NO132254B - - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av et fotoledende lag for en elektrofotografisk plate, hvor et ftalocyaninpigment og et bindemiddel blandes i et flytende medium.

I xerografi som opprinnelig beskrevet i US-patentskrift 2.297.691, dannes et elektrostatisk latent bilde på et fotoledende, isolerende lag og fremkalles deretter ved hjelp av findelt elektroskopisk fremkallermateriale. Det fremkalte bilde kan så fikseres på plass eller overføres til et reproduksjonsark hvor det fikseres permanent. Generelt blir først det fotoledende, isolerende lag ladet for å gjøres, følsomt og eksponeres så av et lys-bilde eller annet mønster av aktiverende elektromagnetisk bestrål-ing for å utlade ladningen i de bestrålte områder. Det dannete lad-ningsmønster svarer således til det elektromagnetiske bestrålings-mønster som har truffet platen-. Dette ladningsmønster kan så, som ovenfor nevnt, fremkalles eller gjøres synlig ved på platen å på-føre et elektroskopisk eller elektrostatisk tiltrekkende, findelt, farget materiale som kalles "toner".

Som beskrevet i ovennevnte US-patentskrift, kari egnete uorganiske og organiske materialer brukes for dannelse av det fotoledende, isolerende lag hvor det latente, elektrostatiske bilde dannes. Andre fotoledende materialer har tidligere vært foreslått som brukbare i liknende elektrofotografiske prosesser, for eksempel slik som i US-patentskrifter 2.357.809, 2.891.001 og 3.079.342. Noen av disse materialer er selenglass, polymerer som polyvinylkarbazol, og har-pikssuspensjoner av uorganiske, fotoledende pigmenter som for eksempel sinkoksyd og kadmiumsulfid. Selv om noen av disse materialer har vist en kommersiell anvendelse, er der visse iboende ulemper for den kommersielle anvendelse i hver av foreslåtte produkter.

Oppdagelsen av de fotoledende, isolerende egenskaper hos høy-renset selenglass har resultert i at dette materiale er blitt standard i kommersiell xerografi. Imidlertid er selenglass følsomt bare overfor bølgelengder som er kortere enn 5.800 Ångstrømenheter. Xerografiske plater laget med selen er dessuten kostbare i fremstilling da dette materiale må påføres det bærende underlag ved vakuum-pådampning under omhyggelig styrte betingelser. Dessuten er selen-glasslag metastabile og kan omkrystallisere til uvirksomme kry-stallinske former ved temperaturer bare litt i overkant av de som er fremherskende i vanlige xerografiske reproduksjonsapparater.

Andre kjente xerografiske plater fremstilt med visse aromatiske organiske fotoledere har relativt lav følsomhet overfor lys, og dertil kommer at mesteparten av denne følsomhet ligger i det ultrafiolette område, hvilket ikke er fullt ut tilfredsstillende for bruk i vanlige elektrografiske reproduksjonsanordninger. Selv de mest følsomme organiske fotoledende polymerer mangler meget på å være tilfredsstillende for kommersielle formål. Valget av til-gjengelige materialer for bruk i aromatiske polymerplater er nat-urligvis begrenset på grunn av nødvendigheten av å velge et alle-rede fotoledende materiale. Dessuten mangler alle de ovenfornevnte xerografiske plater motstandsdyktighet mot slitasje og driftssta-bilitet spesielt ved høyere temperaturer.

Bindemiddelplater inneholdende sinkoksydpigmenter, som er relativt billige, har en lavere følsomhet enn selenglassplater og kan ikke gjenanvendes. Dessuten er deres synlige følsomhet som ovenfor nevnt, ganske begrenset. Det er videre nødvendig å bruke så store prosentvise andeler fotoledende pigment for oppnåelse av tilstrekkelig følsomhet, at det blir vanskelig ved sinkoksydplater å oppnå glatte overflater som egner seg for effektiv tonerover-føring og etterfølgende rensing for fornyet bruk. En ytterlig ulempe ved bruken av sinkoksydplater av bindemiddeltypen er at de lettere kan gjøres følsomme ved negativ korona enn ved positiv, noe .som resulterer i dårlig trykkvalitet. Denne egenskap gjør dem kommersielt uønskete idet negativ koronautladning frembringer meget mer ozon enn positiv koronautladning og er generelt vanskeligere å styre.

I britisk patentskrift 1.175.451 er det beskrevet elektrofotografiske plater og fremgangsmåter for anvendelse av ftalocyaninpigmenter dispergert i et bindemiddelmateriale. Disse plater, kan gjenanvendes eller kan være engangsplater og har følsomhet som strekker seg over hele spektret. I norsk patentsøknad 4925/70 er beskrevet ftalocyanin-bindemiddelsammensetninger.

Generelt fremstilles ftalocyaninpigment-bindemiddelplater ved å inkorporere ftalocyaninpigmenter i et oppløst eller smeltet

bindemiddel ved kulemøllemaling. Slik maling må utføres i løpet

av dager for oppnåelse av akseptable dispersjoner. Når kulemølle-maling anvendes, blir omkrystallisering av alfa-formen av ftalo-cyaninutgangsmaterialet til de langt mer følsomme beta polymorfe enten ytterst langsom eller finner overhodet ikke sted.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse ér å frembringe

en fremgangsmåte som muliggjør hurtig fremstilling av ftalocyånin-dispersjon hvorved alfa-ftalcyanin omdannes til mer fotofølsomt beta-ftalocyanin.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte som kjennetegnes ved ^at ftalocyaninet omfatter en eller flere av alfa-, alfa- og beta- og alfa- og X-formen av ftalocyanin og sandmales inntil alfa-ftalocyaninet er stort sett fullstendig omdannet til beta-ftalocyanin, hvoretter det fotoledende lag dannes av den malte blanding.

Denne fremgangsmåte er langt hurtigere enn kulemøllemaling. Faktisk fremstilles dispersjonene i løpet av timer istedenfor dager. Ved bruk av sandmaling i motsetning til kulemøllemaling omkrystalliseres et langt mindre følsomt alfa-ftalocyaninutgangs-materiale til den langt følsommere beta-form på en overraskende kort tid. I noen tilfeller er sandmaling funnet å være den eneste metode som resulterer i denne omdannelse av alfa- til beta-ftalocyanin. Kommersielt akseptable dispersjoner kan ha et pigment-innhold på opp til 15-20 vektsprosent. Uansett hvilken pigmentkonsentrasjon som brukes, vil for en gitt pigmentkonsentrasjon dispersjoner fremstilt ved korttids kulemøllemaling ikke gi elek-trofotograf isk akseptable belegg.

Den ovenfor beskrevne fremgangsmåte virker spesielt godt når det ønskes å fremstille en metallfri beta-ftalocyanin-bindemiddel-dispersjon ved å gå ut fra.alfa-formen som skal omdannes, samt mengder av beta-formen, X-formen eller blandinger av disse. I til-legg til alfa-formen som skal omdannes, kan det brukes hvilket som helst ftalocyanin. Typiske ftalocyaniner omfatter metallftalocyaniner og metallfri ftalocyaniner som alfa-, beta-og X-formen av ftalocyanin.

Hvilken som helst harpiks kan anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Typiske harpikser, omfatter petroleumhydrokarboner, styren-akrylnitriler, epoksyharpikser, polykarbonater, polysulfon-ater, styren-butadienkopolymerer, polyestere, fenolharpikser, al-kyder, silikonalkyder, kumaron-indenharpikser, fenoksyharpikser, polyvinylkarbazoler og polyuretaner. En foretrukken sammensetning for bruk i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen omfatter en kombinasjon av et ftalocyaninpigment med en alkyd-akrylatharpiksblanding, en silikonharpiks, og et klorert hydrokarbon, noe som er mer de-taljert beskrevet i norsk patentsøknad 4925/70 (US-søknad nr. 866.

926). '

Sandmalingeh kan utføres i et vilkårlig tidsrom. Et foretrukket tidsrom varierer fra ca. 0,2 time til ca. 2,0 timer. Op-timale resultater oppnåes når sanctmalingen utføres i ca. 0,75 time under anvendelse av ca. 50 volumprosent sand og opprettholdelse av temperatur på ca. 4 9-82°C.

Etter kombinasjon av materialene for dannelse av et fotoledende lag, kan dette lag anbringes på et vilkårlig egnet bærende underlag. Typiske bærende underlag omfatter papir, aluminium, messing og plast;

Pigment-bindemiddel-løsningsmiddeloppslemningen kan påføres underlaget ved hvilken som helst kjent påstryknings- eller beleg-ningsmetode, som for eksempel sprøyting, flytebelegning, kniv-belegning, elektrobelegning, "Mayer bår"-trekkbelegning, dypping, rullebelegning, etc. Påsprøytning i et elektrisk felt kan være foretrukket for oppnåelse av mest mulig glatt overflate og dyppe-belegning som en bekvem metode i laboratoriet.

For ytterligere å definere særegenhetene ved foreliggende oppfinnelse er de følgende eksempler ment å illustrere og ikke begrense enkelthetene ved foreliggende oppfinnelse. De forekomm-ende deler og prosenter er basert på vekt med mindre annet er nevnt.

EksempelI

Følgende materialer ble forhåndsblandet og anbrakt i en "L-3-J"-laboratoriesandmølle på forhånd halvfylt med 20-30 mesh Ottawa-sand:

29 g av alfa-formen av metallfri ftalocyanin,

192 g "Arotap EP8911-7-7", en akrylharpiks,

192 g "Chlorowax 70-LP", en klorert, upolymerisert harpiks-paraffin,

66 g silikonharpiks "SR-82", og

250 g toluen.

Blandingen ble malt i en time ved 2.400 omdreininger pr. minutt. Temperaturen ble holdt på mellom 49-82°C. Mens alfa-ftalocyaninet ble findelt og jevnt dispergert, ble det også fullstendig omkrystallisert til den fotofølsomme beta-form under disse betingelser. Pigmentdispersjonen ble fortynnet til ca. 35 vektsprosent tørrstoffinnhold med toluen og deretter påført ved hjelp av en "Mayer rod" på et ledende underlag bestående av en ca. 0,127 mm tykk aluminiumfolie. Det resulterende pigment-bindemiddellag hadde en blågrønn farge. Underlaget ble belagt til en tørr tykkelse på ca. 0,076 mm. Pigment-bindemiddelbeleggets lysutladningsegenskaper ble bestemt ved koronaladning av laget til ca. 500 volt positiv (målt ved et "Keythley Model 610 BR"-elektrometer ved likestrøm), etterfulgt av eksponering ved hjelp av en wolframlampe (kvarts jod ved 2850° fargetemperatur). Under disse betingelser var en eksponering .på ca. 4:int. lumen/929 cm 2/sek. (4 foot-candle sec-onds) tilstrekkelig til å redusere spenningen til ca. 60 volt. Under anvendelse av vanlig xerografisk utstyr slik som et "Xerox Model D"-kopieringsapparat ble ftalocyaninpigme.nt-bindemiddel-belegget likeledes ladet, eksponert av en standard wolframprøve-lampe og deretter fremkalt med tørr toner ved vanlig kaskadefrem-kalling. Det tonete bilde ble deretter overført til vanlig skrive-papir. Det ble oppnådd en høy billedkvalitet.

Eksempel II

Ca. 50 0 g av blandingen angitt i eksempel I ble anbrakt i

en kulemølle som var 1/3 fylt med flintkuler med diameter 12,7 mm og malt i ca. en time ved 140 omdreininger pr. minutt. Dispersjonen ble belakt som beskrevet i eksempel I. Det resulterende pigment-bindemiddellag hadde en dypblå farge. Ved prøving av fotofølsom-heten som beskrevet i eksempel I, mottok laget en spenning på bare ca. 120 volt og krevet ca. 6 int. lumen/020 cm 2/sek. eksponering for oppnåelse av en restspenning på 60 volt. Det ble ikke oppnådd noe bilde ved bruk av "Model D"-utstyret.

Eksempel III

Ca. 50 g av blandingen beskrevet i eksempel I ble anbrakt

i en glassbeholder og malt i ca. en time i et "Gardner"-rystéappa-rat for maling under anvendelse av 3,17 mm polerkuler av stål som malemedium. Den dypblå dispersjon ble belakt på et underlag og prøvet som beskrevet i eksempel I. Belegget mottok bare ca. 140 volt og ble utladet til ca. 60 volt ved ca. 2 int. lumen/9 29 cm 2/ sek. eksponering. Intet bilde ble oppnådd ved bruk av "Model D"-utstyr.

De følgende eksempler IV og V illustrerer tilfeller hvor sandmaling av en ftalocyanin-bindemiddelblanding ga akseptable fotofølsomme dispersjoner hvor kulemøllemaling ikke ga sådanne. Det synes klart at for samme ftalocyanin er det vanskelig, om overhodet mulig å tilveiebringe omdannelse av ftalocyaninet ved kulemølle-maling.

Eksempel IV

En forhåndsblanding av 196 g "Chlbrowax", 196 g "Arotop EP 9811-7-7", 66 g "SR-82", 22 g alfa-ftalocyanin og 150 g toluen ble tilsatt til en "L-3-J"-sandmølle og malt som beskrevet i eksempel I i to timer. Den malte blanding ble brukt som belegg og prøvet som i eksempel I. Det blågrønne lag ble funnet å motta 500 volt og ble utladet til 60 volt ved 4,8 int. lumen/929 cm 2/sek. eksponering. Et elektrostatisk bilde ble fremstilt, fremkalt og overført til papir som beskrevet i eksempel I.

Eksempel V

Følgende materialer ble blandet i en 3,8 liters kulemølle, 1/3 fylt med 12,7 mm diameter flintkuler og malt i ca. 20 timer ved 14 0 omdreininger pr. minutt:

144 g metallfri alfa-ftalocyanin,

960 g "Arotrop EP9811-7-7",

328 g silikonharpiks "SR-82",

144 g "Syloid 244", et silisiumdioksydpigment,

960 g "Chlorowax 70-LP", og

3.000 g toluen.

Dispersjonen ble belakt som beskrevet i eksempel I. Belegget var dypblått, noe som er karakteristisk for alfa-ftalocyaninet. Materialet ble funnet å motta bare 240 volt og krevet ca. 3,6 int. lumen/929 cm 2/sek. for utladning til ca. 60 volt restspenning. Det ble ikke oppnådd et brukbart bilde i "Model D"-utstyr. Det var klart at bare en del av pigmentet var omdannet til beta-formen, hvilket begrenset beleggets fotofølsomhet.

Selv om de foreliggende eksempler er spesifikke med hensyn til betingelser og anvendte materialer, vil hvilke som helst av

de nevnte typiske materialer i eksemplene kunne erstattes med andre egnete materialer og med liknende resultater.

Et silisiumdioksydpigment kan for eksempel inkorporeres i sandmaleprosessen for å tjene som antiblokkeringsmiddel.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et fotoledende lag for en elektrofotografisk plate, hvor et ftalocyaninpigment og et bindemiddel blandes i et flytende medium, karakterisert ved at ftalocyaninet omfatter en eller flere av alfa-, alfa-og beta-, og alfa- og X-formen av ftalocyanin og sandmales inntil alfa-ftalocyaninet er stort sett fullstendig omdannet til beta-ftalocyanin, hvoretter det fotoledende lag dannes av den malte blanding.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at nevnte omdannelse utføres ved en temperatur på fra ca. 49°C til 82°C, og at 50 volumprosent sand med kornstørrelse 20-30 mesh anvendes under maleoperasjonen.