專利名稱：光導體用含高分子材料的新型阻擋層的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種在靜電成像技術(shù)中用于實現(xiàn)復印、打印、傳真等功能的信息處理器件或裝置，尤其涉及一種含有高分子材料的有機光導體的阻擋層。
背景技術(shù)：
早期的光導體是采用鋁材作為基底，基底表面通過真空鍍膜方法鍍上一層無機光導材料，如氧化鋅(ZnO)、硒(Se)、硒碲合金(SeTe)、硒碲砷合金(SeTe:As)等半導體材料，從而形成單層型的無機光導體。由于無機光導體存在一些先天不足，如產(chǎn)品毒性大、成膜時間長、成本高、品種少等缺點，因此在80年代后期，由無毒性、性能好、成本低、品種多樣的有機光導體逐步取代了無機光導體。有機光導體可分為單層型與多層型結(jié)構(gòu)。目前，主要由功能分離型多層結(jié)構(gòu)的有機光導體占主導地位。多層結(jié)構(gòu)的有機光導體中主要包括有電荷生成層(Change Generation Layer，以下也可簡稱“CGL”)和電荷傳導層(ChangeTransportation Layer，以下也可簡稱“CTL”)。在基底材料上分別鍍或涂上上述電荷生成層和電荷傳導層，進行光生載流子的生成與傳輸功能的層狀分離，以提高光導體的光電量子效率和使用壽命，上述的基底材料主要采用鋁或鋁合金材料制成。后來將光導體靜電成像技術(shù)應用于基于調(diào)制激光束的激光打印、數(shù)碼復印、傳真與集打印、復印、傳真等多功能于一體的裝置，發(fā)現(xiàn)僅由基底/電荷生成層(CGL)/電荷傳導層(CTL)組成的光導體，在使用壽命、電荷穩(wěn)定性、防干涉影像方面還存有弱點，進而采用在鋁基底表面進行氧化處理，形成一層阻擋層(Blocking Layer，以下也可簡稱為“BL層”)，以適應新一代裝置的需要，但由于鋁基表面的陽極氧化處理工藝復雜，雜質(zhì)或疵點難以消除，工藝控制難度較高，處理成本較大，較難適應市場的要求與發(fā)展，進而找到了一種替代陽極化層的工藝與方法，即在基底表面鍍上一層均勻的由有機材料構(gòu)成的薄膜。常規(guī)的鍍膜阻擋層(BL)材料主要包含高分子成膜材料和粉末填充材料，有時也可僅由高分子材料構(gòu)成。這種采用在鋁基表面直接涂膜的方法，既可穩(wěn)定電荷，又可覆蓋基底表面的瑕疵，因此，不僅簡化了繁雜的陽極化工藝，而且還可極大地降低制造成本。但這種光導體用含高分子材料的阻擋層還存在一些問題如在涂覆阻擋層(BL)后，須立即進行烘烤并固化，否則會污染隨后進行的電荷生成層(CGL)鍍膜溶液，這就給工藝及生產(chǎn)設備的組成造成了一定的難度；此外，某些鍍層或涂層在穩(wěn)定電荷的同時也會累積電荷，從而使殘留電荷逐步增加，進而影響圖像輸出品質(zhì)；另一方面，熱處理后的阻擋層(BL)與隨后涂覆的電荷生成層(CGL)界面結(jié)合較弱，從而形成較強的界面勢壘，因而不利于電荷載流子的遷移，或者所形成的薄膜對充電電荷接受性差。此外，在某些條件下，還會引起界面光干涉現(xiàn)象，從而影響圖像的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述光導體阻擋層(BL)的缺點，本發(fā)明提供一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，該新型阻擋層(BL)的配方材料可以直接涂覆在鋁、鋁合金、其它金屬、或其它具有導電性能的基底材料表面，涂覆后的阻擋層可不經(jīng)過烘干，而直接在其表面分別鍍上電荷生成層(CGL)、電荷傳導層(CTL)；涂覆有這種阻擋層的光導體表面充電后，可使充電電荷保持穩(wěn)定，又能在合適的時間內(nèi)有效釋放，讓相關(guān)的電荷載流子適當遷移通過，不形成較高的殘余電位；另外可以在鍍層膜的表面形成一定的粗糙度，使入射光束進行漫反射，不形成光干涉現(xiàn)象；還能與后面的電荷生成層(CGL)形成較好的結(jié)合力。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，該基底表面的阻擋層中包含有高分子成膜材料和超細碳材料，高分子成膜材料可以由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯咪唑、聚醚、聚丙烯酸、尼龍、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、羧甲基纖維素、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚馬來酸、羥丙基纖維素、淀粉衍生物、黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸脂等高分子材料中的一種或幾種材料組成，超細碳材料可以由超細碳納米微粒(CarbonNanoparticles)、碳納米管(Carbon Nanotubes)、石墨粉末、碳黑微粒或它們的處理物、衍生物、聚集體中的一種或幾種材料組成，高分子成膜材料和超細碳材料的重量比可在40％～99.99％的范圍之間。
本發(fā)明的有益效果是，可使光導體在制造工藝、圖像輸出、品質(zhì)穩(wěn)定等方面都能得到了較大的改進與提高，制造成本得到降低，另外還能調(diào)節(jié)涂層的顏色背景，獲得不同視覺效果。
具體實施例方式
本發(fā)明的光導體用含高分子材料的新型阻擋層涂層中一般包含有高分子成膜材料、無機物粉體材料和超細碳材料三種材料，其中高分子成膜材料，主要起到骨架支撐和粘合的作用，可以由以下一種或幾種材料組合而成如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯咪唑、聚醚、聚丙烯酸、尼龍、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、羧甲基纖維素、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚馬來酸、羥丙基纖維素、淀粉衍生物、黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸脂等高分子材料。
無機物粉體材料，主要起填充、增強、光散射等作用，可以由以下一種或幾種材料組成如碳酸鈣、硫酸鋇、鈦白粉、白炭黑、滑石粉、氧化鋁、二氧化錫、氧化銻、二氧化硅、氧化鐵、硫化鋅、氧化鋅和其它經(jīng)表面處理過的相應超細粉體。它們的粒徑一般可控制在1納米到10微米的范圍之間，最好控制在50納米到1微米的范圍之間，太粗了會引起次品點，或填充、混合效果不好。
超細碳材料，主要起調(diào)節(jié)電荷穩(wěn)定性、改善電荷的累積、增加表面結(jié)合力，以及增加膜內(nèi)材料的相互作用與混合，它可以由以下一種或幾種材料組成，主要為超細碳納米微粒、碳納米管、石墨粉末、碳黑微粒或它們的處理物和衍生物、聚集體。其粒徑一般可控制在1納米到10微米范圍之間，最好控制在1納米到1微米范圍之間。由于超細碳材料具有一定的導電性能，顆粒細，分散性能好，可起調(diào)節(jié)電荷穩(wěn)定性、改善電荷的累積作用。其中的碳納米微粒和碳納米管可分別由電弧放電法、燃燒法、等離子體法、催化法或其它方法制得。
其中的高分子成膜材料和無機物粉體材料的重量比例一般可在(0.5～99.5)∶(99.5～0.5)范圍內(nèi)變化，較好的控制范圍可在(20～80)∶(80～20)之間，超細碳材料一般占組份總重量的0.001％～60％。
在上述的實施方案中，也可不采用無機物粉體材料，而只使用高分子成膜材料和超細碳材料這兩種材料組成。其高分子成膜材料和超細碳材料的重量比一般為可控制在40％～99.99％之間，最好控制在85％～99.99％范圍內(nèi)。
本發(fā)明光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其具體實施的工藝方法如下將無機物粉體材料、超細碳材料按比例混合后，置入球磨機內(nèi)進行研磨、分散、混合，達到顆粒均勻后，再加入溶劑和高分子材料，在15℃至95℃之間及在1到3個大氣壓的壓力范圍內(nèi)，即可配制成穩(wěn)定均勻的阻擋層溶液。溶劑可以是下面的一種或幾種乙醚、丁醚、乙酸、丙酮、丁酮、戌酮、環(huán)乙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、三氯苯、環(huán)己烷、N-甲苯吡咯烷酮、四氫呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺，乙醇、甲醇、正丙醇、乙丙醇、丁醇、異丁醇。具體實施例如下實施例1稱取高分子成膜材料聚氧化乙烯8份、聚酰胺7份、處理過的碳納米微粒0.5份，碳納米管0.5份，混合均勻后加入球磨機中，再稱取異丙醇85份，甲苯5份，二氯甲烷5份，混合后加入球磨機中，在常壓及65℃～75℃溫度控制條件下，研磨15小時，然后進行過濾，得到分散均勻的阻擋層涂液。
實施例2稱取高分子成膜材料聚乙烯醇2份、聚丙烯酸3份、白炭黑2份、硫酸鋇3份、氧化鋁5份、表面處理的碳納米管0.5份，混合均勻后加入球磨機中，同時稱取環(huán)己烷90份、正丙醇10份、丁酮5份混合，也加入球磨機中，并加以1.5個大氣壓，在70℃～80℃的溫度下研磨12～24小時，然后進行過濾，可得到分散均勻的阻擋層涂液。
實施例3稱取高分子成膜材料聚碳酸酯6份、聚氨酯3份、氧化鋁3份，碳納米微粒1份，碳黑微粒0.5份，混合均勻后加入球磨機中，同時稱取四氫呋喃80份，甲苯10份進行混合，也加入球磨機中，并在常壓和50℃～60℃溫度控制條件下，研磨20小時左右，然后進行過濾，得到分散均勻的阻擋層涂液。
將配制的阻擋層(BL層)涂液均勻涂布在已清洗烘干后的基底上，經(jīng)涼干或烘干后可制得均勻的薄膜，薄膜厚度可在0.5μm～50μm范圍內(nèi)進行調(diào)控，然后再分別涂上電荷生成功能的電荷生成層(CGL)和電荷傳輸功能的電荷傳導層(CTL)，這樣便構(gòu)成了具有影像輸出功能的光導體。
權(quán)利要求
1.一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于基底表面的阻擋層(BL)中包含有高分子成膜材料和超細碳材料，高分子成膜材料可以由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯咪唑、聚醚、聚丙烯酸、尼龍、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、醇酸樹脂、聚氨酯、聚甲基丙烯酸酯、羧甲基纖維素、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚馬來酸、羥丙基纖維素、淀粉衍生物、黃原膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚碳酸脂等高分子材料中的一種或幾種材料組成，超細碳材料可以由超細碳納米微粒(Carbon Nanoparticles)、碳納米管(CarbonNanotubes)、石墨粉末、碳黑微?；蛩鼈兊奶幚砦?、衍生物、聚集體中的一種或幾種材料組成，高分子成膜材料與超細碳材料的重量比可在40％～99.99％的范圍之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于高分子成膜材料與超細碳材料的重量比可在85％～99.99％的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于所述的阻擋層中還可含有無機物粉體材料，該無機物粉體材料可以由碳酸鈣、硫酸鋇、鈦白粉、白炭黑、滑石粉、氧化鋁、二氧化錫、氧化銻、二氧化硅、氧化鐵、硫化鋅、氧化鋅和其它經(jīng)表面處理過的相應超細粉體中的一種或幾種材料組成，無機物粉體材料與高分子成膜材料的重量比一般在(0.5～99.5)∶(99.5～0.5)之間，超細碳材料一般占組份總重量的0.001％～60％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于所述的無機物粉體材料與高分子成膜材料的重量比可為(20～80)∶(80～20)范圍之間，超細碳材料可占組份總重量的0.001％～30％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于無機物粉體材料和超細碳材料的粒徑分別控制在1納米到10微米的范圍之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于無機物粉體材料的粒徑在50納米到1微米的范圍之間，超細碳材料的粒徑在1納米到1微米的范圍之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于所述的超細碳材料中的碳納米微?？捎呻娀》烹姺ā⑷紵?、等離子體法、催化法或其它方法制得。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，其特征在于所述的超細碳材料中的碳納米管可由電弧放電法、燃燒法、等離子體法、催化法或其它方法制得。
全文摘要
一種光導體用含高分子材料的新型阻擋層，該基底表面的阻擋層中包含有高分子成膜材料和超細碳材料，高分子成膜材料可以由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇等高分子材料中的一種或幾種材料組成，超細碳材料可以是超細碳納米微粒、碳納米管、石墨粉末、碳黑微?；蛩鼈兊奶幚砦锖脱苌铩⒕奂w中的一種或幾種材料組成，高分子成膜材料和超細碳材料的重量比一般在40％～99.99％，其中還可含有無機物粉體材料，其優(yōu)點是，可使光導體在制造工藝、圖像輸出、品質(zhì)穩(wěn)定等方面都能得到了較大的改進與提高，制造成本得到降低，另外還能調(diào)節(jié)涂層的顏色背景，獲得不同視覺效果。
文檔編號G03G5/02GK1719342SQ200410041098
公開日2006年1月11日 申請日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者余榮清 申請人:蘇州恒久光電科技有限公司