DE2145348A1 - Reinigungskomposition, sowie deren Verwendung - Google Patents

Description

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Reinigungskonrposition, sowie deren Verwendung

Die vorliegende Erfindung betrifft Kompositionen sum Reinigen und/oder Abreiben, insbesondere von photoleitenden Isolier-Oberflachen, und hier vor allem von wieder-verwendbaren elektrophotographischen platten oder Trommeln.

Beim elektrophotographischen Verfahren, wie es z.B. im US-Patent 2,297,691 vom 6.10.194-2 (Carlson) beschrieben ist, wird eine elektrophotographische Platte, bestehend aus einem photoleitenden Isoliermaterial auf einem leitfähigen Hintergrund, mit einer gleichförmigen elektrischen Ladung auf der Oberfläche versehen und dann mit dem zu reproduzierende'n Objekt belichtet, üblicherweise nach dem Projektionsverfahren. Durch diese Belichtung werden die Plattenteile je nach der auf sie auffallenden Lichtintensität entladen, wodurch man auf oder in dem Platten-Überzug ein latentes elektrostatisches Bild erhält.

Die Entwicklung des latenten elektrostatischen Bildes wird üblicherweise durch ein elektrostatisch anziehbares Material bewirkt; dieses besteht im allgemeinen aus einem thermoplastischen Harz in Form von fein-verteilten Partikeln in der Größenordnung von 3-20 Mikron (üblicherweise als "toner" oder "toner"-Pulver bezeichnet). Bei der Entwicklung eines latenten elektrostatischen Bildes wird das "toner"-Pulver in Oberflächenkontakt mit dem Überzug gebracht und dort elektrostatisch in einem dem latenten elektrostatischen Bild entsprechenden Muster zurückgehalten· Das entwickelte Bild wird nun auf ein geeignetes Trägermaterial, wie Papier, übertragen und damit verschmolzen, so daß man ein permanentes Bild erhält. Bei der Übertragungsstufe soll praktisch das gesamte Harzmaterial bzw. der "toner" auf dem Trägermaterial haften und dort ein Bild formen; üblicherweise jedoch verbleibt ein sehr geringer Prozentsatz des Harzmaterials bzw. "toners" auf der elektrophotographischen Oberfläche zurück.

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ORIGINAL INSPECTfD

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Diese kleine Menge des Harzmaterials "bzw. "toners" auf der elektrophotographischen Oberfläche beeinflußt die weiteren Verfahrensstufen des Prozesses; läßt man sie dort zurück, so erhält man einen accumulativen Effekt, da weitere restliche "toner"-Teilchen immer leichter auf der Oberfläche haften, imd zwar auf dessen Bild- und .Nicht-Bild-Teilen. Bei automatischen Maschinen mit drehbaren Trommeln erzielt man eine kontinuierliche Entfernung dieser restlichen "toner"-Teilchen mit einer rotierenden Bürste, die mit der elektrophotographischen Oberfläche in peripherem Kontakt steht und alles darauf haftende restliche Harzmaterial bzw. "toner" entfernt. Die Bürste wiederum wird unter Verwendung eines leicht-schlagenden Stabes in Kombination mit einem Vakuum-System gereinigt, wobei das restliche Harzmaterial bzw. der "toner", der durch den Stab von der Bürste entfernt wurde, in die Luft gesaugt wird und dann daraus durch einen geeigneten Filter abgetrennt wird.

Die oben beschriebene kontinuierliche Reinigung von photoleitenden Isolier-Oberflächen oder andere derzeit gebräuchliche Verfahren entfernen das "toner"-Material nicht vollständig von der photoleitenden Isolier-Oberflache; deshalb wird bei wiederholter Verwendung einer photoleitenden Isolier-Oberflache ein dünner PiIm des "toner"-Materials darauf gebildet, der das Reproduktionsverfahren negativ beeinflußt. Der dünne Film aus "toner"-Material wird von der photoleitenden Isolier-Oberfläche von handelsüblichen Maschinen durch periodische Reinigung mit einem im allgemeinen brennbaren Lösungsmittel entfernt. Es gibt zahlreiche Versuche zur Entwicklung eines nicht-brennbaren Reinigers zur Entfernung des restliehen"toner"-Films von. einer photoleitenden Isolier-Oberfläche; diese Versuche sind jedoch im allgemeinen nicht erfolgreich gewesen, insbesondere weil der Reiniger die lichtempfindliche Isolierschicht verschmutzt oder befleckt hat.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung des Reinigens und/oder Abreibens von photoleitenden Isolier-Oberflächen unter Verwendung einer nicht-brennbaren Komposition,

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insbesondere zur Reinigung von elektrcphotogr8.ph.isch.en Trommeln oder Flatten.

Die erfindungsgemäße Komposition besteht ga.nz allgemein aus einer wäßrigen Emulsion einer organischen Flüssigkeit, wobei die relativen Mengen-Verhältnisse der Komponenten so eingestellt sind, daß die Komposition flüchtig ist und daß die Bildung eines Lösungsmittelfilms vermieden wird. Die Komposition kann.auch ein Abriebmittel enthalten und eignet sich insbesondere zum Reinigen und/oder Abreiben der Oberfläche einer wieder-verwendbaren elektrophotographischen lichtempfindlichen Vorrichtung, z.B. verglastem Selen oder dessen Legierungen.

Die erfindungsgemäße Reinigungskomposition besteht aus örei Komponenten, nämlich einer organischen Flüssigkeit, einem Oberflächen-aktiven Mittel und Wasser, wobei die organische Flüssigkeit im Wasser emulgiert ist. Die Komposition enthalt im allgemeinen etwa 10-50 Gew.-Teile der organischen Flüssigkeit und etwa 1-10 Gew.-Teile des Oberflächen-aktiven Mittels (bezogen auf 100 Teile der Drei-Komponenten-Komposition) , und der Rest ist Wasser. Wird die Komposition sowohl zum Reinigen·als auch zum Abreiben verwendet, so sollte sie außer der organischen Flüssigkeit und dem Oberflächen-aktiven Mittel in den oben angegebenen Mengen zusätzlich etwa 5-30 Gew.-Teile eines Abriebmittels (bezogen auf 100 Teile der Vier-Komponenten-Komposition) enthalten, wobei der Rest Wasser ist.

Die organische Flüssigkeit der erfindungsgemäßen Komposition kann aus einer oder mehr organischen Verbindungen bestehen, welche entweder den "toner" auflösen oder vorzugsweise den "toner"-Film von der photoleitenden Isolier-Oberfläche anziehen. Außerdem sollten die organischen Verbindungen die folgenden Eigenschaften haben: unlöslich oder nur teilweise löslich in Wasser, d.h. in Wasser emulgierbar; chemisch ßtabil und/oder inaktiv gegenüber der photoleitenden Isolier-Vorrichtung; flüchtig, d.h. unter den Reinigungsbedingungen (im allgemeinen Raumbedingungen) verdampfbar, so daß man keine

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speziellen Verfahren zur Entfernung der organischen Flüssigkeit von der gereinigten Oberfläche benötigt«= Im allgemeinen hat die organische Flüssigkeit bei 20°C einen Dampfdruck von etwa 3-7.0 mm. Die organischen Verbindungen sind vorzugsweise nicht-brennbar und nicht-toxisch, so daß die Gefahren bei der Verwendung und Aufbewahrung der. Reinigungskompositionen vermindert sind.

Als Beispiele für flüchtige organische Verbindungen, die mit Wasser nicht-mischbax· sind und allein oder in Kombination miteinander als organische flüssige Komponente der erfindungsgemäßen Reinigungskomposition verwendet v/erden können, seien die folgenden genannt: halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Trichloräthylen, Tetrachloräthylen, Tetrafluoräthylen, Methylei Chlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylendichlorid, Monochlorbenzol, Dichlorbenzol etc.; Alkanole, wie Pentanol etc.; chlorierte Alkanole, wie Trichloräthanol etc.; hydroxylierte Äther, wie Methyl-Gellosolve, Äthyl-Gellosolve; Ketone wie Methyl-propyl-keton, Diisobutyl-keton etc.; Kohlenwasserstoff-ester wie Äthylacetat, Isopropylacetat etc.; Kohlenwasserstoffe, wie Xylol, Toluol, Terpentin, verschiedene Petroleum-Solventien, wie Ligroin; Carbonate, wie Diäthylcarbonat etc. Bevorzugt verwendet man chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Tetrachloräthylen, da es nicht-brennbar, wenig toxisch und leicht verfügbar ist. Diese organischen Verbindungen und andere mit den oben angegebenen Eigenschaften sind dem Fachmann wohl bekannt; die vorliegende Erfindung soll daher nicht auf die als Beispiele erwähnten speziellen Verbindungen beschränkt sein.

Durch die Emulgierung des Lösungsmittels in Wasser wird die Brennbarkeit der Reinigungskomposition vermindert, so daß einer der schwerwiegendsten Nachteile der bislang bekannten Reinigungskompositionen vermieden wird. Durch die Verwendung von Wasser kann man außerdem die Gesamt-Flüchtigkeit der Reinigungskomposition kontrollieren, so daß sich auch organische Verbindungen verwenden lassen, die bislang als zu flüchtig für Reinigungskompositionen betrachtet wurden. Die Mengenverhältnisse von organischer Flüssigkeit und Waseer

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werden so eingestellt, daß man die gewünschte Verdaonpfungsgcischwindigkeit der organischen Flüssigkeit von der gereinigten Oberfläche erhält; d.h. die Verdampfungsgeschwindigkeit soll schnell genug sein, daß kein organischer Flüssigkeitsfilm auf der gereinigten Oberfläche zurückbleibt, der mit speziellen Verfahren davon entfernt werden müßte ~ jedoch darf die Verdampfungsgeschwindigkeit wiederum nicht so schnell sein, daß der von der zu reinigenden Oberfläche entfernte "toner" während des Reinigungsverfahrens wieder ausgefällt wird. Im allgemeinen werden die relativen Mengenverhältnisse von organischer Flüssigkeit und Wasser in den oben genannten Bereichen kontrolliert, wobei man eine Komposition erhält, die von der zu reinigenden Oberfläche in weniger als 5 Minuten verdampft, aber nicht in weniger als 2 Minuten; bevorzugt ist eine Zeit von 3-5 Minuten. Die Auswahl der optimalen Mengenverhältnisse dürfte für den Fachmann aufgrund der obigen Erläuterungen ohne weiteres möglich sein.

Außer den bereits erwähnten verbesserten Ergebnissen erzielt man bei Verwendung der erfindungsgemäßen Drei-Komponsnten-Reinigungskompositiqn einen weiteren Vorteil, der auf den hydrophil-hydrophoben Eigenschaften der Kompositxon beruht. Die zu reinigende photoleitende Isolieroberfläche ist im allgemeinen mit Oxidationsprodukten bedeckt, welche hydrophile Eigenschaften haben. Die erfindungsgemäße Reinigungskomposition zieht daher infolge ihrer hydrophilen Eigenschaften diese öxidationsprodukte an, wobei die Gesamtreinigung der photoleitenden Isolieroberfläche weiter verbessert wird.

Das Oberflächen-aktive Mittel kann aus einem oder mehr anionischen, kationischen oder nicht-ionischen Oberflächenaktiven Mitteln bestehen, welche die elektrischen Eigenschaften der photoleitenden Isolieroberfläche nicht negativ beeinflussen; nicht-ionische Oberflächen-aktive Mittel sind im allgemeinen besonders brauchbar, da viele kationische und anionische Oberflächen-aktive Mittel derartige negative Eigenschaften besitzen. Die nicht-ionischen Oberflächenaktiven Mittel wählt man aus der großen Zahl dieser Verbindungen, wobei als Beispiele die folgenden erwähnt seien: Kondensations-

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produkte von höheren Fettalkoholen mit Alkylenoxide wie das Reaktionsprodukt von Oleylalkohol mit 10 Äthylenoxid-Einheiten; -Kondensationsprodukte von Alkylphenolen mit Alkylenoxid, wie das Reaktionsprodukt von Isooctylphenol mit 12 Äthylenoxid-Einheiten; Kondensationsprodukte von höheren Fettsäureamiden mit 5 oder mehr Äthylenoxid-Einheiten; Polyäthylenglykol-ester von langkettigen Fettsäuren, wie Tetraäthylenglykol-monopalmitat, Hexaäthylenglykol-monolaurat, Nonaäthylenglykol-inonostearat, Nonaäthylenglykol-dioleat, Tridecaäthylenglykol-monoarachidat, Tricosaäthylenglykol-monobehenat, Tricosaäthylenglykol-dibehenat; Äthylenoxid-Kondensationsprodukte von Teilestern mehrwertiger Alkohole und höherer Fettsäuren sowie deren innere Anhydride (Mannitolanhydrid und Sorbitol-anhydrid, bekannt unter der Bezeichnung Mannitan und Sorbitan), wie das Reaktionsprodukt von Glycerinmonopalmitat und 10 Molekülen Äthylenoxid, von Pentaaerythritmonooleät mit 12 Molekülen Äthylerioxid, von Sorbitan-monostearat mit 10-15 Molekülen Äthylenoxid, von Mannitan-monopalmitat mit 10-15 Molekülen Äthylenoxid; langkettige PoIyglykole, bei denen eine Hydroxylgruppe mit einer höheren Fettsäure und eine weitere Hydroxylgruppe mit einem nieder-molekularen Alkohol verestert ist, wie Methoxypolyäthylenglykol 550-Monostearat (hierbei bedeutet 550 das mittlere Molekulargewicht des Polyglykoläthers); langkettige Diole etc. Die Auswahl eines geeigneten Oberflächen-aktiven Mittels dürfte für den Fachmann ohne weiteres möglich sein, so daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine weitere Erläuterung erforderlich ist.

Das Oberflächen-aktive Mittel hat bei den erfindungsgemäßen Kompositionen einen doppelten Zweck: es erhöht die Stabilität der Komposition, so daß sie langer gelagert werden kann, und es erleichtert die Reinigung der photoleitenden Isolieroberfläche, indem die "toner"-Q?eilchen in der Reinigungskomposition suspendiert werden.

Das bei der erfindungsgemäßen Komposition gegebenenfalls anwesende Abriebmittel ist in der Komposition unlöslich und muß eine ausreichende Abriebwirkung haben, so

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daß das photoleitende Isoliermaterial einen stark reflek-tierenden Schliff bekommt. Bei Benutzung einer wieder-vei— wendbaren xerographischen Trommel oder Platte ist die photoleitenden Isolieroberfläche relativ weich; deshalb sollte ein Abriebmittel von besonders kleiner Teilchengröße verwendet werden, im allgemeinen von weniger als etwa 10 Mikron, vorzugsweise etwa 0,1-10 Mikron. Das Abrieb-Pulver kann in mannigfaltiger Form verwendet werden, besonders gute Resultate erzielt man mit einem Pulver von irregulärer Gestalt und gleichmäßiger Teilchengröße. Als Beispiele für geeignete Abriebmittel seien erwähnt: Calciumphosphat, Diatomeen-Erde, Alündrum, Carborundum, Granat,, Korund, Schmirgel, Eisenoxid, Chromoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Celit, Cercxid, Calciumcarbonat, Tricalciumphosphit, Bentonit, Zirkonoxid etc.

Die Reinigungskompositionen mit einem Abriebmittel enthalten im allgemeinen auch ein organisches oder anorganisches Suspendiermittel zur Verbesserung der Gleichmäßigkeit und Stabilität der Komposition. Das Suspendiermittel wird üblicherweise in einer Menge von etwa 1-6 Gew,-Teilen (bezogen auf 100 Teile der Fünf-Komponenten-Komposition) verwendet; als Beispiele hierfür seien genannt: kolloidales Siliciumdioxid, Kaolin, kolloidaler Ruß, Zinkstearat, Cadmiumstearat etc·

Die erfindungsgemäße Reinigungskomposition wird dadurch hergestellt, daß man das nicht-ionische Oberflächenaktive' Mittel im Wasser löst und dann das organische Lösungsmittel in der wäßrigen Phase emulgiert, z.B. durch Ultraschall· Gegebenenfalls fügt man dann das Abriebpulver und das Suspendiermittel zur Emulsion und vermischt sorgfältig, so daß man eine viskose Flüssigkeit oder ein Pasten-ähnliches Produkt erhält. Selbstverständlich soll die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf eine spezielle Reihenfolge bei der Vermischung der einzelnen Komponenten beschränkt sein.

Zur Reinigung der photoleitenden Isolieroberfläche geht man wie folgt vor: man imprägniert ein geeignetes Medium

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welches die photοleitende Isolieroberfläche nicht negativ beeinflußt, s.B. Gaze, Papiertücher, absorbierende Baumwolle oder ein weiches Gewebe, mit der Reinigungskomposition und reibt das imprägnierte Medium vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit über die photoleitende Isolieroberfläche, und zwar ausreichend lang, so daß der erwünschte Reinigungs- und/oder Abriebeffekt erzielt wird. Verwendet man Reinigungskompositionen mit einem Abriebmittel, so muß dieses von der gereinigten photoleitenden Isolieroberfläche vor deren Wiederverwendung entfernt werden. Dies erreicht man, indem man ein mit Wasser gesättigtes Polster und dann ein trockenes absorbierendes Polster über die photoleitende Isolieroberflache reibt.

Die erfindungsgemäßen Reinigungskompositionen eignen sich insbesondere zum Reinigen und/oder Abreiben einer photoleitenden Isolieroberfläche; selbstverständlich können sie auch zur Reinigung anderer Oberflächen, z.B. Glas verwendet werden; diese weiteren Verwendungsarten sollen von der vorliegenden Erfindung umfaßt werden.

In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert; es handelt sich um bevorzugte Ausführungsformen, d.h. die Erfindung soll nicht hierauf beschränkt werden. Alle Teile und Prozentzahlen beziehen sich auf das Gewicht.

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... 9 - ■ Beispiele 1-4

Zur Herstellung der Reinigungskompositionen gibt man das Oberflächen-aktive Mittel in das Wasser und emulgiert die organische Flüssigkeit im Wasser durch Ultraschall. Gegebenenfalls gibt man dann noch ein Abriebmittel und Suspendiermittel in die Emulsion, so daß sie eine Pasten-ähnliche Konsistenz erhält.

Nun nimmt man eine amorphe Selentrommel, welche einen dünnen "toner"-Film trägt und vorher in einem elektrophotographischen Verfahren verwendet wurde, bei dem ein latentes elektrostatisches Bild darauf entwickelt ("toner": Styrol-n-Butyl-methacrylat-Copolymeres + PoIyvinyl-butyral + Ruß; vgl. Beispiel 1 des US-Patents 3,079,324) und dann auf einen Träger übertragen wurde. Diese Trommel wird mit den folgenden Kompositionen gereinigt, wobei man die Komposition auf ein absorbierendes Polster gibt und dieses mit mittlerem Druck über die Trommeloberfläche reibt. Jede dieser Kompositionen entfernt den "toner"-Film wirksam, ohne die elektrischen Eigenschaften der Trommel negativ zu beeinflussen;, die ein Abriebmittel enthaltenen Kompositionen verleihen der Trommel einen stark reflektierenden Schliff.

Reinigungskompositionen

Komponenten (Teile) I II III IV Tetrachloräthylen 30 50 30 35

3,6-Dimethyl-4-octin-3,6-diol (ein nichtionisches Oberflächenaktives Mittel, SURFYNOL 82) 1,5 1,5 1,5 1,5

Natrium-n-methyl-n-oleoyllaurat (ein anionisches Oberflächen-aktives Mittel,' IGEPON Φ-51) 1,5 1,5 1,5 1,5

Abriebmittel (Diatomeenerde, SNOWiXOSS) 15 7 15

Wasser 52 40 50 62

Suspendiermittel

.(Zinkstearat) - 2

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In den folgenden Beispielen "besteht das Obexfl.ächen--a>:;;ive Mittel aus einem Gemisch von gleichen Teilen SURD¹YNOL 82 und IGEPON T-51.

Beispiel

Toluol 15 Teile

Oberflächen-aktives Mittel 2 "

Wasser 83 "

Beispiel ί

Petroleum-Lösungsmittel	15	Teile
(Apcothinner)	67	Il
Wasser	3.	η
Oberflächen-aktives Mittel

Beispiel

Terpentin 40 Teile

Oberflächen-aktives Mittel 4 "

Wasser 56 "

Beispiel

Ligroin	10	Teile
Trichlorathylalkohol	30	Il
Oberflächen-aktives Mittel	10	H
Wasser	56	Il

Beispiel 9

o-Dichlorbenzol 10 Teile

Oberflächen-aktives Mittel 2 "

Wasser 88 "

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Beispiel 10

Pentsnol 20 Teile

Diisobutylketon 20 " Oberflächen-aktives Mittel 8 "

V/as ε er· 52 "

Beispiel 11

Diäthylcarbonat 50 Teile

Oberflächen-aktives Mittel 5 " V/asser/ 4-5 "

Die erfindungsgemäßen Reinigungskompositionen sind besonders wirksam zur Entfernung des dünnen Films, der auf einer wieder-verwendbaren elektrophotographischen Platte oder Trommel, insbesondere einer Trommel mit einer amorphen Selen-Oberfläche, während deren wiederholter Verwendung gebildet wurde; die Reinigung erfolgt nämlich ohne Beeinflussung der isolierenden oder photoleitenden Eigenschaften der Oberfläche und ohne Zurücklassung irgendweIcher Flecken oder Rückstände auf der gereinigten Oberfläche. Die erfindungsgemäßen Reinigungskompositionen sind besonders vorteilhaft, da die bevorzugten Kompositionen nicht-brennbar und wenig toxisch sind.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. · Reinigmigskompositbn, bestehend aus einer emulgierbaren, flüchtigen, organischen Flüssigkeit, einem Oberflächen-aktiven Mittel und Wasser, wobei die flüchtige organische !Flüssigkeit im Wasser emülgiert ist. . ■

2. Kömposition gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die. organise]
3-70 mm hat.

die. organische Flüssigkeit bei 20⁰C einen Dampfdruck von

3. Komposition gemäß Ansprüchen 1 und 2,- dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit in einer Menge von 10-50 Gew.-Teilen und das Oberflächen-aktive Mittel in einer Menge von 1-10 Gew.-Teilen (bezogen auf 100 Teile der Drei-Komponenten-Komposition) vorhanden sind, wobei der Best Wasser ist.

4·. Komposition gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komposition ein Abriebmittel enthält.

5. Komposition gemäß Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Flüssigkeit in einer Menge von 10-50 Gew,-Teilen, das Oberflächen-aktive Mittel in einer Menge von 1-10 Gew.-Teilen und das Abriebmittel in einer Menge von 5-30 Gew.-Teilen (bezogen auf 100 Teile der Vier-Komponenten-Komposition) vorhanden sind, wobei der Rest Wasser ist.

6. Komposition gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Suspendiermittel enthält.

7. Komposition gemäß Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Flüssigkeit Tetrachloräthylen verwendet,

8. Verfahren zur Reinigung einer photoleitenden Isolieroberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Oberfläche mit einer Reinigungskomposition gemäß Ansprüchen 1-7 abreibt.

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