DE1522740C - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents
Elektrophotographisches AufzeichnungsmaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem vorgestrichenen
Papier und einer photoleitfähigen Schicht.
Es ist bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 106 599), für elektrophotographische Verfahren Aufzeichnungsmaterialien aus einem vorgestrichenen Papier und
einer photoleitfähigen Schicht zu verwenden.
Ferner ist bekannt (USA.-Patentschrift 2 724 707), Terpolymerisate aus Styrol, Butadien und einer ungesättigten
mehrbasischen Carbonsäure herzustellen.
Die Qualität der Tonerbilder hängt in erster Linie von den elektrischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials
ab.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrophotographisches Aufzeichungsmaterial aus einem vorgestrichenen
Papier und einer photoleitfähigen Schicht anzugeben, das unabhängig von der relativen Feuchtigkeit
der umgebenden Atmosphäre ein gleichmäßig leitendes Papier, das auch widerstandsfähig gegen das
Eindringen von Lösungsmitteln ist, enthält.
Der Gegenstand der Erfindung geht von einem Aufzeichnungsmaterial aus einem vorgestrichenen
Papier und einer photoleitfähigen Schicht aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Vorstrich 30 bis
70 Gewichtsteile eines Terpolymerisats aus Styrol, Butadien und einer ungesättigten, mehrbasischen
Carbonsäure und 70 bis 30 Gewichtsteile eines Alkalisilikats, in dem das Verhältnis Alkalioxyd zu SiO2
zwischen 1:4 und 1 :1,6 liegt, enthält.
Das Verhältnis der Monomeren, aus denen das Terpolymerisat hergestellt wird, kann in weiten Grenzen
schwanken, doch soll die ungesättigte, mehrbasische Carbonsäure in Mengen von 1 bis 15%, vorzugsweise
1 bis 5%, des Gewichtes der gesamten Monomeren vorhanden sein. Natürlich ist es erforderlich,
daß das Terpolymerisat kautschukartige Eigenschaften besitzt. Dazu wird nach der Polymerisation
das nicht stabilisierte Reaktionsgemisch (USA.-Patentschrift 2 724 707), das einen pH-Wert von kleiner
als 7 hat, mit Natriumhydroxyd auf einen pH-Wert' zwischen 9 und 11, vorzugsweise zwischen 10 und 11,
eingestellt. Auf diese Weise wird auch eine vorzeitige Koagulation verhindert, wenn zur Herstellung der
Beschichtungsflüssigkeit das Alkalisilikat zugegeben wird.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß ein Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung steht, dessen Schichtträger
genügend leitend ist und das äußerst widerstandsfähig gegen das Eindringen von aromatischen
oder aliphatischen Kohlenwasserstoffen ist. Die letzte Eigenschaft ist für ein glattes Aufbringen der photoleitfähigen
Schicht unerläßlich und verleiht auch erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber flüssigen elektrophotographischen
Entwicklern.
Vorzugsweise enthält das Terpolymerisat als ungesättigte mehrbasische Carbonsäure Itaconsäure, wobei
es dann in vorteilhafter Weise aus 52 Gewichtsprozent Styrol, 44 Gewichtsprozent Butadien und 4 Gewichtsprozent
Itaconsäure besteht.
Vorzugsweise besteht das Alkalisilikat aus Natriumsilikat, in welchem das Verhältnis Na2O zu SiO2
vorzugsweise gleich 1 : 3,75 ist, oder aus Kaliumsilikat.
Gut eignen sich auch Natrium- oder Kaliumsilikate, die ein Älkalimetalloxyd-zu-Siliciumdioxyd-Verhältnis
zwischen 1:4,0 und 1 :1,16 aufweisen, wobei für Kaliumsilikate
ein Verhältnis von 1 : 3,29 besonders empfehlenswert ist.
Mit der Anwendung von Kaliumsilikat wird erreicht, daß ein geringes Ausbluten des Vorstrichs bei
hoher Feuchtigkeit -verhindert wird oder daß das Papier eine größere elektrische Leitfähigkeit erhält.
Das Gewichtsverhältnis von Terpolymerisat zu Alkalisilikat kann je nach der erwünschten Biegsamkeit
des Vorstrichs zwischen 30:70 und 70:30 schwanken.
Die Verwendung von größeren Alkalisilikatmengen liefert einen Vorstrich, der spröde ist und
leicht bricht. Alkalisilikatmengen, die kleiner sind als die oben angegebenen, machen den Vorstrich klebrig.
Vorzugsweise besteht der Vorstrich aus 50 Gewichtsteilen des Terpolymerisats und 50 Gewichtsteilen des
Alkalisilikats.
Zusätzlich zu dem Terpolymerisat und dem Alkalisilikat kann der Vorstrich weitere Bestandteile enthalten.
Beispielsweise erhöht der Zusatz von Ammoniumcaseinat in Mengen von 2 bis 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile Terpolymerisat-Alkalisilikat-Gemisch
die' mechanische Stabilität des Vor-Strichs und setzt seine Feuchtigkeitsempfindlichkeit
herab. In ähnlicher Weise wirken tierischer Leim und Sojaprotein. Der Zusatz einer nicht ionischen Wachsemulsion
von Polyäthylenoxyd oder von Calciumstearat in Mengen von 1 bis 10 Gewichtsteilen auf*
100 Gewichtsteile des Terpolymerisat-Alkälisiljkat-Gemisches setzt die Klebjrigkeit des Papiers herab.'
Es kann auch Wasserstoffperoxyd zugegeben werden, um eine Verfärbung des Aufzeichnungsmaterials zu
unterdrücken. Gewünschtenfalls können "außerdem zur Papierfärbung gebräuchliche Pigmente zugesetzt
werden. . . "
Der Vorstrich wird auf das Papier durch Imprägnieren oder vorzugsweise Beschichten aufgegebracht.
Die Vorstriche können auf dem Papierbogen mittels Vorrichtungen, wie sie bei der Papierherstellung
benutzt werden, aufgetragen werden. Die Beschichtungsflüssigkeit des Vorstriches wird dabei
auf Feststoffgehalte von 20 bis 50 Gewichtsprozent eingestellt.
Vorzugsweise beträgt die Menge des Vorstrichs zwischen 0,81 und 12;2 g/m2, vorzugsweise 6,5 g/m2.
Diese Werte beziehen sich auf eine einseitige Beschichtung.
Vorzugsweise ist das Papier auf jeder Seite vorgestrichen.
Der Vorstrich ist von.0,127 bis 0,381 mm dick. Um einen noch dichteren und lösungsmittelbeständigeren
Vorstrich zu erhalten, kann das vorgestrichene Papier zwischen 49 und 127° C und Walzdrucken von 89
bis 357 kg pro Quadratzentimeter kalandriert werden. Der spezifische Oberflächen widerstand des mit
dem Vorstrich versehenen Papiers soll in der Größenordnung von 1 - 1013 bis 1 · 107 Ohm pro Quadratmeter
liegen. . . .. .... ..■■
Die photoleitfahige Schicht des Aufzeichnungsmaterials kann auch thermoplastisch sein, so daß
das Aufzeichnungsmaterial zur Herstellung von Deformationsbildern geeignet ist.
In den folgenden Beispielen sind der spezifische Oberflächenwiderstand α und der spezifische Volumenwiderstand
ρ der Muster nach der ASTM-Testmethode D 257-61 bestimmt worden. Die angewendete
Spannung betrug in allen Fällen 100 Volt. • 44 Gewichtsteile Butadien, 52 Gewichtsteile Styrol
und 4 Gewichtsteile Itaconsäure wurden in üblicher Weise polymerisiert. Das Reaktionsgemisch wies
einen pH-Wert von 2,5 auf. Nun wurde mit Natriumhydroxyd
in wäßriger Lösung der pH-Wert auf 10,5
eingestellt. Diese Terpolymerisatlösung wurde in allen
Beispielen verwendet.
Die unten angegebenen Gemische aus dem Terpolymerisat und Natriumsilikat (Na2O: SiO2
= 1 :3,75) wurden auf eine 0,0254 mm dicke Aluminiumfolie derart aufgetragen, daß das Beschichtungsgewicht
je Seite 8,1 g/m2 betrug. Dann wurde der spezifische Volumenwiderstand bei einer relativen
Feuchtigkeit von 15 und 50% bestimmt. Volumenwiderstände bei einer relativen Feuchtigkeit
von 50% bestimmt.
Gewichtsverhältnis Terpolymerisat zu Natriumsilikat |
Logarithmus d( Volumenwic 15% relative Feuchtigkeit |
;s spezifischen erstandes g 50% relative . Feuchtigkeit |
30:70 | Ii ,26 | 10,36 |
40:60 | ■ 11,11 | 9,23 |
50:50 | 10,85 | 9,68 |
60:40 | 11,00 | 9,83 |
70:30 | 11,85 | 9,58 |
Dieses Beispiel veranschaulicht, daß der spezifische Volumenwiderstand mit der relativen Feuchtigkeit
nur wenig schwankt. Das Beispiel zeigt zugleich das geeignete Gewichtsverhältnis Terpolymerisat zu
Natriumsilikat.
Ein Standardpapier wurde mit einem Gemisch (Feststoffgehalt 32%) aus 50 Gewichtsteilen Terpoly-.
merisat, 50 Gewichtsteilen Alkalisilikat und 5 Gewichtsteilen Natriumcaseinat beschichtet. Auf jede
Seite wurden 4,05 g/m2 aufgetragen. Dann wurden der spezifische Oberflächen- und Volumenwiderstand
bei einer relativen Feuchtigkeit von 15% bestimmt. Beschichtungs-
gewicht je Seite
(g/m2)
2,02
4,04
6,06
4,04
6,06
Logarithmus des
spezifischen Oberflächenwiderstandes
spezifischen Oberflächenwiderstandes
13,89
13,11
12,15
13,11
12,15
Logarithmus des
spezifischen Volumenwiderstandes
15,60 14,45 14,29
Dieses Beispiel veranschaulicht die Änderung des spezifischen Oberflächen- und Volumen Widerstandes
mit der Menge des Vorstrichs.
In diesem Beispiel wurde ein vorgestrichenes und ein nicht vorgestrichenes Papier mit einer Zinkoxyd-Bindemittel-Schicht
beschichtet. Darin wurden das erreichbare Potential, der Dunkelabfall nach jeweils^
gleicher Zeit und die Restspannung nach einer jeweils gleich lange dauernden Belichtung bei relativen
Feuchtigkeiten von 10 und 50% bestimmt.
jo Erreichbares Potential | Nicht vorgestrichenes Papier |
Vorgestrichenes Papier |
10% R. F 50% R. F 35 Dunkelabfall 10% R. F. ...... 50% R. F.. Restspannung 40 10% R. F. 50% R. F. ...... |
1300V 700 V 18% 7% 280 V 40V |
685 V 585 V 4% 4% . ■ 70 V '30 V |
:SiO2 | Logarithmus des | Logarithmus des | |
:SiO2 | spezifischen | spezifischen | |
Oberflächen | Volumen | ||
widerstandes σ | widerstandes ρ | ||
Na2O | 12,52 | 13,62 | |
K2O | 12,23 | 13,58 | |
Dieses Beispiel veranschaulicht, daß sowohl Kaliumsilikat als auch Natriumsilikat technisch befriedigende
Ergebnisse liefern.
Einer Mischung aus gleichen Teilen (Trockengewicht) Terpolymerisat und Natriumsilikat
, (Na2O: SiO2 = 1:3,75) wurden 2 Gewichtsteile
Guarangummi auf 100 Gewichtsteile (Trockengewicht) Mischung als Stabilisator zugegeben, worauf die
Mischung mit Wasser auf eine Gesamtfeststoffkonzentration von 27,5% eingestellt wurde. Danach wurde
Standardpapier mit verschiedenen Gewichtsmengen beschichtet und die spezifischen Oberflächen- und
80,0 g photoleitfähiges Zinkoxyd wurden in einer Lösung aus 10 g eines Styrol-Butadien-Mischpolymerisates
in 90 g Toluol dispergiert, die Dispersion mit 0,005 g Rose bengale versetzt und auf eine Seite
eines vorgestrichenen und eines nicht vorgestrichenen
Papiers aufgetragen (32,6 g/m2). ν
Nach einer 24stündigen Dunkeladaption wurden die Aufzeichnungsmaterialien durch ein übliches elektrophotographisches
Kopiergerät geführt, das einen flüssigen Entwickler enthielt. Auf Grund seiner Lösungsmittelfestigkeit
verließ das vorgestrichene Aufzeichnungsmaterial das Kopiergerät in einem im wesentlichen trockenen Zustand, wohingegen das
nicht vorgestrichene Aufzeichnungsmaterial eine übergroße Menge träger Flüssigkeit adsorbiert hatte und
ganz feucht war, als es aus dem Kopiergerät herausgenommen wurde. Ferner neigte das nicht vorgestrichene
Aufzeichnungsmaterial wegen seiner geringen elektrischen Leitfähigkeit zu einer Bildumkehr
auf der Rückseite und lieferte verschleiertere Tonerbilder.
Claims (1)
- 5 6Patentanspruch: wichtsteile eines Terpolymensats aus Styrol, Bu-Elektrophotographisches Aufzeichnungsmate- tadien und einer ungesättigten mehrbasischenrial aus einem vorgestrichenen Papier und einer Carbonsäure und 70 bis 30 Gewichtsteile einesphotoleitfähigen Schicht, dadurchgekenn- . Alkalisilikats, in dem das Verhältnis Alkalioxydzeichnet, daß der Vorstrich 30 bis 70 Ge- 5 zu SiO2 zwischen 1 :4 und 1 :1,6 liegt, enthält.
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