СОДЕРЖАЩИЕ БИАРИЛПОЛИКАРБОНАТ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ НОСИТЕЛИ ДЛЯ ПЕРЕНОСА Российский патент 2016 года по МПК G03G15/16 B41M5/40 C08L67/03 

Область техники

Настоящее изобретение относится в целом к промежуточному носителю для переноса, который содержит биарилполикарбонаты, более точно, к промежуточному носителю для переноса, который состоит из смеси биарилполикарбоната, необязательно полисилоксана и необязательно проводящего компонента.

Уровень техники

Известно, что проявленное изображение предпочтительно переносят на промежуточное полотно, ленту или компонент для переноса, после чего с высокой эффективностью переносят проявленное изображение с промежуточного носителя для переноса на долговременную основу. Затем обычно фиксируют или закрепляют проявленное тонером изображение на носителе, который может являться светочувствительным элементом, или на другом листовом материале, таком как обычная бумага.

В электрофотографических копировальных устройствах, в которых проявленное тонером изображение электростатически переносится за счет разности потенциалов между формирователем изображений и промежуточным носителем для переноса, перенос частиц тонера из формирователя изображений на промежуточный носитель для переноса и их фиксация на нем должны быть преимущественно полными, чтобы, например, обеспечить высокое разрешение изображения, в конечном итоге перенесенного на воспринимающую поверхность. Желательно, чтобы перенос тонера преимущественно происходил на 100%, когда переносится большинство или все частицы тонера, образующие изображение, и на поверхности, с которой осуществляется перенос изображения, остается небольшое количество тонера. Желательны промежуточные носители для переноса, обеспечивающие ряд преимуществ, таких как высокая производительность при умеренных скоростях осуществления технологического процесса, улучшенная приводка проявленного тонером окончательного цветного изображения в системах цветопередачи с синхронным проявлением одного или нескольких составляющих цветов с использованием одного или нескольких устройств переноса и расширение ассортимента окончательных носителей, которые могут использоваться. Тем не менее, одним из недостатков использования промежуточного носителя для переноса является необходимость множества стадий переноса, предусматривающих возможность обмена зарядами между частица тонера и носителем для переноса, что, в конечном счете, может приводить к неполному переносу тонера. Результатом являются изображения с невысоким разрешением на воспринимающей изображение поверхности и снижение качества изображений. Когда изображение является цветным, его качество может дополнительно страдать вследствие искажения и ухудшения качества цветов. Кроме того, хотя накапливающие заряды вещества, включаемые в состав жидких проявителей, обеспечивают получение изображений приемлемого качества и с приемлемым разрешением за счет улучшенной зарядки тонера, они способны усугублять проблему обмена зарядами между тонером и промежуточным носителем для переноса.

Одним из недостатков процесса получения промежуточного носителя для переноса, является тот факт, что обычно на металлическую подложку осаждают отдельный разделительный слой, после чего на разделительный слой наносят компоненты промежуточного носителя для переноса, при этом разделительный слой позволяет отделять получаемый промежуточный носитель для переноса от металлической подложки путем отслаивания или с использованием механических приспособлений. Промежуточный носитель для переноса представляет собой пленку, которая может использоваться в системах формирования ксерографических изображений, или пленка может наноситься на несущую поверхность, такую как слой полимера. Из-за применения разделительного слоя увеличиваются расходы и время получения, а упомянутый слой способен изменять ряд характеристик промежуточного носителя для переноса.

В ксерографических копировальных и печатающих устройствах низкой производительности, составляющей около 30 или менее страниц в минуту, обычно используются термопластичные промежуточные носители для переноса, что объясняется их низкой стоимостью. Тем не менее, термопластичные материалы, такие как некоторые поликарбонаты, полиэфиры и полиамиды, имеют относительно низкий модуль упругости или прочность на разрыв, такую как от около 1000 до 2000 мегапаскалей (МПа).

В ксерографических копировальных и печатающих устройствах высокой производительности, составляющей по меньшей мере 30 страниц в минуту и до около 75 или более страниц в минуту, обычно используются промежуточные носители для переноса их термопластичных полиимидов, термоотверждающихся полиимидов или полиамидимидов, что в основном объясняется их высоким модулем упругости около 3500 МПа или более. Тем не менее, промежуточные носители для переноса с использованием этих материалов являются более дорогостоящими как с точки зрения стоимости сырья, так и производственных затрат, чем с использованием термопластичных поликарбонатов, полиэфиров и полиамидов. Таким образом, для устройств высокой производительности желателен промежуточный носитель для переноса с высоким модулем упругости и отличными характеристиками отделения. В основу изобретения положена задача создания промежуточных носителей для переноса, в которых преимущественно устранены или сведены к минимуму недостатки ряда известных промежуточных носителей для переноса. Кроме того, существует задача создания промежуточных носителей для переноса с высокой прочностью на разрыв, определенной путем измерений их модуля упругости, которые легко отделяются от подложек и обладают улучшенной стабильностью без ухудшения или с минимальным ухудшением характеристик в течение длительного времени и у которых основной используемый в них полимер обладает высокой температурой стеклования, такой как, например, от около 180°С до около 300°С или более около 200°С, такой как от около 200°С до около 400°С, от около 215°С до около 375°С или от около 250 до около 375°С.

Более того, существует задача создания материалов промежуточного носителя для переноса, которые обладают характеристиками быстрого отделения от ряда подложек, которые выбирают при получении таких носителей. Существует другая задача создания цельных промежуточных носителей для переноса, которые обладают отличной удельной проводимостью или удельным сопротивлением и приемлемыми характеристиками нечувствительности к влажности, за счет чего у проявленных изображений сводятся к минимуму проблемы разрешения.

Помимо этого, существует задача создания цельных промежуточных носителей для переноса, содержащих компоненты, которые могут изготавливаться экономичным и эффективным способом.

Кроме того, существует задача создания цельных промежуточных носителей для переноса, которые обладают приемлемым стабильным функциональным удельным сопротивлением.

Решение этих и других задач обеспечивается в вариантах осуществления промежуточных носителей для переноса и их компонентов, которые описаны в них.

Сущность изобретения

В изобретении предложен промежуточный носитель для переноса, содержащий биарилполикарбонат.

Также предложен промежуточный носитель для переноса, содержащий слой из смеси биарилполикарбоната, полисилоксана и проводящего компонента, при этом биарилполикарбонат представлен по меньшей мере одной из следующих формул/структур, в которой m составляет от около 1 до около 40 мол.%, n составляет от около 99 до около 60 мол.%, а X означает водород, фторид, хлорид или бромид:

Дополнительно предложен промежуточный носитель для переноса, содержащий смесь биарилполикарбоната, полисилоксана и проводящего компонента и обладающий модулем упругости от около 2500 до около 5000 мегапаскалей и прочностью на разрыв от около 70 до около 150 мегапаскалей, при этом смесь легко отделяется от металлической подложки.

Краткое описание чертежей

В изобретении предложен содержащий биарилполикарбонат промежуточный носитель для переноса, который обеспечивает или способствует обеспечению эффективного отделения от подложки, такой как нержавеющая сталь, за счет чего отпадает необходимость в отдельном разделительном слое на подложке. Более точно, в изобретении предложен цельный промежуточный носитель для переноса, содержащий смесь в виде слоя биарилполикарбоната, наполнителя или проводящего компонента и полисилоксана.

Кроме того, в изобретении предложен цельный промежуточный носитель для переноса, содержащий смесь биарилполикарбоната, полисилоксана и проводящего компонента и необязательного слоя для отделения тонера.

На фиг.1 показан промежуточный носитель для переноса, содержащий слой 2, состоящий из биарилполикарбоната 3, необязательно полисилоксана 5 и необязательно проводящего компонента 6.

На фиг.2 показан двухслойный промежуточный носитель для переноса, имеющий нижний слой 7, содержащий биарилполикарбонат 8, полисилоксан 10 и проводящий компонент 11, и необязательный верхний или наружный слой 13 для отделения тонера, содержащий отделяющие компоненты 14.

На фиг.3 показан трехслойный промежуточный носитель для переноса, имеющий несущую подложку 15, слой 16 поверх нее, содержащий биарилполикарбонат 17, необязательно полисилоксан 19 и необязательно проводящий компонент 21, и необязательный разделительный слой 23, содержащий компоненты 24 для отделения тонера.

Подробное описание изобретения

Предложенные в изобретении промежуточные носители для переноса обладают отличными характеристиками отделения (самоотделения), при этом в них не используется наружный разделительный слой, например, на подложке из нержавеющей стали; обладают отличным функциональным удельным сопротивлением, измеренным известным резистивиметром, например, от около 10⁸ до около 10¹³ Ом/квадрат, от около 10⁹ до около 10¹³ Ом/квадрат, от около 10⁹ до около 10¹² Ом/квадрат, от около 10¹⁰ до около 10¹² Ом/квадрат или от около 3×10¹⁰ до около 4.5×10¹⁰ Ом/квадрат; обладают отличной механической прочностью и при этом обеспечивают быстрый и полный перенос, такой как перенос от около 90 до около 100% или от около 95 до около 99% проявленного ксерографического изображения; обладают модулем упругости, например, от около 3800 до около 6000 мегапаскалей (МПа), от около 3000 до около 5500 МПа, от около 3600 до около 6,000 МПа, от около 3500 до около 5000 МПа, от около 3000 до около 5000 МПа, от около 4800 до около 5000 МПа, от около 2500 до около 5000 МПа или от около 3700 до около 4000 МПа; имеют прочность на разрыв от около 70 до около 180 МПа, от около 70 до около 150 МПа, от около 100 до около 140 МПа или от около 100 до около 120 МПа в сочетании с высокой температурой стеклования (T_g) биарилполикарбоната от около 200 до около 400°С, от около 250 до около 375°С, от около 215 до около 375°С или от около 180 до около 300°С.

Характеристики самоотделения без помощи каких-либо внешних источников, такие как отслаивающие приспособления, обеспечивают эффективное, экономичное получение и полное отделение, такое как отделение от около 95 до около 100% или от около 97 до около 99% описанных промежуточных носителей для переноса от подложек, таких как стальные подложки, на которых носители изначально получают в виде пленки. За счет самоотделения также отпадает необходимость в антиадгезионных материалах и отдельных разделительных слоях на металлических подложках. Время достижения характеристик самоотделения изменяется в зависимости, например, от компонентов, выбранных для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса. Тем не менее, обычно это время составляет от около 1 до около 60 секунд, от около 1 до около 35 секунд, от около 1 до около 15 секунд, от около 1 до около 10 секунд или от 1 до около 5 секунд, а в некоторых случаях менее около 1 секунды.

Промежуточные носители для переноса согласно настоящему изобретению могут иметь любую из разнообразных конфигураций, такую как однослойная конфигурация, или многослойная конфигурация, содержащая, например, верхний разделительный слой. Более точно, готовый промежуточный носитель для переноса может представлять собой бесконечную гибкую ленту, полотно, гибкий барабан или ролик, жесткий ролик или цилиндр, лист, "дрелт" (гибрид барабана и ленты), бесконечную цельную гибкую ленту, цельную ленту (то есть без каких-либо швов или видимых соединений элементов) и т.п.

Биарилполикарбонаты

Обычно биарилполикарбонаты, которые выбирают для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса, содержат следующий фрагмент в полимерной цепи:

Арильные группы в биарилполикарбонатах могут являться замещенными или незамещенными в зависимости от конкретных желаемых свойств. Примеры биарилполикарбонатов, которые выбирают для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса и предлагаются компанией Mitsubishi Gas Chemical или могут быть получены, как описано в патентах US 7125951 и 7687584, содержание которых в порядке ссылки во всей полноте включено в настоящую заявку, представлены биарилполикарбонатами по меньшей мере с одной из следующих формул/структур, в которой каждой из ее линий или связей, не содержащей конкретные группы, по обстоятельствам представлены метальные группы, атомы водорода или сочетание атомов водорода и метальных групп в зависимости от валентности:

и

в которой Х означает водород или галоген, включающий фторид, бромид или хлорид; m составляет от около 1 до около 40 мол.%, от около 10 до около 30 мол.%, от около 15 до около 25 мол.%, от около 5 до около 35 мол.% или от около 6 до около 20 мол.%; n составляет от около 60 до около 99 мол.%, от около 70 до около 90 мол.%, от около 75 до около 85 мол.%, от около 65 до около 95 мол.% или от около 80 до около 99 мол.%, и в которой m и n в сумме составляют около 100 мол.%; при этом m составляет от около 2 до около 30 мол.%, а n составляет от около 70 до около 98 мол.%, или m составляет от около 3 до около 20 мол.%, а n составляет от около 80 до около 97 мол.%. Указанная молярная концентрация определена путем анализа методом ядерного магнитного резонанса.

Описанные в изобретении биарилполикарбонаты имеют среднечисловую молекулярную массу, например, от около 10000 до около 100000, от около 20000 до около 75000, от около 30000 до около 60000, от около 35000 до около 50000 или от около 5000 до около 100000, определенную известными методами анализа, такими как метод гель-проникающей хроматографии (ГПХ). Биарилполикарбонаты имеют среднемассовую молекулярную массу, например, от около 15000 до около 500000, от около 30000 до около 300000, от около 40000 до около 200000 или от около 8000 до около 300000, определенную известными методами анализа, такими как, метод гель-проникающей хроматографии (ГПХ). Приведенная в вариантах осуществления настоящего изобретения молярная концентрация означает соотношение молей конкретного мономера и общего числа молей мономеров в биарилполикарбонате.

Конкретные примеры биарилполикарбонатов, которые выбирают для описанных в изобретении смесей промежуточного носителя для переноса, могут быть представлены биарилполикарбонатами следующих формул/структур, полученными от компании Mitsubishi Gas Chemical, Inc. в качестве экспериментального образца под названием поликарбонат ВР20 ВРА80:

в которых m составляет около 20 мол.%, а n составляет около 80 мол.%, среднечисловая молекулярная масса составляет около 38000; биарилполикарбонатами, представленными следующими формулами/структурами:

в которых m составляет около 20 мол.%, а n составляет около 80 мол.%, среднечисловая молекулярная масса составляет около 8000, а среднемассовая молекулярная масса составляет около 20000, полученными от компании South Dakota School of Mines and Technology; биарилполикарбонатами, представленными следующими формулами/структурами, и т.п. и их смесями, в которых m и n имеют проиллюстрированные значения:

соотношение m/n в проиллюстрированных структурных формулах биарилполикарбонатов составляет, например, от около 1 до около 10, от 1 до около 6, от около 1 до около 4, от около 1 до около 3 или от около 1 до около 2.

Биарилполикарбонаты могут содержаться в промежуточном носителе для переноса в количестве около 100%. В вариантах осуществления биарилполикарбонаты могут содержаться в промежуточном носителе для переноса в проиллюстрированных соотношениях и в различных эффективных количествах, таких как, например, от около 50 до около 90% по весу, от около 70 до около 85% по весу, от около 65 до около 95% по весу, от около 60 до около 95% по весу, от около 80 до около 90% по весу или от около 80 до около 85% по весу в пересчете на общий вес содержащихся компонентов или ингредиентов.

Биарилполикарбонат, проводящий наполнитель и полисилоксан содержатся в смеси в указанных количествах и соотношениях. Соотношения биарилполикарбоната, проводящего наполнителя и полисилоксана составляют, например, около 80/19,95/0,05, около 85/14,95/0,05, около 90/9,9/0,1, около 87/12,8/0,2 или около 90/9/1 и т.п.

Полисилоксаны

Промежуточный носитель для переноса также может содержать полимер на основе полисилоксана. Примеры полимеров на основе полисилоксана, которые выбирают для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса, включают известные применимые полисилоксаны, такие как сополимер простого полиэфира и полидиметилсилоксана, предлагаемый на рынке компанией BYK Chemical под наименованием BYK^® 333, BYK^® 330 (около 51% по весу в метоксипропилацетате) и BYK^® 344 (около 52,3% по весу в смеси ксилола/изобутанола в соотношении 80/20); BYK^®-SILCLEAN 3710 и BYK^® 3720 (около 25% по весу в метоксипропаноле); сополимер сложного полиэфира и полидиметилсилоксана, предлагаемый на рынке компанией BYK Chemical под наименованием BYK^® 310 (около 25% по весу в ксилоле) и BYK® 370 (около 25% по весу в смеси ксилола/алкилбензолов/циклогексанона/ монофенилгликоля в соотношении 75/11/7/7); сополимер полиакрилата и полидиметилсилоксана, предлагаемый на рынке компанией BYK Chemical под наименованием BYK^®-SILCLEAN 3700 (около 25% по весу в метоксипропилацетате); сополимер сложного полиэфира, простого полиэфира и полидиметилсилоксана, предлагаемый на рынке компанией BYK Chemical под наименованием BYK^® 375 (около 25% по весу в простом монометиловом эфире дипропиленгликоля); и т.п. и их смеси.

Полимер на основе полисилоксана или его сополимеры могут содержаться в полимерных смесях в различных эффективных количествах, таких как от около 0,01 до около 5% по весу, от около 0,05 до около 2% по весу, от около 0,05 до около 0,5% по весу, от около 0,1 до около 0,5% по весу или от около 0,1 до около 0,3% по весу в пересчете на общий вес содержание компонентов или ингредиентов.

Необязательные наполнители

Описанные в изобретении промежуточные носители для переноса могут необязательно содержать один или несколько наполнителей, например, для изменения или регулирования удельной проводимости промежуточного носителя для переноса. Когда промежуточный носитель для переноса представляет собой однослойную структуру, проводящий наполнитель может быть включен в описанную в изобретении смесь на основе биарилполикарбоната. Тем не менее, когда промежуточный носитель для переноса представляет собой многослойную структуру, проводящий наполнитель может быть включен в один или несколько слоев носителя, таких как несущая подложка, слой биарилполикарбоната или смесей на его основе, который наносят на нее, или как в несущую подложку, так и в слой биарилполикарбоната.

Может использоваться любой применимый наполнитель, который обеспечивает желаемые результаты. Применимые наполнители включают, например, углеродные сажи, окиси металлов, полианилины, графит, ацетиленовую сажу, фторированные углеродные сажи, другие известные применимые наполнители и смеси наполнителей. Примеры наполнителей на основе углеродной сажи, которые могут быть выбраны для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса и размер частиц которых может определяться путем электронной микроскопии, а удельная поверхность по методу БЭТ может определяться известным стандартным способом одноточечной физической адсорбция газообразного азота, включают специальную сажу №4 (удельная поверхность по методу БЭТ=180 м²/г, абсорбция DBP=1,8 мл/г, диаметр первичных частиц=25 нанометров) производства компании Evonik-Degussa, специальную сажу №5 (удельная поверхность по методу БЭТ=240 м²/г, абсорбция DBP=1,41 мл/г, диаметр первичных частиц = 20 нанометров), пигмент color black FW1 (удельная поверхность по методу БЭТ=320 м²/г, абсорбция DBP=2,89 мл/г, диаметр первичных частиц = 13 нанометров), пигмент color black FW2 (удельная поверхность по методу БЭТ=460 м²/г, абсорбция DBP=4,82 мл/г, диаметр первичных частиц = 13 нанометров), пигмент color black FW200 (удельная поверхность по методу БЭТ=460 м²/г, абсорбция DBP=4,6 мл/г, диаметр первичных частиц = 13 нанометров) во всех случаях производства компании Evonik-Degussa; углеродные сажи VULCAN^®, углеродные сажи REGAL, углеродные сажи MONARCH^® и углеродные сажи BLACK PEARLS^® производства компании Cabot Corporation. Конкретными примерами проводящих углеродных саж являются BLACK PEARLS^® 1000 (удельная поверхность по методу БЭТ=343 м²/г, абсорбция DBP=1,05 мл/г), BLACK PEARLS^® 880 (удельная поверхность по методу БЭТ=240 м²/г, абсорбция DBP=1,06 мл/г), BLACK PEARLS^® 800 (удельная поверхность по методу БЭТ=230 м²/г, абсорбция DBP=0,68 мл/г), BLACK PEARLS^® L (удельная поверхность по методу БЭТ=138 м²/г, абсорбция DBP=0,61 мл/г), BLACK PEARLS^® 570 (удельная поверхность по методу БЭТ=110 м²/г, абсорбция DBP=1,14 мл/г), BLACK PEARLS^® 170 (удельная поверхность по методу БЭТ=35 м²/г, абсорбция DBP=1,22 мл/г), VULCAN^® ХС72 (удельная поверхность по методу БЭТ=254 м²/г, абсорбция DBP=1,76 мл/г), VULCAN^® XC72R (VULCAN^® во взбитом виде ХС72), VULCAN^® ХС605, VULCAN^® ХС305, REGAL^® 660 (удельная поверхность по методу БЭТ=112 м²/г, абсорбция DBP=0,59 мл/г), REGAL^® 400 (удельная поверхность по методу БЭТ=96 м²/г, абсорбция DBP=0,69 мл/г), REGAL^® 330 (удельная поверхность по методу БЭТ=94 м²/г, абсорбция DBP=0,71 мл/г), MONARCH^® 880 (удельная поверхность по методу БЭТ=220 м²/г, абсорбция DBP=1,05 мл/г, диаметр первичных частиц = 16 нанометров) и MONARCH^® 1000 (удельная поверхность по методу БЭТ=343 м /г, абсорбция DBP=1,05 мл/г, диаметр первичных частиц=16 нанометров); и углеродные сажи Channel производства компании Evonik-Degussa. В качестве наполнителя или проводящего компонента для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса могут быть выбраны другие применимые углеродные сажи, конкретно не указанные в изобретении.

Примерами полианилинов, которые могут быть выбраны для включения в качестве наполнителей в промежуточные носители для переноса, являются PANIPOL^ТМ F, предлагаемый на рынке компанией Panipol Оу, Финляндия; и известные привитые лигносульфоновой кислотой полианилины. Эти полианилины обычно имеют относительно небольшой диаметр частиц, например, от около 0,5 до около 5 микрон; от около 1,1 до около 2,3 микрон или от около 1,5 до около 1,9 микрон. Окиси металлов, которые могут быть выбраны для включения в качестве наполнителей в описанные промежуточные носители для переноса, включают, например, окись олова, легированную сурьмой окись олова, двуокись сурьмы, двуокись титана, окись индия, окись цинка, легированную индием трехокись олова, окись индия и олова и окись титана.

Применимые легированные сурьмой окиси олова включают легированные сурьмой окиси олова, нанесенные на частицы инертной сердцевины (например, ZELEC^®ECP-S, М и Т), и легированные сурьмой окиси олова без частиц сердцевины (например, ZELEC^®ECP-3005-XC и ZELEC^®ECP-3010-XC; ZELEC^® является товарным знаком компании DuPont Chemicals, Jackson Laboratories, Deepwater, N.J). Частицами основы могут служить частицы слюды, ТiO₂ или частицы игольчатой формы с полой или сплошной сердцевиной.

Частицы легированной сурьмой окиси олова могут быть получены путем плотного нанесения тонкого слоя легированной сурьмой окиси олова на поверхность оболочки из двуокиси кремния или частиц на основе двуокиси кремния, при этом оболочку в свою очередь наносят на частицы сердцевины. Кристаллиты проводника рассеиваются таким образом, что на слое двуокиси кремния образуется плотная проводящая поверхность. Тем самым обеспечивается оптимальная удельная проводимость. Кроме того, частицы имеют достаточно небольшой размер для обеспечения соответствующей проницаемости. Двуокись кремния может представлять собой полую оболочку или может быть нанесена на поверхность инертной сердцевины, образующей сплошную структуру. Легированная сурьмой окись олова, которая может быть выбрана для описанных промежуточных носителей для переноса, предлагается на рынке под торговым наименованием ZELEC^® ЕСР (электропроводящий порошок) компанией DuPont Chemicals Jackson Laboratories, Deepwater, New Jersey. Особо предпочтительными легированными сурьмой окисями олова являются ZELEC^® ЕСР 1610-S, ZELEC^® ЕСР 2610-S, ZELEC^® ЕСР 3610-S, ZELEC^® ЕСР 1703-S, ZELEC^® ЕСР 2703-S, ZELEC^® ЕСР 1410-М, ZELEC^® ЕСР 3005-ХС, ZELEC^® ЕСР 3010-ХС, ZELEC^® ЕСР 1410-Т, ZELEC^® ЕСР 3410-Т, ZELEC^® ЕСР-S-X1 и т.п. Предпочтительными являются порошки ZELEC^® ЕСР трех сортов, которые включают полую оболочку из частиц игольчатой формы (ZELEC^® ECP-S), сердцевину из равноосных частиц двуокиси титана (ZELEC® ЕСР-Т) и сердцевину из частиц слюды пластинчатой формы (ZELEC® ЕСР-М).

Наполнитель, когда он используется, может быть выбран в количестве, например, от около 0,1 до около 50% по весу, от около 1 до около 60% по весу, от около 1 до около 40% по весу, от около 3 до около 40% по весу, от около 4 до около 30% по весу, от около 10 до около 30%, от около 10 до около 20% по весу или от около 5 до около 20% по весу в пересчете на общий вес твердых ингредиентов, в которые включают наполнитель.

Необязательные дополнительные полимеры

В вариантах осуществления настоящего изобретения содержащий биарилполикарбонат слой промежуточного носителя для переноса может дополнительно содержать необязательный полимер, который действует в основном как связующее. Примеры применимых дополнительных полимеров включают полиамидимид, полиимид, простой полиэфиримид, поликарбонат, полифениленсульфид, полиамид, полисульфон, простой полиэфиримид, сложный полиэфир, поливинилиденфторид, сополимер полиэтилена и политетрафторэтилена и т.п. и их смеси.

При выборе дополнительного полимера он может включаться в промежуточный носитель для переноса в любых желаемых и эффективных количествах. Например, дополнительный полимер может содержаться в количестве от около 1 до около 75% по весу, от около 2 до около 45% по весу или от около 3 до около 15% по весу в пересчете на общий вес ингредиентов.

Необязательные несущие подложки

При желании, в промежуточный носитель для переноса может быть включена несущая подложка, например, лежащая под полимерным слоем. Несущая подложка может служить для придания более высокой жесткости или прочности промежуточному носителю для переноса.

Покрытие из биарилполикарбоната в виде дисперсии может наноситься на любой применимый материал несущей подложки, в результате чего образуется двухслойный промежуточный носитель для переноса. Примеры материалов несущей подложки включают полиимиды, полиамидимиды, простые полиэфиримиды, их смеси и т.п. Более точно, примерами несущих подложек промежуточного носителя для переноса служат полиимиды, включая известные низкотемпературные полиимиды быстрого отверждения, такие как VTEC^ТМ PI 1388, 080-051, 851, 302, 203, 201 и PETI-5, во всех случаях производства компании Richard Blaine International, Incorporated, Reading, PA., полиамидимиды, простые полиэфиримиды и т.п. Термоотверждающиеся полиимиды могут отверждаться при температурах от около 180 до около 260°С в течение короткого времени, такого как от около 10 до около 120 минут или от около 20 до около 60 минут, и обычно имеют среднечисловую молекулярную массу от около 5000 до около 500000 или от около 10000 до около 100000 и среднемассовую молекулярную массу от около 50000 до около 5000000 или от около 100000 до около 1000000.

Кроме того, в качестве несущей подложки могут быть выбраны термоотверждающиеся полиимиды, которые могут отверждаться при температурах выше 300°С, такие как PYRE M.L^® RC-5019, RC 5057, RC-5069, RC-5097, RC-5053 и RK-692, во всех случаях предлагаемые на рынке компанией Industrial Summit Technology Corporation, Parlin, NJ; RP-46 и RP-50, в обоих случаях предлагаемые на рынке компанией Unitech LLC, Hampton, VA; DURIMIDE^® 100, предлагаемый на рынке компанией FUJIFILM Electronic Materials U.S.A., Inc., North Kingstown, RI; и KAPTON^® HN, VN и FN, во всех случаях предлагаемые на рынке компанией ЕЛ. DuPont, Wilmington, DE.

Примерами полиамидимидов, которые могут быть выбраны в качестве несущих подложек для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса, являются VYLOMAX® HR-11NN (15% по весу раствор в N-метилпирролидоне, T_g=300°С и M_w=45000), HR-12N2 (30% по весу раствор в N-метилпирролидоне/ксилоле/метилэтилкетоне=50/35/15, T_g=255°С и M_w=8000), HR-13NX (30% по весу раствор в N-метилпирролидоне/ксилоле = 67/33, T_g=280°С и M_w=10000), HR-15ET (25% по весу раствор в этаноле/толуоле = 50/50, T_g=260°С и M_w=10000), HR-16NN (14% по весу раствор в N-метилпирролидоне, T_g=320°С и M_w=100000), во всех случаях предлагаемые на рынке компанией Toyobo, Япония, и TORLON® AI-10 (T_g=272°С), предлагаемый на рынке компанией Solvay Advanced Polymers, LLC, Alpharetta, GA.

Конкретными примерами несущих подложек из простого полиэфиримида, которые могут быть выбраны для описанных в изобретении промежуточных носителей для переноса, являются ULTEM® 1000 (T_g=210°С), 1010 (T_g=217°С), 1100 (T_g=217°С), 1285, 2100 (T_g=217°С), 2200 (T_g=217°С), 2210 (T_g=217°С), 2212 (T_g=217°С), 2300 (T_g=217°С), 2310 (Т_е=217°С), 2312 (T_g=217°С), 2313 (T_g=217°С), 2400 (T_g=217°С), 2410 (T_g=217°С), 3451 (T_g=217°С), 3452 (Т_е=217°С), 4000 (T_g=217°С), 4001 (T_g=217°С), 4002 (T_g=217°С), 4211 (T_g=217°С), 8015, 9011 (T_g=217°С), 9075 и 9076, во всех случаях предлагаемые на рынке компанией Sabic Innovative Plastics. После того как несущая подложка сформирована, ей может быть придана любая желаемая и применимая толщина. Например, несущая подложка может иметь толщину от около 10 до около 300 микрон, такую как от около 50 до около 150 микрон, от около 75 до около 125 микрон, от около 80 до около 105 микрон или от около 80 до около 90 микрон.

Необязательный разделительный слой

При желании, в промежуточный носитель для переноса может быть включен необязательный разделительный слой, такой как слой поверх биарилполикарбонатного слоя. Разделительный слой может использоваться, чтобы способствовать очистке тонера и обеспечению дополнительной эффективности переноса проявленного изображения с фотопроводника на промежуточный носитель для переноса.

Разделительный слой, если он используется, может иметь любую желаемую и приемлемую толщину. Например, разделительный слой может иметь толщину от около 1 до около 100 микрон, от около 10 до около 75 микрон или от около 20 до около 50 микрон.

Необязательный разделительный слой может содержать материалы типа TEFLON^®, включая фторированный этилен-пропилен (FEP), политетрафторэтилен (PTFE), полифторалкоксиполитетрафторэтилен (PFA TEFLON^®) и другие материалы типа TEFLON^®; силиконы, такие как фторосиликоны и силиконовые каучуки, такие как Silicone Rubber 552 производства компании Sampson Coatings, Richmond, Va., (полидиметилсилоксан/диацетат дибутилолова, 0,45 грамма DBTDA на 100 грамм смеси на основе полидиметилсилоксанового каучука с молекулярной массой M_w приблизительно 3500); и фторэластомеры, такие как VITON^®, такие как сополимеры и тройные сополимеры винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена, известные на рынке под различными наименованиями, такими как VITON А^®, VITON Е^®, VITON Е60С^®, VITON Е45^®, VITON Е430^®, VITON B910^®, VITON GH^®, VITON B50^® и VITON GF^®. Наименование VITON^® является товарным знаком компании E.I. DuPont de Nemours, Inc. Два известных фторэластомера состоят из (1) класса сополимеров винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена, известных на рынке как VITONA^®; (2) класса тройных сополимеров винилиденфторида, гексафторпропилена и тетрафторэтилена, известных на рынке как VITON В^®; и (3) класса четверных сополимеров винилиденфторида, гексафторпропилена, тетрафторэтилена и отверждающего мономера, таких как VITON GF^®, который содержит 35 мол.% винилиденфторида, 34 мол.% гексафторпропилена, 29 мол. % тетрафторэтилена и 2% отверждающего мономера. Отверждающими мономерами могут являться мономеры производства компании E.I. DuPont de Nemours, Inc., такие как 4-бромперфторбутен-1, 1,1-дигидро-4-бромперфторбутен-1, 3-бромперфторпропен-1, 1,1 -дигидро-3-бромперфторпропен-1 или любые другие применимые известные предлагаемые на рынке отверждающие мономеры.

Получение промежуточного носителя для переноса

Из биарилполикарбоната или описанных в изобретении смесей, содержащих биарилполикарбонат, полисилоксан и необязательный проводящий компонент, любым применимым способом может быть получен промежуточный носитель для переноса. Например, известными способами измельчения могут быть получены однородные дисперсии биарилполикарбоната или смесей для формирования промежуточного носителя для переноса, которые затем наносят на отдельные металлические подложки, такие как подложка из нержавеющей стали и т.п. известными методами нанесения покрытия с удалением излишков с помощью планки или известными методами нанесения покрытия поливом. Полученная отдельная пленка или пленки, оставаясь на подложках, могут быть высушены путем нагрева, например, до температуры от около 100 до около 400°С, от около 160 до около 320°С или от около 125 до около 190°С в течение соответствующего времени, такого как от около 20 до около 180 минут, от около 40 до около 120 минут или от около 25 до около 35 минут. Более точно, полученные пленки могут отверждаться путем нагрева до температуры 125°С в течение 30 минут и 190°С в течение 30 минут. После сушки и охлаждения до комнатной температуры от около 23 до около 25°С пленки легко отделяются от стальных подложек. Иными словами, полученные пленки отделяются немедленно, например, в течение от около 1 до около 15 секунд, от около 5 до около 15 секунд или от около 5 до около 10 секунд без какой-либо сторонней помощи. Полученный промежуточный пленочный носитель для переноса может иметь толщину, например, от около 30 до около 400 микрон, от около 15 до около 150 микрон, от около 20 до около 100 микрон, от около 50 микрон до около 200 микрон, от около 70 микрон до около 150 микрон или от около 25 до около 75 микрон.

В качестве металлической подложки для осаждения описанной смеси может быть выбрана нержавеющая сталь, алюминий, никель, медь и их сплавы, а также другие традиционные известные материалы.

Примеры растворителей, которые выбирают для получения смесей для формирования промежуточного носителя для переноса и которые могут использоваться в количестве, например, от около 60 до около 95% по весу или от около 70 до около 90% по весу в пересчете на общий вес ингредиентов смеси, включают алкиленгалогениды, такие как метиленхлорид, тетрагидрофуран, толуол, монохлорбензол, N-метил-2-пирролидон, N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, метилэтилкетон, диметилсульфоксид (DMSO), метилизобутилкетон, формамид, ацетон, этилацетат, циклогексанон, ацетанилид, их смеси и т.п. С растворителями, которые выбирают для смесей для формирования промежуточного носителя для переноса, могут быть смешаны разбавители. Примерами разбавителей, добавляемых в растворители в количестве от около 1 до около 25% по весу и от 1 до около 10% по весу в пересчете на вес растворителя и разбавителя, служат известные разбавители, такие как ароматические углеводороды, этилацетат, ацетон, циклогексанон и ацетанилид. Соотношение биарилполикарбоната и растворителя составляет, например, около 95/5, около 90/10, около 85/15 или около 80/20.

Описанные в изобретении промежуточные носители для переноса могут применяться в ряде печатающих и копировальных систем, включая системы ксерографической печати. Например, описанные промежуточные носители для переноса могут применяться в ксерографическом устройстве формирования множества изображений, в котором каждое проявленное тонером изображение для переноса формируется на регистрирующем или фотопроводящем барабане формирователя изображений, и затем каждое из этих изображений может быть проявлено в проявочном устройстве и перенесено на промежуточный носитель для переноса. Изображения могут последовательно формироваться на фотопроводнике и проявляться, а затем переноситься на промежуточный носитель для переноса. Согласно одному из альтернативных способов каждое изображение может формироваться на фотопроводнике или фоторецепторном барабане, проявляться, а затем переноситься на промежуточный носитель для переноса. В одном из вариантов осуществления системой формирования множества изображений является система изготовления цветных копий, в которой каждый цвет копируемого изображения отображается на фоторецепторном барабане, проявляется и переносится на промежуточный носитель для переноса.

После переноса проявленного тонером скрытого изображения с фоторецепторного барабана на промежуточный носитель для переноса промежуточный носитель для переноса под действием тепла и давления может быть введен в контакт с воспринимающим изображение носителем, таким как бумага. Затем проявленное тонером изображение на промежуточном носителе для переноса переносят и закрепляют в виде изображения на носителе, таком как бумага. При переносе одного изображения на другое проявленные тонером цветные изображения сначала наносят на фоторецептор, а затем все проявленные тонером цветные изображения одновременно переносят на описанный в изобретении промежуточный носитель для переноса. В случае совместного переноса на один и тот же участок описанного промежуточного носителя для переноса за один раз переносят по одному цвету проявленного тонером изображения с фоторецептора.

Сравнительный пример 1

Смесь специальной углеродной сажи №4, полученной от компании Degussa Chemicals, полиимида полиамидокислоты пиромеллитового диангидрида/4,4′-оксидианилина PYRE-M.L.^® RC-5019, полученного от компании Industrial Summit Technology, и модифицированного сложным полиэфиром полидиметилсилоксана BYK^® 333, полученного от компании BYK Chemical, в соотношении 14/85,8/0,2 в пересчете на исходные количества ингредиентов смеси перемешали или измельчили в N-метилпирролидоне с содержанием сухого вещества около 13 весовых частей и получили композицию для нанесения покрытия. Полученную дисперсию промежуточного носителя для переноса нанесли на подложку из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм, а затем отвердили смесь путем нагрева до температуры 125°С в течение 30 минут, 190°С в течение 30 минут и 320°С в течение 60 минут. Полученный промежуточный носитель для переноса, состоящий из упомянутых компонентов в указанных соотношениях, не отделился от подложки из нержавеющей стали, а прилип к ней. Полученная пленка промежуточного носителя для переноса была отделена от подложки после погружения в воду в течение 3 месяцев.

Сравнительный пример 2

Смесь специальной углеродной сажи №4, полученной от компании Degussa Chemicals, поликарбоната PCZ-400 [поли(4,4′-дигидроху-дифенил-1-1-циклогексан) карбоната, M_w=40000)] производства компании Mitsubishi Gas Chemical и модифицированного сложным полиэфиром полидиметилсилоксана BYK^® 333, полученного от компании BYK Chemical, в соотношении 12,8/87/0,2 в пересчете на исходные количества ингредиентов смеси перемешали или измельчили в смеси THF/толуола=70/30 с содержанием сухого вещества около 15 весовых частей и получили промежуточный носитель для переноса. Полученную дисперсию промежуточного носителя для переноса нанесли на подложку из нержавеющей стали толщиной 0,5 мм, а затем высушили путем нагрева до температуры 65°С в течение 20 минут и 160°С в течение 40 минут. Полученный промежуточный носитель для переноса, состоящий из упомянутых компонентов в указанных соотношениях, самоотделился от подложки из нержавеющей стали в течение 15 секунд без помощи каких-либо сторонних процессов.

Пример I

Способом согласно Сравнительному примеру 2 получили промежуточный носитель для переноса с соотношением углеродной сажи, биарилполикарбоната и полидиметилсилоксана 12,8/87/0,2, в котором PCZ-400 был заменен биарилполикарбонатом следующей формулы/структуры:

в которой m составляет около 20 мол.%, n составляет около 80 мол.%, со среднечисловой молекулярной массой 38000, определенной методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ), который в качестве экспериментального образца поликарбоната ВР20 ВРА80 получили от компании Mitsubishi Gas Chemical. Полученный промежуточный носитель для переноса толщиной 80 микрон с плоской конфигурацией без волнистости, состоящий из упомянутых ингредиентов, включающих углеродную сажу/биарилполикарбонат/модифицированный сложным полиэфиром полидиметилсилоксан BYK 333 в соотношении 12,8/87/0,2, легко самоотделился от подложки из нержавеющей стали в течение 15 секунд без помощи каких-либо сторонних процессов.

Пример II

Способом согласно Сравнительному примеру I получили промежуточный носитель для переноса с соотношением углеродной сажи, биарилполикарбоната и полидиметилсилоксана 12,7/87/0,3, содержащий полученный от компании South Dakota School of Mines and Technology биарилполикарбонат следующей формулы/структуры, в которой m составляет около 20 мол.%, n составляет около 80 мол.% со среднечисловой молекулярной массой около 8000, определенной методом гель-проникающей хроматографии (ГПХ), среднемассовой молекулярной массой около 20000, определенной методом гель-проникающей хроматографии:

Измерения

У описанных промежуточных носителей для переноса согласно Примеру I, Сравнительному примеру 1 и Сравнительному примеру 2 измерили модуль упругости известным методом согласно стандарту ASTM D882-97. Поместили образцы (размером 0,5 дюйма × 12 дюймов) каждого промежуточного носителя для переноса в имеющийся на рынке прибор для испытания на растяжение Instron и растягивали их с постоянной скоростью до разрыва. На протяжении этого времени регистрировали зависимость нагрузки и растяжения образцов. Вычислили модуль упругости путем использования любой точки касания исходного прямолинейного участка полученных кривых и деления растягивающего напряжения на соответствующее натяжение. Вычислили растягивающее напряжение путем деления нагрузки на среднюю площадь поперечного сечения каждого из испытательных образцов. Результаты приведены в следующей далее таблице.

С помощью резистивиметра осуществили измерения поверхностного удельного сопротивления описанных промежуточных носителей для переноса согласно Примеру I, Сравнительному примеру 1 и Сравнительному примеру 2, результаты которых приведены в следующей далее таблице.

Таблица   Поверхностное удельное сопротивление (Ом/квадрат) Модуль упругости в мегапаскалях (МПа) Отделение от металлической подложки Прочность на разрыв в мегапаскалях (МПа) Пример I: содержащий биарилполикарбонат промежуточный носитель для переноса 4,1 X 10¹⁰ 3800 Самоотделение в течение 15 секунд 120 Сравнительный пример 2: содержащий поликарбонат Z промежуточный носитель для переноса 3,7 X 10¹⁰ 1600 Самоотделение в течение 15 секунд 50 Сравнительный Пример 1: содержащий полиимид промежуточный носитель для переноса 6,2 X 10¹⁰ 6000 Не отделился до погружения в воду на 3 месяца 160

Описанный содержащий биарилполикарбонат промежуточный носитель для переноса согласно Примеру I имел на 140% больший модуль упругости, чем содержащий поликарбонат Z промежуточный носитель для переноса согласно Сравнительному примеру 2.

Содержащий полиимид промежуточный носитель для переноса согласно Сравнительному примеру 1 имел модуль упругости 6000, а содержащий биарилполикарбонат промежуточный носитель для переноса согласно Примеру I имел модуль упругости 3800, при этом промежуточный носитель для переноса согласно Примеру I самоотделялся в течение 15 секунд, тогда как у содержащего полиимид промежуточного носителя для переноса согласно Сравнительному Примеру 1 отсутствовало самоотделение.

Настоящее изобретение относится к промежуточному носителю для переноса, который содержит биарилполикарбонат. Описан промежуточный носитель для переноса, содержащий несущую подложку полиимида, полиамидимида, простого полиэфиримида или их смесей, и слой из смеси проводящего компонента, полисилоксана и биарилполикарбоната, при этом биарилполикарбонат представлен формулой/структурой, в которой m составляет около 20 мол.% и n составляет около 80 мол.%, и в котором биарилполикарбонат имеет среднечисловую молекулярную массу от около 5000 до около 100000 и среднемассовую молекулярную массу от около 8000 до около 300000

и где носитель для переноса воспринимает ксерографическое изображение и где носитель для переноса обладает модулем упругости от около 2500 до около 5000 мегапаскалей и прочностью на разрыв от около 70 до около 150 мегапаскалей, и где полисилоксан представляет собой полидиметилсилоксан, при этом проводящий компонент представляет собой углеродную сажу и соотношение углеродной сажи, биарилполикарбоната и полидиметилсилоксана составляет 12,8/87/0,2. Также описан промежуточный носитель для переноса, содержащий смесь биарилполикарбоната, полисилоксана и проводящего компонента и обладающий модулем упругости 3800 мегапаскалей и прочностью на разрыв 120 мегапаскалей, при этом смесь легко отделяется от металлической подложки и при этом биарилполикарбонат представлен указанной выше формулой/структурой, в которой m составляет 20 мол.% и n составляет 80 мол.%, и в котором биарилполикарбонат имеет среднечисловую молекулярную массу от около 5000 до около 100000 и среднемассовую молекулярную массу от около 8000 до около 300000, и где носитель для переноса воспринимает ксерографическое тонерное изображение, и в котором биарилполикарбонат имеет температуру стеклования от около 180ºС до около 300ºС. Технический результат - промежуточный носитель для переноса, обладающий улучшенной прочностью на разрыв, с высоким модулем упругости и отличными характеристиками отделения. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл., 3 пр.

1. Промежуточный носитель для переноса, содержащий несущую подложку полиимида, полиамидимида, простого полиэфиримида или их смесей и слой из смеси проводящего компонента, полисилоксана и биарилполикарбоната, при этом биарилполикарбонат представлен формулой/структурой, в которой m составляет около 20 мол.% и n составляет около 80 мол.%, и в котором биарилполикарбонат имеет среднечисловую молекулярную массу от около 5000 до около 100000 и среднемассовую молекулярную массу от около 8000 до около 300000

и где носитель для переноса воспринимает ксерографическое изображение и где носитель для переноса обладает модулем упругости от около 2500 до около 5000 мегапаскалей и прочностью на разрыв от около 70 до около 150 мегапаскалей, и где полисилоксан представляет собой полидиметилсилоксан, при этом проводящий компонент представляет собой углеродную сажу и соотношение углеродной сажи, биарилполикарбоната и полидиметилсилоксана составляет 12,8/87/0,2.

2. Промежуточный носитель для переноса по п.1, в котором m составляет 20 мол.% и n составляет 80 мол.%.

3. Промежуточный носитель для переноса по п.1, в котором m составляет 20 мол.% и n составлет 80 мол.% и где среднечисловая молекулярная масса биарилполикарбоната составляет около 38000, определенная методом гель-проникающей хроматографии.

4. Промежуточный носитель для переноса по п.1, в котором полисилоксан представляет собой сополимер простого полиэфира и полидиметилсилоксана, сополимер сложного полиэфира и полидиметилсилоксана, сополимер полиакрилата и полидиметилсилоксана или сополимер сложного полиэфира, простого полиэфира и полидиметилсилоксана.

5. Промежуточный носитель для переноса по п.1, в котором носитель для переноса обладает сопротивлением от около 10⁹ до около 10¹³ Ом/квадрат.

6. Промежуточный носитель для переноса, содержащий смесь биарилполикарбоната, полисилоксана и проводящего компонента и обладающий модулем упругости 3800 мегапаскалей и прочностью на разрыв 120 мегапаскалей, при этом смесь легко отделяется от металлической подложки и при этом биарилполикарбонат представлен формулой/структурой, в которой m составляет 20 мол.% и n составляет 80 мол.%, и в котором биарилполикарбонат имеет среднечисловую молекулярную массу от около 5000 до около 100000 и среднемассовую молекулярную массу от около 8000 до около 300000

и где носитель для переноса воспринимает ксерографическое тонерное изображение, и в котором биарилполикарбонат имеет температуру стеклования от около 180ºС до около 300ºС.