DE1165407B

DE1165407B - Material fuer xerographische Zwecke

Info

Publication number: DE1165407B
Application number: DEK43274A
Authority: DE
Inventors: Dr Siegfried Raether
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1961-03-23
Filing date: 1961-03-23
Publication date: 1964-03-12
Also published as: NL275868A; GB943455A; US3148057A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.:

Deutsche Kl.

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

G 03

Jefzf Kf,

Pat. Bl. V

Neues

/A

K 43274IX a / 57 b
23. März 1961
12. März 1964

Das xerographische Verfahren besteht bekanntlich darin, eine photoelektrisch leitende Isolierschicht, die die Photohalbleiterverbindung enthält oder aus einer solchen besteht, unter weitgehender Abwesenheit von aktinischem Licht elektrostatisch aufzuladen und anschließend die aufgeladene Fläche bildmäßig zu belichten, wobei die Ladung an den vom Licht getroffenen Stellen abfließt. Das so erzeugte latente elektrostatische Bild wird durch Bestäuben mit einem Pulver sichtbar gemacht und gegebenenfalls fixiert.

Man hat für die Herstellung von photoelektrisch leitenden Isolierschichten schon die Anwendung von organischen und anorganischen Photohalbleitern vorgeschlagen. Jedoch müssen diese Photohalbleiter in äußerst fein verteilter Form mit oder ohne Bindemittel in einer Schicht bestimmter Dicke auf einen Schichtträger aufgebracht werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Material für xerographische Zwecke, bestehend aus einem metallischen Schichtträger und einer photoelektrisch leitenden Isolierschicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schichtträger aus einem oder mehreren Metallen, die der anodischen Oxydation zugänglich sind, besteht oder an der Oberfläche mit solchen beschichtet ist und daß die photoelektrisch leitende Isolierschicht aus einer durch anodische Oxydation der metallischen Oberfläche des Schichtträgers erzeugten Oxydschicht besteht.

Das erfindungsgemäße Material unterscheidet sich vorteilhaft von den bisher bekannten elektrophotographischen Materialien dadurch, daß die übliche Beschichtung eines Schichtträgers mit einer Photohalbleitersubstanz, die besondere Verfahren, spezielle Bindemittel, Zusätze oder einen bestimmten Aufdampfprozeß erfordert, entfällt. Ferner sind für die vorliegende Anwendung die Härte und die gute Haftung der Metalloxyde auf der Oberfläche des Schichtträgers, der hohe Dunkelwiderstand, die geringen Herstellungskosten und die Abwesenheit eines Bindemittels und damit einer Schicht, die vor der Anwendung für den Offsetdruck an den freien Stellen entfernt werden muß, von großem Vorteil.

Als Metalle im erfindungsgemäßen Sinne werden alle Metalle genannt, bei denen es gelingt, sie anodisch zu oxydieren. Besonders vorteilhafte Ergebnisse lassen sich bei Anwendung von Aluminium, Tantal und Titan erzielen.

Die anodische Oxydation wird nach bekannten Methoden vorgenommen, etwa durch Eintauchen einer Metallfolie als der einen Elektrode und einer irgendwie gearteten handelsüblichen Gegenelektrode in eine Elektrolytlösung, die beispielsweise Zitronen-Material für xerographische Zwecke

Anmelder:

Kalk Aktiengesellschaft,

Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 190-196

Als Erfinder benannt:

Dr. Siegfried Raether, Hofheim (Taunus)

säure, Schwefelsäure oder Borsäure enthält, und anschließendes Anlegen einer Spannung zwischen den beiden Elektroden in einer Größe von etwa 25 bis 250 Volt, vorzugsweise zwischen 150 und 250 Volt.

Nach Abschalten der Spannung trocknet man das Material bei erhöhter Temperatur.

Weitere Methoden der anodischen Oxydation sind aufgeführt in folgenden Büchern: A. Günther Schulze und H. Betz, »Elektrolytkondensatoren«, Verlag

M. Krayn, 1937, und M. Schenk, »Werkstoff Aluminium und seine anodische Oxydation«, A. Franke AG., Verlag Bern, 1948.

Die Metalle werden zweckmäßigerweise in Form von selbsttragenden Folien angewendet. Diese werden in üblicher Weise hergestellt, etwa durch Gießen oder Walzen. Jedoch können die Metalle auch in dünnen Schichten entweder vor oder nach der Oxydation auf ein Trägermaterial, beispielsweise Keramik, andere Metalle oder Kunststoffolien, aufgebracht werden.

Auch mit den genannten Metallen kaschierte Kunststoffolien oder Kunststoffe, deren Oberfläche durch Aufdampfen der erwähnten Metalle metallisiert wurde, sind im erfindungsgemäßen Verfahren geeignet.

Die Dicke der selbsttragenden Metallfolien ist nicht kritisch; sie ist vor allem materialbedingt, d. h., die Eigenschaften der Härte, Sprödigkeit oder Elastizität sind bei der Bemessung zu berücksichtigen. Bei nicht selbsttragenden xerographischen Materialien nach der vorliegenden Erfindung kann die Dicke der Metallschicht bedeutend geringer gehalten werden.

Die elektrischen Eigenschaften während und nach der Oxydbildung können in bekannter Weise durch Legierungszusätze im betreffenden Metall, etwa durch Nickel, Eisen oder Kobalt, oder durch Fremdstoffe im Elektrolyten, z. B. Natrium-, Kupfer- oder NH₄+-Ionen, oder durch eine Temperaturbehandlung

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der Oxydschichten, ζ. B. in Gegenwart von Gasen oder Oxyden, beeinflußt werden.

Diese Temperaturbehandlung wird beschrieben in K. Hauffe, »Reaktionen in und an festen Stoffen«, Springer-Verlag (1955), S. 255 ff.

Zur Herstellung von Kopien mit dem erfindungsgemäßen xerographischen Material lädt man die photoelektrisch leitende Isolierschicht, die erfindungsgemäß aus der auf einem Metall durch anodische Oxydation erzeugten Schicht besteht, beispielsweise durch eine Coronaentladung mittels einer auf 6000 bis 7000 Volt gehaltenen Aufladeeinrichtung auf. Anschließend wird das xerographische Material im Kontakt mit einer Vorlage oder durch episkopische oder diaskopische Projektion einer Vorlage belichtet, wobei ein elektrostatisches, der Vorlage entsprechendes Bild entsteht. Dieses unsichtbare Bild entwickelt man, indem man es mit einem aus Träger und Toner bestehenden Entwickler in Kontakt bringt. Als Träger kommen besonders feine Glaskugeln, Eisenpulver oder auch feine Kugeln aus Kunststoff in Frage. Der Toner besteht aus einem Gemisch von einem Kunststoff und Ruß oder einem gefärbten Kunststoff mit einer mittleren Korngröße von etwa 1 bis 100 μ. Der Entwickler kann auch aus einem in einer nicht leitfähigen Flüssigkeit suspendierten Kunststoff oder Pigment bestehen. Das so sichtbar gemachte Bild wird in bekannter Weise, beispielsweise durch Erwärmen mit einem Infrarotstrahler etwa 100 bis 170° C, vorzugsweise 120 bis 150° C, oder durch Behandeln mit Lösungsmitteln fixiert. Man erhält so Bilder, die den Vorlagen entsprechen und die sich durch gute Kontrastwirkung auszeichnen.

Man kann die so mit dem erfindungsgemäßen xerographischen Material erhaltenen Bilder nach dem Fixieren auch als Druckform benutzen. Das fixierte Bild wird an den nicht drucken sollenden Flächen in bekannter Weise, etwa durch Uberwischen mit Lösungen von Silikaten oder Phosphaten, hydrophil gemacht und kann nach Einfärben mit fetter Farbe sofort in einer Offsetdruckmaschine verwendet werden. Da hierbei keine vorangehende EntSchichtung vorgenommen werden muß, bedeutet dies einen erheblichen Vorteil gegenüber der Anwendung des üblichen xerographischen Materials. Bei Anwendung der mit dem erfindungsgemäßen xerographischen Material hergestellten Flachdruckformen werden grundfreie Druckbilder mit sehr hohen Auflagen erhalten.

Das xerographische Material gemäß vorliegender Erfindung hat den Vorteil, daß es sich sowohl positiv als auch negativ aufladen läßt, so daß allein durch Umpolen mit derselben Schicht unter Verwendung desselben Entwicklers sowohl von negativen als auch von postiven Vorlagen positive Bilder erhalten werden können.

Lädt man die photoelektrisch leitende Isolierschicht beispielsweise negativ auf und belichtet unter einer positiven Vorlage, so erhält man unter Verwendung eines Entwicklers, der einen positiv aufgeladenen Toner enthält, positive Bilder. Der positiv aufgeladene Toner setzt sich an den nicht belichteten, negativ aufgeladenen Stellen ab.

Bei positiver Aufladung können unter denselben Bedingungen von negativen Vorlagen positive Bilder erhalten werden. Der positive Toner wird in diesem Fall von den unbelichteten, positiv aufgeladenen Stellen abgestoßen und setzt sich an den belichteten, entladenen Stellen ab.

Es ist ferner mit dem vorliegenden xerographischen Material möglich, nach dessen bildmäßiger Belichtung die dadurch erzeugten Ladungsbilder oder nach dem Entwickeln entstehenden Pulverbilder in bekannter Weise auf andere Träger, wie Papier usw., zu übertragen.

Beispiel 1

Ein Aluminiumblech mit einer Dicke von 100 μ

ίο wurde in einer 2,5%igen wäßrigen Zitronensäurelösung bei 20° C 15 Minuten lang anodisch oxydiert. Die angelegte Spannung betrug 25 Volt; als Gegenelektrode wurde Aluminium benutzt. Anschließend wurde das oxydierte Aluminiumblech bei 100 bis 150° C 20 Minuten lang getrocknet. Die so behandelte Oxydoberfläche, d. h. die photoelektrisch leitende Isolierschicht des Bleches, wurde nun negativ auf etwa 18 bis 20 Volt aufgeladen. Nach Belichtung des so behandelten xerographischen Materials unter einer

ao positiven Vorlage mit einer Quecksilberhochdrucklampe wurde es mit einem Entwickler, der aus einer Mischung eines Trägers und eines Toners bestand, in bekannter Weise eingestäubt. Als Träger können Glaskügelchen, Eisenpulver und andere anorganische oder organische Substanzen verwendet werden. Der Toner besteht aus einem Kunststoff-Ruß-Gemisch oder gefärbten Harzen von einer Korngröße zwischen 1 und 100 μ. Es entstand ein der Vorlage entsprechendes Bild, das durch schwaches Erwärmen fixiert wurde und sich durch gute Kontrastwirkung auszeichnete.

Beispiel 2

Eine Aluminiumfolie mit einer Stärke von 100 μ wurde in einer 2,5%igen wäßrigen Borsäurelösung mit einem Zusatz von 0,05% Borax 15 Minuten lang bei 200 Volt und 20° C anodisch oxydiert. Nach dem Trocknen bei 100 bis 150° C wurde die Oxydschicht positiv durch eine Coronaentladung aufgeladen und unter einer positiven Vorlage mit einer Ultraviölett-Quarzlampe in einem Abstand von etwa 30 cm 30 Sekunden belichtet. Dann wurde mit einem Entwickler, wie er im Beispiel 1 angegeben ist, eingestäubt; ein der Vorlage entsprechendes Bild mit klarem Kontrast wurde sichtbar, das anschließend fixiert wurde.

Beispiel 3

Eine Aluminiumfolie wurde in einer 1 Voigen wäßrigen Zitronensäurelösung bei 250 Volt 20 Minuten anodisch oxydiert; als Gegenelektrode diente eine Aluminiumfolie. Anschließend wurde bei 100 bis 140° C getrocknet und die mattweiß schimmernde Oxydschicht positiv aufgeladen, unter einer Vorlage mit einer 300-Watt-Glühbirne im Abstand von etwa 30 cm 40 Sekunden belichtet und mit einem Kunststoffpulver, wie es im Beispiel 1 genannt ist, das elektrostatische Ladungsbild sichtbar gemacht. Nach der Fixierung des Harzes bei 150 bis 190° C wurden die nicht drucken sollenden Flächen des Bildes durch kurzes Überwischen mit einer verdünnten Lösung von Phosphorsäure hydrophil gemacht und ohne weitere Behandlung in eine Offsetdruckmaschine eingespannt. Es konnten in großer Auflage grundfreie Abdrucke hergestellt werden. Nach dem Drucken und dem Entfernen der fixierten Harzschicht mit Glycolmonoäthyläther war es möglich, die Aluminiumfolie in der gleichen Weise, wie angegeben, noch mehrere Male als Druckplatte zu benutzen.

Beispiel 4

Ein Tantalblech einer Dicke von 100 μ wurde in einer 2,5 %igen wäßrigen Borsäurelösung, die 0,05 °/o Borax enthielt, bis 150 Volt anodisch oxydiert. Nach der Trocknung bei 100° C wurde das dadurch auf dem Blech gebildete Tantaloxyd durch eine Coronaentladung positiv auf 70 Volt aufgeladen, dann unter einer Vorlage mit einer Quecksilberhochdrucklampe belichtet und mit einem Entwickler, der aus einer Mischung eines Trägers und eines Toners bestand, in bekannter Weise eingestäubt. Als Träger wurden anorganische Substanzen und als Toner ein Kunststoff-Ruß-Gemisch von einer Korngröße zwischen 1 und 100 μ verwendet. Es entstand ein der Vorlage entsprechendes Bild, das durch schwaches Erwärmen fixiert wurde und sich durch sehr gute Kontrastwirkung auszeichnete.

In gleicher Weise ist es auch möglich, das genannte fixierte Tantalblech auf 120 Volt negativ aufzuladen und, wie erwähnt, ein Bild herzustellen.

Beispiel 5

Es wurde wie im Beispiel 2 verfahren.
Fixieren wurde jedoch das Puderbild nach
kannten Verfahrensweise mit Hilfe einer
Spannung auf eine aufgelegte Papierfolie
Es werden Kopien mit guter Kontras
halten.

Claims

Patentanspruch:

Material für xerographische Zwecke, bestehend aus einem metallischen Schichtträger und einer photoelektrisch leitenden Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus einem oder mehreren Metallen, die der anodischen Oxydation zugänglich sind, besteht oder an der Oberfläche mit solchen beschichtet ist und daß die photoelektrisch leitende Isolierschicht aus einer durch anodische Oxydation der metallischen Oberfläche des Schientträgers erzeugten Oxydschicht besteht.