Электрофотографический материал

Электрофотографический материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ , состоящий из электропроводной подложки и фотополупроводникового слоя, содержащего полимерное связующее , окись цинка и кремнийорганическое соединение, отличающийся тем, что,, с целью уменьшения фона изображения путем снижения остаточного потенциала зарядки и уменьшения впитываемости материалом органических растворителей, фотополупроводниковый слой дополнительно содержит аминосоединение формулы ., где R - алкил, оксиалкил, арил, оксиарил; R -Н, алкил, оксиалкил; , а в качестве кремнийорганического соединения содержит синтетический низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН при следующем соотношении компонентов в слое, мае. %: Полимерное.связующее 10,0-25,6 Окись цинка74,0-87,0 О) Синтетический низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук . СКТН0,37-2,70 Лминосоединение указанной формулы 0,03-0,30

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (11) зи)) С 03 G 5/04

10 0-25 6 Я

74,0-87,0

0,37-2,70 Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ, (21) 3613276/28-12 (22) 30.06.83 (46) 07.09.84 Вюл. N 33 (72) A.À.×óéêî, А.В.Mopeh, А.С.Головков, Е.Ф.Воронин, В.А.Смирнов, М.Г. Крымер и Н.Г.Качанова (7 1) Центральный научно-исследовательский институт бумаги и Институт физической химии АН Украинской ССР (53) 772.93(088.8) (56) 1. Патент США 11- 3607260, кл. С 03 G 5/06, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 1056125, кл. G 03 G 5/02, 1982 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, состоящий иэ электропроводной подложки и фотополупроводникового слоя, содержащего полимерное связующее, окись цинка и кремнийорганическое соединение, о т л и ч а ю— шийся тем, что., с целью уменьшения фона изображения путем снижения остаточного потенциала зарядки и уменьшения впитываемости материалом органических растворителей, фотополупроводниковый слой дополнительно содержит аминосоединение формуI лы RzR>zN, где R — алкил, оксиалкил, t арил, оксиарил; К -Н, алкил, оксиалкил; п=1-2, а в качестве кремнийорганического соединения содержит синтетический ниэкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН при следующем соотношении компонентов в слое, мас. Х:

Полимерное .связующее

Окись цинка

Синтетический низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук

С КТН

Аминосоединение указанной формулы

11123

Изобретение относится к технологии изготовления электрографических материалов, используемых в системах оперативного размножения документации. 5

Известен электрофотографический материал, состоящий из электропроводной подложки и фотополупроводникового слоя, содержащего окись цинка - 100 мас.ч. и связующее — смесь 1р водорастворимой карбамидной и алкидной смол — 10-60 мас.ч f1) .

К недостаткам материала относятся низкая контрастность изображения изза малого потенциала зарядки, и ее нестабильность, обусловленные наличием свободного формальпегида, вводимого в слой вместе с карбамидной смолой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электрофотографический материал, состоящий из электропроводной подложки и фотополупроводникового слоя, содержащего полимерное связующее, окись цинка и креынийорганическое соединение P) .

В качестве связующего используются виниловые, акриловые, алкидные, стирольные полимеры или их смеси, а в качестве кремнийорганического соединения — полиалкилгицросилоксаны линейного и циклического строения с числом атомов углерода 1-4 при следующем соотношении компонентов в слое, мас. 7:

Полимерное связующее 10,8-30,0

Окись цинка 65,0-89,0

Кремнийорганическое соединение 0,2-5,0.

Недостатком известного материала является значительный фон на изображении вследствие высокого остаточного потенциала зарядки, обусловленного недостаточной фотопроводимостью в слое, а также из-за большой впиты45 вающей способности слоя по отношению к органическим растворителям-носителям электрографического тонера.

Целью изобретения является уменьшение фона изображения путем снижения остаточного потенциала зарядки и уменьшения впитываемости материалом органических растворителей.

Поставленная цель достигается тем, что в электрофотографическом матерна. ле, состоящем.иэ электропроводной подложки и фотополупроводникового слоя, содержащего полимерное связую37

10,0-25,6

74,0-87,0 поверхности окиси цинка систему промежуточных локальных энергетических

1 уровней, находящихся выше спектра уровней хемсорбированных на поверхности окиси цинка углекислого газа и кислорода, определяющих предельный потенциал зарядки и кинетику его темнового спада. При светоразрядке слоя электроны, выбитые квантами

cвета, могут задерживаться на поверх. ностных энергетических уровнях, в результате чего удлиняется время релаксации фототока.

Глубина уровней, создаваемых аминосоединениями, обеспечивает время релаксации фототока, соответствующее процессу электрофотографического копирования и скорости стекания зарядов через подложку с удельным поверхностным сопротивлением порядка 10—

1010 Ом.

Использование в качестве кремнийорганического соединения предлагаемого линейного каучукоподобного полимера на основе диметилсилоксана приводит к уменьшению впитываемости материалом органических растворителей в результате уменьшения поверхностной энергии слоя.

Наличие химически активных концевых гидридсилильных групп в полимере обеспечивает образование достаточного количества связей между молекулами полимера и другими компонентами слоя для формирования плотной, стащее, окись цинка и кремнийоргачическое соединение, фотополупроводниковый слой дополнительно содержит аминосоединение формулы R z R>

R — H, алкил, оксиалкил; п — 1-2,а в качестве кремнийорганического соединения содержит синтетический низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН при следующем соотношении компонентов в слое, мас.%:

Полимерное связующее

Окись цинка

Синтетический низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук

СКТН 0,37-2,70

Аминосоединение указанной формулы 0,03-0,30.

Дополнительное введение в состав фотополупроводникового слоя ука. занных аминосоединений создает на

2337

3 111 бильной структуры слоя и уменьшает его проницаемость для органических растворителей.

В качестве предлагаемого полимера используется. каучук марки СКТН, выпускаемый отечественной промышленностью по ГОСТ 13835-73, а в качестве аминосоединения — широко распространенные органические амины, в частности этиламины и этаноламины. 10

В качестве полимерного связующего используют виниловые, акриловые, алкидные и стирольные полимеры или их смеси.

Для очувствления фотополупровод- 1g никового слоя к видимому свету в него вводят сенсибилизаторы — ксантеновые и трифенилметановые красители (флуоресцеин, уранин, бенгальская роза", бромфеноловый синий) в коли- 20 честве 0,01-0,05 мас.7 по отношению к массе окиси цинка, при этом количественные соотношения компонентов слоя не нарушаются.

Электрофотографический материал 25 изготавливают следующим образом. В аттриторе диспергируют в течение

0,5-1,0 ч суспензию компонентов фотополупроводникового слоя в органических растворителях, таких как спирты Зо кетоны, эфиры и углеводороды. За

10 мин до окончания диспергирования в суспензию вводят сенсибилизатор (смесь бромфенолового синего и флуоресцеина при их соотношении 3:2

35 соответственно) в количестве 0,010,05 мас.7 по отношению к окиси цинка.

На электропроводную подложку с помощью поливочной установки с купаю40 щимся валикам наносят суспензию слоя, полностью удаляют растворитель сушкой в сушильном шкафу при 105 С в течение 5 мин. Образцы изготовленного материала кондиционируют при относи45 тельной влажности воздуха 207 в течение 24 ч, заряжают коронным разрядом при напряжении короны 10 кВ и на электрометрическом стенде измеряют потенциал зарядки и кинетику его апа50 да. Впитываемость органических раство. рителей определяют методом впитывае; мости по ксилолу.

Пример 1. По описанной технологии изготавливают материал, фото- Ы полупроводниковый слой которого содержит 6,0 мас.7. алкидностирольного сополимера марки MC-25.4,0 мас.7

4 сополимера. бутилметакрилата с метакриловой кислотой марки БКИ-5,87,0 мас.7. окиси цинка, 2,70 мас.X линейного каучукоподобного полимера марки СКТН, 0,30 мас.7 этилпропиламина. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2. Изготавливают материал, фотополупроводниковый слой. которого содержит 1О мас.7 хлорирован.ного полихлорвинила марки ЛСХ-ЛС, 15,6 мас.X алкидного сополимера на основе глицерина и фталевого ангидрида марки ГФ-090,74,0 мас.7. окиси цинка, 0,37 мас .7 линейного каучукоподобного полимера марки СКТН,0,03 мас.7. триэтаноламина. Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 3. Изготавливают материал, фотополупровбдниковый слой которого содержит 18 мас.7 поливинилбутираля, 80 мас. окиси цинка, 1,9 мас.X линейного каучукоподобного полимера марки СКТН и 0,1 мас,7 дифениламина. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4. Изготавливают материал, фотополупроводниковый слой которого содержит 19 мас .Х акрилового сополимера на основе этилакрилата марки "Лакрил-1001", 80 мас.7 окиси цинка, 0,9 мас.7 линейного каучукоподобного полимера марки СКТН, 0,1 мас.7. фенолфталамина.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5 (контрольный) . Изготавливают материал, фотополупроводниковый слой которого содержит

10,2 мас.7 сополимера бутилметакрила та с амидом метакриловой кислоты марки АС,8 мас,X алкидного полимера на основе пентаэритрита и фталевого ангидрида марки ПФ-053,80 мас.X окиси цинка, 1,45 мас.X линейного каучукоподобного полимера марки СКТН, %

0,35 мас.7 фенолфталамина.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6 (контрольный). Изготавливают материал, фотополупроводниковый слой которого содержит

10,5 мас.Ж полистирола, 8 мас.7 алкидного полимера марки ПФ-053,80 мас.X окиси цинка, 1,49 мас.7. линейного каучукоподобного: полимера марки

СКТН, 0,01 мас.7 гексаметиламина.

Результаты испытаний приведены в таблице.

1112337

Содержание компонентов в слое, мас.%

Потенциал зарядки, В

Вид аминосоединения

Впитыва

Приме ры емость, с

АминосоеОкись цинка

Начальный

Кремний

ОстаПоли мерное точный органичесдине ние связ ующее кое соединение

10,0 87,0 2,70 0,30 Н,Алкил Алкил 1 470

295

250

25,6 74,0 0,37 0,03 Оксиал- Оксиал- 2 435 кил кил

273

18уО 80 0 1,90 010 Арил Н

19,0 80,0 0,90 0,10 Оксиарил Н

1 510

1 495

281

5 (контрольный 18,2

214

1 365

80,0 1,45 0,35 Оксиарил Н

Пример 7 (контрольный). Изготавливают материал, фотополупровод,.никовый слой которого содержит

17 мас.% поливинилбутираля, 80 мас.7 окиси цинка, 2,85 мас.7. линейного каучокоподобного полимера марки

СКТН, 0,15 мас.7 моноэтиламина.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 8 (контрольный). Изготавливают материал, фотополупроводниковый слой которого содержит

18,6 мас.7. акрилового сополимера марки "Лакрил-1001", 81 масЯ окиси цинка, .0,25 мас.7 линейного каучуко- 15 подобного полимера марки СКТН, 0,15 мас.7 моноэтаноламина.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 9 (контрольный). Из- 20 готавливают материал, фотополупроводниковый слой которого содержит 8 мас.7 поливинилбутираля, 89 мас.7 окиси цинка, 2,7 мас.X линейного каучукоподобного полимера марки СКТН, 25

О, 3 мас . 7 дипро пилами на .

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 10 (контрольный). Изготавливают материал, фотополупровод- 30 никовый слой которого содержит

20 мас.X акрилового сополимера марки "Лакрил-1001", 10 мас.% полимера на основе бутилметакрилата марки

BMK-5,69 мас.7 окиси цинка, 0,85 мас.7 линейного каучукоподобного полимера марки СКТН и 0,15 мас.7. диэтиламина.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 11 (по прототипу). Иэ" готавливают материал, фотополупровод" никовый слой которого содержит

19,5 мас.7 акрилового сополимера марки "Лакрил-1001", 78 мас.7. окиси цин-, ка, 2,5 мас.% полиэтилгидросилоксана марки ГКЖ-94.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 12 (по аналогу). Изготавливают материал, фотополупроводниковый слой которого содержит

15,75 мас.7 алкидного полимера-поликонденсата о-фталевой кислоты, неопентилгликоля и пентаэритрита, 3,94 мас.% водорастворимой карбамидной смолы марки КФЖ, 1,57 мас.% олен новокисло"о алюминия, 78,74 мас.7 окиси цинка.!

Результаты испытаний приведены в таблице .

111233?

Продолжение табл, Вид аминосоединения

ВпитываПотенциал зарядки, В

Содержание компоненто в слое, мас.7

Примеры емость, с

Начальный

Ост аАмн- R ноКр емний

Пол Окис мер цинк ное свя точHbIH орга- соедине ние ниче ское зую шее соединение

2 445 25

80,0 1,49 0,01 Алкил Н

236

18,5

247

2 370

80, О 2,85 О, 15 Алкил Н

17,0

2 455 20

119

0,25 0,15 Окснал-Н кил

18,6

81,0

89,0 2,70 0,30 Алкил Н,Алкил 2 320

8,0

1О

69,0

126

1 . 335 40

30,0

О, 85 О, 15 Алкил Н

19,5

185

431 45

78,0 2,50

19,69 78,74

280 50

112

Результаты испытаний показывают, что предлагаемый электрофотографический материал (примеры 1-4) обладает уменьшенным. фоном иэображения за счет снижения остаточного потенциала зарядки в 4,5-9,0 раз по сравнению с материалом по прототипу, в 5-10 раз по сравнению с материалом по аналогу.

SS

Фон уменьшается также за счет снижения впитываемости материалом органическнх растворителей-носителей г

6 (контрольный)

7 (контрольный)

8 (контрольный) 9 (контрольный)

10 (конт. рольный)

11 (по прототипу)

12 (по ана-. логу) электрографического тонера для предлагаемого материала в 1,35-1,59 раэ по сравнению с материалом по прототипу, в 2,23-2,63 раза по сравнению с материалом по аналогу.

Увеличение содержания в слое аминосоединения приводит к резкому падению потенциала зарядки и тем самья к снижению контрастности изображения, а уменьшение содержания аминосоединения — к увеличению остаточного потенциала зарядки и, следовательно, 1112337

Составитель В.Шиманская

Редактор П.Коссей Техред М. Тепер Корректор В.Гирняк

Заказ 6456/32 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 к повышению фона изображения (примеры 5-6) °

Повышение содержания линейного каучукоподобного полимера на основе диметилсилоксана с химически активными концевыми гидридснлильными группами вызывает резкое падение потенциала зарядки, а уменьшение его содержания — к увеличению впитываемости органических растворителей материалом, что также увеличивает фон изображения (примеры 7-8).

Уменьшение доли связующего и, соответственно, увеличение доли окиси цинка в слое приводит к падению потенциала зарядки и увеличению впиты5 ваемости материалом органических растворителей (пример 9).

Повышение же доли связующего и, соответственно, понижение доли окиси цинка вызывает также понижение потенциала зарядки, увеличение впитываемости органических растворителей и рост остаточного потенциала зарядки (пример 10).