DE1163674B - Verfahren zur Herstellung von Reproduktionsmaterial fuer die Elektrophotographie - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 4057IW PATENTAMT Internat. Kl.: G 03 c

AUSLEGESCHRIFT

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche Kl.: 57 b-10

1 163 674
O6506IXa/57b
16. Dezember 1958
20. Februar 1964

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Reproduktionsmaterial, das in elektrophotographischen Verfahren zu verwenden ist.

Das in elektrophotographischen Verfahren zur Verwendung gelangende Reproduktionsmaterial besteht aus einer Metallplatte, die mit einem photoleitfähigen Material in der Form einer darauf haftenden Schicht überzogen ist, wobei diese Schicht amorphes oder alphamonoklines Selen in einem thermoplastischen, synthetischen, polymeren Bindemittel, ζ. Β. ίο Polystyrol, Chlorkautschuk, Silicon-, Acrylsäure- oder Vinylchlorid-Vinylacetat-Polymerisate bzw. -Mischpolymerisate, dispergiert enthält. Auch ist ein elektrophotographisches Reproduktionsmaterial bekannt, das aus einer Papierunterlage bestellt, die mit gleichförmig in einem isolierenden Bindemittel, z. B. Polyvinylacetat, suspendierten Teilchen eines Photoleiters, vorzugsweise Zinkoxydteilchen, überzogen ist.

Um ein richtiges Funktionieren des elektrophotographischen Verfahrens zu gewährleisten, war es bei der Herstellung des vorgenannten Reproduktionsmaterials nötig, das Bindemittel für den Photoleiter, also für die Selen- oder Zinkoxydteilchen, so zu wählen, daß der elektrische Widerstand des Bindemittels höher als 10¹⁰, vorzugsweise sogar höher als 10¹³ Ohm je Kubikzentimeter liegt. Außerdem müssen bei der Herstellung der vorstehend aufgeführten Schichten brennbare, organische Lösungsmittel verwendet werden, wodurch die Durchführung des Verfahrens nicht nur kostspielig, sondern bis zu einem gewissen Grade auch riskant wird. Auch die Verwendung von wäßrigen Dispersionen ist bekannt, mit denen Unterlagen zwecks Ausbildung der elektrophotographischen Schichten überzogen werden. Zu ihrer Herstellung werden Photoleiter und Bindemittel in Wasser dispergiert.

Die vorliegende Erfindung bietet eine verbesserte und vereinfachte Methode zur Herstellung von elektrophotographischem Reproduktionsmaterial, bei welcher die Verwendung organischer Lösungsmittel oder schwierig herzustellender und kostspieliger Dispersionen entfällt.

Das Verfahren zur Herstellung von elektrophotographischem Reproduktionsmaterial nach der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf eine elektrophotographische Unterlage eine wäßrige Lösung aufgetragen wird, welche ein Ammharz, das nach einer Kondensationsreaktion ein Bindemittel bilden kann, die photoleitfähige Substanz und gegebenenfalls Katalysatoren und/oder Aktivatoren für die Kondensationsreaktion enthält, Verfahren zur Herstellung von Reproduktionsmaterial für die Elektrophotographie

Anmelder:

Ozalid Company Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Traetzel, Patentanwalt,

Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 176

Als Erfinder benannt:

Arnold Tannenbaum, Woodford Green, Essex

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 17. Dezember 1957
(Nr. 39 167)

und daß die Kondensationsreaktion bis zum irreversibel wasserunlöslichen Zustand des Aminharzes durch Erwärmen der beschichteten Unterlage herbeigeführt wird.

Vorteilhaft wird das erfindungsgemäße Verfahren in der Weise ausgeführt, daß man die betreffende Unterlage mit einer wäßrigen Suspension beschichtet, welche eine photoleitfähige Substanz suspendiert in einer wäßrigen Lösung von zur Bildung eines Aminharzes befähigten Komponenten enthält, das Wasser aus der auf die Unterlage aufgebrachten Suspension entfernt und dann mit Hilfe eines Katalysators und/oder durch Erwärmen die bindemittelbildenden Komponenten in ein irreversibel unlösliches Aminharz verwendelt.

Die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren gehörende Erwärmung erfolgt vorzugsweise auf eine Temperatur von 100° C oder höher, weil so daß bei der Entstehung des wasserunlöslichen Aminharzes frei werdende Wasser am leichtesten entfernt wird.

Der Katalysator für die Aminharzbildung kann der wäßrigen Suspension, welche die gelösten Komponenten und die photoleitfähige Substanz enthält, zugefügt werden. Ebenso kann man den Katalysator der wäßrigen Lösung der Komponenten zusetzen, ehe die photoleitfähige Substanz hinzukommt, wobei die Vorstufen der Aminharzbildung bei Zimmertemperatur ablaufen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die beschichtete Unterlage in Gegenwart eines

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gasförmigen Katalysators zu erhitzen. Man kann auch die mit der erfindungsgemäßen wäßrigen Suspension beschichtete Unterlage trocknen und liegen lassen, wobei sich bei der Lagerung das wasserunlösliche Aminharz bildet.

Das Verhältnis von Aminharz zu photoleitfähiger Substanz in den erfindungsgemäßen wäßrigen Suspensionen kann in weiten Grenzen schwanken. Vorzugsweise liegt das Verhältnis zwischen 5:1 und 1: 5.

Füllstoffe, Wachse, Weichmacher, Mittel zur Verhütung einer Verfärbung, Mittel zum Wasserdichtmachen oder Sensibilisatoren können der Suspension zugesetzt werden, indem man sie im Dispersionsmittel entweder löst oder suspensiert.

Jede photoleitfähige Substanz kann verwendet werden, z. B. feinverteiltes Zinkoxyd oder jede der bekannten photoleitfähigen organischen Substanzen, wie z. B. Anthracen.

Es kann jeder Katalysator verwendet werden, welcher die Aminharzbildung beschleunigt. Zum Beispiel haben sich Lösungen von Hexamethylentetramin oder Ammoniumthiocyanat in der Praxis bewährt.

Die spektrale Empfindlichkeit des erfindungsgemäß hergestellten elektrophotographischen Materials kann durch Zufügung sensibilisierender Substanzen geändert werden.

Die bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung mit Vorteil verwendeten Bindemittel sind, wie schon oben ausgeführt, Aminharze. Man trägt die wäßrige Lösung eines solchen, noch nicht auskondensierten Aminharzes, z. B. eines Amin-Formaldehyd-Harzes, mit einer darin enthaltenen photoleitfähigen Substanz auf eine geeignete Unterlage auf und führt anschließend das Aminharz in eine hydrophobe, in Wasser unlösliche Form über.

Beispiele für Aminharze, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden können, sind die folgenden:

Harnstoff-Formaldehyd-Harz,

Melamm-Formaldehyd-Harz,

Anilin-Formaldehyd-Harz,

Thioharnstoff-Formaldehyd-Harz,

Cyanamid-Formaldehyd-Harz,

Dicyandiamid-Formaldehyd-Harz.

Auch Mischungen der vorgenannten Aminharze sind für das erfindungsgemäße Verfahren brauchbar.

Zum Beispiel kann man ein geeignetes Bindemittel für die photoleitfähige Substanz aus einem wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Harz bilden.

Jede elektrophotographische Unterlage ist für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, z. B. Unterlagen aus Papier, Metall oder Kunststoff. Es kann von Vorteil sein, die Unterlage vor der Beschichtung mit der wäßrigen Suspension aus gelöstem Aminharz und photoleitfähiger Substanz mit einer geeigneten Zwischenschicht zu versehen. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung umfaßt daher auch die Verwendung von Unterlagen mit einer Zwischenschicht, die dann mit der wäßrigen Suspension aus gelöstem Aminharz und photoleitfähiger Substanz beschichtet werden.

Bei Verwendung einer Unterlage aus Papier ist es wünschenswert, daß die Zwischenschicht die Faserstruktur des Schichtträgers gegen die wäßrige erfindungsgemäße Beschichtungsmischung isoliert. Stets soll die Zwischenschicht elektrisch leitend sein und einen elektrischen Widerstand von etwa 10⁵ bis 10'Ohm je Kubikzentimeter besitzen. Sie muß in der wäßrigen Beschichtungsmischung unlöslich sein.
Jede geeignete Zwischenschicht kann verwendet werden. Beispielsweise haben sich Celluloseacetat-Polyvinylidenchlorid, Polyvinylalkohol-Kasein, PoIyvinylacetat oder Mischungen daraus in der Praxis als geeignet erwiesen. Gegebenenfalls macht man die Zwischenschicht elektrisch leitend, indem man ihr Elektrolyten zufügt.

Nach dem erfindungsgemäßen Erwärmen kann man faserhaltige Unterlagen nötigenfalls wieder auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5% bringen, um die niedrige Leitfähigkeit zu erhöhen, die sie infolge der während des Erwärmens erlittenen Trocknung besitzen.

Wie bereits oben im Zusammenhang mit den bekannten elektrophotographischen Materialien erwähnt wurde, muß der elektrische Widerstand des Bindemittels über 10¹⁰ Ohm je Kubikzentimeter liegen. Durch die Umwandlung des auf die Unterlage aufgebrachten wasserlöslichen Aminharzes in seine wasserunlösliche Form wird der elektrische Widerstand so weit erhöht, daß das Aminharz für die Verwendung in elektrophotographischen Verfahren brauchbar wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann also der Grad der Umwandlung des Harzes so gewählt werden, daß sich ein Bindemittel mit einem vorher bestimmten elektrischen Widerstand ergibt.

Wie bereits erwähnt, liegt das Gewichtsverhältnis

des festen Aminharzes zur photoleitfähigen Substanz in der erfindungsgemäß erhaltenen elektrophotographischen Schicht zwischen 5:1 und 1: 5. Bei der Verwendung von feinverteiltem Zinkoxyd ist das beste Verhältnis 2 V2 Gewichtsteile photoleitfähiges Zinkoxyd zu 1 Gewichtsteil Aminharz. Diese MengenVerhältnisse können abgeändert werden, wenn man ein Reproduktionsmaterial herstellen will, das lichtempfindlicher oder weniger lichtempfindlich ist.

Es hat sich gezeigt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Umwandlung des Aminharzes in eine wasserunlösliche Form nicht vollständig durchgeführt werden muß, um ein Reproduktionsmaterial von geeignetem elektrischem Widerstand zu erhalten. Erforderlich ist, daß das wasserlösliche Material mit dem fur elektrophotographische Verfahren zu geringen elektrischen Widerstand in eine wasserunlösliehe und möglichst auch in eine in Lösungsmitteln unlösliche Form umgewandelt und dabei der elekirische Widerstand auf einen Wert erhöht wird, der das fertige Material für elektrophotographische Verfahren gut geeignet macht.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher beschrieben, die nur der Illustration der Erfindung dienen, diese aber nicht auf die Beispiele beschränken sollen.

Beispiel

10 g photoleitfähiges Zinkoxyd von einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,2 μ werden in 8 g einer wäßrigen Melamin-Formaldehyd-Harzlösung dispergiert (90^fl/o feste Bestandteile). 1 ecm einer 2O°/oigen Hexamin-ethylentetraminlösung wird zugefügt und die Suspension gründlich gerührt. Man kann noch 20 ecm Wasser zufügen, um die Viskosität der Suspension auf 50 bis 100 cP einzustellen. Nach einem der bekannten und gebräuchlichen Beschich-

tungsverfahren wird die Suspension auf eine Papierunterlage aufgetragen. Die Schicht wird durch etwa 3 Minuten langes Erhitzen auf etwa 120° C und anschließende, etwa 5 Minuten lange Bestrahlung mit einer Infrarot-Lichtquelle in einem Abstand von 15 cm gehärtet.

Wenn nötig, kann die Papierunterlage wieder auf etwa 5^fl/o Feuchtigkeit eingestellt werden, indem man beispielsweise auf die Rückseite des elektrophotographischen Reproduktionsmaterials Wasserdampf einwirken läßt.

Bei geeigneten Lichtverhältnissen wird das Reproduktionsmaterial auf der Schichtseite mit einer elektrostatischen Ladung versehen und dann darauf von einer Kopiervorlage ein Bild projiziert, wodurch ein latentes elektrostatisches Ladungsbild auf dem elektrophotographischen Reproduktionsmaterial entsteht.

Das latente elektrostatische Ladungsbild wird vermittels eines geeigneten Entwicklerpuders sichtbar gemacht und das so entstandene Puderbild in geeigneter Weise fixiert, z. B. durch die Einwirkung von Hitze.

Beispiel 2

4 kg einer 5O°/oigen wäßrigen Harnstoff-Formaldehyd-Harzlösung werden in 101 Wasser gelöst. 3 kg photoleitfähiges Zinkoxyd mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,2 μ und 150 ml einer 20%igen Ammoniumthiocyanatlösung werden zugesetzt und die Suspension kräftig gerührt. Die Suspension wird sofort nach einem geeigneten Beschichtungsverfahren auf eine Unterlage aus Papier aufgetragen und bei 92° C getrocknet, woran sich noch ein Härteprozeß bei 130° C anschließt. Nach dem Härten kann der Feuchtigkeitsgehalt der Papierunterlage durch Dampf wieder erhöht werden.

Dabei hat sich ein Beschichtungsgewicht von etwa 50 g/qm als günstig erwiesen, jedoch kann das Beschichtungsgewicht in geeigneter Weise, z. B. durch Zusatz von Wasser, geändert werden.

Beispiel 3

2 g des Dinatriumsalzes von 2: 5-Bis-(p-sulphomethyl - aminophenyl) -1:3:4- oxdiazol werden in 10 ml destilliertem Wasser gelöst. In dieser Lösung werden 10 ml eines 60%igen Harnstoff-Formaldehyd-Harzes und 0,1 g Ammoniumchlorid gelöst und die Lösung auf eine saubere Aluminiumplatte gegossen. Das Wasser wird verdampft, um eine harte Schicht zu erzeugen, und wird noch einmal 3 Minuten lang durch Erhitzen bei 120° C gehärtet.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von elektrophotographischem Reproduktionsmaterial durch Bildung von photoleitfähigen Schichten, die außer photoleitfähigen Substanzen harzartige Bindemittel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine elektrophotographische Unterlage eine wäßrige Lösung aufgetragen wird, welche ein Aminharz, das nach einer Kondensationsreaktion ein Bindemittel bilden kann, die photoleitfähige Substanz und gegebenenfalls Katalysatoren und/oder Aktivatoren für die Kondensationsreaktion enthält, und daß die Kondensationreaktion bis zum irreversibel wasserunlöslichen Zustand des Aminharzes durch Erwärmen der beschichteten Unterlage herbeigeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Unterlage eine wäßrige Lösung eines Amin-Formaldehyd-Harzes, welche die photoleitfähige Substanz enthält, aufgetragen und durch Einwirkung von Hitze und/oder Katalysatoren in eine irreversibel wasserunlösliche Schicht umgewandelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Substanz der wäßrigen Aminharzlösung in Form von feinverteilten Partikeln, eines Sols oder einer Lösung zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren der wäßrigen Aminharzlösung vor den photoleitfähigen Substanzen zugesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichtete Unterlage in Gegenwart von gasförmigen Katalysatoren erhitzt wird.

6. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beschichtete Unterlage oberflächlich getrocknet und bei Zimmertemperatur gelagert wird, bis die Kondensationsreaktion bis zum irreversibel wasserunlöslichen Zustand des Aminharzes abgelaufen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage Papier verwendet wird, das vor dem Auftragen der photoleitfähigen Schicht mit einer Zwischenschicht gegen das Eindringen wäßriger Lösungen versehen wurde.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 958 355.

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