Склад електропровідного шару електрофотографічного матеріалу

Изобретение относится к области бессеребряных фотографических материалов, а именно к составам электропроводящего слоя электрофотографического материала, применяемого для микрофильмирования и оперативной записи информации. Известны электропроводящие слои электрофотографических материалов, состоящие из металлов (никеля, золота, алюминия и др.) или окислов металлов (никеля, олова и др.) (Шафферт Р. Электрофотография. - М.: Мир, 1968. 448с.). Известны также электропроводящие слои, состоящие из (А.с. СССР №847808, кл. G03G5/02, 1979), висмута или сурьмы (А.с. СССР №619028, кл. G03G9/00, 1976). Такие слои на прозрачных полимерных (полиэтилентерефталатных) подложках получают, как правило, методом вакуумного напыления. Металлические слои отличаются высокой электропроводностью, однако сравнительно низким светопропусканием (оптическая плотность - более 0,1), а в тонком слое нестабильностью оптических и электрических характеристик вдоль поверхности подложки. Слои, состоящие из окислов или солей металлов, обладают недостаточной прочностью на изгиб и плохой адгезией к подложке. Кроме этого, все эти слои неоднородны, обладают неровной поверхностью, инжектирующей носители заряда в верхний регистрирующий фоточувствительный слой, что приводит к дефектности изображения. Известны электропроводящие слои, содержащие в своем составе полиэлектролиты, полимеры с активными функциональными группами (например, соли итаконовой кислоты, полимерные четвертичные аммониевые соли) и различные добавки, улучшающие адгезию слоев, их электропроводность и другие характеристики (А.с. СССР №730921, кл. G03G5/07, 1980; А.с. СССР №1038920, кл. G03G5/14, 1982). Электропроводящие слои из полиэлектролитов отличаются стабильностью электрических характеристик вдоль поверхности подложки, однородностью, гладкой поверхностью и не инжектируют носители зарядов а фоточувствительные слои. Однако такие слои обладают недостаточной электропроводностью (удельное сопротивление - более 107Ом при влажности 75отн.% и более 108Ом при влажности 45 и менее отн.%), а также низким светопропусканием, обусловленным введенными в слой непрозрачными или светорассеивающими добавками. Недостаточная электропроводность этих электропроводящих слоев не позволяет проводить оперативную запись информации при малых временах экспонирования, снижает качество полученного изображения, что исключает применение электрофотографических материалов с такими электропроводящими слоями для оперативной записи информации в современной аппаратуре. Известны электропроводящие слои электрофотографического материала, состоящие из сополимеров, содержащих не менее 90% звеньев N,N-диметил-3,5-метиленпиперидиний хлорида. Недостатком таких слоев является низкая электропроводность (удельное сопротивление более 5 × 107Ом при влажности 45 и менее отн.%) и низкая механическая прочность, особенно при повышенной влажности. Потеря прочности такого слоя при повышенной влажности из-за сильного набухания приводит к порче материала и полученного на нем изображения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является состав электропроводящего слоя электрофотографического материала, состоящий из сополимера 2-метил-5-винилпиридина с акриловой или метакриловой кислотами общей формулы: где или винилпиридина формулы: или с сополимера 2-метил-5монопропилмалеинатом где и ацетат калия при следующем соотношении компонентов, мас.% электропроводящий сополимер 90,90 - 97,08, ацетата калия 2,92 - 9,10 (А.с. СССР №1509819, кл. G03G5/10, 1989). Фоточувстви тельные слои, наносимые сверху на эти электропроводящие слои при изготовлении электрофотографических материалов, приготавливают поливом толуольных растворов фоточувствительных полимеров. Недостатком электропроводящих слоев прототипа является их растворимость в сильных полярных органических растворителях, что делает невозможным нанесение сверху слоя фоточувствительного полимера, растворенного, например, в дихлорэтане. Многие высокочувствительные полимеры и композиции растворяются только в полярных растворителях. В основу изобретения поставлена задача создания нерастворимого в органических растворителях электропроводящего слоя электрофотографического материала путем химической модификации электропроводящих сополимеров для того, чтобы обеспечить возможность полива на них фоточувствительных слоев из растворов, содержащих любой органический растворитель. Использование высокочувствительных фотополупроводниковых слоев позволяет повысить чувствительность электрофотографического материала в 3 раза. Поставленная задача достигается тем, что электропроводящий слой электрофотографического материала состоит из одного из сополимеров 2-метил-5-винилпиридина общей формулы (1) или (2) и эпихлоргидрина (10 30мас.%). В результате химической реакции эпихлоргидрина с сополимерами, содержащими 2метил-5-винилпиридин, происходит сшивка макромолекул, образование трехмерной структуры электропроводящего слоя. После этого он не набухает и не растворяется в воде и органических растворителях. Указанное содержание эпихлоргидрина оптимально. Уменьшение или увеличение содержания эпихлоргидрина приводит к ухудшению электропроводности или механических характеристик электропроводящего слоя. Отличительным признаком предлагаемого электропроводящего слоя электрофотографического материала является использование нового состава электропроводящего слоя, включающего эпихлоргидрин, что обеспечивает нерастворимость электропроводящего слоя. Электропроводящий слой указанного состава оптически однороден и прозрачен. Это позволяет изготовить электрофотографические материалы с высоким коэффициентом светопропускания. Оптическая плотность электропроводящего слоя (с подложкой) равна 0,05. Использование указанного отличительного признака в составах электропроводящих слоев электрофотографических материалов в литературе не описано. При анализе известных технических решений не обнаружено решений со сходными признаками, что позволяет считать предлагаемое техническое решение обладающим "существенным отличием". Составы и молекулярные массы электропроводящих сополимеров приведены в табл.1. Эпихлоргидрин квалификации "ч", МРТУ 6 - 09 - 4225 - 67, использовали без дополнительной очистки. Заявляемые электропроводящие слои приготавливают известным методом (А.с. СССР №1205120, кл. G03G5/06, 1986) - поливом на полиэтилентерефталатную подложку толщиной 100мкм растворов композиций. Растворитель смесь воды с этиловым спиртом (3 : 2 по объему). В растворе сшивка макромолекул происходит очень медленно, так как она ингибируется этиловым спиртом. Время жизни поливочного раствора 8 часов. Поливочный раствор приготавливают последовательным растворением сополимера и эпихлоргидрина в растворителе. Раствор фильтруют через бумажный фильтр и наносят на подложку из расчета 1мл на площадь 20см 2. Слой сушат при 65°C 30 минут. Толщина слоев от 2 до 10мкм, оптимальная - 5 - 8мкм. После сушки слой полностью сшит и не растворяется ни в воде, ни в каком-либо органическом растворителе. Соотношение компонентов предлагаемых электропроводящих слоев в мас.% приведено в табл.2. Пример 1 (по прототипу). Электропроводящий слой приготавливают поливом на полиэтилентерефталатную ленту раствора композиции калиевой соли сополимера 2-метил-5винилпиридина с метакриловой кислотой и ацетата калия. Толщина слоя - 6мкм. Полученный слой не растворяется в толуоле, растворяется в дихлорэтане, диметилсульфоксиде, диметилформамиде. Примеры 2 - 17. Электропроводящий слой приготавливают поливом на полиэтилентерефталатную подложку раствора композиции сополимеров I - IV и эпихлоргидрина. Толщина слоев 6 - 7мкм. Полученные слои не набухают и не растворяются в воде и в любом органическом растворителе. Слои по примерам 2 17 прозрачны, обладают глянцевой поверхностью, имеют хорошую адгезию к подложке и высокую электропроводность. Электропроводность слоев измеряют по ГОСТ 6433.2 - 71 универсальным вольтметром В7-26 с использованием плоских контактов шириной 1мм и длиной 10мм, расположенных параллельно на расстоянии 10мм друг от друга, прижатых к поверхности слоя грузом весом 240г. Образцы и измерительную ячейку помещают в эксикатор с насыщенным раствором нитрита калия (относительная влажность 45%) и выдерживают перед измерением не менее 24 часов. Оптическую плотность электропроводящего слоя (вместе с подложкой) определяют при помощи денситометра ДП-1 при комнатной температуре и относительной влажности 80%. Ме ханическую прочность слоев P определяют с помощью прибора ПИЭС-3 по ГОСТ 25895 - 83. В качестве меры механической прочности слоя при этом используется минимальная нагрузка P (г), при которой начинает наблюдаться на поверхности слоя видимый след от шарика диаметром 1мм. Условия измерения - температура 25°C, влажность воздуха 70отн.%. В качестве фоточувствительного слоя, наносимого сверху на предлагаемые электропроводящие слои при изготовлении электрофотографических материалов, используют композицию трифениламина (ТФА) в поликарбонате ПК-6 (ПК), сенсибилизированную к видимой области спектра добавлением тетрафторбората 2,4-дифенил-6-(пметоксистирил)пирилия (ДФМСП) (Патент США №4450218, кл. G03G5/14, 1984). Фоточувстви тельные слои приготавливают поливом на высушенный электропроводящий слой дихлорэтанового раствора фоточувствительной композиции. Толщина фоточувствительных слоев 4мкм. Предлагаемые электропроводящие слои в дихлорэтане не растворяются и не набухают. Образцы электрофотографических материалов исследуют на обычной электрофотографической установке с вибрирующим зондом. Зарядку осуществляют тритиевым ионизатором. Фоточувствительность к монохроматическому свету рассчитывают по полуспаду поверхностного потенциала. Влажность воздуха при изменениях ~70отн.%. Составы фоточувствительных слоев и характеристики электрофотографических материалов, приготовленных на основе известного (по прототипу) и предлагаемых электропроводящих слоев, приведены в табл.3. В состав фоточувстви тельного слоя, поливаемого на электропроводящий слой по прототипу входит поливинилкарбазол (ПВК) и сенсибилизатор 2,6ди(п-гептилфенил)пирилий тетрафторборат (СПС1). Толщина этого фоточувствительного слоя 4мкм. Из табл.3 следует, что электрофотографические материалы, изготовленные с применением предлагаемых электропроводящих слоев, обладают хорошими зарядными свойствами (достигается поверхностный потенциал 330 - 350В при положительной и отрицательной зарядке фоточувствительного слоя), работоспособны при положительном и отрицательном потенциале зарядки, имеют низкий остаточный потенциал и превосходят ~ в 3 раза по фоточувстви тельности электрофотографические материалы, изготовленные с применением электропроводящего слоя по прототипу.