DE1806414C - Elektrophotographisches Aufzeichnungs material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Photoleiter-Bindemittel-Schicht, die als Bindemittel ein Gemisch von Mischpolymerisaten enthält.

Es ist bekannt, in elektrophotographischen Auf-Zeichnungsmaterialien Bindemittel auf beispielsweise Silikon-, Alkyd-, Styrol-Butadien- oder Vinylbasis zu verwenden. Diese Bindemittel sollen nicht nur den Photoleiter und Sensibilisator an den Schichtträger binden, sondern auch der photoleitenden Schicht ohne Empfindlichkeitseinbuße eine verbesserte elektrische Aufladbarkeit verleihen. Ferner sollen sie die Witterungsbeständigkeit der elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien verbessern. Die bekannten Bindemittel genügten diesen Anforderungen nicht in ausreichendem Maße, wobei die mit solchen Bindemitteln hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien insbesondere in tropischen und subtropischen Ländern hinsichtlich ihrer Witterungsbeständigkeit und Klimafestigkeit erheblich zu wünsehen übrig ließen. Darüber hinaus besitzen stickstoffhaltige Mischpolymerisate in der Regel nur einen geringen Eigenwiderstand und eine ungenügende Isolierfähigkeit. Deshalb ist der Dunkelabfall von mit solchen Bindemitteln hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien relativ stark, so daß sie möglichst sofort nach der Aufladung belichtet und entwickelt werden müssen. Selbst in einem solchen Falle wurden jedoch mit den bekannten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien stark verschieierte Bildkopien erhalten.

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein hochempfindliches, elektrophotographischesAufzeichnungsmaterial zu schaffen, das im Vergleich zu den bekannten elektrophotographischen Aufzeithnungsmaterialien wesentlich bessere Kopiereigenschaften aufweist, sich insbesondere zur Behandlung in Schnellkopiergeräten eignet und äußerst witterungsbeständig ist.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gestellte Aufgabe bei Verwendung neuartiger Bindemittel in der Photoleiterschicht lösen läßt.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Photoleiter-Bindemittel-Schicht, die als Bindemittel ein Gemisch von Mischpolymerisaten enthält, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß durch die Kombination eines Mischpolymerisats aus einer Vinylverbindung und höchstens 40 Molprozent einer Verbindung der Formel

CH₂ =

55

worin R gleich einem Wasserstoff- oder Halogenatom oder einem gegebenenfalls halogenierten Methyl-, Äthyl- oder Propylrest und X gleich einem

R,

60

CON

- oder CONHCH,OR,-Rest

in denen R₁ ein Wasserstoffatom, einen Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Phenyl- oder Benzylrest bedeutet, ist oder höchstens 40 Molprozent eines Trialkyl- oder Benzylammoniumsalzes von Acryl- oder Methacrylsäure mit höchstens 50 Gewichtsprozent emes Terpolymerisats aus Acrylsäurehydroxyäthylester oder Methacrylsäurehydroxyäthylester, einer Acryl-, Methacryl-Croton-, Malein- oder Itakonsäure und der für das erste Mischpolymerisat verwendeten Vinylverbindung, mit höchstens 50 Gewichtsprozent emes Gemisches aus einem organischen Säureanhydrid und einem Mischpolymerisat aus Acryl-, Methacryl-, Croton- Malein- oder Itakonsäure und der für das erste Mischpolymerisat verwendeten Vinylverbindung oder höchstens 50 Gewichtsprozent eines Gemisches aus einem organischen Säureanhydrid und einem genannten Terpolymerisat.

Durch die Erfindung wird die Witterungsbestandigkeit elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien verbessert, indem als Bindemittel für den Photoleiter ein Mischpolymerisat aus bestimmten Carbonsäuremonomeren oder ein Gemisch aus bestimmten Mischpolymerisaten und Säureanhydriden verwendet wird. Dem hierbei durch einen steigenden Gehalt an den sauren Komponenten bedingten Verlust der photoleitfähir;en Schicht an elektrophotographischer Empfindlichkeit wird dadurch Rechnung getragen, daß bis zu 50 Gewichtsprozent eines stickstoffhaltigen Mischpolymerisats mit einem die erwähnten sauren Komponenten entweder als Monomereneinheiten (Polymerisat I) oder als Zusatz organisches Säureanhydrid (Polymerisat II) enthaltenden Polymerisat kombiniert werden.

Die elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung weisen ferner neben ihrer guten Witterungsbeständigkeit eine ausgezeichnete elektrostatische Aufladbarkeit, einen niedrigeren Dunkelabfall und eine geringere Ermüdung nach dem Belichten auf.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien erfolgt in an sich bekannter Weise, indem man ein Gemisch aus einem Photoleiter, ζ. Β. Zinkoxid, einem Sensibilisator, ζ. Β. Bromphenolblau, Fluorescein, Rose Bengal u. dgl. und einem Bindemittel des beschriebenen Typs in einem geeigneten Lösungsmittel dispergiert und die erhaltene Beschichtungslösung auf einen Schichtträger in Form einer Metallplatte oder eines zuvor rückseitig leitend gemachten Papierblattes aufbringt und trocknet.

Das Kurvenbild zeigt den Einfluß der sauren Komponente auf die Empfindlichkeit der photoleitenden Schicht und die Witterungsbeständigkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung. Der Begriff »saure Komponente« umfaßt dabei sowohl die Polymerisate I als auch die Polymerisate II. Auf der Abszisse ist der Gehalt an der Säurekomponente in dem Gesamtvolumen des Bindemittels in Millimol pro 100 g in der photoleitfähigen Schicht enthaltenen Zinkoxids aufgetragen.

Kurve 1 zeigt die Empfindlichkeitsänderung mit zunehmendem Gehalt an der Säurekomponente. Zur Bestimmung dieser Empfindlichkeitsänderung wurde die Zeit (in Sek.) gemessen, die zum Abfall der Ladung bei Belichtung auf den halben Wert benötigt wurde. Kurve 2 zeigt die Änderung der Witterungsbeständigkeit mit zunehmendem Gehalt an der Säurekompo-

Y^ _ y₀
nente. Die Witterungsbeständigkeit W = —^-p ,

wobei Vs das Sättigungspotential, Vo das Potential im Belichtungszeitpunkt (Kv — Vo — Dunkelabfall)

Xylol und Butanol als Polymerisktionsmedium mischpolymerisiert.

2. Herstellung des die Säurekomponente als Monom^reneinheit enthaltenden Mischpolymerisats

SOGewichtsteüeStyrol^Ge^st^eAcrylsäure äthvlester 15 Gewichtsteile Methacrylsäure -p ny

SissaasK

bedeuten, über die Ermittlung der Kurvenwerte wird nachstehend im Beispiel 1 berichtet

Das Kurvenbild zeigt, daß mit wachsendem Gehalt an saurer Komponente die Empfindlichkeit nachläßt, die Witterungsbeständigkeit aber merklich besser wird.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

1. Herstellung des stickstoffhaltigen

Mischpolymerisats

wuraen in uuui-um »»wo~ —--

70 Gewichtsteile Styrol, 10 Gewichtsteile Acryl- 15 trisch ^leitend 8^ema^ ^^[.^„^ _Schicht ge säurebutylester.lSGewichtsteüeAcrylnitrilundSGe- getragen und zu einer photoleitiaüigen ac

wichtsteile Acrylamid wurden in üblicher Weise in trocknet.

IO

Bestandteile

Zinkoxid für elektrophotographische Zwecke in g ... Sensibilisator in ml Toluol in ml Stickstoffhaltiges Polymerisat in g

Saure Moromereneinheiten enthaltendes Mischpoly merisat in g

(a)
(erfindungsgemäß)

IOC 1

150 10

10

(Vergleichsprobe)

100 1

150 20

100

150

20

Der Sensibilisator bestand aus einer Lösung von 1% Bromphenolblau, 0,5% Fluorescein und 0,25% Rose Bengal in Methanol.

Die erhaltenen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden einmal nach Lagerung in Normalklima, d.h. bei 20⁰C und 65% relativer Feuchte, und andererseits in Tropenklima, d.h. bei 30⁰C und 80 bis 85% relativer Feuchte, in folgender Weise auf ihre elektrostatischen Eigenschaften ausgewertet:

Das Sättigungspotential Vs wurde nach 30 Sekunden dauerndem Aufladen mittels Koronaentladung (- 6000 Volt) erreicht.

Das Potential im Belichtungszeitpuukt Vo wurde nach 30 Sekunden langer dauernder Lagerung im Dunkeln im Anschluß an das Aufladen gemessen. Der Dunkelabfall war somit Fs — Vo.

Das Vorbelichtungspotential Fs' wurde wie das Sättigungspotential Fs, jedoch nach vorheriger, 1 Minute langer vorheriger Belichtung der einzelnen Aufzeichnungsmaterialien mit einer Lichtquelle einer Intensität von 500 Lux gemessen.

Die Empfindlichkeit bzw. die Halbwertzeit 1/21 wurde als diejenige Zeit in Sekunden bestimmt, in der das Potential Vs des jeweiligen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials bei Belichtung mit Licht einer Intensität von 6 Lux auf den halben Wert

40 abfiel.

Die Dunkelabfallseigenschaft ergibt sich somit als Vo/Vs, sie ist um so besser, je höher dieser Wert ist.

Der Ermüdungsgrad ergibt sich somit als Vs'/Vs und ist ebenfalls um so besser, je höher dieser Wert ist.

Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in der

45

L) ie crgeonissc uitovi <_-·*"-» ■-—t

folgenden Tabelle I zusammengestellt:

Tabelle I

Elektro-

photographiscb.es
Aufzeichnungsmaterial

Vs

500
100

500

Normalklima Vo/Vs I 1/2 ί

0,85 0,10 0,85

3,0

6,5

Vs'/Vs

0,75 0,50 0,75 Tropenklima

Vs

400

40

400

Vo/Vs	ißt ■	Vs1IVs
0,70 0,70	2,0 4,0	0,62 0,40 0,55

- = Nicht meßbar.

60

Die Werte der Tabelle zeigen, daß die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien wesentlich bessere Eigenschaften aufweisen als die Vergleichsmaterialien, bei denen das Bindemittel entweder nur aus dem stickstoffhaltigen Mischpolymerisat oder dem saure Monomereneinheiten aufweisenden Mischpolymerisat besteht. Bei Kopierversuchen wurden mit dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial (b) BiIdkopien niedriger Dichte und mit dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial (c) äußerst unscharfe und fleckige Bildkopien erhalten. Mit dem erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial wurden dagegen klare und sattdeckende Bildkopien erhalten. Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung eignet sich in hervorragender Weise zur Verwendung in Schnellkopiergeräten.

Erwähnenswert ist auch noch, daß man mit der

Beschichtungsmasse (a) nach Zusatz von 0,1 g Phthalsäureanhydrid ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial erhielt, dessen Halbwertszeit 1/21 ungefähr der des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials a) entsprach und dessen Wert für die Dunkelabfallseigenschaft VojVs 0,80 betrug.

Beispiel 2

1. Herstellung des stickstoffhaltigen Mischpolymerisats

75 Gewichtsteile Styrol, 10 Gewichtsteile Acrylsäurebutylester, 5 Gewichtsteile N-Methylolacrylamid und 10 Gewichtsteile Acrylnitril wurden in üblicher Weise in Xylol und Butanol als Polymerisationsmedium mischpolymerisiert.

io

2. Herstellung des die Säurekomponente als Monomereneinheit enthaltenden Mischpolymerisats

55 Gewichtsteiie Styrol, 30 Gewichteteile Acrylsäurebutylester, 10 Gewichtsteile Methacrylsäureß-hydroxyäthylester und 4 Gewichteteile Maleinsäureanhydrid wurden nach üblichem Verfahren in Toluol und Butanol als Polymerisationsmedium mischpolymerisiert.

Unter Verwendung dieser beiden- Bindemittel wurden drei Beschichtungsmassen der folgenden Zusammensetzung zubereitet Die Beschichtungsmassen wurden in üblicher Weise auf zuvor rückseitig elektrisch leitend gemachtes Papier als Schichtträger aufgetragen und zu einer photoleitfähigen Schicht getrocknet.

Bestandteile

(a)
(erfindungsgemäß)

fl>) I (C)

(Vergleichsprobe)

Zinkoxid für elektrophotographische Zwecke in g ...

Sensibilisator (wie im Beispiel 1) in ml

Toluol in ml

Stickstofihaltiges Mischpolymerisat in g

Saure Mbnomereneinheiten enthaltendes Mischpolymerisat in g

100

150

15

100
1

150
20

100

150

20

Die einzelnen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden wie im Beispiel 1 nach Lagerung einerseits in Normal- und andererseits Tropenklima auf ihre elektrostatischen Eigenschaften und ihre Kopierleistung untersucht. Hierbei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle!!

Elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial

	Normalklima	1/21	Vs1IVs	•	Vs	Tropenklima	1/2 f
Vs	VoIVs	3,0 1,0 6,0	0,70 0,43 0,75	500 50 450	VoIVs	3,0 4,0
550 150 500	0,85 0,27 0,85		0,65 0,70

Vs-JVs

(a)

(b)

(C)

Das erfindungsgemäße elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial lieferte fernerhin bei einem Kopierversuch sehr klare Bildkopien und zeigt sich als für die Verwendung in Schnellkopiergeräten bestens geeignet

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde mit folgenden Mischpolymerisaten und Beschichtungsmassen wiederholt:

1. Herstellung des stickstoffhaltigen
Mischpolymerisate

70 Gewichteteile Methacrylsäuremethylester, 15 Gewichtsteile Acrylsäurebutylester, 5 Gewichtsteile Acryl- 0,65 0,40 0,60

nitril und 5 Gewichteteile Acrylsäure wurden in üblicher Weise in Toluol und Butanol als Polymerisationsmedium mischpolymerisiert; hierbei wurde so viel Trimethylamin zugesetzt, um die Carbonsäure zu quaternisieren.

2. Herstellung des die Säurekomponente als Monomereneinheit enthaltenden Mischpolymerisate

65 Gewichteteile Styrol, 40 Gewichtsteile Acrylsäurebutylester und 2 Gewichtsteile Methacrylsäure wurden in üblicher Weise in Xylol als Polymerisationsmedium mischpolymerisiert

3. Beschichtungsmassen

Bestandteile (a)
(erfindungsgemäß)

(b)

(C)

(Vergleichsprobe)

Zinkoxid für elektrophotographische Zwecke in g ..

Sensibilisator (wie im Beispiel 1) in ml

Toluol in ml

Stickstoffhaltiges Mischpolymerisat in g

Saure Monomereneinheiten enthaltendes Mischpolymerisat in g

Phthalsäureanhydrid in g

100
1

150
10

10
0,1

100
1

150
20

0,1

100

150

20 0,1

Die einzelnen Beschichtungsmassen wurden jeweils auf Aluminiumplatten als Schichtträger aufgetragen und getrocknet.

Die einzelnen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden wie im Beispiel 1 nach Lagerung einerseits in Normal- und andererseits Tropenklima auf ihre elektrostatischen Eigenschaften und ihre Kopierleistung untersucht. Hierbei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Tabelle

Elektro-

photogtfaphisches

Aulzeichnungsi

material

Normalklima

Vs

450 150 400

Vo/Vs

0,85 0,45 0,85

1/2 f

3,0 5,0 Vs¹IVs

0,70 0,50 0,65

Tropenklima

400

80

380

Vo/Vs

0,78
0,79

1/2 r

2,5 4,0

Vs'/Vs.

0,60 0,70 0,50

" Das eröndungsgemäße elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial lieferte bei einem Kopierversuch sehr klare Bil'dköpien und zeigte sich als für die Verwendung in Schnellkopiergeräten bestens geeignet.

Beispiel 4

Beispiel 1 wurde mit folgenden Mischpolymerisaten und Beschichtungsmassen wiederholt:

1. Herstellung des stickstoffhaltigen

Mischpolymerisats

70 Gewichtsteile Styrol, 20 Gewichtsteile Acrylsäurebutylester und 10 Gewichtsteile Acrylnitril wur- den in üblicher Weise in Toluol als Polymerisationsmedium mischpolymerisiert.

2. Herstellung des die Säurekomponente als Monomereneinheit enthaltenden Mischpolymerisats

50 Gewichtsteile Vinylacetat, 20 Gewichtsteile Methacrylsäuremethylester, 15 Gewichtsteile Acrylsäurebutylester, 12 Gewichtsteile Acrylsäure-/?-hydroxyäthylester und 3 Gewichtsteile Acrylsäure wurden in üblicher Weise in Toluol und Essigsäureäthylester als Polymerisationsmedium mischpolymerisiert.

3. Beschichtungsmassen

Bestandteile Zinkoxid für elektrophotographische Zwecke in g Sensibilisator (wie im Beispiel 1) in ml

Toluol in g

Stickstoffhaltiges Mischpolymerisat in g

Saure Monomereneinheiten enthaltendes Mischpoly merisat in g

Phthalsäureanhydrid in g

(a) I (b)

(erfindungsgemäß)

100 1

150 10

10

100 1

150 !0

10 1

(d) (Vergleicfasprobe)

100 1

150 20

100

1 150

20

Die einzelnen Beschichtungsmassen wurden jeweils auf zuvor rückseitig elektrisch leitend gemachtes Papier aufgetragen und getrocknet.

Die einzelnen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden wie im Beispiel 1 nach Lage- rung einerseits in Normal- und andererseits Tropen klima auf ihre elektrostatischen Eigenschaften un< ihre Kopierleistung untersucht Hierbei wurden fol gende Ergebnisse erhalten:

Tabelle IV

Elektro- photographisches Aufzeichnungs materia]	Vs	Normalklima Vo/Vs	1/21	Vs	Tropen Vo/Vs	klima Ißt	Vs'/Vs
tr.}	500	0,85	3,0	450	0,75		0,65
\a) - - rhi	450	0,92	V 2,9	430	0,83	2,5	0,58
(B) lc}	150	0,30	—	50	— ■	—	0,70
\c> (d)	500	0,85	4,5	450	0,75 .	4,0	0,60

209632/3!

Die erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien mit und ohne Phthalsäureanhydrid lieferten bei Kopierversuchen selbst unter tropischen Klimabedingungen sehr klare Bildkopien und erwiesen sich als ausgezeichnet witterungsbeständig.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Photoleiter-Bindemittel-Schicht, die als Bindemittel ein Gemisch von Mischpolymerisaten enthält, gekennzeichnet durch die Kombination eines Mischpolymerisats aus einer Vinylverbindung und höchstens 40 Molprozent einer Verbindung der Formel

   CH₂ = <

   worin R gleich einem Wasserstoff- oder Halogenatom oder einem gegebenenfalls halogenierten Methyl-, Äthyl- oder Propylrest und X gleich

   einem CN-, CON - oder CONHCH₂OR₁-ReSt

   in denen R₁ ein Wasserstoffatom, einen Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Phenyl- oder Benzylrest bedeutet, ist, oder höchstens 40 Molprozent eines Trialkyl- oder Benzylammoniumsalzes von Acryl- oder Methacrylsäure, mit höchstens 50 Gewichtsprozent eines Terpolymerisats aus Acrylsäurehydroxyäthylester oder Methacrylsäurehydroxyäthylester, einer Acryl-, Methacryl-, Croton-, Malein- oder Itakonsäure und der für das erste Mischpolymerisat verwendeten Vinylverbindung, mit höchstens 50 Gewichtsprozent eines Gemisches aus einem organischen Säureanhydrid und einem Mischpolymerisat aus Acryl-, Methacryl-, Croton-, Malein- oder Itakonsäure und der für das erste Mischpolymerisat verwendeten Vinylverbindung oder höchstens 50 Gewichtsprozent eines Gemisches aus einem organischen Säureanhydrid und einem genannten Terpolymerisat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen