Elément transparent éleotroconducteur et sa fabrication Les éléments transparents électroconducteurs, tels que ceux utilisés dans des procédés électrophotographiques, exigent un facteur élevé de transmission de la lumière et une assez faible résistivité superficielle. Ils doivent aussi être mécaniquement résistants et résister à l'abrasion et à la séparation des couches.
Des structures pelliculaires transparentes conductrices de l'électricité sont connues. Le brevet britannique
N[deg.] 1 417 628 décrit une pellicule électrophotographique comprenant un support transparent de polymère organique et une couche de métal noble déposée par pulvérisation cathodique sur
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che de matière polymère photoconductrice. Selon cette référence, l'adhérence entre la couche de métal et le support est forte. Apparemment, aucun traitement spécial de la surface du support n'est nécessaire avant l'application du métal, bien qu'il soit suggéré dans ce document que l'adhérence peut être améliorée
en enduisant le support d'un polymère thermodurcissable. La pulvérisation cathodique d'un métal, toutefois, n'est pas
une technique avantageuse parce qu'habituellement on ne peut l'effectuer qu'à de petites vitesses pour augmenter l'adhérence à la pellicule de support. Des techniques simples continues
de vaporisation de métal ont été utilisées aussi dans le passé, mais l'adhérence du métal vaporisé à la pellicule de support était insuffisante. De plus, la résistance à l'abrasion des couches déposées tant par vaporisation que par pulvérisation cathodique était médiocre, que le support pelliculaire de polymère organique n'ait pas été traité ou qu'il ait été préalablement nettoyé électriquement ou thermique ment. Diverses descriptions enseignent l'application de couches de fond
pour augmenter l'adhérence entre une pellicule de support et une couche de matière appliquée sur elle. Par exemple, le
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matières appropriées autres que dea "polymères de revêtement thermosoudables". Cette référence suggère que la pellicule
de support revêtue de la couche de fond est plus réceptive
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pour un revêtement ultérieur, une impression ou une "métallisation". Toutefois, il n'y a aucune autre enseignement concernant de tels procédés.ou produits pour la métallisation. Il apparaît qu'on envisage dans ce document des revêtements réfléchissants d'épaisseur notable, comme ceux utilisés pour l'impression et l'équivalent. Les stratifiés pelliculaires transparents électrophotoconducteurs de la technique antérieure dans lesquels l'épaisseur de la couche métallique était choisie de manière que les stratifiés aient une transparence optique élevée et en même temps une résistivité superficielle acceptable étaient déficients en ce qui concerne l'adhérence entre couches et la résistance à l'abrasion. On cherche depuis longtemps à améliorer ces deux propriétés.
Selon l'invention, il est prévu une pellicule stratifiée ayant une transparence à la lumière supérieure à 40%
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carré, ce stratifié comprenant une couche de support d'une matière polymère organique qui est optiquement sensiblement transparente, une couche d'accrochage ou de couplage de matière polymère acrylique réticulée adhérente à une surface de la couche de support, et une couche de métal adhérente à la couche de polymère d'accrochage. Un revêtement supérieur en un polymère qui est optiquement sensiblement transparent, ayant souvent une matière photoconductrice dispersée en son sein, est normalement appliqué sur la couche de métal.
Le support peut être une matière pelliculaire organique quelconque ayant une transparence optique suffisante et une résistivité superficielle suffisante. La matière pelli-
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invention, une pellicule de support est optiquement sensiblement transparente quand elle transmet plus de 90% de lumière incidente perpendiculairement à la surface de la pellicule et
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La résistivité superficielle de la matière de
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sation électrophotographique, la matière doit aussi être dimensionnellement stable et résistante à l'humidité, à la température et à divers agents chimiques.
Des matières de support appropriées comprennent, par exemple, des polyesters, tels que des polycarbonates, du
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d'éthylène)et du téréphtalate de cyclohexanediméthanol; du polystyrène, de l'acétate de cellulose, du butyrate de cellulose, du poly( chlorure de vinyle), du poly( chlorure de vinylidène),
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encore traitées comme suit :
D. Pas de nettoyage préalable;
E. Traitement de surface par effluves dans un
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et 0,1 torr;
F. Traitement de surface par contre-pulvérisation
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pellicules sont maintenues à 10 torr pendant 6 minutes avant la métallisation. La transparence totale de la pellicule métallisée est comprise dans l'intervalle de 45 à 70% comme déterminé
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Meter". Les résistivités superficielles des pellicules métallisées sont mesurées avec des électrodes en laiton paral-
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52 mm l'une de l'autre. Ces résistivités sont comprises entre
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Le stratifié revêtu est ensuite séché pendant 3 minutes à
120[deg.]C.
Essais d'adhésion
La force d'adhérence des couches successives dans les stratifiés de la présente invention est déterminée tant pour le support métallisé sans le revêtement supérieur que pour le stratifié revêtu fini. Ces essais déterminent l'enlèvement de matière avec un ruban adhésif du commerce.
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On raye de hachures croisées la pellicule revêtue de métal de manière à former une grille de 50 carrés ayant des côtés de 4 mm. On pose sur la grille un ruban Scotch @
610 de 2,54 cm de largeur et on l'enlève par traction brusque. On note le nombre de carrés enlevés dans deux essais. Tous les échantillons satisfont à cet essai.
2. Adhérence de la couche supérieure au métal et du métal au
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L'essai au ruban Scotch est effectué 1.Sur les pellicules métallisées revêtues de la couche superficielle comme dans l'essai 1 ci-dessus. Les résultats sont donnés dans le tableau suivant.
Essais d'abrasion
On détermine les dommages par abrasion en plaçant une pellicule de support métallisée et revêtue d'une couche supérieure sur une serviette en papier, face revêtue en haut. On détermine la résistivité superficielle dans deux directions perpendiculaires. Une feuille fraîche de pellicule de poly-
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ensuite le poids sur la surface dans une des directions pour lesquelles la résistivité superficielle a été déterminée et
on mesure de nouveau la résistivité dans les deux directions. On répète trois fois ce cycle. L'importance du dommage par abrasion est déterminée comme étant le rapport de la résistivité finale à la résistivité initiale. Les résultats sont donnés dans le tableau ci-dessous. Les résistivités initiales de
tous les échantillons sont de 300 à 1000 ohms par carré environ.
Un échantillon du commerce de un élément transparent
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revêtement supérieur, que l'on pense avoir été préparé conformément au brevet britannique N[deg.] 1.417.628 est évalué aussi dans ces essais pour comparaison. Les résultats scat présentés ci-dessous.
F3
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Les résultats ci-dessus montrent que les stratifiésrevêtus d'une couche supérieure selon la présente invention ont une très forte adhérence et une très bonne résistance à. l'abrasion, tandis que tous les échantillons comparatifs revêtus d'une couche supérieure sont défaillants ou pratiquement défaillants dans l'essai au ruban adhésif Scotch ^ et présendes dommages par abrasion qui peuvent être décrits comme étant modérés à très élevés.
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Electrically conductive transparent element and its manufacture Transparent electrically conductive elements, such as those used in electrophotographic processes, require a high light transmission factor and a relatively low surface resistivity. They must also be mechanically strong and resist abrasion and separation of layers.
Electrically conductive transparent film structures are known. British patent
N [deg.] 1 417 628 describes an electrophotographic film comprising a transparent support of organic polymer and a layer of noble metal deposited by cathodic sputtering on
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che of photoconductive polymeric material. According to this reference, the adhesion between the metal layer and the support is strong. Apparently, no special treatment of the substrate surface is necessary before the application of the metal, although it is suggested in this document that the adhesion can be improved.
by coating the support with a thermosetting polymer. Sputtering of a metal, however, is not
an advantageous technique because usually it can only be done at low speeds to increase adhesion to the backing film. Simple continuous techniques
Metal vaporizers have also been used in the past, but the adhesion of the vaporized metal to the backing film was insufficient. In addition, the abrasion resistance of the layers deposited by both vaporization and sputtering was poor whether the organic polymer film support was not treated or whether it had been electrically or thermally cleaned beforehand. Various descriptions teach the application of basecoats
to increase the adhesion between a backing film and a layer of material applied thereon. For example, the
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suitable materials other than "heat sealable coating polymers". This reference suggests that the film
primer coated support is more receptive
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for subsequent coating, printing or "metallization". However, there is no further teaching regarding such processes or products for metallization. It appears that this document envisages reflective coatings of significant thickness, such as those used for printing and the like. The prior art transparent electrophotoconductive film laminates in which the thickness of the metal layer was chosen so that the laminates had high optical transparency and at the same time acceptable surface resistivity were deficient in the adhesion between layers and abrasion resistance. We have long sought to improve these two properties.
According to the invention, there is provided a laminate film having a light transparency greater than 40%.
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square, this laminate comprising a backing layer of an organic polymeric material which is optically substantially transparent, a tie or coupling layer of cross-linked acrylic polymeric material adhered to a surface of the backing layer, and an adherent metal layer to the bonding polymer layer. A topcoat of a polymer which is optically substantially transparent, often having a photoconductive material dispersed therein, is normally applied to the metal layer.
The support can be any organic film material having sufficient optical transparency and sufficient surface resistivity. The skin material
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In accordance with the invention, a backing film is optically substantially transparent when it transmits more than 90% of incident light perpendicular to the surface of the film and
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The surface resistivity of the material
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Electrophotographic sation, the material must also be dimensionally stable and resistant to humidity, temperature and various chemical agents.
Suitable support materials include, for example, polyesters, such as polycarbonates,
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ethylene) and cyclohexanedimethanol terephthalate; polystyrene, cellulose acetate, cellulose butyrate, poly (vinyl chloride), poly (vinylidene chloride),
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still treated as follows:
D. No prior cleaning;
E. Surface treatment by corona in a
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and 0.1 torr;
F. Surface treatment by counter-spraying
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films are maintained at 10 torr for 6 minutes before metallization. The total transparency of the metallized film is in the range of 45 to 70% as determined.
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Meter ". The surface resistivities of the metallized films are measured with parallel brass electrodes.
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52 mm from each other. These resistivities are between
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The coated laminate is then dried for 3 minutes at
120 [deg.] C.
Adhesion tests
The adhesion strength of successive layers in the laminates of the present invention is determined both for the metallized backing without the topcoat and for the finished coated laminate. These tests determine the material removal with commercial adhesive tape.
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The metal coated film was cross hatched to form a grid of 50 squares having 4mm sides. A Scotch tape is placed on the grid @
610 2.54 cm wide and removed by pulling it out. We note the number of squares removed in two tests. All samples pass this test.
2. Adhesion of top coat to metal and metal to
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The Scotch tape test is carried out 1.On the metallized films coated with the surface layer as in test 1 above. The results are given in the following table.
Abrasion tests
Abrasion damage is determined by placing a metallized, top-coated backing film on a paper towel, coated side up. The surface resistivity is determined in two perpendicular directions. A fresh sheet of poly wrap
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then the weight on the surface in one of the directions for which the surface resistivity has been determined and
the resistivity is measured again in both directions. This cycle is repeated three times. The amount of abrasion damage is determined as the ratio of the final resistivity to the initial resistivity. The results are given in the table below. The initial resistivities of
all samples are approximately 300 to 1000 ohms per square.
A trade sample of a transparent item
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topcoat, which is believed to have been prepared in accordance with British Patent No. 1,417,628 is also evaluated in these tests for comparison. The scat results presented below.
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The above results show that the laminates coated with a top layer according to the present invention have very high adhesion and very good resistance to. abrasion, while all topcoated comparative samples failed or substantially failed in the Scotch tape test and showed abrasion damage which can be described as moderate to very high.
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