Электрофотографический элемент для получения изображения Советский патент 1988 года по МПК G03G5/06 

со

00

со

4

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.

Пример 1, Приготовление N, N -дифeнил-N,N -бис(З-метиЛфенил)- 1, -бифенил -4,4 -диамина.

Для приготовления указанного соединения используют сосуд емкостью 5000 мл с круглым дном и тремя горловинами, снабженный механической мешалкой и помещенный в атмосферу аргона. В этот сосуд помещают 336 г (I моль)Ы,н -дифенилбензидина, 550 г (2,5 моль) м-йодотолуола, 550 г (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- женным давлением Черный продукт ргз- деляют путем хроматографирования в колонне с использованием нейтральной окиси алюминия. Бесцветные кристаллы получают путем рекристаллизации про-: дукта из п-октана. Т.пл. 167-169 С, выход 369 г (65%).

П р и м е р 2. Фоточувствительная слоистая структура содержит алюминиевую подложку, на которую нанесен слой аморфного селена толщиной 1 мкм и слой толщиной 22 мкм материала переноса зарядов, содержащего 25 мас.% N,N -дифенил-Ы,к -бис-(3-метилфенил)- l,l -бифенил -4,4 -диамина и 75мас. бис-фенол-А-поликарбоната, причем этот слой нанесен поверх слоя аморфного селена. Элемент изготовлен по следующей технологии.

Слой толщиной 1 мкм из СТеКЛОВИД-

ного селена образован на алюминиевой подложке с использованием обьмной технологии вакуумного осаждения.

Слой переноса зарядов приготовлен путем растворения в 135 г метилен- хлорида 3,34 г N,N -дифеншг-N N - бис(З-метилфенил)- l , l -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 ва« куумной сушке при в течение 18 для образования сухого слоя толщиной 22 мкм, KOTOpbrti служит слоем переноса зарядов.

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

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

а.9.

2x10 фотонов/см . с. Пластина прояйляет удовлетворительное разряжение и пригодна для использования для образования видимых изображений.

П р и м е р 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 толп{иной 22 мкм, содержащий 50 мас.% N,N -дифенил-К,Н -бис(З-метилфенил)- 1,1 -бифенил 1-4,4 -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 1 О Торр при температуре подложки 50 С. Слой толщиной 22 мкм из материала для переноса зарядов, содержащий 50 мас.% Ы,н -дифенил-Ы, (3-метилфенил),1 -бифенил -4,4 - диамина и 50 мас.% поли (4,4 -изо- пропилидендифениленкарбоната) с мол.массой 40000, наносят на слой аморфного селена.

I ...

Слой переноса зарядов изготавливают путем растворения в 135 г мети- ленхлорида 10 г N,N -дифeнил-N,N 10

31378794

бис(З-метилфенил)- О -бнфенил - 4,4 -диамина и 10 г поли(4,4 -изопро- пилидендифениленкарбоната) с мол. массой около 40000. Смесь наносят на слой аморфного селена с использованием устройства для нанесения пленок. Покрытие затем высушивают при в течение 18 ч для образования сухого слоя толщиной 22 мкм из материала для переноса зарядов. Слой аморфного селена затем преобразуется в кристаллическую тригональную форму путем нагревания всего устройства до 125 С и поддержания этой температуры в течение около 16ч. По истечении 16 ч устройство охлаждают до комнатной температуры. Пластину испы- тьюают электрически с использованием отрицательного заряда до величины поля 60 В/мкм и разряжения при длине 4200 А и интенсивности

Слой переноса заряда изготавливают путем растворения в 135 г хлорме- тилена 3,34 г N,N -дифeнил-N, (3-метилфенил)- , 1 -бифенил j-4, диамина, приготовленного по примеру 1, и 10 г бисфенил-А-поликарбоната. Слой вышеуказанной смеси образуется на слое стекловидный селен-мышьяк- йод. Покрытие затем высушивают в вакууме при 80 С в течение 18ч, чтобы образовать слой материала для переноса зарядов толщиной 30 мкм.

15

20

волны света 2x10 фотонов/см С. Пластина разряжается удовлетворительно и может

Пластину испытьшают электрически с использованием отрицательного заряда до величины 60 В/мкм и разряжения

ее с использованием длины волны свеОА7

та 4200 А при интенсивности 2x10 фотонов/см - с. Пластина удовлетвори - тельно разряжается и может быть использована для образования видимых изображений.

П РИМ е р 5. Приготовление N,N Б колбу емкостью 500 мл с тремя горлышками и круглым дном, снабжен35

40

быть использована для получения види- 25 дифeнил-N,N -бис(4-метилфенил)-11,- мых изображений высокого качества. бифенил -4,4 -диамина.

П р и м е р 4. Фоточувствительная слоистая структура содержит алюминиевую подложку, на которую нанесен слой толщиной 0,2 мкм из аморфного селена, 30 «Уо магнитной мешалкой и продутую-аргрном, помещают 20 г р,р -диодобифе нила (0,05 моль), 18,3 г р-толилфе- ниламина 0,1 моль), 20,7 г карбоната калия (ангидридного)(О,15 моль) 3,О г порошковой меди и 50 мл суль- фолана (тетрагидротиофен-1,1-диоксида) Смесь нагревают до 220-225 С в течение 24 ч,, дают остыть примерно до 150 С и добавляют 300 мл деиони- зированной воды. Гетерогенную смесь нагревают с обратным холодильником при интенсивном перемешивании. В колбе образуется светло-коричневый i маслянистый осадок. Воду декантируют. Затем добавляют 300 мл воды и водньм слой снова декантируют. Добавляют 300 мл метанола и смесь нагрева- ют с обратным холодильником для растворения неотреагировавших исходных g материалов. Твердую фазу отфильтро вьгоают, смешивают с 300 мл п-октана и нагревают с обратным холодильником до 125 С. Раствор дважды отфильтровывают через 100 г нейтрального глинозема для получения вначале бледно- желтого, а затем бесцветного фильтрата и дают остыть. Получают бесцветные кристаллы требуемого соединения с

и мышьяка, содержащего также галоген, и слой толщиной 30 мкм из материала для переноса зарядов, содержащего 25 мас.% N,N -диФeнил-N,N -биcCЗ - метилфенил)- -бифенилJ-4,4 -диамина и 75 мас,% бисфенол-А-поли- карбоната, который нанесен на слой йй аморфного селена мьш1ьяка и галогена. Элемент изготавливается следующим образом.

Смесь, содержащую около 35,5 мас.% мьш1ьяка и 64,5 мас. 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, вьши-- мают из ампулы и размещают в кварце- вом тигле в стеклянном колпаке при . Стеклянный колпак затем ваку- умируют до давления около 5х10 Торр, и кварцевый тигель нагревают до л., чтобы испарить смесь на алюминиевую пластину. Тигель выдерживают при температуре испарения приблизительно в течение 30 мин. В конце этого времени тигель охлаждают и полученную пластину удаляют из колпака.

45

55

т.пл.163-164 С.

0

Слой переноса заряда изготавливают путем растворения в 135 г хлорме- тилена 3,34 г N,N -дифeнил-N, (3-метилфенил)- , 1 -бифенил j-4, диамина, приготовленного по примеру 1, и 10 г бисфенил-А-поликарбоната. Слой вышеуказанной смеси образуется на слое стекловидный селен-мышьяк- йод. Покрытие затем высушивают в вакууме при 80 С в течение 18ч, чтобы образовать слой материала для переноса зарядов толщиной 30 мкм.

Пластину испытьшают электрически с использованием отрицательного заряда до величины 60 В/мкм и разряжения

ее с использованием длины волны свеОА7

та 4200 А при интенсивности 2x10 фотонов/см - с. Пластина удовлетвори - тельно разряжается и может быть использована для образования видимых изображений.

П РИМ е р 5. Приготовление N,N дифeнил-N,N -бис(4-метилфенил)-11,- бифенил -4,4 -диамина.

Б колбу емкостью 500 мл с тремя горлышками и круглым дном, снабжен«Уо магнитной мешалкой и продутую-ар

35

g

40

g

g

45

g

55

т.пл.163-164 С.

П р и м е р 6. N,N -Дифенил-Ы,Ы - бис(2-метилфенил)-|I,l -бифенил1-А, 4 -диамин.

В трехгорлую колбу вместимостью 250 мл с круглым дном, имеющую механическую мешалку, термометр с регулятором температуры и источник аргона, помещают 8,4 г Ы,к -дифенил- l ,1 -бифенил1-4,4 -диамина (0,025 моль), 16,3 г 2-йодотолуола (0,075 моль), 7,5 г медной бронзы и 24 мл смеси С 5 алифатических углеводородов, Содержимое колбы нагревают до I90 С с помешиванием в течение 18ч. 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 цик- логексанбензолом в отношении 3:2 в ка качестве растворителя для элюирова- ния. Полученное масло бьшо рекристал лизовано из п-октана с получением бесцветных кристаллов требуемого сое,г динения с т.пл. 148-150 С. ,

Пример. N,N -Дифенил-N,N - бис(3-хлорофенил- 1,1 -бифенил -4,4 - диамин.

В трехгорлую колбу емкостью 150 мл с круглым дном, имеющую механическую мешалку, термометр с регулятором температуры и источник газообразного аргона, помещают 3,4 г Ы,ы - дифенил-О 5 -бифенил -4,4 -диамина (0,01 моль, 5,6 г карбоната калия /0,04 моль), 9,6 г 3-хлоройодобензол (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 п-октана и фильтрованием неорганической фазы. Произ- водят колонную хроматографию темно- оранжевого фильтрата при помощи нейтрального глинозема с циклогексаном и бензолом в качестве растворителя для элюирования в отношении 3:2). Полученное масло рекристаллизуют из п-октана с получением бесцветных кристаллов требуемого продукта с т.пл. 130-1 32 с.

5 0

5

0 5 Q g

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

В трехгорлую колбу емко стью 250 мл с круглым дном, имеющую меха- . ническую мешалку, термометр с регулятором температуры и источник не-- окисляющегося газа, помещают 3,4 г N,N -дифенил- 1,l -бифенил -4,4 -ди- . амина {о,01 моль) и 0,5 г меди. Содержимое колбы нагревают с перемеши-. ванием в течение 24 ч. При помощи водного аспиратора удаляют избыток 4-хлоройодобензЬла вакуумной дистилляцией. Продукт изолируют добавлением 200 мл п-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 рекристаллизуют из п-октана с получением бесцветных кристаллов требуемо- .го продукта, имеющего т.пл.147-1 49 С.

П р и м е р 9. Готовят четьфе электрофотографических элемента с использованием в слое переноса зарядов соединений, приготовленных по примерам 5-8. Готовят четыре раствора, каждый из которьк содержит 1 г поликарбоната, растворенного в 13,5 г метиленхлорида. В каждом растворе растворен 1 г соединений, приготовленных в примерах 5-8. с получением 30%-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 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-А. При этом каждая пластина дает отличные ксерографические копии.

П р и м е р 10. Приготовление из- вестньк фоторецепторных устройств.

Готовят две отдельные комбинации соединения N,N,N ,N -тетрафенилвирующего излучения в течение пример- ЗО щий из электропроводной подложки и

35

40

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 его использование в реальном высокоскоростном циклическом ксерографи- ческом устройстве.

Элемент, содержащий 20 мас.% известного соединения, отрицательно заряжают примерно до -1425 В. Скорость разряда в темноте составляет примерно 150 В за время 1,0 с. Заряженньй элемент освещают вспышкой активирующего излучения ov 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 - принанесенных на нее последовательно ф топроводн1 кового слоя, обладающего свойствами фотогенерирования и ин- жекции дырок, и прилегающего к нему слоя переноса зарядов, содержащий электрически неактивную органическую смолу на основе поликарбоната и диспергированный в ней диамнн фе- нилового .ряда, отличающий с я тем, что, с целью улучшения качества элемента за счет предотвращения накопления остаточного потенциала, он в качестве диамина фе- нилового ряда содержит соединение 45 формулы

50

где X - С.-алкил или хлор, взятое в количестве 25-75 мас.%.

2. Элемент по ri. 1 , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что фотопроводнико- вый слой вьтолнен из аморфного или тригонального селена или из сплава селена с мышьяком и йодом.

нанесенных на нее последовательно фо- топроводн1 кового слоя, обладающего свойствами фотогенерирования и ин- жекции дырок, и прилегающего к нему слоя переноса зарядов, содержащий электрически неактивную органическую смолу на основе поликарбоната и диспергированный в ней диамнн фе- нилового .ряда, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения качества элемента за счет предотвращения накопления остаточного потенциала, он в качестве диамина фе- нилового ряда содержит соединение формулы

55

50

где X - С.-алкил или хлор, взятое в количестве 25-75 мас.%.

2. Элемент по ri. 1 , о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что фотопроводнико- вый слой вьтолнен из аморфного или тригонального селена или из сплава селена с мышьяком и йодом.

91378794 . 10

3.Элемент по пп.1 и 2, о т л и-X - Сл- С -алкил или хлор, взятого чающийся тем, что слой пере-в количестве 25-75 мас.%, выполне- носа зарядов содержит г.шктрическиние фотопроводникового слоя из аморф- неактивную органическую смолу на ос- gного или тригонального селенаi или нове поликарбоната с мол.м. 20000 -из сплава селена с мьшьяком и йодом, 120000.вьшолнение слоя переноса зарядов из

4.Элемент поп.З, о тличаю-электрически неактивной смолы на ос- щ и и с я тем, что в качестве поли-нове поликарбоната с мол.м. 20000- карбонатной смолы слой переноса заря-ю120000.

да содержит поли (4,А -изопропилиден-. 04.05.77 (п.4) - использование в

дифениленкарбонат с мол.м. 35000 -качестве поликарбонатной смолы в

40000 или 40000-45000.слое переноса заряда поли-(Д,4 -изоПриоритет по признакам:пропилидендифениленкарбоната) с

23.08.76 (п.1,2,3) - использова-мол.м. от 35000 до 40000 или от

ние диамина фенилового ряда, где40000 до 45000.

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 вьшол- нен из электрически неактивной смолы, взятой в количестве 25-75 мас.%, на основе поликарбоната и диамина фени- лового 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 -изопропили- дендифениленкарбонат) с мол.мае. от 35000 до 40000 или от 40000 до 45000. 3 3.п. ф-лы. Си с