CN107219732A - 高硬度有机光导体涂布方法及其制得的彩色激光光导体 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种高硬度有机光导体涂布方法,在电荷阻挡层涂料中引入了无机导电亲油型钛白粉,有效降低阻挡层的电荷累积效应,并能对铝管表面缺陷起到修饰作用,有效提高铝管的利用率;在电荷产生涂料中,引入了高感度酞菁氧钛,并引入高介电常数、低给电子能力的溶剂体系,采用砂磨方式制备得到的纳米级微粒溶液,具有较低的能带间隙和较高的热力学稳定性,有效提高印品的色彩分辨率和饱和度;在电荷传输材料中引入耐磨性强的聚醚醚酮,加强电荷传输材料引入溶于成膜剂溶液,增加了硬度,可以制得厚度更大的电荷传输层,增加了彩色激光光导体的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及OPC 有机光导体,具体地说是涉及一种高硬度有机光导体涂布方法及其制备得到的彩色激光光导体。
背景技术
目前市场上高速彩色数码激光复合一体机中使用的有机光导体(OPC)普遍采用功能分离型的多层结构,即在导电性铝管基上依次涂覆电荷阻挡层(UCL)、电荷产生层(CGL)、电荷传输层(CTL)。各层的涂料一般由相应功能材料溶解或分散于含成膜性树脂(或称成膜剂, Binder)的溶液中组成,涂布可采用浸涂、喷涂或刮涂等方式,然后干燥成膜层。
有机光导体是一种耗材,其使用寿命主要由材料化学稳定性、光电分子的功能衰减率以及涂布层的力学性质三大因素决定。研究和实际应用的结果都表明,涂布层的力学性质是有机光导体的“寿命短板”;换句话说,有机光导体的寿命取决于CTL的耐机械磨损性。因为:高速彩色数码激光复合一体机在工作过程中,有机光导体不断地高速旋转,其电荷传输层的表面与多种组件或介质存在摩擦作用,该电荷传输层会逐渐磨损。这种机械性磨损达到一定程度将恶化光导体的光电性能,如充电电位下降、暗衰速率增加等,以及影响表面性质,如光洁度变差、滞留色粉等,导致产生严重打印问题。
针对这个问题,目前采取的主要方法主要有:(1)如中国专利CN102998916B中揭示的CTL涂料配方中添加润滑剂(如硅油)或者强膜剂(如纳米氧化硅);(2)在电荷传输层外侧再涂布一层的耐磨性树脂(例如硅树脂)。第(1)种方法简单易操作但需要特别小心,因为硅油或氧化硅等与成膜树脂的相容性差,使用不当不仅达不到效果,反而会恶化器件的光电性能;第(2)种方法使有机光导体的制造工艺复杂化,而且增加了产品的制造成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足,提供一种高硬度有机光导体涂布方法,使其制得的高速大容量硒鼓适用于彩色激光打印机。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种高硬度有机光导体涂布方法,包括如下步骤:
S1,在有机光导体的铝管基上涂布电荷阻挡层涂料以形成电荷阻挡层,所述电荷阻挡层涂料的配制方法为:用第一溶剂将尼龙树脂制成固形份为4.5%-6.5%的溶液,随后在该溶液中添加具有良好分散性的无机导电亲油型钛白粉;所述尼龙树脂与无机导电亲油型钛白粉的质量比为1:1.2-1:2.5;
S2,在所述电荷阻挡层上涂布电荷产生层涂料以形成电荷产生层,所述电荷产生层涂料配制方法为:将酞菁氧钛和聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比0.8:1溶于环己酮或丁酮,形成质量分数2-5%的电荷产生溶液,在所述电荷产生溶液中添加占电荷产生溶液质量分数0.2-0.4%的高感度酞菁氧钛AH-MOPC,制成电荷产生层涂料;
S3,在所述电荷产生层上涂布电荷传输层涂料以形成电荷传输层,所述电荷传输层涂料配制方法为:
S31,制备成膜剂溶液合成树脂PSAS:苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸三甲氧硅丙酯三元共聚物;
S32,将所述合成树脂PSAS、聚碳酸酯PCZ-300按质量比2:7共混溶解于二氯甲烷溶液中,然后添加质量分数1-1.5%的聚醚醚酮制得固体分为12.5-15%的成膜剂溶液;
S33,将电荷传输材料按质量百分比3-6%溶于所述成膜剂溶液得电荷传输层涂料。
优选的,所述第一溶剂为甲醇和正丁醇按质量比例7:3-4:1混合的混合物。
优选的,待在所述溶液中添加无机导电亲油型钛白粉后,进行超声粉碎乳化,用砂芯漏斗过滤,获得稳定的分散液。
优选的,S1制得的所述电荷阻挡层的厚度为1.5-2μm 。
优选的,S2中,添加高感度酞菁氧钛AH-MOPC后,将电荷产生溶液研磨分散,直至得到分散在溶液中的电荷产生材料颗粒大小为10-100nm,制成电荷产生层涂料。
优选的,S2制得的所述电荷产生层的厚度为0.1-0.5μm 。
优选的,S31的具体步骤为:取用苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三甲氧硅丙酯质量比=7.5:1:1.5,加入甲苯溶剂,搅拌均匀后,形成固体分为35-40%的溶液;再加入质量比0.7-0.9%的引发剂偶氮异丁腈,反应混合物慢慢加热,升温至60-70℃保持3小时以上;自然降温到室温后,将合成树脂溶液倾倒入甲醇析出沉淀、抽滤,得到合成树脂PSAS。
优选的,S33中,所述电荷传输材料为N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺。
优选的,S3中,将电荷传输层涂料涂布于电荷产生层上后60-100℃干燥1-3小时,制得的所述电荷传输层的厚度为15-20μm 。
本发明还揭示了一种彩色激光光导体,由上述的高硬度有机光导体涂布方法制得。
本发明的有益效果主要体现在:在电荷阻挡层涂料中引入了无机导电亲油型钛白粉,有效降低阻挡层的电荷累积效应,并能对铝管表面缺陷起到修饰作用,有效提高铝管的利用率;在电荷产生涂料中,引入了高感度酞菁氧钛AH-MOPC,并引入高介电常数、低给电子能力的溶剂体系,采用砂磨方式制备得到的纳米级微粒溶液,具有较低的能带间隙和较高的热力学稳定性,有效提高印品的色彩分辨率和饱和度;在电荷传输材料中引入耐磨性强的聚醚醚酮,加强电荷传输材料引入溶于成膜剂溶液,增加了硬度,可以制得厚度更大的电荷传输层,增加了彩色激光光导体的使用寿命。
具体实施方式
本发明揭示了一种高硬度有机光导体涂布方法,包括如下步骤:
S1,在有机光导体的铝管基上涂布电荷阻挡层涂料以形成电荷阻挡层,所述电荷阻挡层涂料的配制方法为:用第一溶剂将尼龙树脂制成固形份为4.5%-6.5%的溶液,随后在该溶液中添加具有良好分散性的无机导电亲油型钛白粉,进行超声粉碎乳化,用砂芯漏斗过滤,获得稳定的分散液。所述尼龙树脂与无机导电亲油型钛白粉的质量比为1:1.2-1:2.5;所述第一溶剂为甲醇和正丁醇按质量比例7:3-4:1混合的混合物。制得的所述电荷阻挡层的厚度为1.5-2μm 。
S2,在所述电荷阻挡层上涂布电荷产生层涂料以形成电荷产生层,所述电荷产生层涂料配制方法为:将酞菁氧钛和聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比0.8:1溶于环己酮或丁酮,形成质量分数2-5%的电荷产生溶液,在所述电荷产生溶液中添加占电荷产生溶液质量分数0.2-0.4%的高感度酞菁氧钛,将电荷产生溶液研磨分散,直至得到分散在溶液中的电荷产生材料颗粒大小为10-100nm,制成电荷产生层涂料;制得的所述电荷产生层的厚度为0.1-0.5μm 。
S3,在所述电荷产生层上涂布电荷传输层涂料以形成电荷传输层,所述电荷传输层涂料配制方法为:
S31,制备成膜剂溶液合成树脂PSAS:苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸三甲氧硅丙酯三元共聚物;具体步骤为:取用苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三甲氧硅丙酯质量比=7.5:1:1.5,加入甲苯溶剂,搅拌均匀后,形成固体分为35-40%的溶液;再加入质量比0.7-0.9%的引发剂偶氮异丁腈,反应混合物慢慢加热,升温至60-70℃保持3小时以上;自然降温到室温后,将合成树脂溶液倾倒入甲醇析出沉淀、抽滤,得到合成树脂PSAS。
S32,将所述合成树脂PSAS、聚碳酸酯PCZ-300按质量比2:7共混溶解于二氯甲烷溶液中,然后添加质量分数1-1.5%的聚醚醚酮制得固体分为12.5-15%的成膜剂溶液。
S33,将电荷传输材料按质量百分比3-6%溶于所述成膜剂溶液得电荷传输层涂料。所述电荷传输材料为N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺。
S34,将电荷传输层涂料涂布于电荷产生层上后60-100℃干燥1-3小时,制得的所述电荷传输层的厚度为15-20μm 。
下面通过具体实施例来进一步解释本发明技术。
实施例 1
电荷阻挡层涂料 :尼龙树脂43g,无机亲油性钛白粉 86g,无机导电亲油型钛白粉甲醇1600ml,正丁醇400ml,配成固体份约6.5% 的涂料。超声粉碎乳化2h,用砂芯漏斗过滤。
在车削铝管基上涂布2μm 厚涂层,即形成电荷阻挡层。
电荷产生层涂料 :聚乙烯醇缩丁醛15.5g,γ型酞菁氧钛19.5g,高感度酞菁氧钛(AH-MOPC)3g,环己酮 1000ml,球磨三小时配成固体分约为 3.5% 涂料。
在电荷阻挡层上涂布约 0.5μm 厚涂层,即形成电荷产生层。
电荷传输层涂料 :
(1)苯乙烯105g、丙烯酸丁酯14g、甲基丙烯酸三甲氧硅丙酯21g、甲苯400ml,配制成固体分为35%的溶液。在溶液中加入偶氮异丁腈4.86g,将所述溶液升温至60-70℃保持5小时;自然降温到室温后得到合成树脂溶液,将所述合成树脂溶液倾倒入1000ml甲醇析出、沉淀、抽滤,得到合成树脂(PSAS) 120g。
(2)将合成树脂(PSAS) 120g、聚碳酸酯(PCZ-300)420g、聚醚醚酮(PEEK)60g,N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺216g,二氯甲烷4800ml溶液,配成电荷传输层涂料。
在电荷产生层上涂布约 18μm 厚涂层,100℃干燥2小时即形成电荷传输层。
实施例中,所述的甲醇、正丁醇、四氢呋喃、环己酮、甲苯、二氯甲烷、甲醇均为分析级。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.45,连续寿命1.5万页后黑度值 1.38,无表面磨损现象。
实施例 2
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为16.2g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.45,连续寿命0.6万页后黑度值 1.38,表面出现涂层磨损现象。
实施例 3
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为27g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.47,连续寿命0.6万页后黑度值 1.36,表面出现涂层磨损现象。
实施例 4
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为37.8g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.5,连续寿命0.5万页后黑度值 1.38,表面涂层磨损。
实施例 5
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为48.6g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.45,连续寿命0.5万页后黑度值 1.38,表面涂层磨损。
实施例 6
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为70.2g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.48,连续寿命1.5万页后黑度值 1.36,表面涂层无磨损现象。
实施例 7
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为81g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.40,连续寿命0.8万页后黑度值 1.26,表面涂层开始出现磨损现象。
实施例 8
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为91.8g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.35,连续寿命0.7万页后黑度值 1.22,表面涂层开始出现磨损现象。
实施例 9
将电荷传输层中聚醚醚酮(PEEK)的添加量改为108g,其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.2,连续寿命0.5万页后黑度值 1.08,表面涂层开始出现磨损现象。
对比例1
电荷传输层中不添加聚醚醚酮(PEEK),其余同实例1。
采用常规车削铝管,最终涂布上述三层涂层后,有机光导体外观颜色为蓝色不透明,涂层成本 0.9 元 /pcs,测试涂层硬度见下表,印品质量黑度达 1.42,连续寿命0.5万页后黑度值 1.38,表面涂层磨损。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1,在有机光导体的铝管基上涂布电荷阻挡层涂料以形成电荷阻挡层,所述电荷阻挡层涂料的配制方法为:用第一溶剂将尼龙树脂制成固形份为4.5%-6.5%的溶液,随后在该溶液中添加具有良好分散性的无机导电亲油型钛白粉;所述尼龙树脂与无机导电亲油型钛白粉的质量比为1:1.2-1:2.5;
S2,在所述电荷阻挡层上涂布电荷产生层涂料以形成电荷产生层,所述电荷产生层涂料配制方法为:将酞菁氧钛和聚乙烯醇缩丁醛树脂按质量比0.8:1溶于环己酮或丁酮,形成质量分数2-5%的电荷产生溶液,在所述电荷产生溶液中添加占电荷产生溶液质量分数0.2-0.4%的高感度酞菁氧钛AH-MOPC,制成电荷产生层涂料;
S3,在所述电荷产生层上涂布电荷传输层涂料以形成电荷传输层,所述电荷传输层涂料配制方法为:
S31,制备成膜剂溶液合成树脂PSAS:苯乙烯-丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸三甲氧硅丙酯三元共聚物;
S32,将所述合成树脂PSAS、聚碳酸酯PCZ-300按质量比2:7共混溶解于二氯甲烷溶液中,然后添加质量分数1-1.5%的聚醚醚酮制得固体分为12.5-15%的成膜剂溶液;
S33,将电荷传输材料按质量百分比3-6%溶于所述成膜剂溶液得电荷传输层涂料。
2.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:所述第一溶剂为甲醇和正丁醇按质量比例7:3-4:1混合的混合物。
3.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:S1中,待在所述溶液中添加无机导电亲油型钛白粉后,进行超声粉碎乳化,用砂芯漏斗过滤,获得稳定的分散液。
4.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:S1制得的所述电荷阻挡层的厚度为1.5-2μm 。
5.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:S2中,添加高感度酞菁氧钛AH-MOPC后,将电荷产生溶液研磨分散,直至得到分散在溶液中的电荷产生材料颗粒大小为10-100nm,制成电荷产生层涂料。
6.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:S2制得的所述电荷产生层的厚度为0.1-0.5μm 。
7.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:S31的具体步骤为:取用苯乙烯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸三甲氧硅丙酯质量比为7.5:1:1.5,加入甲苯溶剂,搅拌均匀后,形成固体分为35-40%的溶液;再加入质量比0.7-0.9%的引发剂偶氮异丁腈,反应混合物慢慢加热,升温至60-70℃保持3小时以上;自然降温到室温后,将合成树脂溶液倾倒入甲醇析出沉淀、抽滤,得到合成树脂PSAS。
8.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:S33中,所述电荷传输材料为N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺。
9.根据权利要求1所述的高硬度有机光导体涂布方法,其特征在于:S3中,将电荷传输层涂料涂布于电荷产生层上后60-100℃干燥1-3小时,制得的所述电荷传输层的厚度为15-20μm 。
10.彩色激光光导体,其特征在于:由如权利要求1至9任一所述的高硬度有机光导体涂布方法制得。
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- 2017-06-21 CN CN201710475202.5A patent/CN107219732A/zh active Pending
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