DE1149985B - Verfahren zur Herstellung eines Materials zur Entwicklung elektrostatischer Bilder - Google Patents

Description

Man hat bereits elektrostatische Bilder durch Überrieseln mit einem Gemisch aus einem Träger und einem feinen Kunststoffpulver sichtbar gemacht. Es wurden auch schon Entwickler mit magnetischen Trägern verwendet und diese durch Magnete aufgebracht. Eine andere bekannte Methode besteht darin, mit Hilfe eines Luftstromes ein Kunststoffpulver gegen ein elektrostatisches Bild zu blasen. Um einen Luftstrom zu erhalten, der gleichmäßig mit Kunststoffpulver beladen ist, hat man dieses auf einen bandförmigen Träger aufgebracht und dann dieses Band durch den Luftstrom geführt. Bei diesen Methoden stört jedoch die starke Staubentwicklung. Der Staub lagert sich an den beweglichen Teilen der Entwicklungsapparatur ab und erhöht damit die Störanfälligkeit.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung eines Materials zur Entwicklung elektrostatischer Bilder gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine vorzugsweise auf einen biegsamen Träger aufgebrachte, wachshaltige Photoleiterschicht mindestens einmal elektrostatisch aufgeladen und durch Gesamtbelichtung mindestens teilweise wieder entladen wird und anschließend auf die so vorbehandelte Photoleiterschicht ein Toner aufgebracht wird.

Unter Toner seien die bekannten, aus einem oder mehreren Kunststoffen und meist einem Farbstoff oder Pigment bestehenden Pulver verstanden, die zum Sichtbarmachen von elektrostatischen Bildern dienen. Sie werden üblicherweise durch Zusammenschmelzen der Bestandteile, Mahlen und Sichten hergestellt. Man benutzt sie in Korngrößen von etwa 1 bis etwa 100 μ, bevorzugt von etwa 20 bis etwa 60 μ. Ein Toner besteht beispielsweise aus gleichen Teilen Polystyrol und einem öllöslichen Maleinsäurepolymerisat, dem 5% Ruß zugesetzt sind.

Die wachshaltigen Photoleiterschichten enthalten bekannte organische Photoleiter gemeinsam mit Wachsen und gegebenenfalls noch Harzen.

Als Wachse, die den Photoleiterschichten des Materials zur Entwicklung elektrostatischer Bilder erfindungsgemäß zugesetzt werden können, kommen natürliche und synthetische in Frage. Genannt seien Montanwachse, Walrat, Wollwachse, Bienenwachs, Ghettawachs, Japanwachs, Chinawachs, Schellackwachs, Carnaubawachs, Candelilawachs, sogenanntes Α-Wachs, OP-Wachs, SPO-Wachs, V-Wachs, (beschrieben in Karsten, »Lackrohstoff-Tabellen«, Vincentz-Verlag, Hannover, 2. Auflage (1955), S. 192/193), und die als »Gersthofener Wachse« mit der Bezeichnung O, KP, S und L (10 c. cit.) im Handel befindlichen Produkte. Vorzugsweise werden feste natürliche Verfahren zur Herstellung eines Materials
zur Entwicklung elektrostatischer Bilder

Anmelder:

Kalle Aktiengesellschaft,
Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 190-196

Dr. Wilhelm Neugebauer, Dr. Martho Tomanek

und Dr. Hans Behmenburg, Wiesbaden-Biebrich,

sind als Erfinder genannt worden

Wachse, wie Montanwachs, Bienenwachs, Carnaubawachs und die angeführten festen synthetischen »Gersthofener Wachse« angewendet.

Bei dem vorliegenden Verfahren werden die Wachse in Mengen von etwa 3 bis etwa 20 %> vorzugsweise etwa 7 bis etwa 10%, bezogen auf die Gewichtsmenge Photoleiter, zugesetzt. Die Wachse können gemäß den Ausführungen in Ulimann »Enzyklopädie der Techn. Chemie«, 2. Auflage, 1932, Band 10, S. 293, noch Anteile an freien Fettsäuren bzw. freien Alkoholen enthalten. Dementsprechend sollen auch solche synthetischen Wachse als zum vorliegenden Verfahren gehörig verstanden werden, die noch Anteile dieser Produkte enthalten bzw. denen solche zugesetzt wurden. Als Photoleiter können die in der Elektrophotographie üblichen, besonders die organischen, verwendet werden. Solche sind beispielsweise Oxdiazole, wie 2,5-Bis-(p-dialkylamino-phenyi)-l,3,4-oxdiazole; Triazole, wie 2,5-Bis-(p-dialkylamino-phenyl)-l,3,4-triazole; Azomethine, beispielsweise die aus p-Phenylendiamin und p-Dialkylaminobenzaldehyd erhaltenen Produkte, aromatische Kohlenwasserstoffe mit mindestens vier Benzolkernen, wie Benzanthren, Chrysen; Imidazolone, wie 1,3,4,5-Tetraphenyl-imidazolonjPyrazolon, wie 1,3,5-Triphenyl-pyrazolon; Tetrahydroimidazol; Oxazole, wie 2,5-Diphenyloxazol, 2-(p-Dialkylamino-phenyl)-4,5-diphenyloxazol; Cycloazaoctatetraen-Derivate, wie 1,2,5,6-Tetraazacyclooctatetraen-2,4,6,8; Stilbenderivate, wie 4-Dialkylamino-4'-nitrilostilben; Fluorenderivate, beispielsweise 2,3,5-Triphenylfiuoren; Thiophenderivate, beispielsweise 2,3,5-Triphenylthiophen; Pyrrolderivate, beispielsweise 2,3,5-Triphenylpyrrol; Triphenylaminderivate, beispielsweise Triphenylamin und seine Alkylderivate. Ferner

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auch hochpolymere Substanzen, wie polymeres Vinyl- lungsvorganges erlauben und die, nach entsprechender carbazol, Polyinden, Polyacenaphthen, Polyvinyl- Reinigung, mehrfach verwendet werden können, naphthalin, Polyvinylchinolin. Es können auch Ge- Neben den mechanischen werden an einen Schichtmische von Photoleitern angewendet werden. träger gewisse elektrische Anforderungen hinsichtlich

Ferner kann es zur Herstellung der Photoleiter- 5 der Leitfähigkeit gestellt, da die in der Elektrophotoschicht des Materials zur Entwicklung elektrosta- graphie auf die Photoleiter schicht aufgebrachte Ladung tischer Bilder vorteilhaft sein, die Photoleiter und die an den belichteten Stellen über den Träger abgeleitet Wachse im Gemisch mit natürlichen Harzen und/oder werden soll. Daher soll der Widerstand des Schichtsynthetischen Kunststoffen zu verwenden. Als solche trägers kleiner sein als der Widerstand der aufgeseien beispielsweise genannt: Balsamharze, Kolopho- io brachten Photoleiterschichten.

nium, Schellack, kolophoniummodifizierte Phenol- Man erhält nach dem voranstehend beschriebenen harze und andere Harze mit maßgeblichem Kolopho- Verfahren ein Material aus einem vorzugsweise biegniumanteil, außerdem Cumaronharze, Indenharze und samen Schichtträger, auf dem eine gleichmäßige, die unter den Sammelbegriff Lackkunstharze fallenden dünne, beispielsweise 0,5 bis 20 μ starke, wachshaltige Substanzen, zu denen zählen: abgewandelte Natur- 15 Photoleiterschicht aufgebracht ist, oder dessen Photostoffe, wie Celluloseäther, Polymerisate, wie Vinyl- leiterschicht eine dünne Wachsschicht trägt, polymerisate, beispielsweise Polyvinylchlorid, Poly- Zur Überführung des beschichteten Trägers in das vinylidenchlorid, Polyvinylacetat, Polyvinylacetale, erfindungsgemäße Entwicklermaterial für elektro-Polyvinyläther, Polyacryl- und Polymethacrylsäure- statische Bilder wird die wachshaltige Photoleiterester, ferner Polystyrol, Isobutylen, chlorierter Kau- 20 schicht mit einer Coronaentladung elektrostatisch auftschuk, Polykondensate, z. B. Polyester, wie Phthalat- geladen und dann allgemein belichtet. Ebenso gut harz, Alkydharz, Maleinatharz, Maleinsäure-Ester kann man auch unter Belichtung aufladen. Anhöherer Alkohole, außerdem Phenolformaldehydharz, schließend wird der beschichtete Träger mit HiKe Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate, Melamin-Form- eines Toners in bekannter Weise eingestäubt, wobei er aldehyd-Harze, Aldehydharze, Ketonharze, Xylol- 25 sich mit einer sehr gleichmäßig dünnen Tonerschicht Formaldehydharze, Polyamide, Polyaddukte, bei- überzieht, die auf der wachshaltigen Photoleiterspielsweise Polyurethane. Es kommen aber auch Poly- schicht haftet. Dabei ist die Haftung einerseits so olefine, wie verschiedene Polyäthylene, Polypropylen groß, daß die Tonerteilchen beim Hantieren kleben und Phthalsäurepolyester, wie Terephthalsäure-, Iso- bleiben und andererseits so schwach, daß sie beim phthalsäureäthylenglycolpolyester, in Frage. 30 Inberührungbringen mit einem elektrostatischen Bild

Verwendet man die photoleitenden Verbindungen in leicht auf dieses übertragen werden. Mischung mit den voranstehend beschriebenen Kunst- Die Aufbringung des Toners kann durch Überstoffen, so können die Mengenverhältnisse zwischen rieseln, wie es für elektrophotographische Zwecke be-Kunststoff und Photoleitersubstanz in weiten Grenzen kannt ist, erfolgen. Ebenso kann der mit einer wachsschwanken. Gemische aus 2 Teilen Kunststoff und 35 haltigen Photoleiterschicht überzogene Träger durch

1 Teil Photoleitersubstanz bis zu Gemischen, die einen Toner, der sich vorzugsweise in bewegtem Zu-

2 Teile Photoleitersubstanz auf 1 Teil Kunststoff ent- stand, beispielsweise durch Vibration oder Umrühren, halten, sind vorzuziehen. Besonders günstig sind befindet, geführt werden.

Gemische beider Substanzen im Gewichtsverhältnis Es hat sich gezeigt, daß auf der nicht aufgeladenen

von etwa 1:1. 40 Photoleiterschicht der Toner nicht haftet. Auf der ge-

Das erfindungsgemäße Entwicklermaterial stellt ladenen und durch Belichtung entladenen Photoleiterman durch Beschichten eines Trägers mit den voran- schicht haftet jedoch der Toner, und zwar bildet sich stehend beschriebenen Photoleitern gemeinsam mit eine sehr homogene Tonerschicht aus. Dieser Effekt den Wachsen und gegebenenfalls den Kunststoffen, ist nicht durch eine elektrostatische Restladung bevorteilhafterweise gelöst in einem organischen Lösungs- 45 dingt, denn auch nach mehrstündigem Belichten mittel, her; beispielsweise gießt, streicht oder sprüht bleibt diese Eigenschaft erhalten. Der Effekt bleibt derman die Lösung auf und verdampft das Lösungs- selbe, auch wenn nach kurzer Belichtungszeit keine mittel. Man kann die Produkte auch als wäßrige oder elektrostatische Ladung durch die bekannten physinichtwäßrige Dispersionen aufbringen. Es besteht auch kaiischen Methoden nachgewiesen werden kann. Beim die Möglichkeit, die Photoleiterschicht, gegebenenfalls 5° vorliegenden Verfahren wird es vorgezogen, die Photogemeinsam mit den Kunststoffen, zunächst auf den leiterschicht durch Belichtung wieder völlig zu ent-Träger aufzubringen und dann den Photoleiter noch laden, da mit solchen Schichten die besten Ergebnisse mit einer dünnen Wachsschicht zu überziehen. Das erhalten werden. Das schließt jedoch nicht aus, daß kann durch einfaches Einreiben, beispielsweise mit sich das Verfahren auch noch gut durchführen läßt, einem Tuch oder einer Walze geschehen. Man kann 55 wenn auf der wachshaltigen Photoleiterschicht noch das Wachs auch in einem Lösungsmittel gelöst auf- eine gewisse Restladung verblieben ist. bringen. Das Entwicklermaterial gemäß dem vorliegenden

Als Träger für die Photoleiterschicht können die Verfahren eignet sich hervorragend zum Entwickeln üblichen in der Elektrophotographie verwendeten elektrostatischer Bilder. Hierzu bringt man das Ent-Schichtträger benutzt werden. Als solche seien bei- 60 Wicklermaterial mit diesen Bildern in enge Berührung, spielsweise Folien aus Metallen, wie Aluminium, Dieses kann bei plattenförmigen! Material durch einKupfer, Messing, Zink, oder aus Kunststoff, Papier faches Auflegen und Andrücken erfolgen. Besonders oder auch Gewebe und Vliese aus den verschiedensten vorteilhaft ist jedoch ein kontinuierliches Verfahren natürlichen und synthetischen Fasern angeführt. Auch unter Verwendung eines bandförmigen Entwickler-Glasplatten sind geeignet. Besonders vorteilhaft sind 65 materials, wobei zweckmäßigerweise das zu entbiegsame Schichtträger, wie Papier, Filmunterlagen wickelnde, ein elektrostatisches Bild tragende Material und Gewebe, die bei Anwendung in Band- oder Bahn- und das Entwicklermaterial in einen Walzenspalt einform eine kontinuierliche Ausgestaltung des Entwick- geführt werden, wobei an der Berührungslinie der

der den Entwickler anzieht und ein bürstenartiges Gebilde bildet. Mit dieser Magnetbürste streicht man über die belichtete Fläche, wobei der Toner an der ganzen Fläche haftenbleibt; man erhält ein schwarzes 5 Entwicklermaterial, das sich zur Entwicklung elektrostatischer Bilder gut eignet.

beiden Walzen ein besonders enger Kontakt entsteht und die Übertragung des Toners auf das elektrostatische Bild erfolgt.

Das benutzte Entwicklermaterial kann leicht regeneriert werden, indem man die Tonerreste durch einen Luftstrom oder mittels weicher Bürsten ablöst, dann wieder auflädt, belichtet und einstäubt.

Das Entwicklermaterial gemäß vorliegender Erfindung hat den Vorteil, daß auf einfache Weise eine

definierte Menge Toner an die elektrostatischen Bilder 10 10 Gewichtsteile eines harzmodifizierten Maleinsäuresehrgleichmäßig herangebracht wird, polymerisates mit dem Schmelzpunkt 110 bis 120° C

und einer Verseifungszahl 20 bis 25 werden in 100 Ge-Beispiel 1 wichtsteilen Toluol und 50 Gewichtsteilen Methyl-

Zu einer Lösung, die in 28 Gewichtsteilen Äthylen- äthyl-keton gelöst und auf ein dichtes bandförmiges glycolmonomethyläther 1 Gewichtsteil 2,5-Bis-[4'-di- 15 Polyamidgewebe aufgebracht. Nach dem Verdunsten äthylamino-phenyl-(l')]-l,3,4-oxdiazolundl Gewichts- des Lösungsmittels verbleibt eine auf der Oberfläche teil eines Ketonharzes mit dem Schmelzpunkt 115 bis fest haftende Schicht. Auf diese Schicht wird dann 120⁰C, einer Farbzahl 10 bis 20 und einer Verseifungs- noch eine Lösung, bestehend aus 5 Gewichtsteilen zahl 0 enthält, werden 0,15 Gewichtsteile Montan- Montanwachs in 50 Gewichtsteilen Toluol aufgewachs, gelöst in 2 Gewichtsteilen Tetrachlorkohlen- 20 strichen und getrocknet. Das so beschichtete PoIystoff, hinzugegeben. Dieses Lösungsgemisch wird auf amidgewebe wird durch eine Coronaentladung elekeine Papierfolie, deren Oberfläche in bekannter Weise irisch positiv aufgeladen, belichtet und anschließend gegen das Eindringen organischer Lösungsmittel vor- mit einem Entwickler, bestehend aus 100 Gewichtsbehandelt ist, aufgetragen und getrocknet. Durch eine teilen Glaskügelchen und 5 Gewichtsteilen Toner von Coronaentladung wird das Papier elektrisch positiv, 25 der Korngröße 30 bis 70 μ, eingestäubt. Der Toner

Beispiel 3
Gewichtsteile l,5-Diphenyl-3-styryl-pyrazolinund

z. B. auf 6000 Volt, aufgeladen und dann unter einer 125 Watt Quecksilberhochdrucklampe im Abstande von 30 cm 1 Sekunde belichtet und mit einem Entwickler, bestehend aus 100 Gewichtsteilen Glaskügelchen und 2,5 Gewichtsteilen Toner von der Korngröße 20 bis 50 μ, der durch Verschmelzen, Vermählen und Sichten folgender Substanzen erhalten wird:

30 Gewichtsteile Polystyrol mit dem Schmelzpunkt 95 bis 105⁰C einer Verseifungszahl 20 bis 25,

30 Gewichtsteile eines Maleinatpolymerisats, 3 Gewichtsteile Ruß,

kann durch Verschmelzen, Vermählen und Sichten folgender Substanzen erhalten werden:

Gewichtsteile eines Ketonharzes mit dem Schmelzpunkt 76 bis 82° C einer Farbzahl 1 bis 2,5 und der Verseifungszahl 0,

Gewichtsteile eines harzmodifizierten Maleinsäurepolymerisats mit dem Schmelzpunkt 110 bis 12O⁰C und einer Verseifungszahl 20 bis 25,

Gewichtsteile Ruß,

0,3 Gewichtsteile Nigrosin spritlöslich (Schultz, Farbstofftabellen, 1. Band, 7. Auflage (1931), Nr. 985).

Der feinverteilte Toner bleibt an der ganzen, belichteten Fläche sehr gleichmäßig haften. Ein so hergestelltes bandförmiges Entwicklermaterial eignet sich

eingestäubt. Der feinverteilte Toner bleibt an der ganzen belichteten Fläche sehr gleichmäßig haften.

Das so hergestellte Entwicklermaterial eignet sich gut zur Entwicklung latenter elektrostatischer Bilder.

Dieses wird hierzu auf die Tonerschicht gelegt und mit

Hilfe einer Walze intensiv angedrückt. Man erhält 45 gut zur Sichtbarmachung elektrostatischer Bilder.

kontrastreiche, der Vorlage entsprechende Bilder.

Beispiel 2 ]yj-_{an ver}fä_nit wie im Beispiel 1, verwendet aber zum

100 Gewichtsteile eines nachchlorierten Polyvinyl- Beschichten einer Papierfolie 10 Gewichtsteile 2,5-Bischlorids und 100 Gewichtsteile 2,5-Bis-[4'-N,N-di- 50 [4'-dipropylamino-phenyl-(l')]-l,3,4-oxdiazolund2Geäthylamino-phenyl-(r)]-l,3,4-triazol werden in einem wichtsteile eines synthetischen Wachses, gelöst in Gemisch aus 1000 Gewichtsteilen Methyl-äthyl-keton 50 Gewichtsteilen Toluol und 100 Gewichtsteilen und 200 Gewichtsteilen Toluol gelöst. Zu dieser Tetrachlorkohlenstoff. Man erhält nach dem Aufladen, Lösung wird dann eine Lösung, bestehend aus 8 Ge- Belichten und Einstäuben mit einem Entwickler, wie wichtsteilen eines synthetischen Wachses in einem 55 im Beispiel 1 beschrieben, eine gleichmäßig ge-Lösungsmittelgemisch aus 150 Gewichtsteilen Benzol,
150 Gewichtsteilen Methyl-äthyl-keton und 20 Gewichtsteilen Tetrachlorkohlenstoff, hinzugegeben und
das Gemisch auf eine Aluminiumfolie aufgebracht.
Nach dem Verdunsten der Lösungsmittel verbleibt 60
eine fest auf der Folienoberfläche haftende, wachshaltige Photoleiterschicht. Man lädt sie unter gleichzeitigem Belichten mit den im Beispiel 1 beschriebenen

schwärzte Papierbahn, die sich zur kontinuierlichen Entwicklung elektrostatischer Bilder gut eignet.

Hilfsmitteln auf und behandelt sie dann mit einem Gemisch aus 100 Gewichtsteilen Eisenpulver und 2 Gewichtsteilen des im Beispiel 1 beschriebenen Toners. Um diesen auf die belichtete Fläche gleichmäßig zu verteilen, bedient man sich eines Magneten,

© 309 599/225 5.63

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Herstellung eines Materials zur Entwicklung elektrostatischer Bilder, dadurch ge kennzeichnet, daß eine vorzugsweise auf einen biegsamen Träger aufgebrachte wachshaltige Photoleiterschicht mindestens einmal elektrostatisch aufgeladen und durch Gesamtbelichtung [mindestens teilweise wieder entladen wird und anschließend auf die so vorbehandelte Photoleiterschicht ein Toner aufgebracht wird.