DE2946968A1

DE2946968A1 - Klebstofferzeugende schicht zur verwendung in einem ueberbeschichteten fotorezeptorsystem

Info

Publication number: DE2946968A1
Application number: DE19792946968
Authority: DE
Inventors: Joseph Y C Chu; Richard L Schank; Simpei Tutihasi
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1978-12-13
Filing date: 1979-11-21
Publication date: 1980-07-03
Also published as: GB2041555A; CA1118262A; GB2041555B; US4181772A; JPS6354168B2; JPS5584942A; DE2946968C2

Description

HOFFMANN · E1TI/IS et PARTNKK

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197ί) . Dl PL.-I NG. W. E ITlE · D R. RER. NAT. K. HOFFMAN N ■ Dl PL.-ING. W. LEHN

DIPL. ING. K.FOCHSLE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEUASTRASSE 4 (STERNHAUS) . D-8000 MO N C H E N 81 · TE IE FO N (089) 911087 · TE IE X 05-2961» (PATH E)

32 630 o/wa

XEROX CORPORATION, ROCHESTER, N.Y. / USA

Klebstofferzeugende Schicht zur Verwendung in einem überbeschichteten Fotorezeptorsystem

Die Erfindung betrifft eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung und insbesondere eine Erzeugungsschicht zur Verwendung in überbeschichteten Fotorezeptoren, wobei der Erzeuger als Klebstoff wirkt und in der Lage ist, Ladungen zu erzeugen, wenn man ein Pigment darin dispergiert.

Die Bildung und Entwicklung von Bildern auf den Abbildungsoberflächen fotoleitfähiger Materialien durch

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elektrostatische Vorrichtungen ist bekannt und die Xerografie, v/ie sie in US-PS 2 297 691 beschrieben wird, ist eines der bekanntesten und verbreitetsten Verfahren dieser Art. Im Laufe der Jahre sind viele Arten von Fotoleitern entwickelt worden, wobei diese Fotoleiter organische Stoffe, anorganische Stoffe und Mischungen davon enthielten. Kürzlich sind auch ummantelte Fotorezeptormaterialien entwickelt worden, die eine Reihe von schichtförmigen Zusammensetzungen umfassen und wobei diese Fotorezeptoren in elektrofotografischen Aufzeichnungssystemen verwendet werden können unter Erhalt von Aufzeichnungen hoher Qualität und wobei die Ummantelung als Schutz für den Fotorezeptor dient. Diese ummantelten Fotorezeptoren werden näher beschrieben in der US-Patentanmeldung, Serial Nr. 881 262 vom 24. Februar 1978 und US-Patentanmeldung, Serial Nr. 905 250 vom 12. Mai 1978, und diese Beschreibungen, Beispiele und Zeichnungen dieser Anmeldungen werden in die vorliegende Offenbarung einbezogen.

Obwohl diese Arten der Fotorezeptoren viele Vorteile haben, besteht doch weiterhin ein Bedürfnis für einfachere Typen organischer Fotorezeptoren, die man einfacher herstellen kann und die eine grössere mechanische Stabilität aufweisen. Auch bei den in den vorerwähnten Anmeldungen beschriebenen Fotorezeptoren, bei denen die Ummantelungsschicht einen vorgebildeten, mechanisch festen Film bildet, kann es notwendig werden, genügend Klebematerial zur Verfügung zu stellen, um eine integrale Struktur zu erhalten, die in einem wiederholbaren Aufzeichnungsverfahren verwendet werden kann. Es wäre wünschenswert, wenn man die Notwendigkeit für eine getrennte Klebeschicht vermeiden könnte, weil dies die Herstellung eines ummantelten Fotorezeptors vereinfachen und ausserdem die

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mechanische Stabilität eines solchen Fotorezeptors verbessern würde. Wenn man weiterhin eine solche Schicht so herstellen könnte, dass sie als Erzeugungsmaterial dient, wobei sie gleichzeitig mit den anderen Materialien, die in dem System verwendet werden, verträglich ist, so würde man einen verbesserten ummantelten Fotorezeptor erhalten, den man über lange Zeiträume einsetzen könnte, ohne dass die Qualität der mit einem solchen Fotorezeptor hergestellten Aufzeichnungen sich verschlechtern würde. Wenn z.B. eine ungenügende Haftung zwischen der Erzeugungsschicht an die darunterliegende Transportschicht und an die darüber befindliche Abdeckschicht vorliegt, so kann ein Abtrennen oder Abschälen stattfinden und man erhält bei der Verwendung eines Fotorezeptors,der solche Schichten enthält, im Laufe der Zeit schlechte Vervielfältigungen.

Uberbeschichtete bzw. ummantelte Fotorezeptorvorrichtungen gemäss US-PS 3 041 167 oder den vorerwähnten US-Patentanmeldungen, sowie verbesserte Fotorezeptoren gemäss der vorliegenden Erfindung, die nachfolgend näher erläutert werden, können in einer Anzahl von Vervielfältigungssystemen verwendet v/erden. Bei einem bevorzugten Verfahren, wie es in den vorerwähnten US-Patentanmeldungen beschrieben wird, wird der Fotoleiterteil zunächst mit einer elektrostatischen Aufladung negativer Polarität beladen und anschliessend ein zweites Mal mit einer elektrostatischen Aufladung positiver Polarität beladen, um die auf dem Teil auf den elektrisch isolierenden Oberflächen befindlichen Ladungen im wesentlichen zu neutralisieren, und anschliessend wird das Teil bildhaft belichtet durch aktivierte elektromagnetische Bestrahlung und unter Ausbildung eines elektrostatisch latenten Bildes. Dieses Bild kann dann zu

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einem sichtbaren Bild entwickelt v/erden, das auf einen Aufnahmeteil übertragen v/ird. Das Fotorezeptor-Bildaufnahmeteil kann nach seiner Verwendung wiederverwendet werden unter Ausbildung weiterer Reproduktionen, nachdem man die Auslöschungs- und Reinigungsstufen vorgenommen hat. Andere Aufzeichnungsverfahren, bei denen man überbeschichtete Fotorezeptoren verwenden kann, werden von Mark in einem Aufsatz, der in Photographic Science and Engineering, Bd. 18, Nr. 3, Seiten 234-261, Mai/Juni 1974 erschien, beschrieben.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kombinierte klebende Erzeugungsschicht zu zeigen, welche die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine verbesserte überbeschichtete Fotorezeptorvorrichtung zu zeigen, die als Teil der Erzeugungsschicht einen Kleber enthält, der diese Schicht im wesentlichen permanent an die darunter befindliche Transportschicht und die darüber befindliche Uberbeschichtungsschicht haftet. Verbunden mit dieser Aufgabe ist es auch, eine verbesserte überbeschichtete Fotorezeptorvorrichtung zu zeigen, die eine Schicht enthält, die sowohl als Erzeugungsschicht als auch als Klebematerial wirkt. Ziel der Erfindung ist es weiterhin, eine klebende Erzeugungsschicht zur Verfügung zu stellen, die mit den anderen in dem System verwendeten Molekülen verträglich ist, und wobei der überbeschichtete Fotorezeptor als Aufzeichnungsteil in einem Aufzeichnungssystem während langer Zeiten angewendet werden kann.

Weiterhin ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Erzeugungsschicht zur Verfügung zu stellen, die als ein Teil

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einer überbeschichteten Fotorezeptorschicht billig ist, leicht hergestellt werden kann und die permanent an die Transportschicht und an die Uberbeschichtungsschicht gebunden ist und die auch nach langem Gebrauch nicht abblättert und deshalb wiederverwendet werden kann.

Diese und weitere Ziele der Erfindung werden durch eine klebende Erzeugungsschicht verwirklicht, die ein klebendes Siliconpolymer enthält, in dem Pigmente dispergiert sind, die als Erzeugungsmaterialien dienen. Diese Erzeugungsschicht wirkt als ein Klebstoff und vermeidet dadurch die Notwendigkeit einer zusätzlichen Klebstoffschicht oder zusätzlicher Klebstoffschichten und stellt ausserdem eine hervorragende Erzeugungsschicht dar.

Die durch Siloxygruppen verbundenen Copolymerzusammensetzungen, die nachfolgend als Silikon-Copolymere bezeichnet werden und die in der Erzeugungsschicht verwendet werden, können als ein Copolymer eines Siloxans und einer Dihydroxyverbindung angesehen werden, wobei das Copolymer die folgende allgemeine Formel hat

R ι Si	- O	_ V — Γ\	η
R¹

worin R und R¹ unabhängig voneinander einen Alkylrest, substituierten Alkylrest, Alkenylrest, substituierten Alkenrest, Aryl- oder substituierten Arylrest bedeuten; Y einen Dihydroxyrest darstellt und η eine Zahl ausreichender Grosse ist, dass das Durchschnittsmolekulargewicht des Silikon-Copolymers zwischen etwa 2.000 und 250.000 liegt.

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Beispiele für Alkylreste sind Alkane mit etwa 1 bis etwa 20 Kohelnstoffatomen, wie Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Isobutyl, η-Butyl, Pentyl, Isopentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Decyl, Pentadecyl, Eicosyl und dergleichen. Beispiele für Alkene sind solche mit 2 bis etwa 24 Kohlenstoffatomen, wie Äthylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen, Decylen, Pentadecen, Eicosylen und dergleichen. Beispiele für Arylreste sind solche mit etwa 6 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen, wie Phenyl, Naphthyl oder Anthryl. Diese Reste können verschiedene unterschiedliche Substituenten enthalten, z.B. Halogene, wie Chlor, Brom, Jod oder Alkyle und Alkene, wie sie vorher erwähnt wurden.

Beispiele für Dihydroxyverbindungen, die wenigstens zwei Hydroxylgruppen enthalten sind Äthylenglykol, Butylenglykol, Propylenglykol, Isopropylenglykol, Trimethylenglykol, 1,3-Butandiol, Pentamethylenglykol, Hexamethylenglykol, Glyzerin, Biphenole und dergleichen. Beispiele für Biphenole sind 2,2bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,4'Dihydroxydiphenyl-methan, bis-(2-Hydroxyphenyl)-methan, bis-(4-Hydroxyphenyl)-methan, bis-(4-Hydroxy-5-nitrophenyl)-methan, bis-(4-Hydroxy-2,6-dimethyl-3-methoxyphenyl)-methan, 1,1-bis-(4-Hydroxyphenyl)-äthan, 1,2-bis-(4-Hydroxyphenyl) -äthan, 1,1-bis-(4-Hydroxy-2-chlorophenyl)-äthan, 1,1-bis-(2,5-dimethy1-4-hydroxyphenyl)-äthan, 1,3-bis-(3-Methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-bis-(3-phenyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-bis-(3-isopropyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxynaphthyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentan, 3,3-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentan, 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-heptan, bis- (4-Hydroxy-phenyl)-pheny!methan, bis-(4-Hydroxyphenyl)-cyclohexy!methan,

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1,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-1,3-bis-(phenyl)-äthan, 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-1,3-bis-(phenyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-1-phenylpropan und dergleichen.

Beispiele für Silane, die als einer der Reaktanten unter Ausbildung des Copolymers verwendet werden können, sind z.B. Methyloctyldichlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methylphenyldichlorsilan, Diphenyldichlorsilan und dergleichen. Es können praktisch alle Typen von Silanen verwendet werden, die ein Copolymer ergeben, das durch die vorerwähnte Formel beschrieben wird, wobei die Art des verwendeten Silans oder der verwendeten Kombinationen davon von den erwünschten Polymereigenschaften abhängt.

Beispiele für spezifische klebende Silikon-Copolymere, die in der Erzeugungsschicht verwendet werden können, sind Dimethylsiloxy-gekuppeltes Bisphenol A, Methyloctylsiloxygekuppeltes Bisphenol A, Methylphenylsiloxy-gekuppeltes Bisphenol A, Dimethylsiloxy-gekuppeltes 2,4'-Dihydroxydiphenyl-methan, Dimethylsiloxy-gekuppeltes bis-(2-Hydroxyphenyl)-methan, Dimethylsiloxy-gekuppeltes 1,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-äthan, Methyloctylsiloxy-gekuppeltes bis-(2-Hydroxypheny1)-methan, Methyloctylsiloxy-gekuppeltes 2,4'-Dihydroxydiphenylmethan, Methyloctylsiloxy-gekuppeltes bis-(4-Hydroxyphenyl)-methan, Methyloctylsiloxy-gekuppeltes 1,1-bis-(4-Hydroxyphenyl)-äthan, Methyloctylsiloxy-gekuppeltes 1,3-bis-(4-Hydroxyphenyl)-äthan, Methyloctylsiloxygekuppeltes 2,2-bis-(3-Phenyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Methyloctylsiloxy-gekuppeltes 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-pentan und dergleichen.

Eines der bevorzugten Silikon-Copolymere hat die Formel

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(CII₉L CII, I

CH₃ CH₃

v/orin η eine Zahl zwischen 5 und etwa 1.000 ist.

Das als Erzeugungsmaterial verwendete dispergierte Pigment kann aus zahlreichen Pigmenten ausgewählt werden, z.B. aus Metallphthalocyaninen und metallfreien Cyaninen, wie metallfreiem Phthalocyanin, alphametallfreiem Phthalocyanin, betametallfreiem Phthalocyanin, Vanadylphthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Selenpigmenten, wie amorphem Selen, trigonalem Selen, sowie auch Selenlegierungen, wie solchen aus Selen und Tellur, Selen und Wismut, oder Arsentriselenid (As₂Se,). Das Verhältnis von Pigment zu Silikon-Copolymer liegt zwischen etwa 1:10 bis etwa 2:1 und vorzugsweise zwischen 1:5 bis etwa 1:1. Dabei ist es wichtig zu beachten, dass das Pigment als Dispersion in dem Silikon-Copolymer-Material vorliegt. Die Erzeugungsschicht einschliesslich des darin dispergierten Pigmentes kann eine Dicke von etwa 1 bis etwa 7 um und von vorzugsweise 1 bis 3 um haben.

Diese Erläuterungen dienen hier nur der Beschreibung und sollen die hier verwendbaren Stoffe in keiner Weise beschränken, denn gleichwertige odor ähnliche Materialien

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können ebenso verwendet werden unter der Voraussetzung, dass sie die erforderliche Funktion erfüllen und in dem System keine nachteiligen Wirkungen haben.

Gemäss einer besonderen Ausführungsform kann man das Silikon-Copolymer-Material herstellen, indem man ein geeignetes Silan mit einem geeigneten Biphenol, wie Bisphenol A, in einem Kolben unter Rühren umsetzt. Nach einer bevorzugten Herstellungsmethode wird ein Biphenol, wie Bisphenol A, in einem Morton-Kolben bei einer Temperatur von etwa 25°C mit geeigneten Lösungsmitteln, wie Benzol und Pyridin, erhitzt, bis das Bisphenol A gelöst ist. Anschliessend gibt man im Laufe von 1 bis 2 Stunden und bei einer Temperatur von etwa 40 bis etwa 60⁰C das jeweilige Silan, z.B. Dichlorsilan, zu der Lösung. Die Reaktionsmischung wird dann unter schwachem Rückfluss erhitzt und anschliessend auf Raumtemperatur gekühlt. Das Pyridin-hydrochlorid wird durch Abfiltrieren entfernt und die Lösung wird von Verunreinigungen ausgewaschen und das Polymer wird durch Verdampfen des Lösungsmittels im Vakuum gewonnen. Das Polymer kann anschliessend auf erhöhte Temperaturen während etwa 20 Stunden in einem Vakuum erhitzt werden, um die Kondensationsreaktion zu vervollständigen.

Das Aufzeichnungsteil, in dem die erfindungsgemässe Erzeugungsschicht verwendet werden kann, besteht gemäss einer Ausführungsform aus einem Substrat, einem lochinjizierenden Elektrodenmaterial in Kontakt mit dem Substrat, einer Ladungstransportschicht aus einem elektrisch inaktiven organischen Harz, in dem elektrisch aktive Materialien dispergiert sind, wobei die Kombination im wesentlichen sichtbare elektromagnetische Strahlungen nicht absorbiert

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und wodurch die Injizierung von fotoerzeugten Löchern aus einer Ladungserzeugungsschicht in Berührung mit der Lochtransportschicht und von elektrisch induzierten Löchern aus der Schicht des Injektionsmaterials ermöglicht wird, und einer Schicht eines isolierenden organischen Harzes über der Schicht des ladungserzeugenden Materials, welche zwischen der Transportschicht und der Überbeschichtungsschicht haftet. Dieser schichtige Aufbau kann leicht hergestellt werden, indem man zunächst die lochinjizierende Elektrodenschicht auf die Grundschicht in flüssiger Form aufträgt, das Lösungsmittel oder den flüssigen Träger verdampft und dadurch die lochinjizierende Elektrodenschicht verfestigt, dass man anschliessend die ladungstragende Schicht auf die lochinjizierende Elektrodenschicht in flüssiger Form aufbringt und den flüssigen Träger dieser Beschichtung abdampft. Die Ladungsträgerschicht wird dann mit der erfindungsgemässen fotoerzeugenden Schicht beschichtet und schliesslich wird eine isolierende Uberbeschichtungsschicht aufgebracht.

Die verschiedenen Schichten werden vollständig in den US-Patentanmeldungen Serial Nr. 881 262 und 905 250 erläutert.

Das Substrat kann opak oder im wesentlichen transparent sein und kann ein nicht-leitendes Material, wie ein anorganisches oder organisches polymeres Material sein oder es kann aus einer Schicht aus einem organischen Material bestehen mit einer leitfähigen Oberflächenschicht

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darauf oder aus einem leitfähigen Material, wie Aluminium, Messing oder ähnlichem. Im allgemeinen ist das Substrat flexibel, es kann jedoch auch steif sein und zahlreiche Formen annehmen, z.B. die einer Platte, einer zylindrischen Trommel, eines endlosen Bandes und dergleichen. Die Dicke der Substratschicht kann mehr als 2,54 mm betragen, vorzugsweise liegt sie aber bei etwa 0,08 bis 0,25 mm. Die lochinjizierende Elektrodenschicht, die auf dem Substrat aufgebracht ist, kann aus solchen Materialien bestehen, die in der Lage sind, Ladungsträger unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes zu injizieren, z.B. Gold, Graphit und vorzugsweise Russ oder Graphit dispergiert in verschiedenen Polymerharzen, wobei diese Elektrode hergestellt wird durch Giessen einer Lösung einer Mischung von Russ oder Graphit, dispergiert in einer Lösung eines klebrigen Polymers, auf ein Trägersubstrat aus beispielsweise einem Polyesterfilm oder einem aluminisierten Polyesterfilm. Beispiele für Polymere, die man als Materialien verwenden kann, in denen Russ oder Graphit dispergiert wird, sind Polyester vom Typ PE-100 der Goodyear Co. oder Polyester, die polymere Veresterungsprodukte einer Dicarbonsäure und eines Diols, wie einem Diphenol, z.B. 2,2-bis-(4-beta-Hydroxyäthoxyphenyl)-propan, 2,2-bis-(4-Hydroxyisoepoxyphenyl) propan, 2 , 2-bis (4-beta-IIydroxyäthoxyphenyl)-pentan und dergleichen, sind, während typische Dicarbonsäuren Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und ähnliche Säuren einschliessen. Das Verhältnis des Polymeren zum Russ oder Graphit liegt im Bereich von 0,5:1 bis 2:1, wobei der bevorzugte Bereich etwa 6:5 beträgt. Die lochinjizierende Schicht hat eine Dicke im Bereich von etwa 1 bis etwa 20 um , vorzugsweise von etwa 4 bis etwa 10 mn.

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Die Ladungsträger-Transportschicht, die über dem lochin j izierenden Material beschichtet wird, kann aus solchen geeigneten Materialien bestehen, die in der Lage sind. Löcher zu transportieren, wobei diese Schicht im allgemeinen eine Dicke im Bereich von etwa 5 bis etwa 50 um und vorzugsweise zwischen etwa 20 bis etwa 40 um hat. Diese Transportschicht besteht aus Molekülen der Formel

dispergiert in einem stark isolierenden und transparenten organischen Harzmaterial. X ist dabei ausgewählt aus (ortho)CH , (meta)CH , (para)CH , (ortho)Cl, (meta)Cl oder (para)Cl. Die Ladungstransportschicht, die in der US-Patentanmeldung, Serial Nr. 716 403/1970 vom 23. August 1976 beschrieben wird, und die hiermit einbezogen wird, absorbiert im Spektralbereich der beabsichtigten Verwendung, d.h. sichtbares Licht, praktisch nicht, aber ist insofern "aktiv" als es die Injizierung von fotoerzeugten Löchern aus der Ladungstransportschicht und von elektrisch induzierten Löchern aus der Injizierungs-Zwischenschicht ermöglicht. Das stark isolierende Harz, das einen Widerstand von wenigstens 10 Ohm-cm aufweist, um einen zu starken Dunkelabfall zu vermeiden, besteht aus einem Material, das nicht unbedingt die Injizierung von Löchern aus der Injizierungs- oder Erzeugungsschicht unterstützt,

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und das nicht in der Lage ist, den Transport dieser Löcher durch das Material zu ermöglichen. Das Harz wird jedoch elektrisch aktiv, wenn es etwa 10 bis 75 Gew.% der substituierten N,N,N',N·-Tetraphenyl-^T,1·-biphenyl7-4,4'-diamine, entsprechend der oben gezeigten Formel, enthält. Verbindungen, die dieser Formel entsprechen, sind z.B. N,N¹-Diphenyl-N,N¹-bis-(alkylphenyl)-/T,1'-biphenyl?-4,4·- diamin, wobei das Alkyl ausgewählt ist aus Methyl, wie 2-Methyl, 3-Methyl und 4-Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Hexyl und dergleichen. Falls die Verbindung Chlorsubstituenten trägt, wird die Verbindung als N,N' -Diphenyl-Ν,Ν¹-bis-(halophenyI)-^T,1'-biphenyl7~4,4'-diamin bezeichnet, wobei das Ilalogenatom 2-Chlor, 3-Chlor oder 4-Chlor ist.

Andere elektrisch aktive kleine Moleküle, die in dem elektrisch inaktiven Harz unter Ausbildung einer Schicht, die die Löcher transportiert, dispergiert sein können, sind Triphenylmethan, bis-(4-Diäthylamino-2-methylphenyl)-phenylmethan, 4',4"-bis-(Diäthylamino)-2·,2"-dimethyltriphenylmethan, bis-4-(Diathylaminophenyl)-phenylmethan und 4,4'-bis-(Diäthylamino)-2,2'-dimethyltriphenylmethan.

Die Transportschicht kann aus einem transparenten, elektrisch inaktiven harzartigen Bindermaterial bestehen, wie es in US-PS 3 121 006, die hiermit einbezogen wird, beschrieben wird. Der harzartige Binder enthält zwischen 10 und 75 Gew.% des aktiven Materials entsprechend der oben genannten Formel, und vorzugsweise etwa zwischen 40 bis 50 Gew.% dieses Materials. Typische organische, harzartige Materialien, die als Binder geeignet sind, schliessen Polycarbonate, Acrylatpolymere, Vinylpolymere, Zellulosepolymere, Polyester, Polysiloxane, Polyamide, Polyurethane

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und Epoxyharze, sowie Block-, statistische oder alternierende Copolymere davon ein. Bevorzugte, elektrisch inaktive Bindermaterialien sind Polycarbonatharze mit einem Molekulargewicht (M ) von etwa 20.000 bis etwa 100.000, wobei ein Molekulargewicht im Bereich von etwa 50.000 bis etwa 100.000 besonders bevorzugt wird.

Die elektrisch isolierende Uberbeschichtungsschicht hat

1 2 typischerweise einen Massenwiderstand von etwa 10 bis

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etwa 5 χ 10 0hm-cm und hat üblicherweise eine Dicke von etwa 5 bis etwa 25 um . Diese Schicht hat eine Schutzfunktion dahingehend, dass die ladungsträgererzeugende Schicht vor dem Kontakt durch den Toner und Ozon, das während des Vervielfältigungszyklus gebildet wird, geschützt wird. Die Uberbeschichtungsschicht muss auch vermeiden, dass Ladungen durch sie hindurch in die ladungsträgererzeugende Schicht hindurchdringen oder in diese durch die letztere injiziert werden. Vorzugsweise besteht die isolierende Uberbeschichtungsschicht aus Materialien mit einem höheren Massenwiderstand. Im allgemeinen wird die kleinste Dicke dieser Schicht durch die Funktion bestimmt, die diese Schicht erfüllen muss, während die Maximaldicke durch mechanische Überlegungen und der gewünschten Auflösungsfähigkeit für den Fotorezeptor bestimmt wird. Typische geeignete Stoffe sind Filme aus Polyethylenterephthalat, Polyäthylene, Polycarbonate, Polystyrole, Polyester und Polyurethane.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform bei der Herstellung von Aufzeichnungen besteht der überbeschichtete Fotorezeptor aus den vorerwähnten Schichten und wird zunächst ein erstes Mal in Abwesenheit von Strahlen negativ aufgeladen,

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wobei die negativen Ladungen an der Oberfläche der elektrisch isolierenden Überbeschichtungsschicht bleiben. Daher wird ein elektrisches Feld über dem Fotorezeptor aufgebaut und aufgrund dieses Feldes werden Löcher von der ladungsträgerinjizierenden Elektrodenschicht in die Ladungsträger-Transportschicht injiziert, wobei diese Löcher durch die Schicht transportiert werden und in die ladungsträgererzeugende Schicht eintreten. Diese Löcher wandern durch die Erzeugungsschicht bis sie die Grenzfläche zwischen der Ladungsträger-Erzeugungsschicht und der elektrisch isolierenden Überbeschichtungsschicht erreichen, wo diese Ladungen eingefangen werden. Aufgrund dieses Einfangens an der Grenzfläche wird ein elektrisches Feld über der elektrisch isolierenden Überbeschichtungsschicht aufgebaut. Im allgemeinen wird diese Beladungsstufe mit einer Spannung im Bereich von etwa 10 V/um bis etwa 100 V/ um vorgenommen.

Anschliessend wird das Fotorezeptorteil ein zweites Mal in Abwesenheit von Strahlen mit einer Polarität beladen, die der in der ersten Beladungsstufe entgegengesetzt ist und wodurch die auf der Oberfläche verbliebene Ladung im wesentlichen neutralisiert wird. Nach der zweiten Beladungsstufe mit einer positiven Polarität ist die Oberfläche im wesentlichen frei von elektrischen Aufladungen, was bedeutet, dass die Spannung über dem Fotorezeptorteil bei der Belichtung des Fotorezeptors im wesentlichen auf Null gebracht wurde. Als Ergebnis dieser zweiten Beladungsstufe verbleiben positive Ladungen an der Grenzfläche zwischen der Erzeugungsschicht und der Überbeschichtungsschicht und ausserdem besteht eine gleichförmige Schicht von negativen Ladungen an der Grenzfläche zwischen der lochinjizierenden Schicht und der Transportschicht.

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Anschliessend kann das Fotorezeptorteil bildweise einer elektromagnetischen Bestrahlung ausgesetzt werden, auf welche das ladungsträgererzeugende Material, d.h. das in dem erfindungsgemässen Silikon-Polymer dispergierte Pigment, anspricht und als Ergebnis einer solchen bildhaften Belichtung bildet sich auf dem Fotorezeptor ein elektrostatisch latentes Bild. Das elektrostatisch gebildete Bild kann dann in üblicher Weise zu einem sichtbaren Bild entwickelt werden, wobei diese Entwicklung z.B. durch Kaskaden-Entwicklung, Magnetbürsten-Entwicklung oder durch eine Flüssig-Entwicklung erfolgen kann. Das sichtbare Bild wird dann auf ein Aufnahmeteil durch übliche übertragungstechnik übertragen und dort permanent fixiert.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Träger aus Polyester, die lochinjizierende Elektrode aus Russ, dispergiert in einem Polyesterpolymer, die Transportschicht aus N,N¹-Diphenyl-N,N^f-bis-(3-methy]phenyl)-^T,1'-biphenyl/-4,4'-diamin, dispergiert in einer Polymermatrix, die Erzeugungsschicht aus einem X-metallfreien Phthalocyanin oder Vanadylphthalocyanin, dispergiert in einem Methyloctylsiloxan-Bisphenol A-Copolymer und die Uberbeschichtungsschicht aus einem Polyesterfilm.

Die Erfindung wird hinsichtlich besonderer Ausführungsformen näher in den nachfolgenden Beispielen beschrieben, wobei diese Beispiele nur beschreibend sind und nicht begrenzend ausgelegt werden sollen. Alle Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders angegeben.

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Beispiel I

Zunächst wird ein Methyloctylsiloxan-Bisphenol A-Copolymer in folgender Weise hergestellt. In einen 250 ml-Dreihalskolben, der mit mechanischem Rührer, Rückflusskühler, Tropftrichter, Thermometer und Heizmantel ausgerüstet ist, werden 11,4 g (0,05 Mol) Bisphenol A, 20 g trockenes Benzol und 10 g trockenes Pyridin vorgelegt. Die Reaktionsmischung wird bei Raumtemperatur bis zur Auflösung des Bisphenols A gerührt und anschliessend werden 11,89 g (0,052 Mol) Methyloctyldichlorsilan tropfenweise während 1,5 Stunden bei einer Temperatur von 45 bis 55°C zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde unter schwachem Rückfluss während 1 Stunde gehalten und anschliessend auf Raumtemperatur gekühlt und dann wurde mehr Benzol zugegeben. Das feste Pyridin-hydrochlorid wurde durch Filtrieren abgetrennt. Das Filtrat wurde zweimal mit 2 %-iger HCl und 2 %-igem Natriumbicarbonat und mit destilliertem Wasser bis zu einem neutralen pH gev/aschen und über Natriumsulfat getrocknet. Dann wurde zur Entfernung aller noch restlichen Anteile an Lösungsmittel das Material im Vakuum behandelt und der Rückstand wurde 20 Stunden im Vakuum auf 100⁰C erhitzt.

Das erhaltene Material, das als Erzeugungsschicht dient, wurde dann in einen überbeschichteten Fotorezeptor eingearbeitet, der ein Substrat, eine lochinjizierende Schicht aus Russ, dispergiert in einem Polymeren, überbeschichtet mit einer Transportschicht, bestand, wobei die Ladungstransportschicht aus 1,5 g des Silikonpolymers und 0,3 g des X-metallfreien Phthalocyanins bestand und schliesslich eine isolierende Uberbeschichtungsschicht aus einem Polyester

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in einer Dicke von 0,013 nun durch thermisches Laminieren aufgetragen worden war.

Der erhaltene überbeschichtete Fotorezeptor hat ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, nämlich eine sehr gute Biegsamkeit, und weist eine verbesserte Haftung zwischen den Schichten auf, insbesondere zwischen der Transport- und der Uberbeschichtungsschicht.

Die elektrischen Eigenschaften des Fotorezeptors wurden untersucht und die Ergebnisse zeigten, dass die Löcher längs der Grenzfläche zwischen der Transportschicht und der Erzeugungsschicht in beiden Richtungen wanderten. Zunächst wurde der Fotorezeptor ein erstes Mal mit einem Potential von -900 V und dann ein zweites Mal mit einem Potential von +1800 V beladen. Dann wurde der Fotorezeptor gleichmässig mit weissem Licht bestrahlt. Elektrische Messungen zeigten an, dass das Feld über dem Fotorezeptor im wesentlichen auf Null Potential entladen war und dies bedeutet, dass der Fotorezeptor nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.

Eine Reproduktion wurde mit einer Xerox Modell D-Vorrichtung unter Anwendung des oben erwähnten Fotorezeptors durchgeführt und man erzielte Abbildungen mit ausgezeichneter Auflösung.

Beispiel II

Das Verfahren des Beispiels I wurde wiederholt mit der

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Ausnahme, dass anstelle des Methyloctylsiloxan-Bisphenol A-Copolymers ein Material verwendet wurde aus 50 % Methyloctylsiloxan-Bisphenol A und 50 % Dimethylsiloxan-Bisphenol A-Terpolymer. Es wurden im wesentlichen gleiche Ergebnisse erzielt, d.h. dass der erhaltene überbeschichtete Fotorezeptor hervorragende mechanische Eigenschaften, nämlich eine sehr gute Biegsamkeit, eine sehr gute Haftung zwischen den Schichten und zwar insbesondere zwischen der Transportschicht und der Uberbeschichtungsschicht, aufwies, und dass bei seiner Anwendung als Fotorezeptor Bilder mit hervorragender Auflösung erhalten wurden.

Beispiel III

Das Verfahren gemäss Beispiel I wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass anstelle des X-metallfreien Phthalocyanins das als Pigment in der Erzeugungsschicht verwendet wurde, ein Vanady!phthalocyanin verwendet wurde. Es wurden im wesentlichen gleiche Ergebnisse erzielt, d.h. dass der erhaltene überbeschichtete Fotorezeptor hervorragende mechanische Eigenschaften, nämlich eine sehr gute Biegsamkeit, eine sehr gute Haftung zwischen den Schichten und zwar insbesondere zwischen der Transportschicht und der Uberbeschichtungsschicht, aufwies, und dass bei seiner Anwendung als Fotorezeptor Bilder mit hervorragender Auflösung erhalten wurden.

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Beispiel IV

Das Verfahren gemäss Beispiel I wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass trigonales Selen anstelle des X-metallfreien Phthalocyanins als Pigment in der Erzeugungsschicht verwendet wurde. Es wurden im wesentlichen gleiche Ergebnisse erzielt, d.h., dass der erhaltene überbeschichtete Fotorezeptor hervorragende mechanische Eigenschaften, nämlich eine sehr gute Biegsamkeit, eine sehr gute Haftung uwischen den Schichten und zwar insbesondere zwischen der Transportschicht und der Uberbeschichtungsschicht, aufwies, und dass bei seiner Anwendung als Fotorezeptor Bilder mit hervorragender Auflösung erhalten wurden.

Beispiel V

Eine 10 χ 10 cm Probe des gemäss Beispielen I, II und III hergestellten Fotorezeptors wurde zur Herstellung von xerografischen Aufzeichnungen in einem Xerox Modell D Apparat verwendet und es wurden Reproduktionen guter Qualität erhalten.

Beispiel VI

Das Verfahren gemäss Beispiel I wurde wiederholt und das dabei erhaltene Copolymer, das als Erzeugungsschicht wirkte, wurde in einen überbeschichteten Fotorezeptor eingearbeitet. Dieser Fotorezeptor wurde hergestellt, indem

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man eine Mischung von 6 % PE-1OO, einen von der Goodyear Chemicals erhältlichen Polyester, und 5 % Russ vom Typ Monarch 1300 von der Cabot Corp. (in Chloroform 17 Stunden in einer Kugelmühle vermählen) auf einen PoIyäthylenterephthalatfilm einer Dicke von annähernd 150 um unter Verwendung einer mechanisch angetriebenen Garder-Auftragsvorrichtung mit einer Spaltbreite von 0,04 nun auftrug. Der gleichmässig beschichtete Film wurde in einem Vakuumofen 2 bis 3 Stunden bei etwa 60 C getrocknet. Auf den getrockneten Film wurde dann eine Lochtransportschicht aus einem 1:1 Verhältnis von N,N¹-Diphenyl-Ν,Ν-bis-(3-methylphenyl)-^T,1'-biphenyl7-4,4¹-diamin und einem Polycarbonat (Kakrolon) aufgetragen und das so erhaltene Material wurde in einem Vakuumofen getrocknet. Auf die Transportschicht wurde eine Erzeugungsschicht aus dem Silikon-Copolymer (1,5 g), 0,3 g eines X-metallfreien Phthalocyanine aufgetragen und schliesslich wurde einn isolierende Beschichtung aus Polyäthylenterephthalat über die Erzeugnngsschicht in einer Dicke von 0,012 mm aufgetragen. Dieser Fotorezeptor wurde zunächst mit einem Potential von -900 C und dann ein zweites Mal mit einem Potential von + 1800 V beladen und anschliessend wurde der Fotorezeptor gleichförmig mit weissem Licht bestrahlt. Elektrische Messungen zeigten, dass das Feld über dem Fotorezeptor praktisch auf ein Null-Potential entladen war, was anzeigt, dass der Fotorezeptor für die erfindungsgemässen Zwecke verwendet werden konnte. Weiterhin zeigten elektrische Messungen, dass die Löcher längs der Grenzfläche zwischen der Transportschicht und der Erzeugungsschicht in beiden Richtungen wanderten.

Die Erfindung wurde hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen

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beschrieben, aber für den Fachmann ist es klar, dass Abänderungen und Modifizierungen möglich sind, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen.

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Claims

HOFlOLVNN · KITLK <V PARTNiOR

Ϊ'Λ 'J' K Ν TAX WAl-TK

DR. ING. fc. HOFFMANN |193019?ί) ■ D I (¹L.-1 H G. W. C II LL · D R. R E R. NAT. K. HC F FW AN N · D I PL.-1 N G. W. IE H N

Dl PL. -I N D. K. FDCHSLE · US. RFR. NAT. B. HANSEN ARAItElLASTRASSE 4 (STERNHAMSj · D-DOOO MU N C Η Ε Ν 81 · TE LE FO N (00?; S". 1087 . TE LE X 05-29619 (PATH E)

32 630 o/wa

XEROX CORPORATION, ROCHESTER, N.Y. / USA

Klebstofferzeugende Schicht zur Verwendung in einem überbeschichteten Fotorezeptorsystem

PATENTANSPRÜCHE

Klebstoff erzeugende Schicht zur Verv/endung in einem überbeschichteten Fotorezeptorsystem, dadurch gekennzeichnet , dass diese Schicht ein erzeugendes Pigment, das in einem Copolymer aus Siloxan und einerDinydroxyverbindung der allgemeinen Formel

R
Si-O-Y-O-

R¹

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worin R und R¹ unabhängig voneinander Alkyl, substituiertes Alkyl, Alken, substituiertes Alken, Aryl und/oder substituiertes Aryl, Y einen Dihydroxyrest und η eine Zahl einer ausreichenden Grosse, damit das Durchschnittsmolekulargewicht des Silikon-Copolymers zwischen 2.000 und 250.000 liegt, bedeutet, dispergiert ist, enthält.
2. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass R und R¹ Alkylreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind.
3. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Alkylreste Methyl sind.
4. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Alkenreste 2 bis 24 Kohlenstoffatome enthalten.
5. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Arylreste 6 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten.
6. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Arylreste Phenyl sind.
7. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Dihydroxyrest Y Äthylenglykol oder ein Biphenol ist.

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8. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass das Biphenol 2,2-bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan ist.
9. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass η eine Zahl von 5 bis etwa 1.000 ist.
10. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das SiIikon-Copolymer Methyloctylsiloxan-2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propan ist.
. Klebstofferzeuger.de Schicht gemäss Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das erzeugende Pigment ein Metallphthalocyanin, ein metallfreies Phthalocyanin, Selen oder eine Selen enthaltende Verbindung ist.
12. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass das erzeugende Pigment metallfreies Phthalocyanin ist.
13. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass das erzeugende Pigment Vanadylphthalocyanin ist.
14. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass das erzeugende Pigment amorphes Selen ist.

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15. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass das erzeugende Pigment trigonales Selen ist.
16. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das erzeugende Pigment eine Selenlegierung ist.
17. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das SiIikon-Copolymer die Formel

hat, wobei η eine Zahl von 5 bis etwa 1.000 ist.
18. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das überbeschichtete Fotorezeptorsystem ein elektrisch leitfähige Substrat, auf dem eine Schicht aufgeschichtet wurde, die in der Lage ist, Löcher in eine Schicht auf ihrer Oberfläche zu injizieren, wobei diese Schicht aus Russ oder Graphit, dispergiert in einem Polymeren, besteht, eine Löchertransportschicht in operativer Berührung mit der Schicht des löcherinjizierenden Materials, eine darüberbeschichteten

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Schicht aus einem ladungserzeugenden Material, enthaltend ein erzeugendes Pigment, dispergiert in
einem Copolymer aus einem Siloxan und einer Dihydroxyverbindung, wobei diese Schicht in operativem Kontakt mit der Ladungstransportschicht steht, und eine Schicht aus einem isolierenden organischen Harz, das auf der Schicht aus dem ladungserzeugenden Material aufbeschichtet wurde, wodurch das ladungserzeugende Material eine permanente Haftung an die isolierende Uberbeschichtungsschicht erhält, enthält.
19. Klebstofferzeugende Schicht gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , dass das Substrat Polyäthylenterephthalat ist, das in einem isolierenden organischen Harz dispergierte elektrisch aktive Material eine stickstoffhaltige Verbindung der Formel

ist, die Transportschicht NjN-Diphenyl-NjN-bis-S-methyl-1,l-biphenyl-4,4'-diamin ist, das erzeugende Material ein Silikon-Copolymer von Methyloctylsiloxan-2,2-bis-(4-hydroxyphenyl) -propan ist und die Uberbeschichtungsschicht aus einem Polyathylenterephthalatfilm besteht.

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