DE2452622C2

DE2452622C2 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2452622C2
Application number: DE19742452622
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. 6202 Wiesbaden Herrmann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1974-11-06
Publication date: 1984-08-30
Also published as: DE2452622A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Träger, einer auf dem Träger liegenden photoleitfähigen Schicht auf der Basis von organischen photoleitfähigen Substanzen und einer die photoleitfähige Schicht überdeckenden Schutzschicht aus polymeren Stoffen besteht.

Aus den deutschen Patentschriften 10 68115, 31 988, 11 33 976 und 11 80 242 sowie aus der deutschen Auslegeschrift 15 72 347 sind elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien bekannt, bei denen die photoleitfähige Schicht organische Photoleiter enthält. Schichten mit organischen Photoleitern haben im Vergleich zu solchen, die anorganische Photoleiter, z. B. Selen, enthalten, den Vorteil, daß sie elastischer und flexibler sind und daher ohne wesentliche Schwierigkeiten in Bandform. auch wenn sie dabei zu einem relativ kleinen Durchmesser aufgerollt werden, verwendet werden können.

Bei dem in der US-Patentschrift 22 97 691 beschriebenen und heute viel verwendeten elektrophotographischen Verfahren zur Herstellung von Kopien ist nach der Übertragung des auf der photoleitfähigen Schicht auf trockenem Wege entwickelten Bildes auf ein BiIdempfangsmaterial stets eine gründliche Reinigung der photoleitfähigen Schicht erforderlich. Dieses Reinigen geschieht in der Regel durch Abbürsten oder Abwischen der Schicht mi; dafür geeigneten Bürsten bzw. Geweben. Bei Kopiermaschinen, die mit Flüssigent-Wicklern arbeiten, wird die Wirkung der mechanischen Reinigung häufig durch Mitverwendung einer Reinigungsflüssigkeit verstärkt Neben diesen Reinigungsoperationen ist die photoleitfähige Schicht auch noch anderen sie schädigenden Einflüssen ausgesetzt Zum Beispiel unterliegt sie der Einwirkung des Entwicklers und der Entwicklerflüssigkeit; sie ist auch der in der Aufladestation erzeugten ionisierten Luft ausgesetzt. Es liegt auf der Hand, daß die erforderlichen Reinigungsvorgänge und die anderen erwähnten Einflüsse, beson- ders bei organischen photoleitfähigen Schichten, früher oder später zu einer Beeinträchtigung oder sogar mechanischen Beschädigung führen und damit eine Verminderung der Lebensdauer dieser photoleitfähigen Schichten zur Folge haben.

Aus den US-Patentschriften 28 60 048 und 36 17 265 sowie aus der deutschen Offenlegungsschrift 15 72 368 ist es nun bekannt, photoleitfähige Schichten vor sie schädigenden Operationen und Einflüssen dadurch zu schützen, daß sie mit einem Überzug aus polymeren Stoffen versehen werden. Die Überzüge müssen notwendigerweise relativ stark ausgeführt sein. Dies hat jedoch den Nachteil zur Folge, daß diese Schutzschichten eine ausreichende Entladung der photoleitfähigen Schicht bei der bildmäßigen Belichtung verhindern. Die dadurch verbleibende relativ hohe Restladung führt zu Kopien mit vermindertem Kontrast und unsauberem Bildhintergrund.

Es ist auch ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer Schutzschicht mit einem filmbtidenden Kunststoff bekannt (DE-AS 14 97 223), dessen Schutzschicht zur Erhöhung der Abriebfestigkeit, zur Verbesserung der Haftfähigkeit, wegen geringer Feuchtigkeitsempfindlichkeit und besserer Reinigungsfähigkeit wenigstens ein Metallstearat im Bereich von 0,5 bis 64 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der photoleitfähigen Schicht, enthält Das Schutzmaterial wird im Überziehverfahren aufgebracht, wobei Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemische verwendet werden, die bei Anwesentheit organischer photoleitfähiger Schichten diese auf- bzw. anlösen, wodurch eine eindeutige Schichtstruktur nicht mehr gegeben ist und die elektrophotographischen Eigenschaften störend beeinflußt werden. Ferner ist die Verwendung aromatischer Lösungsmittel schon aus Gründen des Umweltschutzes nicht ratsam.

Es war deshalb Aufgabe der Erfindung ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, bei dem die organische photoleitfähige Schicht mit einem sie vor mechanischer Beschädigung oder sonstigen nachteiligen Einflüssen schützenden Überzug aus polymeren Stoffen versehen ist, der jedoch die Funktion der photoleitfähigen Schicht nicht wesentlich beeinträchtigt.

b5 Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Träger, einer auf dem Träger liegenden photoleitfähigen

Schicht auf der Basis von organischen photoleitfähigen Substanzen und einer die photoleitfähige Schicht überdeckenden Schutzschicht aus polymeren Stoffen besteht, und das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schutzschicht als polymeren Stoff alkohollösliche Nitrocellulose, alkohollösliches Celluloseacetobutyrat oder Polyvinylacetat und zusätzlich mindestens eine die elektrische Leitfähigkeit erhöhende Substanz enthält, die ein Elektrolyt, eine metallorganische Verbindung oder eine höhermolekulare wasserlösliche Verbindung ist und die in Mengen von 0,01 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht an polymerem Sto^ff, anwesend ist, und daß die Schutzschicht einen Durchgangswiderstand von 10⁷ bis IO⁹ Ω aufweist Vorzugsweise enthält die Schutzschicht die die elektrische Leitfähigkeit erhöhende Substanz in Mengen von 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht an polymerem Stoff.

Für die gemäS der Erfindung auf die organische photoleitfähige Schicht aufzubringende Schutzschicht kommen die genannten polymeren Stoffe in Frage. Sie stellen aus organischen Monomeren aufgebaute Polymere dar, die eine hohe mechanische Festigkeit, eine gute Transparenz (für das Kopierlicht) und eine durch die Luftfeuchtigkeit verhältnismäßig wenig beeinflußbare Leitfähigkeit aufweisen. Die polymeren Stoffe haben einen so hohen spezifischen elektrischen Widerstand, daß aus ihnen gebildete Schichten mit mehr als 1 μηι Dicke bei niedriger Luftfeuchte einen Durchgangswiderstand von mehr als 10⁹ Ω haben.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Substanzen, die die elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht erhöhen, können organischer oder anorganischer Natur sein. Sie sollen mit dem polymeren Stoff derart verträglich sein, daß sie in der erfindungsgemäß anzuwendenden Menge zu keinerlei Trübung der polymeren Schutzschicht führen. Als solche Substanzen kommen beispielsweise Elektrolyte, wie organische Salze, beispielsweise Alkalisalze, Erdalkali- oder Ammoniumsalze, ebenso andere Metallsalze und anorganische oder organische Säuren, beispielsweise Phosphorsäure, Phthalsäure oder aliphatische Carbonsäuren; ferner metallorganische Verbindungen, wie Natriumtetraphenylborat, Aluminiumacetylacetonat oder Ferrocen; nichtionogene oder ionogene oberflächenaktive Stoffe, wie Seifen, Alkylsulfate oder Alkylarylsulfonate, sowie höhermolekulare wasserlösliche Verbindungen, wie Polyglykole, Polyvinylalkohole, Polyvinylpyrrolidone, Gummi arabicum, Gelatine, Stärke, Methylcellulose oder Carboxymethylcellulose, in Betracht.

Die Schutzschichten gemäß der Erfindung werden auf die organische photoleitfähige Schicht zweckmäßigerweise in der Weise aufgebracht, daß man aus dem polymeren Stoff oder einem Gemisch miteinander verträglicher polymerer Stoffe und einer oder mehreren, die elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht erhöhende Substanzen eine Lösung bereitet, wobei zu beachten ist, daß dabei die die elektrische Leitfähigkeit erhöhende Substanz bzw. das Gemisch aus solchen Substanzen gelöst vorliegt Mit der Lösung wird dann die organische photoleitfähige Schicht, deren Dicke 10 bis 20 μΐη beträgt und die sich zweckmäßigerweise auf einem in der Elektrophotographie üblichen Träger, beispielsweise auf einem Band aus Metall oder einer elektrisch leitend gemachten Kunststoffolie befindet, mit Hilfe der üblichen Methoden beschichtet, beispielsweise durch Gießen, Streichen, Sprühen oder Tauchen, worauf das Lösungsmittel verdampft wird. Die so auf der organischen photoleitfähigen Schicht erzeugte zusammenhängende Schutzschicht soll eine gleichmäßige Dicke von 0,5 bis ΙΟμίη, vorzugsweise von 1 bis 5μΐη aufweisen. Ihr Durchgangswiderstand, gemessen nach DIN 53 482, an einer Schutzschicht-Probe von 20 cm- und einer Dicke von 5 bis 10 μπι, die zur Erzielung eines Kontaktes eine im Vakuum aufgedampfte Aluminiumschicht trägt, soll im Bereich von 10⁷ bis ΙΟ⁹ Ω liegen.

Zur Herstellung der Lösungen aus einem oder mehreren polymeren Stoffen und einer oder mehreren, die

ίο elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht erhöhende Substanzen kann sowohl Wasser als auch eine organische Flüssigkeit oder Mischungen davon herangezogen werden; die Wahl soll so erfolgen, daß durch das Lösungsmittel keine Schädigung der organischen photoleitfähigen Schicht erfolgt So kann man zum Beispiel beim Beschichten von Schichten aus Polyvinylcarbazol/-2,4,7-Trinitrofluorenon als Lösungsmittel Wasser oder niedere Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen verwenden. Als Substanzen, die die elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht erhöhen, können dabei wasserlösliche anorganische Salze, anorganische oder organische Säuren, in Wasser lösliche, oberflächenaktive Stoffe oder wasserlösliche, höhermolekulare Verbindungen, wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Polyglykole, verwendet werden. Verdünnte wäßrige Basen, wie verdünnte wäßrige Ammoniaklösung, bieten sich beispielsweise zur Herstellung von Lösungen der Mischpolymerisate ai'S Vinylacetat-Crotonsäure oder Vinylacetat-Maleinsäure an, wobei die gleichen, die elektrische Leitfähigkeit erhöhenden Substanzen in Frage kommen. Die niederen Alkohole verwendet man beispielsweise zur Herstellung von Lösungen aus Celluloseacetobutyraten oder Cellulosenitraten. In diesem Falle ist die die elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht erhöhende Substanz, beispielsweise Lithiumjodid, Ammoniumnitrat, Ammoniumrhodanid, Zinkchlorid oder Calciumchlorid oder eine in Alkohol lösliche metallorganische Verbindung oder eine in Wasser und in Alkohol lösliche höhermolekulare Verbindung, wie Polyglykol oder Po- ^vinylpyrrolidon.

Den Beschichtungslösungen können auch Glanzmittel, Gleitmittel oder Verlaufmittel zugesetzt werden.

Die Menge an polymerem Stoff, an Substanz bzw. Substanzen, die die elektrische Leitfähigkeit der Schutzschicht erhöhen, und gegebenenfalls an Glanzmitteln, Gleit- oder Verlaufmitteln in den Beschichtungslösungen beträgt je nach Beschichtungsmethode zweckmäßigerweise 1 bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 8 Gewichtsprozent.

Das erfindungsgemäße elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial zeichnet sich durch eine hohe Abriebfestigkeit und hohe Verschleißfestigkeit aus; trotz der Schutzschicht verhält sich das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial nahezu so wie ein entsprechendes, aber schutzschichtfreies Aufzeichnungsmaterial. Die gemäß der Erfindung auf die organische Photoleiterschicht aufgebrachte Schutzschicht führt nämlich zu keiner nennenswerten Schwierigkeit beim elektrophotographischen Kopierprozeß und auch zu keiner Beeinträchtigung der Qualität der Kopien.

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Ausgegangen wird von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsinaterial, das aus einem Träger aus einer Polyesterfolie (75 μίτι dick) mit einer dünnen

(0,1 μπι Hicken) Aluminiumauflage und einer auf dem Träger befindlichen photoleitfähigen, 12 μπι dicken Schicht aus Polyvinylcarbazol/2,4,7-Trinitro-9-fluorenon (molares Verhältnis 1:1) besteht. Die Herstellung derartiger Schichten ist z. B. in der deutschen Auslegeschrift 15 72 347 beschrieben. Diesss Material wird mit einer Schutzschicht versehen, durch Tauchen in eine Lösung von 500 g Polyvinylacetat (mittleres Molekulargewicht 1 000000), 15 g Lithiumiodid und 3OmI eines Verlaufsmittels auf Siliconbasis in 10 Liter Methanol. Die Dick« der Schutzschicht beträgt 2 μπι.

Bei Verwendung des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials in einer Kopiermaschine, die mit Flüssigentwickler arbeitet, ist die Zahl an erreichbaren Kopien fünfmal so groß wie beim Einsatz ohne Schutzschicht

Beispiel 2

Beschichtungslösung wie im Beispiel 1, mit der Ausnähme, daß anstelle der 15 g Lithiumiodid 25 g Natriumtetraphenylborat eingesetzt werden.

Die Dicke der Schutzschicht beträgt 3 μπι. Auch in diesem Falle zeigt sich, daß beim Einsatz wie im Beispiel 1 im Vergleich zu dem nicht überzogenen Material fünfmal soviel Kopien erzeugt werden können.

Beispiel 3

Beschichtungslösung wie im Beispiel 1, jedoch wird anstelle von Polyvinylacetat alkohollösliche Nitrocellulose verwendet Die Dicke der Schutzschicht beträgt 1,3 μπι. Nach Aufbringen dieser Schutzschicht können mit dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial beim Einsatz wie im Beispiel 1 in einwandfreier Weise fünfmal soviel Kopien gemacht werden als ohne diese Schutzschicht möglich ist. Die Deckschicht beeinträchtigt weder den Kopierprozeß noch die Qualität der Kopien.

Beispiel 4

Beschichtungslösung wie im Beispiel 1, jedoch statt der 15 g Lithiumjodid 75 g Polyglykol mit einem Molekulargewicht 2000. Die Dicke der Schutzschicht beträgt 2 μπι. Durch das Aufbringen dieses Übeizuges können viermal soviel Kopien (bei Verwendung wie im Beispiel 1) hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial, das im wesentlichen aus einem elektrisch leitenden Träger, einer auf dem Träger liegenden photo-Ieitfähigen Schicht auf der Basis von organischen photoleitfähigen Substanzen und einer die photoleitfähige Schicht überdeckenden Schutzschicht aus polymeren Stoffen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus polymeren Stoff alkohollösliche Nitrocellulose, alkohollösliches Celluloseacetobutyrat oder Polyvinylacetat und zusätzlich mindestens eine die elektrische Leitfähigkeit erhöhende Substanz enthält, die ein Elektrolyt, eine metallorganische Verbindung oder eine höhermolekulare wasserlösliche Verbindung ist und die in Mengen von 0,01 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht an polymeren! Stoff, anwesend ist, und daß die Schutzschicht einen Durchgangswiderstand von 10⁷ bis 10⁹ Ω aufweist.

2. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht die die elektrische Leitfähigkeit erhöhende Substanz in Mengen von 1 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht an polymerem Stoff, enthält.

3. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt ein in Wasser oder niederen Alkoholen lösliches anorganisches Salz ist.

4. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt eine in Wasser oder niederen Alkoholen lösliche anorganische oder organische Säure ist.

5. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallorganische Verbindung Natriumtetraphenylborat, Aluminiumacetylacetonat oder Ferrocen ist.

6. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die höhermolekulare wasserlösliche Verbindung ein Polyglykol oder Polyvinylpyrrolidon ist.