DE1772735C3 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger und
einer photoleitfähigen Schicht, die einen anorganischen Photoleiter und ein Bindemittel enthält. Ferner betrifft
die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer photoleitfähigen Schicht, bei dem eine Suspension
eines anorganischen Photoleiters in einer wäßrigen, eine flüchtige Base enthaltenden Bindemittellösung
auf einen Schichtträger aufgebracht und so lange getrocknet wird, bis die Base sich verflüchtigt
hat.
Die bekannten elektropholographischen Aufzeichnungsmaterialien
enthalten in ihrer lichtempfindlichen, d. h. photoleitfähigen Schicht in der Regel als
Photoleiter Zinkoxid und als Bindemittel ein in einem organischen Lösungsmittel, wie Toluol oder Xylol,
lösliches Kunstharz, z.B. ein Silikon-, Alkyd-, Acryl-, Butadierimischpolymer- oder Phenolharz. Nachteilig
an den bekannten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaierialien ist jedoch, daß bei ihrer Herstellung
giftige, brennbare und/oder explosive Lösungsmittel verwendet werden müssen.
Um diesen Nachteilen zu begegnen, hat man auch bereits Versuche angestellt, elektrophotographische
Aufzeichnungsmaterialien unter Verwendung wasser-'äslicher Bindemittel herzustellen. Nachteilig an elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterialien mit derartigen wasserlöslichen Bindemitteln ist jedoch,
daß ihre photoleitfähigen Schichten nur auf ein relativ
niedriges Sättigungspotential aufladbar sind und einen starken Dunkelabfall aufweisen. Für praktische
Zwecke waren solche elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien nicht geeignet.
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zu
schaffen, das bei gleicher Leistungsfähigkeit wie ein unter Verwendung eines in organischen Lösungsmitteln
löslichen Bindemittels hergestelltes elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial in der photoleitfähigen
Schicht, ein in alkalisch wäßrigen Lösungen lösliches Bindemittel enthält und diese hohe Leistungsfähigkeit
insbesondere auch in heißer und hochfeuchter Atmosphäre zeigt. Der Erfindung lag
femer noch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung der photoleitfähigen Schicht solcher elektrophotographischer
Aufzeichnungsmaterialien anzugeben.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem
Schichtträger und einer photoleitfähigen Schicht, die einen anorganischen Photoleiter und ein Bindemittel
enthält, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Bindemittel aus einem carboxylgruppenhaltigen Umsetzungsprodukt
von Polyvinylacetat und einer mehrbasischen Carbonsäure besteht.
Die erfindungsgemäß als Bindemittel verwendeten Umsetzungsprodukte erhält man insbesondere durch
Umsetzung von Polyvinylacetat mit ungesättigten Carbonsäuren mit zwei oder mehr Carboxylgruppen
pro Molekül, z. B. mit Malein-, Fumar- oder Itaconjäure.
Diese Umsetzungsprodukte, bei denen die ungesättigten Reste der genannten Carbonsäuren erhalten
geblieben sind, unterscheiden sich dadurch in ihren chemischen Eigenschaften von üblichen Mischpolymeren
von Polyvinylacetat mit mehrbasischen Carbonsäuren.
Das durch Umsetzung von Polyvinylacetat mit Maleinsäure erhaltene Umsetzungsprodukt besitzt
beispielsweise folgende Strukturformel:
CH, — CH — CH2 — CH — CH, — CH — CH, — CH
OCOCH3 OCOCH3 O OCOCH3
COOH
o I
C-CH = CH
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3 4
Erfindungsgemäß werden vorzugsweise solche Um- einer relativen Feuchtigkeit von 65%, die Werte der
Setzungsprodukte als Bindemittel verwendet, die Kurven 1', T und 3' bei einer Temperatur von 30 C
durch Mischpolymerisation von Polyvinylacetat mit und einer relativen Feuchtigkeit von 80% gemessen,
einer der genannten mehrbasischen Carbonsäuren in Die folgenden Beispiele stillen die Erfindung näher
einer Menge von 2 bis 30 Molprozent gebildet wer- 5 erläutern,
den, d.h. die zwischen 2 und 30Molprozent carboxyl- .
gruppenhaltige Estergruppen enthalten. Beispiel 1
Die zur Herstellung von elektrophotographischen Durch tOminuiiges Vermischen einer Photoleiter-
Aufzeichnungsmattrialien gemäß der Erfindung ver- dispersion A der Zusammensetzung:
wendeten Beschichtungsmassen können neben den 10 Zinkoxid 100 g
genannten Bindemitteln als anorganische Photoleiter, Polyacrylsäure, Natriumsalz 0,3 g
beispielsweise Zinkoxid, Titanoxid, Zinksulfid, Zink- (Dispergiermittel)
selenid oder Cadmiumsulfid, sowie in vorteilhafter Wasser 50 g
Weise bekannte Sensibilisierungsfarbstoffe, wie Rose mit einer wäßrigen BindemiltellösungB der Zusum
Bengal, Fluorescein, Bromphenolblau, Teirabrom- 15 mensetzung:
phenolblau, Methylenblau oder Methylviolett, enthal- handelsüblicher Malcinsäuremono-
ten. Derartige Beschichtungsmassen können auf be- ester von Polyvinylacetat
kannte Schichtträger, wie Metallplatten oder Papier- (10 Molprozent carboxylgruppen-
oder Filmträger, die zuvor durch Aufbringen oder haltige Estergruppen) 20 g
Einverleiben einer elektrisch leitenden Substanz, z. B. 20 mindestens 35°/oiger H2O .,-Lösung.. 0,5 u
eines Netzmittels, elektrisch leitend gemacht worden 28%ige wäßrige ΝΗ,-llösung 20 g
waren, aufgetragen werden. Rose Bengal (Seiisibilisierungsfarb-
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren stoff) 0,04 g
zur Herstellung einer photoleitfähigen Schicht, bei Wasser 50 g
dem eine Suspension eines anorganischen Photoleiters *5 hergestellt.
in einer wäßrigen, eine flüchtige Base enthaltenden In einem Homogenisator wurde eine Beschichtungs-
Bindemittellösung auf einen Schichtträger aufgebracht masse hergestellt. Die erhaltene BeschichtungsmassL-
und so lange getrocknet wird, bis die Base sich ver- wurde hierauf in einer Menge von 30 bis 40 g'm- auf
flüchtigt hat. die Vorderseite von Kunstdruckpapier, dessen Rück-
Da die erfindungsgemäß verwendeten Bindemittel 3<>
seile zuvor elektrisch leitend gemacht worden war, in Anwesenheit basischer Substanzen, z.B. eines aufgebracht und in einem Ofen 5 bis 10Minuten lang
flüchtigen Amins, wasserlöslich sind, müssen die zum bei einer Temperatur von etwa 120 bis 150°C ge-Wasserlöslichmachen
der Bindemittel verwendeten trocknet (elektrophotographischcs Aufzeichnungsflüchtigen
Basen, wie Methylamin,Äthylamin, Methyl- material 1 gemäß der Erfindung),
äthylamin, Diisopropylamin, Methyldiäthylamin, Di- 35 Zu Vergleichszwecken wurden in entsprechender
methylamin, Diäthylamin, Triäthylamin, insbesondere Weise zwei elektrophotographische Vergleichsmate-Trimethylamin
und Ammoniak, sowie Gemische hier- rialien 2 und 3 hergestellt, wobei das Vergleichsmatevon,
aus der photoleitfähigen Schicht entfernt wer- rial 2 als Bindemittel ein Mischpolymeres von Vinylden,
damit die Bindemittel wieder wasserunlöslich acetat mit der einbasischen Crotonsäure und das Verwerden
und einen größeren elektrischen Widerstand 4<>
gleichsmaterial 3 einen Styrol-Butadien-MischpoK-erhalten. Vorzugsweise trocknet man daher die auf merenlatex enthielt.
den Schichtträger applizierte photoleitfähige Schicht Die drei elektrophotographischen Aufzeichnnngsbei
Temperaturen zwischen 100 und 200c C. Den materialien wurden hierauf auf ihre elektrostatischen
photoleitfähigen Schichten können noch bessere elek- Eigenschaften untersuche Aus der graphischen Dartrostatische
Eigenschaften verliehen werden, wenn 45 stellung des Potentialverlaufs geht hervor, daß das
den zu ihrer Herstellung verwendeten Beschichtungs- elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemassen
neben den genannten flüchtigen Basen auch maß der Erfindung einen weit rascheren Potentialnoch
ein wasserlöslicher Katalysator, beispielsweise anstieg beim Aufladen, einen weit geringeren Dunkel-Wasserstoffperoxid,
zugesetzt wird. Wahrscheinlich abfall und einen viel steileren Potentialabfall bei der
kommt es bei Anwesenheit eines solchen Katalysa- 5o Belichtung aufweist als die beiden Vergleichsmatctors
infolge der Reaktionsfähigkeit der in den mehr- rialien 2 und 3. Aus der graphischen Darstellung geht
basischen Carbonsäuren enthaltenen ungesättigten weiterhin hervor, daß das Vergleichsmaterial 2 zwar
Bindungen beim Trocknen zu einer Vernetzung der unter Normalbedingungen, d. h. bei einer Temperatur
Estermoleküle unter Ausbildung eines dreidimensio- von 20 ~ C und einer relativen Feuchtigkeit von 85°'o,
nalen Gefüges. 55 ausreichende elektrophotographische Eigenschaften
In der Zeichnung sind d^e elektrostatischen Eigen- besitzt, daß es diese Eigenschaften jedoch in heißer
schäften von elektrophotographischen Aufzeichnungs- und feuchter Atmosphäre, d. h. bei einer Temperatur
materialien gemäß der Erfindung und gemäß dem von 30" C und einer relativen Feuchtigkeit von 800O,
Stand der Technik an Hand der Änderungen des weitgehend verliert. Das Vergleichsmaterial 3 erwies
Oberflächenpotentials photoleitfähiger Schichten vom 6° sich unter sämtlichen Temperatur- und Feuchtig-
Zeitpunkt der Aufladung mittels Koronaentladung bis keitsbedingungen als für praktische Zwecke ungeeig-
zum Zeitpunkt der unmittelbar anschließenden Be- net.
lichtung graphisch dargestellt. Die Kurven 1 und 1' Die elektrophotographischen Aufzeichnungsmateentsprecher,
elektrophotographischen Aufzeichnungs- rialien 1 und 2 wurden ferner noch auf ihre prakmaterialien
gemäß der Erfindung; die Kurven 2, 2' «5 tische Brauchbarkeit untersucht, indem sie in einem
und 3, 3' bekannten elektrophotographischen Auf- handelsüblichen elektrophotographischen Kopierzeichnungsniülerialien.
Die Werte der Kurven 1, 2 gerät zu Kcpierzwecken verwendet wurden. Hierbei und 3 wurden bei einer Temperatur von 20° C und lieferte das elekirophotographische Aufzeichnungs-
5 6
material gemäß der Erfindung unter Normalbedin- seine praktische Brauchbarkeit untersucht. Hierbei
gungcn (20 C und 65°,Ό relative Feuchtigkeit) sehr wurden entsprechende Potential-Zeit-Kurven wie mit
scharfe Kopien mit einer Reflexionsdichte von 1.50 dem clektrophotographischen Aufzcichnungsmatc-
(gcmcssen mit einem handelsüblichen Densitometer). rial 1 gemäß Beispiel 1 und sehr scharfe Kopien er-
Das Vergleichsmaterial 2 lieferte leicht unscharfe 5 halten.
Kopien mit einer Reflexionsdichte von nur 0.8. In In entsprechender Weise wurden Verglcichsmatelieiß-feuchter
Atmosphäre wurden mit dem clektro- rialien hergestellt, die in der photoleitfähigen Schicht
photographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der als Bindemittel ein wasserlösliches Alkydharz, ein
Erfindung ebenfalls annehmbare Kopien erhalten. wasserlösliches Acrylharz, ein Melamin-Formaldchyd-Das
Vcrgleichsmatcrial 2 dagegen lieferte unter diesen io Harz, ein HarnstofT-Formaldehyd-Harz, einen PolyBedingungen
überhaupt keine Kopien. vinylacetat - Vinylchlorid - Mischpolymerisat ·· Latex.
c:nen Polystyrol-Butadien-Mischpolyrnerisat-Latcx
Beispiel 2 otjer ejnen Polyvinylchlorid-Latex enthielten. Mit den
In der im Bcipspicl 1 geschilderten Weise und Vergleichsmaterialien wurden in jedem Falle Potcn-
untcr Verwendung der gleichen Zinkoxiddispcr- 15 tial-Zeit-Kurven wie die Kurve 3 und überhaupt keine
sion A, jedoch mit einer Bindcmittellösung B' der fol- Kopien erhalten,
gcnden Zusammensetzung R . .
handelsüblicher Fumarsäuremono- - · P
ester von Polyvinylacetat Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch das
(12 Molprozcnt carboxylgruppen- a° Bindemittel der photoleitfähigen Schicht aus einem
haltige Estergruppen) 20 g handelsüblichen Itaconsäurcmonoestcr von PoIy-
mindestens 35°/oige H2O2-Lösung .. 0,6 g vinylacetat (8 Molprozent carboxylgruppenhaltige
28°/oige wäßrige ΝΗ.,-Lösung .?... 10 g Estergruppen) bestand. Hierbei wurden entsprechende
Diäthylamin 5 g Potcntial-Zcit-Kurven wie mit dem elektrophoto-
Äthanol 10 g »5 graphischen Aufzeichnungsmaterial 1 gemäß BeiRose
Bengal (Sensibilisierungsfarb- spiel 1 und sehr scharfe Kopien erhalten.
stoff) 0,004 g .
\\i <;n η B e ι spit I 4
Wasser ->u g v
wurde eine Beschichtungsmassc hergestellt. Die er- Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei jedoch das
haltcne Beschichtungsmasse wurde hierauf in einer 3° Bindemittel der photoleitfähigen Schicht aus einem
Menge von 35 g/m2 auf die eine Seite eines beidseitig Gemisch aus 7 Gewichtsteilen des Fumarsäuremonomit
Polyvinylalkohol vorbehandelten Papierbogens esters von Polyvinylacetat gemäß Beispiel 2 (12 MoI-aufgctragcn
und 10 Minuten lang bei einer Tempe- prozent carboxylgruppenhaltige Estergruppen) und
ratur von 130r C getrocknet. Das hierbei erhaltene 3 Gewichtsteilcn eines handelsüblichen Fumarsäurcclektrophotographische
Aufzeichnungsmaterial wurde 35 monoesters von Polyvinylacetat (20 Molprozent carbdurch
12stündige Lagerung bei einer Temperatur von oxylgnippcnhaltige Estergruppen) bestand. Hierbei
20" C und einer relativen Feuchtigkeit von 65n.o auf wurden entsprechende Potential-Zeit-Kurven wie mil
einen konstanten Feuchtigkeitsgehalt eingestellt und dem elektrophotographischen Aufzcichnungsmatc
anschließend in der im Beispiel 1 geschilderten V.'.i-, rial 1 gemäß Beispiel 1 und sehr scharfe Kopien er
auf das Verhalten des Oberflächenpotentials und auf 4J ha:·
Hierzu 1 Biatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger und einer photoleitfähigen
Schicht, die einen anorganischen Photoleiter und ein Bindemittel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel
aus einem carboxylgruppenhaltigen Umsetzungsprodukt von Polyvinylacetat und einer
mehrbasischen Carbonsäure besteht.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus
einem carboxylgruppenhaltigen Umsetzungsprodukt von Polyvinylacetat und Malein-, Itakon-
oder Fumarsäure besieht.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemitte! aus
einem vernetzten Umsetzungsprodukt besteht.
4. Aufzeirnnungsmaterial nach Anspruch 1, *o
dadurch gekennzeichnet, daß das Umsetzungsprodukt zwischen 2 und 30 Molprozent carboxylgruppenhaltige
Estergruppen enthält.
5. Verfahren zur Herstellung einer photoleitfähigen Schicht, bei dem eine Suspension eines »5
anorganischen Photoleiters in einer wäßrigen, eine flüchtige Base enthaltenden Bindemittellösung
auf einen Schichtträger aufgebracht und so lange getrocknet wird, bis die Base sich verflüchtigt
hat, dadu.ch gekennzeichnet, daß als Bindemittel ein Umsetzungsprodukt von Polyvinylacetat
und einer mehrbasischen Carbonsäure und gegebenenfalls als Vernetzurgsmittel für das
Bindemittel Wasserstoffperoxid verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Base Ammoniak, Triäthylamin,
Trimethylamin, Diäthylamin, Dimethylamin, Athyiamin, Methylamin, Methyläthylamin,
Diisopropylamin, Methyldiäthylamin oder ein Gemisch davon verwendet wird.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
| EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |