Исследование и разработка полимерных композиционных зарядо-транспортных слоев электрофотографических материалов

• Автор: Кошелева, Ольга Константиновна
• Шифр специальности: 05.17.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Органические фоторецепторы. Общая характеристика
1.2. Органические полимерные фотополупроводники
1.2.1. Полимеры с насыщенными связями в основной цепи
1.2.2. Полимеры с системой полисопряжения в основной цепи
1.2.3. Современные полимерные фотополупроводники
1.3. Молекулярно-допированные композиции
1.4. Пути оптимизации полимерных и молекулярно-допированных композиций для зарядо-транспортных слоев
1.4.1. Поиск и модификация зарядо-транспортных фотополупроводников
1.4.2. Модификация структуры полимерного связующего
1.4.3. Введение антиоксидантов и светостабилизаторов в дырочнотранспортный слой
1.4.4. Введение наполнителей, повышающих прочность покрытий
1.5. Выводы и обоснование выбранного направления рабЬты
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Объекты исследования
2.2. Приготовление образцов для измерения ЭФГ-свойств
2.3. Методика электрофотографических измерений
2.4. Методика измерения дрейфовой подвижности носителей заряда
2.5. Измерение светостойкости образцов
2.6. Методика исследования физико-механических характеристик образцов
2.7. Методика проведения испытаний по циклической устойчивости образцов
2.8. Определение эксплуатационных характеристик фоторецепторов
2.9. Обработка экспериментальных данных
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СВЯЗУЮЩИХ
НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МОЛЕКУЛЯРНО-ДОПИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СЛОЕВ
3.1. Исследование ЭФГ-характеристик молекулярно-допированных полимеров
3.2. Исследование влияния различных полимерных связующих на подвижность носителей заряда в молекулярно-допированных полимерных слоях
3.3. Исследование влияния структуры полимерного связующего на физико-механических характеристики молекулярно-допированных
полимеров
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ФОТОПРОВОДНИКОВ НА СВОЙСТВА МОЛЕКУЛЯРНО-ДОПИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СЛОЕВ
4.1. ЭФГ-свойства молекулярно-допированных композиций на основе различных фотопроводников
4.2. Исследование влияния структуры и концентрации фотопроводников на подвижность носителей заряда в молекулярно-допированных полимерных слоях
4.3. Физико-механические свойства молекулярно-допированных композиций на основе различных фотопроводников
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ СВЕТОСТОЙКОСТИ МОЛЕКУЛЯРНО-
ДОПИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ СЛОЕВ
5.1. Влияние фенолов
5.2. Влияние фосфитов
5.3. Влияние комплексных антиоксидантов
5.4. Влияние светостабилизаторов полимеров
Глава 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК КОМПЛЕКСНЫХ
МОЛЕКУЛЯРНО-ДОПИРОВАННЫХ СЛОЕВ
6.1. Исследование физико-механических характеристик комплексных молекулярно-допированных слоев
6.2. Исследование ЭФГ-характеристик комплексных молекулярно-допированных слоев
6.3. Исследование светостойкости комплексных молекулярно-допированных слоев
6.4. Исследование ЭФГ- и эксплуатационных характеристик органических ЭФГ-барабанов
Глава 7. СИНТЕЗ ПОЛИТРИФЕНИЛАМИНА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ФОТОПРОВОДЯЩИХ СЛОЕВ НА ЕГО ОСНОВЕ
7.1. Подготовка материалов для синтеза. Очистка растворителей.
Синтез реагентов
7.2. Синтез ПТФА
7.3. Исследование ЭФГ-свойств слоев на основе ПТФА
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ТАБЛИЦЫ И РИСУНКИ К ГЛАВАМ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АКТ испытаний экспериментальных образцов
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность работы. В последнее десятилетие электрофотографические (ЭФ) материалы, используемые в копировально-множительной аппаратуре и, особенно, в лазерных принтерах, изготавливают преимущественно на основе органических фотопроводников (ОФП), сменивших неорганические фотопроводники на основе селена и его сплавов. Это обусловлено относительной дешевизной ОФП, простотой процесса изготовления, экологической безвредностью при производстве и эксплуатации ЭФ материалов, а самое главное, исключительно широкими техническими и технологическими возможностями, предоставляемыми системами на основе органических фотопроводников.
К достоинствам органических ЭФ материалов можно отнести и возможность выбора необходимого спектра фоточувствительности в широком диапазоне (от УФ- до ИК-области), и высокую фоточувствительность в требуемом диапазоне длин волн, включая ближнюю ИК-область (что особенно важно для лазерных принтеров), и, как правило, отсутствие различных явлений, возникающих при эксплуатации ЭФ материалов, таких как остаточная память и т.п.
Однако светочувствительным покрытиям на основе ОФП свойственен и ряд недостатков. К ним относятся, прежде всего, недостаточная тиражестойкость, обусловленная более низкой твердостью и прочностью органических покрытий по сравнению с неорганическими, а также меньшая устойчивость к различным вредным факторам, воздействующим на ЭФ материалы при эксплуатации:
- световому излучению - при экспонировании ЭФ материала, освещении его дневным или комнатным светом (при установке, ремонте и профилактике аппарата);
- продуктам коронного разряда - положительно и отрицательно заряженным ионам, озону, синглетному кислороду, УФ- излучению короны;
- механическому воздействию - при очистке поверхности ЭФ материала (полимерным ножом - ракелем), при контакте с бумагой;
- активным компонентам атмосферы (парам аммиака, органических растворителей и т.п.).
Перечисленные факторы по отдельности или в совокупности могут оказывать влияние на качество получаемых отпечатков и на тиражестойкость ЭФ материалов.
В связи с этим, изучение влияния этих факторов на характеристики ЭФ материалов (особенно верхнего - зарядо-транспортного слоя), исследование механизмов износа слоев

2.8. Определение эксплуатационных характеристик фоторецепторов.
С целью определения эксплуатационных характеристик фоточувствительных покрытий изготавливались экспериментальные фоторецепторы (барабаны) для копировально-множительных аппаратов и лазерных принтеров.
Структура светочувствительных покрытий фоторецепторов для КМА и ЛП в общем виде представлена на Рисунке 2.7. ЭФГ-фоторецепторы, как правило, состояли из следующих основных функциональных слоев:
1). Алюминиевая цилиндрическая (или полимерная металлизированная) подложка. Подложка для таких образцов представляет собой цилиндр из алюминиевого сплава с обработанной внутренней и внешней поверхностью (до 12 класса). Перед нанесением слоев производилась дополнительная полировка поверхности заготовки и её обезжиривание.
2). Грунтовочный слой (ГТС), толщиной 10-20 мкм (в основном присутствует у фоторецепторов фирмы Сапоп - для выравнивания поверхности подложки, и как барьерный слой БС - для предотвращения темновой инжекции носителей заряда в ЗГС и ЗТС, и транспорта носителей заряда из ЗГС в подложку);
3). Адгезионный слой толщиной 0,2 - 1,5 мкм (барьерно-адгезионный БАС) слой (для увеличения адгезии ЗГС и предотвращения темновой инжекции носителей заряда в ЗГС);
- Зарядогенерационный слой ЗГС толщиной 0,2 - 1,0 мкм (для поглощения света, образования электронно-дырочной пары, её разделения в электрическом поле и инжекции носителей заряда в ЗТС);
4). Зарядо-транспортный слой ЗТС толщиной 25 - 35 мкм (для переноса носителей заряда к поверхности фоторецептора и уменьшения поверхностного заряда).
Рис. 2.7. Структура покрытий фоторецепторов (толщина слоев условна).
Покрытия последовательно наносились на заготовку методом вытягивания из растворов с последующей немедленной (предварительной) сушкой в вертикальной