DE1178703B - Elektrophotographisches Material - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 03.

Deutsche KL: -5743-40^- Bl.

Nummer: 1178 703

Aktenzeichen: K 45851IX a / 57 b

Anmeldetag: 8. Februar 1962

Auslegetag: 24. September 1964

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Material mit einem rauhen Schichtträger durch das der Randeffekt vermieden werden kann.

Bekanntlich bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, große Flächen und vor allem das Zentrum von latenten elektrostatischen Bildern, die auf elektrophotographischem Wege hergestellt sind, homogen und gleichmäßig durch Tonerteilchen einzufärben, d. h. zu entwickeln. Da im Innern einer großflächigen Bildstelle, d. h. einer unbelichteten Fläche, das elektrische Feld wesentlich schwächer ist als am Rand, haften die Tonerteilchen vorwiegend an den Randzonen.

Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, die diese störenden Randeffekte beheben sollen. So wird beispielsweise vorgeschlagen, zwischen Original und photoleitfähiger Schicht einen Raster einzuschieben und dann das Original zu belichten.

Weiterhin ist bekannt, die Randeffekte dadurch zu vermeiden, daß eine photoleitfähige Schicht verwendet wird, die neben Photoleitern photochemisch inerte, organische oder anorganische Stoffe enthält, die in Form eines unregelmäßigen Rasters in der Schicht selbst verteilt sind.

Das erste Verfahren hat den Nachteil, daß die Herstellung der Kopien umständlich und zeitraubend ist, während bei der zweiten Methode komplizierte Herstellungsverfahren der Schichten notwendig werden.

Es ist auch auf andere Weise möglich, diesen Randeffekt zu verhindern, falls man beim Entwickeln von latenten elektrostatischen Bildern sogenannte Magnetbürsten einsetzt und diese mit einer Vorspannung versieht. Dieses Verfahren erfordert jedoch komplizierte Geräte und Methoden.

Aufgabe der Erfindung ist, ein elektrophotographisches Material anzugeben, auf dem großflächige Bildteile gleichmäßig, d. h. ohne Randeffekte, sichtbar gemacht werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrophotographisches Material, bestehend aus einem leitfähigen Schichtträger und einer photoleitfähigen Schicht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Oberfläche des Schichtträgers rauh ist, wobei die Rauhigkeitstiefen dieselbe Größenordnung wie die Dicke der photoleitfähigen Schichten haben.

Als Material für den Schichtträger der photoleitfähigen Schicht werden beispielsweise Folien oder Platten aus Metallen, wie Aluminium, Zink, Magnesium, Kupfer, mit Folien aus diesen Metallen kaschierte oder mit Metallen bedampfte Papier- oder Kunststoffolien, genannt.

Elektrophotographisches Material

Anmelder:

Kalle Aktiengesellschaft,

Wiesbaden-Biebrich, Rheingaustr. 190-196

Als Erfinder benannt:

Dr. Dieter Osswald,

Dr. Martha Tomanek, geb. Kunitzer,

Wiesbaden-Biebrich

Die Aufrauhung kann mechanisch, chemisch oder elektrochemisch geschehen. Es ist ferner möglich, zuerst eine Folie, z. B. eine Kunststoffolie, aufzurauhen und diese dann mit Metall zu bedampfen.

Mechanisch aufgerauhte metallische Oberflächen werden durch Bürsten mit einer Stahlbürste oder sonst einem Bürstenmaterial, das härter ist als der Schichtträger, oder durch Sandstrahlen hergestellt.

^a5 Auch durch Prägung mit einem feinen Raster läßt sich eine für den vorliegenden Zweck ausreichende rauhe Oberflächenstruktur erhalten. Ein Aufrauhen auf chemischem Wege kann durch Ätzen vorgenommen werden. Zu diesem Zweck beschichtet man eine Metallplatte mit einer lichtempfindlichen Substanz, z. B. Trioxyb©nzophenon-naphthochinon-(l,2)-diazidsulfosäureester. Die beschichtete Seite wird unter einer feinsten Rastervorlage belichtet. Die belichteten Schichtteile werden mit einer alkalischen Flüssigkeit entfernt, und die freigelegte Metallfläche mit 7-bis 8°/oiger Salpetersäure geätzt. Die unbelichteten Schichtteile werden anschließend mit einem Lösungsmittel, z. B. Äthylenglykolmonomethyläther, entfernt. Ferner kann eine Aufrauhung eines Schichtträgers durch bekannte elektrolytische Methoden vorgenommen werden.

Weiterhin sind durch Beschichtung eines Schichtträgers mit leitfähigen anorganischen oder organischen Substanzen, wie Metallpulver, ζ. B. Aluminium- oder Kupferpulver, Metalloxyden, wie Kupferoxyd, Salzen, wie Natriumnitrat, Natriumsulfat oder Graphit oder aromatische Karbonsäuren, Sulfonsäuren und deren Salzen, die zusammen mit einem Harz aufgebracht werden, brauchbare, rauhe Oberflächen zu erhalten.

Die Rauhigkeitstiefe, d. h. die Differenz zwischen den erhabenen und den vertieften Punkten an der

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Oberfläche des Schichtträgers soll erfindungsgemäß der Aufladungshöhe und bezüglich der Dunkelleit-

dieselbe Größenordnung wie die Dicke der darauf fähigkeit erleidet.

aufgebrachten photoleitfähigen Schicht haben, d. h., Diese vorteilhaften Effekte können etwa wie folgt

die Aufrauhung soll in dem Rahmen liegen, wie elek- erklärt werden:

trophotographische Schichtdicken hergestellt werden; 5 Durch die auf dem metallischen Schichtträger

also etwa zwischen 4 und 10 μ, vorzugsweise zwi- durch die Aufrauhung erzeugten, herausragenden

sehen 5 und 8 μ. Es können jedoch in besonderen feinen Rauhigkeitspunkte wird die gesamte photo-

Fällen auch Schichtdicken angewendet bzw. Aufrau- leitfähige Schicht in sehr kleine Flächen zerlegt, die

hungen vorgenommen werden, die über und unter somit durch verhältnismäßig gleichmäßig verteilte

diesen angegebenen Maßen liegen. io Leitfähigkeitspunkte bzw. Stellen sehr geringen

Bevorzugte Ergebnisse werden erzielt, wenn die Widerstandes abgegrenzt werden. Bei der elektrosta-

photoleitfähige Schicht 1 bis 2 μ dünner ist als die tischen Aufladung wird daher die Schicht diskonti-

Höhe der Aufrauhung der Metalloberfläche, jedoch nuierlich aufgeladen, so daß dadurch das Auftreten

lassen sich auch brauchbare Bilder erhalten, falls die von Randeffekten verhindert wird. Da die die Rauhig-

aufgerauhten, erhabenen Stellen mehr als 2 μ über 15 keit bedingenden, erhabenen Punkte äußerst fein

die Oberfläche dieser Schicht hinausragen. sind, können auch sehr dünne Striche und Punkte

Die Messung der Rauhigkeitstiefe kann beispiels- mit dem erfindungsgemäßen elektrophotographischen

weise mittels eines Lichtschnittmikroskops vorgenom- Material wiedergegeben werden,

men werden. Hierbei nutzt man in bekannter Weise _R · _n-_ei 1

die Interferenz der von den erhabenen Stellen der 20 ' P

Aufrauhung und den von den tiefsten Stellen der Man löst in 100 Volumteilen Äthylenglykolmono-Aufrauhung reflektierten Lichtstrahlen. Auch durch methyläther 5 Gewichtsteile 2,5-Bis-!4'-diäthylaminoeinen Lackabdrack oder eine Matrize von der Ober- phenyl-(l')]-l,3,4-oxdiazol, 5 Gewichtsteile eines fläche der Aufrauhung ist es möglich, exakte Aussa- Carbonylgruppen enthaltenden Styrol-Mischpolymegen über die Rauhigkeitstiefe zu gewinnen, wenn 25 sates mit dem Zersetzungspunkt 200 bis 210° C und diese Abdrücke in einem Elektronenmikroskop ver- dem spezifischen Gewicht 1,15 bis 1,16 und 0,01 Gemessen werden. wichtsteil Rhodamin B extra (C. I. Nr. 45170) und

Die Natur der Photbleiter in den photoleitfähigen beschichtet damit eine mechanisch aufgerauhte, ge-

Schichten ist nicht kritisch. Die Photoleiter können bürstete Aluminiumfolie, dessen Bürsttiefe im Durch-

in Form von homogenen Überzügen oder in Mi- 30 schnitt 5 bis 7 μ beträgt. Nach dem Verdunsten

schung mit Bindemitteln angewendet werden. Es sind des Lösungsmittels verbleibt eine fest auf der Folien-

sowohl photoleitfähige anorganische als auch orga- oberfläche haftende Schicht von 4,7 μ Dicke. Das so

nische Verbindungen oder Mischungen untereinander hergestellte elektrophotographische Material wird

geeignet. durch eine Coronaentladung negativ aufgeladen und

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen elektro- 35 dann in der Kassette einer Reproduktionskamera, in

photographischen Materials kann wie folgt verfahren der sich ein Umkehrprisma befindet, 20 bis 30 Se-

werden: künden belichtet. Als Lichtquelle werden acht Ni-

Die Photoleiter, gegebenenfalls mit Zusätzen, wie traphotglühbirnen von je 500 Watt verwendet. Als Sensibilisatoren, Aktivatoren, filmbildenden Harzen Vorlage dient eine zweiseitig bedruckte Buchoder Pigmenten, werden in einer organischen und/ 4° seite.

oder anorganischen Flüssigkeit gelöst bzw. disper- Als Entwicklerpulver kann beispielsweise ein Gegiert und auf einen aufgerauhten Schichtträger auf- misch aus Kieselgur und einem Toner, bestehend getragen, wo sie nach dem Verdunsten des Lösungs- aus einem niedrigschmelzenden Polystyrol-Kolomittels eine homogene Schicht bilden. phonium-Gemisch, dem noch Ruß und zweckmäßig

Mit dem erfindungsgemäßen elektrophotographi- 45 ein organischer Farbstoff Nigrosin, spritlöslich (C. I. sehen Material können nach den bekannten Metho- Nr. 50415) zugefügt wird, dienen,
den der Elektrophotographie latente elektrostatische Die Bestandteile des Toners werden zusammen-Bilder hergestellt werden, die sich durch Anwendung geschmolzen, anschließend gemahlen und, da eine aller gebräuchlichen ein- oder zweifarbigen Toner in einheitliche Korngröße zur Herstellung der Bilder üblichen Entwicklungsmethoden, z. B. Kaskadenent- 50 zweckmäßig ist, durch Windsichtung getrennt. Beiwicklung oder durch Entwickeln in einer Mulde spielsweise ist ein Fraktion, die Korngrößen des sichtbar machen lassen. Dabei werden sowohl beliebig Toners von 5 bis 10 μ enthält, gut geeignet. Nach große Bildflächen völlig gleichmäßig und deckend ein- dem Einstäuben des latenten elektrophotographischen gefärbt als auch feine Linien exakt wiedergegeben. Bildes mit diesem Tonergemisch wird dieses durch Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, von allen Ori- 55 Erwärmen auf 160 bis 170° C im Laufe von 30 Seginalen auf einfache Weise naturgetreue und genaue künden fixiert. Auf diese Weise lassen sich auch Kopien herzustellen. Bildflächen von DIN A 4-Format mit einem elektro-

Nach dem Fixieren kann die Kopie oder das Bild statischen Entwicklerpulver ohne Verwendung von

durch Hydrophilieren oder Ablösen der photoleit- Magnetbürsten gleichmäßig entwickeln,

fähigen Schicht an den tonerfreien Bildteilen in eine 60 Das so hergestellte elektrophotographische Bild

Druckform umgewandelt werden. kann in eine Druckform umgewandelt werden, wenn

Durch das elektrophotographische Material wird man das Bild mit einer Lösung überwischt, welche erreicht, daß ohne Verwendung komplizierter Geräte 40% Methanol, 10% Glycerin, 45%GIykol und oder aufwendiger Methoden, auf einfache Weise 5 % Natriumsilikat enthält. Die vom Toner nicht begroßflächige Bildstellen eines latenten elektrostati- 65 deckten Bildteile werden dabei weggelöst und sehen Bildes homogen und gleichmäßig sichtbar ge- werden hydrophil, während die druckenden Stellen, macht werden können, wobei die photoleitfähige d. h. die vom Toner bedeckten Bildteile, fette Farbe Schicht bei der Aufladung keinerlei Veränderung in annehmen, so daß nach dem Einspannen der so er-

haltenen Druckform in eine Offset-Druckmaschine gedruckt werden kann.

Beispiel 2

95 Gewichtsteile Zinkoxyd, 80 Gewichtsteile SiIikonharz (50 %ige Lösung in Toluol), 100 Gewichtsteile Toluol, 25 Gewichtsteile Methanol und 0,05 Gewichtsteile Rhodamin B extra werden dreimal in einer Kolloidmühle oder in einem hochtourigen Schnellrühren homogenisiert. Die streichfertige Suspension wird in bekannter Weise auf eine Papierfolie, die mit einer 25 μ starken, oberflächlich gebürsteten Aluminiumfolie kaschiert ist, aufgebracht ist, aufgebracht und getrocknet. Die Bürsttiefe der Aluminium-Oberfläche beträgt etwa 5 bis 8 μ. Zur Erzeugung von Bildern auf dem so hergestellten elektrophotographischen Material wird die Schicht durch eine Coronaentladung negativ aufgeladen und in einem photographischen Vergrößerungsgerät ein Diapositiv mit einer Beleuchtungsstärke von 3 Lux 20 Sekunden auf das aufgeladene Elektrokopiermaterial projiziert. Anschließend wird mit einem Entwickler, bestehend aus einem Toner und Glas-' kügelchen als Träger, entwickelt und durch kurzes Erwärmen auf 150 bis 160° C fixiert. Man erhält Bilder, bei denen die sehr großen Schwarzflächen völlig homogen und deckend eingefärbt sind. Die so hergestellten Bilder können in eine Druckform umgewandelt werden, wenn man sie mit einer Lösung, die 3 Gewichtsteile des Kaliumsalzes der Hexacyano-Eisen-II-säure, K₄[FE(CN)₆], 2 Gewichtsteile PoIyvinyl-phosphonsäure, 0,3 Gewichtsteile diisobutylnaphthalin-sulfonsaures Natriumsalz und 95 Volumteile Wasser enthält, überwischt. Nach kurzem Spülen mit Wasser und dem Einfärben der "Druckform mit fetter Farbe kann in einer Offsetmaschine wie üblich gedruckt werden.

Beispiel 3

Man löst in 100 Volumteilen Äthylenglykolmonomethyläther 0,75 Gewichtsteile hochmolekulares Polyvinylacetat, 5 Gewichtsteile m-Kresol- form aldehydharz und 2 Gewichtsteile 2,3,4-Trioxybenzophenonnaphthochinon-(l ,2)-diazid - (2) - 5 - sulfosäureester und beschichtet mit dieser Lösung mittels einer Schleuder eine entfettete, glattpolierte Zinkplatte, Nach sorgfältiger Trocknung bei 60 bis 80° C belichtet man die Schichtseite unter einer feinsten Rastervorlage. Die belichteten Teile der 'Jchicht werden mit einem Wattebausch, der mit einer 0,5%igen Natronlauge getränkt ist, entfernt. Die freigelegte Zinkfläche wird nach dem Abspülen mit fließendem Wasser mit 7- bis 8%>iger Salpetersäure geätzt. Danach wird mit Wasser abgespült und die auf den Rasterpunkten zurückgebliebene Schicht mit Äthylenglykolmonomethyläther entfernt. Die so geätzte Zinkplatte wird wie in Beispiel 1 mit einer photoleitfähigen Schicht beschichtet und darauf ein elektrophotographisches Bild erzeugt. Man erhält darauf gut geschlossene Schwarzflächen.

Beispiel 4

Man verfährt wie im Beispiel 1, verwendet aber als Schichtträger für die photoleitfähige Schicht eine Papierfolie, deren Oberfläche einen Vorstrich trägt, bestehend aus Aluminiumpulver (Korngröße etwa 10 bis 20 μ) und 200 Gewichtsteile einer 5O°/oigen wäßrigen Dispersion von Acrylsäurebutylester, die mit 5°/oigem Ammoniak auf pH 7,5 eingestellt ist.

Mit diesem Schichtträger erhält man bei Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen photoleitfähigen Schicht elektrophotographische Kopien, bei denen auch große Schwarzflächen einwandfrei wiedergegeben werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektrophotographisches Material, bestehend aus einem leitfähigen Schichtträger und einer photoleitfähigen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Schichtträgers ra,uh ist, wobei die Rauhigkeitstiefen dieselbe Größenordnung wie die Dicke der photoleitfähigen Schicht haben.