DE1497141A1 - Material fuer elektrostatische Aufnahmen - Google Patents

Description

• Laterial f :#r elektrostatische Aufnahmen, Die Erfindung betrifft ein :3e 3chichtungsmaterial für elektro-Aufnahmen. Zur :~ic htbar.acr@ung von elektrostatischen Aufzeichnungen auf - in=3r e' ektrischen Isolierschicht, die auf einer anderen Schicht h3herer leitfähi@;keit angebracht ist, gibt es zwei Methoden. '_;ach der einen wird elektrisch leitendes 1',Taterial, zoB. Metall, rag der vorher gleichmässig aufgeladenen Schicht in Kontakt g:-:brac.i-to Die elektrostat.i-che Ladung an den Berührungsflächen wird --ofort durch däs leitende TTaterial entladen, wobei ein la tent3s elektrostatisches Bild entsteht, (Bildentladungsmethode) Die #@:s@eite LT-e thodee@t den umbekehrten Weg: Ein elektrisch leitnlas _.:at:@r:i.al ""vird :jit der positiven oder negativen Elektrodc :einer "leichstromhochspannungsqueile verbunden und mit der Iso-1 i er seicht in L'.ontakt gebracr t o Eierbei werden die Berührungs--'I-.cr.nn -elekfzv jüladen (Bildladungsmethode). Das. elektrostati-Bild w=@;nn durch. die Üblichen hntwicklungsverfahren in ein sic:-tbares Bild -.mlbewandelt werden. . Diese Aüfnähmeverfahren sind für Schnelldruck und elektronische Datenverarbeitungsanlagen geeignet. Eine besondere Anwendung der Bildentladungsmethode ist die elektrostatische Aufzeichnung iTÖn ! ingerabdrücken,- wobei der menschliche Körper als Entladungsmedium dient. Bisher verwendete mah für diese Zwecke Beschichtungen' die allein aus einem isolierenden, filmbildenden Tuaterial- besta'inden. Diese 'sind aber unbefriedigend, weil sie bei der Lagerung, .insbesondere bei Wärme, aneinander haften und zum Yleb?n neigen', Ausserdem können sie mit üblichen Sc-reibgeräten nicht-beschriftet werden. Bei der fär Fingerabdruckaufz;ichnungen konnte keine beständige und klare ',yiede-rrgabe erzielt @jerden o

  Gegenstand der Erfindung ist -ein verbessertes T!@ e@.al =_"@r

  elektrostatische ^A.ufzeichnun;en, insbesondere such von F@ Y---,.@sr_

  abdrücken. Die Beschichtung rat eine Gute @_i_t@rurg:@be@@ _'==it

  und VTider standsfähigkeit gern @2ie

  auftretende Wä.rme und Feuchtigheit. Die.

  nit Ubl ichen Schreibäerät-?n ~e 3dhriftbar;i.@ t

  Vied ergabe bei d prilder..tla.dt@_@=ösme'@vde,

  abdrücken,, ist weit besser als b-i den be@@@@r@tene_i,.@_ungt@ o

  n

  Uemäss der Erfindung enthält dieasdhici 1.:ur@J ein C'._- A,-:@1- .. _-

  isolierendes, filmbildendes Material,.d.

  Si02$ welches in dem filmbilc enden Material 1.Lomogr7,r- disp ergiert

  ist. Zur Herstellung dieser Beschichtung ;masse kerzn das -Binde-

  mittel in. einem Lösungsmittel e;6 öst und in einem: %isc?@.@ äit,

  z. B. einer Kugelmühle". mit dem SiO2 vermischt werden.

  Die Teilchengrösse des SiO2 beeinflusst die elektrischen Eigenschaften und die Oberflächenstruktur der Beschichtung. Die besten Ergebnisse erzielt man mit extrem feiner Teilchengrösse, wie sie kolloidales SiO2 aufweist. _ _ Als isolierendes] filmbildendes Material können fast alle - hierfür bekannten Stoffe verwendet werden, z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlord, Vinylchlorid/Vinylidenchlorid-Tdischpolymerisate, Vinylchlorid/Vinylacetät-Mischpolymerisäte., Polyvinylacetat, Styrol/Butadien-Ieischpolymerisat, Polyalkylacrylate, Polyalkylmethacrylate, Vinylacetat/All,#Tlacrylat-Mischpolymerisate, Celluloseacetat, Oelluloseacetobutyrat, lineare Polyester, ungesättigte Polyester, Alkydharze und andere wärmehärtende Polyester, ,Siliconharzemodifizierte Alkydharze, modifizierte Siliconharze, Phenolformeldehydharze, Xylolformaldehydharze und Mischungen von diesen. Falls erwünscht, können Weichmacher zugegeben werden.
• Die Menge des in der Aufzeichnungsschicht enthaltenen kolloidalen Si0,, beeinflusst dessen I-olierwir_kung und sonstige Eigenschaften. G Ein zu grosser Gehalt mac14- die Schicht spröde und bewirkt einen schnellen Ladungsrückgang. Bei zu kleinen Mengen werden. die Aufzeichnungsei ensehaften nicht im gewünschten Nasse verbessert.

  I= @:11 beinen führt ein Zusatz von lo-5o Teilen pro Zoo Teile

  3hele- .

  :.- .d<,'mi @t@l zu befriedigenden Ergebnissen.

  i@'o;;ol@i@-@n@e Stoffe, wie 'n0, oder organische Fotoleiter können

  in kleiner hl=enöe zugesetzt werden. Eine #1so zusammengesetzte

  Schicht kann z.ittels starker A@lichtung entladen werden, wenn das

  ..

  Ladungsbild ausgelöscht werden soll.

  Das Trägermaterial muss eine höhere elektrische Leitfähigkeit als die Beschichtung haben. Geeignet sind.zoB. Metallblätter, mit Metallfolien laminierte Unterlagen oder Isoliermaterial, wie Papier mit einer leitenden Oberflächenbeschichtung.Wenn Papier

  als gräger verwendet wird, kann eine Vorbehandlung mit. einem nicht

  isolierenden, filmbildenden Material: vorgenommen werden, um ein Eindringen der Beschichtungslösung in die Poren des Papiers zu verhindern.` ;denn ran vor Aufbringung des Isoliermaterials das Trägerblatt nicht vorbehandelt, werden die Aufnahmeeigenschaften . sehr verschlechtert. Der Grund hierfür dürfte darin liegen, dass die elektrostatische Kapazität der Aufnahmeschicht abnimmt, wodurch auch die Ladungsdichte auf der Oberfläche geringer wird. Geeignet sind folgende filmbildende Stoffe von niedrigem Widerstand: Polyvinylalkohol, Mischpolymerisate aus Maleinsäureanhydrid oder Maleinsäure und Vinylalkyläthern, Vinylacetat oder Styrol, Polyvinylkyrolidon, Vinylpyrolidon/Vinylacetat-I#iischpolymerisate, folyacrylsäure, Pol"@ethacrylsäüre, Carboxymethylcellulose, Natriumalginat usw*- Bei Verwendung unter niedriger relativer Feuchtigkeit ist die ZIugabe von hygrosköpj:scheu. anorganischen Salzen oder f euchthaltemitteln s äi=e Glycerin -oder Cxlyeol; @=.gebrächt

  Bei Anwendung der Bildladungsmethode-können Schriftzeichcn oder

  Figuren aus leitendem Material, das mit einer Gleichstromhoch-

  spannungsguelle verbunden ist, mit der -Aufnahmeschicht in engen -

  Kontakt gebracht werden. Die--zur Erzielung von klaren und deutli-

  chen Bildern erforderlche @Spar-nuügshöhe ist von den Eigenschaften:

  *er gotl6@@ ,g# Ta1=.gemixien bsctt man einige Zoo bis

  100

  Zur Anwendung der Bild en.tladungsmethode kann die gleichmässige Atifladung der Schicht mittels Koronaentladung erfolgen. Auf die aufgeladene Schicht werden z:B. die Finger oder die Hand aufgedrückt.. Für beide Methoden kä.nnen die bekannten Entwi.cklungsverfahr(:n, wie Kaskadenentwicklung, ltiagnetbürstenenI:wicklung oder Puder- ' e-"olkenen-t,i.,cklunangewendet werden. Im allgemeinen verwendet man -clektroskopisch -;efärbte Tonerteilchen, die bei der einen Methode ,an den geladenen O'tellen, bei der anderen Methode an den entladenen Stellen zur Iaftung kosen. Lnt sprechend -;rählt man das Ladungsvorzeichon der onerteilchen. Bei der BildladungsmetUode soll das Zadun-rsvorzeichen bei Toner und Bildfläche verschieden sein. Bei der Bildentladungsmethode soll die auf Schicht und Toner bleibende Ladung g1 -3i eh sein. ' Für die vort--ilhafte 1;-firkung des erfindungsgemäss verwendeten `i02 gibt es noch keine theoretische Erklärung. Durch 'Zugabe ariderer feinpulvriger Stoffe, wie T`02, Talkum, Zn0, BaTia3, BaS04 oder Ton können die Aufnahmeeiöenschäften teils überhaupt nicht i 4 Geils nur in weit geringerem Masse als mit SiO2 verbessert werden: :Die beträchtliche Erhöhung-der-Bilddichte bei der Bildentladungs--;uothoäe dP:.@tet auf eine . Erhöhung der Oberflächeladungsdichte Die Feinstruzbur der Oborfläche dürfte für eine schnelle :Entladung vorteilhaft sein , sobald eine Berührung mit leitendem Material erfolgt Tvit erfindungsgemäss SiO enthaltenden isolierenden Achichten er:" -hält mar_ Bilder Von ausgezeichneter Qualität mit ,12;oher` 13ilddicl#tä_" und nedri.,er rundschleierdichte @: und zwar bei. beidep; .Aufiiahme#Ä methoden. Diese günstigen Ergebnisse werden durch hohe relative Umgebungsfeuchtigkeit nicht beeinflusst.
• Beispiel 1

  Es wurde folgende Mischungszusammensetzung verwendet: Gew.-Teile

  Polyvinylchlorid/Acetat (Molverhältnis 7o:;-o) Zoo

  Polymerisationsgrad 30o -.

  Kolloidales äi0

  ("Aerosil" der begussa) 2o

  Trichloräthylen - Zoo

  - Toluol 50

  Dieses Gemisch wurde in einer Porzelankugelmühle zu einer weichen homogenen Masse vermahlen und auf ein maschinenbeschichtetes Papier mittels e-_nes Umkehrwalzeäbeschichters in einer Trockenschichtdicke von 1o bis 12 li aufgebracht. Als Vergleichsmaterial wurde der gleiche Papierträger in gleicher Weise mit-einer Polym:erisatlösung ohne SiO2 beschichtet. Nach Trocknung wurden beide Iapiere einer negativen Koronaentladung von -.70.ö Volt ausgesetzt. Dann wurden mit Trichloräthylen gereinigte Finger etwa 1 Sekunde aufgedrückt. Das Entwicklungsgemisch bestand qus 1o Teilen Toner-(Xerox Typ 1o) und loco Teilen: reduziertem Eisenpulver (Teilch6njrcsse 15o bis Zoo #L), Der Vergleich beider Papiere ergab fol,.-erdes:

  anfängliches Oberflächen- Spannungs- Bild qLzalit#7-:t

  - -potential (Volt) hälbz eit

  PVCIAc-Si02 250 etwa 4 gutes niedrige

  Grunddichte

  PUC/Ac -39o etwa 30 Min.. leidlich hohe

  Grunddichte

  Man . äoht@. dass eine hohe Anfangsspennugn oder ein langsamer -Span-_pungsverlu:at bei dem vorliegenden Verfahren keine entscheidende Bedeutung -Fürs die Bldqüalität hat,. . Beispiel 2q

  Es wurde folgende Ivliscrlungszusämmensetzung`@rerwendet::

  Siliconharzlack

  (Shin-etsu Silicon KR-254, nicht

  flüchtige Bostandteile 3o °ä, Her-

  steller Shin-etsu Chemcal_Znd.,Japan)15o

  kolloidales 8i02 ( Aerosl 15

  Toluol 15a

  Die Beschichtungsmasse wurde wie in Beispiel 1 zubereitet, Dann wurde ein mit einer logen Acetonlösung@ Pines Vinylacetat-Maleinsäureanhydrid-Nischpolymerisats vorbehandeltes Papier in. einer Trockenschichtdicke von 7-10 fit, beschichtet. In gleicher Njeise wurde Vergleichsmaterial ohne SiQ2 hergestellt. Die beiden Vergleichspapiere wurden wie in Beispiel 1 mit Finr;erabdrucksaufzeichnungen versehen. Die Ergebnisse-zeigt folgende Tabelle

  anfängliches Ober- Spannungs- Bildqualität -

  flächenpotential halbzeit

  (Volt)

  KR-254-Si0- 155 etwa 6 Min. ausgezeichnet, hohe Bild-

  dichte, sehr niedrige

  ' Grunddichte

  KR-254 35o etwa 15 Min . ziemlich schlecht t nied-

  rige Bilddichte, hohe

  Grunddichte

  Beispiel 3 Es wurde- folgende Eischungszusammensetzung vert-renc'iet

  Sconharülack, nichtflüchtige Bestand=

  teile (SI-i'n-etsüilic@nacr;,:la) - 100

  P j Vi'-,

  0 lat

  (aol,rerhäl tnis tja :?o) 90

  kol'.oidales, Si0, (Aeroil ?5

  V

  riz-2# '.i..s".Tac£tat - 4o

  i @tl :'11 _ 1 o o

  Zne h:ogneia@rsung dieseru.;a.rm!enset@un=;xurde auf einen Papier.

  :räger zi e in Bei.--x iel 2 gebracht. Eine Vergleichsschicht ohne Sio2

  war stark klebrig und konnte- nicht -geprUt werdex14 Das erfindungE';ge-

  mäs:s . hergestellte -Material hatte ein anänla.ohes Oberfläehpotene ...

  tial von. <@oo_ s@ßlt und eine apar@nungsha37>zeit Irön etwa 1üinütenle,..

  Sowohl La B@,ldladungsverfah.ren als auch.. -Bild. -

  entladungsverfahren erhielt mann. Bilder von ausgezeichneter .Dualität. Die Schichtoberfläche war leicht geräuht und mit Bleistift oder anderen üblichen Schreibmit üeln beschriftbare ' Beispiel 4 ' Das in Beispiel 'I und 2 beschriebene Laterial lieferte im Bildladungsverfahren sechs klare und deutliche Bilder* Beispiel 5

  In Beispiel 3 vmrde das Vinylacetat-But-l'lacrylat-1uIischpol@Tmeri-

  sat gegen die gleiche P_ene Poljrvinjlacetat ausgetauscht. Die Ergebnisse waren gleich gut.
• @3eisr@l ö In Beispiel 3 viurde c las Vin7,°lacetat-But@-lacrylat-Ii',ischpolymerisat gegen 6o 'feile styrolisierten Alkydnarzlack (Styresol 425o der Japen Reichhold Chemicals CO., 50 ö nichtflüchtige Bestandteile) ausgetauscht. Die Ergebnisse waren gleich gut. _s

  Beispiel .

  Mit der Beschichtungsmasse gemäss Beispiel 6 wurde ein

  aluminiumlaminierter Papierträger beschichtet. Man erzielte

  ebenfalls gute ürgebr#isse.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1) Material für elektrostatische Aufnahmen, gekennzeichnet durch :. eine elektrisch isolierende. Schicht, die eus einem elektrisch .isolierenden, filmbildenden Material und in diesem disperierten feinteiligen, vorzu@@sweise kolloidalen. SiO2 besteht.
2. 2) Material nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Trägermaterial, das eine höhere Leitfähigkeit als. die elektrisch isolierende Schicht hata . @) Material nach Anspruch 29 gekennzeichnet durch die Verwendung von Papier als Trägermaterial. 4) Material nach Anspruch dadurch --ekennzsichnt, dass das Papier einen Ueberzug aus filmbildendem Material von niedrige= elektrischom tfiderstand aufweist.