DE1157916B - Verfahren zur Erhoehung der Lichtempfindlichkeit und Erniedrigung der Dunkelleitfaehigkeit von Zinkoxyd - Google Patents

Description

Zinkoxyd wird auf Grund seiner lichtelektrischen Eigenschaften unter anderem für die Herstellung von photoleitfähigen Schichten für die elektrophotographische Bilderzeugung verwendet. Zur Herstellung dieser photoleitfähigen Schichten wird das Zinkoxyd zusammen mit einem isolierenden Bindemittel auf eine geeignete Unterlage aufgetragen, so daß es in der Schicht in Form einer Dispersion in diesem Bindemittel vorliegt. Zur Erzeugung von elektrophotographischen Bildern werden diese Schichten elektrisch aufgeladen und bildmäßig belichtet, wobei die Ladung an den belichteten Stellen entsprechend der Belichtung abgeleitet wird. Die so entstandenen latenten Ladungsbilder können dann durch Aufbringen von feinverteilten Farbstoffen, den sogenannten Tonern, sichtbar gemacht werden.

Zinkoxyde, die für die Herstellung solcher Schichten verwendet werden, sollen eine möglichst hohe Lichtempfindlichkeit und eine möglichst geringe Dunkelleitfähigkeit besitzen. Die hohe Lichtempfindlichkeit ist erwünscht, damit Lichtquellen geringer Lichtstärke und kurze Belichtungszeiten verwendet werden können. Die Dunkelleitfähigkeit soll nach Möglichkeit so gering sein, daß während der Zeit, die für das Sichtbarmachen des latenten Ladungsbildes erforderlich ist, kein merklicher Ladungsabfall eintritt.

Manche Anwendungsgebiete lassen sich der Elektrophotographie erst dann erschließen, wenn die Schicht ihre Ladung über Stunden oder gar Tage behält.

Erfahrungsgemäß eignen sich für elektrophotographische Zwecke solche Zinkoxyde am besten, die nach dem sogenannten französischen oder indirekten Verfahren in hoher Reinheit hergestellt werden.

Es wurde nun gefunden, daß sich die Lichtempfindlichkeit von photoleitfähigen Zinkoxyden wesentlich erhöhen und die Dunkelleitfähigkeit erniedrigen läßt, wenn man sie mit nichtfilmbildenden Organosiliciumverbindungen der folgenden Formeln

a) I

worin η = 1 bis 3 und R = Wasserstoff oder ein Alkylrest ist, und/oder

R₁₁Si(ORO₄-.

worin η = 0 bis 3, R = Wasserstoff, ein Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Cycloalkylrest und R' = ein Alkylrest ist, behandelt.

Die besten Ergebnisse erhält man, wenn die Behandlung des Zinkoxyds mit dampfförmigen Organosiliciumverbindungen erfolgt. Man bringt zu diesem Zweck das das Zinkoxyd enthaltende Reaktionsgefäß

zur Erhöhung der Lichtempfindlichkeit

und Erniedrigung der Dunkelleitfähigkeit

von Zinkoxyd

Anmelder:

Agfa Aktiengesellschaft,
Leverkusen, Kaiser -Wilhelm -Allee

Dr.-Chem. Klaus Damm, Köln-Flittard,

Dr. WoE Gesierich, Leverkusen,
Dr. Gerhard Heyl, Köln-Stammheim,

Dr. Franz Nissl, München,

und Dr.-Chem. Karl Schnurrbusch, Köln-Flittard,
sind als Erfinder genannt worden

auf eine Temperatur, die oberhalb des Siedepunktes der Organosiliciumverbindung liegt, und leitet dann unter Rühren die verdampfte Organosiliciumverbindung ein.
Die anzuwendende Menge an Organosiliciumverbindungen ist nicht kritisch und kann zwischen 1 und 40 Gewichtsprozent, bezogen auf Zinkoxyd, liegen. Unterhalb 1 % ^tritt keine genügende Hydrophobierung ein, und mehr als 40% bringen keine entscheidenden Vorteile mehr.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht es, sowohl die Lichtempfindlichkeit als auch den Dunkelwiderstand von photoleitenden Zinkoxyden wesentlich zu erhöhen. Die erfindungsgemäß behandelten Zinkoxyde können daher mit Vorteil für die Herstellung von elektrophotographischen Schichten, von anderen Halbleiterschichten oder für die Herstellung von Tonern zum Sichtbarmachen von latenten Ladungsbildern eingesetzt werden.
In den folgenden Beispielen sind zur Messung der lichtelektrischen Eigenschaften der Verfahrensprodukte folgende Methoden angewandt worden:

Zur Messung der Dunkelleitfähigkeit wurde das elektrophotographische Material mittels einer Koronaentladung von 6 kV aufgeladen und mit Hilfe eines elektrostatischen Feldstärkenmeßgerätes die zeitliche Änderung der Oberflächenladung registriert. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Meßwerte wurden in

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Diagrammen wiedergegeben (vgl. Abb. la und Ib). Zur Prüfung der Lichtempfindlichkeit wurde das elektrophotographische Material im Abstand von 15 see mit Lichtimpulsen von 90 Lux · sec belichtet und auch hierbei die Höhe der Aufladung registriert (vgl. Abb. 2a und 2b).

Beispiel 1

1000 g Zinkoxyd wurden bei 110⁰C mit 100 g Hexamethyldisiloxan behandelt. Das Zinkoxyd befand sich dabei in einem beheizten Rundkolben, der mit einer Rührvorrichtung versehen war. Während des Einleitens der dampfförmigen Organosiliciumverbindung in den Rundkolben wurde das Zinkoxyd fortlaufend gerührt. Nach 3 Stunden wurde das Einleiten der dampfförmigen Organosiliciumverbindung unterbrochen. Die Reaktionsmasse blieb drei weitere Stunden in ständiger Bewegung. Zur Herstellung einer elektrophotographischen Schicht wurden 450 g des behandelten Zinkoxyds mit 320 g eines filmbildenden, festen Polysiloxans (60%ig) in Toluol und 500 g Toluol 2 Stunden lang in einer Kugelmühle vermählen, danach auf aluminiumkaschiertes Papier aufgetragen und getrocknet. Die lichtelektrischen Eigenschaften einer auf diese Weise hergestellten ZnO-Schicht werden durch die Abb. la und 2a im Vergleich zu unbehandeltem Zinkoxyd wiedergegeben.

In den folgenden Beispielen ist die Arbeitszeit die gleiche wie im Beispiel 1.

Beispiel 2

Die Behandlung von 1000 g ZnO p. a. wurde mit 100 g Octamethylcyclotetrasiloxan bei 190⁰C durchgeführt. Die lichtelektrischen Eigenschaften des Verfahrensproduktes sind ebenfalls in Abb. la und 2a veranschaulicht.

Beispiel 3

Eingesetzt wurden 1000 g ZnO p. a. und 100 g Triisopropoxysilan. Die Behandlungstemperatur betrug 160⁰C. Die Wirkung der hier eingesetzten Organosiliciumverbindung veranschaulichen die Abb. la und 2 a.

Beispiel 4

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Eingesetzt wurden 2200g ZnO p.a. und 220g Methyltriäthoxysilan. Die Behandlungstemperatur betrug 16O⁰C. Die lichtelektrischen Eigenschaften des Verfahrensproduktes werden durch Abb. Ib und 2b wiederum im Vergleich zu unbehandeltem Zinkoxyd dargestellt.

Beispiel 5

1000g ZnO p.a. wurden bei 150⁰C mit 100g Methylhydrogendiisopropoxysilan behandelt. Abb. 1 b und 2 b zeigen die lichtelektrischen Eigenschaften des Verfahrensproduktes.

Beispiel 6

2200 g ZnO p. a. wurden mit 220 g Dimethyldiäthoxysilan bei einer Temperatur von 130° C behandelt. Das Verfahrensprodukt zeigt die in den Abb. Ib und 2b wiedergegebenen lichtelektrischen Eigenschaften.

Durch Zugabe von Sensibilisatoren zur photoleitenden Schicht kann deren spektrale Empfindlichkeit ausgedehnt werden. Als Sensibilisatoren eignen sich in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren alle für diesen Zweck in der elektrophotographischen Praxis üblichen Farbstoffe.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Erhöhung der Lichtempfindlichkeit und Erniedrigung der Dunkelleitfähigkeit von Zinkoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zinkoxyd mit nicht filmbildenden Organosiliciumverbindungen der Formel:

a)

worin η = 1 bis 3 und R = Wasserstoff oder einen Alkylrest bedeutet und/oder

b) R_nSi(OR')4-»

worin η = 0 bis 3,R = Wasserstoff, einen Alkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Cycloalkylrest und R' einen Alkylrest bedeutet, behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zinkoxyd mit dampfförmigen Organosiliciumverbindungen behandelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 309 749/345 11.63