Способ получения электрофотографического материала

 

Использование: электрофотография, технология изготовления фоточувствительного материала для регистрации и хранения информации. Сущность изобретения: диспергируют с порошком тригональный селен. Количество селена составляет 20-50%. Добавляют связующее. Полученную суспензию наносят на электропроводящую подложку и сушат. После сушки термообрабатывают при 100-200°С в течение 0,5- 1,0 ч. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 03 G 5/08

ГОСУДАР СТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (л)

О

О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855103/12 (22) 31,07.90 (46) 30.04;92. Бюл. ¹ 16 (71) Институт физики АН АЗССР (72) Н.И.Ибрагимов, B.Ã.Àãàåâ, 3.М.Абуталыбова и Н.Б.Солтанова (53) 772,93(088,8) (56) Несеребряные фотографические процессы./Под ред. А,Л.Картужанского. Л.: Химия, 1984, с,25, Гайдялис В.И. и др. Физические процессы в электрофотографических слоях окиси цинка. Минтис, Вильнюс, 1969, с,20.

Авторское свидетельство СССР

¹ 560200, кл. G 03 G 5/02, 1975, Изобретение относится к электрофотографии, в частности к получению электрофотографического (ЭФГ) материала, и может быть использовано для регистрации и хранения информации, Известен способ получения электрофотографических материалов из ZnO, CdS u др., заключающийся в диспергировании

ZnO, CdS и др. в растворе связующего, нанесении суспензии на электропроводящую подложку.

Однако ЭФГ материалы, полученные данным способом, обладает следующими недостатками. Слои из ZnO униполярны, обладают следующими недостатками. Слои из

ZnO униполярны (заряжаются только отрицательно), интегральная фоточувствительность низка и=0,01 (лк с), нуждаются в

-1 темновой адаптации. Слои из чистого CdS, хотя и значительно более фоточувствительны,,но обладают меньшим начальным потенциалом с довольно быстрым темновым,!Ж, 1730608 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Использование: электрофотография, технология изготовления фоточувствительного материала для регистрации и хранения информации. Сущность изобретения: диспергируют с порошком тригональный селен.

Количество селена составляет 20 — 50%.

Добавляют связующее. Полученную суспензию наносят на электропроводящую подложку и сушат. После сушки термообрабатывают при 100 — 200 С в течение 0,5—

1,0 ч. 1 табл, спадом, Эти слои, как и слои из ZnO, инерционны.

Известен также способ получения ЭФГ материала, в котором с целью повышения фоточувствител ьности осуществляется сенсибилизация ZnO органическими красителями. Несмотря на то, что при этом фоточувствительность известного материала несколько возрастает, но она все же остается низкой и составляет 0,05 (лк с) .

-1

Наиболее близким к изобретению является способ получения электрофотографического материала на основе соединения

Сб)пбзЯ4. Соединение Сб! пба34 диспергируют в шаровой мельнице совместно со связующей средой (раствор поливинилбутираля марки ПШ в этиловом спирте), Полученную однороцную суспензию ровным слоем (толщиной =20 мкм) наносят на алюминиевую подло>;ку, Указанный ЭФГ материал является биполярным и обладает следующими параметрами:

1730608

U„à÷ =750 В; т1,г2-=20 с; $инт -..0,01 (лк х х с): Вост =75 В.

Недостатками известного способа являются низкая интегральная фоточувствительность и высокий остаточный потенциал.

Целью изобретения является улучшение качества материала за счет повышения интегральной фоточувствительности и снижения остаточного потенциала.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения фоточувствительного материала для электрофотографии, включающему приготовление фоточувствительной суспензии путем диспергирования измельченных кристаллов CdlnGaS4 в связующем, нанесении суспензии на электропроводящую подложку и сушку, согласно изобретению перед диспергированием измельченные кристаллы CdlnGaS4 дополнительно смешиваютс порошком тригонального селена в количестве 20-50 мас. о, а после сушки дополнительно осуществляют термообработку материала при 100200 С в течение 0,5-1,0 ч, В процессе совместного диспергирования порошков CdlnGaS4 и селена (средний размер частичек 15 мкм) происходитдробление обоих компонентов, их тщательное перемешивание и обогащение поверхности отдельных зерен более твердого CdlnGaS4 селеном. Затем этот композиционный порошок перемешивают с раствором поливинилбутирала или другого связующего вещества и суспензия методом купающегося валика наносится на подложку. Полученные слои сушат в обычных условиях при комнатной температуре 24 ч, а затем подвергают термообработке при Тобр = 70 — 200 С в течение

0,5 — 1,0 ч. Нижний предел интервала термообработки определяется тем, что при тобр< 70 С скорость диффузии селена в

CdlnGaS4 ничтожно мала, а верхний предел лимитируется необратимыми изменениями в связующем полимере при

Тобр ) 200 С. ПРи теРмообРаботке пРоисходит диффузия легкоплавкого селена (Ton -"-200 С) в приповерхностные области частичек CdlnGaS4, осуществляется сенсибилизация фотопроводника, что приводит к возрастанию интегральной светочувствительности. Кроме того, при нанесении слоя кристаллики CdlnGaS4 и Se, окруженные связующим веществом, укладываются на подложке статистически равномерно с чередованием частичек того и другого фотопроводника, т.е, фактически образуется композиционный фоторецептор. используемое соединение CdlnGaS4 получают газотранспортным методом

55 (транспортирующий агент йод), исходные компоненты имеют следующую чистоту:

Cd 99,999 ; In 99,999 о; Ga 99,9997 ;

S 99,9999, Соединение CdlnGaS4 имеет удельное сопротивление р:-10 Ом см в

10 темноте, при освещении белым светом (лампа накаливания 300 лк) р уменьшалось на

3 порядка.

Тригональный селен получают из исходного материала 99,999 чистоты предварительной термообработкой в откачанных до

i0 Па кварцевых ампулах при 700 С в течение 3 ч быстрым охлаждением расплава до 250 С, закалкой в проточной воде и кристаллизацией при 210 С 40 ч, Удельное соп7оотивление его в темноте составляло .--10 Ом см и уменьшалось на 3 порядка при освещении белым светом, ЭФГ слои получают нанесением на алюминиевую подложку, обезжиренную и протравленную в 10 -ном растворе КОН указанной композиции, При этом CdlnGaS4 и тригональный Se сперва измельчают раздельно в шаровой мельнице до среднего размера частичек =15 мкм. Затем в различном массовом соотношении компонент(10—

75 мас. $е) осуществляют их совместное дробление в течение 2 ч, далее с добавлением раствора связующего еще 1 ч. Полученную суспензию наносят на подложку. Затем слои сушат и термообрабатывают, Исследования показали, что оптимальные темновые и световые параметры наблюдаются в слоях при соотношении масс фотопроводник: связующее 5:1, Увеличение концентрации связующего приводит к резкому ухудшению световых характеристик слоев, а уменьшение — темновых. Поэтому приведенные в таблице данные относятся к слоям, в которых соотношение фотопроводник; связующее по массе составляло 5:1, В качестве связующего были использовань: следующие материалы: поливинилбутираль, поли-1-винилпирен, полиэпоксипропилкарбазол, полистирол, сополимер, бутадиен-стирен, При этом сохраняется положительный эффект — фотоэлектрические параметры не претерпевают существенных изменений, Зарядку слоев осуществляют в коронном разряде (+7 кВ), измерения основных

ЭФГ параметров проводят на электрометрической установке с вибрирующим у поверхности слоя электродом. Световые характеристики ЭФГ слоев измерялись экспонированием через фотозатвор с использованием лампы накаливания и нейтральных светофильтров, Освещенность составляет 125 лк, время экспонирования

1730608 варьируют фотозатвором. Параметры композиционных ЭФГ материалов с различным массовым соотношением nse селена в

CdlnGaS4 приведены в таблице. Из таблицы видно, что параметры в значительной мере зависят от nse, температуры и времени термообработки после сушки.

Общая тенденция такова: с увеличением содержания селена в слоях значительно повышается фоточувствительность, убывает остаточный потенциал, но несколько падают темновые характеристики, Так Онач и т 1/2 слоев с различным массовым соотношение CdlnGaS4: Se возрастает с Тобр, достигая максимальной величины при

Тобр 160 С. Интегральная фоточувствительность этих же материалов сильно возраСтаЕт С УВЕЛИЧЕНИЕМ Тобр, НаСЫщаяСЬ пРи Тобр 180 С. Остаточный потенциал с

Тобр ИЗМЕНяЕтСя МаЛО И бОЛЬШЕ ЗадаЕтСя $инт, ЭФГ параметры полученных материалов до и после термообработки при различных Тобр приведены в таблице для различных массовых соотношений

Сб!пбд$4: Se.

Пример 1. Кристаллы CdlnGaS< и тригонального селена измельчают в шаровой мельнице раздельнодо среднего размера частичек 15 мкм. Затем осуществляют совместное дробление порошков CdlnGaS4 (90 мас. ) и тригонального селена (10 мас, О ) в течение 2 ч, далее с добавлением связующего (раствора поливинилбутирала в этиловом спирте) еще 1 ч, Полученную суспензию наносят толщиной 20 мкм на подготовленную подложку, Слой сушат B воздухе в течение 24 ч. При этом ЭФГ параметры оказались следующими: без термообработки Онач = 400 В, т 1/2 =

-1

= 9 с, Яинт = 0,008 (лк. с), Оост = 50 В:

Тобр = 70 С (1 ч), Онач = 410 В, Х /2

= 10 с, Яинт = 0,009 (лк с) ", Оост = 65 В;

Тобр = 100 С (1 ч), Онач = 470 В; т 1/2

-1

= 17 с, Яинт = 0 013 (лк с) Оост = 50 В;

Тобр = 160 С (0,7 ч), Онач = 600 В, т 1/2

-1

= 37 с, Яинт = 0,01 (лк с), Оост =- 75 В:

Тобр = 200 С (0,5 u), Онач = 565 В, т 1/2

= 41 с, Яинт = 0,08 (лк с), Оост = 100 В.

Пример 2. Сохраняя все условия примера 1, содержание тригонального селена увеличено до пса = 20 мас.о, При этом

ЭФГ параметры оказались следующими: без теРмообРаббтки Онач = 340 В, т 1/2 =

-1

= 7 с, S»T = 0,009 (лк с), Оост = 40 В, Тобр = 70 С (1 ч), Онач = 355 В, т 1,/2

-1

= 9 с, Яинт = 0,01 (лк с), Мост = 45 В, Тобр = 100 С (1 4), Онач = 370 В, Т 1/2

-1

15 с, Яинт = 0,014 (лк с) . Оост = 45 В;

Тобр = 160 С (0,7 ч), Онач = 450 В, Т 1/2

= 35 с, S = 0,041 (лк с), Оост = 60 В;

Тобр = 200 С (0,5Ч), Онач = 445 В, 1/2

= 33 с, -Яинт = 0,042 (лк с), Оост = 60 В

Пример 3. Сохраняя все условия примера 1, содержание тригонального селена увеличейо до nse = 35 мас.7о. При этом

ЭФГ параметры оказались следующими; без термообработки Онач = 300 В, т 1/2

= 7 с, Яинт = 0,012 (лк с), Оост = 35 В, -1

Tobp = 70 С (1 ч), Онач = 310 В, т 1/2

= 9 с, Яинт = 0 015 (лк с), Оост = 35 В

Тобр = 100 С (1 ч), Онач = 335 В. Т 1/2

15 = 14 ч, Яинт = 0,02 (лк с), Оост = 40 В;

Тобр = 160 С (0,7 ч), Онач = 430 В, т 1/2

= 33 с, Яинт = 0,062 (лк C), Оост = 55 В;

To6p = 200 С (0,5 ч), Онач = 410 В, т 1/2

=31 с, Яинт=008(лк с),0ост=бОВ

Пример 4. Сохраняя все условия примера 2, композиционный порошок

CdlnGaS4; $е перемешивают со связующим — полистиролом. При этом ЭФГ слои

25 обладают следующими параметрами: без термообработки Онач = 335 В, ò 1/2

= 8 с, Sèíò = 0 008 (лк с), Оост = 50 В;

ТoGp = 70 С (1 ч), Онач = 350 В, < )/2

= 10 с, Яи„т = 0,011 (лк. с), UocT = 50 В;

30 Тобр = 100 С (1 ч), Онач = 360 В, Т )/g

= 16 с, Яинт = 0 013 (лк c) Оост = 50 В;

Тобр = 160 С (0,7 ч), Llнач = 445 В, т 1,/2

= 34 с, Яинт = 0,042 (nK C) Оост = 55 В;

To6p = 200 С (0,5 ч), 0 нач = 445 В, т 1/2

= 32 с, Яинт = 0,044 (лк с), Оост = 60 В.

Пример 5. Сохраняя все условия примера 3, композиционный порошок

CdlnGaS4: Se перемешивают со связую40 щим — сополимером бутадиен-стирен, При этом ЭФГ слои обладают следующими параметрами: без термообработки Онач = 305 В, т )/

-1

= 7 с, Sèнт = 0,012 (лк с), Оост = 40 В;

45 Тобр = 70 С (1 ч), Онач = 315 В. т 1/2

= 10 с, S»T = 0,015 (лк с), UooT = 40 В:

"обр =- 100 С (1 ч). Онач = 340 В, т 1/2

= 13 с, Яинт = 0,022 (лк. с), Оост = 40 B, Тобр = 160 С (0,7 ч), Онач = 435 В, т )/2

50 = 32 с, Яинт = 0,065 (лк- C) Оост = 50 В:

Тобр = 200 С (0,5 ч), Онач = 415 В, т 1/2

-1

= 30 с, Яинт = 0,085 (лк c), Оост = 55 В.

Пример 6, Сохраняя все условия примера 1, содержание тригонального селена увеличено до nse = 50 мас,, При этом

ЭФГ параметры оказались следующими: без термообработки Онач= 200.В, т 1/2

= 11 с, Яин; = 0,007 (лк с), Оост = 70 В;

1730608

30

40

50

Тобр = 70 С (1 ч) 0нач = 210 В, т )/g =

14 с, Яинт = 0 012 (лк с), 0ост = 50 В;

Тобр = 100 С (1 ч), 0нач = 220 B, T 1/

)-1

= 20 с, Бинт = 0,018 (лк. с, 0ост = 45 В;

Тоор = 160 С (0,7 ч), 0нач = 300 В, т 1/

= 32 с, S » = 0,12 (лк с), 0ост = 30 В, Тоор = 200 С (0,5 ч), 0нач = 280 В, < 1/

= 30 с, Яинт = 0,17 (лк с) ", 0ост = 35 В.

Как видно из примеров 4 и 5, поставленная цель достигается и при использовании вместо поливинилбутирала других указанных полимерных связующих, Приведенные в таблице данные отражают суть изобретения, которая не зависит от материала полимерного связующего, Сравнение параметров ЭФГ материалов и прототипа позволяет придти к заключению, что изготовленные предлагаемым способом ЭФГ материалы обладают значительно большей интегральной фоточувствительностью (например, 0,120 (лк ° с) " при

nsа = 50 мас,% и 0,010 (лк. с)1 у прототипа) и меньшим остаточным потенциалом (30 и 75 В соответственно).

5 Формула изобретения

Способ получения электрофотографического материала, включающий приготовление фоточувствительной суспензии путем диспергирования измельченных кристаллов

10 CdlnGaS4 в связующем, нанесение суспензии на электропроводящую подложку и сушку, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества материала за счет повышения интегральной фоточувствитель15 ности и уменьшения остаточного потенциала, перед диспергированием измельченные кристаллы CdlnGaS4 дополнительно смешивают с порошком тригонального селена в количестве 20—

20 50 мас.%, а после сушки дополнительно осуществляют термообработку материала при

100 — 200 С в течение 0,5 — 1,0 ч.

1730608

ЭФГ параметры

150 160 180 200 и = О мас.Ф

450 690 740 740

740 735

750 750

43

36

25 32

10

0,009

О, 00G О, 007 О, 008 О, 009 О, 01 2 О, 011 О, 01 0

75

G8 70

65 и — 10 мэс. 4

470 520

570 565

580

600

410

400

41

37

17 28

0,009 0,013 0,013 0,008 0,010 0,013 0,008

О, 008

80 100

65

50 55 паа 20 мас,а

370 380

450

445

450

420

340

355

33

28

15 22

О, 009 О, 01 0 О, 01 4 0,019 О, 032 0,041 О, 043 0,042

65

55

45 50

40

n = 35 мас.Ъ

335 370

420 410

400

430

310

300

32

33

14 20

О, 057 О, 062, О, 068 0,080

0,020 О, 035

40 45

О, 015

0,012

60

50

55 и 50 мас.2

220 2GO

290 280

280 300

200

210

30

30

20 27

О, 087

0,17

0,16

0,12

О 018 О 039

45 40

0,012

0iОО7

30

50 п9 75 мас ° 4

180 220

2\О 195

240

230

150

140

32

28

12

0,28 0,29

0,015 0,022 0,036 0,082

0,24

0,185

22

>5

20 .

20

1 80 180 мас.4 паэ» 100

170

210

200

200

130

120

22

20

12

0,40

0,40

0,39

0,040 О,OG7 0,087 0,186 0,36

20

17

14

Вост >В

50

Составитель Н,Ибрагимов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н,Ревская

Редактор Н>Швыдкая

Заказ 1512 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Окп,,, В и ь,В>с.

s„„.. (- Г

O Ä Ä В

UHau -В и

"!14

8„„„(лк сГ

Оаст

Olios > В и с 11», с

sи„o, Ое>т >В

Оиои В и ,с

$„„„(лк с)

Ooer В

04ац >В л ,с

8 акт (лк с) Окат п

">I>4

Викт °

Вост ° В

Оияи л,72, с

S > (лк с) Беэ тер юобработкм с

» >о>" (»> ! (J