DE2553606A1

DE2553606A1 - Photoleitendes element

Info

Publication number: DE2553606A1
Application number: DE19752553606
Authority: DE
Inventors: Michiel Van Der Brink; Andreas Cornelis Stoot
Original assignee: Oce Van der Grinten NV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 1974-11-28
Filing date: 1975-11-28
Publication date: 1976-08-12
Also published as: NL7513715A; FR2293002B1; US4026702A; IT1050949B; FR2293002A1; GB1484906A; BR7507752A; JPS5177080A

Description

Die Erfindung betrifft ein photoleitendes Element, bestehend aus einem Träger und einer photGleitenden Schicht, welche photoleitendes Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid oder Cadmiumsulfoselenid dispergiert in einem organischen polymeren Binder enthält. Derartige photoleitende Schichten sind allgemein als Cadmiumsulfid-Binderschichten bekannt.

Obwohl Cadmiumsulfid-Binderschichten der betrachteten Art bereits häufig vorgeschlagen wurden, kamen sie kaum ,viel-

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leicht aufgrund einiger Nachteile, falls sie mit den üblicherweise angewandten photoleitenden Schichten beispielsweise aus Zinkoxid-Binder und Selenschichten verglichen werden, in die Praxis der Elektrophotographie. In Abhängigkeit beispielsweise von der Konzentration des Cadmiumsulfids im Binder zeigt die photoleitende Schicht entweder einen ziemlich hohen Dunkelabfall nach der Aufladung oder eine ziemlich hohe Restspannung nach der Aufladung und Belichtung. Falls weiterhin ein latentes elektrostatisches Bild auf einer Cadmiumsulfid-Binderschicht durch eine Flüssigkeitsentwicklung oder ein lediglich an der Kante erfolgendes Entwicklungsverfahren, wie Kaskadenentwicklung _t entwickelt wird, wird der Hintergrund etwas fleckig, da er nicht vollständig frei vom Entwicklerpulver verbleibt/und, falls das latente elektrostatische Bild durch ein Vollflächenentwi cklung s ve rf ahr en, beispielsweise eine Magnetbürstenentwicklung, entwickelt wird, sind die Bildteile nicht homogen, sondern zeigen eine körnige Struktur.

Es wurde jetzt gefunden, daß die vorstehend aufgeführten Nachteile vermieden werden können oder mindestens vermindert werden können, wenn eine kolloidale hydrophobe Kieselsäure in die photoleitende Schicht einverleibt wird. Gemäß der Erfindung ergibt sich ein photoleitendes Element, welches einen eine photoleitende Schicht tragenden Träger umfaßt, wobei die Schicht photoleitendes Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid oder Cadmiumsulfoselenid dispergiert in einem organischen polymeren Binder und eine hydrophobe kolloidale Kieselsäure enthält.

Der Kieselsäuregehalt der photoleitenden Schicht ist nicht kritisch. Im allgemeinen sind Mengen von etwa 2 bis 6 Gew.%

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der hydrophoben kolloidalen Kieselsäure, berechnet auf das Gewicht der Cadmiumverbindung, sehr zufriedenstellend. Falls der Kieselsäuregehalt unterhalb 2 % abnimmt oder oberhalb 6 % zunimmt, sind die Ergebnisse immer noch günstig, jedoch weniger ausgeprägt.

Teilchen werden als von kolloidaler Größe betrachtet, falls ihre Teilchengröße zwischen 1 und 1000 Nanometer liegt, jedoch liegt üblicherweise die durchschnittliche Teilchengröße der kolloidalen Kieselsäure zwischen etwa 7 und 100 Nanometer. Eine derartige Kieselsäure kann hydrophob gemacht werden, indem die Hydroxylgruppen an der Oberfläche der Teilchen in hydrophobe Gruppen, wie Alkyl-, Aryl-, Alkoxy- oder Aryloxygruppen überführt werden. Die Umwandlung kann durch Behandlung der Teilchen mit Halogensilanen, Halogensiloxanen, Aldehyden, Alkoholen oder anderen Verbindungen, die mit den Hydroxylgruppen der Kieselsäure reagieren, durch geführt werden. Die technisch erhältlichen hydrophoben kolloidalen Kieselsäuren sind üblicherweise methyliert.

Es ist bemerkenswert, daß die weit üblicheren hydrophilen kolloidalen Kieselsäuren nicht in den photoleitenden Elementen gemäß der Erfindung verwendet werden können, da diese Produkte ungünstige elektrophotographische Eigenschaften einführen.

Es kann jedes für die Anwendung bei der Elektrophotographie geeignete Cadmiumsulfid, -selenid oder -sulfoselenid in den photoleitenden Elementen gemäß der Erfindung verwendet werden, beispielsweise ein mit einem Aktivator, wie einer Kupfer-, Silber- oder Goldverbindung,oder einem Koaktivator wie einem Halogenid oder einer Aluminium-, Gallium- oder Indiumverbindung dotiertes Cadmiumsulfid.

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Der Träger des photoleitenden Elementes kann aus. Metall, Kunststoff oder Papier bestehen und gewünschtenfalls kann er auf den gewünschten Widerstand mittels leitender oder isolierender Zusätze eingestellt sein. Erforderlichenfalls kann der Träger mit einer Sperrschicht, Verankerungsschicht oder leitenden Schicht, wie Kunststoff- oder Metallschicht _f oder einer Schicht, die einen Kunststoff und eine leitende Substanz enthält, beispielsweise einer kohlenstoffhaltigen Celluloseacetatbutyratschicht, überzogen sein. Die photoleitende Schicht kann aus einer Dispersion des Cadmiumsulfids in einem Binder, welcher zur Anwendung bei elektrophotographischen Verfahren geeignet ist, gebildet sein. Geeignete Binder sind beispielsweise Polystyrol, Polyacrylate und Polymethacrylate, chlorierter Kautschuk, Vinylpolymere, wie Polyvinylacetat und Polyvinylchlorid, Celluloseester und Celluloseäther, Alkydharze, Epoxyharze, Siliconharze sowie Copolymere und Gemische dieser Produkte, wie Gemische von Polyvinylacetat und einem Styrol-Äthylacrylat-Copolymeren. Photoleitende Binder, wie Polyvinylcarbazol, welche in Form eines Donor-Akzeptor-Komplexes mit Produkten, wie Trinitrofluorenon,,verwendet werden können, können in gleicher Weise eingesetzt werden. Das Gewichtsverhältnis Cadmiumsulfid : Binder- ist das für Cadmiumsulfid-Binder-Schichten übliche. Im allgemeinen werden gute Ergebnisse bei Gewichtsverhältnissen zwischen 7:1 und 1:1 erhalten.

Bei der Anwendung in indirekten elektrophotographischen Verfahren kann das das Cadmiumsulfid gemäß der Erfindung enthaltende photoleitende Element in Ausführungsformen eingesetzt werden, welche auch für andere Photoleiter geeignet sind. Brauchbar sind beispielsweise die Form einer Trommel oder eines begrenzten Bandes, welches von einer Walze

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abgezogen wird und nach dem Gebrauch auf einer zweiten Walze aufgewickelt wird/oder die Form eines endlosen Bandes, wie das zick-zack-gefaltete Band gemäß der britischen Patentschrift 1 369 122.

Das mit dem photoleitenden Element gemäß der Erfindung angewandte elektrophotographische Verfahren kann irgendein übliches indirektes elektrophotographisches Verfahren sein, wobei ein übertragbares Bild auf dem photoleitenden Element gebildet wird und das Bild auf einen Bogen des Aufnahmematerials übertragen und auf dem letzteren fixiert wird. Bei diesen Verfahren ist das übertragbare Bild ein Tonerbild oder ein latentes elektrostatisches Bild. Das Tonerbild kann beispielsweise durch Entwicklung eines bei der bildweisen Belichtung der photoleitenden Schicht erhaltenen Leitfähigkeitsbildes oder durch Entwicklung eines bei der Beladung und bildweisen Belichtung erhaltenen latenten elektrostatischen Bildes erhalten werden. Bei Verfahren, wobei ein latentes elektrostatisches Bild übertragen wird, wird das latente Bild üblicherweise durch Ladung und bildweise Belichtung ausgebildet und anschließend auf einen Bogen des Aufnahmematerials übertragen und auf dem letzteren entwickelt.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Es wurde eine Dispersion mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

2,5 g Cadmiumsulfid, dotiert mit Kupfer-(II)-acetat und Galliumtrichlorid,

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2,5 g einer Lösung mit 50 Gew.% eines Gemisches aus Polyvinylacetat und einem Styrol-Äthylacrylatcopolymeren (E041 der De Soto Chemical Company),

0,1 g einer hydrophoben kolloidalen Kieselsäure (Aerosyl R972 der Degussa, Frankfurt am Main),

2,5 ml Toluol.

Die Dispersion wurde auf ein elektrophotographisches Papier aufgezogen, dessen Leitfähigkeit durch Zusatz von Kohlenstoff erhöht worden war. Das erhaltene photoleitende Element wurde bei 120⁰C getrocknet und in einem indirekten elektrophotographischen Kopiergerät, das mit einer Magnetbürstenentwicklungseinheit ausgerüstet war, befestigt. Die mit dem photoleitenden Element gefertigten Kopien zeigten homogene Bildbereiche, während ein photoleitendes Element mit der gleichen Zusammensetzung, jedoch ohne hydrophobe kolloidale Kieselsäure, Kopien mit gekörnten Bildbereichen lieferte«

Die elektrophotographischen Eigenschaften des Elementes mit und ohne hydrophobe kolloidale Kieselsäure sind in Tabelle I angegeben.

YO

V1

V5

Vr

Tabelle I	mit Kiesel
ohne Kiesel	säure
säure - ·	32
30	27
24	42
44	78
72	1,7
2,4

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Die Bedeutung der Symbole ist die folgende:

VO = maximales Potential in Volt je μ Schichtstärke V1 = Potential in Volt je μ Schichtstärke nach 1 sek im Dunkeln

V5 = Dunkelabfall in % von VO nach 5 sek L = Lichtabfall in % von V1 nach der Belichtung mit

9 lux.sek
Vr = Restpotential, welches durch Belichtung nicht entfernt werden kann, in Volt je μ Schichtstärke

Beispiel 2

Die Dispersionen ohne und mit hydrophober kolloidaler Kieselsäure gemäß Beispiel 1 wurden auf ein Aluminiumblech aufgezogen und bei 120°C getrocknet. Die erhaltenen photoleitenden Elemente wurden in einem indirekten elektrophotographischen Kopiergerät, das mit einer Magnetbürstenentwicklungseinheit ausgerüstet war, befestigt. Die Kopien mit dem photoleitenden Element gemäß der Erfindung zeigten homogene Bildbereiche, während das photoleitende Element ohne hydrophobe kolloidale Kieselsäure Kopien mit gekörnten Bildbereichen lieferte.

Die elektrophotographischen Eigenschaften der Elemente mit und ohne hydrophober kolloidaler Kieselsäure sind in Tabelle II aufgeführt.

	Tabelle II	mit Kieselsäure
	ohne Kieselsäure	32
VO	27	27
V1	20	36
V5	43	81
L	77	1,6
Vr	2,0

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Die Bedeutung der Symbole ist die gleiche wie in Beispiel 1.

Beispiel 5

Eine Dispersion mit der folgenden Zusammensetzung wurde durch Vermischen von

2,5 g Cadmiumsulfid, dotiert mit Kupfer-(II)-acetat

und Galliumtrichlorid,

0,75 g eines Epoxyharzes (Rütapox 0199 von Rütgerswerke AG), gelöst in 0,75 g eines Gemisches aus Äthylacetat und Toluol (1:1),

0,5 g eines Benzoguanaminharzes, gelöst in 0,3 g

Butanol (Bakelite 4550 der Bakelite GmbH),

0,1 g hydrophobe kolloidale Kieselsäure (Aerosyl

R972 der Degussa, Frankfurt am Main) und 1,9 ml eines Gemisches aus Äthylacetat und Toluol

(7:3)
hergestellt.

Die Dispersion wurde auf ein Aluminiumblech aufgezogen, bei 120⁰C während 2 Std. getrocknet und bei 15O³C während 30 min gehärtet. Das erhaltene photoleitende Element wurde in einem indirekten elektrophotographischen Kopiergerät, welches mit einer Magnetbürstenentwicklung'seinheit ausgerüstet war, montiert. Die mit dem photoleitenden Element hergestellten Kopien zeigten homogene Bildbereiche, während ein photoleitendes Element mit der gleichen Zusammensetzung, jedoch ohne hydrophobe kolloidale Kieselsäure, Kopien mit gekörnten Bildbereichen lieferte.

In einem elektrophotographischen Kopiergerät, das mit einem Flüssigentwicklungssystem ausgerüstet war, lieferte das photoleitende Element gemäß der Erfindung Kopien mit einem to-

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nerfreien Hintergrund, während ein photoleitendes Element ohne die hydrophobe kolloidale Kieselsäure Kopien mit einem getönten Hintergrund lieferte.

Die elektrophotographischen Eigenschaften der Elemente ohne und mit hydrophober kolloidaler Kieselsäure sind in Tabelle III aufgeführt.

	Tabelle III	mit Kieselsäure
	ohne Kieselsäure	32
VO	29	28
V1	26	26
V5	28	86
L	64	1,4
Vr	2,0

Die Bedeutung der Symbole ist die gleiche wie in Beispiel 1,

Beispiel 4

Vier Dispersionen A, B, C und D mit den folgenden Zusammensetzungen wurden hergestellt durch Vermischung von 2,5 g Cadmiumsulfid, dotiert mit Kupfer-(II)-acetat

und Galliumtrichlorid,
0,75 g eines Epoxyharzes (Rütapox 0199 von Rütgers-

werke AG), gelöst in 0,75 g eines Gemisches

aus Äthylacetat und Toluol (1:1), 0,5 g eines Benzoguanaminharzes, gelöst in 0,3 g

Butanol (Bakelite 4550 der Bakelite GmbH), 1,9g eines Gemisches aus Äthylacetat und Toluol

(7:3).

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-ίο -

Die folgenden Mengen an hydrophober kolloidaler Kieselsäure (Aerosyl R972 der Degussa) wurden zu den Dispersionen zugesetzt:

A : 0 g C : 0,1 g

B : 0,075 g D : 0,125 g

Die Dispersionen wurden auf vier Aluminiumbleche aufgezogen, bei 120⁰C während 2 Std. getrocknet und bei 15O³C während 30 min gehärtet.

Die elektrophotographischen Eigenschaften der erhaltenen photoleitenden Elemente ergeben sich aus Tabelle IV.

	Tabelle	IV	C	D
	A :	B	34	35
VO	30	35	30	30
V1	25	30	31	29
V5	33	31	81	82
L	70	80	1,3	1,3
Vr	1,8	1,5

Die Bedeutung der Symbole ist die gleiche wie in Beispiel 1.

Wie sich aus Tabelle IV zeigt, tritt kein wesentlicher Unterschied zwischen den Proben B, C und D entsprechend photoleitenden Elementen mit einem Gehalt zwischen 0,075 und 0,125 g hydrophober kolloidaler Kieselsäure je 2,5 g Cadmiumsulfid auf. Die mit den Proben B, C und D in einem indirekten elektrophotographischen Kopiergerät erhaltenen Kopien zeigten auch keine wesentlichen Unterschiedlichkeiten, während die mit der Probe A erhaltenen Kopien eine körnige

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Bildstruktur besaßen.

Es ist darauf hinzuweisen, daß sämtliche Beispiele belegen, daß die elektrophotographischen Eigenschaften der photoleitenden Elemente gemäß der Erfindung nicht nur beträchtlich hinsichtlich der Restspannung verbessert werden, sondern auch eine weniger ausgeprägte Verbesserung hinsichtlich von maximalem Potential, Dunkelabfall und Lichtempfindlichkeit zeigen.

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Claims

Patentansprüche

Iy Photoleitendes Element, welches einen eine photoleitende Schicht tragenden Träger umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß die Schicht ein photoleitendes Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid oder Cadmiumsulfoselenid dispergiert in einem organischen polymeren Binder und eine hydrophobe kolloidale Kieselsäure umfaßt.
2. Photoleitendes Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitende Schicht 2 bis 6 Gew.% hydrophobe kolloidale Kieselsäure, berechnet auf das Gewicht der Cadmiumverbindung, enthält.
3. Photoleitendes Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophobe kolloidale Kieselsäure eine durchschnittliche Teilchengröße von 7 bis 100Nanometer besitzt.
4. Verfahren zur Herstellung einer Kopie durch Elektrophotographie, dadurch gekennzeichnet, daß ein übertragbares Bild auf einem photoleitenden Element nach Anspruch 1 bis 3 ausgebildet wird und das Bild auf einen Bogen eines Aufnahmematerials übertragen wird.

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