DE69901053T2

DE69901053T2 - Allyloxymethylierte Polyamide, ihre Synthese, Zusammensetzungen und sie enthaltende Vorrichtungen

Info

Publication number: DE69901053T2
Application number: DE69901053T
Authority: DE
Inventors: Paul J. Defo; Timothy J. Fuller; William W. Limburg; Robert W. Nolley; Damodar M. Pai; Dale S. Renfer; Anthony T. Ward; John F. Yanus
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2019-12-17
Also published as: EP1013695B1; DE69901053D1; EP1013695A1; JP2000191773A; US6004709A

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf allyloxymethyliertes Polyamid und spezieller auf allyloxymethylierte Polyamidzusammensetzungen, Verfahren zur Synthese von allyloxymethyliertem Polyamid und allyloxymethyliertes Polyamid enthaltende Vorrichtungen.
Widerstandsfähige, vernetzte Materialien sind hoch erwünscht für langlebige Artikel und Beschichtungen. Bei einigen Anwendungen führte die Notwendigkeit, eine Säure zum Vernetzen von Polymeren, wie Polyamiden, zu verwenden, zu fehlerhaften Produkten mit unerwünschten physikalischen und elektrischen Eigenschaften. So ergab z. B. die Vernetzung von Luckamide-Polyamiden durch säurekatalysierte Kondensation von an ein Polyamidgrundgerüst gebundenen Methoxymethylgruppen unvermeidlich ein Molekül mit niedrigem Molekulargewicht, das in der Hauptmasse eingeschlossen sein kann und manchmal zu einem Blasenfehler bei der Wärmeausdehnung führt. Darüber hinaus waren Verbesserungen der mechanischen Festigkeit und der Abriebbeständigkeit erwünscht, wenn die Materialien Alkohol, Kohlenwasserstoffen und anderen Lösungsmitteln ausgesetzt waren.
Elektrofotografische Abbildungselemente, d. h. Fotorezeptoren, enthalten typischerweise eine fotoleitende Schicht, die auf einem elektrisch leitenden Träger gebildet ist. Die fotoleitende Schicht ist ein Isolator im Dunkeln, so dass elektrische Ladungen auf ihrer Oberfläche zurückgehalten werden. Bei der Bestrahlung mit Licht wird die Ladung abgeleitet.
Zahlreiche fortgeschrittene Abbildungssysteme basieren auf der Verwendung von Fotorezeptortrommeln mit kleinem Durchmesser. Bei der Verwendung von Trommeln mit kleinem Durchmesser ist die Lebensdauer des Fotorezeptors von höchster Wichtigkeit. Ein Hauptfaktor, welcher die Lebensdauer des Fotorezeptors in Kopierern und Druckern begrenzt, ist der Verschleiß. Die Verwendung von Fotorezeptortrommeln mit kleinem Durchmesser verschlimmert das Verschleißproblem, da z. B. 3 bis 10 Umdrehungen erforderlich sind, um eine Seite mit Briefpapiergröße abzubilden. Mehrfache Umdrehungen einer Fotorezeptortrommel mit kleinem Durchmesser zur Wiedergabe einer Seite mit Briefpapiergröße kann bis zu 1 Millionen Zyklen der Fotorezeptortrommel erfordern, um 100000 Kopien herzustellen, was ein wünschenswertes Ziel für kommerzielle Systeme ist.
Für Kopierer und Drucker mit geringem Volumen sind vorgespannte Aufladungswalzen (BCR) erwünscht, da während des Abbildungsdurchlaufs wenig oder kein Ozon erzeugt wird. Die durch BCR während der Aufladung erzeugte Mikrokorona schädigt jedoch den Fotorezeptor, was zu raschem Verschleiß der Abbildungsoberfläche, z. B. der exponierten Oberfläche der Ladungstransportschicht, führt. Die Verschleißraten können z. B. so hoch wie etwa 16 u pro 100000 Abbildungsdurchläufen betragen. Ähnliche Probleme treten bei Systemen mit vorgespannter Übertragungswalze (BTR) auf. Ein Versuch zur Erzielung einer längeren Lebensdauer der Fotorezeptortrommel ist die Bildung eines Schutzüberzugs auf der Abbildungsoberfläche, z. B. der ladungstransportierenden Schicht eines Fotorezeptors. Diese Überzugsschicht muss viele Erfordernisse erfüllen, einschließlich des Löchertransports, der Beständigkeit gegen Bildlöschung, der Verschleißbeständigkeit, des Vermeidens von Störungen von darunter liegenden Schichten während der Beschichtung. Obwohl verschiedene Löcher transportierende, kleine Moleküle in Überzugsschichten verwendet werden können, umfasst einer der widerstandsfähigsten entdeckten Überzüge vernetztes Polyamid (z. B. Luckamide), das N,N'-Diphenyl- N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DHTBD) enthält. Dieser widerstandsfähige Überzug ist in US-A-5,368,967 beschrieben, dessen gesamte Offenbarung hierin durch Bezug eingeschlossen ist.
Da das N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DHTBD) empfindlich ist auf die oxidierenden Produkte, die von verschiedenen Aufladungsvorrichtungen gebildet werden, ist ein chemischer Stabilisator für eine längere Durchlauflebensdauer eines Abbildungselements erwünscht. Ein verbesserter Überzug ist mit vernetztem Polyamid (z. B. Luckamide) und das N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)- [1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DHTBD) und das Bis-[2-methyl-4-(N-2-hydroxyethyl-N-ethyl- aminophenyl)]-phenylmethan (DHTPM) als ein Stabilisatormaterial gegen Bildlöschung erzielt worden. Obwohl ausgezeichnete Überzüge mit Bis-[2-methyl-4-(N-2-hydroxyethyl-N-ethyl-aminophenyl)]-phenylmethan (DHTPM) als Stabilisator erreicht worden sind, ist Bis-[2-methyl-4-(N-2-hydroxyethyl-N-ethyl-aminophenyl)]-phenylmethan (DHTPM) schwierig zu reinigen und zu handhaben. Darüber hinaus ist es teuer, bei Raumtemperatur halbfest und oxidiert relativ leicht, wie sich durch die Farbänderung des Materials während der Lagerung zeigt. Da Bis-[2-methyl-4-(N-2-hydroxyethyl-N- ethyl-aminophenyl)]-phenylmethan (DHTPM) jedoch in Alkoholen, den zur Bildung von Polyamid (z. B. Luckamide) enthaltenden Überzügen erforderlichen Lösungsmitteln löslich ist, kann es mit einem Polyamid in Lösung aufgebracht werden.
Überzüge sollten wegen ihrer relativ schlechten Ladungsbeweglichkeiten relativ dünn sein. Ein Teil der Festigkeit einer dünnen Schicht hängt davon ab, wie gut sie auf dem Träger, auf den sie aufgebracht ist, fixiert ist. Diese Adhäsion kann durch die Auswahl von Lösungsmittelmischungen, aus denen die Beschichtung erfolgt, beeinflusst werden. Einige Lösungsmittelsysteme, die gute Filme ergeben und zu Formulierungen mit langer Verarbeitungszeit führen, ergeben schlecht anhaftende Überzüge. Während eines Vernetzungsvorgangs kann sich auch die Morphologie an der Grenzfläche zu der darunter liegenden Schicht ändern als Reaktion auf die Kräfte, die durch das Reaktionsverfahren erzeugt werden, wodurch die Adhäsion nachteilig beeinflusst wird. Somit hat die Überzugsschicht viele Erfordernisse, einschließlich des Lochtransports, der Beständigkeit gegen Löschung, der Verschleißbeständigkeit sowohl gegen Abrieb und Korona, der Beschichtbarkeit ohne dass nachteilige Wirkungen in vorher gebildeten Schichten erzeugt werden, und der Adhäsion an die Transportschicht. Zusätzlich zu den Eigenschaften des Endfilms muss die Beschichtungslösung auch gewisse andere Eigenschaften besitzen. Unter diesen befinden sich die notwendige Feststoffkonzentration und die Lösungsviskosität zur Erzielung der erforderlichen Dicke der Überzugsschicht und eine Verarbeitungszeit, die lange genug ist, um maximale Wirtschaftlichkeit für das Überzugsverfahren zu erreichen.

Stand der Technik

US-A-5,368,967, ausgegeben an Schank et al. am 29. November 1994 - Es wird ein elektrofotografisches Abbildungselement beschrieben, umfassend einen Träger, eine Ladungserzeugungsschicht, eine Ladungstransportschicht und eine Überzugsschicht, die ein kleines Molekül eines Löcher transportierenden Arylamins mit wenigstens zwei funktionellen Hydroxygruppen, ein Hydroxy- oder Multihydroxytriphenylmethan und ein filmbildendes Polyamid-Bindemittel, das zur Bildung von Wasserstoffbindungen mit den funktionellen Hydroxygruppen des Hydroxyarylamins und des Hydroxy- oder Multihydroxytriphenylmethans befähigt ist. Diese Überzugsschicht kann unter Verwendung eines Alkohols als Lösungsmittel hergestellt werden. Dieses elektrofotografische Abbildungselement kann in einem elektrofotografischen Abbildungsverfahren verwendet werden. Spezielle Materialien einschließlich Elvamide-Polyamid und N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3- hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin und Bis-[2-methyl-4-(N-2-hydroxyethyl-N- ethyl-aminophenyl)]-phenylmethan sind in dieser Patentschrift beschrieben.
US-A-4,871,634, ausgegeben an Limburg et al. am 3. Oktober 1989 - Es wird ein elektrofotografisches Abbildungselement beschrieben, das wenigstens eine elektrofotoleitende Schicht enthält, wobei das Abbildungselement ein fotoerzeugendes Material und eine durch eine bestimmte Formel wiedergegebene Hydroxyarylaminverbindung enthält. Die Hydroxyarylaminverbindung kann in einem Überzug verwendet werden, wobei die Hydroxyarylaminverbindung an ein Harz gebunden ist, das zur Wasserstoffbindung befähigt ist, wie ein Alkohollöslichkeit besitzendes Polyamid.
US-A-4,297,425, ausgegeben an Pai et al. am 27. Oktober 1981 - Es wird ein schichtförmiges, fotoempfindliches Element beschrieben, das eine Erzeugungsschicht und eine Transportschicht umfasst, die eine Kombination von Diamin und Triphenylmethanmolekülen, dispergiert in einem polymeren Bindemittel, enthält.
US-A-4,050,935, ausgegeben an Limburg et al. am 27. September 1977 - Es wird ein schichtförmiges, fotoempfindliches Element beschrieben, das eine Erzeugungsschicht aus trigonalem Selen und eine Transportschicht aus Bis(4-Diethylamino-2-methylphenyl)phenylmethan, dispergiert in einem polymeren Bindemittel, enthält.
US-A-4,457,994, ausgegeben an Pai et al. am 3. Juli 1984 - Es wird ein schichtförmiges, fotoempfindliches Element beschrieben, das eine Erzeugungsschicht und eine Transportschicht umfasst, die ein Molekül vom Diamintyp, dispergiert in einem polymeren Bindemittel, und einen Überzug enthält, der Triphenylmethanmoleküle, dispergiert in einem polymeren Bindemittel, enthält.
US-A-4,281,054, ausgegeben an Horgan et al. am 28. Juli 1981 - Es wird ein Abbildungselement beschrieben, das einen Träger, einen Injektionskontakt oder eine Löcher injizierende Elektrode über dem Träger, eine Ladungstransportschicht, die ein elektrisch inaktives Harz umfasst, das ein dispergiertes, elektrisch aktives Material enthält, eine Schicht aus Ladungserzeugungsmaterial und eine Schicht aus isolierendem, organischem Harz über dem ladungserzeugenden Material enthält. Die Ladungstransportschicht kann Triphenylmethan enthalten.
US-A-5,702,854, ausgegeben an Schank et al. am 30. Dezember 1998 - Es wird ein elektrofotografisches Abbildungselement beschrieben, das einen Träger enthält, der mit wenigstens einer ladungserzeugenden Schicht, einer Ladungstransportschicht und einer Überzugsschicht überzogen ist, wobei die Überzugsschicht ein Dihydroxyarylamin enthält, das in einer vernetzten Polyamidmatrix aufgelöst oder molekular dispergiert ist. Die Überzugsschicht wird durch Vernetzen einer vernetzbaren Beschichtungszusammensetzung, die ein Polyamid, das Methoxymethylgruppen gebunden an Amid-Stickstoffatome enthält, einen Vernetzungskatalysator und ein Dihydroxyamin enthält, und Erhitzen der Beschichtung zur Vernetzung des Polyamids gebildet. Das elektrofotografische Abbildungselement kann mit einem Bild in einem Verfahren versehen werden, welches das gleichmäßige Aufladen des Abbildungselements, das Bestrahlen des Abbildungselements mit aktivierender Strahlung in bildweiser Konfiguration zur Bildung eines elektrostatischen, latenten Bildes, das Entwickeln des latenten Bildes mit Tonerteilchen zur Bildung eines Tonerbildes und das Übertragen des Tonerbildes auf ein Empfangselement umfasst.
US-A-4,599,286, ausgegeben an Limburg et al. am 8. Juli 1982 - Es wird ein elektrofotografisches Abbildungselement beschrieben, das eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht umfasst, wobei die Transportschicht ein aromatisches Amin als Ladungstransportmolekül in einer kontinuierlichen, polymeren Bindemittelphase und einen chemischen Stabilisator enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus bestimmten Nitronverbindungen, Isobenzofuranverbindungen, hydroxyaromatischen Verbindungen und Mischungen davon. Ein elektrofotografisches Abbildungsverfahren unter Verwendung dieses Elements ist ebenfalls beschrieben.

Kreuzbezug auf ebenfalls anhängige Patentanmeldungen

Die US-Patentanmeldung Serien-Nr. 09/182,606, eingereicht auf die Namen von John F. Yanus et al., mit dem Titel "OVERCOATING COMPOSITIONS, OVERCOATED PHO¬ TORECEPTORS, AND METHODS OF FABRICATING AND USING OVERCOATED PHOTORECEPTORS" mit Eilzustellung am 29. Oktober 1998 abgesandt (Anwaltszeichen Nr. D/97676) - Es wird ein elektrofotografisches Abbildungselement beschrieben, das einen Träger enthält, der mit wenigstens einer fotoleitenden Schicht, einer Ladungstransportschicht und einer Überzugsschicht überzogen ist, wobei die Überzugsschicht enthält
ein Hydroxy-funktionelles aromatisches Diamin und
ein Hydroxy-funktionelles Triarylamin, aufgelöst oder molekular dispergiert in einer vernetzten Polyamidmatrix, wobei das vernetzte Polyamid vor der Vernetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Materialien, die durch die folgenden Formeln I und II wiedergegeben werden:
worin:
n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewischt zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,
R eine Alkyleneinheit ist, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub2;-Stellen -H sind, und der Rest der R&sub2;-Stellen -CH&sub2;O-CH&sub3; sind, und
worin:
m eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,
R&sub1; und R unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyleneinheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, und zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub3;- und R&sub4;-Stellen -H sind, und der Rest der R&sub3;- und R&sub4;-Stellen -CH&sub2;O-CH&sub3; sind.
Sowohl Beschichtungszusammensetzungen für eine Überzugsschicht als auch Verfahren zur Herstellung und Verwendung des überzogenen Fotorezeptors sind ebenfalls beschrieben.
Die US-Patentanmeldung Serien-Nr. 09/182,375, eingereicht auf die Namen von Timothy J. Fuller et al., mit dem Titel "PHOTORECEPTOR OVERCOATINGS CONTAINING HYDROXY FUNCTIONALIZED AROMATIC DIAMINE, HYDROXY FUNCTIONALIZED TRIARAYLAMINE AND CROSSLINKED ACRYLATED POLYAMIDE", mit Expresszustellung am 29. Oktober 1998 abgesandt (Anwaltszeichen Nr. D/98344) - Ein elektrofotografisches Abbildungselement enthaltend
einen Träger, beschichtet mit
wenigstens einer fotoleitenden Schicht, und
einer Überzugsschicht, wobei die Überzugsschicht enthält
ein Hydroxy-funktionelles aromatisches Diamin, und
ein Hydroxy-funktionelles Triarylamin, aufgelöst oder molekular dispergiert in einer vernetzten Polyamidmatrix mit Acrylatgruppen, wobei das Hydroxy- funktionelle Triarylamin eine Verbindung ist, die verschieden ist von dem Polyhydroxy-funktionellen aromatischen Diamin, das vernetzte Polyamid vor der Vernetzung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Materialien, die durch die folgenden Formeln I und II wiedergegeben werden:
worin:
n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,
R eine Alkylengruppe ist, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub2;-Stellen
sind, worin X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -H (Acrylat), -CH&sub3; (Methacrylat), Alkyl und Aryl, und
der Rest der R&sub2;-Stellen ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -H, -CH&sub2;OCH&sub3; und -CH&sub2;OH, und
worin:
m eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,
R und R&sub1; unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyleneinheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten; und zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub3;- und R&sub4;-Stellen unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus
worin:
X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Alkyl, Aryl und Alkylaryl, worin die Alkylgruppen 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, und die Arylgruppen 1 bis 3 Alkylgruppen enthalten,
y eine ganze Zahl zwischen 1 und 10 ist, und
der Rest der R&sub3;- und R&sub4;-Gruppen ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -H, -CH&sub2;OH, -CH&sub2;OOH&sub3; und -CH&sub2;OC(O)-C(X)=CH&sub2;.
Die Überzugsschicht wird durch Beschichten gebildet. Das elektrofotografische Abbildungselement kann in einem Verfahren mit einem Bild versehen werden.
US-Patentanmeldung Serien-Nr. ..., eingereicht auf die Namen von D. Renfer et. al., mit dem Titel "IMPROVED STABILIZED OVERCOAT COMPOSITIONS", die gleichzeitig hiermit eingereicht wird (Anwaltszeichen Nr. D/98713) - Es wird ein elektrofotografisches Abbildungselement beschrieben, enthaltend
einen Träger,
eine ladungserzeugende Schicht,
eine Ladungstransportschicht und
eine Überzugsschicht, enthaltend
eine Löcher transportierende Hydroxyarylaminverbindung mit wenigstens zwei funktionellen Hydroxygruppen,
Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan und
ein vernetztes, filmbildendes Polyamid-Bindemittel.
Ein Verfahren zur Bildung eines überzogenen Abbildungselements wird ebenfalls beschrieben.
Die gesamten Offenbarungen sämtlicher vorgenannter Patentschriften und anhängiger Patentanmeldungen sind hierin durch Bezug eingeschlossen.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes etektrofotografisches Abbildungselement und ein Verfahren zur Herstellung des Elements bereit zu stellen.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abbildungselement bereit zu stellen, das einen Stabilisator enthält, der einfacher zu handhaben ist.
Es ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abbildungselement bereit zu stellen, das einen Stabilisator enthält, der billig ist.
Es ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abbildungselement bereit zu stellen, das mit einem widerstandsfähigen Überzug überzogen ist, der verschleißbeständig ist.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abbildungselement bereit zu stellen, welches einen in Alkohol unlöslichen Stabilisator in einem vernetzten Polyamid enthält.
Es ist eine noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abbildungselement bereit zu stellen, das frei von sauren Additiven sein kann.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Abbildungselement mit verbesserter Adhäsion an die Transportschicht bereit zu stellen.
Die vorstehenden und andere Aufgaben sind gemäß dieser Erfindung gelöst durch die Bereitstellung einer allyloxymethylierten Polyamidzusammensetzung, eines Verfahrens zur Synthese des allyloxymethylierten Polyamids und von Vorrichtungen, welche das allyloxymethylierte Polyamid enthalten.
Die allyloxymethylierte Polyamidzusammensetzung dieser Erfindung wird durch die Formeln I und II wiedergegeben:
worin:
n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,
R eine Alkyleneinheit ist, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub2;-Stellen -H sind, und der Rest der R&sub2;-Stellen zwischen 25 Prozent und 99 Prozent -CH&sub2;-O-(CH&sub2;)w-CH=CH&sub2; ist, worin
w 1, 2 oder 3 ist,
zwischen 1 und 75 Prozent der R&sub2;-Stellen -CH&sub2;-O-R&sub5; sind, und R&sub5; eine Alkyleinheit ist, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, und
worin:
m eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,
R&sub1; und R unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyleneinheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, und zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub3;- und R&sub4;-Stellen -H sind, und zwischen 25 Prozent und 99 Prozent des Restes der R&sub3;- und R&sub4;-Stellen -CH&sub2;-O-(CH&sub2;)w- CH=CH&sub2; sind,
worin
w 1, 2 oder 3 ist, und
zwischen 1 Prozent und 75 Prozent der R&sub2;-Stellen -CH&sub2;-O-R&sub5; sind,
worin R&sub5; eine Alkyleinheit ist, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält.
Für R und R&sub1; in der Formel II werden optimale Ergebnisse erreicht, wenn etwa 40 Prozent der Gesamtzahl der Alkyleneinheiten in R und R&sub1; weniger als 6 Kohlenstoffatome enthalten.
Das allyloxymethylierte Polyamid dieser Erfindung kann durch Umsetzen eines in Alkohol löslichen Polyamids mit Formaldehyd und einem linearen Alkohol mit endständiger Doppelbindung synthetisiert werden.
Das allyloxymethylierte Polyamid dieser Erfindung kann durch ein Verfahren vernetzt werden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
(a) dem Erhitzen eines allyloxymethylierten Polyamids in Gegenwart eines Radikalkatalysators, und
(b) dem Hydrosilylieren einer Doppelbindung einer Allyloxygruppe eines allyloxymethylierten Polyamids mit einem Silan-Reaktanten mit wenigstens 2 reaktiven Stellen.
Ein bevorzugter Gegenstand umfasst
einen Träger,
wenigstens eine fotoleitende Schicht, und
eine Überzugsschicht, umfassend
eine Löcher transportierende Hydroxyarylaminverbindung mit wenigstens zwei funktionellen Hydroxygruppen und
ein vernetztes, filmbildendes, allyloxymethyliertes Polyamid-Bindemittel.
Ein Stabilisator kann zu dem Überzug ebenfalls zugesetzt werden.
Die neuen allyloxymethylierten Polyamidzusammensetzungen dieser Erfindung sind durch den Einbau einer Allyloxymethyleinheit an dem Stickstoffatom von einigen der Amidbindungen in dem Polyamid-Grundgerüst funktionalisiert. Die an der Polymerkette hängende Doppelbindung erlaubt zwei unterschiedliche Verfahren der Vernetzung, Radikalvernetzung und Hydrosilylierung, wobei keines von beiden die Verwendung eines Säurekatalysators umfasst, und keines von beiden zu der Elimination eines flüchtigen, potentiell Fehler produzierenden Moleküls führt. Das Polyamid kann z. B. bei 60ºC in Ameisensäure aufgelöst werden. Zu der Polyamidlösung wird eine Lösung von Paraformaldehyd zugesetzt, der in Allylalkohol mit einer Spur zugesetztem KOH gelöst ist. Die Mischung wird etwa 10 Minuten gerührt, und ein weiterer Teil Alkohol, welcher der gleiche Alkohol, ein verschiedener Alkohol, ein keine Doppelbindung enthaltender Alkohol oder eine Mischung von Alkoholen sein kann, wird zugesetzt. Die Umsetzung wird etwa 20 Minuten ablaufen gelassen, und das Reaktionsgemisch wird in eine Wasser/Aceton- Mischung gegossen. Die gummiartige Masse wird isoliert. Dieser Umsetzungstyp ist allgemein beschrieben in Sorenson und Campbell, "Preparative Methods of Polymer Chemistry", zweite Auflage, S. 76. Die neuen allyloxymethylierten Polyamide dieser Erfindung werden jedoch nicht speziell von Sorenson und Campbell beschrieben.
Diese allyloxymethylierten Polyamide haben zahlreiche Anwendungen, z. B. Zahnradgetriebe, Heißschmelz-Klebstoffe, widerstandsfähig gemachte, aus Alkohol heraus hergestellte Beschichtungsformulierungen, elektrostatografische Abbildungselemente (z. B. Überzüge oder Sperrschichten) und Ähnliche, was aus der Vernetzbarkeit dieses Materials Nutzen zieht.
Ein bevorzugtes allyloxymethyliertes Polyamid wird durch die folgende Formel wiedergegeben:
worin
R', R", R''' unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyleneinheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, und
n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erhalten.
Die gewichtsmittleren Molekulargewichte des allyloxymethylierten Polyamids können allgemein zwischen etwa 5000 und etwa 100000 vor dem Vernetzen variieren. Wenn das allyloxymethylierte Polyamid in Beschichtungszusammensetzungen verwendet wird, hat es vorzugsweise ein ausreichendes Molekulargewicht, um einen Film nach Entfernung des Lösungsmittels zu bilden und um auch in Alkohol löslich zu sein.
Zum Synthetisieren des allyloxymethylierten Polyamids dieser Erfindung kann jedes geeignete Verfahren verwendet werden. Vorzugsweise wird das allyloxymethylierte Polyamid dieser Erfindung durch Umsetzen eines in Alkohol löslichen Polyamids mit Formaldehyd und einem Alkohol mit endständiger Doppelbindung synthetisiert. Jedes geeignete, in Alkohol lösliche Polyamid kann zur Herstellung der allyloxymethylierten Polyamide dieser Erfindung verwendet werden. Die Polyamid-Reaktanten sollten aktive Gruppen an dem Stickstoffatom von wenigstens einigen der Amidbindungen in dem Polyamid-Grundgerüst haben, die durch Allyloxymethyleinheiten ersetzt werden können. Typische in Alkohol lösliche Polyamide umfassen z. B. Elvamide, Elvamide TM und Ähnliche. In Alkohol lösliche Polyamid-Reaktanten mit aktiven Wasserstoffatomen an dem Stickstoffatom von wenigstens einigen der Amidbindungen in dem Polyamid-Grundgerüst, die durch Allyloxymethyleinheiten ersetzt werden können, sind im Handel erhältlich und umfassen z. B. Elvamide 8063 und 8061, erhältlich von E.I. DuPont Nemours and Company, und Ähnliche. Andere Polyamid-Reaktanten umfassen in Alkohol lösliche Elvamide- und Elvamide TH-Harze. Noch andere Beispiele von Polyamiden umfassen Elvamide 8064 und Elvamide 8023.
Ein in Alkohol löslicher Polyamid-Reaktant vor der Reaktion mit einem Alkohol mit endständiger Doppelbindung ist vorzugsweise ein Polyamid, das durch die Formeln wiedergegeben wird:
worin
n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen 5000 und etwa 100000 zu erreichen,
R eine Alkyleneinheit ist, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, und
worin:
z eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen, und
R&sub1; und R unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyleneinheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten.
Für R und R&sub1; in der Formel III werden optimale Ergebnisse erreicht, wenn die Zahl der Alkyleneinheiten, die weniger als 6 Kohlenstoffatome enthalten, etwa 40 Prozent der Gesamtzahl der Alkyleneinheiten beträgt. Vorzugsweise werden die Alkyleneinheiten R&sub1; und R&sub2; in der Polyamid-Formel III unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus (CH&sub2;)&sub4; und (CH&sub2;)&sub6;, und die Konzentration von (CH&sub2;)&sub4; und (CH&sub2;)&sub6; beträgt zwischen etwa 40 Prozent und etwa 60 Prozent der Gesamtzahl der Alkyleneinheiten in dem Polyamid der Formel III. Ein bevorzugtes allyloxymethyliertes Polyamid wird durch die folgende Formel wiedergegeben:
worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; Alkyleneinheiten sind, die unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Einheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, und
n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen.
In dem Verfahren zum Synthetisieren des allyloxymethylierten Polyamids kann jeder geeignete reaktive Alkohol mit endständiger Doppelbindung verwendet werden. Typische Alkohole umfassen z. B. Allylalkohol, 3-Buten-1-ol, 4-Penten-1-ol und Ähnliche. Bevorzugte Alkohole können durch die Formel
wiedergegeben werden,
worin w 1, 2 oder 3 ist.
So kann z. B. Allylalkohol mit einem in Alkohol löslichen Polyamid und Formaldehyd umgesetzt werden. Das erhaltene Polymer kann als eine gummiartige Masse isoliert werden, die noch in Alkohol löslich ist.
Ein bevorzugtes Syntheseverfahren wird wie folgt erläutert:
worin R eine Alkyleneinheit ist, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält.
Typischerweise kann das Verfahren z. B. das Einbringen von 90 g Ameisensäure in einen 500 ml Dreihals-Rundkolben umfassen, der mit einem mechanischen Rührer und einem Heizmantel ausgerüstet ist. Dieser kann auf 60ºC erwärmt werden. Zu der Ameisensäure können 30 g Elvamide 8063 zugesetzt werden. Die Mischung wird vollständig auflösen gelassen. In einen 125 ml Erlenmeyer-Kolben können 30 g Paraformaldehyd, 58 g Allylalkohol, geliefert von Aldrich Chemical Co., 24,053-2, und etwa 0,2 g pulverisiertes KOH eingebracht werden. Dies kann unter Verwendung eines Magnetrührers unter schwachem Erwärmen gerührt werden, bis Auflösung eingetreten ist. Nach der Auflösung wird diese Lösung zunächst langsam und dann schneller zu der Polyamidlösung zugesetzt. Nach etwa 10 minütigem Rühren werden zusätzliche 58 g Allylalkohol zu der Reaktionsmischung zugesetzt. Die noch auf 60ºC gehaltene Reaktion wird weitere 20 Minuten ablaufen gelassen. Die Reaktionslösung wird dann in 1800 ml einer Mischung aus Aceton und Wasser (800 ml Aceton und 1000 ml Wasser) gegossen. Wässriges NaOH wird langsam zugesetzt, bis die Lösung auf pH-Papier neutral reagiert. Die Flüssigkeit wird von einem weißlichen, gummiartigen Feststoff abdekantiert. Das Produkt wird wiederholt mit Wasser gewaschen.
Für das filmbildende, allyloxymethylierte Polyamid kann jeder geeignete Alkohol als Lösungsmittel verwendet werden. Typische Alkohole als Lösungsmittel umfassen z. B. Methanol, Butanol, Propanol, Ethanol und Ähnliche und Mischungen davon.
Jede geeignete Technik kann verwendet werden, um das allyloxymethylierte Polyamid dieser Erfindung zu vernetzen. Zum Beispiel kann das allyloxymethylierte Polyamid vernetzt werden durch Erwärmen des allyloxymethylierten Polyamids in Gegenwart eines Radikalkatalysators. Jeder geeignete Radikalkatalysator kann verwendet werden. Typische Radikalkatalysatoren umfassen z. B. Initiatoren vom Azotyp, wie 2,2'-Azobis(dimethylvaleronitril), Azobis(isobutyronitril) (AIBN), Azobis(cyclohexannitril), Azobis(methylbutyronitril) und Ähnliche, und Mischungen davon. Zur Verwendung in elektrofotografischen Abbildungselementen sollte der Katalysator nicht in nachteiliger Weise mit dem Ladungstransportmaterial in darunter liegenden Schichten des Abbildungselements, wie einer Ladungstransportschicht, reagieren. AIBN ist besonders bevorzugt für Anwendungen bei Überzügen von Fotorezeptoren, da es nicht mit Komponenten in der darunter liegenden Ladungstransportschicht reagiert. Typischerweise beträgt die für die Vernetzung angewandte Temperatur zwischen etwa 70ºC und etwa 110ºC in Abhängigkeit von dem ausgewählten Polyamid und dem Radikalkatalysator.
Das Vernetzen kann auch durch Hydrosilylierung der Doppelbindung in den Allyloxygruppen des allyloxymethylierten Polyamids durchgeführt werden. Durch die Verwendung von allyloxymethyliertem Polyamid- und Silan-Reaktanten mit wenigstens zwei reaktiven Stellen in jedem der Reaktantenmoleküle werden Vernetzungen gebildet, die zu einer widerstandsfähigen, in Alkohol unlöslichen Matrix führen. Typische Silane mit wenigstens zwei reaktiven Stellen umfassen z. B. Polyethylhydrosiloxan (Gelest HES- 992, erhältlich von Gelest Inc., Tullytown, Pa.), Methylhydrosiloxan-Phenylmethylsiloxan-Copolymer mit Hydridende (Gelest HPM-502), 1,3-Diphenyl-1,1,3,3-tetrakis- (dimethylsiloxy)disiloxan (Gelest SID4582.0) und Ähnliche. Ein bevorzugtes Vernetzungsmittel durch Hydrosilylierung ist Gelest HDP-111, erhältlich von Gelest Inc., Tullytown, Pa. Dieses Vernetzungsmittel wird durch die Formel wiedergegeben:
Durch die Verwendung von Polymeren und Reaktanten mit mehreren reaktiven Stellen werden Vernetzungen gebildet. Der Mechanismus der Vernetzung durch Hydrosilylierung umfasst die Si-H-Addition des Vernetzungsmittels an die Doppelbindung des allyloxymethylierten Polyamids. Der Mechanismus wird wie folgt erläutert:
Eine grobe Wiedergabe des vernetzten Materials wird nachstehend erläutert:
Allgemein wird in Abhängigkeit von dem ausgewählten speziellen allyloxymethylierten Polyamid und dem ausgewählten Silan die Vernetzung mit etwa 25 Gew.-% Silan und etwa 50 Gew.-% allyloxymethyliertem Polyamid, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe in einem Film vom Fotorezeptortyp, durchgeführt. Typischerweise liegt in Abhängigkeit von dem ausgewählten speziellen Polyamid und dem ausgewählten Silan die zur Vernetzung angewandte Temperatur zwischen etwa 30ºC und etwa 120ºC.
Mit diesem Material kann eine Härtung bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Auf diese Weise kann ein Gel hergestellt werden. Wenn eine Trocknung bei Raumtemperatur zugelassen wird, wird ein sehr faltbares, elastisches Material erhalten. Dies kann Verwendung in anpassbaren Fotorezeptoren finden. Wenn das Gel nicht rasch an der Luft trocknen gelassen wird, kann es möglich sein, unter Anwendung eines sehr langsamen, kontrollierten Trocknungsverfahrens einen offenzelligen Schaumstoff herzustellen. Dies ist analog zu dem Verfahren, das zur Herstellung von Aerogelen verwendet wird. Als herkömmlicherer Fotorezeptor-Überzug hat das vernetzte allyloxymethylierte Polyamid dieser Erfindung den Vorteil gegenüber einigen bekannten Formulierungen, dass es eine lange Verarbeitungszeit aufweist, wenn ein geeigneter Platinkatalysator- Inhibitor (Pt-Katalysator-Inhibitor) in die Beschichtungslösung eingearbeitet wird. Ein solcher verwendeter Inhibitor ist 2-Methyl-3-butin-2-ol, welches den Pt-Katalysator komplexiert und ihn bei Raumtemperatur inaktiviert. Während des Trocknungsverfahrens wird der Pt-Katalysator thermisch reaktiviert, und die Vernetzungsreaktion läuft ab. Das unvernetzte Material ist viel elastischer als das als Ausgangsprodukt verwendete allyloxymethylierte Polyamid, das vernetzte Produkt hat jedoch eine erhöhte Starrheit, Härte und Kriechfestigkeit im Vergleich zu dem als Ausgangsprodukt verwendeten allyloxymethylierten Polyamid. Das vernetzte Material kann unter Verwendung von herkömmlichen Füllstoffen noch widerstandsfähiger gemacht werden.
Das allyloxymethylierte Polyamid dieser Erfindung ist insbesondere verwendbar in Überzugsschichten von elektrofotografischen Abbildungselementen. Elektrofotografische Abbildungselemente sind im Stand der Technik bekannt. Elektrofotografische Abbildungselemente können durch jede geeignete Technik hergestellt werden. Typischerweise ist eine elektrisch leitende Oberfläche auf einem flexiblen oder starren Träger vorgesehen. Eine Ladungserzeugungsschicht wird dann auf die elektrisch leitende Oberfläche aufgebracht. Eine Ladungssperrschicht kann optional auf die elektrisch leitende Oberfläche vor dem Aufbringen einer Ladungserzeugungsschicht aufgebracht werden. Falls erwünscht, kann eine Klebeschicht zwischen der Ladungssperrschicht und der Ladungserzeugungsschicht verwendet werden. Gewöhnlich wird die Ladungserzeugungsschicht auf die Sperrschicht aufgebracht, und eine Ladungstransportschicht wird auf der Ladungserzeugungsschicht gebildet. Diese Struktur kann die Ladungserzeugungsschicht auf der Oberseite der Ladungstransportschicht oder unter der Ladungstransportschicht haben.
Der Träger kann opak oder im Wesentlichen transparent sein und kann jedes geeignete Material mit den erforderlichen mechanischen Eigenschaften umfassen. Demgemäß kann der Träger eine Schicht eines elektrisch nicht leitenden oder leitenden Materials umfassen, wie eine anorganische oder eine organische Zusammensetzung. Als elektrisch nicht leitende Materialien können verschiedene Harze verwendet werden, die für diesen Zweck bekannt sind, einschließlich Polyester, Polycarbonate, Polyamide, Polyurethane und Ähnliche, die als dünne Bahnen flexibel sind. Ein elektrisch leitender Träger kann jedes Metall sein, z. B. Aluminium, Nickel, Stahl, Kupfer und Ähnliches, oder ein polymeres Material, wie vorstehend beschrieben, das mit einer elektrisch leitenden Substanz, wie Kohlenstoff, Metallpulver und Ähnlichem, oder einem organischen, elektrisch leitenden Material gefüllt ist. Der elektrisch isolierende oder leitende Träger kann in Form eines endlosen, flexiblen Bandes, einer Bahn, eines starren Zylinders, eines Blattes und Ähnlichem vorliegen.
Die Dicke der Trägerschicht hängt von zahlreichen Faktoren ab, einschließlich der erwünschten Festigkeit und wirtschaftlichen Überlegungen. Somit kann diese Schicht für eine Trommel von erheblicher Dicke von z. B. bis zu vielen Zentimetern oder von einer minimalen Dicke von weniger als einem Millimeter sein. In ähnlicher Weise kann ein flexibles Band von erheblicher Dicke von z. B. etwa 250 Mikrometer oder von minimaler Dicke von weniger als 50 Mikrometer sein, vorausgesetzt, dass keine nachteiligen Wirkungen auf das Endprodukt der elektrofotografischen Vorrichtung auftreten.
In Ausführungsformen, wo die Trägerschicht nicht leitend ist, kann ihre Oberfläche durch einen elektrisch leitenden Überzug elektrisch leitend gemacht werden. Der leitende Überzug kann in der Dicke über erheblich weite Bereiche in Abhängigkeit von der optischen Durchlässigkeit, dem erwünschten Grad der Flexibilität und wirtschaftlichen Faktoren variieren. Demgemäß kann für eine flexible, fotoempfindliche Abbildungsvorrichtung die Dicke der leitenden Schicht zwischen etwa 20 Ångstrom bis etwa 750 Ångstrom und weiter vorzugsweise etwa 100 Ångstrom bis etwa 200 Ångstrom für eine optimale Kombination von elektrischer Leitfähigkeit, Flexibilität und Lichtdurchlässigkeit liegen. Die flexible, leitende Beschichtung kann eine elektrisch leitende Metallschicht sein, die z. B. auf dem Träger durch jede geeignete Beschichtungstechnik, wie Vakuumbeschichtung oder elektrochemische Abscheidung, gebildet wird. Typische Metalle umfassen Aluminium, Zirkon, Niob, Tantal, Vanadium und Hafnium, Titan, Nickel, nicht rostenden Stahl, Chrom, Wolfram, Molybdän und Ähnliche.
Eine optionale Löcher-Sperrschicht kann auf den Träger aufgebracht werden. Es kann jede geeignete und herkömmliche Sperrschicht verwendet werden, die zur Bildung einer elektronischen Sperre für Löcher zwischen der benachbarten fotoleitenden Schicht und der darunter liegenden leitenden Oberfläche eines Trägers befähigt ist.
Eine optionale Klebeschicht kann auf die Löcher-Sperrschicht aufgebracht werden. Es kann jede geeignete, im Stand der Technik bekannte Klebeschicht verwendet werden. Typische Materialien für die Klebeschicht umfassen z. B. Polyester, Polyurethane und Ähnliche. Zufriedenstellende Ergebnisse können mit einer Klebeschichtdicke zwischen etwa 0,05 Mikrometer (500 Ångstrom) und etwa 0,3 Mikrometer (3000 Ångstrom) erzielt werden. Herkömmliche Techniken zur Aufbringung einer Klebeschicht-Beschichtungsmischung auf die Ladungssperrschicht umfassen das Sprühen, das Tauchbeschichten, das Walzenbeschichten, das Beschichten mittels eines mit Draht umwickelten Stabes, das Gravurstreichverfahren, das Beschichten mittels eines Bird-Applikators und Ähnliches. Das Trocknen der aufgebrachten Beschichtung kann durch jede geeignete herkömmliche Technik erfolgen, wie das Trocknen in einem Ofen, das Trocknen mit Infrarotstrahlung, das Lufttrocknen und Ähnliches.
Auf der Klebeschicht, der Sperrschicht oder dem Träger wird wenigstens eine elektrofotografische Abbildungsschicht gebildet. Die elektrofotografische Abbildungsschicht kann eine Einzelschicht sein, welche sowohl die Ladungserzeugungs- als auch die Ladungstransportfunktionen erfüllt, wie im Stand der Technik bekannt ist, oder sie kann mehrere Schichten umfassen, wie eine Ladungserzeugerschicht und eine Ladungstransportschicht. Die Ladungserzeugerschichten können amorphe Filme von Selen und Legierungen von Selen und Arsern, Tellur, Germanium und Ähnliches, hydriertes, amorphes Silicium und Verbindungen von Silicium und Germanium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Ähnlichem sein, die durch Vakuumverdampfung oder -beschichtung hergestellt werden. Die Ladungserzeugerschichten können auch anorganische Pigmente aus kristallinem Selen und seinen Legierungen; Verbindungen der Gruppen II-VI; und organische Pigmente, wie Chinacridone, polycyclische Pigmente, wie Dibromanthanthron-Pigmente, Perylen und Perinondiamine, vielkernige aromatische Chinone, Azopigmente einschließlich Bis-, Tris- und Tetrakis-azoverbindungen; und Ähnliche umfassen, die in einem filmbildenden polymeren Bindemittel dispergiert sind und durch Lösungsmittel-Beschichtungstechniken hergestellt werden.
Phthalocyanine sind als fotoerzeugende Materialien zur Verwendung in Laserdruckern unter Verwendung von Infrarot-Belichtungssystemen verwendet worden. Infrarot-Empfindlichkeit ist für Fotorezeptoren erforderlich, die in billigen Bestrahlungseinrichtungen mit Licht aus einer Halbleiter-Laserdiode belichtet werden. Das Absorptionsspektrum und die Fotoempfindlichkeit der Phthalocyanine hängen von dem zentralen Metallatom der Verbindung ab. Viele Metallphthalocyanine sind beschrieben worden und umfassen Oxyvanadiumphthalocyanin, Chloraluminiumphthalocyanin, Kupferphthalocyanin, Oxytitanphthalocyanin, Chlorgalliumphthalocyanin, Hydroxygalliumphthalocyanin, Magnesiumphthalocyanin und metallfreies Phthalocyanin. Die Phthalocyanine existieren in vielen Kristallformen, welche einen starken Einfluss auf die Fotoerzeugung haben.
Jedes geeignete polymere, filmbildende Bindemittelmaterial kann als Matrix in der ladungserzeugenden (fotoerzeugenden) Bindemittelschicht verwendet werden. Typische polymere, filmbildende Materialien umfassen solche, die z. B. in US-A-3,121,006 beschrieben sind, deren gesamte Offenbarung hierin durch Bezug eingeschlossen ist. So umfassen typische organische, polymere, filmbildende Bindemittel thermoplastische und wärmehärtbare Harze, wie Polycarbonate, Polyester, Polyamide, Polyurethane, Polystyrole, Polyarylether, Polyarylsulfone, Polybutadiene, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyethylene, Polypropylene, Polyimide, Polymethylpentene, Polyphenylensulfide, Polyvinylacetat, Polysiloxane, Polyacrylate, Polyvinylacetale, Polyamide, Polyimide, Aminoharze, Phenylenoxidharze, Terephthalsäureharze, Phenoxyharze, Epoxyharze, Phenolharze, Polystyrol- und Acrylnitril-Copolymere, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid- und Vinylacetat- Copolymere, Acrylat-Copolymere, Alkydharze, cellulosische Filmbildner, Poly(amidimid), Styrolbutadien-Copolymere, Vinylidenchlorid-Vinylchlorid-Copolymere, Vinylacetat- Vinylidenchlorid-Copolymere, Styrol-Alkyd-Harze, Polyvinylcarbazol und Ähnliche. Diese Polymere können Blockcopolymere, statistische Copolymere oder alternierende Copolymere sein.
Die fotoerzeugende Zusammensetzung oder das Pigment ist in der Harzbindemittelzusammensetzung in verschiedenen Mengen enthalten. Allgemein werden jedoch etwa 5 Vol.-% bis etwa 90 Vol.-% des fotoerzeugenden Pigments in etwa 10 Vol.-% bis etwa 95 Vol.-% des Harzbindemittels dispergiert, und vorzugsweise werden etwa 20 Vol.-% bis etwa 30 Vol.-% des fotoerzeugenden Pigments in etwa 70 Vol.-% bis etwa 80 Vol.-% der Harzbindemittelzusammensetzung dispergiert. In einer Ausführungsform werden etwa 8 Vol.-% des fotoerzeugenden Pigments in etwa 92 Vol.-% der Harzbindemittelzusammensetzung dispergiert. Die Fotoerzeugerschichten können auch durch Vakuumsublimation hergestellt werden, wobei in diesem Fall kein Bindemittel vorhanden ist.
Jede geeignete und herkömmliche Technik kann verwendet werden, um die Beschichtungsmischung der fotoerzeugenden Schicht zu mischen und danach aufzubringen. Typische Techniken zum Aufbringen umfassen das Sprühen, das Tauchbeschichten, das Walzenbeschichten, das Beschichten mit einem mit Draht umwickelten Stab, die Vakuumsublimation und Ähnliches. Für einige Anwendungen kann die Erzeugerschicht mit einem Punkt- oder Linienmuster hergestellt werden. Die Entfernung des Lösungsmittels aus einer mit Lösungsmittel aufgebrachten Schicht kann durch jede geeignete herkömmliche Technik erfolgen, wie das Trocknen im Ofen, das Trocknen mit Infrarotstrahlung, das Lufttrocknen und Ähnliches.
Die Ladungstransportschicht kann ein kleines ladungstransportierendes Molekül umfassen, das in einem filmbildenden, elektrisch inerten Polymer, wie einem Polycarbonat, gelöst oder molekular dispergiert ist. Der Ausdruck "gelöst", wie hierin verwendet, ist hierin definiert als die Bildung einer Lösung, in welcher das kleine Molekül in dem Polymer unter Bildung einer homogenen Phase gelöst ist. Der Ausdruck "molekular dispergiert", wie hierin verwendet, ist definiert als ein in dem Polymer dispergiertes kleines ladungstransportierendes Molekül, wobei die kleinen Moleküle in dem Polymer im molekularen Maßstab dispergiert sind. Jedes geeignete ladungstransportierende oder elektrisch aktive kleine Molekül kann in der Ladungstransportschicht dieser Erfindung verwendet werden. Der Ausdruck ladungstransportierendes "kleines Molekül" ist hierin definiert als ein Monomer, welches es erlaubt, dass die fotoerzeugte freie Ladung in der Transportschicht durch die Transportschicht hindurch transportiert wird. Typische ladungstransportierende kleine Moleküle umfassen z. B. Pyrazoline, wie 1-Phenyl-3-(4'- diethylaminostyryl)-5-(4"-diethylaminophenyl)pyrazolin, Diamine, wie N,N'-Diphenyl- N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, Hydrazone, wie N-Phenyl-N- methyl-3-(9-ethyl)carbazylhydrazon und 4-Diethylaminobenzaldehyd-1,2-diphenylhydrazon, und Oxadiazole, wie 2,5-Bis(4-N,N'-diethylaminophenyl)-1,2,4-oxadiazol, Stilbene und Ähnliche. Um jedoch ein Aufschaukeln in Maschinen mit hohem Durchsatz zu vermeiden, sollte die Ladungstransportschicht im Wesentlichen frei (weniger als etwa 2%) von Triphenylmethan sein. Wie vorstehend angegeben, werden geeignete elektrisch aktive ladungstransportierende Verbindungen aus kleinen Molekülen in elektrisch inaktiven, polymeren, filmbildenden Materialien gelöst oder molekular dispergiert. Eine ladungstransportierende Verbindung aus kleinen Molekülen, welche die Injektion von Löchern aus dem Pigment in die ladungserzeugende Schicht mit hoher Wirksamkeit erlaubt und sie durch die Ladungstransportschicht mit sehr kurzen Übergangszeiten transportiert, ist N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin.
Jedes geeignete elektrisch inaktive Harzbindemittel, das in dem als Lösungsmittel dienenden Alkohol, der zum Aufbringen der Überzugsschicht verwendet wird, unlöslich ist, kann in der Ladungstransportschicht dieser Erfindung verwendet werden. Typische inaktive Harzbindemittel umfassen Polycarbonatharz, Polyester, Polyarylat, Polyacrylat, Polyether, Polysulfon und Ähnliche. Die Molekulargewichte können z. B. von etwa 20000 bis etwa 150000 variieren. Bevorzugte Bindemittel umfassen Polycarbonate, wie Poly- (4,4'-isopropyliden-diphenylen)carbonat (auch als Bisphenol-A-Polycarbonat bezeichnet), Poly(4,4'-cyclohexylidindiphenylen)carbonat (als Bisphenol-Z-Polycarbonat bezeichnet) und Ähnliche. Jedes geeignete ladungstransportierende Polymer kann ebenfalls in der ladungstransportierenden Schicht dieser Erfindung verwendet werden. Das ladungstransportierende Polymer sollte in dem als Lösungsmittel dienenden Alkohol, der zum Aufbringen der Überzugsschicht dieser Erfindung verwendet wird, unlöslich sein. Diese elektrisch aktiven ladungstransportierenden, polymeren Materialien sollten befähigt sein, die Injektion von fotoerzeugten Löchern aus dem Ladungserzeugungsmaterial zu unterstützen und nicht im Stande sein, den Transport dieser Löcher durch das Material hindurch zu erlauben.
Jede geeignete und herkömmliche Technik kann verwendet werden, um die Beschichtungsmischung der Ladungstransportschicht zu vermischen und danach aufzubringen. Typische Techniken zum Aufbringen umfassen das Sprühen, das Tauchbeschichten, das Walzenbeschichten, das Beschichten mit einem mit Draht umwickelten Stab und Ähnliches. Das Trocknen der aufgebrachten Beschichtung kann durch jede geeignete herkömmliche Technik erfolgen, wie das Trocknen im Ofen, das Trocknen mit Infrarotstrahlung, das Lufttrocknen und Ähnliches.
Im Allgemeinen beträgt die Dicke der Ladungstransportschicht zwischen etwa 10 und etwa 50 um, aber es können auch Dicken außerhalb dieses Bereiches verwendet werden. Die Löchertransportschicht sollte ein Isolator bis zu dem Ausmaß sein, dass die auf die Löchertransportschicht aufgebrachte elektrostatische Ladung bei fehlender Beleuchtung nicht in einem Umfang geleitet wird, die ausreichend ist, um die Bildung und das Zurückhalten eines darauf befindlichen elektrostatischen latenten Bildes zu verhindern. Im Allgemeinen wird das Verhältnis der Dicke der Ladungstransportschicht zu den Ladungserzeugerschichten vorzugsweise im Bereich von etwa 2 : 1 bis 200 : 1 gehalten, und es ist in einigen Fällen so groß wie 400 : 1. Die Ladungstransportschicht ist im Wesentlichen nicht absorbierend für sichtbares Licht oder Strahlung in dem Bereich der beabsichtigten Verwendung, ist aber elektrisch "aktiv" dahingehend, dass sie die Injektion von fotoerzeugten Löchern aus der fotoleitenden Schicht, d. h. der Ladungserzeugungsschicht, erlaubt, und es diesen Löchern erlaubt, durch sie hindurch transportiert zu werden, um eine Oberflächenladung auf der Oberfläche der aktiven Schicht selektiv zu entladen.
Falls erwünscht, kann eine Ausführungsform des elektrofotografischen Abbildungselements dieser Erfindung einen Träger, eine Ladungstransportschicht, eine ladungserzeugende Schicht und eine Überzugsschicht anstelle eines Trägers, einer ladungserzeugenden Schicht, einer Ladungstransportschicht und einer Überzugsschicht umfassen, welche das vernetzte allyloxymethylierte Polyamid dieser Erfindung enthält. Wo die ladungserzeugende Schicht über der Ladungstransportschicht liegt, sollten die Komponenten der ladungserzeugenden Schicht in dem als Alkohol dienenden Lösungsmittel unlöslich sein, der zum Aufbringen der Überzugsschicht dieser Erfindung verwendet wird.
Die zur Bildung der Überzugsschicht dieser Erfindung verwendete Lösung umfasst
eine Löcher transportierende Arylaminverbindung,
einen Alkohol und
ein vernetzbares, filmbildendes, allyloxymethyliertes Polyamid-Bindemittel, das zur Vernetzung befähigt ist.
Jede geeignete, in Alkohol löslich, Löcher transportierende Arylaminverbindung kann mit dem vernetzbaren, allyloxymethylierten Polyamid in der Überzugs-Ausführungsform dieser Erfindung verwendet werden. Typische Löcher transportierende Arylaminverbindungen umfassen z. B. Polyhydroxydiarylamine. Jedes geeignete Polyhydroxydiarylamin aus kleinen Molekülen als Ladungstransportmaterial mit wenigstens zwei funktionellen Hydroxygruppen kann in der Überzugsschicht-Ausführungsform dieser Erfindung verwendet werden. Ein bevorzugtes Löcher transportierendes Material aus kleinen Molekülen kann durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin:
m 0 oder 1 ist,
Z ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
n 0 oder 1 ist,
Ar ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
R ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus -CH&sub3;, -C&sub2;H&sub5;, -C&sub3;H&sub7; und -C&sub4;H&sub9;,
Ar' ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
X ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
s 0, 1 oder 2 ist,
die Dihydroxyarylaminverbindung frei ist von jeder direkten Konjugation zwischen den -OH-Gruppen und dem nächsten Stickstoffatom durch einen oder mehrere aromatische Ringe.
Der Ausdruck "direkte Konjugation" ist definiert als die Anwesenheit eines Pigments der Formel:
-(C=C)n-C=C-
in einem oder mehreren aromatischen Ringen direkt zwischen einer -OH-Gruppe und dem nächsten Stickstoffatom. Beispiele der direkten Konjugation zwischen den -OH- Gruppen und dem nächsten Stickstoffatom durch einen oder mehrere aromatische Ringe umfassen eine Verbindung, enthaltend eine Phenylengruppe mit einer -OH-Gruppe in der ortho- oder para-Stellung (oder der 2- oder 4-Stellung) an der Phenylengruppe relativ zu einem Stickstoffatom, das an die Phenylengruppe gebunden ist, oder eine Verbindung, enthaltend eine Polyphenylengruppe mit einer -OH-Gruppe in der ortho- oder para-Stellung an der endständigen Phenylengruppe relativ zu einem Stickstoffatom, das an eine assoziierte Phenylengruppe gebunden ist.
Typische Polyhydroxyarylaminverbindungen, die in dem Überzug dieser Erfindung verwendet werden, umfassen z. B.: N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]- 4,4'-diamin; N,N,N',N'-Tetra(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin; N,N-Di(3- hydroxyphenyl)-m-toluidin; 1,1-Bis-[4-(di-N,N-m-hydroxyphenyl)-aminophenyl]-cyclohexan; 1,1-Bis[4-(N-m-hydroxyphenyl)-4-(N-phenyl)-aminophenyl]-cyclohexan; Bis(N-(3- hydroxyphenyl)-N-phenyl-4-aminophenyl)-methan; Bis[(N-(3-hydroxyphenyl)-N-phenyl)- 4-aminophenyl]-isopropyliden; N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1': 4',1"-terphenyl]-4,4"-diamin; 9-Ethyl-3,6-bis[N-phenyl-N-3(3-hydroxyphenyl)-amino]-carbazol; 2,7-Bis[N,N-di(3-hydroxyphenyl)-amino]-fluoren; 1,6-Bis[N,N-di(3-hydroxyphenyl)amino]- pyren, 1,4-Bis[N-phenyl-N-(3-hydroxyphenyl)]-phenylendiamin.
Dieses Material mit der Löcher transportierenden Hydroxyarylaminverbindung bildet einen harten, glasartigen, widerstandsfähigen Film. In vernetztem Zustand hat er eine erhöhte Abriebsbeständigkeit, und die zusätzliche Eigenschaft, die mechanische Festigkeit aufrecht zu erhalten, wenn es Alkohol, Kohlenwasserstoffen und anderen Lösungsmitteln ausgesetzt wird.
Wenn die allyloxymethylierten Polyamide dieser Erfindung in Überzügen verwendet werden, die auf die Ladungstransportschicht eines elektrofotografischen Abbildungselements aufgebracht sind, verleiht der Überzug der Ladungstransportschicht größere Gleichmäßigkeit, hohe Beweglichkeit und die Fähigkeit, chemisch an die Überzugs- Ausführungsform dieser Erfindung zu binden. Um eine chemische Bindung zwischen dem Überzug und der Ladungstransportschicht zu erreichen, hat die Ladungstransportschicht verfügbare Doppelbindungsstellen, die mit der Überzugszusammensetzung reagieren, wodurch jede Möglichkeit ausgeschlossen wird, dass sich der Überzug während der Abbildungszyklen ablöst. Diese Ladungstransportschicht mit verfügbaren Doppelbindungsstellen kann Polysiloxane enthalten, die Arylamingruppen und Doppelbindungsfunktionalität enthalten. Bevorzugte Polysiloxane, die Arylamingruppen und Doppelbindungsfunktionalität enthalten, sind durch die folgende Struktur wiedergegeben
worin
BPA Bisphenol A bedeutet,
TBD das Polyhydroxyarylamin-Monomer bedeutet,
n eine ganze Zahl von 5 bis 30 ist,
m eine ganze Zahl von 5 bis 30 ist,
x eine ganze Zahl von 5 bis 30 ist,
z eine ganze Zahl von 5 bis 30 ist.
Alternativ kann jedes geeignete ladungstransportierende, elektrisch aktive, kleine Molekül in der Überzugsschicht dieser Erfindung verwendet werden. Im Allgemeinen werden höhere Beladungen des ladungstransportierenden, kleinen Moleküls verwendet. Der Ausdruck ladungstransportierendes "kleines Molekül" ist hierin definiert als ein Monomer, das es erlaubt, dass die fotoerzeugte freie Ladung in der Transportschicht durch die Transportschicht hindurch transportiert wird. Typische ladungstransportierende kleine Moleküle umfassen z. B. Pyrazoline, wie 1-Phenyl-3-(4'-diethylaminostyryl)-5-(4"-diethylaminophenyl)pyrazolin, Diamine, wie N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'- biphenyl)-4,4'-diamin, Hydrazone, wie N-Phenyl-N-methyl-3-(9-ethyl)carbazylhydrazon und 4-Diethylaminobenzaldehyd-1,2-diphenylhydrazon, und Oxadiazole, wie 2,5-Bis(4- N,N'-diethylaminophenyl)-1,2,4-oxadiazol, Stilbene und Ähnliche. Um jedoch das Aufschaukeln in Maschinen mit hohem Durchsatz zu vermeiden, sollte die Ladungstransportschicht im Wesentlichen frei (weniger als etwa zwei Prozent) von Triphenylmethan sein. Wie vorstehend angegeben, werden geeignete elektrisch aktive, ladungstransportierende Verbindungen aus kleinen Molekülen in elektrisch inaktiven, filmbildenden, polymeren Materialien gelöst oder molekular dispergiert. Eine ladungstransportierende Verbindung aus kleinen Molekülen, welche die Injektion von Löchern aus dem Pigment in die ladungserzeugende Schicht mit hoher Wirksamkeit erlaubt und sie durch die Ladungstransportschicht hindurch mit sehr kurzen Übergangszeiten transportiert, ist N,N'- Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin.
Falls erwünscht, kann ein Stabilisator zu der Überzugslösung zugesetzt werden. Ein bevorzugter Stabilisator ist Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan [BDETPM]. Im Allgemeinen wird ebenfalls ein mit Alkohol mischbares Lösungsmittel für Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan bevorzugt, um sicher zu stellen, dass das Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan sich in der Beschichtungslösung auflöst.
Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan kann durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan ist in Alkohol unlöslich und bildet keine Lösung mit einer Mischung einer Löcher transportierenden Hydroxyarylaminverbindung mit wenigstens zwei funktionellen Hydroxygruppen, einem Alkohol und dem filmbildenden, allyloxymethylierten Polyamid-Bindemittel.
Wenn Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan in der Überzugsbeschichtungslösung verwendet wird, enthält die Lösung ebenfalls ein Lösungsmittel, welches Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan auflöst, wobei das Lösungsmittel ebenfalls mit Alkohol mischbar ist. Typische Lösungsmittel, welche Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan auflösen, und welche ebenfalls mit Alkohol mischbar sind, umfassen z. B. Tetrahydrofuran, Chlorbenzol und Ähnliche. Die Ausdrücke "auflösen" und "mischbar", wie hierin verwendet, sind definiert als Lösungsmittel, welche klare Lösungen mit den anderen in den Überzugszusammensetzungen dieser Erfindung verwendeten Materialien bilden. Das Lösungsmittel für Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)- phenylmethan kann mit Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan vor dem Vermischen mit dem Alkohol und anderen Komponenten der Überzugszusammensetzung vermischt werden, oder das Lösungsmittel für Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)- phenylmethan kann mit dem Alkohol und anderen Komponenten der Überzugszusammensetzung vor der Kombination mit Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan vermischt werden.
Überzüge für Fotorezeptoren können aus ladungstransportierenden Komponenten und einem filmbildenden Bindemittel, wie in Alkohol lösliche Polyamid-Polymere mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer- Grundgerüst, gebildet werden. Leider haben diese Beschichtungszusammensetzungen eine relativ kurze Verarbeitungszeit. Um eine längere Verarbeitungszeit zu erreichen, ist es gewöhnlich notwendig, die Lösungsmittelzusammensetzung zu ändern oder einen niedrigeren Feststoffgehalt zu verwenden. Mit niedrigerem Feststoffgehalt werden normalerweise keine ausreichend dicken Schutzüberzüge mit Tauchbeschichtungssystemen erreicht. Es ist festgestellt worden, dass die Dicke eines Überzugs, der in Alkohol lösliche Polyamid-Polymere mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst enthält, erhöht werden kann durch Zugabe eines allyloxymethylierten Polyamids, welches die Feststoffkonzentration der Überzugsbeschichtungszusammensetzung erhöht, während ebenfalls gleichzeitig die Verarbeitungszeit der Beschichtungszusammensetzung erhöht wird. Typische in Alkohol lösliche Polyamid-Polymere mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst, umfassen z. B. Löcher isolierende, in Alkohol lösliche, filmbildende Polyamid-Polymere, wie Luckamide 5003 von Dai Nippon Ink, Nylon 8 mit anhängenden Methylmethoxygruppen, CM4000 von Toray Industries, Ltd. und CM8000 von Toray Industries, Ltd. und andere N-methoxyymethylierte Polyamide, wie diejenigen, die gemäß dem in Sorenson und Campbell "Preparative Methods of Polymer Chemistry", zweite Auflage, S. 76, John Wiley & Sons Inc., 1968, beschriebenen Verfahren hergestellt sind, und Ähnliche und Mischungen davon. Diese Polyamide können in Alkohol löslich sein, z. B. mit polaren, funktionellen Gruppen, wie Methoxy-, Ethoxy- und Hydroxygruppen, die an dem Polymer-Grundgerüst hängen. Es sollte beachtet werden, dass Polyamide, wie Elvamide von DuPont de Nemours & Co., keine Methoxymethylgruppen gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst, enthalten. Wo ein Überzugs-Bindemittel in Alkohol lösliche Polyamid-Polymere mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen indem Polymer-Grundgerüst, z. B. Luckamide, enthält, sollte im Allgemeinen die Überzugslösung auch zwischen etwa 5 und etwa 20 Gew.-% allyloxymethyliertes Polyamid enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des filmbildenden Bindemittels in der Überzugs-Beschichtungslösung. Die Mischung von Polyamid-Polymeren mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst, und allyloxymethyliertem Polyamid sind strukturell ähnlich und kompatibel, sowohl in Lösung als auch in dem als Endprodukt erhaltenen Film. Diese Ähnlichkeit in der Struktur ist ersichtlich durch den Vergleich der Struktur eines typischen Polyamid-Polymers mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst, das nachstehend gezeigt ist,
mit der Struktur eines typischen allyloxymethylierten Polyamids, das nachstehend gezeigt ist.
Wie rasch ersichtlich ist, sind die Strukturen ähnlich mit der Ausnahme, dass die Methoxygruppe des Polyamid-Polymers mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst, in der zweiten Formel durch eine Allyloxyeinheit enthaltende Vinylgruppe ersetzt worden ist. So hat z. B. eine Überzugs-Beschichtungslösung, in welch er 20 Gew.-% des Gesamtgewichts des Bindemittels aus dem allyloxymethylierten Polyamid bestehen, eine erheblich längere Verarbeitungszeit als ein Polyamid-Polymer mit Methoxymethylgruppen, gebunden an die Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst allein.
Typische Alkohole, in welchen der Polyamid-Reaktant und das allyloxymethylierte Polyamid löslich sind, umfassen z. B. Butanol, Ethanol, Methanol und Ähnliche. Für die Ausführungsformen dieser Erfindung mit einer Überzugsschicht enthält die Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise zwischen etwa 50 Gew.-% und etwa 98 Gew.-% des einen vernetzten Film bildenden, vernetzbaren, in Alkohol löslichen, allyloxymethylierten Polyamids, bezogen auf das Gesamtgewicht der Überzugsschicht nach dem Vernetzen und Trocknen. Das Vernetzen ist im Einzelnen vorstehend beschrieben.
Das Vernetzen wird durch Erhitzen in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt. Jeder geeignete Katalysator kann verwendet werden. Typische Katalysatoren umfassen z. B. Pt(IV)-Komplexe, von denen repräsentativ sind Platin-Divinyltetramethyldisiloxan- Komplex, Gelest SiP6830.0, Platin-Divinyltetramethylsiloxan-Komplex in Xylol, Gelest SiP6831.0, Platin-Cyclovinylmethylsiloxan-Komplex, Gelest SiP6832.0, Platin-Octanaldehyd/Octanol-Komplex, Gelest SiP6833.0 und Ähnliche. Die für das Vernetzen verwendete Temperatur variiert mit dem speziellen Katalysator und der verwendeten Erhitzungszeit und dem Grad der erwünschten Vernetzung. Im Allgemeinen hängt der ausgewählte Vernetzungsgrad von der erwünschten Flexibilität des als Endprodukt erhaltenen Fotorezeptors ab. So kann z. B. eine vollständige Vernetzung für starre Trommel- oder Platten-Fotorezeptoren verwendet werden. Eine Teilvernetzung ist jedoch für flexible Fotorezeptoren mit z. B. Bahn- oder Bandkonfigurationen bevorzugt. Der Vernetzungsgrad kann durch die relative Menge des verwendeten Katalysators und die Konzentration an Doppelbindungen und die Si-H-Funktionalität geregelt werden. Die Menge des Katalysators zur Erzielung eines erwünschten Vernetzungsgrads variiert in Abhängigkeit von dem speziellen Polyamid, der Menge der Silan-Funktionalität, des Katalysatortyps und der für die Reaktion verwendeten Temperatur und Zeit ab. Eine typische Vernetzungstemperatur, die für allyloxymethyliertes Polyamid unter Verwendung von Gelest SIP6831.0-Katalysator verwendet wird, beträgt etwa 110ºC bis 125ºC für etwa 30 Minuten. Eine typische Konzentration der Pt-Katalysatorlösung beträgt zwischen 10 Gew.-% und 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des allyloxymethylierten Elvamids. Typische Katalysatorlösungen enthalten etwa 2 bis 5 Gew.-% Platin. Nach dem Vernetzen sollte der Überzug im Wesentlichen unlöslich in dem Lösungsmittel sein, in welchem er vor dem Vernetzen löslich war. So wird kein Überzugsmaterial entfernt, wenn es mit einem mit dem Lösungsmittel getränkten Tuch gerieben wird. Die Vernetzung führt zur Entwicklung eines dreidimensionalen Netzwerks, welches das Hydroxyfunktionalisierte Transportmolekül zurückhält, wie ein Fisch in einem Kiemennetz gefangen wird.
Sämtliche in der Überzugslösung dieser Erfindung verwendete Komponenten sollten in der Mischung aus Alkohol und nicht alkoholischen Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)- phenylmethan-Lösungsmitteln, die für den Überzug verwendet werden, löslich sein. Wenn wenigstens eine Komponente in der Überzugsmischung nicht in dem verwendeten Lösungsmittel löslich ist, kann eine Phasentrennung auftreten, welche die Durchlässigkeit des Überzugs und die elektrischen Eigenschaften des als Endprodukt erhaltenen Fotorezeptors nachteilig beeinflussen würde. Der Bereich des Gewichtsverhältnisses der Komponenten der Überzugslösung dieser Erfindung beträgt im Allgemeinen 0,8 bis 1 Gew.-Teil Hydroxyarylaminverbindung: 0,05 bis 0,15 Gew.-Teile Bis-(2-methyl-4- diethylaminophenyl)-phenylmethan [BDETPM]: 0,3 bis 0,5 Gew.-Teile Bis-(2-methyl-4- diethylaminophenyl)-phenylmethan [BDETPM] nicht alkoholisches Lösungsmittel: 0,9 bis 1,5 Gew.-Teile Polyamid: 9 bis 15 Gew.-Teile Alkohol. Die speziellen Mengen können jedoch in Abhängigkeit von dem speziellen Polyamid, dem Alkohol und Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan [BDETPM]: ausgewähltem Bis-(2-methyl)-4- diethylamino-phenyl)-phenylmethan [BDETPM] nicht alkoholischem Lösungsmittel variieren. Vorzugsweise enthält die Lösungsmittelmischung zwischen etwa 85 Gew.-% und etwa 99 Gew.-% Alkohol und zwischen etwa 1 Gew.-% und etwa 15 Gew.-% Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan nicht alkoholisches Lösungsmittel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösungsmittel in der Überzugs-Beschichtungslösung.
Verschiedene Techniken können zur Bildung von Beschichtungslösungen verwendet werden, die Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan [BDETPM], Polyamid und kleine Moleküle von Polyhydroxydiarylamin enthalten. So kann z. B. Bis-(2-methyl-4- diethylaminophenyl)-phenylmethan [BDETPM] in einem geeigneten, in Alkohol löslichen Lösungsmittel, wie Tetrahydrofuran, aufgelöst werden vor dem Vermischen mit einer Lösung von Polyhydroxydiarylamin (z. B. N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'- biphenyl]-4,4'-diamin [DHTBD]) und allyloxymethyliertem Polyamid in Alkohol. Alternativ können etwa 5 Gew.-% bis etwa 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Lösungsmitteln eines Co-Lösungsmittels, wie Chlorbenzol, mit Polyhydroxydiarylamin (z. B. N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin [DHTBD]) und allyloxymethyliertem Polyamid, aufgelöst in Alkohol, vermischt werden, gefolgt von dem Auflösen unter Erwärmung von Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan [BDETPM] in der Beschichtungslösung. Unter Verwendung dieser Verfahren sind gute Filme aufgebracht worden.
N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin [DHTBD] kann durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
Bis-[2-methyl)-4-(N-2-hydroxyethyl-N-ethyl-aminophenyl)]-phenylmethan [DHTPM] kann durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
In der Ausführungsform mit kontinuierlicher Überzugsschicht ist ihre ausgewählte Dicke abhängig von der Abriebwirkung der Aufladung (z. B. eine vorgespannte Aufladungswalze), der Reinigung (z. B. Messer oder Bahn), der Entwicklung (z. B. Bürste), der Übertragung (z. B. eine vorgespannte Übertragungswalze) usw. in dem verwendeten System und kann bis zu etwa 10 um betragen. Eine Dicke von zwischen etwa 1 um und etwa 5 um ist bevorzugt. Jede geeignete und herkömmliche Technik kann zum Vermischen und anschließenden Aufbringen der Beschichtungsmischung für die Überzugsschicht auf die ladungserzeugende Schicht verwendet werden. Typische Techniken zum Aufbringen umfassen das Sprühen, das Tauchbeschichten, das Walzenbeschichten, das Beschichten mit einem mit Draht umwickelten Stab und Ähnliches. Das Trocknen der aufgebrachten Beschichtung kann durch jede geeignete herkömmliche Technik erfolgen, wie das Trocknen im Ofen, das Trocknen mit Infrarotstrahlung, das Trocknen mit Luft und Ähnliches. Der getrocknete Überzug dieser Erfindung sollte Löcher während des Abbildens transportieren und sollte keine zu hohe freie Trägerkonzentration haben. Eine freie Trägerkonzentration in dem Überzug erhöht den Dunkelabfall. Vorzugsweise sollte der Dunkelabfall der überzogenen Schicht etwa der gleiche sein wie derjenige der nicht überzogenen Vorrichtung.
Nachstehend wird hierin eine Anzahl von Beispielen vorgelegt, die erläuternd für verschiedene Zusammensetzungen und Bedingungen sind, die bei der Durchführung der Erfindung angewendet werden körnen. Sämtliche Teile beziehen sich auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Es ist jedoch ersichtlich, dass die Erfindung mit vielen Zusammensetzungstypen durchgeführt werden kann, und dass sie viele verschiedene Verwendungen in Übereinstimmung mit der vorstehenden Beschreibung und mit den nachstehenden Erläuterungen haben kann.

Beispiel I

Synthese von allyloxymethyliertem Elvamide I: In einen 500 ml Dreihals-Rundkolben, der mit einem mechanischen Rührer und einem Heizmantel ausgerüstet war, wurden 90 g Ameisensäure eingebracht. Diese wurde auf 60ºC erwärmt. Zu der Ameisensäure wurden 30 g Elvamide 8063, erhältlich von E.I. Dupont de Nemours & Co., zugesetzt. Dieses wurde vollständig auflösen gelassen. In einen 125 ml Erlenmeyer-Kolben wurden 30 g Paraformaldehyd, 58 g Allylalkohol (geliefert von Aldrich Chemical Co. 24,053-2) und etwa 0,2 g pulverisiertes KOH eingebracht. Diese Mischung wurde mit einem Magnetrührer unter schwachem Erwärmen gerührt, bis Auflösung eingetreten war. Wenn die Mischung aufgelöst war, wurde diese Lösung zuerst langsam und dann schneller zu der Polyamidlösung zugesetzt. Nach etwa 10 minütigem Rühren wurden weitere 58 g Allylalkohol zu der Reaktionsmischung zugesetzt. Die Reaktion, die noch bei 60ºC gehalten war, wurde 20 Minuten weiter ablaufen gelassen. Die Reaktionslösung wurde dann in 1800 ml einer Mischung aus Aceton und Wasser (800 ml Aceton und 1000 ml Wasser) gegossen. Wässriges NaOH wurde langsam zugesetzt, bis die Lösung auf pH-Papier neutral reagierte. Die Flüssigkeit wurde von dem erhaltenen weißlichen, gummiartigen Feststoff abdekantiert. Das Produkt wurde wiederholt mit Wasser gewaschen.

Beispiel II

Synthese von allyloxymethyliertem Elvamide II: In einen 500 ml Dreihals-Rundkolben, der mit einem mechanischen Rührer und einem Heizmantel ausgerüstet war, wurden 90 g Ameisensäure eingebracht. Diese wurde auf 60ºC erwärmt. Zu der Ameisensäure wurden 30 g Elvamide 8061, erhältlich von E.I. Dupont de Nemours & Co., zugesetzt. Dieses wurde vollständig auflösen gelassen. In einen 125 ml Erlenmeyer-Kolben wurden 30 g Paraformaldehyd, 58 g Allylalkohol (geliefert von Aldrich Chemical Co. 24,053-2) und etwa 0,2 g pulverisiertes KOH eingebracht. Diese Mischung wurde unter Verwendung eines Magnetrührers unter schwachem Erwärmen gerührt, bis Auflösung eingetreten war. Wenn die Mischung aufgelöst war, wurde diese Lösung zuerst langsam und dann schneller zu der Polyamidlösung zugesetzt. Nach etwa 10 minütigem Rühren wurden weitere 58 g Allylalkohol zu der Reaktionsmischung zugesetzt. Die Reaktion, die noch bei 60ºC gehalten war, wurde 30 Minuten weiter ablaufen gelassen. Die Reaktionslösung wurde dann in 1800 ml einer Mischung aus Aceton und Wasser (800 ml Aceton und 1000 ml Wasser) gegossen. Wässriges NaOH wurde langsam zugesetzt, bis die Lösung auf pH-Papier neutral reagierte. Die Flüssigkeit wurde von dem erhaltenen weißlichen, gummiartigen Feststoff abdekantiert. Das Produkt wurde wiederholt mit Wasser gewaschen.

Beispiel III

Es wurden Fotorezeptoren hergestellt durch Bilden von Beschichtungen unter Verwendung herkömmlicher Techniken auf einem Träger, der eine durch Vakuumbeschichtung aufgebrachte Titanschicht auf einem Polyethylenterephthalattfilm umfasst. Die erste Beschichtung, die auf der Titanschicht gebildet wurde, war eine Siloxan-Sperrschicht, gebildet aus hydrolysiertem γ-Aminopropyltriethoxysilan, mit einer Dicke von 0,005 um (50 Ångström). Die Beschichtungszusammensetzung für die Sperrschicht wurde durch Ver¬ mischen von 3-Aminopropyltriethoxysilan (erhältlich von PCR Research Center Cemicals of Florida) mit Ethanol in einem Volumenverhältnis von 1 : 50 hergestellt. Die Beschichtungszusammensetzung wurde durch einen Mehrfachabstand-Filmapplikator aufgebracht, um eine Beschichtung mit einer Nassdicke von 0,5 mil zu bilden. Die Beschichtung wurde dann 5 Minuten bei Raumtemperatur trocknen gelassen, gefolgt von 10 minütigem Härten bei 110ºC in einem Luftgebläseofen. Die zweite Beschichtung war eine Klebeschicht aus Polyesterharz (49000, erhältlich von E.I. duPont de Nemours & Co.) mit einer Dicke von 0,005 um (50 Ångström). Die zweite Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung eines 0,5 mil Stabs aufgebracht, und die erhaltene Beschichtung wurde in einem Luftgebläseofen 10 Minuten gehärtet. Diese Klebegrenzschicht wurde danach mit einer fotoerzeugenden Schicht beschichtet, die 40 Vol.-% Hydroxygalliumphthalocyanin und 60 Vol.-% eines Blockcopolymers aus Styrol (82% )/4-Vinylpyridin (18%) mit einem Mw von 11000 enthielt. Diese fotoerzeugende Beschichtungszusammensetzung wurde durch Auflösen von 1,5 g des Blockcopolymers von Styrol/4-Vinylpyridin in 42 ml Toluol hergestellt. Zu dieser Lösung wurden 1,33 g Hydroxygalliumphthalocyanin und 300 g nicht rostende Stahlperlen von 1/8 Inch Durchmesser zugesetzt. Diese Mischung wurde dann 20 Stunden auf eine Kugelmühle gesetzt. Die erhaltene Aufschlämmung wurde danach auf die Klebegrenzfläche mit einem Bird-Applikator aufgebracht, um eine Schicht mit einer Nassdicke von 0,25 mil zu bilden. Diese Schicht wurde bei 135ºC 5 Minuten in einem Luftgebläseofen getrocknet, um eine fotoerzeugende Schicht mit einer Trockendicke von 0,4 um zu bilden. Die nächste aufgebrachte Schicht war eine Transportschicht, die unter Verwendung eines Bird-Beschichtungsapplikators gebildet wurde, um eine Lösung aufzubringen, die 1 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'diamin und 1 g Polycarbonatharz [Poly(4,4'-isopropyliden-diphenylencarbonat (erhältlich als Makrolon³ von Farbenfabriken Bayer AG), gelöst in 11,5 g Methylenchlorid-Lösungsmittel, enthielt. Das N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'diamin ist ein elektrisch aktives aromatisches Diamin als Ladungstransportverbindung in Form eines kleinen Moleküls, während das Polycarbonatharz ein elektrisch inaktives, filmbildendes Bindemittel ist. Die beschichtete Vorrichtung wurde bei 80ºC eine halbe Stunde in einem Luftgebläseofen getrocknet, um eine 25 um dicke Ladungstransportschicht zu bilden.

Beispiel IV

Eine der Vorrichtungen des Beispiels III wurde mit einem Überzugsschichtmaterial des Standes der Technik (vernetzter Überzug gemäß US-A-5,702,854) überzogen. Die Überzugsschicht wurde hergestellt durch Vermischen von 10 g einer 10 gew.-%igen Lösung von Methoxymethylgruppen enthaltendem Polyamid (Luckamide 5003, erhältlich von Dai Nippon Ink) in einem Lösungsmittel-Gewichtsverhältnis von Methanol und n-Propanol von 90 : 10 und 10 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl-[1,1'-biphenyl]- 4,4'diamin, ein Hydroxy-funktionalisiertes aromatisches Diamin, in einer Walzenmühle für 2 Stunden. Unmittelbar vor dem Aufbringen der Überzugsmischung wurden 0,1 g Oxalsäure zugesetzt, und die erhaltene Mischung wurde kurz in einer Walzenmühle gemahlen, um die Auflösung sicher zu stellen. Diese Beschichtungslösung wurde auf dem Fotorezeptor unter Verwendung eines #20 Mayer-Stabes aufgebracht. Diese Über¬ zugsschicht wurde unter einer Haube 30 Minuten an der Luft getrocknet. Der luftgetrocknete Film wurde dann in einem Luftgebläseofen 30 Minuten bei 125ºC getrocknet. Die Dicke der Überzugsschicht betrug annähernd 3 um. Die Oxalsäure verursachte die Vernetzung der Methoxymethylgruppen des Polyamids, wobei eine widerstandsfähige, gegen Abrieb beständige und gegen flüssigen Kohlenwasserstoff beständige Oberfläche erhalten wurde.

Beispiel V

Eine der Vorrichtungen des Beispiels III wurde mit einem Überzugsmaterial dieser Erfindung überzogen. Die Ladungstransportschicht wurde beschichtet mit einer Zusammensetzung von 2 g des allylmethylierten Polyamids des Beispiels I, 12,5 g Methylalkohol, 5 g n-Propanol und 2 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'- diamin (DHTBD), 0,2 g Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)phenylmethan (BDETPM), aufgelöst in 0,5 g Tetrahydrofuran, 0,1 g 2-Methyl-3-butin-2-ol, einem Pt-Katalysator- Inhibitor, erhältlich von Aldrich Chemical Co., 0,4 g HDP-111 (Hydrid-funktionelles Polysiloxan; erhältlich von Gelest Inc., Tullytown Pa.) und 0,3 g Pt-Katalysator-Komplex in Xylol (ebenfalls erhältlich von Gelest Inc.), um einen Überzug zu bilden. Der Film wurde unter Verwendung eines 0,1 mil Beschichtungsstabs gegossen. Die Beschichtung wurde in einem Luftgebläseofen 30 Minuten bei 110ºC getrocknet. Der getrocknete Film hatte eine mittlere Dicke von 3,5 um.

Beispiel VI

Eine der Vorrichtungen des Beispiels III wurde mit einem Überzugsmaterial dieser Erfindung überzogen. Die Ladungstransportschicht wurde beschichtet mit einer Zusammensetzung von 2 g des allylmethylierten Polyamids des Beispiels II, 12,5 g Methylalkohol, 5 g n-Propanol und 2 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'- diamin (DHTBD), 0,2 g Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)phenylmethan (BDETPM), aufgelöst in 0,5 g Tetrahydrofuran, 0,1 g 2-Methyl-3-butin-2-ol, einem Pt-Katalysator- Inhibitor (erhältlich von Aldrich Chemical Co.), 0,4 g HDP-111 (Hydrid-funktionelles Polysiloxan; erhältlich von Gelest Inc., Tullytown Pa.) und 0,3 g Pt-Katalysator-Komplex in Xylol (ebenfalls erhältlich von Gelest Inc.), um einen Überzug zu bilden. Der Film wurde unter Verwendung eines 0,1 mil Beschichtungsstabs gegossen. Die Beschichtung wurde in einem Luftgebläseofen 30 Minuten bei 110ºC getrocknet. Der getrocknete Film hatte eine mittlere Dicke von 3,5 um.

Beispiel VII

Vorrichtungen des Beispiels IV (Vorrichtung gemäß US-A-5,702,854) und der Beispiele V und VI (Vorrichtungen dieser Erfindung) wurden zuerst auf xerografische Empfindlichkeit und Zyklusstabilität geprüft. Jede Fotorezeptorvorrichtung wurde auf einen zylindrischen Aluminiumtrommelträger montiert, der auf einem Schaft eines Scanners rotierte. Jeder Fotorezeptor wurde mit einem Korotron aufgeladen, das entlang der Peripherie der Trommel montiert war. Das Oberflächenpotential wurde als eine Funktion der Zeit durch kapazitiv gekuppelte Spannungssonden gemessen, die an verschiedenen Stellen um den Schaft herum angeordnet waren. Die Sonden wurden durch Aufbringen bekannter Potentiale auf den Trommelträger kalibriert. Die Fotorezeptoren auf den Trommeln wurden mit einer Lichtquelle belichtet, die sich an einer Stelle nahe der Trommel stromabwärts von dem Korotron befand. Als die Trommel rotierte, wurde das anfängliche (vor der Belichtung) Aufladungspotential mit der Spannungssonde 1 gemessen. Die weitere Rotation führte zu der Belichtungsstation, wo der Fotorezeptor monochromatischer Strahlung einer bekannten Intensität ausgesetzt wurde. Der Fotorezeptor wurde gelöscht durch eine Lichtquelle, die sich an einer Stelle stromaufwärts der Aufladung befand. Die durchgeführten Messungen schlossen das Aufladen des Fotorezeptors mit einem konstanten Strom vom Spannungsmodus ein. Der Fotorezeptor wurde mittels einer Korona auf eine negative Polarität aufgeladen. Als die Trommel rotierte, wurde das anfängliche Aufladungspotential durch die Spannungssonde 1 gemessen. Die weitere Rotation führte zu der Belichtungsstation, wo der Fotorezeptor monochromatischer Strahlung von bekannter Intensität ausgesetzt wurde. Das Oberflächenpotential nach der Belichtung wurde durch die Spannungssonden 2 und 3 gemessen. Der Fotorezeptor wurde schließlich mit einer Löschungslampe mit geeigneter Intensität belichtet, und das Restpotential wurde durch die Spannungssonde 4 gemessen. Das Verfahren wurde wiederholt, wobei die Größe der Belichtung während des nächsten Zyklus automatisch geändert wurde. Die Fotoentladungscharakteristiken wurden durch Auftragen der Potentiale an den Spannungssonden 2 und 3 als eine Funktion der Belichtung mit Licht erhalten. Die Ladungsaufnahme und der Dunkelabfall wurden ebenfalls in dem Scanner gemessen. Das Restpotential war gleich (15 Volt) für sämtliche drei Fotorezeptoren, und es wurde kein Aufschaukeln beobachtet, wenn 10000 Zyklen in kontinuierlicher Weise durchgeführt wurden. Es war klar, dass die Überzugsschicht dieser Erfindung keine Mängel einführte.

Beispiel VIII

Prüfung auf Löschbeständigkeit: Ein negatives Korotron wurde gegen eine geerdete Elektrode einige Stunden (mit an den Korotrondraht angelegter Hochspannung) betrieben. Die Hochspannung wurde abgeschaltet, und das Korotron wurde 30 Minuten auf ein Segment der zu prüfenden Fotoleitervorrichtung verbracht (geparkt). Auf diese Weise wurde lediglich ein kurzes Mittelsegment der Fotoleitervorrichtung den Korotronabströmen ausgesetzt. Die nicht ausgesetzten Bereiche auf jeder Seite der ausgesetzten Bereiche wurden als Kontrollen verwendet. Die Fotoleitervorrichtung wurde dann in einem Scanner auf positive Aufladungseigenschaften für Systeme geprüft, die Moleküle vom Donortyp verwenden. Diese Systeme wurden mit einem Korotron von negativer Polarität in dem Latentbild-Bildungsschritt betrieben. Ein elektrisch leitender Oberflächenbereich (überschüssige Löcherkonzentration) erscheint als ein Verlust von positiver Ladungsaufnahme oder erhöhtem Dunkelabfall in den belichteten Bereichen (im Vergleich zu den unbelichteten Kontrollbereichen auf jeder Seite des kurzen Mittelsegments). Da der elektrisch leitende Bereich auf der Oberfläche der Fotoleitervorrichtung lokalisiert ist, wird die Abtastung einer negativen Ladungsaufnahme durch das Aussetzen gegen den Korotronabstrom nicht beeinträchtigt (negative Ladungen bewegen sich nicht durch eine Ladungstransportschicht, die aus Donormolekülen hergestellt ist). Die überschüssigen Träger auf der Oberfläche verursachen jedoch eine Oberflächenleitfähigkeit, was zu einem Verlust der Bildauflösung führt und in schweren Fällen eine Löschung verursacht. Die Fotorezeptorvorrichtung des Beispiels IV des Standes der Technik und des Beispiels V und VI der vorliegenden Erfindung wurden auf Löschbeständigkeit geprüft. Der nicht den Koronaabströmen ausgesetzte Bereich war in sämtlichen Vorrichtungen mit 1000 Volt positiv aufgeladen. Der Bereich der Vorrichtung des Beispiels IV des Standes der Technik, welcher der Korona ausgesetzt war, war auf 500 Volt aufgeladen (ein Verlust von 500 Volt der Ladungsaufnahme), während die Bereiche der Vorrichtungen der Beispiele V und VI, welche der Korona ausgesetzt waren, auf 900 Volt aufgeladen waren (ein Verlust von nur 100 Volt der Ladungsaufnahme). Somit hat die Zusammensetzung dieser Erfindung eine um einen Faktor 5 verbesserte Löschbeständigkeit.

Beispiel IX

Elektrofotografische Abbildungselemente wurden hergestellt, indem eine Ladungssperrschicht durch Tauchbeschichten auf die raue Oberfläche von acht Aluminiumtrommeln mit einem Durchmesser von 4 cm und einer Länge von 31 cm aufgebracht wurde. Die Beschichtungsmischung für die Sperrschicht war eine Lösung aus 8 Gew.-% Polyamid (Nylon 6), aufgelöst in einer Lösungsmittelmischung von 92 Gew.-% Butanol, Methanol und Wasser. Die Mischungsprozentsätze von Butanol, Methanol und Wasser betrugen 55, 36 und 9 Gew.-%. Die Beschichtung wurde bei einer Rückzugsgeschwindigkeit des Beschichtungsbades von 300 mm/min aufgebracht. Nach dem Trocknen in einem Luftgebläseofen hatten die Sperrschichten Dicken von 1,5 um. Die getrockneten Sperrschichten wurden mit einer ladungserzeugenden Schicht beschichtet, die 2,5 Gew.-% Hydroxygalliumphthalocyanin-Pigmentteilchen, 2,5 Gew.-% filmbildendes Polyvinylbutyral-Polymer und 95 Gew.-% Cyclohexanon-Lösungsmittel enthielt. Die Beschichtungen wurden bei einer Rückzugsgeschwindigkeit des Beschichtungsbades von 300 mm/min aufgebracht. Nach dem Trocknen in einem Luftgebläseofen hatten die ladungserzeugenden Schichten Dicken von 0,2 um. Die Trommeln wurden anschließend mit Ladungstransportschichten überzogen, die N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'- biphenyl)-4,4'-diamin, dispergiert in Polycarbonat (PCZ200, erhältlich von Mitsubishi Chemical Company) enthielten. Die Beschichtungsmischung bestand aus 8 Gew.-% N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, 12 Gew.-% Bindemittel und 80 Gew.-% Monochlorbenzol-Lösungsmittel. Die Beschichtungen wurden in einem Tsukiage-Tauchbeschichtungsgerät aufgebracht. Nach dem Trocknen in einem Luftgebläseofen für 45 Minuten bei 118ºC hatten die Transportschichten Dicken von 20 um.

Beispiel X

Die Trommel von Beispiel IX wurde mit einer Überzugsschicht dieser Erfindung überzogen. Die Ladungstransportschicht wurde zur Bildung eines Überzugs tauchbeschichtet mit einer Zusammensetzung von 2 g des allyloxymethylierten Polyamids von Beispiel I, 12,5 g Methylalkohol, 5 g n-Propanol, 2 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'- biphenyl]-4,4'-diamin (DHTBD), 0,2 g Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)phenylmethan (BDETPM), aufgelöst in 0,5 g Tetrahydrofuran, 0,1 g 2-Methyl-3-butin-2-ol, einem Pt- Katalysator-Inhibitor, erhältlich von Aldrich Chemical Co., 0,4 g HDP-111 (Hydrid-funktionelles Polysiloxan; erhältlich von Gelest Inc., Tullytown Pa.) und 0,3 g Pt-Katalysator- Komplex in Xylol, ebenfalls erhältlich von Gelest Inc.,. 4,5 um dicke Überzüge wurden in dem Tauchbeschichtungsapparat mit einer Ziehgeschwindigkeit von 190 mm/min aufgebracht. Nach dem Trocknen bei 125ºC für 30 Minuten bildete die Beschichtung einen harten, glasartigen, widerstandsfähigen Film mit einer Trockendicke von 4,5 um. Der vernetzte Film wies erhöhte Abriebsbeständigkeit auf und behielt seine mechanische Festigkeit, wenn er 0,5 Stunden Alkohol und dem Kohlenwasserstofflösungsmittel Hexan ausgesetzt war. Der Fotorezeptor wurde in einer Xerox 4510 Maschine für 500 aufeinanderfolgende Kopien auf seine Druckeigenschaften geprüft. Es traten kein Verlust der Bildschärfe, kein Problem mit Hintergrund und auch kein anderer auf den Überzügen beruhender Mangel auf.

Beispiel XI

Die Trommel von Beispiel IX wurde mit einer Überzugsschicht dieser Erfindung überzogen. Die Ladungstransportschicht wurde zur Bildung eines Überzugs tauchbeschichtet mit einer Zusammensetzung von 2 g des allyloxymethylierten Polyamids von Beispiel II, 12,5 g Methylalkohol, 5 g n-Propanol, 2 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'- biphenyl]-4,4'-diamin (DHTBD), 0,2 g Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)phenylmethan (BDETPM), aufgelöst in 0,5 g Tetrahydrofuran, 0,1 g 2-Methyl-3-butin-2-ol, einem Pt- Katalysator-Inhibitor, erhältlich von Aldrich Chemical Co., 0,4 g HDP-111 (Hydrid-funktionelles Polysiloxan; erhältlich von Gelest Inc., Tullytown Pa.) und 0,3 g Pt-Katalysator- Komplex in Xylol, ebenfalls erhältlich von Gelest Inc. 4,5 um dicke Überzüge wurden in dem Tauchbeschichtungsapparat mit einer Ziehgeschwindigkeit von 190 mm/min aufgebracht. Nach dem Trocknen bei 125ºC für 30 Minuten bildete die Beschichtung einen harten, glasartigen, widerstandsfähigen Film mit einer Trockendicke von 4,5 um. Dieser vernetzte Film wies erhöhte Abriebsbeständigkeit auf und behielt seine mechanische Festigkeit, wenn er 0,5 Stunden Alkohol und dem Kohlenwasserstofflösungsmittel Hexan ausgesetzt war. Der Fotorezeptor wurde in einer Xerox 4510 Maschine für 500 aufeinanderfolgende Kopien auf seine Druckeigenschaften geprüft. Es traten kein Verlust der Bildschärfe, kein Problem mit Hintergrund und auch kein anderer auf den Überzügen beruhender Mangel auf.

Beispiel XII

Eine nicht überzogene Trommel des Beispiels IX und überzogene Trommeln des Beispiels X und XI dieser Erfindung wurden in einer Verschleißeinspannvorrichtung geprüft, die eine vorgespannte Aufladungswalze für das Aufladen enthielt. Der Verschleiß wurde berechnet als Nanometer/Kilozyklen der Rotation (nm/Kc). Die Reproduzierbarkeit der Kalibrierungsstandards betrug etwa ±2 nm/Kc. Der Verschleiß der Trommel des Beispiels IX ohne Überzug war größer als 80 nm/Kc. Der Verschleiß der überzogenen Trommeln der Beispiele X und XI dieser Erfindung betrug ~7 nm/Kc. Somit war die Verbesserung der Verschleißbeständigkeit des Fotorezeptors dieser Erfindung, wenn er Zyklusbedingungen mit vorgespannter Aufladungswalze unterworfen wurde, sehr signifikant.

Beispiel XIII

Eine der Vorrichtungen des Beispiels III wurde mit einem Überzugsmaterial dieser Erfindung überzogen. Die Ladungstransportschicht wurde zur Bildung eines Überzugs beschichtet mit einer Zusammensetzung von 2 g des allyloxymethylierten Polyamids von Beispiel I, 12,5 g Methylalkohol, 5 g n-Propanol, 2 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DHTBD), 0,2 g Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)- phenylmethan (BDETPM), aufgelöst in 0,5 g Tetrahydrofuran, 0,1 g 2-Methyl-3-butin-2- ol, einem Pt-Katalysator-Inhibitor, erhältlich von Aldrich Chemical Co., 0,1 g 1,3-Diphenyl-1,1,3,3-tetrakis(dimethylsiloxy)disiloxan (Gelest SiDY582.0), 0,1 g Methylhydrosiloxanphenylmethylsiloxan-Copolymer, Hydrid-endständigem HPM-502 und 0,2 g Gelest HDP-111 und 0,3 g Pt-Katalysator-Komplex in Xylol (ebenfalls erhältlich von Gelest Inc.). Der Film wurde unter Verwendung eines 1 mil Beschichtungsstabes gegossen. Die Beschichtung wurde in einem Luftgebläseofen 30 Minuten bei 110ºC getrocknet. Der getrocknete Film hatte eine mittlere Dicke von 3,5 um.

Beispiel XIV

Eine der Vorrichtungen des Beispiels III wurde mit einem Überzugsmaterial dieser Erfindung überzogen. Die Ladungstransportschicht wurde zur Bildung eines Überzugs beschichtet mit einer Zusammensetzung von 2 g des allyloxymethylierten Polyamids von Beispiel II, 12,5 g Methylalkohol, 5 g n-Propanol, 2 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-hydroxyphenyl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (DHTBD), 0,2 g Bis(2-methyl-4-diethylaminophenyl)- phenylmethan (BDETPM), aufgelöst in 0,5 g Tetrahydrofuran, 0,1 g 2-Methyl-3-butin-2- ol, einem Pt-Katalysator-Inhibitor, erhältlich von Aldrich Chemical Co., 0,1 g 1,3-Diphenyl-1,1,3,3-tetrakis(dimethylsiloxy)disiloxan (Gelest SiDY582.0), 0,1 g Methylhydrosiloxanphenylmethylsiloxan-Copolymer, Hydrid-endständigem HPM-502 und 0,2 g Gelest HDP-111 und 0,3 g Pt-Katalysator-Komplex in Xylol (ebenfalls erhältlich von Gelest Inc.). Der Film wurde unter Verwendung eines 1 mil Beschichtungsstabes gegossen. Die Beschichtung wurde in einem Luftgebläseofen 30 Minuten bei 110ºC getrocknet. Der getrocknete Film hatte eine mittlere Dicke von 3,5 um.

Beispiel XV

Vorrichtungen von Beispiel XIII und XIV wurden auf xerografische Empfindlichkeit und Zyklusstabilität geprüft, wie in Beispiel VII erläutert. Das Restpotential war für beide Fotorezeptoren gleich (15 Volt), und es wurde kein Aufschaukeln beobachtet, wenn 10000 Zyklen in kontinuierlicher Weise durchgeführt wurden. Es war klar, dass die Überzugsschichten dieser Erfindung keine Mängel einführten.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezielle bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist nicht beabsichtigt, darauf beschränkt zu sein; der Durchschnittsfachmann erkennt, dass Variationen und Modifikationen darin gemacht werden können, die innerhalb des Geistes der Erfindung und innerhalb des Bereichs der Patentansprüche liegen.

Claims

1. Ein allyloxymethyliertes Polyamid, das durch die Formeln I und II wiedergegeben wird:

worin:

n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,

R eine Alkyleneinheit ist, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält, zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub2;-Stellen -H sind, und der Rest der R&sub2;-Stellen zwischen 25 Prozent und 99 Prozent -CH&sub2;-O-(CH&sub2;)w-CH=CH&sub2; ist, worin

w 1, 2 oder 3 ist,

zwischen 1 und 75 Prozent der R&sub2;-Stellen -CH&sub2;-O-R&sub5; sind, und

R&sub5; eine Alkyleinheit ist, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, und

worin:

m eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen,

R&sub1; und R unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyleneinheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, zwischen 1 und 99 Prozent der R&sub3;- und R&sub4;-Stellen -H sind, und zwischen 25 Prozent und 99 Prozent des Restes der R&sub3;- und R&sub4;-Stellen -CH&sub2;-O-(CH&sub2;)w- CH=CH&sub2; sind,

worin

w 1, 2 oder 3 ist, und

zwischen 1 Prozent und 75 Prozent der R&sub2;-Stellen -CH&sub2;-O-R&sub5; sind,

worin R&sub5; eine Alkyleinheit ist, die 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält.

2. Ein allyloxymethyliertes Polyamid gemäß Anspruch 1, worin das allyloxymethylierte Polyamid wiedergegeben wird durch die Formel

worin

R', R", R''' unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyleneinheiten, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, und

n eine positive ganze Zahl ist, die ausreichend ist, um ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen etwa 5000 und etwa 100000 zu erreichen.

3. Ein Verfahren zum Synthetisieren eines allyloxymethylierten Polyamids, umfassend das Umsetzen eines in Alkohol löslichen Polyamids mit Formaldehyd und einem linearen Alkohol mit endständiger Doppelbindung.

4. Ein Verfahren zum Vernetzen eines allyloxymethylierten Polyamids, wobei das Verfahren ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus

dem Erhitzen eines allyloxymethylierten Polyamids in Gegenwart eines Radikalkatalysators und

dem Hydrosilylieren einer Doppelbindung einer Alloxygruppe eines allyloxymethylierten Polyamids mit einem Silan-Reaktanten mit wenigstens 2 reaktiven Stellen.

5. Ein elektrofotografisches Abbildungselement, umfassend

einen Träger,

wenigstens eine fotoleitende Schicht, und

eine Überzugsschicht, umfassend

eine Löcher transportierende Hydroxyarylaminverbindung mit wenigstens zwei funktionellen Hydroxygruppen, und

ein vernetztes, filmbildendes, allyloxymethyliertes Polyamid-Bindemittel.

6. Ein elektrofotografisches Abbildungselement gemäß Anspruch 5, worin die Überzugsschicht ebenfalls ein vernetztes Polyamid umfasst, das durch Vernetzen eines in Alkohol löslichen, vernetzbaren Polyamid-Polymers mit Methoxymethylgruppen, gebunden an Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst, gebildet ist.

7. Ein elektrofotografisches Abbildungselement gemäß Anspruch 5, worin die Überzugsschicht ebenfalls einen Stabilisator enthält.

8. Ein elektrofotografisches Abbildungselement gemäß Anspruch 7, worin der Stabilisator Bis-(2-methyl-4-diethylaminophenyl)-phenylmethan ist.

9. Ein Verfahren zum Beschichten eines elektrofotografischen Abbildungselements, umfassend die Bereitstellung eines elektrofotografischen Abbildungselements,

die Bildung einer Beschichtung auf dem elektrofotografischen Abbildungselement, wobei die Beschichtung eine Lösung aus

einer Löcher transportierenden Arylaminverbindung,

einem Alkohol und

einem vernetzbaren, filmbildenden allyloxymethylierten Polyamid- Bindemittel umfasst, und

das Härten der Beschichtung zum Vernetzen des filmbildenden, allyloxymethylierten Polyamid-Bindemittels zur Bildung einer Überzugsschicht.

10. Ein Verfahren zum Beschichten eines elektrofotografischen Abbildungselements gemäß Anspruch 9, worin die Lösung ebenfalls ein vernetzbares, in Alkohol lösliches, filmbildendes Polyamidpolymer-Bindemittel mit Methoxymethylgruppen, gebunden an Stickstoffatome von Amidgruppen in dem Polymer-Grundgerüst, enthält.