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Durch elektrische Ladung lichtempfindlich zu machendes Blatt für die elektrophotographische Reproduktion von Bildern
Beschichtetes Papier, welches lichtempfindlich gemacht werden kann, ist für die Zwecke der elektro- photographischen Wiedergabe von Bildern bekannt. Es wird dazu benützt, einen Positiv-oder Negativdruck mittels eines Vierschrittverfahrens herzustellen. Das Papier wird zuerst dadurch lichtempfindlich gemacht, dass die beschichtete Seite des Papieres im Dunkeln eine negative elektrostatische Abdeckungsladung er- hält, beispielsweise durch Ionenübertragung 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 erhal- ten bleibt. Dieses latente, auf dem Papier befindliche Bild wird sodann dadurch entwickelt, dass man auf die belichtete Oberfläche ein Harzpulver, im folgenden"Toner"genannt, das eine elektrostatische La- ) dung halt, 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 getra- i genes Pigment geliefert werden. Der Töner wird je nach seiner Polarität hinsichtlich der zu entwickeln- den Oberflächenbereiche entweder an den Bildflächen festgehalten, in diesem Fall entsteht ein direktes
Bild, oder an den Hintergrundsbereichen, wodurch ein Negativ erhalten werden kann. Wenn der Töner mit Bezug auf die zu entwickelnde Bildfläche positiv geladen ist, erhält man ein direktes Bild, ist der Tö- ner 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 befeuchtet wird. Harze, wie Kopal, San- darac,"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 wasserahneh- mend zu machen, und die Farbe haftet an den wasserabstossenden Buchstaben oder Bildbereichen des Blat- tes, aber nicht an den Hintergrundsbereichen.
Diese Farbe wird sodann auf ein anderes Papierblatt über- tragen, 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 befeuchtet werden.
Der Ausdruck "elektrophotographisches Master" wird in vorliegendem Zusammenhang verwendet, um ein Blatt zu bezeichnen, welches befähigt ist, ein Bild durch elektrophotographische Reproduktion aufzu- nehmen, das aber ein solches Bild nicht trägt, und welches ferner vermöge Form und Abmessungen auf der
Walze einer lithographischen Druckpresse oder einer lithographischen Bürovervielfältigungsmaschine be- festigt erden kann.
Der Ausdruck "lithographische Druckplatte" wird im allgemein gebräuchlichen Sinne verwendet, um eine Druckplatte zu bezeichnen, welche wasserabstossende Bildbereiche besitzt, die lithographische Tinte
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aufnehmen können, und weiteis wasserannehmende Hintergrundsbereiche, die, wenn mit Wasser befeuchtet, lithographische Farbe nicht annehmen. Mit diesem Ausdruck werden Platten bezeichnet, die entweder für den Offsetdurch oder den direkten lithographischen Druck brauchbare Bilder tragen.
Die bisher bekannten, beschichteten, durch elektrische Ladung sensibilisierbaren Papiere, weisen eine sensibilisierbare elektrophotographische Schicht aus einem photokonduktiven, feinverteilten, anorganischen Pigment in einer Matrix auf, die an die Oberfläche des Papiers mittels eines Silicon-oder eines Polyvinylchloridharzes gebunden ist. Die Verwendung dieser Harze als isolierende und filmbildende Stoffe in elektrophoto- graphischen Schichten hat grosse Nachteile. Das Polysiliconharz bildet einen Überzug, der einen geringen Widerstand gegen Oberflächenverletzung hat, brüchig ist, einen geringen Faltwiderstand aufweist und kei- ) ne besondere Adhäsion an das Papier besitzt ; ferner gibt ein solcher Überzug bei Verwendung in automatischen Aufzeichnungsvorrichtungen leicht unangenehme Gase ab.
Mit Polyvinylchlorid wird eine brüchige Schicht erhalten, die nach Entwicklung des Bildes eine unerwünscht starke Färbung des Hintergrunds ergibt.
Erfindungsgemäss wird von einem durch elektrische Aufladung lichtempfindlich zu machenden Blatt für die elektrophotographische Reproduktion von Bildern mit einer biegsamen Blattunterlage ausgegangen, die auf ihrer Oberfläche eine Schicht aus einem photokonduktiven, feinverteilten, anorganischen Pigment, z. B. Zinkoxyd, in einer Matrix auf Harzgrundlage trägt, wobei das zur Ausbildung der genannten Schicht verwendete Harz gemäss vorliegender Erfindung ein styrolisiertes Alkydcopolymerharz ist und die Schicht auf einer beschichteten oder unbeschichteten Papier- oder Kunststoffunterlage aufliegt.
Wenn auch ein nicht beschichtetes Papierblatt als Unterlage für die sensibilisierbare, elektrophotographische Schicht verwendet werden kann, ist es, wie festgestellt werden konnte, von Vorteil, ein beschichtetes Papierblatt für diesen Zweck zu verwenden. Die Papierbeschichtungkann z. B. aus einer Kasein-Latex-Ton-Schicht, einer Lackschicht auf Cellulosebasis, in welcher das Cellulosederivat z. B.
Nitrocellulose, Celluloseacetobutyrat oder Äthylcellulose ist, oder einer der verschiedenartigsten harzi artigen Schichten bestehen.
Die elektrisch leitende Schicht auf dem Kunststoffblatt oder dem Papierblatt kann eine dünne Schichte eines Metalles sein, das auf die Oberfläche der Blattgrundlage durch Kathodenzerstäubung niedergeschlagen wird. Der elektrisch leitende Film auf der Blattgrundlage kann jedoch auch von einem Lack gebildet sein, der eine feinverteilte, elektrisch leitende, feste Substanz trägt.
Das styrolisierte Alkydharz, das als isolierende Matrix in dem elektrophotographischen Film verwendet wird, kann z. B. das von der American Cyanamide Corp. unter der Handelsbezeichnung "Cycopol S-101-1"in den Handel gebrachte Produkt sein, das 50 Gel.-% Feststoffe gelöst in Petroleumdestillaten enthält. Die Lösung hat eine Farbe von 5-8 (Gardner 1933) und wiegt 3447 g/3, 785 1 (7, 6 lbs/Gallon). Das feste Harz weist eine Säurezahl von 3-8 auf.
Als photokonduktives anorganisches Pigment kann z. B. Zink-oder Bleioxyd verwendet werden. Ein zufriedenstellendes Zinkoxyd wird unter der Handelsbezeichnung "Florence Green Seal No. 8" vertrieben ; es zeigt folgende Analyse :
EMI2.1
<tb>
<tb> Unlöslich <SEP> in <SEP> HC1 <SEP> 0,03go <SEP> Maximum
<tb> Verlust <SEP> bei <SEP> 1100C <SEP> 0, <SEP> 250/0 <SEP> " <SEP>
<tb> Gesamtschwefel <SEP> als <SEP> SO <SEP> 0, <SEP> 040/0..
<tb>
Bleioxyd <SEP> (PbO) <SEP> 0, <SEP> 01% <SEP> 1. <SEP>
<tb> Gesamtzinkoxyd <SEP> als <SEP> ZnO <SEP> 99, <SEP> 50% <SEP> Minimum
<tb>
Wenn Zinkoxyd als photokonduktives anorganisches Pigment in der für Licht sensibilisierbaren Schicht verwendet wird, können ungefähr 2, 6 bis ungefähr 4, 5 Gew.-Teile, vorzugsweise ungefähr 2, 85 bis 4 Gew.-Teile Zinkoxyd pro Gew.-Teil styrolisiertes Alkydharz eingesetzt werden. Die aus dem photokonduktiven Pigment und dem styrolisierten Alkydharz bestehende Zusammensetzung wird vorzugsweise auf die Blattunterlage in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel aufgetragen. Aromatische Kohlenwasserstoffe sind hiefür geeignet ; so wurden mit Xylol vollkommen zufriedenstellende Resultate erzielt.
Eine erfindungsgemässe Schichtzusammensetzung, die sich zum Auftragen elektrophotographischer Überzüge bei der Herstellung des durch elektrische Ladung lichtempfindlich zu machenden Blattes eignet, ist in Beispiel 1 angegeben.
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Beispiel 1 :
EMI3.1
<tb>
<tb> Styrolisierte <SEP> Alkydharzlösung <SEP> 24,00 <SEP> Gew.-%
<tb> Zinkoxyd <SEP> 42, <SEP> 50"" <SEP>
<tb> Xylol <SEP> 33, <SEP> 50 <SEP> I... <SEP>
<tb>
100, <SEP> 00 <SEP> Gew.-%
<tb>
EMI3.2
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In Fig. 2 ist mit 1, wie in Fig. I und 3, eine Blattunterlage bezeichnet, die entweder ein Papierblatt oder ein selbsttragender Kunststoff-Film ist. Wenn die Unterlage 1 ein Papierblatt ist, bezeichnet 4 einen
Film aus einem Papierbeschichtungsmaterial, z. B. einen Kasein-Ton-Film, wogegen der Film 2 entweder ein durchsichtiger Lack oder ein Lack, in dem eine feinverteilte, elektrisch leitende, feste Substanz sus- pendiert ist, oder ein biegsamer Metallfilm ist. Wenn die Unterlage 1 aus einem Kunststoff gebildet wird und der Film 2 ein Metallfilm ist, ist 4 ein harzartiger Film, der als Zwischenschicht die Haftfestigkeit des Metallfilm 2 an der Oberfläche des Kunststoff-Films 1 zu verbessern vermag. Bei dieser Ausführungs- 'form kann der Film 4 z.
B. ein dünner Film sein, der aus einem gemischten Polyester von Äthylen- terephthalat und Äthylensebacinat oder einem ähnlichen Polyester besteht.
In Fig. 3 bezeichnet 5 den geschmolzenen Töner, der auf die Oberfläche des Films 3 im Zuge des elektrophotographischen Reproduktionsverfahrens aufgebracht und fixiert worden ist. Die Bereiche 5 des geschmolzenen Töners können 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 mit einer lithographischen Druckplatte ein positives Bild erzeugt. Die Bereiche 6 sind lediglich belichtete Bereiche der Oberfläche des Films 3, falls es sich um Kopien handelt, die nicht als lithographische Druckplatte verwendet werden sollen. Handelt es sich um eine lithographische Druckplatte so werden diese Bereiche besonders behandelt, um sie wasserannehmend zu machen. Dies kann z.
B. dadurch erfolgen, dass man die Bereiche 6 mit einer angesäuerten Ferrocyanidlösung behandelt.
Fig. 4 zeigt ein elektrophotographisches Master mit gelochten Befestigungskanten, die dessen Befestigung auf dem Zylinder einer lithographischen Druckpresse gestatten. Sowohl die Länge zwischen den Befestigungsenden als auch die Breite sind vorbestimmt, um die Verwendung auf der lithographischen Druckpresse zu ermöglichen, für welche das Master bestimmt ist. Der Querschnitt dieses elektrophotographi- schen Masters ist in den Fig. 1 oder 2 dargestellt.
Der selbsttragende Kunststoff-Film kann beispielsweise aus folgenden Harzen bestehen : Polyvinylchlorid, Mischpolymerisaten auf Basis von Vinylchlorid und Vinylacetat bzw. von Vinylidenchlorid und Vinylchlorid, Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetobutyrat, Cellulosenitrat, Äthylcellu- lose, Polytetrafluoräthylen, Polychlortrifluoräthylen, Polystyrol, Mischpolymerisaten auf Basis von Acrylsäurenitril und Styrol, Polyamiden, Polyäthylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, Polyäthylen, Kautschukhydrochlorid, einem Vinylnitril-Kautschuk oder einem der verschiedenen im Handel erhältlichen Arten. Solche Filme sind meist plastifiziert, wenn es sich um Harze handelt, die zwecks Ausbildung eines starken, biegsamen, selbsttragenden Filmes einen Weichmacher erfordern.
Von den genannten Filmen wird vorzugsweise der Polyäthylen-Terephthalatfilm auf Grund seiner ausgezeichneten Grössenbeständigkeit, hohen Zugfestigkeit, hohen Zerreissfestigkeit und guter Faltbeständigkeit verwendet.
Die dünne, biegsame Metallschicht, die den Film 2 bildet, kann aus einem beliebigen Metall bestehen, das an dem Blatt 1 aus Kunststoff oder auf Papiergrundlage haftet, je nachdem ob es sich um die Ausführungsform der Erfindung gemäss Fig. 1 und 3 oder dem Film 4 der Ausführungsform gemäss Fig. 2 handelt. Die Metallschicht kann mittels Vakuummetallisierung oder Kathodenzerstäubung aufgetragen werden. Aluminium wird für diesen Zweck bevorzugt, da es auf Grund seiner leichten Verdampfbarkeit durch Vakuummetallisierung auftragbar ist und auf einer Papier- oder Kunststoffoberfläche oder auf der Oberfläche des Films 4 leicht niedergeschlagen wird.
Lackzusammensetzungen, mit denen ein klarer Film 2 auf den Film 1 auf Papier- oder Kunststoffgrundlage bzw. den Zwischenfilm 4 niedergeschlagen werden können, sind in den in der Tabelle 1 angegebenen Beispielen angeführt :
Tabelle 1
EMI4.1
<tb>
<tb> Gew.-%
<tb> Beispiel <SEP> Nr. <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> Celluloseacetobutyrat <SEP> 10 <SEP> - <SEP> - <SEP>
<tb> Polyvinylbutyral <SEP> - <SEP> 10 <SEP> - <SEP>
<tb> Äthylcellulose <SEP> - <SEP> - <SEP> 10 <SEP>
<tb> Toluol. <SEP> 62, <SEP> 5 <SEP> 25, <SEP> 0 <SEP> 62, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Äthanol <SEP> 15 <SEP> 52, <SEP> 5 <SEP> 15
<tb> Butylacetat <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 14
<tb>
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- Die elektrisch leitende, feinverteilte, feste Substanz kann z. B. Graphit, Aluminiumpigment, pulveri- siertes Kupfer. pulverisierte Bronze, pulverisiertes Zinkpigment. Bleiglätte. Zinnoxyd.
Kupfersulfit, Silbersulfit oder elektrisch leitender Russ sein. Einige Russarten, wie z. B. Acetylenruss, Ofenruss und Kanalverfahrenrusse (channel process blacks) weisen die für vorstehenden Zweck erforderliche elektrische Leitfähigkeit auf.
Ein Aluminiumpigment ergibt gute Resultate ; es wird daher für diesen Zweck bevorzugt verwendet.
Als Matrix für das elektrisch leitende Pigment kann eines der vielen bekannten filmbildenden Mate- rialien verwendet werden. Bevorzugt wird die Verwendung eines filmbildenden Materials, das den Zusatz eines Weichmachers nicht erfordert, um ein etwaiges Abwandern in den elektrophotographischen Überzug zu vermeiden. Ferner wird für diese Beschichtung ein filmbildendes Material bevorzugt verwendet, das D von dem zum Auftragen des elektrophotographischen Überzugs verwendeten Lösungsmittel nicht nennens- wert angegriffen wird.
Folgende filmbildende Materialien eignen sich für diesen Zweck : Celluloseaceto- butyrat, Äthylcellulose, Polyvinylbutyral, Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid mit Acrylsäurenitril,
Mischpolymerisate von Vinylidenchlorid mit Vinylchlorid sowie von Vinylchlorid mit Vinylacetat, sowie die gemischten Polyester von Äthylenterephthalat und Äthylensebacinat und ähnliche Polyester.
5 Die geringste Menge einer feinverteilten, elektrisch leitenden Substanz, die erforderlich ist, um die notwendige Verteilung der statischen Elektrizität aus dem Blatt zu besorgen, hängt von der Art des film- bildenden Materials, in welchem es dispergiert ist, der Teilchengrösse der verwendeten feinverteilten fe- sten Substanz, sowie deren Dispersionsgräd in der Matrix des filmbildenden Materials ab.
Es wurde gefun-
EMI5.1
nen, sind in den in der Tabelle 2 angegebenen Beispielen angeführt :
Tabelle 2
EMI5.2
<tb>
<tb> Gew. <SEP> -%
<tb> Beispiel <SEP> Nr. <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7
<tb> Celluloseacetobutyrat <SEP> 10
<tb> Polyvinylbutyral-
<tb> Äthylcellulose <SEP> - <SEP> - <SEP> 10 <SEP>
<tb> Aluminiumpulver <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Toluol <SEP> 60 <SEP> 25 <SEP> 60
<tb> Äthanol <SEP> 15 <SEP> 50 <SEP> 15
<tb> Butylacetat <SEP> 14 <SEP> 14 <SEP> 14
<tb>
Mit erfindungsgemässen elektrophotographischen Blättern können Bilder im allgemeinen in gleicher Weise hervorgebracht werden, wie mit dem Stand der Technik entsprechenden elektrophotographischen Blättern, die eine Papiergrundlage besitzen.
Des weiteren ist die Einrichtung, die bisher bei Verwendung elektrophotographischer Blätter auf Papiergrundlage verwendet wird, zur Wiedergabe von Bildern unter Benützung der erfindungsgemässen Produkte geeignet. Demgemäss ist bei der Verwendung dieser Produkte keine neue Verfahrenstechnik und auch keine neue Ausrüstung erforderlich. Das sind wesentliche Vorteile, die den neuen Erzeugnissen zukommen.
Die Erzeugnisse, die eine elektrisch leitende Zwischenschicht, gebildet z. B. aus einem Metall oder einem filmbildenden Material, in welcher eine elektrisch leitende, feinverteilte feste Substanz suspendiert ist, aufweisen, bieten gegenüber dem Stand der Technik entsprechenden elektrophotographischen Blättern auf Papiergrundlage zwei weitere Vorteile bezüglich ihrer Benützung zur Erzeugung von Bildern.
Abweichend von bekannten Blättern auf Papiergrundlage erfordern die neuen Erzeugnisse keine Kontrolle des Feuchtigkeitsgehaltes der Blattgrundlage bei Bildung des elektrostatischen Bildes. Der Feuchtigkeitsgehalt der aus Papier oder Kunststoff bestehenden Unterlage ist unwesentlich ; die Blätter müssen nicht behandelt werden, um einen zufriedenstellenden Feuchtigkeitsgehalt zu gewährleisten. Dadurch wird ein unliebsamer Faktor beseitigt, mit dem bei Verwendung bisher bekannter elektrophotographischer Blätter gerechnet werden muss.
Der zweite zusätzliche Vorteil, der obigen erfindungsgemässen Erzeugnissen zukommt, besteht darin, dass die Unterseiten während Bildhervorbringung nicht in engem und gleichmässigem Kontakt mit einem elektrischen Leiter stehen müssen, wie dies bei den bekannten elektrophotographischen Blättern auf Pa-
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pierunterlage der Fall ist. Bei Verwendung erfindungsgemässer Blätter dieser Ausführungsform schafft der
Film, der die elektrisch leitende, feste Substanz zwischen der aus Papier oder Kunststoff bestehenden
Grundlage und dem durch elektrische Ladung sensibilisierbaren Film enthält, eine gleichmässige Unter- lage für letzteren Film, während dieser die gleichmässige, negative elektrostatische Ladung während ih- rer Entwicklung erhält.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Durch elektrische Aufladung lichtempfindlich zu machendes Blatt für die elektrophotographische
Reproduktion von Bildern mit einer biegsamen Blattunterlage, die auf ihrer Oberfläche eine Schicht aus einem photokonduktiven, feinverteilten, anorganischen Pigment, z. B. Zinkoxyd, in einer Matrix auf
Harzgrundlage trägt, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Ausbildung der genannten Schicht verwende- te Harz ein styrolisiertes Alkydcopolymerharz ist, wobei die Schicht auf einer beschichteten oder unbe- schichteten Papier- oder Kunststoffunterlage aufliegt.