DE2101857A1

DE2101857A1 - Elektrophotographisches licht empfindliches Material

Info

Publication number: DE2101857A1
Application number: DE19712101857
Authority: DE
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1970-01-16
Filing date: 1971-01-15
Publication date: 1971-07-29
Also published as: GB1311632A; BE761615A; FR2075594A5; DE2101857B2; US3723115A; NL7100509A; CA926679A; JPS556217B1; DE2101857C3

Description

PATENTANWÄLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT 2101857

MÖNCHEN HAMBURG TELEFON= 55 54 76 8000 MÖNCHEN 15, TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

14. Januar 1971

¥. 40 320/71 13/Loe

Fuji Photo Film Co.,Ltd. Ashigara-Kamigun, Kanagav/a (Japan)

Elektrophotographisches lichtempfindliches Material

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrophotographisches lichtempfindliches Material und insbesondere auf ein licht- μ elektrisch leitfähiges Zinkoxyd, das als Komponente in der eine elektrophotographische lichtempfindliche Schicht bildenden Zusammensetzung verwendet werden soll.,

Bei dem gebräuchlichen elektrophotographisehen Verfahren, bei welchem eine elektrostatische Aufladung, bildweise Belichtung und Tonerentwicklung ausgeführt werden, werden die Farbtonwiedergabeeigenschaften von den allgemein bekannten sog. Randeffekten beträchtlich verschlechtert, d.h. von einer Erscheinung, bei welcher das elektrostatische Bild mit einem breiten,, festen Bereich auf eine höhere Bilddichte in dem Umfangsteil desselben als in dessen Mittelteil

entwickelt wird, wodurch ein reproduziertes Bild mit übertrieben intensivierten Konturen erhalten wird.

Der genannte Randeffekt wird im allgemeinen durch die Verwendung einer Engwicklerelektrode verhindert. Obgleich die Anwendung einer Entwicklerelektrode hinsichtlich der Entfernung der genannten Randeffekte sehr wirksam ist, ist die Wirksamkeit der genannten Elektrode beträchtlich von dem Abstand zv/ischen der lichtempfindlichen Schicht und der genannten Elektrode abhängig. Es ist erwünscht, den genannten Abstand möglichst klein beizubehalten, wobei jedoch die Verwirklichung eines derartig kleinen Abstandes, der für die Erteilung eines zufriedenstellenden Verhinderungseffektes geeignet ist, mit beträchtlichen technischen Schwierigkeiten verbunden :st.ÜbHKües wird die Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Entwicklerelektrode ausgeprägter, wenn die genannte lichtempfindliche Schicht mit einer glatten Oberfläche versehen ist, und in diesem lall wird es daher notwendig, den Abstand zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Entwicklerelektrode bei einem außerordentlich geringen Wert beachtlich genau aufrechtzuerhalten, um ein reproduziertes ^Bild von hoher Qualität ohne Randeffekte zu erhalten. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß hierfür eine ziemlich schwierige Technik erforderlich ist.

Das bei der Elektrophotographie verwendete lichtelektrisch leixfähige Zinkoxydpulver zeigt gewöhnlich, wenn es in eine lichtempfindliche Schicht verarbeitet wurde, eine höhere Empfindlichkeit, wenn der Durchmesser der Teilchen zunimmt. Zinkoxyd mit einem übermäßig großen Durchmesser führt jedoch zu einer porösen dispersion auf der lichtempfindlichen Schicht, wodurch eine außerordent-

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lieh grobe Oberfläche, in welcher die Oberfläche des Trägermaterial örtlich freigelegt ist, gebildet wird. Eine derartige Oberfläche ist durch eine erhöhte Ableitungsgeschwindigkeit der elektrostatischen ladung, die derselben erteilt werden soll, gekennzeichnet, was zu einer nichtzufriedenstellend niedrigen Bilddichte führt. Gleich- . zeitig wird eine genaue Wiedergabe des Originalmusters aufgrund der erhöhten Grobheit der Oberfläche unmöglich, und die Wiedergabe von Halbton oder kontinuierlichem Ton wird außerordentlich schwierig, selbst wenn die Randeffekte erfolgreich verhindert werden können. Aus diesen Gründen % ist die praktische Teilchengröße des lichtelektrisch leitfähigen Zinkoxyds für die Verwendung bei der Elektrophotographie auf einen bestimmten Wert beschränkt, auch wenn die Lichtempfindlichkeit höher ist, wenn der Durchmesser ansteigt. Die genannte Grenze ist überdies von der Dicke der elektrophotographischen lichtempfindlichen Schicht abhängig und übersteigt gewöhnlich nicht etwa 1,0 Mikron für die Schichtdicke von etwa 10 Mikron, die. bei einem gebräuchlichen Elektrofaxpapier zur Anwendung gelangt.

Bei der Elektrophotographie sind Tonerstreifen und

Schleierbildung die Hauptfaktoren, die die Qualität des J entwickelten Bildes verschlechtern. Das Auftreten von derartigen Tonerstreifen und Schleierbildung hängt natürlich von den Eigenschaften des Entwicklers selbst ab und wird von den Eigenschaften der lichtempfindlichen Schicht erhsblich beeinflußt. Beispielsweise wird das Auftreten einer Schleierbildung aufgrund des beibehaltenen Potentials zum Problem, wenn der Gehalt an Bindemittelharz·, das in der lichtempfindlichen Schicht vorhanden ist, groß ist. Auch die Eigenschaften des Zinkoxydpulvers selbst

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stehen bisweilen in direktem Zusammenhang mit der Bildung eines zurückgehaltenen Potentials und die Zusammensetzung der lichtempfindlichen Schicht . kann die Ursache der genannten Schleierbildung oder von Tonerstreifen werden. Es ist ebenfalls empirisch bekannt, daß die Erscheinung von Tonerstreifen und Schleierbildung außer von der Zusammensetzung der lichtempfindlichen Schicht auch beträchtlich von der Gestalt der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht beeinflußt wird, und in einer lichtempfindlichen Schicht·mit einer glatten Oberfläche häufiger in Erscheinung treten kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials, das zur Entwicklung mit einem flüssigen Entwickler fähig ist und bei welchem die genannten Randeffekte ohne wesentliche Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Entwicklereleirfcrode und der lichtempfindlichen Schicht wirksam beseitigt werden können. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials mit einer höheren Lichtempfindlichkeit unter Verwendung von lichtelektrisch leitfähigen Zinkoxydpulver von großer teilchengröße _r die einzig aufgrund der schlechten Disperg ie r barkeit in der lichtempfindlichen Schicht nicht verwendet werdan kann. Ein weiterer ^weck der Erfindung ist die Schaffung eines elektrophotographischen lichtempfindlichen Materials, das von der Erscheinung von Tonerstreifen und Schleierbildung verhältnismäßig frei ist.

Die vorstehend geschilderten Zwecke werden gemäß der Erfindung, durch das Auffinden einer elektrophotographischon lichtempfindlichen Schicht erreicht, die aus einem Trägermaterial und einer eloktrophotographischen

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lichtempfindlichen Schicht "besteht, die im wesentlichen aus einem feinteiligen lichtelektrisch leitfähigen Zinkoxydpulver und einem isolierenden filmbildenden Material zusammengesetzt ist und auf dem Trägermaterial vorgesehen ist, wobei gemäß der Erfindung eine Mischung von Zinkoxydpulver von größeren Teilchen mit Teilchendurchmessern von wenigstens 1,O Mikron bei einem Gehalt von wenigstens 60 Gew.-% und mit einem mittleren TeiMiendurchmesser von wenigstens 1,2 Mikron und Zinkoxydpulver mit kleineren Teilchen, das Teilchen mit einem Durchmesser von bis zu g

1,0 Mikron in einer Menge von wenigstens 70 Gew.-% enthält und einen mittleren Teilchendurchmesser von nicht mehr als 0,8 Mikron wie das genannte lichtelektrisch leitf·".. Zinkoxydpulver aufweist, zur Anwendung gelangt. Das Mischungsverhältnis von dem Zinkoxydpulver mit größe, en Teilchen und dem Zinkoxydpulver mit kleineren Teilchen liegt dabei im Bereich von 4 : 6 bis 1: 9· Auf diese Weise kann das elektrophotographische lichtempfindliche Material gemäß der Erfindung hergestellt v/erden, indem man auf ein Trägermaterial, bestehend aus einem Papierblatt oder einem Harzfilm, auf welchem eine elektrisch leitfähige Schicht vorgesehen ist, das vorstehend be- ,

schriebene lichtelektrisch leitfähige Zinkoxydmaterial "

aufbringt. Gemäß der Erfindung wird, wie vorstehend angegeben, eine Lösung durch Dispergieren der Mischung von lichtelektrisch leitfähigem Zinkoxydpulver homogen mit einer Harzkomponente als isolierendes fUmbildendes Material mittels einer Dispergiervorrichtung erhalten.

Im Falle einer elektrophotogra-hisehen lichtempfind-

liehen Schicht, bei welcher ausschließlich Zinkoxydpulver mit größerer Teilchengröße mit einem mittleren Teilchendurchmesser von wenigstens 1,2 Mikron als lichtelektrisch leitfähiges Zinkoxydpulver verwendet wird, ist die Dispergierbarkeit von Zinkpxyd in de. lichtempfindlichen Schien'; bei einer Schichtdicke von etwa 10 Mikron sehr unbefriedi

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wobei zahlreiche Hohlräume darin gebildet werden oder die Oberfläche des Trägermaterials nach außen freigelegt wird. Andererseits kann die Dispersion von Zinkoxyd in der lichtempfindlichen Schicht verbessert werden, indem man Zinkoxydpulver mit einer größeren Teilchengröße mit Zinkoxydpulver von kleinerer Teilchengröße gemäß der Erfindung so mischt, daß die Hohlräume zwischen den größeren Teilchen mit kleineren Teilchen gefüllt werden und dadurch eine lichtempfindliche Schicht mit einer kontinuierlichen P^ase gebildet wird.

Zur Erzielung eines derartigen verbesserten Dispersionszustandes werden die Teilchengrößen des Zinkoxydpulvers von größeren Teilchen und des Zinkoxydpulvers von kleineren Teilchen einer bestimmten Beschränkung unterworfen und eine derartige verbesserte Dispersion kann in wirksamer Weise erhalten werden, indem man das Zinkoxydpulver mit Teilchengrößen innerhalb d3r vorstehend genannten Begrenzungen wählt. Es wurden Versuche ausgeführt, und es wurde dabei festgestellt und bestätigt, daß der Teilchen-•durchmesser des Zinkoxydpulvers von größeren Teilchen bzw. des Zinkoxydpulvers von kleineren Teilchen nicht kleiner als 1,2 Mikron bzw. nicht größer als 0,8 Mikron, gemessen nach dem Permeabilitätsverfahren, sein soll.

Die Vorteile gemäß der Erfindung sind in den Tatsachen zu sehen, daß Zinkoxyd von größerer Teilchengröße mit einem mittleren Teilchendurchmesser von wenigstens 1,2 Mikron, das einzeln oder für sich als lichtelektrisch leitfähiges Zinkoxyd für die Elektrophotographie aufgrund der vorstehend beschriebenen Nachteile nicht verwendet v/erden kann, für diesen Zweck anwendbar gemacht v/ird, indem es mit Zinkoxydpulver mit kleineren Teilchen gemischt wird, wodurch nicht nur

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die Ausnutzung der erhöhten spezifischen Empfindlichkeit hiervon ermöglicht wird, sondern auch die Gewinnung von weiteren Vorteilen, wie nachstehend beschrieben, erhalten wird.

Die lichtempfindliche Schicht gemäß der Erfindung ist durch ihre Oberflächengestalt gekennzeichnet. Verglichen mit der Oberfläche einer gebräuchlichen lichtempfindlichen Schicht, die ausreichend dispergiertes Zinkoxyd darin enthaltest die Oberfläche der gemäß der Erfindung erhaltenen lichtempfindlichen Schicht mit einer beträchtlich höheren Grobheit versehen, um ein mattiertes Aussehen ™

zu ergeben. Überdies zeigt eine genaue Prüfung, beispielsweise mit Hilfe eines optischen Mikroskops ohne weiteres die Eigenheit der Oberflächengestalt der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung. In der Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht von gewöhnlichem Elektrofaxpapier ist die minimale Einheit der Gi.bheit so gering , daß sie nahezu durch ein optisches Mikroskop nicht messbar ist, wodurch eine sehr glatte Oberfläche mit minimaler Grobheit erteilt wird. Demgegenüber zeigt die Oberflächengrobheit der lichtempfindlichen Schicht, die gemäß der Erfindung erhalten wurde, eine meßbar große minimale Einheit und wird im wesentlichen von den kugelförmigen Blöckchen von mehreren zehn Mikrons bestimmt, wobei angenommen wird, daß diese von agglomerierten Zinkoxydteilchen gebildet werden. Überdies sind in der genannten lichtempfindlichen Schicht die genannten kugelförmigen, agglomerierten Blöckchen gleichförmig und kontinuierlich verteilt, wobei eine Oberfläche von einzigartigem Aussehen aufgewiesen wird, die von derjenigen eines gebräuchlichen Elektrofaxpapiers vollständig verschieden ist.

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Die lichtempfindliche Schicht gemäß der Erfindung besitzt bei Beobachtung mit bloßem Auge das Aussehen einer homogenen kontinuierlichen Phase, wobei das entwickelte Bild durch die grobe Oberfläche trotz der verhältnismäßig großen Einheit der Grobheit derselben nicht verschlechtert wird, da die agglomerierten Blöckchen, die die minimale Grobheit bilden und vermutlich im wesentlichen aus Zinkoxyd zusammengesetzt sind, gleichförmig auf der lichtempfindlichen Schicht unter Bildung einer Oberfläche verteilt sind, die als "gleichförmige grobe Oberfläche" bezeichnet werden kann. Das mattierte Aussehen ist ebenfalls ein weiteres einzigartiges Merkmal . der lichtempfindlichen Schicht, die mit einer "gleichförmigen groben Oberfläche" versehen wurde, gemäß der Erfindung.

"Die gleichförmige grobe Oberfläche" der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung ermöglicht die Erzielung von verschiedenen Vorteilen, wie nachstehend erläutert. An erster Stelle kann die lichtempfindliche Schicht gemäß der Erfindung einen höheren Weißgrad durch die Lichtstreuwirkung aufgrund der erhöhten Grobheit von deren Oberfläche aufweisen. Außerdem ist die lichtempfindliche Schicht gemäß der Erfindung geeignet, um den vorstehend geschilderten Randeffekt unabhängig von dem Abstand zwischen der Entwicklerelektrode und der lichtempfindlichen Schicht wirksam zu verhindern.

Überdies weist die lichtempfindliche Schicht gemäß der Erfindung den Vorteil auf, daß die Tonerstreifenbildung vermindert und das Ausmaß der Schleierbildung herabgesetzt ist, verglichen mit einer gebräuchlichen "glatten" lichtempfindlichen Schicht. Daher kann die lichtempfindliche Schicht gemäß der Erfindung mit verschiedenen Arten von flüssigen Entwicklern verwendet werden.

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Überdies ist die lichtempfindliche Schicht gemäß der Erfindung mit einem weiteren wichtigen Vorteil verglichen mit einer anderen lichtempfindlichen Schicht mit "glatter" Oberfläche, beispielsweise einem gebräuchlichen Elektrofaxpapier verbunden, nämlich mit dem Vorteil, daß das darauf gebildete Tonerbild durch die Reibung mit einer anderen Fläche oder Ebene kaum zerstört wird. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß die "gleichförmige grobe Oberfläche" viel weniger Kontaktpunkte mit einer anderen Ebene, verglichen mit einer sog. "glatten" Oberfläche | besitzt. Das Tonerbild auf der lichtempfindlichen Schicht zeigt eine beträchtliche niedrige mechanische Festigkeit insbesondere in einem flüssigen Entwickler aufgrund eines Quellens od.dgl. und bildet leicht Kratzer bei Berührung mit der Entwicklerelektrode od.dgl., wodurch es ebenfalls unmöglich wird, den Abstand zu der Entwicklerelektrode -über eine gewisse Grenze hinaus zu verkürzen. Bei der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung ist jedoch das darauf gebildete Tonerbild so kräftig und stark, daß selbst unter einer direkten Berührung mit der Entwicklerelektrode ein Entwickeln ermöglicht wird. Demgemäß kann die Tonwiedergabe der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung durch die Herabsetzung des Abstands zwischen der lichtempfindlichen Schicht und der Entwicklerelektrode auf einen minimalen Wert bemerkenswert verbessert werden, nämlich durch das Berühren von Entwicklerelektrode mit der lichtempfindlichen Schicht, und diese Tatsache trägt auch"zu einem weiteren wichtigen Vorteil der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung bei.

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Wie vorstehend bereits erläutert, wurden die verschiedenen Vorteile der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung auch in der Tatsache erhalten, daß die genannte lichtempfindliche Schicht mit einer "gleichförmigen groben Oberfläche" versehen wird. Die mit der "gleichförmigen groben Oberfläche" versehene lichtempfindliche Schicht kann am v/irksamsten durch das Verfahren gemäß der Erfindung erreicht werden und kann niemals durch ein

hergestellt werden einziges Zinkoxydpulver/. Im Falle von z.B. der Anwendung eines Zinkoxyds mit einem kleinen mittleren Teilchendurchmesser, das mit einer Oberfläche versehen ist, die von organischen Lösungsmitteln ausreichend benetzbar ist, gibt eine gut dispergierte Überzugslösung lediglich eine lichtempfindliche Schicht, die mit einer außerordentlich glatten und gleichförmigen Oberfläche ausgestattet ist, wohingegen die Überzugslösung, die durch ein ausserordentlich kurzes Dispergieren hergestellt wurde, eine glatte Oberfläche mit darauf verstreuten Schichtblöckchen, die von verhältnismäßig großen Agglomeraten gebildet sind (Durchmesser etwa 100 Mikron)ergibt, wobei diese Schichtblöckchen zur Bildung von visuell unterscheidbaren Flecken bei der Entwicklung führen. Eine derartige Oberfläche, die eine visuelle gleichförmige Entwicklung nicht ermöglicht, wird nachstehend als "ungleichförmige grobe Oberfläche" bezeichnet. Im Falle einer derartigen "ungleichförmigen groben Oberfläche" sind die groben Teile, die ungleichförmig in der homogenen Phase der glatten Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht verteilt sind, mit elektrischen Eigenschaften, wie Ladungsbeibehaltungsfähigkeit od.dgl, versehen, die von denjenigen im Bereich von einer glatten Oberfläche stark verschieden sind, wobei in dem entwickelten Bild weiße Flecken entwickelt werden, wodurch die Qualität des Bildes bemerkenswert verschlechtert wird.

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Das gemäß der Erfindung zu verwendende lichtelektrisch leitfähige Zinkoxydpulver besteht aus einer Mischung von zwei Pulvernmit einer größeren Teilchengröße bzw. einer kleineren Teilchengröße und somit ist die Kurve der Teilchengrößenverteilung für das gemäß der Erfindung zu verwendende lichtelektrisch leitfähige Zinkoxyd durch zwei Spitzen gekennzeichnet, die bei der größeren Teilchengröße bzw. der kleineren Teilchengröße liegen und die Höhe entsprechend dem Mischungsverhältnis hiervon aufweisen. Ein deratiges einzigartiges Teilchengrößenverteilungsmuster kann in einem einzigen Zinkoxyd- . ä pulver nicht erhalten werden. Beispielsweise besitzt das Zinkoxydpulver, das durch Phasenoxydationsverfahren hergestellt und üblicherweise beim elektrophotographischen Verfahren verwendet wird, gewöhnlich eine Kurve der Teilchengrößenverteilung mit einer einzigen Spitze.

Die Anwesenheit von zwei Spitzen in der Kurve der Teilchengrößenverteilung macht offensichtlich das gemäß der Erfindung zu verwendende Zinkoxydpulver besonders •geeignet für'die Erzielung einer "gleichförmigen groben Oberfläche". Yfenn z. B. bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Menge von einem Zinkoxydpulver, entweder

des mit der größeren Teilchengröße oder des mit der ™

kleineren Teilchengrößeverringert wird, wodurch die entsprechende Spitze in dem Verteilungsmuster erniedrigt wird und dabei ein Pulver, das im wesentlichen aus Zinkoxydpulver von einer einzigen Art besteht, erreicht wird, zeigt die erhaltene lichtempfindliche Schicht entweder eine "ungleichförmige grobe Oberfläche" oder"eine glatte Oberfläche" und diese Schicht ist nicht verschieden von derjenigen, die aus einem Zinkoxydpulver einer einzigen Art erhalten wurde. Aus diesem Grund wird das Mischungs-

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verhältnis von Zinkoxydpulver mit größeren Teilchen und Zinkoxydpulver mit kleineren Teilchen als wichtig und wesentlich angesehen, um die lichtempfindliche Schicht mit einer gleichförmigen groben Oberfläche" zu erhalten, die das Hauptmerkmal der genannten Schicht gemäß der Erfindung ist_;und es wurde gefunden, daß das. optimale Misch/ungsverhältnis, bezogen auf Gewicht,von dem größere Teilchen aufweisenden Pulver zu dem kleinere Teilchen aufweisenden Pulver innerhalb eines Bereichs von 4 : 6 bis 1 : 9 liegen soll, wie dies aufgrund von Versuchen gemäß der Erfindung festgestellt wurde.

In der Mischung von lichtelektrischem Zinkoxydpulver, das gemäß der Erfindung verwendet wenden soll, soll das Zinkoxydpulver von größerem Teilchendurchmesser vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von wenigstens 1,2 Mikron aufweisen, während das Zinkoxydpulver von kleinerem Teilchendurchmesser vorzugsweise einen mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 0,8 Mikron aufweisen soll. Für die Erzielung einer lichtempfindlichen Schicht mit einer "gleichförmigen groben Oberfläche" durch die Verwendung einer Mischung von Pulver mit größeren Teilchen und Pulver mit kleineren Teilchen, erwies es sich überdies als notwendig, daß das Pulver mit größeren Teilchen Teilchen mit einem Durchmesser von wenigstens 1 Mikron in einer Menge von wenigstens 60 Gew.-^ des Pulvers enthält und daß das Pulver mit kleineren Teilchen Teilchen mit einem Durchmesser von bis zu 1 Mikron in einer Menge von wenigstens 70 Gew.-?o des Pulvers enthält. Diese Tatsache wurde anhand von Versuchsergebnissen unter Anwendung verschiedener Mischungen von Zinkoxydpulver bestätigt.

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Tatsächlich ist das bei der Elektrophotographie verwendete lichtelektrisch leitfähige Zinkoxydpulver fast ausschließlich nach dem Gasphasenoxydationsverfahren gebildet und besitzt daher einai beträchtlich engen Bereich der Teilchengrößenverteilung, der durch eine scharfe Kurve der Größenverteilung dargestellt wird. Demgemäß wird der vorstehend beschriebene Zustand nahezu immer erfüllt, wenn der mittlere Teilchendurchmesser gut definiert ist.

Folglich werden die vorstehend geschilderten Vorteile der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung aufgrund ™ der "gleichförmigen groben Oberfläche" erhalten, die in wirksamer Weise durch die Tatsache erhalten v/erden kann, daß das Zinkoxydpulver, das verwendet wird, aus einer Mischung von zwei Arten von Pulvern, die mit einer größeren Teilchengröße bzw. einer kleineren Teilchengröße versehen sind, besteht und zwei Spitzen in der Größenverteilungskurve aufweist. In anderen Worten wird gemäß der Erfindung ein einfaches,wirksames Verfahren zur Herstellung einer . "gleichförmigen groben Oberfläche" geschaffen.

Die morphologischen Eigenschaften der lichtempfind- ,, liehen Schicht, die mit der"gleichförmigen groben Oberfläche" gemäß der Erfindung versehen wurde, werden durch Beobachtung mit einem optischen Mikroskop weiter klargestellt.

In diesem Fall besteht die Oberfläche aus Agglomeraten mit einem Durchmesser von 10 bis 50 Mikron und es wird angenommen,daß sie im v/esentlichen aus aggregiertem Zinkoxydpulver besteht, wobei die Zwischenräume zwischen den genannten Agglomeraten kleiner als 100 Mikron sind.

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Die Oberfläche von einem derartigen Zustand wird als "gleichförmige grobe Oberfläche"definiert, die für die Verwirklichung der Zwecke der Erfindung und auch für die Verwirklichung von verschiedenen Vorteilen der lichtempfindlichen Schicht gemäß der Erfindung v/irksam ist.

Die Erfindung ist ferner mit dem Vorteil verbunden, daß die Herstellung der lichtempfindlichen Schicht unter gewöhnlichen Bedingungen ohne jede Beschränkung hinsichtlich der Auswahl von Bindemittelharz, Dispergierverfahren od.dgl. ausgeführt werden kann.

Es ist jedoch zu beachten, daß die Zusammensetzung der lichtempfindlichen Schicht über deren gesamte Oberfläche ausreichend homogen ist. Beispielsweise führen übermäßig nilde Dispergierbedingungen zur Bildung von sehr großen Teilchen (etwa 100 Mikron), die auf dem regelmäßigen Untergrund, bestehend aus Agglomeraten mit einem Durchmesser von ?0 bis 50 Mikron, verstreut sind,und eine derartige Bildung sollte verhindert werden, da derartige Biesenteilchen zur Bildung von visuell wahrnehmbaren Flecken führen.

Es ist daher wichtig, daß die Häufigkeit von vorstehenden Teilen mit einem 100 Mikron übersteigenden

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Teilchendurchmesser ^/m. und vorzugsweise 1 oder 2/m* nicht übersteigt, wenn eine große Oberfläche uncer einem optischen Mikroskop geprüft wird.

Es wurde auch gemäß der Erfindung bestätigt, daß die lichtempfindliche Zinkoxydschicht mit einer idealen Oberflächenstruktur, wie vorstehend beschrieben, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung leichter hergesteilt werden kann als durch verschiedene andere Arbeitsweisen.

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Die Ergebnisse des Verfahrens gemäß der Erfindung werden weiter gewährleistet, indem man die Überzugslösung vor dem Aufbringen auf das Trägermaterial unter Anwendung eines Filtertuches oder eines Metallfilters einer Siebgröße entsprechend einer lichten Maschenweite von etwa 0,074- mm (200 nesh) filtriert, wobei große darin enthaltene Blöckchen entfernt werden. Diese Filtration verhindert eine gegebenenfalls auftretende Verunreinigung der lichtempfindlichen Schicht lit großen Blöckchen von etwa 100 Mikron und gewährleistet die Bildung einer lichtempfindlichen Schicht, die mit einer "gleichförmigen groben Oberfläche" versehen ist.

Für dieErzielung einer lichtempfindlichen Schicht, die mit einem flüssigen Entwickler entwickelt werden kann und eine Reproduktion mit kontinuierlichem Ton ergeben kann, ist es wichtig, ein Bindemittelharz zu wählen, das geeignet ist, eine elektrostatische Ladung während einer längeren Zeitdauer in verschiedenen flüssigen Entv;icklern beizubehalten.

Bevorzugte Bindemittel werden unter Berücksichtigung von deren Ladungsbeibehaltungsfähigkeit in verschiedenen isolierenden Flüssigkeiten bestimmt, wobei £doch die meisten thermoplastischen Harze zufriedenstellend für diesen Zweck verwendet werden können, wenn die Trägerflüsigkeit aus eimern iaoparaffinischen Kohlenwasserstoff mit verhältnismäßig niedrigem Auflösungsvermögen besteht. Beispiele für derartige thermoplastische Harze sind Polyacrylester, Polymdthicrylester, Mischpolymerisate von Acrylesterii nit; Styrol, Vinylacetat oder Lothicrylester oder Vinylchlorid/Vinylacetat-Iilischpolymerisat. Wenn

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andererseits die Trägerflüssigkeit ein höheres Auflösungsvermögen aufweist, z.B. Cyclohexan, Kerosin, Decalin oder ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit einem Gehalt von einer geringen Menge eines aromatischen Kohlenwasserstoffes od.dgl., zeigen thermoplastische Harze mit einem Gehalt an überschüssigen Mischpolymerisatkomponenten·, die eine erhöhte Affinität zu: nicht-polaren Lösungsmitteln, wie Styrol oder Butylmethacrylat aufweisen, eine ungenügende Ladungsbeibehaltungsfahigkeit und es werden daher die Harze mit einer vernetzten Struktur in diesem Fall, z.B. Alkydharz, i/poxyesterhaä?ze, Epoxyharz, Polyurethanharze und insbesondere mit Polyisocyanat vernetzte Alkydharze oder Epoxyesterharze bevorzugt.

Das Mischverhältnis von lichtelektrisch leitfähigem Material uid Bindemittel liegt vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1:1 bis 20:1 auf Gewichtsbasis, wobei praktisch zumeist ein Verhältnis im Bereich zwischen 3:1 und 10:1 angewendet wird.

Es ist außerdem möglich, die -Empfindlichkeit auf den sichtbaren vVellenlängenbereich durch den Zusatz eines Sensibilisierungsfarbstoffes zu der lichtempfindlichen Schicht gewünschtenfalls auszudehnen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert. In cen nachstehenden Bsi spielen, die unter identischen bedingungen ausgeführt wurden, wurden lichtempfindliche Schichten unter aussclüeSüciier Verwendung einzelner Arten von Zinkoxyd mit entweder größerem Teilchendurchmesser oder kleinerem Teilchendurchmesser hergestellt.

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Die lichtempfindliche Schicht, die mit Zinkoxydpu}.ver von kleinerer Teilchengröße (ausschließliche Verwendung von. Zinkoxyd mit einer mittleren Teilchengröße von 0,62 Mikron als lichtelektrisch leitfähiges pulverförmiges Material) hergestellt wurde, wird als lichtempfindliche Schicht A bezeichnet.

Die lichtempfindliche Schicht, die mit Zinkoxydpulver von größerer Teilchengröße (ausschließliche Verwendung von Zinkoxyd mit einer mittleren oder durchschnittlichen Teilchengröße von 1,98 Mikron als licht- M elektrisch leitfähiges pulverförmiges Material) hergestellt wurde, wird als lichtempfindliche Schicht B bezeichnet.

Überdies wird die lichtempfindliche Schicht, die mit einer Mischung, bestehend aus 70° Gew.-Teilen des vorstehend gena&iten Zinkoxydpulvers von kleinerer Teilchengröße und 300 Gev/. -Teilen α es vorstehend genanaten Zinkoxydpulvers von größerer Teilchengröße (Verwendung der Mischung von Zinkoxydpulvern mit einer mittleren Teilchengröße von 0,6 2 bzw."1,98 Mikron als lichtelektrisch leitfähiges pulverförmiges Material) hergestellt wurde, J als'lichtempfindliche Schicht C bezeichnet.

Bei den so hergestellten lichtempfindlichen Schichten Λ, B und C wurden die Ladungseigenschaften einschließlich des Anfangspotentials (V ), das Beibehaltungsausmaß beim Dunkelabklingen des Potentials ( und die Entwicklungseigenschaften einschließlich Tonerstreifen und Schleierdichte verglichen , wobei die Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle aufgeführt sind.

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Bei den Messungen der verschiedenen Eigenschaften wurde jede lichtempfindliche Schicht in einem dunklen Raum für mehr als 2 volle Tage vor der Ausführung der Messung konditioniert.

Beispiel 1

1000 Gew.-Teile von lichtelektrisch leitfähigem, gemischten Zinkoxydpulver, bestehend aus 700 Gew.-Teilen von Zinkoxydpulver von kleinerer Teilchengröße (mittlerer Teilchengrößendurchmesser 0,62 Mikron) und Gew.-Teilen von Zinkoxydpulver von größerer Teilchengröße (mittlerer Teilchendurclimesser 1,98 Ivlikron), wurden mit 240 Gew-Teilen eines styrolisierten -«.lkydharzanotrichmaterials (Japan .Reichhold: Styresol 4400), 110 Gew.-Teilen einesPolyisocyanatanstrichmaterials oder Polyisocyanabuberzugmaterials (Bayer AG, Desmodul L) und -^utylacetat versetzt und während etwa ?0 min in einem Homogenisator ausreichend dispergiert. Die so hergestellte Übersugslösung wurde dann auf einen Polyethylenterephthalatfilm, der mit einer aufgedampften Alaminiumschicht versehen war (Toxay Co; Ketalmy) so aufgebracht, uu eine Beschichtung mit einer Überzugsdicke nach Trocknung von 5 Mikron zu erhalten. ' Das Trocknen wurde bei 50 ⁰G während mehr als 16 Std. so ausgeführt, um gleichzeitig mit dem Trocknen ein Härten zu verwirklichen.

Die so hergestellte lichtempfindliche ^ch^cht ist mit einer Oberfläche von mattem Aussehen versehen, auf welcher halbkugelige agglomerierte Blöckchen iit einem Durchmesser von ?ü bis 50 Mikron kontinuierlich und gleichförmig unter Bildung einer gleichförmigen groben Oberfläche verteilt sind. Das in diesem Beispiel ver-

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wendete gemischte Zinkoxydpulver besitzt eine besondere 'Teilchengrößeriverteilung, die in der graphischen Darstellung von Ji¹Ig. 1 veranschaulicht ist. Es ist ersichtlich, daß diese Teilchengrößenverteiluhg 2 Maxima oder Spitzen bei einer größeren bzw. einer kleineren Teilchengröße aufweist. Die Teilchengrößenverteilung von jedem einzelnen •Pulver ist ebenfalls in £"ig. 1 durch die gestrichelten Linien a und b jeweils für das Zinkoxyd von kleinerer Größe bzw. Zinkoxyd von größerer Teilchengröße dargestellt.

Die Messung der Ladungseigenschaften wurde wie %

folgt ausgeführt: Die Probe wurde mittels einer negativen Koronaentladung negativ geladen, dann der Bestimmung des Anfangspotentials V in Luft unterworfen, anschließend in Kerosin eingetaucht und erneut der Bestimmung des beibehaltenen Potentials Vg₀ 60 see. nach der Liessung von V unterworfen. Das Potentialbeibehaltungsausmaß bei Djnkelabklingen ist definiert als V^q/V

Der zur Anwendung gelangende Entwickler bestand aus 4 g im Handel erhältlicher Offsetdurckfarbe (Toyο Ink Manufacturing Go.,Ltd; blaue Druckfarbe), dispergiert in 11 Kerosin, und die Entwiclilungseigenschaften wurden Ä

an dem entwickelten Linienbild mit Bezug auf Tonerstreifen und Gehleierdichte nach Entwicklung während etwa 2 min in einem Trog aus rostfreiem Stahl bewertet. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

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Tabelle

	lichtempfindliche Schicht"	ZnO- Anfangs- Pulver potential (V )	Potential- beibehaltungs- ausmäiS bei Dunkelab klingen (Vg₀/V_Q ]	Toner streifen )	Schleier- dichte
O	Schicht A	kleine -180 Teilchen (Llittel- • wert 0,62\|0	0,90.	beträcht lich	hoch
9831 /1	Schicht B	große ₍ -130 Teilchen (Littel wert 1,98M)	0,23
CD JP-	Schicht C	Mischung -I50 von großen und kleinen Teilchen	0,85	kaum	sehr niedrig

lichtempfindliche Oberfläche

glatt

sehr grob

gleichförmig

Die lichtempfindliche Schicht B ist mit einer außerordentlich groben Oberfläche mit vielen Hohlräumen versehen und sie verlor das elektrostatische Potential faäb vollständig in dem flüssigen Entwickler, wodurch eine sehr niedrige Entwicklungsdichte erhalten wurde und die Beobachtung von Tonerstreifen und Schleierdichte unwesentlich wurde. Demgegenüber wies die Schicht A Tonerstreifen in beträchtlichem Ausmaß und eine hohe Schleierdichte auf.

Wie aus der Tabelle ersiehelich jst, ist die licht- g

empfindliche Schicht C gemäß der Erfindung den '

Schichten A und B hinsichtlich der Schleierdichte und mit Bezug auf Tonerstreifen überlegen.

Beispiel 2 "

1000 Gew.-Teile eines gemischten lichtelektrisch leitfähigen Pulvermaterials, bestehend aus 650 Gew.-Teilen Zinkoxyd von kleinerer Größe (mittlerer Teilchendurchmesser 0,4- Mikron.) und 350 Gew.-Teilen Zinkoxyd von größerer Teilchengrüße (mittlerer Teilchendurchmesser '1,98 Mikron), wurden mit 240 Gew.-Teilen einer styrolisierten Alkydharz ans tr ichmas se (Japan Reichhold Co.,; Styresol 4400), I 110 Gew.-Teilen einer Polyisocyana.tanstrichmasse (Bayer AG; Desmodul L) und einer Lösung mit einem Gehalt von 0,2 Gew.-Teilen Brilliant Blue FCF, 0,4- Gew.-TeilaiEosin und 0,5 Gew.-Teilen Fluoreszein als' oensibilisioruntrsfarbstoffe, gelöst in 4-0 Gew.-Teilen Methanol,versetzt.

Der Mischung wurde ferner Aitylacetat zugegeben und die Mischung wurde während 30 min in einem Homogenisator ausreichend dispergiert. Die so hergestellte Überzugslösung wurde auf einen Film mit einer aufgedampften

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Aluminiumschicht (ivletalmy) ,ähnlich wie in Beispiel 1
beschrieben, aufgebracht, dann getrocknet und gehärtet, um eine elektrophotographische lichtempfindliciie Schicht zu erhalten. Die so hergestellte lichtempfindliche
Schicht ist mit einer "gleichförmigen groben Oberfläche" versehen und besitzt eine Empfindlichkeit in dem sichtbaren Wellenlängenbereich. Die TeiDchengrößenverteilung des gemischten Zinkoxydpulvers ist in Fig. 2 anhand der voll ausgezogenen Kurve veranschaulicht. Die Teilchen größenverteilung des Zinkoxydpulvers von größerer Teilchengröße und des Zinkoxydpulvers von kleinerer Teilchengröße ist in Fig. 2 ebenfalls anhand der gestrichelten Linien b bzw. a veranschaulicht.

109831/1944

Claims

Patentansprüche

Elektropnotographisches lichtempfindliches Material mit einer lichtempfindlichen Schicht, bestehend aus einer elektrophotographischen lichtempfindlichen ochicht, die im wesentliehen aus einem feinteiligen lichtelektrisch leitfähigen Zinkoxydpulver und einem isolierenden, filmbildenden Material zusammongesetzt ist und auf einem Trägermaterial vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtelektrisch leitfähige Zinkoxydpulver aus einer Pulvormischung von Zinkoxydpulver von größerer .teilchengröße » das Teilchen mit einem Durchmesser von wenigstens 1 Mikron " in einer !.!enge von wenigstens 60 Gew.-yo enthält und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von wenigstens 1,2 Mikron aufweist und einem Zinkoxydpulver kleinerer Teilchengröße, , das Teilchen mit einem Durchmesser von nicht mehr als 1 Mikron in einer LIenge von wenigstens 70 Gew.->o ent ι,alt und einen mittleren Teilchendurchmesser von höchstens 0,8 LiLkron aufweist, besteht, wobei das Mischungsverhältnis von dem Zinkoxydpulver von größerer Teilchengröße und dem Zinkoxydoulver von kleinerer Teilchengröße, bezogen auf Gewicht, innerhalb eines Bereichs von 4:6 bis 1:9 liegt.
2) Material nacit Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtelektrisch leitfähige Zinkoxyd nach dem Gasphasenoxydationsverfahren hergestellt ist.
3) Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß des isolierende,fumbildende Laterial aus einem mit rolyisocyanat gehärteten Alkydharz besteht.

1 0 9 8 3 1 / 1 9 Λ 4
4) Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das isolierende, fiImbildende Material aus einem mit Polyisocyanat gehärteten Polyepoxyesterharz besteht.
5) Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinkoxydpulver und das Bindemittel in einem Gewichtsverhältnis innerhalb des Bereichs von 1:1 bis 2OjI, inbesondere 3:1 bis 10:1 , vorhanden sind.

109831/19U