DE10234571B4

DE10234571B4 - Ladungsableitende Beschichtung, insbesondere für Tonertransfertrommeln

Info

Publication number: DE10234571B4
Application number: DE10234571A
Authority: DE
Inventors: Gert Dr. Neumann; Sabine Dipl.-Phys. Dreihöfer
Original assignee: AEG Elektrofotografie GmbH
Current assignee: Hologic Hitec Imaging GmbH
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP4879452B2; JP2004059934A; DE10234571A1; US20040202949A1; US7063736B2

Abstract

Ladungsableitende Beschichtung für Tonertransfertrommeln, herstellbar durch hydrolytische Kondensation eines Gemischs umfassend wenigstens eine hydrolysierbare Silicium-Verbindung der allgemeinen Formel SiX_nR_(4-n) (I)in der die Reste X, die gleich oder verschieden sein können, ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend unsubstituierte oder durch Halogen oder Alkoxy substituierte Alkoxygruppen, Hydroxygruppen, Halogen-, Aryloxy- und Acyloxygruppen, Wasserstoff, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, und Alkinylreste mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen; in der die Reste R, die gleich oder verschieden sein können, ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend unsubstituierte oder durch Halogen oder Alkoxy substituierte Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, wobei die vorgenannten Alkylreste cyclische und arylsubstituierte Reste einschließen, die Alkenyl- und Alkinylgruppen ebenfalls cyclisch sein können und die Arylgruppen auch Alkarylgruppen einschließen, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, wobei das Gemisch weiterhin umfaßt eine oder mehrere hydrolytisch kondensierbare Verbindungen des Siliciums oder anderer Elemente ausgewählt aus der Gruppe umfassend B, Al, P, Sn, Pb, die...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ladungsableitende Beschichtung für Tonertransfertrommeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine ladungsableitende Beschichtung der vorgenannten Art für Tonertransfertrommeln ist aus der DE 199 42 423 A1 bekannt geworden.

Die in Laserdrucker, Kopier- und Faxgeräten in unterschiedlichsten Dimensionen eingesetzten Tonertransfertrommeln werden besonders günstig unter Nutzung organischer Photoleiter hergestellt, wobei durch Einlagerung photosensitiver Pigmente in besonders gereinigten Polymeren in Form einer sog. Generatorschicht auf einem Aluminiumträger und einer darauf befindlichen Transportschicht, die aus einem mit dem Photoleiter dotierten Polymer besteht, die elektrophotographische Funktion realisiert wird. Obwohl die obenliegende Transportschicht meist aus Polycarbonat besteht und damit relativ stabil ist, ergibt sich durch die Einlagerung der als OPC's bezeichneten Photoleiter eine relativ weiche Schicht mit einer geringen Kratzfestigkeit.

Es zeigt sich, dass die Vielzahl unterschiedlicher technischer Lösungen, die eine verbesserte Abriebfestigkeit derartiger Systeme zur Folge haben sollen, gegenwärtig noch nicht in einem marktgängigen Produkt realisiert sind.

Aus den bisher existierenden Vorschlägen, wie die Härte und Abriebfestigkeit derartiger Systeme für diese technische Anwendung verbessert werden kann, hat sich die Anwendung von Silanhydrolysatlacken aufgrund ihrer außerordentlich dichten Netzwerkstruktur bzw. solcher mit einem teilweise aus anorganischen Bestandteilen gebildeten Hybridpolymeren im wesentlichen als besonders erfolgversprechend erwiesen.

Dabei zeigt sich, dass eine Kopplung hoher Abriebfestigkeit mit der erforderlichen Leitfähigkeit bisher immer mit Abstrichen bei einer anderen Eigenschaft verbunden war.

Beispielsweise wird in der DE 30 32 773 A1 ein Bildträger mit einer harten vernetzten Oberflächenschicht beschrieben, die allerdings einen zu hohen Oberflächenwiderstand aufweist. Ein gleiches Verhalten zeigt der in DE 40 10 328 A1 beschriebene Bildträger mit einer Oberflächenschicht auf Basis Metallalkoxid und Alkyl-/Aryltrialkoxy-silan, wobei deutlich wird, dass zur Beschichtung von Bildträgern bzw. Tonertransfertrommeln Alkoxysilane eine besondere Bedeutung haben.

In der EP 0 450 625 A1 sind unter UV-Strahlung schnell aushärtende Silanhydrolysatlacke auf der Basis der Vinyl-Merkapto-Addition zur Herstellung kratzfester Beschichtungen schrieben. Diese Beschichtungssysteme lassen sich bei Abwesenheit eines Photoinitiators innerhalb einer kurzen Aushärtungszeit aushärten.

Dies lässt sich wie aus der DE 199 42 423 A1 hervorgeht, auch für Tonertransfertrommeln nutzbar machen, wenn bestimmte elektrolytisch wirksame Verbindungen z. B. Quartärammoniumsalze zur Ableitung von Ladungen an den belichteten Stellen eingebaut werden. Leider besitzen derartige abriebbeständige Beschichtungen einen hohen polaren Anteil in der Oberflächenenergie, so dass sich niederohmige Tonerbestandteile ablagern, und nach relativ wenigen Drucken ein unerwünschtes Bildverfliessen auftritt. Auf der Suche nach den Ursachen für dieses Verhalten wurde davon ausgegangen, dass möglicherweise nicht kondensierte Silanolgruppen den polaren Anteil der Schicht bestimmen. Mit Hilfe der Si²⁹-Spektroskopie lässt sich der Gehalt unterschiedlicher Kondensationsgrade im Gegensatz zur Bestimmung des Silanols mit der Protonenresonanz-Spektroskopie mit ausreichender Genauigkeit ermitteln.

Durch Kontrolle des Silanolgehalts kann festgestellt werden, dass auch durch eine relativ lange thermische Nachhärtung bei 80°C nur ein geringer Silanolanteil weiterkondensiert. Dies korrespondiert mit einer dann immer noch auftretenden unzureichenden Abbildung der Punkte im 600 dpi Einzeldruck.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine ladungsableitende Beschichtung der eingangs genannten Gattung weiter zu verbessern, insbesondere einen nach der Aushärtung bei niedrigen Temperaturen elektrisch leitfähigen Lack zur Beschichtung von Tonertransfertrommeln bereitzustellen, wobei die resultierende Beschichtung eine hohe Kratzbeständigkeit und gute Haftung auf dem Substrat aufweisen soll. Weiterhin soll sich der Lack in möglichst kurzen Zeiten bei niedrigen Temperaturen zufriedenstellend aushärten lassen. Desweiteren soll das ladungsableitende Beschichtungsmaterial eine ausreichende Lagerstabilität aufweisen, um eine Umsetzung in die Praxis zu ermöglichen. Um eine uneingeschränkte Nutzung der entsprechenden Fertigprodukte (Kopierer, Drucker u.ä.) zu ermöglichen, soll eine weitestgehende Unempfindlichkeit gegenüber tropischem Klima (hohe Luftfeuchtigkeit) realisiert werden.

Dazu sollen die bestehenden anwendungstechnischen Defizite hinsichtlich von Ablagerungen, die vom Toner herrühren, durch eine gezielte Einstellung des polaren Anteils der Oberflächenenergie verhindert werden. Diese werden bei der "normalen" Schicht ständig mit dem Papier abgerieben, und reichern sich aber bei der hohen Abriebfestigkeit und aufgrund der hohen Adhäsionskräfte, die von dem polaren Anteil ausgeht, auf einer solchen kratzfesten Schicht an. Deshalb ist es weiterhin Ziel der Erfindung diesen polaren Anteil zu minimieren, ohne die elektrischen Eigenschaften zu stark einzuschränken.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine ladungsableitende Beschichtung der eingangs genannten Gattung mit dem kennzeichnenden Merkmal des Hauptanspruchs.

Die erfindungsgemäße Lösung beruht unter anderem auf dem Gedanken, bei der Nutzung der Vinyl-Merkapto-Addition zum Aufbau einer abriebbeständigen Deckschicht durch UV-Härtung eines geeigneten Lackes und einer elektrolytisch wirksamen Verbindung z. B. eines Quartärammoniumsalzes zur Ableitung von Ladungen an den belichteten Stellen, zusätzlich durch geeignete Massnahmen die Zahl der resultierenden Silanolgruppen zu reduzieren. Überraschenderweise gelingt dies durch die Zugabe von Ethern, die eine Alkenylgruppe aufweisen zu dem hydrolytisch zu kondensierenden Gemisch.

Dabei verwendet man in dem hydrolytisch zu kondensierenden Gemisch einen Vinyl-Alkylether, beispielsweise einen Vinylbutylether. In dem zu hydrolysierenden Gemisch, von dem ausgegangen wird, verwendet man wenigstens eine hydrolysierbare Siliziumverbindung, bei der es sich um ein (Merkaptoalkyl)alkoxysilan handelt. Weiterhin ist wenigstens eine hydrolysierbare Siliziumverbindung in dem Gemisch ein Vinylalkoxysilan. Weiterhin ist bevorzugt, dass das Gemisch als hydrolysierbare Siliziumverbindungen wenigstens eine (Merkaptoalkyl)trialkoxysilanverbindung und wenigstens eine Vinylalkoxysilanverbindung enthält, wobei man dann vorzugsweise diese Vinylalkoxysilanverbindung bezogen auf die Menge der vorgenannten (Merkaptoalkyl)alkoxysilanverbindung in geringerer Menge einsetzt und der Mischung zusätzlich eine Menge eines wenigstens eine Vinylgruppe aufweisenden Ethers zugibt. Der genannte Vinylether bzw. Alkenylether ersetzt also in dem zu hydrolysierenden Gemisch einen Anteil der Vinylalkoxysilanverbindung. Die erfindungsgemäß erhaltene Beschichtung weist sowohl eine große Härte als auch eine gute Funktionalität auf.

Ebenfalls hat es besonders überrascht, dass sich der Silanolanteil dadurch verringern lässt, wenn man lineare Siloxaneinheiten mit endständigen Silanolgruppen einsetzt.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Lackes zur Beschichtung eines Substrats erfolgt vorzugsweise durch hydrolytische Kondensation mehrerer hydrolysierbarer Siliciumverbindungen in einem geeigneten Lösungsmittel, wobei 1 bis 50 Molprozent aller an Silicium gebundenen Gruppen nicht-hydrolysierbare Gruppen sind. In vorteilhafter Weise kann ein Anteil der nicht-hydrolysierbaren Gruppen über einen Mercaptorest verfügen. Erfindungsgemäß können weiterhin 10 bis 40 Molprozent der nicht-hydrolysierbaren Gruppen polymerisierbare Gruppen sein, die der Vinyl-Merkapto-Addition zugänglich sind.

Nicht-hydrolysierbare Gruppen X mit Mercaptorest werden bevorzugt ausgewählt aus Mercaptoalkylresten mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z. B. 3-Mercaptopropyl, 4-Mercaptobutyl und 6-Mercaptohexyl.

Bezogen auf den Gehalt an Mercaptogruppen können erfindungsgemäß 1 bis 90 Molprozent der polymerisierbaren Gruppen an Vinylether gebunden sein.

Das Verhältnis von ethylenisch ungesättigten Bindungen zu Mercaptoresten in bzw. an nicht-hydrolysierbaren Gruppen kann 25:1 bis 1:1 betragen, so dass der Lack gegebenenfalls in Abwesenheit eines Photoinitiators durch Bestrahlung härtet und/oder eine thermische Härtung des Überzugs durchführt werden kann.

Für den erfindungsgemäßen Lack besonders geeignete hydrolysierbare Siliciumverbindungen sind solche der allgemeinen Formel SiX_nR_(4-n) (I)in der die Reste X, die gleich oder verschieden sein können, insbesondere aus Alkoxygruppen wie z. B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, 1-Propoxy und Butoxy und/oder Hydroxygruppen bestehen. Aber auch Halogen- (F, Cl, Br und J, insbesondere Cl und Br), Aryloxy- (z. B. Phenoxy), und/oder Acyloxygruppen- wie z. B. Acetoxy- und Propionyloxy- können X bilden, wenn die entstehenden Hydrolyseprodukte entfernt oder fest eingebunden werden.

Neben den genannten bevorzugten Resten X können als weitere, ebenfalls geeignete Gruppen Wasserstoff und Alkoxyreste mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen und Halogen- und Alkoxy-substituierte Alkoxygruppen (wie z. B. β-Methoxyethoxy) genannt werden. Weitere geeignete Gruppen X sind geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylreste mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie z. B. n-Pentyl, n-Hexyl, Dodecyl und Octadecyl. Da die Reste X durch Hydrolyse abgespalten werden, und das Hydrolyseprodukt in einer geeigneten Weise entfernt werden muß, sind Reste X besonders bevorzugt, die keine Substituenten tragen und zu Hydrolyseprodukten mit niedrigem Molekulargewicht, wie z. B. niederen Alkoholen, wie Methanol, Ethanol, Propanol, n-, i-, sek- und tert-Butanol, führen.

Die Reste R, die gleich oder verschieden sein können, sind vorzugsweise aus Alkyl, wie z. B. Methyl, Ethyl, Propyl und Butyl, Alkenyl wie z. B. Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl und Butenyl, Alkinyl wie Acetylenyl und Propargyl und Aryl, wie z. B. Phenyl und Naphthyl ausgewählt, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.

Die obigen Alkylreste schließen auch die entsprechenden cyclischen und arylsubstituierten Reste, wie z. B. Cyclohexyl und Benzyl, ein, während die Alkenyl- und Alkinylgruppen ebenfalls cyclisch sein können und die genannten Arylgruppen auch Alkarylgruppen (wie Tolyl und Xylyl) mit einschließen sollen. Die Verbindungen der Formel (I) können ganz oder teilweise in Form von Vorkondensaten eingesetzt werden, d. h. Verbindungen, die durch teilweise Hydrolyse der Verbindungen der Formel (I), entweder allein oder im Gemisch mit anderen hydrolysierbaren Verbindungen, wie sie weiter unten näher beschrieben werden, entstanden sind.

Als im Sinne dieser Erfindung besonders geeignet sind Vorkondensate auf der Basis von Dialkyl- bzw. Diaryldialkoxysilanen, die keine Mercaptogruppen oder Doppelbindungen enthalten. Mit diesen Silanen gelingt es den Anteil an nicht kondensierten Silanolgruppen zu verringern. Derartige, im Reaktionsmedium vorzugsweise lösliche Oligomere können geradkettige oder cyclische, niedermolekulare Teilkondensate (Polyorganosiloxane) mit einem Kondensationsgrad von z. B. etwa 2 bis 100, insbesondere etwa 2 bis 6, sein.

Damit gelingt es, die bei der Hydrolyse der monomeren Verbindungen nach Formel (I) entstandenen Silanolgruppen so in Vorkondensate einzubinden, dass deren Konzentration deutlich verringert wird. Praktisch macht sich dies durch eine geringe Oberflächenpolarität bemerkbar.

Die notwendige elektrische Leitfähigkeit (zwischen der Oberfläche und der Generatorschicht) wird durch einen Zusatz bewirkt, der durch hydrolytische (Teil-) Kondensation einer oder mehrerer hydrolytisch kondensierbarer Verbindungen des Siliciums und gegebenenfalls anderer Elemente aus der Gruppe B, Al, P, Sn, Pb, der Übergangsmetalle, der Lanthaniden und der Actiniden, und/oder von den oben genannten Verbindungen abgeleiteten Vorkondensaten, durch Einwirken von Wasser oder Feuchtigkeit und gegebenenfalls in Anwesenheit eines Katalysators und/oder eines Lösungsmittels erhalten wird. Vorzugsweise ist dabei die Kombination mit einer der UV-härtenden Komponenten anzustreben. Eine der für die Kondensation einzusetzenden monomeren Verbindungen ist Octadecyldimethyl(3-trimethoxysilyl-propyl)ammoniumchlorid.

Der erfindungsgemäße Lack (die Beschichtung) kann zur Beschichtung von Bildträgern bzw. Tonertransfertrommeln verwendet werden. Auch ist eine Beschichtung von anderen Kunststoffen möglich, die eine definierte Ladung auf ihrer Oberfläche aufweisen sollen.

Für die Beschichtung wird der durch Vermischen der Einzelkomponenten erhaltene Lack entweder als solcher oder nach teilweiser oder nahezu vollständiger Entfernung des verwendeten Lösungsmittels bzw. des während der Reaktion gebildeten Lösungsmittels im erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren eingesetzt. In einigen Fällen kann es sich als vorteilhaft erweisen, in den nach der Polykondensation erhaltenen Komponenten das überschüssige Wasser und das gebildete und gegebenenfalls zusätzlich eingesetzte Lösungsmittel durch ein anderes Lösungsmittel zu ersetzen, um den Lack zu stabilisieren.

Für eine Aushärtung des Lacks nach dem Auftrag auf den Bildträger bzw. die Tonertransfertrommel hat sich die Bestrahlung mit UV-Licht bewährt. Es wurde festgestellt, daß für die UV-Härtung des Lacks die Anwesenheit eines Photoinitiators nicht erforderlich ist.

Der wie oben beschrieben hergestellte Lack kann auf Tonertransfertrommeln aus allen denkbaren Kunststoffen aufgebracht werden. Um eine ausgezeichnete Haftung des Überzugs auf dem Kunststoffsubstrat zu gewährleisten, empfiehlt es sich in der Regel, die Zeit zwischen der Trocknung der OPC – Schicht und dem Aufbringen des o. g. Lacks möglichst gering zuhalten. Ansonsten kann das Kunststoffsubstrat vor der Beschichtung einer Oberflächenbehandlung, z. B. durch Auslaugen, Grundieren mit einem Primer, Coronabehandlung usw., unterzogen werden.

Vor der Härtung wird das Lösemittel aus dem aufgetragenen Lack vorzugsweise durch Verdunstung entfernt. Danach kann durch Bestrahlen (z. B. mit einem UV-Strahler, einem Laser usw.) in an sich bekannter Weise die Härtung durchgeführt werden. Bei der Beschichtung kann es sich von Vorteil erweisen, nach der Strahlungshärtung eine thermische Nachhärtung durchzuführen, insbesondere um einen eventuell vorhandenen Überschuß an ungesättigten Gruppen oder noch vorhandenes Lösungsmittel zu entfernen.

Mit dem vorgenannten Verfahren werden in der Regel Schichtdicken von 3 bis 50 μm, für Bildträger bzw. Tonertransfertrommeln insbesondere 2 bis 6 μm erreicht. Selbstverständlich ist das Verfahren nicht darauf beschränkt, nur eine einzige Lackschicht auf dem Substrat aufzubringen, sondern es besteht auch die Möglichkeit nach dem Auftragen und gegebenenfalls Aushärten einer Schicht weitere Schichten aufzutragen und damit zu Multi-Layer-Strukturen zu gelangen. Auch die Regenerierung verschlissener Schichten ist damit möglich.

Der erfindungsgemäße Lack führt insbesondere zu den folgenden überraschenden Vorteilen:
Es können hoch kratzfeste, gut auf dem Kunststoffsubstrat haftende Überzüge erhalten werden, die keine Erhöhung des Restpotentials nach der Belichtung zeigen. Besonders bei den thermisch wenig belastbaren Substraten kann durch UV-Behandlung bei milden Bedingungen eine gute Aushärtung in kürzester Zeit erzielt werden. Die UV-Härtung läßt sich je nach Leistung des Strahlers auch in weniger als 60 Sekunden durchführen.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1 Vergleichsbeispiel
Als Lösungsmittel werden ein Gemisch aus 102 g Essigsäureethylester, 51 g Butylacetat und 51 g Butoxyethanol vorgelegt. In diese Mischung werden eine Menge von 0,2 Mol (38,06 g) Vinyltriethoxysilan (VTEO), 0,2 Mol (39,3 g) Mercaptopropyltrimethoxysilan (MPTMO) und 0,015 Mol (12,4 g der 60% Lösung in Methanol) Octadecyldimethyl(3-trimethoxysilyl-propyl)ammoniumchlorid (ODDMA) eingewogen und bei 15 bis 20°C mit 1,2 Mol (21,6 g) Wasser versetzt. Im Verlauf der Reaktion bleibt die Mischung nach dem Zutropfen dieser Wassermenge zunächst trüb. Dann werden zu diesem Ansatz 0,7 g Citronensäure Monohydrat zugegeben, woraufhin der Ansatz klar wird. Zur Vervollständigung der Reaktion wird die Reaktionsmischung 6 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Die so erhaltene Beschichtungslösung wird als dritte Schicht auf eine Tonertransfertrommel aufgebracht. Dies kann mit dem Spritzauftrag erfolgen. Dieses als Fotoleiter wirkende Element umfaßt ein zylinderförmiges Aluminiumsubstrat mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 360 mm und eine Beschichtung bestehend aus einer ca 1 μm dicken Generatorschicht und einer ca 24 μm dicken Transportschicht. Die Generatorschicht enthält ein Phthalocycyanin – Pigment dispergiert in einem Polyvinylbutyral Bindemittel. Die Transportschicht besteht aus einer zu gleichen Teilen zusammengesetzten Verbindung aus einem Löchertransportmaterial (N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl-4.4'-diamine) und einem Bisphenol- Z- Polycarbonat Bindemittel. Der aufgetragene und bei Raumtemperatur angetrocknete Lack wird rotierend in einem UV-Schrank (z. B. der Fa. Silberberger) innerhalb von ca. 120 sec gehärtet, wobei die Drehtellergeschwindigkeit 12 bis 13 Umdreh./min beträgt. Die gesamte auf die Schicht wirkende Strahlungsleistung sollte dabei ca. 4 J/cm² nicht übersteigen. Die mit dieser Schutzschicht versehene Fotoleitertrommel wird eingesetzt in einem konventionellen Drucker mit einer Aufladung über einen Charging Roller, einer Laserdiodenbelichtung zur Erzeugung des latenten Ladungsbildes, einer Entwicklung mit einer magnetischen Bürste zur Erzeugung des Tonerbildes, einer elektrostatischen Übertragung des Tonerbildes auf das Papier und Reinigung der Fotoleitertrommel mit einem Schaber. während die Fotoleitertrommel ohne Schutzschicht (nach einem Drucktest von 20000 Drucken eine Abnahme der Schichtdicke von ca 5 μm aufweist, ist bei der mit der Schutzschicht versehenen Trommel keine meßbare Abnahme der Schichtdicke feststellbar. Die sehr abbriebbeständige Schicht weist einen polaren Anteil von 13 mN/m bei einer gesamten Oberflächenenergie von 30 mN/m auf. Dies führt hinsichtlich der Druckqualität im Langzeitdrucktest zu einem zunehmenden Verlust des Kontrastes.
Beispiel 2 (erfindungsgemäße Lösung)
Als Lösungsmittel werden ein Gemisch aus 75 g Toluol, 75 g Butylacetat und 75 g Butoxyethanol vorgelegt. In diese Mischung werden 0,2 Mol (20,03 g) Vinylbutylether und eine Menge von 0,17 Mol (25,2 g) Vinyltrimethoxysilan (VTMO), 0,34 Mol (66,76 g) Mercaptopropyltrimethoxysilan und 0,03 Mol (24,8 g einer 60%igen Lösung in Methanol) Octadecyldimethyl(3-trimethoxysilyl-propyl)ammoniumchlorid (ODDMA) eingewogen und bei 15 bis 20°C mit 1,9 Mol Wasser in Form von 0,1 n Salzsäure (35 g) versetzt. Im Verlauf der weiteren Reaktion wird die Mischung, die nach dem Zutropfen der Wassermenge zunächst trüb blieb, klar.
Zur Vervollständigung der Reaktion wird die Reaktionsmischung 6 Stunden lang mit einem Zusatz von 21 g eines aus Diphenyldimethoxysilan und Dimethyldimethoxysilan gewonnenen Vorkondensats bei Raumtemperatur gerührt. Die so erhaltene Beschichtungslösung wird nach Zugabe von 0,4% Campherchinon als dritte Schicht auf eine Tonertransfertrommel aufgebracht. Dies erfolgt am günstigsten mittels eines Ringcoaters durch Fluten, wobei über eine großkalibrige Düse die Beschichtungslösung auf das Substrat gegossen wird. Dieses Substrat umfaßt dabei ein zylinderförmiges Aluminiumsubstrat mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 360 mm und eine Beschichtung bestehend aus einer ca 1 μm dicken Generatorschicht und einer ca 24 μm dicken Transportschicht. Die Generatorschicht enthält ein Phthalocycyanin – Pigment dispergiert in einem Polyvinylbutyral Bindemittel. Die Transportschicht besteht aus einer zu gleichen Teilen zusammengesetzten Verbindung aus einem Löchertransportmaterial und einem Bisphenol- Z- Polycarbonat Bindemittel.
Das Löchertransportmaterial besteht zu 70% aus 4-Dibenzylamino-2-methylbenzaldehyd-N,N-diphenylhydrazon und zu 30% aus 1,1-Bis(p-diethylaminophenyl)-4.4-diphenyl-1.3-butadien.
Zur Härtung wird die angetrocknete Schicht rotierend vor einer mit kurzwelligem Licht scheinenden Lampe (300 bis 400 nm Wellenlänge) innerhalb von ca. 180 sec gehärtet, wobei die Flächenleistung deutlich geringer als im Beispiel 1 ist.
Die mit der Schutzschicht versehene Fotoleitertrommel wird eingesetzt in einen konventionellen Drucker mit einer Aufladung über einen Charging Roller, einer Laserdiodenbelichtung zur Erzeugung des latenten Ladungsbildes, einer Entwicklung mit einer magnetischen Bürste zur Erzeugung des Tonerbildes, einer elektrostatischen Übertragung des Tonerbildes auf das Papier und Reinigung der Fotoleitertrommel mit einem Schaber. Während die Fotoleitertrommel ohne Schutzschicht (nach einem Drucktest von 20000 Drucken) eine Abnahme der Schichtdicke von ca 5 μm aufweist, ist bei der mit der Schutzschicht versehenen Trommel keine meßbare Abnahme der Schichtdicke feststellbar. Die sehr abbriebbeständige Schicht weist einen polaren Anteil von 4 mN/m bei einer wesentlich geringeren gesamten Oberflächenenergie von 19 mN/m auf. Dies scheint die Ursache dafür zu sein, dass die Druckqualität im Langzeitdrucktest deutlich verbessert ist. Die Homogenität des Graudruckes, ein fehlerfreier Schwarz- und Weißdruck, ein hohes Auflösungsvermögen und ein konstantes Restpotential wird durch die Schutzschicht nicht beeinflußt und bleibt im Langzeitdrucktest erhalten. Insbesondere bei einem Drucktest bei erhöhter Luftfeuchtigkeit (22°C 80% rH) ist keine Veränderung der Druckqualität zu erkennen.

Claims

Ladungsableitende Beschichtung für Tonertransfertrommeln, herstellbar durch hydrolytische Kondensation eines Gemischs umfassend wenigstens eine hydrolysierbare Silicium-Verbindung der allgemeinen Formel SiX_nR_(4-n) (I)in der die Reste X, die gleich oder verschieden sein können, ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend unsubstituierte oder durch Halogen oder Alkoxy substituierte Alkoxygruppen, Hydroxygruppen, Halogen-, Aryloxy- und Acyloxygruppen, Wasserstoff, geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, und Alkinylreste mit 5 bis 20 Kohlenstoffatomen; in der die Reste R, die gleich oder verschieden sein können, ausgewählt werden aus der Gruppe umfassend unsubstituierte oder durch Halogen oder Alkoxy substituierte Alkyl, Alkenyl, Alkinyl, Aryl, wobei die vorgenannten Alkylreste cyclische und arylsubstituierte Reste einschließen, die Alkenyl- und Alkinylgruppen ebenfalls cyclisch sein können und die Arylgruppen auch Alkarylgruppen einschließen, wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist, wobei das Gemisch weiterhin umfaßt eine oder mehrere hydrolytisch kondensierbare Verbindungen des Siliciums oder anderer Elemente ausgewählt aus der Gruppe umfassend B, Al, P, Sn, Pb, die Übergangsmetalle, Lanthaniden und Actiniden, wobei eine der für die Kondensation einzusetzenden monomeren Verbindungen Octadecyldimethyl(3-trimethoxysilyl-propyl)ammoniumchlorid ist, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrolytisch zu kondensierende Gemisch einen Anteil eines Vinyl- Alkylethers umfasst, dass wenigstens eine hydrolysierbare Siliziumverbindung in dem Gemisch ein (Merkaptoalkyl)alkoxysilan ist, und dass wenigstens eine hydrolisierbare Siliziumverbindung in dem Gemisch ein Vinylalkoxysilan ist.
Ladungsableitende Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrolytisch zu kondensierende Gemisch einen Anteil eines Vinylbutylethers umfasst.
Ladungsableitende Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch als hydrolysierbare Siliziumverbindungen wenigstens eine (Merkaptoalkyl)trialkoxysilanverbindung und wenigstens eine Vinylalkoxysilanverbindung enthält, wobei die Vinylalkoxysilanverbindung bezogen auf die Menge der (Merkaptoalkyl)alkoxysilanverbindung in geringerer Menge eingesetzt wird und die Mischung zusätzlich eine Menge eines wenigstens eine Vinylgruppe aufweisendenden Ethers enthält.
Ladungsableitende Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese herstellbar ist durch Zugabe wenigstens eines gegebenenfalls substituierten Dialkoxysilans nach Hydrolyse der Verbindungen des Ausgangsgemischs.
Ladungsableitende Beschichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese herstellbar ist durch Zugabe wenigstens eines Dialkyldialkoxysilans oder wenigstens eines Diaryldialkoxysilans nach Hydrolyse der Verbindungen des Ausgangsgemischs.
Ladungsableitende Beschichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe wenigstens eines Dialkoxysilans nach der Hydrolyse der Verbindungen des Ausgangsgemischs in Form eines Vorkondensats erfolgt.