Фоточувствительный материал

 

(t F14 I697I

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистимесних

Республик (22) Заявлено 28.01.66 (21) 1051499/23-4 (51) М. Кл. G 03g 5/04 (32) Приоритет

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.02.74. Бюллетень ¹ 7 (53) УДК 772.932.4 (088.8) Дата опубликования оппса|шя 26.08.7-1 (72) Автор изобретения

Иностранец

Джон Вольфганг Веигл (США) Иностранная фирма

«Рэнк Ксерокс Лимитед» (Великобритания) (71) Заявитель (54) ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ (61) Зависимый от патента

Изобретение относится к фоточувствительным материалам для электрофотографии.

Известен фоточувствительный материал, состоящий из нефотопроводящего волокнистого материала, например волокон бумаги, и смолы. Однако такой фоточувствителы|ый материал имеет неоднородные свойства: часть его участков имеет высокое, а часть участков— низкое удельное сопротивление.

Цель изобретения — получение фоточувствительного материала с однородными свойствами.

Предлагаемый фоточувствительный материал содержит фотопроводящий волокнистый материал.

При производстве тканых электрофотопроводящих листов волокна прядут обычными методами, а потом ткут на обычных текстильных машинах. Вытканная ткань может быть нарезана листами или оставлена в рулонах.

Сами электрофотопроводящие волокна могут иметь различную однородную или разнородную структуру.

Разнородные волокна могут, например, представлять пленкообразующее связующее с диспергированным в нем фотополупроводником, причем выбор того или иного фотополупроводника зависит от требуемой чувствительности, физических свойств, спектральной характеристики и т. п. К числу типичных фотополупроводников относятся не только органические красители, например хинакридоны или не содержащий металла фталоцианин, но и неорганические пигменты, например сернистый цинк, хлориды цинка и кадмия, окись цинка, сернистый кадмий, селенистый кадмий, силикат цинка, сульфоселенид кадмия и ряд других веществ.

При волочении предпочтение отдается фиб10 ридам, в то время как для изготовления тканых листов предпочтительны обычные волокна. Кроме описанных связующих и пигментов в состав волокна можно вводить неорганические связующие. например стекло и дисперги15 рованные в нем фотополупроводники. Фотополупроводники, используемые для образования подобных разнородных волокон, могут быть сенсибилизированы красителями.

По предлагаемому способу можно изготов20 лять не только разнородные, или двухфазные, но и однородные, или однофазные волокна.

Кроме волокон, изготовленных полностью из одного материала, обладающего электрофотопроводимостью, можно использовать смеси

25 фотополупроводников и нефотопроводящих материалов. Так поливинилкарбазол с определенным молекулярным весом может оказаться превосходным фотополупроводником, обладающим, однако, физическими свойства30 ми, необеспечивающими получения из него

416971

55

60 высококачественных волокон. В этом с. I)"гас фотополупроводник можно смешивать или подвергать сополимеризации с любым приемлемым материалом, способным улучшить его механические свойства. Поливинилкарбазол может быть, например, смешан с полимерами или сополимерами винилиденхлорида или винилхлорида или сополимеризован с винильным мономером, способным обеспечить физическую прочность и фотопроводимость конечного волокна. Надо отметить, что ни фотополупроводник, ни упрочняющая его добавка не обязательно должны являться синтетическим полимером. Любой из компонентов или оба компонента могут представлять собой природный синтетический материал и являться мономолекулярным веществом, олигомером, полимером, сополимером, смесями из них и т. д.

К числу фотополупроводников относятся поливинилкарбазол, антрацен, поливинилантрацен, антрахинон, производные 4-диметичаминобензилиденбензгидразида, производные ацилгидразона, 1,3,4-оксадиазол, производные триазола, 2,5-ди- (4-диметиламинофенил) -1,3,4триазол, производные пиразолина, например

1,3-дифенил-5- (и-диметиламинофенил) -пир азолин, производные имидазолона, например

4- (n-диметиламинофенил) -5-фенилимидазолон, производные имидазолтиона, например 4- (птриметиламинофенил) — 5- фенилимидазолтион, 2- (4-метоксифенил) бензтиазол, 2-фенилбензоксазол. Фотопроводящие материалы могут быть также получены образованием комплексов переноса заряда с помощью кислот Льюиса (акцепторы электронов) и любой смолы, не являющейся фотопроводящей. Из таких смол можно перечислить фенолальдегидные, эпоксидные, феноксидные, поликарбоновые, меламиновые, полиамидные, полиуретановые, ароматические силиконы, полистирол, поли- (2-винилхинолин), поли- (3,3 -диметилдифепилен4,4 ), поливинилксилол, поли- (2-винилнафталин), полиинден, поливинилимидазол, поли- (3винилпирен), а также их смеси и сополимеры.

К кислотам Льюиса относятся фепилуксусная, .6-метилкумарилуксусная-4, малеиновая, коричная, бензойная, 1- (2-диэтиламинобензоил) бензол-2-карбоновая, фталевая, тетрахлорфталевая, органические сульфокислоты, например 4-толуолсульфокислота, бензолсульфокислота, органические фосфиновые кислоты, например 4-хлор-3-нитро-3-бензолфосфиновая кислота, 4-нитрофенол, пикриновая кислота, уксусный, янтарный, малеиновый, фталевый, тетрахлорфталевый ангидриды, ангидрид хризен-2,3,8,9-тетракарбоновой кислоты, хлористый алюминий, хлористый цинк, хлористое железо (Ш), четыреххлористое олово, трсххлористый мышьяк, двуххлористое олово, пятихлористая сурьма, трехфтористый бор, треххлористый бор, 1,4-бензохинон, 2,5-дихлорбензохинон, 2,6-дихлорбензохинон, хлоренил, 1.4нафтохинон, 2,3-дихлор-1,4-нафтохинон, антрахинон, 2-метилантрахинон, 1-хлорантрахинон, фенантренхинон, аценафтохипон, пирантрсн5

ЗО

45 хннон, тризенхинон, тионафтохинон, антрахинон, антрахинон-1,8-дисульфокислота, анилид

1,4-нафтохинон-2-сульфокислоты, трифталоидбензол, 2,6-дихлорбензальдегид, 2-этокси-1-нафтальдегид, антрацен-9-альдегид, пирен-3-альдегид, оксиндол-2,6-диальдегид, пиридин-2,6диальдегид, бифенил-4-альдегид, фурфурол, ацетофенон, бензофенон, 2-ацетилнафталин, бензоин, 5-бензоилаценафталин, 9-ацетилантрацен, 9-бензоилантрацен, 4-(4-диметиламиноциннамоил)-1-ацетилбензол, анилид уксусной кислоты, (1,3)-индандион, дихлорид аценафтенхинона и 2,4,7-тринитрофлуоренон. Кислоты Льюиса могут быть также использованы для повышения чувствительности практически всех перечисленных органических фотополупроводников и окиси цинка. Дальнейшее повышение чувствительности может быть обеспечено добавкой красителей, например родамина В (экстра), метилвиолета, бенгальской розы, акриданового желтого и т. д.

Однородный или разнородный фотопроводящий материал можно превратить в волокно одним из обычных способов прядения. Диаметр волокна не имеет большого значения и может изменяться в широком диапазоне. Фотополупроводники, например окись цинка, могут быть получены с диаметром частиц 0,2—

05 мк.

Кроме обычных методов прядения можно прибегнуть и к другим способам изготовления фотопроводящих волокон, описанным, например, в методике получения фибридов. Можно также изготовить фибриды разнородной структуры с большим содержанием фотополупроводника. Такие фибриды представляют собой предпочтительный тип волокна в виде свойлаченных листов, так как это волокно обладает фибриллированной структурой, а также потому, что данный метод получения фибридов может быть использован для получения волокон из многих смол и смесей смол с пигментами, черезвычайно трудно или практически совсем не поддающимися прядению обычными методами. Эти фибриды, также как волокна обычного типа, могут быть приготовлены с использованием любой нефотопроводящей смолы. К числу таких смол относятся полиакрилонитрил, эпоксиды, фенольные смолы, алкидные и другие полиэфиры, полимеры простого эфира, полиолефины, например полипропилен, полиамиды, модифицированные смолы, акрилаты, метакрилаты, винилацетаты, винилиденхлориды, стиролы, винилхлориды и другие винилы, поликарбонаты, полиуретаны, смеси и сополимеры этих смол.

Дальнейшая обработка полученного фотопроводящего материала зависит от входящих в его состав веществ. В процессе образования изображения зарядка материала может быть осуществлена методом индукции, коронным разрядом, двухсторонней одновременной зарядкой противоположной полярности. Можно применять любой обычный источник экспонирования, а проявление может быть проведено

416971

60

65 каскадным мстодом, магнитной кис 1 ью илп любым другим известным способом.

Проявленное изображение можно фиксировать на поверхности пластинки нагревом, обрызгиванием растворителем, адгезивным покрытием или любым другим известным приемом.

П р имер 1. 1 вес. ч. полиакрилонитрила растворяют в 10 вес. ч. Х,N-диметилацетамида. К полученному раствору добавляют

0,002 вес. ч. красителя бромфенол синий и

2 вес. ч. окиси цинка (получена по французскому способу, фирма «Нью Джерси Цинк»).

Этот состав загружают на 30 мин в шаровую мельницу для тщательного диспергирования частиц окиси цинка в растворе. Раствор подвергают затем мокрому прядению путем экструзии в водную коагулирующую ванну для получения пучка нитей, подвергаемых после изъятия из ванны ориентирующему вытягиванию. После частичного высушивания (примерно до 10%-ного содержания влаги), волокно режут на отрезки длиной 6 мм. В результа1е мокрого прядения получают волокно несмятой структуры, которое загружают в лабораторную установку Валлей на 0,5 кг, концентрация 0,75%;I воды на 75 г волокна). Волокно выволачивают в течение 2 час с помощью 4,5 кг груза. Затем на ручной лабораторной машине при 107 С получают лист материала. Конечным продуктом является электрофотографическая пластинка с хорошими физическими свойствами, внешний вид которой подобен обыкновенному непрокленному листу бумаги, изготовленному из древесной целлюлозы.

Лист заряжают в темноте с помощью системы заряжающих электродов с двойной короной. Отрицательно заряженную сторону лис1а экспонируют и проявляют обычным каскадным методом, причем происходит положительная зарядка черных частиц проявляющего порошка. Проявленное изображение нагревают для сплавления с листом и на нем образуется высококачественная репродукция.

Пример 2. В раствор 8 вес. % полиакрилонитрила в 55 r N,N-диметилформамида добавляют 13,5 г окиси цинка, описанной в примере 1, и 7 мг красителя бромфенол синий.

Смесь выливают тонкой струей в 1,5 л глицерина, находящегося в смесителе, вращающемся с Оольшой скоростью.

Полученные фибриды промывают, повторно диспергируют в 4,55 л воды в высокоскоростном смесителе. Из этой дисперсии вручную на сетке получают полотно, которое сушат при

107 С. Полученный готовый бумагоподобный продукт имеет синеватый оттенок.

Процесс получения изображения, описанный в примере 1, производят сначала на одной стороне, а потом повторяют на противоположной стороне, чтобы на обеих сторонах листа получить репродукции с двух различных оригиналов.

П р 11 51 t (> 30 г эпоксидной cMoJlbl из эпихлоргндрпна и бисфенола А и 0,5 r метилендианилина (для отверждения эпоксидной смолы) растворяют в 65 г тетрагидрофурана.

В этот раствор добавляют 5 г свободного от металла фталоцианина, диспергированного в растворе при размешивании. Полученную жидкость вливают тонкой струей в 1,6 л

0,25%-ного водного раствора карбоксиметнлцеллюлозы и размешивают в смесителе прн

12 С. Полученные фибриды многократно промывают водой и повторно диспергируют в воде до концентрации 0,75%.

Из повторно диспергированного волокна изготавлива1от лист, подвергаемый в течение

1 мин прессованию при давле1пш 45 гк/см - и температуре 175 С. В результате имеют высокопрочный ласт с синим оттенком.

Изображение получают аналогично описанному в примере 1, только положительно заряженную сторону листа экспонируют проецируемым увеличенным негативным кадром MHKpопленки через оllтическ1ьй полутоновой фильтр и проявляют частицами белого проявляющего порошка на носителе с покрытием для получения отрицательно заряженных частиц проявляющего порошка. Таким путем получают синее позитивное изображение на белом фоне.

Пример 4. К 20 г частиц окиси цинка, описанной в примере 1, добавляют 20 г 15%ного раствора сополимера нейлона (60 вес. ч. капролактама и 40 вес. ч. гексаметиленадипамида) с использованием в качестве растворителя смеси метанола и хлористого кальция (96/4). В этот раствор вводят 10 мг крас1псля бенгальская роза. После размешивания смесь вливают тонкой струей прп комнатной температуре в 1 л 70% -ного водного раствора глицерина. Операцию проводят в смесителе при энергичном размешивании.

Полученные фибриды промывают для удаления ионов солей водой и повторно диспергируют в 4,55 л воды в большом высокоскоростном смесителе. Из дисперсии вручную готовят небольшой лист, сушат и прессуют в течение 30 мин при 170 С под давлением 170 кг/см- .

В результате получают сильно фотопроводящую бумагу.

Лист сначала экспонируют репродуцирусмым освещенным изображением и проявля1от с применением магнитной кисти. Подключенное к кисти напряжение постоянного тока

100 в подведено к подложке за листом, причем в качестве носителя используют порошкообразный магнетит. а в качестве проявляющего порошка — пигментированньш сажей полистнрол. Полученное изображение нагревают для сплавления. В результате получают высококачественную копию.

Пример 5. Повторяют процесс, описанный в примере 4, только к повторно диспергированным фибридам добавляют водную дисперсию, содержащую 4 г нитей нейлона 66, полученных обычным прядением, и, кроме то416971

30

Составитель Э. Рамзова

Корректор Л. Чуркина

Г. Васильева

Редактор О. Кузнецова

Техред

Изд. Ке 516

Тираж 506

Заказ 1469/16

Подписное

Сапунова, 2

Типография, пр. го, на каждую часть нейлона 66 (полигексаметиленадипамид) — три части пигмента окиси цинка, указанной в примере 1.

Из суспензии фибрида получают лист, который сушат и прессуют также, как в примере 4. В обоих случаях получают аналогичные результаты.

Пример 6. Предназначенную для получения волокна смесь готовят из 50 вес. ч. поливинилкарбазола (взвесь диспергированного пигмента с размером частиц 0,5 — 2 мк), 50 вес. ч. сополимера винилхлорида и винилацетата и 5 вес. ч. 2,4,7-тринитрофлуоренона.

Волокна прядут и нарезают отрезками длиной 6 мм. Волокна диспергируют в воде до концентрации 0,60%, после чего добавляют поливинилацетатную водную эмульсию, содержащую 5 вес. ч. твердого полимера. Полученный вручную лист высушивают при 80 С.

В результате получают прочный лист с хорошими электрофотографическими свойствами.

Пример 7. Повторяют пример 6, но поливинилкарбазол заменяют таким же количеством 2,5-ди- (n-аминофенил) -1,3,4-оксадиазола, введенного в раствор с 0,05 вес. ч. красителя бромфенол синий. Получают аналогичные результаты, только светочувствительность немного меньше.

Пример 8. 1 вес. ч. поликарбонатной смолы, полученной в результате взаимодействия фосгена с бисфенолом А, растворяют в 5 вес. ч. дихлорметана, в раствор вводят 5 вес. ч. п-ди. оксана. К раствору поликарбонатной смолы добавляют 1/4 по весу 2,4,7-тринитрофлуоренона и 0,005 вес. ч. красителя флуорол 7 СА.

Раствор размешивают для получения сепсибилизированного красителем комплекса переноса заряда из раствора сухим прядением, в результате чего через распылительную сушильную головку получают тонкие волокна.

Из волокон ткут небольшой лист, на котором получается изображение хорошего качества.

Конечным продуктом этого способа является электрофотографическая пластина, обеспечивающая получение высококачественных электрофотографических изображений, отличающихся хорошими физическими свойствами и внешним видом.

Пример 9. Готовят прядильный состав из

85 вес. ч. поливинилкарбазола, 15 вес. ч. полипропилена, 5 вес. ч. 2,4,7-тринитрофлуоренона и 0,005 ве. ч. красителя бриллиантовый зеленый, из которого прядением при плавлении при 170 С получают тонкие волокна. Волокна ткут, получая небольшой лист, подобно описанному в примере 8. Лист затем для повышения его прочности пропускают через горячий каландр при

135 С. Полученный таким образом лист имеет хорошую фотопроводящую чувствительность, хорошие физические свойства и внешний вид.

Пример 10. Готовят прядильный состав, состоящий из 100 вес. ч. высокопрочного поливинилкарбазола, 5 вес. ч. 2,3-дихлор-1,4-нафтохинона (используют в качестве кислоты

Льюиса) и 0,05 вес. ч. красителя капри синий (Col. Ind. Ме 51015). Волокна, полученные из этого состава прядением при плавлении, подвергают ориентирующему вытягиванию и потом из них ткут небольшой лист, как описано в примере 8. Полученный лист обладает хорошей фотопроводимостью, хорошими физическими свойствами, бледно-зеленым оттенком.

Следует иметь в виду, что предлагаемый фоточувствительный материал может быть получен многими, не приведенными в описании способами, например очень тонкий лист из вытканных или свойлаченных фоточувствительных волокон описанными методами может быть использован для получения многослойного материала в сочетании с листом обычной бумаги для повышения прочности и улучшения внешнего вида.

Предмет изобретения

1. Фоточувствительный материал, включающий волокнистый материал, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью получения материала с однородными свойствами, применен фотопроводящий волокнистый материал.

2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что в его состав введены пленкообразующее связующее и неорганический фотополупроводник.

3. Материал по п. 2, отл ич а ю щи йс я тем, что в качестве неорганического фотополупроводника применена окись цинка.

4. Материал по п, 1, отличающийся тем, что в его состав введены пленкообразующее связующее и органический фотополупроводник.

5. Материал по п. 4, отличающийся тем, что в качестве органического фотополупроводника применен фталоцианиновый краситель.

6. Материал по пп. 2 — 5, отл и ч а ю щи йс я тем, что в качестве связующего использована органическая смола.

7. Материал по пп. 2 и 3, о т л и ч а ю щ и йся тем, что в качестве связующего применено неорганическое стекловидное вещество.