DE3330010C2

DE3330010C2 - Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie und dessen Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung eines farbigen Bildes

Info

Publication number: DE3330010C2
Application number: DE3330010A
Authority: DE
Inventors: Takao Himeji Kosaka; Hirokazu Takasago Tsukahara
Original assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Current assignee: Mitsubishi Paper Mills Ltd
Priority date: 1982-08-23
Filing date: 1983-08-19
Publication date: 1985-10-17
Also published as: DE3330010A1; US4550328A; JPH0365549B2; JPS5936260A

Abstract

Es wird ein bildaufnehmendes farbausbildendes Blatt für Übertragungs-Elektrofotografie gezeigt, das einen Träger, eine farbbildende Schicht, enthaltend ein darauf befindliches elektronenannehmendes Material und eine Schicht mit hohem spezifischen Widerstand enthält, worin ein selbstemulgierbares Harz, das sich hauptsächlich aus einem Acrylatester und/oder Methacrylatester zusammensetzt, als dielektrische Substanz in der Schicht mit hohem spezifischen Widerstand verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie gemäß Oberbegriff des Anspruchs ! sowie dessen Verwendung.

Bei der üblichen Elektrofotografie, bei welcher im allgemeinen eine fotoleitfähige Substanz verwendet wird, wird ein elektrostatisches latentes Bild auf einem elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterial ausgebildet und dann wird das latente Bild mittels eines farbigen Toners unter Ausbildung eines Tonerbildes entwickelt (worauf dann erforderlichenfalls das Tonerbild auf Bildempfangsmaterial z. B. ein Papierblatt übertragen wird) und das Tonerbild wird durch Erhitzen oder mittels Lösungsmitteldämpfen fixiert Bei diesem Verfahren treten jedoch während der Handhabung des farbigen Toners während dessen Herstellung und beim Entwickeln Verschmutzungsprobleme auf. Da der Toner ein feines Pulver ist staubt er leicht und führt zu Verschmutzungen.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde schon in der japanischen Offenlegungsschrift 149 173/77 ein verbessertes bildausbildendes Verfahren beschrieben. Bei dem bekannten Verfahren wird die Oberfläche eines elektrofotografischen Aufzeichnungsmaterials zuvor elektrostatisch mit einer bildausbildenden Tonerzusammensetzung aus einer Mischung aus einem farblosen transparenten, lichtdurchlässigen Pulver, das die Fähigkeit aufweist eine Farbtrennung in rot, grün und blau vorzunehmen, und das weiterhin farblose wärmesublimierbare Farbstoffe enthält die in der Lage sind, cyan, magenta und gelbe Farben auszubilden, beschichtet Die Oberfläche des elektrostatisch beschichteten Aufzcichnungsniaterials wird dann mit einem optischen Bild belichtet um dadurch optisch die Ladung des Aufzeichnungsmaterials unter der lichtdurchlässigen Pulvermischung abzuschwächen und dadurch wird ein latentes Bild ausgebildet Dieses latente Bild ist ein Zwangsmuster, welches sich durch die Umwandlung von Lichtsignalen von dem Original in Intensitätssignale einer elektrostatischen Anziehungskraft zwischen dem Aufzeichnungsmaterial und der Pulvermischung ergibt Man erhält ein Tonerbild durch Entfernen solcher Pulverteilchen von dem Aufzeichnungsmaterial, deren elektrostatische Anziehung gegenüber dem Aufzeichnungsmaterial geschwächt oder fortgefallen ist. Eine Farbkopie erhält man, indem man das Tonerbild auf das Bildempfangsmaterial überträgt, worauf man dann den Farbstoff entwickelt und die überschüssigen Tonerteilchen entfernt

Die farbausbi'idende Schicht umfaßt einen Elektronsnakzeptor und ein Bindemitte! und kann z. B. Kalziumkarbonat oder Siliciumoxid zur Unterstützung der Farbausbildung oder aus anderen Gründen enthalten. Geeignete Binder sind solche, die eine hohe Bindungsfestigkeit ergeben und die beim Erhitzen praktisch nicht vergilben, z. B. Styrol-Butadien-Copolymere, Acrylharze und Harze auf Basis von Polyvinylacetat. Nach dem Beschichten wird die farbausbildende Schicht vorzugsweise kalandert, um eine Gleichmäßigke'». des spezifischen

so Widerstandes der Oberfläche zu ergeben.

Ein solches Bildempfangsmaterial mit einer farbausbikhnden Schicht, enthaltend einen Elektronenakzeptor, sollte im Prinzip für die Verwendung bei der Farbelektrofotografie ausreichen. In der Praxis ist es jedoch im allgemeinen schwierig, einen ausreichend hohen spezifischen Widerstand zu erhalten und infolgedessen ist die Wirksamkeit des elektrostatischen Übergangs des Tonerbildes noch unzureichend. Um solche Schwierigkeiten zu vermeiden, wurde schon ein Aufbau des Bildempfangsmaterials beschrieben, bei dem farbausbildende Schicht mit einer farblosen transparenten, elektrisch isolierenden Schicht, die Polyethylen oder ein Silikonharz als isolierende Substanz enthält überbeschichtet ist und die gegenüber dem Dampf von subiimierten Farbstoffen hochdurchlässig ist, so daß die Farbbildung nicht gestört wird (JP-OS 16 143/81). Die Wirksamkeit dieses Verfahrens ist jedoch auf enge Feuchtigkeitsbereiche begrenzt und das Verfahren ist nicht ausreichend wirksam, insbesondere bei einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 70% oder mehr. Obwohl das Färbgleichgewicht des farbigen Bildes unmittelbar nach der Ausbildung der Farbe ausreichend ist, wird das Farbgleichgewicht nach einer längeren Belichtung mit natürlichem Licht oder dem Licht einer Fluoreszenzlampe zwischen den drei Primärfarben cyan, magenta und gelb manchmal gestört, was vermutlich auf ein Fotoverbleichen, insbesondere ein Fotoverbleichen der Magentafarbe zurückzuführen ist.

Aus der DE-OS 26 51 452 ist ein Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie, das auf einem Träger eine farbausbildende Schicht mit einem Elektronenakzeptor und darauf eine transparente gasdurchlässige Deckschicht mit hohem spezifischen elektrischen Widerstand mit einem Polyacrylharz enthält, bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie zur Verfügung zu stellen, bei

dem man auch noch bei hoher Luftfeuchtigkeit gute Farbbilder erhalten kann. Diese Aufgabe wird durch ein Bildempfangsmaterial gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst

Polyethylen oder Silikonharze, die schon als isolierendes Harz verwendet wurden, sind gegenüber einer Verschlechterung der Bildübertragungseffizienz aufgrund der Verminderung des spezifischen Widerstandes der Oberfläche unter hohen Feuchtigkeitsbedingungen empfindlich, insbesondere gegenüber Feuchtigkeitsbedingungen von 70% oder mehr, obwohl sie unter normalen Feuchtigkeitsbedingungen nur geringe Probleme aufwerfen. Durch die Verwendung eines selbstemulgierbaren Harzes, das hauptsächlich aus einem Acrylatester und/oder Methacrylatester aufgebaut ist, ist es nun möglich geworden, diese Verschlechterung des spezifisc'ien Oberflächenwiderstandes zu verzögern.

In der vorerwähnten JP-OS 16 143 /81 wird ein Styrol-Butadien-Copolymer als Bindemittel verwendet und es wird erwähnt, daß andere Bindemittel, wie Acrylharze und Polyvinylacetat verwendet werden können. Acrylatharze schließen allgemein Polymere von Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylnitril, Acrylatester und Methacrylatester ein. Um diese Polymeren zu emulgieren wird im allgemeinen ein Emulgator verwendet Erfindungsgemäß wird eine emulgatorfreie Emulsion eines selbstemulgierbaren Harzes verwendet, weil die Gegenwart eines Emulgators den spezifischen Oberflächenwiderstand vermindert und deshalb unerwünscht ist Die Schicht mit einem hohen spezifischen Widerstand soll transparent sein, um die Farbdichte nicht zu vermindern. Aus diesem Grund soll die Teilchengröße der Emulsion so klein wie möglich sein.

Bei der vorliegenden Erfindung wird das Polyacrylharz nicht als Bindemittel für eine isolierende Substanz verwendet Eis geeigneter Ester ist ein Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylester. Zwar kann man die selbstemulgierbaren Harse allein verwenden, jedoch sind sie gegenüber einem Polyolefinharz etwas schlechter hinsichtlich des Vergilbens beim Erwärmen. Darüber hinaus kann ein Ester manchmal, je nach der Art des verwendeten Farbstoffes, in die Farbausbiidung eingreifen. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es empfehlenswert, das selbstemulgierbare Harz zusammen mit einem Olefinharz zu verwenden, um ein gutes Farbgleichgewicht, eine hohe Übertragungseffizienz und eine möglichst geringe Vergilbung beim Erwärmen zu erzielen. Ein geeignetes Verhältnis des selbstemulgierbaren Harzes zu einem Polyolefinharz liegt im Bereich von etwa 10:100 und vorzugsweise 20 :80 Gew.-%, bezogen auf das Polyolefinharz. Verwendet man-t^as selbstemulgierbare Harz in einer zu großen Menge, dann findet eine Verschlechterung durch Vergilbung beim Erwärmen und der Farbbildung in einigen Fällen statt Wegen der Gasdurchlässigkeit und der Wärmebeständigkeit ist es wünschenswert, zu der Emulsion ein anorganisches Pulver, wie Siliciumoxid, zugegeben. Geeignete Bindemittel sind solche, die eine gute Haftung an die farbausbildende Schicht, einen hohen spezifischen Widerstand und eine gute Transparenz aufweisen. Ein Beispiel für ein im allgemeinen geeignetes Bindemittel ist ein Styrol-Butadien-Copolymer. Der Träger in Blattform schlief Papier, harzbeschichtetes Papier oder eine Kunststoffolie ein. Von diesen Materialien wird im allgemeinen Papier bevorzugt Hinsichtlich der Bildqualität ist es wünschenswert einen Träger zu verwenden, der einer Lei.iähigkeitsbehandlung unterworfen wurde.

Elektronenakzeptoren sind für die Farbausbildung aus den farblosen sublimierbaren Farbstoffen geeignet. Wirksame Elektronenakzeptoren sind anorganische Substanzen, wie aktiver Ton und Zeolith sowie phenolische Substanzen, wie Bisphenol A, Salicylsäure, p-Phenylphenol oder Harze, die aus solchen Substanzen hergestellt wurden. Obwohl nicht begrenzend, wird aktiver Ton wegen seiner thermischen Stabilität bevorzi!?jt

Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen, in denen alle Teile auf das Gewicht bezogen sind, beschrieben.

Beispiel 1

Zinkoxid wurde mit Sensibiüsierungsfarbstoffen, nämlich mit P.ose Bengal, Tetrazine und Diaeid Green GWA, sensibilisiert Unter Verwendung des sensibilisierten Zinkoxids als fotoleitfähige Substanz wurde ein panchromatisch sensibilisiertes elektrofotografisches Aufzeichnungsmaterial, das gegenüber annähernd 350 bis 700 Γημ empfindlich war, hergestellt.

Drei Lösungen von rot, grün und blau wurden nach folgenden Formulierunger, hergestellt:

(1) Rote Lösung: Teile wasserlösliches Melaminharz 100

Härturigsmittel 10

Rose Bengal 2

Methylorange 2

Wasser 100

(2) Grüne Lösung: Teile
wasserlösliches Melaminharz 100
Härtungsmittel 2

Patent View-P-blue (Sumitomo Mikuni Chemical Co.) 03

Levelling Yellow (Sumitomo Chemical Co.) 2

Kayacion Green (Nippon Kayaku Co.) 2

Wasser 100

(3) Blaue Lösung: Teile

wasserlösliches Melaminharz 100

Härtungsmittel 10

Spirit Blue (Yamatomo Kagaku Gosei Co.) 3

Rose Bengal 2

Acid Violet (Kanio Kagaku Co.) 1

Wasser 100

Die obigen drei Lösungen wurden getrennt sprühgetrocknet unter Erhalt eines transparenten Pulvers mit einer Teilchengröße von 20 bis 40 um mit einer roten, grünen und blauen Farbe. Unter Verwendung dieser gefärbten Pulver wurden lichtdurchlässige, farbausbildende Pulver durch Versprühen mit Luft gemäß den folgenden Formulierungen hergestellt

(1) Rot-durchlässiges Pulver: Teile rot gefärbtes Pulver 100

farbloser sublimierfcarer Farbstoff, der eine Cyanfarbe ausbildet

(3,7-Bis-diethylamino-10-dichloroacetyl-phenoxazin) 5

Polyamidharz 3

Wasser 100

(2) urün-durchiässiges Pulver: Te,«, grün gefärbtes Pulver 100 farbloser sublimierbarer Farbstoff, der eine Magentafarbe ergibt [7'-{N-Methyl-N-phenylamino)-133-trimethyl-4'-( 133-trimethylindolinyl-

2-methylen)-indolinobenzospiropyran] 3

Polyamidharz 3

Wasser 100

(3) Blau-durchlässiges Pulver: Teüe blau gefärbtes Pulver 100

farbloser sublimierbarer Farbstoff, der eine gelbe Farbe ergibt

[4-(N-Methyl-N-benzylamino)-benzyliden-4'-methylanilin] 7

Polyamidharz 3

Wasser 100

Die nachfolgenden Beschichtungsmassen wurden zur Herstellung des Bildempfangsmaterials verwendet.

(1) Beschichtungszusammensetzung für die farbausbildende Schicht Teile aktivierter Ton 100

Kalziumkarbonat 30

kolloidales Siliziumdioxid 20

Styrol-Butadien-Copolymerlatex 15

Wasser 100

Die obigen Bestandteile wurden gemischt und gerührt, unter Erhalt einer Beschichtungszusammensetzung für die farbausbildende Schicht

(2) Beschichtungszusammensetzung für die Deckschicht

mit hohem spezifischen Widerstand: Teile

Selbstemulgierbare Harzemulsion, enthaltend ein Copolymer aus 31,2 Gew.-% Methylmethacrylat
63 Gew.-% Ethylmethacrylat und

62^ Gew.-% Isobutylacrylat 17,5

Kolloidale Kieselsäure 8

Styrol-Butadien-Copolymerlatex 12,5

Wasser 82

Die obigen Bestandteile wurden unter Rühren unter Ausbildung einer Beschichtungszusammensetzung für die Schicht mit hohem spezifischen Widerstand gemischt.

Die farbausbildende Beschichtungszusammensetzung (1) wurde auf glattes Papier mit einem Basisgewicht von g/m² in einer Menge von 8 g/m² (Trockenbases, dies gilt auch anschließend) aufgetragen. Nach dem Kalandern wurde die farbausbildende Schicht mit der Beschichtungszusammensetzung mit hohem spezifischen Widerstand (2) überbeschichtet und zwar in einer Menge von 43 g/m² und dann wurde w-ederum kalandert unter Ausbildung eines Bildempfangsmaterials für die Elektrofotografie.

Das arihngs erwähnte elektrofotografische Aufzeichnungsmaterial vurde mit einer Koronaentladungsvorrichtung beladen und mit einer Mischung (1:1:1) des vorerwähnten lichtdurchlässigen Pulvers, enthaltend farblose sublimierbare Farbstoffe, besprüht. Da die Pulverteilchen leitfähig sind, bildete sich eine Monoschicht in einer dichtesten Packung aus. Das so beschichtete Aufzeichnungsmaterial wurde durch eine Farbschablone

belichtet und mittels einer elektromagnetischen Vibrationsvorrichtung entwickelt. Nachdem die gesamte Oberfläche des entwickelten Aufzeichnungsmaterials belichtet worden war, wurde das Bildmuster elektrostatisch auf das Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie bei einer Atmosphäre mit 50,70 bzw. 90% relativer Feuchte übertragen. Das Übertragungsbild wurde thermisch durch Erhitzen auf einer Heizplatte bei 220⁰C während 5 Sekunden entwickelt, wobei man ein Farbbild erhielt und das überschüssige Pulver wurde mittels einer 5 Pelzbürste entfernt, wobei das Farbbild zurückblieb. Die Versuchsergebnisse, einschließlich der Farbdichte, werden in Tabelle 1 gezeigt.

Beispiel 2

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die Beschichtungszusammensetzung mit hohem spezifischen Widerstand der nachfolgenden Formulierung verwendet wurde:

Beschichtungszusammensetzunu mit hohem spezifischen Widerstand: Teile Selbstemulgierbare Harzernulsion, wie in Beispiel 1 5 15

Niedrigmolekulargewichtifle Polyethylenemulsion 12,5 Kolloidale Kieselsäure 8

Styrol-Butadien-Copolymerlatex ί 2,5

Wasser 82

Es wird also eine isolierende Mischung aus zwei Harzarten verwendet. Vergleichsbeispiel 1

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die selbstemulgierbare Harzemulsion, die als 25 Beschichtungszusammensetzuniä für die Beschichtung mit hohem elektrischen Widerstand verwendei wurde, vollständig durch eine niedrigmolekulargewichtige Polyethylenemulsiüij ersetzt wurde.

Vergleichsbeispiel 2

Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die selbstemulgierbare Harzemulsion, die als Beschichtungszusammensetzung für die Schicfht mit nohem spezifischen Widerstand verwendet worden war, vollständig durch eine Acrylathi rzemulsion, enthaltend einen üblichen Emulgator ersetzt wurde.

Tabelle 1 35 Übertragungseffizienz**) % Farbechtheit Vergilben Feuchtigkeit des beim

50% RH*) 70% RH*) 90% RH*) Bildes"*) Erhitzen"")

Beispiel 1	91	83	79	O	Δ
Beispiel 2	92	85	78	O	O
Vergleichsbeispiel 1	90	69	62	X	O
Vergleichsbeispiel 2	90	71	65	O	Δ

45 Anmerkungen:

*) Relative Feuchtigkeit

") Die Wirksamkeit der elektrostatischen Übertragung des Tonerbildes wird in % ausgedrückt. ***) Die Farbechtheit des Bildes, wenn man es in einem hellen Raum während eines Monats stehen läßt. Die Markierung χ

bedeutet den Verlust des Farbgleichgewichtcs, O bedeutet, daß kein Verlust des Farbgleichgewichtes eintritt. ···*) Der Vergilbungsgrad des weißen Hintergrundes nachdem das Bild durch Erhitzen bei 220°C fixiert wurde. Die Markie- 50 rung Δ bedeutet ein mäßiges Vergilben, O kein Vergilben,

Aus den Ergebnissen der Tabelle 1 geht hervor, daß durch die vorliegende Erfindung eine Verbesserung sowohl hinsichtlich der Übertragungseffizienz als auch der Farbechtheit des Bildes unter hohen Feuchtigkeitsbedingungen erzielt wird (insbesondere in einer Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 70% oder mehr). 53

Claims

Patentansprüche:

1. Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie, das auf einem Träger eine farbausbildende Schicht mit einem Elektronenakzeptor und darauf eine transparente gasdurchlässige Deckschicht mit hohem spczifi-

sehen elektrischen Widerstand mit einem Polyacrylharz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht ein selbstemulgierbares Polyacrylharz enthält, das im wesentlichen aus einem Acrylsäure- und/oder Methacrylsäureester gebildet ist

2. Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht das selbstemulgierbare Harz in Kombination mit einem Polyolefinharz enthält

ίο

3. Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

Verhältnis von selbstemulgierbarem Harz zu dem Poiyolefinharz im Bereich von 10 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Polyolefinharz, liegt

4. Bildempfangsmaterial für die Elektrofotografie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Acrylatester und Methacrylatester ein Methylester, Ethylester, Propylester oder Butylester ist

is

5. Verwendung eines Bildempfangsmaterials nach Anspruch 1 in einem Verfahren zur Herstellung eines

farbigen Bildes.