DE2411178A1

DE2411178A1 - Photoleitende schichtstruktur

Info

Publication number: DE2411178A1
Application number: DE2411178A
Authority: DE
Inventors: Jun Leon Morse Hecht; Leon Joseph Schwartz; Jun Gerald Max Spiegel
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1973-03-08
Filing date: 1974-03-08
Publication date: 1974-09-12
Also published as: AU474532B2; GB1458617A; CA1027000A; AU6638874A; JPS5724541B2; US3847606A; JPS5030526A

Description

im/xi/ .

PITNEY-BOWES, INC.,

Walnut and Pacific Streets, Stamford, Connecticut 06904 / USA

Photoleitende Schichtstruktur

Die Erfindung betrifft eine photoleitende isolierende Schichtstruktur und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Insbesondere betrifft die Erfindung das Gebiet der Serographie und der Elektrophotographie, speziell ein Verfahren und eine Struktur zum Schutz und zur Stabilisierung der für diese Verfahren verwendeten photoleitenden isolierenden Substanzen.

Beim xerographischen Verfahren wird ein elektrostatisches latentes Bild auf einem Bildträger oder einer Platte erzeugt, die einen im wesentlichen elektrisch leitenden Träger und auf diesem eine Schicht aus photoleitendem isolierendem Material aufweisen. Der Träger kann aus Papier

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oder Metall bestehen,

Es wurde bereits festgestellt, dass ein zweckmässiges elektrostatisches Bilderzeugungselement für xerographische Zwecke ein elektrisch leitender Träger beispielsweise aus Metall ist, der in Form eines Bleches, einer Folie, einer Trommel oder eines Bandes ausgebildet sein kann und auf seiner Oberfläche ein photoleitendes Material trägt, beispielsweise aus Selen oder anderen anorganischen Substanzen, wie beispielsweise Cadmiumsulfidselenid, Cadmiumsulfid, Zinkoxid sowie deren Gemischen. Als organische Stoffe haben sich PoIy-N-Vinylcarbazol und andere als Photoleiter für xerographische Bilderzeugungselemente bewährt. Solche elektrostatischen Bilderzeugungselemente zeichnen sich dadurch aus, dass sie elektrostatisch aufgeladen werden können und die so aufgenommene Ladung selektiv nach Massgabe eines Belichtungsmusters abbauen können.

Es hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, dass die beschriebenen elektrostatischen Bilderzeugungselemente eine Reihe von Nachteilen aufweisen. So wird die lichtempfindliche Oberfläche des Bilderzeugungselementes bei der Montage oder Gerätewartung leicht verunreinigt, so dass anschliessend hergestellte Kopien Qualitätseinbussen aufweisen. Weiterhin liegt es in der Natur des xerographischen Kopierverfahrens, dass die lichtempfindliche Oberfläche des Bilderzeugungselementes Abriebkräften ausgesetzt ist, die zu einer Abnutzung der photoleitenden Oberfläche führen. Die Bilderzeugungselemente müssen also relativ häufig ausgewechselt werden.

Auf der anderen Seite sind eine Reihe von Substanzen bekannt, die ausgezeichnete photoleitende Eigenschaften besitzen, bisher jedoch nicht in xerographisehen Verfahren eingesetzt

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werden konnten, und zwar insbesondere nicht in xerοgraphischen Kopiergeräten, da sie den in diesen Geräten auftretenden Abriebkräften nicht standhalten. So ist beispielsweise in der US-PS 3 658 523 ein Cadmiumsulfidselenid/Zinkoxid-Photoleiter beschrieben, der zwar ausgezeichnete photoleitende Eigenschaf ten aufweist, aus mechanischen Gründen aber nicht in xerographisehen Kopiergeräten verwendet werden kann.

Weiterhin hat die Praxis gezeigt, dass verbesserte xerographische Ergebnisse erzielt werden können, wenn zur Bildreproduktion der Toner mit einer magnetischen Bürste aufgebracht wird. Insbesondere dieses Aufbringen des Toners mit einer magnetischen Bürste bewirkt jedoch auf der photoleitenden Oberfläche des Bilderzeugungselementes starke Verschleisskräfte, insbesondere in Kopiergeräten. Bei Verwendung magnetischer Tonerbürsten müssen daher die Bilderzeugungselemente besonders häufig ausgewechselt werden, da ihre Fähigkeit zur Herstellung qualitativ einwandfreier Kopien rasch nachlässt.

Entsprechend sind bereits eine Reihe von Versuchen zum Schutz der Photoleiteroberflächen bekannt geworden. So ist beispielsweise aus den US-PSen 2 901 348, 3860 048, 3 146 145 und 3 617 265 bekannt, die Photoleiterschicht mit einem Überzug zu versehen. All diese bekannten Versuche konnten das Problem jedoch nicht ausreichend lösen. So sind die bekannten Überzugssubstanzen zunächst nicht mit der Vielfalt der eingesetzten photoleitenden Substanzen kombinierbar, da sie entweder mit diesen hinsichtlich ihrer physikalischen oder chemischen Eigenschaften unverträglich sind oder insofern,als sich verfahrenstechnische Unverträglichkeiten bei der Herstellung der geschützten Photoleiterschichten ergeben.

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Als eines für viele Beispiele solcher Nachteile des Standes der Technik sei das in der US-PS 3 617 265 beschriebene Verfahren diskutiert. Zur Herstellung des gewünschten geschützten Photoleiterelementes ist ein Erhitzen und Abschrecken erforderlich. Da die meisten photoleitenden Schichten jedoch Bindemittel auf der Basis eines organischen Harzes enthalten, ist dieses Verfahren zum Aufbringen der Schutzschicht von vornherein für all diese Photoleiterschichten kaum geeignet, da ein Erhitzen und Abschrecken die photoleitenden Eigenschaften solcher Bindemittel enthaltenden photoleitenden Stoffe äusserst ungünstig beeinflussen würde.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung also die Aufgabe zugrunde, eine Schichtstruktur der eingangs genannten Art zur Erzeugung elektrostatischer Bilder zu schaffen, bei der die auf einen Träger aufgebrachte photoleitende Schicht vor mechanischen Verschleisskräften wirkungsvoll geschützt ist, wobei die zu diesem Zweck verwendete Überzugsmasse mit praktisch allen photoleitenden Zusammensetzungen des Schichtmaterials verträglich sein soll und die photoelektrischen Eigenschaften der Photoleiterschicht nicht beeinträchtigen darf, und zwar weder durch physikalische oder chemische Unverträglichkeiten der Stoffe selbst, noch durch entsprechende verfahrenstechnische Unverträglichkeiten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss eine Schichtstruktur der genannten Art vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch eine zur Erzeugung elektrostatischer Bilder geeignete Schicht aus einem photoleitenden isolierenden Material und einen dünnenjgleichmässigen oberen Überzug aus Polyurethan, der auf der photoleitenden Schicht fest gebunden ist und im wesentlichen deren gesamte Oberfläche bedeckt.

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Vorzugsweise ist die Polyurethanschicht 0,5 - 2,5 /um dick und weist eine Ladungsaufnahme von mindestens 2,5 kV/,um, vorzugsweise mindestens 3,8 kV/,um, auf.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung also ein Verfahren und eine Schichtstruktur zum Schutz der Oberfläche von Photoleitern, die in elektrophotographischen und xerographischen Verfahren verwendet werden, wobei die Photoleiteroberfläche mit einem Überzug aus einer dünnen gleichmassigen Schicht eines Polyurethans überzogen wird. Dadurch wird der Photoleiter geschützt und werden seine photoleitenden Eigenschaften stabilisiert. Die Polyurethanschicht hat vorzugsweise eine Ladungsaufnahme von mindestens 2,5 kV/,um.

Mit dem Verfahren der Erfindung kann also ein elektrostatisches Bilderzeugungselement erhalten werden, das insbesondere im Rahmen der xerographischen Verfahren eingesetzt werden kann und das gegenüber den Elementen des Standes der Technik vor allem einen besseren Schutz der Photoleiteroberfläche gegen mechanischen Abrieb und Kontamination gewährleistet. Dadurch können auch solche photoleitenden Stoffe zur Erzeugung elektrostatischer Bilder verwendet werden, die besonders gegen mechanischen Abrieb anfällig sind. Insbesondere können solche photoleitenden Stoffe auch zur .Herstellung von Bilderzeugungselementen für xerographische Verfahren verwendet werden, da sie durch die Erfindung wirkungsvoll mechanisch gestützt und hinsichtlich ihrer photoleitenden Eigenschaften stabilisiert werden. Weiterhin werden die photoleitenden Oberflächen solcher Elemente wirksam gegen Kontamination geschützt.

Mit anderen Worten umfasst die Erfindung also im allgemeinsten Hinblick die Anwendung eines dünnen gleichmässigen

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fest haftenden Polyurethanüberzuges auf photoleitenden Oberflächen elektrostatischer Bilderzeugungselemente zum Schutz der Oberflächen gegen mechanischen Verschleiss und Kontamination chemischer und physikalischer Art.

Der Polyurethanüberzug nach der Erfindung muss vor allem ausserordentlich abriebfest sein. Ausserdem muss der Polyurethanüberzug eine nur äusserst geringe elektrische Oberflächenableitung aufweisen. Das verwendete Polyurethan muss also eine hohe dielektrische Festigkeit und einen hohen spezifischen elektrischen Oberflächenwiderstand aufweisen, so dass die auf die Polyurethanüberzüge aufgebrachte Ladung unter Umgehung der darunter liegenden photoleitenden Schicht abgebaut wird. Die gesamte Oberflächenableitung der verwendeten Polyurethane kann in der gleichen Weise bestimmt werden wie für Photoleiter an sich bekannt. Die Prüfungen werden dabei an dünnen Polyurethanüberzügen vorgenommen, insbesondere wird die Ladungsauf nahmef ähigkeit von Polyurethanschichten mit einer Dicke von 25 ,vm oder weniger geprüft. Bei der Prüfung durch Aufladung in einem Victoreen Electrostatic Paper Analyzer muss die Polyurethanschicht eine Ladung von mindestens 2,5 kV/,um, vorzugsweise von mindestens 3,8 kV/ /Um, aufweisen, um im Rahmen der Erfindung zufriedenstellende Ergebnisse zu liefern.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Der Polyurethanüberzug muss gegenüber dem photoleitenden Material inert sein. Es muss weiterhin auf diesem eine gute und feste Haftung aufweisen, so dass zwischen der photoleitenden Oberfläche und dem Polyurethanüberzug eine dauerhafte Verbindung hergestellt werden kann. Die Hafteigenschaften des Polyurethans müssen die Herstellung eines gleichmässigen Überzuges ermöglichen, ohne dass bei

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der Herstellung des Überzuges Lufttaschen oder andere Oberflächen unregelmässigkeiten entstehen, die die photoleitenden Eigenschaften des so erhaltenen Bilderzeugungselementes beeinflussen. Ausserdem muss der aufgetragene Polyurethanüberzug schnell an der Luft trocknen, um das Überzugsherstellungsverfahren einfach zu gestalten. Im Rahmen der praktischen Durchführung der-Erfindung hat sich gezeigt, dass man mit einem Polyurethan, das durch Verdanpfen des Lösungsmittels verfestigt und gehärtet wird, zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden.

Im Rahmen der Erfindung kann jedes an sich bekannte und zu diesem Zweck verwendete elektrisch leitende Trägermaterial zur Herstellung des elektrostatischen Bilderzeugungselementes verwendet werden. Insbesondere eignen sich die für xerographische Verfahren verwendeten Träger. Als besonders geeignete elektrisch leitende Stoffe zur Herstellung der Träger seien Metalle genannt, beispielsweise Aluminium oder Messing, ferner elektrisch leitfähig gemachtes Papier, graphitisierte oder metallisierte Mylar-Folie oder andere Träger.

Als photoleitende isolierende Substanzen können im Rahmen der Erfindung erfolgreich alle an sich bekannten bisher zum gleichen Zweck, insbesondere jedoch im Rahmen xerographischer Verfahren verwendete Photoleiter verwendet werden. Die geeigneten photoleitenden Substanzen müssen vor allem ausreichend gut und fest auf dem Trägermaterial haften. Als Beispiele für im Rahmen der Erfindung besonders geeignete photoleitende Substanzen seien genannt: Selen, Cadmiumsulfidselenid, Cadmiumsulfid, Zinkoxid, PoIy-N-Vinylcarbazol u.a. Als insbesondere bevorzugt wird ein Gemisch aus Cadmiumsulfidselenid und Zinkoxid angesehen, das auf einem geeigneten elektrisch leitenden Träger aufgebracht und durch einen dünnen gleichmassigen Polyurethan-

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überzug geschützt und elektrisch stabilisiert ein unübertroffenes elektrophotographisches Bilderzeugungselement liefertο

Der im Rahmen der Erfindung verwendete Polyurethanschutzüberzug muss die vorstehend beschriebenen physikalischen Eigenschaften aufweisen. Zusätzlich hat sich gezeigt, dass zufriedenstellende Ergebnisse erhalten werden, wenn der Polyurethanüberzug eine Ladungsfestigkeit von mindestens 2,5 kV//um Dicke, entsprechend 1000 V/mil, aufweist. Als besonders bevorzugte Praxis, die zu den besten Ergebnissen führt, hat sich die Verwendung eines Polyurethanüberzuges mit einer Ladungsaufnahme von mindestens 3,8 kV/,um Schichtdicke, entsprechend 15OO V/mil, ergeben. Insgesamt ist festzustellen, dass eine erfolgreiche Praxis der Erfindung wesentlich von den Kenndaten und Eigenschaften des verwendeten Polyurethans abhängt. Als besonders bevorzugt und unerwartet wirksam haben sich dabei Polyurethane mit den vorstehend spezifizierten Eigenschaften erwiesen.

Der Polyurethanschutzüberzug muss in der Weise auf die Photoleiteroberfläche aufgebracht werden, dass deren photoleitenden Eigenschaften nicht negativ beeinflusst werden. Vor allem muss bei der Herstellung der Polyurethanüberzüge darauf geachtet werden, dass deren Dicke nicht das Photoverhalten der darunter liegenden Photoschicht maskiert. Auf der anderen Seite muss die Schicht jedoch mindestens so dick sein, dass sie den gewünschten Schutz für die Photoleiterschicht bietet. Es hat sich gezeigt, dass zufriedenstellende Ergebnisse vorzugsweise im Bereich gleichmässiger Überzugsstärken im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 2,5 ,um erhalten werden. Insbesondere bevorzugt werden Schichtdicken für die Polyurethanüberzüge im Bereich von 1,0 - 2,0 ,um.

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Der Polyurethanüberzug kann in jeder an sich bekannten Weise aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufsprühen, Aufstreichen. Auftragen mit einem Mayer-Bügel oder einem Schaber oder durch Hin- und Herwalzen. In jedem Fall muss ein gleichmässiges Auftragen des Polyurethans und ein Ausbreiten zu einem gleichmässig dicken Überzug der gewünschten Schichtstärke herbeigeführt werden. Zusätzlich muss darauf geachtet werden, dass bei der Verwendung von Lösungsmitteln zum Aufbringen des Polyurethanüberzuges keine unerwünschten Wechselwirkungen zwischen dem Lösungsmittel und der Photoleiterschicht, insbesondere zwischen dem Lösungsmittel und dem Bindemittel der Photoleiterschicht, eintreten. Als besonders geeignete Lösungsmittel haben sich für die Erfindung zum Auftragen der Polyurethanüberzüge Isopropanol, Cellosolveacetat und Methylethylketon erwiesen. Der Fachmann kann jedoch auch ohne erfinderisches Zutun andere Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische einsetzen.

Die Auswirkungen und Einwirkungen mechanischer Abnutzung und Schleifeinwirkungen haben sich bei Verwendung von Photoleitersystemen mit gemischten Photoleiterpigmenten gezeigt, insbesondere für das vom photoelektrischen Standpunkt aus vorteilhafte System aus Cadraiumsulfidselenid und photoleitendem Zinkoxid. Solche photoleitenden Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise ein Bindemittel, das ein Pigment gemisch aus 20 - 70 % Cadraiumsulfidselenid und 30 - 80 % Zinkoxid, bezogen auf das Gesamtgewicht des Pigmentes, enthalt. Das Molverhältnis von Selen zur Summe von Selen und Schwefel im Cadmiumsulfidselenid beträgt vorzugsweise O,O5 - 0,7. Mit anderen Worten, wenn η die Anzahl der Schwefelatome bzw. Selenatome bedeutet, beträgt das Verhältnis (n(Se))/(n(S)+n(Se)) O,O5 - 0,7.

Wenn eine photoleitende isolierende Zusammensetzung aus

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Cadmiumsulfidselenid/Zinkoxid in xerographischen Geräten ohne Schutzüberzug verwendet wird, so werden die elektrischen Eigenschaften des Photoleiters so schnell und grundlegend verändert, dass seine Standzeit unter wirtschaftlich akzeptable Werte absinkt. Nach Auftragen eines oberen
Schutzüberzuges aus Polyurethan mit einer dielektrischen Festigkeit von mindestens 2,5 kV/,um wird jedoch selbst ein Cadmiumsulfidselenid/Zinkoxid-Bilderzeugungselement kommerziell einsetzbar.

Aus den in der Tabelle I gezeigten Daten ist leicht zu
entnehmen, dass insbesondere Oberflächen eines Cadmiumsulfidselenid/Zinkoxid-Photoleiters vor Poliereffekten
geschützt werden muss. Bei der Ermittlung der gezeigten Daten wurde das Polieren in den xerographischen Geräten durch Reiben der Oberflächen mit einem Wattebausch
simuliert.

Den in der Tabelle X gezeigten Daten kann entnommen werden, dass ein Cadmiumsulfidselenid/Zinkoxid-Photoleiter eine spürbare Abnahme der Auf ladbarkeit aufweist, und zwar
eine wesentlich stärkere als sie für die beiden Einzelkomponenten für sich beobachtet wird.

Tabelle I	vor	Aufladbarkeit Polieren	(V) nach	Polieren
Probe	72O 195 61O	- 79O - 27O - 64O	64O - 24O - 16O -	- 700 - 255 - 195
Cd(S₄Se) ZnO Cd(S,Se)/ZnO- Gemisch

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Die in der Tabelle I gezeigten Ergebnxsse lassen erkennen, dass die Cadmiumsulf idselenid- und Zinkoxidteilchen beim Polieren der Photoleiteroberfläche offensichtlich in Wechselwirkung miteinander treten.

In der Tabelle II ist der Einfluss des Verhältnisses Pigment zu Bindemittel (P/B) und des Verhältnisses Cadmiumsulf idselenid zu Zinkoxid auf die verbleibende Restauf ladbarkeit

dargestellt.

Tabelle II

Cd(S,Se)/ZnO

Bruchteil der Aufladbarkeit nach Polieren

P/B=3:l

P/B=6:l

P/B=9:l

100/0
75/25
5O/5O
25/75
10/90

0,85 0,79 O, 85 0,84 O, 92

0,91
O, 83
0,74
O, 50
0,69

O, 91 0,86 0,72 0,43 O, 45

In der Tabelle III ist der Poliermechanismus durch eine Simulation der Teilchenwechselwirkung durch Zerkleinern der trocknen Pigmentpulver vor der Formulierung dargestellt.

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Tabelle III

Probe Aufladbarkeit (V) Geschwindigkeits

bereich (fcs)

Cd(S,Se) 625 - 720 0,24 - 0,32

gemahlenes Cd(S,Se) 615 - 630 0,33 - 0,43

Cd(S,Se) + ZnO 575 - 580 0,13 - 0,19

Cd(S₁Se) + ZnO gemahlen 590 - 630 0,19 - 0,26

Cd(S₁Se) + gemahlenes ZnO 510 - 555 0,10 - 0,17

gemahlenes Cd(S,Se) +

gemahlenes ZnO 485 - 54O 0,16 - 0,27

Cd(S,Se) und ZnO zusammen vermählen 325 - 340 0,07 - 0,12

Die in der Tabelle III zusammengestellten Daten zeigen, dass allein durch eine mechanische Einwirkung auf das Cadmiumsulfidselenid die spürbaren Unterschiede nicht erklärt werden können, die beobachtet werden, wenn in den gemischten Pigmentsystemen die sehr viel härteren Zinkoxidteilchen die Oberfläche der Cadmiumsulfidselenidteilchen abschleifen. Durch Schmiermittel, wie beispielsweise Diphenylamin und Ton, die dem Gemisch zugesetzt wurden, konnte zwar die Polierbeständigkeit durch eine Herabsetzung der Wechselwirkung zwischen den Teilchen verbessert werden, jedoch wird durch den Polyurethanüberzug ein sehr viel wirksamerer Schutz erreicht. Beim vorstehenden Beispiel konnte ein verstärkter Dunkelzerfall infolge der Zerkleinerung nicht nachgewiesen werden. Dieser Effekt zeigte sich ausserordentlich deutlich an polierten Überzügen und ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die elektrostatische Ladung aufgrund der Reibung in die Bindemitteloberfläche inj-iziert wird. Durch eine dünne und gleichmässige obere Überzugsschicht aus Polyurethan gemäss der Erfindung wird ein positiver wirksamer Schutz

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gegen solche Effekte erhalten.
Beispiel 1

Ein Polyurethanharz mit einer Ladungsaufnahme von über 3,8 kV/yum Schichtdicke (im Handel erhältlich von Cargill Co. als 30 %ige Lösung unter der Bezeichnung "Cargill-X-1513-30": ein Urethan vom aliphatischen Typ mit einem Molekulargewicht im Bereich von 23000 - 25000) wurde auf die Oberfläche eines gemischtes Cadmiumsulfidselenid/ Zinkoxid-Pigaent enthaltenden Photoleiters in Stärken von 1-2 ,um aufgetragen. Die unterschiedlichen Schichtdicken wurden durch verdünnen der Polyurethanlösung auf verschiedene Feststoffkonzentrationen vor dem Beschichten erhalten. Je höher die prozentuale Feststoffkonzentration war, um so dicker war der Überzug. Ausserdem wurde eine Kontrollprobe ohne Überzug hergestellt. Die Photoleitereigenschaften wurden unter Verwendung eines modifizierten Victoreen Electrostatic Paper Analyzer gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

Verdünnung (Feststoffgehalt ) des Polyurethans Kontrolle 10 % 20 % 25 %

Aufladbarkeit (V) 1. Ladung 2. Ladung	91O 845	960 880	1010 960	1170 1030
Dunkelzerfall (max.) (V/s)	60	35	50	45
Geschwindigkeit, t 1/2 (fcs) (Mittel)	0,07	0,10	0,12	0,14

Aussetzen einer Spannung von 60 V (fcs) (Mittel)

0,21

0,20

0,33

2,00

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Die Proben, deren Daten in der Tabelle IV gezeigt sind, wurden anschliessend 25OO Bildzyklen unter simuliertem Polieren mit einer magnetischen Bürste ausgesetzt und anschliessend erneut geprüft. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle V zusammengestellt. -

Tabelle V

Polyurethanverdünnung Kontrolle IO % 20 %

Aufladbarkeit (V) 1. Ladung 2. Ladung	635 29O	9ΘΟ 89O	97O 97O
Dunkelzerfall (ipax.) (V/s)	. 1OO	HO	6O
Geschivindigkeit t 1/2 (fcs) (Mittel)	O,O9	0,10.	O₁Il

Aussetzen einer

Spannung von 6O V

(fcs) (Mittel) 0,16 O,17 0,24

Beispiel 2

Unter Verwendung der nachstehend aufgeführten Photoleiterzusammensetzung wurde ein photoleitender Versuchsgurt hergesteiltr

Pigmente

90 g Cd(S,Se) (Dunkelrot—Pigment; Ferro Corp.j Molenbruch Se/(S+Se) = O,36)

270 g ZnO (Photox 8Olϊ New Jersey Zinc Co.)

Bindemittel

133,4 g 45 %ige Polyurethanlösung (Estane 5715? B.F. Goodrich)

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in Methylethylketon.
Lösungsmittel

136,6 g Methylethylketon und
210,0 g Methylisqbutylketon.

Das Verhältnis Pigment zu Bindemittel betrug 6 t 1. Das Verhältnis Lösungsmittel zu Bindemittel 7:1. Der Gesamtfeststoffgehalt betrug etwa 5O Gew.-%, wobei die Pigmente im Verhältnis 25 Gew.-% Cadmiumsulfidselenid und 75 Gew.-% Zinkoxid vorlagen.

Da die Pigmente von der Polyurethanbindemittellösung nur schlecht benetzbar sind, wurde zur Herstellung einer glatten Dispersion folgendennassen verfahren:

1. 90 g Cadmiumsulfidselenid, 136,6 g Methyläthylketon, 21O g Methylisobutylketon und 5 g Polyurethan/Methyläthylketon-Lösung wurden 4 min lang in einer Kady-Mühle vermählen.

2. 270 g Zinkoxid und weitere 5 ,g Polyurethan/Methyläthylketon-Lösung wurden zu der vorstehend erhaltenen Mischung gegeben und weitere 5 min lang miteinander vermählen.

3. Die verbliebenen 123,4 g Polyurethan/Methyläthylketon-Lösung wurden dann ebenfalls in die Mühle gegeben und weitere 5 min lang vermählen.

4. Das so erhaltene Gemisch wurde dann in eine Kugelmühle überführt, 3O min lang vermählen und zweimal durch ein Käsetuch filtriert.

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Nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren wurde eine glatte Dispersion mit einer Viskosität von ca. 2000 cP nach Netzenlassen über Nacht erhalten. Nach erneutem Filtrieren der Dispersion durch ein Käsetuch wurde die Dispersion auf einen metallisierten Mylar-Gurt mit einem Spachtel aufgestrichen. Nach Trocknen an der Luft (O,5 - 1,5 h) wurde eine Cargill-X-1513-30-Polyurethanlösung aufgetragen, die auf einen Peststoff gehalt von 11,5 % verdünnt worden war. Der Überzug wird in der gleichen Weise wie die Photoschicht aufgetragen. Die erhaltene Beschichtung fühlte sich sehr glatt an und hatte eine Dicke von insgesamt 43,2 ,um.

Nach dem Trocknen an Luft über Nacht wurde der Gurt in einem handelsüblichen xerographischen Kopiergerät geprüft. Es wurden 13000 einwandfreie Kopien mit starkem Kontrast erhalten.

Beispiel 3

Ein weiterer photoleitender Gurt wurde nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei jedoch folgende Änderungen vorgenommen wurden:

1. Als Cadmiumsulfidselenid wurde ein Pigment verwendet ("Maroon"-Pigmentτ Ferro Corp.), dessen Molverhältnis Se : Se + S 0,51 betrug; es wurde statt dessen kein Dunkelrot-Pigment verwendet.

2. Das Pigmentverhältnis betrug 35 % Cadmiumsulfidselenid zu 65 % Zinkoxid.

3. Die Viskosität der Dispersion betrug etwa 1500 cP nach 1,5 h Vermählen in der Kugelmühle.

Die Photoleiterschidht und der obere Überzug wurden, wie im Beispiel 2 beschrieben, hergestellt. Die fertige Beschichtung

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hatte eine Gesamtdicke von 50,8 Aim. Der so erhaltene photoleitende Gurt wurde in ein handelsübliches xerographisches Kopiergerät eingesetzt. Es wurden 2500 Kopien hervorragender Qualität erhalten, ohne dass die geringste Verschlechterung der Kopiequalität beobachtet wurde.

Beispiel 4

Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde mit der Abänderung wiederholt, dass als photoleitende Schicht eine ,Schicht aus PoIy-N-Vinylcarbazol und Trinitrofluorenon verwendet wurde. Durch Auftragen der Überzugsschicht wurden die Photoleitereigenschaften des Bilderzeugungselementes in keiner Weise negativ beeinflusst, während die Gesamtzahl seiner Aufladungen bzw. die Gesamtzahl einwandfreier Kopien ganz wesentlich erhöht werden konnten.

Beispiel 5

Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde mit der Abänderung wiederholt, dass als Photoleiterschicht amorphes Selen verwendet wurde. Es wurden die gleichen relativen Ergebnisse,wie im Beispiel 4 beschrieben, erhalten.

Beispiel 6

Zur Darstellung des Einflusses des Polyurethanüberzuges der Erfindung wurde folgender Vergleich durchgeführt:

Ein Polyurethan mit einer Aufladbarkeit von weniger als 2,5 kV/ /um Schichtdicke (KJ Quinn Co.; Handelsname "Quinn 2780") wurde in dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle VI zusammengefasst.

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Tabelle VI	- 18 -	-	875 850 45	2411178
		Vor Polieren IO %* ' 15 %*	Nach Polieren Ϊ25ΟΟ Zyklen) 2O %* 15 %*
Aufla dbarke it 1. Ladung 2, Ladung Dunkelzerfall (V/s)	(V) (max)	83O 775 35	84O 630 815' 400 80 110

Geschwindi gkeit (fcs) (Mittel)

Aussetzen einer Spannung von 6O V (fcs) (Mittel)

O,O9

0,15

O,

O,17

O,16

O,3O

0,10

0,28

*Polyurethan, verdünnt auf % Feststoffkonzentration

Die vorstehenden Daten zeigen, dass Schutzüberzüge der Erfindung insbesondere xerographische Photoleiter schützen und stabilisieren. Die Überzüge der Erfindung sind vor allem für Photoleiter aus einem Gemisch von Cadmiumsulfidselenid und photo leitendem Zinkoxid als gemischtem Photoleiter geeignet. Das verwendete überzugsmaterial sollte vorzugsweise ein Polyurethan mit einer dielektrischen Festigkeit von mindestens 2,5, vorzugsweise mindestens 3,8, kV/,um sein.

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Claims

Patentansprüche

. 1.. Photoleitende isolierende Schichtstruktur, gekennzeichnet "" durch eine zur Erzeugung elektrostatischer Bilder geeignete Schicht aus einem photoleitenden isolierenden Material und einen dünnen- gleichmässigen oberen überzug aus Polyurethan, der auf der photoleitenden Schicht fest gebunden ist und im wesentlichen deren gesamte Oberfläche bedeckt.
2. Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethanüberzug eine Dicke von 0,5 — 2,5 ,um hat.
3. Struktur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethanuberzug eine Ladungsaufnahmefähigkeit von mindestens 2,5 kv/yum Dicke hat.
4. Struktur nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethanüberzug eine Ladungsaufnahniefähigkeit von mindestens 3,8 kV/,um Dicke hat.
5. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das photoleitende isolierende Material ein Gemisch aus Cadmiumsulfidselenid und photoleitendem Zinkoxid ist.
6. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethanüberzug eine Schichtdicke von 1-2 ,um aufweist.
7. Verfahren zur Herstellung der Strukturen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durch Aufbringen einer Photoleiterschicht

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auf einen Träger und Trocknen der Struktur, dadurch gekennzeichnet, dass man ein aliphafcisches Urethan gelöst in Isopropanol, Cellosolveacetat oder Methyläthylketon zur Herstellung des Polyurethanüberzuges auf die Photoleiterschicht aufträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Beschichtung verwendete Polyurethanlösung 5-25 Gew.-% Polyurethan enthält.
9. Struktur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Cadmiumsulfidselenid/Zinkoxid-Pigment 20 - 70 % Cadrniumsulfidselenid und 30 - 80 % photoleitendes Zinkoxid, bezogen auf das Gewicht des gesamten Pigments, enthält.
10. Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Photoleiterschicht Polyurethan als Bindemittel enthält.
11. Verwendung der Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 9 oder IO als Bilderzeugungselement in xerographischen Verfahren.

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