DE2916995C2

DE2916995C2 - Elektrophotographisches oder elektrographisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2916995C2
Application number: DE2916995A
Authority: DE
Inventors: Hideyo Toride Ibaraki Kondo; Hitoshi Kawasaki Kanagawa Touma
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1979-04-26
Publication date: 1983-04-14
Also published as: GB2025263B; DE2916995A1; US4423132A; JPS54143142A; GB2025263A

Description

die Reinigungsfähigkeit weitere wichtige Eigenschaften dar, die ein solches Aufzeichnungsmaterial haben sollte. Eine lange Lebensdauer ist dann erforderlich, wenn das Aufzeichnungsmaterial wiederholt zur Aufzeichnung von Bildern eingesetzt wenden soll. Eine gute Relnlgungsfähigkeit ist unerläßlich, damit restlicher Toner, der an der Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials anhaftet, leicht emfernt werden kann. Die Reinigungsfähigkeit ist für die Erzielung eines kiaren und scharfen Bildes und die Verhinderung einer Verschlechterung bzw. Beschädigung u; der mit der Reinigung verbundenen Reinigungsvorrichtung von entscheidender Bedeutung.

Aus der US-PS 35 52 850 ist ein elektrophotographlsches Aufzeichnungsmaterial bekannt, bei dem In einer auf einer photoleltfähigen Schicht ausgebildeten Deckschicht ein Gleitmittel enthalten 1st, wodurch die Oberflächengleltelgenschaften der Deckschicht verbessert werden können, wenn das in der Deckschicht a!s Bindemittel verwendete Harz keine zufriedenstellenden Oberflächengleltelgenschaften hat. Die Zugabe des Gleltmit- tels zu der Deckschicht führt jedoch oft zu einer Verminderung der Qualität der erhaltenen Bilder.

Aus der DE-OS 24 52 622 sind Aufzeichnungsmaterialien bekannt, die in einer Deckschicht ein Bindemittel und ein oberflächenaktives Mittel, jedoch kein Gleltmittel enthalten.

Aus der DE-OS 23 27 093 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmateria! bekannt, das auf der Oberflache eine Gleitmittelschicht aufweist. Diese bekannte Gleltmittelschlcht enthält weder Bindemittel noch oberflächenaktlve Mittel.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein elektrophotographlsches oder eleklrographlsches Aufzeichnungsmaterial mit einer ein Bindemittel und ein Gleitmittel enthaltenden. Isolierenden Deckschicht zur Verfügung zu stellen, bei dem die Qualität der erhaltenen Bilder durch die Zugabe des Gleitmittels nicht beeinträchtigt wird und bei dem die Reinigungsfähigkeit und die Lebensdauer im Vergleich mit den bekannten Aufzeichnungsmaterialien verbessert sind, wobei das Aufzeichnungsmaterial hervorragende Oberflächeneigenschaften haben soll.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete, elektrophotographische oder eleklrographische Aufzeichnungsmaterial gelöst.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial weist eine isolierende Deckschicht auf, die Im wesentlichen aus einem als Bindemittel dienenden Harz aufgebaut ist, das ein Fluor enthaltendes, oberflächenaktives Mittel und ein Gleitmittel enthält. Das Fluor enthaltende, oberflächenaktive Mittel Ist imstande, die vorstehenden erwähnten, nachteiligen Wirkungen des Gleitmittels vollständig zu verhindern, wodurch der Deckschicht eine hervorragende Bilderzeugungseigenschaft verliehen wird.

Das Fluor enthaltende oberflächenaktive Mittel, das in der Deckschicht des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials enthalten 1st, kann In seinem Molekül eine stark fluorierte, langkettige Alkylgruppe aufweisen. Die langkettige Alkylgruppe enthält vorzugsweise 4 bis 24 Kohlenstoffatome, wobei der Bereich von 8 bis 16 Kohlenstoffatomen besonders bevorzugt wird. w)

Bevorzugte Beispiele für Fluor enthaltende, oberflächenaktive Mittel sind

C₈F₁₇SO₂N C H₂C H₂O( C H₂C H₂O)_nH

(n = 5, 10, 15),

C₁Fi₇SO₂N(CH₂CH₂CH₂OH)₂,
C₈F₁₇RO(CH₂CH₂O)_nH
C₁₆F₃₃(RO)_nH (n = 5 - 20),

C₁₆F₃₃(RO)_nR (n = 5 - 20) oder

(n = 2 - 10),

C₆H₅CH₂CH₂CH₂CH₂OCOCH₂Ch₂NSO₂C₈F₁₇

C₈F₁₇SO₂NCH₂COOK,

worin R eine Alkylgruppe wie die Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylgruppe, eine Alkylengruppe wie die Methylen-, Äthylen-, Propylen- oder Butylengruppe, eine Arylgruppe wie die Phenyl- oder Naphthylgruppe oder eine Arylengruppe wie die Penylen- oder Naphthylengruppe ist.

Die Menge des oberflächenaktiven Mittels liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bestandteile der isolierenden Deckschicht, wobei der Bereich von 1 bis 30 Gew.-'Λ, besonders bevorzugt wird.

Als Gleitmittel wird zweckmäßigerweise ein pulvriges Material, das schmierende Wirkung bzw. Gleiteigenschaflen vermittelnde Wirkung zeigt, eingesetzt. Beispiele für geeignete Gleitmittel sind Harze wie Polytetrafluoräthylen, Polyvinylidenfluorid, Polystyrol, Polyäthylen, Polyäthylenterephthalat, Siliconharz, Polyvinylchlorid, Polytrlfluorchloräthylen, Neopren und Polypropylen; Wachse wie Fluor enthaltende Wachse, Paraffinwachse und synthetische Wachse; Amide von Fettsäuren wie die Amide der Oleinsäure, Stearinsäure, Laurinsäure, Phthalsäure, Caprlnsäure und Palmitinsäure; Kohlenstoffverbindungen wie Kohlenstofffluorid und Graphit; Molybdän und Molybdänverbindungen wie Molybdändlsulfld sowie andere Gleitmittel wie Bornitrid, Talk, Metallcarbonat und Siliciumdioxid. Das Gleitmittel ist vorzugsweise In einem üblichen Lösungsmittel im wesentlichen unlöslich. Die primäre Teilchengröße des Gleitmittels beträgt vorzugsweise etwa 20 μΐη oder weniger.

Die Menge des hinzuzugebenden Gleitmittels beträgt vorzugsweise 0,5 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Bestandteile der Deckschicht, wobei der Bereich von 50 bis 50 Gew.-% besonders bevorzugt wird.

Das für die Bildung der Deckschicht als Bindemittel eingesetzte Harz kann irgendein Harz sein, das üblicherweise gewählt wird. Beispiele für solche Harze sind Polyäthylen, Polyester, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymerlsat, Acrylharz, Polycarbonat, Siliconharz, Fluor enthaltendes Harz und Epoxyharz.

Es 1st erforderlich, daß die Deckschicht eine ausreichende mechanische Festigkeit hat, weshalb als Bindemittel ein härtbares bzw. vernetzbares Harz mit hervorragender mechanischer Festigkeit bevorzugt wird. Im Falle eines als Bindemittel eingesetzten härtbaren Harzes ist die Infolge der Zugabe des Gleitmittels und des Fluor enthaltenden, oberflächenaktiven Mittels auftretende Wirkung beachtlich, da die Neigung besteht, dali das

härtbare Harz zu schlechteren Oberflächengielteigenschaften der gebildeten Deckschicht führt.

Das ais Bindemittel dienende härtbare Harz kann mittels Wärme, Licht oder Elektronenstrahlen oder unter Einsatz anderer Energiearten gehärtet werden. Im Falle der wärmehärtbaren Harze kann in Abhängigkeit von der Natur des Harzes bei Raumtemperatur eine ausreichende Härtung erfolgen. Besonders bevorzugte Beispiele Tür als Bindemittel dienende, härtbare Harze sind Acrylharz, Urethanharz, Polyesterharz, Epoxyharz, Melaminharz und Siliconharz.

Die Deckschicht enthält geeigneterweise andere Bestandteile, z. B. Isocyanate wie 2.4-Toly!endiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Phenylisocyanat, Methylisocyanai und n-Propyllsocyanat, und Silanhaftmittel wie Vinyltriäthoxysilan, Vinyltris(/i-methoxyäthoxy)silan, Vinyltriacetoxysilan und •y-Chlorpropyltrimethoxysilan, die zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Deckschicht vorteilhaft sind.

Wenn es erforderlich ist, kann als Bindemittel gleichzeitig auch ein anderes Harz, ζ. Β. ein thermoplastisches Harz, verwendet werden, um die Deckschicht zu bilden.

Eine Deckschicht kann leichter durch Auftragen bzw. Beschichtung als dadurch hergestellt werden, daß eine isolierende Folie aufgeklebt wird. Wenn ein Beschichtungsverfahren bei einem zylinderförmigen Aufzeichnungsmaterial angewandt wird, kann eine nahtlose Deckschicht erhalten werden.

Eine typische Ausführungsform des erfindungsgeniäßen Aufzeichnungsmaterials, bei der es sich um ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial handelt, weist eine Laminatslruktur mit einer photoleitfähigen Schicht zwischen einem Trüger und einer isolierenden Deckschicht auf. Der Träger kann aus einem geeigneten Material hergestellt werden und z. B. ein Blech oder eine Folie aus einem Metall, wie nichtrostendem Stahl, Kupfer, Aluminium oder Zinn, ein Papierblatt oder eine Harzfolie sein. Auf den Träger kann, falls gewünscht, verzichte^ werden.

Die photoleitfähige Schicht kann aus einem anorganischen photoleitfähigen Material durch Vakuumaufdampfung gebildet werden, wobei es sich um S, Se oder PbO oder um Legierungen oder intermetallische Verbindungen, die S, Se, Te, As oder Sb enthalten, handeln kann. Das Vakuumaufdampfungsverfahren kann auch in einem Fall angewandt werden, bei dem ein photoleitfähiges Material mit hohem Schmelzpunkt wie ZnO, CdS, CdSe oder TiGj auf dem Träger abgeschieden wird, um eine photoleitfähige Schicht zu bilden. Des weiteren können, wenn eine photoleitfähige Schicht durch ein Beschichtungsverfahren gebildet wird, die nachstehenden Materialien verwendet werden: organische photoleitfähige Materialien wie Polyvinylcarbazol, Anthracen oder Phthalocyanin, organische lichtempfindliche Materialien, die mittels eines Farbstoffes oder einer Lewis-Säure sensibilislert werden, oder Materialien, die mit einem isolierenden Bindemittel vermischt sind. Auch eine Mischung anorganischer photoleitfähiger Materialien wie ZnO, CdS, TiO₂ oder PbO mit einem isolierenden Bindemittel kann verwendet werden. Als isolierendes Bindemittel können verschiedene Harze eingesetzt werden. Die Dicke der photoleitfähigen Schicht hiingt von der Natur und den Eigenschaften des verwendeten photoleitfähigen Materials ab und betrügt im allgemeinen 5 bis 100 μίτι, vorzugsweise IO bis 50 μηι.

Ein erfindungsgemüßes Aufzeichnungsmaterial, das als elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial verwendet wird, kann zusätzlich eine weitere Schicht aus einem isolierenden Material, das kein Gleitmittel enthält, zwischen der isolierenden Deckschicht und der photoleilfähigen Schicht aufweisen.

Typische Ausführungsformen des erfindungsgemäßen, elektrographischen Aufzeichnungsmaterials, die keine photoleitfähige Schicht aufweisen, bestehen aus einer auf einem Träger ausgebildeten Deckschicht oder aus einer kein Gleitmittel enthaltenden isolierenden Schicht auf einem Täger und einer Deckschicht, die auf der isolierenden Schicht ausgebildet ist und ein Fluor enthaltendes, oberflächenaktives Mittel, ein Bindemittel und ein Gleitmittel enthält, wobei die Deckschicht durch ein Beschichtungsverfahren gebildet wird.

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial hat aufgrund der Kombination spezieller Bestandteile der Deckschicht einen kleinen Oberflächenreibungswiderstand und eine hervorragende Lebensdauer sowie hervorragende Bilderzeugungseigenschaften. Des weiteren kann durch diese Deckschicht eine Reinigungsvorrichtung vor der Zerstörung bewahrt und auch verhindert werden, daß Toner einen Film auf der Oberfläche der Deckschicht des Aufzeichnungsmaterials bilden.

Beispiel 1

Auf einen zylinderförmigen Träger aus Aluminium wurde folgendermaßen 35 min lang Se aufgedampft: 200 g Se mit einer Reinheit von 99,999% wurden als Verdampfungsquelle in eine Verdampfungsschale gebracht, und die Temperatur der Verdampfungsquelle wurde auf 300⁰C, die Temperatur des Trügers auf 67" C und das Vakuum auf 13 nbar eingeregelt. Die Aufdampfung wurde bei drei Trügern durchgeführt, um drei photoleitfähige Schichten zu bilden, die jeweils eine Dicke von 60 um hatten. Die erste photoleitfähige Schicht wurde in eine Flüssigkeit eingetaucht, die aus einem photohärtbaren Urethanharz bestand, das mittels Methyläthylketon bis zu einer Viskosität von 90 mPa · s verdünnt worden war, und mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/min

«ο herausgezogen. Das auf der photoleilfähigen Schicht abgeschiedene Urethanharz wurde mittels einer 4-kW-Quecksilberlampe 5 min lang bestrahlt und dadurch ausgehärtet, wobei eine Deckschicht mit einer Dicke von !0 um gebildet wurde. Diese Maßnahme wurde dreimal wiederholt, um auf der photoleitfähigen Schicht eine Deckschicht mit einer Gesamtdicke von 30 μηι zu bilden. Der so erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als »Probe A« bezeichnet.
Andererseils wurden ein photohärtbares Urethanharz und Polytetrafluoräthylen mit einer Teilchengröße von 0,3 Mm in einem Mischungsverhältnis von 90: 10 gemischt und mittels einer Kugelmühle dispergiert. Die Dispersion wurde mit Methyläthylketon verdünnt, um Ihre Viskosität auf 85 mPa ■ s einzustellen. In die verdünnte Dispersion wurde die zweite photoleitfähige Schicht eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/min herausgezogen. Die so behandelte photoleitfähige Schicht wurde mit einer 4-kW-Quecksilberlampe 6 min lang bestrahlt, um das Urethanharz zu härten, wodurch eine Deckschicht mit einer Dicke von 10 μΐη gebildet wurde. Diese Maßnahme wurde dreimal wiederholt, um eine Deckschicht mit einer Gesamtdicke von 30 μηι zu bilden. Der erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als »Probe B« bezeichnet.

Des weiteren wurden das vorstehend erwähnte, photohärtbare Urethanharz, Polytelrafluoräthylen mit einer Teilchengröße von 0,3 μηι und ein Fluor enthaltendes, oberflächenaktives Mittel. CF₁₇SO₂N(CH,KTH₂COOK,

In einem Verhältnis von 89: 10: 1 gemischt und mittels einer Kugelmühle dlspergiert. Die Dispersion wurde dann mit Melhylilthylketon verdünnt, um die Viskosität auf 85 mPa-s einzustellen. Die dritte photoleitfühige Schicht wurde In die verdünnte Dispersion eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/min herausgezogen. Die auf diese Weise behandelte photoleltfählge Schicht wurde mit einer 4-kW-Quecksllberlampe 6 min lang bestrahlt, um das Urelhanharz zu härten und dadurch eine Deckschicht mit einer Dicke von 10 μηι zu bilden. Diese Maßnahme wurde dreimal wiederholt, um eine Deckschicht mit einer Gesamldlcke von 30 μηι zu erhalten. Der erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als »Probe C« bezeichnet.

Die Proben A, B und C wurden einem Elektrophotographleverfahren unterzogen, bei dem eine primäre negative Gleichstromaufladung, eine sekundäre Wechselstromentladung bei gleichzeitiger bildmäßiger Belichtung, eine Belichtung der gesamten Oberfläche, eine Trockenentwicklung mit positiv geladenem Toner und eine Reinigung mit einer Reinigungsrakel aus Polyurethan (Härte: 70", Winkel zwischen der Rakel und der Oberfläche der Deckschicht: 30°, Belastung der Rakel: 2,0 kg) durchgeführt wurden, um die Gleiteigenschaft, die Bllderzeugungseigenschafl und die Lebensdauer der Proben zu testen. Es wurde gefunden, daß die Probe A einen Reibungskoeffizienten von 2,83 aufwies und ein starkes Reibungsgeräusch zwischen der Oberfläche der Deckschicht und der Reinigungsrakel hervorrief. Nach 1000 Umdrehungen der Probe war die Rakel am Randbereich merklich abgenutzt. Die Oberfläche der Deckschicht der Probe war stark beschädigt. Des weiteren wurde gefunden, daß der Toner dazu neigte, auf der Oberfläche der Probe A einen Film zu bilden.

Andererseits wurde bei der Probe C gefunden, daß sie einen Reibungskoeffizienten von 1,25 hatte, so daß sie sich glatt drehen konnte und ein hervorragendes Bild liefert. Selbst nach 10 000 Umdrehungen der Probe wurden kaum eine Abnutzung und Beschädigung der Rakelkante und kaum eine Beschädigung der Deckschicht durch die Reinigung beobachtet. Auch bei genauer Untersuchung des Tonerbildes wurde keine schwarze Tonerstclle in den Bereichen festgestellt, auf denen sich kein Bild befand.

Bei der Probe B wurde festgestellt, daß sie einen anfänglichen Reibungskoeffizienten von 1,26 und eine hervorragende Reinigungsfähigkeit zeigte. Nach 5000 Umdrehungen der Probe begann jedoch ein Reibungsgeräusch zwischen dei Rakel und der Deckschicht aufzutreten. Bei einer genauen Überprüfung des Tonerbildes wurden in dem Nichtbildbereich schwarze Stellen, In denen sich der Toner abgesetzt hatte, festgestellt, wobei die Zahl dieser Stellen etwa 15 pro 1500 cm² betrug.

Beispiel 2

Auf einen aus Aluminium in Form eines Zylinders bestehenden Träger wurde folgendermaßen 40 min lang Se-Te aufgedampft: 200 g Se-Te-Legierung (Te: 10 Gew.-%) wurden als Verdampfungsquelle auf eine Verdampfungsschale gebracht, und die Temperatur der Verdampfungsquelle wurde auf 32O°C, die Temperatur des Trägers auf 68° C und das Vakuum des Systems auf 13 nbar eingestellt. Dieses Verfahren wurde bei drei Trägern durchgeführt um drei photoleitfähige Schichten mit einer Dicke von jeweils 65 μΐη zu bilden.

Ein photohärtbares, ungesättigtes Polyesterharz wurde mit Methyläthylketon verdünnt, um eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 90 mPa ■ s herzustellen. Die erste photoleitfähige Schicht wurde in die Flüssigkeit eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/min herausgezogen. Die photohärtbare Harzschicht, die sich auf der photoleltfähigen Schicht abgeschieden hatte, wurde 5 min lang mit einer 4-kW-Quecksllberlampe bestrahlt, um das Harz zu härten. Dieses Verfahren wurde dreimal wiederholt, um eine Deckschicht mit einer Dicke von 30 (im zu bilden. Der erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als »Probe D« bezeichnet.

Auf die zweite photoleitfähige Schicht wurde eine Isolierende Schicht aus dem Polyesterharz mit einer Dicke von 20 μιτι aufgebracht, Indem zweimal ein ähnliches Verfahren wie vorstehend im Zusammenhang mit der Deckschicht der Probe D erwähnt, wiederholt wurde. Des weiteren wurden ein photohärtbares Polyesterharz und Polyäthylen mit einer Teilchengröße von 10 um In einem Gewichtsverhältnis von 80 : 20 gemischt und mittels einer Dlsperglereinrlchtung dlspergiert. Dann wurde die Dispersion mit Methyläthylketon verdünnt, um sie auf eine Viskosität von 85 mPa · s einzustellen. Die verdünnte Dispersion wurde durch Besprühen auf die vorstehend erwähnte Isolierende Schicht aufgetragen, während der Zylinder gedreht wurde. Die aufgetragene Schicht wurde mittels einer 4-kW-Quecksllberlampe 6 min lang bestrahlt, um das photohärtbare Harz zu härten, wodurch eine Deckschicht mit einer Dicke von 10 μΐη gebildet wurde. Der erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als »Probe E« bezeichnet.

Aul die dritte photoleitfähige Schicht wurde eine Isolierende Schicht aus dem Polyesterharz mit einer Dicke von 20 μηι aufgebracht, indem zweimal ein ähnliches Verfahren wie im Zusammenhang mit der Deckschicht der Probe D erwähnt, wiederholt wurde. Des weiteren wurden das vorstehend erwähnte, photohärlbare Polyesterharz, Polyäthylen mit einer Teilchengröße von 10 μπι und ein Fluor enthaltendes, oberflächenaktives Mittel, C₈F_nSO₂N(C₂Hs)CH₂CH₂O(CH₂CH₂O)₁₀H, In einem Gewichtsverhältnis von 79 : 20 : 1 miteinander vermischt und mittels einer Dispergiereinrichtung dlspergiert. Die Dispersion wurde dann mit Methyläthylketon verdünnt, um die Viskosität auf 85 mPa ■ s einzustellen. Die verdünnte Dispersion wurde durch Besprühen auf die vorstehend erwähnte isolierende Schicht aufgetragen, während der Zylinder gedreht wurde. Die aufgetragene Schicht wurde dann mittels einer 4-kW -Quecksilberlampe 6 min lang bestrahlt, um das photohärtbare Harz zu härten, wodurch des weiteren eine isolierende Deckschicht mit einer Dicke von 10 μηι gebildet wurde. Der erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als »Probe F« bezeichnet.

Ein ähnlicher Test wie im Zusammenhang mit dem Beispiel 1 beschrieben wurde mit den Proben D. E und F durchgeführt. Es wurde gefunden, daß die Probe D einen Reibungskoeffizienten von 2,78 aufwies. Nach 800 Umdrehungen der Probe D war der Rakelrand abgenutzt und beschädigt. Das Reibungsgeräusch zwischen der Rakel und der isolierenden Deckschicht wurde stark. Des weiteren war eine schlechte Reinigungsfähigkeit festzustellen.

Andererseits wurde bei der Probe F gefunden, daß sie einen Reibungskoeffizienten von 1,02 aufwies, so daß sich die Probe sehr glatt drehen konnte und sowohl eine gute Bilderzeugungseigenschaft als auch eine gute Reinigungsfähigkeit zeigte. Auch nach 30 000 Umdrehungen der Probe konnten eine Abnutzung des Rakelrandes und eine Beschädigung der isolierenden Deckschicht kaum festgestellt werden. Des weiteren wurde bei der Probe D die Bildung eines Films aus dem Toner festgestellt, der

auf der Oberfläche des Zylinders geschmolzen war und haftete, während bei der Probe F keine Filmbildung feststellbar war. Zusätzlich wurden keine dunklen Stellen des Toners im Nichtbildbereich festgestellt, obwohl das Tonerbild, das unter Verwendung der Probe F erzeugt worden war, sehr genau untersucht wurde.

Bei der Probe E betrug der anfängliche Reibungskoeffizient 1,08, so daß die Reinigungsfähigkeit im Anfangsstadium hervorragend war. Nach 4500 Umdrehungen der Probe, begann jedoch ein Reibungsgeräusch aufzutreten. Des weiteren wurden als Ergebnis genauer Untersuchungen des erzeugten Tonerbildes schwarze Stellen, in denen der Toner in dem Nichlblldbereich haftete, in einer Anzahl von etwa 18 pro 1500cm² festgestellt.

Beispiel 3

Ein Träger aus Aluminium in Form eines Zylinders (Größe: 200 mm; Durchmesser: 500 mm) wurde in eine Flüssigkell eingetaucht, die aus einem Acrylharz bestand, das mit Methylälhylketon bis zu einer Viskosität von 90 mPa · s verdünnt worden war, und dann mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/min herausgezogen. Der auf diese Weise behandelte Träger wurde mittels einer 4-kW-Quecksilberlampe 5 min lang bestrahlt, um das Acrylharz zu härten und um dadurch eine Isolierende Schicht mit einer Dicke von 10 μιη zu bilden. Es wurde das gleiche Verfahren wie vorstehend beschrieben wiederholt, wobei jedoch die Geschwindigkeit des Herausziehens auf 23 mm/min geändert wurde, um des weiteren eine Deckschicht mit einer Dicke von 5 μιη zu bilden. Auf dem Träger wurde dadurch eine isolierende Deckschicht mit einer Gesamtdicke von 15 pm gebildet. Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird nachstehend als »Probe G« bezeichnet.

Das gleiche Aufzeichnungsmaterial wie die Probe G, wobei die Gesamtdicke der isolierenden Schicht jedoch 10 μιτι betrug, wurde nach einem ähnlichen Verfahren wie vorstehend beschrieben hergestellt. Des weiteren wurden ein Acrylharz und Polyäthylenterephthalat mit einer Teilchengröße von 7 μπι in einem Gewichtsverhältnis von 90 : 10 gemischt und in einer Kugelmühle dispergierl. Die erhaltene Dispersion wurde dann mit Methyläthylketon verdünnt, um eine Flüssigkeit mit einer Viskosität von 90 mPa · s herzustellen. Der vorstehend erwähnte Zylinder mit der 10 \im dicken, isolierenden Schicht wurde in die Flüssigkeit eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 23 mm/min herausgezogen. Nach lSminütlgem Erhitzen des so behandelten Zylinders auf 80° C wurde der Zylinder mittels einer 4-kW-Quecksilberlampe 5 min lang bestrahlt, um das Acrylharz zu härten, wodurch eine isolierende Deckschicht mit e'ner Dicke von 5 μιη gebildet wurde. Die erhaltene Probe wird nachstehend als »Probe H« bezeichnet.

Bei im übrigen dem gleichen Aufbau, wie ihn die Probe H zeigt, wurde die Deckschicht mit einer Dicke von 5 μιη aus einer in einer Kugelmühle dispergierten Mischung aus Acrylharz, Polyäthylenterephthalat mit einer Teilchengröße von 7 pm und einem Fluor enthaltenden, oberflächenaktiven Mittel in einem Gewichtsverhältnis von 85:10:5 hergestellt. Das erhaltene Aufzeichnungsmaterial wird als »Probe I« bezeichnet.

Die Proben G, H und I wurden als Aufzeichnungsmaterialien bei einem Verfahren verwendet, bei dem auf einem CdS als Photoleiter enthaltendem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial In Form eines Schirms ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt und die jeweilige Probe durch das Ladungsbild hindurch einer Koronaladung unterzogen wurde, um den lonenslrom aus der Korona zu modulieren, so daß auf der als Aufzeichnungsmaterial dienenden Probe ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wurde, worauf eine Entwicklung, eine Übertragung und eine Reinigung durchgeführt wurden. Bei diesem Verfahren wurden ein positiv geladener Trockenentwickler (Toner) und eine Relnigungsrakel aus Polyurethan (Härte: 70°, Winkel zwischen der Rakel und der Deckschicht der Probe: 30°, Rakeldruck: 2,0 kg) eingesetzt. Diese Proben wurden im Hinblick auf die Lebensdauer geprüft. Es wurde festgestellt, daß die Probe G einen Reibungskoeffizienten von 2,70 aufwies und ein heftiges Reibungsgeräusch zwischen der Rakel und der Deckschicht hervorrief. Nach 1100 Umdrehungen der Probe G war eine beträchtliche Abnutzung des Rakelrandes und eine Beschädigung der Oberfläche der Deckschicht durch die Reinigung festzustellen.

Die Probe I zeigte einen Reibungskoeffizienten von 1,09, war glatt in Drehung zu halten und lieferte ein hervorragendes Bild. Auch als die Probe I 39 500mal gedreht worden war, war der Randbereich der Rakel nicht abgenutzt. Der Toner bildete keinen Film auf der Oberfläche der Deckschicht. Des weiteren wurde bei der Überprüfung des erzeugten Tonerbildes kein Absetzen des Toners auf dem Nichtbildbereich festgestellt.

Die Probe H zeigte im Anfangsstadium einen Reibungskoeffizienten von 1,15 und eine hervorragende Reinigungsfähigkeit. Nach 6200 Umdrehungen der Probe H begann jedoch ein Reibungsgeräusch zwischen der Rakel und der Oberfläche der Deckschicht aufzutreten. Bei der Untersuchung des erzeugten Tonerbildes wurden 21 schwarze Stellen des Toners pro 1500 cm² des Nichtbildbereiches festgestellt.
Das schirmförmige, elektrophotographlsche Aufzelchnungsmaterlal, dessen Verwendung vorstehend beschrieben wurde, war folgendermaßen hergestellt worden:

Eine 30 μιη dicke, photoleltfähige Schicht wurde auf einem Drahtnetz aus nichtrostendem Stahl mit einer Maschenweite von etwa 50 pm gebildet, indem eine Masse aus 70 Gewichtstellen CdS-Pulver und 30 Gewichtstellen eines Siliconharzes durch Besprühen auf das Drahtnetz aufgetragen und bei 80°C 15 min lang getrocknet wurde. Des weiteren wurde auf der photoleltfähigen Schicht durch das Sprühbeschichtungsverfahren eine 15 μπι dicke Deckschicht gebildet, die aus einem Vernelzungs- bzw. Härtungsmitte! und einem Siliconharz bestand.

Das vorstehend beschriebene Elektrophotographieverfahren, das zur Messung der Eigenschaften der Proben G, H und I diente, wurde folgendermaßen durchgeführt: Das schirmförmige, elektrophotographlsche Aufzeichnungsmaterial wurde an der Oberfläche auf ein Potential von +450V aufgeladen, und die bildmäßige Belichtung wurde gleichzeitig mit einer Wechseistromentiadung

durchgeführt, um ein elektrostatisches Ladungsbild mit einem Potential von -50 V in dem hellen Bereich und von +200 V in dem dunklen Bereich auf dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial zu bilden. Die Probe (G, H, I) wurde an der Drahtnetzseite des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials angeordnet und einer negativen Korona-Aufladung durch das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial hindurch unterzogen, so daß auf der Probe ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wurde. Dieses Ladungsbild wurde mit einem Toner entwickelt, um ein Tonerbild zu erzeugen, das anschließend mit einer Übertragungsspannung von etwa -6 kV auf ein Papier übertragen und dann fixiert wurde.

Beispiele 4 bis 7

Bei der Probe C des Beispiels 1 wurden das phoiohärlbare Urethanharz, Polytetrafluorälhylen und CFI₇SU₂NCII₁CIIjCOOK jeweils durch die folgenden Bindemittel, Gleitmittel und oberflächenaktiven Mittel ersetzt. Es wurde festgestellt, daß die erhaltenen Aufzeichnungsmaterialien ähnlich gute Eigenschaften wie die Probe C hatten.

Beispiel 4

Bindemittel: härtbares Melamlnharz;
Gleitmittel: Talk (Teilchengröße: 5 μηι);
oberflächenaktives Mittel: Fluor enthaltendes,

oberflächenaktives Mittel;
viskose Flüssigkeit mit einer Viskosität von

maximal 15 000 mPa · s bei 25° C;
100% aktive Bestandteile;
Dichte bei 25° C: 1,1 bis 1,2;
Brechungsindex bei 25° C: 1,445 bis 1,449;
Farbe: hellgelb oder bernsteingelb.

Beispiel 5

Bindemittel: härtbares Siliconharz;

Gleitmittel: Polyvinylidenfluorid (Teilchengröße:

Fluor enthaltendes, oberflächenaktives Mittel

Beispiel 6

Bindemittel: thermoplastisches Polyesterharz;
Gleitmittel: Polyäthylen (Teilchengröße: 10 um U
oberflächenaktives Mittel:

RrSO₃K; Rf= Gruppe mit 5 bis 8 C-Atomen und 11 bis F-Atomen

Beispiel' 7

Bindemittel: thermoplastisches Epoxyharz:
Gleitmittel: Paraffinwachs (Teilchengröße: 5 μηι.

Molekulargewicht: 7500);
oberflächenaktives Mittel:

C₈F₁₇SO₂-N-CH₂CH₂O(CH₂CH₂O)_nH; n= 10; R = Alkylgruppe

Beispiel 8

Zwei photoleitfähige Schichten mit einer Dicke von jeweils 60 μηι wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt. Ein Vinylehlorid/Vinylaeetat-Copolymerisat und Polytetrafluoräthylen mit einer Teilchengröße von 0,3 μηι wurden in einem Gewichtsverhältnis von 100 : 30 vermischt. Die erhaltene Mischung wurde mit Methyläthylketon verdünnt, um ihre Viskosität auf 150 mPa ■ s einzustellen. Die erste photoleitfähige Schicht wurde in die verdünnte Mischung eingetaucht, mit einer Geschwindigkeit von 30 mm/min herausgezogen und des weiteren getrocknet, um eine isolierende Deckschicht mit einer Dicke von 10 μιη zu bilden. Diese Maßnahme wurde dreimal wiederholt, um eine isolierende Deckschicht mit einer (iesamtdicke von 30 μηι auf der photoleitfähigen Schicht zu bilden. Der auf diese Welse erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als »Probe X« bezeichnet.

Andererseits wurden ein Vinylchlorid/Vinylacetal-Copolymerisat, Polytetrafluoräthylen mit einer Teilchengröße von 0,3 μηι und ein Fluor enthaltendes, oberflächenaktives Mittel in einem Gewichtsverhältnis von 100 : 30 :3 gemischt und in einer Kugelmühle dispergien.

Die Dispersion wurde mit Methyläthylketon verdünnt, um ihre Viskosität auf 150 mPa · s einzustellen. Die zweite photoleitfähige Schicht wurde in die verdünnte Dispersion eingetaucht, mit einer Geschwindigkeit von 30 mni/mln herausgezogen und des weiteren getrocknet, um eine isolierende Deckschicht mit einer Dicke von 10 μηι zu bilden. Dieses Verfahren wurde dreimal wiederholt, um eine isolierende Deckschicht mit einer Gesamtdicke von 30 μηι zu erhalten. Der erhaltene, lichtempfindliche Zylinder wird nachstehend als «Probe Y« bezeichnet.

Die Proben X und Y wurden dem gleichen Elektrophotographieverfahren. das in Beispiel 1 beschrieben wurde, unterzogen, um die Gleiteigenschaft, die Bilderzeugungseigenschafl und die Lebensdauer der Proben zu untersuchen. Die Probe X zeigte einen anfanglichen Reibungskoeffizienten von 0.9 und eine hervorragende Reinigungsfähigkell, jedoch ergab die Untersuchung des erzeugten Tonerbildes etwa 120 schwarze Stellen des Toners auf l500cm^J des Nichtbildbereichs.

Andererseits wurde bei der Probe Y ein Reibungskoeffizient von 0,85 festgestellt, so daß sie sich glatt drehen konnte. Das erhaltene Bild war hervorragend. Auch nach 50 000 Umdrehungen der Probe Y waren eine Abnutzung und Beschädigung des Rakelrandes und eine Zerstörung der isolierenden Deckschicht kaum feststellbar. Bei der Untersuchung des erzeugten Tonerbildes wurde keine schwarze Stelle des Toners in dem Nichtbildbereich festgestellt.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches oder elektrograph:sches Aufzeichnungsmaterial mit einer ein Bindemitte! und ein Gleitmittel enthaltenden Deckschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht zusätzlich ein Fluor enthaltendes, oberflächenaktives Mittel enthält.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht als oberflächenaktives Mittel

C₈F₁₇SOjNCH₂COOK,
R

CsF₁₇SO₂NCH₂CH₂O(CH₂CH₂O)_nH
(n=5, 10, 15),
C₈F₁₇SO₂N(CH₂CH₂CH₂OH)₂,

C₈F₁₇RO(CH₂CH₂O)_nH (n = 2 - 10),

C₁₆F₃₃(RO)_nH (n=5-20),

C₁₆F₃₃(RO)_nR (n= 5- 20) oder

C₆H₅CH₂CH₂CH₂CH₂OCOCH₂Ch₂NSO₂C₈F₁₇

enthält, worin R eine Alkylgruppe, eine Alkylengruppe, eine Arylgruppe oder eine Arylengruppe ist.

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches oder clektrographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß Oberbegriff des Anspruch 1.

Elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien haben in Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften und dem angewandten Elektrophotographievcrlahren einen unterschiedlichen Aufbau. Für die Bilderzeugung nach dem gebräuchlichsten Elektrophotographicverfahren, bei dem eine Ladung, eine bildmäßige Belichtung und eine Entwicklung und, falls erwünscht, eine Übertraguni; des entwickelten Bildes durchgeführt werden, wird im allgemeinen ein Aufzeichnungsmaterial eingesetzt, das einen Träger und eine darauf ausgebildete, photoleitfähige Schicht aufweist. Des weiteren sind elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien bekannt, die eine auf einem Träger befindliche, photoleitfähige Schicht und eine auf der photoleitfähigen Schicht ausgebildete. Isolierende Deckschicht aufweisen. Bei diesen Aufzeichnungsmaterialien dient die isolierende Deckschicht zum Schutz der photoleitfähigen Schicht, zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit oder des Dunkelabfalls des Aufzeichnungsmaterial oder zur Anpassung des Aufzeichnungsmaterials an ein bestimmtes Elektrophotographleverfahren. Typische Beispiele für elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien, die ein;.· isolierende Deckschicht aufweisen, und für Elektrophotographieverfahren, bei denen Apfzelchnungsmaterialien mit einer isolierenden Deckschicht eingesetzt werden, sind aus den US-PS 28 60048, 3146145 3607 258, 36 66 363, 37 34 609, 34 57 070 und 3124 456 und aus der japanischen Patentpublikation 16429/1966 bekannt.

Elektrographische Aufzeichnungsmaterialien, die keine photoleitfähige Schicht enthalten, weisen eine als Bildaufzeichnungsschicht dienende, isolierende Schicht bzw. Deckschicht auf. Typische Beispiele für eJektrographische Aufzeichnungsmaterialien ohne photoleitfähige Schicht werden nachstehend erläutert.

(1) Elektrographieverfahren, bei denen ein Aufzeichnungsmaterial ohne photoleitfähige Schicht eingesetzt wird, können folgendermaßen durchgeführt werden: Auf einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial, das eine photoleitfähige Schicht aufweist, wird ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt, das zur Verbesserung der wiederholten Verwendbarkelt des elektrophotographischen Aufzeichnungsmalerlals auf ein elektrographlsches Aufzeichnungsmaterial ohne photoleitfähige Schicht übertragen wird, worauf das übertragene Ladungsbild entwickelt und das erhaltene Tonerbild auf ein Bildempfangsmaterial übertragen wird. Dieses Verfahren ist beispielsweise aus den japanischen Patentpublikationen 7 115/1957, 8 204/1957 und 1 559/1968 bekannt.

(2) Ein elektrographlsches Aufzeichnungsmaterial ohne photoleitfähige Schicht kann auch in einem bestimmten Elektrographieverfahren angewendet werden, bei dem auf einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial, das die Form eines Schirms mit einer großen Anzahl feiner Öffnungen hat, ein elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, worauf das elektrostatische Aufzeichnungsmaterial durch das elektrostatische Ladungsbild hindurch einer Koronaladung unterzogen wird, so daß der Ionensirom aus der Korona unter Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsbildes auf dem elektrostatlschen Aufzeichnungsmaterial ohne photoleitfähige Schicht moduliert wird. Das auf dem elektrostatischen Aufzeichnungsmaterial erzeugte, elektrostatische Ladungsbild, das dem auf dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial erzeugten, elektrostatischen Ladungsbild entspricht, wird dann mit einem Toner entwickelt, und das Tonerbild wird üuf ein Bildempfangsmaterial übertragen, wodurch das fertige Bild erzeugt wird. Dieses Verfahren Ist beispielsweise aus den japanischen Patentpublikationen 30 320/1970 und 5 063/1973

⁵⁰lsowie der japanischen Offenlebungsschrlfl 341/1976 bekannt.

(3) Ein elektrographlsches Aufzeichnungsmaterial ohne photoleilfähige Schicht kann auch bei einem Elektrographieverfahren angewendet werden, bei dem einer Mehrfach-Nadelelektrode elektrische Signale zugeführt werden, worauf auf dem Aufzeichnungsmaterial ein den elektrischen Signalen entsprechendes, elektrostatisches Ladungsbild erzeugt wird, das dann entwickelt wird.

Bei Aufzeichnungsmaterialien, die zur Erzeugung von elektrostatischen Ladungsbildern oder Tonerbildern dienen, Ist es unabhängig davon, ob es sich um ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer photolsltfählgen Schicht oder um ein elektrographlsches Aufzeichnungsmaterial ohne photoleitfähige Schicht handelt, wichtig, daß das Aufzeichnungsmaterial besondere elektrische Eigenschaften zeigt, die für das angewandte Elektrophotographleverfahren geeignet sind. Außerdem stellen die Lebensdauer bzw. Haltbarkelt und