DE3112544C2 - Elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verwendung desselben zur Herstellung von Bildkopien - Google Patents
Elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial und Verwendung desselben zur Herstellung von BildkopienInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein elektrostatographisches, insbesondere elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, einer darauf aufgetragenen Zwischenschicht aus einem hitzebeständigen Harz und einem darin enthaltenen elektrisch leitenden Material und einer Ladungsträgerschicht aus einem hitzebeständigen Harz. Der Schichtträger besteht aus einem elektrisch leitenden Schichtträger oder enthält auf einer Isolierschicht eine elektrisch leitende Schicht aufgetragen. Beschrieben wird ferner ein Verfahren zur Herstellung von Bildkopien durch Ausbilden eines latenten elektrostatischen Bildes auf der Ladungsträgerschicht des beschriebenen elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials, Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes mit Hilfe eines Entwicklers zu einem Tonerbild und Übertragen des Tonerbildes auf ein Bildempfangsmaterial.
Description
Die Erfindung betrifft ein ele/ ^graphisches oder elektrophotographlsches Aufzeichnungsmaterial aus einem
Schichtträger, einer darauf ausgebildeten Zwischenschicht aus einem Harz und einem darin enthaltenen, elektrisch
leitenden Material sowie einer darauf befindlichen, ein Harz und gegebenenfalls einen Photoleiter enthaltenden
Aufzeichnungsschicht sowie die Verwendung desselben zur Herstellung von Bildkopien nach dem Übertragungsverfahren.
Übliche elektrostatographlsche Aufzeichnungs- bzw. Kopierverfahren mit Bildübertragung etelten derart, dal5
auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht eines elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial durch informations-
ζ. B. buchstaben-, zeichen- oder figurengerechte elektrische Aufladung mittels optischer Einrichtungen
oder Ionengeneratoren ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt, das gebildete latente elektrostatische Bild
durch Inberührungbrlngen mit einem Entwickler entgegengesetzter Polarität (zur Polarität der Ladung des latenten
elektrostatischen Bildes) sichtbar gemacht, das sichtbar gemachte Bild auf elektrostatische oder thermische
Weise auf ein Bildempfangsmaterial, z. B. Papier, übertragen und schließlich nach erfolgter Bildübertragung der
restliche Toner und die Restladung von der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht des elektrostatographischen
Aufzeichnungsmaterials entfernt werden.
Übliche elektrostatographlsche Aufzeichnungsmaterialien für Aufzeichnungs- oder Kopiersysteme mit Bildübertragung
sind beispielsweise elektrophotographlsche Aufzeichnungsmaterialien mit blndemittelhaltiger BIeI-oxldschicht
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 elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterialien durch Hitze beeinträchtigt. In
solchen Aufzeichnungsmaterial^ verwendete Photoleiter, wie Zinkoxid oder Selen, 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 großdlmenslonlerte
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 Aufzeichnungsschichten aus einem hitzebeständigen Harz, z. B. einen fluorhaltigen Harz oder
einem Polyamidharz. Obwohl solche Aufzeichnungsschichten mit bzw. aus einem hitzebeständigen Harz Im
Hinblick auf ihre Hitzebeständigkeit akzeptabel sind, kommt es oftmals zwischen der Aufzeichnungsschicht und
dem leitenden Schichtträger zur Ausbildung eines Musters, das auf der Oberfläche der Aufzeichnungsschicht
erscheint und als Tonerbild sichtbar gemacht wird.
Die mit Hilfe einer Aufzeichnungsschicht aus bzw. mit einem hltzebständlgen Harz erhaltene Bildkopie läßt
hinsichtlich Ihrer Qualität erheblich zu wünschen übrig. Darüber hinaus wird die Aufzeichnungsschicht 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 Aufzeichnungsschicht hinsichtlich ihrer HaItbarkeit
erheblich zu wünschen übrig läßt.
Schließlich treten bei einem solchen Aufzeichnungsmaterial auch Schwierigkeiten bezüglich der Haftung der
Aufzeichnungsschicht an dem elektrisch leitenden Schichtüager auf. So kommt es beim Gebrauch eines solchen
elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials oftmals zu einer Ablösung der Aufzeichnungsschicht vom
Schichtträger.
Aus der DE-OS 17 97 368 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, das einen Schichtträger,
eine darauf aufgebrachte Zwischenschicht, die einen in einem elektrisch isolierenden Bindemittel dispergierten
elektrisch leitenden Pigmentstoff enthält, und eine auf die Zwischenschicht aufgebrachte Aufzeichnungsschlcht
enthält. Auch mit diesem Aufzeichnungsmaterial lassen sich nicht alle aufgezeigten Nachteile
vermeiden.
Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, das hitzebeständig
und gegenüber Feuchtlgkfcitsschwankungen stabil ist und bei dem sich die Aufzeichnungsschicht nicht vom
Schichtträger löst.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial
nach Patentanspruch 1. Zweckmäßige Ausgestaltungen dieses Aufzeichnungsmaterials sind den Ansprüchen 2
bis 8 zu entnehmen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung des Aufzeichnungsmaterials gemäß Anspruch 9 und 10.
Beispiele für fluorhaltige Harze sind Polyethylentetrafluorid, Ethylentetrafluorid/Propylenhexafluorid-Mlschpolymerisat,
Polytrifluorchlorethylen), Polyvinylidenfluorid. Trlfluorchlorethylen/Vinylldenflu^Sd-Mischpolymerisate,
Pclyperfluoralkyienharze und Polyv'nylheptafluorbutylat. Weitere Beispiele für verwendbare hitzebeständige
Harze sind handelsübliche Polylmid-, Polyphenylensulfit- und Polyarylsulfonharze, für Polyamidharze,
Polyamide auf der Basis von ε-Aminocapronsäure oder Polykondensationsprodukte von Hexamethylendlarc'n .
und Adipinsäure.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden die fluorhaltigen Harze, P.jiyimldharze, Polylmidamidharze und/oder
Polyphenylensulfitharze, für die Aufzeichnungsschicht auch Polyamidharze.
Wenn im Rahmen eines üblichen elektrophotographlschen Kopierverfahrens ein latentes elektrostatisches Bild
erzeugt werden soll, muß das Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung auch einen Photoleiter enthalten.
Bei diesen Aufzeichnungsmaterialien kann das latente elektrostatische Bild nach der Bildübertragung ohne
Schwierigkeiten gelöscht werden.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Photoleiter sind anorganische und organische Photoleiter. Anorganische
Photoleiter sind beispielsweise CdS, CdSSe, CdSe, ZnSe, ZnCdS, TiO2, ZnO und CdS ■ CdCO3. Die Oberflächen
dieser anorganischen Photoleiter können mit einem wärtnehärtbaren Harz beschichtet sein.
Beispiele für verwendbare organische Photoleiter sind Ladungen erzeugende Pyrazole- und Oxadiazolverbindüngen.
Aus Gründen der angestrebten Hitzebeständigkeit Ist es zweckmäßig, anorganische Photoleiter einzusetzen.
Die in der Aufzeichnungsschicht 1 eines elektrophotographlschen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung
enthaltene Photoleiter sollten mit den hitzebeständigen Harzen der angegebenen Art verträglich sein. Sie
können beispielsweise In dem hitzebeständigen Harz in Form eines feinen Pulvers dispergiert sein. Der durchschnittliche
Durchmesser der dispergien η Photoleiterteilchen sollte zweckmäßigerweise unter 5, vorzugsweise
unter 2 μπι liegen.
Zur Steuerung des Oberflächenpotentials, zur Erhöhung der Hitzebeständigkeit und zur Verbesserung der
Abriebbeständigkeit können in der Aufzeichnungsschicht 1 eines elektrostatographischen AufzelchnungS'.naterials
gemäß der Erfindung anorganische Pigmente hohen Widerstands, z. B. Bleioxid, Titanoxid, CUciumcarbonat.
Kieselsäure, Silikate, Zlnksulfics, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Glimmer, Ton, Talkum, Sericlt, Barlumsulfat
oder Calclumcarbonat, oder starke Dielektrika, wie Barlumtitanat, Bleltitanat oder Magnesiumtltanat,
enthalten sein.
Da ein elekrostatographlsches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung wiederholt verwendet werden soll,
sollte im Hinblick auf eu.e optimale Bildqualität, eine verbesserte Haltbarkelt, verbesserte Reinigungseigenschaften
und eine Vermeidung einer Verunreinigung oder Verschmutzung durch den Toner dessen Oberfläche glatt
poliert selu. Durch das Polleren und Glätten der Oberfläche wird es möglich, den Resttoner durch kleindlmenslonlerte
und einfach aufgebaute Klingen hoher Wirksamkeit zu beseitigen. Die Oberfiäche kann mit Hilfe eines
Schleifsteins, von Sandpapier und/oder Federtuch geschliffen werden. Die Körnigkeit der derart polierten Oberfläche
des Aufzeichnungsmaterials sollte 5 μΓη oder weniger betragen.
Zur Verbesserung der verschiedensten Eigenschaften der Aufzeichnungsschicht können dieser die verschiedensten
bekannten Zusätze einverleibt werden.
Die Aufzeichnungsschicht eines Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung kann sehr verschieden stark
sein. Vorzugsweise beträgt ihre Stärke 5 bis 200 μπι.
Ein elektrostatographlsches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung besitzt - wie bereits erwähnt - mi
zwischen Aufzeichnungsschicht 1 und dem Schichtträger 3 eine Zwischenschicht 2.
Bei elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterlallen 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
Aufzeichnungsschicht aus und werden als Tonerbild sichtbar. Darüber hinaus kufimt es bei öfterer Einwirkung
von Ionen zu einer lokalen und elektrischen Zerstörung Jer Aufzeichnungsschicht eines elektrostatographischen
Aufzeichnungsmaterial^. Die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenschicht 2 vermag jedoch eine Beeinträchtigung
bzw. Zerstörung der Aufzeichnungsschicht wirksam zu verhindern.
Darüber hinaus trägt die erflndungsgemälj vorgesehene Zwischenschicht 2 auch zu einer Verbesserung der
mit dem betreffenden elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial zu erzielende Bildqualität und zur Verbesserung
der Haftung zwischen der Aufzeichnungsschicht und dem Schichtträger bei.
Wie auch die Aufzeichnungsschicht besteht die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenschicht aus einem
hitzebeständigen Harz. Hierbei kann es sich um dasselbe oder ein anderes Harz, wie es auch In der Aufzeichnungsschicht
Verwendung findet, handeln.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Zwischenschicht 2 enthält zur Steuerung der Bildqualität ein elektrisch
leitendes Material. Zu diesem Zweck eignen sich sämtliche elektrisch leitende Materlallen, z. B. Pigmente, wie
Ruß, Nlgroslnplgmente, Anilinblau, Calcoölblau, Metalle oder Metallverbindungen, wie Zlnn(IV)-oxld, Silber,
ι» Kupfer, Aluminium oder Titanoxid. Je kleiner der Teilchendurchmesser Ist, desto wirksamer hat sich erfindungsgemäß
der Zusatz erwiesen. Zweckmäßigerwelse sollte der Tellchendurchmesser unter 2 um liegen.
Vorzugswelse sollte der Teilchendurchmesser zwischen 1 μπι und 2 um liegen. Der Widerstand der Zwischenschicht
sollte zweckmäßigerweise \0} bis 1012, vorzugsweise 105 bis 109 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 um.
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 einer Polyimldfolle, Polyethylenterephthalal-2"
foiie, Fuiycar'iiunaifüiic oder Polyethylenfoüe eine elektrisch leitende Schicht 4 aus einem Me·»"·. Metalloxid
oder Metallhalogenld, z. B. Palladium, Aluminium, Platin, Indiumoxid oder Kupfer(I)-jodld, aufgedampft
werden. Selbstverständlich kommen erfindungsgemäß auch noch andere Schichtträger 3 In Frage.
Zweckmäßigerweise sollte der Schichtträger 3 eines erfindungsgemäßen 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 elektrischleitenden Schichtträger eines elektrostatographlschen
Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung kann verbessert werden, wenn die Alumlnlumoberfläche
durch eine üblicherweise durchgeführte anodische Oxidationsbehandlung, beispielsweise durch die Almitbehandlung
mit Oxalsäure, durch eine Schwefel- oder Chromsäi^^behandlung öder durch eine Behandlung mit
Boehmlt »aufgerauht« wird. Bei einem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung
wird die Aufze, hnungsschicht 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 Aufzeichnungsschicht
auch noch eine Schutzschicht ausgebildet werden.
Im folgenden wird die Herstellung eines elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung
näher erläutert.
Als hltzebestitndlges Harz wird beispielsweise ein In dem jeweiligen Lösungsmittel unlösliches Harz, z. B. ein
Mücrhsltigcs harz, in elnerr. wäßrigen Medium suspendiert, wobei eine Emulsion erhalten wird. Wenn die
Emulsion zur Ausbildung der Zwischenschicht herangezogen werden soll, wird Ihr ein elektrisch leitendes Mate-■w
rial zugesetzt. Wenn dagegen die Emulsion zur Ausbildung der Aufzeichnungsschicht verwendet wird, wird Ihr
gegebenenfalls ein Photoleiter zugesetzt. Die erhaltene Emulsion wird dann beispielsweise mit Hilfe einer Sprühvorrichtung
z. B. auf den leitenden Schichtträger aufgesprüht und danach auf eine Temperatur von 350° bis
4003 C erhitzt.
Die fluorhaltlgen Harze gibt es Im Handel bereits In Emuisionsform. 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 Polylmid- oder Polyimid-
amidharz, verwendet, wird dieses in einem organischen Lösungsmittel, z. B. Dlmethylacetamld oder Methylpyrrolidon,
gelöst. Dient die erhaltene Lösung zur Herstellung der Zwischenschicht, wird darin ein elektrisch
so leitendes Material dlsperglert. Dient die Lösung dagegen zur Ausbildung der Aufzeichnungsschicht, wird In ihr
gegebenenfalls ein Photoleiter dispergiert. Die jeweils erhaltene Dispersion wird aufgetragen.
Im Falle des Polylmldharzes wird eine ein Zwischenprodukt desselben bildende Polyamidsäure In einem polaren
organischen Lösungsmittel, wie Dimethylacetamld, 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 ggf. ein Photoleiter dfsperglert. Die
jeweils erhaltene Dispersion wird aufgetragen und durch Erhitzen oder mit Hilfe eines Dehydratlsierungsmittels
unter Polyimidisierup.g dehydratisiert.
Als Polyamidharz wird beispielsweise ein durch dehydratlslerende Kondensation einer dimeren Säure, wie
Linolsäure oder Adipinsäure, mit einem Polyamin, wie Dlethylentriamin oder Hexamethylendiamin, hergestellte
tes Harz in einem organischen Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Kresol, gelöst. Wenn die erhaltene Lösung
zur Ausbildung der Zwischenschicht vorgesehen ist, wird ihr ein anorganischen Pigment oder ein elektrisch
leitendes Material zugesetzt- Dient dagegen die Lösung zur Ausbildung der Aufzeichnungsschicht wird Ihr ggf.
ein Photoleiter zugesetzt.
Wird als hitzebeständiges Harz ein Polyphenylensulfltharz verwendet, wird dieses, z. B. ein handelsübliches
Polyphenylensulfitharz, im Falle, daß es zur Herstellung der Zwischenschicht dienen soll, mit einem anorganischen
Pigment oder einem elektrisch leitender. Materia! vermischt. Wird es andererseits zur Herstellung der
Aufzeichnungsschicht verwendet, wird es ggf. mit einem Photoleiter vermischt. Die unter Verwendung des
Polyphenylensulfitharzes erhaltene Lösung oder Dispersion wird zur Herstellung der Aufzeichnungsschicht auf
den elektrisch leitenden Schichtträger aufgesprüht und danach 1 h lang bei einer Temperatur von 370° C
gebrannt. Neben einer wasserlöslichen Dispersion des Polyphenylensulfltharzes kann man dieses auch In Pulverform
auf elektrostatischem Wege applizleren und danach in der geschilderten Welse brennen.
Bei Verwendur.g 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 zur Herstellung der Zwischenschicht dient, mit einem anorganischen Pigment
oder einem elektrisch leitenden Material vermischt. Wenn andererseits die Lösung zur Herstellung der
Aufzeichnungsschicht verwendet wird, wird Ihr ein Photolelter zugemischt. Die Lösung wird auf den elektrisch
leitenden Schichtträger appllzlert.
Wie bereits erwähnt, besteht ein elektrostatographlsches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung aus K)
einer Zwischenschicht aus einem hltzebestündlgen Harz mit einem darin enthaltenen elektrisch leitenden Material
und einer Aufzeichnungsschicht aus einem hitzebeständigen Harz. Ein solches elektrostatographlsches
Aufzeichnungsmaterial besitzt, wie die später folgenden Beispiele ausweisen, hervorragende Eigenschaften.
Ein elektrostatographlsches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung ermöglich es, nach beliebigen Übertragungsmechanismen
(Druckübertragung, thermische Übertragung, Klebrlgübertrugung), die das latente elektrostatische
Bild nicht wie eine elektrostatische Übertragung beim Übertragungsvorgang zerstören, Bildkopien
herzustellen. Folglich kann man mit einem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung
das Retentlonsverfahren durchführen, mit hoher Geschwindigkeit kopieren und sich eines kleindlmenslonicrisn,
preisgünstigen und K'n hohes Leistungsvermögen aufweisenden Kopiergeräts bedienen.
Nachdem ein elektrostatographlsches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung auf eine Trommel oder ein
Band 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 elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial auch auf elektrischem Wege, z. B. mittels einer Nadelelektrode,
zur Bildung eines latenten elektrostatischen Bildes aufgeladen werden. Das jeweils erhaltene latente elektrostatische
Bild wird dann z. B. durch Kaskadenentwicklung, Druckentwicklung, Bürstenentwicklung oder 25 ™
Magnetbürstenentwicklung entwickelt und dabei in ein Tonerbild überführt. Die Entwicklung kann man mit
Hilfe von für die Elektrophotographle üblichen Entwicklern durchführen. Entwickler lassen sich In sog. Zwelkomponentenentwlckler
aus Toner und Träger und Einkomponentenentwickler aus !ediglich Toner einteilen.
Ein das Tonerbild tragendes elektrostatographlsches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung überträgt In
einer Übertragungsstation sein Tonerbild auf ein Bildempfangsmaterial. Das Bildempfangsmaterial kann aus .in
Pap jr bestehen. In diesem Fall wird das Tonerbild durch thermische Übertragung oder Dtuckübertragung auf
das Papier 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. B. klebrige Übertragungsbänder
oder klebrige Übertragungswalzen. Klebrige Übertragungsmittel empfangen das Tonerbild von dem elektrostatographlschen
Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung z. B. bei Anwendung von Druck und übertragen
danach in der geschilderten Welse das Tonerbild beispielsweise auf Papier. Auch in diesem Faiie kann das eben
auf das Papier übertragene Tonerbild unter Bildung einer Dauerkopie fixiert werden. Das das Tonerbild als
Dauerkopie tragende Papier wird aus dem System ausgetragen. Das klebrige Übertragungsmittel, welches das
Tonerbild auf des Papier übertragen ha wird wiederverwendet. Es besteht keine Notwendigkeit, das klebrige
Übertragungsmittel zu säubern, da es seinen hohen Übertragungsgrad (8096 oder mehr) behält. Um eine Verunreinigung
des Übertragungsmittels Infolge langdauernden Gebrauchs zu verhindern, kann es jedoch z. B. unter
Verwendung einer Reinigungsklinge gesäubert werden.
Nach der Übertragung des Tonerbildes wird das elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial mit Hilfe einer
Entladungseinrichtung entladen, mittels einer Relntgungskllnge oder einer Bürste gesäubert und wiederverwendet.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Schichtaufbaus eines elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführung eines Kopiergeräts zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Kopierverfahrens;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform eines Kopiergeräts zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Kopierverfahrens;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Kopiervorgangs unter Verwendung eines
erfindungsgemäßen elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials in Form eines endlosen Bandes und
Flg. 5 eine schematische Darstellung eines zur Durchführung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens geeigneten Kopiergeräts.
Die Flg. 2 zeigt ein Kopiergerät, in welchem eine direkte Übertragung des Tonerbildes von dem elektrostatographlschen
Aufzeichnungsmaterial auf ein Bildempfangsmaterial und eine anschließende Fixierung des übertragenen
Bildes erfolgen.
Die Bezugszahlen bedeuten im einzelnen: 10 eine Trommel; 11 ein erfindungsgemäßes elektrostatographisches
Aufzeichnungsmaterial, das auf die Trommel aufgespannt ist; 13 eine Entwicklungseinrichtung zum Entwickeln
eines auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial 11 gebildeten latenten elektrostatischen Bildes; 14
eine Fixierwalze zum Übertragen und Fixleren des Bildes auf das Bildempfangsmaterial an einer Übertragungsstelle
A; 14a eine Heizeinrichtung zur Innenbeheizung der Heizwalze 14; 15 ein Bildempfangsmaterial ; 16 eine
Entladungseinrichtung zur Beseitigung der Restladung auf dem elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterial
11 nach Übertragung des Tonerbildes auf das Bildempfangsmaterial; 17 eine Reinigungseinrichtung zur Beselti-
gung des Resttoners auf dem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial 11; 17a eine Reinigungsklinge zum
Abkratzen des Resttoners von dem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial 11 und 176 ein Tonerleltblech
zum Ableiten des abgekratzten Toners In die Reinigungseinrichtung.
Im folgenden wird der Betrieb der In F ig. 2 dargestellten Vorrichtung näher erläutert. Die Trommel 10, auf
[ 5 deren Oberfläche das elektrostatographlsche Aufzeichnungsmaterial 11 gemäß der Erfindung aufgespannt Ist,
wird mit Hilfe einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung In Pfellrichtung gedreht. Die Oberfläche des elektrostatographischjn
Aufzeichnungsmaterials 11 wird mit Hilfe der Ladungseinrichtung 12 gleichmäßig aufgeladen
und dann - wie durch den Pfeil Im oberen Teil der Flg. 2 angedeutet - belichtet, wobei ein latentes elektrostatisches
Bild entsteht. Das gebildete latente elektrostatische Bild wird mit Hilfe der Entwicklungseinrichtung 13
I" 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 Bildempfangsmaterial 15 übertragen und dort fixiert. Dies geschieht dadurch, daß
das Bildempfangsmaterial 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 Pfellrichtung. Bei der Übertragung
und Fixierung erhält man auf dem Bildempfangsmaterial 15 das Tonerbild als Dauerkopie. Das die Dauerkopie
tragende Bildempfangsmaterial 15 wird aus dem System ausgetragen. Nach der Bildübertragung wird mit
Hilfe der Entladungseinrichtung 16 die Restladung von der Oberfläche des elektrostatographlschen Aufzelchi,
nungsmaterlals U beseitigt. Der Resttoner wird mit Hilfe der in der Reinigungseinrichtung 17 befindlichen
':■.,'■ Reinigungsklinge 17a abgekratzt. Der abgekratzte Toner wird mit Hilfe des Tonerleltbleches 176 in die Relni-
™ '!! gungscii'mCuiüug gelenkt.
)■; Die Trommel 10 dreht sich welter und wird wieder verwendet.
Bei Gebrauch des in Flg. 2 dargestellten Kopiergeräts kann man das sog. Retentlonsverfahren durchführen
(wobei keine Belichtung erfolgt), wobei man nach der Bildübertragung lediglich die Entwicklungseinrichtung
und die Übertragungseinrichtung betätigt und die Entladungseinrichtung 16 und die Ladungseinrichtung 12
,1: 25 abschaltet. Die Reinigungsklinge 17a und das Tonerleltblech 176 der Reinigungseinrichtung 17 sind dabei von
ιΐί der Oberfläche des clcktrostatographischen Aufzeichnungsmaterials 11 getrennt.
l'·- Ein elektrostatographlsches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung wird auch dann nicht thermisch
■ I beschädigt, wenn die Trommel - wie bei dem In Flg. 2 dargestellten Kopiergerät - In direkte Berührung mit der
'% Helz/Flxler-Walze gelangt. Auf diese Welse kann das elektrostatographlsche Aufzeichnungsmaterial gemäß der
% 30 Erfindung sein hohes Leistungsvermögen über lange Zelt hinweg behalten.
Bei dem in FI g. 3 dargestellten Kopiergerät wird an der Übertragungsstelle ein klebriges Übertragungsband
verwendet. Dia Bezugszahlen 10 bis 17 besitzen dieselbe Bedeutung wie bei Flg. 2. Darüber hinaus bedeuten: 20
ein klebriges Übertragungsmittel, welches das auf dem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial befindliche
Tonerbild aufnimmt und danach auf das Bildempfangsmaterial überträgt; 21 eine Übertragungswalze, die
auf das elektrostatographlsche Aufzeichnungsmaterial 11 gepreßt wird; 22 eine Druckwalze. Zwischen diesen
beiden Walzen läuft ein aus einem Silikonkautschuk, der bei Raumtemperatur hart wird, bestehendes klebriges
Übertragungsband. 24 steht für eine Fixlerwalze, die mit einer Heizeinrichtung 24a ausgestattet Ist.
Be! dem !n Fig. 3 dargestellten Kopiergerät wird das auf dem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial
11 befindliche Tonerbild an der Übertragungsstelle A auf das zwischen der Übertragungswalze 21 und der
to Druckwalze 22 laufende klebrige Übertragungsband 23 übertragen. Das klebrige Übertragungsband 23, auf
welches das Tonerbild übertragen Ist, läuft in Pfellrichtung. An der Fixlerstelle B wird das Tonerbild auf das mit
Hilfe einer nicht dargestellten Zufuhreinrichtung zugeführte Bildempfangsmaterial 15 übertrager und dort
fixiert. Dies geschieht dadurch, daß das Bildempfangsmaterial 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 Bildempfangsmaterial 15 mit dem Tonerbild als
Dauerkopie wird aus dem System ausgetragen.
Nach Übertragung des Tonerbildes auf das klebrige Übertragungsmateriai wird das elektrostatographlsche
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 Flg. 3 dargestellten Kopiergerät
das Retentlonsverfahren durchgeführt werden, wenn die Entladungseinrichtung 16 und die Reinigungseinrichtung
17 abgeschaltet werden.
Nach Übertragung des Tonerbildes auf das Bildempfangsmaterial 15 wird das klebrige Übertragungsband 23
wiederverwendet. Dieses kann jedoch nach erfolgter Übertragung des Tonerbildes mit Hilfe einer Reinigungselnrichtung,
z. B. einer Reinigungswalze oder -klinge, gesäubert werden.
Bei dem In Fig. 4 dargestellten Kopiergerät wird anstelle der Trommel ein Band verwendet. .
Die Bezugszahlen 12, 13, 15 und 16 besitzen dieselbe Bedeutung wie In Fig. 2. Darüber hinaus bedeuten: 30 ein Band, auf welches das elektrostatographlsche Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung aufgespannt ist; 31 eine Antriebswalze, die durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung angetrieben wird; 32 eine Druckwalze und 33 eine Antriebswalze. Das Band läuft um die Walzen 31, 32 und 33 in Pfellrichtung, 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.
Die Bezugszahlen 12, 13, 15 und 16 besitzen dieselbe Bedeutung wie In Fig. 2. Darüber hinaus bedeuten: 30 ein Band, auf welches das elektrostatographlsche Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung aufgespannt ist; 31 eine Antriebswalze, die durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung angetrieben wird; 32 eine Druckwalze und 33 eine Antriebswalze. Das Band läuft um die Walzen 31, 32 und 33 in Pfellrichtung, 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 Band 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 Tonerblid
entwickelt. Das das Tonerbild tragende Ladungsirägerbar.d 30 wird an der Übertragungsstelle 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
L?.dungsträgerband 30 beseitigt. Der Resttoner wird mit Hilfe der Reinigungseinrichtung 36 entfernt. Nun kann
das Band 30 ν iederverwendet werden.
Die Übertragungswalze 34, auf die das Tonerbild übertragen 1st, läuft in Pfeilrichtung und erreicht die Fixierstelle
ß, an welcher sie mit dem mit Hilfe elnrr nicht dargestellten Zufuhreinrichtung zugeführten Bildempfangsmaterlal
15 In Druckkontakt gelangt. Der Druck wird auf die Rückseite des Bildempfangsmate.(als 15
durch die Fixlerwalze 35, die sich In Pfeilrichtung dreht und die Heizeinrichtung A enthält, ausgeübt.Durch das
Erwärmen wird das Tonerbild auf dem Bildempfangsmaterial 15 dauerhaft fixiert. Das das Tonerbild als Dauerkopie
tragende Bildempfangsmaterial 15 wird schließlich aus dem System ausgetragen.
Wie auch bei den In Flg. 2 und 3 dargestellten Kopiergeräten kann auch bei dem In Flg. 4 dargestellten
Kopiergerät des Retentionsverfahren durchgeführt werden. Unter Verwendung der Kopiergeräte gemäß den
Fig 2 bis 4 kann auf dem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial das latente elektrostatische Bild
anstatt durch (optische) Belichtung auch auf elektrischem Wege, z. 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.
Zweckmäßigerwelse 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 so!!. Be! elektrostatischen Übertragungen ist dies nicht so wichtig. Es ßlbt 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 Bildempfangsmaterial daran gehindert wird, an der heißen Walze hängen zu bleiben, wenn das
Bildempfangsmaterial die Heizwalze passiert Auf diese Welse wird das Entstehen von Geisterbildern verhlndert.
Erfindungsgemäß wird der Toner auf der Oberfläche des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials
oder auf der Oberfläche des klebrigen Übertragungsbandes auf die gesamte Oberfläche des Blldempfangsmaterials
oder des klebrigen Übertragungsbandes übertragen und bleibt nicht auf der Oberfläche des elektrostatographlschen
Aufzeichnungsmaterials oder der Oberfläche des klebrigen Übertragungsbandes zurück. Andererseits
bleibt der einmal übertragene Toner nicht wieder an der Oberfläche des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials
oder der Oberfläche des klebrigen Übertragungsbandes haften. Schließlich bleibt der Toner auch nicht
an anderen Stellen des Bildempfangsmaterials oder des klebrigen Übertragungsbandes oder an anderen Bildempfangsmaterlallen
oder dem klebrigen Übertragungsband haften.
Das Trennmittel kann aus einem für Toner geeigneten Harzbindemittel mit Trenneigenschaften bestehen. Das
für Toner geeignete Harzbindemittel kann auch mit als Trennmittel dienenden Zusätzen 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-Dlmethylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, p-n-Hexylstyrol, p-Methoxystyrol, p-Phenylstyrol und 3,4-Dlchlorstyrol,
insbesonders Styrol selbst. Beispiele für sonstige Vinylmonomere sind ethylenlsch ungesättigte
Monoolefine, wie Ethylen, Propylen, Bu len oder Isobutylen, Vinylhalogenide wie Vinylchlorid und Vlnyliden-Chlorid,
Vinylester, wie Vinylacetat, Vinylbenzoat und Vlnylbutylat, ct-Methylengruppen enthaltende aliphatisehe
Monocarbonsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Isobutylacrylat, Dodecylacrylat, 2-EthylhexylHcrylat,
Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Stearylmethacijiat,
Phenylmethacrylat, Dimethylamlnoethylmethacrylat und Diethylamtnoethylacrylat, Derivate der Acryl- oder
Methacrylsäure, wie Acrylnitril und Acrylamid, Vlnyiäther, wie Vlnylethyläther, Vinylketone, wie Vinylmethylketon,
N-Vinylverbindungen, wie N-Vinylpyrrol und N-Vlnylcarbazol sowie Vlnylnaphthallne.
Spezielle Beispiele für verwendbare Mischpolymerisate sind Styrol/Vinylacetat-, Styrol/Methylmethacrylat-,
Styrol/Methylacrylat-, Styrol/2-Ethylhexylmethacrylat-, Styrol/2-Chlorethylacrylat- und Styrol/Phenylmethacrylat-Mischpolymerlsate.
Diese Polymerisate sollten durchschnittliche Molekulargewichte von über 3000, vorzugsweise 3000 bis 500 000. aufweisen.
Ferner sollten diese Polymerisate ein Verhältnis von durchschnittlichem Molekulargewicht zu Zahlenmlttelmolekulargewlcht
von über 3,5 aufweisen.
Beispiele für Trennmittel in Form von Zusätzen sind niedrigmolekulare Olefinpolymerisat^ Metallsalze von
Fettsäuren, höhere Fettsäuren, Fettsäureamlde, höhere Alkohole, Kohlenwasserstoffschmlermltiel und Fettsäureester.
Als Trennmittel verwendbare niedrigmolekulare Oleflnpolymerlsate sind Olefinpolymerisate, die als monomere
Bestandteile lediglich Olefine enthalten, oder Oleflnmischpolymerisate, die auch von Olefinen verschledene
monomere Bestandteile enthalten und jeweils ein niedriges Molekulargewlcht aufweisen. Beispiele für als
monomere Bestandteile verwendbare Olefine sind Ethylen, Propylen, Buten-1, Octen-1 oder deren Homologe 6»
mit ungesättigter Bindung an verschiedenen Stellen oder 3-Methyl-l-buten oder 3-Propyl-5-methyl-2-hexan mit
einer Alkylgnippe als Kettenverzweigung.
Beispiele für von Olefinen verschiedene sonstige Monomere, die zusammen mit den Olefinen als Comomere
verwendet werden können, sind Vinyläther, wie Vlnylmethyläther und Vinylphenyläther, Vinylester, wie Vlnylacetat,
halogenierte Olefine, wie Tetrafluorethylen, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Tetrachlorethylen, Acrylsäureester
oder Methacrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat,
Stearylmethacryiat, Ν,Ν-Dimethylaminoethylmethacrylat, tert.-Butylaminoethylmethacrylat,
Acrylsäurederlvate, wie Acrylnitril und Ν,Ν-Dlmethylacrylamld, organische Säuren, wie Acrylsäure oder
lieh aus einem Olefin bestehende Homopolymerisate und aus mehreren Olefinen bestehende Mischpolymerisate, f\
wie Ethylen/Propylen-, Ethylen/'Buten-, Ethylen/Penten-, Propylen/Buten-, Propylen/Penten-, Ethylen/3- ψ
stens einem Oi?fin der angegebenen Art und mindestens einem von einem Olefin verschiedenen Comonomeren, Sj
z.B. Ethylen/Vinylacetat-, Ethylen/Vinylmethyläther-, Ethylen/Vlnylchlorid-, Ethylen/Methylacrylat-, Ethy- |
len/Methylmethacrylat-, Ethylen/'Acrylsäure-, Propylen/Vinylacetat-, Propylen/Vlnylethyläther-, Propy- fi
len/Ethylacrylat-, Propylen/Methacrylsäure-, Buten/Methylmethacrylat-, Penten/Vinylacetat-, Hexen/Vinyl- £
butylat-, Ethylen/Propylen/Vlnylacetat- und Ethyten/VInylacetat/Vlnylmethyläther-Mlschpolymerisate. %
ten. Mit sinkendem Anteil an Olefinkomponenten verschlechtem sich nämlich die Trenneigenschaften, die ί;
in größtmöglicher Menge, d. h. in einer Menge von Ober etwa 50 Mol-%, enthalten. ,-
risaie sollte zweckmäßigerweise 1000 bis 45 000, vorzugsweise 2000 bis 6000, betragen. £
von 100° bis 180°, vorzugsweise von 130° bis 160° C aufweisen. ||
polymerisat weniger als ί Gew.-TeIi, erreicht man keine ausreichenden Trenneigenschaften. Beträgt die Menge ^
an Olefinpolymerisat dagegen mehr als 20 Gew.-Telle, leiden die sonstigen Eigenschaften des Toners. p
salze von Fettsäuren, z.B. das Blei-, Zink-, Magnesium-, Kobalt-, Kupfer-, Calcium-, Cadmium-, Eisen-, H
säure, d. h. Säuren mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen. &,
len-, Gadolein-, Eruca- oder Selacholsäureamid. |]
Beispiele für Fettsäureester sind die Ester von Fettsäuren und einwertigen Alkoholen und Voll- oder Tellester %i
von Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholen. f,
Beispiele für Kohlenwasserstoffschmiermittel sind natürliche Paraffine, künstliche Paraffine, Mlkrowachs 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 41 64 476 und den GB-PS 14 47 835 und 14 95 428 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- oder
Polyamidharzen ohne Trenneigenschaften bestehen.
Erforderlichenfalls enthalten die erfindungsgemäß eingesetzten Entwickler Färbemittel, wie Pigmente oder
Farbstoffe. Zu diesem Zweck eigenen sich übliche Farbstoffe, wie Ruß (CI-Nummer 77 266), Nigrosinfarbstoffe
(CI-Nummer 50 415), Anilinblau (CI-Nummer 50 405), Calcoölblau (CI-Nummer 77 450), Chromgelb (CI-Nummer 14 090), Ultramarinblau (CI-Nummer 77 103), ölrot (CI-Nummer 26 105), Chlnolingelb (CI-Nummer
47 005), Methylenblauchlorid (CI-Nummer 52 015), Phthalocyaninblau (CI-Nummer 74 160), Malachltgrilnoxalat
(CI-Nummer 42 000), Lampenruß (Cl-Nummer 77 266), ölschwarz (CI-Nummer 77 011), Rosebengal (CI-Nummer 45 440) und Mischungen derselben. Wenn Bildkopien von Druckcharakter hergestellt werden sollen,
kann der Toner mit Hilfe schwarzer Farbstoffe, wie z. B. Ruß hergestellt werden.
Das Färbemittel kann dem Toner In den verschiedensten Mengen einverleibt werden. Bezogen auf 100 Gew.-Teile des Toner-Harzblndemlttels beträgt die Färbemittelmenge üblicherweise 1 bis 20 Gew.-Tell(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.
Vorzugswelse sollte das magnetische Material eine schwarze Färbung aufweisen, gut In dem Harz dlsperglerbar
sein, chemisch stabil bleiben und eine Teilchengröße von 1 um oder darunter aufweisen. Beispiele für sonstige
magnetische oder magnetlsierbare Materlallen sind Metalle, wie Kobalt, Elsen und Nickel, Legierungen und
Mischungen von Metallen, wie Aluminium, Kobalt, Kupfer, Eisen, Blei, Magnesium, Nickel, Zinn, Zink, Antimon, Beryl, Wlsmuth, Cadmium, Calcium, Mangan, Selen, Titan, Wolfram und Vanadium, Metallverbindungen mit Metalloxiden, wie Aluminiumoxid, Elsenoxid, Kupferoxid, Nickeloxid, Zinkoxid, Titanoxid und
Magnesiumoxid, feuerfeste Titanate, wie Vanadlumtltanat und Chromtltanat, Carbide, wie Wolframcarbid und
Siliciumcarbid, Ferrit und Mischungen derselben. Diese ferrornagnetlschen Materlallen sollten eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 1 μηι aufweisen und In dem Toner In einer Menge, bezogen auf 100 Gew.-Telle
des Toner-Harzblndemlttels, von 50 bis 300 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 90 bis 200 Gew.-Teilen, enthalten
sein.
Einem erflndungsgemäß verwendeten Entwickler können auch noch weitere Zusätze, z. B. Ladungssteuerstoffe
oder Fließhilfsmittel einverleibt sein.
Einen erftndungsgemäß verwendbaren Entwickler erhält man durch Vermählen oder durch Polymerisation.
Beim Vermählen werden beispielsweise ein Harzblndemlttel, 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 erflndungsgemaß eingesetzten Toners beträgt 1 bis SO, vorzugsweise
7 bis 30 μπι. Bei einer durchschnittlichen Teilchengröße über 50 \xm vergröbert sich das Bild so stark, daß die
Bildqualität darunter leidet. Bei einer durchschnittlichen Teilchengröße unter 1 μπι kommt es zu einer Verunreinigung
des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials (Infolge Filmbildung durch den Toner), zu einem
Empflndüchkeltsverlust des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials und zu einer Einbuße der Bildqualität.
Ein erfindungsgemäß einsetzbarer Toner sollte einen Erweichungspunkt, bestimmt nach der Ring- und
Kugelmethode, von 100° bis 17O0C und eine Einfriertemperatur von 40° bis HO0C aufweisen. Wenn der
Erweichungspunkt unter 100cC liegt, kommt es zu einer Tonerfilmbildung durch pulversierten Toner u"d
damit zu einer Verunrelngung des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials. Wenn der Erweichungspunkt
über 1700C 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 Fixleren.
Wenn andererseits die Einfriertemperatur unter 40" C liegt, kommt es infolge des sogenannten »K.aitP.leßphSr.0-mens«
zu einem Zusammenbacken des Toners, da der Toner In der Regel bei einer Temperatur unter 40° C
gelagert wird. Wenn title Einfriertemperatur über HO0C Hegt, muß bei erhöhter Temperatur fixiert werden,
wodurch das elektrostatographlsche Aufzeichnungsmaterial und das klebrige Übertragungsband beeinträchtigt
werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Durch Vermischen eines hitzebeständigen Harzes (zur Ausbildung der Zwischenschicht) von elektrisch leitendem
Ruß (CI-Numrner 77 266), von Aluminiumpulver oder SnO2 (vgl. Tabelle^ und Zugabe von 20 Gew.-%
eines Lösungsmittels sowie mehr als 24stündiges Verrühren des Ganzen in einer Kugelmühle erhält man eine
BeschltMtungsflüssigkeit zur Ausbildung der Zwischenschicht (eines elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial).
Die erhaltene Beschlchtungsflüssigkeit wird auf die Oberfläche einer Alumlnlumtrommel 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 1 angegebenen
Stärke gebildet wird.
Schließlich wird zur Ausbildung einer Aufzeichnungsschicht jeweils ein hitzebeständiges Harz der in Tabelle I
angegebenen Art auf die Zwischenschicht aufgetragen.
Letztlich werden erfindungsgemäße eic' trostatographlsche Aufzelchnungsmaterialien A bis P erhalten.
Aufzeichnungsschicht | 31 | 12 544 | Zwischenschicht | phololeit- | I | Film | 5 | I | 10 | |
Tabelle I | hitzebeständiges Harz | tiitzebestandiges Harz | fähiges | stärke | — | I | 10 - | |||
Eleklrosiato- | Material | in μΓΠ | 5 | I | — | |||||
graphisches | photoleil- | Film | Ruß | 10 | — | I | 5 | |||
Aufzeich | Polyethylentetrafluorid | fähiges | stärke | Polyethylentetrafluorid | — | - | 10 | 5 | ||
nungsmaterial | Polyethylentetrafluorid | Material | in μπι | — | Ruß | |||||
A | Poiyimid | 100 | Polyimid | — . | ||||||
B | Polyimid | - | 100 | — | Ruß | |||||
C | Polyamidimid | - | 50 | Polyimid | — | |||||
D | Polyamidimid | - | 50 | — | Al | |||||
E | Polyphenylensulfit | - | 50 | Polyimid | — - | |||||
F | Polyphenylensulfit | - | 59 | - | SnO2 | |||||
G | Polyarylsulfon | - | 100 | Polyarylsulfon | ' — | |||||
H | Polyethylentetrafluorid | - | 100 | — | — | |||||
ϊ | Poiyirnid | - | 100 | — | Ruß | |||||
J | Polyfluoralkylen | TiO2 | 100 | Polyimid | Ruß | |||||
Λ. | Polyethylentetrafluorid | Fe2O3 | 50 | Polyethylentetrafluorid | — | |||||
L | Polyethylentetrafluorid | - | 100 | - | Ruß | |||||
M | Polyamidimid | CdS | 35 | Polyimid | SnO2 | |||||
N | Polyimid | CdS | 35 | Polyamidimia | ||||||
O | CdS | 25 | ||||||||
P | ZnO | 25 | ||||||||
In der Zwischenschicht beträgt das Gewichtsverhältnis hitzebeständiges Harz zu Ruß 5 : 1 und das Gewichtsverhältnis hlu.eoeständlges Harz zu Aluminium (bzw. SnO2) 5:3. In der Aufzeichnungsschicht beträgt das
Gewichtsverhältnis hltzebestänrtlges Harz zu CdS, TlO2 bzw. Fe2O3 3,5: 10 und das Gewichtsverhältnis hitzebeständiges
Harz zu ZnO 2: 10.
Die elektrostatographlschün A':fzeichnungsmaterlalien gemäß der Erfindung werden gemäß den Im folgenden
beschriebenen Tests 1 bis 3 getestet. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse finden sich in der Tabelle II.
Test 1
in der in Flg. 5 dargestellten Testvorrichtung besitzen die Bezugszahlen folgende Bedeutuc-r 100 eine Trommel,
auf die jeweils ein elektrostatographisches Aufzeichnungsmaterial 101 gemäß Tabelle I aufgespannt 1st; 102
eine Scorotronladungsstation zum gleichmäßigen Aufladen der Oberfläche des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials;
103 einen Potentialfühler zum Nachwels des Oberflächenpotentials des elektrostatographlschen
Aufzeichnungsmaterials; 104 eine Entwicklungseinrichtung zum Umwandeln des latenten elektrostatischen
Bildes auf der Oberfläche des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials zu einem Tonerbild; 105 einen
Gleichspannung-Koronagenerator; 106 einen Wechselspannung-Koronagenerator; 107 eine Reinigungsstation;
108 eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des elektrostatographischen Aufzeichnungsmaterials von der Innenseite
her und 109 einen Temperaturfühler zum Nachwels der Temperatur auf der Oberfläche des elektrostatographlschen
Aufzeichnungsmaterials.
Bei der beschriebenen Vorrichtung wird die Trommel 100 mit einer Geschwindigkeit von 25 Upm umlaufen
gelassen. Währenddessen sind die Entwicklungseinrichtung 104, die Reinigungseinrichtung 107, der Glelchspannung-Koronagenerator
105 und der Wechselspannung-Koronagenerator 106 außer Betrieb. Die Oberfläche der
Trommel wird auf einer Temperatur von 90° C gehalten. Die Temperatur der Trommeloberfläche wird mit Hilfe
des Temperaturfühlers 109 überwacht. Zum Aufladen der Oberfläche des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials
werden die Hauptspannung der Scorotronladestatlon 102 auf 7 kV und die Gitterspannung auf
700 Volt eingestellt. Das Potential aui der Oberfläche wird mit Hilfe des Potentialfühlers 103 gemessen. Nach 5
min wird mit Hilfe des Potentlalfühlers 103 erneut das Oberflächenpotentlal gemessen, um den jeweiligen
Dunkelanpassungsfaktor zu ermitteln. Die diesbezüglichen Ergebnisse finden sich In Tabelle II.
Dunkelanpassungsfaktor =
Anfangspotential -Potential nach 5 min
Anfangspotential
x 100
Bei den elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterialien A bis L werden Dunkelanpassungsfaktoren von
kleiner als 10 als »klein«, Dunkelanpassungsfaktoren von 10 bis 30 als »mittel« und Dunkelanpassungfaktoren
von über 30 als »groß« bezeichnet. Bei den elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterialien M bis P werden
Dunkelanpassungsfaktnren von unter 20 als »klein«, Dunkelanpassungsfaktoren von 20 bis 40 als »mittel« und
m Durikelanpassungfaktoren von Ober 40 als »groß« bezeichnet.
ig Zu Vergleichszwecken werden auch elektrostatographische Aufzeichnungsmaterialien des folgenden Aufbaus
K? mitgetestet:
Elektostato- Aufzeichnungsschicht
graphisches
Aufzeichnungsmaterial
graphisches
Aufzeichnungsmaterial
Vinylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymerisat
Vinylchlorid/Vinylacetat-Mischpolymerisat
+ CdS
Das Gewichtsverhältnis Mischpolymerisat zu CdS bei dem elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterial
beträgt 3,5 . 10.
Test 2
Test 3
Bei der In Flg. 5 dargestellten Vorrichtung werden die Entwicklungseinrichtung 104 und die Reinigungseinrichtung
107 außer Betrieb gesetzt. Danach wird das jeweilige elektrostatographische Aufzeichnungsmaterial
unter Aufrechterhaltung einer Temperatur von 90° C auf der Oberfläche der Trommel 100 während eines
lOOOOfachen Betriebs auf seine Haltbarkeit hin untersucht. Hierbei wird die Potentlalhaltigkeit aus dem
Anfangspotential im Dunkeln und dem Dunkelpotential nach dem 10 OOOfachen Betrieb bestimmt. Die Ergebnisse
finden sich In Tabelle II.
Unter Verwendung der In Fig. 5 dargestellten Vorrichtung wird das jeweilige elektrostatographische
Aufzeichnungsmaterial mit Hilfe der Scorotronladestatlon 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.
Potentialhaltigkeit =
Dunkelhaltigkeit nach lOOOOfachem Betrieb
Anfangsdunkelpotential
X 100
Bei den elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterialien A bis L werden Potentlalhaltigkeltswerte von über
90 als »groß«, von 70 bis 90 als »mittel« und von unter 70 als »klein« bezeichnet. Bei den elektrostatographischen
Aufzeichnungsmaterialien M bis P werden Potentlalhaltigkeltswerte von über 80 als »groß«, von 60 bis 80
als »mittel« und unter 60 als »klein« bezeichnet.
Auch die Vergleichsmaterialien werden entsprechend den elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterialien
M bis P bewertet.
Die Ergebnisse der Tabelle II zeigen, daß die elektrostatographischen Aufzeichnungsmateriaiien gemäß der
Erfindung hervorragende Eigenschaften aufweisen.
Tabelle II | Tesi I | Tesi 2 | Test 3 |
Elektrostato- graphrches Aufzeichnungs material |
klein | gut | groß |
A | klein | es bilden sich weiße Flecken | groß |
B | klein | gut | groß |
C | klein | gut | mittel |
D | klein | gut | groß |
E | klein | es bilden sich weiße Streifen | mittel |
F | klein | gut | groß |
G | klein | es bilden sich zahlreiche weiße Flecken | groß |
H | |||
Tesi 1 | 31 12 544 | Test 2 | Test 3 | |
Fortsetzung | klein | gut | groß | |
Elektrostalo- graphisches Aufzeichnungs material |
klein | es bilden sieh in geringer Menge weiße Flecken | groß | |
I | klein | gut | mittel | |
J | klein | gut | groß | |
K | klein | gut | groß | |
L | mittel | es bilden sich in großer Menge weiße Flecken | mittel | |
M | klein | gut | groß | |
N | mittel | gut | groß | |
O | groß | gut | klein | |
P | groß | es bilden sich zähifciciia weiße Flecken | ui^:n | |
X | Beispiel 2 | |||
Y | ||||
Bei dem In Flg. 2 dargestellten Kopiergerät wird die Oberfläche des elektrostatographlschen Aufzeichnungsmaterials M von Beispiel 1, das auf die Trommel 10 aufgespannt Ist, mit Hilfe der Ladungsstelle« 12 gleichmäßig
aufgeladen und bildgerecht belichtet, wobei ein latentes elektrostatisches Bild entsteht. Dieses wird mit Hilfe
der Entwicklungseinrichtung 13 unter Verwendung eines Zwelkomponentenentwlcklers 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.-Tellen Epoxyharz und 5 Gew.-Teilen Ruß sowie jeweils 95 Gew.-Tellen
eines Elscnpulverträgers In der Entwicklungsstation 13 entwickelt. Das erhaltene Tonerbild wird an der
Übertragungsstelle A auf das Bildempfangsmaterial 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 Bildqualltät
herstellen. Bei Verwendung des den Toner (b) enthaltenden Entwicklers wickelt sich das Bildempfangsmaterial
um die Trommel herum. Darüber hinaus sind in letzterem Falle die Kopien ab der zweiten Kopie etwas
verschmutzt.
Bei dem In Fig. 3 dargestellten Kopiergerät wird mit Hilfe einer elektrostatischen Aufzeichnungsnadel auf der
Oberfläche des auf die Trommel 10 aufgespannten elektrostatographlschen 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 Bildempfangsmaterial 15 aufgeschmolzen.
Die mit Hilfe des den Toner (a) enthaltenden Entwicklers erhaltenen Blldkoplen sind auch bei Dauerbetrieb
von guter Qualität. Mit Hilfe des den Toner (b) enthaltenden Entwicklers werden Kopien erhalten, die ab der
zweiten Kopie Geisterbtlder aufweisen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
- Patentansprüche:I. Elektrographlsches oder elektrophotographlsches Aufzeichnungsmaterial aus einem Schichtträger, einer darauf ausgebildeten Zwischenschicht aus einem Harz und einem darin enthaltenen, elektrisch leitendenS Material sowie einer darauf befindlichen, ein Harz und gegebenenfalls einen Photoleiter enthaltenden Aufzeichnungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht ein aus einem fluorhaltlgen Harz, einem Polyimidharz, einem Polylmldamldharz, einem Polyarylsulfonharz und/oder einem PoIyphenylensufitharz bestehendes wärmebeständiges Harz und die Aufzeichnungsschicht ein wärmebeständiges Harz der genannten Art und/oder Polyamidharz enthält.
- 2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch leitende Maerial aus Ruß besteht.
- 3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger aus einem elektrisch leitenden Schichtträger besteht.
- 4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Schichtträger eine auf einer Isolierschicht aufgetragene, elektrisch leitende Schicht aufweist.
- 5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht aus Aluminium besteht.
- 6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet^ daß die Oberfläche der Aluminiumschicht mit Boehmlt behandelt Ist.
- 7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Aufzeichnungsschicht enthalten? Photoleiter aus einem anorganischen Photoleiter besteht.
- 8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Phctoieiter aus CdS, CdSSe1 CdSe, ZnSe, ZnCdS, TiO2, ZnO und/oder CdS ■ CdCO3 besteht.
- 9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß In der Aufzeichnungsschicht zusätzlich ein anorganischer oder organischer Photoleiter enthalten ist.
- 10. Verwendung eines elektrographlschen oder elektrophotographlschen Aufzeichnungsmaterials, nach einem oder mehreren der Arsprüche 1 bis 9 zur Herstellung von Bildkopien nach dem Übertragungsverfahren.II. Verwendung eines Aufzeichnungsmaterials nach Anspruch 10, zusammen mit einem trägerfreien Einkomponentenentwickler.
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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Representative=s name: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZ |
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D2 | Grant after examination | ||
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