<Desc/Clms Page number 1>
Durch elektrische Ladung lichtempfindlich zu machendes Papierblatt für die elektrophotographische Reproduktion von Bildern
Beschichtetes Papier, welches lichtempfindlich gemacht werden kann, ist für die Zwecke der elek- trophotographischen Wiedergabe von Bildern bekannt. Es wird dazu benützt, einen Positiv- oder Negativ- druck mittels eines Vierschrittverfahrens herzustellen. Das Papier wird zuerst dadurch lichtempfindlich gemacht, dass die beschichtete Seite des Papiers im Dunkeln eine negative elektrostatische Abdeckungs- ladung erhält, beispielsweise durch lonenübertragung aus einer Koronaentladung. Das Blatt wird sodann nach irgend einem herkömmlichen photographischen Verfahren belichtet, wodurch die elektrostatische
Ladung in den belichteten Bereichen vermindert wird oder verschwindet, wogegen sie in den maskierten
Bereichen erhalten bleibt.
Das latente, auf dem Papier befindliche Bild wird sodann dadurch entwickelt, dass man auf die belichtete Oberfläche ein Harzpulver, im folgenden"Toner"genannt, das eine elektrische Ladung hält, aufbringt. Das Pulverbild wird alsdann durch Schmelzen des Harzpulvers fixiert ; indem es auf der Papieroberfläche niederschmilzt, erhält man ein haltbares Bild, dessen Kontrastreichtum von der Pigmentierung des Töners bestimmt ist.
Der für die direkte Herstellung von Kopien bestimmte Töner muss farbtragend, d. h. farbig sein. Die Farbe kann durch die natürliche Pigmentation des verwendeten Harzes, oder durch ein von diesem getragenes Pigment geliefert werden. Der Töner wird von den Bildflächen festgehalten, um ein direktes Bild zu ergeben, oder aber von den Hintergrundsbereichen, um ein umgekehrtes Bild zu liefern, je nach seiner Polarität hinsichtlich der zu entwickelnden Oberflächenbereiche. Wenn der Töner mit Bezug auf die zu entwickelnde Bildfläche positiv geladen ist, erhält man ein direktes Bild, ist der Töner mit Bezug auf die Bildfläche negativ geladen, so erhält man ein Umkehrbild.
Papiere dieser ein entwickeltes Bild tragenden Art eignen sich zur Verwendung als lithographische Druckplatten. Derartige Druckplatten werden vermittels eines Töners bereitet, der nach dem Schmelzen eine Oberfläche liefert, die durch lithographische Druckfarbe benetzt wird. Harze, wie Kopal, Sandarac, "Vinsol" (ein Naturharz das aus Nadelhölzern gewonnen wird ; ein Erzeugnis der Hercules Powder Co.), Rosin, als auch Hartwachse können als Töner für diese Zwecke verwendet werden. Beim lithographischen Druck wird das Blatt mit Wasser behandelt, um die Hintergrundsbereiche wasserannehmend zu machen und die Farbe haftet an den wasserabstossenden Buchstaben oder Bildbereichen des Blattes, aber nicht an den Hintergrundsbereichen.
Diese Farbe wird sodann auf ein anderes Papierblatt übertragen, wozu man sich einer lithographischen Druckpresse bedient. Aus diesem Grund besteht der letzte Schritt in der Erzeugung einer Druckplatte dieser Art darin, dass man die Hintergrundsbereiche der Platte wasserannehmend macht, damit sie nach Behandlung mit Wasser von einer lithographischen Farbe nicht benetzt werden.
Der Ausdruck "elektrophotographisches Master" wird in vorliegendem Zusammenhang verwendet, um ein Blatt zu bezeichnen, welches befähigt ist, ein Bild durch elektrophotographische Reproduktion zu erhalten, das aber ein solches Bild nicht trägt, und welches ferner vermöge Form und Abmessungen auf der Walze einer lithographischen Druckpresse oder einer lithographischen Bürovervielfältigungsmaschine befestigt werden kann.
Der Ausdruck"lithographische Druckplatte"wird im allgemein gebräuchlichen Sinne verwendet, um eine Druckplatte zu bezeichnen, welche wasserabstossende Bildbereiche besitzt, die lithographische Tinte
<Desc/Clms Page number 2>
aufnehmen können, und weiters wasserannehmende Hintergrundsbereiche, die, wenn mit Wasser befeuch- tet, lithographische Farbe nicht annehmen. Mit diesem Ausdruck werden Platten bezeichnet, die entwe- der für den Offsetdruck oder den direkten lithographischen Druck brauchbare Bilder tragen.
Es wurde gefunden, dass mittels einer auf der Oberfläche eines Papierblattes befindlichen Metall- schicht die für die elektrophotographische Bildwiedergabe erforderliche Verteilung einer statischen Ladung erzielt werden kann, u. zw. sogar dann, wenn das Papiergrundlageblatt vollkommen trocken ist. Dies ist vor allem deswegen von grossem Vorteil, da bei Verwendung bekannter Blätter auf Papiergrundlage für elektrophotographische Reproduktionen die Einstellung des hiebei für die gewünschte Verteilung der sta- tischen Ladung erforderlichen Feuchtigkeitsgehaltes des Papiers sehr grosse Schwierigkeiten bereitet.
Erfindungsgemäss wird demnach bei einem durch elektrische Aufladung lichtempfindlich zu machen- den Papierblatt, das mit einer Schichte aus photokonduktivem, feinverteiltem, anorganischem Pigment, z. B. Zinkoxyd, in einer Matrix eines filmbildenden, elektrisch isolierenden Materials versehen ist, zwi- schen dem Papier und der genannten Schicht eine dünne, biegsame Metallschicht, z. B. aus Aluminium, vorgesehen, wobei das filmbildende Material das anorganische Pigment mit der Oberfläche der Metall- schicht verbindet.
Die Metallschicht stellt. eine einwandfreie Sicherung gegen Wasserdurchtritt vor ; daher schützt sie, wenn das Erzeugnis die Form einer lithographischen Druckplatte aufweist, die Papiergrundlage, bei Zu- führung von Wasser zu den wasserannehmenden Hintergrundsbereichen der Druckplatte während des litho- graphischen Druckvorganges, vor dem Aufweichen durch Wassereinwirkung.
Auf weitere Vorteile, die bei Verwendung erfindungsgemässer Erzeugnisse erzielt werden, soll nach
Erläuterung der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen derselben näher eingegan- gen werden ; in der Zeichnung sind gleiche Bezugszeichen gleichen Teilen zugeordnet. Es zeigt Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein erfindungsgemässes, elektrophotographisches Blatt oder Master, Fig. 2 den Teilquerschnitt einer abgeänderten Ausführungsform dieses Blattes, Fig. 3 den Teilquerschnitt durch eine Kopie, die vermittels eines Blattes, wie Fig. 1 zeigt, erhalten wurde sowie eine Ausführungsform einer lithographischen Druckplatte nach der Erfindung und schliesslich Fig. 4 eine Draufsicht auf ein elektrophotographisches Master und auf eine lithographische Druckplatte.
Wenn vorerst auf die Fig. 1 und 3 eingegangen wird, so bezeichnet 1 ein Papierblatt, das an seiner Oberfläche einen dünnen, metallischen Film 2 trägt. Der Metallfilm 2 trägt an seiner äusseren Oberfläche einen Film oder eine Schichte 3 aus feinverteiltem, photokonduktivem, anorganischem Pigment, das in eine Matrix aus einem filmbildenden Isoliermaterial eingebettet ist.
In Fig. 2 bezeichnet 4 ein Schichtmaterial ; die Kombination eines Films 1 aus Zellulosematerial mit einem solchen Schichtmaterial entspricht einem der vielen verschiedenen handelsüblichen beschichteten Papiere.
In Fig. 3 bezeichnet 5 den niedergeschmolzenen Töner, der auf die Oberfläche des Films 3 im Zuge des elektrophotographischen Reproduktionsverfahrens aufgebracht und fixiert worden ist. Die Bereiche 5 des geschmolzenen Töners mögen entweder ein positives oder ein negatives Bild ergeben. Da es sich dabei um wasserabstossende Bereiche handelt, welche eine lithographische Druckfarbe aufzunehmen vermögen, wird für gewöhnlich, falls es sich um eine lithographische Druckplatte handelt, ein positives Bild erzeugt. Die Bereiche 6 sind bloss belichtete Bereiche der Filmoberfläche 3, falls es sich um Blätter handelt, die nicht als-lithographische Druckplatten verwendet werden sollen. Handelt es sich hingegen um lithographische Druckplatten, so werden diese Bereiche besonders behandelt, um sie wasserannehmend zu machen.
Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, dass man die Bereiche mit einer angesäuerten Ferrocyanidlösung behandelt.
Die Fig. 4 bezeichnet ein elektrophotographisches Master mit gelochten Befestigungsrändem, die die Befestigung auf dem Zylinder einer. lithographischen Druckpresse erlauben. Sowohl die Länge zwischen den Befestigungsenden als auch die Breite ist vorbestimmt, um die Verwendung auf der besonderen lithographischen Presse zu ermöglichen, für welche das Master bestimmt ist. Der Querschnitt dieses elektrophotographischen Masters ist durch die Fig. l oder 2 dargestellt.
Das Schichtmaterial 4 kann beispielsweise eine Kasein-Tonschicht, eine Kasein und ein Mischpolymerisat auf Basis von Butadien und Styrol enthaltende'Tonschicht, eine Butadien-Styrol-Kopolymer-Tonschicht oder irgendeine andere Schicht sein, die aus wässerigen Lösungen oder Suspensionen niedergeschlagen wird und in der Papierindustrie bei Erzeugung beschichteter, für die Herstellung von Büchern und Zeitschriften benötigter Papiere Anwendung findet. Das Schichtmaterial 4 kann eine klare oder pigmentierte Lackschichte vorstellen, die aus einer in einem organischen Lösungsmittel bereiteten Lösung aufgetragen worden war. Das filmbildende Material ist in einem solchen Lack etwa ein Zellulosederivat, wie
<Desc/Clms Page number 3>
z. B. Nitrozellulose, Acetbutyratzellulose oder Äthylzellulose. Es kann auch wieder ein polymerisiertes Harz, wie z. B.
Polyvinylbutyral, polymerisiertes Isobutylmethacrylat, Mischpolymerisate aus n-Butylmethacrylat und Isobutylmethacrylat sowie solche aus Butadien und Styrol, oder ein Polyesterharz sein.
Die dünne, biegsame Schichte 2, kann aus jedem Metall bestehen, welches im Wege der Verdampfung unter Vakuum oder der Kathodenzerstäubung aufgebracht werden kann, indem die einzige andere Bedingung ja nur darin besteht, dass es sich um einen elektrischen Leiter handeln muss. Das Metall kann beispielsweise Aluminium, Zink, Gold, Silber, Platin, Wolfram, Cadmium, Nickel, Chrom, Tantal oder Molybdän sein. Aluminium wird bevorzugt, weil es seiner leichten Verdampfbarkeit wegen leicht durch Vakuumzerstäubung auf das Papier aufgebracht werden kann und leicht entweder auf beschichtetes oder auch unbeschichtetes Papier aufgebracht werden kann.
Siliconharze, Polyvinylchloridharze, Polyäthylen, Phenolharze, Polyesterharze, Methacrylatharze, Polystyrolharze, styrolisierte Alkydharze und Vinylacetat-Vinylchlorid-Kopolymerharze eignen sich für die Erzeugung der filmbildenden, isolierenden Matrix, welche das anorganische Pigment auf der Oberfläche des Metallfilmes festhält und die lichtempfindliche, elektrophotographische Beschichtung bildet.
Das photokonduktive, anorganische Pigment kann beispielsweise Zinkoxyd oder Bleioxyd sein. Ein zufriedenstellendes Zinkoxyd ist das unter dem Handelsnamen "Florence Green Seal No. verkauft, es zeigt die folgende Analyse :
EMI3.1
<tb>
<tb> Unlöslich <SEP> in <SEP> HCl <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> % <SEP> Maximum
<tb> Gewichtsverlust <SEP> bei <SEP> 1100 <SEP> C <SEP> 0,25 <SEP> %"
<tb> Gesamtschwefel <SEP> als <SEP> SO, <SEP> 0, <SEP> 04 <SEP> o
<tb> Bleioxyd <SEP> (PbO) <SEP> 0, <SEP> 01%
<tb> Gesamtzinkoxyd <SEP> als <SEP> ZnO <SEP> 99, <SEP> 50 <SEP> % <SEP> Minimum
<tb>
Die Schicht 3 kann 1 Gewichtsteil des isolierenden filmbildenden Stoffes und etwa 2, 6-4, 5 Gewichtsteile, vorzugsweise etwa 2, 8 bis etwa 4 Gewichtsteile Zinkoxyd enthalten.
Bei in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erfolgender Herstellung von elektrophotographischen Filmen wird zuerst das beschichtete oder unbeschichtete Papier durch einen Vakuum-Metallisierungsprozess oder durch Kathodenzerstäubung metallisiert, worauf das Gemenge aus anorganischem Pigment und Isolator, welches die elektrophotographische Schichte bildet, auf den Film aufgetragen wird, vorzugsweise aus einem organischen Lösungsmittel.
Das organische Lösungsmittel bestimmt sich aus dem besonderen filmbildenden, isolierenden Material, wie es besonders aus den folgenden Beispielen hervorgeht :
Beispiel 1 :
EMI3.2
<tb>
<tb> Siliconharzlösung <SEP> 26 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Zinkoxyd <SEP> 39"le
<tb> Toluol <SEP> M"
<tb> 100 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
Die in diesem Gemenge verwendete Siliconharzlösung enthielt 60 Gew. -0/0 Festteile und 40 Gel.-% Xylol. Die Lösung wies eine Viskosität von etwa 5 bis etwa 30 Centipoise bei 250 C auf und war strohfarben.
Beispiel 2 :
EMI3.3
<tb>
<tb> Mischpolymerisat <SEP> aus <SEP> n-Butylmethacrylat <SEP> und <SEP> Isobutylmethacrylat <SEP> 12,25 <SEP> Gew. <SEP> -Teile
<tb> Zinkoxyd <SEP> 43,00 <SEP> " <SEP> "
<tb> Toluol <SEP> 56,25 <SEP> " <SEP> "
<tb> 111,50 <SEP> Gew. <SEP> -Teile
<tb>
EMI3.4
crylat wurde dadurch erhalten, dass man gleiche Gewichtsteile der beiden Monomeren verwendete : es wies eine Dichte von 1, 05 und einen Brechungsindex von 1, 4778 bei 250 C auf.
<Desc/Clms Page number 4>
Beispiels :
EMI4.1
<tb>
<tb> Polmerisiertes <SEP> Isobutylmethacrylat <SEP> 12,25 <SEP> Gew. <SEP> -Teile
<tb> Zinkoxyd <SEP> 43,00 <SEP> " <SEP> "
<tb> Toluol <SEP> 56,25 <SEP> "
<tb> 111, <SEP> 50 <SEP> Gew.-Teile
<tb>
EMI4.2
EMI4.3
<tb>
<tb> polymerisierte <SEP> Isobutylmethacrylat,Styrol-Butadienkopolymer <SEP> 10, <SEP> 00 <SEP> Gew.-Teile
<tb> Zinkoxyd <SEP> 34, <SEP> 00 <SEP> * <SEP> *
<tb> Toluol <SEP> 71, <SEP> 50 <SEP> ".. <SEP>
<tb>
115,50 <SEP> Gew. <SEP> -Telle
<tb>
EMI4.4
verwendete Styrol-Butadienkopolymer wies einenbei 1000 Hz.
Beispiel 5 :
EMI4.5
<tb>
<tb> Styrolisierte <SEP> Alkydharzlösung <SEP> 24,00 <SEP> Gew.-%
<tb> Zinkoxyd <SEP> 42, <SEP> 50 <SEP> " <SEP> # <SEP>
<tb> Xylol <SEP> 33, <SEP> 50 <SEP> " <SEP> "
<tb> 100, <SEP> 00 <SEP> Gew.-" <SEP>
<tb>
EMI4.6
dem Stande der Technik entsprechenden elektrophotographischen Blättern, die eine Papiergnmdlage besitzen. Des weiteren kann die Einrichtung, die bisher in Verbindung mit der Herstellung elektrophotographischer Blätter auf Papiergrundlage verwendet wurde, unverändert für die Wiedergabe von Bildern benützt werden, die von den neuen Erzeugnissen Gebrauch machen. Demnach handelt es sich weder um
EMI4.7
dies wichtige Vorteile dieser neuen Erzeugnisse.
Das neue Erzeugnis bietet gegenüber elektrophotographischen Blättern auf Papiergrundlage, die dem Stande der Technik angehören, zusätzliche Vorteile, was ihre Benutzung zur Erzeugung von Bildern anbelangt. Abweichend von bekannten Blättern auf Papiergrundlage enthebt das neue Produkt, von bei Bil-
EMI4.8
des elektrostatischengrundlage. Der Feuchtigkeitsgehalt der Papiergnmdlage ist unwesentlich und die Bögen erfordern, um einen zufriedenstellenden Feuchtigkeitsgehalt zu besitzen, keine Vorbehandlung. Damit ist eine Quelle von Umständlichkeiten beseltigt, welche bei der Verwendung von elektrophotographischen Blättern auf Papiergrundlage, die dem Stande der Technik angehören, auftreten.
Ein zusätzlicher Vorteil des neuen Produktes ist mit der Entwicklung des Bildes verbunden und leitet sich aus der Tatsache her, dass seine Unterseite während seiner Behandlung, die auf die Bildhervorbringung abzielt, nicht im engen und gleichmässigen Kontakt mit einem elektrischen Leiter stehen muss, wie dies bei elektrophotographischen Blättern auf Papiergrundlage, die dem Stande der Technik entsprechen, der Fall ist. Die Metallschicht, die zwischen der Papiergrundlage und dem sensibilisierbaren Film vorhanden ist, schafft eine gleichmässige Erdung für die elektriphotosensitive Beschichtung, während diese die gleichmässige, negative, elektrische Ladung während ihrer Entwicklung erhält.