DE1157478B - Elektrophotographisches Material - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

A 34369 IXa/ 57 b

ANMELDETAG! 5. A P R I L 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 14. NOVEMBER 1963

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Material mit einem Schichtträger, der mit Hilfe von bestimmten, oberflächenaktiven Verbindungen elektrisch leitfähig gemacht ist.

Für die Herstellung von Bildern durch elektrophotographische Verfahren wird auf einen Schichtträger eine photoleitfähige Schicht aufgetragen, die sodann im Dunkeln elektrostatisch aufgeladen wird.

Anschließend wird auf die geladene photoleitfähige Schicht ein Bild durch eine Vorlage, beispielsweise durch ein transparentes negatives oder positives photographisches Bild oder durch eine Maske oder mit Hilfe einer anderen geeigneten Vorlage, aufbelichtet, wodurch auf der photoleitfähigen Schicht ein latentes elektrostatisches Ladungsbild gebildet wird. Dieses latente Ladungsbild kommt dadurch zustande, daß die elektrischen Ladungen proportional der Intensität des auffallenden Lichtes abgeleitet werden. Die Entwicklung dieses latenten Ladungsbildes erfolgt mit Hilfe eines elektrisch geladenen Pulvers, das im Dunkern auf die photoleitfähige Schicht aufgebracht wird und sich an den Stellen hoher elektrostatischer Ladung (d. h. geringer Belichtung) festsetzt, während es an den entladenen Stellen (d. h. an Stellen hoher Belichtung) gar nicht oder nur schwach haftet. Das Bild kann dann auf ein geeignetes Bildempfangsmaterial übertragen werden, wobei entweder ein negatives oder ein positives Bild erhalten wird.

Für die Herstellung der elektrostatischen latenten Ladungsbilder eignet sich nicht nur Licht aus dem sichtbaren Teil des Spektrums, sondern auch ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlen, Gammastrahlen usw. Wenn für die Belichtung der elektrophotographischen Aufzeichnungsträger Röntgenstrahlen verwendet wurden, wird das Verfahren als »Elektroradiographie« bezeichnet. Die Wellenlängen der für die Belichtung verwendbaren Strahlungen können zwischen etwa 10-¹² und 10"¹ cm liegen.

Die Aufzeichnungsträger für die oben angeführten Verfahren können im allgemeinen in zwei Ausführungsformen hergestellt werden. Nach einer Ausführungsform wird eine Schicht des Photoleiters direkt auf eine Metallunterlage aufgebracht. Diese Ausführungsform wird als »xerographische Platte« bezeichnet. Nach einer anderen Ausführungsform wird der Photoleiter in Form von kleinen Teilchen verwendet, die in einem elektrisch isolierenden Bindemittel dispergiert und anschließend auf einen geeigneten Schichträger aufgetragen werden.

Von diesen beiden Verfahen besitzt das letztere erhebliche Vorteile gegenüber der xerographischen Platte. Die Herstellung der xerographischen Platte ist Elektrophotographisches Material

Anmelder:

Agfa Aktiengesellschaft,
Leverkusen, Kaiser-Wilhelm-Allee

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 6. April 1959 (Nr. 804 411)

Joze Kostelec, Stamford, Conn.,

und Heinz F. Nitka, Binghamton, N. Y. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

sehr kostspielig und erfordert einen hohen technischen Aufwand. Die Metallunterlagen müssen zunächst zur Erzielung einer vollständig reinen Oberfläche vorbehandelt werden, wonach z. B. eine photoleitfähige Selenschicht aufgedampft wird. Das Verdampfen des Selens erfordert eine sehr strenge Kontrolle hinsichtlich der Verdampfungsgeschwindigkeit und der gleichmäßigen Verteilung und geeigneten Dicke der Selenschicht. Die Aufwendigkeit des Verfahrens wird unter anderem dadurch bedingt, daß das Aufdampfen unter Hochvakuum erfolgen muß.

Ferner ist auch die Verwendung der xerographischen Platte mit mehreren Nachteilen verbunden. Ein wesentlicher Nachteil besteht darin, daß eine Bildübertragung durchgeführt werden muß, da der eigentliche elektrophotographische Aufzeichnungsträger zu unhandlich und kostspielig sein und sich nicht als Träger für dauerhafte Bilder eignen würde. Da die photoleitfähige Selenschicht sehr dünn und sehr weich ist, wird sie während der Bearbeitung leicht abgenutzt oder verkratzt, so daß auch die übertragenen Bilder die Spuren davon aufweisen. Ferner weisen diese Platten nach längerer Benutzung Ermüdungserscheinungen auf, die sich in einer unvollständigen Ableitung der elektrostatischen Ladungen bei der Belichtung und somit in einer gleichmäßig verteilten Restladung zeigen. Diese Restladung zieht einen Teil des Entwicklungspulvers an und verursacht damit eine Verschleierung des Bildes. Obgleich diese Restladung durch Anlegen einer zu der ursprünglichen Ladung

309 748/283

3 4

gegensätzlichen Ladung beseitigt werden kann, erfor- wird. Auf die Zwischenschicht wird sodann eine dert diese Maßnahme unerwünschten, zusätzlichen zweite Schicht aufgetragen, die aus einem in einem Zeitaufwand und unerwünschte, zusätzliche Verfah- elektrisch isolierenden Bindemittel (elektrischer Widerrensschritte, stand etwa 10¹² bis 10¹" Ohm · cm) dispergierten Diese Nachteile werden bei der Verwendung von 5 Photoleiter besteht. Der so erhaltene elektrophotoelektrophotographischen Aufzeichnungsträgern ver- graphische Aufzeichnungsträger kann sodann elektrotnieden, in denen die Photoleiter in einem elektrisch statisch aufgeladen und in üblicher Weise entwickelt isolierenden Bindemittel dispergiert sind. Die den werden. Die erhaltenen Bilder sind frei von Verschleidispergierten Photoleiter enthaltende photoleitfähige erung und können ohne Anwendung eines Übertra-Schicht kann direkt auf einen geeigneten Schichtträ- io gungsverfahrens erhalten werden, ger, beispielsweise Papier, aufgetragen, durch eine Die Herstellung von elektrophotographischen AufVorlage belichtet und anschließend entwickelt wer- Zeichnungsträgern, deren Photoleiter in einem elekden, wobei das erhaltene Bild ohne Anwendung eines irisch isolierenden Bindemittel dispergiert ist, ist an Übertragungsverfahrens verwendbar ist. Diese elek- sich bekannt und beispielsweise in der USA.-Patenttrostatischen Aufzeichnungsträger können ohne großen 15 schrift 2 663 636 beschrieben. Hiernach wird ein technischen Aufwand hergestellt werden und erfor- Photoleiter mit einem Lösungsmittel und einem elekdern keine kostspieligen Vorrichtungen für die Bear- irisch isolierenden Bindemittel in einer Kugelmühle beitung. Da das endgültige Bild auf dem Ursprung- oder in einer anderen geeigneten Zerkleinerungsvorlichen Aufzeichnungsträger erhalten wird, werden richtung so lange gemischt und gemahlen, bis der ferner alle Nachteile, die mit der Anwendung von 20 Photoleiter die gewünschte Teilchengröße erreicht Übertragungsverfahren verbunden sind, vermieden. hat, worauf die so erhaltene Mischung vergossen wird. Da jedoch die elektrophotographischen Aufzeich- Das Verfahren der vorliegenden Erfindung eignet nungsträger mit einem nichtmetallischen Schichtträger sich insbesondere für die Herstellung von elektroeine erhebliche Verschleierung zeigen, haben diese photographischen Aufzeichnungsträgern, die eine Ver-Aufzeichnungsträger bisher nur beschränkte Anwen- 25 Stärkungsschicht erhalten. Diese elektrophotographidung gefunden. Dieser Nachteil beruht auf der sehen Aufzeichnungsträger enthalten zwischen dem schlechten elektrischen Leitfähigkeit des nichtmetalli- Schichtträger und der photoleitfähigen Schicht eine sehen Schichtträgers, wodurch die Ableitung der elek- fluoreszierende Schicht, die in einem Bindemittel trischen Ladungen an den belichteten Stellen ver- dispergierte fluoreszierende Teilchen enthält. Wegen zögert wird. Dadurch verbleibt eine bestimmte Rest- 30 der elektrischen Eigenschaften des Bindemittels wirkt ■ladung auf dem belichteten Schichtträger, die das auch die fluoreszierende Schicht als Isolierschicht Entwicklungspulver anzieht und somit zu verschlei- zwischen dem Schichtträger und der photoleitfähigen erten Bildern führt. Schicht. Als Folge hiervon wird bei der Belichtung Es wurde gefunden, daß diese Nachteile bei eines solchen Aufzeichnungsträgers die Ableitung der einem Aufzeichnungsträger vermieden werden, das 35 elektrischen Ladungen an den belichteten Stellen verzwischen dem Schichtträger und der photoleitfähigen hindert. Dieser Nachteil kann erfindungsgemäß da-Schicht eines Aminoalkohole der folgenden allgemei- durch vermieden werden, daß man als Bindemittel nen Formel enthält: für die fluoreszierenden Teilchen die genannten R₂ R₃ niedrigmolekularen Aminoalkohole verwendet. Da j I 40 die fluoreszierenden Teilchen in diesem Falte in

jj N Q Q OH einem leitfähigen Bindemittel verteilt sind, zeigen die

² j so erhaltenen elektrophotographischen Aufzeichnungs-

' ' träger eine befriedigende Ableitung der elektrischen

^{1 4} Ladungen und ermöglichen somit die Herstellung von

in der R₁, R₀, R₃ und R₄ Wasserstoff, Alkyl- und 45 schleierfreien elektrophotographischen Bildern. Alkylolgruppen bedeuten. In der Zeichnung stellen die Fig. 1 und 2 Quer-

Diese Aminoalkohole sind als solche bekannt und schnitte von erfindungsgemäßen elektrophotograwerden durch Reduktion der entsprechenden Nitro- phischen Aufzeichnungsträgern dar. alkane erhalten. Für den vorliegenden Verwendungs- Gemäß Fig. 1 ist auf einem Schichtträger aus Pa-

zweck eignen sich beispielsweise folgende Amino- 50 pier 1 eine Zwischenschicht 2 aus einem erfindungsalkohole: 2-Amino-l-butanol, 2-Amino-2-methyl- gemäßen Aminoalkohol und auf letzterer eine photo-1-propanol, 2-Amino-2-methyl-l,3-propandiol, 2- leitfähige, isolierende Schicht 3 angeordnet, die ein Amino-2-äthyl-l,3-propandiol, Tris-(hydroxymethyl)- elektrisch isolierendes Bindemittel 4 mit darin diaminomethan, 2-Amino-2-methyl-l-butanol, 2-Amino- spergierten Teilchen eines Photoleiters 5 enthalten. 1-äthanol, S-Amino^^-dimethyl^-butanol, 1-Amino- 55 In Fig. 2 bedeutet 1 den Schichtträger; 6 stellt 2-methyl-2-butanol, 1-Amino-3-methyl-2-butanol, eine fluoreszierende Schicht dar, die fluoreszierende 2-Amino-l-propanol, l-Amino-2-methyl-2-propanol, Teilchen 7 und als Bindemittel 2 einen Aminoalkohol 2-Amino-1-pentanol, 3-Amino-l,2-pentanol, 2- "enthält; mit 3 ist eine photoleitfähige Schicht be-Amino-2-methyl-3-pentanol. zeichnet, in der der Photoleiter 5 in einem elektrisch

Als Schichtträger für die vorliegenden elektrophoto- Go isolierenden Bindemittel 4 verteilt ist. graphischen Aufzeichnungsträger eignen sich bei- Als Photoleiter können beispielsweise Zinkoxyd,

spielsweise Papier, Tuch, Holz, Kunststoff, Leder. Schwefel, Anthrazen, Anthrachinon, Bleioxyd, Blei-Von diesen hat sich Papier als besonders geeignet er- jodid, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid verwendet wiesen. werden. Den photographischen Aufzeichnungsträgern

Gemäß der Erfindung kann ein nichtmetallischer 65 können auch Sensibilisierungsfarbstoffe zugesetzt Schichtträger, wie z. B. Papier, mit einer Zwischen- werden, um die Spektralempfindlichkeit eines darin schicht aus den genannten Aminoalkoholen versehen enthaltenen Photoleiters zu beeinflussen. Beispielswerden, worauf diese Zwischenschicht getrocknet weise kann ein Sensibilisierungsfarbstoff verwendet

werden, um die Spektralempfindlichkeit eines Photoleiters zu erhöhen, indem die charakteristische oder Eigenabsorbtion des Photoleiters selbst erweitert oder erhöht wird. Ferner kann auch ein Sensibilisierungsfarbstoff gewählt werden, durch den der Photoleiter für ein anderes Spektralgebiet sensibilisiert wird, wodurch der Spektralempfindlichkeitsbereich des Photoleiters erweitert wird. Geeignete Farbstoffe sind beispielsweise Phthaleinfarbstoffe, wie z. B. Bengalrosa, Triphenylmethanfarbstoffe, wie z. B. Malachitgrün und Methylgrün, sowie Cyaninfarbstoffe, wie z. B. Kryptocyanin und Acridinorange.

Nach unseren Überlegungen soll die elektrische Leitfähigkeit des erfindungsgemäß vorbehandelten Schichtträgers mindestens gleich der des Photoleiters während der Belichtung sein. Unabhängig von theoretischen Überlegungen bleibt jedoch die Tatsache bestehen, daß die Verwendung eines nichtmetallischen Sohichtträgers gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung von elektrophotographischen Aufzeichnungsträgern ermöglicht, die keine oder nur eine geringe Verschleierung aufweisen.

Zur Herstellung der vorliegenden Aufzeichnungsträger werden die Aminoalkohole zunächst in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst, worauf die erhaltene Lösung auf einen nichtmetallischen Schichtträger aufgebracht wird. Den genannten Lösungen können verschiedene Zusätze zugefügt werden, um das Auftragen der Lösung zu erleichtern. Es seien in diesem Zusammenhang beispielsweise Dispersionen von Wachs oder wachsähnlichen Produkten erwähnt, deren Aufgabe es ist, den Reibungskoeffizienten zu erniedrigen und dadurch ein sicheres Aufwickeln der beschichteten Materialien auf Spulen oder Kassetten zu ermöglichen. Ferner können den Lösungen Netzmittel zugesetzt werden, durch die eine gleichmäßige Verteilung der Lösung auf dem Schichtträger und damit die Herstellung von Schichten mit gleichmäßiger Dicke erreicht wird.

Als Bindemittel für die Photoleiter können beispielsweise Silikonpolymerisate, Celluloseester, Celluloseäther, Vinylpolymerisate, Wachse und natürliche Harze verwendet werden. Geeignete fluoreszierende Verbindungen sind beispielsweise mit Kupfer bzw. mit Kupfer-Kobalt bzw. mit Silber aktiviertes Zinksulfid, Zink-Cadmium-sulfid, Magnesium-Titan-dioxyd, Calciumwolframat und Calcium-halogenid.

Beispiel 1

Ein Papier mit einem Widerstand von 1,5 · 10" Ohm · cm wird mit einer Lösung beschichtet, die auf 800 bis 1200 ml 1 bis 20 g eines erfindungsgemäßen Aminoalkohole enthält, worauf das Material getrocknet wird.

Ein zweiter Begießansatz, der einen Photoleiter und ein Bindemittel enthält, wird wie folgt hergestellt:

In eine Kugelmühle (Inhalt 1,11), die zur Hälfte mit Porzellankugeln (1,3 cm Durchmesser) gefüllt ist, werden 20 g Zinkoxyd, 16 g eines Silikonpolymerisats und 20 g Toluol eingebracht, worauf die Mischung 2 Stunden lang gemahlen wird. Die Mischung wird sodann mit Hilfe einer Auftragwalze auf das obige, vorbehandelte Papier aufgebracht und getrocknet. Die Dicke der Schicht beträgt etwa 10 μ. Der Aufzeichnungsträger wird sodann elektrostatisch aufgeladen und belichtet, um seine Entladung zu bewirken. Die restliche Oberflächenladung wird dann mit Hilfe eines dynamischen Elektrometers gemessen.

Zum Vergleich wird ein elektrophotographischer Aufzeichnungsträger nach den obigen Angaben hergestellt, wobei jedoch das Papier nicht mit Aminoalkohol behandelt wird. Nach der Aufladung und Belichtung ist die restliche Oberflächenladung des zweiten Aufzeichnungsträgers wesentlich höher als die des erstgenannten.

Die mit dem erfindungsgemäßen Aufzeichnungsträger erhaltenen Bilder zeigen infolge der geringen Oberflächenrestladung keine Verschleierung.

Beispiel 2

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wird dahingehend abgeändert, daß das Zinkoxyd für den grünen Teil des Spektrums mit Bengalrosa sensibilisiert wird. Zu diesem Zweck werden der Zinkoxyddispersion während des Vermahlens 0,01 g Farbstoff zugesetzt.

Beispiel 3

15 g Zinksulfid (aktiviert mit Kupfer und Kobalt) und 20 g der Aminoalkohollösung gemäß Beispiel 1 werden in einer Kugelmühle 2 Stunden gemahlen. Die erhaltene Dispersion wird sodann mit Hilfe einer Auftragswalze auf eine Metallunterlage aufgebracht. Die Dicke der Schicht beträgt 10 μ. Auf die so erhaltene Schicht wird sodann eine photoleitfähige Schicht gemäß Beispiel 2 aufgetragen und getrocknet. Der erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsträger, der zwischen der Unterlage und der photoleitfäiügen Schicht eine fluoreszierende Zwischenschicht trägt, eignet sich insbesondere für die Radiographie, wobei zur Belichtung Röntgenstrahlen verwendet werden.

Für die Bearbeitung wird das Material zunächst in üblicher Weise elektrostatisch aufgeladen, worauf auf das Material ein Bild oder ein Muster mit Hilfe von Röntgenstrahlen aufbeHchtet wird. An den belichteten Stellen werden die elektrischen Ladungen neutralisiert, wobei sowohl die direkt auf die lichtempfindliche Schicht auftreffenden Röntgenstrahlen als auch das fluoreszierende Licht der Zwischenschicht wirksam werden, so daß eine vollständigere Entladung erzielt wird als bei Verwendung von Materialien, die keine fluoreszierende Schicht enthalten.

45

Beispiel 4

Das Verfahren gemäß Beispiel 3 wird dahingehend abgeändert, daß an Stelle der Metallunterlage eine Papierunterlage verwendet wird.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Schichtträger und der photoleitfähigen Schicht angeordneten Schicht eines Aminoalkohols der folgenden allgemeinen Formel:

R2 R3
I
H₂N-C-C-OH

R₁ R₄

in der R₁, R₂, R₃ und R₄ Wasserstoff, Alkyl oder Alkylol bedeuten.

2. Elektrophotographisches Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Aminoalkoholschicht zusätzlich ein fluoreszierendes Material enthält.

3. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus Papier besteht.

4. Elektrophotographischer Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die photoleitf ähige Schicht Photoleiter enthält, die in einem isolierenden Bindemittel dispergiert sind, wobei das Bindemittel einen höheren elektrischen Widerstand besitzt als der Photoleiter und der Schichtträger.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen