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Diese
Erfindung betrifft Photorezeptoren, die zur Verwendung in der Elektrophotografie
geeignet sind, und insbesondere, nicht aber ausschließlich, Photorezeptoren
mit neuen Deckschichten, die ein Urethan-Acryl-Harz und ein die
Rheologie modifizierendes Mittel umfassen.
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In
der Elektrophotografie wird ein Photorezeptor in der Form einer
Platte, eines Bandes, einer Scheibe, einer Bahn oder einer Trommel
mit einem elektrisch isolierenden photoleitenden Element auf einem
elektrisch leitenden Substrat durch zuerst das einheitliche elektrostatische
Aufladen der Oberfläche
der photoleitenden Schicht und dann das Belichten der geladenen
Oberfläche
mit einem Lichtmuster abgebildet. Die Belichtung mit Licht entlädt selektiv
die Ladung in den beleuchteten Bereichen, wodurch ein Muster aus
geladenen und ungeladenen Bereichen gebildet wird. Dieses Muster
wird als ein latentes Bild bezeichnet. Ein flüssiger oder fester Toner wird
dann in den geladenen oder den ungeladenen Bereichen abgeschieden,
um ein getöntes
Bild auf der Oberfläche
des Photorezeptors zu bilden. Das resultierende sichtbare Tonerbild
kann auf ein geeignetes Aufnahmemedium wie Papier und Film übertragen
werden, oder die Photorezeptoroberfläche kann als ein permanenter
Rezeptor für
das Bild dienen. Das bildgebende Verfahren kann viele Male wiederholt
werden, wenn eine temporärer
oder Zwischenrezeptor verwendet wird.
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Das
photoleitende Element kann organisch oder anorganisch sein. Es wurden
sowohl einzelschichtige wie auch mehrschichtige photoleitende Elemente
verwendet. In der einzelschichtigen Ausführungsform werden ein Ladungstransportmaterial
und ein ladungsgenerierendes Material mit einem polymeren Bindemittel kombiniert
und dann auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden. In
der mehrschichtigen Ausführungsform
sind das Ladungstransportmaterial und das ladungsgenerierende Material
in der Form getrennter Schichten vorhanden, wobei jede davon optional
mit einem polymeren Bindemittel kombiniert werden kann, und auf
dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden wird. Es sind zwei
Anordnungen möglich.
In einer Anordnung (der „Dualschicht" – Anordnung) wird die ladungsgenerierende
Schicht auf dem elektrisch leitenden Substrat abgeschieden und die
Ladungstransportschicht wird oben auf der ladungsgenerierenden Schicht
abgeschieden. In einer alternativen Anordnung (der „umgekehrten
Dualschicht" – Anordnung)
ist die Reihenfolge der Ladungstransportschicht und der ladungsgenerierenden
Schicht umgekehrt.
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U.S. A 4,203,764 offenbart
ein Bildhalteelement zum Aufnehmen elektrostatisch latenter Bilder und/oder
Tonerbilder mit einer Oberflächenschicht,
die im Wesentlichen aus wenigstens einem linearen Polyesterharz,
das in organischen Lösungsmitteln
löslich
ist, und einem Copolymerisationsprodukt aus speziellen linearen
Isocyanaten und Polyolen besteht.
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U.S. A 6,060,541 offenbart
bildgebende Elemente, die eine schützende Deckschicht enthalten,
die durch die Beschichtung sowie das anschließende Trocknen einer Beschichtungszusammensetzung
aus einem wässrigen
Medium mit darin einem in Wasser dispergierbaren siloxanhaltigen
Polyurethan gebildet wird.
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WO A 00/31194 offenbart
Zusammensetzungen, die die Rheologie modifizierende Mittel enthalten,
die das Reaktionsprodukt eines Amins und eines Isocyanats umfassen.
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Geeigneter
Weise wird von einem Photorezeptor gefordert, dass er die gewünschte Empfindlichkeit und
elektrische Eigenschaften abhängig
von einem damit durchgeführten
elektrophotographischen Verfahren aufweist. Geeigneter Weise wird
von einem Photrezeptor, der wiederholten Verwendungen ausgesetzt
wird, auch typischerweise gefordert, dass er eine exzellente Haltbarkeit
sowie Abnutzungsbeständigkeit
gegenüber Chemikalien
einschließlich
der Trägerflüssigkeit
in den Tonern sowie gegenüber
elektrischen Kräften
und mechanischen Kräften
aufweist, die darauf während
der Korona-Ladung, der Tonerentwicklung, des Übertragens auf ein Aufnahmemedium
und der Reinigungsbehandlung ausgeübt werden. Zudem kann die Oberflächenschicht
des Photorezeptors durch Toner kontaminiert werden und sollte daher
typischerweise eine gute Freisetzungseigenschaft aufweisen. Zuletzt
sollte die Oberfläche
des Photorezeptors typischerweise gute elektrisch leitende Eigenschaften
aufweisen, so dass die Ladung nicht auf der Oberfläche des
Photorezeptors nach dem Entladen verbleibt, um beim Drucken Hintergrundprobleme
auszulösen.
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Damit
die Oberflächenschicht
eines Photorezeptors die oben genannten wünschenswerten Eigenschaften
besitzt, kann der Photorezeptor mit einer Deckschicht ausgestattet
werden, um das photoleitende Element zu schützen. Die typischen Deckschichten enthalten
fluoriertes Polymer, Silicon- oder Siloxanpolymer, Fluorsiliconpolymer,
Polyethylen, Polypropylen, Polyurethan, Polycarbonat, Polyester,
acryliertes Polyurethan, acryliertes Polyester, acryliertes Epoxyharz
oder eine Kombination davon. Obwohl diese Deckschichten eine angemessene
Kratzbeständigkeit
und Beständigkeit
zur Verfügung
stellen, können
diese für
das vor kurzem aufgebrachte Erfordernis einer weiter verbesserten
Bildqualität
nicht gut genug sein. Dem entsprechend ist die vorliegende Erfindung
darauf gerichtet, eine schützende
Deckschicht mit zusätzlich
verbesserten Eigenschaften in Bezug auf chemische, mechanische und
elektrisch leitende Eigenschaften zur Verfügung zu stellen.
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Dem
entsprechend ist die Erfindung auf die Bereitstellung neuer Deckschichten
für Photorezeptoren gerichtet,
die eine Kombination von guten chemischen, mechanischen und elektrischen
Eigenschaften aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist auch darauf
gerichtet, Photorezeptoren mit Deckschichten zur Verfügung zu stellen,
die hoch qualitative Bilder produzieren, und zwar auch nach wiederholter
zyklischer Verwendung.
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Gemäß einem
ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung
zur Bildung einer Deckschicht zur Verfügung, die ein auf Ethylenoxid
basierendes die Rheologie modifizierendes Urethan und ein Polymerharz
umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Urethanharzen,
Urethan-Epoxy-Harzen, acrylierten Urethanharzen, Urethan-Acry-Harzen
und Kombinationen derselben besteht, und wobei die Menge des die
Rheologie steuernden Mittels, wenn nur das die Rheologie modifizierende
Mittel als ein Hilfsstoff verwendet wird, oder wenn andere Hilfsstoffe
zusätzlich
zu dem die Rheologie modifizierenden Mittel verwendet werden, die
Gesamtmenge der Hilfsstoffe einschließlich des die Rheologie modifizierenden
Mittels bei 1 bis 15 Prozent auf der Basis des Gewichts der Deckschicht
liegt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Photorezeptor
zur Verfügung,
enthaltend:
- (a) eine Deckschicht, die ein auf
Ethylenoxid basierendes die Rheologie modifizierendes Urethan und
ein Polymerharz umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Urethanharzen, Urethan-Epoxy-Harzen, acrylierten Urethanharzen,
Urethan-Acryl-Harzen
und Kombinationen derselben besteht,
- (b) ein Ladungstransportmaterial,
- (c) ein ladungsgenerierendes Material, und
- (d) ein elektrisch leitendes Substrat.
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Gemäß einem
dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Deckschicht
zur Verfügung,
die aus einer Zusammensetzung hergestellt wird, die ein auf Ethylenoxid
basierendes die Rheologie modifizierendes Urethan und ein Polymerharz
enthält,
das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Urethanharzen, Urethan-Epoxy-Harzen, acrylierten Urethanharzen,
Urethan-Acryl-Harzen und Kombinationen derselben besteht, und wobei
die Menge des die Rheologie steuernden Mittels, wenn nur das die
Rheologie modifizierende Mittel als ein Hilfsstoff verwendet wird,
oder wenn andere Hilfsstoffe zusätzlich
zu dem die Rheologie modifizierenden Mittel verwendet werden, die
Gesamtmenge der Hilfsstoffe einschließlich des die Rheologie modifizierenden
Mittels bei 1 bis 15 Prozent auf der Basis des Gewichts der Deckschicht
liegt.
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Vorzugsweise
umfasst das Polymerharz ein Urethan-Acryl- Harz.
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Vorzugsweise
umfasst das die Rheologie modifizierende Mittel ein nicht-ionisches
die Rheologie modifizierendes Mittel.
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Das
Ladungstransportmaterial wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die
aus Pyrazolinderivaten, Fluorenderivaten, Oxadiazolderivaten, Stilbenderivaten,
Hydrazonderivaten, Carbazolhydrazonderivaten, Triarylaminen, Polyvinylcarbazol,
Polyvinylpyren, Polyacenaphthylen, Multihydrazonverbindungen und Kombinationen
derselben besteht.
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Das
ladungsgenerierende Material wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, die
aus Oxytitanphthalocyanin, Hydroxygalliumphthalocyanin und Kombinationen
derselben besteht.
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Merkmale
der ersten, zweiten und dritten Aspekte der vorliegenden Erfindung
können
jeweils als bevorzugte Merkmale der anderen Aspekte der vorliegenden
Erfindung angesehen werden.
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Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der folgenden
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen davon und aus
den Ansprüchen
ergeben.
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Die
vorliegende Erfindung stellt Zusammensetzungen für Deckschichten für Photorezeptoren
zur Verfügung,
die typischerweise eine Kombination aus guten chemischen, mechanischen
und elektrisch leitenden Eigenschaften aufweisen. Auch stellt die
vorliegende Erfindung Photorezeptoren mit einer Deckschicht zur Verfügung, die
durch die Deckschichtzusammensetzung gebildet wird.
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Die
Photorezeptoren umfassen eine Deckschicht, die ein auf Ethylenoxid
basierendes die Rheologie modifizierendes Mittel und wenigstens
ein Polymerharz umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Urethanharzen, Urethan-Epoxy-Harzen, acrylierten Urethanharzen,
Urethan-Acryl-Harzen und einer Kombination derselben besteht.
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Diese
Photorezeptoren können
erfolgreich mit flüssigen
Tonern verwendet werden, um hochqualitative Bilder herzustellen.
Die hohe Qualität
der Bilder kann auch nach wiederholter zyklischer Verwendung aufrecht erhalten
werden.
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Der
Photorezeptor kann in der Form einer Platte, Trommel, Scheibe, Bahn
oder eines Bandes vorliegen, wobei Bänder und Trommeln die bevorzugten
Ausführungsformen
sind. Der Photorezeptor kann ein elektrisch leitendes Substrat und
ein photoleitendes Element in der Form einer Einzelschicht enthalten,
die sowohl das Ladungstransportmaterial wie auch das ladungsgenerierende
Material in einem polymeren Bindemittel enthält. Vorzugsweise umfasst jedoch
der Photorezeptor ein elektrisch leitendes Substrat und ein photoleitendes
Element, das eine Doppelschichtkonstruktion ist, die eine ladungsgenerierende
Schicht und eine getrennte Ladungstransportschicht zeigt. Die ladungsgenerierende
Schicht kann zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und der
Ladungstransportschicht positioniert sein. Alternativ dazu kann
das photoleitende Element eine umgekehrte Konstruktion sein, bei
der die Ladungstransportschicht zwischen dem elektrisch leitenden
Substrat und der ladungsgenerierenden Schicht vorliegt.
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Das
elektrisch leitende Substrat kann flexibel sein, zum Beispiel in
der Form eines flexiblen Gewebes oder eines Bandes vorliegen, oder
unflexibel, zum Beispiel in der Form einer Trommel, vorliegen. Typischerweise
umfasst ein flexibeles elektrisch leitendes Substrat ein isolierendes
Substrat und eine dünne
Schicht aus elektrisch leitenden Materialien. Das isolierte Substrat
kann Papier oder ein filmbildendes Polymer wie Polyethylenterephthalat,
Polyimid, Polysulfon, Polyethylennaphthalat, Polypropylen, Nylon,
Polyester, Polycarbonat, Polyvinylfluorid, Polystyrol und Ähnliches
sein. Spezifische Beispiele von stützenden Substraten umfassen
Polyethersulfon (Stabar® S-100, von ICI verfügbar), Polyvinylfluorid
((Tedlar®,
von E. I. DuPont de Nemours & Company,
verfügbar),
Polybisphenol-A-Polycarbonat (Makrofol®, von
der Mobay Chemical Company verfügbar)
und amorphes Polyethylenterephthalat (Melinar®, von
der ICI Americas, Inc. verfügbar)
sein. Die elektrisch leitenden Materialien können Graphit, dispergiertes
Ruß, Iodid,
leitende Polymere wie Polypyrrole und leitendes Polymer Calgon®261
(von der Calgon Corporation, Inc., Pittsburgh, Pa., kommerziell
erhältlich),
Metalle wie Aluminium, Titan, Chrom, Messing, Gold, Kupfer, Palladium,
Nickel oder Edelstahl oder Metalloxid wie Zinnoxid oder Indiumoxid
sein. Vorzugsweise ist das elektrisch leitende Material Aluminium.
Typischerweise wird das Photoleitersubstrat geeigneter Weise eine
Dicke aufweisen, die reicht, um die erforderliche mechanische Stabilität zur Verfügung zu
stellen. Zum Beispiel haben flexible Bahnsubstrate im Allgemeinen
eine Dicke von ungefähr
0,01 bis ungefähr
1 mm, wohingegen Trommelsubstrate im Allgemeinen eine Dicke von
ungefähr 0,5
mm bis ungefähr
2 mm aufweisen.
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Geeigneter
Weise ist das ladungsgenerierende Material ein Material, das in
der Lage ist, Licht zu absorbieren, um Ladungsträger zu generieren, wie ein
Farbstoff oder ein Pigment. Beispiele von geeigneten ladungsgenerierenden
Materialien umfassen metallfreie Phthalocyanine (z. B. Progen® 1
x-Form, metalfreies Phthalocyanin von Zeneca, Inc.), Metallphthalocyanine
wie Titanphthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Oxytitanphthalocyanin
(auch als Titanyloxytitanphthalocyanin bezeichnet), Hydroxygalliumphthalocyanin,
Squaryliumfarbstoffe und Pigmente, hydroxysubstituierte Squaryliumpigmente,
Perylimide, polynukleare Chinone, die von der Allied Chemical Corporation
unter dem Markenname Indofast® Double Scarlet, Indofast® Violet
Lake B, Indofast Brilliant Scarlet und Indofast® Orange
verfügbar
sind, Chinacridone, die von DuPont unter den Markennamen Monastral® Red,
Monastral® Violet
und Monastral® Red
Y verfügbar
sind, aus Naphthalen-1,4,5,8-tetracarbonsäure abgeleitete Pigmente einschließlich den
Perinonen, Tetrabenzoporphyrine und Tetranaphthaloporphyrine, Indigo-
und Thioindigofarbstoffe, Benzothioxanthenderivate, aus Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure abgeleitete
Pigmente, Polyazopigmente einschließlich Bisazo-, Trisazo- und
Tetrakisazopigmente, Polymethinfarbstoffe, Farbstoffe, die Chinazolingruppen
enthalten, tertiäre
Amine, amorphes Selen, Selenlegierunen wie Selen-Tellur, Selen-Tellur-Arsen
und Selen-Arsen, Cadmiumsulfonselenid, Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid
und Mischungen derselben. Vorzugsweise ist das ladungsgenerierende
Material Oxititanphthalocyanin, Hydroxygalliumphthalocyanin und
eine Kombination derselben.
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Vorzugsweise
umfasst die ladungsgenerierende Schicht ein ladungsgenerierendes
Material in einer Menge von ungefähr 10 bis ungefähr 90 Gewichtsprozent
und mehr bevorzugt in einer Menge von ungefähr 20 bis ungefähr 75 Gewichtsprozent
basierend auf dem Gewicht der ladungsgenerierenden Schicht, wobei
der Rest der ladungsgenerierenden Schicht das Bindemittel und optional
jegliche konventionellen Hilfsmittel umfasst.
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Es
gibt viele Arten von Ladungstransportmaterialien, die für die Elektrophotographie
verfügbar
sind. Geeignete Ladungstransportmaterialien zur Verwendung in der
Ladungstransportschicht umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf,
Pyrazolinderivate, Fluorenderivate, Oxadiazolderivate, Stilbenderivate,
Hydrazonderivate, Carbazolhydrazonderivate, Triarylamine, Polyvinylcarbazol,
Polyvinylpyren, Polyacenaphthylen oder Multihydrazonverbindungen,
die wenigstens zwei Hydrazongruppen und wenigstens zwei Gruppen
enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Triphenylamin
und Heterocyclen wie 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 besteht. Diese
Mehrfachhydrazonverbindungen werden in dem
U.S. Patent Nr. 6,066,426 und der
U.S. Patentanmeldung Nr. 09/963141 sowie
den provisorischen
U.S. Patentanmeldungen
Nr. 60/311601 ,
60/314055 ,
60/314047 ,
60/317086 ,
60/322135 ,
60/322303 ,
60/323782 ,
60/323781 ,
60/325716 ,
60/325714 ,
60/325735 ,
60/325717 und
60/325734 beschrieben.
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Geeigneter
Weise umfasst die Ladungstransportschicht typischerweise ein Ladungstransportmaterial in
einer Menge von ungefähr
25 bis ungefähr
60 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Ladungstransportschicht
und mehr bevorzugt in einer Menge von ungefähr 35 bis ungefähr 50 Gewichtsprozent
basierend auf dem Gewicht der Ladungstransportschicht, wobei der
Rest der Ladungstransportschicht das Bindemittel und optional jegliche
konventionellen Hilfsstoffe umfasst. Geeigneter Weise hat die Ladungstransportschicht
typischerweise eine Dicke von ungefähr 10 bis ungefähr 40 Mikron
und kann gemäß den auf
dem Gebiet bekannten konventionellen Techniken hergestellt werden.
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Handlicherweise
kann die Ladungstransportschicht durch das Dispergieren oder Auflösen des
Ladungstransportmaterials und eines polymeren Bindemittels in organischem
Lösungsmittel,
das Beschichten der Dispersion und/oder der Lösung auf die jeweilige darunter
liegende Schicht und das Trocknen der Beschichtung hergestellt werden.
Gleichermaßen
kann die ladungsgenerierende Schicht durch das Auflösen oder
Dispergieren des ladungsgenerierenden Materials und des polymeren
Bindemittels in organischem Lösungsmittel,
das Beschichten der Lösung
oder der Dispersion auf der jeweiligs darunter liegenden Schicht
und das Trocknen der Beschichtung hergestellt werden.
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Geeigneter
Weise ist das Bindemittel in der Lage, das Ladungstransportmaterial
(in dem Fall der Ladungstransportschicht) sowie das ladungsgenerierende
Material (in dem Fall der ladungsgenerierenden Schicht) zu dispergieren
oder aufzulösen.
Beispiele von geeigneten Bindemitteln für sowohl die ladungsgenerierende
Schicht wie auch die Ladungstransportschicht umfassen Polystyrol-Co-Butadien,
modifizierte Acrylpolymere, Polyvinylacetat, Styrol-Alkyd-Harze,
Soja-Alkyl-Harze, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyacrylnitril,
Polycarbonate, Polyacrylsäure,
Polyacrylate, Polymethacrylate, Styrolpolymere, Polyvinylbutyral, Alkydharze,
Polyamide, Polyurethane, Polyester, Polysulfone, Polyether, Polyketone,
Phenoxyharze, Epoxyharze, Siliconharze, Polysiloxane, Poly(hydroxyether)harze,
Polyhydroxystyrolharze, Novolak-Harze, Resolharze, Poly(phenylglycidylether)-co-dicyclopentadien,
Copolymere aus Monomeren, die in den oben genannten Polymeren verwendet
werden, sowie Kombinationen derselben. Bindemittel aus Polycarbonat
sind besonders bevorzugt. Beispiele von geeigneten Bindemitteln
aus Polycarbonat umfassen Polycarbonat A, das aus Bisphenol A abgeleitet
wird, Polycarbonat Z, das aus Cyclohexylidenbisphenol abgeleitet
wird, Polycarbonat C, das aus Methylbisphenol A abgeleitet wird,
sowie Polyestercarbonate.
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Geeignete
Polymerharze der Zusammensetzung zur Bildung der Deckschicht und
der Deckschicht selbst werden aus der Gruppe ausgewählt, die
aus auf Polyester und/oder Polyether basierenden Urethanharzen,
wie Macekote® 8539,
Macekote® 5218
und Macekote® 2641
(die drei Macekote®-Serien waren von der Mace
Adhesives & Coatings
Co., Inc. verfügbar),
Bayhydrol® 110
(von der Bayer Corp., Pittsburg, PA, verfügbar), Daotan® VTW
1237, Daotan® VTW
1210 und Daotan® VTW
6470 (die drei Daotan®- Serien waren von Solutia Inc., Itasca,
IL, verfügbar),
Urethan-Epoxy-Harzen, acrylierten Urethanharzen wie Daotan® VTW
6462 (von Solutia Inc., Itasca, IL, verfügbar), Polycarbonat-Urethan-Harzen
wie Bayhydrol® 121
(von der Bayer Corp., Pittsburg, PA, verfügbar) sowie Urethan-Acryl-Hybrid-Harzen
mit chemisch gepfropften Acrylfunktionalitäten auf Polyurethanen wie Hybridur® 560,
Hybridur® 570
und Hybridur® 580
(die drei Hybridur®-Serien waren von Air
Products and Chemicals Inc., Allentown, PA, verfügbar) und einer Kombination
derselben besteht. Die bevorzugten Polymerharze sind auf Polyester
basierende Polyurethane und Urethan-Acryl-Hybrid-Harze. Diese Harze
umfassen Polyurethangerüste,
an die brückenbildende
Gruppen, die Acryloylgruppen tragen, gebunden sind (z. B. mit Hydroxyethylmethacrylat,
wobei die Hydroxylgruppe mit einem Rest auf dem Polyurethan reagiert,
so dass die (Meth)acryloylgruppe zur Aktivität verfügbar bleibt) oder Reste können in
das Polyurethangerüst
eingebracht werden, so dass die Acryloylreste zur Umsetzung verfügbar bleiben.
Es können
auch endständige
Gruppen für
das Polyurethan zur Verfügung
gestellt werden, so dass die funktionellen Acryloylgruppen für die Umsetzung
an den Enden des Polyurethanpolymers zur Verfügung stehen. Blockcopolymere oder
Pfropfcopolymere mit der Polyurethanfunktionalität und der Acrylfunktionalität können auch
verwendet werden, so wie es auf dem Gebiet bekannt ist.
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Vorzugsweise
ist das Polymerharz, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Urethanharzen,
Urethan-Epoxy-Harzen, acrylierten Urethanharzen, Urethan-Acryl-Harzen und Kombinationen
derselben besteht, zu ungefähr
85 bis ungefähr
99 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Deckschicht oder
der Zusammensetzung zur Bildung der Deckschicht vorhanden. Am meisten
bevorzugt ist das Polymer-Harz
zu 90% bis 98 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Deckschicht
oder der Zusammensetzung zur Bildung der Deckschicht vorhanden.
Vorzugsweise wird das Polymerharz in einem Lösungsmittel vor dem Auftragen
auf das photoleitende Element gelöst.
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Die
Deckschicht und die Zusammensetzung zur Bildung der Deckschicht
können
jeweils ein optionales Hilfsmittel zusätzlich zu dem die Rheologie
modifizierenden Mittel enthalten. Nicht einschränkende Beispiele von Hilfsstoffen
umfassen antistatische Mittel, Gleitmittel, Benetzungsmittel, Tenside,
Kopplungsmittel, Freisetzungsmittel, Härtungsmittel, Polymerisationsstarter,
Polymerisationsunterstützer
und vernetzende Mittel. Die Mengen von diesen Materialien können so
gewählt
werden, dass die gewünschten
Eigenschaften zur Verfügung
gestellt werden.
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In
dem Fall, bei dem nur das die Rheologie modifizierende Mittel als
ein Hilfsstoff verwendet wird, ist das die Rheologie modifizierende
Mittel in einer Menge von ungefähr
1 bis ungefähr
15 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Deckschicht oder
dem Gewicht der Zusammensetzung zur Bildung der Deckschicht vorhanden.
In dem Fall, bei dem andere Hilfsstoffe zusätzlich zu dem die Rheologie
modifizierenden Mittel verwendet werden, wird die Gesamtmenge der
Hilfsstoffe einschließlich
des die Rheologie modifizierenden Mittels auf ungefähr 1 bis
ungefähr
15 Gewichtsprozent basierend auf dem Gewicht der Deckschicht eingestellt.
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Die
Rheologie modifizierenden Mittel werden im Allgemeinen verwendet,
um die rheologischen Eigenschaften von organischen oder wässrigen
Zusammensetzungen anzupassen oder zu modifizieren. Solche Eigenschaften
umfassen ohne Beschränkung
die Viskosität,
die Fliesgeschwindigkeit, die Stabilität gegenüber einer Viskositätsänderung
mit der Zeit und die Fähigkeit
zum Suspendieren von Teilchen in solchen wässrigen Zusammensetzungen.
Der jeweilige Typ des verwendeten modifizierenden Mittels hängt üblicherweise
von der jeweiligen zu modifizierenden organischen oder wässrigen
Zusammensetzung und der endgültigen
Verwendung der modifizierten wässrigen
Zusammensetzung ab. Beispiele von konventionellen die Rheologie
modifizierenden Mitteln umfassen Verdickungsmittel wie Cellulosederivate,
Polyvinylalkohol, Natriumpolyacrylat und andere in organischen Lösungsmitteln
oder in Wasser lösliche
Makromoleküle
und Copolymeremulsionen, bei denen Monomere mit Säuregruppen
in die Hauptkette eingeführt
wurden. Solche Verdickungsmittel werden weit verbreitet bei der
Faserbehandlung und in Klebstoffen eingesetzt. Nichtionische die
Rheologie modifizierende Mittel sind solche, die eine wesentliche
Gruppe aufweisen, die wenigstens 70% des Molekulargewichts der Verbindung
(gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht) ausmacht und ein nichtionischer
Rest ist. Vorzugsweise macht die Gruppe wenigstens 80%, wenigstens
90% oder mehr, bis zu 100% des Molekulargewichts der Verbindung
aus. Anionische die Rheologie modifiziernde Mittel sind solche modifizierenden
Mittel, die wenigstens eine Gruppe aufweisen, die wenigstens 40
Gewichtsprozent der Verbindung ausmacht, die wenigstens eine anionische
Gruppe enthält.
Vorzugsweise würde
diese Gruppe wenigstens 60%, wenigstens 70%, wenigstens 80 oder
80 bis 99 Gewichtsprozent der Verbindung ausmachen. Kationische,
die Rheologie modifizierende Mittel sind solche modifizierenden
Mittel, die wenigstens eine Gruppe aufweisen, die wenigstens 40
Gewichtsprozent der Verbindung ausmacht, die wenigstens eine kationische
Gruppe enthält.
Vorzugsweise würde
diese Gruppe wenigstens 60%, wenigstens 70%, wenigstens 80% oder
von 80 bis 99 Gewichtsprozent der Verbindung ausmachen.
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Die
Theologischen Eigenschaften von konzentrierten Dispersionen sind
für viele
wichtigen kommerzielle Anwendungen kritisch. Beispiele umfassen
Beschichtungen, Tinten, Filme, Öle,
Farben, Nahrungsmittelzusatzstoffe und Pharmazeutika. Dem entsprechend
sind die mikroskopische wie auch die makroskopische Struktur der
Dispersion und die resultierenden Flieseigenschaften eines solchen
Systems sowohl von wissenschaftlichem wie auch praktischem Interesse.
Auf dem Gebiet wurde etabliert, dass Submikronteilchen in solchen
Systemen eine dramatische Wirkung auf die Rheologie einer Polymerlösung oder
Flüssigkeit
haben können.
Mehrere physikalische kritische Parameter wurden als solche identifiziert,
die deren Rheologie beeinflussen, einschließlich der Volumenanteil der
dispergierten Teilchen, die Teilchengröße, -form und -verteilung,
die kontinuierliche Phasenviskosität und das Flüssigkeitsfliesfeld.
Durch das Ändern
oder Anpassen dieser mikroskopischen Parameter können bestimmte makroskopische
Phänomene
wie Elastizität,
Strukturviskosität,
thixotrope Wirkung und Scherverdickung für eine bestimmte Anwendung
oder zur Bereitstellung einer gewünschten Eigenschaft modifiziert
werden.
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Literatur
des Standes der Technik zu Rheologie modifizierenden Mitteln umfasst
Niessner in den
U.S. Patenten
Nr. 5,149,750 und
5,180,804 ,
der fein verteilte, in Wasser quellbare, gelartige, wasserquellbare
Copolymere durch Polymerisation aus Comonomeren in der Gegenwart
eines Tensids offenbarte. Liu beschrieb in dem
U.S. Patent Nr. 5,997,855 ein homogenes
Terpolymer zur Verwendung bei der Haarpflege, jedoch ohne ein Vernetzungsmittel.
Kopolow beschrieb in dem
U.S.
Patent Nr. 5,130,121 Pflegezusammensetzungen, die ein stabilisiertes,
kosmetisch aktives Produkt enthalten, das durch in situ-Polymerisierung
eines wasserlöslichen
Vinylmonomers in der Gegenwart von diskreten Mikrotröpfchen eines
kosmetisch aktiven Öls
in Wasser hergestellt wird. Blankenburg beschrieb in den
U.S. Patenten Nr. 5,635,169 und
6,107,397 nicht vernetzte, wässrige Copolymerdispersionen
aus nichtionischen, wasserlöslichen
Monomeren mit N-Vinylgruppen und aus hydrophoben Monomeren. Steckler
offenbarte in dem
U.S. Patent
Nr. 3,878,175 stark absorbierende, schwammartige Gelpolymermaterialien,
hergestellt durch das gleichzeitige Polymerisieren und teilweises
Vernetzen einer Comonomermischung aus einem Alkylacrylat und einem
heterozyklischen N-Vinylmonomer, das eine Carbonylfunktionalität enthält, in der
Gegenwart eines hydrophoben, flüssigen
Verdünnungsmittels,
in dem das fertige Polymer unlöslich
ist. Markus beschrieb in dem
U.S.
Patent Nr. 2,810,716 ein Verfahren zur Herstellung von
quellbaren Harzen durch copolymerisierende Monomere in der Gegenwart
eines wasserlöslichen,
nicht reduzierenden, divalentes Ion enthaltenden Salzes. Tseng offenbarte
in den
U.S. Patenten Nr. 5,393,584 und
5,717,045 ein einphasiges
wässriges
Gel aus vernetzten Copolymeren aus Vinylpyrrolidon und Dimethylaminoethylmethacrylat
zur Verwendung in Haarpflegeprodukten. Das Vernetzungsmittel war
1-Vinyl-3-(E)-ethylidenpyrrolidon. Die Gele hatten eine Brookfield-Viskosität zwischen
60.000 und 100.000.
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Es
können
verschiedene Kopplungsmittel eingesetzt werden, um Polymere in ihrer
Rheologie zu modifizieren und zu veredeln. Solche Kopplungsmittel
umfassen Peroxide, Silane und Azide. Die Verwendung von Poly(sulfonylazid)
zur Umsetzung mit Polymeren ist zum Beispiel aus den Lehren der
U.S. Patente Nr. 3,058,944 ;
3,336,268 bekannt; und
3,530,108 umfasst die Umsetzung
von bestimmten Poly(sulfonylazid)-verbindungen mit isotaktischem
Polypropylen oder anderen Polyolefinen durch Nitreneinfügung in
C-H-Bindungen. Das
in dem
U.S. Patent Nr. 3,058,944 berichtete
Produkt ist vernetzt. Das in dem
U.S.
Patent Nr. 3,530,108 berichtete Produkt ist geschäumt und
mit Cycloalkan-di-(sulfonylazid)
in einer vorgegebenen Form gehärtet.
In dem
U.S. Patent Nr. 3,336,268 werden
die resultierenden Reaktionsprodukte als „verbrückte Polymere" bezeichnet, weil
die Polymerketten mit Sulfonamidbrücken „verbrückt" sind. Das offenbarte Verfahren umfasst
einen Mischungsschritt wie ein Mahlen oder Mischen des Sulfonylazids
und des Polymers in Lösung oder
Dispersion, und dann einen Heizschritt, bei dem die Temperatur ausreicht,
um das Sulfonylazid zu zersetzen (abhängig von der Zersetzungstemperatur
des Azids 100 °C
bis 225 °C).
Das Polypropylenpolymer als Ausgangsverbindung für das beanspruchte Verfahren
hat ein Molekulargewicht von wenigstens 275.000. Mischungen, die
in dem
U.S. Patent Nr. 3,336,268 gelehrt
werden, haben bis zu 25 Prozent Ethylenpropylenelastomer. In ähnlicher
Weise umfassen die Lehren des
kanadischen
Patents 797,919 die Modifikation der Rheologie durch Verwendung
von 0,001 bis 0,075 Gewichtsprozent Polysulfonylazid zur Modifizierung
von homopolymerem Polyethylen und dessen Mischung mit Polyisobutylen.
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Viele
der derzeitigen Faserweichmacherzusammensetzungen verwenden Heteropolysaccharide
wie Xanthangummis als Rheologie modifizierende Mittel. Die Xanthangummis
sind trockene Materialien und erfordern daher einen vorherigen Schritt
zur Herstellung einer Schlämmung
oder zum Dispergieren des Materials in der fasererweichenden Zusammensetzung.
Zusätzlich
sind Xanthangummis eine Quelle für
mikrobielles Wachstum. Mikrobielle Verunreinigung bewirkt einen
Verlust an Viskosität
in der Faserweichmacherzusammensetzung und anschließendes Verderben
des Produkts. Das
U.S. Patent
Nr. 5,114,600 beschreibt eine faserkonditionierende Formulierung,
die einen kationischen Weichmacher und ein vernetztes kationisches
Polymer enthält,
das aus einem ethylenisch ungesättigten
Monomer hergestellt wird, das mit 5 bis 45 ppm eines Vernetzungsmittels
vernetzt ist. Das
U.S. Patent
Nr. 5,869,442 beschreibt eine fasererweichende Zusammensetzung,
die ein Polyvinylpyridinbetain enthält, das einen quaternären Stickstoff
sowie ein Carboxylatsalz enthält.
Die PCT-Patentanmeldung
WO 99/06455 beschreibt
vernetzte kationische Homopolymere als Verdickungsmittel für saure
Wäscheweichmacher.
Das Vernetzungsmittel ist in einer Menge von nicht weniger als 50
bis 600 ppm des Gesamtgewichts des Homopolymers vorhanden.
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Das
U.S. Patent Nr. 6,271,192 beschreibt
ein polymeres Rheologie modifizierendes Mittel, das das Polymerisationsprodukt
aus (i) 5 bis 80 Gewichtsprozent eines Alkylesters einer Acrylsäure oder
eines Alkylesters einer Methacrylsäure, wobei die Alkylgruppe
1 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist; (ii) 5 bis 80 Gewichtsprozent eines
Monomers, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einer
mit Vinyl substituierten heterozyklischen Verbindung, die wenigstens
ein Stickstoff- oder Schwefelatom enthält, (Meth)acrylamid, einem
Mono- oder Dialkylaminoalkyl(meth)acrylat und einem Mono- oder Dialkylaminoalkyl(meth)acrylamid,
wobei die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist; und (iii)
0,1 bis 30 Gewichtsprozent eines assoziierenden Monomers, das aus
der Gruppe ausgewählt
ist, bestehend aus (a) Urethanreaktionsprodukten eines monoethylenisch
ungesättigten
Isocyanats und nichtionischen Tensiden, die C
1-C
4-alkoxyendständige Blockcopolymere aus 1,2-Butylenoxid
und 1,2-Ethylenoxid
enthalten; (b) einem ethylenisch ungesättigten copolymerisierbaren Tensidmonomer,
das durch das Kondensieren eines nichtionischen Tensids mit einer
ethylenisch ungesättigten Carbonsäure oder
des Anhydrids davon erhalten wird; (c) einem Tensidmonomer, das
aus der Gruppe ausgewählt
ist, bestehend aus einem Harnstoffreaktionsprodukt aus einem monoethylenisch
ungesättigten
Monoisocyanat mit einem nichtionischen Tensid mit Aminfunktionalität; (d) einem
Allylether der Formel CH
2=CR'CH
2 OA
m B
n A
p R,
worin R' gleich
Wasserstoff oder Methyl ist, A gleich Propylenoxy oder Butylenoxy
ist, B gleich Ethylenoxy ist, n gleich Null oder eine ganze Zahl
ist, m und p gleich Null oder eine ganze Zahl kleiner als n sind,
und R eine hydrophobe Gruppe mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen
ist; und (e) einem nicht ionischen Urethanmonomer, das das Produkt
aus einem monohydrischen, nichtionischen Tensid mit einem monoethylenisch
ungesättigten
Isocyanats ist; und (iv) 0 bis 1 Gewichtsprozent eines Vernetzungsmonomers
mit wenigstens zwei ethylenisch ungesättigten Resten, wobei der Gewichtsprozentanteil
der Monomere auf 100 Gewichtsprozent basiert, umfasst.
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Polymere
die Rheologie modifizierenden Mittel sind besonders nützlich.
Das polymere Rheologie modifizierende Mittel kann durch Verfahren
hergestellt werden, die auf dem Gebiet bekannt sind, wie die Lösungspolymerisation,
die Emulsionspolymerisation, die Umkehremulsionspolymerisation,
etc. In einer bevorzugten Ausführungsform
werden die polymeren die Rheologie modifizierenden Mittel durch
die Herstellung einer Emulsion unter Verwendung von Einzelstufenemulsionspolymerisationstechniken
hergestellt. Die Monomere, Wasser, freie Radikalstarter, Tensid
in Mengen, die wirksam sind, um das Polymer in dem Wasser bei der
Polymerisierung der Monomere zu dispergieren, sowie ungefähr 0,5 bis
ungefähr
20 Gewichtsprozent eines Alkohols basierend auf dem Gesamtgewicht
der Emulsion, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus einem
C2-C12 linearen
oder verzweigten monohydrischen Alkohol und einem nicht-polymeren
polyhydrischen Alkohol wie Ethylenglycol, Propylenglycol und Glycerin,
werden in einem Polymerisationsreaktor kombiniert und bei einer
gewünschten
Temperatur und für
einen Zeitraum dort gehalten, die wirksam sind, um die Monomere
zu polymerisieren. Vorzugsweise wird die Polymerisationsreaktion
bei ungefähr
30 °C gestartet,
wobei die Inhalte des Polymerisationsgefäßes eine Temperatur von ungefähr 60 °C erreichen.
Typischerweise liegt die Reaktionszeit bei ungefähr 1 bis ungefähr 6 Stunden.
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Sternpolymere,
wie solche, die in dem
U.S. Patent
Nr. 6,252,014 offenbart werden, wurden auch als nützliche
die Rheologie modifizierende Mittel offenbart. Andere die Rheologie
modifizierende Mittel können
im Allgemeinen als solche Komponenten beschrieben werden, die die
Viskosität
der Flüssigkeit
erhöhen
können. Beispielhafte
Polymere umfassen zum Beispiel Perfluorpolyether, Fluoralkylpolyacrylverbindungen
und Siloxanöle,
einschließlich
solcher, die als Rheologie modifizierende Mittel eingesetzt werden
können.
Zusätzlich
können
andere Moleküle
einschließlich
C
1-C
10-Alkohole,
verzweigte oder geradkettige, gesättigte oder ungesättigte C
1-C
10-Kohlenwasserstoffe,
Ketone, Carbonsäuren,
N-Methylpyrrolidon, Dimethylacetylamid, Ether, Fluorkohlenstofflösungsmittel
und Chlorfluorkohlenstofflösungsmittel
eingesetzt werden. Für
die Zwecke der Erfindung werden die Hilfsstoffe typischerweise bis
zu deren Löslichkeitsgrenze
während
des In-Kontakt-Bringens mit dem Substrat eingesetzt.
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Das
in der Deckschicht eingesetzte die Rheologie modifizierende Mittel,
das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann jegliches
eine Anzahl von wohlbekannten Substanzen sein, die für diesen
Zweck weit verbreitet eingesetzt werden. Das Rheologie modifizierende
Mittel kann ein nichtionisches Rheologie modifizierendes Mittel
enthalten. Nicht einschränkende
Beispiele von geeigneten Rheologie modifizierenden Mitteln umfassen
nichtionische Rheologie modifizierende Mittel wie Acrysol® RM-8W,
Acrysol® RM-825,
Acrysol® RM-2020,
Acrysol® TT-678,
Acrysol® SCT-270,
Acrysol® SCT-275
und ionische Rheologie modifizierende Mittel wie Acrysol® RM-5,
Acrysol® TT-615,
Acrysol® ASE-60
und Acrysol® ASE-95.
All die oben genannten Acrysol®-Mittel sind von der Rohm
and Haas Company, Philadelphia, PA. Die Rheologie modifizierenden
Mittel sind auf Ethylenoxid basierende Urethane wie Acrysol® RM-825,
Acrysol® RM-2020
und Acrysol® SCT-275.
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Geeigneter
Weise liegt die optimale Menge des die Rheologie modifizierenden
Mittels im Allgemeinen bei ungefähr
1 bis ungefähr
15% des Gesamtgewichts der Deckschicht. Mehr bevorzugt liegt die
Menge des die Rheologie modifizierenden Mittels bei 2% bis 10% des
Gesamtgewichts der Deckschicht. Wenn die Menge des die Rheologie
modifizierenden Mittels größer als
15 Gewichtsprozent ist, dann kann die Wirkung der Zugabe des die
Rheologie modifizierenden Mittels vernachlässigbar sein. Wenn die Menge
des die Rheologie modifizierenden Mittels geringer als 1 Gewichtsprozent
ist, dann können
sich die physikalischen Eigenschaften der Deckschicht unerwünschter
Weise verschlechtern. Geeigneter Weise sollte das die Rheologie
modifizierenden Mittel in einer verdünnten Lösung vor der Zugabe zu der
Zusammensetzung zur Bildung der Deckschicht aufgelöst werden,
um die Fällung
des polymeren Harzes zu verhindern.
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Geeigneter
Weise kann die Zusammensetzung zur Bildung der Deckschicht auf das
photoleitenden Element durch jede der konventionellen Beschichtungstechniken
wie Sprühbeschichten,
Prägebeschichten, Rollbeschichten,
Messerbeschichten, Vorhangbeschichten, Rändelbeschichten, Tauchbeschichten,
Ringbeschichten, Rotationsatomisieren und Extrusion aufgetragen
werden.
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Der
Photorezeptor kann andere Schichten zusätzlich zu der Deckschicht enthalten.
Solche Schichten sind wohlbekannt und umfassen zum Beispiel Sperrschichten,
Haftschichten und Unterschichten. Geeigneter Weise bildet die Deckschicht
die äußerste Schicht
des Photoleiterelements, wobei die Sperrschicht zwischen der Deckschicht
und dem photoleitenden Element als Sandwich angeordnet ist. Die
Haftschicht lokalisiert und verbessert die Haftung zwischen der
Sperrschicht und der Deckschicht oder den anderen Schichten, die
eine verstärkte
Haftung gebrauchen können.
Die Unterschicht ist eine ladungsblockierende Schicht und liegt
zwischen dem elektrisch leitenden Substrat und dem photoleitenden
Element. Die Unterschicht kann auch die Haftung zwischen dem elektrisch
leitenden Substrat und dem photoleitenden Element verbessern.
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Geeignete
Sperrschichten umfassen Beschichtungen wie eine vernetzbare Siloxanolkolloidale
Siliciumdioxid-Beschichtung und eine hydroxylierte Silseschioxan-kolloidale
Siliciumdioxid-Beschichtung und organische Bindemittel wie Polyvinylalkohol,
Methylvinylether/Maleinanhydrid-Copolymer, Casein, Polyvinylpyrrolidon,
Polyacrylsäure,
Gelatine, Stärke,
Polyurethane, Polyimide, Polyester, Polyamide, Polyvinylacetat,
Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polycarbonate, Polyvinylbutyral,
Polyvinylacetoacetal, Polyvinylformaldehyd, Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat,
Polyacrylate, Polyvinylcarbazole, Copolymere aus Monomeren, die
in den oben genannten Polymeren verwendet werden, Vinylchlorid/Vinylacetat/Vinylalkohol-Terpolymere, Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäure-Terpolymere,
Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Copolymere,
Cellulosepolymere und Mischungen derselben. Die oben genannten organischen
Bindemittel können
optional kleine anorganische Teilchen wie pyrogenes Siliciumdioxid,
Siliciumdioxid, Titanoxid, Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder eine Kombination
derselben enthalten. Die übliche
Teilchengröße liegt
in dem Bereich von 0,001 bis 0,5 Mikrometer, vorzugsweise 0,005
Mikrometer. Eine bevorzugte Sperrschicht ist eine 1:1-Mischung aus
Methylcellulose und Methylvinylether/Maleinsäureanhydrid-Copolymer mit Glyoxal als ein Vernetzungsmittel.
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Typische
Haftschichten umfassen filmbildende Polymere wie Polyester, Polyvinylbutyral,
Polyvinylpyrrolidon, Polyurethan, Polymethylmethacrylat, Poly(hydroxyaminoether)
und Ähnliche.
Vorzugsweise ist die Haftschicht Poly(hydroxyaminoether). Wenn solche
Schichten verwendet werden, dann haben sie vorzugsweise eine Trockendicke
zwischen ungefähr
0,01 Mikrometer und ungefähr
5 Mikrometer.
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Typische
Unterschichten umfassen Polyvinylbutyral, Organosilane, hydrolysierbare
Silane, Epoxyharze, Polyester, Polyamide, Polyurethane, Silicone
und Ähnliche.
Vorzugsweise hat die Unterschicht eine Trockendicke zwischen ungefähr 20 Angström und ungefähr 2.000
Angström.
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Die
Deckschichten dieser Erfindung und die Photorezeptoren, die diese
Deckschichten umfassen, sind zur Verwendung in einem bildgebenden
Verfahren mit entweder trockener oder flüssiger Tonerentwicklung geeignet.
Die flüssige
Tonerentwicklung ist im Allgemeinen bevorzugt, weil sie die Vorteile
der Bereitstellung von höher
auflösenden
Bildern sowie des Erfordernisses von weniger Energie zur Bildfixierung
im Vergleich zu trockenen Tonern bietet. Flüssige Toner sind wohlbekannt.
Flüssige
Toner umfassen typischerweise einen Farbstoff, ein Harzbindemittel,
einen Ladungsrichter und eine Trägerflüssigkeit.
Typischerweise bilden das Farbmittel, das Harz und der Ladungsrichter
die Tonerteilchen.
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Nicht
einschränkende
Beispiele des flüssigen
Toners, der für
diese Erfindung geeignet ist, werden in den
U.S. Patenten Nr. 5,652,282 ,
5,698,616 ,
5,886,067 und
6,103,781 sowie in den provisorischen
U.S. Patentanmeldungen Nr. 60/258784 ,
60/258784 und
60/311645 beschrieben.
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Eine
elektrophotographische, bildgebende Vorrichtung unter Verwendung
des Photorezeptors gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun beschrieben werden.
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Die
elektrophotographische bildgebende Vorrichtung umfasst (a) eine
Vielzahl von Trägerwalzen
und (b) den oben beschriebenen Photorezeptor in der Form eines flexiblen
Bandes, das um die Trägerwalzen
gelegt ist und die Ladungstransportschicht, das ladungsgenerierende
Material und das elektrisch leitende Substrat enthält. Die
Vorrichtung umfasst vorzugsweise zusätzlich eine flüssige Tonerdispensiervorrichtung.
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Es
wird nun ein bildgebendes Verfahren unter Verwendung der elektrophotographischen
bildgebenden Vorrichtung beschrieben werden. Als erstes wird eine
elektrische Ladung an eine Oberfläche des oben beschriebenen
Organophotorezeptors angelegt. Die Oberfläche des Organophotorezeptors
wird bildweise einer Belichtung zum Entladen von Ladung in ausgewählten Bereichen
ausgesetzt und bildet dadurch ein Muster aus geladenen und ungeladenen
Bereichen auf der Oberfläche.
Dann wird die Oberfläche
mit einem flüssigen Toner
in Kontakt gebracht, der eine Dispersion aus Farbstoffteilchen in
einer organischen Flüssigkeit
enthält, um
ein Tonerbild herzustellen. Zuletzt wird das getönte Bild auf ein Substrat übertragen,
wodurch ein gewünschtes
Bild erhalten wird.
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Die
Erfindung wird nun weiter im Wege der folgenden nicht einschränkenden
Beispiele beschrieben werden.
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Vergleichendes Beispiel A
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Das
vergleichende Beispiel A war eine elektrophotographische Photorezeptorplatte,
die durch das Verfahren hergestellt wurde, das in Beispiel 2 des
U.S. Patents Nr. 6,066,426 beschrieben
wird. Es wurde eine Vielzahl von Platten hergestellt und jede Platte
hatte ungefähr
40 cm × 200
cm.
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Beispiel 1 (vergleichend)
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Beispiel
1 wurde durch das Beschichten einer Deckschichtlösung auf das vergleichende
Beispiel A hergestellt, die HYBRIDUR® 580
(kommerziell von Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA,
verfügbar) enthält, hergestellt.
Die Deckschichtlösung
wurde durch das Verdünnen
von 10 g HYBRIDUR 580 mit 33 g deionisiertem Wasser und 39 g Ethanol
hergestellt. Die Mischung wurde auf einem mechanischen Schüttler für 5–10 Minuten
geschüttelt
und wurde dann auf das vergleichende Beispiel A durch die Verwendung
eines Messerbeschichters mit 40 Mikron als Spaltabstand beschichtet.
Die beschichtete Probe wurde dann in einem Ofen bei 110 °C für 10 Mm.
getrocknet.
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Beispiel 2 (vergleichend)
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Beispiel
2 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 1 oben hergestellt,
außer
dass HYBRIDUR® 580
durch HYBRIDUR® 570
ersetzt wurde (kommerziell verfügbar
von Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA).
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Beispiel 3
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Beispiel
3 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 1 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 (ein Rheologie modifizierendes Mittel, das von Rohm and Haas
Company, Philadelphia, PA, kommerziell verfügbar ist) in einer Menge von
10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung
zu der Mischung hinzu gegeben wurde.
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Beispiel 4
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Beispiel
4 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 2 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 (ein Rheologie modifizierendes Mittel, das kommerziell von Rohm
and Haas Company, Philadelphia, PA, verfügbar ist) in einer Menge von
10 Gew.- % des Gesamtgewichts
der Feststoffe der Zusammensetzung zu der Mischung hinzu gegeben
wurde.
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Beispiel 5
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Beispiel
5 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass HYBRIDUR® 570
durch HYBRIDUR® 560
ersetzt wurde.
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Beispiel 6
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Beispiel
6 wurde durch das gleiche Verfahren wie für das Beispiel 3 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 durch ACRYSOL® RM 825 ersetzt wurde.
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Beispiel 7
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Beispiel
7 wurde durch das gleiche Verfahren wie für das Beispiel 3 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 durch ACRYSOL® RM 2020 ersetzt wurde.
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Beispiel 8
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Beispiel
8 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass die Menge an ACRYSOL® SCT 275 auf 0,5 Gew.-%
des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung verringert
wurde.
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Beispiel 9
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Beispiel
9 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass die Menge an ACRYSOL® SCT 275 auf 1,0 Gew.-%
des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung verringert
wurde.
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Beispiel 10
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Beispiel
10 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass die Menge an ACRYSOL® SCT 275 auf 2,0 Gew.-%
des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung verringert
wurde.
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Beispiel 11
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Beispiel
11 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass die Menge an ACRYSOL® SCT 275 auf 5,0 Gew.-%
des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung verringert
wurde.
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Beispiel 12
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Beispiel
12 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass die Menge an ACRYSOL® SCT 275 auf 15 Gew.-%
des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung erhöht wurde.
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Beispiel 13
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Beispiel
13 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass die Menge an ACRYSOL® SCT 275 auf 20 Gew.-%
des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung erhöht wurde.
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Beispiel 14
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Beispiel
14 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 4 oben hergestellt,
außer
dass die Menge an ACRYSOL® SCT 275 auf 40 Gew.-%
des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung erhöht wurde.
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Vergleichendes Beispiel B
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Das
vergleichende Beispiel B war ein einzelschichtiger Organophotorezeptor
mit einem 76,2 Mikron (3 Mill) dicken Polyestersubstrat mit einer
Schicht aus dampfbeschichtetem Aluminium (kommerziell von CP Films,
Martinsville, VA. erhalten). Die Beschichtungslösung für den einzelschichtigen Organophotorezeptor wurde
durch das Vormischen von 2,4 g einer 20%igen (4-n-Butoxycarbonyl-9-fluorenyliden)malonnitril-Lösung in
Tetrahydrofuran, 6,66 g einer 25%igen MPCT-10(ein Ladungstransfermaterial,
das kommerziell von Mitsubishi Paper Mills, Tokio, Japan erhalten
wurde)-Lösung
in Tetrahydrofuran, 7,65 g einer 12%igen Polyvinylbutyralharz(BX-1,
kommerziell erhalten von der Sekisui Chemical Co., Ltd., Japan)-Lösung in
Tetrahydrofuran hergestellt. Zu der oben genannten Mischung wurden
dann 0,74 g eines ladungsgenerierenden Materials als Mahlbasis,
enthaltend 19% Titanyloxyphthalocyanin und ein Polyvinylbutyralharz
(BX-1, kommerziell von der Sekisui Chemical Co., Ltd., Japan, erhalten)
in einem Verhältnis
von 2,3:1 gegeben. Das ladungsgenerierende Material als Mahlbasis
wurde durch das Vermahlen von 112,7 g Titanyloxyphthalocyanin (kommerziell
erhalten von H. W. Sands Corp., Jupiter, FL) mit 49 g des Polyvinylbutyralharzes
(BS-5) in 651 g MEK auf einer horizontalen Sandmühle (Modell LMC12 DCMS, kommerziell
erhalten von Netzsch Incorporated, Exton, PA) mit 1 Mikron Zirkonkügelchen
unter Verwendung des Recyclemodus für 4 Stunden erhalten. Nach
dem Mischen auf einem mechanischen Schüttler für – 1 Stunde wurde die einzelschichtige
Beschichtungslösung
auf das oben beschriebene Substrat unter Verwendung eines Messerbeschichters
mit einem Spaltabstand von 94 Mikron gefolgt durch das Trocknen
in einem Ofen bei 110 °C
für 5 Minuten
beschichtet. Die Dicke der Trockenschicht betrug 10 Mikron.
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Beispiel 15 (vergleichend)
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Beispiel
15 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 1 oben hergestellt,
außer
dass HYBRIDUR® 580
durch Daotan® 6470
(kommerziell verfügbar
von Solutia Inc., Itasca, IL) ersetzt wurde und dass das vergleichende
Beispiel A durch das vergleichendes Beispiel B ersetzt wurde.
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Beispiel 16 (vergleichend)
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Beispiel
16 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 15 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 (ein Rheologie modifizierendes Mittel, das kommerziell von Rohm
and Haas Company, Philadelphia, PA, verfügbar ist) in einer Menge von
10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung
zu der Mischung hinzu gegeben wurde.
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Beispiel 17 (vergleichend)
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Beispiel
17 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 15 oben hergestellt,
außer
dass Daotan® 6470
durch Bayhydrol® 110
(kommerziell von der Bayer Corp., Pittsburg, PA, verfügbar) ersetzt
wurde und dass die Beschichtungslösung durch das Verdünnen von
10 g Bayhydrol I® 110 mit 27 g deionisiertem
Wasser und 23 g Ethanol hergestellt wurde.
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Beispiel 18
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Beispiel
18 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 17 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 (ein Rheologie modifizierendes Mittel, das kommerziell von der
Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA, verfügbar ist) in einer Menge von
10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung
zu der Mischung hinzu gegeben wurde.
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Beispiel 19 (vergleichend)
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Beispiel
19 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 17 oben hergestellt,
außer
dass Bayhydrol® 110
durch Bayhydrol® 121
(kommerziell von der Bayer Corp., Pittsburg, PA, verfügbar) ersetzt
wurde.
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Beispiel 20
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Beispiel
20 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 19 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 (ein Rheologie modifizierendes Mittel, das kommerziell von der
Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA, verfügbar ist) in einer Menge von
10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung
zu der Mischung hinzu gegeben wurde.
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Beispiel 21 (vergleichend)
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Beispiel
21 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 17 oben hergestellt,
außer
dass Bayhydrol® 110
durch Macekote® 8539
ersetzt wurde (kommerziell von Mace Adhesives & Coatings Co., Inc., verfügbar).
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Beispiel 22
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Beispiel
22 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 21 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 (ein Rheologie modifizierendes Mittel, das kommerziell von der
Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA, verfügbar ist) in einer Menge von
10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung
zu der Mischung hinzu gegeben wurde.
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Beispiel 23 (vergleichend)
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Beispiel
23 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 17 oben hergestellt,
außer
dass Bayhydrol® 110
durch Macekote® 5218
(kommerziell von Mace Adhesives & Coatings
Co., Inc., verfügbar)
ersetzt wurde.
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Beispiel 24
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Beispiel
24 wurde durch das gleiche Verfahren wie für Beispiel 23 oben hergestellt,
außer
dass ACRYSOL® SCT
275 (ein Rheologie modifizierendes Mittel, das kommerziell von der
Rohm and Haas Company, Philadelphia, PA, verfügbar ist) in einer Menge von
10 Gew.-% des Gesamtgewichts der Feststoffe der Zusammensetzung
zu der Mischung hinzu gegeben wurde.
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Abriebtest
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Der
Abriebtest wurde durch das Befolgen der ASTM D-4060 „Standard
Test Method for Abrasion Resistance of Organic Coatings By the Taber
Abraser" durchgeführt. Jedes
der oben hergestellten Beispiele wurde in Scheiben mit einem Durchmesser
von 10 cm geschnitten und unter Verwendung einer Abriebvorrichtung von
Taber (Model-505, hergestellt von Taber Industries, North Tonawanda,
NY) mit CS-10F Gummirädern
unter einer Last von 125 g für
100 Zyklen geschliffen. Nachdem der Test durchgeführt worden
war, wurde die Probe durch Sichtung auf die Menge des Abriebs auf
der Probe untersucht.
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Elektrostatischer Test
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Jedes
der oben hergestellten Beispiele wurde auf dessen elektrostatische
zyklische Leistungsfähigkeit hin
untersucht. Jede Probe wurde in Platten von 50 cm Länge und
8,8 cm Breite geschnitten. Es wurden für jedes Beispiel zwei Sätze von
Daten gesammelt: Ein Satz wurde mit frisch geschnittenen Platten
bei Umgebungsbedingungen (d. h., ungefähr 25 °C und 45% bis 75% relativer
Feuchte) gesammelt, während
der andere Satz mit den gleichen Platten nach dem Aussetzen an eine
höhere
Feuchtigkeit gesammelt wurde (d. h., die Proben wurden für 24 Stunden
in einer Umweltkammer gelagert, die auf 90% relativer Feuchte und
30 °C eingestellt
worden war).
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Eine
Testserie wurde konstruiert, um die elektrostatische zyklische Leistungsfähigkeit
einer Photorezeptorplatte bei Umgebungsbedingungen zu untersuchen
und zwar durch das Befestigen der vorgeschnittenen Proben um eine
Aluminiumtrommel (50 cm im Umfang). Während des Tests rotierte die
Trommel mit einer Geschwindigkeit von 8,1 cm/Sek., wobei das Löschen, Korona-Laden
und die Laserentladungsstationen jeweils in ungefähr 80 Grad-,
45 Grad- und 90 Grad-Positionen von oben von der Trommel positioniert
waren. Die erste elektrostatische Sonde (Trek 344, elektrostatische
Messsonde von Trek Inc., Medina N.Y.) war direkt nach der Laserentladungsstation
positioniert und die zweite identische Sonde bei 180 Grad von oben
von der Trommel.
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Jede
Platte wurde vollständig
für drei
Zyklen (Trommelumdrehungen) geladen; mit dem Laser bei 780 nm, 600
DPI, an dem vierten Zyklus entladen, um die Entladungsspannung zu
erhalten; vollständig
für die nächsten drei
Zyklen geladen, um die Ladungsaufnahmespannung zu erhalten; mit
nur der Löschlampe
bei 720 nm im achten Zyklus entladen, um die Restspannung zu erhalten;
und zuletzt vollständig
für die
letzten drei Zyklen geladen. Die Ladungsaufnahme-(V
acc)
und die Endladungsspannungen (V
dis) wurden
durch die oben beschriebenen elektrostatischen Sonden aufgenommen.
Der Unterschied zwischen V
acc und V
dis ist ΔV. Tabelle 1. Ergebnisse der Riss-, Abbrieb-
und elektrostatischen Tests des vergleichenden Beispiels A und der Beispiele
1–14.
| Proben ID | Abrieb | Elektrostatische
Testergebnisse |
| Vacc | Vdis | ΔV |
| Vergleichendes Beispiel
A | Stark | 580 | 40 | 540 |
| Beispiel
1 | Leicht | 652 | 147 | 505 |
| Beispiel
2 | Moderat | 638 | 116 | 522 |
| Beispiel
3 | Leicht | 622 | 49 | 573 |
| Beispiel
4 | Leicht | 621 | 67 | 554 |
| Beispiel
5 | Moderat | 643 | 68 | 575 |
| Beispiel
6 | N/A | 645 | 107 | 538 |
| Beispiel
7 | Leicht | 643 | 93 | 550 |
| Beispiel
8 | Moderat | 645 | 148 | 497 |
| Beispiel
9 | Moderat | 670 | 126 | 544 |
| Beispiel
10 | Moderat | 625 | 87 | 538 |
| Beispiel
11 | Moderat | 615 | 67 | 548 |
| Beispiel
12 | Moderat | 570 | 156 | 414 |
| Beispiel
13 | Leicht | 636 | 219 | 417 |
| Beispiel
14 | N/A | 629 | 380 | 249 |
Tabelle 2. Ergebnisse der elektrostatischen
Tests des vergleichenden Beispiels B und der Beispiele 15–24.
| Proben ID | Elektrostatische
Testergebnisse |
| Vacc | Vdis | ΔV |
| Vergleichendes
Beispiel B | 658 | 39 | 619 |
| Beispiel
15 | 694 | 193 | 501 |
| Beispiel
16 | 675 | 85 | 590 |
| Beispiel
17 | 701 | 173 | 528 |
| Beispiel
18 | 663 | 82 | 581 |
| Beispiel
19 | 725 | 201 | 524 |
| Beispiel
20 | 705 | 86 | 619 |
| Beispiel
21 | 725 | 234 | 491 |
| Beispiel
22 | 685 | 57 | 628 |
| Beispiel
23 | 735 | 209 | 526 |
| Beispiel
24 | 680 | 55 | 625 |
-
Wie
es oben beschrieben wird, können
Photorezeptoren mit einer Kombination aus guten chemischen, mechanischen
und elektrisch leitenden Eigenschaften unter Verwendung von Deckschichten
gemäß der vorliegenden
Erfindung erhalten werden. Es können
auch hoch qualitative Bilder nach wiederholter zyklischer Verwendung
durch den Einsatz der Photorezeptoren hergestellt werden.