CN101246319A - 多羟基硅氧烷光电导体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多羟基硅氧烷光电导体。成像元件括任选的支撑基材、光产生层、和至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷传输层、和与该电荷输送层接触并相邻的外涂层,并且该外涂层包含丙烯酸化多元醇、聚亚烷基二醇、交联剂、羟基官能化的硅氧烷和电荷输送组分。
Description
技术领域
[0001]本公开内容一般性涉及层叠的成像元件、感光体、光电导体等。更具体地,本公开内容涉及多层柔性带状成像元件或器件。
背景技术
[0002]本公开内容一般性涉及层叠的成像元件、感光体、光电导体等。更具体地,本公开内容涉及包括例如基材的任选的载体介质、光产生层、和电荷输送层、任选的粘合剂层、任选的空穴阻挡或底涂层、和顶部保护外涂层(TOC)的多层柔性带状成像元件或器件,所述电荷输送层包括多个电荷输送层,例如第一电荷输送层和第二电荷输送层,所述顶部保护外涂层含有羟基官能化硅氧烷改性的聚合物。在实施方案中,外涂层包括例如交联树脂、电荷输送组分、催化剂,并且其中交联树脂由具有羟基/羧基作为交联部位的多元醇/聚酯、和羟基官能化硅氧烷改性的聚合物组成,该聚合物为例如SILCLEANTM 3700R,购自BYKChemi,据信其为羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯,并且该羟基官能化硅氧烷以各种量存在,例如约0.1到约10wt%,约0.1到约2wt%,并且与没有羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯的约88的接触角相比,该光电导体具有例如约103的理想的接触角。一些优点与公开的光电导体有关,例如抗裂性、硬度和韧性,包括抗划性;低表面能特性,该特性使得可以进行定量调色剂转印和简化光电导体清洗;基本避免TOC下的各层中引发的裂纹蔓延到顶层,并因此使打印缺陷减到最小;和其中在实施方案中,交联部位将可以使含硅氧烷层增强。
[0003]在实施方案中,在此说明的感光体具有优异的耐磨性、寿命延长、消除元件的一层或多层表面上的成像元件划痕或使其最少化,该划痕可能导致不希望有的打印故障,其中例如在产生的最终印刷物上可见划痕。另外,在实施方案中,在此公开的成像元件具有优异的和在许多情况下低的Vr(剩余电势),并且在适当时可以基本防止Vr周期性增加;高灵敏性;低的可接受的图像残影特性;低的背景噪声和/或最小的电荷不足色斑(charge deficient spots,CDS);和理想的调色剂可清洗性。在实施方案中,至少一种表示例如1种、1到约10种,2到约7种,2到约4种,2种等。
[0004]进一步公开的是使用在此说明的光响应或光电导器件进行成像和打印的方法。这些方法通常包括在成像元件上形成静电潜像,随后用由例如热塑性树脂、色料(例如颜料)、电荷添加剂和表面添加剂组成的调色剂组合物显影图像,参考US 4,560,635;4,298,697和4,338,390,随后将该图像转印到合适的基材,并将图像永久地定影在其上。在其中器件以打印模式使用的那些环境中,成像方法包括相同的操作,除了可以用激光器件或图像棒完成曝光。
发明内容
[0005]公开了成像元件,其具有许多在此说明的优点,例如延长的使用寿命,例如超过约3,000,000个成像周期;优异的电子特性;稳定的电气性能;图像残影低;低背景噪声和/或最小的电荷不足色斑(CDS);当暴露于某些溶剂的蒸汽时,抵抗电荷输送层开裂;优异的表面特性;耐磨性改善;与许多调色剂组合物兼容;避免成像元件划痕或使其最小特性;稳定的Vr(剩余电势),其在经过由已知PIDCs(光诱导放电曲线)的产生说明的多个成像周期之后基本平坦或无变化;剩余电势中的周期增加最少;可接受的背景电压,也即例如使光电导体暴露于光源之后,最小的背景电压为约2.6毫秒;快速的PIDCs和低的剩余电压等。
[0006]因此,在此公开如下实施方案。
[0007]方案1.一种成像元件,包括任选的支撑基材、光产生层、和至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层、和与所述电荷输送层接触并相邻的外涂层,并且该外涂层包含丙烯酸化多元醇、聚亚烷基二醇、交联剂、羟基官能化的硅氧烷和电荷输送组分。
[0008]方案2.根据方案1的成像元件,其中存在所述支撑基材,所述外涂层进一步包含催化剂,并且所述聚亚烷基二醇为聚丙二醇。
[0009]方案3.根据方案1的成像元件,其中丙烯酸化多元醇具有约10到约20,000的羟基数,并且其中所述丙烯酸化多元醇、羟基官能化的硅氧烷嵌段共聚物的所述羟基官能化的硅氧烷、所述聚亚烷基二醇和所述电荷输送组分在酸催化剂存在下反应,形成交联的聚合物网络。
[0010]方案4.根据方案1的成像元件,其中丙烯酸化多元醇具有约500到约2,000的羟基数,并且其中所述羟基官能化的硅氧烷为嵌段共聚物。
[0011]方案5.根据方案2的成像元件,其中所述聚丙二醇具有约100到约20,000的重均分子量,并且其中所述丙烯酸化多元醇、所述丙二醇、所述交联剂、所述羟基官能化的硅氧烷聚合物和所述电荷输送组分在所述催化剂的存在下反应形成交联的聚合物网络。
[0012]方案6.根据方案2的成像元件,其中所述聚丙二醇具有约100到约5,000的重均分子量。
[0013]方案7.根据方案2的成像元件,其中所述丙烯酸化多元醇与所述聚丙二醇的重量比为约2∶8到约8∶2,其中所述丙烯酸化多元醇、所述丙二醇、所述多羟基硅氧烷、所述交联剂和所述电荷输送组分在所述催化剂存在下反应,产生包含所述丙烯酸化多元醇、所述聚丙二醇、所述交联剂、所述催化剂和所述电荷输送组分的交联的聚合物网络,并且其中所述羟基官能化的硅氧烷聚合物在所述反应之前溶于醇溶剂中。
[0014]方案8.根据方案1的成像元件,其中外涂层电荷输送组分选自(i)酚取代的芳族胺,和(ii)伯醇取代的芳族胺的至少一种。
[0015]方案9.根据方案1的成像元件,其中外涂层电荷输送组分为:
其中M为0或1;Z选自以下的至少一种:
其中n为0或1;Ar选自以下的至少一种:
其中R选自-CH3、-C2H5、-C3H7和C4H9的至少一种;Ar′选自以下的至少一种:
和X选自以下的至少一种:
其中S为0、1或2。
[0016]方案10.根据方案1的成像元件,其中交联剂为甲基化丁基化三聚氰胺甲醛。
[0017]方案11.根据方案1的成像元件,其中所述交联剂为式(CH3OCH2)6N3C3N3的甲氧基甲基化三聚氰胺化合物。
[0018]方案12.根据方案1的成像元件,其中所述交联剂为:
[0019]方案13.根据方案1的成像元件,其中所述羟基硅氧烷为羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯。
[0020]方案14.根据方案1的成像元件,其中所述电荷输送层和所述外涂层的所述电荷输送组分为N,N′-二苯基-N,N′-二(3-羟基苯基)-[1,1′-联苯]-4,4′-二胺;N,N,N′,N′-四(3-羟基苯基)-[1,1′-联苯]-4,4′-二胺;N,N-二(3-羟基苯基)-间甲苯胺;1,1-双-[4-(二-N,N-间羟基苯基)-氨基苯基]-环己烷;1,1-二[4-(N-间羟基苯基)-4-(N-苯基)-氨基苯基]-环己烷;双-(N-(3-羟基苯基)-N-苯基-4-氨基苯基)-甲烷;二[(N-(3-羟基苯基)-N-苯基)-4-氨基苯基]-异亚丙基;N,N′-二苯基-N,N′-二(3-羟基苯基)-[1,1′4′,1″-三联苯]-4,4″-二胺;9-乙基-3,6-二[N-苯基-N-3-(3-羟基苯基)-氨基]-咔唑;2,7-二[N,N-二(3-羟基苯基)-氨基]-芴;1,6-二[N,N-二(3-羟基苯基)-氨基]-芘;和1,4-二[N-苯基-N-(3-羟基苯基)]-苯二胺的至少一种。
[0021]方案15.一种光电导体,包括支撑基材、包含光产生组分的光产生层、和至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层、和与所述电荷输送层接触并相邻的交联的外涂层,并且该外涂层包含电荷输送化合物、聚合物、羟基官能化硅氧烷聚合物和交联组分。
[0022]方案16.根据方案15的光电导体,其中所述聚合物包含丙烯酸化多元醇和聚亚烷基二醇的至少一种。
[0023]方案17.根据方案15的光电导体,其中所述电荷输送组分包含丙烯酸化多元醇和亚烷基二醇,所述羟基官能化硅氧烷聚合物在所述交联剂和催化剂存在下反应产生包含所述丙烯酸化多元醇、所述亚烷基二醇、所述羟基官能化硅氧烷聚合物、所述交联剂和所述电荷输送化合物的交联的聚合物网络。
[0024]方案18.根据方案15的光电导体,其中所述羟基官能化硅氧烷聚合物为其嵌段共聚物,并且在所述反应之前溶于合适的溶剂中。
[0025]方案19.根据方案15的光电导体,其中所述羟基官能化硅氧烷聚合物由以下的至少一种表示:
[HO-[R]a]-[SiR1R2-O-]n-[[R]a-OH]b
其中R表示
-CH2CR1-[CO2R3];
a表示重复R的数目并且为约1到约100;和其中R1和R2独立地表示具有2到约20个碳的烷基;n为约5到约200;和b为0到约1;
HO-Rz-[SiR1R2-O-]n-[Rz-OH]b
其中Rz表示
[-[CH2]w-O-]p.
w为约2到约10,p为约1到约150;和其中R1和R2独立地表示具有约2到约20个碳的烷基;n为约5到约200;和b为0到约1;
HO-Rx-[SiR1R2-O-]n-[Rx-OH]b
其中Rx表示
(-C-Ra-C)m-(-CO2-Rb-CO2-)n-(-C-Rc-C)p-(-CO2-Rd-CO2-)
其中Ra和Rc独立地表示衍生自多元醇的烷基或支化烷基;Rb和Rd独立地表示衍生自多元羧酸的烷基,该烷基包含例如1到约20个碳原子;和m、n、p和q表示0到约1的摩尔分数,使得n+m+p+q=1;和其中R1和R2独立地表示具有约2到约20个碳的烷基;n为约5到约200,和b为0到约1。
[0026]方案20.根据方案15的光电导体,其中所述电荷输送层的所述电荷输送组分包含芳基胺分子,并且该芳基胺具有下式:
其中X选自烷基、烷氧基、芳基和卤素。
[0027]方案21.根据方案20的光电导体,其中所述烷基和所述烷氧基各自包含约1到约12个碳原子,和所述芳基包含约6到约36个碳原子。
[0028]方案22.根据方案20的光电导体,其中所述芳基胺为N,N′-二苯基-N,N-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺。
[0029]方案23.根据方案15的光电导体,其中所述电荷输送层的所述电荷输送组分包含芳基胺:
其中X、Y和Z独立地选自烷基、烷氧基、芳基和卤素的至少一种。
[0030]方案24.根据方案23的光电导体,其中所述烷基和烷氧基各自包含约1到约12个碳原子,和芳基包含约6到约36个碳原子。
[0031]方案25.根据方案23的光电导体,其中所述芳基胺选自N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-对甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-间甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-邻甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(4-异丙基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(2-乙基-6-甲基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(3,4-二甲基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二苯基-N,N′-二(3-氯苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺和任选的它们的混合物。
[0032]方案26.根据方案15的光电导体,其中所述多羟基硅氧烷以约0.1到约10wt%的量存在;至少一层电荷输送层包含约2到约4个输送层,其中电荷输送层包含空穴输送分子和树脂基料;和其中所述光产生层位于所述基材和所述电荷输送层之间。
[0033]方案27.根据方案15的光电导体,在至少一层所述电荷输送层中进一步包括包含位阻酚和位阻胺的至少一种的抗氧剂。
[0034]方案28.根据方案15的光电导体,其中所述光产生组分包含一种或多种光产生颜料。
[0035]方案29.根据方案28的光电导体,其中所述光产生颜料包含金属酞菁、无金属酞菁、钛氧酞菁、卤代镓酞菁、苝的至少一种或其混合物。
[0036]方案30.根据方案28的光电导体,其中所述光产生颜料包含钛氧酞菁、氯镓酞菁和羟基镓酞菁的至少一种。
[0037]方案31.根据方案15的光电导体,进一步包括空穴阻挡层和粘合剂层。
[0038]方案32.根据方案15的光电导体,其中所述至少一层电荷输送层为1到约7层,并且基材包含导电组分。
[0039]方案33.根据方案15的光电导体,其中所述至少一层电荷输送层为1到约3层。
[0040]方案34.根据方案15的光电导体,其中所述至少一层电荷输送层由顶部电荷输送层和底部电荷输送层组成,并且其中所述顶层与所述底层接触,所述底层与所述光产生层接触。
[0041]方案35.一种光电导体,由支撑基材、包含至少一种光产生颜料的光产生层、其上的包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层和与所述顶部电荷输送层接触并相邻的层顺序组成,并且最后所述层通过丙烯酸化多元醇、亚烷基二醇、交联剂、多羟基硅氧烷嵌段共聚物和电荷输送化合物在催化剂存在下反应产生聚合物网络而形成,所述聚合物网络主要包含所述丙烯酸化多元醇、所述二醇、所述交联剂、所述多羟基硅氧烷和所述电荷输送化合物。
[0042]方案36.根据方案35的光电导体,其中所述丙烯酸化多元醇表示为
[Rs-CH2]t-[-CH2-Ra-CH2]p-[-CO-Rb-CO-]n-[-CH2-Rc-CH2]p-[-CO-Rd-CO-]q
其中Rs表示
CH2CR1CO2-
其中t为0到约1,并且表示其摩尔分数;Ra和Rc独立地表示线性烷基、线性烷氧基、支化烷基和支化烷氧基的至少一种,其中各烷基和烷氧基包含约1到约20个碳原子;Rb和Rd独立地表示烷基和烷氧基的至少一种,其中所述烷基和所述烷氧基各自包含约1到约20个碳原子;和m、n、p和q表示0到约1的摩尔分数,使得n+m+p+q=1;和其中所述聚合物网络主要包含所述丙烯酸化多元醇、所述二醇、所述交联剂和所述电荷输送化合物。
具体实施方式
[0043]本公开内容的各方面涉及一种成像元件,包括任选的支撑基材、光产生层、至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层和外涂层;一种光电导体,包括支撑基材、包含光产生组分的光产生层、和至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层、和与该电荷输送层接触并相邻的交联的外涂层,该外涂层包含电荷输送化合物、聚合物、羟基官能化硅氧烷改性的聚合物(例如其嵌段共聚物)和交联组分,并且所述共聚物在外涂层组分反应之前溶于合适的溶剂,例如醇中;一种光电导体,由支撑基材、包含至少一种光产生颜料的光产生层、其上的包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层和与该顶部电荷输送层接触并相邻的层顺序组成,并且最后所述层通过丙烯酸化多元醇、亚烷基二醇、交联剂、羟基官能化硅氧烷改性聚合物和电荷输送化合物在催化剂存在下反应产生聚合物网络而形成,该聚合物网络主要包含丙烯酸化多元醇、二醇、交联剂、羟基官能化硅氧烷和电荷输送化合物;一种光电导体,其中丙烯酸化多元醇表示为
[Rs-CH2]t-[-CH2-Ra-CH2]p-[-CO-Rb-CO-]n-[-CH2-Rc-CH2]p-[-CO-Rd-CO-]q
其中Rs表示CH2CR1CO2-,其中t为0到约1,并且表示在可供部位上的丙烯酸系基团的摩尔分数,其中Ra和Rc独立地表示烷基、烷氧基的至少一种,例如线性烷基、线性烷氧基、支化烷基和支化烷氧基,其中各个烷基和烷氧基包含例如约1到约20个碳原子;Rb和Rd独立地表示烷基和烷氧基的至少一种,其中烷基和烷氧基各自包含例如约1到约20个碳原子;和m、n、p和q表示例如0到约1的摩尔分数,使得n+m+p+q=1,并且其中聚合物网络主要包含丙烯酸化多元醇、二醇、交联剂和电荷输送化合物;一种光电导体,包含与顶部外涂层或POC接触的电荷输送层,并且该外涂层主要包含丙烯酸化多元醇、亚烷基二醇、电荷输送(例如空穴输送)化合物、多羟基硅氧烷和少量的催化剂和交联剂,其中所述亚烷基含有例如1到约10个碳原子,和更具体地1到约4个碳原子;一种柔性成像元件,包括支撑基材、光产生层、和至少两个电荷输送层、和与电荷输送层接触的顶部外涂层交联层,该顶部外涂层交联层包含多元醇的混合物,例如丙烯酸化多元醇和亚烷基二醇的混合物,羟基官能化硅氧烷改性聚合物,电荷输送化合物,交联剂,该外涂层在酸催化剂存在下形成;一种光电导元件,包括基材、其上的光产生层、其上的至少一层到约三层电荷输送层、空穴阻挡层、粘合剂层、和与电荷输送层整个表面接触的在此说明的顶部外涂层保护层,其中在实施方案中,粘合剂层位于光产生层和空穴阻挡层之间。
[0044]在其实施方案中,公开了一种光电导成像元件,其包括支撑基材、其上的光产生层、电荷输送层和与电荷(例如空穴)输送层接触的外涂层聚合物层;一种光电导元件,具有厚度为约1到约10微米的光产生层,各自厚度为约5到约100微米的至少一层输送层;一种静电复印成像设备,包含带电部件、显影部件、转印部件和定影部件,并且其中该设备包含光电导成像元件,该光电导成像元件包括支撑基材、其上的包含光产生颜料的层和一层或多层电荷输送层及其上的外涂层,其中输送层具有约40到约75微米的厚度;一种元件,其中光产生层包含以约10到约95wt%的量存在的光产生颜料;一种元件,其中光产生层的厚度为约1到约4微米;一种元件,其中光产生层包含非活性的聚合物基料;一种元件,其中基料以约50到约90wt%的量存在,并且其中所有层组分的总和为约100%;一种元件,其中光产生组分为吸收波长为约370到约950纳米的光线的羟基镓酞菁;一种成像元件,其中支撑基材包括导电基材,导电基材包含金属;一种成像元件,其中导电基材为铝、镀铝的聚对苯二甲酸乙二醇酯或镀钛的聚对苯二甲酸乙二醇酯;一种成像元件,其中光产生树脂基料选自已知的合适的聚合物,例如聚酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯-b-聚乙烯吡啶和聚乙烯醇缩甲醛;一种成像元件,其中光产生颜料为无金属酞菁;一种成像元件,其中各电荷输送层,特别是第一和第二层,或者单一电荷输送层以及外涂层中的电荷输送化合物包括
其中X选自烷基、烷氧基和卤素,例如甲基和氯根;一种成像元件,其中烷基和烷氧基包含约1到约15个碳原子;一种成像元件,其中烷基包含约1到约5个碳原子;一种成像元件,其中烷基为甲基;一种成像元件,其中各层或至少一层电荷输送层,特别是第一和第二电荷输送层,或者单一电荷输送层和外涂层电荷输送化合物包括:
其中X和Y独立地为烷基、烷氧基、芳基、卤素或其混合物;一种成像元件,其中例如烷基和烷氧基各自包含约1到约15个碳原子;和更具体地,烷基包含约1到约6个碳原子;和其中树脂基料选自聚碳酸酯和聚苯乙烯;一种成像元件,其中存在于光产生层中的光产生颜料包含氯镓酞菁或V型羟基镓酞菁,制备该V型羟基镓酞菁是通过将羟基镓酞菁溶解在强酸中水解镓酞菁前体,然后在碱性含水介质中再沉淀所得溶解的前体;通过用水洗涤去除形成的离子物质;将由水和羟基镓酞菁组成的所得含水浆液浓缩为湿滤饼;通过干燥从湿滤饼去除水;和使所得干燥颜料与加入的第二种溶剂混合促使羟基镓酞菁形成;一种成像元件,其中如用X射线衍射仪测定的,V型羟基镓酞菁在布拉格角(2θ+/-0.2°)7.4、9.8、12.4、16.2、17.6、18.4、21.9、23.9、25.0、28.1度处具有主锋,并且在7.4度处具有最高峰;一种成像方法,其中成像元件暴露于波长为约400到约950纳米的光线;一种元件,其中光产生层位于基材和电荷输送层之间;一种元件,其中电荷输送层位于基材和光产生层之间,并且其中电荷输送层的数目为两个;一种元件,其中光产生层具有约5到约25微米的厚度;一种元件,其中光产生组分的量为约0.05wt%到约20wt%,并且其中光产生颜料分散在约10wt%到约80wt%的聚合物基料中;一种元件,其中光产生层的厚度为约1到约11微米;一种元件,其中光产生和电荷输送层组分包含在聚合物基料中;一种元件,其中基料以约50到约90wt%的量存在,其中层组分的总和为约100%;和其中光产生树脂基料选自聚酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯-b-聚乙烯吡啶和聚乙烯醇缩甲醛;一种成像元件,其中光产生组分为V型羟基镓酞菁或氯镓酞菁,并且电荷输送层和/或外涂层包含N,N′-二苯基-N,N-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-对甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-间甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-邻甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(4-异丙基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(2-乙基-6-甲基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(2,5-二甲基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二苯基-N,N′-二(3-氯苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺的空穴输送分子,和其中空穴输送树脂基料选自聚碳酸酯和聚苯乙烯;一种成像元件,其中光产生颜料包含无金属酞菁;一种成像元件,其中光产生颜料包含烷氧镓酞菁;一种光电导成像元件,具有包含作为基材上的涂层的阻挡层,和覆盖在阻挡层上的粘合剂层;一种成像的彩色方法,包括在成像元件上产生静电潜像,显影该潜像,转印,和将该显影的静电图像定影到合适的基材;光电导成像元件,包括支撑基材、光产生层、空穴输送层和与空穴输送层接触的或者在实施方案中与光产生层接触的顶部外涂层,并且在其中选择多个电荷输送层的实施方案中,可以选择例如2到约10层,并且更具体地2层;一种光电导成像元件,包括任选的支撑基材、光产生层及第一、第二和第三电荷输送层;一种成像元件,其中外涂层电荷输送组分为:
其中M为0或1;Z选自以下的至少一种:
其中n为0或1;Ar选自以下的至少一种:
其中R选自-CH3、-C2H5、-C3H7和-C4H9的至少一种;Ar′选自以下的至少一种:
和X选自以下的至少一种:
其中S为0、1或2;一种成像元件,其中交联剂为甲基化丁基化三聚氰胺甲醛;一种成像元件,其中所述交联剂为式(CH3OCH2)6N3C3N3的甲氧基甲基化三聚氰胺化合物;一种光电导体或成像元件,其中交联剂为:
一种光电导体,包括支撑基材、包含光产生组分和任选的硅烷醇的光产生层、和至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层、和与电荷输送层接触并相邻的交联的外涂层,该外涂层包含电荷输送化合物、聚合物、羟基官能化硅氧烷聚合物和交联组分;一种光电导体,其中羟基官能化硅氧烷聚合物为其嵌段共聚物,并且在交联反应之前溶于合适的溶剂中;和一种光电导体,包括支撑基材、包含至少一种光产生颜料的光产生层、其上的包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层和与顶部电荷输送层接触并相邻的层,最后所述层通过在催化剂存在下丙烯酸化多元醇、亚烷基二醇、交联剂、多羟基硅氧烷嵌段共聚物和电荷输送化合物反应产生聚合物网络而形成,该聚合物网络主要包含丙烯酸化多元醇、二醇、交联剂、多羟基硅氧烷和电荷输送化合物。
[0045]羟基官能化硅氧烷的实例包括可以由下式表示的羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯:
[HO-[R]a]-[SiR1R2-O-]n-[[R]a-OH]b
其中R表示
-CH2CR1-[CO2R3];
a表示重复R的数目并且为例如约1到约100;和其中R1并R2独立地表示合适的取代基,例如具有例如约2到约20个碳的线性烷基;n为例如约5到约200;和b为0到约1;可以由下式表示的羟基官能化硅氧烷多元醇:
HO-Rz-[SiR1R2-O-]n-[Rz-OH]b
其中Rz表示
[-[CH2]w-O-]p,
和w为约2到约10,p为1到约150;和其中R1和R2独立地表示合适的基团,例如具有例如约2到约20个碳的线性烷基;n为例如约5到约200;和b为0到约1;可以由下式表示的羟基官能化硅氧烷多元醇/聚酯:
HO-Rx-[SiR1R2-O-]n-[Rx-OH]b
其中Rx表示
(-C-Ra-C)m-(-CO2-Rb-CO2-)n-(-C-Rc-C)p-(-CO2-Rd-CO2-)
其中Ra和Rc独立地表示衍生自多元醇的线性烷基或支化烷基、具有1到约20个碳原子的烷基;Rb和Rd独立地表示衍生自多元羧酸的烷基、具有例如1到约20个碳原子的烷基;和m、n、p和q表示0到1的摩尔分数,使得n+m+p+q=1;和其中R1和R2独立地表示例如具有约2到约20个碳的线性烷基;n为例如约5到约200,和b为0到约1。在此具体所述的R基团或取代基可以在实施方案中包括其它合适的取代基。类似地,例如n、b和x的数目表示重复单元的数目。
[0046]光电导体基材层的厚度取决于许多因素,包括经济考虑、电学特性等,因此该层可以具有例如超过3,000微米,例如约1,000到约2,000微米,约500到约900微米,约300到约700微米的大厚度,或者具有最小厚度。在实施方案中,该层的厚度为约75微米到约300微米,或约100微米到约150微米。
[0047]基材可以是不透明的或基本透明的,并且可以包括任何合适的材料。因此,基材可以包括一层非导电性或导电性材料,例如无机或有机组合物。作为非导电性材料,可以使用用于这一目的的已知的各种树脂,包括聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氨酯等,其作为薄网是柔性的。导电基材可以为任何合适的金属,例如铝、镍、钢、铜等,或由导电物质,例如炭、金属粉末等填充的上述聚合物材料,或有机导电材料。电学绝缘或导电基材可以为环状柔性带、网、刚性圆柱体、片材等形式。基材层的厚度取决于许多因素,包括所需强度和经济考虑。对于如在此参考的共同未决申请中公开的鼓,该层可以具有大厚度,例如高达几厘米,或者具有小于一毫米的最小厚度。类似地,柔性带可以具有例如约250微米的大厚度,或小于约50微米的最小厚度,条件是对最终的电子照相器件没有不利影响。
[0048]在其中基材层不是导电的实施方案中,其表面可以由导电性涂层赋予导电性。导电涂层的厚度可以在显著宽的范围之内变化,取决于光学透明度、所需挠度和经济因素。
[0049]基材的说明性实例如在此说明的,并且更具体地为选择用于本公开内容的成像元件的层,并且该基材可以是不透明的或基本透明的,包括无机或有机聚合物材料,例如MYLAR市售聚合物、含钛MYLAR的绝热材料层,具有其上布置的例如氧化铟锡或铝的半导体表面层,或者包括铝、铬、镍、黄铜等的导电材料的有机或无机材料层。基材可以为柔性的、无缝的或刚性的,并且可以具有许多不同的形状,例如板材、圆柱形鼓、蜗形管、环状柔性带等。在实施方案中,基材为无缝柔性带的形式。在一些情况下,可能理想的是在基材的背面上涂布防卷曲层,例如以MAKROLON市售的聚碳酸酯材料,特别是在基材为柔性有机聚合物材料的时候。
[0050]在实施方案中,光产生层由许多已知的光产生颜料组成,例如约50wt%的V型羟基镓酞菁或氯镓酞菁,和约50wt%的树脂基料,例如聚(氯乙烯-共-乙酸乙烯酯)共聚物,例如VMCH(购自DowChemical)。通常,光产生层可以包含已知的光产生颜料,例如金属酞菁、无金属酞菁、烷基羟基镓酞菁、羟基镓酞菁、氯镓酞菁、苝,特别是二(苯并咪唑(benzimidazo))苝、钛氧酞菁等,并且更具体地为氧钒酞菁、V型羟基镓酞菁,和无机组分,例如硒、硒合金和三角硒。光产生颜料可以分散在与选择用于电荷输送层的树脂基料类似的树脂基料中,或者无须存在树脂基料。通常,光产生层的厚度取决于许多因素,包括其它层的厚度和包含在光产生层中的光产生材料的量。因此,当例如光产生组合物以约30到约75vol%的量存在时,该层可以具有例如约0.05微米到约10微米,和更具体地约0.25微米到约2微米的厚度。在实施方案中,该层的最大厚度主要取决于例如光敏性、电学性能和机械考虑的因素。光产生层基料树脂以各种合适的量存在,例如约1到约50wt%,和更具体地约1到约10wt%,并且该树脂可以选自许多已知的聚合物,例如聚(乙烯醇缩丁醛)、聚(乙烯基咔唑)、聚酯、聚碳酸酯、聚(氯乙烯)、聚丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、氯乙烯与乙酸乙烯酯的共聚物、酚醛树脂、聚氨酯、聚(乙烯醇)、聚丙烯腈、聚苯乙烯等。理想的是选择基本不干扰或不利地影响该器件的其它先前涂布的层的涂布溶剂。用于光产生层的涂布溶剂的实例为酮、醇、芳香烃、卤代脂族烃、硅烷醇、胺、酰胺、酯等。具体的溶剂实例为环己酮、丙酮、甲乙酮、甲醇、乙醇、丁醇、戊醇、甲苯、二甲苯、氯苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、三氯乙烯、四氢呋喃、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。
[0051]光产生层可以包括通过真空蒸发或沉积制造的硒和硒与砷、碲、锗等的合金;氢化无定形硅;以及硅与锗、碳、氧、氮等的化合物的无定形膜。光产生产生层还可以包括分散在成膜聚合物基料中并由溶剂涂布技术制造的结晶硒及其合金的无机颜料;II-VI族化合物;和有机颜料,例如喹吖啶酮,多环颜料,例如二溴蒽缔蒽酮(anthanthrone)颜料,苝和紫环酮(perinone)二胺,多核芳香族醌,偶氮颜料,包括二、三和四偶氮;和类似物。
[0052]在实施方案中,可以选为光产生层基质的聚合物基料材料的实例为热塑性和热固性树脂,例如聚碳酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚芳基硅烷醇、聚芳砜、聚丁二烯、聚砜、聚硅烷醇砜、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺、聚甲基戊烯、聚苯硫醚、聚(乙酸乙烯酯)、聚硅氧烷、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚酰亚胺、氨基树脂、氧化亚苯基树脂、对苯二甲酸树脂、苯氧基树脂、环氧树脂、酚醛树脂、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、醇酸树脂、纤维素成膜剂、聚(酰胺酰亚胺)、苯乙烯丁二烯共聚物、偏氯乙烯-氯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯-偏氯乙烯共聚物、苯乙烯-醇酸树脂、聚(乙烯基咔唑)等。这些聚合物可以为嵌段、无规或交替共聚物。
[0053]光产生组合物或颜料以各种量存在于树脂基料组合物中。但是通常,约5wt%到约90wt%的光产生颜料分散在约10wt%到约95wt%的树脂基料中,或者约20wt%到约50wt%的光产生颜料分散在约80wt%到约50wt%的树脂基料组合物中。在一个实施方案中,约50wt%的光产生颜料分散在约50wt%的树脂基料组合物中。
[0054]在本公开内容的实施方案中,光产生层的涂布可以由喷涂、浸渍或绕线棒法实现,使得光产生层的最终干燥厚度如在此说明的,并且在例如约40℃到约150℃干燥约15到约90分钟之后,可以为例如约0.01约30微米。更具体地,可以将厚度为例如约0.1到约30微米,或约0.5到约2微米的光产生层施加或沉积到基材、基材和电荷输送层之间的其它表面等上。可以在施加光产生层之前任选将电荷阻挡层或空穴阻挡层施加到导电性表面上。当需要时,粘合剂层可以包括在电荷阻挡或空穴阻挡层或界面层与光产生层之间。通常光产生层被施加到阻挡层上,并且一层或多层电荷输送层在光产生层上形成。这种结构可以在电荷输送层之上或之下具有光产生层。
[0055]在实施方案中,可以在光电导体中包括合适的已知的粘合剂层。典型的粘合剂层材料包括例如聚酯、聚氨酯等。粘合剂层厚度可以不同,并且在实施方案中为例如约0.05微米(500埃)到约0.3微米(3,000埃)。粘合剂层可以通过喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂、凹版印刷涂布、Bird施涂器涂布等沉积在空穴阻挡层上。干燥沉积涂层可以由例如烘干、红外线辐射干燥、空气干燥等完成。
[0056]作为通常与空穴阻挡层和光产生层接触或位于空穴阻挡层和光产生层之间的任选的粘合剂层,可以选择各种已知物质,包括共聚酯、聚酰胺、聚(乙烯醇缩丁醛)、聚(乙烯醇)、聚氨酯和聚丙烯腈。该层具有例如约0.001微米到约1微米,或约0.1微米到约0.5微米的厚度。任选地,该层可以包含有效的合适的量,例如约1到约10wt%的导电和不导电颗粒,例如氧化锌、二氧化钛、氮化硅、炭黑等,在例如本公开内容的实施方案中提供其它所需的电学和光学性能。
[0057]用于本公开内容成像元件的任选的空穴阻挡或底涂层可以包含许多组分,包括已知的空穴阻挡组分,例如氨基硅烷、掺杂的金属氧化物、TiSi、例如钛、铬、锌、锡等的金属氧化物;酚类化合物和酚醛树脂的混合物,或两种酚醛树脂,和任选的掺杂剂,例如SiO2的混合物。酚类化合物通常包含至少两个苯酚基团,例如双酚A(4,4′-异亚丙基双酚)、E(4,4′-亚乙基双酚)、F(二(4-羟基苯基)甲烷)、M(4,4′-(1,3-亚苯基二异亚丙基)双酚、P(4,4′-(1,4-亚苯基二异亚丙基)双酚)、S(4,4′-磺酰基双酚)和Z(4,4′-亚环己基双酚);六氟双酚A(4,4′-(六氟代异亚丙基)双酚)、间苯二酚、羟基醌、儿茶酚等。
[0058]空穴阻挡层可以例如由约20wt%到约80wt%,和更具体地约55wt%到约65wt%的合适的组分,例如金属氧化物,例如TiO2;约20wt%到约70wt%,和更具体地约25wt%到约50wt%的酚醛树脂;约2wt%到约20wt%,和更具体地约5wt%到约15wt%的酚类化合物,优选包含至少两个苯酚基,例如双酚S;和约2wt%到约15wt%,和更具体地约4wt%到约10wt%的胶合板抑制掺杂剂,例如SiO2组成。空穴阻挡层涂料分散体可以例如制备如下。首先通过球磨或精磨(dynomill),直到分散体中的金属氧化物的中值粒度低于约10纳米,例如约5到约9纳米,制备金属氧化物/酚醛树脂分散体。随后通过混合,向上述分散体中添加酚类化合物和掺杂剂。空穴阻挡层涂料分散体可以通过浸涂或网涂施加,并且该层可以在涂布之后热固化。所得空穴阻挡层具有例如约0.01微米到约30微米,和更具体地约0.1微米到约8微米的厚度。酚醛树脂的实例包括甲醛与苯酚、对叔丁基苯酚、甲酚的聚合物,例如VARCUM29159和29101(购自OxyChem Company)和DURITE97(购自Borden Chemical);甲醛与氨水、甲酚和苯酚的聚合物,例如VARCUM29112(购自OxyChem Company);甲醛与4,4′-(1-甲基亚乙基)双酚的聚合物,例如VARCUM29108和29116(购自OxyChemCompany);甲醛与甲酚和苯酚聚合物,例如VARCUM29457(购自OxyChem Company)、DURITESD-423A、SD-422A(购自BordenChemical);或甲醛与苯酚和对叔丁基苯酚的聚合物,例如DURITEESD556C(购自Borden Chemical)。
[0059]可以向基材施加任选的空穴阻挡层。可以选择能够在相邻的光电导层(或电子照相成像层)和基材的下部导电性表面之间形成对空穴的电子阻挡的任何合适和常规的阻挡层。
[0060]电荷输送层组分和分子包括许多已知的材料,例如下式的芳基胺,该层通常具有约5微米到约75微米,和更具体地约10微米到约40微米的厚度,
其中X为烷基、烷氧基、芳基、卤素或其混合物,或者其中各个X存在于四个终端环的每一个上;特别是选自Cl和CH3的那些取代基;和以下式的分子:
其中X、Y和Z的至少一个独立地为烷基、烷氧基、芳基、卤素或其混合物。
[0061]烷基和烷氧基包含例如1到约25个碳原子,和更具体地1到约12个碳原子,例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和相应的醇盐。芳基可以包含6到约36个碳原子,例如苯基等。卤素包括氯根、溴根、碘根和氟根。在实施方案中也可以选择取代的烷基、烷氧基和芳基。
[0062]具体的芳基胺的实例如所说明的。
[0063]电荷输送层组分可以选择作为光电导体顶部外涂层的电荷输送化合物。
[0064]选择用于电荷输送层的基料材料的实例包括聚碳酸酯、聚芳基化物、丙烯酸酯聚合物、乙烯基聚合物、纤维素聚合物、聚酯、聚硅氧烷、聚酰胺、聚氨酯、聚(环烯烃)、环氧化物及其无规或交替共聚物;和更具体地,聚碳酸酯例如聚(4,4′-异亚丙基-二亚苯基)碳酸酯(也称为双酚-A-聚碳酸酯)、聚(4,4′-环亚己基二亚苯基)碳酸酯(也称为双酚-Z-聚碳酸酯)、聚(4,4′-异亚丙基-3,3′-二甲基-二苯基)碳酸酯(也称为双酚-C-聚碳酸酯)等。在实施方案中,电学非活性基料由具有约20,000到约100,000,或优选具有约50,000到约100,000分子量Mw的聚碳酸酯树脂组成。通常,输送层包含约10到约75wt%的电荷输送材料,和更具体地约35到约50wt%的这种材料。
[0065]一个或多个电荷输送层,且更具体地,与光产生层接触的第一电荷输送层和其上的顶部或第二电荷输送层可以包括溶解或以分子分散在成膜电学惰性聚合物,例如聚碳酸酯中的电荷输送小分子。
[0066]以例如约20到约55wt%的量存在于电荷输送层中的电荷输送分子的实例包括例如吡唑啉,例如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;芳基胺,例如N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-(1,1′-联苯)-4,4′-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-对甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-间甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-二-邻甲苯基-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(4-异丙基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(2-乙基-6-甲基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二(4-丁基苯基)-N,N′-双-(2,5-二甲基苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺、N,N′-二苯基-N,N′-二(3-氯苯基)-[对三联苯]-4,4″-二胺;腙,例如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;和二唑,例如2,5-二(4-N,N′-二乙基氨基苯基)-1,2,4-二唑、茋等。
[0067]许多方法可以用来混合和随后施加一层或多层电荷输送层涂料到光产生层。典型的施涂技术包括喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂等。干燥电荷输送沉积涂层可以由任何合适的常规技术,例如烘干、红外线辐射干燥、空气干燥等完成。
[0068]在实施方案中,每个电荷输送层的厚度为约5到约75微米,但是在实施方案中也可以选择在这一范围之外的厚度。电荷输送层应为绝缘体,其程度使空穴输送层上设置的静电荷在没有照明的情况下不被传导,速率足以防止其上静电潜像形成和保持。通常,电荷输送层与光产生层的厚度比可以为约2∶1到200∶1,并且在一些情况下为400∶1。电荷输送层基本不吸收预定用途区域内的可见光或辐射,但是是电学“活性的”,也即其允许来自光电导层或光产生层的光生空穴注入,并且允许这些空穴经由自身输送,在活性层的表面上有选择地释放表面电荷。
[0069]顶部电荷输送层可以包括与电荷输送层相同的组分,其中电荷输送小分子和合适的电学非活性树脂基料之间的重量比较小,例如约0/100到约60/40,或约20/80到约40/60。
[0070]在此公开的光电导体包括通常与电荷输送层接触和相邻的保护外涂层(POC)。该POC层由以下组分组成,包括(i)丙烯酸化多元醇,和(ii)亚烷基二醇聚合物,例如聚丙二醇,其中丙烯酸化多元醇与聚丙二醇的比例为例如约0.1∶0.9到约0.9∶0.1,羟基官能化硅氧烷改性聚丙烯酸酯、至少一种输送化合物和至少一种交联剂。外涂层组合物可以包括作为第一聚合物的羟基数为约10到约20,000的丙烯酸化多元醇、第二聚合物的重均分子量例如约100到约20,000的亚烷基二醇、电荷输送化合物、羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯、酸催化剂和交联剂,其中外涂层全部反应进入聚合物网络。虽然交联百分比可能难以确定并且不希望受理论限制,但是外涂层交联到合适的值,例如约5到约50%,约5到约25%,约10到约20%,和在实施方案中约40到约65%。当预聚物羟基,和二羟基芳基胺(DHTBD)的羟基在化学计量上小于例如CYMEL的交联部分上的可用甲氧基烷基时,也可以获得优异的光电导体电学响应。
[0071]感光体外涂层可以由许多不同的方法施加,包括将外涂层组合物分散在溶剂体系中,和将所得外涂层涂料溶液施加到例如感光体的顶部电荷输送层的接收表面上,厚度为例如约0.5微米到约10微米,或0.5微米到约8微米。
[0072]根据各种实施方案,外涂层中存在的可交联聚合物可以包括羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯、多元醇和丙烯酸化多元醇成膜树脂的混合物,并且其中例如可交联聚合物可以为电学绝缘的、半导电的或导电的,并且可以有或没有电荷输送特性。多元醇的实例包括高度支化的多元醇,其中高度支化表示例如使用充足量的三官能醇,例如三醇或具有低羟基数的多官能多元醇形成包括多个聚合物主链分支的聚合物合成的预聚物。多元醇可以具有例如约10到约10,000的羟基数,并且可以被取代为包括例如醚基,或者可以没有醚基。合适的丙烯酸化多元醇可以为例如由用环氧乙烷、二醇、三甘油等改性的环氧丙烷的反应产物产生,并且其中丙烯酸化多元醇可以由在此说明的结构式表示。
[0073]在实施方案中,外涂层包括交联剂和催化剂,其中交联剂可以为例如三聚氰胺交联剂或促进剂。在外涂层中引入交联剂可以提供与丙烯酸化多元醇互相作用的反应部位,以产生支化的交联结构。当这样引入时,可以使用任何合适的交联剂或促进剂,包括例如三烷、三聚氰胺化合物及其混合物。当选择三聚氰胺化合物时,它们可以被官能化,其实例为三聚氰胺甲醛、甲氧基甲基化三聚氰胺化合物,例如甘脲-甲醛和苯胍胺-甲醛等。在一些实施方案中,交联剂可以包括甲基化、丁基化三聚氰胺-甲醛。合适的甲氧基甲基化三聚氰胺化合物的非限制性实例可以为CYMEL303(购自Cytec Industries),其为具有式(CH3OCH2)6N3C3N3及以下结构的甲氧基甲基化三聚氰胺化合物:
[0074]交联可以通过在催化剂存在下加热外涂层组分来实现。催化剂的非限制性实例包括草酸、马来酸、苯酚、抗坏血酸、丙二酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、对甲苯磺酸、甲磺酸等及其混合物。
[0075]阻滞剂也可以包括在外涂层中,该试剂可以“牵制”或基本阻碍酸性催化剂作用,以提供溶液稳定性,直到需要酸催化剂作用时。因此,例如,阻滞剂可以在溶液温度升高超过临界温度以前阻断酸作用。例如,一些阻滞剂可用于在溶液温度升高超过约100℃以前阻断酸作用。在那时,阻滞剂从酸解离并汽化。未缔合的酸于是自由催化聚合。这种合适的阻滞剂的实例包括但不限于吡啶和包含例如购自Cytec IndustriesInc.的CYCAT4040的阻滞剂的工业酸溶液。
[0076]用于交联的温度随具体催化剂、催化剂量、使用的加热时间以及所需的交联度而变化。通常,根据最终感光体的所需柔韧性选择交联度。例如,对于刚性鼓或板状感光体,可以使用完全交联,也即100%交联。但是,通常选择部分交联用于具有例如网或带状构造的柔性感光体。得到所需交联度的催化剂量将根据用于反应的具体涂料溶液材料,例如多元醇/丙烯酸化多元醇、催化剂、温度和时间而变化。具体地,聚酯多元醇/丙烯酸化多元醇在约100℃到约150℃交联。使用对甲苯磺酸作为催化剂,用于多元醇/丙烯酸化多元醇的典型交联温度为低于约140℃,例如135℃约40分钟。酸催化剂的典型浓度为约0.01到约5wt%,基于多元醇/丙烯酸化多元醇的重量。交联之后,外涂层应基本不可溶于其中在交联之前外涂层是可溶的溶剂中,因此使得当用浸泡在溶剂中的布料摩擦时,没有外涂层材料被去除。交联导致三维网络形成,其限制在交联聚合物网络中输送分子。
[0077]外涂层也可以包括电荷输送材料,以例如改善外涂层的电荷输送迁移率。根据各种实施方案,电荷输送材料可以选自(i)酚取代的芳族胺,(ii)伯醇取代的芳族胺,和(iii)其混合物的至少一种。在实施方案中,电荷输送材料可以为三联苯,例如醇可溶二羟基三联苯二胺;醇可溶二羟基TPD;由下式表示的N,N′-二苯基-N,N′-二(3-羟基苯基)-[1,1′-联苯]-4,4′-二胺[DHTPD]:
由下式表示的三联苯芳基胺:
其中每个R为合适的取代基,例如烷基、羟基等,和更具体地,R1为OH;和R2例如独立地选自氢、-CnH2n+1,其中n为例如1到约12,芳烷基和芳基,该芳烷基和芳基具有例如约6到约36个碳原子。二羟基芳基胺化合物在-OH基和经过一个或多个芳族环的最近的氮原子之间可以没有任何直线共轭。术语“直线共轭”表示例如在-OH基和最近的氮原子之间的一个或多个芳族环中直接存在具有式-(C=C)n-C=C-的区段。经过一个或多个芳族环的-OH基团和最近的氮原子之间的直线共轭的实例包括含有相对于连接到亚苯基的氮原子,在亚苯基上的邻位或对位(或2或4位)中具有-OH基的亚苯基的化合物,或者含有相对于连接到缔合的亚苯基的氮原子,在未端亚苯基上的邻位或对位中具有-OH基的多亚苯基的化合物。芳烷基的实例包括例如-CnH2n-苯基,其中n为约1到约5,或约1到约10;芳基的实例包括例如苯基、萘基、联苯等。在实施方案中,当R1为-OH并且每个R2为正丁基时,所得的化合物为N,N′-二[4-正丁基苯基]-N,N′-二[3-羟基苯基]-三联苯-二胺。此外,在实施方案中,空穴输送化合物可溶于选择用于形成外涂层的溶剂。三联苯电荷输送分子的实例可以由下式表示:
其中每个R1为合适的取代基,例如-OH;和R2为例如氢、烷基(-CnH2n+1),其中例如n为1到约10、1到约5或1到约6;和具有例如约6到约30,或约6到约20个碳原子的芳烷基和芳基。
[0078]可以使用任何合适的仲或叔醇溶剂用于沉积外涂层的成膜交联聚合物组合物。典型的醇溶剂包括但不限于例如叔丁醇、仲丁醇、2-丙醇、1-甲氧基-2-丙醇等及其混合物。可以选择用于形成外涂层的其它合适的溶剂包括例如四氢呋喃、一氯苯及其混合物。这些溶剂可以用作上述醇溶剂的稀释剂,或者它们可以省略。但是,在一些实施方案中,最小化或避免使用较高沸点醇溶剂可能是有价值的,因为当它们可能干扰有效交联的时候,它们应被去除。在实施方案中,用于外涂层溶液的组分,包括可交联聚合物、电荷输送材料、羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯、交联剂、酸催化剂和阻滞剂,应可溶于或基本可溶于溶剂或用于外涂层的溶剂。
[0079]外涂层的厚度为例如约1或约2微米直至约10或约15微米或更高,其可以取决于使用的系统中的带电系统(例如偏压导电辊)的磨蚀、清洗(例如刮刀或网)、显影(例如刷子)、转印(例如偏压转移辊)等。在各种实施方案中,外涂层的厚度可以为约1微米到约5微米。用于施加外涂层的典型的施涂技术可以包括喷涂、浸涂、辊涂、绕线棒涂等。干燥沉积的外涂层可以由任何合适的常规技术,例如烘干、红外线辐射干燥、空气干燥等完成。本公开内容的干燥的外涂层应在成像过程中输送电荷。
[0080]在干燥的外涂层中,组合物可以包括约40到约90wt%的成膜可交联聚合物,和约60到约10wt%的电荷输送材料。例如,在实施方案中,电荷输送材料可以以约20到约50wt%的量引入到外涂层中。根据需要,外涂层也可以以任何合适的和已知的量包括其它材料,例如导电填料、耐磨填料等。
[0081]虽然不希望受理论限制,但催化剂可以位于中心区域,而诸如丙烯酸化多元醇、聚亚烷基二醇、羟基官能化硅氧烷改性的聚丙烯酸酯、电荷输送组分的聚合物与催化剂缔合并在实施方案中从中心区域伸展。任选引入到电荷输送层或至少一个电荷输送层以例如改善横向电荷迁移(LCM)抗性的组分或材料的实例包括受阻酚抗氧剂,例如四亚甲基(3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷(IRGANOX1010,购自CibaSpecialty Chemical)、丁基化羟基甲苯(BHT)以及其它已知的受阻酚抗氧剂。
实施例
实施例I
[0082]通过提供涂布(涂布设备)在厚度为3.5密耳的双轴取向的聚萘二甲酸乙二醇酯基材(KALEDEXTM 2000)上的0.02微米厚钛层,以及用凹印施涂器在其上施涂含有50克3-氨基-丙基三乙氧基硅烷、41.2克水、15克乙酸、684.8克变性醇和200克庚烷的溶液,制备成像元件或光电导体。然后在涂布器的强制空气干燥器中,在135℃将该层干燥约5分钟。所得阻挡层具有500埃的干燥厚度。然后通过使用凹印施涂器,在阻挡层之上施涂湿涂层,制备粘合剂层,并且该粘合剂层包含基于溶液总重量,在四氢呋喃/一氯苯/二氯甲烷的60∶30∶10体积比混合物中的0.2wt%的共聚酯粘合剂(ARDELTM D 100,购自Toyota Hsutsu Inc.)。然后在涂布器的强制空气干燥器中在135℃将粘合剂层干燥约5分钟。所得粘合剂层具有200埃的干燥厚度。
[0083]通过将045克已知的聚碳酸酯IUPILONTM 200(PCZ-200)或聚碳酸酯ZTM,重均分子量为20,000,购自Mitsubishi Gas ChemicalCorporation,和50毫升四氢呋喃引入到4盎司玻璃瓶中,制备光产生层分散体。向该溶液中添加2.4克羟基镓酞菁(V型)和300克1/8英寸(3.2毫米)直径不锈钢球。然后将该混合物放置在球磨机上8小时。随后,将2.25克PCZ-200溶于46.1克四氢呋喃中,并加入到羟基镓酞菁分散体中。然后将该浆料放置在振荡器上10分钟。随后,用Bird施涂器将所得分散体施涂到上述粘合剂界面上,形成湿厚度为0.25密耳的光产生层。沿着承载阻挡层和粘合剂层的基材网的一个边缘故意留下约10毫米宽的条未被任何光产生层材料涂布,以促进通过随后施涂的接地条层的适当的电接触。在强制空气烘箱中在120℃将光产生层干燥1分钟,形成厚度为0.4微米的干燥光产生层。
[0084]然后用两个电荷输送层外涂得到的成像元件网。具体地,用与光产生层接触的电荷输送层(底层)外涂光产生层。电荷输送层的底层通过以1∶1的重量比将N,N′-二苯基-N,N′-二(3-甲基苯基)-1,1′-联苯-4,4′-二胺和购自Farbenfabriken Bayer A.G.的MAKROLON 5705,引入棕色玻璃瓶中而制备,所述MAKROLON 5705为一种已知的聚碳酸酯树脂,具有约50,000到约100,000的平均分子量。然后将所得混合物溶于二氯甲烷,形成包含15wt%固体的溶液。将该溶液施涂在光产生层上,形成底层涂层,当干燥时(135℃5分钟)具有14.5微米的厚度。在该涂布过程期间,湿度等于或低于15%。
[0085]然后用顶部电荷输送层外涂电荷输送层的底层。如上对于底层所述,制备顶层的电荷输送层溶液。将顶层溶液施涂在上述电荷输送层底层上形成涂层。在强制空气烘箱中在135℃将包含所有上述层的所得光电导体器件退火5分钟,并且随后冷却到约23℃到约26℃的环境室温,使得底部和顶部电荷输送层的每个的厚度为14.5微米。在该涂布过程期间,湿度等于或低于15%。
实施例II
制备顶部外涂层涂料溶液:
[0086]通过混合10克POLYCHEM7558-B-60(购自OPC Polymers的丙烯酸化多元醇),4克PPG 2K(购自Sigma-Aldrich的重均分子量为2,000的聚丙二醇),6克CYMEL1130(购自Cytec Industries Inc.的甲基化、丁基化三聚氰胺-甲醛交联剂),8克N,N′-二苯基-N,N′-二[3-羟基苯基]-联苯二胺(DHTPD),和5.5克[1wt%]在60克DOWANOLPM(购自Dow Chemical Company的(1-甲氧基-2-丙醇)中的8%对甲苯磺酸,形成外涂层涂料溶液。
[0087]使用1/8密耳Bird棒,用上述外涂层溶液外涂实施例I的光电导体。在强制空气烘箱中在125℃干燥所得外涂层膜2分钟,产生3微米外涂层,其基本交联并且基本不可溶于甲醇或乙醇。
实施例III
[0088]通过向240毫升瓶子中添加10克POLYCHEM7558-B-60(购自OPC Polymers的丙烯酸化多元醇),4克PPG 2K(购自Sigma-Aldrich的重均分子量为2,000的聚丙二醇),6克CYMEL1130(购自Cytec Industries Inc.的甲基化、丁基化三聚氰胺-甲醛交联剂),8克N,N′-二苯基-N,N′-二[3-羟基苯基]-联苯二胺(DHTPD),5.5克[1wt%]在60克DOWANOLPM(购自Dow Chemical Company的1-甲氧基-2-丙醇)中的8%对甲苯磺酸,和1.5克SILCLEANTM 3700(购自BYK-Chemie USA的羟基化硅氧烷丙烯酸酯)形成外涂层涂料溶液。搅拌内含物直到得到完全溶液。
[0089]使用1/8密耳Bird棒,用上述外涂层溶液外涂实施例I的光电导体。在强制空气烘箱中在125℃干燥所得外涂层膜2分钟,产生3微米外涂层,其基本交联并且不可溶于或基本不可溶于甲醇或乙醇。
实施例IV
[0090]通过向240毫升瓶子中添加10克POLYCHEM7558-B-60(购自OPC Polymers的丙烯酸化多元醇),4克PPG 2K(购自Sigma-Aldrich的重均分子量为2,000的聚丙二醇),6克CYMEL1130(购自Cytec Industries Inc.的甲基化、丁基化三聚氰胺-甲醛交联剂),8克N,N′-二苯基-N,N′-二[3-羟基苯基]-联苯二胺(DHTPD),5.5克[1wt%]在60克DOWANOLPM(购自Dow Chemical Company的1-甲氧基-2-丙醇)中的8%对甲苯磺酸,和1.5克TEGOProtect 5000(购自Goldschmidt Chemical Company的羟基官能化聚二甲基硅氧烷)形成外涂层涂料溶液。搅拌内含物直到得到完全溶液。
[0091]使用1/8密耳Bird棒,用上述外涂层溶液外涂实施例I的光电导体。在强制空气烘箱中在125℃干燥所得外涂层膜2分钟,产生3微米外涂层,其基本交联并且不可溶于或基本不可溶于甲醇或乙醇。
实施例V(没有硅氧烷)
[0092]通过向240毫升瓶子中添加10克POLYCHEM7558-B-60(购自OPC Polymers的丙烯酸化多元醇),4克PPG 2K(购自Sigma-Aldrich的重均分子量为2,000的聚丙二醇),6克CYMEL1130(购自Cytec Industries Inc.的甲基化、丁基化三聚氰胺-甲醛交联剂),8克N,N′-二苯基-N,N′-二[3-羟基苯基]-联苯二胺(DHTPD),5.5克[1wt%]在60克DOWANOLPM(购自Dow Chemical Company的1-甲氧基-2-丙醇)中的8%对甲苯磺酸,和1.5克TEGOGlide 410(购自GoldschmidtChemical Co的不含羟基的聚醚硅氧烷共聚物)形成外涂层涂料溶液。搅拌内含物直到得到完全溶液。
[0093]使用1/8密耳Bird棒,用上述外涂层溶液外涂实施例I的光电导体。在强制空气烘箱中在125℃干燥所得膜2分钟,产生3微米外涂层,其基本交联并且不可溶于或基本不可溶于甲醇或乙醇。
电学性能测试
[0094]在设置用来获得以一个带电-清除周期接着一个带电-曝光-清除周期排序的光诱导放电周期的扫描仪中测试上述制备的光电导体(实施例II、III、IV和V),其中光强度随着周期逐渐增强,产生一系列光诱导放电特性曲线,从该曲线测量各个曝光强度下的光敏性和表面电势。通过一系列带电-清除周期,随着增加表面电势产生若干电压对电荷密度曲线获得另外的电学特性。扫描仪装备有设置用来在各个表面电势下恒压带电的单电晕管(scorotron)。通过数据采集系统,随着逐渐增加的曝光光强度,在500伏表面电势下测试光电导体,其中控制到达发光二极管的电流以获得不同的曝光水平。曝光光源为780纳米发光二极管。在环境受控的不漏光容器中,在环境条件(45%相对湿度和20℃)下,完成静电复印模拟。使该器件或光电导体也循环电学上带电-放电-清除的10,000个周期。对于每个上述制备的光电导体在周期=0和周期=10,000处产生光诱导的放电特性(PIDC)曲线。结果归纳于表1。
表1
V(3.5尔格/cm2)(V) | ||
周期=0 | 周期=10,000 | |
实施例II | 94 | 150 |
实施例III | 96 | 153 |
实施例IV | 92 | 144 |
实施例V | 94 | 146 |
上述数据表明在外涂层中引入硅氧烷添加剂并不消极地影响光电导体的电学性能。
抗划性测试
[0095]表示表面粗糙度的Rq可以设想为作为抗划性评价的标准量度的均方根粗糙度,如由表面轮廓计测量的,1级抗划性表示抗划性差,而5级抗划性表示抗划性优异。更具体地,当Rq测量值大于0.3微米时,抗划性为1级;Rq为0.2-0.3微米时,抗划性为2级;Rq为0.15-0.2微米时,抗划性为3级;Rq为0.1-0.15微米时,抗划性为4级;和当Rq小于0.1微米时,抗划性为5级,为最好或优异。
[0096]将上述制备的四种光电导带(实施例II、III、IV和V)切成宽1英寸×长12英寸的条,并且在三辊挠曲系统中弯曲。每个带处于1.1lb/英寸张力下,并且每个辊直径为1/8英寸。设置聚氨酯“定点刮刀(spotsblade)”以5-15度的角度与每个带接触。借助于双面带将尺寸直径为约100微米的载体珠粒附着于定点刮刀。随着与定点刮刀接触的光电导体旋转200个模拟成像周期,这些珠粒击打每个带的表面。然后分析每个刻划区域的表面形态。结果归纳在表2中。
表2
试样 | Rq,微米 | 级别 |
实施例II | 0.08 | 5 |
实施例III | 0.07 | 5 |
实施例IV | 0.08 | 5 |
实施例V | 0.13 | 4 |
上述数据表明在外涂层中引入羟基硅氧烷共聚物并不消极地影响外涂层器件的抗划性。更具体地,实施例III、IV(具有羟基硅氧烷共聚物的那些)的均方根粗糙度Rq保持在0.07微米,其与实施例II(没有任何硅氧烷添加剂的外涂层)的Rq相似。但是,引入没有羟基的硅氧烷添加剂(实施例V)导致抗划性减少接近50%(Rq从0.07微米升高到0.13微米)。
水接触角
[0097]在约23℃的环境温度下,使用水接触角系统(Contact AngleSystem)OCA(Dataphysics Instruments GmbH,OCA 15型),用去离子水作为液相,分析上述制备的四种光电导带(实施例II、III、IV和V)的水接触角。进行至少十次测量,并且对于每个光电导体,记录它们的平均值。结果归纳在表3中。
表3
试样 | 水接触角,度 |
实施例II | 85 |
实施例III | 101 |
实施例IV | 102 |
实施例V | 101 |
[0098]表面的水接触角直接与表面的表面能相关。超过90度的接触角表明表面是疏水性的或不可润湿的;而小于90度的接触角表明表面是可润湿的并且因此将吸引污物和碎屑。在外涂层中引入硅氧烷添加剂(实施例III、IV和V)使得外涂层表面不可润湿,这使调色剂转印可以更容易,感光体清洗充分并且打印过程中的感光体扭矩下降。没有硅氧烷添加剂(实施例II)的外涂层表面的水接触角仅为85度,使得表面疏水并且更加吸引污物。在实施例V中,外涂层接触角为101,但是在一些打印周期之后,因为其并未充分地与交联的OC键合,所以该外涂层至少部分从表面去除。此外,实施例V的Rq表明表面更容易划痕。
X射线光电子光谱学
[0099]使用已知的X射线光电子光谱学(XPS)方法分析上述制备的四种光电导带(实施例II、III、IV和V)的外涂层中的硅氧烷分布,该方法是一种表面分析技术,提供试样表面的上部2到5纳米的元素、化学态和定量分析。分析直径为约800微米的区域。1cm2区段保持在钼掩模下。该技术的检测极限对于上部2到5纳米为约0.1原子%。对于主要成分,定量分析精确到5%,而对于微量成分,定量分析精确到10%。将涂层氩离子蚀刻2分钟,去除表面层然后再分析。离子束由3keV氩离子构成,扫描覆盖1mm2的区域。如对照BLS标准膜校准的,该蚀刻每分钟将从表面去除约180埃的材料。蚀刻2分钟之后停止剖面变成1小时深度剖面。当检测不出硅时停止分析。这些测量值的结果表明硅氧烷组分不仅存在于外涂层的表面上,而且存在于外涂层中至少0.5微米到1微米处。这种结果使硅氧烷可以存在并且器件的低表面能可以贯穿静电复印成像周期持续延长的时段。
Claims (5)
1.一种成像元件,包括任选的支撑基材、光产生层、和至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷传输层、和与所述电荷输送层接触并相邻的外涂层,并且该外涂层包含丙烯酸化多元醇、聚亚烷基二醇、交联剂、羟基官能化的硅氧烷和电荷输送组分。
2.根据权利要求1的成像元件,其中丙烯酸化多元醇具有约10到约20,000的羟基数,并且其中所述丙烯酸化多元醇、羟基官能化的硅氧烷嵌段共聚物的所述羟基官能化的硅氧烷、所述聚亚烷基二醇和所述电荷输送组分在酸催化剂存在下反应,形成交联的聚合物网络。
4.一种光电导体,包括支撑基材、包含光产生组分的光产生层、和至少一层包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层、和与所述电荷输送层接触并相邻的交联的外涂层,并且该外涂层包含电荷输送化合物、聚合物、羟基官能化硅氧烷聚合物和交联组分,并且其中所述羟基官能化硅氧烷聚合物由以下至少一个表示:
[HO-[R]a]-[SiR1R2-O-]n-[[R]a-OH]b
其中R表示
-CH2CR1-[CO2R3];
a表示重复R的数目并且为约1到约100;和其中R1和R2独立地表示具有2到约20个碳的烷基;n为约5到约200;和b为0到约1;
HO-Rz-[SiR1R2-O-]n-[Rz-OH]b
其中Rz表示
[-[CH2]w-O-]p,
w为约2到约10,p为约1到约150;和其中R1和R2独立地表示具有约2到约20个碳的烷基;n为约5到约200;和b为0到约1;
HO-Rx-[SiR1R2-O-]n-[Rx-OH]b
其中Rx表示
(-C-Ra-C)m-(-CO2-Rb-CO2-)n-(-C-Rc-C)p-(-CO2-Rd-CO2-)
其中Ra和Rc独立地表示衍生自多元醇的烷基或支化烷基;Rb和Rd独立地表示衍生自多元羧酸的烷基,该烷基包含例如1到约20个碳原子;和m、n、p和q表示0到约1的摩尔分数,使得n+m+p+q=1;和其中R1和R2独立地表示具有约2到约20个碳的烷基;n为约5到约200,和b为0到约1。
5.一种光电导体,由支撑基材、包含至少一种光产生颜料的光产生层、其上的包含至少一种电荷输送组分的电荷输送层和与所述顶部电荷输送层接触并相邻的层顺序组成,并且最后所述层通过丙烯酸化多元醇、亚烷基二醇、交联剂、多羟基硅氧烷嵌段共聚物和电荷输送化合物在催化剂存在下反应产生聚合物网络,所述聚合物网络主要包含所述丙烯酸化多元醇、所述二醇、所述交联剂、所述多羟基硅氧烷和所述电荷输送化合物。
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