DE2028621B2 - Verfahren zur beschichtung eines elektrisch leitenden schichttraegers - Google Patents

Description

oder Kobaltnaphthenat, im VerhStnis von 0,2 bis 0,5%, bezogen auf das Harzgewicht, zugegeben werden. Wenn demgegenüber Wasser als Lösungsmittel verwendet wird, kann ein wasserlösliches Acrylharz, Alkydharz, Melaminharz oder Vinylacetat-Krotonsäureharz allein oder im Gemisch verwendet werden. In diesem Falle ist es notwendig, ein Emulgiermittel, wie Triäthanolamin, im Verhältnis von 0,1 bis 0,4%, bezogen auf das Gewicht des verwendeten Harzes, zuzugeben. Das disperse System zur Elektroabscheidung enthält 100 g Zinkoxyd, 15 bis 30 g Harz und 400 bis 1000 ml Lösungsmittel, wie dies noch im einzelnen beschrieben wird.

Wenn ein organisches Lösuugsmittel als Lösungsmittel verwendet wird, kann jede Art von elektro- leitfähigem Material als Elektrode verwendet werden. Wenn Wasser als Lösungsmittel verwendet wird, kann ein Metall mit geringer Ionisationsneigung verwendet werden.

Aus Handhabungs- und Kostengründen wird eine Aluminiumplatte als Elektrode (Elektroabscheidungsnlatte), auf der eine photoempfindliche Schicht gebildet werden soll, und eine Aluminiumplatte oder eine Graphitplatte als andere Platte (entgegengesetzte Platte) verwendet. Da die Eigenschaften der pho'ioempfindlichen Schicht von der Beschaffenheit der Oberfläche der Elektroablagerungsplatte abhängen, wird diese Oberfläche Vorbcreitungsbehandlungen, wie einer Oberflächenveredelung. Entfettung usw., unterworfen. Zum Eintauchen einer Elektroabscheidungsplatte in das disperse System zur Elektroabscheidung wird, wenn die Platte.eine flache Form hat, ein einseitiges Eintauchverfahren verwendet, bei dem die zur Elektroabscheidung vorgesehene Platte so an der Oberfläche der Flüssigkeit zur Elektroabscheidung angebracht wCrd, daß eine Seit; der Platte über der Oberfläche der Flüssigkeit bleibt, während die entgegengesetzte Platte in die Flüssigkeit parallel zu der zur Elektroabscheidung vorgesehenen Platte eingetaucht wird. Wenn die Platte eine zylindrische Form hat. muß die entgegengesetzte Platte ebenso die Form eines Zylinders oder Kreisbogens aufweisen. Ein Behälter für die Elektroabscheidung wird aus einem elektroleitfähigen Material hergestellt, und der Behälter kann als Gegenplatte verwendet werden. Der Abstand bzw. Spalt zwischen der Elektroabscheidungsplatte und der entgegengesetzten Platte beträgt vorzugsweise etwa 2 cm, ohne daß durch diese Angabe die Erfindung eingeschränkt werden soll.

Als Spannung zwischen den Elektroden werden zweckmäßigerweise 50 bis 200 Volt bei einem organischen Lösungsmittel als Dispersionsmedium verwendet. Wenn Wasser hierzu verwendet wird, ist eine Spannung von 2,5 bis 15 Volt/cm geeignet.

Wie bereits erwähnt, bestimmt der elektrische Ladungszustand des Zinkoxyds in einem dispersen System, welche der beiden Platten, Elektroabscheidungsplatte und entgegengesetzte Platte, Anode oder Kathode ist.

Die Temperatur für die Elektroabscheidung ist gewöhnlich Zimmertemperatur, beispielsweise 10 bis 25° C. Obgleich sich die Geschwindigkeit der Elektroabscheidung bei Steigerung der Temperatur erhöht, tritt der Nachteil ein, daß die Oberfläche der durch Elektroabscheidung gewonnenen, photoempfindlichen Schicht (Elektroabscheidungsschicht) nicht glatt ist.

Wenn die durch Elektroabscheidung hergestellte photoempfindliche Schicht eine Stärke von 40 μ und darüber hat, können an der Oberfläche der Schicht Löcher gebildet werden, wodurch sie ihren Glanz verliert und ihre elektrophotographischen Eigenschaften verschlechtert werden. Es sollte daher die Stärke der photoempfindlichen Schicht unter 40 μ liegen. Unter den oben angegebenen Bedingungen werden die besten Ergebnisse dann erhalten, wenn ίο man die Elektroabscheidung 10 bis 240 Sekunden durchführt. Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Photoleitfähiges Zinkoxyd, ein Acrylharz, Toluol und ein Sensibilisator (Rose Bengale) werden in dem nachfolgenden Verhältnis gemischt, und ein disperses System für die Elektroabscheidung wurde durch ao eimtündigcs Dispergieren in einer Kugelmühle hergestellt.

Probe	»5	3	Zinkoxyd	Harz	Toluol	Rose Bengale
	4	100 g	20 g	200 ml	50 mg
30 5	100 g	20 g	400 ml	50 mg
6	100 g	20 g	600 ml	50 mg
7	100 g	2(lg	800 ml	50 mg
8	100 g	20 g	1000 ml	50 mg
9	100 g	20 g	1200 ml	50 mg
35 10	100 g	20 g	1500 ml	50 mg
11	100 g	10g	700 ml	50 mg
12	100 g		700 ml	50 mg
13	100 g	20 g	700 ml	50 mg
14	100 ε	25 g	700 ml	50 mg
100 g	30 s	700 ml	50 mg
100 g	35 g	700 ml	50 mg
100 g	40 g	700 ml	50 mg

Das auf diese Weise hergestellte disperse System für die Elektroabscheidung wurde zur Elektroabscheidung in einen Behälter gegeben, und die Elektroabscheidung wurde unter den nachfolgenden Bedingungen durchgeführt:

Temperatur des dispersen Systems 10 bis 20^c C Elektroabscheidungsplatte

(Kathode) Aluminiumplatte

entgegengesetzte Platte (Anode).. Aluminiumplatte

Abstand zwischen den Elektroden 2 cm

Spannung (Gleichstrom) 200 V

Stromdichte Im A/dm²

Zeit für die Elektroabscheidung .. 100 Sek.

Auf diese Weise wurde eine photoempfindliche Schicht mit einer Stärke und 40 μ auf der Aluminiumplatte gebildet. Nach Beendigung der Elektroabscheidung wurde die Aluminiumplatte, auf der sich eine photoempfindliche Schicht gebildet hatte, mit Luft getrocknet und dann in einen Ofen gestellt, der bei einer Temperatur von 110 bis 120° C ge-

halten wurde, um das in der elektrisch abgeschiedenen Schicht enthaltene Lösungsmittel durch Verdampfen vollständig zu entfernen. Dann wurden die verschiedenen Eigenschaften des auf diese Weise

hergestellten elektrophotographischen Materials ge- Bedingraigen der Elektroabscheidung:

prüft und Meßverfahren untei worfen. Es wurde die Temperatur der Flüssigkeit 15 bis 20° C

Stärke der photoempfindlichen Schicht, das Haft- _Hek£_odea _. Aluminiumplatte

vermögen der photoempfindlichen Schicht auf dem ■ ¹^" ■

Träger (Aluminiumplatte), die Einheitlichkeit der 5 Abstand zwischen den Elektroden etwa 2 cm

Zusammensetzung der paotoempfindlichez» Schicht, Spannung (Gleichstrom) 50-200 V/cm

besonders die Oberflächenbedingungen der photo- Stromdichte 0,5 bis 2 mA/dm²

empfindlichen Schicht (hinsichtlich Einheitlichkeit, Zeh der Elektroabscheidung 10 bis 240 Sek.

Rauheit bzw. Unebenheit, Fließen) und andere

elektrophotographischem Material spezifische Eigen- ίο Das auf diese Weise erhaltene elektrophotogyaphischaften umersucht Die folgenden Ergebnisse wur- sehe Material hat eine Stärke der photoleitfähigen den erhalten: Schicht von weniger als 40 μ, eine einheitliche Zu-

Bei den Proben, die nur eine geringe Menge Tohaol sammensetzung der photoempfindlichen Schicht, eine enthielten (die iu der Zusammenstellung angegebenen glatte Oberfläche der Schicht, eine gute Haftung zwi-Proben 1 bis 7), wurde eine photoleitfähige Schicht 15 sehen der photoempfindlichen Schicht und der Basismit höherer Lichtempfindlichkeit erhalten, wobei platte, einen hohen Grad an Härte und Widerstand jedoch die Oberfläche der Schicht weder glatt noch gegen Abrieb and ausgezeichnete elektrophotoglänzend war. In dem Maße jedoch, wie die Toluol- graphische Eigenschaften. Dieses Material weist ein menge in dem dispersen System erhöht wurde, wurde gesättigtes Oberflächenpotential auf, das etwa um die Oberflächenbedingung der photoempfindlichen 20 das 3fache höher ist gegenüber dem elektrophoto-Schicht verbessert. Zusätzlich wurde die Anstiegs- graphischen Material, das durch das herkömmliche geschwindigkeit des Oberflächenpotentials der Schicht Aufbringungsverfahren hergeste t wurde, wobei die schneller und das gesättigte Oberflächenpotential Entladung an der Oberfläche der Schicht durch Beder Schicht erhöht. Andererseits wird die Elektro- lichten gleichfalls um etwa das 2fache schneller abscheidungsgeschwindigkeit gesenkt und die La- as wird. Wenn das elektrophotographische Material dungsgeschwindigkeit beim Belichten der gebildeten dieser Erfindung als Original für Kopierzwecke verphotoempfindlichen Schicht beträcht'iclT verlang- wendet wird, liefert es auf Grund der glatten Obersamt. Wägt man diese Punkte ab. so wird ein zu- fläche seiner photoempfindlichen Schicht ein klares friedenstellendes Ergebnis aus den obigen Proben 2 Kopierbild und auf Grund der Tatsache, daß die bis 5. nämlich denen, die einen Toluolgehalt von 30 Haftung zwischen der photoempfindlichen Schicht 400 bis 1000 ml aufweisen, erhalten. Ebenso wurde und der Basisplatte gut ist, tritt selbst darn, vcnn hinsichtlich der Proben 8 bis 14 das Verhältnis zwi- man kontinuierlich mehrere hundertmal kopiert, keine sehen der Harzmenge in dem dispersen System und Abtrennung oder ein Abschälen oder Abheben der den Eigenschaften der photoempfindlichen Schicht photoempfindlichen Schicht auf, wodurch man ein geprüft, und es wurde festgestellt, daß ein zufrieden- 35 klares Kopierbild mit konstanter Dichte enthält, stellendes Ergebnis dann erhalten wird, wenn man „ · . , ₂

die Proben 9 bis 12. nämlich solche mit einem ' ^P

Harzgehalt von 15 bis 30 g, verwendet. Die Ver- Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt,

Wendungen von »Rose Bengale«, einem Sensibili- wobei man andere Isolierharze an Stelle von Acrylsator. in dem aus 100 g Zinkoxyd, 20 g Acrylharz 40 harz verwendete.

und 800 ml Toluol hergestellten dispersen System Wenn ein Olefinharz oder ein Styrol-Alkydharz

wurden dadurch geprüft daß man 0 bis 100 mg als Isolierharz verwendet wurde, wurden die gleichen »Rose Bengale« dem dispersen System zugab. Es Ergebnisse wie im Beispiel 1 bei Verwendung von wurde /estgestellt, daß, wenn die Sensibilisatormenge Acrylharz erhalten. Jedoch wurde die glätteste Oberin dem dispersen System erhöht wurde, dessen Ge- 45 fläche der photoempfindlichen Schicht in dem Falle halt in der durch Elektroabscheidung hergestellten erhalten, wo ein Olefinharz verwendet wurde, photoempfindlichen Schicht größer und die Empfind- r> ■ -13

lichkeit der photoempfindlichen Schicht erhöht wird, Beispiel 0

daß aber andererseits der Nachteil auftritt, daß die Wenn man Trichloräthan, Methylenchlorid, Xylol,

Ermüdung der photoempfindlichen Schicht nach 5° Tetrachloräthylen, Äthylendichlorid, Heptan oder Vorbelichten größer und ihre Elektroabscheidungs- Octan an Stelle von Toluol als Dispersionsmedium geschwindigkeit geringer wird. In dem dispersen verwendet, so wurde das gleiche Ergebnis wie im System ist daher eine »Rose Bengale«-Menge von Beispiel 1 erhalten, etwa 25 bis 75 mg, bezogen auf 100 g Zinkoxyd, _R . · , _A

geeignet. 55 Beispiel 4

Bei Zusammenfassung der Ergebnisse der voraus- Es wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt,

gebenden Untersuchungen kann festgestellt werden: ausgenommen, daß destilliertes Wasser als Disper-

Man kann ein ausgezeichnetes elektrophotographi- sionsmedium an Stelle der obenerwähnten orgasches Material erhalten, wenn man die Elektro- nischen Lösungsmittel und Acrylharz als Isolierungsabscheidung in der folgenden Weise durchführt. 60 harz verwendet wurde. Triäthanolamin wurde im

Verhältnis von 0,3 Gewichtsprozent, bezogen auf das

Zusammensetzung des dispersen Systems für die Gewicht des Harzes, zugegeben. Die zur Elektro-Elektroabscheidung: abscheidung vorgesehene Platte war Anode und die

pvir.tr.i»-ff!ji,;_n»c Ύ-,^ν^,,Α ι nn „ Gegenplatte Kathode, wobei eine Spannung von 5 bis

Photoleitfahiges Zmkoxyd IOCIg ^ ^g _vewendet ^ _{In diesem Falle wnrde das}

Acrylharz (isolierendes Harz) .... 15 bis 30 g vorauserwähnte Harz in Wasser dispergiert, das eine

Toluol (Lösungsmittel) 400-1000 ml negative Ladung aufwies. Demzufolge wanderte

Rose Bengale (Sensibilisator) 25 bis 75 mg Zinkoxyd, das dieses Harz adsorbiert hatte, zur

Anode und wird auf dieser elektrochemisch abge- Träger ebenso ein anderes Material, wie Papier,

schieden. Auf diese Weise wurde eine photo- verwendet werden, und eine photoempfindliche

empfindliche Schicht mit einer Stärke von weniger Schicht kann auf dieser Oberfläche wie folgt gebildet

als 40 μ mit ausgezeichneten Eigenschaften gebildet. werden. Das Papier, dessen Oberflächen-elektrischer

Die Oberfläche des Trägers war die gleiche wie von 5 Widerstand auf 10⁹ Ohm-cm oder weniger verringert

Beispiel 1. wurde, wozu man es einer Behandlung unterwarf, um

Beispiel 5 ^es leitfähig zu machen, wurde dicht auf der Metallplatte befestigt, und diese Platte wurde als Elektro-

Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 4 wurde abscheidungsplatte verwendet. Die oben bezeichnete

wiederholt, ausgenommen, daß ein wasserlösliches, xo Behandlung, um das Papier elektroleitfähig zu

aus Vinylacetat-Krotonsäure bestehendes Harz, ein machen, wurde in der Weise bewirkt, daß man ein

wasserlösliches Harz, das aus einem Alkydharz her- Polymerisat, wie Vinylalkohol, auf der Oberfläche

rührt, oder ein wasserlösliches Melaminharz als Iso- des Papiers aufbrachte. Es wurden die gleichen

lierungsharz verwendet wurde. Verfahren wie in den Beispielen 1 bis 5 wiederholt,

Die vorausbezeichneten Harze dissozieren und 15 ausgenommen, daß den Elektroden entsprechend der

bilden in dem Wasser ein Anionpolymerisat, so daß Art des Dispersionsmediums die nachfolgende Span-

das Zinkoxyd, das diese Harze adsorbiert hat, an der nung zugeführt wurde.

Anode in der gleichen Weise wie im Beispiel 4 elek- „. _

trisch abgeschieden wird. Das so erhaltene elektro- ^sperMonsrnednim Spannung

photographische Material wies die gleichen Eigen- ao Organisches Lösungsmittel .... 300 bis 400 V/cm

schäften auf wie im Beispiel 1. ^Wasser SObislOOV/cm

. . Auf diese Weise wurden photoempfindliche Schich-

Beispiel 6 _ten hergestellt, die ähnliche Eigenschaften aufweisen,

In den obigen Beispielen bezogen sich die Er- wie die in den vorausgehenden Beispielen erhaltene läuterungen auf die Fälle, wo eine photoempfindliche 95 photoempfindliche Schicht, wobei sie auf der Ober-Schicht auf einer Metalloberfläche gebildet wurde, fläche des vorausbezeichneten Papiers gebildet die als Träger verwendet wurde. Es kann jedoch als wurden.

Claims (4)

Toner physikalisch oder elektrostatisch in unregel- Patentanfprüche: mäßigen Recken an dcx Oberfläche der photo empfindlichen Schicht, wodurch die Bildqualität der

1. Verfahren zur Beschichtung eines elektrisch Kopie beträchtlich gesenkt wird. Um derartige sich leitenden Schichtträgers mit einer höchstens 5 aus dem herkömmlichen Aufbringungsverfahren 40 μηα dicken ^O-Bindemittel-Schicht, d a - ergebende Fehler auszuschalten, wurden verbesserte durch gekennzeichnet, daß der Schicht- Verfahren vorgeschlagen. Ein solches ist beispielsträger und eine Elektrode in eine Suspension weise das Grießverfahren nach der japanischen aus ZnO und einer Bindemittellösung eingetaucht, Patentschrift 3170/1959. Nichtsdestoweniger ist auch zwischen Schichtträger und Elektrode eine Gleich- io dieses nicht ausreichend, die obenerwähnten Mängel spannung angelegt, der beschichtete Schichtträger aufzuheben.

in bekannter Weise aus der Suspension entfernt Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die

und in bekannter Weise getrocknet wird. Aufgabe, ein Verfahren zur Beschichtung eines

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch ge- elektrisch leitenden Schichtträgers zu schaffen, wokennzeichnet, daß eine Suspension aus 100 Ge- 15 durch dem Schichtträger ausgezeichnete Oberflächenwichtsteilen ZnO, 15 bis 30 Gewichtsteilen eigenschaften verliehen werden. Mit dem erfindungs-Bindemittel und 400 bis 1000 Gewichtsteilen gemäßen Verfahren werden die bisher bestehenden Lösungsmittel verwendet wird. Fehler völlig beseitigt und wird insbesondere ein

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Verfahren zur Verfügung gestellt, bei dem mitkennzeichnet, daß eine Bindemittellüsuiig mit 20 tels Elektroabscheidung die elektrophotographische, einem Polyolefin, einer Polyacrylverbindung, photoempfindliche Schicht gebildet wird, die nich· einem Alkydharz, einem Melamin-Aldehyd-Harz nur ausgezeichnete elektrische Eigenschaften auf- und oder einem Vinylacetat-Krotonsäure-Misch- weist, sondern ebenso wiederholt zur Herstellung polymerisat als Bindemittel verwendet wird. vieler Kopien verwendet werden kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- as Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Bindemittellösung mit kennzeichnet, daß der Schichtträger und eine Elek-Toluol, Xylol, Tetrachloräthylen, Äthylendi- trode in eine Suspension aus Zinkoxyd und einer Chlorid, Heptan, Octan, Trichloräthan, Methylen- Bindemittellösung eingetaucht, zwischen Schichtchlorid und/oder Wasser als Lösungsmittel ver- träger und Elektrode eine Gleichspannung angelegt, wendet wird. 30 der beschichtete Schichtträger in bekannter Weise aus

der Suspension entfernt und in bekannter Weise getrocknet wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Suspension 35 aus 100 Gewichtsteilen Zinkoxyd, 15 bis 30 Gewichtsteilen Bindemittel und 400 bis 1000 Gewichts-

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren teilen Lösungsmittel verwendet.

zur Beschichtung eines elektrisch leitenden Schicht- Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform

trägers mit einer höchstens 40 μΐη dicken Zinkoxyd- des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Binde-Bindemittel-Schicht. 40 mittellösung mit einem Polyolefin, einer Polyacryl-Bisher wurde zur Bildung einer photoempfind- verbindung, einem Alkydharz, einem Melaminlichen Schicht für elektrophotographische Zwecke Aldehyd-Harz und/oder einem Vinylacetat-Crotonauf einem elektroleitfähigen Träger ein disperses säure-Mischpolymerisat als Bindemittel verwendet. System, das durch einheitliches Dispergieren von Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des photoleltfähigem Zinkoxyd und einem isolierenden 45 erfindungsgemäßen Verfahrens zufolge wird eine Harz in einem Lösungsmittel, wie Toluol, hergestellt Bindemittellösung mit Toluol, Xylol, Tetrachlorwurde, auf den Träger aufgewalzt, wozu man Drähte, äthylen, Äthylendichlorid. Heptan, Octan, Trichlor-Stäbe, Glasstäbchen, Schlitzdüsen, Rakeln usw. ver- äthan, Methylenchlorid und oder Wasser als Lösungswendete. Jedoch ist die durch solche Verfahren ge- mittel verwendet.

bildete photoempfindliche Schicht nicht dicht und 50 Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung kompakt, und zusätzlich treten bei der Aufbringung eines elektrisch leitenden Schichtträgers wird nunüber und in der ganzen Schicht Unregelmäßigkeiten mehr in Einzelheiten beschrieben, auf, die die Zusammensetzung der Schicht in gleicher Das disperse System (Suspension) für die Elektro-

Weise uneinheitlich machen. Wenn man darüber abscheidung wird aus photoleitfähigem Zinkoxyd, hinaus in Rechnung stellt, daß die photoempfind- 55 einem elektrisch isolierenden Harz und einem liehe Schicht nicht einheitlich geladen wird, bei Be- Lösungsmittel (organisches Lösungsmittel oder Waslichten sich nur sehr langsam entlädt und eine große ser) hergestellt, und es kann ein Sensibilisator, elektrische Ermüdung bei ihrer wiederholten Ver- Emulgiermittel usw., soweit notwendig, dem disperwendung aufweist, sind die elektrischen Eigen- sen System zugegeben werden. Als obenerwähntes schäften eines derartigen elektrophotographischen 60 Lösungsmittel kann ein organisches Lösungsmittel, Materials nicht völlig zufriedenstellend. Aus diesem wie Toluol, Xylol, Tetrachloräthylen, Äthylendi-Grunde ist, wenn man eine große Anzahl von Kopien chlorid, Heptan, Octan, Methylenchlorid und Triaus dem gleichen elektrophotographischen Material chloräthylen oder Wasser verwendet werden. Wenn herstellen will, dess;. wiederholte Verwendung als ein organisches Lösungsmittel als Lösungsmittel Kopieroriginal erschwert. Darüber hinaus ist die 65 (Dispersionsmedium) verwendet wird, kann ein nicht Oberfläche einer derartigen photoempfindlichen polyres Harz, ein Acrylharz oder ein Alkydharz Schicht nicht glatt, und wenn man bei der Entwick- allein oder im Gemisch verwendet werden. Weiterhin lung einen Trockenentwickler verwendet, haftet der kann ein Härtungsmittel, wie Mangannaphthenat