ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ Советский патент 1974 года по МПК G03G5/04 G03G5/43 

1

Изобретение относится к фоточувствительным материалам для электрофотографии.

Известен фоточувствительный материал, состоящий из нефотопроводящего волокнистого материала, например волокон бумаги, и смолы. Однако такой фоточувствительный 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, серннстый кадмий, селенистый кадмий,

силикат цинка, сульфоселенид кадмия и ряд

других веществ.

При волочении нредпочтение отдается фибридам, в то время как для изготовления тканых листов предпочтительны обычные волокна. Кроме онисанных связующих и пигментов в состав волокна можно вводить неорганические связующие, например стекло и диспергированные в нем фотополупроводники. Фотополупроводники, используемые для образования подобных разнородных волокон, могут быть сенсибилизированы красителями. По предлагаемому способу можно изготовлять не только разнородные, или двухфазные, но и однородные, или однофазные волокна. KpoiMe волокон, изготовленных полностью из одного материала, обладающего электрофотопроводимостью, можно использовать смеси

фотополупроводников и нефотопроводящих материалов. Так поливинилкарбазол с определенным молекулярным весом может оказаться превосходным фотополупроводником, обладающим, однако, физическими свойствами, необеснечивающими получения из него

высококачественных волокон. В этом случае фотонолупроводник 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 обеснечить физическую прочность и фотопроводимость конечного волокна. Надо отметить, что ни фотополупроводник, ни упрочняюш,ая его добавка пе обязательно должны являться синтетическим полимером. Любой из комнонентов 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 ноливинилкарбазол, антрацен, поливинилантрацен, антрахинон, производные 4-диметиламинобензилиденбензгидразида,производные

ацилгидразопа, 1,3,4-оксадиазол, производные триазола, 2,5-ди- (4-диметиламинофенил) -1,3,4триазол, производные пиразолина, например 1,3-дифепил-5-(п-диметиламинофенил)-пиразолин, производные имидазолона, например 4- (п-диметиламинофенил) -5-фенилимидазолон, производные имидазолтиона, например 4- (птриметиламинофенил)- 5- фенилимидазОлтион, 2- (4-метоксифенил) бензтиазол, 2-фенилбензоксазол. Фотопроводяпхие материалы могут быть также получены образованием комплексов перепоса заряда с помош;ью кислот Льюиса (акцепторы электронов) и любой смолы, не являюш.ейся фотопроводяшей. Из таких смол можно перечислить фенолальдегидные, эпо- ксидные, феноксидные, поликарбоновые, меламиновые, полиамидные, полиуретановые, ароматические силиконы, полистирол, поли- (2-винилхинолин), ПОЛИ- (3,3-диметилдифенилен4,4), поливинилксилол, поли-(2-винилнафталин), полииндеп, поливинилимидазол, поли- (3винилпирен), а также их смеси и сополимеры. К кислотам Льюиса относятся фенилуксусная, .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-З-нитро-З-бензолфосфиповая кислота, 4-питрофенол, пикриновая кислота, уксусный, янтарный, малеиновый, фталевый, тетрахлорфталевый ангидриды, ангидрид хризе,н-2,3,8,9-тетракарбоновой кислоты, хлористый алюминий, хлористый цинк, хлористое железо (П1), четыреххлористое олово, треххло.ристый мышьяк, двуххлористое олово, нятихлористая сурьма, трехфтористый бор, треххлористый бор, 1,4-бензохинон, 2,5-дихлорбензохинон, 2,6-дихлорбепзохинон, хлоренил, 1,4пафтохинон, 2,3-дихлор-1,4-нафтохинон, антрахинон, 2-метилантрахинон, 1-хлорантрахинон, фенантренхинон, аценафтохинон, пирантренхиион, трпзенхинон, тионафтохинон, антрахипон, антрахинон-1,8-дисульф10кислота, апилид 1,4-нафтохинон-2-сульфокислоты, трпфталоидбензол, 2,6-дихлорбензальдегид, 2-этокси-1-нафтальдегид, антрацен-9-альдегид, пирен-3-альдегид, оксиндол-2,6-диальдегид, ниридин-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 фотополунроводников 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 фотопроводяш,ий материал можно превратить в волокно одним из обычных способов прядения. Диаметр волокна не имеет большого значения и может изменяться в широком дианазоне. Фотонолупроводники, например окись цинка, могут быть получены с диаметром частиц 0,2- 0,5 мк.

Кроме обычных методов прядения можно прибегнуть и к другим способам изготовления фотопроводяш,их волокон, описанным, например, в методике получения фибридов. Можно также изготовить фибриды разнородной структуры с большим содержанием фотополупроводника. Такие фибриды представляют собой предпочтительный тин 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, чрезвычайно трудно или практически совсем не поддаюшимися 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 фотопроводяш,его материала зависит от входяших в его состав вешеств. 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

каскадным методом, магнитной кис1ыо или любым другим известным способом.

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

Пример 1. 1 вес. ч. полиакрилонитрила растворяют в 10 вес. ч. М,Ы-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 1Динк). 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 м.м. В результате мокрого прядения получают волокно несмятой структуры, которое загружают в лабораторную установку Валлей на 0,5 кг, ко1ще11трация 0,75% (10 л воды на 75 г волокна). Волокно выволачивают в течение 2 час с помощью 4,5 кг груза. Затем на ручной лабораторной мащине 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 номощью системы заряжающих электродов с двойной короной. Отрицательно заряженную сторону листа 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 г 1,Ы-диметилформамида добавляют 13,5 г окиси цинка, онисанной в примере 1, и 7 мг красителя бромфенол синий. Смесь выливают тонкой струей в 1,5 л глицерина, находящегося в смесителе, вращающе.мся с большой 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 бумагонодобный продукт имеет синеватый оттенок.

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

П р II м с р о 30 г эпоксидной смолы из эппхлоргидрина и бисфенола А и 0,5 г метилендианилина (для отверждения эпоксидной смолы) растворяют в 65 г тетрагидрофурана.

В этот раствор добавляют 5 г свободного от металла фталоцианина, диспергированного в растворе нри размешивании. Полученную жидкость вливают тонкой струей в 1,6 л 0,25%-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлозы и размешивают в смесителе при 12°С. Полученные фибриды многократно промывают водой и повторно диспергируют в воде до концентрации 0,75%.

Из повторно диспергированного волокна изготавливают лист, подвергаемый в течение 1 мин прессованию при давлении 45 гк/см и температуре 175°С. В результате имеют высокопрочный ласт с синим оттенком. Изображение получают аналогично описанному в иримере 1, только положительно заряженную сторону листа экспонируют проецируемым увеличенным негативным кадром микропленки через оптический 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.

П р и м е р 4. К 20 г частиц окиси цинка, описанной в примере 1, добавляют 20 г 15%ного раствора сонолимера 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 красителя бенгальская роза. После размешивания смесь вливают TOHKOII струей при 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 диснергируют в 4,55 л воды в большом высокоскоростном смесителе. Из дисперсии вручную готовят небольшой лист, сушат и прессуют в течение 30 мин нри 170°С под давлением 170 кг/см-. В результате получают сильно фотопроводящую бумагу.

Лист сначала экспонируют репродуцируемым освещенным изображением и проявляют с применением магнитной кисти. Подключенное к кисти напряжение постоянного тока 100 в подведено к нодложке за листом, нричем в качестве носителя используют порошкообразный магнетит, а в качестве проявляющего порошка - пигментированный сажей полистирол. Полученное изображение нагревают для снлавления. В результате получают

высококачественную копию.

Пример 5. Повторяют процесс, описанный в нримере 4, только к повторно диспергированным фибридам добавляют водную дисперсию, содержащую 4 г нитей нейлона 66,

полученных обычным прядением, и, кроме то