Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine Beschichtungszusammensetzung,
die zur Verwendung als eine Oberflächenschutzschicht geeignet
ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine
elektrophotographisches, lichtempfindliches Element, genauer
ausgedrückt ein elektrophotographisches, lichtempfindliches
Element, das eine Oberflächenschutzschicht aus dieser
Beschichtungs zusammensetzung hat.
Hintergrund der Erfindung
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In einer bildbildenden Anlage wie ein Kopiergerät, das ein
sogenanntes Carlson-Verfahren anwendet, wird ein
elektrophotographisches, lichtempfindliches Element
verwendet. Dieses Element umfaßt eine lichtempfindliche
Schicht auf einem Basismaterial, das eine elektrische
Leitfähigkeit hat.
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Ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element
empfängt wiederholt während des Bildgebungsverfahrens
elektrische, optische und mechanische Schocks. Zum Schutz des
lichtempfindlichen Elementes wird eine
Oberflächenschutzschicht auf der lichtempfindlichen Schicht
gebildet, die sich aus einem Bindemittelharz zusammensetzt.
Diese Schicht verbessert die Haltbarkeit der
lichtempfindlichen Schicht gegenüber diesen Schocks.
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Ein wärmefixierbares Siliconharz wird allgemein als Bindeharz
zur Verbesserung der Härte der Oberflächenschutzschicht
verwendet. Jedoch wird durch die Verwendung des oben
erwähnten wärmehärtbaren Siliconharzes das Problem
verursacht, daß die Oberflächenschutzschicht in Bezug auf
Gleitreibung spröde ist und für Schädigungen anfällig ist.
Eine Vielzahl von Lösungen wurden vorgeschlagen, um dieses
Problem zu lösen und zu vermeiden.
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Ein Versuch war ein elektrophotographisches,
lichtempfindliches Element, das ein wärmehärtbares
Siliconharz und ein thermoplastisches Harz wie
Polyvinylacetat als Bindeharz für die
Oberflächenschutzschicht verwendet. Diese Art von
Schutzschicht ist in JP-A-63-18354 offenbart (der Ausdruck
"JP-A", wie er hierin verwendet wird, bedeutet eine
nichtgeprüfte, veröffentlichte ]apanische Patentanmeldung).
Ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element, das
ein wärmehärtendes Siliconharz und ein butylverthertes
Melamin-Formaldehyd-Harz als Bindeharz verwendet, ist in
JP-A-63-2071 offenbart.
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Ebenso ist ein elektrophotographisches, lichtempfindliches
Element, das ein wärmehärtbares Siliconharz und ein
Acrylpolymer als Bindeharz verwendet, in JP-A-60-3639
offenbart.
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Wenn das wärmehärtbare Siliconharz und das thermoplastische
Harz als Bindeharz für die Oberflächenschutzschicht verwendet
werden, ist ]edoch die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen
Elementes unzureichend. Ein anderes Problem stellt sich im
Hinblick auf die physikalischen Eigenschaften der
Oberflächenschutzschicht. Die Oberflächenhärte des
Kombinatiosbindeharzes ist geringer als die Oberflächenhärte
des wärmehärtbaren Siliconbindeharzes alleine. Als ein
Ergebnis kann die Oberflächenschutzschicht leichter zerstört
werden. Insbesondere hat das System, das das wärmehärtbare
Siliconharz und Polyvinylacetat anwendet, das Problem, daß
die Beschichtungszusammensetzung zur Bildung der
Oberflächenschutzschicht eine geringe Stabilität aufweist,
und wenn die Beschichtungszusammensetzung nach der Topfzeit
beschichtet wird, tritt eine Weißfärbung in der Schicht auf.
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Auf der anderen Seite hat das Bindeharz, das sich aus dem
wärmehärtenden System und dem butylveretherten Melamin-
Formaldehyd-Harz zusammensetzt, ebenfalls Probleme. Die
Harze, die das System ausmachen, sind wärmehärtbare Harze und
bilden eine dreidimensionale Struktur mit einer hohen Härte
nach der Fixierung. Obwohl die Oberflächenhärte der
Oberflächenschutzschicht hoch wird, wird eine große Menge an
Löchern gebildet, die strukturelle Fallen werden. Diese
Fallen bilden sich zwischen einer Silicon-Stelle und einer
Melamin-Stelle in der Schutzschicht aufgrund einer
unzureichenden Kompatibilität zwischen diesen beiden Stellen.
Diese Fallen führen zu der Möglichkeit, daß das Bindeharz
einen nachteiligen Einfluß auf die lichtempfindlichen
Eigenschaften des elektrophotographischen, lichtempfindlichen
Elementes hat. Diese nachteiligen Eigenschaften umfassen die
Verminderung der Ladungseigenschaften und die Erniedrigung
der Stabilität des Potentials durch wiederholte Belichtung
mit Licht.
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Ein Versuch zur Vermeidung dieser Probleme lag in der
Verwendung eines me thylverether ten Melamin-Formaldehyd-Harzes
anstelle des butylveretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes in
dem oben genannten System. Das methylveretherte Melamin-
Formaldehyd-Harz hat eine höhere Vernetzungseigenschaft als
das konventionelle butylveretherte Melamin-Formaldehyd-Harz
und bildet keine kovalente Bindung mit der Si-OH-Gruppe des
wärmehärtbaren Siliconharzes während der Härtung. Statt
dessen verursacht es eine ausreichend große molekulare
Wechselwirkung mit der Si-OH-Gruppe des wärmehärtbaren
Siliconharzes, was die Kompatibilität zwischen der
Siliconstelle und der Melaminstelle in der Schicht
verbessert. Dies bildet eine kompakte Schicht mit weniger
strukturellen Fallen. Jedoch hat dieses System ebenfalls
Probleme. Wenn dieses methylveretherte Melamin-Formaldehyd-
Harz mit dem wärmehärtbaren Harz in einer Menge von mehr als
15 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen der nicht-flüchtigen
festen Komponenten des zuletzt genannten Harzes vermischt
wird, um die elektrische Leitfähigkeit der Schicht zu
erhöhen, wobei aromatische Tt-Elektronen von Melamin verwendet
werden, tritt ein Problem auf. Dieses Problem liegt darin,
daß die Wechselwirkung zwischen beiden Harzen zu stark ist,
was in der Oberflächenschutzschicht eine interne Spannung
verursacht, wodurch Risse erzeugt werden.
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Das oben beschriebene butylveretherte Melamin-Formaldehyd-
Harz hat nicht die starke Wechselwirkung mit dem
wärmehärtenden Siliconharz, die das methylveretherte Melamin-
Aldehyd-Harz aufweist. Als ein Ergebnis wurde überlegt, eine
Kombination des butylveretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes
mit dem methylveretherten Melamin-Formaldehyd-Harz zu
verwenden. Diese Kombination könnte die elektrische
Leitfähigkeit der Schicht durch Erhöhung der Anzahl von
aromatischen it-Elektronen von Melamin, die vorhanden sind,
verbessern. Da beide Melamin-Formaldehyd-Harze sich im
Hinblick auf die Fixierungs- oder Härtungstemperatur
unterscheiden, konnte jedoch eine gleichmäßige Schicht nicht
gebildet werden, und es trat das Problem auf, daß Risse
gebildet wurden.
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Das System aus dem wärmehärtbaren Siliconharz und dem Acryl-
Copolymer ist bezüglich der optischen Eigenschaften
ausgezeichnet. Das Acryl-Copolymer hat ebenfalls eine
ausgezeichnete Kompatibilität mit dem wärmehärtbaren
Siliconharz im Vergleich zu der Verwendung von
Polyvinylacetat. Die Empfindlichkeitseigenschaften der
Beschichtung werden ebenfalls verbessert im Vergleich zu dem
oben genannten System unter Verwendung von Polyvinylchlorid.
Da jedoch das Acrylpolymer, das das oben genannte System
verwendet, ein hohes Molekulargewicht zwischen 8 000 und
60 000 hat, löst sich das Acrylpolymer nicht leicht auf unter
Bildung einer Beschichtungszusammensetzung. Eine
unzureichende Auflösung des Polymers in einer
Beschichtungszusammensetzung verursacht zusätzliche Probleme.
Diese Probleme umfassen die Unfähigkeit zur Bildung einer
gleichmäßigen Schicht, die Unebenheit in der Schicht und eine
weiße Trübheit der Schicht. Diese Mängel vermindern die
Transparenz der Oberflächenschutzschicht, was zu einer
Zerstörung der Empfindlichkeitseigenschaften des
lichtempfindlichen Elementes führt. Sie können ebenfalls die
Stärke oder Oberflächenschutzschicht vermindern, was dazu
führt, daß die Schicht für Gleitreibung spröde und anfällig
für Risse wird.
Zusammenfassung der Erfindung
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Das Ziel dieser Erfindung liegt darin, ein
elektrophotographisches, lichtempfindliches Element
anzugeben, das eine Oberflächenschutzschicht aufweist, die
eine geringe Sprödigkeit für Gleitreibung im Vergleich zu den
Verwendungen eines wärmehärtbaren Siliconharzes alleine hat.
Das Ziel dieser Erfindung liegt ebenfalls darin, dies ohne
nachteilige Wirkungen in Bezug auf die lichtempfindlichen
Eigenschaften und physikalischen Eigenschaften des
elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elementes zu
erzielen und eine Schutzschicht anzugeben, die eine
ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit hat. Diese Erfindung
schafft ein elektrophotographisches, lichtempfindliches
Element, umfassend eine lichtempfindliche Schicht und eine
Oberflächenschutzschicht auf der lichtempfindlichen Schicht,
wobei die Oberflächenschutzschicht ein wärmehärtendes
Siliconharz und ein aus einer Mischung von Methyl-Butyl
verethertes Melamin-Formaldehyd-Harz in einer Menge von 0,1
bis 30 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen der nicht-flüchtigen,
festen Komponenten des wärmehärtbaren Siliconharzes umfaßt.
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Ein anderer Aspekt dieser Erfindung liegt darin, daß die oben
genannte Oberflächenschutzschicht gleichmäßig dispergierte
Teilchen aus einem elektrisch leitenden Metalloxid umfaßt.
Diese Teilchen dienen als ein Mittel zum Verleihen der
Leitfähigkeit und werden durch Mischung einer kolloidalen
Lösung der leitenden Metalloxidteilchen mit der
Beschichtungszusammensetzung vor der Beschichtung zugegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Figur 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand der
elektrostatischen Ladung einer festen Lösung aus Teilchen aus
Zinnoxid und Antimonoxid durch Adsorption von Siliciumoxid-
Teilchen auf der Oberfläche der festen Lösung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Nachfolgend wird diese Erfindung detailliert beschrieben.
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Das elektrophotographische, lichtempfindliche Element umfaßt
eine lichtempfindliche Schicht und eine
Oberflächenschutzschicht auf der lichtempfindlichen Schicht,
wobei die Oberflächenschutzschicht ein wärmehärtendes
Siliconharz und ein aus Methyl und Butyl gemischt verethertes
Melamin-Formaldehyd-Harz in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-
Teilen pro 100 Gew.-Teilen der nicht-flüchtigen, festen
Komponenten des wärmehärtbaren Siliconharzes umfaßt.
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Die Oberflächenschutzschicht des elektrophotographischen
lichtempfindlichen Elementes wird durch Beschichten einer
Beschichtungszusammensetzung, umfassend ein wärmehärtbares
Siliconharz und ein aus Methyl und Butyl gemischt verethertes
Melamin-Formaldehyd-Harz in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-
Teilen pro 100 Gew.-Teilen der nicht-flüchtigen, festen
Komponenten des wärmehärtbaren Siliconharzes, auf die
lichtempfindliche Schicht und Fixieren der beschichteten
Schicht gebildet.
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In dem erfindungsgemäß elektrophotographischen,
lichtempfindlichen Element wird ein aus Methyl und Butyl
gemischt verethertes Melamin-Formaldehyd-Harz mit dem
wärmehärtbaren Siliconharz verwendet. Dies führt zu einer
gleichmäßigen Schicht, die keine Risse verursacht. Das aus
Methyl und Butyl gemischt veretherte Melamin-Formaldehyd-Harz
hat eine hohe Vernetzungseigenschaft im Vergleich zu einem
konventionellen butylveretherten Melamin-Formaldehyd-Harz
Dieses verursacht keine kovalente Bindung mit der Si-OH-
Gruppe des wärmehärtbaren Siliconharzes während der Fixierung
oder Härtung, sondern schafft eine ausreichend große
molekulare Wechselwirkung mit der Si-OH-Gruppe. Diese Wirkung
verbessert die Kompatibilität der Silicon-Stelle und der
Melamin-Stelle in der Schicht und führt zur Bildung einer
kompakten Schicht mit weniger strukturellen Fallen. Das aus
Methyl und Butyl gemischt veretherte Melamin-Formaldehyd-Harz
hat keine so starke Vernetzungseigenschaft wie das
methylveretherte Melamin-Formaldehyd-Harz. Wenn eine größere
Menge des aus Methyl und Butyl gemischt veretherten Melamin-
Formaldehyd-Harzes in der Oberflächenschutzschicht verwendet
wird, gibt es folglich keine Probleme mit der Bildung von
Rissen, und die elektrische Leitfähigkeit der Schicht wird
durch das Vorhandensein einer großen Menge an aromatischen π-
Elektronen verbessert, die in dem Harz enthalten sind. Somit
das elektrophotographische, lichtempfindliche Element dieser
Erfindung ausgezeichnete Empfindlichkeitseigenschaften.
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Da beide Harze, die die Oberflächenschutzschicht ausmachen,
wärmehärtende Harze sind, die während der Härtung eine
dreidimensionale Struktur bilden, wird zusätzlich die
Oberflächenhärte der Oberflächenschutzschicht nach der
Fixierung hoch. Wie oben beschrieben, haben weiterhin beide
Harze eine hohe Kompatibilität miteinander, was dazu führt,
daß die Oberflächenschutzschicht eine komplizierte und
durchwachsene dreidimensionale Struktur nach der Fixierung
hat. Dies vermindert die Sprödigkeit der Schicht gegenüber
Gleitreibung im Vergleich zu dem Fall, bei dem das
wärmehärtbare Siliconharz allein verwendet wird.
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Die Menge des aus Methyl und Butyl gemischt veretherten
Melamin-Formaldehyd-Harzes in der
Beschichtungszusammensetzung ist auf den Bereich von 0,1 bis
30 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile der nicht-flüchtigen,
festen Komponenten des wärmefixierbaren Siliconharzes
begrenzt. Die Gründe dafür sind wie folgt: Wenn der Gehalt
des aus Methyl und Butyl gemischt veretherten Melamin-
Formaldehyd-Harzes weniger als 0,1 Gew.-Teile ist, wird die
Addierungswirkung nicht ausreichend erhalten. Dies verursacht
ein Problem der Sprödigkeit für Gleitreibung in der
Oberflächenschutzschicht nach der Fixierung. Zusätzlich ist
der Gehalt an aromatischen π-Elektronen in der Schutzschicht
unzureichend, was die Empfindlichkeitseigenschaften
verschlechtert. Wenn auf der anderen Seite der Gehalt an aus
Methyl und Butyl gemischt verethertem Melamin-Formaldehyd-
Harz größer als 30 Gew.-Teile ist, wird die Wechselwirkung
zwischen beiden Harzen zu groß. Dies verursacht eine innere
Spannung in der Oberflächenschutzschicht, was zu Rissen
führt, und schließt die Bildung einer klaren
Oberflächenschutz schicht aus.
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Das in der Beschichtungszusammensetzung enthaltene
wärmehärtbare Siliconharz wird durch Auflösen oder
Dispergieren des hydrolysierten Produkts (sogenanntes
Organopolysiloxan) oder des anfänglichen Kondensations-
Reaktionsproduktes von einem oder einer Mischung aus
Verbindungen der Silansene, als nicht-flüchtige Komponente
in einem Lösungsmittel hergestellt, wie z.B. Organosilane
(z.B. Tetraalkoxysilan, Trialkoxyalkylsilan und
Dialkoxydialkylsilan) und Organohalogensilane (z.B.
Trichloralkylsilan und Dichlordialkylsilan). Geeignete
Alkoxy-Gruppen und Alkyl-Gruppen für diese Verbindungen aus
der Silan-Serie sind Niedrigalkoxy- und -alkyl-Gruppen mit 1
bis etwa 4 Kohlenstoffatomen (z.B. eine Methoxy-Gruppe, eine
Ethoxy-Gruppe, ein Isopropoxy-Gruppe, eine t-Butoxy-Gruppe,
eine Glycidoxy-Gruppe, eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe,
eine Glycidoxypropyl-Gruppe) und komplexe Gruppen, die aus
den gleichen Arten der oben veranschaulichten gebildet sind
(z.B. eine Glycidoxypropyl-Gruppe). Trifunktionelles
Polysiloxan alleine oder eine Mischung aus trifuktionellem
Polysiloxan und bifunktionellem Polysiloxan wird gemäß der
ersten Ausführungsform bevorzugt mit den Melamin-Formaldehyd-
Harzen verwendet.
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Der pH-Wert der Lösung, in der das wärmehärtende Silicon
aufgelöst wird, ist bevorzugt von 5,0 bis 6,5.
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Beispiele des Lösungsmittels, in das die nicht-flüchtigen
festen Komponenten des wärmehärtbaren Siliconharzes
entsprechend dieser Erfindung aufgelöst werden, umfassen
aliphatische Kohlenwasserstoffe (z.B. Isopropylalkohol, n-
Hexan, Octan, Cyclohexan, etc.), aromatische
Kohlenwasserstoffe (z.B. Benzol, Toluol, etc.), halogenierte
Kohlenwasserstoffe (z.B. Dichlormethan, Dichlorethan,
Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol, etc.), Ether (z.B.
Dimethylether, Diethylether, Tetrahydrofuran,
Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykoldiethylether,
Diethylenglykoldimethylether, etc.), Ketone (z.B. Aceton,
Methylethylketon, Cyclohexanon, etc.), Ester (z.B.
Ethylacetat, Methylacetat, etc.), Dimethylformamid und
Dimethylsulfoxid, etc. Diese können alleine oder als eine
Mischung von diesen verwendet werden.
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Das aus Methyl und Butyl gemischt veretherte Melamin-
Formaldehyd-Harz, das mit dem wärmehärtbaren Siliconharz
verwendet wird, ist ein Mono- oder Hexamethylolmelamin, das
das Reaktionsprodukt von Melamin und Formaldehyd ist, wobei
zumindest eine der Methylol-Gruppen methylverethert und
zumindest eine der anderen Methylol-Gruppe butylverethert
ist, oder das anfängliche Kondensations-Reaktionsprodukt, und
das Harz, das in flüssigem oder in sirupösem Zustand
zugeführt wird, wird bevorzugt verwendet.
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Es gibt keine besondere Beschränkung im Hinblick auf das
Molekulargewicht im Zahlenmittel des aus Methyl und Ethyl
gemischt veretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes. Wenn jedoch
das Molekulargewicht davon größer als 1500 ist, erniedrigt
sich die Aktivität des Harzes. Somit ist es bevorzugt, daß
das Molekulargewicht im Zahlenmittel dieses Harzes bevorzugt
von 1 000 bis 1 500, mehr bevorzugt von 1 200 bis 1 400 ist.
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Es ist bevorzugt, daß in diesem Harz die Anzahl von
gebundenen Formaldehyden pro einem Melamin-Kern von 3 bis 6
ist, wobei 2 bis 5 methylverethert und 1 oder 2
butylverethert sind. Wenn die Anzahl der gebundenen
Formaldehyde pro einen Melamin-Kern weniger als 3 ist, gibt
es die Möglichkeit, daß die mechanische Stärke der
Oberflächenschutzschicht vermindert wird. Wenn die Anzahl der
methylveretherten Formaldehyde weniger als 2 ist, wird
ebenfalls das Oberflächenpotential dadurch stark vermindert,
daß es wiederholt dem Licht ausgesetzt ist. Wenn die Anzahl
von methylveretherten Formaldehyden mehr als 5 ist, gibt es
die Möglichkeit, daß die Schicht für Rißbildung anfällig
wird.
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Wenn die Anzahl an butylveretherten Formaldehyd-Gruppen
weniger als 1 ist, ist die Schicht weiterhin anfällig für
Risse. Wenn die Anzahl mehr als zwei ist, erniedrigt sich das
Oberflächenpotential, wenn es wiederholt dem Licht ausgesetzt
ist.
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Die Menge des Melamin-Monomers, das 3 bis 6 gebundene
Formaldehyde pro einem Melamin-Kern aufweist, wobei 2 bis 5
davon methylverethert und 1 oder 2 davon butylverethert sind,
in dem gesamten Melamin-Formaldehyd-Harz ist vorzugsweise von
70 bis 100 Gew.-%.
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Erfindungsgemäß ist der Gehalt der nicht-flüchtigen, festen
Komponenten in dem wärmehärtbaren Siliconharz in der
Oberflächenschutzschicht bevorzugt von 50 bis 71 Gew.-%, mehr
bevorzugt von 55 bis 68 Gew.-%.
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Geeignete Lösungsmittel zur Bildung der
Beschichtungszusammensetzung für die Oberflächenschutzschicht
gemäß dieser Erfindung umfassen aliphatische
Kohlenwasserstoffe wie Isopropylalkohol, n-Hexan, Octan und
Cyclohexan; aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol und
Toluol; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan,
Dichlorethan, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol; Ether wie
Dimethylether, Diethylether, Tetrahydrofuran,
Ethylenglykoldimethylether, Ethylenglykoldiethylether und
Diethylenglykoldimethylether; Ketone wie Aceton,
Methylethylketon, Cyclohexanon; Ester wie Ethylacetat und
Methylacetat; Dimethylformamid; Dimethylsulfoxid. Diese
Lösungsmittel können alleine oder als eine Mischung von
Lösungsmitteln verwendet werden. Bevorzugte Beispiele des
Lösungsmittels umfassen niedrige Alkohole wie
Isopropylalkohol und Methanol.
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Die Beschichtungszusammensetzung wird auf eine
lichtempfindliche Schicht mit Hilfe des
Tauchbeschichtungsverfahrens, Sprühbeschichtungsverfahrens,
Spinnbeschichtungsverfahrens, Walzenbeschichtungsverfahrens,
Plattenbeschichtungsverfahrens oder
Stangenbeschichtungsverfahrens, etc. beschichtet und fixiert,
zur Bildung einer Oberflächenschutzschicht.
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Die Beschichtungszusammensetzung, die auf die
lichtempfindliche Schicht geschichtet ist, wird bei einer
Erwärmungstemperatur im allgemeinen von 90 bis 150ºC,
vorzugsweise von 110 bis 150ºC für im allgemeinen von 30 bis
180 min, vorzugsweise von 60 bis 120 min gemäß dieser
Erfindung fixiert.
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Die Beschichtungszusammensetzung für die
Oberflächenschutzschicht kann durch Erwärmen alleine ohne
Verwendung von Katalysatoren entsprechend den geeigneten
Erwärmungsbedingungen fixiert oder gehärtet werden. Jedoch
wird für eine glatte und gleichmäßige Endbearbeitung der
Härtungsreaktion ein Katalysator häufig verwendet.
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Geeignete Härtungskatalysatoren umfassen anorganische Säuren,
organische Säuren, alkalische Mittel (z.B. Amine). Ebenso
können, falls erforderlich, konventionelle Fixierhilfen
verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, zur Erleichterung der
Injektion von statischen Ladungen in die untere Schicht
während eines Bildgebungsverfahrens ein Mittel, das eine
elektrische Leitfähigkeit verleiht, in die
Oberflächenschutzschicht zu dispergieren, die sich aus dem
wärmefixierbaren Siliconharz und dem aus Methyl und Butyl
gemischt veretherten Melamin-Formaldehyd-Harz zusammensetzt.
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Des Gehalt des Mittels zur Verleihung der Leitfähigkeit in
der Oberflächenschutzschicht ist im allgemeinen von 1 bis
60 Gew.-Teilen, bevorzugt von 20 bis 50 Gew.-Teilen pro
100 Gew.-Teilen der nicht-flüchtigen festen Komponenten der
Harze.
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Geeignete Mittel zur Verleihung der Leitfähigkeit umfassen
elektrisch leitende Metalloxide wie einfache Metalloxide
(z.B. Zinnoxid, Titanoxid, Indiumoxid und Antimonoxid) und
feste Lösungen von Zinnoxid und Antimonoxid. Die
Oberflächenschutzschicht umfaßt das leitende Metalloxid
vorzugsweise in der Form von feinen Teilchen.
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Das leitende Metalloxid wird im allgemein im Zustand von
feinen Teilchen durch Rühren dieser in die
Beschichtungszusammensetzung als feine Teilchen vor der
Fixierung vermischt. Dies führt dazu, daß es in der
Oberflächenschutzschicht dispergiert ist. Da das leitende
Metalloxid im Zustand von feinen Teilchen vorliegt, kann es
leicht aggregieren, und eine lange Rührperiode ist
erforderlich, um die Teilchen in der
Beschichtungszusammensetzung gleichmäßig zu dispergieren, und
es ist bevorzugt, daß die feinen Teilchen des leitenden
Metalloxides mit der Beschichtungszusammensetzung vermischt
werden, während sie in einer kolloiden Lösung vorliegt. In
der kolloiden Lösung stoßen sich die feinen Teilchen aus dem
leitfähigen Metalloxid voneinander durch ihre
Oberflächenladungen ab. Dies verhindert die Aggregation der
feinen Teilchen in der Beschichtungszusammensetzung. Somit
ermöglicht das Mischen der kolloiden Lösung mit der
Beschichtungszusammensetzung, daß die feinen Teilchen in der
Beschichtungszusammensetzung gleichmäßig dispergiert sind.
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Ein Verfahren zur Erzeugung der kolloiden Lösung aus dem
elektrisch leitenden Metalloxid variiert entsprechend der Art
des leitenden Metalloxides. Beispielsweise kann eine
kolloidale Lösung aus Amimonpentoxoid (Sb&sub2;O&sub5;) durch Mischen
von wasserfreiem Antimontrioxid und salpetriger Säure und
durch aufeinanderfolgendes Zugeben dazu einer
α-Hydroxycarbonsäure und eines organischen Lösungsmittels wie
N-Dimethylformamid (DMF) in dieser Reihenfolge nach dem
Erhitzen hergestellt werden. Das Wasser-Nebenprodukt kann
durch Verdampfung entfernt werden (JP-A-47-11382). Ein
anderes Verfahren besteht aus dem Mischen eines einwertigen
oder eines zwei- oder mehrwertigen Alkohols wie
Ethylenglykol, einem hydrophilen organischen Lösungsmittel
wie DMF und einer α-Hydroxycarbonsäure mit einem
Wasserstoffhalogenid wie Chlorwasserstoff etc. Antimontrioxid
wird in der Mischung dispergiert und mit Wasserstoffperoxid
in dem dispergierten Zustand oxidiert (JP-A-52-38495 und
JP-A-52-38496)
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Geeignete Dispersionsmedien zur Herstellung der kolloidalen
Antimonpentoxid-Lösung umfassen: Alkohole mit geringer
Organizität wie Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol
und Butylalkohol. Diese werden bevorzugt so verwendet, daß
das Lösungsmittel nicht die untere lichtempfindliche Schicht
korrodiert.
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In dem Fall einer kolloidalen Lösung aus der festen Lösung
von Zinnoxid (SnO&sub2;, SnO, etc.) und Antimonoxid (Sb&sub2;O&sub5;, Sb&sub2;O&sub3;,
etc.) kann die kolloidale Lösung z.B. durch Adsorption von
Siliciumoxid-Teilchen (2) mit Teilchengrößen von etwa weniger
als 5 nm auf die Oberfläche eines Teilchens aus einer festen
Lösung (1) wie in Figur 1 gezeigt, hergestellt werden. In der
in Figur 1 gezeigten Struktur bilden die Siliciumoxid-
Teilchen (2), die auf der Oberfläche der Teilchen aus der
festen Lösung (1) adsorbiert sind, eine OH-Gruppe durch den
Kontakt mit einem polaren Lösungsmittel als Dispersionsmedium
und werden negativ geladen. Dies schafft Ladungen auf der
Oberfläche der Teilchen aus der festen Lösung (1).
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Die Teilchen aus der festen Lösung aus Zinnoxid und
Antimonoxid werden üblicherweise durch Dotieren der feinen
Teilchen von Zinnoxid mit Antimon gebildet. Obwohl es keine
besondere Beschränkung im Hinblick auf die Menge des Antimons
gibt, ist die Menge von Antimon in den Teilchen aus der
festen Lösung bevorzugt von 0,001 bis 30 Gew.-% und mehr
bevorzugt von 5 bis 20 Gew.-%. Wenn der Gehalt an Antimon in
den Teilchen aus der festen Lösung weniger als 0,001 Gew.-%
oder mehr als 30 Gew.-% ist, gibt es die Möglichkeit, daß
eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit nicht erhalten
wird.
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Es gibt keine besondere Beschränkung im Hinblick auf die
Teilchengröße der Teilchen der festen Lösung, jedoch sind die
Teilchengrößen bevorzugt von 1 bis 100 nm. Wenn die
Teilchengrößen der Teilchen aus der festen Lösung weniger als
1 nm sind, wird der elektrische Widerstand der
Oberflächenschutzschicht hoch. Wenn die Teilchengrößen mehr
als 100 nm sind, gibt es eine Möglichkeit, daß sich die
Stabilität in der Dispersion der Beschichtungszusammensetzung
für die Oberflächenschutzschicht erniedrigt.
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Es gibt keine besondere Beschränkung im Hinblick auf das
Verhältnis von Siliciumoxid zu den Teilchen aus der festen
Lösung. Dieses Verhältnis ist bevorzugt nicht mehr als
10 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile der Teilchen der festen
Lösung. Wenn das Verhältnis von Siliciumoxid pro 100 Gew.-
Teilen der Teilchen aus der festen Lösung mehr als 10 Gew.-
Teile ist, gibt es die Möglichkeit, daß eine ausreichende
elektrische Leitfähigkeit nicht erhalten wird.
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Ein polares Lösungsmittel wird als Dispersionsmedium zum
Schaffen der kolloidalen Lösung der Teilchen aus der festen
Lösung verwendet. Das polare Lösungsmittel wird verwendet, um
das Siliciumoxid mit einer negativen Ladung zu versehen.
Geeignete polare Lösungsmittel umfassen Alkohole, die eine
ausgezeichnete Kompatibilität mit der
Beschichtungszusammensetzung für die Oberflächenschutzschicht
haben und die keine Möglichkeit für die Korrosion der unteren
lichtempfindlichen Schicht aufweisen. Beispiele dieser
Alkohole umfassen Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol
und Butylalkohol.
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Erfindungsgemäß können andere wärmehärtbare Harze oder
thermoplastische Harze als die oben erwähnten Harze zusammen
mit den oben erwähnten Harzen als Bindeharz verwendet werden,
das die Oberflächenschutzschicht ausmacht. Diese Komponenten
sollten in einem Bereich vorhanden sein, damit die
Verschlechterung der Eigenschaften der Schutzschicht
vermieden wird.
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Beispiele von derartigen Harzen umfassen fixierbare Acryl-
Harze, Alkyd-Harze, ungesättigte Polyester-Harze,
Diallylphthalat-Harze, Phenol-Harze, Harnstoff-Harze,
Benzoguanamin-Harze, andere Melamin-Harze als die aus der
Methyl und Butyl gemischt veretherten Serie und
butylveretherten Serie von Melamin-Harzen, Polymere aus der
Styrol-Serie, Acrylpolymere, Styrol-Acryl-Serien-Copolymere,
olefinische Polymere (z.B. Polyethylen, ein Ethylen-
Vinylacetat-Copolymer, chloriertes Polyethylen, Polypropylen
und lonomer), Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-
Copolymere, Polyvinylacetat, ungesättigter Polyester,
Polyamid, thermoplastische Polyurethanharze, Polycarbonat,
Polyacrylat, Polysulfon, Keton-Harze, Polyvinylbutyral-Harze
und Polyether-Harze. Bevorzugte Beispiele sind fixierbare
Acryl-Harze, Styrol-Acryl-Copolymer, Polyvinylacetat,
Polyurethan und Polycarbonat.
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Erfindungsgemäß kann die Oberflächenschutzschicht weiterhin
verschiedene Additive wie üblicherweise bekannte
Sensibilisatoren (z.B. Terphenyl, Halonaphthochinone und
Acylnaphthylen), Verbindungen aus der Fluoren-Serie (z.B. 9-
(N,N-Diphenylhydrazino) fluorenon und 9-
carbazolyliminofluoren), Mittel zum Verleihen der
elektrischen Leitfähigkeit, Antioxidanzien aus der Amin- und
Phenol-Serie, Zerstörungsinhibitoren (z.B.
Ultraviolettabsorber aus der Benzophenon-Serie), Weichmacher,
etc. enthalten.
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Die Dicke der Oberflächenschutzschicht ist vorzugsweise in
dem Bereich von 0,1 bis 10 µm und mehr bevorzugt in dem
Bereich von 2 bis 5 µm.
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Das erfindungsgemäße elektrophotographische,
lichtempfindliche Element kann aus konventionellen
Materialien hergestellt sein und kann konventionelle
Strukturen für andere Elemente als die
Oberflächenschutzschicht anwenden.
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Zunächst werden elektrische leitende Basismaterialien
angegeben, die zur Verwendung bei dieser Erfindung geeignet
sind.
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Das leitende Basismaterial hat eine angemessene Form wie ein
Blatt oder eine Trommel in Abhängigkeit von dem Mechanismus
und der Struktur der Bildgebungsanlage, auf die das
elektrophotographische, lichtempfindliche Element gegeben
wird.
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Das leitende Basismaterial kann insgesamt aus einem
elektrisch leitenden Material wie einem Metall gebildet sein.
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Geeignete Materialien, die als elektrisch leitendes Material
für die leitende Basis mit dieser Struktur geeignet sind,
umfassen Metalle wie Aluminium, dessen Oberfläche
Almitebehandelt ist, unbehandeltes Aluminium, Kupfer, Zinn, Platin,
Gold, Silber, Vanadium, Molybdän, Chrom, Cadmium, Titan,
Nickel, Palladium, Indium, rostfreier Stahl und Messing.
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Alternativ ist das Basismaterial selbst aus einem Material
konstruiert, das keine elektrische Leitfähigkeit hat, und die
elektrische Leitfähigkeit kann der Oberfläche davon verliehen
werden. Beispiele dieser Struktur sind solche, worin eine
dünne Schicht, die sich aus einem Metall oder einem anderen
elektrisch leitfähigen Material zusammensetzt, wie
Aluminiumjodid, Zinnoxid oder Indiumoxid auf der Oberfläche
eines Basismaterials aus synthetischem Harz oder eines
Glasbasismaterials gebildet ist. Diese Schicht kann durch ein
Vakuumdampfniederschlagsverfahren und andere geeignete
Niederschlagsverfahren gebildet werden. Diese Struktur hat
ein Blatt oder eine Folie aus dem Metallmaterial, das auf die
Oberfläche der synthetischen Harzformgebung oder des
Glasbasismaterials laminiert ist. Eine andere Art dieser
Struktur hat ein Material, das elektrische Leitfähigkeit
verleiht, das in die Oberfläche der synthetischen
Harzformgebung oder des Glasbasismaterials injiziert ist.
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Zusätzlich kann, falls erforderlich, eine
Oberflächenbehandlung mit dem elektrisch leitenden
Basismaterial mit einem Oberflächenbehandlungsmittel wie
Silan-Kupplungsmittel, ein Titan-Kupplungsmittel durchgeführt
werden, zur Verbesserung der Adhäsion der lichtempfindlichen
Schicht mit der Basis.
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Die folgende Diskussion betrifft die lichtempfindliche
Schicht, die auf dem leitenden Basismaterial gebildet ist.
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Als lichtempfindliche Schicht können bei dieser Erfindung
lichtempfindliche Schichten mit den folgenden Strukturen
verwendet werden. Im allgemeinen ist diese Schicht aus einem
Halbleitermaterial, einem organischen Material oder einem
Verbundmaterial davon zusammengesetzt. Die folgenden vier
Kategorien beschreiben geeignete lichtempfindliche Schichten
zur Anwendung bei dieser Erfindung.
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(1) Eine einzelne Schicht aus einer lichtempfindlichen
Schicht, die sich aus einem Halbleitermaterial zusammensetzt.
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(2) Eine einzelne Schicht aus einer organischen
lichtempfindlichen Schicht, die ein ladungserzeugendes
Material und ein Ladungsübertragungsmaterial in einem
Bindeharz enthält.
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(3) Eine laminierte organische lichtempfindliche
Schicht, die sich aus einer Ladungserzeugungsschicht, die ein
Ladungserzeugungsmaterial in einem Bindeharz enthält, und
einer Ladungsübertragungsschicht zusammensetzt, die ein
Ladungsübertragungsmaterial in einem Bindeharz enthält.
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(4) Eine lichtempfindliche Verbundschicht, die sich aus
einer Ladungserzeugungsschicht, die aus einem
Halbleitermaterial gebildet ist, und einer organischen
Ladungsübertragungsschicht, die darauflaminiert ist,
zusammensetzt. Geeignete Halbleitermaterialien zur Verwendung
als Ladungserzeugungsschicht der lichtempfindlichen Schicht
vom Verbundtyp und geeignete Materialien zur Verwendung als
lichtempfindliche Schicht selbst umfassen amorphe
Chalcogenite wie a-As&sub2;Se&sub3;, a-SeAsTe, amorphes Selen (a-Se)
und amorphes Silicium (a-Si). Die lichtempfindliche Schicht
oder die ladungserzeugende Schicht, die aus dem
Halbleitermaterial zusammengesetzt ist, können unter
Verwendung von konventionellen dünnschichtbildenden Verfahren
z.B. Vakuumverdampfungsverfahren und Glimm-
Entladungszersetzungsverfahren gebildet werden.
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Geeignete organische oder anorganische ladungserzeugende
Materialien zur Verwendung als ladungserzeugende Schicht der
organischen lichtempfindlichen Schicht vom Einschichttyp oder
laminierten Typ umfassen: ein Pulver aus dem oben erläuterten
Halbleitermaterial; feine Kristalle von Verbindungen, die aus
den Elementen gebildet sind, die zu den Gruppen II-VI des
Periodensystems gehören wie ZnO, CdS, etc.; Pyryliumsalze;
Azo-Verbindungen; Bisazo-Verbindungen; Verbindungen aus der
Phthalocyanin-Serie; Verbindungen aus der Anthranthron-Sreie;
Verbindungen aus der Perylen-Serie; Verbindungen aus der
Indigo-Serie; Verbindungen aus der Triphenylmethan-Serie;
Verbindungen aus der Thren-Serie; Verbindungen aus der
Toluidin-Serie; Verbindungen aus der Pyrazolin-Serie;
Verbindungen aus der Chinacridon-Serie; und Verbindungen aus
der Pyrrolopyrrol-Serie.
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Bevorzugte Materialien dieser Art sind Phthalocyanin-
Verbindungen einschließlich Aluminiumphthalocyanin,
Kupferphthalocyanin, metallfreies Phthalocyanin und
Oxotitanylphthalocyanin. Jede Verbindung sollte verschiedene
Kristalltypen wie α-, β-, δ-Typ etc. haben. Eine insbesondere
bevorzugte Verbindung ist das metallfreie Phthalocyanin
und/oder Oxotitanylphthalocyanin. Diese ladungserzeugende
Materialien können alleine oder in Kombination mit anderen
Ladungsübertragungsmaterialien verwendet werden.
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Andere stabile Ladungsübertragungsmaterialien, die in der
Ladungsübertragungsschicht der einzelnen Schicht oder der
laminierten organischen lichtempfindlichen Schicht oder der
lichtempfindlichen Verbundschicht enthalten sind, umfassen
Tetracyanoethylen; Verbindungen der Fluorenon-Serie wie
2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, Nitro-Verbindungen wie
Dinitroanthracen, Succinsäureanhydrid; Maleinsäureanhydrid;
Dibromomaleinsäureanhydrid; Verbindungen der Serie
Triphenylmethan; Verbindungen der Serie Oxadiazol wie 2,5-
Di(4-dimethylaminophenyl)1,3,4-oxadiazol, Verbindungen der
Styryl-Serie wie 9-(4-Diethylaminostyryl) anthracen,
Verbindungen der Carbazol-Serie wie Poly-N-vinylcarbazol,
Verbindungen der Pyrazolin-Serie wie 1-Phenyl-3-(p-
dimethylaminophenyl)pyrazolin, Amin-Derivate wie 4,4',4"-
Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin, konjugierte,
ungesättigte Verbindungen wie 1,1-Bis (4-diethylaminophenyl)-
4,4-diphenyl-1,3-butadien, Verbindungen der Hydrazon-Serie
wie 4-(N,N-Diethylamino)benzaldehyd-N, N-Diphenylhydrazon,
stickstoffhaltige, cyclische Verbindungen wie Verbindungen
der Indol-Serie, Verbindungen der Oxazol-Serie, Verbindungen
der Isooxazol-Serie, Verbindungen der Thiazol-Serie,
Verbindungen der Thiadiazol-Serie, Verbindungen der Imidazol-
Serie, Verbindungen der Pyrazol-Serie, Verbindungen der
Pyrazolin-Serie und Verbindungen der Triazol-Serie und
kondensierte, polycyclische Verbindungen.
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Diese Ladungsübertragungsmaterialien können alleine oder in
Kombination mit anderen Ladungsübertragungsmaterialien
verwendet werden. Zusätzlich können polymere Materialien mit
Photoleitfähigkeit wie Poly-N-vinylcarbazol, etc. als ein
Bindeharz für die lichtempfindliche Schicht verwendet werden.
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Ebenso kann die Ladungsübertragungsschicht dieser
lichtempfindlichen Schichten in der einzelnen Schicht oder
laminierten, organischen, lichtempfindlichen Schicht Additive
einschließlich Sensibilisatoren, Verbindungen der Fluoren-
Serie, Antioxidanzien, Ultraviolettabsorbenzien und
Weichmacher enthalten.
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Der Gehalt des ladungserzeugenden Materials in der einzelnen
Schicht der organischen lichtempfindlichen Schicht ist
vorzugsweise in dem Bereich von 2 bis 20 Gew.-Teilen pro
100 Gew.-Teilen des Bindeharzes. Eine besonders bevorzugte
Menge ist in dem Bereich von 3 bis 15 Gew.-Teilen pro
100 Gew.-Teilen des Bindeharzes. Der Gehalt des
Ladungsübertragungsmaterials ist vorzugsweise in dem Bereich
von 40 bis 200 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen des
Bindeharzes. Eine insbesondere bevorzugte Menge ist von
50 bis 100 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen des Bindeharzes.
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Wenn der Gehalt der Ladungserzeugungsmaterials weniger als
2 Gew.-Teile ist oder wenn der Gehalt des
Ladungsübertragungsmaterials weniger als 40 Gew.-Teile ist,
wird die Empfindlichkeit des lichtempfindlichen Elementes
unzureichend, und das restliche Potential wird groß. Wenn der
Gehalt des Ladungserzeugungsmaterials mehr als 20 Gew.-% ist,
oder wenn der Gehalt des Ladungsübertragungsmaterials mehr
als 200 Gew.-% ist, wird die Abriebresistenz des
lichtempfindlichen Materials unzureichend.
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Die lichtempfindliche Schicht mit einer einzelnen Schicht
kann irgendeine angemessene Dicke haben, aber die bevorzugte
Dicke ist üblicherweise im Bereich von 10 bis 50 µm. Eine
insbesondere bevorzugte Dicke ist von 15 bis 25 µm.
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In der laminierten organischen lichtempfindlichen Schicht ist
der Gehalt des Ladungserzeugungsmaterials in der
Ladungserzeugungsschicht vorzugsweise in dem Bereich von 5
bis 500 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen des Bindeharzes. Ein
insbesonders bevorzugter Bereich ist von 10 bis 250 Gew.-
Teilen pro 100 Gew.-Teilen des Bindeharzes. Wenn der Gehalt
des Ladungserzeugungsmaterials weniger als 5 Gew.-% ist, ist
die Ladungserzeugungsfähigkeit zu gering. Wenn der Gehalt
über 500 Gew.-Teile ist, vermindert sich die Adhäsion der
Schicht zu der benachbarten Schicht oder dem Basismaterial.
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Die Dicke dieser Art von Ladungserzeugungsschicht ist
vorzugsweise in dem Bereich von 0,01 bis 3 um, mehr bevorzugt
von 0,1 bis 2 µm.
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Die Menge des Ladungsübertragungsmaterials in der
Ladungsübertragungsschicht in der laminierten organischen
lichtempfindlichen Schicht oder der lichtempfindlichen
Schicht vom Verbundtyp ist vorzugsweise in dem Bereich von 10
bis 500 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen des Binderharzes.
Eine insbesondere bevorzugte Menge ist von 25 bis 200 Gew.-
Teilen pro 100 Gew.-Teilen des Binderharzes. Wenn die Menge
des Ladungsübertragungsmaterials weniger als 10 Gew.-Teile
ist, ist die Ladungsübertragungsfähigkeit unzureichend. Wenn
die Menge des Ladungsübertragungsmaterials mehr ist als
500 Gew.-Teile, erniedrigt sich die mechanische Stärke der
Ladungsübertragungs schicht.
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Die Dicke der Ladungsübertragungsschicht ist vorzugsweise in
dem Bereich von 2 bis 100 µm und mehr bevorzugt von dem
Bereich von 5 bis 35 µm.
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Die oben beschriebenen organischen Schichten wie die
lichtempfindliche Schicht aus der einzelnen Schicht oder die
laminierte, organische lichtempfindliche Schicht, die
Ladungsübertragungsschicht in der lichtempfindlichen Schicht
vom Verbundtyp und die Oberflächenschutzschicht können durch
Herstellung einer Beschichtungszusammensetzung für jede
Schicht, die diese Komponenten enthält, gebildet werden. Die
Beschichtungszusammensetzung kann auf ein leitendes
Basismaterial oder eine lichtempfindliche Schicht, die auf
einem leitenden Basismaterial gebildet ist, geschichtet
werden, um so die gewünschte Schichtstruktur zu bilden.
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Verschiedene Lösungsmittel können zur Herstellung dieser
Beschichtungszusammensetzungen in Abhängigkeit von der Art
der Bindeharze, die verwendet werden, eingesetzt werden.
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Geeignete Lösungsmittel umfassen aliphatische
Kohlenwasserstoffe wie n-Hexan, Octan und Cyclohexan;
aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Xylol, Toluol und
halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan,
Tetrachlorkohlenstoff, Chlorbenzol und Methylenchlorid;
Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, Allylalkohol,
Cyclopentanol, Benzylalkohol, Furfurylalkohol,
Diacetonalkohol, Ether wie Dimethylether, Diethyleter,
Tetrahydrofuran, Ethylenglykoldimethylether; und
Ethylenglykoldiethylether, Diethylenglykoldimethylether;
Ketone wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon und
Cyclohexanon; Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid. Diese
Lösungsmittel können alleine oder in Kombination miteinander
verwendet werden.
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Die Beschichtungszusammensetzung kann weiterhin ein
oberflächenaktives Mittel und/oder ein Verlaufmittel
enthalten, um Eigenschaften zu verbessern, wie das
Dispersionsvermögen und die Beschichtungseigenschaft der
Zusammensetzung.
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Weiterhin kann die Beschichtungszusammensetzung durch ein
konventionelles Verfahren hergestellt werden. Dies umfaßt die
Verwendung eines Mischers, einer Kugelmühle, eines
Farbschüttlers, einer Sandmühle, eines Attritors und eines
Ultraschalldispersionsmittels.
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Diese Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf die
folgenden Beispiele beschrieben. Jedoch werden diese
Beispiele lediglich zur Erläuterung der beanspruchten
Erfindung angegeben und dienen nicht zur Begrenzung auf
irgendeine Weise.
Beispiele 1 bis 4 und Vergleichsbeispiele 4 und 5
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Eine Beschichtungszusammensetzung für eine
Ladungsübertragungsschicht, die sich aus 100 Gew.-Teilen
Polyarylat (U-100, Warenname, hergestellt von Unitika Ltd.)
als ein Bindeharz, 100 Gew.-Teilen 4-(N,N-
Diethylamino)benzaldehyd-N, N-diphenylhydrazon als ein
Ladungsübertragungsmaterial und 900 Gew.-Teilen
Methylenchlorid (CH&sub2;Cl&sub2;) als ein Lösungsmittel
zusammensetzte, wurde hergestellt, und die
Beschichtungszusammensetzung wurde auf ein Aluminiumrohr mit
einem Außendurchmesser von 78 mm und einer Länge von 340 mm
beschichtet, mit anschließendem Trocknen durch Erhitzen für
30 min bei 90ºC zur Bildung einer Ladungsübertragungsschicht
mit einer Dicke von etwa 20 µm.
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Dann wurde eine Beschichtungszusammensetzung für eine
Ladungserzeugungsschicht, die sich aus 80 Gew.-Teilen 2,7-
Dibromoanthanthron (hergestellt von Imperial Chemical
Industries, Ltd.) als ein Ladungserzeugungsmaterial, 20 Gew.-
Teilen von metallfreiem Phthalocyanin (hergestellt von BASF
AG) als ein Ladungserzeugungsmaterial, 50 Gew.-Teilen
Polyvinylacetat (Y5-N, Warenname, hergestellt von The Nippon
Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) als ein Bindeharz und
2 000 Gew.-Teilen Diacetonalkohol als ein Lösungsmittel
zusammensetzte, auf die oben beschriebene
Ladungsübertragungsschicht geschichtet und durch Erhitzen für
30 min bei 110ºC getrocknet, zur Bildung einer
Ladungserzeugungsschicht mit einer Dicke von etwa 0,5 µm.
-
Dann wurden 57,4 Gew.-% 0,02 N Salzsäure mit 36 Gew.-Teilen
Isopropylalkohol vermischt, und danach wurden dazu langsam
80 Gew.-Teile Methyltrimethoxysilan und 20 Gew.-Teile
Glycidoxypropylmethoxysilan unter Rühren bei einer Temperatur
von 20 bis 25ºC gegeben. Die resultierende Mischung konnte
1 h bei Raumtemperatur stehen, unter Erhalt einer Lösung aus
Silan-hydrolysiertem Produkt. Dann wurde ein aus Methyl und
Butyl gemischt verethertes Melamin-Formaldehyd-Harz (Sumimal
M65B, Warenname, hergestellt von Sumitomo Chemical Company,
Limited) mit der Silan-hydrolysierten Produktlösung in der in
Tabelle 1 gezeigten Menge pro 100 Gew.-Teilen der nicht-
flüchtigen festen Komponenten in der Silan-hydrolysierten
Produktlösung vermischt, unter Erhalt einer
Beschichtungszusammensetzung für eine
Oberflächenschutzschicht.
Sumimal M65B
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durchschnittliches Molekulargewicht 1 400
-
Anzahl an gebundenem Formaldehyd 3 bis 6
-
Anzahl an methylverethertem Formaldehyd 1 bis 2
-
Anzahl an butylverethertem Formaldehyd 2 bis 4
-
Ein feines Pulver aus Antimon-dotiertem Zinnoxid (hergestellt
von Sumitomo Cement Co., Ltd., Teilchen einer festen Lösung
aus Zinnoxid und Antimonoxid mit 10 Gew.-% Antimon.
Teilchengröße 5 bis 10 nm) wurde mit der oben beschriebenen
Beschichtungszusammensetzung in einer Menge von 60 Gew.-
Teilen pro 100 Gew.-Teilen der festen Harzkomponente in der
Beschichtungszusammensetzung vermischt, und die resultierende
Mischung wurde in einer Kugelmühle 150 h lang vermischt. Die
Mischung der Beschichtungszusammensetzung und das mit Antimon
dotierte feine Zinnoxidpulver wurde auf die
Ladungserzeugungsschicht geschichtet und durch Erhitzen für
1 h bei 110ºC fixiert, zur Bildung einer
Oberflächenschutzschicht mit einer Dicke von etwa 2,5 µm.
Sechs Arten von trommelartigen elektrophotographischen
lichtempfindlichen Elementen wurden mit jeder
lichtempfindlichen Schicht des Laminattypes hergestellt. Jede
Beschichtung der Beschichtungszusammensetzungen für die
Ladungsübertragungsschicht, die Ladungserzeugungsschicht und
die Oberflächenschutzschicht wurde mit Hilfe des
Tauchbeschichtungsverfahrens durchgeführt.
Beispiele 5 bis 8
-
Die gleichen Vorgehensweisen wie bei den Beispielen 1 bis 4
wurden durchgeführt, mit der Ausnahme, daß eine kolloidale
Lösung aus feinen Teilchen von Antimonpentoxid, dispergiert
in Isopropylalkohol (Sun Colloid, Warenname, hergestellt von
Nissan Chemical Industries, Ltd., Gehalt an fester
Komponente: 20 Gew.-%) anstelle des feinen Pulvers aus mit
Antimon dotiertem Zinnoxid verwendet wurde. Die kolloidale
Lösung wurde in die Beschichtungslösung der Serie des
Siliconharzes in den oben erwähnten Beispielen so vermischt,
daß das Verhältnis der festen Harzkomponenten (P) in der
Beschichtungszusammensetzung zu den festen Komponenten (M) in
der kolloidalen Lösung P : M 100 : 60 wurde, bezogen auf das
Gewicht. Die resultierende Mischung wurde in einer Kugelmühle
1 h lang vermischt. Vier Arten von elektrophotographischen,
lichtempfindlichen Elementen wurden hergestellt.
Beispiele 9 bis 12
-
Die Vorgehensweisen von den Beispielen 1 bis 4 wurden
wiederholt, mit der Ausnahme, daß eine kolloidale Lösung aus
festen Lösungsteilchen von Zinnoxid und Antimonoxid
(umfassend 10 Gew.-% Antimon, Teilchengrößen 10 bis 20 nm),
dispergiert in Isopropylalkohol, als ein Dispersionsmedium in
einem Zustand, der durch das Vorhandensein von 9 Gew.-Teilen
Siliciumoxid-Teilchen pro 100 Gew.-Teilen der festen
Lösungsteilchen negativ geladen war (die kolloidale Lösung,
hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd.), anstelle
des oben erwähnten mit Antimon dotierten Zinnoxidpulvers
verwendet wurde. Die kolloidale Lösung wurde mit der
Beschichtungszusammensetzung der Silicon-Serie, wie sie in
den Beispielen 1 bis 4 verwendet wurde, so vermischt, daß das
Verhältnis der festen Harzkomponenten (P) in der
Beschichtungszusammensetzung zu den festen Komponenten (M) in
der kolloidalen Lösung P : M 100 : 60, bezogen auf das
Gewicht, wurde. Die resultierende Mischung wurde in einer
Kugelmühle 1 h lang vermischt. Vier Arten von
elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elementen wurden
hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
-
Die Vorgehensweise der Beispiele 1 bis 4 wie oben beschrieben
wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß 10 Gew.-Teile eines
butylveretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes (UBAN 128,
Warenname, hergestellt von Mitsui Cynamide, K.K.) anstelle
des Methyl und Butyl gemischt veretherten Melamin-
Formaldehyd-Harzes verwendet wurde. Ein
elektrophotographisches, lichtempfindliches Element wurde
hergestellt.
Vergleichsbeispiel 2
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Die Vorgehensweisen der Beispiele 1 bis 4, wie oben
beschrieben, wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß
10 Gew.-Teile Polyvinylchlorid (YS-N, Warenname, hergestellt
von The Nippon Synthetic Chemical Industry, Ltd.) anstelle
des Methyl und Butyl gemischt veretherten Melamin-
Formaldehyd-Harzes verwendet wurden. Ein
elektrophotographisches, lichtempfindliches Element wurde
hergestellt.
Vergleichsbeispiel 3
-
Die gleichen Vorgehensweisen der Beispiele 1 bis 4 wurden
wiederholt, mit der Ausnahme, daß das aus Methyl und Butyl
gemischt veretherte Melamin-Formaldehyd-Harz nicht zu der
Oberflächenschutzschicht gegeben wurde. Ein
elektrophotographisches, lichtempfindliches Element wurde
hergestellt.
Vergleichsbeispiel 6
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Die Vorgehensweisen der Beispiele 1 bis 4 wurden wie oben
beschrieben wiederholt, mit der Ausnahme, daß 10 Gew.-Teile
eines butylveretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes (UBAN 128,
hergestellt von Mitsui Cynamide K.K.) und 10 Gew.-Teile eines
methylveretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes (Cymel 370,
Warenname, hergestellt von Mitsui Cynamid K.K.) anstelle des
aus Methyl und Butyl gemischt veretherten Melamin-
Formaldehyd-Harzes verwendet wurden. Ein
elektrophotographisches, lichtempfindliches Element wurde
hergestellt.
-
Die folgen Versuche wurden mit den entsprechend den oben
genannten Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten
elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elementen
durchgeführt.
Oberflächenpotentialmessung
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Jedes elektrophotographische lichtempfindliche Element wurde
auf eine elektrostatische Kopier-Testanlage (Gentec Cynthia
30M Typ, hergestellt von Gentec) befestigt, wobei die
Oberfläche davon positiv geladen war, und das
Oberflächenpotential V&sub1; s.p. (V) wurde gemessen.
Messung der Halbwerts-Belichtungsmenge und restliches
Potential
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Jedes elektrophotographische, lichtempfindliche Element in
dem elektrostatisch geladenen Zustand wurde unter Verwendung
einer Halogen-Lampe, die die Lichtquelle der
elektrostatischen Kopier-Testanlage war, unter den
Bedingungen einer Belichtungsintensität von 0,92 mW/cm² und
einer Belichtungszeit von 60 ms belichtet. Die Zeit, die zur
Erniedrigung des oben erwähnten Oberflächenpotentials V&sub1; S.p.
auf 1/2 davon erforderlich war, wurde bestimmt, und die
Halbwertsbelichtungsmenge E1/2 (Lux 5) wurde berechnet.
-
Ebenso wurde das Oberflächenpotential nach 0,4 s von dem
Start der Belichtung als restliches Potential V r.p. (V)
gemessen.
Messung der Änderung des Oberflächenpotentials nach
wiederholter Belichtung
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Jedes elektrophotographische, lichtempfindliche Element wurde
auf eine Kopieranlage (DC-111-Typ, hergestellt von Mita
Industrial Co., Ltd.) befestigt, und das Oberflächenpotential
davon nach dem Kopieren von 500 Kopien wurde als
Oberflächenpotential V&sub2; s.p. (V) nach wiederholter Belichtung
gemessen.
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Von dem oben genannten gemessenen Wert des
Oberflächenpotentials V&sub1; s.p. und dem gemessenen Wert des
Oberflächenpotentials V&sub2; s.p. nach wiederholter Belichtung
wurde der geänderte Wert des Oberflächenpotentials -ΔV (V)
durch die folgende Gleichung (1) berechnet:
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-ΔV (V) = V&sub2; s.p. (V) - V&sub1; s.p. (V) (1)
Abriebsresistenzversuch
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Jedes elektrophotographische, lichtempfindliche Element wurde
auf eine Abriebstestanlage vom Trommeltyp (hergestellt von
Mita Industrial Co., Ltd.) befestigt, und ein
Abriebstestpapier (Imperial Wrapping Film, hergestellt von
Sumitomo 3M Limited, ein Film, der auf der Oberfläche ein
Aluminiumoxidpulver mit Teilchengrößen von 12 µm befestigt
aufweist) wurde auf einen Abriebstest-Papierbefestigungsring
auf der Trommel-Abriebstestanlage befestigt. Dieser Ring
rotiert einmal, während das lichtempfindliche Element
1000 mal rotiert. Die abgeriebene Menge (um) des
lichtempfindlichen Elementes wurde gemessen, wenn das
lichtempfindliche Element 100 mal rotiert hatte, während das
Abriebstestpapier auf die Oberfläche des lichtempfindlichen
Elementes bei einem Liniendruck von 10 g/mm gepreßt wurde.
Äußeres Aussehen
-
Das äußere Aussehen der Oberflächenschutzschicht wurde
visuell beobachtet.
-
Die Meßergebnisse, die aus diesen Tests erhalten wurden, sind
unten in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Zusammensetzung
Meßergebnisse
Art*1
Vermischungsmenge (Gew.-Teile)
Mittel zum Veleihen der elektrischen Leitfähigkeit*2
Abgeriebene Menge (µm)
Aussehen
Erfindung
Normal
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Zusammensetzung
Meßergebnisse
Art*1
Vermischungsmenge (Gew.-Teile)
Mittel zum Veleihen der elektrischen Leitfähigkeit*2
Abgeriebene Menge (µm)
Aussehen
Vergleich
Normal
Auftreten von Rissen
*1 MBEMH: Aus Methyl und Butyl gemischt verethertes Melamin-Formaldehyd-Harz
MEMH: Methylverethertes Melamin-Formaldehyd-Harz
BEMH: Butylverethertes Melamin-Formaldehyd-Harz
PVAc: Polyvinylacetat
*2 A: antimondotiertes Zinnoxid-Feinpulver
B: Antimonpentaoxid-kolloidale Lösung
C: Kolloidale Lösung aus einer festen Lösung aus Zinnoxid und Antimonoxid
*3: Wegen des Auftretens von Rissen war die Messung unmöglich
-
Aus den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich,
daß bei den elektrophotographischen, lichtempfindlichen
Elementen der Beispiele 1 bis 12 die geänderte Menge des
Oberflächenpotentials nach wiederholter Belichtung viel
kleiner ist im Vergleich zu der Probe des Vergleichsbeispiels
1, das das butylveretherte Melamin-Formaldehyd-Harz für die
Oberflächenschutzschicht verwendet. Aus dieser Tatsache kann
abgeschätzt werden, daß in der Oberflächenschutzschicht der
oben beschriebenen Beispiele 1 bis 12 die Kompatibilität der
Siliconstelle und der Melaminstelle in jeder Schicht gut ist
und daß jede Oberflächenschutzschicht eine kompakte Schicht
mit weniger strukturellen Fallen ist. Ebenfalls wurde
festgestellt, daß in der Zusammensetzung einer jeder
Oberflächenschutzschicht in den obigen Beispielen eine
gleichmäßig Schicht ohne Risse gebildet werden kann, selbst
wenn 30 Gew.-Teile des aus Methyl und Butyl gemischt
veretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes vermischt wurden.
-
In den elektrophotographischen lichtempfindlichen Elementen
der Beispiele 1 bis 12, die oben beschrieben sind, sind die
geänderte Menge des Oberflächenpotentials nach wiederholter
Belichtung, das restliche Potential und die
Halbwertsbelichtungsmenge geringer als jene Werte des
elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elementes von
Vergleichsbeispiel 3. Aus dieser Tatsache wurde bestätigt,
daß durch Vermischen des aus Methyl und Butyl gemischt
veretherten Melamin-Formaldehyd-Harzes die
Empfindlichkeitseigenschaften des elektrophotographischen,
lichtempfindlichen Elementes verbessert sind.
-
Aus den Ergebnissen des Abriebsresistenzversuches wurde
ebenfalls bestätigt, daß die Oberflächenschutzschichten der
Beispiele 1 bis 12 eine ausgezeichnete Abriebsresistenz
schaffen im Vergleich zu Vergleichsbeispiel 3, das kein
Melamin-Formaldehyd-Harz verwendet und zu Vergleichsbeispiel
2, das Polyvinylacetat verwendet.
-
Weiterhin bestätigen die Ergebnisse der Beispiele 1 bis 12
und Vergleichsbeispiel 4 und 5, daß dann, wenn die Menge des
aus Methyl und Butyl gemischt veretherten Melamin-
Formaldehyd-Harzes außerhalb des Bereiches von 0,1 bis
30 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen der nicht-flüchtigen
festen Komponenten des Siliconharzes liegt, eine gleichmäßige
und klare Schicht nicht gebildet werden kann.
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Die Ergebnisse des Vergleichsbeispiels 6 bestätigen
ebenfalls, daß dann, wenn das methylveretherte Melamin-
Formaldehyd-Harz und das butylveretherte Melamin-Formaldehyd-
Harz zusammen verwendet werden, Risse in der
Oberflächenschutzschicht auftreten. Somit kann durch
Verwendung nur der beiden Harze eine gleichmäßige Schicht
nicht erhalten werden.
-
Die Meßergebnisse der Beispiele 1 bis 4 und der Beispiele 5
bis 12 bestätigen, daß dann, wenn eine kolloidale Lösung aus
elektrisch leitenden Metalloxidteilchen als ein Mittel zum
Verleihen der elektrischen Leitfähigkeit verwendet wird, das
Dispersionsvermögen besser ist, wenn es durch Rühren der
Mischung der kolloidalen Lösung und der
Beschichtungszusammensetzung gebildet wird, als das
Dispersionsvermögen, das erhalten wird, wenn das leitende
Metalloxid in der Form von feinen Teilchen verwendet wird,
die 150 h gerührt werden.