Способ изготовления электрофотографического материала на основе органического фотопроводника Советский патент 1992 года по МПК G03G5/07 

Изобретение относится к электрографии, конкретно к технологическим процессам получения фотополупроводниковых носителей информации на основе полимерных фото- проводников Обычно эти материалы получают нанесением фотопроводящего слоя на электропроводящую подложку Составляющими фотопроводящего слоя являются пол- имерные фотопроводники, связующие, сенсибилизаторы, пластификаторы Компоненты фотопроводящего слоя растворяют в подходящем органическом растворителе, полученный раствор наливают на электропроводящую подложку - металл, стекло или полимерную пленку с металлическим покрытием, затем растворитель удаляют сушкой при нормальном или пониженном давлении.

Недостатком данного способа является необходимость применения сложного оборудования и соблюдения очень точных технологических параметров нанесения этого

слоя Кроме того, необходима полная растворимость и совместимость всех компонентов в применяемом растворителе Эти обстоятельства ограничивают ассортимент подходящих полимеров, сенсибилизаторов и других составляющих рецептур.

Известен способ изготовления слоя электрофотографического носителя растворением карбазолсодержащего олигомера - полиэпоксипропиленкарбазола в толуоле, добавлением в полученный раствор рассчитанного количества сенсибилизатора родамина 6Ж, поливом полученного раствора на стеклянные подложки с электропроводным слоем Sn02 и сушкой при 70°С в течение 6-7 ч

Основными недостатками известного способа являются необходимость применения значительных количеств высокочистых органических растворителей, сложного технологического оборудования, загрязнение окружающей среды Кроме того, недостаЮ

Јь

точно стабильны и воспроизводимые электрофотографические параметры получаемого материала при малых толщинах ограниченного слоя (менее 1 мкм).

Цель изобретения - упрощение и экономичность процесса, повышение качества материала за счет улучшения электрофотографических параметров.

Поставленная цель достигается тем, что слой наносят в вакууме при давлении - мм рт.ст. одновременным напылением поливинилкарбазола и сенсибилизатора, температура испарения которых равна соответсвенно 250-400иС и 100-200°С, при том зоны испарения разнесены в пространстве и расположены на расстоянии 5- 15 см от подложки.

Получают прозрачные слои толщиной 0,4-2,5 мм с равномерно распределенным сенсибилизатором.

Пример I. В два испарителя из нержавеющей стали в виде лодочек закрытого типа загружают 5 г порошкообразного ПВК марки Лювикан(ЧССР)й 1 г сенсибилизатора порошкообразного Родамина 6Ж. Обе лодочки прикрепляют к контактам вакуумной установки УВ-35. На расстоянии 15 см -.верх от обоих испарителей прикрепляют стеклянную пластинку с электропроводным слоем Sn02 размерами 1,5x5 см. После этого установку герметизируют и откачивают вначале форвакуумным насосом, затем диффузионным насосом до давления 10 3 мм рт.ст. Такое давление поддерживают в течение всего технологического цикла. После достижения заданного остаточного давления через испарители пропускают электрический ток. Температуру испарителей заранее калибруют по показаниям амперметра и термопары. Таким образом, для испарителя ПВК устанавливают температуру +250°С, для мспарителя((Родамина 6Ж - + 100°С, и проводят напыление в течение 8 мин. После этого отключают ток нагревателей и проводят разгерметизацию камеры. Таким образом получают образец электрофотографической пластинки с прозрачным фотополупроводниковым слоем красного цвета, толщиной 0,4 мм. Толщину слоя измеряют интерференционным микроскопом МИИ-4.

Фоточувствительность слоя определяют по следующей методике.

В коронном разряднике слой заряжают положительным зарядом до напряженности электрического поля В/м (50 В/мкм). Темповой спадповерхностного потенциала оценивают в %/мин. Фоточувствительность слоев оценивают по критерию полуспада потенциала. Заряженный слой

освещают монохроматическим светом с Я 345 мм (первая полоса собственного поглощения ПВК) и с Я 545 мм (nepi ая полоса собственного поглощения сенсибилизатора

Родамина 6Ж). Результаты этих измерений приведены в табл.2.

Примеры 2-14. Как в примере 1. применяют технологические режимы напыления поливинилкарбазола и Родамин

6Ж. Технологические режимы напыления приведены в табл.1, параметры полученных слоев - в табл.2.

Пример 15 (прототип). Готовят 1,5% ный раствор ПВК марки Людвикан в толуоле, в него вводят 1 мол.% на элементарное звено ПВК Родамина 6Ж. Полученный раствор наливают на стеклянную пластинку с электропроводным слоем Sn02 размерами 1,5x2 см и высушивают в сушильном шкафу

при 70°С в течение 7 ч. Толщину слоя и электрографические параметры определяли согласно примерам 1-14. Эти данные приведены в табл.2.

Пример 16 Как в примере 15, концентрация ПВК в растворе 3,0%

Пример 17. Как в примере 15, концентрация ПВК в растворе 5,0%.

Пример 18. Как в примере 5, но в качестве сенсибилизатора используют Родамин С, в качестве электропроводной подложки лавсановую пленку со слоем никеля, Полуспад потенциала определяют освещением монохроматным светом г. Я 345 мм и А 570 мм (первая полоса

собственного поглощения красителя) Результаты испытаний приведены в таблицах Пример 19. Как в примере 18, но в качестве подложки используют дюралюми- невую пластинку.

П р и м е р 20. Как в примере 15, но в качестве сенсибилизатора используют Родамин С, в качестве подложки - лавсановую пленку со слоем никеля, освещение монохроматным светом с Я 345 мм и )

570мм.

Пример 21. Как в примере 20, но в качестве подложки использовали дюралю- миневую пластину.

Граничные значения технологических

режимов обусловлены свойствами используемых материалов, особенностями процесса, конструкцией установки и возможностями оборудования. Так, повышение давления выше мм рт.ст. (пример 8)

приводит к карбонизации ПВК в испарителе и невозможности получить требуемую толщину напыляемого покрытия. Снижение давления ниже мм рт.ст., ограничивается типом используемых насосов и конструкций оборудования. Нижний предел температуры испарителей обусловлен температурой разложения ПВК и сублимации сенсибилизатора (примеры 8 и 9). При температуре испарителя для ПВК ниже 250°С (пример 9) напыление полимера не происходит, а при температуре испарителя для сенсибилизатора ниже 100°С (пример 8) получают бесцветный слой. При температуре испарителей выше верхнего предела (примеры 10 и 12) наблюдаются выбросы расплавленных продуктов, на пластинках могут появляться капли, неравномерное распределение и разложение сенсибилизатора. Капли распыляемого вещества на пла- стинках наблюдаются и при расстоянии пластинки от испарителя ниже 5 см. Верхний предел этого расстояния ограничен 15 см ввиДу больших потерь распыляемого вещества, значительная часть которого начи- нает напыляться на детали установки. Минимальная продолжительность напыления б мин необходима для получения предельной толщины покрытия 0,4 мкм при минимальных температурах испарителей (пример 14). При толщине фоточувствительного слоя менее 0.4 мкм его диэлектрические свойства не обеспечивают необходимого потенциала зарядки поверхности для измерения фоточувствительности. При продолжительности напыления 15 мин достигается предельная толщина напыляемого слоя 2,5 мкм, превышение которой нецелесообразно по технологическим и экономическим соображениям Так, получен- ный в примере 13 за 17 мин напыления слой толщиной 3,1 мкм, согласно табл.2, не имеет преимуществ перед слоем 2,5 мкм (пример 7).

Данные табл.2 показывают, что электрофотографические слои, получаемые согласно примерам 18 и 19, по своим параметрам

значительно превосходят аналогичные образцы, получаемые из растворов (примеры 19 и 20), хотя в слоях дюралюминевых подложек несколько худший показатель темново- го спада потенциала.

Таким образом, предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет значительно упростить технологический процесс, сэкономить материалы (исключаются растворители, снижается толщина слоя), до двух раз повысить фоточувствительность.

Формула изобретения Способ изготовления электрофотографического материала на основе органического фотопроводника, заключающийся в нанесении на электропроводящую подложку фотопроводникового слоя на основе пол- ивинилкарбазола и сенсибилизатора на основе красителей из класса родаминов, отличающийся тем, что, с целью упрощения и экономичности процесса, повышения качества материала за счет улучшения электрофотогра- фичееких параметров, преимущественно при толщине фотополупроводникового слоя менее 1 мкм, слой наносят в вакууме при давлении, равном 10 - 10 мм рт.ст, одновременным напылением поливинилкарбазола и сенсибилизатора, температура испарения которых равна соответственно 250-400 и 100-200°С, при этом зоны испарения разнесены в пространстве и расположены на расстоянии 5- 15 см от подложки.

Способ изготовления электрофотографических материалов относится к электрографии Сущность способа: одновременно в вакууме напыляют на электропроводящую подложку поливинилкарбазол и сенсибилизатор на основе красителя из класса родамина Процесс осуществляют при давлении, равном - мм ртст. Температура испарения поливинилкарбазола 250-400°С, сенсибилизатора - 100-200°С Зоны испарения разнесены в пространстве. Запыленме осуществляют в течение 6-15 мин 2 табл.

чочогические параметры прцесса вакуумного напыления

Таблица 1

/

Результаты измерения эпуитрофотогрэфических параметров

Таблице 2