DE1272123B - Verfahren zum Herstellen elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES W7WW> PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT

Int. CL:

G03g

Deutsche KL: 57 e-5/00

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 72 123.2-51 (B 74154)

5. November 1963

4. Juli 1968

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer bindemittelhaltigen Zwischenschicht und einer Photoleiter-Bindemittelschicht.

Es ist bekannt, elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien durch Aufbringen einer wäßrigen oder einer anderen photoleiterhaltigen Beschichtungsflüssigkeit auf einen Schichtträger aus Papier herzustellen.

Nachteilig an so hergestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien ist, daß die Dunkelleitfähigkeit ihrer photoleitfähigen Schichten zu groß ist (30 bis 40 Sekunden). Aus diesem Grund müssen derartige Aufzeichnungsmaterialien rasch verarbeitet werden, wenn sie ein Ladungsbild tragen.

Es sind ferner elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit einer bindemittelhaltigen Zwischenschicht zwischen Schichtträger und photoleitfähiger Schicht bekannt. Es ist weiterhin bekannt, elektrophotographisch Flachdruckformen herzustellen, die vor der Verwendung üblicherweise mit einer Lösung behandelt werden, wodurch die nicht mit Toner bedeckten Bildteile hydrophil werden, während die mit hydrophobem Toner bedeckten Bildteile hydrophob sind. Es ist besonders wichtig, daß das Tonerbild eine hohe Dichte hat, damit es viel fette Farbe aufnehmen kann. Tonerbilder mit hoher Dichte können mit den bekannten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, die zur Herstellung von Flachdruckformen dienen, nicht erhalten werden, da die Dunkelleitfähigkeit der in letzteren enthaltenen photoleitfähigen Schichten zu groß ist. Es ist ferner besonders wichtig, daß die Oberfläche der photoleitfähigen Schicht in ihrer Zusammensetzung einheitlich ist und daß sie eine Ladung von 400 bis 800 V aufnehmen kann, wenn sie durch Corona-Entladungen mit Hilfe einer Gleichstromquelle von 60 bis 100 V aufgeladen wird.

Eine nicht einheitliche Zusammensetzung der Oberfläche photoleitfähiger Schichten rührt davon her, daß beim Aufbringen der Zinkoxyd-Bindemittel-Beschichtungsflüssigkeit auf faseriges Papier letztere auf Grund unterschiedlicher Dichte oder unterschiedlicher Adsorptionsfähigkeit verschiedener Flächen des Papiers verschieden tief in das faserige Papier eindringt. Dies führt zu übertrieben niedrigen elektrischen Widerstandwerten bei diesen Flächen, wodurch dann keine angemessene Ladungsaufnahme mehr erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem Schichtträger aus Papier anzugeben, dessen photoleitfähige Verfahren zum Herstellen

elektrophotographischer

Aufzeichnungsmaterialien

Anmelder:

Addressograph-Multigraph Corporation,

Mount Prospect, JIl. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann,
Patentanwälte, 8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Dennis Michael Bornarth, Palatine, JlL;

Roman Berka, Chicago, JH. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. November 1962
(241008)

Schicht eine geringe Dunkelleitfähigkeit und eine einheitliche Oberfläche hat.

Der Gegenstand der Erfindung geht von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial mit einer bindemittelhaltigen Zwischenschicht und einer Photoleiter-Bindemittelschicht aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht als Bindemittel ein Reaktionsprodukt aus einem wasserlöslichen Melamin- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz und wenigstens einem Polymerisat mit reaktionsfähigen OH- oder COOH-Gruppen enthält.

Die erfindungsgemäßen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien haben als Schichtträger Papier, beispielsweise elektrisch leitendes Papier mit hoher Naßfestigkeit und einer Dicke von 0,076 bis 0,151 mm. Die eine Seite des Schichtträgers kann mit einer wasserdichten Schicht aus Kunststoff, Zellophan, Aluminium oder Kupfer beschichtet sein. Die andere Seite trägt eine Zwischenschicht aus einem Reaktionsprodukt aus einem wasserlöslichen Melamin-Formaldehyd- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz (Zustand A)

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und einem Polymerisat mit wenigstens einer reaktions- Beschichtungsflüssigkeit 1

fähigen Carboxyl- oder Hydroxylgruppe. Dieses

Reaktionsprodukt ist in Wasser und Toluol, welches Dimethyltrimethylolmelamin 5,0 bis 15,0 %

ein Bestandteil der Beschichtungsflüssigkeit der photo- Wasser 60,0 bis 75,0 °/₀

leitfähigen Schicht ist, unlöslich. Die Zwischenschicht 5 _χτ η tu· η c ο /

hat einen spezifischen elektrischen Widerstand von . ^UH u,i bis υ,ο /₀

wenigstens 10¹¹ Ohm · cm, vorzugsweise zwischen Mischpolymerisat aus Styrol,

10¹¹ und 10¹³ Ohm -cm. Auf der Zwischenschicht Acrylsäurehexylester,

befindet sich die photoleitfähige Schicht. Sie besteht Acrylnitril und Methacryl-

aus einem bekannten Photoleiter, vorzugsweise Zink- io säure 10,0 bis 25,0 %

oxyd, der in einem Bindemittel dispergiert ist.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß Beschichtungsflüssigkeit 2

Dimethyltrimethylolmelamin 1,0 bis 3,0%

1. die Aufzeichnungsmaterialien relativ hohe Sätti- 15 Wasser 65,0 bis 86,0%

gungspotentiale z. B. beim Aufladen durch eine Polyvinylalkohol 5,0 bis 10,0%

Corona-Entladung (6200V Gleichstromquelle) Polyvinylacetat 5,0 bis 10,0%

von 600 bis 800 V, besitzen;

2. die Aufzeichnungsmaterialien einen sehr geringen 20 Beschichtungsflüssigkeit 3 DunkelabfaE zeigen. Nach einer Aufladung auf Harnstoff-Formaldehyd-Harz

600 bis 800 V fällt ihre Ladung nach 30 "bis 40 Se- (Zustand A) 1,0 bis 3,0 %

künden nicht unter 400 V ab; ■ _{Wasser 750 bis 850}«y_o

3. die Aufzeichnungsmaterialien ungewöhnlich-große 25 Mischpolymerisat aus carb-Photoleitfähigkeit zeigen; oxyliertem Styrol oder

Acrylsäure und Malein-

4. die Aufzeichnungsmaterialien bei Anfeuchten nur säureanhydrid 2,5 bis 7,0%

eine geringe oder keine Neigung sich zu krümmen

zeigen, so daß sie zur Herstellung von Flach- 30 . Beschichtungsflüssigkeit 4

druckformen außerordentlich gut geeignet sind. Dimethyltrimethylolmelamin 1,0 bis 3,0% Em weiterer techmscher Fortschritt der erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien ergibt sich Wasser 75,0bis 85,0%

aus der im Anschluß an die Beispiele aufgeführten Mischpolymerisat aus Cro-

erläuterten Tabelle. 35 tonsäure und Vinylacetat 2,5 bis 7,0 %

Zur Herstellung der Zwischenschicht wird ein Polyvinylacetat 5,0 bis 10,0 %

wäßriges Gemisch (60i>is 95 Gewichtsprozent Wasser) _{In deQ folgeüdeil} Beispielen diente als Papier ein

aus dem Melamm-Formaldehyd- oder Harnstoff- _gebleichte_S Sulfitpapier.

Formaldehyd-Harz und dem Polymerisat mit den 40

reaktionsfähigen Carboxyl- oder Hydroxylgruppen auf Beisüiel 1

den Schichtträger aufgebracht (1 bis 5 Gewichtsteile

festes Polymerisat auf 1 Gewichtsteil festes Melamin- 13,5% Dimethyltrimethylolmelamin wird in 70,5 %

oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz) und bei einer Wasser gelöst und 0,5 % Ammoniumhydroxyd zuge-

Temperatur von 120° C bis 180° C, vorzugsweise 175° C, 45 geben. Dann werden 16,0 % eines Mischpolymerisats

30 Sekunden bis 5 Minuten lang umgesetzt. Die aus Styrol, Acrylsäurehexylester, Acrylnitril und

Beschichtungsflüssigkeit kann Stabilisatoren und/oder Methacrylsäure in Form einer Dispersion zugesetzt.

Weichmacher (Polyvinylacetat) enthalten. Die trockene Das Arnmoniumhydroxid dient als Stabilisierungs-

Zwischenschicht hat ein .Gewicht von 0,635 g/cm². mittel, um eine vorzeitige Umsetzung zwischen dem

Geeignete Polymerisate sind Mischpolymerisate 50 Dimethyltrimethylolmelamin und dem Mischpolyaus Styrol, Acrylsäurehexylester, Acrylnitril und merisat zu verhindern. Das Gemisch wird 6 Minuten Methacrylsäure (USA.-Patentschrift 2 767153), Poly- bis zum Erreichen,der-Homogenität gerührt. In dem vinylalkohol, Mischpolymerisate aus carboxyliertem Gemisch ist das Verhältnis der Dimethyltrimethylol-Styrol und Maleinsäureanhydrid, Mischpolymerisate melamin-Feststoffe zu den Feststoffen des Mischpolyaus Acrylsäure und Maleinsäureanhydrid, Hydroxy- 55 merisats 1:1,1. Es hat eine Viskosität von 16 bis 20 cP äthylcellulose und Mischpolymerisate aus Crotonsäure bei Raumtemperatur. Das Gemisch wird auf einen und Vinylacetat. Schichtträger aus Papier in einer derartigen Menge

Geeignete wasserlösliche Melamin-Formaldehyd- aufgebracht, daß man eine Schicht mit einem Trocken-

Harze sind Dimethylölmelamin, Dimethyltrimethylol- gewicht von 6,53 g/m² erhält. Die Trocknung erfolgt

melamin, Trimethylolmelamin, Tetramethylohnelamin, 60 mit Heißluft (175° C, 1 Minute). Während der Trock-

Tetramethylpentamethylolmelamin, Tetramethylhexa- nung reagiert das Dimethyltrimethylohnelamin mit

methylolmelamin, Pentamethylpentamethylohnelamin, dem Mischpolymerisat und bildet eine kontinuierliche

Pentamethylhexamethylolmelamin oder Gemische Schicht, die fest am Papier haftet,

dieser Harze. > Über diese Zwischenschicht wird eine photoleitfähige

Im folgenden sind typische Beschichtungsflüssigkeiten 65 Schicht aus einer Beschichtungsflüssigkeit aus 34,5%

zur Herstellung der Zwischenschicht angegeben. Die Zinkoxyd, 38,8 % Toluol und 27,5 % Silikonharz-

Prozente bedeuten wie in den folgenden Beispielen lösung aufgebracht. Dazu wird das Silikonharz in

Gewichtsprozente. /, einem Anteil des Toluols vollständig gelöst. Im rest-

lichen Anteil des Toluols wird das Zinkoxyd dispergiert und die Dispersion unter Rühren allmählich der Lösung zugesetzt. Sobald das Gemisch homogen ist, wird es bei Raumtemperatur auf die Zwischenschicht in einer derartigen Menge aufgebracht, daß man ein Trockengewicht von 32,6 g/m² erhält. Die Trocknung erfolgt mit Heißluft (95 bis 12O⁰C, 1 Minute).

Beispiel 2

6,5 °/₀ Polyvinylalkohol wird unter beständigem Rühren einer 82 bis 93°C warmen Lösung aus 1,6 °/₀ Dimethyltrimethylolmelamin in 85,5 °/₀ Wasser zugesetzt. Das Rühren wird fortgesetzt, bis eine klardurchsichtige Lösung erhalten wird, die man auf Raumtemperatur abkühlen läßt. Dann werden 6,5 °/₀ eines Polyvinylacetat-Mischpolymerisats unter Rühren zugesetzt. Das Gewichtsverhältnis der Polyvinylalkohol-Feststoffe zu den Feststoffen des Dimethyltrimethylolmelamins beläuft sich auf 4:1. Die Beschichtungsflüssigkeit wird weitere 5 Minuten gerührt und wie im Beispiel 1 auf Papier aufgebracht.

Die Beschichtungsflüssigkeit für die photoleitfähige Schicht besteht aus 36°/₀ Zinkoxyd, 52°/₀ Trichloräthylen und 12 °/₀ eines Mischpolymerisats aus Styrol und Butadien und wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt.

Beispiel 3

Zu 84,0 g Wasser werden 5,2 g eines Mischpolymerisats aus Äthylen und Maleinsäureanhydrid und 2,5 °/₀ eines Harnstoff-Formaldehyd-Harzes unter Rühren zugesetzt. Dann werden 8,7 g eines Polyvinylacetat-Mischpolymerisats zugesetzt und das Rühren 6 Minuten lang fortgesetzt. Mit der Dispersion wird, wie im Beispiel 1, ein Papier beschichtet.

Beispiel 4

Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 2 dadurch, daß die gleiche Gewichtsmenge Hydroxyäthylcellulose an die Stelle des Polyvinylalkohol tritt und daß die photoleitfähige Schicht des Beispiels 1 aufgebracht wird.

Ein Vergleich der Beispiele 1 bis 7 mit zwei Vergleichsproben zeigt die Tabelle.

	Veränderung des Oberflächen widerstandes Schichtträger/ Zwischenschicht in»/o	Dichte des Tonerbildes
Beispiel 1	+100	1,17
Beispiel 2	+ 70	1,25
Beispiel 3	+ 80	1,27
Beispiele 4 bis 7 ...	+ 60 bis + 98	1,1 bis 1,25
Vergleich A, PoIy- vinylalkohol- Zwischenschicht..	- 20	0,08
Vergleich B, keine Zwischenschicht..	0	0,03

Beispiel 5

45

Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 1 dadurch, daß die gleiche Gewichtsmenge eines Mischpolymerisats aus Crotonsäure und Vinylacetat an die Stelle des Mischpolymerisats aus Styrol, Acrylsäurehexylester, Acrylnitril und Methacrylsäure tritt.

Beispiel 6

Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 1 dadurch, daß das Verhältnis Dimethyltrimethylolmelamin-Feststoffe zu den Feststoffen des Mischpolymerisats 1: 5 beträgt, was durch Verwendung von 5°/₀ Dimethyltrimethylolmelamin und 24,0 °/₀ des Mischpolymerisats erreicht wird.

Beispiel 7

Dieses Beispiel unterscheidet sich vom Beispiel 3 dadurch, daß die gleiche Gewichtsmenge eines Mischpolymerisats aus Styrol und Maleinsäureanhydrid an die Stelle des Mischpolymerisats aus Äthylen und Maleinsäureanhydrid tritt.

60

65 Die Werte der Spalte 2 werden durch Messen des elektrischen Oberfiächenwiderstandes nach Standard ASTM-Test Methode D 257-54 T des Schichtträgers aus Papier vor dem Aufbringen der Zwischenschicht und nach dem Aufbringen der Zwischenschicht bestimmt. Natürlich zeigt der Vergleich B keine Veränderung in dem Oberfiächenwiderstand, da das verwendete Papier nicht mit einer Zwischenschicht versehen wurde. Es ist zu beachten, daß die erfindungsgemäßen Zwischenschichten einen erhöhten und die Zwischenschicht aus Polyvinylalkohol einen verringerten Oberflächenwiderstand haben.

Die Bestimmung der Dichte des Tonerbildes wird mit einem Densitometer durchgeführt. Der Wert 2 stellt das Standardschwarz dar. Werte über 1 werden als ausgezeichnet für Tonerbilder betrachtet, die mit dem verwendeten Entwicklerpulver entwickelt wurden. stellt den Wert für Weiß dar.

An Hand der Werte ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Aufzeichnungsmaterialien Tonerbilder höherer Dichte im Vergleich zu A und B zeigen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer bindemittelhaltigen Zwischenschicht und einer Photoleiter-Bindemittelschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht als Bindemittel ein Reaktionsprodukt aus einem wasserlöslichen Melamin- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harz und wenigstens einem Polymerisat mit reaktionsfähigen OH- oder COOH-Gruppen enthält.

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Reaktionsprodukt aus 1 Gewichtsteil des Melamin- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harzes und 1 bis 5 Gewichtsteilen des Polymerisats enthält.

3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Reaktionsprodukt aus Dimethyltrimethylolmelamin und einem Mischpolymerisat aus Styrol, Acrylsäurehexylester, Acrylnitril und Methacrylsäure enthält.

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Reaktionsprodukt aus Dimethyltrimethylolmelamin und Hydroxyäthylcellulose enthält.

5* Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Reaktionsprodukt aus 1 Gewichtsteil Dimethyltrimethylolmelamin und 4 Gewichtsteilen Polyvinylalkohol und gegebenenfalls als weiteres Bindemittel Polyvinylacetat enthält.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Reaktionsprodukt aus Dimethyltrimethylolmelamin und einem Mischpolymerisat aus Crotonsäure und

Vinylacetat sowie als weiteres Bindemittel Polyvinylacetat enthält.

7. Aufzeichnungsmaterial nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Reaktionsprodukt aus 1 Gewichtsteil eines wasserlöslichen Harnstoff-Formaldehyd-Harzes und 4 Gewichtsteilen eines verseiften Mischpolymerisats aus Äthylen und Maleinsäureanhydrid und gegebenenfalls als weiteres Bindemittel Polyvinylacetat enthält.

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