DE1068116B

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Info

Publication number: DE1068116B
Application number: DENDAT1068116D
Authority: DE
Priority date: 1956-07-03
Publication date: 1959-10-29
Also published as: FR1178608A; NL218586A; BE558885A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von lichtempfindlichem Material für elektrophotographische Reproduktionsprozesse, Papier- oder sonstigem Unterlagenmaterial und photoleitenden Isolierstoffen, z. B. Zinkoxyd, letztere vorzugsweise in Form von mit elektrischen Isolierstoffen wie Wachsen, Harzen in inniger Berührung stehenden Teilchen als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Material zur Verwendung bei elektrophotographischen Methoden. Hierzu sind nicht nur Papier oder sonstige faserhaltige Grundstoffe, sondern auch gewebte Stoffe, miteinander verfilzte, nichtcellulosehaltige Fasern u. dgl. geeignet.

Bei elektrophotographischen Methoden werden Materialien verwendet aus Papier oder anderen Stoffen, deren eine Oberfläche mit einem photoleitenden Isolierstoff in Form einer auf der Oberfläche befindlichen Schicht überzogen ist.

Photoleitende Isolierstoffe sind Materialien, welche in der Dunkelheit Isolatoren sind, bei der Belichtung jedoch zu Halbleitern werden. Um nun ein Material zu erhalten, welches zur Verwendung bei einer elektrophotographischen Methode geeignet ist, wurde vorgeschlagen, einen Papierbogen mit einer Schicht eines leitenden . Stoffes, wie z. B. Bronze- oder Kohlenpulver, das in einem Bindemittel gehalten wird, zu überziehen, wobei dann der photoleitende Isolierstoff, wie z. B. Schwefel, Anthrazen, Anthrachinon od. dgl.,

der. leitenden....Oberfläche oder dem Bogenmaterial

selbst einverleibt wird.

Es ist auch" schon vorgeschlagen worden, für elektrostatische Drucke geeignetes Material dadurch herzustellen, daß ein photoleitender Stoff zusammen mit elektrischem Isolierstoff gegebenenfals in Form einer Dispersion auf eine Unterlage wie Kupferfolie, Glasscheibe oder fertige Papierbahn aufzubringen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten und vereinfachten Verfahrens für die Herstellung von zur Verwendung bei elektrophotographischen Methoden geeignetem Material.

Bei dem Verfahren zur Herstellung von zur Verwendung in elektrophotographischen Reproduktionsprozessen geeignetem Material, umfassend Papieroder sonstiges Unterlagenmaterial und photoleitcnde +5 Isolierstoffe, z. B. Zinkoxyd, letztere vorzugsweise, in Form von mit elektrischen Isolierstoffen wie Wachsen, Harzen in inniger Berührung stehenden Teilchen wird erfindungsgemäß so vorgegangen, daß der photoleitcnde Isolierstoff dem Unterlagenmaterial während dessen Herstellung zugesetzt wird, solange dies noch in einem hochadsorptionsfähigen Zustand oder noch homogen mit dem Isolierstoff mischbar ist.

Bei der Herstellung eines elektrophotographischen

zur Herstellung von zur Verwendung

in elektrophotographischen Verfahren

geeignetem Material

Anmelder:
Ozalid Company Limited, London

Vertreter: Dr. M. Eule, Patentanwalt,
München 13, Kurfürstenplatz 2

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 3. Juli 1956

Humphrey Desmond Murray, London,
ist als Erfinder genannt worden

Materials, z.B. aus Papier oder einem sonstigen faserhaltigen Grundstoff umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren den Arbeitsgang der Einverleibung eines photoleitenden Isolierstoffes in den Papierfilz, also z. B. in den Papierfaserbrei od. dgl. während der Papierherstellung selbst.

Besteht die Substanz, aus welcher der Grundstoff hergestellt werden soll, beispielsweise aus miteinander verfilzten oder verwebten Fasern, dann kann der photoleitende Isolierstoff den Füllstoffen einverleibt und zusammen mit diesen dem Unterlagenmaterial zugesetzt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jeder beliebige photoleitende Isolierstoff verwendet werden, d. h. jede beliebige Substanz, die in der Lage ist, eine elektrostatische Ladung in der Dunkelheit oder bei abgedämpftem Licht zu halten und welche bei Einwirkung eines Lichtbildes in verschiedener Weise entladen wird.

Ein Beispiel für einen derartigen Stoff ist Zinkoxyd, obwohl das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diesen spezifischen photoleitenden Isolierstoff beschränkt ist.

Der photoleitende Isolierstoff zur Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann von feinverteilter Form sein. Eine Ausführungsform der vor-

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liegenden Erfindung sieht die Herstellung eines Papiergrundstoffes vor, der einzelne Teilchen eines photoleitenden Isolierstoffes enthält, wobei jedes Teilchen innig mit einem elektrischen Isolierstoff vermengt ist.

Der elektrische Isolierstoff kann ein isolierendes Harz sein, wie z. B. ein Phenol- oder Kresol-Formaldehyd-Harz oder ein Polystyrol-, Polyvinylacetat- oder Silicon-Harz; es können auch Mischpolymerisate aus Vinylchlorid und Vinylacetat oder wahlweise gewisse Fettsäuren oder Wachse verwendet werden. Wenn synthetische harzartige Stoffe verwendet werden, dann ist es im allgemeinen wünschenswert, daß dieselben eine verhältnismäßig hohe Dielektrizitätskonstante und eine hohe Durchschlagfestigkeit besitzen.

Bei derjenigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher das photoleitende Material fein verteilt ist, kann jedes Teilchen desselben oder eine beschränkte Anzahl solcher Teilchen innig mit einem elektrisch isolierenden Harz vermengt werden, wobei die Teilchen mit dem letzteren überzogen oder auch vermischt werden; in dem letzteren Falle kann das Harz die Form eines Pulvers oder einer Emulsion besitzen.

Teilchen des photoleitenden Stoffes, die mit dem elektrisch isolierenden Harz überzogen sind, können während des Herstellungsganges des Papiers dem Papierbrei bzw. Papierstoff einverleibt werden, oder aber, falls es gewünscht werden sollte, können die überzogenen Teilchen als eine Suspension auf die Oberfläche des Papiers aufgetragen werden, und zwar während oder nach der Bildung der Papierbahn auf der Langsiebpapiermaschine, also solange das Unterlagenmaterial noch hoch adsorptionsfähig ist und die Suspension tief eindringen kann.

Wahlweise kann man an Stelle der überzogenen Teilchen ein Gemisch aus Teilchen des photoleitenden Stoffes und des elektrisch isolierenden Stoffes in Form eines Pulvers oder einer Emulsion verwenden.

Die überzogenen Teilchen des photoleitenden Isolierstoffes oder ein inniges Gemisch aus photoleitendem Stoff und Isolierharz können als eine wäßrige Suspension auf das Unterlagenmaterial aufgetragen werden, und zwar während der Herstellung des Unter-. lagenmaterials oder nach Vollendung der einleitenden Arbeitsgänge in der Herstellung desselben.

Man kann das Verfahren durch einen Arbeitsgang des Erhitzens abschließen, woran sich, falls es erforderlich sein sollte, ein Wiederanfeuchten des fertigen Materials anschließt. So kann man beispielsweise das Isolierharz vermählen und den Teilchen photoleitenden Stoffes hinzusetzen, worauf eine Suspension des Gemisches' in Wasser auf das Unterlagenmaterial aufgetragen und getrocknet wird. Dann wird erhitzt, um ein Material zu erzeugen, welches Teilchen des photoleitenden Stoffes enthält, die in einem Bindemittel aus dem Isolierharz supendiert sind. Man kann also das Gemisch aus Teilchen des photoleitenden Stoffes und des vermahlenen Harzes oder eine wäßrige Suspension des photoleitenden Stoffes in einer geeigneten Isolierharzemulsion dem Papierbrei bzw. Papierstoff während der Herstellung des Papiers hinzusetzen, wobei man nach dem Trocknen der Papierbahn oder der Papierbogen, wenn dieselben die Langsiebpapiermaschine verlassen, das gewünschte elektrophotographische Material erhält.

Die überzogenen Teilchen oder das Gemisch aus Teilchen des photolcitenden Stoffes und des elektrischen Isolierstoffes können dem Papierstoff bei Aufgäbe auf die Langsiebpapiermaschine einverleibt werden, zweckmäßigerweise im Holländer, oder — falls es gewünscht werden sollte—■ beim Leimen des Papierstoffes, oder man kann sie auch als eine wäßrige Suspension auf die Oberfläche der Papierbahn in der Trockenpartie auftragen.

Das auf diese Weise erzeugte Material ist als solches

geeignet zur elektrophotographischen Bilderzeugung.

Man kann aber auch Überzüge auf undurchlässigen

ίο Oberflächen herstellen, diese dann ablösen, um einen elektrophotographischen Film zu erhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auch auf die Bildung der überzogenen Teilchen; in nachstehendem sind lediglich einige Beispiele für geeignete Methoden angegeben.

1. Zinkoxydpulver wird erwärmt und gerührt, wobei auf das Pulver ein feiner Sprühregen eines in einem hochflüchtigen Lösungsmittel gelösten Isolierharzes gerichtet wird. Das Lösungsmittel verflüchtigt sich und läßt dabei Teilchen von Zinkoxyd zurück, die mit einer fest anhaftenden dünnen Schicht eines Isolierharzes überzogen sind.

2. Eine Suspension von Teilchen, beispielsweise Zinkoxydpulver, wird in eine Lösung eines in einer Flüssigkeit aufgelösten Isolierharzes eingerührt. Eine zweite Flüssigkeit, die mit der ersten mischbar, in welcher jedoch das Isolierharz unlöslich ist, wird in die Suspension gegossen, worauf die überzogenen Teilchen abfiltriert werden.

3. Eine Suspension geeigneter Teilchen wird in eine Lösung einer festen Fettsäure von hohem Molekulargewicht eingerührt. Diese Säure muß ein Zinksalz bilden können, welches in dem verwendeten Lösungsmittel unlöslich ist. Es wird nun eine äquimolekulare Menge eines Zinksalzes von niedrigem Molekulargewicht, z. B. Zinkacetat, aufgelöst in dem gleichen Lösungsmittel, eingegossen. Die überzogenen Teilchen werden dann

abfiltriert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erwünscht, daß die Teilchen des photoleitenden Stoffes gleichmäßig mit dem Isoliermaterial überzogen werden. Die Arbeitsbedingungen, unter denen die übcrzogenen Teilchen gebildet werden, werden daher vorzugsweise so geregelt, daß das Teilchen bzw. die Teilchen einen gleichmäßigen Überzug bekommen.

Ebenso ist es möglich, daß die überzogenen Teilchen gleichmäßig und gleichförmig über eine oder beide Oberflächen des Papiers verteilt werden, anstatt daß sie gleichmäßig durch die ganze Papierbahn oder die Papierbogen hindurch verteilt werden; alle geeigneten Maßnahmen sind zu treffen, um dieses Ergebnis zu gewährleisten.

Falls es gewünscht wird, kann das erfindungsgemäße Material auch auf einer Zwiliingslangsieb- oder einer Zwillingsrundsiebpapiermaschine gebildet werden.

Bei diesem Verfahren kann eine Lage der Papier bahn auf einem Sieb der Maschine gebildet werden, und zwar aus irgendeinem normalen oder gewöhnlichen Papierstoff, während die andere bzAV. die obere Lage der Papierbahn auf dem anderen Sieb der Maschine gebildet werden kann, und zwar aus einem Papierstoff, dem die überzogenen einzelnen Teilchen des photoleitenden Stoffes einverleibt wurden. Die beiden Lagen werden dann auf der Maschine zu einer homogenen Papierbahn vereinigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nunmehr unter Bezugnahme auf die nachstehenden Beispiele,

Claims

'welche die vorliegende Erfindung lediglich erläutern sollen, beschrieben werden. Beispiel I 40 g Zinkoxyd mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,2 Mikron werden in 40 cm3 einer PoIyvinylacetatemulsion eingerührt. 160 cm3 Wasser werden hinzugesetzt und gründlich mit dem Gemisch verrührt, um die Bestandteile miteinander zu vermischen. Die sich dabei ergebende Suspension wird im Leimungsverfahren auf eine noch feucht in der Papierherstellungsmaschine befindliche Papierunterlage aufgetragen und getrocknet. Das auf diese Weise überzogene Material wird elektrostatisch geladen, unter einem Original belichtet, um ein latentes elektrostatisches Bild der Vorlage zu erzeugen, und durch die Anwendung eines elektroskopischen Pulvers entwickelt. Beispiel II 20 10 g eines Harzes, das im Handel unter der Bezeichnung »Kunstharz S.K.« erhältlich ist, werden zu 50 cm3 Cellosolve (Glykolmonoäthyläther bzw. -äthylglykol) hinzugesetzt. Mit dieser Lösung werden 10 g Zinkoxyd mit einer durchschnittlichen Teilchengröße. von 0,2 Mikron vermischt. Es wird eine ausreichende Menge Wasser — etwa 100 cm3 — eingerührt, um das Harz auszufällen. Die Teilchen werden aufgesammelt, und das Cellosolve wird mit Wasser weggewaschen. Eine wäßrige Schlämme dieser Teilchen wird dann auf eine Papierbahn in noch feuchtem Zustand während ihrer Herstellung aufgetragen, der Überzug getrocknet und das überzogene Material 15 Minuten lang auf 100'° C erhitzt. Beispiel III Ein hochwertiges, im Handel erhältliches reines Zinkoxydpulver mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,25 bis 0,35 Mikron wird auf eine Temperatur von etwa 90° C erwärmt und durch rotierende Schaufeln umgerührt, wobei auf das Pulver ein feiner Sprühregen einer Lösung eines Phenol-Formaldehyd-Harzes in Äthylalkohol gerichtet wird. Bei der Berührung mit den erwärmten Pulverteilchen verflüchtigt sich das Lösungsmittel und hinterläßt auf den Zinkoxydteilchen einen sehr dünnen gleichmäßigen Überzug des Harzes. Der Harzsprühregen wird genügend fein und die Temperatur des Zinkoxydpulvers so einreguliert, daß auf den Zinkoxydteilchen ein gleichmäßiger, fest anhaftender Überzug des Harzes gebildet wird. Die so hergestellten harzüberzogenen Teilchen von Zinkoxyd werden dem Papierbrei im Holländer zugesetzt oder werden, wie im Beispiel I und II beschrieben, z. B. nach Art einer Leimung auf die noch feuchte Papierbahn aufgebracht. P Λ T Li N T A N S 1· R 0 C H E : 6o

1. Verfahren zur Herstellung von zur Verwendung in elektrophotographischen Reproduktionsprozessen geeignetem Material, umfassend Papieroder sonstiges Unterlagenmaterial und photoleitende Isolierstoffe, z. B. Zinkoxyd, letztere vorzugsweise in Form von mit elektrischen Isolierstoffen wie Wachsen, Harzen in inniger Berührung stehenden Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß der photoleitende Isolierstoff dem Unterlagenmaterial während dessen Herstellung, solange dies noch in einem hoch adsöfptiönsfähigen Zustand oder noch homogen mit dem Isolierstoff mischbar ist, zugesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlagenmaterial Papier oder dergleichen sonstiges faserhaltiges Material verwendet wird und der photoleitende Isolierstoff dem Papier- oder Faserstoff bzw. -brei zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlagenmaterial Füllstoffe enthaltendes Material, insbesondere verfilzte und verwebte Unterlagenstoffe verwendet werden, der photoleitende Isolierstoff dem Füllstoff einverleibt und mit diesem dem Unterlagenmaterial zugesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der photoleitende Isolierstoff in Form kleiner Teilchen zugesetzt wird und zumindest eine bestimmte Anzahl dieser Teilchen einen Überzug von einem elektrischen Isolierstoff, vorzugsweise einem Phenol- bzw. Kresol-Formaldehyd-Harz, Polystyrol, Polyvinylazetat, Silikonharz, Vinylchlorid-Vinylazetat-Mischpolymerisat einer höheren Fettsäure oder einem Wachs aufweisen.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der photoleitende Isolierstoff in Form kleiner Teilchen in inniger Berührung mit dem elektrischen Isolierstoff als wäßrige Suspension auf eine noch hoch adsorptionsfähige, feuchte, noch im Herstellungsverfahren befindliche Papierbahn oder dergleichen aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das überzogene Unterlagenmaterial erhitzt wird, bis das elektrisch isolierende Material, welches die Teilchen aus dem photoleitenden Stoff umgibt, zusammengeschmolzen ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Teilchen des elektrischen Isolierstoffes innig vermengten Teilchen des photoleitenden Stoffes während der Fabrikation des Papiers dem Papierstoff od. dgl. hinzugesetzt werden und anschließend unter gleichzeitiger Bildung der Papierbahn getrocknet bzw. das Zusammenschmelzen des elektrisch isolierenden Materials herbeigeführt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Teilchen des elektrisch isolierenden Materials innig vermengten Teilchen des photoleitenden Stoffes in Form einer Suspension in Wasser auf das Papier während oder nach der Bildung der Papierbahn auf einer Langsiebpapiermaschine aufgetragen werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das überzogene Unterlagenmaterial erhitzt und nach dem Erhitzen wieder angefeuchtet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß solche Isolierstoffe verwendet werden, die durch Behandlung der Teilchen des photoleitenden Stoffes mit einer Lösung eines Isolierharzes in einem Lösungsmittel, anschließendem Wasserzusatz zur Ausfällung des Isolierharzes und Auswaschen der gesammelten Teilchen zur Entfernung des Lösungsmittels erhältlich sind.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß solche 'Isolierstoffe verwendet werden, deren feste Teilchen des photoleitenden Isolierstoffes erwärmt und gerührt wurden, wobei gleichzeitig auf die erwärmten und gerührten Teilchen ein feiner Sprühregen eines in einem hochflüchtigen Lösungsmittel aufgelösten Isolierharzes gerichtet wurde.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß solche Isolierstoffe verwendet werden, zu deren Herstellung eine Suspension von Zinkoxydteilchen in

eine Lösung einer hochmolekularen festen Fettsäure, welche ein Zinksalz hat, das in dem verwendeten Lösungsmittel unlöslich ist, eingerührt wurde, eine in dem gleichen Lösungsmittel aufgelöste äquimolekulare Menge eines Zinksalzes von niedrigem Molekulargewicht eingegossen und schließlich die überzogenen Teilchen abfiltriert wurden.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 958 355.