專利名稱：光電導(dǎo)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此描述了光電導(dǎo)元件，和更具體地包括外涂層的層狀元件，該外涂層包括至少酚化合物和輸電化合物的固化或基本交聯(lián)產(chǎn)物。輸電化合物包含例如至少一個(gè)烷氧基烷基，如烷氧基甲基。
背景技術(shù)：
外涂覆的光電導(dǎo)元件具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括例如(1)涂料對輸電層的優(yōu)異涂覆特性和粘附性及在涂覆期間避免包括輸電層的下面層的擾動(dòng)；(2)能夠產(chǎn)生優(yōu)異的圖像質(zhì)量；(3)顯示機(jī)械穩(wěn)健性，例如承受至多1,500,000次成像循環(huán)，和顯示延長的磨損特性；和(4)具有輸送空穴和抗圖像刪除的能力。
在此所述的光電導(dǎo)元件可用于例如電子照相成像設(shè)備和靜電復(fù)印成像設(shè)備、印刷工藝、彩色成像工藝、復(fù)印/印刷/掃描/傳真組合系統(tǒng)等。光電導(dǎo)元件可以是例如感光體，并且可具有任何合適的形式，例如板或轉(zhuǎn)鼓形式。
感光元件如電子照相或光電導(dǎo)元件，包括感光體或光電導(dǎo)體，典型地包括例如在導(dǎo)電襯底上或在襯底和光電導(dǎo)層之間的層上形成的光電導(dǎo)層。光電導(dǎo)層是黑暗中的絕緣體，使得電荷保留在它的表面上。在對光曝光時(shí)，電荷消失，并且可以將圖像在其上形成，使用顯影劑材料顯影，轉(zhuǎn)印到復(fù)印襯底，和熔凝到其上以形成拷貝或印刷物。
先進(jìn)的成像系統(tǒng)基于使用小直徑感光體轉(zhuǎn)鼓。小直徑轉(zhuǎn)鼓的使用對感光體壽命有益。可限制感光體壽命的因素是磨損。小直徑轉(zhuǎn)鼓感光體特別易受磨損影響，這是由于可要求約3-10轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓以成像單字母尺寸頁。為復(fù)制單字母尺寸頁的小直徑轉(zhuǎn)鼓的多個(gè)轉(zhuǎn)數(shù)可因此要求來自感光體轉(zhuǎn)鼓的約1百萬或更多循環(huán)以獲得100,000個(gè)印刷物，這是商業(yè)系統(tǒng)所希望的印刷物工作目標(biāo)。
對于低容積復(fù)印機(jī)和打印機(jī)，偏壓帶電輥(BCR)是所需的，這是由于在圖像循環(huán)期間產(chǎn)生較少或不產(chǎn)生臭氧。然而，在帶電期間由BCR產(chǎn)生的微電暈損害感光體，導(dǎo)致成像表面，例如輸電層的曝光表面的快速磨損。更具體地，磨損速率可以高至約10微米每100,000次成像循環(huán)。

發(fā)明內(nèi)容
在實(shí)施方案中，描述了包括襯底、生電層、輸電層和外涂層的光電導(dǎo)成像元件，該外涂層包括至少酚化合物和輸電化合物的基本交聯(lián)產(chǎn)物。
在另外的實(shí)施方案中，描述了由式A-(L-OR)n表示的分子和制備該分子的方法，其中A表示輸電組分，L表示連接基團(tuán)，O表示氧，R表示烴基，如烷基，和n表示重復(fù)鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。
在另外的實(shí)施方案中，公開了包括至少酚化合物和輸電化合物的外涂層涂料組合物，其中輸電化合物由式A-(L-OR)n表示，其中A表示輸電組分，L表示連接基團(tuán)，O表示氧，R表示烴基，如烷基，和n表示重復(fù)鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。
具體實(shí)施例方式
本公開內(nèi)容總體上涉及光電導(dǎo)元件如光電導(dǎo)體、感光體等，例如它們可用于電子照相或靜電復(fù)印成像工藝。光電導(dǎo)元件具有外涂層，該外涂層可達(dá)到對輸電層的粘附和顯示優(yōu)異的涂覆質(zhì)量。因此，獲得的成像元件達(dá)到優(yōu)異的圖像質(zhì)量和機(jī)械穩(wěn)健性。保護(hù)性外涂層可增加感光體器件的外來壽命和當(dāng)用于成像裝置時(shí)可保持良好的印刷質(zhì)量和/或耐刪除性。
外涂層包括至少酚醛樹脂和/或酚化合物和輸電化合物的固化或基本交聯(lián)產(chǎn)物。酚類外涂層可進(jìn)一步包括聚合物基料。
固化在此表示例如其中外涂層涂料溶液中的酚醛樹脂和/或酚化合物彼此反應(yīng)和/或與輸電化合物反應(yīng)以形成基本交聯(lián)產(chǎn)物的狀態(tài)?；窘宦?lián)在實(shí)施方案中表示例如其中外涂層涂料組合物的約60％-100％反應(yīng)性組分，例如約70％-100％或約80％-100％的狀態(tài)。
在實(shí)施方案中，在對成像元件先前形成的結(jié)構(gòu)施涂外涂層涂料組合物之后進(jìn)行反應(yīng)性組分的固化或交聯(lián)。外涂層涂料組合物因此包括至少酚醛樹脂和/或酚化合物和輸電化合物。
在實(shí)施方案中，外涂層包括至少酚化合物和輸電化合物的固化或基本交聯(lián)產(chǎn)物。術(shù)語″酚化合物″可包括在此公開的酚醛樹脂。
輸電化合物可以由式A-(L-OR)n表示，其中A表示輸電組分，L表示連接基團(tuán)，O表示氧，R表示烴基，和n表示重復(fù)鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。例如，連接基團(tuán)是具有1-約8個(gè)碳原子，如1-約5個(gè)碳原子的亞烷基，和″n″是1-約8，如1-約5的整數(shù)。
″烴基″可表示通過從烴中除去氫原子所形成的單價(jià)基團(tuán)。烴基的例子包括烷基、芳基、苯基等。在此使用的合適烴基可具有1-約25個(gè)碳原子，如1-約15個(gè)碳原子或1-約8個(gè)碳原子。在實(shí)施方案中，烴基是烷基，該烷基可以是線性或支化的，具有1-25個(gè)碳原子，如1-約15個(gè)碳原子或1-約8個(gè)碳原子。如果烴基是烷基，則(L-OR)可以稱為烷氧基烷基。
特別地，烴基通過其氧原子由連接基團(tuán)連接到輸電組分。連接基團(tuán)可以是亞烷基連接基團(tuán)，如亞甲基、亞乙基、亞丙基等。
在實(shí)施方案中，輸電組分A選自叔芳基胺、吡唑啉、腙、二唑和茋。在另外的實(shí)施方案中，A選自如下基團(tuán) 和其中R1-R23每個(gè)是氫原子，例如具有1-約20個(gè)碳原子，如1-約10個(gè)碳原子的烷基，具有1-約10個(gè)碳原子，如1-約5的烷氧基，或鹵素原子，如氟、氯、溴、碘和砹。在實(shí)施方案中，烷基可以是線性、支化或環(huán)狀的并且包括例如甲基、乙基、丙基、異丙基等。
由式A-(L-OR)n表示的輸電化合物可以由各種方法制備。在實(shí)施方案中，在催化劑存在下將A-(L-OH)n與R-OH混合。在催化劑存在下在A-(L-OH)n和R-OH之間發(fā)生縮合反應(yīng)以產(chǎn)生A-(L-OR)n和水。如以上解釋，A表示輸電組分，L表示連接基團(tuán)，OH表示羥基，R表示烴基，和n表示重復(fù)鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。一旦完成縮合反應(yīng)，則從溶劑中除去催化劑。
在實(shí)施方案中，產(chǎn)生由式A-(CH2-OR)n表示的輸電化合物。在這樣的實(shí)施方案中，在催化劑存在下A-(CH2-OH)n與R-OH反應(yīng)，并且A表示輸電組分，OH表示羥基，R表示具有1-15個(gè)碳的烷基，和n表示重復(fù)鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。
催化劑可以是無機(jī)酸如鹽酸、硫酸、硝酸等，及其衍生物；有機(jī)酸如乙酸、三氟乙酸、草酸、甲酸、乙醇酸、乙醛酸、甲苯磺酸等；或聚合酸如聚(丙烯酸)、氯乙烯-乙酸乙烯酯-馬來酸共聚物、聚(苯乙烯磺酸)等。也可以采用任何合適酸的混合物。
在實(shí)施方案中，催化劑可以是固態(tài)催化劑如酸性二氧化硅、酸性氧化鋁和聚(苯乙烯磺酸)。固態(tài)催化劑的其它例子包括AMBERLITE15、AMBERLITE 200C、AMBERLYST 15或AMBERLYST 15E(都是Rohm & Haas Co.的產(chǎn)品)，DOWEX MWC-1-H、DOWEX 88或DOWEX HCR-W2(都是Dow Chemical Co.的產(chǎn)品)，LEWATITSPC-108、LEWATIT SPC-118(兩者是Bayer A.G.的產(chǎn)品)，DIAIONRCP-150H(Mitsubishi Kasei Corp.的產(chǎn)品)，SUMKAION K-470、DUOLITE C26-C、DUOLITE C-433或DUOLITE 464(都是SumitomoChemical Co.，Ltd.的產(chǎn)品)，NAFION-H(Du Pont的產(chǎn)品)，和/或PUROLITE(AMP Ionex Corp.的產(chǎn)品)。
在輸電化合物的制備中，A-(L-OH)n材料存在的數(shù)量可以為反應(yīng)混合物的約5wt％-約30wt％，如約10wt％-約25wt％。R-OH存在的數(shù)量可以為反應(yīng)混合物的約50wt％-約95wt％，如約65wt％-約95wt％。催化劑存在的數(shù)量可以為反應(yīng)混合物的約0.5wt％-約10wt％，如約1wt％-約6wt％。
外涂層涂料組合物可包含約3wt％-約80wt％輸電化合物，如約3wt％-約40wt％或約5wt％-約40wt％或如3wt％-約30wt％和3wt％-約20wt％輸電化合物。
外涂層涂料組合物也包括酚化合物。酚化合物表示例如任何芳族有機(jī)化合物，其中存在至少一個(gè)苯環(huán)與一個(gè)或多個(gè)連接到其上的羥基。酚化合物因此也可表示酚醛樹脂，如甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂或酚醛清漆型酚醛樹脂。
在實(shí)施方案中，在此使用的酚化合物可以是任何種類酚化合物，例如包括苯酚自身及其衍生物、甲階酚醛樹脂、二甲苯酚、間苯二酚、萘酚等。
在實(shí)施方案中，酚化合物也可起反應(yīng)物的作用以得到酚醛樹脂產(chǎn)物。酚醛樹脂在此表示例如酚化合物與另外化合物如醛(例如甲醛或乙醛)或糠醛的縮合產(chǎn)物。甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂可以在堿催化劑存在下通過酚和醛之間的反應(yīng)形成。酚醛清漆型樹脂可以在酸催化劑存在下通過酚和醛之間的反應(yīng)形成。當(dāng)然，合適的酚醛樹脂也可以商業(yè)獲得。
在實(shí)施方案中，酚醛樹脂可以是甲階酚醛樹脂型酚醛樹脂。樹脂的重均分子量可以為例如約300-約50,000，如約500-35,000或約1,000-約35,000?？梢栽诖瞬捎玫姆尤渲ɡ鏟L4852(Gun’eiKagaku Kogyo K.K.)，與苯酚、對叔丁基苯酚和甲酚的甲醛聚合物，如VARCUM29159和29101(OxyChem Company)和DURITE97(Borden Chemical)，與氨、甲酚和苯酚的甲醛聚合物，如VARCUM29112(OxyChem Company)，與4，4′-(1-甲基亞乙基)雙酚的甲醛聚合物，如VARCUM29108和29116(OxyChem Company)，與甲酚和苯酚的甲醛聚合物，如VARCUM29457(OxyChem Company)，DURITESD-423A，SD-422A(Borden Chemical)，或與苯酚和對叔丁基苯酚的甲醛聚合物，如DURITEESD 556C(Borden Chemical)。
在實(shí)施方案中，酚醛樹脂可以是酚醛清漆樹脂。樹脂的重均分子量可以為約300-約50,000，如約500-35,000或約1,000-約35,000，如由已知方法，如凝膠滲透色譜測定。這些酚醛樹脂的例子是例如471×75(由HY283酰胺硬化劑固化)，ARALDITE PT810，ARALDITEMY720，和ARALDITE EPN 1138/1138A-84(多官能環(huán)氧和環(huán)氧酚醛清漆樹脂)，來自Ciba-Geigy；ECN 1235，1273和1299(環(huán)氧甲酚酚醛清漆樹脂)，來自Ciba-Geigy；TORLON AI-10(聚(酰胺酰亞胺)樹脂)，來自Amoco；THIXON 300/301，來自Whittaker Corp.；TACTIX(三(羥苯基)甲烷類環(huán)氧樹脂、唑烷酮改性的三(羥苯基)甲烷類環(huán)氧樹脂，和多官能環(huán)氧類酚醛清漆樹脂)，來自Dow Chemical；和EYMYD樹脂L-20N(聚酰亞胺樹脂)，來自Ethyl Corporation等。
在實(shí)施方案中，當(dāng)酚化合物和酚醛樹脂兩者都存在時(shí)，外涂層涂料組合物中可包括約1wt％-約30wt％酚化合物，如約2wt％-約15wt％酚化合物。在實(shí)施方案中，當(dāng)酚化合物和酚醛樹脂兩者都存在時(shí)，外涂層涂料組合物可包括約10wt％-約70wt％酚醛樹脂，如約30wt％-約65wt％酚醛樹脂，或如1wt％-約30wt％和約2wt％-約20wt％酚醛樹脂。
在實(shí)施方案中，當(dāng)僅存在酚化合物時(shí)，外涂層涂料組合物中可包括約1wt％-約70wt％酚化合物，如約2wt％-約60wt％。當(dāng)僅存在酚醛樹脂時(shí)，外涂層涂料組合物中可包括約10wt％-約70wt％酚醛樹脂，如約15wt％-約60wt％或如約1wt％-約30wt％酚醛樹脂和約2wt％-約20wt％。
外涂層涂料組合物的組分可以在涂料溶劑中分散。可以選擇用作外涂層涂料組合物中涂料溶劑的組分的例子包括酮、醇、芳族烴、鹵代脂族烴、醚、酰胺、酯等。溶劑的具體例子包括環(huán)己酮、丙酮、甲乙酮、甲醇、乙醇、1-丁醇、戊醇、1-甲氧基-2-丙醇、甲苯、二甲苯、氯苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、三氯乙烯、四氫呋喃、二烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸甲氧基乙酯等。
在此適用的溶劑應(yīng)當(dāng)不干擾外涂層涂料組合物或光電導(dǎo)元件結(jié)構(gòu)的其它組分，并且在固化期間從外涂層涂料組合物中蒸發(fā)。在實(shí)施方案中，溶劑在外涂層涂料組合物中存在的數(shù)量為外涂層涂料組合物的約50wt％-約90wt％，如約50wt％-約80wt％。
外涂層涂料組合物可進(jìn)一步包括任選的組分如聚合物基料等。聚合物基料可用于達(dá)到改進(jìn)的涂覆和涂覆均勻性。
聚合物基料可包括如下物質(zhì)的一種或組合熱塑性和熱固性樹脂如聚酰胺、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇縮乙醛、苯醚樹脂、對苯二甲酸樹脂、苯氧基樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯腈共聚物、纖維素成膜劑、聚(酰胺酰亞胺)、蜜胺-甲醛樹脂等。這些聚合物可以是嵌段、無規(guī)或交替共聚物。聚合物基料如聚乙烯醇縮丁醛(PVB)可提供涂料的所需流變，并可改進(jìn)外涂膜的涂覆質(zhì)量。在實(shí)施方案中，聚合物基料是聚乙烯醇縮丁醛。
在實(shí)施方案中，如果存在的話，聚合物基料在外涂層涂料組合物中存在的數(shù)量為外涂層涂料組合物的約1wt％-約50wt％，如約1wt％-約25wt％或約5wt％-約20wt％或如約1wt％-約15wt％。
外涂層涂料組合物可以由任何合適的施涂技術(shù)，如噴涂、浸涂、輥涂、繞絲棒涂等施涂。在實(shí)施方案中，外涂層涂料組合物可以涂覆到光電導(dǎo)成像元件的任何層，如輸電層、生電層、組合輸電/生電層等之上。
在將外涂層涂料組合物涂覆到感光體器件上之后，涂料組合物可以在約50℃-約250℃，如約80℃-約200℃或約100℃-約175℃的溫度固化?？梢詫⒊练e的外涂層由任何合適的技術(shù)，如烘箱干燥、紅外輻射干燥等固化。
固化可需要約1分鐘-約80分鐘，如約10分鐘-約60分鐘。固化反應(yīng)基本形成交聯(lián)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)與有機(jī)溶劑接觸外涂層部分或完全不溶解時(shí)可確認(rèn)該結(jié)構(gòu)。因此，有機(jī)溶劑可用于確認(rèn)交聯(lián)產(chǎn)物的形成。如果形成基本交聯(lián)的產(chǎn)物，有機(jī)溶劑通常不溶解外涂層的任何組分。這種合適的有機(jī)溶劑可包括亞烷基鹵化物，如二氯甲烷；醇，如甲醇、乙醇、苯酚等；酮，如丙酮等。如需要，任何合適的有機(jī)溶劑及其混合物可用于確認(rèn)基本交聯(lián)外涂層的形成。
在實(shí)施方案中，首先通過混合酚醛樹脂和/或酚化合物與醇溶液中的輸電化合物和酸催化劑來制備外涂層涂料組合物。在實(shí)施方案中，任選的組分可以混入外涂層涂料組合物中。
此外，外涂層可以由輸電化合物和酚醛樹脂和/或酚化合物的反應(yīng)形成以形成交聯(lián)產(chǎn)物。當(dāng)輸電化合物在酚醛樹脂和/或酚化合物存在下時(shí)，-OR基團(tuán)成為離去基團(tuán)和亞烷基連接基團(tuán)L成為亞烷基陽離子。此亞烷基陽離子與酚醛樹脂和/或酚化合物反應(yīng)以形成產(chǎn)物。這樣的反應(yīng)可采用輸電化合物上存在的每個(gè)-OR基團(tuán)進(jìn)行。在這些組分中此反應(yīng)的重復(fù)形成高分子量連接和基本交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施方案中，此反應(yīng)在酸催化劑存在下進(jìn)行。
外涂層涂料組合物可任選地包括酸催化劑以協(xié)助固化。酸催化劑可以是無機(jī)酸如鹽酸、硫酸、硝酸等及其衍生物；有機(jī)酸如乙酸、三氟乙酸、草酸、甲酸、乙醇酸、乙醛酸、甲苯磺酸等；或聚合酸如聚(丙烯酸)、氯乙烯-乙酸乙烯酯-馬來酸共聚物、聚(苯乙烯磺酸)等。酸催化劑可以是甲磺酸、苯磺酸、萘磺酸等及其衍生物。也可以采用任何合適酸的混合物。在實(shí)施方案中，酸催化劑的衍生物是指例如其鹽，例如與有機(jī)堿，如吡啶、哌啶等的鹽。
在實(shí)施方案中，如果存在的話，催化劑在外涂層涂料組合物中存在的數(shù)量為外涂層涂料組合物的約0.01wt％-約15wt％，如約0.1wt％-約10wt％或約0.5wt％-約5wt％或約0.001wt％-約5wt％，如約0.001wt％-約4wt％。
在一個(gè)反應(yīng)序列中，輸電化合物，如輸電化合物和酚化合物反應(yīng)以形成基本交聯(lián)的化合物如下。
方案1在其它實(shí)施方案中，輸電化合物可以不與酚化合物交聯(lián)但可以均勻地在整個(gè)酚化合物基本交聯(lián)的產(chǎn)物中分散。
在此所述的外涂層可以是連續(xù)的并且厚度可小于約75微米，例如約0.1微米-約60微米，如約0.1微米-約50微米或約1-約25微米。
此處在實(shí)施方案中公開的外涂層可獲得對光電導(dǎo)成像元件的輸電層或其它相鄰層的優(yōu)異粘合而不顯著消極地影響成像元件的電性能到不可接受的程度。
光電導(dǎo)元件在實(shí)施方案中是包括襯底、任選導(dǎo)電層、任選中間涂層、任選粘合層、生電層、輸電層和上述外涂層的多層感光體。
在實(shí)施方案中，光電導(dǎo)元件進(jìn)一步包括導(dǎo)電襯底層。
選擇用于光電導(dǎo)成像元件的襯底層的說明性例子，并且該襯底可以是已知襯底和可以是不透明或基本透明的，包括絕緣材料的層，該絕緣材料包括無機(jī)或有機(jī)聚合物材料，如MYLAR，市售聚合物，包含鈦的MYLAR，具有半導(dǎo)表面層的有機(jī)或無機(jī)材料層，如氧化銦錫、或在其上布置的鋁，或包括鋁、鉻、鎳、黃銅的導(dǎo)電材料等。襯底可以是柔性、無縫、或剛性的，并可具有許多不同的構(gòu)型，如板、圓筒形轉(zhuǎn)鼓、卷軸、環(huán)狀柔性帶等。在一個(gè)實(shí)施方案中，襯底為無縫柔性帶形式。在一些狀況下，可能需要在襯底的背上涂覆防卷曲層，如以MAKROLON購得的聚碳酸酯材料，特別是當(dāng)襯底是柔性有機(jī)聚合物材料時(shí)。
襯底層的厚度依賴于許多因素，包括所需的特性和經(jīng)濟(jì)考慮，因此此層可以具有相當(dāng)大的厚度，如大于3,000微米，如約3,000-約7,000微米或具有最小厚度，如至少約50微米，條件是對元件沒有顯著的不利影響。在實(shí)施方案中，此層的厚度為約75微米-約300微米。
如果使用導(dǎo)電層，它在襯底上布置。在此與許多不同類型層相關(guān)使用的術(shù)語″在...之上″，以及術(shù)語″在...之下″應(yīng)當(dāng)理解為不限于其中規(guī)定的層是鄰近的情況。而是該術(shù)語表示層的相對布置并且包括在規(guī)定層之間包括未規(guī)定中間層的情況。
用于導(dǎo)電層的合適材料包括鋁、鋯、鈮、鉭、釩、鉿、鈦、鎳、不銹鋼、鉻、鎢、鉬、銅等及其混合物和合金。
導(dǎo)電層的厚度在一個(gè)實(shí)施方案中是約20埃-約750埃，和在另一個(gè)實(shí)施方案中為約50埃-約200埃，用于導(dǎo)電性、柔韌性和光透射的合適組合。然而如需要，導(dǎo)電層可以是不透明的。
導(dǎo)電層可以由已知的涂覆技術(shù)，如溶液涂覆、蒸氣沉積和濺射施涂。在實(shí)施方案中，導(dǎo)電層由真空沉積施加。也可以使用其它合適的方法。
如果采用中間涂層，則它可以在襯底之上，但在生電層之下布置。中間涂層在本領(lǐng)域有時(shí)稱為空穴阻擋層。
在此使用的合適中間涂層包括聚合物，如聚乙烯醇縮丁醛、環(huán)氧樹脂、聚酯、聚硅氧烷、聚酰胺、聚氨酯等，含氮硅氧烷或含氮鈦化合物，如三甲氧基甲硅烷基丙基乙二胺、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、4-氨基苯磺?；佀岙惐?、鈦酸二(十二烷基苯磺酰基)酯、二(4-氨基苯甲酰基)異硬脂?；佀岙惐ァ⑷?N-乙基氨基)鈦酸異丙酯、三苯鄰甲內(nèi)酰氨基(anthranilo)鈦酸異丙酯、三(N，N-二甲基-乙基氨基)鈦酸異丙酯、鈦-4-氨基苯磺酸鹽羥乙酸鹽、鈦4-氨基苯甲酸鹽異硬脂酸鹽羥乙酸鹽、γ-氨基丁基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、和γ-氨基丙基三甲氧基硅烷，如在美國專利4,338,387、美國專利4,286,033和美國專利4,291,110中公開。
中間涂層可以由任何合適的常規(guī)技術(shù)如噴涂、口模式涂覆、浸涂、拉伸棒涂、凹版印刷涂覆、絲網(wǎng)印刷、空氣刀涂、反向輥涂、真空沉積、化學(xué)處理等施涂為涂層。為方便獲得層，中間涂層可以采用稀溶液的形式施涂，在涂層沉積之后由常規(guī)技術(shù)如由真空、加熱等除去溶劑。可以由任何合適的技術(shù)如烘箱干燥、紅外輻射干燥、空氣干燥等達(dá)到沉積涂料的干燥。
在制造光電導(dǎo)成像元件中，沉積生電層并可以將輸電層采用生電層和輸電層在不同的層中的層壓型構(gòu)型或采用生電層和輸電層在相同層中的單層構(gòu)型與基料樹脂一起沉積到襯底表面上。在實(shí)施方案中，將生電層在輸電層之前施加。
將生電層布置在中間涂層之上。如果不使用中間涂層，則將生電層布置在襯底之上。在實(shí)施方案中，生電層由如下物質(zhì)組成硒及硒和砷、碲、鍺等的合金的無定形膜，氫化無定形硅和由真空蒸發(fā)或沉積制造的硅和鍺、碳、氧、碳等的化合物。生電層也可包括在成膜聚合物基料中分散和由溶劑涂覆技術(shù)制造的結(jié)晶硒和它的合金的無機(jī)顏料；II-VI族化合物；和有機(jī)顏料如喹吖啶酮、多環(huán)顏料如二溴三苯并[cd，jk]芘-5，10-二酮顏料、苝和紫環(huán)酮(perinone)二胺，多核芳族醌，包括雙-、三-和四-偶氮類的偶氮顏料等。在實(shí)施方案中，生電層包括至少酞菁。
酞菁已經(jīng)用作光生材料，該光生材料用于使用紅外曝光系統(tǒng)的激光打印機(jī)。對于曝光于低成本半導(dǎo)體激光二極管曝光設(shè)備的感光體需要紅外敏感度。酞菁的吸收光譜和感光性依賴于化合物的中心金屬原子。許多金屬酞菁已被報(bào)導(dǎo)并且包括氧釩酞菁、氯鋁酞菁、銅酞菁、氧鈦酞菁、氯鎵酞菁、羥基鎵酞菁、鎂酞菁和無金屬酞菁。酞菁以許多晶形存在，并且對光生具有強(qiáng)烈影響。
任何合適的聚合物成膜基料材料可以用作生電(光生)基料層中的基體。典型的聚合物成膜材料包括例如描述于美國專利3,121,006的那些，該文獻(xiàn)的整個(gè)公開內(nèi)容在此引入作為參考。因此，典型的有機(jī)聚合物成膜基料包括熱塑性和熱固性樹脂如聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚芳基醚、聚芳基砜、聚丁二烯、聚砜、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇縮乙醛、聚酰胺、聚酰亞胺、氨基樹脂、苯醚樹脂、對苯二甲酸樹脂、苯氧基樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚苯乙烯和丙烯腈共聚物、聚氯乙烯、氯乙烯和乙酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯共聚物、醇酸樹脂、纖維素成膜劑、聚(酰胺酰亞胺)、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-偏二氯乙烯共聚物、苯乙烯-醇酸樹脂、聚乙烯基咔唑等。這些聚合物可以是嵌段、無規(guī)或交替共聚物。
光生組合物或顏料可以在樹脂基料組合物中以各種數(shù)量存在。然而，通常約5vol％-約90vol％光生顏料在約10vol％-約95vol％樹脂基料中分散，和典型地約20vol％-約30vol％光生顏料在約70vol％-約80vol％樹脂基料組合物中分散。光生體層也可以由真空升華制造，在該情況下沒有基料。
在實(shí)施方案中，任何合適的技術(shù)可用于混合并隨后施涂光生層涂料混合物。典型的施涂技術(shù)包括噴涂、浸涂、輥涂、繞絲棒涂、真空升華等。對于一些應(yīng)用，生電層可以采用點(diǎn)或線圖案制造。除去溶劑涂覆層的溶劑可以由任何合適的技術(shù)如烘箱干燥、紅外輻射干燥、空氣干燥等進(jìn)行。在實(shí)施方案中，生電層是約0.1微米-約100微米厚，如約0.1微米-約50微米。
在實(shí)施方案中，可以采用輸電層。輸電層可包括在成膜電惰性聚合物如聚碳酸酯中溶解或分子分散的輸電分子，如小分子。表述輸電“小分子”在此定義為允許光生體層中光生的自由電荷經(jīng)過輸送層輸送的單體。在實(shí)施方案中，術(shù)語“溶解”表示例如形成分子在聚合物中分布以形成均勻相的溶液。在實(shí)施方案中，表述“分子分散”表示輸電小分子在聚合物中分散，例如在分子級上的分散體。
任何合適的輸電或電活性小分子可用于輸電層。
典型的輸電分子包括例如芘、咔唑、腙、唑、二唑、吡唑啉、芳基胺、芳基甲烷、聯(lián)苯胺、噻唑、茋和丁二烯化合物；吡唑啉如1-苯基-3-(4’-二乙基氨基苯乙烯基)-5-(4’-二乙基氨基苯基)吡唑啉；二元胺如N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-(1，1’-聯(lián)苯)-4，4’-二胺；腙如N-苯基-N-甲基-3-(9-乙基)咔唑基腙和4-二乙基氨基苯甲醛-1，2-二苯基腙；二唑如2，5-雙(4-N，N’-二乙基氨基苯基)-1，2，4-二唑；聚-N-乙烯基咔唑、聚-N-乙烯基咔唑鹵化物、聚乙烯基芘、聚乙烯基蒽、聚乙烯基吖啶、芘-甲醛樹脂、乙基咔唑-甲醛樹脂、三苯基甲烷聚合物和聚硅烷等。
在實(shí)施方案中，為最小化或避免具有高通量的機(jī)器中的循環(huán)累積(cycle-up)，輸電層可以基本沒有(如從零到小于約2wt％輸電層)三苯基甲烷。如上所述，將合適的電活性小分子輸電化合物在電非活性聚合物成膜材料中溶解或分子分散。
允許空穴以高效率從顏料注入生電層和以非常短的通過時(shí)間經(jīng)過輸電層輸送它們的例示小分子輸電化合物是N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-(1，1’-聯(lián)苯)-4，4’-二胺。如需要，輸電層中的輸電材料可包括聚合物輸電材料或小分子輸電材料和聚合物輸電材料的組合。
在實(shí)施方案中，輸電層可包含活性芳族二胺分子，它能夠?qū)崿F(xiàn)輸電，在成膜基料中溶解或分子分散。例示輸電層公開于美國專利4,265,990，該文獻(xiàn)的整個(gè)公開內(nèi)容在此引入作為參考。
理想地基本不溶于用于施涂任選外涂層的溶劑如醇溶劑的合適電非活性樹脂基料可用于輸電層。典型的非活性樹脂基料包括聚碳酸酯樹脂、聚酯、聚芳基化物、聚丙烯酸酯、聚醚、聚砜等。分子量可變化，如約20,000-約150,000。例示基料包括聚碳酸酯如聚(4，4’-亞異丙基-二亞苯基)碳酸酯(也稱為雙酚-A-聚碳酸酯)；聚碳酸酯，聚(4，4’-亞環(huán)己基二亞苯基)碳酸酯(稱為雙酚-Z聚碳酸酯)，聚(4，4’-亞異丙基-3，3’-二甲基-二苯基)碳酸酯(也稱為雙酚-C-聚碳酸酯)等。
任何合適的輸電聚合物也可用于本公開內(nèi)容的輸電層。輸電聚合物應(yīng)當(dāng)不溶于用于施加外涂層的溶劑。這些電活性輸電聚合物材料應(yīng)當(dāng)能夠支持光生空穴從生電材料的注入和能夠允許這些空穴通過其輸送。
任何合適的技術(shù)可用于混合并隨后將輸電層涂料混合物施涂到生電層。典型的施加技術(shù)包括噴涂、浸涂、輥涂、繞絲棒涂等。沉積涂料的干燥可以由任何合適的技術(shù)如烘箱干燥、紅外輻射干燥、空氣干燥等進(jìn)行。
通常，輸電層的厚度為約10-約100微米，但也可以使用在此范圍以外的厚度。輸電層應(yīng)當(dāng)是到如下程度的絕緣體放置在輸電層上的靜電荷在照明不存在下不以足以防止在其上形成和保留靜電潛像的速率傳導(dǎo)。通常，輸電層與生電層的厚度比可以保持在約2∶1-200∶1，和在一些情況下大至400∶1。典型地，輸電層基本不吸收擬使用區(qū)中的可見光或輻射，但是電“活性的”，因?yàn)樗试S光生空穴從光電導(dǎo)層，即生電層的注入，和允許這些空穴通過自身輸送以選擇性地將活性層表面上的電荷放電。
另外，如必須或需要可以在感光體中的任何層之間提供粘合層以保證任何相鄰層的粘合?？商娲鼗蛄硗?，可以將粘合劑材料引入到一個(gè)或兩個(gè)要粘合的代表性層中。這樣的任選粘合層的厚度可以為約0.001微米-約0.2微米。這樣的粘合層例如可以通過在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙庹澈蟿┎牧?，通過手、噴涂、浸涂、拉伸棒涂、凹版印刷涂覆、絲網(wǎng)印刷、空氣刀涂、真空沉積、化學(xué)處理、輥涂、繞絲棒涂等施涂，并干燥以除去溶劑而施涂。合適的粘合劑包括成膜聚合物，如聚酯，DuPont 49,000(購自E.I.DuPont de Nemours & Co.)、VITEL PE-100(購自Goodyear Tire and Rubber Co.)、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯基吡咯烷酮、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
任選地，防卷曲背層可用于平衡在負(fù)載襯底層的相對側(cè)面上的層的總力。防卷曲背層的例子描述于美國專利4,654,284，該文獻(xiàn)的整個(gè)公開內(nèi)容在此引入作為參考。約70-約160微米的厚度對于柔性感光體可以是令人滿意的范圍。
在此也包括成像，特別是靜電復(fù)印成像工藝，和包括數(shù)字的印刷工藝。更具體地，光電導(dǎo)成像元件可以選擇用于許多不同的已知成像和印刷工藝，該工藝包括例如電子照相成像工藝，特別是靜電復(fù)印成像和印刷工藝，其中采用適當(dāng)電荷極性的調(diào)色劑組合物使帶電潛像可見。另外，本公開內(nèi)容的成像元件用于彩色靜電復(fù)印應(yīng)用，特別是高速彩色復(fù)印和印刷工藝。
也包括在本公開內(nèi)容中的是采用在此說明的光電導(dǎo)設(shè)備的成像和印刷方法。這些方法通常包括在成像元件上形成靜電潛像，隨后采用調(diào)色劑組合物顯影圖像，該調(diào)色劑組合物由例如熱塑性樹脂、著色劑如顏料、電荷添加劑和表面添加劑組成，參考美國專利4,560,635；4,298,697和4,338,390，該文獻(xiàn)的公開內(nèi)容完全在此引入作為參考，隨后將圖像轉(zhuǎn)印到合適的襯底，和對其永久固定圖像。
給出以下實(shí)施例以舉例說明本公開內(nèi)容的實(shí)施方案。
實(shí)施例1制備N，N-雙(4-丁氧基甲基苯基)-3，4-二甲基苯基胺 化合物(I)將N，N-雙(4-羥基甲基苯基)-3，4-二甲基苯基胺(25g)、1-BuOH(100g)和離子交換樹脂AMBERLYST 15(5g)的混合物在室溫下振動(dòng)直到反應(yīng)完成，如由薄層色譜(TLC)指示。過濾混合物以除去AMBERLYST 15催化劑。在減壓下除去溶劑得到作為油狀產(chǎn)物的輸電化合物(I)。結(jié)構(gòu)由1H NMR光譜確認(rèn)。
實(shí)施例2制備N，N-雙(4-甲氧基甲基苯基)-3，4-二甲基苯基胺 化合物(II)將N，N-雙(4-羥基甲基苯基)-3，4-二甲基苯基胺(25g)、甲醇(150g)和離子交換樹脂AMBERLYST 15(5g)的混合物在室溫下振動(dòng)直到反應(yīng)完成，如由TLC指示。過濾混合物以除去AMBERLYST 15催化劑。在減壓下除去溶劑得到作為油狀產(chǎn)物的輸電化合物(II)。結(jié)構(gòu)由1H NMR光譜確認(rèn)。
感光體器件對比例電子照相感光體采用如下方式制備。制備用于中間涂層的包括100份鋯化合物(商品名Orgatics ZC540)、10份硅烷化合物(商品名A110，由Nippon Unicar Co.，Ltd制造)、400份異丙醇溶液和200份丁醇的涂料溶液。通過浸涂將涂料溶液施涂到經(jīng)歷珩磨處理的圓筒形鋁襯底上，并在150℃干燥10分鐘以形成膜厚度為0.1微米的中間涂層。
隨后從在475份乙酸丁酯中如下物質(zhì)的分散體在中間涂層頂部上浸涂0.5微米厚生電層(CGL)V型羥基鎵酞菁(12份)、烷基羥基鎵酞菁(3份)、和購自Dow Chemical的氯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物VMCH(Mn＝27,000，約86wt％氯乙烯、約13wt％乙酸乙烯酯和約1wt％馬來酸)(10份)。
隨后從在546份四氫呋喃(THF)和234份單氯苯的混合物中如下物質(zhì)的溶液在生電層的頂部上浸涂20μm厚輸電層(CTL)N，N′-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)-1，1′-聯(lián)苯-4，4′-二胺(82.3份)、購自Aldrich的2.1份2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)和購自Mitsubishi GasChemical Company，Ltd.的聚碳酸酯PCZ-400[聚(4，4′-二羥基-二苯基-1-1-環(huán)己烷)，Mw＝40,000](123.5份)。將CTL在115℃干燥60分鐘。
感光體實(shí)施例3外涂覆的感光體器件制造如下通過混合輸電化合物(I)(2.25g)、PL4852(2.75g，購自Gun’ei Kagaku Kogyo K.K.的酚樹脂)、和對甲苯磺酸衍生物(0.05g)及1-丁醇(16.75g)制備涂料溶液。將該溶液通過浸涂技術(shù)施涂到對照感光體的輸電層上，并通過在130℃加熱40分鐘而干燥以形成膜厚度為2.8μm的外涂層保護(hù)層。
感光體實(shí)施例4外涂覆的感光體器件根據(jù)實(shí)施例3制造，區(qū)別在于通過在150℃加熱40分鐘干燥外涂層。
感光體實(shí)施例5外涂覆的感光體器件制造如下通過混合輸電化合物(I)(2.25g)、PL4852(2.75g，購自Gun’ei Kagaku Kogyo K.K.的酚樹脂)和對甲苯磺酸衍生物(0.15g)及1-丁醇(16.75g)制備涂料溶液。將該溶液通過浸涂技術(shù)施涂到對照感光體的輸電層上，并通過在130℃加熱40分鐘而干燥以形成膜厚度為2.6μm的外涂層保護(hù)層。
感光體實(shí)施例6外涂覆的感光體器件根據(jù)實(shí)施例5制造，區(qū)別在于通過在150℃加熱40分鐘干燥外涂層。
感光體實(shí)施例7外涂覆的感光體器件制造如下通過混合輸電化合物(I)(2.25g)、2，6-雙(羥基甲基)-對甲酚(2g)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂(0.75g，商品名BX-L，由Sekisui Chemical Co.，Ltd.制造)和對甲磺酸衍生物(0.15g)及1-丁醇(16.75g)制備涂料溶液。將溶液通過浸涂技術(shù)施涂到對照感光體的輸電層上，并通過在130℃加熱40分鐘而干燥以形成膜厚度為3.2μm的外涂層保護(hù)層。
感光體實(shí)施例8外涂覆的感光體器件制造如下通過混合輸電化合物(I)(2.25g)、PL4852(2.25g，購自Gun’ei Kagaku Kogyo K.K.的酚樹脂)、聚乙烯醇縮丁醛樹脂(0.5g，商品名BX-L，由Sekisui Chemical Co.，Ltd.制造)和對甲磺酸衍生物(0.05g)及1-丁醇(16.75g)制備涂料溶液。將溶液通過浸涂技術(shù)施涂到對照感光體的輸電層上，并通過在150℃加熱40分鐘而干燥以形成膜厚度為3.2μm的外涂層保護(hù)層。
感光體實(shí)施例9外涂覆的感光體器件根據(jù)實(shí)施例3制造，區(qū)別在于使用輸電化合物(II)代替輸電化合物(I)。
感光體實(shí)施例10外涂覆的感光體器件根據(jù)實(shí)施例8制造，區(qū)別在于使用輸電化合物(II)代替輸電化合物(I)。
結(jié)果與對比例比較評價(jià)實(shí)施例3-10的電子照相感光體。在印刷機(jī)中在周圍環(huán)境(約20℃-約25℃)下進(jìn)行印刷測試。分析初始圖像質(zhì)量和在1000次印刷之后的圖像質(zhì)量。測試以上感光體器件在磨損夾具中的磨損，該夾具包含用于帶電的偏壓帶電輥。按照納米/千循環(huán)旋轉(zhuǎn)(nm/Kc)計(jì)算磨損。結(jié)果見下表1。所有外涂覆的感光體顯示與對照器件相比顯著降低的磨損率。
表1.

權(quán)利要求
1.一種光電導(dǎo)元件，包括生電層；輸電層；和與輸電層接觸的包括至少酚化合物和輸電化合物的基本交聯(lián)樹脂的層，其中輸電化合物由下式表示A-(L-OR)n其中A表示輸電組分，L表示連接基團(tuán)，O表示氧，R表示烴基，和n表示重復(fù)鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。
2.一種成像裝置，包括至少一個(gè)充電單元，至少一個(gè)曝光單元，至少一個(gè)顯影單元，轉(zhuǎn)印單元，清潔單元，和權(quán)利要求1的光電導(dǎo)元件。
3.由A-(L-OR)n表示的化合物，其中A表示輸電組分，L表示亞烷基連接基團(tuán)，O表示氧，R表示烴基，和n表示鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的化合物，其中亞烷基具有1-約8個(gè)碳原子并且烴基是烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的化合物，其中亞烷基是亞甲基并且烷基具有1-約6個(gè)碳原子。
6.一種外涂層涂料組合物，包括至少酚化合物和根據(jù)權(quán)利要求3的輸電化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的外涂層涂料組合物，其中該組合物進(jìn)一步包括選自如下的聚合物基料聚酰胺、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇縮丁醛、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇縮乙醛、苯醚樹脂、對苯二甲酸樹脂、苯氧基樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯腈共聚物、纖維素成膜劑、聚(酰胺酰亞胺)和蜜胺-甲醛樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的外涂層涂料組合物，其中酚化合物構(gòu)成外涂層涂料組合物的約1wt％-約70wt％，輸電化合物構(gòu)成外涂層涂料組合物的約3wt％-約80wt％，和聚合物基料構(gòu)成外涂層涂料組合物的約1wt％-約50wt％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的外涂層涂料組合物，其中酚化合物構(gòu)成外涂層涂料組合物的約1wt％-約30wt％，輸電化合物構(gòu)成外涂層涂料組合物的約3wt％-約30wt％，和聚合物基料構(gòu)成外涂層涂料組合物的約1wt％-約25wt％。
10.一種方法，包括混合A-(CH2-OH)n和R-OH與酸催化劑；使A-(CH2-OH)n和R-OH反應(yīng)；和形成A-(CH2-OR)n，其中A表示輸電組分，OH表示羥基，R表示烷基，和n表示鏈段或基團(tuán)的數(shù)目。
全文摘要
包括至少生電層、輸電層和外涂層的光電導(dǎo)成像元件。外涂層包括至少酚化合物和輸電化合物的固化或基本交聯(lián)產(chǎn)物。
文檔編號G03G15/00GK1949088SQ200610135930
公開日2007年4月18日 申請日期2006年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月14日
發(fā)明者Y·齊, N·-X·胡 申請人:施樂公司