KR101439106B1 - 폴리하이드록시 실록산 광전도체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 임의의 지지 기판, 광발생층, 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 하나 이상의 전하 수송층, 및 상기 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 상도층(상기 상도층은 아크릴화 폴리올, 폴리알킬렌 글리콜, 가교결합제, 하이드록시 관능화 실록산 전하 수송 성분으로 이루어진다)을 포함하는 이미징 부재에 관한 것이다.
이미징 부재, 광전도체, 상도층, 전하 수송층, 광발생층.

Description

폴리하이드록시 실록산 광전도체{Polyhydroxy siloxane photoconductors}
본 발명은 일반적으로 층상 이미징 부재, 광수용체, 광전도체 등에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 다중층 가요성 벨트 이미징 부재, 또는 기판과 같은 임의의 지지 매체, 광발생층, 전하 수송층(제1 전하 수송층 및 제2 전하 수송층과 같은 복수의 전하 수송층을 포함), 임의의 접착층, 임의의 정공 차단 또는 하도층, 및 하이드록시 관능화 실록산 개질된 중합체를 함유하는 상부 보호 상도층(TOC)으로 이루어진 장치에 관한 것이다. 양태들에서, 상도 물질은, 예를 들면, 가교결합된 수지, 전하 수송 성분 및 촉매를 포함하며, 가교결합된 수지는 가교결합 위치로서 하이드록실/카복시 그룹을 갖는 폴리올/폴리에스테르, 및 하이드록시 관능화 실록산 개질된 중합체(예를 들면, 하이드록실 관능화 실록산 개질된 폴리아크릴레이트인 것으로 믿어지는, BYK Chemi로부터 제조된 SILCLEAN™ 3700R)로 이루어지고, 상기 하이드록시 관능화된 실록산은 약 0.1 내지 약 10중량% 및 약 0.1 내지 약 2중량%와 같은 다양한 양으로 존재하고, 상기 광전도체는 하이드록시 관능화된 실록산 개질된 폴리아크릴레이트 없는 경우의 접촉각 약 88°도와 비교하여 바람직한 접촉각, 예를 들면, 약 103˚를 갖는다. 전술한 광전도체와 관련하여 다수의 이점이 있으며, 예를 들면, 내균열성, 경도 및 인성(내스크래치성 포함)이 우수하고, 정량적인 토너 전달과 단순화된 광전도체 세정이 가능하도록 표면 에너지 특성이 낮으며, TOC 아래의 층들에서 개시되는 균열이 상부층으로 전달되는 것을 실질적으로 방지하여 인쇄 결함을 최소화하며, 양태들에서 가교결합 위치는 실록산 함유층을 강화시킬 것이다.
양태들에서, 본원에서 설명된 광수용체들은 내마모성이 우수하고, 수명이 연장되며, 이미징 부재의 표면층(들) 상의 이미징 부재 스크래치가 없거나 최소화되는데, 상기 스트래치는, 예를 들면, 스크래치가 생성된 최종 인쇄물에 보이는 등의 바람직하지 않은 인쇄 실패를 야기할 수 있다. 추가로, 양태들에서, 본원에 기술된 이미징 부재는 우수하고, 다수의 경우, 낮은 Vr(잔류 전위)을 가지며, 필요한 경우 Vr 주기 상승을 실질적으로 방지하고, 감도가 우수하며, 허용 가능한 허상 특성이 낮고, 백그라운드가 낮고/낮거나 전하 결핍 스폿(CDS)이 최소이며, 바람직한 토너 세정력을 갖는다. 양태들에서 하나 이상은, 예를 들면, 1, 1 내지 약 10, 2 내지 약 7, 2 내지 4 및 2 등을 지칭한다.
추가로, 본 발명은 본원에 기술된 광응답성 또는 광전도성 장치를 사용하는 이미징 및 인쇄 방법에 관한 것이다. 이들 방법은 일반적으로 이미징 부재 상에 정전기적 잠상을 형성시킨 다음, 예를 들면, 열가소성 수지, 착색제(예: 안료), 전하 첨가제 및 표면 첨가제로 이루어진 토너 조성물로 이미지를 현상시킨 다음(참조: 미국 특허 제4,560,635호, 제4,298,697호 및 제4,338,390호), 이미지를 적합한 기판 위에 전사시키고, 이미지를 상기 기판에 영구적으로 고착시키는 단계를 포함한다. 상기 장치가 인쇄 모드에서 사용되는 환경에서, 이미징 방법은 노출이 레이저 장치 또는 이미지 바(bar)로 달성될 수 있다는 점을 제외하고는 동일한 조작을 수반한다.
본 발명은, 예를 들면, 약 3,000,000회의 이미징 주기를 초과하는 연장된 서비스 수명, 우수한 전자 특성, 안정한 전기 특성, 낮은 허상, 낮은 백그라운드 및/또는 최소 전하 결핍 스팟(CDS), 특정 용매의 증기에 노출시 전하 수송층 균열에 대한 내성, 우수한 표면 특성, 개선된 내마모성, 다수의 토너 조성물과의 상용성, 이미징 부재 스크래칭 특성의 회피 또는 최소화, 공지된 PIDC(광 유도된 방전 곡선)의 생성에 의해 설명된 바와 같은 다수의 이미징 주기에 대해 실질적으로 편평하거나 변화가 없는 지속적인 Vr(잔류 전위), 잔류 전위의 최소한의 주기 상승, 허용 가능한 백그라운드 전압(예를 들면, 광원에 대한 광전도체 노출 후 약 2.6밀리세컨드(millesecond)의 최소한의 백그라운드 전압, 낮은 잔류 전압을 수반하는 신속한 PIDS 등과 같은 본원에 기술된 이점 중의 다수를 갖는 이미징 부재에 관한 것이다.
본 발명의 양태는,
임의의 지지 기판, 광 생성층, 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 하나 이상의 전하 수송층 및 상도층을 포함하는 이미징 부재;
지지 기판, 광발생 성분으로 이루어진 광발생층, 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 하나 이상의 전하 수송층 및 이러한 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 가교결합된 상도층을 포함하는 광전도체[여기서, 상도층은 전하 수송 화합물, 중합체, 하이드록시 관능화 실록산 개질된 중합체(예를 들면, 이의 블록 공중합체이고, 상기 공중합체는 상도층 성분의 반응 전에 알콜과 같은 적합한 용매 속에 용해된다) 및 가교결합 성분으로 이루어진다];
지지 기판, 하나 이상의 광발생 안료로 이루어진 광발생층, 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 전하 수송층, 및 상기 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 층(상기 층은, 촉매 존재하에 아크릴레이트 폴리올, 알킬렌 글리콜, 가교결합제, 하이드록시 관능화된 실록산 개질된 중합체 및 전하 수송 화합물의 반응에 의해 형성되어, 상기 아크릴레이트 폴리올, 상기 알킬렌 글리콜, 상기 가교결합제, 상기 하이드록시 관능화 실록산 개질된 중합체 및 상기 전하 수송 화합물을 주로 함유하는 중합체성 망상 구조를 형성한다)을 포함하는 광전도체;
상기 아크릴화 폴리올이 화학식 [Rs-CH2]t-[-CH2-Ra-CH2]p-[-CO-Rb-CO-]n-[-CH2-Rc-CH2]p-[-CO-Rd-CO-]q{여기서, Rs는 CH2CR1CO2-이고, t는 0 내지 약 1이고, 이용가능한 위치에서 아크릴 그룹의 몰 분율을 나타내며, Ra 및 Rc는 각각 독립적으로 알킬 또는 알콕시(예를 들면, 선형 알킬 그룹, 선형 알콕시 그룹, 분지형 알킬 그룹 및 분지형 알콕시 그룹이고, 각각의 알킬 및 알콕시 그룹은 탄소수가, 예를 들면, 약 1 내지 약 20이다)이고, Rb 및 Rd는 각각 독립적으로 알킬 및 알콕시 중의 하나 이상(각각의 알킬 및 알콕시 그룹은 탄소수가, 예를 들면, 약 1 내지 약 20이다)이고, m, n, p 및 q는 n + m + p + q = 1이 되도록 하는, 예를 들면, 0 내지 약 1의 몰 분율을 나타낸다}이고 중합체성 망상 구조가 주로 아크릴레이트 폴리올, 알킬렌 글리콜, 가교결합제 및 전하 수송 화합물을 함유하는 광전도체;
상기 광전도체에 있어서, 상부 상도층 또는 POC와 접촉하는 전하 수송층을 함유하고, 상도층이 주로 아크릴화 폴리올, 알킬렌 글리콜(상기 알킬렌은 탄소수가, 예를 들면, 1 내지 약 10이고, 보다 특히 1 내지 약 4이다), 전하 수송 화합물(예를 들면, 정공 수송 화합물), 폴리하이드록시 실록산, 및 소량의 촉매와 가교결합제를 함유하는, 광전도체;
지지 기판, 광발생층, 둘 이상의 전하 수송층, 및 전하 수송층과 접촉하는 가교결합된 상부 상도층(상기 상도층은 아크릴화 폴리올과 알킬렌 글리콜과의 혼합물과 같은 폴리올 혼합물, 하이드록시 관능화 실록산 개질된 중합체, 전하 수송 화합물 및 가교결합제로 이루어지고, 상기 상도층은 산 촉매의 존재하에 형성된다)을 포함하는 가요성 이미징 부재; 및
기판, 광발생층, 적어도 1개 내지 약 3개의 전하 수송층, 정공 차단층 및 접착층으로 이루어진 광전도성 부재(양태들에서, 상기 접착층은 광발생층과 정공 차단층 사이에 배치되며, 상술한 바와 같이 상부 상도 보호층이 전하 수송층의 전체 표면과 접촉한다)에 관한 것이다.
본 발명의 양태들에서,
지지 기판, 기판 상의 광발생층, 전하 수송층, 및 정공 수송층과 같은 전하 수송층과 접촉하는 상도 중합체층으로 이루어진 광전도성 이미징 부재;
두께가 약 1 내지 약 10㎛인 광발생층과 각각의 두께가 약 5 내지 약 100㎛인 하나 이상의 수송층을 갖는 광전도성 부재;
하전 성분, 현상 성분, 전사 성분 및 고착 성분을 함유하는 제로그래픽 이미징 장치(상기 장치는 지지 기판, 기판 상의 광발생 안료로 이루어진 층, 전하 수송층(들) 및 수송층 상의 상도층으로 이루어진 광전도성 이미징 부재를 함유하며, 상기 수송층의 두께는 약 40 내지 약 75㎛이다);
광전도층이 약 10 내지 약 95중량%의 양으로 존재하는 광발생 안료를 함유하는 부재;
광발생층의 두께가 약 1 내지 4㎛인 부재;
광발생층이 비활성 중합체 결합제를 함유하는 부재;
결합제가 약 50 내지 약 90중량%의 양으로 존재하고 모든 층 성분의 총 합이 약 100%인 부재;
광발생 성분이 약 370 내지 약 950nm 파장의 광을 흡수하는 하이드록시갈륨 프탈로시아닌인 부재;
지지 기판이 금속으로 이루어진 전도성 기판으로 이루어진 이미징 부재;
전도성 기판이 알루미늄, 알루미늄화 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 티탄화 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 이미징 부재;
광발생 수지 결합제가 폴리에스테르, 폴리비닐 부티랄, 폴리카보네이트, 폴리스티렌-b-폴리비닐 피리딘 및 폴리비닐 포름알과 같은 공지된 적합한 중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 이미징 부재;
광발생 안료가 금속 비함유 프탈로시아닌인 이미징 부재;
각각의 전하 수송층, 특히 제1층 및 제2층, 또는 단일 전하 수송층 및 상도 층에서의 전하 수송 화합물이 화학식
Figure 112008010867576-pat00001
의 화합물(여기서, X는 알킬, 알콕시, 및 할로겐으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 예를 들면, 메틸이다)인 이미징 부재;
상기 알킬 및 알콕시가 탄소수 약 1 내지 약 15인 이미지 부재;
상기 알킬이 탄소수 약 1 내지 약 5인 이미징 부재;
상기 알킬이 메틸인 이미징 부재;
전하 수송층 중의 하나 이상, 특히 제1 및 제2 전하 수송층, 또는 단일 전하 수송층 및 상도 전하 수송 화합물이 화학식
Figure 112008010867576-pat00002
의 화합물(여기서, X 및 Y는 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 아릴, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다)인 이미징 부재;
상기 알킬 및 알콕시 각각의 탄소수가, 예를 들면, 약 1 내지 약 15이고, 보다 특히 약 1 내지 약 6이고 수지성 결합제가 폴리카보네이트 및 폴리스티렌인 이미징 부재;
광발생층에 존재하는 광발생 안료가 클로로갈륨 프탈로시아닌 또는 V형 하이드록시갈륨 프탈로시아닌(V형 하이드록시갈륨 프탈로시아닌은, 강산에 하이드록시갈륨 프탈로시아닌을 용해시킨 다음, 용해된 전구체를 염기성 수성 매질 속에서 재침전시킴으로써 갈륨 프탈로시아닌 전구체를 가수분해시키고; 물로 세척시켜 형성된 이온 종을 제거하고; 물과 하이드록시갈륨 프탈로시아닌으로 이루어진 수성 슬러리를 습윤 케이크로 농축시키고; 건조시켜 습윤 케이크로부터 수분을 제거하고; 생성된 무수 안료를 또 다른 용매를 첨가하면서 혼합함으로써 제조된다)으로 이루어진 이미징 부재;
상기 V형 하이드록시갈륨 프탈로시아닌이 브래그 각(2θ+/-0.2°) 7.4, 9.8, 12.4, 16.2, 17.6, 18.4, 21.9, 23.9, 25.0, 28.1°에서 X선 회절계로 측정시 주요 피크를 가지며, 7.4°에서 최고 피크를 갖는 이미징 부재;
이미징 부재가 약 400 내지 약 950nm 파장의 광에 노출되는 이미징 방법;
광발생 층이 기판과 전하 수송층 사이에 배치되는 부재;
전하 수송층이 기판과 광발생층 사이에 배치되고 전하 수송층의 수가 2개인 부재;
광발생층의 두께가 약 5 내지 약 25㎛인 부재;
광발생 성분의 양이 약 0.05 내지 약 20중량%이고 광발생 안료가 중합체 결합제의 약 10 내지 약 80중량%의 양으로 분산되는 부재;
광발생층의 두께가 약 1 내지 약 11㎛인 부재;
광발생 성분과 전하 수송 성분이 중합체 결합제 속에 함유되는 부재;
결합제가 약 50 내지 약 90중량%의 양으로 존재하고 층 성분의 총 합이 약 100%이고, 광발생 수지성 결합제가 폴리에스테르, 폴리비닐 부티랄, 폴리카보네이트, 폴리스티렌-b-폴리비닐 피리딘 및 폴리비닐 포름알로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 부재;
광발생 성분이 V형 하이드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 클로로갈륨 프탈로시아닌이고, 전하 수송층 및/또는 상도층이 N,N'-디페닐-N,N-비스(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-디-p-톨릴-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-디-m-톨릴-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-디-o-톨릴-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스-(4-이소프로필페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스-(2-에틸-6-메틸페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스-(2,5-디메틸페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-클로로페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민 분자의 정공 수송 성분을 함유하고, 정공 수송 수지성 결합제가 폴리카보네이트 및 폴리스티렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 이미징 부재;
광발생층이 금속 비함유 프탈로시아닌을 함유하는 이미징 부재;
광발생층이 알콕시갈륨 프탈로시아닌을 함유하는 이미징 부재;
기판 상에 피복층으로서 함유된 차단층을 갖고 차단층 위에 피복된 접착층을 갖는 광전도성 이미징 부재;
이미징 부재 위에 정전기적 잠상을 생성시키고, 잠상을 현상한 후, 현상된 정전기적 이미지를 적합한 기판 위로 전사하고 고착시킴을 포함하는 이미징 착색 방법;
지지 기판, 광발생층, 정공 수송층, 및 상기 정공 수송층과 접촉하는 상부 상도층으로 이루어지고, 양태들에서 복수의 전하 수송층, 예를 들면, 2 내지 약 10개, 보다 특히 2개의 전하 수송층이 선택되는 광전도성 이미징 부재;
임의의 지지 기판, 광발생층 및 제1, 제2 및 제3 전하 수송층으로 이루어진 광전도성 이미징 부재;
상도 전하 수송 성분이 화학식
Figure 112012102486367-pat00003
의 화합물(여기서, m은 0 또는 1이고, Z는
Figure 112012102486367-pat00004
,
Figure 112012102486367-pat00005
,
Figure 112012102486367-pat00006
,
Figure 112012102486367-pat00007
및 -Ar-(X)n-Ar- 중의 하나 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, n은 0 또는 1이고, Ar은
Figure 112012102486367-pat00008
,
Figure 112012102486367-pat00009
및
Figure 112012102486367-pat00010
중의 하나 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, R은 -CH3, -C2H5, -C3H7 및 C4H9 중의 하나 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, Ar'는
Figure 112012102486367-pat00011
,
Figure 112012102486367-pat00012
,
Figure 112012102486367-pat00013
및
Figure 112012102486367-pat00014
중의 하나 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며, X는
Figure 112012102486367-pat00015
,
Figure 112012102486367-pat00016
,
Figure 112012102486367-pat00017
,
Figure 112012102486367-pat00018
,
Figure 112012102486367-pat00019
,
Figure 112012102486367-pat00020
,
Figure 112012102486367-pat00021
,
Figure 112012102486367-pat00022
및
Figure 112012102486367-pat00023
중의 하나 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, S는 0, 1 또는 2이다)인 이미징 부재;
가교결합제가 메틸화 부틸화 멜라민 포름알데히드인 이미징 부재;
가교결합제가 화학식 (CH3OCH2)6N3C3N3의 메톡시메틸화 멜라민 화합물인 이미징 부재;
가교결합제가 화학식
Figure 112008010867576-pat00024
인 광전도체 또는 이미징 부재;
지지 기판, 광발생 성분 및 임의의 실란올로 이루어진 광발생층, 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 하나 이상의 전하 수송층, 및 상기 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 가교결합된 상도층(상기 상도층은 전하 수송 화합물, 중합체, 하이드록시 관능화 실록산 중합체 및 가교결합 성분으로 이루어진다)을 포함하는 광전도체;
상기 하이드록시 관능화 실록산 중합체가 이의 블록 공중합체이고 가교결합 반응 전에 적합한 용매 속에 용해되는 광전도체; 및
지지 기판, 하나 이상의 광발생 안료로 이루어진 광발생층, 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 전하 수송층 및 상기 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 층(상기 층은, 촉매의 존재하에 아크릴레이트 폴리올, 알킬렌 글리콜, 가교결합제, 폴리하이드록시 실록산 블록 공중합체 및 전하 수송 화합물의 반응에 의해 형성되어 상기 아크릴레이트 폴리올, 상기 알킬렌 글리콜, 상기 가교결합제, 상기 폴리하이드록시 실록산 및 상기 전하 수송 화합물을 주로 함유하는 중합체성 망상 구조를 생성시킨다)의 순서대로 이루어진 광전도체가 기재되어 있다.
하이드록실 관능화 실록산의 예는, 화학식 [HO-[R]a]-[SiR1R2-O-]n-[[R]a-OH]b(여기서, R은 -CH2CR1-[CO2R3]이고, a는 R의 반복 수, 예를 들면, 약 1 내지 약 100이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수가, 예를 들면, 약 2 내지 약 20인 선형 알킬 그룹과 같은 적합한 치환체이고, n은, 예를 들면, 약 5 내지 약 200이고, b는 0 내지 약 1이다)로 나타낼 수 있는 하이드록시 관능화 실록산 개질된 폴리아크릴레이트; 화학식 HO-Rz-[SiR1R2-O-]n-[Rz-OH]b(여기서, Rz는 [-[CH2]w-O-]p이고, w는 약 2 내지 약 10이고, p는 1 내지 약 150이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수가, 예를 들면, 약 2 내지 약 20인 선형 알킬 그룹과 같은 적합한 치환체이고, n은, 예를 들면, 약 5 내지 약 200이고, b는 0 내지 약 1이다)로 나타낼 수 있는 하이드록시 관능화 실록산 폴리올; 화학식 HO-Rx-[SiR1R2-O-]n-[Rx-OH]b{여기서, Rx는 (-C-Ra-C)m-(-CO2-Rb-CO2-)n-(-C-Rc-C)p-(-CO2-Rd-CO2-)이고, Ra 및 Rc는 각각 독립적으로 폴리올로부터 유도된 선형 알킬 그룹 또는 분지형 알킬 그룹(상기 알킬 그룹의 탄소수는 1 내지 약 20이다)이고, Rb 및 Rd는 각각 독립적으로 폴리카복실산으로부터 유도된 알킬 그룹(상기 알킬 그룹의 탄소수는, 예를 들면, 1 내지 약 20이다)이고, m, n, p 및 q는 n + m + p + q = 1이 되도록 하는 0 내지 1의 몰 분율이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, 예를 들면, 탄소수 약 2 내지 약 20의 선형 알킬 그룹이고, n은, 예를 들면, 약 5 내지 약 200이고, b는 0 내지 약 1이다}로 나타낼 수 있는 하이드록시 관능화 실록산 폴리올/폴리에스테르를 포함한다. 상기 R 그룹 또는 본원에 특정하게 언급된 치환체들은 양태들에서 기타 적합한 치환체를 포함할 수 있다. 유사하게는, n, b 및 x와 같은 숫자는 반복 단위의 수를 지칭한다.
광전도체 기판층의 두께는 경제적 고려, 전기적 특성 등을 포함하는 다수의 인자에 달려 있으므로, 상기 층은 3,000㎛ 이하의 실질적인 두께, 예를 들면, 약 1,000 내지 약 2,000㎛, 약 500 내지 약 900㎛, 약 300 내지 약 700㎛ 또는 최소 두께일 수 있다. 양태들에서, 상기 층의 두께는 약 75 내지 약 300㎛ 또는 약 100 내지 약 150㎛이다.
상기 기판은 불투명하거나 실질적으로 투명할 수 있으며, 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 기판은 무기 또는 유기 조성물과 같은 전기 비전도성 또는 전도성 재료의 층을 포함할 수 있다. 전기 비전도성 재료로서, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리우레탄 등을 포함하는 상기 목적에 맞게 공지된 다양한 수지들을 사용할 수 있으며, 이들 수지는 얇은 웹으로서 가요성이다. 전기 전도성 기판은, 예를 들면, 알루미늄, 니켈, 스틸, 구리 등의 임의의 적합한 금속이거나 탄소, 금속 분말 등과 같은 전기 전도성 물질이 충전된 상술한 바와 같은 중합체 재료이거나 유기 전기 전도성 재료일 수 있다. 전기 절연성 또는 전도성 기판은 무한한 가요성 벨트 형태, 웹, 경질 실린더, 시트 등의 형태일 수 있다. 기판 층의 두께는 바람직한 강도 및 경제적인 고려를 포함하는 무수한 인자에 달려 있다. 본원에서 인용되는 공계류 중인 출원에 기재된 바와 같은 드럼용으로, 상기 층은, 예를 들면, 수 cm 이하의 실질적인 두께이거나 1mm 미만의 최소 두께일 수 있다. 유사하게는, 가요성 벨트는, 예를 들면, 약 250㎛의 실질적인 두께이거나 약 50㎛ 미만의 최소 두께일 수 있으며, 상기 두께는 최종 전자사진 장치에 어떠한 악영향도 미치지 않아야 한다.
기판 층이 전도성이 아닌 양태들에서, 이의 표면은 전기 전도성 피막에 의해 전기 전도성이 될 수 있다. 전도성 피막의 두께는 광학 투명성, 바람직한 가요성 정도 및 경제적 인자에 따라 실질적으로 광범위하게 변할 수 있다.
예시되는 기판의 예는 본원에 설명한 바와 같고, 보다 특히 기판이 불투명하거나 실질적으로 투명할 수 있는 본원 명세서의 이미징 부재용으로 선택된 층들은, 무기 또는 유기 중합체 물질을 포함하는 절연 재료의 층(예: 시판 중인 중합체인 MYLARR, 티탄 함유 MYLARR), 반도성 표면 층을 갖는 유기 또는 무기 재료의 층(예: 산화인듐주석 또는 그 위에 배열된 알루미늄, 또는 알루미늄, 크롬, 니켈, 놋쇠 등을 포함하는 전도성 재료)를 포함한다. 상기 기판은 가요성이거나 솔기가 없거나 경질일 수 있으며, 예를 들면, 플레이트, 실리더형 드럼, 스크롤, 무한 가요성 벨트 등과 같은 다수의 매우 상이한 배열을 가질 수 있다. 양태들에서, 기판은 솔기 없는 가요성 벨트의 형태이다. 어떤 상황에서는, 기판의 배면을 피복하는 것이 바람직할 수 있으며, 특히 기판이 가요성 유기 중합체성 재료의 컬링방지층(예: MAKROLONR로서 시판 중인 폴리카보네이트)인 경우 기판 배면을 피복하는 것이 바람직하다.
양태들에서, 상기 광발생층은 다수의 공지된 광발생 안료들로 이루어지며, 예를 들면, 약 50중량%의 V형 하이드록시갈륨 프탈로시아닌 또는 클로로갈륨 프탈로시아닌과 약 50중량%의 폴리(비닐 클로라이드-코-비닐 아세테이트) 공중합체(예: VMCH, 제조원: Dow Chemical)와 같은 수지 결합제로 이루어진다. 일반적으로, 상기 광발생층은 금속 프탈로시아닌, 금속 비함유 프탈로시아닌, 알킬하이드록실 갈륨 프탈로시아닌, 하이드록시갈륨 프탈로시아닌, 클로로갈륨 프탈로시아닌, 페릴렌, 특히 비스(벤즈이미다조)페릴렌, 티타닐 프탈로시아닌 등, 보다 특히, 바나딜 프탈로시아닌, V형 하이드록시갈륨 프탈로시아닌 및 무기 성분(예: 셀레늄, 셀레늄 합금 및 삼방정계 셀레늄)과 같은 공지된 광발생 안료들을 함유할 수 있다. 상기 광발생 안료는 전하 수송층용으로 선택된 수지 결합제와 유사한 수지 결합제 속에 분산될 수도 있고, 아니면 어떠한 수지 결합제도 필요하지 않을 수도 있다. 일반적으로, 광발생층의 두께는 외부층의 두께와 광발생층에 함유된 광발생 물질의 양을 포함하는 다수의 인자에 달려 있다. 따라서, 상기 층의 두께는, 예를 들면, 광발생 조성물이 약 30 내지 약 75용적%의 양으로 존재하는 경우, 약 0.05 내지 약 10㎛, 보다 특히 약 0.25 내지 약 2㎛이다. 양태들에서 상기 층의 최대 두께는 주로 감광도, 전기 특성 및 기계적 고려와 같은 인자에 의존한다. 광발생층 결합제 수지는, 예를 들면, 약 1 내지 약 50중량%, 보다 특히 약 1 내지 약 10중량%의 다양한 적합한 양으로 존재하며, 상기 수지는 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 카바졸), 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 비닐 클로라이드와 비닐 아세테이트의 공중합체, 페놀성 수지, 폴리우레탄, 폴리(비닐 알콜), 폴리아크릴로니트릴 및 폴리스티렌 등과 같은 다수의 공지된 중합체로부터 선택될 수 있다. 장치의 미리 피복된 다른 층들을 실질적으로 방해하거나 악영향을 미치지 않는 피복 용매를 선택하는 것이 바람직하다. 광발생층용 피복 용매의 예는 케톤, 알콜, 방향족 탄화수소, 할로겐화 지방족 탄화수소, 실란올, 아민, 아미드 및 에스테르 등이다. 특정 용매의 예는 사이클로헥사논, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메탄올, 에탄올, 부탄올, 아밀 알콜, 톨루엔, 크실렌, 클로로벤젠, 사염화탄소, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 트리클로로에틸렌, 테트라하이드로푸란, 디옥산, 디에틸 에테르, 디메틸 포름아미드, 디메틸 아세트아미드, 부틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메톡시에틸 아세테이트 등이다.
상기 광발생층은, 진공 증발 또는 침착에 의해 제조되는, 셀레늄 및 셀레늄과 비소, 텔루륨 및 게르마늄 등의 합금; 수소화 무정형 규소; 및 규소와 게르마늄, 탄소, 산소, 질소 등과의 화합물의 무정형 필름을 포함할 수 있다. 상기 광발생층은 또한 결정질 셀레늄 및 이의 합금의 무기 안료; II족 내지 VI족 화합물; 및 퀴나크리돈, 폴리사이클릭 안료(예: 디브로모 안트라트론 안료, 페닐렌 및 페리논 디아민, 다핵 방향족 퀴논), 아조 안료(비스-, 트리스- 및 테트라키스-아조 포함)등과 같은 유기 안료와 필름 형성 중합체성 결합제 속에 분산되고 용매 피복 기술 에 의해 제조된 것들을 포함할 수도 있다.
양태들에서, 광발생층용 매트릭스로서 선택될 수 있는 중합체성 결합제 재료의 예는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리아릴실란올, 폴리아릴설폰, 폴리부타디엔, 폴리설폰, 폴리실란올설폰, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드, 폴리메틸펜텐, 폴리(페닐렌 설파이드), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리비닐 아세탈, 폴리아미드, 폴리이미드, 아미노 수지, 페닐렌 옥사이드 수지, 테레프탈산 수지, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 페놀성 수지, 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴 공중합체, 폴리(비닐 클로라이드), 비닐 클로라이드 및 비닐 아세테이트 공중합체, 아크릴레이트 공중합체, 알키드 수지, 셀룰로즈 필름 성형제, 폴리(아미드이미드), 스티렌 부타디엔 공중합체, 비닐리덴 클로라이드-비닐 클로라이드 공중합체, 비닐 아세테이트-비닐리덴 클로라이드 공중합체, 스티렌-알키드 수지 및 폴리(비닐 카바졸) 등과 같은 열가소성 수지 및 열경화성 수지이다. 이들 중합체는 블록, 랜덤 또는 교호 공중합체일 수 있다.
광발생 조성물 또는 안료는 수지성 결합제 조성물 내에 다양한 양으로 존재한다. 그러나, 일반적으로, 광발생 안료 약 5 내지 약 90중량%가 수지성 결합제 약 10 내지 약 95중량% 속에 분산되거나, 광발생 안료 약 20 내지 약 50중량%가 수지성 결합제 조성물 약 80 내지 약 50중량% 속에 분산된다. 한 양태에서, 광발생 안료 약 50중량%가 수지성 결합제 조성물 약 50중량% 속에 분산된다.
본 명세서의 양태에서 광발생층의 피막은 광발생층의 최종 건조 두께가 본원에 설명한 바와 같도록, 예를 들면, 약 40 내지 약 150℃에서 약 15 내지 약 90분 동안 건조시킨 후, 예를 들면, 약 0.01 내지 약 30㎛이도록 분무, 침지 또는 와이어-바 방법으로 달성될 수 있다. 보다 특히, 두께가, 예를 들면, 약 0.1 내지 약 30㎛ 또는 약 0.5 내지 약 2㎛인 광발생층이 기판이나 기판과 전하 수송층 사이에 다른 표면 등에 도포 또는 침착될 수 있다. 전하 차단층 또는 정공 차단층은 임의로 광발생층의 도포 전에 전기 전도성 표면에 임의로 도포될 수 있다. 필요한 경우, 접착층은 전하 차단층, 정공 차단층 또는 계면층과 광발생층 사이에 포함될 수 있다. 통상, 광발생층은 차단층 및 전하 수송층 상에 도포되거나 복수의 전하 수송층이 광발생층 위에 형성된다. 이러한 구조물은 전하 수송층의 상부에 또는 하부에 광발생층을 가질 수 있다.
양태들에서, 적합한 공지된 접착층이 광전도체에 포함될 수 있다. 전형적인 접착층은, 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등을 포함한다. 접착층 두께는 변할 수 있으며, 양태에 따라, 예를 들면, 약 0.05㎛(500Å) 내지 약 0.3㎛(3,000Å)이다. 상기 접착층은 분무, 침지 피복, 롤 피복, 권선 로드 피복, 그라비어 피복 및 버드 도포기 피복 등에 의해 정공 차단층 위에 침착될 수 있다. 침착된 피막의 건조는, 예를 들면, 오븐 건조, 적외선 건조 및 공기 건조 등에 의해 수행될 수 있다.
임의의 접착층이 통상 정공 차단층 및 광발생층과 접촉하여 이들 사이에 배치됨에 따라, 코폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리(비닐 부티랄), 폴리(비닐 알콜), 폴리우레탄 및 폴리아크릴로니트릴을 포함하는 다양한 공지된 물질을 선택될 수 있다. 상기 층은, 예를 들면, 약 0.001㎛ 내지 약 1㎛ 또는 약 0.1㎛ 내지 약 0.5㎛의 두께이다. 임의로, 상기 층은, 예를 들면, 본 발명의 양태에서 추가로 바람직한 전기 특성 및 광학 특성을 제공하기에 효과적인 적합한 양, 예를 들면, 약 1 내지 약 10중량%의 산화아연, 이산화티탄, 질화규소, 카본 블랙 등과 같은 전도성 및 비전도성 입자를 함유할 수 있다.
본 발명의 이미징 부재용 임의의 정공 차단층 또는 하도층은 아미노 실란, 도핑된 금속 산화물, TiSi, 티탄, 크롬, 아연 및 주석 등의 금속 산화물; 페놀 화합물과 페놀 수지와의 혼합물 또는 2개의 페놀 수지의 혼합물 및 임의로 SiO2와 같은 도펀트와 같은 공지된 정공 차단 성분을 포함하는 다수의 성분들을 함유할 수 있다. 페놀 화합물은 통상 비스페놀 A (4,4'-이소프로필리덴디페놀), 비스페놀 E(4,4'-에틸리덴비스페놀), 비스페놀 F(비스(4-하이드록시페닐)메탄), 비스페놀 M(4,4'-(1,3-페닐렌디이소프로필리덴)비스페놀), 비스페놀 P(4,4'-(1,4-페닐렌 디이소프로필리덴)비스페놀), 비스페놀 S(4,4'-설포닐디페놀) 및 비스페놀 Z(4,4'-사이클로헥실리덴비스페놀); 헥사플루오로비스페놀 A(4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디페놀), 레조르시놀, 하이드록시퀴논 및 카테친 등과 같이 둘 이상의 페놀 그룹을 함유한다.
정공 차단층은, 예를 들면, TiO2와 같은 금속 산화물과 같은 적합한 성분 약 20 내지 약 80중량%, 보다 특히 약 55 내지 약 65중량%; 페놀 수지 약 20 내지 약 70중량%, 보다 특히 약 25 내지 약 50중량%; 비스페놀 S와 같이 바람직하게는 둘 이상의 페놀 그룹을 함유하는 페놀 화합물 약 2 내지 약 20중량%, 보다 특히 약 5 내지 약 15중량%; 및 SiO2와 같은 합판 억제 도펀트 약 2 내지 약 15중량%, 보다 특히 약 4 내지 약 10중량%로 이루어질 수 있다. 정공 차단층 피복 분산액은, 예를 들면, 다음과 같이 제조될 수 있다. 금속 산화물/페놀 수지 분산액은 우선, 분산액 중의 금속 산화물의 중간 입자 크기가 약 10nm 미만, 예를 들면, 약 5 내지 약 9nm가 될 때까지, 볼 밀링 또는 다이노밀링시킴으로써 제조된다. 상기 분산액에 페놀 화합물과 도펀트를 첨가한 다음 혼합하였다. 상기 정공 차단층 피복 분산액은 딥 피복 또는 웹 피복에 의해 도포될 수 있으며, 상기 층은 도포후 열 경화될 수 있다. 생성된 상기 정공 차단층은, 예를 들면, 두께가 약 0.01 내지 약 30㎛, 보다 특히 약 0.1 내지 약 8㎛이다. 페놀 수지의 예는 페놀, p-3급-부틸페놀 및 크레졸을 갖는 포름알데히드 중합체, 예를 들면, VARCUMR 29159 및 29101 (제조원: OxyChem Company) 및 DURITER 97(제조원: Borden Chemical); 암모니아, 크레졸 및 페놀을 갖는 포름알데히드 중합체, 예를 들면, VARCUMR 29112(제조원: OxyChem Company); 4,4'-(1-메틸에틸리덴)비스페놀을 갖는 포름알데히드 중합체, 예를 들면, VARCUMR 29108 및 29116(제조원: OxyChem Company); 크레졸 및 페놀을 갖는 포름알데히드 중합체, 예를 들면, VARCUMR 29457(제조원: OxyChem Company), DURITER SD-423A, SD-422A(제조원: Borden Chemical); 또는 페놀 및 p-3급-부틸페놀을 갖는 포름알데히드 중합체, 예를 들면, DURITER ESD 556C(제조원: Borden Chemical)를 포함한다.
임의의 정공 차단층은 기판에 도포될 수 있다. 인접한 광전도성 층(또는 전자사진 이미징 층)과 기판의 하부 전도성 표면 사이의 정공에 전자 차단층을 형성할 수 있는 임의의 적합하고 통상적인 차단층을 선택할 수 있다.
통상 두께가 약 5 내지 약 75㎛, 보다 특히 약 10 내지 약 40㎛인 전하 수송층, 전하 수송 성분 및 전하 수송 분자는 화학식
Figure 112008010867576-pat00025
의 아릴 아민(여기서, X는 알킬, 알콕시, 아릴, 할로겐 또는 이들의 혼합물이거나, 각각의 X는 4개의 말단 환 각각에 존재하고, 특히 이들 치환체들은 Cl 및 CH3으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다), 화학식
Figure 112008010867576-pat00026
의 분자(여기서, X, Y 및 Z 중의 하나 이상은 각각 독립적으로 알킬, 알콕시, 아릴, 할로겐 또는 이들의 혼합물이다)와 같은 다수의 공지된 물질을 포함한다.
알킬 및 알콕시는, 예를 들면, 탄소수 1 내지 약 25, 보다 특히 1 내지 약 12이고, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸 및 상응하는 알콕사이드이다. 아릴은 탄소수 6 내지 36일 수 있으며, 예를 들면, 페닐 등이다. 할로겐은 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드 및 플루오라이드를 포함한다. 치환된 알킬, 알콕시및 아릴은 또한 양태들에서 선택될 수 있다.
특정 아릴 아민의 예는 예시된 바와 같다.
상기 전하 수송층 성분은 광전도체 상부 상도층에 대한 전하 수송 화합물에서와 같이 선택될 수 있다.
전하 수송층에 대해 선택된 결합제 물질의 예는 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 아크릴레이트 중합체, 비닐 중합체, 셀룰로즈 중합체, 폴리에스테르, 폴리실록산, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리(사이클로 올레핀), 에폭시 및 이의 랜덤 또는 교호 공중합체; 보다 특히, 폴리카보네이트, 예를 들면, 폴리(4,4'-이소프로필리덴-디페닐렌)카보네이트(이는, 비스페놀-A-폴리카보네이트라고도 한다), 폴리(4,4'-사이클로헥실리딘디페닐렌)카보네이트(이는, 비스페놀-Z-폴리카보네이트라고도 한다), 폴리(4,4'-이소프로필리덴-3,3'-디메틸-디페닐)카보네이트(이는, 비스페놀-C-폴리카보네이트라고도 한다) 등을 포함한다. 양태들에서, 전기적으로 불활성인 결합제는 분자량이 약 20,000 내지 약 100,000이거나 바람직하게는 분자량 Mw가 약 50,000 내지 약 100,000인 폴리카보네이트 수지로 이루어진다. 일반적으로, 상기 수송층은 전하 수송 물질 약 10 내지 약 75중량%, 보다 특히, 약 35 내지 약 50중량%를 함유한다.
상기 전하 수송층(들), 보다 특히 광발생층과 접촉하는 제1 전하 수송층과 그 위의 상부 전하 수송층 또는 제2 전하 수송층은 폴리카보네이트와 같은 필름 형 성 전기적 불활성 중합체에 용해되거나 분자적으로 분산된 전자 수송 소형 분자들을 포함할 수 있다.
전하 수송층에, 예를 들면, 약 20 내지 약 55중량%의 양으로 존재하는 전하 수송 분자의 예는, 예를 들면, 1-페닐-3-(4'-디에틸아미노 스티릴)-5-(4''-디에틸아미노 페닐)피라졸린과 같은 피라졸린; N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-디-p-톨릴-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-디-m-톨릴-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-디-o-톨릴-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스-(4-이소프로필페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스-(2-에틸-6-메틸페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-비스-(2,5-디메틸페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-클로로페닐)-[p-터페닐]-4,4''-디아민과 같은 아릴 아민; N-페닐-N-메틸-3-(9-에틸)카바질 하이드라존 및 4-디에틸 아미노 벤즈알데히드-1,2-디페닐 하이드라존과 같은 하이드라존; 및 2,5-비스(4-N,N'-디에틸아미노페닐)-1,2,4-옥사디아졸, 스틸벤과 같은 옥사디아졸 등을 포함한다.
다수의 방법들을 사용하여 전하 수송층(들) 피복 혼합물을 혼합한 다음, 상기 혼합물을 광발생층에 도포할 수 있다. 전형적인 도포 기술은 분무, 침지, 피복, 롤 피복, 권선 로드 피복 등을 포함한다. 전하 수송 침착된 피막의 건조는 오븐 건조, 적외선 건조, 공기 건조 등과 같은 임의의 적합한 통상적인 기술에 의해 수행될 수 있다.
양태들에서 각각의 전하 수송층의 두께는 약 5 내지 약 75㎛이지만, 이 범위 바깥의 두께가 양태들에서 선택될 수도 있다. 전하 수송층은, 정공 수송층 상에 배치된 정전기적 전하가 그 위의 정전기적 잠상의 형성 및 보존을 방지하기에 충분한 속도로 발광의 부재하에 전도되지 않을 정도의 절연재이어야 한다. 일반적으로, 전하 수송층 대 광발생층의 두께 비는 약 2:1 내지 200:1, 일부 경우, 400:1이다. 전하 수송층은 의도하는 용도의 영역에서 가시광선 또는 방사선에 실질적으로 비흡수성이지만, 광전도성 층 또는 광발생층으로부터 양성자화 정공의 사출을 허용하고 이러한 정공이 자체적으로 수송하여 활성층의 표면 상의 표면 전하를 선택적으로 방전시킨다는 점에서 전기적으로 "활성"이다.
상부 전하 수송층은 전하 수송층과 동일한 성분을 포함하며, 이때 전하 수송 소형 분자들과 적합한 전기 불활성 수지 결합제 사이의 중량 비는, 예를 들면, 약 0/100 내지 약 60/40, 또는 약 20/80 내지 약 40/60과 같이 보다 적다.
본원에 기재된 광전도체는 통상 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 보호 상도층(POC)를 포함한다. 상기 POC 층은 (i) 아크릴화 폴리올 및 (ii) 알킬렌 글리콜 중합체(예: 폴리프로필렌 글리콜)을 포함하는 성분들(여기서, 아크릴화 폴리올 대 폴리프로필렌 글리콜의 비율은, 예를 들면, 약 0.1:0.9 내지 약 0.9:0.1이다), 하이드록시 관능화 실록산 개질된 폴리아크릴레이트, 하나 이상의 수송 화합물 및 하나 이상의 가교결합제로 이루어진다. 상기 상도 조성물은 제1 중합체로서 하이드록실가가 약 10 내지 약 20,000인 아크릴화 폴리올, 제2 중합체로서 중량 평균 분자량이 약 100 내지 약 20,000인 알킬렌 글리콜, 전하 수송 화합물, 하이드록시 관능화 실록산 개질된 폴리아크릴레이트, 산 촉매 및 가교결합제를 포함할 수 있으며, 이때 상기 상도층은 모두 반응하여 중합체성 망상 구조를 형성한다. 가교결합 비율은 측정하기 어렵고 이론에 의해 한정하는 것이 바람직하지 않을 수는 있지만, 상기 상도층은, 예를 들면, 약 5 내지 약 50%, 약 5 내지 약 25%, 약 10 내지 약 20%, 일부 양태에서 약 40 내지 약 65%와 같은 적합한 수치로 가교결합된다. 우수한 광전도체의 전기적 반응은 또한 초기중합체 하이드록실 그룹과 디하이드록시 아릴 아민(DHTBD)의 하이드록실 그룹이 CYMELR 잔기와 같이 가교결합시 이용가능한 메톡시 알킬에 비해 화학양론적으로 적은 경우 달성될 수 있다.
광전도체 상도층은 용매 시스템 중에 상도 조성물을 분산시키는 단계와 생성된 상도 피복 용액을 수용 표면, 예를 들면, 광전도체의 상부 전하 수송층 위에, 예를 들면, 약 0.5 내지 약 10㎛, 또는 0.5 내지 약 8㎛의 두께로 도포하는 단계를 포함하는 다수의 상이한 방법에 의해 도포될 수 있다.
다양한 양태들에 따라, 상기 상도층에 존재하는 가교결합성 중합체는 하이드록시 관능화 실록산 개질된 폴리아크릴레이트, 폴리올 및 아크릴화 폴리올 필름 형성 수지의 혼합물을 포함할 수 있으며, 이때, 예를 들면, 상기 가교결합성 중합체는 전기절연성, 반도체성 또는 전도성일 수 있으며, 전하 수송 특성을 갖거나 전하 수송 특성을 갖지 않을 수 있다. 폴리올의 예는 고도로 분지된 폴리올이며, 여기서 고도로 분지된이란, 예를 들면, 중합체 주쇄를 벗어난 다수의 분지를 포함하는 중합체를 형성하도록 하이드록실가가 낮은 트리올과 같은 삼관능성 알콜 또는 다관능성 폴리올을 충분한 양으로 사용하여 합성시킨 초기 중합체를 지칭한다. 상기 폴리올은 하이드록실가가, 예를 들면, 약 10 내지 약 10,000일 수 있으며, 예를 들면, 에테르 그룹을 포함하도록 치환될 수 있으며, 에테르 그룹을 함유하지 않을 수도 있다. 적합한 아크릴화 폴리올은, 예를 들면, 에틸렌 옥사이드, 글리콜, 트리글리세롤 등으로 개질된 프로필렌 옥사이드의 반응 생성물로부터 생성될 수 있으며, 아크릴화 폴리올은 본원에 예시된 화학식으로 나타낼 수 있다.
상기 상도층은 양태들에서 가교결합제 및 촉매를 포함하며, 이때 가교결합제는, 예를 들면, 멜라민 가교결합제 또는 촉진제일 수 있다. 상도층 속에 가교결합제를 혼입시키면 아크릴화 폴리올과 상호반응하는 반응 위치를 제공하여 분지된 가교결합 구조물을 생성시킨다. 이와 같이 혼입되는 경우, 임의의 적합한 가교결합제 또는 촉진제가 사용되며, 예를 들면, 트리옥산, 멜라민 화합물 및 이들의 혼합물을 포함한다. 멜라민 화합물이 선택되는 경우, 이들은 관능화될 수 있으며, 이의 예는 멜라민 포름알데히드, 메톡시메틸화 멜라민 화합물, 예를 들면, 글리코우릴-포름알데히드 및 벤조구안아민-포름알데히드 등이다. 일부 양태에서, 가교결합제는 메틸화 부틸화 멜라민-포름알데히드를 포함할 수 있다. 적합한 메톡시메틸화 멜라민 화합물의 비제한적 예는 CYMELR 303(제조원: Cytec Industries)일 수 있으며, 이는 화학식 (CH3OCH2)6N3C3N3을 갖고 구조식
Figure 112012102486367-pat00027
을 갖는 메톡시메틸화 멜라민 화합물이다.
가교결합은 촉매의 존재하에 상도 성분을 가열하여 달성할 수 있다. 촉매의 비제한적 예는 옥살산, 말레산, 카볼산, 아스코르브산, 말론산, 석신산, 타르타르산, 시트르산, p-톨루엔설폰산 및 메탄설폰산 등과 이들의 혼합물을 포함한다.
차단제는 또한 상도층에 포함될 수 있으며, 상기 차단제는 산 촉매 기능이 바람직할 때까지 용액 안정성을 제공하기 위해 산 촉매 효과를 "동결"하거나 실질적으로 차단할 수 있다. 따라서, 예를 들면, 차단제는 용액 온도가 한계 온도보다 높게 상승할 때까지 산 효과를 차단할 수 있다. 예를 들면, 일부 차단제는 용액 온도가 약 100℃를 초과하도록 상승할 때까지 산 효과를 차단하는 데 사용될 수 있다. 이때, 차단제는 산으로부터 해리되어 증기화한다. 해리되지 않은 산은 이후 자유롭게 중합을 촉매한다. 이러한 적합한 차단제의 예는 피리딘 및 상업적 산 용액을 함유하는 차단제(예: CYCATR 4040, 제조원: Cytec Industries Inc.)를 포함하지만 이로 한정되지는 않는다.
가교결합에 사용되는 온도는 특정 촉매, 촉매량, 사용된 가열시간 및 바람직한 가교결합도에 따라 변한다. 일반적으로, 선택된 가교결합도는 최종 광전도체의 바람직한 가요성에 달려 있다. 예를 들면, 100%의 완전한 가교결합은 경질 드럼 또는 플레이트 광전도체에 사용될 수 있다. 그러나, 부분적 가교결합은, 예를 들면, 웹 또는 벨트 배열을 갖는 가요성 광전도체용으로 통상 선택된다. 목적하는 가교결합도를 달성하기 위한 촉매의 양은 반응에 사용되는 폴리올/아크릴화 폴리올과 같은 특정 피복 용액 재료, 촉매, 온도 및 시간에 따라 변할 것이다. 특히, 폴리에스테르 폴리올/아크릴화 폴리올은 약 100 내지 약 150℃의 온도에서 가교결합된다. 촉매로서 p-톨루엔설폰산을 갖는 폴리올/아크릴화 폴리올에 사용되는 전형적인 가교결합 온도는 약 40분 동안 약 140℃ 미만, 예를 들면, 135℃이다. 산 촉매의 전형적인 농도는, 폴리올/아크릴화 폴리올의 중량을 기준으로 하여 약 0.01 내지 약 5중량%이다. 가교결합 후, 상도층은 가교결합 전 가용성이었던 용매에 실질적으로 불용성이 되어, 용매에 적신 천으로 문지르는 경우 어떠한 상도층 물질도 제거되지 않아야 한다. 가교결합은 가교결합된 중합체 망상 구조 속에 수송 분자를 구속시키는 삼차원 망상 구조를 전개시킨다.
상도층은 또한, 예를 들면, 상도층의 전하 수송 이동력을 개선시키기 위해 전하 수송 재료를 포함할 수도 있다. 다양한 양태들에 따라, 전하 수송 재료는 (i) 페놀성 치환된 방향족 아민, (ii) 1급 알콜 치환된 방향족 아민 및 (iii) 이들의 혼합물 중의 하나 이상으로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 양태들에서, 상기 전하 수송 재료는, 예를 들면, 알콜 가용성 디하이드록시 터페닐 디아민의 터페닐; 알콜 가용성 디하이드록시 TPD; 화학식
Figure 112012102486367-pat00028
의 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-하이드록시페닐)-[1,1'-bi페닐]-4,4'-디아민[DHTPD]; 화학식
Figure 112012102486367-pat00029
의 터페닐 아릴아민{여기서, R은 각각 알킬 및 하이드록시 등, 보다 특히 R1-OH와 같은 적합한 치환체이고, R2는, 예를 들면, 각각 독립적으로 수소, -CnH2n+1(여기서, n은, 예를 들면, 1 내지 약 12이다), 아르알킬 및 아릴 그룹(여기서, 아르알킬 및 아릴 그룹의 탄소수는, 예를 들면, 약 6 내지 약 36이다)이다}일 수 있다. 디하이드록시 아릴아민 화합물은 하나 이상의 방향족 환을 통과하는 -OH 그룹과 가장 근접한 질소 원자 사이에 어떠한 직접 배위도 갖지 않을 수 있다. "직접 배위"라는 표현은, 예를 들면, 하나 이상의 방향족 환에서 -OH 그룹과 가장 근접한 질소 원자 사이에 직접 화학식 -(C=C)n-C=C- 을 갖는 세그먼트의 존재를 지칭한다. 하나 이상의 방향족 환을 통과하는 -OH 그룹과 가장 근접한 질소 원자 사이의 직접 배위의 예는 페닐렌 그룹에 부착된 질소 원자에 대해 페닐렌 그룹 상의 오르토 또는 파라 위치(또는 2 또는 4 위치)에서 -OH 그룹을 갖는 페닐렌 그룹을 함유하는 화합물, 또는 관련된 페닐렌 그룹에 부착된 질소 원자에 대해 오르토 또는 파라 위치에 -OH 그룹을 갖는 폴리페닐렌 그룹을 함유하는 화합물을 포함한다. 아르알킬 그룹의 예는, 예를 들면, -CnH2n-페닐 그룹(여기서, n은 약 1 내지 약 5 또는 약 1 내지 약 10이다)을 포함하고, 아릴 그룹의 예는, 예를 들면, 페닐, 나프틸, 비페닐 등을 포함한다. 양태들에서, R1이 -OH이고 각각의 R2가 n-부틸인 경우, 생성된 화합물은 N,N'-비스[4-n-부틸페닐]-N,N'-디[3-하이드록시페닐]-터페닐-디아민이다. 또한, 양태들에서, 정공 수송 화합물은 상도층을 형성하기 위해 선택된 용매 중에 가용성이다. 터페닐 전하 수송 분자의 한 예는 화학식
Figure 112012102486367-pat00030
{여기서, R1은 각각-OH와 같은 적합한 치환체이고, R2는, 예를 들면, 수소, 화학식 -CnH2n+1의 알킬(여기서, n은, 예를 들면, 1 내지 약 10, 1 내지 약 5 또는 1 내지 약 6이다), 아르알킬 및 아릴 그룹(여기서, 아르알킬 및 아릴 그룹의 탄소수는, 예를 들면, 약 6 내지 약 30 또는 약 6 내지 약 20이다)이다}으로 나타낼 수 있다.
임의의 적합한 2급 또는 3급 알콜 용매는 상도층의 필름 형성 가교결합 중합체 조성물의 침착에 사용될 수 있다. 전형적인 알콜 용매는, 예를 들면, 3급-부탄올, 2급-부탄올, 2-프로판올 및 1-메톡시-2-프로판올 등과 이들의 혼합물을 포함하지만, 이로 한정되지는 않는다. 상도층을 형성하는 데 사용될 수 있는 기타 적합한 용매는, 예를 들면, 테트라하이드로푸란, 모노클로로벤젠 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 용매는 상기 알콜 용매용 희석제로서 사용될 수 있고, 생략될 수도 있다. 그러나, 일부 양태들에서, 이들은 효율적인 가교결합을 방해할 수 있다는 이유로 제거되어야 하므로 비점이 보다 높은 알콜의 사용을 최소화하거나 회피하는 데 유용할 수 있다. 양태들에서, 상도 용액에 사용되는, 가교결합성 중합체, 전하 수송 재료, 하이드록시 관능화 실록산 개질된 폴리아크릴레이트, 가교결합제, 산 촉매 및 차단제를 포함하는 성분들은 상도층에 사용되는 용매(들)에 가용성이거나 실질적으로 가용성이어야 한다.
전하 수송 시스템(예: 바이어스 전하 수송 롤)의 연마성과 사용된 시스템에서 세정(예: 블레이드 또는 웹의 세정), 현상(예: 브러시), 전사(예: 바이어스 전사 롤)에 따라 좌우될 수 있는 상도층의 두께는, 예를 들면, 약 1 또는 약 2㎛ 내지 약 10 또는 약 15㎛, 또는 그 이상이다. 다양한 양태들에서, 상도층의 두께는 약 1 내지 약 5㎛일 수 있다. 상도층을 도포하기 위한 전형적인 도포 기술은 분무, 침지 피복, 롤 피복, 권선 로드 피복 등을 포함할 수 있다. 침착된 상도층의 건조는 오븐 건조, 적외선 건조 및 공기 건조 등과 같은 임의의 적합한 통상적인 기술에 의해 수행될 수 있다. 본 명세서의 건조된 상도층은 이미징 동안 전하를 수송해야 한다.
건조된 상도층에서, 상기 조성물은 필름 형성 가교결합성 중합체 약 40 내지 약 90중량% 및 전하 수송 재료 약 60 내지 약 10중량%를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상도층은 또한 전도성 충전재, 내연마성 충전재 등과 같은 기타 재료를 임의의 적합한 공지된 양으로 포함할 수 있다.
이론에 의해 한정되려는 의도는 없지만, 상기 촉매는 중앙 영역에 배치되고, 아크릴화 폴리올, 폴리알킬렌 글리콜, 하이드록시 관능화 실록산 개질된 폴리아크릴레이트 및 전하 수송 성분과 같은 중합체는 촉매와 회합하여 양태들에서 중앙 영역으로부터 연장된다. 측면 전하 이동(LCM) 저항을 개선시킬 수 있도록 전하 수송층 또는 하나 이상의 전하 수송층 속으로 임의로 혼입되는 성분들 또는 재료의 예는 테트라키스 메틸렌(3,5-디-3급-부틸-4-하이드록시 하이드로신나메이트)메탄(IRGANOXR 1010, 제조원: Ciba Specialty Chemical) 및 부틸화 하이드록시톨루 엔(BHT)과 같은 장애된 페놀성 산화방지제 및 기타 공지된 장애된 페놀성 산화방지제를 포함한다.
실시예 I
이미징 부재 또는 광전도체는, 두께가 3.5mil인 이축 배향된 폴리에틸렌 나프탈레이트 기판(KALEDEX™ 2000) 위에 피복된 0.02㎛ 두께의 티탄층을 제공하고, 그 위에 50g의 3-아미노-프로필트리에톡시실란, 41.2g의 물, 15g의 아세트산, 684.8g의 변성 알콜 및 200g의 헵탄을 함유하는 용액을 그라비어 도포기를 사용하여 도포함으로써 제조하였다. 이어서, 상기 층을 피복기의 가압 공기 건조기에서 135℃에서 약 5분 동안 건조시켰다. 생성된 차단층은 건조 두께가 500Å이었다. 이어서, 접착층은 그라비어 도포기를 사용하여 차단층 위에 습윤 도료를 도포하여 제조하며, 상기 접착층은, 용액의 총 중량을 기준으로 하여, 테트라하이드로푸란/모노클로로벤젠/메틸렌 클로라이드가 60:30:10의 용적비로 혼합된 혼합물 중의 코폴리에스테르 접착제(ARDEL™ D100, 제조원: Toyota Hsutsu Inc.) 0.2중량%를 함유하였다. 이어서, 상기 접착층을 도포기의 가압 공기 건조기에서 135℃에서 약 5분 동안 건조시켰다. 생성된 접착층은 건조 두께가 200Å이었다.
광발생층 분산물은, 중량 평균 분자량이 20,000인 공지된 폴리카보네이트 IUPILON™ 200 (PCZ-200) 또는 폴리카보네이트 Z™(제조원: Mitsubishi Gas Chemical Corporation) 0.45g 및 테트라하이드로푸란 50㎖를 4온스 유리병 속에 도입시켜 제조하였다. 상기 용액에 2.4g의 하이드록시갈륨 프탈로시아닌(V형) 및 300g의 1/8in(3.2mm) 직경의 스테인레스 스틸 샷을 첨가하였다. 이어서, 상기 혼합물을 8시간 동안 볼 밀 속에 배치하였다. 후속적으로, 2.25g의 PCZ-200을 46.1g의 테트라하이드로푸란 속에 용해시키고, 하이드록시갈륨 프탈로시아닌 분산액에 첨가하였다. 이어서, 상기 슬러리를 10분 동안 쉐이커 상에 배치하였다. 생성된 분산액을 버드(Bird) 도포기로 상기 접착제 계면에 도포하여 습윤 두께가 0.25mil인 광발생층을 형성시켰다. 차단층과 접착층을 함유하는 기판 웹의 한쪽 가장자리를 따르는 약 10mm 너비의 박편을 의도적으로 어떠한 광발생층 물질에 의해서도 피복되지 않도록 하여, 이후 도포되는 그라운드 스트립층에 의한 충분한 전기 접촉이 용이하도록 하였다. 광발생층을 가압 공기 오븐 속에서 1분 동안 120℃에서 건조시켜 두께가 0.4㎛인 무수 광발생층을 형성시켰다.
이어서, 생성된 이미징 부재 웹은 2개의 전하 수송층으로 상도처리되었다. 특히, 광발생층은 광발생층과 접촉하는 전하 수송층(하부층)으로 상도처리된다. 전하 수송층의 하부 층은 1:1 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'-비페닐-4,4'-디아민 및 MAKROLON 5705R(중량 평균 분자량이 약 50,000 내지 약 100,000인 공지된 폴리카보네이트, 시판원: Farbenfabriken Bayer A.G.)의 중량비로 호박색 유리병 속으로 도입시켜 제조되었다. 이어서, 생성된 혼합물을 메틸렌 클로라이드 속에 용해시켜 고형분이 15중량%인 용액을 형성시켰다. 상기 용액은 광발생층 위에 도포되어, 건조시(135℃에서 5분 동안) 두께가 14.5㎛인 하부층 피막을 형성하였다. 상기 피복 공정 동안, 습도는 15% 이하이다.
이어서, 전하 수송층의 하부 층은 상부 전하 수송층으로 상도처리되었다. 상부층의 전하 수송층 용액은 하부층에 대해 상술한 바와 같이 제조되었다. 상부층 용액이 전하 수소층의 상기 하부층 위에 도포되어 피막을 형성하였다. 상기 모든 층들을 함유하는 생성된 광전도체 장치는 가압 공기 오븐 속에서 5분 동안 135℃에서 어닐링시킨 다음, 주변 실온, 약 23℃ 내지 약 26℃로 냉각시키면, 하부 전하 수송층과 하부 전하 수송층 각각의 두께는 14.5㎛이 되었다. 피복 공정 동안, 습도는 15% 이하이었다.
실시예 II
상부 상도 피복용액의 제조
상도 피복 용액은, 10g의 POLYCHEMR 7558-B-60(아크릴화 폴리올, 제조원: OPC Polymers), 4g의 PPG 2K(중량 평균 분자량이 2,000인 폴리프로필렌글리콜, 제조원: Sigma-Aldrich), 6g의 CYMELR 1130(메틸화 부틸화 멜라민-포름알데히드 가교결합제, 제조원: Cytec Industries Inc.), 8g의 N,N'-디페닐-N,N'-디[3-하이드록시페닐]-비페닐디아민(DHTPD), 및 60g의 DOWANOLR PM (1-메톡시-2-프로판올, 제조원: the Dow Chemical Company) 중의 5.5g[1중량%]의 8% p-톨루엔설폰산을 혼합시켜 형성하였다.
실시예 I의 광전도체는 1/8mil 버드 바를 사용하여 상기 상도 용액으로 상도처리하였다. 생성된 상도처리된 필름을 125℃에서 2분 동안 가압 공기 오븐 속에 건조시켜 3㎛ 상도층을 수득하고, 이는 실질적으로 가교결합되고 메탄올 또는 에탄 올 중에서 실질적으로 불용성이다.
실시예 III
상도 피복 용액은, 10g의 POLYCHEMR 7558-B-60(아크릴화 폴리올, 제조원: OPC Polymers), 4g의 PPG 2K(중량 평균 분자량이 2,000인 폴리프로필렌글리콜, 제조원: Sigma-Aldrich), 6g의 CYMELR 1130(메틸화 부틸화 멜라민-포름알데히드 가교결합제, 제조원: Cytec Industries Inc.), 8g의 N,N'-디페닐-N,N'-디[3-하이드록시페닐]-비페닐디아민(DHTPD), 60g의 DOWANOLR PM (1-메톡시-2-프로판올, 제조원: the Dow Chemical Company) 중의 5.5g[1중량%]의 8% p-톨루엔설폰산, 및 1.5g의 SILCREANTM 3700(하이드록실화 실리콘 아크릴레이트, 제조원: BYK-Chemie USA)을 혼합시켜 형성하였다. 내용물을 완전한 용액이 수득될 때까지 교반하였다.
실시예 I의 광전도체는 1/8mil 버드 바를 사용하여 상기 상도 용액으로 상도처리하였다. 생성된 상도처리된 필름을 125℃에서 2분 동안 가압 공기 오븐 속에 건조시켜 3㎛ 상도층을 수득하고, 이는 실질적으로 가교결합되고 메탄올 또는 에탄올 중에서 실질적으로 불용성이다.
실시예 IV
상도 피복 용액은, 10g의 POLYCHEMR 7558-B-60(아크릴화 폴리올, 제조원: OPC Polymers), 4g의 PPG 2K(중량 평균 분자량이 2,000인 폴리프로필렌글리콜, 제조원: Sigma-Aldrich), 6g의 CYMELR 1130(메틸화 부틸화 멜라민-포름알데히드 가교결합제, 제조원: Cytec Industries Inc.), 8g의 N,N'-디페닐-N,N'-디[3-하이드록시페닐]-비페닐디아민(DHTPD), 60g의 DOWANOLR PM (1-메톡시-2-프로판올, 제조원: the Dow Chemical Company) 중의 5.5g[1중량%]의 8% p-톨루엔설폰산, 및 1.5g의 TEGOR PROTECT 5000(하이드록시 관능성 폴리디메틸 실록산, 제조원: Goldschmidt Chemical Company)을 240ml 병에 첨가하여 형성하였다. 내용물을 완전한 용액이 수득될 때까지 교반하였다.
실시예 I의 광전도체는 1/8mil 버드 바를 사용하여 상기 상도 용액으로 상도처리하였다. 생성된 상도처리된 필름을 125℃에서 2분 동안 가압 공기 오븐 속에 건조시켜 3㎛ 상도층을 수득하고, 이는 실질적으로 가교결합되고 메탄올 또는 에탄올 중에서 실질적으로 불용성이다.
실시예 V( 실록산 비함유 )
상도 피복 용액은, 10g의 POLYCHEMR 7558-B-60(아크릴화 폴리올, 제조원: OPC Polymers), 4g의 PPG 2K(중량 평균 분자량이 2,000인 폴리프로필렌글리콜, 제조원: Sigma-Aldrich), 6g의 CYMELR 1130(메틸화 부틸화 멜라민-포름알데히드 가교결합제, 제조원: Cytec Industries Inc.), 8g의 N,N'-디페닐-N,N'-디[3-하이드록시 페닐]-비페닐디아민(DHTPD), 60g의 DOWANOLR PM (1-메톡시-2-프로판올, 제조원: the Dow Chemical Company) 중의 5.5g[1중량%]의 8% p-톨루엔설폰산, 및 1.5g의 TEGOR Glide 410(하이드록시 그룹을 함유하지 않는 폴리에테르 실록산 공중합체, 제조원: Goldschmidt Chemical Co.)을 240ml 병에 첨가하여 형성하였다. 내용물을 완전한 용액이 수득될 때까지 교반하였다.
실시예 I의 광전도체는 1/8mil 버드 바를 사용하여 상기 상도 용액으로 상도처리하였다. 생성된 상도처리된 필름을 125℃에서 2분 동안 가압 공기 오븐 속에 건조시켜 3㎛ 상도층을 수득하고, 이는 실질적으로 가교결합되고 메탄올 또는 에탄올 중에서 실질적으로 불용성이다.
전기 특성 시험
위에서 제조한 광전도체들(실시예 II, III, IV 및 V)을 스캐너 세트에서 시험하여 하나의 전하 소거 주기에 이어 하나의 전하-노출-소거 주기가 뒤를 잇는 광유도된 방전 주기를 수득하고, 이때 광 세기는 주기에 다라 전증하여 일련의 광유도된 방전 특성 곡선을 생성하며, 이로부터 광감도와 표면 전위가 다양한 노출 세기에서 측정되었다. 추가의 전기 특성은 표면 전위가 점증하는 일련의 전하-소거 주기에 의해 수득되어, 몇가지 전압 대 전하 밀도 곡선이 생성된다. 스캐너는 다양한 표면 전위에서 일정한 전압 전하를 갖도록 스코로트론 세트를 구비한다. 광전도체는 500볼트의 표면 전위에서 노광 세기를 데이타 누적 시스템에 의해 점증시 키면서 시험되며, 이때 발광 다이오드에 대한 전류를 조절하여 상이한 노출 수준을 수득하였다. 노광원은 780nm 발광 다이오드이다. 제로그래픽 시뮬레이션은 주변 조건(45% 상대 습도 및 20℃)에서 환경적으로 조절되는 광 기밀 챔버에서 종료되었다. 상기 장치 또는 광전도체는 또한 전하-방전-소거가 전기적으로 10,000 주기까지 반복되었다. 광유도된 방전 특성(PIDC) 곡선은 주기 = 0에서와 주기 = 10,000에서 위에서 제조된 각각의 광전도체에 대해 생성되었다. 결과는 표 1에 요약하였다.
Figure 112008010867576-pat00031
상기 데이타는, 상도층 속으로 실록산 첨가제를 혼입시켜도 광전도체의 전기 특성에 부정적인 영향이 미치지 않음을 보여준다.
내스크래치성 시험
표면 조도를 나타내는 Rq는, 내스크래치성 평가를 위한 표준 척도로서 루트 평균 평방 조도로 고려될 수 있으며, 표면 프로필 계측기에 의해 측정되는 바와 같이 등급 1의 내스크래치성은 불량한 내스크래치성을 나타내고 등급 5의 내스크래치성은 우수한 내스크래치성을 나타낸다. 보다 특히, 내스크래치성은 Rq가 0.3㎛을 초과하는 경우 등급 1이고, Rq가 0.2 내지 0.3㎛인 경우 등급 2이고, Rq가 0.15 내지 0.2㎛인 경우 등급 3이고, Rq가 0.1 내지 0.15㎛인 경우 등급 4이고, Rq가 0.1 미만인 경우 최고로 우수한 내스트래치성을 나타내는 등급 5이다.
상기 제조된 4개의 광전도성 벨트(실시예 II, III, IV 및 V)를 너비가 1in이고 길이가 12in인 박편들로 절단하고, 삼중롤러 플렉싱 시스템에서 플렉싱시켰다. 각각의 벨트는 1.1lb/in의 장력하에 있고, 각각의 롤러는 직경이 1/8in이었다. 폴리우레탄 "스팟 블레이트"를 각각의 벨트와 5 내지 15°의 각도에서 접촉하도록 배치하였다. 직경 크기가 약 100㎛인 캐리어 비드를 양면 테이프의 도움을 받아 스팟 블레이드에 부착시켰다. 광전도체가 스팟 블레이드와 접촉하여 200회 시뮬레이션된 이미징 주기 동안 회전함에 따라 이들 비드가 각각의 벨트 표면에 점착된다. 각각의 스크래치된 영역의 표면 형태를 분석하였다. 결과를 표 2에 요약하였다.
Figure 112008010867576-pat00032
상기 데이타는, 상도층 속으로 하이드록시 실록산 공중합체를 혼입시켜도 상도처리된 장치의 내스크래치성에 부정적인 영향이 미치지 않음을 보여준다. 보다 특히, 실시예 III 및 IV에 대한 루트 평균 평방 조도 Rq가 0.07㎛으로 유지되는 데, 이는 실시예 II(어떠한 실록산 첨가제도 함유하지 않는 상도층)의 Rq와 유사하다. 그러나, 하이드록실 그룹이 없는 실록산 첨가제(실시예 V)를 혼입시키면 내스크래치성이 거의 50% 감소된다(Rq는 0.07㎛로부터 0.13㎛로 증가한다).
수 접촉각
상기 제조된 4개의 광전도성 벨트(실시예 II, III, IV 및 V)는 주변 온도, 약 23℃에서 접촉각 시스템 OCA(Dataphysics Instruments GmbH, model OCA15)을 사용하여 물의 접촉각에 대해 분석하였으며, 탈이온수는 액상으로서 사용되었다. 10회 이상 측정하고, 이들의 평균을 각각의 광전도체에 대해 기록하였다. 결과를 표 3에 요약하였다.
Figure 112008010867576-pat00033
표면의 수 접촉각은 상기 표면의 표면 에너지에 직접 연관된다. 90°를 초과하는 접촉각은, 표면이 소수성이거나 비습윤성임을 나타내는 반면, 90°미만의 접촉각은 표면이 습윤성이어서 먼지 및 파편 구인성임을 나타낸다. 실록산 첨가제를 상도층 속으로 혼입시키면(실시예 III, IV 및 V) 상도층 표면이 비습윤성이 되어, 토너 전달이 보다 용이해지고 광수용체 세정이 충분해지며 인쇄하는 동안 광수용체 토르크가 더 낮아진다. 실리콘 첨가제를 함유하지 않는 상도층 표면(실시예 II)의 수 접촉각은 단지 85°이고, 이는 표면이 친수성이 되게 하고 먼지 구인성을 더 높힌다. 실시예 V에서, 상도층 접촉각은 101°이지만, 상도층은 몇회의 인쇄 주기 후 적어도 부분적으로 표면으로부터 제거되는 데, 그 이유는 가교결합된 OC에 대해 충분히 결합되지 않기 때문이다. 추가로, 실시예 V의 Rq는 보다 용이하게 스크래치되는 표면을 나타낸다.
X선 광전자 분광계
상기 제조된 4개의 광전도성 벨트(실시예 II, III, IV 및 V)를 공지된 X선 광전자 분광계(XPS) 방법, 샘플 표면의 상부 2 내지 5nm에 대한 원자 분석, 화학 상태 분석 및 정량적 분석을 제공하는 표면 분석 기술을 사용하여 상도층에서의 실록산 분포에 대해 분석하였다. 직경이 약 800㎛인 영역을 분석하였다. 1cm2 부위를 몰리브덴 마스크 밑에 두었다. 상기 기술의 검출 한계는 상부 2 내지 5nm에 대해 약 0.1원자%이었다. 상기 정량적 분석은 주요 구성분에 비해 5% 이내로 정밀하고, 소량 구성분에 비해 10% 이내로 정밀하다. 피막을 2분 동안 아르곤 이온 에칭하여 표면층을 제거한 다음, 재분석하였다. 이온 빔은 1mm2의 영역에 거쳐 래스터된 3keV 아르곤 이온으로 이루어진다. 에칭은 BLS 표준 필름에 대해 등급이 매겨짐에 따라 1분당 표면으로부터 물질 약 180Å을 제거해야 한다. 상기 프로필은 1시간 깊이의 프로필 속으로 2분 에칭한 후 종결된다. 상기 분석은 규소가 검출되지 않으면 종결된다. 이러한 측정 결과는 실록산 성분이 상도층의 표면에서뿐만 아니라 상도층 속으로 적어도 0.5 내지 1㎛ 깊이에 대해서도 존재함을 보여준다. 이러한 결과는 연장된 기간 동안 제로그래픽 이미징 주기 전반에 걸쳐서 실록산의 존재와 장치의 낮은 표면 에너지를 가능하게 한다.

Claims (5)

  1. 임의의 지지 기판; 광발생층; 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 하나 이상의 전하 수송층; 및 상기 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 상도층을 포함하는 이미징 부재로서,
    상기 상도층이 아크릴화 폴리올, 폴리알킬렌 글리콜, 가교결합제, 하이드록시 관능화 실록산 및 전하 수송 성분으로 이루어진, 이미징 부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아크릴화 폴리올의 하이드록실가가 10 내지 20,000이고, 상기 아크릴레이트 폴리올, 하이드록시 관능화 실록산 블록 공중합체의 상기 하이드록시 관능화 실록산, 상기 폴리알킬렌 글리콜 및 상기 전하 수송 성분이 산 촉매의 존재하에 반응하여 가교결합된 중합체성 망상 구조를 형성하는, 이미징 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가교결합제가 화학식
    Figure 112012102486367-pat00034
    의 화합물인, 이미징 부재.
  4. 지지 기판; 광발생 성분으로 이루어진 광발생층; 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 하나 이상의 전하 수송층; 및 상기 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 가교결합된 상도층을 포함하는 이미징 부재로서,
    상기 상도층이 전하 수송 화합물, 중합체, 하이드록시 관능화 실록산 중합체 및 가교결합제로 이루어지고,
    상기 하이드록시 관능화 실록산 중합체가 화학식 [HO-[R]a]-[SiR1R2-O-]n-[[R]a-OH]b{여기서, R은 -CH2CR1-[CO2R3]이고, a는 R의 반복 수로서, 1 내지 100이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 20의 알킬 그룹이고, n은 5 내지 200이고, b는 0 내지 1이다}; 화학식 HO-Rz-[SiR1R2-O-]n-[Rz-OH]b{여기서, Rz는 [-[CH2]w-O-]p이고, w는 2 내지 10이고, p는 1 내지 150이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 20의 알킬 그룹이고, n은 5 내지 200이고, b는 0 내지 1이다}; 화학식 HO-Rx-[SiR1R2-O-]n-[Rx-OH]b{여기서, Rx는 (-C-Ra-C)m-(-CO2-Rb-CO2-)n-(-C-Rc-C)p-(-CO2-Rd-CO2-)이고, Ra 및 Rc는 각각 독립적으로 폴리올로부터 유도된 알킬 또는 분지형 알킬 그룹이고, Rb 및 Rd는 각각 독립적으로 폴리카복실산으로부터 유도된 알킬 그룹이며, 상기 알킬 그룹의 탄소수는 1 내지 20이고, m, n, p 및 q는 n + m + p + q = 1이 되도록 하는 0 내지 1의 몰 분율이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 20의 알킬 그룹이고, n은 5 내지 200이고, b는 0 내지 1이다} 중의 하나 이상으로 나타내어지는, 이미징 부재.
  5. 지지 기판; 하나 이상의 광발생 안료로 이루어진 광발생층; 하나 이상의 전하 수송 성분으로 이루어진 전하 수송층; 및 상기 전하 수송층과 접촉하고 이에 인접한 층의 순서대로 이루어진 광전도체로서,
    상기 층이, 촉매의 존재하에 아크릴레이트 폴리올, 알킬렌 글리콜, 가교결합제, 폴리하이드록시 실록산 블록 공중합체 및 전하 수송 화합물의 반응에 의해 형성되어 상기 아크릴레이트 폴리올, 상기 알킬렌 글리콜, 상기 가교결합제, 상기 폴리하이드록시 실록산 및 상기 전하 수송 화합물을 함유하는 중합체성 망상 구조를 생성시키는, 광전도체.
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