DE3112544A1 - Elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial und verfahren zur herstellung von bildkopien unter verwendung desselben - Google Patents

Elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial und verfahren zur herstellung von bildkopien unter verwendung desselben

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Description

"Elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verfahren zur Herstellung von Bildkopien unter Verwendung desselben"
Die Erfindung betrifft ein elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisch.es Aufzeichnungsmaterial, das wiederverwendbar ist und in elektrostatographischen, insbesondere elektrophotographischen Aufzeichnungssystemen mit Bildübertragung eingesetzt werden kann, sowie ein Verfahren zur Erzeugung von Bildkopien unter Verwendung eines solchen elektrostatographischen, insbesondere elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials.
übliche elektrostatographische Aufzeichnungs- bzw. Kopierverfahren mit Bildübertragung arbeiten derart, daß auf der Oberfläche der Ladungsträgerschicht eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials durch informations-, z.B. buchstaben-, zeichen- oder figurengerechte elektrische Aufladung mittels optischer Einrichtungen oder Ionengeneratoren ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt, das gebildete latente elektrostatische Bild durch Iriberührungbringen mit e*.nem Entwickler entgegengesetzter Polarität (zur Polarität der Ladung des latenten elektrostatischen Bildes) sichtbar
gemacht, das sichtbar gemachte Bild auf elektrostatische oder thermische Weise auf ein Empfangsmaterial, z.B. ein Empfangspapier, übertragen und schließlich nach erfolgter Bildübertragung der restliche Toner und die Restladung von der Oberfläche der Ladungsträgerschicht des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials entfernt werden.
Übliche elektrostatographische Aufzeichnungsmaterialien für Aufzeichnungs- oder Kopiersysteme mit Bildübertragung sind beispielsweise lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterialien mit bindemittelhaltiger Bleioxidschicht oder aufgedampfter Selenschicht.
Die elektrostatischen Aufzeichnungseigenschaften dieser Aufzeichnungsmaterialien werden jedoch durch Feuchtigkeit beeinträchtigt. Insbesondere verschlechtern sich diese Aufzeichnungseigenschaften in einer Atmosphäre hoher Feuchtigkeit.
Weiterhin werden solche elektrostatographische Aufzeichnungsmaterialien durch Hitze beeinträchtigt. In solchen Aufzeichnungsmaterialien verwendete Photoleiter, wie Zinkoxid, Selen u.dgl., verlieren beim Erhitzen ihre Potentialeigenschaften oder erfahren eine Kristallisation. Wenn folglich solche Aufzeichnungsmaterialien im Rahmen von Kopiersystemen mit thermischer Bildübertragung zum Einsatz gelangen sollen, wird eine großdimensionierte Kühleinrichtung benötigt (was das Kopiersystem unnötig vergrößert und verteuert). Darüber hinaus läßt sich auch bei Verwendung einer Kühleinheit die Hitzeanfälligkeit solcher Aufzeichnungsmaterialien oder darin enthaltener Photoleiter nicht zufriedenstellend lösen.
Es gibt bereits Ladungsträgereinheiten aus einem hitzebe-
ständigen Harz, z.B. einem fluorhaltigen Harz, einem Polyamidharz u.dgl.. Obwohl solche Ladungsträgereinheiten mit bzw. aus einem hitzebeständigen Harz im Hinblick auf ihre Hitzebeständigkeit akzeptabel sind, kommt es oftmals zwischen der Ladungsträgerschicht und dem leitenden Schichtträger zur Ausbildung eines Musters, das auf der Oberfläche der Ladungsträgerschicht erscheint und als Tonerbild sichtbar gemacht wird.
Die mit Hilfe einer Ladungsträgereinheit aus bzw. mit einem hitzebeständigen Harz erhaltene Bildkopie läßt hinsichtlich ihrer Qualität erheblich zu wünschen übrig. Darüber hinaus wird die Ladungsträgereinheit nach wiederholtem Beschüß mit Ionen sowohl in ihrem elektrischen Verhalten als auch lokal beschädigt. Dies bedeutet, daß eine aus bzw. mit dem hitzebeständigen Harz hergestellte Ladungsträgereinheit hinsichtlich ihrer Haltbarkeit erheblich zu wünschen übrig läßt.
Schließlich treten bei einem solchen Aufzeichnungsmaterial auch Schwierigkeiten bezüglich der Haftung der Ladungsträgereinheit an dem elektrisch leitenden Schichtträger auf. So kommt es osim Gebrauch eines solchen elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials oftmals zu einer Ablösung der Ladungsträgereinheit oder -schicht vom Schichtträger.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein nicht mit den geschilderten Nachteilen behaftetes elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial sowie ein mit diesem arbeitendes elektrostatographisches Kopierverfahren zu schaffen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, einer
darauf ausgebildeten Zwischenschicht aus einem wärmebeständigen Harz und einem darin enthaltenen, elektrisch leitenden Material sowie einer darauf befindlichen Ladungsträgerschicht aus einem hitzebeständigen Harz.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Bildkopien durch Ausbilden eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial, Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes mit Hilfe eines Entwicklers zu einem Tonerbild und Übertragen des Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, einer darauf ausgebildeten Zwischenschicht aus einem wärmebeständigen Harz und einem darin enthaltenen, elektrisch leitenden Material sowie einer darauf befindlichen Ladungsträgerschicht aus einem hitzebeständigen Harz verwendet wird.
Das hitzebeständige Harz kann aus einem fluorhaltigen Harz, einem Polyimidharz, einem Polyamidharz, einem Polyimidamidharz, einem Polyarylsulfonharz, einem Polyphenylensulfitharz, einem wärmehärtbaren Acrylharz, einem wärmehärtbaren Alkydharz, einem Epoxyharz oder einem Gemisch solcher Harze bestehen. Verwendbar sind auch weitere auf dem einschlägigen Fachgebiet bereits als hitzebeständige Harze verwendeten Harze.
Beispiele für fluorhaltige Harze sind Polyethylentetrafluorid, Ethylentetrafluorid/Propylenhexafluorid-Mischpolymerisat, Poly(trifluorchlorethylen), Polyvinylidenfluorid , Trifluorchlorethylen/Vinylidenfluorid-Mischpolymerisate, Polyperfluoralkylenharze und Polyvinylheptafluorbutylat. Weitere Beispiele für verwendbare hitzebeständige
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Harze sind Nylon-6, Nylon-66 sowie handelsübliche Polyimid-, Polyphenylensulfit- und Polyarylsulfonharze.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden die fluorhaltigen Harze, Polyimidharze, Polyamidharze, Polyimidamidharze und/oder Polyphenylensulfitharze.
Venn im Rahmen eines üblichen elektrophotographischen Kopierverfahrens oder auf elektrostatographischem Wege ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt werden soll, kann das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung auch einen Photoleiter enthalten, so daß das latente elektrostatische Bild nach der Bildübertragung ohne Schwierigkeiten zum Verschwinden gebracht werden kann.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Photoleiter sind anorganische und organische Photoleiter. Anorganische Photoleiter sind beispielsweise CdS, CdSSe, CdSe, ZnSe, ZnCdS, TiO2, ZnO und CdS*CdCO,. Die Oberflächen dieser anorganischen Photoleiter können mit einem wärmehärtbaren Harz beschichtet sein.
Beispiele für verwendbare organische Photoleiter sind Ladungen erzeugende Pyrazolin- und Oxadiazolverbindungen.
Aus Gründen der angestrebten Hitzebeständigkeit ist es zweckmäßig, anorganische Photoleiter einzusetzen.
Die in der Ladungsträgerschicht 1 eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung enthaltenen Photoleiter sollten mit den hitzebeständigen Harzen der angegebenen Art verträglich sein. Sie können beispielsweise L dem hitzebeständigen Harz in Form eines feinen Pulvers dispergiert sein. Der durchschnittliche Durchmesser der
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dispergierten Photoleiterteilchen sollte zweckmäßigerweise unter 5, vorzugsweise unter 2 μΐη liegen.
Zur Steuerung des Oberflächenpotentials, zur Erhöhung der Hitzebeständigkeit und zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit können in der Ladungsträgerschicht 1 eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung anorganische Pigmente hohen Widerstands, z.B. Bleioxid, Titanoxid, Calciumcarbonat, Kieselsäure, Silikate, Zinksulfid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Glimmer, Ton, Talkum, Sericit, Bariumsulfat oder Calciumcarbonat, oder starke Dielektrika, wie Bariumtitanat, Bleititanat, Magnesiumtitanat u.dgl., enthalten sein.
Da ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung wiederholt verwendet werden soll, sollte im. Hinblick auf eine optimale Bildqualität, eine verbesserte Haltbarkeit, verbesserte Reinigungseigenschaften und eine Vermeidung einer Verunreinigung oder Verschmutzung durch den Toner dessen Oberfläche glatt poliert sein. Durch das Polieren und Glätten der Oberfläche wird es möglich, den Resttoner durch kleindimensionierte und einfach aufgebaute Klingen hoher Wirksamkeit zu beseitigen. Die Oberfläche kann mit Hilfe eines Schleifsteins, von Sandpapier und/ oder Federtuch geschliffen werden. Die Körnigkeit der derart polierten Oberfläche des Aufzeichnungsmaterials sollte 5 μΐη oder weniger betragen.
Zur Verbesserung der verschiedensten Eigenschaften der Ladungsträgerschicht können dieser die verschiedensten bekannten Zusätze einverleibt werden.
Die Ladungsträgerschicht eines Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung kann sehr verschieden stark sein. Vorzugsweise
beträgt ihre Stärke 5 bis 200 μΐη.
Ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung besitzt - wie bereits erwähnt - zwischen der Ladungsträgerschicht 1 und dem Schichtträger 3 eine Zwischenschicht 2.
Bei elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialien kommt es öfter einmal zum Auftreten von Mustern, die auf mechanische Fremdeinwirkung oder Haftenbleiben von Fremdmaterialien an der Oberfläche des elektrisch leitenden Schichtträgers zurückzuführen sind. Diese Muster breiten sich oftmals auf der Oberfläche der Ladungsträgerschicht aus und werden als Tonerbild sichtbar. Darüber hinaus kommt es bei öfterer Einwirkung von Ionen zu einer lokalen und elektrischen Zerstörung der Ladungsträgerschicht eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials. Die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenschicht 2 vermag jedoch eine Beeinträchtigung bzw. Zerstörung der Ladungsträgerschicht wirksam zu verhindern.
Darüber hinaus trägt die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenschi chx 2 auch zu einer Verbesserung der mit dem betreffenden elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial zu erzielenden Bildqualität und zur Verbesserung der Haftung zwischen der Ladungsträgerschicht und dem Schichtträger bei.
Wie auch die Ladungsträgerschicht besteht die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenschicht aus einem hitzebeständigen Harz. Hierbei kann es sich um dasselbe oder ein anderes Harz, wie es auch in der Ladungsträgerschicht Verwendung findet, herdein.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenschicht 2 kann zur Steuerung der Bildqualität ein elektrisch leitendes Material enthalten. Zu diesem Zweck eignen sich sämtliche elektrisch leitende Materialien, z.B. Pigmente, wie Ruß, Nigrosinpigmente, Anilinblau, Calcoölblau, Metalle oder Metallverbindungen, wie Zinn(IV)-oxid, Silber, Kupfer, Aluminium oder Titanoxid. Je kleiner der Teilchendurchmes'ser ist, desto wirksamer hat sich erfindungsgemäß der Zusatz erwiesen. Zweckmäßigerweise sollte der Teilchendurchmesser unter 2 μπι liegen. Vorzugsweise sollte der Teilchendurchmesser zwischen 1 μπι und 2 μΐη liegen. Der Widerstand der
-ζ. -ίο Zwischenschicht sollte zweckmäßigerweise 1Cr bis 10 ,
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vorzugsweise 10 bis 10 Ohm·cm betragen.
Zur Verbesserung ihrer Eigenschaften können der erfindungsgemäß vorgesehenen Zwischenschicht 2 erforderlichenfalls die verschiedensten bekannten Zusätze einverleibt werden.
Die Stärke der Zwischenschicht 2 kann sehr verschieden sein, vorzugsweise beträgt sie 0,5 bis 100 μπι.
Der Schichtträger 3 eines erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterials ist üblicherweise elektrisch leitend. Der elektrisch leitende Schichtträger kann aus einem Metallblech, z.B. aus Aluminium oder rostfreiem Stahl bestehen. Andererseits kann auf einem isolierenden Schichtträger 5 aus einem Polyimidfilm, Polyethylenterephthalatfilm, PoIycarbonatfilm oder Polyethylenfilm eine elektrisch leitende Schicht 4 aus einem Metall, Metalloxid oder Metallhalogenid, z.B. Palladium, Aluminium, Platin, Indiumoxid oder Kupfer-(I)-jodid, aufgedampft werden. Selbstverständlich kommen erfindungsgemäß auch noch andere Schichtträger 3 in Frage.
Zweckmäßigerweise sollte der Schichtträger 3 eines erfin-
dungsgemäßen AufZeichnungsmaterials aus einem Aluminiumblech bzw. einer Aluminiumfolie oder einem Sandwich aus isolierendem Schichtträger 5 und darauf aufgedampfter Aluminiumschicht 4 bestehen.
Die Haftung zwischen der Zwischenschicht 2 und dem elektrisch leitenden Schichtträger eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung kann verbessert werden, wenn die Aluminiumoberfläche durch eine üblicherweise durchgeführte anodische Oxidationsbehandlung, beispielsweise durch die Almitbehandlung mit Oxalsäure, durch eine Schwefel- oder Chromsäurebehandlung oder durch eine Behandlung mit Boehmit "aufgerauht" wird. Bei einem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung wird die Ladungsträgerschicht 1 auf der auf dem Schichtträger 3 befindlichen Zwischenschicht 2 ausgebildet. Ferner kann zwischen dem leitenden Schichtträger und der Zwischenschicht oder zwischen der Zwischenschicht und der Ladungsträgerschicht eine zweite Zwischenschicht vorgesehen sein. Schließlich kann auf der Ladungsträgerschicht auch noch eine Schutzschicht ausgebildet werden.
Im folgenden wird die Herstellung eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung näher erläutert.
Als hitzebeständiges Harz wird beispielsweise ein in dem jeweiligen Lösungsmittel unlösliches Harz, z.B. ein fluorhaltiges Harz, in einem wäßrigen Medium suspendiert, wobei eine Emulsion erhalten wird. Wenn die Emulsion zur Ausbildung der Zwischenschicht herangezogen werden soll, wird ihr ein elektrisch leitendes Material zugesetzt. Wenn dagegen die Emulsion zur Ausbildung der Ladungströgerschlcht
verwendet wird, wird ihr ein Photoleiter zugesetzt. Die erhaltene Emulsion wird dann mit Hilfe einer Sprühvorrichtung u.dgl. auf den leitenden Schichtträger aufgesprüht und danach auf eine Temperatur von etwa 350° bis 4000C erhitzt. Hierbei wird, je nachdem, eine Zwischenschicht 2 oder eine Ladungsträgerschicht 1 erhalten.
Die fluorhaltigen Harze gibt es im Handel bereits in Emulsionsform. Hierbei handelt es sich um Emulsionen, in denen das fluorhaltige Harz in einem wäßrigen Medium suspendiert ist. Diese handelsüblichen Emulsionen können erfindungsgemäß ebenfalls zum Einsatz gelangen.
Wird als hitzebeständiges Harz ein in einem Lösungsmittel lösliches Harz, z.B. ein Polyimid- oder Polyimidamidharz, verwendet, wird dieses in einem organischen Lösungsmittel, z.B. Dimethylacetamid oder Methylpyrrolidon, gelöst. Dient die erhaltene Lösung zur Herstellung der Zwischenschicht, wird darin ein elektrisch leitendes Material, dispergiert. Dient die Lösung dagegen zur Ausbildung der Ladungsträgerschicht-, wird in ihr ein Photoleiter dispergiert. Die jeweils erhaltene Dispersion wird auf den elektrisch leitenden Schichtträger aufgetragen.
Im Falle des Polyimidharzes, wird eine ein Zwischenprodukt desselben bildende Polyamidsäure in einem polaren organischen Lösungsmittel, wie Dimethylacetamid, gelöst. Soll mit Hilfe dieser Lösung die Zwischenschicht hergestellt werden, wird darin ein elektrisch leitendes Material dispergiert. Wenn dagegen die Lösung zur Ausbildung der Ladungsträgerschicht herangezogen werden soll, wird darin ein Photoleiter dispergiert. Die jeweils erhaltene Dispersion wird auf einen elektrisch leitenden Schichtträger aufgetragen und durch Erhitzen oder mit Hilfe eines Dehydrati-
sierungsmittels unter Polyimidisierung dehydratisiert.
Als Polyamidharz wird "beispielsweise ein durch dehydratisierende Kondensation einer dimeren Saure, wie Linolsäure oder Adipinsäure, mit einem Polyamin, wie Diethylentriamin oder Hexamethylendiamin, hergestelltes Harz in einem organischen Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Kresol, gelöst. Wenn die erhaltene lösung zur Ausbildung der Zwischenschicht vorgesehen ist, wird ihr ein anorganisches Pigment oder ein Photoleiter zugesetzt. Ment dagegen die Lösung zur Ausbildung der Ladungsträgerschicht, wird ihr ein elektrisch leitendes Material zugesetzt.
Wird als hitzebeständiges Harz ein Polyphenylensulfitharz verwendet, wird dieses, z.B. ein handelsübliches Polyphenylensulfitharz, im Falle, daß es zur Herstellung der Zwischenschicht dienen soll, mit einem anorganischen Pigment oder einem Photoleiter vermischt. Wird es andererseits zur Herstellung der Ladungsträgerschicht verwendet, wird es mit einem elektrisch leitenden Material vermischt. Die unter Verwendung des Polyphenylensulfitharzes erhaltene Lösung oder Dispersion wird zur Herstellung der Ladungsträgerschicht auf den elektrisch leitenden Schichtträger aufgesprüht und danach 1 h lang bei einer Temperatur von 37O0G gebrannt. Neben einer wasserlöslichen Dispersion des Polyphenylensulfitharzes kann man dieses auch in Pulverform auf elektrostatischem Wege applizieren und danach in der geschilderten Weise brennen.
Bei Verwendung eines Polyarylsulfonharzes als hitzebeständiges Harz, z.B. bei Verwendung eines handelsüblichen Polyarylsulfonharzes, wird dieses zur Zubereitung einer Lösung in Dimethylformamid gelöst. Die erhaltene Lösung wird dann, wenn sie ztir Herstellung der Zwischenschicht dient, mit
einem.anorganischen Pigment oder einem Photoleiter vermischt. Wenn andererseits die lösung zur Herstellung der Ladungsträgerschicht verwendet wird, wird ihr ein leitendes Material zugemischt. Die Lösung wird auf den elektrisch leitenden Schichtträger appliziert.
Wie bereits erwähnt, besteht ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung aus einer Zwischenschicht aus einem hitzebeständigen Harz mit einem darin enthaltenen elektrisch leitenden Material und einer ladungsträgerschicht aus einem hitzebeständigen Harz. Ein solches elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial besitzt, wie die später folgenden Beispiele ausweisen, hervorragende Eigenschaften.
Ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung ermöglicht es» nach beliebigen Übertragungsmechanismen (Druckübertragung, thermische Übertragung, Klebrigübertragung u.dgl.), die das latente elektrostatische Bild nicht wie eine elektrostatische Übertragung beim Übertragungsvorgang zerstören, Bildkopien herzustellen. Folglich kann man mit einem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung das Retentionsverfahren durchführen, mit hoher Geschwindigkeit kopieren und sich eines kleindimensionierten, preisgünstigen und ein hohes Leistungsvermögen aufweisenden Kopiergeräts bedienen.
Nachdem ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung auf eine Ladungsträgertrommel oder ein Ladungsträgerband aufgespannt ist, wird es auf seiner Oberfläche mittels einer elektrischen Ladestation gleichmäßig aufgeladen und danach zur Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes belichtet. Andererseits kann die Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials
auch auf elektrischem Wege, z.B. mittels einer Nadelelektrode u.dgl.» zur Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes aufgeladen werden. Das jeweils erhaltene latente elektrostatische Bild wird dann z.B. durch Kaskadenentwicklung, Druckentwicklung, Btirstenentwicklung oder Magnefbür st en entwicklung entwickelt und dabei in einer Tonerbild überführt. Die Entwicklung kann man mit Hilfe von für die Elektrophotographie üblichen Entwicklern durchführen. Entwickler lassen sich in sogen. Zweikomponentenentwickler aus Toner und Träger und Einkomponentenentwickler aus lediglich Toner einteilen.
Ein das Tonerbild tragendes elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung überträgt in einer Übertragungsstation sein Tonerbild auf ein Bildempfangsmaterial. Das Bildempfangsmaterial kann aus 'Übertragungspapier bestehen. In diesem Fall wird das Tonerbild durch thermische Übertragung oder Druckübertragung auf das Übertragungspapier übertragen. Danach wird das Tonerbild unter Wärme- oder Druckeinwirkung fixiert und geht dabei in.eine Dauerkopie über. Das Bild kann jedoch in der geschilderten Weise gleichzeitig mit seiner Übertragung fixiert werden.
Weitere Beispiele für Übertragungsmittel sind klebrige Übertragungsmittel, z-"?. klebrxge Übertragungsbänder oder klebrige Übertragungswalzen. Klebrige Übertragungsmittel empfangen das Tonerbild von dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung bei Anwendung von Druck u.dgl. und übertragen danach in der geschilderten Weise das Tonerbild beispielsweise auf Übertragungspapier. Auch in diesem Palle kann das eben auf das Übertragungspapier übertragene Tonerbild unter Bildung einer Dauerkopie fixiert werden. Das das Tonerbild als Dauerkopie tragende Übertragungspapier wird aus dem System ausgetragen. Das
klebrige Übertragungsmittel, welches das Tonerbild auf das Übertragungspapier Übertragen hat, wird wiederverwendet. Es besteht keine Notwendigkeit, das klebrige Übertragungsmittel zu säubern, da es seinen hohen Übertragungsgrad (80 # oder mehr) behält. Um eine Verunreinigung des Übertragungsmittels infolge langdauernden Gebrauchs zu verhindern, kann es ;Jedoch unter Verwendung einer Reinigungsklinge u.dgl. gesäubert werden.
Nach der Übertragung des Tonerbildes wird das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial mit Hilfe einer Entladungseinrichtung entladen, mittels einer Heinigungsklinge oder einer Bürste gesäubert und wiederverwendet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Pig. 1 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführung eines Kopiergeräts zur Durchführung des erfindungsgemäß en Ko pi e rverfahr en s;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Kopiergeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen Kopierverfahrens;
Pig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kopiervorgangs unter Verwendung eines erfindungsgemäßen elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials in Form eines endlosen Bandes und
Pig. 5 eine schematische Darstellung eines zur Durchführung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Kopiergeräts.
Die Figur 2 zeigt ein Kopiergerät, in welchem eine direkte Übertragung des Tonerbildes von dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial auf ein Übertragungspapier und eine anschließende Fixierung des übertragenen Bildes erfolgen.
Die Bezugszahlen bedeuten im einzelnen: 10 eine Ladungsträgertrommel; 11 ein erfindungsgemäßes elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial, das auf die Ladungsträgertrommel aufgespannt ist; 13 eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln eines auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial 11 gebildeten latenten elektrostatischen Bildes; 14 eine Fixierwalze zum Übertragen und Fixieren des Bildes auf das Übertragungspapier an einer Übertragungsstelle A; 14a eine Heizeinrichtung zur Innenbeheizung der Heizwalze 14; 15 ein Übertragungspapier; 16 eine Sntladungseinrichtung zur Beseitigung der Restladung auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial 11 nach Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungspapier; 17 eine Reinigungseinrichtung zur Beseitigung des Ree^toners auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial 11; 17a eine Reinigungsklinge zum Abkrat"cn des Resttoners von dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial 11 und 17b ein Tonerleitblech zum Ableiten des abgekratzten Toners in die Reinigungseinrichtung.
Im folgenden wird der Betrieb der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung näher erläutert. Die Ladungsträgertrommel 10, auf deren Oberfläche das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial 11 gemäß der Erfindung aufgespannt ist, wird mit HiI-
fe einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung in Pfeilrichtung gedreht. Die Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials 11 wird mit Hilfe der Ladungseinrichtung 12 gleichmäßig aufgeladen und dann - wie durch den Pfeil im oberen Teil der Fig. 2 angedeutet - belichtet, wobei ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Das gebildete latente elektrostatische Bild wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung 13 entwickelt und dabei in ein Tonerbild überführt. Wenn das Tonerbild (bei der Umdrehung der Ladungsträgertrommel) die Übertragungsstelle A erreicht, wird es auf das mit Hilfe einer nicht dargestellten getrennten Zufuhreinrichtung zugeführte Übertragungspapier 15 übertragen und dort fixiert. Dies geschieht dadurch, daß das Übertragungspapier 15 mit Hilfe der auf seiner Rückseite befindlichen Heizwalze 14 an das Tonerbild gepreßt wird. Die die Heizeinrichtung 14a enthaltende Heizwalze 14 dreht sich in Pfeilrichtung. Bei der übertragung und Fixierung erhält man auf dem Übertragungspapier 15 das Tonerbild als Dauerkopie. Das die Dauerkopie tragende Übertragungspapier 15 wird aus dem System ausgetragen. Nach der Bildübertragung wird mit Hilfe der Entladungseinrichtung 16 die Restladung von der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials 11 beseitigt. Der Resttoner wird mit Hilfe der in der Reinigungseinrichtung 17 befindlichen Reinigungsklinge 17a abgekratzt. Der abgekratzte Toner wird mit Hilfe des Tonerleitblechs 17b in die Reinigungseinrichtung gelenkt.
Die Ladungsträgertrommel 10 dreht sich weiter und wird wieder verwendet.
Bei Gebrauch des in Fig. 2 dargestellten Kopiergeräts kann man das sogen. Retentionsverfahren durchführen (wobei keine Belichtung erfolgt), wobei man nach der Bildübertragung lediglich die Entwicklungseinrichtung und die übertragungseinrichtung be-
tätigt und die Entladungseinrichtung 16 und die Ladungseinrichtung 12 abschaltet. Die Reinigungsklinge 17a und das Tonerlei tblech 17b der Reinigungseinrichtung 17 sind dabei von der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials getrennt.
Ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung wird auch dann nicht thermisch beschädigt, wenn die Ladungsträgertrommel - wie bei dem in Fig. 2 dargestellten Kopiergerät - in direkte Berührung mit der Heiz/Fixier-Walze gelangt. Auf diese Weise kann das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung sein hohes Leistungsvermögen über lange Zeit hinweg behalten.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Kopiergerät wird an der Übertragungsstelle ein klebriges Übertragungsband verwendet. Die Bezugszahlen 10 bis 17 besitzen dieselbe Bedeutung wie bei Fig. 2. Darüber hinaus bedeuten: 20 ein klebriges übertragungsmittel, welches das auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial befindliche Tonerbild aufnimmt und danach auf das Übertragungspapier überträgt; 21 eine übertragungswalze, die auf das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial 11 gepreßt wird; 22 eine Druckwalze. Zwischen diesen beiden Walzen läuft ein aus einem Silikonkautschuk, der bei Raumtemperatur hart wird, bestehendes kTebriges tibertragungsband. 24 steht für eine Fixierwalze, die mit einer Heizeinrichtung 24a ausgestattet ist.
Bei dem in Fig.3 dargestellten Kopiergerät wird das auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial 11 befindliche Tonerbild an der Übertragungsstelle A auf das zwischen der Übertragungswalze 21 und der Druckwalze 22 laufende klebrige Übertragungsband 23 übertragen. Das klebrige Übertragungsband 23, auf welches das Tonerbild übertragen ist, läuft in Pfeil-
richtung. An der Fixierstelle B wird das Tonerbild auf das mit Hilfe einer nicht dargestellten Zufuhreinrichtung zugeführte Übertragungspapier 15 übertragen und dort fixiert. Dies geschieht dadurch, daß das Übertragungspapier 15 von seiner Rückseite her mit Hilfe der sich in Pfeilrichtung drehenden und die Heizeinrichtung 24a enthaltenden Heizwalze 24 an das auf dem klebrigen Übertragungsmittel befindliche Tonerbild gepreßt wird. Das Übertragungspapier 15 mit dem Tonerbild als Dauerkopie wird aus dem System ausgetragen.
Nach Übertragung des Tonerbildes auf das klebrige Übertragungsband wird das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial 11 nach dem Durchlaufen der Entladungseinrichtung 16 und der Reinigungseinrichtung 17 (vgl. Fig. 2) wiederverwendet.
Wie auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Kopiergerät kann auch bei dem in Fig. 3 dargestellten Kopiergerät das Retentionsverfahren durchgeführt werden, wenn die Entladungseinrichtung 16 und die Reinigungseinrichtung 17 abgeschaltet werden.
Nach Übertragung des Tonerbildes auf das Übertragungspapier 15 wird das klebrige Übertragungsband 23 wiederverwendet. Dieses kann jedoch nach erfolgter übertragung des Tonerbildes mit Hilfe einer Reinigungseinrichtung, z.B. einer Reinigungswalze oder -klinge, gesäubert werden.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Kopiergerät wird anstelle der Ladungsträgertrommel ein Ladungsträgerband verwendet.
Die Bezugszahlen 12, 13, 15 und 16 besitzen dieselbe Bedeutung wie in Fig. 2. Darüber hinaus bedeuteni 30 ein Ladungsträgerband, auf welches das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung aufgespannt ist; 31 eine Antriebswalze, die durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung angetrie-
ben wird; 32 eine Druckwalze und 33 eine Antriebswalze. Das Ladungsträgerband läuft um die Walzen 31, 32 und 33 in Pfeilrichtung, und zwar derart, daß sich das Aufzeichnungsmaterial an seiner Außenseite befindet. 34 bedeutet eine übertragungswalze zur Übertragung des Tonerbildes; 35 eine Fixierwalze mit einer Heizeinrichtung 35a.
Das Ladungsträgerband 30, dessen Oberfläche mit Hilfe der Ladungseinrichtung 12 gleichmäßig aufgeladen wurde, läuft in Pfeilrichtung und wird an der durch den Pfeil im oberen Teil von Fig. 4 markierten Stelle belichtet, wobei ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung 13 zu einem Tonerbild entwickelt. Das das Tonerbild tragende Ladungsträgerband 30 wird an der übertragung sstelle A zwischen der Druckwalze 32 und der übertragungswalze 34 zusammengepreßt, wobei das Tonerbild auf die Übertragungswalze 34 übertragen wird.
Nach der Übertragung des Tonerbildes wird mit Hilfe der Entladungseinrichtung 16 die Restladung von dem Ladungsträgerband 30 beseitigt. Der Resttoner wird mit Hilfe der Reinigungseinrichtung 36 entfernt. Nun kann das Ladungsträgerband 30 wiederverwendet werden.
Die übertragungswalze 34, auf die das Tonerbild übertragen ist, läuft in Pfeilrichtung und erreicht die Fixierstelle B, an welcher sie mit dem mit Hilfe einer nicht dargestellten Zufuhreinrichtung zugeführten Übertragungspapier 15 in Druckkontakt gelangt. Der Druck wird auf die Rückseite des Übertragungspapiers 15 durch die Fixierwalze 35, die sich in Pfeilrichtung dreht und die Heizeinrichtung A enthält, ausgeübt. Durch das Erwärmen wird das Tonerbild auf dem Übertragungspapier 15 dauerhaft fixiert. Das das Tonerbild als Dauerkopie tragende Übertragungspapier 15 wird schließlich aus dem System ausgetragen.
Wie auch bei den in Fig. 2 und 3 dargestellten Kopiergeräten kann auch bei dem in Fig. 4 dargestellten Kopiergerät das Retentionsverfahren durchgeführt werden. Unter Verwendung der Kopiergeräte gemäß den Fig. 2 bis 4 kann auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial das latente elektrostatische Bild anstatt durch (optische) Belichtung auch auf elektrischem Wege, ζ ^B. mit Hilfe einer Nadelelektrode (nach Ausschalten der Ladeeinrichtung 12) erzeugt werden.
Im folgenden werden noch geeignete Entwickler zum Entwickeln der latenten elektrostatischen Bilder angegeben werden.
Zweckmäßigerweise wird der Entwickler mit einem Trennmittel gemischt. Mischungen aus Entwickler und Trennmittel sind besonders dann von Vorteil, wenn eine thermische übertragung oder eine Druckübertragung durchgeführt werden soll. Bei elektrostatischen Übertragungen ist dies nicht so wichtig. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Entwickler mit dem Trennmittel zu versehen. Bei einer Möglichkeit wird dem zum Entwickeln verwendeten Toner das Trennmittel einverleibt, bei der anderen Möglichkeit wird das Trennmittel dem Entwickler zugesetzt und die erhaltene Mischung zum Einsatz gebracht. Bei einem elektrostatischen Kopiergerät mit einer Fixiereinrichtung in Form einer geheizten Walze wirkt das Trennmittel derart, daß der nicht fixierte Toner auf dem Übertragungspapier daran gehindert wird, an der heißen Walze hängen zu bleiben, wenn das Empfangspapier die Heizwalze passiert. Auf diese Weise wird das Entstehen von Geisterbildern verhindert. Erfindungsgemäß wird der Toner auf der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials oder auf der Oberfläche des klebrigen Übertragungsbandes auf die gesamte Oberfläche des Übertragungspapiers oder des klebrigen Übertragungsbandes o.dgl. übertragen und bleibt nicht auf der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials oder der Oberfläche des klebrigen Übertragungsbandes
u.dgl. zurück. Andererseits bleibt der einmal übertragene Toner nicht wieder an der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials oder der Oberfläche des klebrigen übertragungsbandes u.dgl. haften. Schließlich bleibt der Toner auch nicht an anderen Stellen des Übertragungspapiers oder des klebrigen Übertragungsbandes u.dgl. oder an anderen übertragungspapieren oder dem klebrigen Übertragungsband u.dgl. haften.
Das Trennmittel kann aus einem für Toner geeigneten Harzbindemittel mit Trenneigenschaften bestehen.Das für Toner geeignete Harzbindemittel kann auch mit als Trennmittel dienenden Zusät- ■ zen versehen werden.
Beispiele für geeignete Harzbindemittel mit Trenneigenschaften sind Polymerisate von Styrolmonomeren, Polymerisate von Vinylmonomeren und Mischpolymerisate aus Styrol- und Vinylmonomeren.
Beispiele für Styrolmonomere sind Styrole und deren Derivate, wie Styrol, m-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Ethylstyrol, 2,4-Dimethylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol und 3,4-Dichlorstyrol, insbesondere Styrol selbst. Beispiele für sonstige Viny!monomere sind ethylenisch ungesättigte Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Butylen, Isobutylen und dergleichen, Vinylhalogenide, wie Vinylchlorid und Vinyxidenchlorid, Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylbenzoat und Vinylbutylat, «.-Methylengruppen enthaltende aliphatische Monocarbonsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Isobutylacrylat, Dodecylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, Phenylacrylat, ot-Methylchloracrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacrylat, Phenylmethacrylat, Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylamin oethylmethacrylat, Derivate der Acryl- oder Methacrylsäure, wie Acrylnitril und Acrylamid, Vinylather, wie Vinylethylather,
Vinylketone, wie Vinylmethylketon, N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol und N-Vinylcarbazol sowie Viny!naphthaline.
Spezielle Beispiele für verwendbare Mischpolymerisate sind Styrol/Vinylacetat-, Styrol/Methylmethacrylat-, Styrol/Methylacrylat-, Styrol/2-Ethylhexylmethacrylat-f Styrol/2-Chlorethylacrylat- und Styrol/Phenylmethacrylat-Mischpolymerisate. Diese Polymerisate sollten durchschnittliche Molekulargewichte von über 3 000, vorzugsweise von 3 000 bis 500 000, aufweisen.
Ferner sollten diese Polymerisate ein Verhältnis von durchschnittlichem Molekulargewicht zu Zahlenmittelmolekulargewicht von über 3,5 aufweisen.
Beispiele für Trennmittel in Form von Zusätzen sind niedrigmolekulare Olefinpolymerisate, Metallsalze von Fettsäuren, höhere Fettsäuren, Fettsäureamide, höhere Alkohole, Kohlenwasserstoff schmiermittel und Fettsäureester.
Als Trennmittel verwendbare niedrigmolekulare Olefinpolymerisate sind Olefinpolymerisate, die als monomere Bestandteile lediglich Olefine enthalten, oder Olefinmischpolymerisate, die auch von Olefinen verschiedene monomeren Bestandteile enthalten und jeweils ein niedriges Molekulargewicht aufweisen. Beispiele für als monomere Bestandteile verwendbare Olefine sind Ethylen, Propylen, Buten-1, Octen-1 oder deren Homologe mit ungesättigter Bindung an verschiedenen Stellen oder 3-Methy1-1-buten oder 3-Propyl-5-methyl-2-hexan mit einer Alkylgruppe als Kettenverzweigung.
Beispiele für von Olefinen verschiedene sonstige Monomere, die zusammen mit den Olefinen als Comonomere verwendet werden können, sind Vinylather, wie Vinylmethylather und Vinylphenylather, Vinylester, wi.e Vinylacetat u.dgl., halogenierte
Olefine, wie Tetrafluorethylen, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Tetrachlorethylen, Acrylsäureester oder Methacrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Stearylmethacrylat, N,N-Dimethylaininoethylmethacrylat., tert.-Butylaminoethy1-methacrylat, Acry!säurederivate, wie Acrylnitril und N,N-Dimethylacrylamid, organische Säuren, wie Acrylsäure, Methacrylsäure u.dgl., und Diethylfumarat, ß-Pinen und dergleichen.
Beispiele für erfindungsgemäß als Trennmittel verwendbare niedrigmolekulare Olefinpolymerisate sind lediglich aus einem Olefin bestehende Homopolymerisate und aus mehreren Olefinen bestehende Mischpolymerisate, wie Ethylen/Propylen-, Ethylen/-Buten-, Ethylen/Penten-, Propylen/Buten-, Propylen/Penten-, Ethylen/3-Methy1-1-buten- und Ethylen/Propylen/Buten-Mischpolymerisate, sowie Olefinmischpolymerisate mit mindestens einem Olefin der angegebenen Art und mindestens einem von einem Olefin verschiedenen Comonomeren, z.B. Ethylen/Vinylacetat-, Ethylen/Vinylmethyläther-, Ethylen/Vinylchlorid-, Ethylen/Methylacrylat-, Ethylen/Methylmethacrylat-, Ethylen/-Acrylsäure-, Propylen/Vinylacetat-, Propylen/Vinylethylather-, Propylen/Ethylacrylat-, Propylen/Methacrylsäure-, Buten/Methylmethacrylat-, Penten/Vinylacetat-, Hexeu/Vinylbutylat-, Ethylen/Propylen/Vinylacetat- und Ethylen/Vinylacetat/Vinylmethyläther-Mischpolymeribate.
Von den erfindungsgemäß einsetzbaren niedrigmolekularen Olefinpolymerisaten sollten diejenigen mit von Olefinen verschiedenen comonomeren Bestandteilen die Olefinkomponenten in größtmöglicher Menge enthalten. Mit sinkendem Anteil an Olefinkomponenten verschlechtern sich nämlich die Trenneigenschaften, die Fließfähigkeit des Toners und die Bildqualität. Somit sollten alsc die Mischpolymerisate die Olefinkomponenten in größtmöglicher Menge, d.i. in einer Menge von über etwa 50 Mol-%, enthalten.
Das durchschnittliche Molekulargewicht der als Trennmittel verwendbaren niedrigmolekularen Olefinpolymerisate sollte zweckmäßigerweise 1 000 bis 45 000, vorzugsweise 2 000 bis 6 000, betragen.
Ferner sollten die als Trennmittel einsetzbaren niedrigmolekularen Olefinpolymerisate Erweichungspunkte von 100 bis 180°, vorzugsweise von 130° bis 160°C aufweisen.
Pro 100 Gew.-Teile Harzkomponente des Toners sollte das niedrigmolekulare Olefinpolymerisat in einer Menge von 1 bis 20, vorzugsweise von 3 bis 15 Gew.-Teil(en) eingesetzt werden. Beträgt die Menge an Olefinpolymerisat weniger als 1Gew.-Teil, erreicht man keine ausreichenden Trenneigenschaften. Beträgt die Menge an Olefinpolymerisat dagegen mehr als 20 Gew.-Teile, leiden die sonstigen Eigenschaften des Toners.
Weitere Beispiele für bei erfindungsgemäß einsetzbaren Entwicklern verwendbare Trennmittel sind Metallsalze von Fettsäuren, z.B. das Blei-, Zink-, Magnesium-, Kobalt-, Kupfer-, Calcium-, Cadmium-, Eisen-, Nickel-, Aluminium- oder Bariumsalz der Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachidon-, Behen-Öl-, Caprin-, Capron-, Linol-, Rizinol- oder Rizinolinsäure.
Beispiele für höhere Fettsäuren sind Dekan-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Öl-, Linol- oder Rizinolsäure, d.h. Säuren mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen.
Beispiele für Fettsäureamide sind Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Arachidon-, Behen-Öl- , Linol-, Linolen-, Gadolein-, Eruca- oder Selacholsäureamid.
Beispiele für Bisfettsäureamide sind Bislaurin-, Bismyristin-,
Bispalmitin- oder Bisstearinsäureamid und N,N'-Didodecanoylethylendiamin.
Beispiele für höhere Alkohole sind Lauryl-, Myristyl-, Cetyl-, Stearyl-, Behenyl- oder Oleylalkohol.
Beispiele für Fettsäureester sind die Ester von Fettsäuren und einwertigen Alkoholen und Voll- oder Teilester von Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholen.
Beispiele für Kohlenwasserstoffschmiermittel sind natürliche Paraffine, künstliche Paraffine, Mikrowachs und chlorierte Paraffine. Diese Trennmittel gelangen, bezogen auf den Entwickler, in einer Menge von 0,1 bis 65, vorzugsweise von 0,2 bis 20 Gew.-%, zum Einsatz.
Neben den beispielsweise genannten Trennmitteln eignen sich erfindungsgemäß auch noch andere Trennmittel, z.B. die aus der US-PS 4 164 476 und den GB-PSen 1 447 835 und 1 495 428 bekannten Trennmittel.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Toner enthalten neben den Trennmitteln auch noch Harzbindemittel. Diese Harzbindemittel können entweder als solche Trenneigenschaften aufweisen oder aus Epoxy-, Polyester- cd^r Poiyamidharzen ohne Trenneigenschaften bestehen.
Erforderlichenfalls enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Entwickler Färbemittel, wie Pigmente oder Farbstoffe. Zu diesem Zweck eignen sich übliche Farbstoffe, wie Ruß (CI-Nummer 77266), Nigrosinfarbstoffe (CI-Nummer 50415), Anilinblau (CI-Nummer ), Calcoölblau (CI-Nummer 77450), Chromgelb (CI-Nummer ), Ultramarinblau (CI-Nummer ), ölrot (CI-Nummer ), Chinolingelb (CI-Nummer ), Methylenblauchlorid (CI-Nummer
52015), Phthalocyaninblau (CI-Numiner 74160), Malachitgrünoxalat (CI-Nummer 42000), Lampenruß (CI-Nummer 77266), Ölschwarz (CI-Nuitimer 77011), Azoölschwarz (CI-Nummer ), Rosebengal (CI-Nummer 45440) und Mischungen derselben. Wenn Bildkopien von Druckcharakter hergestellt werden sollen, kann der Toner mit Hilfe schwarzer Farbstoffe, wie Ruß (CI-Nummer 77266) oder Amaplastoschwärζ (CI-Nummer ) hergestellt werden.
Das Färbemittel kann dem Toner in den verschiedensten Mengen einverleibt werden. Bezogen auf 100 Gew.-Teile des Toner-Harzbindemittels beträgt die Färbemittelmenge üblicherweise 1 bis 20 Gew.-Teil(e).
Wenn der.verwendete Entwickler aus einem Einkomponentenentwickler besteht, kann ihm ein beliebiges magnetisches Material zugesetzt werden.
Das. zu verwendende magnetische Material sollte in Richtung des Magnetfeldes stark magnetisiert sein. Vorzugsweise sollte das magnetische Material eine schwarze Färbung aufweisen, gut in dem Harz dispergierbar sein, chemisch stabil bleiben und eine Teilchengröße von 1 -um oder darunter aufweisen. Beispiele für sonstige magnetische oder magnetisierbare Materialien sind Metalle, wie Kobalt, Eisen und Nickel, Legierungen und Mischungen von Metallen, wie Aluminium, Kobalt, Kupfer, Eisen, Blei, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink, Antimon, Beryll, Wismuth, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium, Metallverbindungen mit Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Eisenoxid, Kupferoxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Titanoxid und Magnesiumoxid, feuerfeste Titanate, wie Vanadiumtitanat und Chromtitanat, Carbide, wie Wolframcarbid und Siliciumcarbid, Ferrit und Mischungen derselben- Diese ferromagnetischen Materialien sollten eine durchschnittliche Teilchengröße von 0/1 bis 1 ,um
aufweisen und in dem Toner in einer Menge, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Toner-Harzbindemittels von 50 bis 300 Gew,-Teilen, vorzugsweise von 90 bis 200 Gew.-Teilen, enthalten sein.
Einem erfindungsgemäß verwendeten Entwickler können auch noch weitere Zusätze, z.B. Ladungssteuerstoffe, Fließhilfsmittel u.dgl. einverleibt sein.
Einen erfindungsgemäß verwendbaren Entwickler erhält man durch Vermählen, durch Polymerisation und dergleichen.
Beim Vermählen werden beispielsweise ein Harzbindemittel, ein Trennmittel, ein Färbemittel, ein Ladungssteuerstoff und ein magnetisches Material miteinander vermischt, aufgeschmolzen und durchgeknetet, abgekühlt und pulverisiert.
Bei der Polymerisation werden ein Trennmittel, ein Färbemittel, ein Ladungssteuerstoff und ein magnetisches Material mit einem Monomeren für ein Harzbindemittel einer Suspensionspolymerisation unterworfen, wobei ein Toner erhalten wird.
Die durchschnittliche Teilchengröße des erfindungsgemäß eingesetzten Toners beträgt 1 bis 50, vorzugsweise 7 bis 30,um. Bei einer durchschnittlichen Teilchengröße über 50,um vergröbert sich das Bild so stark, daß die Bildqualität darunter leidet. Bei einer durchschnittlichen Teilchengröße unter 1 ,um kommt es zu einer Verunreinigung des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials (infolge Filmbildung durch den Toner), zu einem Empfindlichkeitsverlust des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials und zu einer Einbuße der Bildqualität. Ein erfindungsgemäß einsetzbarer Toner sollte einen Erweichungspunkt, bestimmt nach der Ring- und Kugelmethode, von 100 bis 170C und eine Ein^riertemperatur von 40 bis 110 C aufweisen. Wenn der
Erweichungspunkt unter 10O0C liegt, kommt es zu einer Tonerfilmbildung durch pulverisierten Toner und damit zu einer Verunreinigung des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials. Wenn der Erweichungspunkt über 170eC liegt, ist der Toner so hart, daß er nicht ohne Schwierigkeiten pulverisiert werden kann. Darüber hinaus benötigt der Toner viel Wärme, um fixiert werden zu können. Dies erschwert das Fixieren. Wenn andererseits die Einfriertemperatur unter 40°C liegt, kommt es infolge des sogen. "Kaltfließphänomens" zu -einem Zusammenbacken des Toners, da der Toner in der Regel bei einer Temperatur unter 400C gelagert wird. Wenn die Einfriertemperatur über 1100C liegt, muß bei erhöhter Temperatur fixiert werden, wodurch das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial, das klebrige Übertragungsband und dergleichen beeinträchtigt werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veraanschaulichen.
Beispiel
Durch Vermischen eines hitzebeständigen Harzes (zur Ausbildung der Zwischenschicht) von elektrisch leitendem Ruß (CI-Nummer 77266), von Aluminiumpulver oder SnO2 (vgl. die folgende Tabelle I) und Zugabe von 20 Gew.-96 eines Lösungsmittels sowie mehr als 24-stündiges Verrühren des Ganzen in einer Kugelmühle erhält man eine Beschichtungsflüssigkeit zur Ausbildung der Zwischenschicht (eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials).
Die erhaltene Beschichtungsflüssigkeit wird auf die Oberfläche einer Aluminiumtrommel eines Außendurchmessers von
120 mm und einer Stärke von 5 mm, die mit einem Diamantschneidwerkzeug ausreichend poliert und danach mit Trichlorethylen entfettet worden war, derart aufgetragen, daß ein Film einer in Tabelle I angegebenen Stärke gebildet wird.
Schließlich wird zur Ausbildung einer Ladungsträgerschicht jeweils ein hitzebeständiges Harz der in Tabelle I angegebenen Art auf die Zwischenschicht aufgetragen.
Letztlich werden erfindungsgemäße elektrosivatographische Aufzeichnungsmaterialien A bis P erhalten.
TABELLE I
Elektrostato-
graphisches
Aufzeichnungs
material		 Ladungsträgerschicht Film
stärke
in μΐη		 Zwi schenschicht photoleit-
fähiges
Material		 Film
stärke
in μπι		 ι ,·
A hitzebeständiges photoleit-
Harz fähiges
Material		 100 hitzebeständiges
Harz		 Ruß 10
B Polyethylentetra-
fluorid		 100 . Polyethylentetra-
fluorid		 - - ι '>
C Il _ 50 - Ruß 5 ;
D Polyimid 50 Polyimid - -
E Il _ 50 - Ruß VJl OJ
F Polyamidimid 50 Polyimid - - 11254'
G It _ 100 - Al 10
H Polyphenylensulfit 100 Polyimid - -
I Il _ 100 - SnO2 5
J Polyarylsulfon 100 Polyarylsulfon _
K Polyethylentetra-
fluorid TiO2 		50 - -
L Polyimid Fe2°3 100 - Ruß 10
M Polyfluoralkylen 35 Polyimid tt 10
N Polyethylentetra- CdS
fluorid		 35 Polyethylentetra-
fluorid		 - -
0 It It 25 - Ruß VJl
P Polyamidimid " 25 Polyimid SnO2 VJl
Polyamid ZnO Polyamidimid
In der Zwischenschicht beträgt das Gewichtsverhältnis hitzebeständiges Harz zu Ruß 5:1 und das Gewichtsverhältnis hitzebeständiges Harz zu Aluminium (bzw. SnO2) 5:3. In der Ladungsträgerschicht beträgt das Gewichtsverhältnis hitzebeständiges Harz zu CdS, TiO2 bzw. Fe2O, 3,5 = 10 und das Gewichtsverhältnis hitzebeständiges Harz zu ZnO 2 :
Die elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung werden gemäß den im folgenden beschriebenen Tests 1 bis 3 getestet. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse finden sich in der später folgenden Tabelle II.
Test 1
In der in Fig. 5 dargestellten Testvorrichtung besitzen die Bezugszahlen folgende Bedeutung: 100 eine lichtempfindliche Trommel, auf die jeweils ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial 101 gemäß Tabelle I aufgespannt ist; 102 eine Scorotronladungsstation zum gleichmäßigen Aufladen der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials; 103 einen Potentialfühler zum Nachweis des Oberflächenpotentials des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials; 104 eine Entwicklungseinrichtung z^m Umwandeln des latenten elektrostatischen Bildes auf der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials zu einem Tonerbild; 105 einen Gleichspannung-Koronagenerator; 106 einen Wechselspannung-Koronageneratbr; 107 eine Keinigungsstation; .108 eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials von der Innenseite her und 109 einen Temperaturfühler zum Nachweis der Temperatur auf der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials.
Bei der beschriebenen Vorrichtung wird die lichtempfindliche Trommel 100 mit einer Geschwindigkeit von 25 Upm umlaufen gelassen. Währenddessen sind die Entwicklungseinrichtung 104, die Rsinigungseinrichtung 107, der Gleichspannung-Koronagenerator 105 und der Wechselspannung-Koronagenerator 106 außer Betrieb. Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel wird auf einer Temperatur von 900C gehalten. Die Temperatur der Trommeloberfläche wird mit Hilfe des Temperaturfühlers 109 überwacht. Zum Aufladen der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials werden die Hauptspannung der Scorotronladestation 102 auf "fcv und die Gitterspannung auf 700 Volt eingestellt. Das Potential auf der Oberfläche wird mit Hilfe des Potentialfühlers gemessen. Nach 5 min wird mit Hilfe des Potentialfühlers 103 erneut das Oberflächenpotential gemessen, um den jeweiligen Dunkelanpassungsfaktor zu ermitteln. Die diesbezüglichen Ergebnisse finden sich in Tabelle II.
Anfangspotential
Dunkelanpassungs- _ -Potential nach 5 min x faktor " Anfangspotential
Bei den elektrostatograpMschen Aufzeichnungsmaterialien A bis L werden Dunkelanpassungsfaktoren von kleiner als 10 als "klein", Dunkelanpassungsfaktoren von 10 bis 30 als "mittel" und Dunkelanpassungsfaktoren von über 30 als "groß" bezeichnet. Bei den elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialien M bis P werden Dunkelanpassungsfaktoren von unter 20 als "klein", Dunkelanpassungsfaktoren von 20 bis 40 als "mittel" und Dunkelanpassungsfaktoren von über 40 als "groß" bezeichnet.
Zu Vergleichszwecken werden auch elektrostatographische Aufzeichnungsmaterialien des folgenden Aufbaus mitgetestet:
Elektrostato-
graphisches Ladungsträgerschicht
Aufzeichnungsmaterial
X Vinylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymerisat
Y " +CdS
Das Gewichtsverhältnis Mischpolymerisat zu CdS bei dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial Y beträgt 3,5 : 10.
Test 2
Untei Verwendung der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung wird das jeweilige elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial mit Hilfe der Scorotronladestation 102 gleichmäßig aufgeladen. Danach wird das Bild mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung 104 in ein Tonerbild überführt. Eine Prüfung der Homogenität des Tonerbildes ergibt die in Tabelle II aufgeführten Ergebnisse.
Test 3
Bei der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung werden die Entwicklungseinrichtung 104 und die Reinigungseinrichtung
107 außer Betrieb gesetzt. Danach wird, das jeweilige elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial unter Aufrechterhai tung einer Temperatur von 9O0C auf der Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel 100 während eines 10 000-fachen Betriebs auf seine Haltbarkeit hin untersucht. Hierbei wird die Potentialhaltigkeit aus dem Anfangspotential im Dunklen und dem Dunkelpotential nach dem 10 000-fachen Betrieb bestimmt. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle II.
Dunkelhaltigkeit nach 10 000-fächern Betrieb
Potentialhaltigkeit = = χ 100
Anfangsdunkelpotential
Bei den elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialien A bis L werden Potentialhaltigkeitswerte von über 90 als "groß", von 70 bis 90 als "mittel" und von unter 70 als "klein" bezeichnet. Bei den elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialen M bis P werden Potentialhaltigkeitswerte von über 80 als "groß", von 60 bis 80 als "mittel" und unter 60 als "klein" bezeichnet.
Auch die Vergleichsmaterialien werden entsprechend den elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialien M bis P bewertet.
Die Ergebnisse der Tabelle II zeigen, daß die elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung hervorragende Eigenschaften aufweisen.
TABELLE II
Elektrostato-
graphisches
Aufzeichnungs
material		 Test 1 Test 2 gut Test 3
A klein es bilden sich weiße
Flecken		 groß
B klein gut groß
C klein gut groß
D klein gut mittel
E klein es bilden sich weiße
Streifen		 groß
F klein gut mittel
G klein es bilden sich zahl
reiche weiße Flecken		 groß
H klein gut groß
I klein es bilden sich in ge
ringer Menge weißer
Flecken		 groß
J klein gut groß
K klein gut mittel
L klein gut groß
M klein es bilden sich in
großer Menge weiße
Flecken		 groß
N mittel gut mittel
0 klein gut groß
P mittel gut groß
X groß es bilden sich zahl
reiche weiße Flecken		 klein
Y groß klein
Beispiel 2
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Kopiergerät wird die Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials M von Beispiel 1, das auf die Ladungsträgertrommel 10 aufgespannt ist, mit Hilfe der Ladungsstation 12 gleichmäßig aufgeladen und bildgerecht belichtet, wobei ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung 13 unter Verwendung eines Zweikomponentenentwicklers aus 5 Gew.-Teilen Toner (a) aus 100 Gew.-Teilen Styrolharz, 5 Gew.-Teilen Ruß und 5 Gew.-Teilen eines niedrig-molekularen Polypropylens oder Toner (b) aus 100 Gew.-Teilen Epoxyharz und 5 Gew.-Teilen Ruß sowie jeweils 95 Gew.-Teilen eines Eisenpulverträgers in der Entwicklungsstation 13 entwickelt. Das erhaltene Tonerbild wird an der Übertragungsstelle A auf das Übertragungspapier 15 übertragen und dort fixiert.
Bei der Herstellung des jeweiligen Entwicklers wird der jeweilige Toner mit dem Träger gemischt, aufgeschmolzen, geknetet, gekühlt und pulverisiert.
Mit dem den Toner (a) enthaltenden Entwickler lassen sich bei Dauerbetrieb fünf Kopien guter Bildqualität herstellen. Bei Verwendung des den Toner (b) enthaltenden Entwicklers wickelt sich das Übertragungspapier um die Ladungsträgertrommel herum. Darüber hinaus sind in letzterem Falle die Kopien ab der zweiten Kopie etwas verschmutzt.
Beispiel
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Kopiergerät wird mit Hilfe einer elektrostatischen Aufzeichnungsnadel auf der Oberflä-
-::- :-- - ■■■ 31125U
ehe des auf die Ladungsträgertrommel 10 aufgespannten elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials C von Beispiel 1 ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Dieses wird in der Entwicklungsstation 13 mit Hilfe der in Beispiel 2 verwendeten Entwickler entwickelt, an der Übertragungsstelle A auf das klebrige Übertragungsband 23 übertragen und an der Fixierstelle B auf das Übertragungspapier 15 aufgeschmolzen.
Die mit Hilfe des den Toner (a) enthaltenden Entwicklers erhaltenen Bildkopien sind auch bei Dauerbetrieb von guter Qualität. Mit Hilfe des den Toner (b) enthaltenden Entwicklers werden Kopien erhalten, die ab der zweiten Kopie Geisterbilder aufweisen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger (3), einer darauf ausgebildeten Zwischenschicht (2) aus einem wärmebeständigen Harz und einem darin enthaltenen, elektrisch leitenden Material sowie einer darauf befindlichen Ladungsträgerschicht (1) aus einem hitzebeständigen Harz.
    Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Harz aus einem fluorhaltigen Harz, einem Polyimidharz, einem Polyamidharz, einem Polyimidamidharz, einem Polyarylsulfonharz und/ oder einem Polyphenylensulfitharz besteht.
    Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Material aus Ruß besteht.
    4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dcß der Schichtträger aus einem elektrisch leitenden Schichtträger besteht.
    5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Schichtträger eine auf einer Isolierschicht aufgetragene, elektrisch leitende Schicht aufweist.
    6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht aus Aluminium besteht.
    7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Aluminiumschicht mit Boehmit behandelt ist.
    8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsträgerschicht zusätzlich einen Photoleiter enthält.
    9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter aus einem anorganischen Photoleiter besteht.
    10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter aus CdS, CdSSe, CdSe, ZnSe, ZnCdS, TiOp, ZnO und/oder CdS»CdCO, besteht.
    11.) Verfahren zur Herstellung von Bildkopien durch Ausbilden eines latenten elektrostatischen Bildes auf einem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial, Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes mit Hilfe eines Entwicklers zu einem Tonerbild und Übertragen des Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial, durch gekennzeichnet, daß ein elektrostatisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger (3), einer darauf ausgebildeten Zwischenschicht (2) aus einem
    wärmebeständigen Harz und einem darin enthaltenen, elektrisch leitenden Material sowie einer darauf befindlichen Ladungsträgerschicht (1) aus einem hitzebeständigen Harz verwendet wird.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmebeständige Harz aus einem fluorhaltigen Harz, einem Polyimidharz, einem Polyamidharz, einem Polyimidamidharz, einem Polyacrylsulfonharζ und/oder einem Polyphenylensulfitharz besteht.
    13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Material aus Ruß besteht.
    14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus einem elektrisch leitenden Schichtträger besteht.
    15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsträgerschicht zusätzlich einen Photoleiter enthält.
    16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter aus einem anorganischen Photoleiter besteht.
    17. Verfahren nach Ansprüchen 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Photoleiter aus CdS, CdSSe, CdSe, ZnSe, ZnCdS, TiO2, ZnO und/oder CdS·CdCO, besteht.
    18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Ladungsträgerschicht vor Ausbildung des latenten elektrostatischen Bildes gleichmäßig aufgeladen wird.
    19. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Entwickler ein trägerfreier Einkomponentenentwickler verwendet wird.
    20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler elektrisch leitend ist.
    21. Verfahren nach Ansprüchen 11, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler Trenneigenschaften aufweist.
    22. Verfahren nach Ansprüchen 11, 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwickler ein Polymerisat vom Styroltyp enthält.
    23. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung in der Übertragung eines klebrigen Bildes besteht.
    24. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung in einer Übertragung und Fixierung des Bildes besteht.
    25. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsmedium aus einem klebrigen Übertragungsmedium besteht.
DE3112544A 1980-03-31 1981-03-30 Elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verwendung desselben zur Herstellung von Bildkopien Expired DE3112544C2 (de)

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