DE1814309C - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger und einer photoleitfähigen Schicht mit einem wasserlöslichen Bindemittel und einem aliphatischen Alkohol.

Es ist bekannt, in photoleitfähigen Schichten elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien als Photoleiter Metalloxide, z. B. Titanoxid und Zinkoxid, und als Bindemittel normalerweise in organischen Lösungsmitteln lösliche Harze mit hohem elektrischem Widerstand zu verwenden. Die Verwendung organischer Lösungsmittel bedingt jedoch einen beträchtlichen, zusätzlichen, apparativen Aufwand für Schutzeinrichtungen gegen die durch sie und ihre Dämpfe verursachten Feuer-, Explosions- und Gesundheitsschädlichkeits-Risiken.

Um diesen Nachteilen zu begegnen, wurde auch bereits mit verschiedenen wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Bindemitteln experimentiert. Hierbei wurden jedoch keine befriedigenden Ergebnisse erzielt, da die untersuchten Bindemittel ausnahmslos die elektrostatischen Eigenschaften der unter ihrer Verwendung hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien beeinträchtigen. Insbesondere waren sie für das niedrige Sättigungspotential und den raschen Dunkelabfall der photoleilfähigen Schicht verantwortlich.

Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial des eingangs geschilderten Typs anzugeben, das trotz Verwendung wasserlöslicher Bindemittel auf ein hohes Sättigungspotential aufladbar ist und einen langsamen <·,<; Dunkelabfall und eine hohe Empfindlichkeit aufweist.

Gegenstand der Frfindung ist somit ein eleklrophotographisches Aufzeichnung:;;;:.'crial aus einem n-Amylalkohol

iso-Amylalkohol

tert-Amylalkohol

sek.-Amylalkohol

Diäthylcarbinol

aktivierter

Amylalkohol n-Heptylalkohol sek.-n-Octylalkohol n-Decylalkohol n-Undecylalkohol Myristylalkohol Cetylalkohol

und insbesondere

n-Hexanol n-Octanol n-Nonanol Laurylalkohol

CH₃(CH₂I₃CH₂OH

(CHj)₂CHCH₂CH₂OH

CH₃CH₂COH(CH₃)₂

CH₃(CH₂)₂CHOHCH₃

(CH₃CH₂J₂CHOH

CH₃CH₂CH(CH₃)CH₂Oh

CH₃ (CH₂ J₅CH₂ OH

CH,(CH₂),CHOHCH₃

CH₃(CH₂J₈CH₂OH

CH₃(CH₂)₉CH₂OH

CH₃(CH₂)₁₂CH₂OH

CH₃(CH₂)₁₄CH₂OH

CH₃(CH₂)₄CH₂OH CH₃(CH₂J₆CH₂OH CH₃(CH₂J₇CH₂OH oder CH₃(CH₂J₁₀CH₂OH.

Beim mechanischen Dispergieren eines Gemisches aus Zinkoxidpulver und einer Lösung oder Emulsion eines in Wasser löslichen oder dispergierbaren Harzes kommt es in der Regel zu einer Schaumbildung, wodurch die elektrophotographischen Eigenschaften der aus einer solchen Dispersion hergestellten photoleitfähigen Schicht beeinträchtigt werden. Andererseits gibt es kein bekanntes Entschäumungsmittel, das schaumzerstörend wirkt und gleichzeitig die elektrophotographischen Eigenschaften elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien nicht beeinträchtigt. Die bekannten, entschäumend wirkenden, grenzflächenaktiven Substanzen beeinträchtigen offensichtlich ausnahmslos die Eigenschaften der photoleitfähigen Schicht in der Weise, daß sie das Sättigungspotential oder infolge Unterbindung der Sensibilisatorabsorption durch den Photoleiter die Empfindlichkeit herabsetzen. Silikonharze machen in dieser Beziehung keine Ausnahme.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß durch den Zusatz aliphatischer Alkohole zu Lösungen wasserlöslicher oder in Wasser dispergierbarer Bindemittel nicht nur die elektrophotographischen Eigenschaften, wie Aufladbarkeit, Dunkelabfall, Empfindlichkeit, Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit, der unter Verwendung solcher Bindemittellösungen oder -dispersionen hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien merklich verbessert werden, sondern gleichzeitig auch die Schaumbildung bei der Herstellung der Beschichtungsmasse verhindert werden kann.

Elektrophotographischc Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung können beispielsweise folgende wasserlösliche Bindemittel enthalten: Melamin-Formaldehydharze, Harnstoff-Formaldehydharze, wasserlösliche Alkydharze, wasserlösliche Acrylharze, wasserlösliche Vinylacetat-Mischpolymerisate, in Wasser dispergierbaren, synthetischen Kautschuk, mittels

Emulgatoren in Öl-Wasser-Emulsion überführbare Harze sowie mit basischen Substanzen modifizierte Harze. Diese Bindemittel gelangen je veils in Form wäßriger Lösungen cder Emulsionen zum Einsatz.

Elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung werden in der Weise hergestellt, daß man eine photoleitfähige Substanz, gegebenenfalls zusammen mit einem Sensibilisator, ein wasserlösliches Bindemittel des geschilderten Typs und einen aliphatischen Alkohol mit insbesondere 5 bis 16 Kohlenstoffatomen in einer Menge, bezogen auf das Gewicht des Bindemittels, von mindestens 0,2 Gewichtsprozent, in Wasser löst und dispergiert, und daß man die erhaltene Beschichtungslösung auf einen geeigneten Schichtträger aufträgt und trocknet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in der Zeichnung wiedergegebenen graphischen Darstellung beispielsweise näher erläutert. Die graphische Darstellung zeigt die Abhängigkeit der elektrophotographischen Eigenschaften siner als Bindemittel ein Vinylacetat - Crotonsäure - Mischpolymerisat und n-Octylalkohol enthaltenden, photoleitfähigen Schicht vom jeweiligen Alkoholgehalt. Auf der Abszisse ist der Alkoholgehalt in Prozent, auf der Ordinate sind einmal die Lichtempfindlichkeit (Kurve 1) und das andere Mal der prozentuale Dunkelabfall (Kurve 2) aufgetragen. Die Kurvenwerte wurden wie folgt erhalten:

Die photoleitfähige Schicht wurde zunächst in üblicher Weise 30 Sekunden lang durch Koronaentladung aufgeladen. Das hierbei erreichte Potential wurde einmal 5 Sekunden (K₁) nach beendeter Aufladung und ein zweites Mal nach einer 30 Sekunden dauernden Lagerung im Dunkeln im Anschluß an die Aufladung gemessen (V₀). Anschließend wurde die photoleitfähige Schicht belichtet. Die Empfindlichkeit entspricht dabei der Lichtmenge (Lux · sec), die erforderlich ist, um das Potential V₀ auf 10% seines ursprünglichen Wertes zu senken. Der prozentuale Dunkelabfall ergibt sich aus der Gleichung

Der Kurvenverlauf zeigt, daß mit steigendem Alkoholgehalt der prozentuale Dunkelabfall kleiner wild und gleichzeitig die Lichtempfindlichkeit ansteigt. Daraus folgt, daß man mit einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung klare und genügend kontrastreiche Bildkopien her-

S stellen kann.

In entsprechender Weise durchgeführte Untersuchungen anderer elektrophotogciphischer Aufzeichnungsmaterialien mit anderen Bindemittel—Alkohol-Kombinationen ergaben ähnlich verlaufende Kurven.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Ein Gemisch aus

100 g photoleitfähigem Zinkoxid,
20 g (Feststoffgewicht) eines aus einem handelsüblichen, salzbildenden, wasserlöslichen Vinylacetat—Crotonsäure-Mischpolymerisat bestehenden Bindemittels,

0,2 g n-Octylalkohol,

1 ml einer 0,5%igen methanolischen Lösung der Sensibilisatoren und Rose Bengal und
Fluoreszein,
180 g Leitungswasser

wurde durch 15minutiges Homogenisieren dispergiert. Die erhaltene Dispersion wurde auf die Vorderseite eines zuvor rückseitig leitend gemachten Kunst-

druckpapiers aufgetragen und 10 Minuten lang bei einer Temperatur von 120° C getrocknet. Das hierbei erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wurde 24 Stunden in auf konstanter Feuchtigkeit gehaltener Luft aufbewahrt.

Ferner wurde zu Vergleichszwecken ein entsprechendes elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hergestellt, das sich von ersterem Aufzeichnungsmaterial lediglich durch das Fehlen des Alkohols unterschied.

Die erhaltenen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wurden in der geschilderten Weise auf ihr Sättigungspotential, ihren prozentualen Dunkelanfall und ihre Empfindlichkeit untersucht. Hierbei wurden die in der folgenden Tabelle I zusammengestellter. Ergebnisse erhalten.

Tabelle I

Elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial

Gemäß der Erfindung
Vergleichsmaterial ...

Schaumbildung
in der Binaemittelemulsion

keine Schaumbildung reichliche Schaumbildung Sättigungspotential
(V/,,)

35 30

Prozentualer
Dunkelabfall

13,1
16,3

Empfindlichkeit
(Lux ■ sec)

290
342

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung war darüber hinaus beim praktischen Gebrauch dem Vergleichsmaterial auf Grund seiner höheren Empfindlichkeil in der Kopiergeschwindigkeit überlegen; ferner lieferte es klarere und kontrastreichere Bildkopien als das Vergleichs-

^matcriaL Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß an Stelle der 0,2 g n-Octylalkohol 0.5 g Hexylalkohol verwendet wurden. Das erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial entsprach in seinen Leistungen dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial von Beispiel 1. Darüber hinaus zeichnete es sich durch besonders gute Verarbeitbarkeit und Leistung in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit (75% relative Feuchtigkeit) aus.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnähme, daß an Stelle der 0,2 g n-Octylalkohol 0,1 g n-Nonylalkohol verwendet wurde. Die elektrophotographischen Eigenschaften des erhaltenen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials ent-

sprachen denjenigen des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials von Beispiel 1.

Beispiel 4

In der im Beispiel 1 geschilderten Weise wurden unter Verwendung einer Beschichtungsmasse der folgenden Grundzusammensetzung:

100 g photoleitfähiges Zinkoxid, 20 g (Feststoffgewicht) eines handelsüblichen, wasserlöslichen Äthylacrylat—Acrylsäure-Mischpolymerisats,

1 ml Scnsibilisatorlösung wie bei Beispiel 1 und
100 g Leitungswasser

zwei elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien hergestellt. Die bei der Herstellung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung verwendete Beschichtungsmasse enthielt zusätzlich noch 0,1 g Laurylalkohol p. a.

Entsprechende Untersuchungen wie im Beispiel 1 erbrachten die in der folgenden Tabelle Il zusammengestellten Ergebnisse.

Tabelle II

Elcktrophotographischis Aufzeichnungsmaterial	Schaumbildung in der Bindeir.iltelcmulsion	Sättigungspotenlial (V/..)	Prozentualer Dunkciabfali	Empfindlichkeit (Lux · sec)
Gemäß der Erfindung ... Vergleichsmaterial	keine Schaumbildung reichliche Schaumbildung	28 26	14 19	300 360

Darüber hinaus lieferte das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung beim praktischen Gebrauch klarere Bildkopien als das Vergleichsmaterial.

B e i s ρ i e 1 5

In der im Beispiel 1 geschilderten Weise wurden unter Verwendung einer Beschichtungsmasse der folgenden Grundzusammensetzung:

100 g photoleitfähiges Zinkoxid,

20 g (Feststoffgewicht) eines handelsüblichen mit einer Kolophoniumseife emulgierten Vinylacetat—Itaconsäure-Mischpolymerisats,
1 ml Sensibilisatorlösung wie bei Beispiel 1 und
130 g Leitungswasser

zwei elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien hergestellt. Die bei der Herstellung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung verwendete Beschichtungsmasse enthielt zusätzlich noch 0,1 g n-Octylalkohol.

Entsprechende Untersuchungen der beiden elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien wie im Beispiel 1 erbrachten entsprechende Ergebnisse wie im Beispiel 4.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger und einer photoleit- fähigen Schicht mit einem wasserlöslichen Bindemittel und einem aliphatischen Alkohol, d adurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht, bezogen auf das Gewicht des Bindemittels, mindestens 0,2 Gewichtsprozent _]0 eines aliphatischen Alkohols enthält.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen gesättigten aliphatischen Alkohol mit 5 bis 16 Kohlenstoffatomen enthält.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es n-Hexylalkohol, n-Oktylalkohol, n-Nonylalkohol oder Laurylalkohol enthält.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bindemittel ein Melamin-Formaldehyd-Harz, ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz, ein wasserlösliches Alkydharz, ein wasserlösliches Acryl-Polymerisat, ein wasserlösliches Vinylacetat-Mischpolymerisat, einen in Wasser dispergierbaren synthetischen Kautschuk, ein mit Hilfe eines Emulgators zu einer Öl-in-Wasser-Emulsion verarbeitetes Naturharz oder ein mit einer Base modifiziertes Naturharz enthält.

Schichtträger und einer photoleitfähigen Schicht mit einem wasserlöslichen Bindemittel und einem aliphatischen Alkohol, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die photoleitfähige Schicht, bezogen auf das Gewicht des Bindemittels, mindestens 0,2 Gewichtsprozent eines aliphatischen Alkohols enthält.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform enthält ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach der Erfindung einen gesättigten Alkohol mit 5 bis 16 Kohlenstoffatomen, wie