DE2452670A1

DE2452670A1 - Abbildungselement und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2452670A1
Application number: DE19742452670
Authority: DE
Inventors: Joseph M Kropac
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-12-28
Filing date: 1974-11-06
Publication date: 1975-07-10
Also published as: GB1489393A; FR2256440B3; FR2256440A1; CA1025984A; US3907558A; JPS50115038A

Description

Xerox Corporation, Rochester, Έ.Υ. / USA

Abbildungselement und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft eine neuartige Abbildungs- oder ■Vervielfältigungsmethode und insbesondere ein neuartiges Abbildungselement und -verfahren.

Es ist eine Vervielfältigungs- oder Abbildungsmethode bekannt, bei der ein Abbildungselement mit einer Donatorschicht , einer Abbildungsschicht und einer Aufnahmeschicht verwendet wird. Die Abbildungsschicht ist elektrisch

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photosensibilisierbar und umfaßt bei einer Ausführungsform ein elektrisch photosensibilisierbares Material, wie etwa metallfreies Phthalozyanin, in einem isolierenden Binder dispergiert. Die.Abbildungsschicht ist typischerweise auf die Donatorschicht aufgebracht und das so beschichtete Substrat wird zusammen als Donator bezeichnet. Zur Vorbereitung für die Abbildung wird die Abbildungsschicht durch Kontaktierung mit einem Quellmittel, Weichmacher, Lösungsmittel oder Teillösungsmittel für die Abbildungsschicht aktiviert. Die Abbildungsschicht wird einem sie sensibilisierenden Lichtmuster ausgesetzt, wobei durch die sandwichartige Anordnung zwischen der Donator- und der Aufnahmeschicht und unter der Wirkung eines elektrischen Feldes die Abbildungsschicht aufbricht, wenn Donator- und Aufnahmeschicht getrennt werden, so daß man je nach dem zur Belichtung verwendeten Bild komplementäre positive und negative Bilder auf der Donator- bzw. der Aufnahmeschicht erhält.

Eine solche Abbildungsmethode ist in der US-Patentschrift 3 707 368 ausführlich beschrieben. Gemäß dieser Patentschrift erfolgt die Aktivierung der Abbildungsschicht typischerweise durch Aufbringen eines Aktivierungsmaterials. Weitere Versuche zur Verbesserung der Vervielfältigung führten zu neuen Aktivierungsmethoden, wie etwa zur Thermoaktivierung nach der US-Patentschrift 3 598 581. Gemäß dieser zuletzt genannten US-Patentschrift müssen zwar auf der Abbildungsstelle nicht mehr flüssige Aktivierungsmittel verwendet werden, doch führt dies zu einer Wachskomponente auf dem endgültigen Bild. Ein geeignetes Mittel zur Aktivierung der Abbildungsschicht mittels eines flüssigen Aktivierungsmittels existiert noch nicht.

Die Erfindung betrifft somit ein neuartiges Abbildungselement und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Gemäß der

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Erfindung wird ein Aktivator auf eine Abbildungsschient aufgebracht.

Gemäß der Erfindung' ist der flüssige Aktivator für die Abbildungsschicht in Form einer Gelschicht in das Abbildungs-•element eingeschlossen, wobei die Gelschicht die Abbildungsschicht zur richtigen Zeit aktiviert, wenn auf die Abbildungsschicht ein leichter Druck ausgeübt wird. Das erfindungsgemäße Abbildungselement enthält somit neben der Donator-, der Aufnahme- und der Abbildungsschicht eine vierte Schicht, die den Aktivator in Form eines Gels trägt. Dieser Aktivator aktiviert die Abbildungsschicht, so daß diese unter dem kombinierten Einfluß eines einwirkenden elektrischen Feldes und einer die Abbildungsschicht sensibilisierenden, elektromagnetischen Strahlung strukturell aufbrechbar wird.

Das Gel wird gemäß der Erfindung einfach durch Kombination des fein verteilten, hydrophoben Silikats bzw. der Kieselerde mit dem flüssigen Aktivator hergestellt. Das Verhältnis hängt von der Art des Aktivators und des jeweils verwendeten Silikats ab. In den meisten Fällen erhält man ein geeignetes Gel, indem man ca. 10 Gew.% Aktivator und ca. 20 Gew.% des Silikats zusammenbringt. Je nach der gewünschten Festigkeit des Gels entsteht dieses durch Vereinigung von Silikat und Aktivator in einem breiten Konzentrationsbereich. Bis zu JO % Silikat liefern noch Gel von ausreichender Steifheit. Das Gel soll vorzugsweise steif sein und seine Form beibehalten, so daß es in dem Element vor und nach seiner Verwendung an der Stelle bleibt. Man kann einen geeigneten flüssigen Aktivator verwenden, der durch Hinzufügen von hydrophobem Silikat ein Gel bildet. Bekannte, flüssige Aktivatoren enthalten typischerweise Sohio Odorless Solvent 344-0, eine aliphatisch^ (Kerosin_T)Kohlenwasserstofffraktion von Standard Oil, Kohlenwasserstoff-

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Paraffinlösungsmittel mit einem Siedepunkt zwischen 177 und 196⁰C, hal'ogenierte Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffamide und Kohlenwasserstoffamine sowie weitere Kohlenwasserstoffe, wie etwa Dekane und Dodekane. Eine Reinigung der flüssigen Aktivatoren ist zweckmäßig, damit leitende Stoffe oder Verunreinigungen entfernt werden, die sich in handelsüblichen Produkten befinden können.

Man kann ein geeignetes, fein verteiltes und hydrophobes Silikat verwenden. Dieses ist im Handel unter verschiedenen Namen erhältlich und weist eine Korngröße von ca. 10 bis 30 Millimikron auf. Beispiele hierfür sind Silikate wie Silanox 101 und Organo-Sil der Cabot Chemical Company, Boston, Massachusetts/USA und Aerosil R-972 der Degussa Inc., New York/USA. Ebenso können gemäß der Erfindung weitere gelbildende Silikatprodukte verwendet werden. Hydrophobes Silikat ist ein speziell bereitetes Produkt aus Siliciumdioxyd (vergleiche hierzu die US-Patentschrift 3 720 617).

Die Gelschicht wird dem Abbildungselement an geeigneter Stelle hinzugefügt. Die Gelschicht kann sich unter oder über der Abbildung&schicht befinden. Vorzugsweise wird die Gelschicht vor der Bildung des Elements auf die Aufnahmeschicht aufgebracht. Auf diese Weise kann das Element im nicht aktivierten Zustand auch bei Verwendung flüssiger Aktivatoren ohne weiteres versandt oder gelagert werden. Zur Handhabung des erfindungsgemäßen Abbildungsgerätes wird somit keine Ausrüstung für Fluids benötigt. Es wird lediglich mit einfachen Mitteln zur Druckausübung gearbeitet, etwa durch Hand oder mittels zweier Rollen oder Platten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform nehmen zwei Rollen die Donator- und die Aufnahmeschicht in Form eines Filmes .auf, der die Abbildungs- und die Gelschicht trägt.

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Bei einer anderen Ausfuhrungsform wird das Gel auf die Abbildungsseite aufgebracht. Typisch für diese Anwendung ist eine weiche Bürste, ein Extruder oder eine andere, übliche BeSchichtungseinrichtung zum Aufbringen eines Gels auf eine Oberfläche. Ebenso wie bei bekannten Verfahren kann der Aktivator vor oder nach der Belichtung angewendet werden.

Ganz allgemein sind auch die bekannten Vervielfältigungselemente mit flüssigaktivierten Abbildungsschichten bei der Erfindung verwendbar. Es sind also auch typische thermoplastische und bekannte Donator- und Aufnahmeschichten aus Metall und Papier' geeignet. Ebenso kann man die bekannten flüssigaktivierten und elektrisch photosensibilisierbaren Abbildungsschichten einsetzen. Zahlreiche, zur Herstellung der Donator-, Aufnahme- und Abbildungsschichten geeignete Materialien sind in der obengenannten US-Eatentschrift 3 707 368 aufgeführt.

Hierbei wird, wie bei dem bekannten Verfahren, der flüssige Aktivator zur Erzielung der gewünschten Aktivierung der Abbildungsschicht verwendet, wobei die hier eingesetzten, elektrisch photosensibilisierbaren Stoffe und Binder berücksichtigt werden. Ein Hauptvorteil der Erfindung ist das Ausmaß an Eontrolle und Genauigkeit, mit der der flüssige Aktivator auf die Abbildungsschicht aufgebracht werden kann. Es muß genügend Aktivator zur Erzielung der richtigen physikalischen Eigenschaften der Abbildungsschicht während der Abbildung verwendet werden, doch muß bei Verwendung von zuviel Aktivator dieser nach dem Abbildungsvorgang wieder beseitigt werden. Ebenso wie bei den obengenannten bekannten Verfahren wird überschüssiger Aktivator vom Abbildungselement durch eine Quetschrolle wieder beseitigt, bevor die Abbildungsschicht der elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt wird. Gemäß der Erfindung kann dies vermieden werden, da die Gelschicht in das Vervielfältigungs- bzw.

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Abbildungselement genau durch solche Mittel wie Extruder eingegliedert werden kann, die normalerweise zum Extrudieren von Gel verwendet werden. Durch Überwachung der Aktivatormenge im. Gel und der dem erfindungsgemäßen Abbildungselement hinzugefügten Gelmenge läßt sich die schließlich während des Abbildungsvorgangs auf die Abbildungsschicht aufgebrachte Aktivatormenge sehr genau kontrollieren.

Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel verwiesen. Darin zeigt:

Fig. 1 einen seitlichen Schnitt durch ein photosensibilisierbares Abbildungselement gemäß der Erfindung und

Fig. 2 einen schematischen Schnitt zur Erläuterung der Verfahrensschritte bei der Erfindung/

Gemäß Fig. 1 umfaßt die Abbildungsschicht 2 photosensibilisierbare iPeilchen 4 in einem Binder 3 dispergiert und auf einem isolierenden, als Donator wirkenden Substratblatt 5 niedergeschlagen. Der das Bild aufnehmende Teil des Vervielfältigungssatzes umfaßt die Aufnahmeschicht 6. Im Ausführungsbeispiel ist die Gelschicht 7 zwischen die Abbildungsschicht 2 und die Aufnahmeschicht 6 eingefügt. In der Regel ist mindestens eine der beiden Schichten 5 und 6 für die elektromagnetische Strahlung durchlässig, für die die Abbildungsschicht sensibilisiert ist und zweckmäßigerweise elektrisch leitende Außenseiten besitzt.

Der dargestellte erste Verfahrensschritt gemäß Fig. 2 ist die Aktivierung. In diesem Stadium der Abbildung passiert der Vervielfältigungssatζ mit der elektrisch isolierenden Donatorschicht 17? der Abbildungsschicht 12, der elektrisch isolierenden Aufnahmeschicht 16 und der Gelschicht 19 die

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Rollen 26, die auf das' Element einen leichten Druck ausüben und dadurch die Abbildungsschicht 12 akt; -ieren. Der Aktivator dient dazu, die Abbildungsschicht 12 aufzuquellen oder auf andere Weise ihren Zusammenhalt zu schwächen oder herabzusetzen. Wenn der Abbildungsschicht die richtigen physikalischen Eigenschaften vermittelt wurden, geht der Vervielfaltigungssatz durch die Elektroden 18 und 21, die über einen Widerstand 30 mit einer Potentialquelle 28 verbunden sind. Die Elektroden 18 und 21 können beispielsweise als zwei leitende Rollen ausgebildet sein und den Schichten eine elektrostatische Ladung vermitteln.

Der Vervielfältigungssatz geht dann weiter zu einer Belichtungsstation 27, wo er dem von einem Bild kommenden Licht 29 ausgesetzt wird. Das Licht 29 kann von einer transparenten Vorlage kommen oder eine von einem nicht durchscheinenden Gegenstand reflektierte Lichtinformation sein. Für fortlaufenden Betrieb wird das Licht vorzugsweise durch einen Schlitz projiziert, so daß zwischen dem projizierten Bild und dem Vervielfältigungssatz während des Belichtungsvorgangs möglichst keine Relativbewegung auftritt. Weitere mögliche Verfahrensschritte sind nicht gezeigt. So kann beispielsweise eine aufgeladene Abbildungsschicht einer entsprechenden Strahlung ausgesetzt werden, bevor das Schichtelement gebildet wird. Ein solches Verfahren läßt sich beispielsweise der US-Patentschrift 3 615 393 entnehmen.

Mach der Abbildung wird die Aufnahmeschicht 16 von der Donatorschicht über die Rolle 32 getrennt, wodurch die Abbildungsschicht je nach der Belichtung aufbricht.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren detaillierten Erläuterung der Erfindung. Sie zeigen weitere Ausführungsformen des Abbildungselements und des Verfahrens. Soweit

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nicht anders angegeben, beziehen sich die Anteile und Prozentsätze auf das Gewicht.

Beispiel I

Zunächst wird ein Gel hergestellt, indem man unter dauerndem Umrühren zwei Teile hydrophoben Silikats, Aerosil R-972, mit 15 Teilen Sohio Odorless Solvent 344-0 vermischt. Man erhält ein steifes Gel.

Mit metallfreiem x-Phthalozyanin gemäß Beispiel I der US-Patentschrift 3 707 368 wird eine schwarze Farbabbildungsschicht hergestellt. Es werden ca. 2,5 g x-Phthalozyanin hinzugefügt zu 1,2 g Algol Yellow GG, 1,2,5,6-di-(O,G'-diphenyl-)Thiazolanthrachinon, G. I. Nr. 67300, erhältlich von GAF, und 2,8 g gereinigtem Irgazine 2 BLT, erhältlich von Geigy Chemical Co.

Unter Erwärmen und Umrühren wird ein Binder hergestellt durch Auflösen von 3 Teilen Polyäthylen DYLT, 1,5 Teilen Paraflint EG, 0,5 Teilen Elvax 420 und 2,5 Teilen Piccotex in 20 Teilen Sohio Odorless Solvent 34-4-0. Man läßt die Lösung abkühlen und fügt die so erhaltene Paste dem gemahlenen Pigment hinzu. Die Mischung aus Pigment und Paste wird 16 Stunden lang in der Kugelmühle behandelt. Die gemahlene Paste kommt dann in einen Polyäthankolben, der im Wasserbad während 2 Stunden auf 65°C gehalten wird. Die Paste kann sich anschließend über Nacht abkühlen und wird in ca. 70 Teilen Paste aus 2-Proxanol aufgeschlämmt. Die pastenartige Mischung wird dann auf 0,024- mm starkes Mylar (ein Polyester, hergestellt durch Kondensationsreaktion zwischen Äthylenglykol und Terephthalsäure, erhältlich von E. I. Du .Pont de Nemours & Co., Inc.) aufgeschichtet, mit einem drahtgewickelten Abziehstab der Nr. 22, zur Erzeugung einer

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Schichtstärke, die nach dem Trocknen ca. 8 bis 10 Mikron beträgt. Der Überzug und die Mylarfolie von 0,024 mm werden dann im Dunkeln bei einer Temperatur von ca. 4-3⁰C während 3 Minuten getrocknet. Über das Mylar wird ein Aufnahmeblatt gelegt. Das Aufnahmeblatt wird abgehoben und die Abbildungsschicht wird mit dem weiter oben angegebenen Gel mittels einer breiten Kamelhaarbürste beschichtet, die mit dem Gel gesättigt wird. Dann wird das Aufnähme blatt.wieder abgesenkt und eine Handrolle wird, langsam über, den gesehlos-, senen, sandwichartigen Vervielfältigungssatz gerollt;, wobei mit leichtem Druck das Lösungsmittel aus dem Gel herausgedrückt wird.'. Der sandwichartige Vervielfältigungssatz geht dann mit. der Donatorseite nach unten auf die Oxydober— fläche einer MESA-Glasplatte. ,Auf die Aufnahme schicht wirdeine Schwarzpapierelektrode gelegt. Die Elektroden liegen ., über einen Widerstand von 5500 Megohm, an·.einer Gleiohspannungsquelle von 9000. Volt, wobei als .positive Elektrode eine NESA-Glaselektrode und als negative. Elektrode .die schwarze, undurchsichtige Elektrode verwendet wird. Bei angelegter Spannung wird weißes Glühlicht durch das. HESA-Glas mit einer Beleuchtungsstärke von f Stopp von 11 während ^ 0,5 Sekunden nach oben projiziert, so daß man eine einfal-.. lende Energie von ca. 0,25 Fußkerzensekunden erhält. Nach der Belichtung wird das Aufnahmeblatt zusammen mit der undurchsichtigen Elektrode bei immer noch anliegender Potentialquelle vom Satz abgeschält. Bei der Trennung zerbricht die Abbildungsschicht in Form des Bildes und liefert zwei Bilder, ein Duplikat des Originals auf dem Donatorblatt und ein umgekehrtes oder negatives Bild auf demAufnahme blatt *

Beispiel II

Das Verfahren nach Beispiel I wird wiederholt, mit dem UhtersGhied, daß anstelle des Sohio Odorless, Solvent ein

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geradkettiges Kolilenwasserstoffparaff inlosungsmittel (AEC-n-Paraffin Solvent) mit einem Siedepunkt von 178 bis 195°C verwendet wird. Man erhält ähnliche Resultate.

. , Beispiel III

Das Verfahren nach Beispiel I wird wiederholt mit dem Unterschied, daß anstelle von Aerosil E-972 jetzt Silanox verwendet wird. Man erhält ähnliche Resultate.

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Claims

Pat e nt anspriic he

Abbildungselement, gekennzeichnet durch eine Donator- und eine Aufnähmeschicht, zwischen denen sandwichartig eine Silikagelaktivatorschicht und eine elektrisch photosensibilisierbare Abbildungsschicht angeordnet sind»
2. Abbildungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Donatorschicht und/oder die Aufnahmeschicht transparent ist.
3. Abbildungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Donator- und Aufnahmeschicht aus transparentem, thermoplastischem Material bestehen.
4-, Abbildungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikagel fein verteiltes Silikat mit einer Teilchengröße von 10 bis 30 Millimikron enthält.
5. Abbildungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelschicht einen Lösungsmittelaktivator für die Abbildungsschicht aufweist.
6. Abbildungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelschicht einen teilweisen Lösungsmittelaktivator für die Abbildungsschicht enthält.
7. Abbildungselement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelschicht einen Quellmittelaktivator für die Abbildungsschicht enthält.
8. Abbildungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Donatorschicht die elektrisch

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photosensibilisierbare Abbildungsschicht, auf dieser die Silikagelaktivierungsschicht und auf dieser schließlich die Aufnahmeschicht liegt.
9. Abbildungselement nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsschicht ein in einem Binder dispergiertes, elektrisch photosensibilisierbares Material umfaßt.
10. Abbildungselement nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsschicht schwarz ist.
11. Abbildungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelschicht auf das Aufnahmeblatt aufgeschichtet ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Abbildungselements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

1. ein Abbildungselement mit einer Donatorschicht, einer elektrisch photosensibilisierbaren Abbildungsschicht, einer Silikagelaktivatorschicht für die Abbildungsschicht und einer Aufnahmeschicht hergestellt wird,

2. Druck auf das Abbildungselement ausgeübt wird, wodurch die Aktivatorschicht einen flüssigen Aktivator für die Abbildungsschicht liefert und die Abbildungsschicht in der Struktur aufbrechbar macht, abhängig von der kombinierten Einwirkung eines angelegten elektrischen Feldes und der Belichtung durch elektromagnetische Strahlung, zur Sensibilisierung der A b bildungsschicht,

3. die Abbildungsschicht einem elektrischen Feld und einer elektromagnetischen Strahlung zur

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Sensibilisierung ausgesetzt wird, und

4, daß die Donator- und die AufnahmeseMcnt getrennt
werden, während das Element sich immer noch in dem
elektrischen Feld befindet, so daß die Abbildungsschicht in Bildform zerbricht und eine positive Abbildung auf der .Donatorschicht bzw. eine negative
Abbildung auf der Aufnahmeschicht liefert.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikagelaktivatorschicht zwischen der Abbildungsschicht und der Aufnähmeschicht liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck durch zwei Druckrollen ausgeübt wird.
15· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Donatorschicht und/oder die Aufnahmeschicht mindestens teilweise für elektromagnetische Strahlung durchlässig ist, die die Abbildungsschicht sensibilisiert,
wobei die Belichtung durch die Schicht erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikagelschicht ca. 30 Gew.% hydrophobes, submikroskopisches Silikat enthält.
17· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbildungsschicht auf die Donatorschicht und die
Silikagelaktivatorschicht auf die Abbildungsschicht geschichtet ist.
18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Silikagelaktivatorschicht auf die Aufnahmeschicht
geschichtet ist.

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