Электрофотографический элемент для получения изображения

 

Изобретение относится к ксерографии и позволяет улучшить качество элемента за счет предотвращения накопления остаточного потенциала. На алюминиевую подложку наносят фотопро-i водниковый слой, в качестве которого используют аморфный или тригональньй селен или сплав селена с мьппьяком и йодом. Данный слой обладает свойствами фотогенерирования и инжекции дырок . Затем на данный слой наносят слой переноса зарядов, который вьшолнен из электрически неактивной смолы, взятой в количестве 25-75 мас.%, на основе поликарбоната и диамина фенилового ряда общей формулы N(CgH5)« (СбН)(), где X - алкильный радикал с содержанием углер одных атомов от 1 до 4 или хлор. Поликарбонатную смолу используют с мол.мае.от 20000 до 120000, например типа поли-(4-, 4 -изопропилидендифениленкарбонат) с мол.мае. от 35000 до 40000 или от 40000 до 45000. 3 3.п. ф-лы. Си с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 G 03 С 5/06

ВСЕГО) РАЯ

13„, „,3

51%АМ 9ТРМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРЕТений и отнРытий (21) 2517594/28-1 2 (22) 22.08.77 (31) 716403; 793819 (32) 23.08.76; 04.05.77 (33) US (46) 29 02.88. Бюл. Р 8 (71) Ксерокс Корпорейшн (US) (72) Милан Столка (US),Äàìîäàð М.Пэй (IN) и Джон Ф.Янус (US) (53) 772.93 (088.8) (56) Патент США 9 3265496, кл,96-1, 1966. (54) ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИИ ЭЛЕМЕНТ

ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к ксерографии и позволяет улучшить качество элемента за счет предотвращения накопления остаточного потенциала. На алюминиевую подложку наносят фотопро"

„SU „, 1 78794 А 3 водниковый слой, в качестве которого используют аморфный или тригональный селен или сплав селена с мышьяком и йодом. Данный слой обладает свойствами фотогенерирования и инжекции дырок. Затем на данный слоД наносят слой переноса зарядов, который выпол" нен из электрически неактивной смолы, взятой в количестве 25-75 мас.7, на основе поликарбоната и диамина фенилового ряда общей формулы И(С Н )»

" (С Н Х) -С Н - С6 Н -И (С Н ) (С6 Н Х), где Х вЂ” алкильный радикал с содержанием углеродных атомов от 1 до 4 или хлор. Поликарбонатную смолу исполь" зуют с мол.мас.от 20000 до 120000, например типа поли-(4; 4 -иэопропили-! дендифениленкарбонат) с мол.мас. от

35000 до 40000 или от 40000 до 45000, 3 з.п. ф-лы, 1378794

Изобретение относится к электрофотографическим элементам для создания изображения и может быть использовано в ксерографии для получения видимых изображений

Целью изобретения является улучшение качества элемента за счет предотвращения,накопления остаточного потенциала ° 10

Пример 1, Приготовление N, I I

N -дифенил-N,N -бис (3-метилфенил)(1,) -бифенил -4,4 -диамина.

Для приготовления укаэанного соединения используют сосуд емкостью 15

5000 мл с круглым дном и тремя горловинами, снабженный механической мешалкой и помещенный в.атмосферу аргона. В этот сосуд помещают 336 r (1 моль)N,N -дифенилбензидина, 550 г 20 ( (2,5 моль) м-йодотолуола, 550 r (2 моль) карбоната калия (безводного), 50 г катализатора медь-бронза и

1500 мл диметилсульфоксида (безводного). Гетерогенную смесь нагревают с обратным холодильником в течение

6 дн. Темный шлам затем фильтруют, фильтрат четырежды экстрагируют водой, высушивают с сульфатом магния и фильтруют. Бензол удаляют под пони- 30 женным давлением, Черный продукт ргзделяют путем хроматографирования в колонне с использованием нейтральной окиси алюминия. Бесцветные кристаллы получают путем рекристаллизации про- . 35 ь дукта из и-октана. Т.пл. 167-169 С, выхоц 369 г (65 ).

Пример 2. Фоточувствительная слоистая структура содержит алюминиевую подложку, на которую нанесен 40 слой аморфного селена толщиной 1 мкм и слой толщиной 22 мкм материала переноса зарядов, содержащего 25 мас.l

N,N -дифенил-N,N -бис-(3-метилфенил)(1,1 -бифенил)-4,4 -диамина и 75 мас. 45 бис-фенол-А-поликарбоната, причем этот слой нанесен поверх слоя аморфного селена. Элемент изготовлен по следующей технологии.

Слой толщиной 1 мкм иэ стекловид- 50 ного селена образован на алюминиевой подложке с использованием обычной технологии вакуумного осаждения.

Слой переноса зарядов приготовлен путем растворения в 135 r метилен(( хлорида 3,34 r N,N -дифенил-Н И бис(3-метилфенил)- (1,1 -бифенил)4,4 -диамина, приготовленного по примеру 1, и 10 г бисфенол-А-поликарбоната. Полученную смесь наносят на слой из стекловидного селена с использованием устройства для нанесения пленки. Покрытие подвергают вакуумной сушке при 40 С в течение 18 ч для образования сухого слоя толщиной 22 мкм, который служит слоем переноса зарядов. а

Элемент нагревают до 125 С в течение 16 ч, что достаточно для преобразования стекловидного селена в тригональный кристаллический селен.

Пластину испытывают электрически путем приложения отрицательного заряда к пластине до достижения величины поля 60 В/мкм и ее разряжают с использованием длины волны светового излучения 4200 А и интенсивности ю 2

2х10 фотонов/см . с. Пластина проявляет удовлетворительное раэряжение и пригодна для использования для образования видимых изображений.

Пример 3. Фоточувствительная слоистая структура, подобная полученной по примеру 1, содержащая алюминиевую подложку, на которую нанесен слой тригонального селена толщиной 1 мкм и слой переноса зарядов толщиной 22 мкм, содержащий 50 мас. .

N,N -дифенил-N,N -бис(3-метилфенил)I /

11,1 -бифенил)-4,4 -диамина и

50 мас. бисфенол-А-поликарбоната, который нанесен на слой тригонального селена. Элемент изготавливают с использованием следующей технологии.

Слой аморфного селена толщиной

1 мкм вакуумно испаряется на алюминиевую подложку (0,0762 мм) с использованием обычной технологии вакуумного осаждения. До испарения аморфного селена на подложку на ней образуют путем нанесения покрытия погружением барьерный слой эпоксидной фенольной смолы толщиной 0,5 мкм. Вакуумное осаждение осуществляют при вакууме

10 Торр при температуре подложки

50 С. Слой толщиной 22 мкм иэ материала для переноса зарядов содержаФ

7 щий 50 мас. N,N -дифенил-N,N -бис (3-метилфенил)- 11,1 -бифенил)-4,4— диамина и 50 мас. . поли (4,4 -изопропилидендифениленкарбоната) с мол.массой 40000, наносят на слой: аморфного селена.

Слой переноса зарядов изготавливают путем растворения в 135 r мети1 < ленхлорида 10 г N,N -дифенил-И 0—

1378794 бис(3-метилфенил) — (l,! -бифенил )4,4 -диамина и 1 О г поли(4,4 -изопропилидендифениленкарбоната) с мол. массой около 40000. Смесь наносят на слой аморфного селена с использованием устройства для нанесения пленок. Покрытие затем высушивают при

40 С в течение 18 ч для образования

0 сухого слоя толщиной 22 мкм из мате- lð риала для переноса зарядов. Слой аморфного селена затем преобразуется в кристаллическую тригональную форму путем нагревания всего устройства до 125п С и поддержания этой темпера- 15 туры в течение около 16 ч. По истечении 16 ч устройство охлаждают до комнатной температуры. Пластину испытывают электрически с использованием отрицательного заряда до величины поля 60 В/мкм и разряжения при длине волны света 4200 А и интенсивности

2, 2х10 фотонов/см с. Пластина разряжается удовлетворительно и может быть использована для получения види- 25 мых изображений высокого качества.

Пример 4. Фоточувствительная слоистая структура содержит алюминиевую подложку, на которую нанесен слой толщиной 0,2 мкм из аморфного селена, 3р и мышьяка, содержащего также галоген, и слой толщиной 30 мкм из материала для переноса зарядов, содержащего

25 мас.% N,N -дийенил-N,N -бис(3метилфенил) — tl,l -бифенил1-4,4 -ди1 амина и 75 мас,X бисфенол-А-поли карбоната, который нанесен на слой из аморфного селена мышьяка и галогена. Элемент изготавливается следующим образом. ар

Смесь, содержащую около 35,5 мас.Ж мьппьяка и 64,5 мас.й селена и около

850 ч на млн йода, герметизируют в ампуле и проводят реакцию при температуре около 525 С в течение 3 ч во вращающейся печи. Смесь затем охлаждают до комнатной температуры, вынимают из ампулы и размещают в кварцевом тигле в стеклянном колпаке при

O 70 С. Стеклянный колпак затем ваку и умируют до давления около 5х10 Торр, и кварцевый тигель нагревают до о 380 С, чтобы испарить смесь на алюмйниевую пластину. Тигель выдерживают при температуре испарения приблизительно в течение 30 мин. В конце этого времени тигель охлаждают и полученную пластину удаляют из колпака.

Слой переноса заряда изготавливают путем растворения в 135 г хлорметилена 3,34 г N N -дифенил-N N -бис

I f (3-метилфенил) — fl,! -бифенил 1-4,4— диамина, приготовленного по примеру

1, и 10 r бисфенил-А †поликарбона.

Слой вышеуказанной смеси образуется на слое стекловидный селен-мышьякйод. Покрытие затем высушивают в вао кууме при 80 С в течение 18 ч, чтобы образовать слой материала для переноса зарядов толщиной 30 мкм.

Пластину испытывают электрически с использованием отрицательного заряда до величины 60 В/мкм и разряжения ее с использованием длины волны свео ла та 4200 А при интенсивности 2х10 фотонов/см с. Пластина удовлетвори"

z, тельно разряжается и может быть использована для образования видимых изображений.

Пример 5. Приготовление Н,Nдифенил-N,N -бис(4-метилфенил)-11,11

I бифенил -4,4 -диамина.

В колбу емкостью 500 мл с тремя горльппками и круглым дном, снабженную магнитной мешалкой и продутую ар( гоном, помещают 20 r р,р -диодобифе нила (0,05 моль), 18,3 г р-толилфениламина (0,1 моль), .20,7 г карбоната калия (ангидридного)(0,15 моль)

3,0 r порошковой меди и 50 мл сульфолана (тетрагидротиофен-l,l-диоксида) . Смесь нагревают до 220-225 С в течение 24 ч,, дают остыть примерно до 150 С и добавляют 300 мл деионизированной воды. Гетерогенную смесь нагревают с обратным холодильником при интенсивном перемешивании. В колбе образуется светло-коричневый маслянистый осадок. Воду декантируют. Затем добавляют 300 мл воды и водный слой снова декантируют. Добавляют 300 мл метанола и смесь нагревают с обратным холодильником для растворения неотреагировавших исходных материалов. Твердую фазу отфильтро вывают, смешивают с 300 мл и-октана и нагревают с обратным холодильником о до 125 С. Раствор дважды отфильтровывают через 100 r нейтрального гли" нозема для получения вначале бледножелтого, а затем бесцветного фильтрата и дают остыть. Получают бесцветные кристаллы требуемого соединения с т.пл.163 †1 С.

1О

5 13

Пример 6. N,N -Дифенил-N,N ! бис(2-метилфенил) — 1,1 -бифенил) -4, 4Г -диамин.

В трехгорлую колбу вместимостью

250 мл с круглым дном, имеющую механическую мешалку термометр с регу-! лятором температуры и источник аргона, помещают 8,4 г N,N -дифенилI (1,l --бифенил)-4,4 -диамина (0,025 моль), 16,3 r 2-йодотолуола (0,075 моль), 7,5 r медной бронзы и

24 мл смеси С„ — С -алифатических углеводородов. Содержимое колбы о нагревают до 190 С с помешиванием в течение 18 ч. При помощи водяного аспиратора путем вакуумной дистилляции удаляют избыток 2-йодотолуола. Продукт изолируют добавлением 200 мл п-октана и горячим фильтрованием для удаления неорганической твердой фазы.

Затем производят колонную хроматографию темно-оранжевого фильтрата при помощи нейтрального глинозема с циклогексанбенэолом в отношении 3:2 в ка качестве растворителя для элюирования. Полученное масло было рекристал лизовано из и-октана с получением бесцветных кристаллов требуемого сое,.; динения с т.пл. 148-150 С.

Пример 7. N,N -Дифенил-N,N— бис(3-хлорофенил-(1,1 -бифенил1-4,4— диамин.

78794 6

Пример 8.N,N --дифенил-N,N бис(4-хлорофенил) -(1,1 -бифенил)-4, 4 -диамина.

В трехгорлую колбу емкбстью

250 мл с круглым дном, имеющую меха- . ническую мешалку, термометр с регулятором температуры и источник не-. окисляющегося газа, помещают 3,4 г ! Г 1 /

N,N -дифенил-jl,! -бифенил)-4,4 -ди, амина (0,01 моль } и 0,5 г меди. Содержимое колбы нагревают с перемеши-, ванием в течение 24 ч. При помощи водного аспиратора удаляют избыток

4-хлоройодобенэола вакуумной дистилляцией. Продукт изолируют добавлением

200 мл и-октана и горячим фильтрованием для удаления неорганической твердой фазы. Производят колонную хроматографию темно-оранжевого фильтрата при помощи нейтрального глинозема с циклогексаном и бензолом в качестве растворителя для элюирования

{ в соотношении 3;2). Полученное масло

-25 рекристаллизуют из п-октана с получением бесцветных кристаллов требуемоо . го продукта, имеющего т.пл.147-149 С.

Пример 9. Готовят четыре электрофотографических элемента с

ЗО использованием в слое переноса зарядов соединений, приготовленных по примерам 5 — 8. Готовят четыре раствора, каждый из которых содержит 1 г

45

В трехгорлую колбу емкостью

150 мл с круглым дном, имеющую механическую мешалку, термометр с регулятором температуры и источник газообразного аргона, помещают 3,4 г N,Í—

f дифенил-11,1 -бифенил 1-4,4 -диамина ! 3 / (0,01 моль), 5,6 г карбоната калия

0,04 моль), 9,6 r 3-хлоройодобензола

0,04 моль) и 0,5 г порошкообразной меди. Содержимое колбы нагревают с перемешиванием в течение 24 ч. При помощи водного аспиратора вакуумной дистилляцией удаляют избыток 3-хлоройодобензола. Продукт изолируют добавлением 200 мл и-октана и фильтрованием неорганической фазы. Производят колонную хроматографию темнооранжевого фильтрата при помощи нейтрального глинозема с циклогексаном и бензолом в качестве растворителя для элюирования (в отношении 3:2).

Полученное масло рекристаллиэуют из и-октана с получением бесцветныхкристаллов требуемого продукта с т.пл. 130-132 С. о поликарбоната, растворенного в 13,5 г метиленхлорида. В каждом растворе растворен 1 r соединений, приготовленных в примерах 5-8 . с получением

50 -ного (по массе) раствора твердой фазы соединения в поликарбонате после удаления метиленхлорида.

На четырех алюминиевых квадратных подложках со стороны квадрата 50,8 мм испаряют слой аморфного селена толщиной 0 5 мкм. Поликарбонатные растворы соединения из примеров 5-8 осаждают поверх селена и высушивают под вакуумом при 40 С в течение 24 ч с по получением слоя толщиной 25 мкм.

Электрические испытания пластин, проведенные аналогично примерам 2-4 показали, что перенос зарядов в этих структурах сравним с фоточувствительными структурами из примеров 3-4.

При этом каждая пластина дает отличные ксерографические копии.

Пример 1 0. Приготовление известных фоторецепторных устройств.

Готовят две отдельные комбинации соединения N,N,N,N -тетрафенил/ !

7 13787 (I,1 -бифенил)-4,4 -диамина с раствором поликарбоната в метиленхлориде.

Первая комбинация дает 15Х-ный (по массе ) раствор этого соединения в поликарбонате после удаления метиленхлорида, т.е. 0,177 г соединения в 1,0 г .поликарбоната. Это максимальное количество, которое может быть растворено в поликарбонате. 10

Вторая комбинация дает дисперсию или неполный раствор 20Х-ного (по массе ) соединения в том же поликарбонате после удаления метиленхлорида, т.е. 0,25 г соединения в 1,0 r поликарбоната. Слои переноса дают многочисленные белые области размером более 1 мкм, которые указывают на то, что известное соединение кристаллизовалось из матрицы.

С использованием 15- и 20%-ного

;(по массе соединения получены два элемента, как в примере 9.

Элемент, содержащий 15 мас.Ж из вестного соединения, заряжают отри- 25 цательно примерно до 1700 В. его i скорость разряда в темноте составляет примерно 125 В за 1,5 с ° Заряженный элемент освещают вспышкой активирующего излучения в течение пример- З0 но 2 мкс при помощи источников света с длиной волны 4330 А и энергией

15 эрг/см .

Элемент разряжается со следующей скоростью: после 0,25 с — примерно до 900 В, после 0,50 с — примерно до 600 В, после 0,75 с — примерно, до 500 В, после 1,00 с — примерно до

400 В, после 1,25 с — примерно до

360 В, после 1,50 с — примерно до

290 В, после 1,75 с — примерно до

280 .В, после 2,00 с — примерно до

260 В, после 4 с разряжался примерно до 160 В, Характер этого элемента исключает 45

его использование в реальном высокоскоростном циклическом ксерографическом устройстве.

Элемент, содержащий 20 мас.Ж известного соединения, отрицательно В0 заряжают примерно до -1425 В. Скорость разряда в темноте составляет примерно 150 В за время 1,0 с.

Заряженный элемент освещают вспышкой активирующего излучения от источ" 55 ников с длиной волны 4300 А и энергией 15 эрг/см в течение примерно

2 мкс ° Элемент разряжается со следующей скоростью: после 0,25 с — при94 мерно до 270 В, после 0,50 с — примерно до 196 В, после 0,75 с — примерно до 180 В, после 1,00 с — примерно до 150 В, после 1,25 с — примерно до 140 В, после 1,50 с — при мерно до 130 В, после 1,75 с — примерно до 120 В,после 2,00 с — примерно до 120 В,после 4,00 с — примерно до 100 В.

Данный элемент также неприемлем для использования его в реальном высокоскоростном циклическом ксерографическом устройстве, Гетерогенный ха" рактер слоя переноса дает низкое качество ксерографического отпечатка вследствие поверхностных дефеКтов и дефектов внутри материала, существенно ухудшающих прозрачность, дающих черезмерное рассеивание падающего света, снижающих механическую прочность, уменьшающих. разрешающую способность и дающих много дефектов печати.

Формула изобретен ля

1 . Элек трофотографический элемент для получения изображения, состоящий из электропроводной подложки и нанесенных на нее последовательно фотопроводникового слоя, обладающего свойствами фотогенерирования и инжекции дырок, и прилегающего к нему слоя переноса зарядов, содержащий электрически неактивную органическую смолу на основе поликарбоната и диспергированный в ней диамин фенилового ряда, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью улучшения качества элемента за счет предотвращения накопления остаточного потенциала, он в качестве диамина фенилового ряда содержит соединение формулы где Х вЂ” С вЂ” С -алкил или хлор, взятое в количестве 25-75 мас.X.

2. Элемент по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что фотопроводниковый слой выполнен из аморфного или тригонального селена или из сплава селена с мышьяком и йодом.

1378794

Составитель В.Шиманская

Редактор И.Рыбченко Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Король

Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3114

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 3. Элемент по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что слой переноса зарядов содержит электрически неактивную органическую смолу на ос5 нове поликарбоната с мол.м. 20000120000.

4. Элемент по п.3, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве поликарбонатной смолы слой переноса заря- 10 да содержит поли (4,4 -изопропилиден-. ( дифениленкарбонат с мол.м. 35000—

40000 или 40000-45000.

Приоритет по признакам:

23.08.7б (п.1,2,3)- - использование диамина фенилового ряда, где

Х вЂ” С»- С,1-алкил или хлор, взятого в количестве 25-75 мас.Х> выполнение фотопроводникового слоя из аморф ного или тригонального селена или иэ сплава селена с мышьяком и йодом, выполнение слоя переноса зарядов из электрически неактивной смолы на основе поликарбоната с мол.м. 20000120000.

04.05.77 (п.4) — использование в качестве поликарбонатной смолы в слое переноса заряда поли-(4,4 -изоI пропилидендифениленкарбоната) с мол,м. от 35000 до 40000 или от

40000 до 45000,