DE926587C

DE926587C - Entwickler fuer photographisch erzeugte, latente elektrostatische Bilder

Info

Publication number: DE926587C
Application number: DEB2977A
Authority: DE
Inventors: Lewis Edmund Walkup
Original assignee: Battelle Development Corp
Current assignee: Battelle Development Corp
Priority date: 1948-10-20
Filing date: 1950-04-09
Publication date: 1955-04-21
Also published as: GB686466A; CH292431A; FR1018653A; US2618551A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Entwickler für elektrostatische Bilder unter spezieller Bezugnahme auf die Entwicklung von elektrostatischen Bildern auf Platten, wie sie für elektrophotographische Vorgänge benutzt werden. Dort wird eine empfindliche Schicht elektrostatisch aufgeladen, sodann exponiert, um ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen, welches sodann zu einem. Pulverbild entwickelt wird. Das Pulverbild wird anschließend auf eine andere Fläche übertragen. Die Erfindung hat dem Zweck, einen Entwickler zu schaffen, der aus einem elektroskop!sehen Pulver und einem körnigen Trägermaterial besteht, so daß der Entwickler wirksamer ist als die bisherigen und nicht mehr die Nachteile der bekannten Entwickler aufweist.

Die bisher benutzten Entwickler bestanden im allgemeinen aus einer Mischung eines mit einem Farbstoff versehenen elektroskopischen Pulvers mit einem körnigen Material, welches letztere derart arbeitet, daß es selbst rei-bungselektrisehe Ladungen trägt und solche auf dem elektroskopischen Pulver erzeugt und weiterhin überschüssiges Pulver von den ungeladenen oder nur schwach geladenen Plattenteilen zwischen den Bildstrichen entfernt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das körnige Trägermaterial gelegentlich an der das Bild tragenden Platte haftet, so daß das elektroskopische Pulver nicht in der gewünschten Weise wirken kann und die Entstehung eines Staubbildes mehr oder weniger verhindert wird. Ein besonderer Zweck der Erfindung ist der, das körnige Trägermaterial so auszugestalten, daß es nicht an der Druckplatte haftet, und zwar weder an deren geladenen noch an deren ungeladenen Teilen, und die Entfernung des körnigen Trägermaterials von

der Druckplatte sicherzustellen!, so daß nur das elektroskopische Pulver von den geladenen Plattenteilen angezogen und festgehalten wirid.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, das spezifische Gewicht des körnigen Trägers in bezug auif dasjenige des elektroskopiseheni Pulvers geeignet auszuwählen-, wodurch' jede gewünschte Beziehung zwischen den spezifischen Gewichten, der beiden Komponenten der Mischung erhalten werden

ίο kann, während geeignete reibungselefctrische Aufladungsiverhältnisse beibehalten werden.

Im allgemeinen umfaßt die Erfindung die Benutzung eines- körnigen Trägerniaterialsi, bestehend aus einem Kern: eines bestimmten Materials, weilches ein hohes spezifisches' Gewicht ,besitzen kann, z. B. aus Glas- oder Stahlkügelehen bestehen kann, die mit einem geeigneten Überzug umhüllt sind, der den Körnern die notwendigen, reibungselektri sehen Eigenschaften verleiht, so daß die Trägerkömer ao das elektroskopische Pulver ibei Vermischung' mit ihm in geeigneter Weise aufladen., während gleichzeitig ein solches spezifisches Gewicht der Trägerkörner mit Einschluß ihres Überzugs gesichert bleibt, daß die Körner nicht an der geladenen Platte haftenbleiben; können.

Ein derart hohes spezifisches Gewicht kamm man. den Trägerkörnern, beispielsweise dadurch verleihen, daß man Glas- öder Stablkügelehen zuerst mit einem harzigen, lediglich als Klebstoff gedachten Überzug von entsprechenden reibungselektrischen Eigenschaften versieht. Dies geschieht in der Weise, daß ein flüssiges Harz, welches- Salzsäure enthält, verwendet wird. Dieses mit einem als· Klebstoff verwendeten Überzug versehene körnige Trägermaterial wird sodann dem' trockenen reibungselektrisehen Material beigegeben, das an dem erwähnten Klebstoffüberzug der Trägerkörner haftenbleibt und somit einen zweiten, die gewünschten reihungselektrisehen Eigenschaften Eesitzenden Überzug bildet, der durch Schmelzen oder auf andere Weise auf den Trägerkörnern befestigt wird. Etwa übrigbleibende Reste können durch. Sieben entfernt werden. Das in dieser Weise überzogene körnige Trägermaterial wird sodann zur Fertigstellung¹ des Entwicklers mit dem elektro-■skopischen Pulver vermischt.

Durch Anbringung des Überzugs auf den Trägerkörnern wird es somit möglich, das spezifische Gewicht der Körner unabhängig von ihren reibungselektrischen Eigenschaften zu wählen, während bisher die Auswahl eines bestimmten Kornmaterials stets bedeutete, daß über die reibungselektrischen Eigenschaften nicht mehr frei verfügt werden konnte, sondern diese vielmehr durch die Auswahl des Kommaterials- ein für allemal festgelegt waren.

Die Erfindung wird ausgeführt, daß ein elektroskopisches Pulver, bestehend aus 20 Teilen Amberoi-F 71, einem Harzpradukt der Resinous Products and - Chemical· Co, 222 West Washington Square, Philadelphia S (Pa.), mit einem Teil Ruß, z. B. mit Raven Bead Carbon Black, einem· Produkt der Firma B.inney and Smith Co, 41 East 42nd Street, New York 7 (N. Y.), gemischt wird: Das elektroskopische Pulver wird erhalten durch Mischung dieser beiden Bestandteile und durch Zerkleinern auf die Maschengröße 16 oder kleiner. Sodann werden etwa 2215 g der Mischung in das Gefäß einer Kugelmühle von etwa 2I Inhalt, die einen Aluminiumkratzer enthält, eingefüllt. Dieses Gefäß wird zu ungefähr ³A seines Volumens mit Kugeln von ¹Zz" Durchmesser angefüllt und die Mischung etwa 4 Stunden gemahlen, worauf sie entnommen werden kann und auf einer heißen Platte geschmolzen wird. Die Mischung wird dann abgekühlt und zu Körnern von ungefähr der Größe, die einem 16-Miasehen-Sieb entspricht, zerkleinert, worauf sie noch feiner pulverisiert wird, Ibis die Körner eine durchschnittliche Größe von 1 bis 20 Mikron besitzen.

Es wurde beobachtet, daß es zweckmäßig ist, zur Entwicklung eines latenten Bildes von negativen elektrischen Ladungen' eine Kombination eines elektroskopisehen Pulvers und eines körnigen Trägers zu benutzen, in welcher das Pulver reibungselektrisch positiv zu den Trägerkörnern ist, und zur Entwicklung eines positiven Ladungsbildes ein elektroskopisches. Pulver und einen Träger, bei welchen sich das Pulver reibungselektrisch negativ zu dem Träger verhält.

Die Teibungselektrischen Verhältnisse zwischen dem Pulver und dem körnigen Träger hängen von der relativen Lage der beiden Stoffe in der reibungselektrischen Spannungsreihe raib. In.dieser sind die verschiedenen' Stoffe so angeordnet, daß jeder Stoff positiv elektrisch wird, wenn er in Berührung mit einem Stoff steht, der tiefer in der Reihe liegt, und negativ elektrisch wird, wenn man ihn in Berührung mit einem in der Reihe oberhalb von ihm befindlichen bringt. Bei der Reproduktion von Kopien mit hohem Kontrast, z. B. von Briefen, Zeichnungen US'W., ist es wünschenswert, das elektroskopische Pulver und den körnigen Trägei' so auszuwählen, daß ihre gegenseitige Elektrisierung beträchtlich ist. Der Grad dieser Elektrisierung läßt sich in den meisten Fällen durch die Entfernung zwischen ihren Stellungen in. der reibungselektrischen Spannungsreihe beeinflussen, d. h., je größer die Entfernung der beiden Stoffe in dieser Reihe ist, desto größer ist die gegenseitige Elektrisierung, und umgekehrt.

Im folgenden sind Beispiele von körnigen Trägerstoffen angegeben, welche bei einer Mischung mit dem obenerwähnten elektroskopisehen Pulver befriedigende Ergebnisse bei der Entwicklung elektro- J-¹S statischer Bilder ergelben, wenn die Platte mit einer isolierenden) Schicht überzogen ist, die entweder photokonduktive Eigenschaften für photographische Prozesse besitzt oder aus einem anderen Isoliermaterial für nicht photographische Reproduktionen bestehen kann,

Beispiel 1

Ein geeigneter körniger Träger für die Benutzung bei Platten mit negativen Ladungsbildern läßt sich herstellen, indem 200 Teile von Glas-

körnchen mit einem Überzug, bestehend aus 40 Teilen Vinylite VYLF 87 Cl 13 Acetat (ein kopolymeres Vinylacetat, das von der Bakelite Corporation, 30 East 42nd Street New York, N. Y. hergestellt wird), 8 Teilen DuriteX22i (ein Harz, das von der Borden Company, Chemical Division, Philadelphia, Pa. hergestellt wird) und 8 Teilen Durez 12763 (ein Harzstoff, der von der Durez Plastics and Chemical Inc. North Tonawanda,

N. Y. hergestellt wird), wobei dieser Überzug auf den Glaskörnchen mittels eines harzigen. Klebmittels, bestehend aus 16 Teilen Durez 8286 (hergestellt von der Durez Plastics and Chemical Inc., N. Y.), das mit 1,5 ecm 50°/oiger Salzsäure katalysiert ist, befestigt wird. Das Trägermaterial wird zunächst mit dem flüssigen Harz überzogen, das den Katalysator enthält. Sodann wird das trockene Überzugsmaterial beigegeben, welches an dem Harz und somit an den: Trägerkörnern haftenbleibt und sodann auf diese Trägerkörner in geeigneter Weise aufgeschmolzen wird, wonach Reste durch Sieben entfernt werden.

Die endgültig erhaltenen körnigen Trägerkörperchen besitzen eine Korngröße vorzugsweise kleiner, als einem 30-Maschen-Sieb, und größer, als einem 50-Maschen-Sieb entspricht, und das elektroskopische Pulver wird vorzugsweise mit diesen Körnern im Verhältnis 6:170 gemischt.

Beispiel 2

Ein anderes körniges Trägermaterial, geeignet für die Benutzung von negativ geladenen Platten, besteht aus 200 Teilen Glaskörnchen, die mit 40 Teilen SaranBii5 (hergestellt von der Dow Chemical Co, Midland, Mich.), 16 Teilen Durite X 221 und 16 Teilen Durez 12763 überzogen werden, wobei der Überzug an den Glaskörnchen durch ein harziges Bindungstnittel befestigt wird, welches aus 16 Teilen Bakelite BR 7534 (ein Harz der Bakelite Corporation, 30 East 42nd Street, New York, N. Y.) besteht, nachdem ihm ein Katalysator, bestehend aus 1,5 ecm 5o⁰/»iger Salzsäure, beigegeben ist. Dieses Material wird in derselben Weise hergestellt, wie bereits oben beschrieben, indem zuerst das flüssige, als Bindemittel dienende Harz und der Katalysator den Kernen des TrägermateriaJls zugeführt wird, also diese Kerne mit dem harzigen Bindemittel überzogen werden und dann das trockene Überzugsmaterial beigegeben wird, welches den Trägerkörnern die notwendigen reibungselektrisehen Eigenschaften verleiht.

Dieser körnige Träger besitzt nach seiner Fertigstellung eine Korngröße vorzugsweise kleiner, als es einem 30-Maschen-Sieb, und größer, als es einem 50-Maschen-Sieb entspricht. Das elektroskopische Pulver wird vorzugsweise mit diesen Körnern im Verhältnis 10:240 gemischt.

Beispiel 3

Ein anderer körniger Träger für die Benutzung bei negativ geladenen Platten wird in ähnlicher Weise dadurch hergestellt, daß 200 Teile Glaskörnchen als Kernmaterial benutzt werden, als Überzugsmaterial 40 Teile Pliolite (ein chloriertes Butadien, hergestellt von der Goodyear Tire and Rubber Co., Akron, Ohio), 8 Teile Turez 12763 und 8 Teile Duirite X 221 und der Überzug auf den Kernen mit einem harzigen Bindemittel, bestehend aus 16 Teilen Bakelit BR 7534, dem ein Katalysator, bestehend aus 2 ecm 5o°/oiger Salzsäure, beigegeben ist, befestigt wird.

Die Korngröße des fertigen Produkts ist dieselbe wie bei Beispiel 1 und 2, und das elektroskopische Pulver wird mit diesen Trägerkörnern vorzugsweise im Verhältnis 6 :225 gemischt.

Beispiel 4

Ein geeigneter Träger für positiv geladene Platten läßt sich herstellen durch Benutzung von 500 Teilen Stahlkörnchen, die mit 60 Teilen MeI-mac 401 (hergestellt von der American Cyanamide Co., Plastics Division, New York 20, N. Y.), 40 Teilen Vinylite VYNS und S Teilen Nigrosine Base 10 (eine schwarze Farbe, hergestellt von der Calco Chemical Division der American Cyanamide Company, Boundbrook, N. J.) überzogen werden, wobei als Klebemittel 15 Teile Bakelite BR 7534 mit ι ecm So%iger Salzsäure als Katalysator benutzt werden.

Die Trägerkörnchen haben dieselbe Größe wie oben angegeben, und das elektroskopische Pulver wird mit ihnen vorzugsweise im Verhältnis 8 : 300 gemischt.

Beispiel 5

Ein geeigneter Träger für positiv geladene Platten läßt sich, herstellen, indem man einen Überzug der Körner wie in Beispiel 4 bei 185 Teilen Glaskörnchen verwendet und als Bindemittel 16 Teile Bakelite BR 7534 benutzt, denen ein Katalysator, bestehend aus 1,5 ecm 5o°/oiger Salzsäure, beigegeben ist.

Das körnige Trägermaterial hat dann dieselbe Korngröße wie oben und wird mit dem elektroskopischen Pulver vorzugsweise im Verhältnis 10:230 gemischt.

Beispiel 6

Ein anderer gut wirksamer Träger bei Benutzung von positiv geladenen Platten wird mit Karborund als Stoff für die Kerne gewonnen. Diese Karborundkörner werden mit einem Überzug aus 60 Teilen Melmac40i, 40 Teilen Vinylite VYNS und 5 Teilen Nigosine Base 10 versehen, die auf dem Kernmaterial durch ein Bindemittel, bestehend aus 15 Teilen Bakelite BR 7534, befestigt werden, dem ein Katalysator, bestehend aus 1 ecm 5o%iger Salzsäure, beigegeben ist.

Diesem körnigen Träger, der vorzugsweise kleiner ist, als einem 30-Maschen-Sieb, und größer, als einem 50-Maschen-Sieb entspricht, wird das elektro-

skopische Pulver vorzugsweise im Verhältnis 8:300 beigegeben.

Beispiel 7

Ein weiterer körniger Träger für negative Ladungsbilder wird durch· Benutzung von 200 Teilen Glaskörnchen als Kerne gewonnen,-* die mit einem Überzug versehen werden, der aus 40 Teilen Pliolite, 8 Teilen Durez 12763 und 8 Teilen Durite ίο: X 221 besteht, wobei als Klebemittel 16 Teile Bakelite BR 7534 verwendet werden, denn als· Katalysator 2 ecm 50°/oiger Salzsäure beigegeben wor- - den sind.

Die Größe dieser Trägerkörner ist dieselbe wie in Beispiel 6, und das elektroskopisehe Pulver wird mit diesen Trägern im Verhältnis 6 :225 gemischt.

Beispiele 8 bis 10

Beispiele für Überzugsstoffe, die ohne Verwendung eines Bindemittels· auf den Kernen angebracht werden können, sind

8. 5 Teile Siliciumcarbid!, 1 Teil· Uformite (Harnstoff-Formaldehydharz, hergestellt von der Resinous Products & Chemical Co.),

9. 5 Teile Siliciumcarbid, 1 Teil Bakelite BR 7534 (hergestellt von der Bakelite Corporation),

10. 5 Teile Siliciumcarbid, 1 Teil Vinylit AYAA (ein Vmylhacz).

Die beiden Bestandteile werden nach feiner Vermahlung miteinander gemischt und durch Erhitzung auf den Kernen befestigt. Die so überzogenen. Kerne werden dann im Mengenverhältnis 100 :1 mit dem elektroskopisehen Pulver gemischt.

Die chemischen und die meisten physikalischen Eigenschaften der Überzugs stoffe sind keineswegs kritisch. Es kommt lediglich darauf am, daß der Überzugsstoff im Vergleich zu dem elektroskopi-•schen Pulver in der reibungselektrischen Spannungsreibe so liegt, daß auf den Pulver teilchen eine Ladung entsteht, welche das entgegengesetzte Vorzeichen hat wie die Ladung des zu entwickelnden· Bildes.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Entwickler für photographisch erzeugte, latente elektrostatische Bilder, gekennzeichnet durch eine Mischung eines elektroskopischen Pulvers mit einem körnigen Träger, der seinerseits au© Teilchen besteht, die mit einem derartigen Überzug versehen sind, daß bei Mischung des Pulvers- mit den überzogenen Trägerkörnern auf den Pulverteilchen eine Ladung von einer dem Vorzeichen der Ladung des zu entwickelnden Bildes entgegengesetzten Polarität entsteht.

2. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkörner aus einem Stoff hohen spezifischen Gewichtes¹ bestehen.

3. Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug mittels eines Klebstoffes auf den Trägerkörnern befestigt ist.

4. Entwickler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkörner aus überzogenen Glas- oder Stahlkörnchen bestehen.

5. Entwickler nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkörner aus Siliciumcanbidkörnchen bestehen und ein Harz als Klebemittel verwendet wird.

6. Entwickler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektroskopisches Pulver, bestehend aus AmberolF-71 und Ruß, mit einem aus überzogenen Glaskörnchen bestehenden Träger gemischt wird.

7. Entwickler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektroskopisches Pulver, bestehend aus Amiberol'F-71 und Ruß, mit einem aus überzogenen Stahlkörnchen bestehenden Träger gemischt verwendet wird.

9617 4.55