いて1時間ボールミル粉砕することにより、均一分散系を得た。次いで、得られた分散系を、公知のドローバー塗布法を用いてガラス板上に塗布した。その後、得られた被膜をガラス板上に残したまま、100℃にて20分間乾燥させた。
【0045】
コアシェルフルオロエラストマー表面層を次のとおり調製した。EVONIK Industriesから市販されている、1gのコアシェル充填剤VP STX801[B.E.T.表面積が約40〜70m/gであり、二酸化チタンコア(85%)およびシリカシェル(15%)を含み、このシェルは1,1,1−トリメチル−N−(トリメチルシリル)−シランアミンで疎水修飾されている]を、E.I.DuPontから入手可能である、2.23gのVITON(登録商標)GF(35モル百分率のフッ化ビニリデン、34モル百分率のヘキサフルオロプロピレン、および29モル百分率のテトラフルオロエチレンと、2モル百分率の硬化部位モノマー(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;または1,1−ジヒドロ−3−ブロモペルフルオロプロペン−1(E.I.DuPontは、これらの硬化部位モノマーのどれを選択したかは明らかにしていない))とのテトラポリマー)、0.1gのビスフェノールAF硬化剤VC50(これもE.I.DuPontから入手可能である)、および25.4gのメチルイソブチルケトン(MIBK)と混合した。この混合物を、2mmのステンレスショットを用いて一晩、23時間ボールミル粉砕することにより、均一分散系を得た。次いで、この分散系を、公知のドローバー塗布法を用いてガラス板上に存在する上記ポリイミド基層上に塗布した。続いて、結果として得られた二重層膜を、ガラス板上に残したまま、49℃にて2時間、177℃にて2時間、204℃にて乾燥させ、232℃にて6時間後硬化させた。
【0046】
その後、ガラス板上の二重層膜を水に一晩、約23時間浸漬し、自立膜が自動的にガラスから剥離し、その結果、カーボンブラック16部およびポリイミド84部の重量比を有する75μm厚のカーボンブラック/ポリイミド基層と、コアシェル充填剤30、VITON(登録商標)GF67、および上記硬化剤VC50 3の重量比を有する20μm厚の上記コアシェル充填剤/VITON(登録商標)GF/硬化剤VC50表面層とを備えた二重層中間転写部材を得た。
【0047】
[実施例II]
ポリイミド基層とコアシェル含有フルオロエラストマー表面層を含む二重層中間転写部材の調製:
ポリイミド基層を次のとおり調製した。1gのEvonik−Degussa製Color Black FW1(B.E.T.表面積=320m/g、DBP吸収=2.89mL/g、一次粒径=13nm)を、26.25gのポリアミック酸(ポリイミド前駆体)溶液、Richard Blaine International,Incorporatedから入手した、VTEC(商標)PI 1388(N−メチルピロリドン中20重量%溶液、T>320℃)と混合した。この混合物を、磨砕機によって2mmステンレスショットを用いて1時間ボールミル粉砕することにより、均一分散系を得た。次いで、この分散系を、公知のドローバー塗布法を用いてガラス板上に塗布した。続いて、得られた被膜を、ガラス板上に残したまま、100℃にて20分間乾燥させた。
【0048】
コアシェルフルオロエラストマー表面層を次のとおり調製した。EVONIK Industriesから市販されている、1gのコアシェル充填剤VP STX801(B.E.T.表面積が約40〜70m/gであり、二酸化チタンコア(85%)およびシリカシェル(15%)を含み、このシェルは1,1,1−トリメチル−N−(トリメチルシリル)−シランアミン)で疎水修飾されている)を、E.I.DuPontから入手可能な、1.44gのVITON(登録商標)GF(35モル百分率のフッ化ビニリデン、34モル百分率のヘキサフルオロプロピレンおよび29モル百分率のテトラフルオロエチレンと、2モル百分率の実施例Iの硬化部位モノマーとのテトラポリマー)、これもE.I.DuPontから入手可能な、0.065gのビスフェノールAF硬化剤VC50、および25.4gのメチルイソブチルケトン(MIBK)と混合した。この混合物を、2mmのステンレスショットを用いて一晩、23時間ボールミル粉砕することにより、均一分散系を得た。次いで、この分散系を、上記ドローバー塗布法を用いてガラス板上に存在する上記ポリイミド基層上に塗布した。続いて、結果として得られる二重層膜を、ガラス板上に残したまま、49℃にて2時間、177℃にて2時間、204℃にて乾燥させ、232℃にて6時間後硬化させた。
【0049】
その後、ガラス上の二重層膜を水に一晩、約23時間浸漬し、自立膜が自動的にガラスから剥離し、その結果、カーボンブラック16部およびポリイミド84部の重量比を有する75μm厚のカーボンブラック/ポリイミド基層と、コアシェル充填剤40部、VITON(登録商標)GF 57.4部、および上記硬化剤VC50 2.6部の重量比を有する20μm厚の上記コアシェル充填剤/VITON(登録商標)GF/硬化剤VC50表面層とを備えた二重層中間転写部材を得た。
【0050】
[実施例III]
単層コアシェル含有フルオロエラストマー中間転写部材の調製:
EVONIK Industriesから市販されている、1gのコアシェル充填剤VP STX801(B.E.T.表面積が約40〜70m/gであり、二酸化チタンコア(85%)およびシリカシェル(15%)を含み、このシェルは1,1,1−トリメチル−N−(トリメチルシリル)−シランアミンで疎水修飾されている)を、E.I.DuPontから入手可能な、2.23gのVITON(登録商標)GF(35モル百分率のフッ化ビニリデン、34モル百分率のヘキサフルオロプロピレン、および29モル百分率のテトラフルオロエチレンと、2モル百分率の実施例Iの硬化部位モノマーとのテトラポリマー)、これもE.I.DuPontから入手可能な0.1gの上記ビスフェノールAF硬化剤VC50、および25.4gのメチルイソブチルケトン(MIBK)と混合した。この混合物を、2mmのステンレスショットを用いて一晩、23時間ボールミル粉砕することにより、均一分散系を得た。次いで、この分散系を、上記ドローバー塗布法を用いてガラス板上に塗布した。続いて、結果として得られた被膜を、ガラス板上に残したまま、49℃にて2時間、177℃にて2時間、204℃にて乾燥させ、232℃にて6時間後硬化させた。
【0051】
その後、ガラス上の被膜を水に一晩、約23時間浸漬し、自立膜が自動的にガラスから剥離し、その結果、コアシェル充填剤30部、VITON(登録商標)GF 67部、および硬化剤VC50 3部の重量比を有する75μm厚のコアシェル充填剤/VITON(登録商標)GF/硬化剤VC50層を備えた単層中間転写部材を得た。
【0052】
[実施例IV]
単層コアシェル含有フルオロエラストマー中間転写部材の調製:
EVONIK Industriesから市販されている、1gのコアシェル充填剤VP STX801(B.E.T.表面積が約40〜70m/gであり、二酸化チタンコア(85%)およびシリカシェル(15%)を含み、このシェルは1,1,1−トリメチル−N−(トリメチルシリル)−シランアミン)で疎水修飾されている)を、E.I.DuPontから入手可能な1.44gのVITON(登録商標)GF(35モル百分率のフッ化ビニリデン、34モル百分率のヘキサフルオロプロピレン、および29モル百分率のテトラフルオロエチレンと、2モル百分率の実施例Iの硬化部位モノマーとのテトラポリマー)、これもE.I.DuPontから入手可能な0.065gの上記ビスフェノールAF硬化剤VC50、および25.4gのメチルイソブチルケトン(MIBK)と混合した。この混合物を、2mmのステンレスショットを用いて一晩、23時間ボールミル粉砕することにより、均一分散系を得た。次いで、この分散系を、上記ドローバー塗布法を用いてガラス板上に塗布した。続いて、結果として得られた被膜を、ガラス板上に残したまま、49℃にて2時間、177℃にて2時間、204℃にて乾燥させ、232℃にて6時間後硬化させた。
【0053】
その後、ガラス上の被膜を水に一晩、約23時間浸漬し、自立膜が自動的にガラスから剥離し、その結果、コアシェル充填剤40部、VITON(登録商標)GF 57.4部および硬化剤VC50 2.6部の重量比を有する75μm厚のコアシェル充填剤/VITON(登録商標)GF/硬化剤VC50層を備えた単層中間転写部材を得た。
【0054】
[比較例1]
単層フルオロエラストマー中間転写部材の調製:
E.I.DuPontから入手可能な、3gのVITON(登録商標)GF(35モル百分率のフッ化ビニリデン、34モル百分率のヘキサフルオロプロピレン、および29モル百分率のテトラフルオロエチレンと、2モル百分率の上記硬化部位モノマーとのテトラポリマー)、および、これもE.I.DuPontから入手可能な0.13gの上記ビスフェノールAF硬化剤VC50を、20.9gのメチルイソブチルケトン(MIBK)と混合した。次いで、この溶液を、ドローバー塗布法を用いてガラス板上に塗布した。続いて、結果として得られた被膜を、ガラス板上に残したまま、49℃にて2時間、177℃にて2時間、204℃にて乾燥させ、232℃にて6時間後硬化させた。
【0055】
その後、ガラス上の被膜を水に一晩、約23時間浸漬し、自立膜が自動的にガラスから剥離し、その結果、VITON(登録商標)GF 95.7部および上記硬化剤VC50 4.3部の重量比を有する75μm厚のVITON(登録商標)GF/硬化剤VC50層を備えた単層中間転写部材を得た。
【0056】
[表面抵抗率の測定]
実施例IおよびIIの上記ITB部材または装置を、High Resistivity Meter(Mitsubishi Chemical Corp.製Hiresta−Up MCP−HT450)を使用して表面抵抗率について測定した(様々な地点における4〜6つの測定値の平均を求めた、72°F(約22℃)/室内湿度65%)。これらの結果を表1に示す。
【0057】
【表1】

【0058】
開示されるコアシェルフルオロエラストマー表面層がポリイミド基層上に付着した、機能性中間転写部材が得られた。表面層に約30〜約40重量%の導電性コアシェル充填剤が存在する場合には、この表面抵抗率は約10〜約1011オーム/平方で変動した。
【0059】
[接触角の測定]
比較例1ならびに実施例IIIおよびIVのITB装置についての水の接触角(脱イオン水中)を、Contact Angle System OCA(Dataphysics Instruments GmbH、OCA15モデル)を使用して周囲温度(約23℃)にて測定した。少なくとも10回の測定を行い、それらの測定の平均を表2に示す。
【0060】
【表2】

【0061】
開示される実施例IIIおよび実施例IVのITB装置は、比較例1のITB装置よりも約40°〜44°高い接触角を示した。このように接触角が高くなったことが、トナー転写の改善および清浄作用の改善につながる。実施例IVの接触角は、超疎水性状態(約150°)にほぼ等しかったが、これは、自浄作用するITB装置を可能にする。加えて、開示される実施例IIIおよびIVのITB装置は、それらの疎水性の性質から、比較例のITB装置と比較して改善された電気的特性および優れた寸法安定性も有すると予想される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フルオロエラストマー中に分散されたコアシェル成分を含む中間転写部材であって、
該コアが金属酸化物を含み、該シェルがシリカを含む、中間転写部材。
【請求項2】
前記シェルが、ヘキサメチルジシラザン、2,2,4,4,6,6−ヘキサメチルシクロトリシラザン、1,3−ジエチル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジフェニルジシラザン、1,3−ジメチル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラザン、1,1,1−トリメチル−N−(トリメチルシリル)−シランアミンおよびそれらの混合物からなる群から選択されるシラザンの疎水性物質で化学修飾され、
前記金属酸化物が、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、アルミニウム亜鉛酸化物、アンチモンチタン二酸化物、アンチモンスズ酸化物、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、またはそれらの混合物であり、前記コアシェル成分が、全固体重量に対して約1〜約60重量%の量で存在し、前記フルオロエラストマーが約99〜約40重量%の量で存在し、
前記フルオロエラストマーが、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、フッ化ビニリデン、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、またはフッ化ビニリデン、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る、請求項1に記載の中間転写部材。
【請求項3】
前記コアシェル成分の前記シリカが、シリカ(SiO)、シリコーン(RSiO)、またはかご型シルセスキオキサン、RSiO1.5であって、式中、Rは、アルキルまたはアリールであり;
ポリアニリン、カーボンブラック、金属酸化物、およびそれらの混合物のうちの少なくとも1つの導電性成分をさらに含み、各々が全固体重量に対して約1〜約60重量%の量で存在する、請求項1に記載の中間転写部材。
【請求項4】
前記コアが、SbSn(式中、xは約0.02〜約0.98であり;yは約0.51〜約0.99であり、zは約2.01〜約2.49である)により表されるアンチモンスズ酸化物からなり;
前記シェルが、疎水性物質で化学処理されたシリカである、請求項1に記載の中間転写部材。
【請求項5】
前記シェルが、C13CHCHOSi(OCH、C17CHCHOSi(OC3、およびそれらの混合物のフルオロシラン、あるいは2,4,6,8−テトラメチルシクロテトラシロキサン、2,4,6,8,10−ペンタメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、2,4,6−トリメチル−2,4,6−トリフェニルシクロトリシロキサン、ヘキサフェニルシクロトリシロキサン、オクタフェニルシクロテトラシロキサン、またはそれらの混合物のポリシロキサンの疎水性物質で化学修飾され、
前記フルオロエラストマー中に分散された前記コアシェル成分と接触しているポリイミド基材をさらに含み、
前記酸化物が二酸化チタンであり、
前記フルオロエラストマーが、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのコポリマー、フッ化ビニリデン、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、またはフッ化ビニリデン、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る、請求項1に記載の中間転写部材。

【公開番号】特開2011−34082(P2011−34082A)
【公開日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−168815(P2010−168815)
【出願日】平成22年7月28日(2010.7.28)
【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)】