DE60216386T2

DE60216386T2 - Elektrophotographische Photorezeptoren

Info

Publication number: DE60216386T2
Application number: DE60216386T
Authority: DE
Inventors: Jiayi Woodbury Zhu; Zbigniew Woodbury Tokarski; Kam W. Woodbury Law; Ronald J. Woodbury Moudry; Kristine A. Loretto Fordahl; David T. Somerset Ask; Jonas Sidaravicius; Edmundas Montrimas
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: EP1291725A2; EP1291725B1; KR20030019898A; JP3782765B2; DE60216386D1; US20030054272A1; JP2003107771A; EP1291725A3; US6869741B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf zur Verwendung bei der Elektrophotographie geeignete Photorezeptoren und genauer auf Photorezeptoren mit neuen Überzügen, die wenigstens ein Copolymer einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt.
Bei der Elektrophotographie wird ein Photorezeptor in Form einer Platte, eines Bandes, einer Scheibe oder Trommel mit einem elektrisch isolierenden photoleitfähigem Element auf einem elektrisch leitfähigen Substrat durch zuerst gleichförmiges elektrostatisches Aufladen der Oberfläche der photoleitfähigen Schicht und anschließend Aussetzen der aufgeladenen Oberfläche einem Lichtmuster bebildert. Das Aussetzen dem Licht entlädt die Ladung selektiv in den belichteten Bereichen, wodurch ein Muster aus geladenen und ungeladenen Bereichen gebildet wird. Ein flüssiger oder fester Toner wird anschließend unter Erzeugen eines Tonerbildes auf der Oberfläche des Photorezeptors entweder in den geladenen oder ungeladenen Bereichen aufgebracht. Das sich ergebende sichtbare Tonerbild kann auf ein geeignetes Empfängermedium wie etwa Papier und Film übertragen werden oder die Photorezeptoroberfläche kann als dauerhafter Empfänger für das Bild wirken. Das Bilderzeugungsverfahren kann vielmals wiederholt werden, wenn ein Übergangs- oder Zwischenrezeptor verwendet wird.
Das photoleitfähige Element kann organisch oder anorganisch sein. Sowohl photoleitfähige Einzelschicht- als auch Mehrschichtelemente sind verwendet worden. Bei der Einzelschicht-Ausführungsform sind ein Ladungstransportmaterial und ladungserzeugendes Material mit einem polymeren Bindemittel kombiniert und anschließend auf dem elektrisch leitfähigen Substrat aufgebracht. Bei der Mehrschicht-Ausführungsform liegen das Ladungstransportmaterial und das ladungserzeugende Material in Form getrennter Schichten vor, wovon jede gegebenenfalls mit einem auf dem elektrisch leitfähigen Substrat aufgebrachten polymeren Bindemittel kombiniert sein kann.
Geeigneterweise sind zwei Anordnungen möglich. Bei einer Anordnung (der „Doppelschicht„-Anordnung) ist die ladungserzeugende Schicht auf dem elektrisch leitfähigen Substrat aufgebracht und die Ladungstransportschicht ist oben auf der ladungserzeugenden Schicht aufgebracht. Bei einer alternativen Anordnung (der „inversen Doppelschicht"-Anordnung) ist die Reihenfolge der Ladungstransportschicht und ladungserzeu genden Schicht umgekehrt.
Typischerweise ist es erforderlich, daß ein Photorezeptor die in Abhängigkeit von dem darauf angewandten elektrophotographischen Verfahren abhängigen gewünschten Empfindlichkeits- und elektrischen Eigenschaften aufweist. Wünschenswerterweise kann ein wiederholtem Gebrauch unterliegender Photorezeptor auch eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen darauf ausgeübte elektrische und mechanische Kräfte während der Koronaaufladung, Tonerentwicklung, Übertragung auf ein Empfängermedium und Reinigungsbehandlung aufweisen. Weiterhin kann die Oberflächenschicht des Photorezeptors durch Toner verunreinigt werden und er sollte daher typischerweise eine gute Trenneigenschaft aufweisen. Schließlich sollte die Oberfläche des Photorezeptors typischerweise gute Elektroleitfähigkeitseigenschaften aufweisen, so daß nach der Entladung keine Ladung auf dem Photorezeptor zurückbleibt und auf Drucken ein Hintergrundproblem verursacht.
Damit die Oberflächenschicht eines Photorezeptors die vorstehend angeführten gewünschten Eigenschaften aufweist, kann der Photorezeptor mit einem Überzug zum Schützen des photoleitfähigen Elements versehen werden. Die typischen Überzüge umfassen ein fluoriertes Polymer, Siloxanpolymer, Fluorsilikonpolymer, Silan, Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan, Polycarbonat, Polyester, acryliertes Polyurethan, acrylierten Polyester, acryliertes Epoxidharz oder eine Kombination davon. Obschon diese Überzüge eine gute Verschleißfestigkeit und Haltbarkeit liefern können, weisen sie typischerweise schlechte Elektroleitfähigkeitseigenschaften auf.
Das US-Patent Nr. 4 006 020 an Polastri et al. offenbart einen überzogenen elektrostatographischen Photorezeptor. Der offenbarte Überzug umfaßt ein erstes Polymer, das ein Terpolymer aus Methylmethacrylat, n-Butylacrylat und Acrylsäure- oder Methacrylsäure ist, und ein zweites Polymer, das ein Copolymer aus Styrol und Maleinsäureanhydrid ist.
Das US-Patent Nr. 3 753 709 an Staudenmeyer et al. offenbart Überzüge für elektrophotographische Elemente, bei denen die Überzüge ein Copolymer aus Vinylacetat mit einem Element umfassen, das aus der aus den alpha-beta-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren bestehenden Gruppe, die Acrylsäure und Methacrylsäure einschließt, ausgewählt ist.
Das US-Patent Nr. 4 181 526 an Blakey et al. offenbart Überzüge für elektrophotographische Elemente, bei denen die Überzüge ein Terpolymer aus Methylmethacrylat, Methacrylsäure und 2-Acetoacetoxyethylmethacrylat umfassen.
Das US-Patent Nr. 4 062 681 an Lewis et al. offenbart Überzüge für elektrophotographische Elemente, wobei die Überzüge eine polymere Zusammensetzung wie etwa ein Homopolymer, Copolymer oder Mischung davon, eine alpha,beta-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure oder ein Alkylteilester davon und mindestens 20 Gew.-% eines organischen Vernetzers umfassen. Ein Beispiel des Überzugs ist durch einen Vernetzer mit einer Iminendgruppe gehärtete Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure).
Das US-Patent Nr. 4 012 255 an McMullen offenbart Überzüge für elektrophotographische Elemente, wobei die Überzüge ein Terpolymer aus 45 bis 65 Molprozent Methylmethacrylat, 25 bis 40 Molprozent n-Butylacrylat und 5 bis 15 Molprozent Acryl- oder Methacrylsäure umfassen.
Das US-Patent Nr. 4 734 347 an Endo et al. offenbart Überzüge, die ein fluorhaltiges Copolymer mit Monomereinheiten aus einem Fluorolefin und Methacrylsäure- oder Acrylsäure umfassen.
Das US-Patent Nr. 4 301 225 an Herrmann et al. offenbart Überzüge, die Copolymere aus Crotonsäure oder Maleinsäure wie etwa Vinylacetat-Crotonsäure, Vinylacetat-Maleinsäure und Styrol-Maleinsäure umfassen.
Im Hinblick auf das Erfordernis einer weiter verbesserten Bildqualität in letzter Zeit wird jedoch eine Überzugsschicht gewünscht, die weiter verbesserte Eigenschaften bezüglich der Elektroleitfähigkeit, Transparenz und Beständigkeit zeigt.
Die vorliegende Erfindung trachtet danach, in geeigneter Weise einen zur Verwendung bei der Elektrophotographie geeigneten Photorezeptor mit einem neuen Überzug mit guten mechanischen und physikalischen Eigenschaften und verbesserter Elektroleitfähigkeit bereitzustellen und dadurch Bilder in hoher Qualität zu liefern.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen zur Verwendung bei der Elektrophotographie geeigneten Photorezeptor bereit, der
eine Überzugsschicht, die im wesentlichen aus einem Polymer besteht, das ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, einschließt und wobei der Gewichtsprozentsatz der sich wiederholenden Einheit aus der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure mindestens 10 Gew.-% des Copolymers ist,
eine Ladungstransportverbindung,
eine ladungserzeugende Verbindung und
ein elektrisch leitfähiges Substrat einschließt.
Gemäß einer Ausführungsform ist die α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure Methacrylsäure und ist das α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer Methylmethacrylat.
Insbesondere ist der Gewichtsprozentsatz der sich wiederholenden Einheit aus der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure mindestens 25 Gew.-%.
Die Ladungstransportverbindung kann wenigstens zwei Heterocyclen und wenigstens zwei Hydrazongruppen oder wenigstens zwei Carbazolgruppen und wenigstens zwei Hydrazongruppen umfassen. Vorzugsweise ist die Ladungstransportverbindung ein Carbazol-1,1-dinaphthylhydrazonderivat.
Die Überzugsschicht kann eine Mischung des ersten Polymers und eines zweiten Polymers, das von einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet ist, das von der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure in der ersten Polymerschicht verschieden ist, einschließen, wobei der Gewichtsprozentsatz des ersten Polymers an dem Gesamtgewicht der Überzugsschicht mindestens 10 Gew.-% ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Photorezeptor bereit, der
eine Überzugsschicht, die eine Mischung aus einem ersten Polymer und einem zweiten Polymer umfaßt, wobei das erste Polymer ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt und der Gewichtsprozentsatz der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure mindestens 10 Gew.-% des Gesamtgewichts des Copolymers ist und das zweite Polymer von einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet ist, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei der Gewichtsprozentsatz des ersten Polymers am Gesamtgewicht der Überzugsschicht mindestens 10 Gew.-% ist,
eine Ladungstransportverbindung,
eine ladungserzeugende Verbindung und
ein elektrisch leitfähiges Substrat einschließt.
Vorzugsweise ist die α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure Methacrylsäure und ist das α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer Methylmethacrylat. Vorzugsweise weist das Copolymer einen Säurewert von mindestens 60 mg KOH/g, bevorzugter 150 mg KOH/g Copolymer auf.
Gemäß einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Photorezeptor bereit, der
eine Überzugsschicht, die im wesentlichen aus einem Polymer, das ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, umfaßt, wobei das Copolymer einen Säurewert von mindestens 60 mg KO/g Copolymer aufweist, und gegebenenfalls einem Vernetzer besteht,
eine Ladungstransportverbindung,
eine ladungserzeugende Verbindung und
ein elektrisch leitfähiges Substrat umfaßt.
Gemäß einem vierten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Photorezeptor bereit, der
eine Überzugsschicht, die ein Gemisch aus einem ersten Polymer und einem zweiten Polymer, wobei das erste Polymer ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt und das Copolymer einen Säurewert von mindestens 60 mg KOH/g Copolymer aufweist und das zweite Polymer von einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet ist, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und gegebenenfalls einen Vernetzer umfaßt,
eine Ladungstransportverbindung,
eine ladungserzeugende Verbindung und
ein elektrisch leitfähiges Substrat umfaßt.
Die Überzugsschicht kann ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfassen, wobei das Copolymer einen Säurewert von mindestens 150 mg KOH/g Copolymer aufweist. Bevorzugter ist der Säurewert des Copolymers mindestens 300 mg KOH/g Copolymer.
Der Gewichtsprozentsatz der sich wiederholenden Einheit aus der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure ist vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, bevorzugter 5 Gew.-%.
Die Überzugsschicht kann eine vernetzungswirksame Menge eines Vernetzers von weniger als oder gleich 10 Gew.-% der Überzugsschicht enthalten.
Der Vernetzer ist vorzugsweise ein polyfunktionelles Aziridin.
Das Copolymer kann im Gemisch mit einem zweiten Polymer oder Copolymer vorliegen, das Einheiten umfaßt, die von einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet sind, die von der sich wiederholenden Einheit einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und/oder der sich wiederholenden Einheit des α,β-ethylenisch ungesättigten Monomers verschieden ist. Das Copolymer oder die Copolymermischung können in einer Schicht vorliegen, die vernetzt oder (durch spätere Behandlung) vernetzbar ist, wobei die Vernetzbarkeit durch einen anderen ("anderen" bedeutet eine andere Verbindung als die α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure oder das α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer) Vernetzer bewirkt wird, der mit der (den) Gruppe(n) an der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure oder dem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer reagiert.
Die Erfindung trachtet danach, Überzüge für Photorezeptoren bereitzustellen, die sich durch eine Kombination guter mechanischer und Elektroleitfähigkeitseigenschaften auszeichnen. Diese Photorezeptoren können mit flüssigen Tonern erfolgreich zum Herstellen von Bildern mit hoher Qualität verwendet werden. Die hohe Qualität der Bilder bleibt nach wiederholten Umläufen erhalten.
Der Photorezeptor kann in Form einer Platte, Trommel, Scheibe oder eines Bandes vorliegen, wobei flexible Bänder bevorzugt sind. Der Photorezeptor kann ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element in Form einer Einzelschicht einschließen, die sowohl die Ladungstransportverbindung als auch ladungserzeugende Verbindung in einem polymeren Bindemittel enthält. Vorzugsweise schließt der Photorezeptor jedoch ein elektrisch leitfähiges Substrat und ein photoleitfähiges Element ein, das eine Zweischichtenkonstruktion ist, die sich durch eine ladungserzeugende Schicht und eine getrennte Ladungstransportschicht auszeichnet. Die ladungserzeugende Schicht kann sich zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und der Ladungstransportschicht befinden. Wahlweise kann das photoleitfähige Element eine inverse Konstruktion sein, bei der sich die Ladungstransportschicht zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und der ladungserzeugenden Schicht befindet.
Das elektrisch leitfähige Substrat kann flexibel, zum Beispiel in Form einer flexiblen Bahn oder eines Bandes oder unflexibel, zum Beispiel in Form einer Trommel vorliegen. Typischerweise umfaßt ein flexibles, elektrisch leitfähiges Substrat ein isoliertes Substrat und eine dünne Schicht aus elektrisch leitfähigen Materialien. Das isolierte Substrat kann Papier oder ein filmbildendes Polymer wie etwa Polyethylenterephthalat, Polyimid, Poly sulfon, Polyethylennaphthalat, Polypropylen, Nylon, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylfluorid, Polystyrol und dergleichen sein. Spezielle Beispiele von Trägersubstraten schließen Polyethersulfon (von ICI erhältliches Stabar^® S-100), Polyvinylfluorid (von. E.I. DuPont de Nemours & Company erhältliches Tedlar^®), Polybisphenol-A-polycarbonat (von Mobay Chemical Company erhältliches Makrofol^®) und amorphes Polyethylenterephthalat (von ICI Americas, Inc. erhältliches Melinar^®) ein. Die elektrisch leitfähigen Materialien können Graphit, Dispersruß, Iodid, leitfähige Polymere wie etwa Polypyrrole und das leitfähige Polymer Calgon^® 261 (im Handel von Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa. erhältlich), Metalle wie etwa Aluminium, Titan, Chrom, Messing, Gold, Kupfer, Palladium, Nickel oder Edelstahl oder ein Metalloxid wie etwa Zinnoxid oder Indiumoxid sein. Vorzugsweise ist das elektrisch leitfähige Material Aluminium. Typischerweise weist das Photoleitersubstrat eine zum Liefern der erforderlichen mechanischen Stabilität entsprechende Dicke auf. Zum Beispiel weisen flexible Bahnsubstrate eine Dicke von 0,01 bis etwa 1 mm auf, während Trommelsubstrate im allgemeinen eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm aufweisen.
Die ladungserzeugende Verbindung ist ein Material wie etwa ein Farbstoff oder Pigment, das Licht unter Erzeugen von Ladungsträgern absorbieren kann. Beispiele geeigneter ladungserzeugender Verbindungen schließen metallfreie Phthalocyanine (z. B. das metallfreie Phthalocyanin Progen^TM 1 x-Form von Zeneca, Inc.), Metallphthalocyanine wie etwa Titanphthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Oxytitanphthalocyanin, Hydroxygalliumphthalocyanin, Squaryliumfarbstoffe und -pigmente, hydroxysubstituierte Squaryliumpigmente, Perylimide, von Allied Chemical Corporation unter dem Handelsnamen Indofast^TM Double Scarlet, Indofast^TM Violet Lake B, Indofast^TM Brilliant Scarlet und Indofast^TM Orange erhältliche mehrkernige Chinone, von DuPont unter dem Handelsnamen Monastral^TM Red, Monastral^TM Violet und Monastral^TM Red Y erhältliche Chinacridone, von Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente einschließlich der Perinone, Tetrabenzoporphyrine und Tetranaphthaloporphyrine, Indigo- und Thioindigofarbstoffe, Benzothioxanthenderivate, von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente, Polyazopigmente einschließlich Bisazo-, Trisazo- und Trakisazopigmenten, Polymethinfarbstoffe, Chinazolingruppen enthaltende Farbstoffe, tertiäre Amine, amorphes Selen, Selenlegierungen wie etwa Selen-Tellur, Selen-Tellur-Arsen und Selen-Arsen, Cadmiumsulfoselenid, Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid und Gemische davon ein. Vorzugsweise ist die ladungserzeugende Verbindung Oxytitanphthalocyanin, Hydroxygalliumphthalocyanin oder eine Kombination davon.
Vorzugsweise umfaßt die ladungserzeugende Schicht ein Bindemittel in einer Menge von etwa 10 bis etwa 90 Gew.-% und bevorzugter in einer Menge von etwa 20 bis etwa 75 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der ladungserzeugenden Schicht.
Es gibt viele Arten einer zur Elektrophotographie zur Verfügung stehenden Ladungstransportverbindung. Geeignete Ladungstransportverbindungen zur Verwendung in der Ladungstransportschicht schließen Pyrazolinderivate, Fluorderivate, Oxadiazolderivate, Stilbenderivate, Hydrazonderivate, Carbazolhydrazonderivate, Triarylamine, Polyvinylcarbazol, Polyvinylpyren, Polyacenaphthylen oder Multihydrazonverbindungen ein, die wenigstens zwei Hydrazongruppen und wenigstens zwei Gruppen einschließen, die aus der aus Triphenylamin und Heterocyclen wie etwa Carbazol, Julolidin, Phenothiazin, Phenazin, Phenoxazin, Phenoxathiin, Thiazol, Oxazol, Isoxazol, Dibenzo(1,4)dioxin, Thianthren, Imidazol, Benzothiazol, Benzotriazol, Benzoxazol, Benzimidazol, Chinolin, Isochinolin, Chinoxalin, Indol, Indazol, Pyrrol, Purin, Pyridin, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, Triazol, Oxadiazol, Tetrazol, Thiadiazol, Benzisoxazol, Benzisothiazol, Dibenzofuran, Dibenzothiophen, Thiophen, Thianaphthen, Chinazolin oder Cinnolin bestehenden Gruppe ausgewählt sind, ohne darauf beschränkt zu sein. Diese Multihydrazonverbindungen werden im US-Patent Nr. 6 066 426 und der vorläufigen Anmeldung US-Ser. Nr. 60/242517, 60/296803, 60/296806, 60/296822, 60/296979, 60/303567 und 60/303631 beschrieben. Das Patent und die vorläufigen Anmeldungen sind hiermit durch Verweis inbegriffen. Andere geeignete Ladungstransportverbindungen schließen in der vorläufigen Anmeldung US-Ser. Nr. 60/311601, die hiermit durch Verweis inbegriffen ist, beschriebenes Carbazol-1,1-dinaphthylhydrazon und seine Derivate ein.
Die Ladungstransportschicht umfaßt typischerweise ein Ladungstransportmaterial in einer Menge von etwa 25 bis etwa 60 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der Ladungstransportschicht und bevorzugter in einer Menge von etwa 35 bis etwa 50 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der Ladungstransportschicht, wobei der Rest der Ladungstransportschicht das Bindemittel und gegebenenfalls irgendwelche herkömmliche Additive umfaßt. Die Ladungstransportschicht weist typischerweise eine Dikke von etwa 10 bis etwa 40 Mikron auf und kann gemäß jeder herkömmlichen, in der Technik bekannten Technik gebildet werden.
Geeigneterweise kann die Ladungstransportschicht durch Dispergieren oder Lösen des Ladungstransportmaterials und eines polymeren Bindemittels in einem organischen Lösungsmittel, Auftragen der Dispersion und/oder Lösung auf die jeweilige darunterliegen de Schicht und Trocknen der Beschichtung gebildet werden. Ähnlich kann die ladungserzeugende Schicht durch Lösen oder Dispergieren der ladungserzeugenden Verbindung und der polymeren Bindemittel in einem organischen Lösungsmittel, Auftragen der Lösung oder Dispersion auf die jeweilige darunterliegende Schicht und Trocknen der Beschichtung gebildet werden.
Das Bindemittel ist in der Lage, die Ladungstransportverbindung (im Fall der Ladungstransportschicht) und die ladungserzeugende Verbindung (im Fall der ladungserzeugenden Schicht) zu dispergieren oder zu lösen. Beispiele geeigneter Bindemittel sowohl für die ladungserzeugende Schicht als auch Ladungstransportschicht schließen Polystyrolco-butadien, modifizierte Acrylpolymeren, Polyvinylacetat, Styrol-Alkydharze, Soja-Alkylharze, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril, Polycarbonate, Polyacrylsäure, Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrolpolymeren, Polyvinylbutyral, Alkydharze, Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polysulfone, Polyether, Polyketone, Phenoxyharze, Epoxyharze, Silikonharze, Polysiloxane, Poly(hydroxyether)harze, Polyhydroxystyrolharze, Novolak, Poly(phenylglycidylether)-co-dicyclopentadien, Copolymere aus bei den vorstehend angeführten Polymeren verwendeten Monomeren und Kombination davon ein. Polycarbonatbindemittel sind besonders bevorzugt. Beispiele geeigneter Polycarbonatbindemittel schließen Polycarbonat A, das von Bisphenol-A abgeleitet ist, Polycarbonat Z, das von Cyclohexylidenbisphenol abgeleitet ist, Polycarbonat C, das von Methylbisphenol A abgeleitet ist, und Polyestercarbonate ein.
Der Überzug für diese Erfindung schließt ein Copolymer aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer ein, wobei der Gewichtsprozentsatz der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, insbesondere 25 bis 99 Gew.-% des Gewichts des Copolymers ist.
Nicht-einschränkende Beispiele für die α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure sind 4-Vinylbenzoesäure, Fumarsäure, Zimtsäure, Sorbinsäure, Mesaconsäure, Maleinsäure, Glutaconsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Inden-3-carbonsäure, Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, 2-Methacryloyloxyethylhydrogenphthalat, 4-Methacrylamidobenzoesäure, Mono-(2-methacryloyloxyethyl)bemsteinsäure und 2-Methyl-2-pentensäure. Die bevorzugte säurehaltige α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure sind Acrylsäure und Methacrylsäure.
Nicht-einschränkende Beispiele für das α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer sind Styrol, Fluorolefin, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Methyl(methacrylat), Ethyl(methacrylat), Butyl(methacrylat), Isobornylacrylat, Isobornylmethacrylat und andere Acrylate und Methacrylate. Gruppen wie etwa die Alkylgruppen (z. B. Methyl, Ethyl, Butyl usw.) an den Acrylaten und Methacrylaten können auch substituiert sein, um physikalische Eigenschaften, insbesondere Oberflächenspannung, Oleophilie und Hydrophilie des Copolymers abzustimmen. Derartige Substituenten können Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Halogenatome oder halogenierte Gruppen, Cyangruppen, perhalogenierte (insbesondere perfluorierte) Gruppen und dergleichen einschließen. Das bevorzugte α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer sind Methylmethacrylat und Ethylacrylat.
Vorzugsweise ist der Gewichtsprozentsatz der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure in dem Copolymer mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 25 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 10 und 99 Gew.-%, bevorzugter zwischen 10 und 95 Gew.-%, bevorzugter zwischen 20 und 90 Gew.-% und am bevorzugtesten zwischen 30 und 80 Gew.-%. Unerwünschte Wirkungen können einen außerhalb dieser Bereiche gewählten Gewichtsprozentsatz begleiten. Zum Beispiel kann das Copolymer bei einem zu hohen Gewichtsprozentsatz (über 99 Gew.-%) zu feuchtigkeitsempfindlich werden. Bei niedrigem Gewichtsprozentsatz (unter 10 Gew.-%) kann das Copolymer eine ungenügende Elektroleitfähigkeit aufweisen. Zusätzliche Additive oder Comonomeren können zum Erweitern dieser Bereiche zugesetzt werden, wobei diese durch Extrema in den Bereichen verursachten Eigenschaften verbessert werden.
Vorzugsweise ist der Säurewert des Copolymers mindestens 60 mg KOH/g Copolymer, insbesondere 60 bis 750 mg KOH/g Copolymer, vorzugsweise zwischen 120 und 700 mg KOH/g Copolymer, bevorzugter zwischen 150 und 600 mg KOH/g Copolymer und am bevorzugtesten ungefähr 300 mg KOH/g Copolymer. Unerwünschte Wirkungen können einen außerhalb dieser Bereiche gewählten Säurewert begleiten. Zum Beispiel kann das Copolymer bei einem hohen Säurewert (über 750 mg KOH/g Copolymer) zu feuchtigkeitsempfindlich werden. Bei einem niedrigen Gewichtsprozentsatz (unter 60 mg KOH/g Copolymer) kann das Copolymer eine ungenügende Elektroleitfähigkeit aufweisen.
Der Säurewert kann durch ein Verfahren gemäß JIS (Japanese Industrial Standard) K0070 gemessen werden. Genauer wird das Dispergiermittelpolymer in einem guten Lösungsmittel gelöst und anschließend wird Phenolphthalein als Indikator hinzugesetzt.
Die Titration wird anschließend unter Verwenden einer Lösung von 0,1 Mol/Liter Kaliumhydroxid in Ethanol durchgeführt. Die Probenmenge Dispergiermittelpolymer beträgt 20 g, 10 g, 5 g, 2 g und 1 g in dem Fall, bei dem der Säurewert kleiner als 5, mindestens 5 und kleiner als 15, mindestens 15 und kleiner als 30, mindestens 30 und kleiner als 100 beziehungsweise 100 oder größer ist. Der Säurewert wird durch Verwenden des Wertes aus der Titration und der folgenden Gleichung berechnet: Säurewert = B × F × 5,611/Swobei B die Menge (ml) der Lösung von 0,1 Mol/Liter Kaliumhydroxid in Ethanol darstellt, die zur Titration erforderlich ist, F den Faktor der Lösung von 0,1 Mol/Liter Kaliumhydroxid in Ethanol darstellt und S das Gewicht (g) der Probe darstellt.
Der bei dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten Überzug eingesetzte Vernetzer kann irgendeiner aus einer Anzahl wohlbekannter, zu diesem Zweck in großem Umfang verwendeter Substanzen sein. Nicht einschränkende Beispiele eines geeigneten Vernetzers sind reaktionsfähige Diepoxymodifizierungsmittel wie etwa 1,4-Butandioldiglycidylether, Aminoplastharze wie etwa Harnstoff-Formaldehydharze und Melamin-Formaldehydharze, Triazinderivate, Diazinderivate, Triazolderivate, Guanidinderivate, Guanaminderivate, Phenolharze, Präpolymere mit Iminendgruppen, polyfunktionelle Aziridine wie etwa IONAC PFAZ-322, IONAC XAMA-2 und IONAC XAMA-7 (Sybron Chemicals, Inc., Birmingham, NJ). Der bevorzugte Vernetzer ist IONAC PFAZ-322, ein polyfunktionelles Aziridin.
Vorzugsweise, ist die Menge des Vernetzers höchstens 10 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,5 bis 10 Gew.-%. Die bevorzugtere Menge Vernetzer ist von 1 Gew.-% bis 8 Gew.-%. Die bevorzugteste Menge ist von 2 Gew.-% bis 5 Gew.-%. Typischerweise wird der Vernetzer vor dem Zusetzen zu der Überzugslösung in einer verdünnten Lösung gelöst, um die Fällung lokal vernetzter Polymeren zu verhindern.
Bei der Ausführung der Erfindung, wobei eine Mischung aus dem Copolymer und dem zweiten Polymer (der Ausdruck „Polymer" schließt Homopolymere, Copolymere, Terpolymere, Tetrapolymere und dergleichen ein) verwendet wird, schließen nicht einschränkende Beispiele eines geeigneten Überzugs für diese Erfindung eine Mischung aus einem ersten, von einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure abgeleiteten Polymer und einem zweiten, α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer ein, wobei der Gewichtspro zentsatz des ersten Polymers mindestens 10 Gew.-%, insbesondere mindestens 25 Gew.-% ist. Die Verwendung dieser Ausdrücke in dieser Beschreibung ist mit den vorstehend gegebenen Definitionen im Einklang.
Nicht einschränkende Beispiele eines α,β-ethylenisch ungesättigten Monomers sind Styrol, ein Fluorolefin, Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat, Methyl(methacrylat), Ethyl(methacrylat), Butyl(methacrylat) und andere Acrylate und Methacrylate. Methylmethacrylat und Ethylacrylat sind das bevorzugte α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer.
Vorzugsweise ist der Gewichtsprozentsatz des ersten Polymers an der Mischung mindestens 10 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 20 und 90 Gew.-% und am bevorzugtesten zwischen 30 und 80 Gew.-%. Unerwünschte Wirkungen können einen außerhalb dieser Bereiche gewählten Prozentsatz begleiten. Zum Beispiel kann das Copolymer bei einem hohen Prozentsatz (über 95 Gew.-%) zu feuchtigkeitsempfindlich werden. Bei einem niedrigen Prozentsatz (unter 10 Gew.-%) kann das Copolymer eine ungenügende Elektroleitfähigkeit aufweisen.
Vorzugsweise ist der Säurewert der Mischung mindestens 60 mg KOH/g Mischung, insbesondere 60 bis 750 mg KOH/g Mischung, vorzugsweise zwischen 120 und 700 mg KOH/g Mischung und am bevorzugtesten zwischen 150 und 600 mg KOH/g Mischung. Unerwünschte Wirkungen können einen außerhalb dieser Bereiche gewählten Säurewert begleiten. Zum Beispiel kann das Gemisch bei einem hohen Säurewert (über 750 mg KOH/g Gemisch) zu feuchtigkeitsempfindlich werden. Bei niedrigem Prozentsatz (unter 60 mg KOH/g Gemisch) kann das Gemisch eine unzureichende Elektroleitfähigkeit aufweisen.
Der Photorezeptor kann andere Schichten außer der Überzugsschicht einschließen. Derartige Schichten sind wohlbekannt und schließen zum Beispiel Sperrschichten, Haftschichten und Unterschichten ein. Die Überzugsschicht bildet die oberste Schicht des Photoleiterelements, wobei sich die Sperrschicht zwischen der Überzugsschicht und dem photoleitfähigen Element befindet. Die Haftschicht ist zwischen der Grenzschicht und der Überzugsschicht gelegen und verbessert die Haftung dazwischen. Die Unterschicht ist eine Ladungsblockierschicht und liegt zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und dem photoleitfähigen Element. Die Unterschicht kann auch die Haftung zwischen dem elektrisch leitfähigen Substrat und dem photoleitfähigen Element verbessern.
Besonders geeignete Sperrschichten schließen Überzüge wie etwa ein vernetzbarer Überzug aus Siloxanol und kolloidalem Siliziumoxid und ein Überzug aus hydroxyliertem Silsesquioxan und kolloidalem Siliziumoxid und organische Bindemittel wie etwa Polyvinylalkohol, Methylvinylether/Maleinanhydrid-Copolymer, Casein, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylsäure, Gelatine, Stärke, Polyurethane, Polyimide, Polyester, Polyamide, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyvinylbutyral, Polyvinylacetoacetal, Polyvinylformal, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyacrylate, Polyvinylcarbazole, Copolymere aus bei den vorstehend angeführten Polymeren verwendeten Monomeren, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Terpolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäure-Terpolymere, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere, Cellulosepolymere und Gemische davon ein. Die vorstehenden organischen Bindemittel können gegebenenfalls kleine anorganische Teilchen wie etwa ein pyrogenes Siliziumoxid, Siliziumoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder eine Kombination davon enthalten. Die typische Teilchengröße ist in dem Bereich von 0,001 bis 0,5 Mikrometer, vorzugsweise 0,005 Mikrometer. Eine bevorzugte Sperrschicht ist ein 1:1-Gemisch von Methylcellulose und Methylvinylether/Maleinanhydrid-Copolymer mit Glyoxal als Vernetzer.
Nicht einschränkende Beispiele säurehaltiger polymerisierbarer organischer Verbindungen sind 4-Vinylbenzoesäure, Fumarsäure, Zimtsäure, Sorbinsäure, Mesaconsäure, Maleinsäure, Glutaconsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Inden-3-carbonsäure und alpha-beta-ungesättigte Alkensäuren wie etwa Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, 2-Methacryloyloxyethylhydrogenphthalat, 4-Methacrylamidobenzoesäure, Mono-(2-methacryloyloxyethyl)bernsteinsäure und 2-Methyl-2-pentensäure. Die bevorzugten säurehaltigen polymerisierbaren organischen Verbindungen sind Acrylsäure und Methacrylsäure.
Typische Haftschichten schließen filmbildende Polymeren wie etwa Polyester, Polyacrylate, Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan, Polymethylmethacrylat, Poly(hydroxyaminoether) und dergleichen ein. Vorzugsweise ist die Haftschicht Poly(hydroxyaminoether). Falls derartige Schichten benützt werden, weisen sie vorzugsweise eine Trockendicke zwischen etwa 0,01 Mikrometer und etwa 5 Mikrometer auf.
Typische Unterschichten schließen Polyvinylbutyral, Organosilane, hydrolysierbare Silane, Epoxyharze, Polyester, Polyamide, Polyurethane, Silikone und dergleichen ein. Vorzugsweise weist die Unterschicht eine Trockendicke zwischen etwa 20 Ångström und etwa 2000 Ångström auf.
Die Überzugsschichten und diese Überzugsschichten einschließenden Photorezeptoren sind zur Verwendung bei einem Bilderzeugungsverfahren mit entweder Trocken- oder Flüssigtonerentwicklung geeignet. Flüssigtonerentwicklung ist im allgemeinen bevorzugt, da sie verglichen mit Trockentonern die Vorteile des Lieferns höher aufgelöster Bilder und Erforderns einer niedrigeren Energie zur Bildfixierung bietet. Beispiele brauchbarer flüssiger Toner sind wohlbekannt. Sie schließen typischerweise ein Farbmittel, ein Harzbindemittel, einen Ladungsdirektor und eine Trägerflüssigkeit ein. Ein bevorzugtes Harz-Pigment-Verhältnis ist 2:1 bis 10:1, bevorzugter 4:1 bis 8:1. Typischerweise bilden das Farbmittel, Harz und der Ladungsdirektor die Tonerteilchen.
Merkmale des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung können als bevorzugte Merkmale des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung angesehen werden und Merkmale des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung können als bevorzugte Merkmale des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung angesehen werden.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden, nicht einschränkenden Beispiele weiter beschrieben.
BEISPIELE
Vergleichsbeispiel A
Vergleichsbeispiel A war ein Photorezeptorbogen, der durch das in Beispiel 2 des US-Pat. Nr. 6 066 426 beschriebene Verfahren erhalten worden war. Die Größe des Bogens war etwa 20 cm × 100 cm.
Beispiel 1
Eine Überzugslösung von Poly(methacrylsäure) (im Handel von Polysciences, Inc., Warrington, PA, erhältlich) wurde durch Lösen von 4,0 g des Polymers in einem aus 38,0 g Ethanol und 38,0 g entionisiertem Wasser gebildeten Lösungsmittelgemisch hergestellt. Die Überzugslösung war zum Gebrauch bereit, nachdem man sie über Nacht auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung belassen hatte. Der Überzug aus dem Polymer wurde durch Ausstreichen der Polymerlösung mittels einer Messerstreichmaschine mit 40 Mikron Spaltabstand auf denselben Photorezeptorbogen wie in Vergleichsbeispiel A hergestellt. Die überzogene Probe wurde anschließend in einem Ofen 10 min bei 80°C getrocknet.
Beispiel 2
Beispiel 2 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 1 hergestellt, ausgenommen, daß das für den Überzug verwendete Polymer Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure) mit 75 Gew.-% Poly(methacrylsäure) (von der Abteilung für Festkörperelektronik, Universität Wilna, Wilna, Litauen, erhalten) war und daß das Lösungsmittel ein Gemisch aus 38,0 g Aceton, 19,0 g Ethanol und 19,0 g entionisiertem Wasser war.
Beispiel 3
Beispiel 3 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 1 hergestellt, ausgenommen, daß das für den Überzug verwendete Polymer Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure) mit 25 Gew.-% Poly(methacrylsäure) (im Handel von Polysciences, Inc., Warrington, PA, erhalten) war und daß das Lösungsmittel ein Gemisch aus 54,3 g Aceton und 21,7 g Ethanol war.
Beispiel 4
Beispiel 4 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 1 hergestellt, ausgenommen, daß das für den Überzug verwendete Polymer Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure) mit 5 Gew.-% Poly(methacrylsäure) (im Handel von Polysciences, Inc., Warrington, PA, erhalten) war und daß das Lösungsmittel ein Gemisch aus 38,0 g Aceton und 38,0 g Ethylacetat war.
Beispiel 5
Beispiel 5 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 4 hergestellt, ausgenommen, daß das für den Überzug verwendete Polymer Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure) mit 2 Gew.-% Poly(methacrylsäure) (im Handel von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten) war.
Beispiel 6
Beispiel 6 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 4 hergestellt, ausgenommen, daß das für den Überzug verwendete Polymer Poly(methylmethacrylat) (im Handel von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten) war.
Beispiel 7
Beispiel 7 wurde auf dieselbe Weise wie Beispiel 1 hergestellt, ausgenommen, daß das für den Überzug verwendete Polymer Poly(acrylsäure) (im Handel von Aldrich, Milwaukee, WI, erhalten) war.
Wasserlöslichkeitstest
Die Wasserlöslichkeit des Überzugs wurde bei jedem vorstehend angeführten, in Bögen von etwa 10 × 10 cm² zerschnittenen Beispiel getestet. Der Test wurde durch Aufbringen einiger Tropfen Wasser auf jedes Beispiel und bis zu etwa 30 Sekunden festes Verreiben mit einem Wattebausch durchgeführt. Falls der Überzug durch Reiben entfernt wurde, wurde die Wasserlöslichkeit des Überzugs als 4 bewertet. Sonst wurde das getestete Beispiel über Nacht in Wasser eingeweicht und der Reibtest wurde wiederholt. Falls der Überzug dieses Mal durch Reiben entfernt wurde, wurde die Wasserlöslichkeit des Überzugs als 3 bewertet. Falls kein Überzug entfernt wurde, der Überzug aber verfärbt war, ließ man die Probe anschließend etwa 4 Stunden an der Luft trocknen und der Überzug wurde erneut untersucht. Falls der Überzug noch immer verfärbt war, wurde die Wasserlöslichkeit als 2 bewertet. Falls die Verfärbung des Überzugs nach dem Trocknen an der Luft verschwunden war, wurde die Wasserlöslichkeit als 1 bewertet. Bei überhaupt keinen Veränderungen an dem Überzug während des vorstehenden Tests wurde die Wasserlöslichkeit des Überzugs als 0 bewertet.
Elektrostatischer Test
Eine Testreihe wurde zum Ermitteln des elektrostatischen Kreislaufverhaltens eines Photorezeptorbogens in der Umgebung (etwa 25 Grad C und 45% bis 75% relative Feuchtigkeit) ausgelegt. Der beschichtete Photorezeptorbogen wurde in eine 50 cm lange und 8,8 cm breite Probe zerschnitten und um eine Aluminiumtrommel (50 cm Umfang) herum befestigt. Während des Tests drehte sich die Trommel mit einer Geschwindigkeit von 8,1 cm/sec, während sich die Lösch-, Koronaaufladungs- und Laserentladungsstationen in einer Stellung von ungefähr –80 Grad, +45 Grad beziehungsweise +90 Grad vom Trommelanfang befanden. Der erste elektrostatische Meßfühler (elektrostatisches Meßgerät Trek 344 von Trek Inc., Medina N.Y.) befand sich unmittelbar nach der Laserentladungsstation und der zweite identische Meßfühler 180 Grad vom Trommelanfang.
Die Probe wurde drei Umläufe (Trommelumdrehungen) vollständig aufgeladen, mit dem Laser bei 780 nm, 600 dpi, beim vierten Umlauf unter Erhalten der Entladungsspannung entladen, die nächsten drei Umläufe unter Erhalten der Ladungsaufnahmespannung vollständig aufgeladen, nur mit der Löschlampe bei 720 nm beim achten Umlauf unter Erhalten der Restspannung entladen und schließlich die letzten drei Umläufe vollständig aufgeladen. Die Ladungsaufnahme- und Entladungsspannungen wurden durch die vorstehend beschriebenen elektrostatischen Meßfühler aufgezeichnet.
Taber-Verschleißtest
Die Verschleißbeständigkeit von Vergleichsbeispiel A und Beispiel 1–6 wurde gemäß ASTM D-4060 unter Verwenden eines Taber Abraser (Modell 505, im Handel von Teledyne Taber North Tonawanda, NY, erhältlich) getestet. Zum Durchführen des Tests wurde eine so auf einer Probenhaltevorrichtung befestigte Probe, daß die Probe während des Tests in die Tonerträgerflüssigkeit eintauchte, durch ein Schneidemesser auf 10 cm Durchmesser geschnitten und mit einem Paar Gummiräder CS-10F (im Handel von Paul N. Gardner Company, Inc., Pompano Beach, FL, erhältlich) 1000 Umläufe mit 250 g geschliffen. Nach dem Test ließ man die Probe in der Umgebung trocknen und der Abrieb auf der Oberfläche einer getesteten Probe wurde visuell auf geringen oder starken Verschleiß untersucht. Tabelle 1: Ergebnisse des elektrostatischen und Taber-Verschleißtests von Vergleichsbeispiel A und Beispiel 1–7

Anmerkung: * Beispiel 7 war Poly(acrylsäure)

Vergleichsbeispiel B
Vergleichsbeispiel B wurde mit einem Überzug hergestellt, der aus einem unvernetzten Copolymer aus Poly(methylmethacrylat-co-methacrylsäure) mit 75 Gew.-% Poly(methacrylsäure) (von der Abteilung für Festkörperelektronik, Universität Wilna, Wilna, Litauen, erhalten) gebildet worden war. Die Überzugslösung wurde durch Lösen von 4,0 g des Copolymers in einem Gemisch aus 38,0 g Aceton, 19,0 g Ethanol und 19,0 g entionisiertem Wasser hergestellt. Die Überzugslösung war zum Gebrauch bereit, nachdem man sie über Nacht auf einer mechanischen Schüttelvorrichtung belassen hatte. Der Überzug aus dem Polymer wurde anschließend durch Ausstreichen der Polymerlösung mittels einer Messerstreichmaschine mit 40 Mikron Spaltabstand auf einen durch das in Beispiel 2 des US-Pat. Nr. 6 066 426 beschriebene Verfahren erhaltenen Photorezeptorbogen hergestellt. Die Größe des Bogens war etwa 20 cm × 100 cm. Der überzogene Photorezeptor wurde anschließend in einem Ofen 10 min bei 80°C getrocknet.
Beispiel 8
Beispiel 8 wurde mit einem Überzug hergestellt, der durch das in Vergleichsbeispiel B beschriebene, mit IONAC PFAZ-322 (ein im Handel von Sybron Chemicals Inc., Birmingham, NJ, erhältliches, polyfunktionelles Aziridin) zu 0,5 Gew.-% des Copolymers vernetzte Copolymer gebildet worden war. Die Überzugslösung wurde durch zuerst Lösen von 0,2 g Vernetzer in einem Gemisch aus 49,8 g Aceton, 25,0 g Ethanol und 25,0 g entionisiertem Wasser unter Bilden einer Vernetzerlösung hergestellt. Anschließend wurden in einem getrennten Behälter 1,5 g des Copolymers in einem Gemisch aus 12,4 g Aceton, 6,2 g Ethanol und 6,2 g entionisiertem Wasser gelöst. Schließlich wurden dieser Copolymerlösung 3,8 g der Vernetzerlösung zugefügt. Die Überzugslösung wurde durch dasselbe Beschichtungsverfahren wie für Vergleichsbeispiel B, außer daß der beschichtete Photorezeptor in einem Ofen 20 min bei 110°C gehärtet wurde, auf einen Photorezeptor aufgetragen.
Beispiel 9 und 10
Beispiel 9 und 10 wurden ähnlich gemäß dem Verfahren für Beispiel 8 hergestellt, ausgenommen, daß die Menge des IONAC PFAZ-322 auf 1 Gew.-% beziehungsweise 2 Gew.-% des Copolymers erhöht wurde, Tabelle 2: Die Wasserlöslichkeit und elektrostatischen Ergebnisse von Vergleichsbeispiel B und Beispiel 8–10

Anmerkung: * Der elektrostatische Test wurde unter Umgebungsbedingungen, bevor und nachdem die Proben 24 Stunden bei 30°C in einer Klimakammer hoher Feuchtigkeit (90% relative Feuchtigkeit) ausgesetzt wurden, durchgeführt.

Beispiel 11
Beispiel 11 wurde mit einem Überzug hergestellt, der mit dem in Vergleichsbeispiel B beschriebenen Copolymer, das mit 1,4-Butandioldiglycidylether (Aldrich Chemical Co., Wisconsin) zu 1 Gew.-% des Copolymers vernetzt war, gebildet worden war. Die Überzugslösung wurde durch zuerst Lösen von 0,5 g Vernetzer in einem Gemisch aus 4,7 g Aceton, 2,4 g Ethanol und 2,4 g entionisiertem Wasser unter Bilden einer Vemetzerlösung hergestellt. In einem getrennten Behälter wurden 1,5 g des Copolymers in einem Gemisch von 14,3 g Aceton, 7,1 g Ethanol und 7,1 g entionisiertem Wasser gelöst. Dieser Copolymerlösung wurden 0,3 g der Vernetzerlösung zugefügt. Die Überzugslösung wurde durch dasselbe Beschichtungsverfahren wie für Vergleichsbeispiel B beschrieben, außer daß der beschichtete Photorezeptor in einem Ofen 20 min bei 110°C gehärtet wurde, auf einen Photorezeptor aufgetragen.
Beispiel 12, 13 und 14
Beispiel 12 bis 14 wurden ähnlich gemäß dem Verfahren für Beispiel 11 hergestellt, außer da die Menge des 1,4-Butandioldiglycidylethers auf 5%, 15% beziehungsweise 25 Gew.-% des Copolymers erhöht wurde. Tabelle 3: Die Wasserlöslichkeit und elektrostatischen Ergebnisse des Vergleichsbeispiels B und Beispiele 8–14

Die Erfindung stellt neue Überzüge für Photorezeptoren bereit, die sich durch eine Kombination guter mechanischer und Elektroleitfähigkeitseigenschaften auszeichnen. Diese Photorezeptoren können erfolgreich mit flüssigen Tonern zum Herstellen von Bildern hoher Qualität verwendet werden. Die hohe Qualität der Bilder bleibt nach wiederholten Umläufen erhalten.
Obschon diese Erfindung in Verbindung mit speziellen Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr erkennen die Durchschnittsfachleute, daß dabei Alternativen, Veränderungen und Modifikationen, die innerhalb des Anspruchsumfangs liegen, durchgeführt werden können. Demgemäß ist beabsichtigt, daß alle derartigen Alternativen, Modifikationen und Veränderungen unter den breiten Umfang der angefügten Ansprüche fallen. Wenn zum Beispiel das Copolymer ohne eine vorhandene Mischung dargestellt wird, kann dieses Beispiel nicht so aufgefaßt werden, daß Harzmischungen von der Ausführung der vorlie genden Erfindung ausgeschlossen sind. Ähnlich wenn die Beispiele einen Überzug mit einem Vernetzer oder einer speziellen Menge eines Vernetzers darstellen, sollte dieses Beispiel die Ausführung der Erfindung, die einen von zweiten Polymeren und Vernetzern freien Überzug einschließt, nicht einschränken.

Claims

Photorezeptor umfassend: eine Überzugsschicht, die im wesentlichen aus einem Polymer, das ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei der Gewichtsprozentsatz der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure mindestens 10 Gew.-% des Gesamtgewichts des Copolymers ist, und gegebenenfalls einem Vernetzer besteht, eine Ladungstransportverbindung, eine ladungserzeugende Verbindung und ein elektrisch leitfähiges Substrat.
Photorezeptor umfassend: eine Überzugsschicht, die eine Mischung aus einem ersten Polymer und einem zweiten Polymer, wobei das erste Polymer ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt und der Gewichtsprozentsatz der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure mindestens 10 Gew.-% des Gesamtgewichts des Copolymers ist und das zweite Polymer von einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet ist, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei der Gewichtsprozentsatz des ersten Polymers am Gesamtgewicht der Überzugsschicht mindestens 10 Gew.-% ist, und gegebenenfalls einen Vernetzer umfaßt, eine Ladungstransportverbindung, eine ladungserzeugende Verbindung und ein elektrisch leitfähiges Substrat.
Photorezeptor gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, wobei das Copolymer einen Säurewert von mindestens 60 mg KOH/g Copolymer aufweist.
Photorezeptor umfassend: eine Überzugsschicht, die im wesentlichen aus einem Polymer, das ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei das Copolymer einen Säurewert von mindestens 60 mg KOH/g Copolymer aufweist, und gegebenenfalls einem Vernetzer besteht, eine Ladungstransportverbindung, eine ladungserzeugende Verbindung und ein elektrisch leitfähiges Substrat.
Photorezeptor umfassend: eine Überzugsschicht, die eine Mischung aus einem ersten Polymer und einem zweiten Polymer, wobei das erste Polymer ein Copolymer mit einer sich wiederholenden Einheit aus einer α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure und einer sich wiederholenden Einheit aus einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer umfaßt und das Copolymer einen Säurewert von mindestens 60 mg KOH/g Copolymer aufweist und das zweite Polymer von einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet ist, das aus der aus Styrol, Fluorolefinen, Acrylaten und Methacrylaten bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und gegebenenfalls einen Vernetzer umfaßt, eine Ladungstransportverbindung, eine ladungserzeugende Verbindung und ein elektrisch leitfähiges Substrat.
Photorezeptor gemäß Anspruch 5, wobei der Gewichtsprozentsatz des ersten Polymers an dem Gesamtgewicht der Überzugsschicht mindestens 10 Gew.-% ist.
Photorezeptor eines der Ansprüche 5 und 6, wobei der Säurewert der Mischung mindestens 60 mg KOH/g Mischung ist.
Photorezeptor wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, wobei der Photorezeptor ein photoleitfähiges Element umfaßt, das eine Zweischichtkonstruktion mit einer die Ladungstransportschichtverbindung umfassenden Ladungstransportschicht und einer die ladungserzeugende Verbindung umfassenden ladungserzeugenden Schicht ist.
Photorezeptor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Gewichtsprozentsatz der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure mindestens 25 Gew.-% des Gesamtgewichts des Copolymers ist.
Photorezeptor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Copolymer einen Säurewert von mindestens 150 mg KOH/g Copolymer aufweist.
Photorezeptor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Säurewert des Copolymers mindestens 300 mg KOH/g Copolymer ist.
Photorezeptor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die α,β-ethylenisch ungesättigte Carbonsäure Methacrylsäure ist und das α,β-ethylenisch ungesättigte Monomer Methylmethacrylat ist.
Photorezeptor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ladungstransportverbindung wenigstens zwei Heterocyclen und wenigstens zwei Hydrazongruppen umfaßt.
Photorezeptor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei die Ladungstransportverbindung wenigstens zwei Carbazolgruppen und wenigstens zwei Hydrazongruppen umfaßt.
Photorezeptor gemäß Anspruch 14, wobei die Ladungstransportverbindung ein Carbazol-1,1-dinaphthylhydrazonderivat umfaßt.
Photorezeptor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Überzugsschicht eine die Vernetzung bewirkende Menge eines Vernetzers enthält, die kleiner als oder gleich 10 Gew.-% der Überzugsschicht ist.
Photorezeptor gemäß Anspruch 16, wobei die Menge des Vernetzers kleiner als oder gleich 5 Gew.-% der Überzugsschicht ist.
Photorezeptor gemäß Anspruch 17, wobei der Vernetzer ein polyfunktionelles Aziridin ist.
Photorezeptor gemäß einem der Ansprüche 2 und 5, wobei der Gewichtsprozentsatz des ersten Polymers an dem Gesamtgewicht der Überzugsschicht mindestens 25 Gew.-% ist.
Photorezeptor gemäß einem der Ansprüche 2, 5 und 19, wobei die Überzugsschicht eine Mischung mit einem Säurewert von mindestens 150 mg KOH/g Mischung umfaßt.
Photorezeptor gemäß Anspruch 20, wobei der Säurewert der Mischung mindestens 300 mg KOH/g Mischung ist.
Photorezeptor gemäß einem der Ansprüche 2, 5 und 19 bis 21, wobei das zweite Polymer von einem α,β-ethylenisch ungesättigten Monomer abgeleitet ist, das von den α,β-ethylenisch ungesättigten Monomeren in dem ersten Polymer verschieden ist.