DE3222134A1

DE3222134A1 - Lichtempfindliches element fuer elektrofotografische zwecke

Info

Publication number: DE3222134A1
Application number: DE19823222134
Authority: DE
Inventors: Masaaki Toride Ibaraki Hirooka; Keiji Kawasaki Kanagawa Kubo; Toshiyuki Mitaka Tokyo Yoshihara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1982-06-11
Publication date: 1982-12-30
Also published as: US4517271A; DE3222134C2

Description

Die Erfindung betrifft ein lichtempfindliches Element für elektrofotografische Zwecke, das bezüglich der Stabilität der Gebrauchsleistung bzw. der Leistungseigenschaften verbessert ist.

Lichtempfindliche Elemente für elektrofotografische Zwecke sind verschieden aufgebaut, um erwünschte Eigenschaften oder eine Anpassung an die verschiedenen Elektrofotografieverfahren, die angewandt werden, zu erzielen. Eines der typischen, lichtempfindlichen Elemente ist so aufgebaut, daß es auf einem Träger bzw. Schichtträger eine als Bildträgerschicht dienende, fotoleitende Schicht aufweist. Ein anderes typisches, lichtempfindliches Element für elektrofotografische Zwecke ist so aufgebaut, daß es auf einem Träger eine als Bildträgerschicht bzw. zum Festhalten eines Bildes dienende, fotoleitende Schicht aufweist, wobei auf die fotoleitende Schicht eine isolierende Schicht laminiert ist. Diese zwei

-3- DE 22.20

Arten des Aufbaus von lichtempfindlichen Elementen für elektrofotografische Zwecke werden in weitem Umfang verwendet.

Lichtempfindliche Elemente mit dem an erster Stelle genannten 5

Aufbau werden für die Bilderzeugung nach dem gebräuchlichsten Elektrofotografierverfahren eingesetzt, d.h. nach dem Verfahren, das eine Ladung, eine bildmäßige Belichtung, eine Entwicklung und, falls notwendig, eine übertragung umfaßt. Die isolierende Schicht des lichtempfindlichen Elements mit dem an zweiter Stelle genannten Aufbau dient zum Schutz der fotoleitenden Schicht, zur Verbesserung der mechanischen Festigkeit des lichtempfindlichen Elements, zur Verbesserung der Dunkelab.fall-Kennlinie oder

zur Anpassung des lichtempfindlichen Elements an ein be-15

stimmtes Elektrofotografierverfahren. Typische Beispiele für lichtempfindliche Elemente mit einer solchen, isolierenden Schicht oder für Elektrofotografieverfahren, bei denen diese lichtempfindlichen Elemente angewandt werden, sind aus der US-PS 2860048, der Japanischen Patentpublikation 16429(1966) und den US-PSS 3146145, 3607258, 3666 363, 3734609, 3457070 und 3124456 bekannt.

Ein lichtempfindliches Element für elektrofotografische _o_ Zwecke wird einem Elektrofotografieverfahren unterzogen, um elektrostatische Bilder bzw. Ladungsbilder zu erzeugen, die dann entwickelt und dadurch sichtbar gemacht werden.

Bei den bisher verwendeten, lichtempfindlichen Elementen gQ besteht die Neigung, daß das Potential im dunklen Bereich, das Potential im hellen Bereich und das Potential im Zwi— schenbereich während der Wiederholung der Ladung und Belichtung oder nach einer Unterbrechung des Betriebes ihre jeweiligen Werte nicht konstant halten können, was dazu führt, daß die Bilddichte (D max) der entwickelten Bilder instabil bzw. unbeständig ist. Dies ist dem in lichtempfind-

■4- DE 2220

lichen Elementen hervorgerufenen Licht-Speicherungseffekt oder Ladungs-Speicherungseffekt zuzuschreiben . Diese Effekte werden durch die Bindemittelharze, die zum Verbinden von Cadmiumsulfid eingesetzt werden, um eine Sperrschicht zu bilden, in hohem Maße beeinflußt.

Wenn zum Verbinden von Cadmiumsulfid ein Bindemittelharz eingesetzt wird, das hinsichtlich der Beständigkeit oder Stabilität gegenüber licht, Feuchtigkeit oder Wärme mangelhaft ist, beeinträchtigt das Bindemittel die Stabilität des erhaltenen, die fotoleitende Schicht bildenden Materials, so daß mit diesem Material oft instabile, lichtempfindliche Elemente hergestellt werden, weshalb die Verwendung eines solchen Materials für die Herstellung von fotoleitenden Schichten stark eingeschränkt ist.

Insbesondere im Fall der Verwendung eines nicht feuchtigkeitsbeständigen Bindemittelharzes führt eine wiederholte Ladung des lichtempfindlichen Elements unter der Bedingung einer hohen Feuchtigkeit zu einer Verschlechterung der fotoleitenden Schicht ,wodurch Probleme hinsichtlich der Haltbarkeit oder Stabilität in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit hervorgerufen werden.

Es ist erwünscht, daß das Bindemittelharz für diesen Zweck geignete Eigenschaften als Bindemittel hat, d.h. in hohem Maße zum Dispergieren von Cadmiumsulfig befähigt ist, bei der Beschichtung gut verarbeitet werden kann, damit eine gewünschte Filmdicke erzielt wird, eine starke Haftung an dem Schichtträger bzw. Träger zeigt und die Erzielung einer fotoleitenden Schicht mit einer guten, mechanischen HaItbarkeit ermöglicht. Einige Sorten von Bindemittelharzen

-5- DE 2220

waren in ausreichendem Maße zufriedenstellend hinsichtlich

der elektrofotografischen Betriebsleistungseigenschaften 5

der fotoleitenden Schicht und hatten als Ganzes geeignete Eigenschaften als Bindemittel.

Die Umgebungstemperatur ist ein anderer Faktor, der Veränderungen in den Gebrauchsleistungseigenschaften von . -

lichtempfindlichen Elementen verursacht. Bei vielen Typen von lichtempfindlichen Elementen besteht die Neigung, daß sie durch Änderungen der Temperatur von niedrigen zu hohen Temperaturen und in der umgekehrten Richtung beeinflußt werden und daß sich dadurch ihre Eigenschaften bezüglich des Festhaltens bzw. Tragens von Ladungen bzw. ihre Ladungseigenschaften verschlechtern.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein lichtempfindliches Element für elektrofotografische Zwecke zur Verfügung zu stellen, mit dem ohne Schwankungen gute Bilder erzeugt werden können, wobei das lichtempfindliche Element insbesondere weder durch die Bedingung einer hohen Feuchtigkeit noch durch Veränderungen in der Umgebungstemperatur

beeinträchtigt werden soll.
25

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete, lichtempfindliche Element für elektrofotografische Zwecke gelöst.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

-6- DE 2220

Fig. 1 ist eine grafische Darstellung, in der die Veränderungen der Bilddichte bei Erhöhung der Anzahl der wiederholten Ladung und Belichtung gezeigt werden.

Fig. 2 und 3 sind grafische Darstellungen, in denen die Veränderungen der Bilddichte beim kontinuierlichen Kopieren nach dem auf die Unterbrechung der wiederholten Ladung und Belichtung folgenden, erneuten Beginn gezeigt werden.

Fig. 4 ist eine grafische Darstellung, in der die Veränderungen der Bilddichte bei einer wiederholten Ladung 15

und Belichtung von lichtempfindlichen Zylindern in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit gezeigt werden.

Fig. 5 ist eine grafische Darstellung, in der die Wirkung der Temperatur bei der Hitzebehandlung von lichtempfindlichen Zylindern auf deren Bilddichte gezeigt wird.

Fig. 6 ist eine grafische Darstellung, in der die Verände-25

rungen der Bilddichte im Verlauf von Haltbarkeitstesten mit in Beispiel 9 hergestellten, lichtempfindlichen Zylindern in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit gezeigt werden.

Fig. 7 ist eine grafische Darstellung, in der die Veränderungen der Bilddichte beim kontinuierlichen Kopieren nach dem auf die Unterbrechung der wiederholten Ladung und Belichtung von im Beispiel 9 hergestellten,

ο,- lichtempfindlichen Zylindern folgenden, erneuten Beginn gezeigt werden.

-7- DE 2220

Das im Rahmen der Erfindung verwendete Acrylharz dient zur Verminderung des Speicherungseffekts der wiederholten Ladung auf die fotoleitende Schicht und gewährleistet dadurch immer stabile Potentiale des lichtempfindlichen Elements.

-^q Das erwähnte Acrylharz ist gegenüber Wärme, Licht und Feuchtigkeit stabil und ist deshalb wirksam für die Herstellung einer fotoleitenden Schicht und für eine Verbesserung der Umgebungsbeständigkeit einer fotoleitenden Schicht, so daß es einen hohen Beitrag zur Stabilität der fotoleitenden Schicht leistet.

Das Acrylharz weist eine polare Gruppe, beispielsweise eine -COOH-Gruppe auf, und der Gehalt des Acrylharzes kann innerhalb eines bestimmten Bereichs in der Weise frei gewählt werden, daß das Cadmiumsulfid in zufriedenstellender Weise darin dispergiert werden kann und daß die erhaltene Dispersion ein gutes Filmbildungsvermögen und eine gute Verarbeitbarkeit bei der Beschichtung zeigt.

Dieser Typ des Acrylharzes wird durch Lösungspolymerisation hergestellt, weshalb sein Molekulargewicht ausreichend hoch sein kann, um es ohne Zusatz eines Härtungsmittels einzusetzen, und es ist für die praktische Verwendung ausreichend stabil und leicht zu handhaben.

Die fotoleitende Schicht des erfindungsgemäßen, lichtempfindlichen Elements ist gegenüber einer Verschlechterung durch wiederholte Ladung und Belichtung unter der Bedingung einer hohen Feuchtigkeit in hohem Maße beständig und hat daher unter feuchten Bedingungen eine ausgezeichnete Haltbarkeit. Die Haltbarkeit der fotoleitenden Schicht hängt

DE 2220

von dem Carboxylgehalt in dem Acrylharz ab. Ein Beschichtungs-

material, bei dem ein Acrylharz mit einem niedrigen Car-5

boxylgehalt verwendet wird, ist in bezug auf das Dispergieren von Cadmiumsulfid mangelhaft bzw. nicht zufriedenstellend und neigt zur Bildung einer unvollständigen und ungleichmäßigen Beschichtung auf den einzelnen Cd3-Teilchen. Andererseits zeigt ein Beschichtungsmaterial, bei dem ein Acrylharz mit einem zu hohen Carboxylgehalt verwendet wird, zwar eine gute Dispergierbarkeit des Cadmiumsulfids, jedoch ist es bezüglich der Gebrauchsleistungseigenschaften unter feuchten Bedingungen mangelhaft, weil die isolierenden Eigenschaften des Harzes selbst gegenüber Feuchtigkeit

nicht stabil sind, was beispielsweise dazu führt, daß der spezifische Widerstand vermindert wird.

Der Carboxylgehalt des erfindungsgemäß verwendeten Acrylharzes wird so gewählt, daß die Säurezahl des Harzes zwischen 10 und 4 0 und vorzugsweise zwischen 10 und 30 liegt. Unter der Säurezahl ist die KOH-Menge in mg zu verstehen, die erforderlich ist, um 1 kg des Harzes zu neutralisieren.

„r Eine Änderung der Umgebungstemperatur hat keine bedeutende Wirkung auf die Eigenschaften der fotoleitenden Schicht, weil der Glasumwandlungspunkt ·. (Tg) des im Rahmen der Erfindung verwendeten Acrylharzes 15 bis 70⁰C beträgt. Das Acrylharz ergibt infolgedessen lichtempfindliche Elemente,

QQ die gegenüber Temperaturänderungen stabil sind. Die Wirkung der Temperatur auf die fotoleitende Schicht nimmt mit einer Verminderung von Tg des Acrylharzes ab.

Das Acrylharz wird hergestellt durch Homopolymerisation oder Copolymerisation eines oder mehrerer Monomeren, die hauptsächlich aus einem weichen Bestandteil, d.h. Acrylat

-9- DE 2220

oder ifethacrylat mit einem 4 oder mehr Kohlenstoffatome enthaltenden Alky!anteil wie z.B. n-Batylacrylat, Isobutyl- ° acrylat, 2-Xthylhexylacrylat oder n-Cctylrethacrylat , bestehen, damit ein Glasurp.wanälur.crspunkt von 15 bis 70⁰C erhalten wird. Der Glasumwandlungscunkt Tg kann durch Copolymerisation mit einem harten Bestandteil wie Methylacrylat, Äthylacrylat, M-ethylnethacrylat , äthylmethacrylat, Styrol usw. reguliert werden.

Wenn Tg unter 15°C liegt, wird die mechanische Festigkeit der fotoleitenden Schicht vermindert, während die Anhäufung des Speicherungseffektes bei der wiederholten Ladung vor-

teilhafterweise vermindert wird, wenn Tg unter 15°C liegt. Ein 70°C überschreitender Glasuiv.wandlungsrunkt Tg führt zu einer starken Anhäufung des Speicherangseffekts bei der wiederholten Ladung und zu einer Unbeständigkeit in den Ladungseigenschaften des lichtempfindlichen Elements, wo-

runter zu verstehen ist, daß sich die beim wiederholten Kopieren erhaltenen Bilder in der Qualität voneinander unterscheiden.

Kenn auf der fotoleitenden Schicht eine isolierende Schicht

gebildet wird, beträgt Tg vorzugsweise 40 C oder mehr, damit das Acrylharz durch das zum Auftragen der isolierenden Schicht eingesetzte Lösungsmittel nicht angegriffen werden kann.

Außerdem beträgt Tg vorzugsweise 60⁰C oder weniger, damit eine Haftung zwischen der fotoleitenden Schicht und dem Träger bzw. Schichtträger aufrechterhalten wird.

Die Molekülstruktur des Acrylharzes wird demnach insbesondere so gewählt, daß Tg in dem Bereich von 40 bis 6O⁰C liegt.

-10- DE 2220

Eine wirksame, polare Gruppe in dem Acrylharzmolekül ist

die -COOH-Gruppe, und zu Monomeren für die Einführung 5

der -COOH-Gruppe in das Molekül gehören z.B. Fumarsäure, Itaconsäure, Maleinsäure, Monoester dieser Säuren, Acrylsäure und Methacrylsäure.

Das Acrylharz kann leicht durch das übliche Lösungspolymerisationsverfahren, d.h. durch Polymerisieren von Monomeren, wie sie vorstehend erwähnt worden sind, in einem Lösungsmittel wie Toluol, Methylisobutylketon oder Xylol bei 4 0 bis 15O⁰C unter Anwendung eines Polymerisationsinitiators -c wie Benzoylperoxid, Azobisisobutyronitril oder Cumolhydroperoxid, synthetisiert werden.

Das Molekulargewicht des im Rahmen der Erfindung eingesetzten Acrylharzes kann durch geeignete Wahl der Menge des Polyme-

2Q risationsinitiators und anderer Reaktionsbedingungen reguliert werden. Das geeignete Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) des Harzes beträgt mindestens 10000 und vorzugsweise 10000 bis 50000 unter dem Gesichtspunkt der Sedimentationsgeschwindigkeit der in einer Lösung des Harzes dispergierten Cadmiumsulfidteilchen und außerdem unter dem Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit der Beschichtung.

Der geeignete Gehalt des als Bindemittel dienenden Acrylharzes in der fotoleitenden Schicht wird in dem Bereich von 0,5 bis 50 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des fotoleitenden Materials CdS gewählt, und zwar unter dem Gesichtspunkt der Teilchengröße und der Teilchengrößenverteilung von CdS.

-11- DE 2220

Die Dicke der fotoleitenden Schicht beträgt im allgemeinen p- 5 bis 100 μπι und vorzugsweise 10 bis 50 jura, hängt jedoch von der Art und den Eigenschaften des fotoleitenden Materials ab. Der spezifische, elektrische Widerstand der fotoleitenden Schicht im Dunklen liegt im allgemeinen im

12 14
Bereich von 10 bis 10 Sl^cm.

Im Fall von lichtempfindlichen Elementen, die mit einer isolierenden Schicht versehen sind, wird das für die isolierende Schicht eingesetzte Harz geeigneterweise aus verschiedenen Arten von gebräuchlichen Harzen ausgewählt, wozu beispielsweise Polyäthylen, Polyester, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Acrylharz, Polycarbonat, Siliconharz, Fluorkunststoffe und Epoxidharz gehören. Die Dicke der isolierenden Schicht liegt im allgemeinen in dem Bereich von 0,1 bis 100 μπι und vorzugsweise in dem Bereich von 0,1 bis 50 μΐη.

Zu typischen Beispielen für den Aufbau des erfindungsgemäßen, lichtempfindlichen Elements gehören ein lichtempfindliches Element, das einen Träger und eine darauf gelegte bzw. ausgebildete, fotoleitende Schicht aufweist, und ein lichtempfindliches Element, das außerdem eine auf der fotoleitenden Schicht liegende bzw. ausgebildete, isolierende Schicht aufweist. Der Träger wird aus einem Material hergestellt, das in beliebiger Weise aus Blechen aus Metallen wie rostfreiem Stahl, Kupfer, Aluminium oder Zinn, Papier, Kunststoffplatten und -folien usw. ausgewählt wird. Zwar wird auch die Gestalt des Trägers in gewünschter Weise aus zylindrischen Formen, Bandformen, Plattenformen usw. ausgewählt, jedoch haben Träger bzw. Schichtträger von lichtempfindlichen Elementen, die für ein kontinuierliches

-12- DE 2220

Kopieren mit hoher Geschwindigkeit eingesetzt werden, geeigneterweise die Form eines endlosen Bandes oder eine zylindrische Form.

Die Dicke des Trägers wird zwar in geeigneter Weise gewählt, jedoch wird die Dicke des Trägers in dem Fall , daß Flexibilität gewünscht wird, geeigneterweise möglichst klein gewählt, soweit der Träger seine Funktion in ausreichendem Maße erfüllen kann. In solchen Fällen beträgt jedoch die Dicke unter Berücksichtigung der Herstellung, Handhabung und mechanischen Festigkeit des Trägers geeigneterweise im allgemeinen 10 bis 50 μΐη. ο

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.

In den Beispielen sind unter allen Angaben von Teilen Ge-

wichtsteile zu verstehen.
Synthesebeispiel 1

„r- Durch Einfüllen von 150 Teilen Toluol in einen 500 ml fassen-Ab

den, mit einem Kühlrohr, einem Rührer und einem Thermometer ausgerüsteten Vierhalskolben, Erhitzen des Toluols auf 110⁰C, Zugabe von 40 Teilen Styrol, 40 Teilen n-Butylmethacrylat, 120 Teilen Äthylmethacrylat , 12 Teilen Methacrylsäure, 4 Teilen Benzoylperoxid und 60 Teilen Toluol im Verlauf von 3 h unter einer Inertgasatmosphäre und 6-stündiges, weiteres Erhitzen wurde ein Acrylcopolymerharz hergestellt. Es wurde festgestellt, daß dieses Copolymer (als Acrylharz A bezeichnet) 4 9,5 % nicht flüchtiges Material enthielt und einen Glasumwandlungspunkt Tg von 52°C, eine Polymer-Säurezahl mit dem Wert 15 und ein Durchschnittsmolekulargewicht

DE 2220

(Zahlenmittel) mit dem Wert 28000 hatte.

Synthesebeispiel 2

Ein Copolymer wurde in der gleichen Weise wie in Synthesebeispiel· 1 unter Einsatz von 200 Teiien Toluol, 70 Teilen Äthylmethacrylat, 116 Teiien η-Butylmethacrylat, 10 Teilen Acrylsäure und 5 Teilen 2 ,2 '-Azobisisobutyronitril hergestellt. Dieses Copolymer (als Acrylharz B bezeichnet) zeigte einen Gehalt an nicht flüchtigem Material von 52,2 %, einen GlasUmwandlungspunkt Tg von 41°C, eine

lh Pol yinnrr./inrozr-ihl mit dom Wert 22 und ein Durchschnitts- uvi I cl'.ii 1 .«ι 'jcwi «-111 rz.ifj J <:ππιί i.t.rjJ.) iriit dem VJert 42000.

Synthesebeispiel 3

In der gleichen Weise wie in Synthesebeispiel 1 wurden die folgenden Acrylharze erhalten:

Tabelle 1

Acrylharz	Mon St	omer-Zu n-BMA	samraense MA 1 : 7	!tzung__£j EMA	teile) MMA	Tg (⁰C) 20	Säure zahl 13	Mol.-Gew
	10	83	7(A)	36		44	14	32000
C	10	36	2	28		58	5	27000
D	20	20	7		73	98	13	35000
E		10	2		30	40	4	29000
F		70	7		30	42	12	38000
G		70	10		30	42	19	31000
H		70	18		30	44	29	28000
T		70	10		30	42	19	25000
J		70 : I	5000
K

-14- DE 2220

Abkürzungen

St Styrol

n-BMA n-Butylmethacrylat

MA Methacrylsäure

(A) (Acrylsäure)

EMA -Äthylmethacrylat

MMA Methylmethacrylat

Beispiel 1

100 Teile CdS-Pulver und 40 Teile Acrylharz A als Bindemittel dafür wurden durch Rühren dispergiert und 3 mal durch eine Walzenmühle mit einem Spalt von 50 μΐη gemahlen. Ein zylindrischer Träger aus Al wurde in die vorstehend erwähnte Dispersion, deren Viskosität durch Zugabe von Toluol auf 200 mPa.s eingestellt worden war, eingetaucht und dann mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/min aus der Dispersion herausgezogen und zur Bildung einer fotoleitenden Schicht mit einer Dicke von 35 μΐη 15 min lang bei TOO⁰C getrocknet. Um die erhaltene, zylindrische, fotoleitende Schicht wurde eine Polyesterfolie herumgelegt bzw. herumgewickelt (die Polyesterschicht selbst hatte eine Dicke von 25 μΐη und war mit einer 5 μΐη dicken Klebstoff schicht beschichtet) , wodurch ein fertiger, lichtempfindlicher Zylinder erhalten wurde.

Der lichtempfindliche Zylinder wurde durch Anwendung eines Elektrofotografieverfahrens, das aus einer primären, positiven Gleichstrom-Ladung, einer sekundären Wechselstrom-Entladung bei gleichzeitiger, bildmäßiger Belichtung, einer Abdeckbelichtung bzw. einer Belichtung der gesamten Oberfläche, einer trockenen Entwicklung mit einem negativen Toner, einer Übertragung und einer Reinigungsbehandlung bestand, geprüft.

3222m

r15-

DE 2220

Die Ergebnisse werden in Tabelle 2 und in Fig. 1 gezeigt.

Dieser lichtempfindliche Zylinder zeigte eine gute Haltbarkeit, da er 100000 oder mehr Wiederholungen der Ladung und Belichtung in Umgebungen mit hoher und niedriger Feuchtigkeit standhielt. Es wurden Kopien mit einer gleichbleibenden, guten Bildqualität hergestellt. 10

Tabelle

I Umgebungs- Bedingungen	Anzahl der wieder holten Ladung und Belichtuna	Beibehaltun« des Pn-t-on+" i al s	J Bildqualität(vgl. Fig. 1)
25°C, 60% * 35°C, 90% * 5°C, 10% *	^ 1 χ 10⁵ ■ > 0,7 χ 10⁵ > 1 χ 10⁵	95 % 87 % 95 %	zeigt gute Stabilität 11

* rel. Feuchte

Beispiel 2

Unter Einsatz von Acrylharz B wurde auf einem zylindrischen Träger in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 eine 38 μΐη dicke, fotoleitende Schicht gebildet. Dieser mit der fotoleitenden Schicht beschichtete Zylinder wurde in eine Lösung eines synthetischen Isoprenkautschuks (Handelsname: JSRIR 2200; Japan Synthetic Rubber,Co.) in Hexan, deren Viskosität mit η-Hexan auf 80 mPa.s eingestellt worden war, eingetaucht, mit einer Geschwindigkeit von 150 mm/min aus der Lösung herausgezogen und zur Bildung einer 10 μι dicken, isolierenden Grundierschicht 15 min lang bei 70⁰C getrocknet.

DE 2220

Des weiteren wurde auf die isolierende Schicht in ähnlicher c Weise eine 25 μτη dicke Schicht aus einem lichthärtbaren Epoxyacrylatharz (Handelsname: MUVC-Wo-4A; Dainichi Seika Kogyo ; Methyläthylketon enthaltend) aufgebracht, wodurch ein fertiger, lichtempfindlicher Zylinder erhalten wurde.

,Q Mit diesem lichtempfindlichen Zylinder wurden nach dem gleichen Elektrofotografieverfahren, das in Beispiel 1 angewandt wurde, unter verschiedenen Umgebungsbedingungen Haltbarkeitsteste durchgeführt. Der lichtempfindliche Zylinder ergab fast konstante Ergebnisse, die keine bedeutende Veränderung in seinen Gebrauchsleistungseigenschaften und in der Bildqualität zeigten.

Beispiel 3

Unter Einsatz der Acrylharze c bis ·Κ als Bindemittel wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 fotoleitende Schichten gebildet. Jeder mit einer fotoleitenden Schicht beschichtete Zylinder wurde in einen 22 μτα dicken, schrumpfbaren Schlauch aus Polyäthylenterephthalat (Handelsname: Nalophan; Hoechst AG) hineingebracht. Der Schlauch wurde dann durch 15-minütiges Erhitzen auf 110 ⁰C so aufgeschrumpft, daß er an der fotoleitenden Schicht anhaftete, wodurch eine 20 μπι dicke, isolierende Schicht gebildet wurde. Auf diese Weise wurden die lichtempfindlichen Zylinder C bis K hergestellt.

Andererseits wurden als Vergleichsproben unter Einsatz der folgenden Bindemittelharze ähnliche, lichtempfindliche Zylinder X, Y und Z, die jeweils eine lichtempfindliche CdS-Schicht aufwiesen, hergestellt:

DE 2220

Vergleichsprobe X

20

Vergleichsprobe Y

Vergleichsprobe Z

Vinylchlorid Vinylacetat-Copolymer (Maleinsäureanhydrid enthaltend)/ Handelsname: VMCH (union Carbide Corp.)

Estermodifiziertes Siliconharz,Handelsname: TSR 194(Toshiba Silicone Co.)

Wärmehärtbares Acrylharz (Tg = 100°C, Aushärtungsbedingungen: 150°C, 3 0 min). Handelsname: SE 5466 (Mitsubishi Rayon, Co.) .

Bei diesen lichtempfindlichen Zylindern C, D, E, F, X, Y und Z wurden während des kontinuierlichen Kopierens nach dem erneuten Beginn im Anschluß an eine Unterbrechung der Wiederholung der Ladung die Veränderungen der Bilddichte gemessen. Die Ergebnisse werden in den Figuren 2 und 3 gezeigt.

25 30

Bei den lichtempfindlichen Zylindern G, H, I und J wurden die Veränderungen der Bilddichte im Verlauf von 30 000 Wiederholungen des Kopiervorgangs (Ladung und Belichtung) in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit (90 % relative Feuchtigkeit bei 35°C) gemessen. Die Ergebnisse (Messung der Bilddichte der 50. Kopie) werden in Fig. 4 gezeigt.

Die Ergebnisse der Bewertung der Bildqualität bei den lichtempfindlichen Zylindern C bis K werden in Tabelle 3 gezeigt.

35

DE 2220

Tabelle 3 Eewerrjr.g der Eilöcualität

iZylin- ! der C D E F G H I J K

Bei Beginn

Nach 3 0 000 Wiederholungen der Ladung und Belichtung ".

χ ungleichmäßige Dicht4

χ ungleichmäßige Dichte ο ο

X ungleichmäßige Dichte; weiße Flecken erschienen

ο:gleichmäßige Dichte

ο
ο

^o: qleichraäßiqe Bilddichte -'· kein Versuch durchgeführt

°*gleichmäßige Bilddichte, jedoch erschienen Spuren der Reinigungsklinge

Die in den lichtempfindlichen Zylindern E und G verwendeten Acrylharze Ξ bzw. G hätten jeweils eine niedrige Säurezahl,

30 und das in den lichtempfindlichen Zylinder K verwendete Acrylharz K hatte ein niedriges Molekulargewicht· Aus diesem Grund war die Dispersion vor. CdS in diesen Harzen unbefriedigend, weshalb die Neigung bestand, daß Unregelmäßigkeiten in der Beschichtung hervorgerufen wurde, was zu

35 einer ungleichmäßigen Bilddichte und zu örtlichen Unterschieden in der Packungsdichte des CdS führte.

-19- DE 2220

Der Glasumwandlungspunkt Tg des bei dem lichtempfindlichen Zylinder C verwendeten Bindemittelharzes hatte den 5

niedrigen Wert von 20 ⁰C, weshalb der lichtempfindliche Zylinder C bezüglich der mechanischen Festigkeit mangelhaft war. Der lichtempfindliche Zylinder C war deshalb gegenüber dem Druck des Klingenrandes empfindlich, und infolgedessen wurden abnorme Erscheinungen wie Spuren der Reinigungsklinge in den Bildern hervorgerufen.

Beispiel 4

Wenn lichtempfindliche Zylinder nach einem Verfahren wie in Beispiel 2, bei dem auf eine fotoleitende Schicht eine isolierende Schicht aufgetragen wird, hergestellt werden, bleibt von dem verwendeten Lösungsmittel in dem Fall, daß die Trocknungstemperatur oder die Trocknungsdauer nicht ausreichend

„_n sind, oft ein Teil zurück, und die Haltbarkeit unter der Bedingung einer hohen Feuchtigkeit kann verschlechtert werden. Zur Prüfung der Wirkung der Trocknungstemperatur auf die Haltbarkeit bei einer Erhöhung der Temperatur wurden deshalb mit dem lichtempfindlichen Zylinder von

₂c Beispiel 2 und mit dem lichtempfindlichen Zylinder X von Beispiel 3 als Vergleichsprobe Haltbarkeitsteste durchgeführt. Bei diesen Testen wurde die Haltbarkeit bewertet, indem gemessen wurde, in welchem Maße das Potential beibehalten wurde, als das gleiche Elektrofotografieverfahren wie in den Testen von Beispiel 1 600 mal unter den Umgebungsbedingungen einer Temperatur von 25⁰C und einer relativen Feuchtigkeit von 100 % wiederholt wurde, wobei der Prozentanteil des bei der 600. Ladung beibehaltenen Potentials in bezug auf das Potential bei der ersten Ladung berechnet wurde. Die Ergebnisse werden in Tabelle 4 gezeigt.

DE 2220

Tabelle 4

I i Lichtermf indli—	80	T	ro_c_knung 100	stemneratur	(⁰C)	180	!
eher Zylinder	9 5%		90%	120 I	160	GO %
Beispiel 2	80%		65%	92%	90%
X		35%

Der lichtempfindliche Zylinder von Beispiel 2 wurde durch eine Erhöhung der Trocknungstemperatur nicht in bedeutendem Maße verschlechtert. Der lichtempfindliche Zylinder kann demnach in stabiler Weise hergestellt werden. Der als Vergleichsprobe geprüfte, lichtempfindliche Zylinder X war nicht hitzebeständig.

Beispiel 5

Mit dem lichtempfindlichen Zylinder von Beispiel 2 wurden Bildbewertungsteste nach dem Vorbelichtungs-NP-Verfahren durchgeführt. Dieses Verfahren umfaßt eine Vorbelichtung, eine primäre, positive Gleichstrom-Ladung, eine sekundäre Gleichstrom-Entladung bei gleichzeitiger, bildmäßiger Belichtung, eine Bestrahlung der ganzen Oberfläche, eine trockene Entwicklung mit einem negativen Toner, eine Übertragung und eine Reinigungsbehandlung. Diese Bildbewertungsteste zeigten keine wesentliche Veränderung in der Bilddichte des übertragenen Bildes während des kontinuierlichen Kopierens nach dem erneuten Beginn im Anschluß an eine Unterbrechung, nachdem die Ladung und die Belichtung aufeinanderfolgend 120 000 mal oder öfter wiederholt worden waren. Demnach wurden konstante Bilder hergestellt.

DE 2220

Beispiel 6

Als Ergebnis der Anwendung des Carlson-Verfahrens bei

dem lichtempfindlichen Zylinder von Beispiel 1 wurde erhalten, daß die Haltbarkeit des lichtempfindlichen Zylinders einschließlich der Beständigkeit gegenüber den Um_in gebungsbedingungen gut war.

Beispiel 7

Die lichtempfindlichen Zylinder C, E und F von Beispiel 3 wurden dem in Beispiel 1 angewandten Elektrofotografieverfahren unterzogen. Die auf diese Weise erhaltene Bilddichte und die Oberflächentemperatur der Zylinder wurden gemessen. Die Ergebnisse werden in Fig. 5 gezeigt.

^Man fand, daß die lichtempfindlichen Zylinder, bei denen Acrylharze mit einem niedrigeren Tg-Wert verwendet wurden, gegenüber Temperaturänderungen weniger empfindlich waren. (Tg: C 20⁰C, E 58°C, F 98°C).

Synthesebeispiel 4

Durch Einfüllen von 150 Teilen Toluol in einen 500 ml fassenden, mit einem Kühlrohr, einem Rührer und einem Thermometer ausgerüsteten Vierhalskolben, Erhitzen des Toluols auf 110⁰C, Zugabe von 20 Teilen Styrol, 60 Teilen n-Butylmethacrylat, 120 Teilen Äthylmethacrylat, 14 Teilen Methacrylsäure, 5 Teilen Azobisisobutyronitril· und 70 Teilen Toluol im Verlauf von 2 h unter einer Inertgasatmosphäre und weiteres, 6-stündiges Erhitzen wurde ein Acrylcopolymerharz hergestellt. Man fand, daß die erhaltene Lösung

DE 2220

des Copolymeren in Toluol 50,5 % nicht flüchtiges Material enthielt und daß das Polymere eine Säurezahl mit dem Wert 18 hatte.

Synthesebeispiel 5

Die in Tabelle 5 gezeigten Acrylharze wurden in der gleichen Weise wie in'Synthesebeispiel 4 hergestellt.

'Acrylharz	Monomerzusammensetzunq (Teile)	MA	EMA Mi-IA	Säure zahl*	Tg	Mol.-Gew.
L	η-BMA	2	■ 30	4	40	38 000
M	70	7	JO : 30	12	41	30 000
O	6 0	10	j 30	19	42	28,000
P	70	18	10 I 30	29	41	22 000
Q	60	25	3 i 20 i	45	42	15 000
80

* unter den Säurezahlen sind diejenigen der Copolymere zu verstehen.

Beispiel 8

100 Teile CdS-Pulver und 40 Teile des Acrylharzes von Synthesebeispiel 4 als Bindemittelharz wurden durch Rühren dispergiertund 3mal durch eine Walzenmühle mit einem Spalt von 50 μΐη gemahlen. Ein zylindrischer Träger aus Al wurde in die vorstehend erwähnte Dispersion, deren Viskosität durch Zugabe von Toluol auf 200 mPa.s eingestellt worden war, eingetaucht und dann mit einer Geschwindigkeit von

-23- DE 2220

100 mm/min aus der Dispersion herausgezogen und zur Bildung einer 35 μΐη dicken, fotoleitenden Schicht 15 min lang bei 100 ⁰C getrocknet. Um den erhaltenen Zylinder wurde eine Polyesterfolie herumgewickelt bzw. herumgelegt (die Polyesterschicht hatte eine Dicke von 25 μΐη und war mit einer 5 μΐη dicken Klebstoff schicht beschichtet) , wodurch ein fertiger, lichtempfindlicher " Zylinder erhalten wurde.

Dieser lichtempfindliche Zylinder wurde durch Anwendung eines Elektrofotografxeverfahrens, das aus einer primären, positiven Gleichstrom-Ladung, einer sekundären Wechselstrom-Entladung bei gleichzeitiger, bildmäßiger Belich-Ib

tung, einer Bestrahlung der ganzen Oberfläche, einer trockenen Entwicklung mit einem negativen Toner, einer übertragung und einer Reinigungsbehandlung bestand, geprüft.

Bei den Testen wurde die Beständigkeit der Bilddichte im Verlauf von 80 000 oder mehr Wiederholungen der Ladung und Belichtung in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit (35°C und 85% relative Feuchtigkeit) und während des

p. kontinuierlichen Kopierens nach dem erneuten Beginn im Anschluß an eine Unterbrechung der wiederholten Ladung und Belichtung geprüft. In beiden Fällen ergab der lichtempfindliche Zylinder Kopien mit einer konstanten, guten Bildqualität, die weder durch die Feuchtigkeit noch durch

3Q die wiederholte Ladung und Belichtung beeinträchtigt war.

Beispiel 9

Unter Einsatz der Acrylharze L bis Q des Synthesebeispiels 5 als Bindemittel wurden in der gleichen Weise wie in

-24- DE 2220

Beispiel 8 fotoleitende Schichten gebildet. Jeder der erhaltenen, mit einer fotoleitenden Schicht beschichteten Zylinder wurde in einen 22 μπι dicken, schrumpfbaren Schlauch aus Polyethylenterephthalat (wie in Beispiel 3'verwendet) hineingebracht. Der Schlauch wurde dann durch 15-minütiges Erhitzen auf 110⁰C so aufgeschrumpft, daß er an der fotoleitenden Schicht anhaftete, wodurch eine 20 μΐη dicke, 10

isolierende Schicht gebildet wurde. Die in dieser Weise hergestellten, lichtempfindlichen Zylinder L, M, O, P und Q wurden bewertet, indem die Veränderungen der Bilddichte gemessen wurden, als die lichtempfindlichen Zylinder in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit (35°C und 90% relative Feuchtigkeit) wiederholt einem Elektrofotografieverfahren unterzogen wurden, das eine Vorbelichtung, eine primäre, positive Gleichstrom-Ladung, eine sekundäre Wechselstrom-Entladung bei gleichzeitiger, bildmäßiger

Belichtung, eine Bestrahlung der ganzen Oberfläche, eine Λ 0

trockene Entwicklung mit einem negativen Toner, eine Übertragung und eine Reinigungsbehandlung umfaßte, und indem die Bilddichte des dunklen Bereichs (D max) während des kontinuierlichen Kopierens nach dem erneuten Beginn im

Anschluß an eine Unterbrechung der wiederholten Ladung 25

und Belichtung gemessen wurde. Die Ergebnisse werden in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Es wurde beobachtet, daß die Veränderung der Bilddichte groß war, wenn die Acrylharze L und Q mit einer niedrigen Säurezahl verwendet wurden.

Beispiel 10

Die lichtempfindlichen Zylinder L bis Q, die nicht mit einer isolierenden Schicht bedeckt waren, wurden einem gg Verfahren unterzogen, das eine negative Ladung, eine bildmäßige Belichtung und eine Entwicklung umfaßte.

"²⁵" DE 2220

Die lichtempfindlichen Zylinder M, O und P zeigten unter

eirerUmgebung mit hoher Feuchtigkeit (35°C und 90% rela-5

tive Feuchtigkeit) eine gute Haltbarkeit.

Claims

T O.. hf Patentanwälte und tmrn
11EDTKE ""■ DUHLING ~" - PvIN N£ Vertreter beim EPA *j*
^_n - _n λ Dipl.-Ing. H.Tiecitke M
_o AajsuRE - Pellmann - viräms Dipi.-cnem. α so
ol22\S\ Dipl.-Ing. R. Kinne
DipL-lng. R Grupe Dipl.-Ing. B. Pellmann DipL-lng. K. Grams
Bavariaring 4, Postfach 20240 8000 München 2
Tel.: 0 89-5396 53
Telex: 5-24845 tipat
cable: G.ermaniapatent 'Münchei
11. Juni 1982 DE 2220

Patentansprüche

1. Lichtempfindliches Element für elektrofotografische Zwecke mit einer fotoleitenden Schicht, die aus Cadmiumsulfid besteht, das mit einem Bindemittelharz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,, daß das B.in.demi:tt.slhar.z ein Acrylharz mit einem Glasumwandlungspunkt von 15bis 7O⁰C und einer Säurezahl von TO bis 4-0 ist.

2. Lichtempfindliches Element nach Anspiruch T, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasumwandlungspunkt 4 0 bis 60°C beträgt.

3. Lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurezahl 10 bis 30 beträgt.

4. Lichtempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchschnittsmolekulargewicht (Zahlenmittel) des Acrylharzes 10000 oder mehr beträgt.

B/25

Deutsche Bank (München) KIo. 51/61070 Dresdner Bank (München) Klo. 393!) S44 Postscheck (Munchen)-Klo. 670-43-804