DE2028319A1

DE2028319A1 - Kopiermaterial für elektrostatische Photographie

Info

Publication number: DE2028319A1
Application number: DE19702028319
Authority: DE
Inventors: Takao Tokio; Shiota Shunsuke Yokohama Kanagawa; Sohtome (Japan). P G03g
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1969-06-10
Filing date: 1970-06-09
Publication date: 1970-12-17
Also published as: DE2028319B2; FR2050107A5; JPS4838427B1; GB1302581A

Description

Kabushiki Kaisha Ricoh

Tokyo, japan ϊ 9· Λι« 370

Kopiermaterial für elektrostatische Photographie

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kopiermaterial für elektrostatische Photographie, dessen photoleitende Schicht einen besonderen Aufbau besitzt.

Das übliche Kopiermaterial für das als "Electrofax" bezeichnete, elektrophotographische Verfahren stellt man in der Weise her, dass man auf die Oberfläche eines elektrisch leitenden Trägers in Form einer Metallplatte oder eines leitfähigen Papiers eine gleichförmige Dispersion aus photoleitendem Zinkoxyd, Sensibilisator und einem Harzbindemittel aus z.B. Alkyd-, Silikonoder Acrylharz unter Bildung einer photoleitenden Schicht aufbringt. Mit einem solchen Material kopiert man in der Weise, dass man seine photoleitende Schicht zunächst mittels Koronaentladung gleichförmig aufladet, danach durch das gewünschte Original hindurchjbelichtet und schliesslich das entstandene elektrostatische Latentbild zur sichtbaren Bildkopie entwickelt und fixiert. Wenn man eine Vielzahl von Kopien haben will, dann verwendet man das Kopiermaterial unter Wiederholung eines Arbeitszykels, bei dem die vorerwähnte Arbeitsweise wiederholt und durch einen übertragungs- und einen Reinigungsvorgang ergänzt wird. Die bisher üblichen, elektrophotographischen Kopiermaterialien litten jedoch an der Unzulänglichkeit, dass sie ungenügend hart und mechanisch widerstandsfähig waren und infolgedessen bei der vorerwähnten Mehrfachverwendung rasch oberflächlich beschädigt wurden und dadurch in ihren elektrostatischen Eigenschaften und in der Bildqualität nachliessen. Bei-

000811/1172

spielsweise traten bei einhundertmal hintereinander durchgeführter Wiederholung des vorerwähnten Arbeltszykels aus Aufladung, Belichtung, Entwicklung, Bildübertragung und Reinigung einerseits elektrische Ermüdung der photoleitenden Schicht bei der Aufladung und andererseits Unregelmäßigkeiten in der Schichtoberfläche infolge des mechanischen Abriebs beim Entwicklungs- und Reinigungsvorgang auf. Insbesondere bildeten die an solchen Schichtunregelmässigkeiten haftenden Teilchen des als Entwickler benutzten Toners, sofern sie beim Reinigungsvorgang nicht völlig entfernt wurden, eine Häuptursache für die sogenannte üntergrundfleckigkeit der Bildkopie. Infolgedessen vermochten derartige Kopiermaterialien keine Vielzahl von hochwertigen Bildkopien zu liefern.

Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines elektrostatischen Kopiermaterials von höherer Oberflächengüte und erhöhter Haltbarkeit bei Mehrfachverwendung, das also nicht die erwähnten Mangel der üblichen Kopiermaterialien aufweist. Sie besteht aus einem Kopiermaterial für Elektrophotographie aus einem elektrisch leitenden Träger und einer auf ihm befindlichen, photoleitenden Schicht aus einer innigen Dispersion von Zinkoxyd, Harz und Sensibilisator, dessen kennzeichnende Besonderheit darin besteht, dass die photoleitende Schicht 10 bis 60yU dick ist und mit einer 1 bis 3/u dicken photosensibi-1isierten Schutzschicht bedeckt 1st, die aus einem filmbildenden, organischen Photoleiter und einem Sensibilisator besteht.

Das erfindungsgemässe Kopiermaterial wird in der Weise hergestellt, dass man auf der Oberfläche eines elektrisch leitenden Trägers z.B. in Form einer Metallplatte oder eines leitend gemachten Papiers durch Aufbringen und Auftrocknen einer entsprechenden Menge einer Innigen Dispersion von photoleitendem Zinkoxyd, Harzbindemittel, Sensibilisator und Lösungsmittel eine photoleitende Schicht von 10 bis 60/UTrockendicke bildet

und anschliesaend deren Oberfläche mit einer zusätzlichen Schutzschicht abdeckt, indem man auf sie eine Lösung eines filmbildenden, organischen Photoleiters, eines Sensibilisator und notfalls einer gewünschten Menge eines Filmverfestigers sowie eines Weichiiiaohers in einem Lösungsmittel in solcher Menge aufbringt und auftrocknet, dass die Trockendicke der Schutzschicht 1 bis jj/u beträgt. Die Beschichtung kann mittels Drahtrakel, Tauchwalze, Luftrakel oder dergleichen erfolgen.

Der Aufbau eines solchen erfindungsgemässen Kopiermaterials ist aus Figur 1 der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es besteht aus der erwähnten photosensibilisierten Schutzschicht 1, der erwähnten photoleitenden Schicht 2 und dem leitenden Träger 3. .

Für diese Schutzschicht eignen sich als filmbildender organischer Photoleiter Polyacenaphthylen, Polyvinylacridin, PoIy-N-vinylcarbazol, Polyvinyl-trlphenylpyrazolin usw., also Substanzen, die einen dünnen Film mit hoh^m elektrischem Dunkelwiderstand und überlegenen Oberflächeneigenschaften zu bilden vermögen. Als Sensibilisator andererseits eignen sich Farbstoffe, wie Kristallviolett,.Methylenblau FZ, Nilblau und dergleichen, von denen man 0,03 bis 5 Gewichtstelle auf je 100 Gewichtsteile Photoleiter nimmt. Fernerhin kann man gewünschtenfalIs zur Erhöhung von Zähigkeit und Biegsamkeit der Schutzschicht dem Ansatz auf je lOO Gewichtsteile Photoleiter 0 bis 100 Gewichtsteile einer filmverfestigenden Substanz, wie Polystyrol, PoIycarbonat oder dergleichen und 0 bis 50 Gewichtsteile eines Weichmachers, wie Diphenylohlorid, chlorierte Fettsäure oder dergleichen zusetzen. Der Photoleiter selbst besitzt kein überragendes Haftvermögen. Wenn man aber seine Lösung auf die Oberfläche der photoleitenden Schicht aufbringt, dann löst das In . ihr enthaltene Lösungsmittel deren in der Grenzzone enthaltenen Härzanteile auf und das so gelöste, gut haftende Harz trägt

- 4 009851/1872

dann weitgehend zur Haftung zwischen den beiden Schichten bei. Diese ist dabei so gut, dass selbst bei mehrfacher Verwendung des Kopiermaterials keine Schichtaufblätterung erfolgt. Weiterhin weist eine solche, einen organischen Photoleiter enthaltende Schicht an und für sich die Unvollkommenheit auf, dass sie nach Aufladung und Belichtung ein vergleichsweise hohes und zur Untergrundfleckigkeit der Bildkopie.führendes Oberflächen-Restpotential behält. Da aber beim erfindungsgemässen Kopiermaterial diese Schutzschicht 1 äusserst dünn ist, d.h. nur etwa ein Zehntel der Dicke der photoleitenden Schicht 2 besitzt, und obendrein von dem in letzterer enthaltenen Sensibilisator, wie Rose Bengal, Rhodamin B, Kristallviolett oder dergleichen, ^ mitsensibilisiert wird, bleibt ihr eigenes Restpotential praktisch ohne Einfluss, und daher kann sich auf der Oberfläche des erf indungsgemässen Kopiermaterials' ein viel ausgeprägteres Bild als bei den üblichen Kopiermaterialien ausbilden.

Diese vorerwähnte Leistungsfähigkeit der Erfindung wird durch die Figur 2 verdeutlicht, die die Abfallkurven des ursprünglichen, d.h. bei der Dunkelaufladung aufgedrückten Öberflächen-Sättigungspotentials während der anschliessenden Belichtung für drei Kopiermaterialarten, nämlich in Kurve 1 für einen Film, der einen organischen Photoleiter enthält, in Kurve 2 für ein Kopiermaterial üblicher Art und in Kurve 3 für ein erfindungsgemässes Kopiermaterial, wiedergibt.

Der photoleiterhaltige Film war 15/U dick und wurde aus einer Mischung aus 100 Gewichtsteilen Polyvinylcarbazol, 30 Gewichtsteilen Polycarbonat, 10 Gewichtsteilen Diphenylchlorid und 0,5 Gewichtsteilen Kristallviolett hergestellt.

Das Kopiermaterial üblicher Art bestand aus elektrisch leitendem Papier und einer 30/U dicken, photoleitenden Schicht, die aus 50 Gewichtsteilen photoleitendem Zinkoxyd, 10 Gewichts-

- 5 -009851/1872

teilen Acrylharz und 0,5 Gewichtsteilen Rose Bengal hergestellt war.

Das erfindungsgemässe Kopiermaterial schliesslich entstand dadurch, dass man auf die Oberfläche der photoleitenden Schicht des vorstehenden, üblichen Kopiermaterials soviel von dem Ansatzmaterial für den obigen photoleiterhaltigen Film aufbrachte und auftrocknete, dass eine 2 λχ dicke Schutzschicht gebildet wurde. .

Durch Vergleich der Kurven 1 und 2 erkennt man, dass der photoleiterhaltige Film einen sehr schnellen Hellabfall zeigt, während der des üblichen Kopiermaterials merklich langsamer abläuft, und ausserdem ein Restpotential von etwa -100 Volt behält. Diese elektrostatischen Eigenschaften des photoleiterhaltigen Films bleiben aber bei dem mit ihm als Schutzschicht nur dünn überdeckten Kopiermaterial gemäss der Erfindung ersichtlicherweise ohne Einfluss, und ausserdem verläuft bei diesem der Hellabfall schneller und steiler als beim üblichen Kopiermaterial ohne diese Schutzschicht.

Ausserdem weist das erfindungsgemässe Kopiermaterial auch insofern noch wesentlich bessere Oberflächeneigenschaften auf, als es eine Schutzschicht aufweist, die die Oberflächenunregelmässigkeiten seiner photoleitenden Schicht auszufüllen und dadurch eine glatte Oberfläche zu schaffen vermag, wodurch hochwertige Bildkopien entwickelt werden können und der Reinigungsvorgang bei Mehrfachverwendung ohne Beschädigung oder Verletzung des Kopiermaterials durchgeführt werden kann.

Aus dieser Erörterung ergibt sich, dass das in beschriebener Weise aufgebaute, erfindungsgeraässe Kopiermaterial infolge seiner die photoleitende Schicht überdeckenden, photoleiterhaltigen Schutzschicht ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften verbunden ipife Haltbarkeit sowie auf Grund der geschilderten

00 9 851/187 2

Schutzschichteigenschaften selbst wesentlich verbesserte elektrostatische Eigenschaften aufweist und auch ohne Verlust an Bildkopiequalität mehrfach verwendbar ist.

Wie bereits aus früheren Darlegungen ersichtlich ist, zeigt Figur 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemässes Kopiermaterial und Figur 2 Kurvenbilder vom Abfall des Oberflächenpotentials bei ihm und Vergleichsmaterialien.

Nunmehr wird die Erfindung an Hand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne auf sie beschränkt zu sein,

ί Beispiel 1

Auf eine Aluminiumplatte wurde eine innige Dispersion, die auf je 100 Gewichtsteile photoleitendes Zinkoxyd 20 Gewichtsteile Acrylharz (Handelstype "RRA 401" der Dainippon Ink K.K) und 120 Gewichtsteile Rose Bengale enthielt, aufgebracht und aufgetrocknet. Auf die Oberfläche der so entstandenen, photoleitenden Schicht wurde anschliessend eine andere Dispersion aus 100 Gewichtsteilen Polyvinylcarbazol (Handelstype "Lunicon K" der Badischen Anilin & Sodafabriken) als organischer Photoleiter, 0,5 Gewichtsteilen Kristallviolett als Sensibilisator und I900 Gewichtsteilen Monochlorbenzol als Lösungsmittel aufgebracht. Die so beschichtete Aluminiumplatte wurde danach je " 5 Minuten lang zunächst bei 60⁰C und danach bei HO⁰C heissluftgetrocknet. Die fertige elektrophotographische Kopierplatte bestand aus dem metallischen Träger, einer 30/U dicken photoleitenden Schicht aus photoleitendem Zinkoxyd, Harzbindemittel und Sensibilisator und einer darüber befindlichen 2,5/U dicken Schutzschicht aus organischem Photoleiter und Sensibilisator. Die Platte besass eine glatte Oberfläche und derart hochgradige Härte und Abriebsfestigkeit, dass sie mehrfach verwendet werden konnte, Ausserdem besass sie die ausgezeichneten elektrostati-

- 7 009861/187 2

fichen Eigenschaften, wie sie in Kurve 3 von Figur 2 zum Ausdruck kommen. Bei einem Test, bei dem sie IGOO aufeinanderfolgenden Zykeln aus je Dunkelaufladung, selektiver Entladung durch Aufbelichten eines optischen Bildes, Entwicklung mittels Toner, elektrostatischer Übertragung des Tonerbildes auf ein Papierblatt und Reinigung mittels Baumwollbausches unterworfen wurde, zeigte sich kaum eine Beeinträchtigung seiner Oberfläche und seiner elektrostatischen Eigenschaften, und man erhielt mit ihr durchweg ausgezeichnete Bildkopien,

Beispiel 2

Bei Verwendung von photoleitendem Zinkoxyd und Harz in üblicher Handelsqualität lag die günstigste Dicke der gemäss Beispiel 1 hergestellten photoleitenden Schicht zwischen 10 und 6o/U. -Anders ausgedrückt heisst das, dass man weniger als 10/U dicken Schichten nicht die zur Bilderzeugung erforderliche Spannung aufdrücken kann, während bei mehr als 60/U dicken Schichten Schichtrisse und übermässige Empfindlichkeitseinbusse und dergleichen eintraten.

Beispiel 3

Wenn man ein handelsübliches elektrophotographisches Papier (Fabrikat der K.K. Ricoh) mit aus photoleitendem Zinkoxyd und Acrylharz bestehender, photoleitender Schicht mit einer Schutzschicht gemäss Beispiel 1 überzog, wies es zufriedenstellende Haltbarkeit bei Mehrfachverwendung auf und lieferte eine grosse Anzahl ausgezeichneter Bildkopien.

Beispiel 4

Bezüglich der Dicke der Schutzschicht gemäss Beispiel 1 konnte nachgewiesen werden, daSB sich weniger als l/U dicke Schichten

- 8 -009851/1872

nur schwierig als gleichförmiger Überzug auf die photoleitende Schicht herstellen lassen und auch nicht den gewünschten Schutz liefern« Bei dem Versuch andererseits, mehr als 3 λχ dicke Schutzschichten zu erzielen, Hess sich keine gleichförmige Oberfläche erzielen, vielmehr trat beim Auftrocknen Nadellochbildung auf. Eine solche Kopierplatte mit mehr als j5yU dicker Schicht war auch insofern bezüglich seiner elektrostatischen Eigenschaften unbefriedigend, als sie nur geringe Empfindlichkeit und obendrein nach Aufladung und Belichtung ein merklich erhöhtes Restpotential aufwies, weil eine so dicke Schutzschicht nicht genügend sichtbares Licht durchlässt, um der photoleitenden Schicht die erforderliche Leitfähigkeit zu erteilen» Aus diesen Ergebnissen ist zu folgern, dass die Dicke der Schutzschicht vorzugsweise zwischen 1 und J,u betragen sollte,

Beispiel ^

Bei Wiederholungen von Beispiel 1, bei denen anstelle von Kristallviolett Nilblau bzw. Methylenblau FZ als Sensibilisator für den die Schutzschicht bildenden, organischen Photoleiter benutzt wurde, erzielte man die gleichen Ergebnisse wie beim Beispiel 1.

Beispiel 6

Bezüglich deö 3ensibilisatorgehalt3 in der Schutzschicht ergab sich als V.irkbereich 0,05 bis 5 Geviichtstelle auf je 100 Gewichtsteile organischen Photoleiter. Mehr als 5 Gewichtsprozent davon ergab keine -weitere Sensibilisierungserhöhung, und mit weniger als C,C5 Gewichtsprozent erzielte man keine ausreichende Sensibilisierung. ,

0 0 9 8 5 1/18 7 2

BAD ORIGINAL

Beispiel .7

Wenn man auf die photoleitende Schicht gemäss Beispiel 1 izwecks Schutzschichtbildung eine Lösung aufbrachte, .die ausser der Polyvinylcarbazol-Kristallviolett-Dlchlorbenzol-Lösung gemäss Beispiel 1 auch noch eine weitere Lösung von 30 Gewichtsteilen Styrol in jJQO Gewichtsteilen Dichloräthan enthielt, dann erzielte man eine Schützschicht, die wegen ihres Gehalts an als filmverstärkendes Mittel wirkendem Styrol wesentlich widerstandsfähiger war und die mit ihr bedeckte, elektroph^fcographische Platte beständiger gegen wiederholten Abrieb machte.

Beispiel 8

Die gleichen Ergebnisse wie beim Beispiel 7. erzielte man, wenn man das als filmverstärkendes Mittel benutzte Styrol durch Polycarbonat in Form des Handeisprodukts "Panlite ^R-L" der Teljin Limited verwendete.

Beispiel ft

Bei Wiederholungen der Beispiele 7 und 8 mit gradweise erhöhten Mengen an filmverstärkendem Mittel beobachtete man, dass Kopierplatten mit Schutzschichten, die auf 100 Gewichtsteile organischen Photoleiter mehr als 100 Gewichtsteile filmverstärkendes Mittel enthielten, merklich weniger empfindlich wa ren.

Beispiel 10

Wenn man der Schutzschicht-Ansatzlösung gemäss Beispiel 8 auf

- 10 009851/1872

■ * ίο -

100 Gewichtsteile organischen Photoleiter 10 Gewichtsteile

DiphenyXohlorid in Form des Handeisproduktes "Kaneclol -500" der Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd, zusetzte, wies die entstehende Schutzschicht Biegsamkeit auf·

Beispiel 11

Wenn man ausser dem in Beispiel 10 verwendeten Diphenylehlorid als weiteren Weichmacher eine chlorierte höhere Fettsäure in Form des Handelsprodukts "Adekacizer -SJ" der Asahi Dertka Kogyo KK verwendete, erzielte man die gleiche Wirkung,

Beispiel 12

Bei der Durchführung der Beispiele 10 und 11 ergab sich, dass bei Verwendung des Weichmachers in. Mengen von mehr als 50 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Photoleiter die Schutzschicht merklich klebriger und schwieriger härtbar wurde und die mit einer solchen Schutzschicht versehene, elektrophotographische Kopierplatte merklich an Empfindlichkeit verlor. Somit sollte diese obere Grenze von 50:100 nic&t überschritten werden.

-IX-

009851/1872

Claims

Kabushiki Kaisha Ricoh
Tokyo, Japan

Patentansprüche

Kopiermaterial für Elektrophotographie aus einem elektrisch leitenden Träger und einer auf ihm befindlichen, photoleitenden Schicht aus einer innigen Dispersion von Zinkoxyd, Harz und Sensibilisator, dadurch gekennzeichnet, dass die photoleitende Schicht 10 bis 60/U dick ist und mit einer 1 bis 3/U dicken photosensibilisierten Schutzschicht bedeckt ist, die aus einem filmbildenden, organischen Photoleiter und einem Sensibilisator besteht.
2. Kopiermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht auf 100 Gewichtsteile organischen Photoleiter 0,05 bis 5 Gewichtsteile Sensibilisator enthält.
3. Kopiermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht auch noch ein aus Harz bestehendes, filmverfestigendes Mittel und einen Weichmacher enthält.
4. Kopiermaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht auf 100 Gewichtsteile organischen Photoleiter 0 bis 100 Gewichtsteile filmverfestigendes Mittel und 0 bis 50 Gewichtsteile Weichmacher enthält.

0985171872

Leerseite