Электрофотографический материал
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).
