DE1105276B - Photoleitfaehige Folie fuer die elektrophotographische Reproduktion von Bildern - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Beschichtetes Papier, welches lichtempfindlich gemacht werden kann, ist für die Zwecke der elektrophotographischen Wiedergabe von Bildern bekannt. Es wird dazu benutzt, eine Positiv- oder Negativkopie mittels eines Vierschrittverfahrens herzustellen. Das Papier wird zuerst dadurch lichtempfindlich gemacht, daß die beschichtete Seite des Papiers im Dunkeln eine negative elektrostatische Ladung erhält, beispielsweise durch Ionenübertragung aus einer Koronaentladung. Das Blatt wird sodann' nach irgendeinem herkömmlichen photographisehen Verfahren belichtet, wodurch die elektrostatische Ladung in den belichteten Bereichen vermindert wird oder verschwindet, wogegen sie in den unbelichteten Bereichen beibehalten wird, um ein latentes elektrostatisches Bild auf der Oberfläche des Papiers zu bilden. Dasselbe wird sodann dadurch entwickelt, daß man auf die belichtete Oberfläche ein Harzpulver aufbringt, das ein gefärbtes Pigment enthält und eine elektrostatische Ladung besitzt; es wird meist Töner genannt. Das Pulverbild wird alsdann durch Schmelzen seines Harzanteils fixiert; indem es auf der Papieroberfläche anschmilzt, erhält man ein unverwischbares Bild, dessen Kontrastreichtum von der Pigmentierung des Töners bestimmt ist.

Der für die direkte Herstellung von Kopien bestimmte Töner muß farbig sein. Die Farbe kann durch die natürliehe Färbung des verwendeten Harzes oder durch ein von diesem getragenes Pigment geliefert werden. Der Töner wird von den Bildflächen festgehalten, um ein Bild mit den gleichen Helligkeitswerten wie die Vorlage zu ergeben, oder aber von den unbelichteten Bereichen, um ein umgekehrtes Bild zu liefern, je nach seiner Polarität hinsichtlich der zu entwickelnden Oberflächenbereiche. Wenn der Töner mit Bezug auf die zu entwickelnde Bildfläche positiv geladen ist, erhält man ein direktes Bild, ist der Töner mit Bezug auf die Bildfläche negativ geladen, so erhält man ein Umkehrbild.

Papiere dieser Art, die ein entwickeltes Bild tragen, eignen sich zur Verwendung als Flachdruckfolien. Derartige Folien werden vermittels eines Töners bereitet, der nach dem Schmelzen eine Oberfläche liefert, die fette Druckfarbe annimmt. Harze, wie Kopal, Sandarac, Rosin, »Vinsol« (ein Naturharz, das aus Nadelhölzern gewonnen wird), als auch Hartwachse können als Töner für diese Zwecke verwendet werden. Beim Flachdruck wird das Blatt mit Wasser behandelt, um die schichtfreien Bereiche wasseraimehmend zu machen, und die fette Farbe haftet dann nur an den wasserabstoßenden Buchstaben oder -Bildbereichen des Blattes, aber nicht am feuchten Papieruntergrund. Dieses Farbbild wird sodann auf eine andere Oberfläche übertragen, wozu man sich einer Flachdruckpresse bedient. Aus diesem Grund besteht der letzte Schritt zur Erzeugung einer druckfertigen Folie darin, daß man ihre nicht druckenden Bereiche wasserannehmend macht, damit sie keine fette Farbe mehr annehmen.

Photoleitfähige Folie

für die elektrophotographische

Reproduktion von Bildern

Anmelder:

The Plastic Coating Corporation,
Holyoke, Mass. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. H. Fischer, Patentanwalt,
Ludwigshafen/Rhein, Schumannstr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. April 1958

Victor Broto, Belchertown, Mass. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Der Ausdruck »elektrophotographische Matrize« wird in vorliegendem Zusammenhang verwendet, um ein Blatt zu bezeichnen, welches befähigt ist, ein Bild durch elektrophotographische Reproduktion aufzunehmen, das aber ein solches Bild noch nicht trägt, und welches ferner vermöge Form und Abmessungen auf der Walze einer Flachdruckpresse oder einer Bürovervielfältigungsmaschine befestigt werden kann.

Der Ausdruck Flachdruckplatte wird im allgemein gebräuchlichen Sinne verwendet, um eine Druckplatte (oder Folie) zu bezeichnen, welche wasserabstoßende Bildbereiche besitzt, die fette Farbe annehmen, und weiter Bereiche, die, wenn mit Wasser befeuchtet, Fettfarbe nicht mehr annehmen. Mit diesem Ausdruck werden Platten bezeichnet, die entweder für den Offset- oder den direkten Flachdruck brauchbare Bilder tragen.

Im Handel sind viele Arten von trägerlosen Kunststoffilmen erhältlich, die mechanisch gut widerstandsfähig sind und durch Wasser nicht angegriffen werden. Jedoch war es bisher nicht möglich, diese Filme als Grundlage für ein'Material zu benutzen, das zur elektrophotographischen Reproduktion verwendet werden soll, da sie alle ausgezeichnete elektrische Isolatoren sind und die Zerstreuung einer statischen Ladung, wie sie bei Anwendung von Papier erfolgt, nicht gestatten. Eine solche Zerstreuung der statischen Ladung ist zur Bildung eines latenten elektrophotographischen Bildes auf ein lichtsensibilisierbares Blatt jedoch erforderlich. Wenn eine photoleitfähige Schicht auf einen solchen Kunststoff-

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film aufgebracht wird, wird daher bei Anwendung von Der trägerlose Kunststoffilm kann beispielsweise aus Verfahren, wie sie bei den bisher mit einer Papierunter- folgenden Harzen bestehen: Polyvinylchlorid, Mischlage hergestellten elektrophotographischen Folien durch- polymerisaten auf Basis von Vinylchlorid und Vinylgeführt werden, kein Bild erhalten. acetat bzw. von Vinylidenchlorid und Vinylchlorid,

Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis von Unter- 5 Celluloseacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetobutyrat, suchungen, die gezeigt haben, daß ein Film oder eine Cellulosenitrat, Äthylcellulose, Polytetrafluoräthylen, Schicht eines Metalls auf einem trägerlosen Film aus Polychlortrifluoräthylen, Polystyrol, Mischpolymerisaten Kunststoff, die sich zwischen der Oberfläche dieses Films auf Basis von Acrylsäurenitril und Styrol, Polyamiden, und einem lichtempfindlichen elektrophotographischen Polyäthylenterephthalat, Polymethylmethacrylat, PolyÜberzug befindet, die für die elektrophotographische io äthylen, Kautschukhydrochlorid, einem Vinylnitril-Kau-Reproduktion von Bildern erforderliche Zerstreuung einer tschuk oder einem Kautschuk der verschiedenen im statischen Ladung besorgt, obwohl der Kunststoff- Handel erhältlichen Arten. Solche Filme sind natürlich film selbst ein ausgezeichneter Isolator ist. plastifiziert, wenn es sich um Harze handelt, die zwecks

Das erfindungsgemäße Blatt besteht aus einem träger- Ausbildung eines starken, biegsamen, trägerlosen Films

losen, biegsamen Film aus Kunststoff, der auf seiner 15 einen Weichmacher erfordern. Von den genannten Filmen

Oberfläche eine dünne, biegsame Metallschicht trägt, die wird vorzugsweise der Polyäthylen-Terephthalat-Film auf

ihrerseits auf ihrer äußeren Oberfläche mit einem Überzug Grund seiner ausgezeichneten Größenbeständigkeit, hohen

aus einem photokonduktiven, fein verteilten, anorganischen Zugfestigkeit, hohen Zerreißfestigkeit und guten FaIt-

Pigment in einer Schicht eines filmbildenden und isolie- beständigkeit verwendet.

renden Materials versehen ist, welches das photokonduk- 20 Der dünne, biegsame Firm 2 kann aus einem beliebigen

tive Pigment an die unter diesem befindliche Metallober- Metall bestehen, das fest an dem Firm haftet, da von dem

fläche bindet. Film außer der Haftfähigkeit nur noch verlangt wird,

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der daß er ein elektrischer Leiter ist. Die Metallschicht kann

folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in auf die Oberfläche des Films aus Kunststoff durch

Verbindung mit der Zeichnung und den Ansprüchen. 25 Vakuummetallisierung oder Kathodenzerstäubung auf-

Es zeigt, in schematischer Darstellung, getragen werden. Das Metall kann z. B. Aluminium,

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein erfindungsge- Zink, Gold, Silber, Platin, Wolfram, Cadmium, Nickel, mäßes lichtsensibilisierbares, elektrophotographisches Chrom, Tantal oder Molybdän sein. Aluminium wird beMaterial (Matrize), vorzugt, da es auf Grund seiner leichten Verdampfbar-

Fig. 2 einen Teilquerschnitt einer abgeänderten Aus- 3° keit auf die Oberfläche des Films durch Vakuummetalli-

führungsform des Materials nach der Erfindung, sierung aufgetragen und leicht auf jedem beliebigen

Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch eine Kopie, die ver- Kunststoffilm niedergeschlagen werden kann,

mittels eines Materials, wie es Fig. 1 zeigt, erhalten wurde, Die Stärke der Bindung zwischen dem Film aus Kunst-

sowie eine Ausführungsform einer Flachdruckplatte nach stoff und der dünnen, biegsamen, auf diesem nieder-

der Erfindung und 35 geschlagenen Metallschicht ist je nach Art der filmbilden-

Fig. 4 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes den Substanz verschieden. Unabhängig von der Art der

Material. letzteren muß die Oberfläche des Kunststoffilms, wenn

In den Fig. 1 und 3 bezeichnet 1 einen trägerlosen das Metall auf diesem niedergeschlagen wird, rein sein. Film aus Kunststoff, der auf seiner Oberfläche einen Die Adhäsion der Metallschicht an der Oberfläche des dünnen, biegsamen Metallfilm 2 trägt. Dieser trägt seiner- 40 Films kann in bestimmten Fällen durch vorherige Beseits auf seiner äußeren Oberfläche einen Film oder eine schichtung der Oberfläche des Films mit einer dünnen Schicht 3 aus einem feinverteilten, photokonduktiven, Lackschicht 4 verbessert werden. So kann z. B. die Haftanorganischen Pigment, das in einer Schicht eines film- festigkeit einer Metallschicht an einem Film aus Polybildenden isolierenden Materials eingebettet ist. äthylenterephthalat verbessert werden, indem das letztere

In Fig. 3 bezeichnet 5 den geschmolzenen Töner, der 45 mit einem dünnen Film aus einem gemischten Polyester auf die Oberfläche des Films 2 im Zuge des elektrophoto- von Äthylenterephthalat und Äthylensebacinat oder graphischen Reproduktionsverfahrens niedergeschlagen einem ähnlichen Polyester beschichtet wird; jedoch ist worden ist. Die Bereiche des geschmolzenen Töners 5 diese Vorbeschichtung nicht unbedingt erforderlich. In können entweder ein positives oder ein negatives Bild ähnlicher Weise kann die Bindung zwischen einem Polyergeben. Da es sich dabei um wasserabstoßende Bereiche 50 äthylenfilm und einer Metallschicht durch eine Hitzehandelt, welche fette Druckfarbe aufzunehmen vermögen, vorbehandlung oder durch eine Vorbehandlung der Filmwird für gewöhnlich mit einer Flachdruckplatte ein oberfläche mit einem starken Oxydationsmittel verbessert positives Bild erzeugt. Die Bereiche 6 sind lediglich be- werden. Ein Polytetrafluoräthylenfilm erfordert eine lichtete Bereiche der Oberfläche des Films 2, falls es stärkere Vorbehandlung, um einen Metallfilm an dessen sich um ein Material handelt, das nicht als Flachdruck- 55 Oberfläche zu binden. Die Oberfläche eines Polytetrafolie verwendet werden soll. Soll davon im Flachdruck- fluoräthylenfilms kann dazu z. B. zuerst mit metallischem, verfahren gedruckt werden, so werden diese Bereiche in wasserfreiem Ammoniak gelöstem Natrium behandelt besonders behandelt, um sie wasserannehmend zu werden und nach gründlicher Reinigung mit einer Lackmachen. Dies läßt sich überraschenderweise für Kunst- und schließlich mit einer Metallschicht überzogen werden, stoffe der verschiedensten Art dadurch erreichen, daß 60 Fig. 2 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführungsman die Bereiche mit einer angesäuerten Ferrocyanid- form, in welcher ein vorbeschichteter Film verwendet lösung behandelt. wird, um ein festes Haften der Metallschicht, die den licht-

Fig. 4 zeigt eine elektrophotographische Matrize mit sensibilisierbaren elektrophotographischen Film trägt,

gelochten Befestigungskanten, mit deren Hilfe es auf an dem selbsttragenden Kunststoffblatt sicherzustellen,

dem Zylinder einer Flachdruckpresse befestigt werden 65 In Fig. 2 ist zwecks Vorbehandlung des Kunststoffilms 1

kann. Sowohl die Länge zwischen den Befestigungsenden auf diesen eine Hilfsschicht 4 aufgebracht. Diese Schicht 4

als auch die Breite sind so eingerichtet, daß eine Verwen- trägt auf ihrer Oberfläche die Metallschicht 2, die ihrerseits

dung in einer der üblichen Flachdruckpressen erfolgen auf ihrer Oberfläche die photoleitfähige Schicht 3 trägt,

kann. Der Querschnitt dieser elektrophotographischen Der als Grundlage dienende Film 1 besteht vorzugsweise

Matrize ist in den Fig. 1 oder 2 dargestellt. 70 aus Polyäthylenterephthalat, die Hilfsschicht 4 aus einem

harzartigen Material, ζ. Β. einem gemischten Polyester von Äthylenterephthalat und Äthylensebacinat, und die elektrisch leitende Schicht 2 aus einem dünnen, biegsamen Film aus Aluminium, das durch Vakuummetallisierung oder durch Kathodenzerstäubung niedergeschlagen wird.

Silicon-, Polyvinylchloridharze, Polyäthylene, Phenol-, Polyester-, Methacrylat-, Polystyrolharze, styrolisierte Alkydharze und Mischpolymerisate von Vinylacetat mit Vinylchlorid eignen sich als filmbildende, isolierende Schicht, die das photoleitfähige anorganische Pigment auf der Oberfläche der Metallschicht hält.

Als photokonduktives, anorganisches Pigment können z. B. Zink- oder Bleioxyd verwendet werden. Ein erfindungsgemäß verwendbares Zinkoxyd zeigt folgende Analyse: ^X5

Unlöslich in HCl 0,03 °/₀ (Maximum)

Verlust bei 110⁰C 0,25 °/₀ (Maximum)

Gesamtschwefel als SO₃.. 0,04 °/₀ (Maximum)

Bleioxyd (PbO) 0,01 % (Maximum)

Gesamtzinkoxyd als ZnO. 99,50 °/₀ (Minimum)

Die Schicht 3 kann 1 Gewichtsteil des isolierenden filmbildenden Stoffes und etwa 2,6 bis 4,5 Gewichtsteile, vorzugsweise etwa 2,8 bis etwa 4 Gewichtsteile Zinkoxyd enthalten.

Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen elektrophotographischen Materials wird der Kunststoffilm zuerst mittels eines Vakuummetallisierungsverfahrens oder durch Kathodenzerstäubung metallisiert und dann das anorganische, isolierende, pigmenthaltige Präparat, das die elektrophotographische Schicht bildet, auf den Metallfilm aufgetragen. In Fällen, bei welchen das Metall nicht an dem Kunststoffilm haftet, wird der Film zuerst mit einem dünnen Überzug aus einem harzartigen Material versehen, das eine verbindende Schicht zwischen den Oberflächen des Kunststoff- und des Metallfilms bildet, oder, wie zuvor erwähnt, anders vorbehandelt. Die elektrophotographische Beschichtung wird vorzugsweise auf den Metallfilm in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel aufgetragen. Die Wahl des organischen Lösungsmittels wird von dem jeweiligen filmbildenden, isolierenden Material abhängig sein, wie dies aus den folgenden Beispielen hervorgeht:

45

Beispiel 1

Gewichtsteile

Siliconharzlösung 26

Zinkoxyd 39

Toluol 35

100

Die in diesem Gemenge verwendete Siliconharzlösung enthielt 60 Gewichtsprozent Festteile und 40 Gewichtsprozent Xylol. Die Lösung wies eine Viskosität von etwa 5 bis etwa 30 Centipoises bei 25 ⁰C auf und war strohfarben.

Beispiel 2

Gewichtsteile Mischpolymerisat aus n-Butylmethacrylat

und Isobutylmethacrylat 12,25

Zinkoxyd 43,00

Toluol 56,25

111,50

60

65

Das in diesem Gemenge verwendete Mischpolymerisat aus n-Butylmethacrylat und Isobutylmethacrylat wurde erhalten, indem man gleiche Gewichtsteile der beiden Monomere verwendete; es wies eine Dichte von 1,05 und einen Brechungsindex von 1,4778 bei 25° C auf.

Beispiel 3

Gewichtsteile
Polymerisiertes Isobutylmethacrylat.... 12,25

Zinkoxyd ". 43,00

Toluol 56,25

111,50

Das polymerisierte Isobutylmethacrylat, das in dieser Mischung verwendet wurde, hatte eine Dichte von 1,05, einen Brechungsindex von 1,477 und eine Dielektrizitätskonstante von 2,5.

Beispiel 4

Gewichtsteile
Mischpolymerisat aus Styrol—Butadien 10,00

Zinkoxyd 34,00

Toluol 71,50

111,50

Das in dieser Mischung verwendete Mischpolymerisat wies einen hohen Styrolgehalt auf, einen Erweichungspunkt von 50 Jz 3° C, eine Lösungsviskosität von ungefähr 160 bis ungefähr 195 see (bei Messung mittels einer Fordschale Nr. 4 in einer Xylollösung, die 33 ¹I₃ Gewichtsprozent des Harzes enthielt), ferner ein spezifisches Gewicht von 1,05, einen Brechungsindex von 1,585, einen spezifischen Oberflächenwiderstand von 10 ■ 10¹⁶ und eine Dielektrizitätskonstante von 2,56 bei 1000 Hz.

Beispiel 5

Gewichtsteile

Styrolisierte Alkydharze 24,00

Zinkoxyd 42,50

Xylol 33,50

100,00

Die in diesem Gemenge verwendete styrolisierte Alkydharzlösung enthielt 50 ± 1 Gewichtsprozent fester Bestandteile, die in Petroleumdestillaten gelöst waren. Die Lösung hatte eine Farbe von 5 bis 8 (Gardner, 1933), eine Viskosität bei 25° C von 21 bis 24. Das feste Harz hatte eine Säurezahl von 3 bis 8.

Erfindungsgemäß können Bilder sowohl auf elektrophotographischen Folien als auch Originalen im allgemeinen auf die gleiche Weise hervorgebracht werden wie Bilder auf den bekannten elektrophotographischen Blättern, die eine Papiergrundlage besitzen. Des weiteren ist die Einrichtung, die bisher bei Verwendung elektrophotographischer Blätter auf Papiergrundlage verwendet wurde, zur Wiedergabe von Bildern unter Benutzung der neuen, erfindungsgemäßen Produkte geeignet. Demgemäß ist bei der Verwendung dieser Produkte keine neue Verfahrenstechnik und auch keine neue Ausrüstung erforderlich. Das sind wesentliche Vorteile, die den neuen Erzeugnissen zukommen.

Die erfindungsgemäßen Erzeugnisse bieten gegenüber elektrophotographischen Folien aus Papier zwei weitere Vorteile bezüglich ihrer Benutzung zur Erzeugung von Bildern. Abweichend von bekannten Papierfolien erfordern die neuen Erzeugnisse keine Kontrolle des Feuchtigkeitsgehaltes des Trägers bei Erzeugung des elektrostatischen Bildes. Der trägerlose Kunststoffilm, der die Blattunterlage bildet, weist im wesentlichen keinen Feuchtigkeitsgehalt auf, ist atmosphärischer Feuchtigkeit gegenüber fast oder gänzlich unempfindlich und erfordert nicht die Einhaltung eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes bei Bildung des elektrostatischen Bildes.

Dadurch wird ein unliebsamer Faktor beseitigt, mit dem bei Verwendung von elektrophotographischen Blättern gerechnet werden muß.

Der zweite zusätzliche Vorteil der erfindungsgemäßen Erzeugnisse besteht darin, daß ihre Unterseiten während ihrer Behandlung, die auf die Bildhervorbringung abzielt, nicht im engen und gleichmäßigen Kontakt mit einem elektrischen Leiter stehen müssen, wie dies bei elektrophotographischen Papier folien der Fäll sein muß. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Erzeugnisse schafft der Metallfilm zwischen dem Kunststolfilm und der photoleitfähigen Schicht eine gleichmäßige Unterlage für die elektrophotosensitive Beschichtung, während diese die gleichmäßige, negative, elektrostatische Ladungsschicht während ihrer Entwicklung erhält.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Photoleitfähige Folie für die elektrophotographische Reproduktion von Bildern, gekennzeichnet durch einen trägerlosen, biegsamen Film aus Kunststoff, der auf einer seiner Seiten eine dünne, biegsame Metallschicht, z. B. aus Aluminium, trägt, die ihrerseits auf ihrer äußeren Oberfläche einen Überzug aus einem photokonduktiven, feinverteilten, anorganischen Pigment, z. B. Zinkoxyd, in einer Schicht eines filmbildenden, elektrisch isolierenden Materials trägt, welches das anorganische Pigment an die Oberfläche der Metallschicht bindet.

2. Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Film aus Polyäthylenterephthalat oder Polyvinylchlorid, Mischpolymerisaten von Polyvinylchlorid mit Polyvinylacetat, Polytetrafluoräthylen oder Polyäthylen besteht.

3. Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Abmessungen und die beiden gegenüberliegenden Kanten so gewählt und eingerichtet sind, daß sie auf dem Zylinder einer üblichen Flachdruckpresse befestigt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen