DE1497199C3

DE1497199C3 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial sowie elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern

Info

Publication number: DE1497199C3
Application number: DE1497199A
Authority: DE
Inventors: Satoru Odawara Kanagawa Honjo (Japan)
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1964-03-19
Filing date: 1965-03-16
Publication date: 1974-12-05
Also published as: DE1497199A1; US3428453A; DE1497199B2; GB1085151A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, einer Zwischenschicht und einer photoleitfähigen Schicht oder einer isolierenden Schicht. Die Erfindung betrifft gleichfalls ein elektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern, bei dem auf einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial ein Tonerbild erzeugt und dann die nicht mit Toner bedeckten Bildteile entfernt werden.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern unter Anwendung eines elektrophotographischen Trockenkopierverfahrens bekannt. Bei einem Verfahren wird eine photoempfindliche Kopierschicht verwendet, die in geeigneten organischen Lösungsmitteln gelöst weiden kann, und diese Schicht ist auf einer photopolymerisierbaren Unlerlagsschicht aufgebracht, wie es in der japanischen Patentschrift 35-4172 beschrieben ist.

Bei einem anderen bekannten Verfahren, entsprechend der japanischen Patentschrift 38-13410. wird ein bei einem elektrophotographischen I'rockenkopierverfahren üblicher Toner verwendet, der die Löslichkeit des Har/.bindemittels, das in einer elektrophotographischen Kopierbindemittelplalte verwendet ist, in einem organischen Lösungsmittel verändert.

Nach der deutschen Patentschrift 1 134(1»)3 ist auch bereits eine F^rlachdruckplatte mit einem AIuminiumträger und einer bei elektrophotographischen 'Trockenkopierverfahren üblichen Kopierschicht bekannt, bei der zur besseren Haftung der Kopierschicht an dem Aluminiuiuträgcr zwischen diesen Schichten eine Phosphonsäure und'oder ihre Derivate verwandt werden.

Nachteilig an diesen bekannten Verfahren ist, daß man im allgemeinen bei diesen Kopierschleifen für eine Bindemittelschicht, bestehend aus feinverteilten photoleitfähigen Partikeln, die in einem harzähnlichen Bindemittel dispergiert sind, ein hydrophobes Harz als Bindemittel verwendet, damit die fertige Schicht im Dunkeln einen hohen elektrischen Widerstand hat. Solche hydrophoben isolierenden Harze sind nicht in Wasser oder polaren Lösungsmitteln, sondern nur in einigen der flüchtigeren nichtpolaren organischen flüssigen Lösungsmitteln löslich. Um die Bindemittelschicht zu lösen, müssen deshalb bei den bekannten Verfahren flüchtige organische Flüssigkeiten verwandt werden. Die Verwendung dieser Lösungsmittel bringt jedoch nicht nur die Gefahr einer Gesundheitsscliädigiing wegen ihrer giltigen Dämpfe mit sich, sondern sie ist außerdem kostspielig und wegen der Feuergefährlichkeit dieser Lösungsmittel gefährlich. Diese Nachteile würden natürlich vermieden werden können, wenn die Schicht mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung von Säuren, Basen oder Salzen behandelt werden lcöniHe.

Für das elektrophotographische Trockenkopierverfahren verwendbare Schichten unter Verwendung organischer photoleitfähigcr Materialien und alkali-

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löslicher filmbildender Materialien sind bekannt. Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand Diese Materialien haben jedoch eine wesentlich ge- von in der Zeichnung dargestellten vorzugsweisen ringere Lichtempfindlichkeit als die, die beispiels- Ausführungsbeispielen erläutert werden. In der Zeichweise Zinkoxyd enthalten, und haben dementspre- nung zeigt
chend begrenzte Anwendungsmöglichkeiten. 5 Fig. 1 ein Schnittbild durch eine Ausführungs-

Eine Löslichkeitsveränderung mit Hilfe von Toner- form eines gemäß der Erfindung ausgebildeten elekmaterialien kann nur bei solchen Bindemittelschich- trophotographischen Aufzeichnungsmaterials,
ten von im elektrophotographischen Trockenkopier- Fig. 2 ein Schnittbild des gleichen Aufzeichnungsverfahren verwandten Kopierschichten angewandt materials wie in F i g. 1 mit einem auf dieses aufgewerden, die chemisch reaktive Harze, wie wärme- io brachten Tonerbild
härtbare Harze, enthalten. Fig. 3 ein Schnittbild des in den Fig. 1 und 2

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrophoto- gezeigten Aufzeichnungsmaterials nachdem der To-

graphisches Aufzeichnungsmaterial sowie ein Ver- ner durch die obere Schicht eingedrungen ist, um

fahren zur Herstellung von Reliefbildern anzugeben, die untere Zwischenschicht unlöslich zu machen,

bei denen die Zusammensetzung der zur Entwicklung 15 Fig. 4 ein Schnittbild des in den Fig. 1 bis 3 ge-

des elektrostatischen latenten Bildes verwandten zeigten Aufzeichnungsmaterials, nachdem die obere

Schicht im wesentlichen unabhängig von dem zu ver- Schicht und die untere Zwischenschicht in den von

wendenden Lösungsmittel ist. Toner freien Bereichen entfernt worden ist, und

Der Gegenstand der Erfindung geht von einem F i g. 5 ein Schnittbild zur Verdeutlichung des

elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial aus 20 Aufbringverfahrens von Schichten, nach dem das in

einem Schichtträger, einer Zwischenschicht und einer F i g. 1 dargestellte Aufzeichnungsmaterial hergestellt

photoleitfähigen Schicht aus und ist dadurch gekenn- werden kann.

zeichnet, daß es eine in einem polaren Lösungsmittel In F i g. 1 ist eine Trägerunterlage 1 dargestellt, lösliche Zwischenschicht und eine in demselben pola- die entweder aus einem elektrisch leitfähigen Maren Lösungsmittel unlösliche, poröse photoleitfähige 25 terial, wie Papier, Metall, isolierenden Materialien Schicht enthält. mit leitfähigen Oberflächen oder isolierenden Mate-

Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial weist rialien mit entsprechenden Unterlagsschichten, beden Vorteil auf, daß zur Herstellung eines Relief- stehen kann. Auf der Trägerunterlage 1 befindet sich bildes nicht mehr die photoleitfähige Schicht oder eine untere Schicht 2, die eine wichtige Rolle in dem eine isolierende Schicht, auf der das elektrostatische, 30 Verfahren spielt. Diese untere Schicht besteht aus latente Bild ausgebildet wird, selbst gelöst bzw. ent- einem filmbildenden Material mit einer höheren fernt zu werden braucht, sondern daß das Heraus- elektrischen Leitfähigkeit als sie die elektrophotolösen der nicht gewünschten Teile des Reliefbildes graphische Bindemittelschicht 3 über ihr aufweist, durch Lösen der entsprechenden Teile der Zwischen- Diese Schicht ist so gewählt, daß sie in polaren Löschicht mit Hilfe eines polaren Lösungsmittels er- 35 sungsmitteln, beispielsweise Wasser, oder gewissen folgen kann. Dadurch kann die zur Entwicklung des organischen Lösungsmitteln löslich ist und daß sie elektrostatischen latenten Bildes dienende Schicht durch geeignete chemische Reagenzien, die weiter beliebig gewählt werden, so daß eine optimale Bild- unten beschrieben sind, unlöslich gemacht werden erzeugung gewährleistet wird. Die Zusammensetzung kann. Jedes beliebige zweckmäßige Material mit den dieser Schicht muß insbesondere nicht mehr in Ab- 40 genannten Eigenschaften kann als Schicht 2 verwenhängigkeit von dem zu verwendenden Lösungsmittel det werden. Hierzu geeignete Materialien mit diesen gewählt werden. Die zur Entwicklung des elektro- Eigenschaften sind Gelatine, Kaseinalbumin, Polystatischen latenten Bildes verwandte Schicht braucht vinylalkohol, Argininsäure, Karboxymethylzellulose, dabei lediglich die Voraussetzung zu erfüllen, daß sie Polymethacrylsäure, Polyacrylsäure, Mischpolymere, Wasser oder andere, diese Schicht nicht lösende Lö- 45 die Maleinsäure oder Malemanhydrid enthalten, sungsmittel leicht eindringen läßt, damit diese die dar- Mischpolymere, die Crotonsäure enthalten, teilweise unterliegende Zwischenschicht beeinflussen können. esterifizierte Polyamidharze und andere in Amide

Gemäß der Erfindung wird weiterhin ein elektro- umgewandelte Polymere, welche Karboxylradikale photographisches Verfahren zur Herstellung von enthalten. Metallpulver oder andere geeignete Farb-Reliefbildern angegeben, bei dem auf einem elektro- 50 stoffe können ebenfalls mit diesen Materialien verphotographischen Aufzeichnungsmaterial ein Toner- setzt sein. Ist die Trägerunterlage 1 ein isolierendes bild erzeugt und dann die nicht mit Toner bedeckten Material, dann wird die untere Schicht 2 vorzugs-Bildteile entfernt werden, das sich dadurch aus- weise so gewählt, daß sie eine hohe elektrische Leitzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial der oben- fähigkeit hat, was durch Vermischen von Metallerwähnten Art mit einer photoleitfähigen oder einer 55 pulvern, Rußpartikeln oder Graphitpartikeln mit den isolierenden Schicht über der Zwischenschicht ver- filmbildenden Materialien erreicht werden kann,
wendet wird, daß ein Toner verwendet wird, durch Die photoleitfähige Schicht 3 muß eine poröse den die Zwischenschicht in polaren Lösungsmitteln oder andere geeignete Struktur haben, daß sie den unlöslich gemacht werden kann, daß die Zwischen- Durchtritt von Flüssigkeiten zuläßt, die die nicht schicht an den mit Toner bedeckten Bildteilen un- 60 umgewandelten Teile der unteren Schicht 2 lösen löslich gemacht wird und daß die nicht mit Toner können. Die elektrophotographische Platte nach bedeckten Bildteile mit einem polaren Lösungsmittel F i g. 1 kann entweder durch aufeinanderfolgendes ausgewaschen werden. Überziehen oder durch Aufwalzen, wie es in F i g. 5

Der Toner enthält hierbei vorzugsweise ein Rea- dargestellt ist, hergestellt werden. Bei diesem letzten genz, das zur Einwirkung mit der Zwischenschicht 65 Verfahren wird eine photoleitfähige Bindemittelgebracht wird, wodurch die Löslichkeit der Zwischen- schicht mit Hilfe der üblichen Überzugsverfahren schicht an den mit dem Reagenz behandelten Stellen auf einer vorläufigen Trägerschicht 6 hergestellt und für ein polares Lösungsmittel stark verringert wird. dann wird eine daran anhaftende Schicht 2 darauf-

gebracht. Diese anhaftende Schicht hat die gleiche durch die Einwirkung eines Lösungsmittels für die Zusammensetzung wie die oben beschriebene untere nicht umgewandelte untere Schicht entfernt worden Schicht. Nach der Herstellung dieser Folie wird sie ist. Dieses Lösungsmittel ist kein Lösungsmittel für fest auf einen endgültigen Träger 1 gepreßt und mit die photoleitfähige Bindemittelschicht. Obwohl das diesem durch die Bindekraft der Schicht 2 verbun- 5 Lösungsmittel für die nicht umgewandelte untere den, dann wird die vorläufige Trägerschicht 6 ab- Schicht im allgemeinen die photoleitfähige Schicht gezogen. nicht löst, hat das Experiment gezeigt, daß die obere

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird ein nach be- photoleitfähige Schicht leicht durch Lösen der nicht kannten Verfahren erzeugtes elektrostatisches latentes umgewandelten unteren Schicht unterhalb der bild-BiId auf der Platte mit Hilfe elektroskopischen Ent- io freien Bereiche entfernt werden konnte. Unter den Wicklungspulvers 4 auf bekannte Weise entwickelt. verwendeten Lösungsmitteln ist Wasser das geeig-Die speziellen verwendeten Pulver sind in der Lage, netste; aber Mischungen aus Wasser und wasserdie untere Schicht 2 so umzuwandeln, daß sie in mischbaren polaren organischen Flüssigkeiten sind Wasser oder entsprechenden polaren Lösungsmitteln ebenfalls vorteilhaft, vom wirtschaftlichen Standunlöslich ist, während ihre nicht umgewandelte Form 15 punkt aus gesehen und auf Grund ihrer geringen hierin lösbar ist. Jedes hierzu geeignete Material kann Giftigkeit innerhalb des Arbeitsplatzes. als Entwicklerpulver oder als Komponente eines Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich

solchen verwendet werden. Beispielsweise können aus den nachstehenden Beispielen spezieller Verbin-Chrom enthaltende Verbindungen mit einer Anzahl düngen, Strukturen und Verfahrensschritten. von wasserlöslichen filmbildenden Materialien ver- 2°

wendet werden, um sie unlöslich zu machen. Hierzu Beispiel 1

geeignete typische Chromverbindungen sind Chrom-

stearat, Chromnaphthenat oder andere Chromsalze Eine wäßrige Lösung von Polyacrylsäure wurde

organischer Säuren. Andere mehrwertige Metallsalze auf eine Stahlplatte aufgebracht und getrocknet, um organischer Säuren können auch verwendet werden. 25 im trockenen Zustand eine Dicke von ungefähr 3 bis Wenn diese Materialien Feststoffe sind, können sie 4 μ zu bilden. Die nachstehende Verbindung wurde pulverisiert werden und als bildformende Materialien sorgfältig in einer Porzellankugelmühle so lange geverwendet werden. Sind sie andererseits bei Zimmer- mischt, bis sie gut vermischt war und dann auf die temperatur flüssig oder kristallin, dann können sie Polyacrylsäureschicht aufgebracht und getrocknet, mit geeigneten harzartigen Materialien vermischt und 30 um eine Dicke von ungefähr 10 μ zu ergeben. Die dann gemahlen werden, um das feine Entwickler- Verbindung bestand aus 100 Gewichtsteilen photopulver, wie es benötigt wird, zu bilden. Beispielsweise leitfähigen Zinkoxyds, 40 Gewichtsteilen eines SiIikann ein polyamides Kunstharz, welches in einem konharzlackes geringer Viskosität und 40 Gewichts-Wasser/Methanollösungsmittel löslich ist, durch die teilen Toluens. Eine Platte, die auf diese Weise her-Einwirkung einer der obengenannten Säuren in die- 35 gestellt worden war, wurde durch Aufbringen von sen Lösungsmitteln unlöslich gemacht werden. Diese Wasser auf ihre Oberfläche geprüft. Man konnte Säurekomponenten können als bildformende Mate- feststellen, daß die photoleitfähige Oberflächenrialien verwendet werden. Zinkchromat oder Blei- schicht porös genug war, daß das Wasser leicht die chromat können beispielsweise als bildformende Ma- Schicht durchdringen konnte und die untere Schicht terialien in Kombination mit Polyvinylalkohol- oder 40 löste und dabei die photoleitfähige Schicht entfernte. Gelatineschichten verwendet werden. In diesem Fall Versuche mit wäßrigen Alkalilösungen an Stelle von wird nach der Entwicklung mit den Chromaten die Wasser ergaben ähnliche Ergebnisse. Eine andere sensitive Schicht und das Bild mit einer Säurelösung Platte, die nach dem oben beschriebenen Verfahren behandelt, um die Chromate zu lösen, wodurch das hergestellt worden war, wurde geprüft, indem ein Chromion frei wird. Dieses Chromion nimmt an einer 45 latentes elektrostatisches Bild entsprechend den üb-Reaktion mit der Polyvinylalkohol- oder der GeIa- liehen Kopierverfahren erzeugt wurde. Diese Platte tineschicht teil und macht sie unlöslich. Zusammen- wurde dann mit einem Toner entwickelt, der eine fassend sei gesagt, daß das bildformende Material Mischung aus Chrom, Naphthenat und Rosin modi- oder das Pulver eine chemische Komponente ent- fiziertem Phenolformaldehydharz enthielt. Nach der halten muß, die eine Reaktion anregt oder fördert, 50 Entwicklung wurde die bildtragende Platte für undie die untere Schicht unlöslich macht, sobald das gefähr 5 Minuten auf 130° C erhitzt, worauf die Material diese untere Schicht erreicht. Es kann auch Tonerpartikeln schmolzen und in die untere Schicht ein Beschleuniger oder Katalysator für eine solche eindrangen. Nach dem Kühlen der Platte wurde sie Unlöslichkeitsreaktion der unteren Schicht sein. mit einem 50:50 Wasser/Methanollösungsmittel be-

Wie in F i g. 3 dargestellt, dringt das bildformende 55 handelt. Die untere Schicht wurde in den von Toner Material durch die photoleitfähige Schicht 3 ein, bis freien Bereichen bei dieser Behandlung aufgelöst und es die untere Schicht 2 erreicht. Dieses Eindringen zusammen mit der photoleitfähigen Schicht abgelöst, wird durch Wärme ausgeführt, wenn das Bild ther- während die mit Toner bedeckten Bereiche unvermisch schmelzbar ist oder durch Anwendung einer ändert blieben. Lösungsflüssigkeit oder eines Lösungsdampfes. Ist 60 Beispiel 2

die Geschwindigkeit der Unlöslichkeitsreaktion der

unteren Schicht bei dem Bildmaterial zu langsam bei Ein photoleitfähiger Überzug entsprechend BeiZimmertemperatur, dann hilft die Wärme in vielen spiel 1 wurde auf ein Zellophanblatt gebracht, so Fällen dazu mit, die Reaktionsgeschwindigkeit zu daß er in trockenem Zustand eine Dicke von 10 μ steigern. 65 aufwies. Nach Entfernung des flüchtigen Lösungs-

In F i g. 4 ist ein Verfahren in einem Zustand ge- mittels wurde eine Methanollösung von Polyacrylzeigt, bei dem die photoieitfähige Schicht und die säure über die photoleitfähige Schicht bis zu einer untere Schicht in den von Toner freien Bereichen Dicke von 4 μ in trockenem Zustand aufgebracht.

Diese Polyacrylsäureschicht wurde dann mit Dampf durchnäßt und die beiden Schichten auf eine Stahlplatte so gepreßt, daß der Polyacrylsäureüberzug auf die Stahlplatte zu liegen kam. Da das Zellophan feucht war, konnte es leicht von der photoleitfähigen

Schicht abgezogen werden und die beiden unteren Schichten blieben auf dem Stahl erhalten. Diese Platte wurde dann entsprechend den bilderzeugenden Verfahren nach Beispiel 1 mit praktisch den gleichen Ergebnissen behandelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409519/331

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, einer Zwischenschicht und einer photoleitfähigen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß es eine in einem polaren Lösungsmittel lösliche Zwischenschicht und eine in demselben polaren Lösungsmittel unlösliche, poröse photoleitfähige Schicht enthält.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als photoleitfähige Schicht eine ZnO-Bindemittel-Schicht mit einem hydrophoben Bindemittel enthält.

3. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, einer Zwischenschicht und einer isolierenden Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß es eine in einem polaren lösungsmittel lösliche Zwischenschicht und eine in demselben polaren Lösungsmittel unlösliche, poröse isolierende Schicht enthält.

4. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus Gelatine, Kaseinalbumin, Polyvinylalkohol, Argininsäure, Karboxymethyl-/cllulose, Polymethacrylsäure, Polyacrylsäure, einem Maleinsäure-Mischpolymerisat, einem Maleinsäureanhydrid-MisehpoIymerisat, einem Crotonsäure-Mischpolymerisat, einem esterifizierten Polyamid und/oder einem Polymerisat mit Amidgruppen besteht.

5. Elcklrophotographisches Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern, bei dem auf einem elckt topholographischen Aufzeichnungsmaterial ein Tonerbild erzeugt und dann die nicht mit Toner bedeckten Bildteile entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 verwendet wird, daß ein Toner verwendet wird, durch den die Zwischenschicht ^;n polaren Lösungsmitteln unlöslich gemacht werden kann, daß die Zwischenschicht an i.\cn mit Toner bedeckten Bildteilen unlöslich gemacht wird und daß die nicht mit Toner bedeckten Bildteile mit einem polaren Lösungsmittel ausgewaschen werden.

6. Eilektrophotographisches Verfahren zur Herstellung von Reliefbildern, bei dem auf einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial ein Tonerbild erzeugt und dann die nicht mit Toner bedeckten Bildteile entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3 verwendet wird, daß ein Toner verwendet wird, durch den die Zwischenschicht in polaren Lösungsmitteln unlöslich gemacht werden kann, daß die Zwischenschicht an den mit Toner bedeckten Bildteilen unlöslich gemacht wird und daß die nicht mit Toner betleckten liildleiL· mit einem polaren Lösungsmittel entfernt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch Erwärmen Toner oder ein in dem Toner enthaltenes Reagenz an den mit 'Toner bedeckten Bildteilen in die Zwischenschicht eingeführt und die Zwischenschicht in diesen Bildteilen unlöslich gemacht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines Lösungsmittels oder Lösungsmitteldampfes Toner oder ein in dem Toner enthaltenes Reagenz an den mit Toner bedeckten Bildteilen in die Zwischenschicht eingeführt und die Zwischenschicht in diesen Bildteilen unlöslich gemacht wird.