DE1522677A1

DE1522677A1 - Verfahren zum Herstellen von thermoplastischem photoleitendem Material und Verwendung des Materials in der Elektrophotographie

Info

Publication number: DE1522677A1
Application number: DE19661522677
Authority: DE
Inventors: Joseph Mammino
Original assignee: Rank Xerox Ltd
Current assignee: Xerox Ltd
Priority date: 1965-01-18
Filing date: 1966-01-18
Publication date: 1969-10-30
Also published as: US3408181A; JPS523300B1; DE1522677B2; GB1138552A; FR1463744A; DE1522677C3

Description

I Dr. ExpL f

Dipl. Ing. f.Weiefcir-:<·*, Dr. Ing. A. Vcic¹ -/umi

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RAM XEROX LIMITED

37/41 Mortimer Street. London V 1. England

Verfahren zum Herstellen von thermoplastischem photoleitendem Material und Verwendung des Materials in der Elektrophotographie

Sie Erfindung bezieht sioh auf ein elektrophotographisohes Verfahren und im Besonderen auf ein neues Verfahren zum Herstellen von Abbildungen auf verformbarem thermoplastischen Material auf elektrostatischem Wege.

Ss ist bekannt, deformierbare dielektrische Materialien als Aufzeichnungsträger zu benutzen* Man bedient sich dabei im

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allgemeinen zweier verschiedener Verfahren. Bas erstere ist als sog· "Einfrier"-Verfahren (ⁿfrost"method) bekannt und ausführlich in der Veröffentlichung von R.W* Gundlach und O.J· Glaus (Journal of Fhotographio Soienoe and Engineering, Jan./Feb· 1963) mit dem Titelι "A Oyolio Xerographio Method based on Frost Deformation¹¹ beschrieben. Das andere, als "Relief-Verfahren bezeichnete Verfahren ist in den UB-Patenteohriften 3 055 0061 3 063 872» und 3 113 179 ausführlich erläutert.

Ein grundlegender Unterschied zwischen der "Einfrier¹¹·- und der "Relief-Methode besteht darin, daß sog· "Froet"-Bilder in Bereichen gleichmäßiger Aufladung entstehen, während "Relief-Bilder einem elektrostatischen Ladungagradienten entsprechen, nioht aber einer gleichmäßigen Ladungsverteilung. Dieser Unterschied ist nioht nur im Hinblick auf die verschiedenen Anwendungemöglichkeiten bedeutsam, sondern gibt auoh einen Hinweis darauf, daß bei den beiden Verfahren ein grundsätzlich Tersohiedener Reaktionsablauf anzunehmen ist· Eb ist außerdem von Interesse, daß "Frost"-Strukturen auch ohne Einprägen von Informationen erzeugt werden können, während "Relief-Strukturen ohne Information nicht existent sind. Der Unterschied zwischen den beiden Systemen wird außerdem duroh die Tatsache hervorgerufen, daß bestimmte Materialien zwar zur Reliefbildung, nicht aber zur Bildung von Froststrukturen geeignet sind·

Ss ist daher Aufgabe der Erfindung, ein photoleitendes Material anzugeben, das sowohl zur Erzeugung von Frost- als auoh von Reliefstrukturen geeignet ist·

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein neues organisches photoleitendes Material anzugeben, das zur Herstellung eines duroh Wärme verformbaren, als Aufzeichnungsträger geeigneten Mediums verwendet werden kann·

Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren »um Herstellen eines duroh Wärme verformbaren Aufzeichnungsträgers anzugeben·

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Das photoleitende Material soll außerdem transparent sein und eine Eignung für die Verwendung sowohl in "Einfrier"-als auch in "Relief-Systemen besitzen und darüber hinaus seine Anwendung für Diapositive für Projektionsverfahren ermöglichen·

Durch die Erfindung soll außerdem ein neuer Weg zur Herstellung einer Abbildung auf einem verformbaren photoleitenden Aufzeichnungsträger gezeigt werden·

Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein neues Material anzugeben, das einerseits als durch Wärme verformbare Komponente und andererseits als photoleitender Bestandteil eines Aufzeichnungsträgers wirksam ist·

Die im Vorhergehenden erwähntenAufgaben können gemäß der Lehre der Erfindung durch ein Verfahren zum Aufzeichnen eines Bildes auf einer durch Wärme verformbaren Oberfläche gelöst werden. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß eine aus thermoplastischem Material bestehende Schicht aufgeladen und anschließend entsprechend einem vorgegebenen Muster, welches Hell- und Dunkelbereiche aufweist, belichtet wird, daß diese ,Schicht gleichzeitig oder im Anschluß an die Beliohtung deformiert wird, wobei auf der Oberfläche ein aus Bereiohen erhöhter und verminderter Schichtdicke zusammengesetztes Muster entsteht, das dem Hell- und Dunkelbereiche aufweisenden Muster des Originals entspricht und daß dabei das thermoplastische Material durch Vermischen eines Phenol-Aldehydharzes und einer Lewis-Säure unter Bildung eines koordinativ kovalenten Komplexes hergestellt wird·

Die harzartige Schicht, die entsprechend der Konfiguration eines Ladungsmusters deformierbar ist, kann durch Wärme, Dampf oder andere geeignete Mittel verformt werden· In der folgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Verwendung des Ausdrucks "wärmeverformbareβ Medium" erläutert werden, wobei zu beachten ist, daß die Verformung auch durch andere geeignete Mittel herbeigeführt werden kann«

BAD ORIGINAL

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Die Durchführung des Verfahrens naoh der Lehre der Erfindung erfolgt im allgemeinen in mehreren Verfahreneschritten! hiereu zählen: Aufbringen eines latenten elektrostatischen Bildes oder eines Ladungsmusters auf einer Isolierschicht aus einem im Vorhergehenden näher beschriebenen Material, das duroh Wärme oder Lösungsmitteldämpfe zum Erweichen gebracht werden kann· Die Schicht kann dann solange erweicht werden, bis die elektrostatischen Anziehungskräfte des Ladungsmusters größer sind als die Oberflächenspannung der Schicht·

Sobald dieser Grenzwert erreicht ist, bilden sich auf der Oberfläche zahlreiche sehr kleine Falten und Runzeln» wobei die Tiefe der Runzeln in den einzelnen Bereichen der Schioht von der elektrostatischen Aufladung in diesen Bereichen abhängig ist. Das Bild erhält dadurch das Aussehen eines "eingefrorenen Bildes". Die Isolierschicht kann bereite vor dem Aufbringen des Ladungemusters zum Erweichen gebracht werden; Voraussetzung dafür ist allerdings, daß die Isolationseigensohaften des Materials zur Aufrechterhaltung der Ladung ausreichen· Das "Einfrieren¹* des Bildes kann dann duroh Auehärten der Schicht erfolgen, wozu man die Sohicht zweokmäßigerweise wieder den Bedingungen unterwirft, denen sie vor dem Erweichen ausgesetzt war·

Ist eine wiederholte Anwendung eines derartigen "Einfrier"-Systems vorgesehen, so ist es wünschenwert, daß die duroh Einfrieren erzeugten Bilder naoh dem Aushärten duroh erneutes Erweiohen der Schioht wieder entfernt werden können. Zu diesem Zweok ist es notwendig, daß die Viskosität des thermoplastischen Materials für eine genügend lange Zeit soweit erniedrigt werden kann, daß eine Glättung der Schioht duroh die Oberflächenspannung erfolgen kann.

Ale besonders geeignet für die Verwendung in Systemen, die dem im Vorhergehenden Beschriebenen entsprechen, aind solche Materialien zu nennen, die sich nicht nur duroh eine ausreichende Verformbarkeit auszeichnen, sondern die außerdem gute Photo-

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leiter sind» Auf diese Weise ist es möglich, diese Materialien direkt auf einer leitenden Unterlage aufzubringen, ohne daß eine vorherige Absohneidung von photoleitendem Material auf dieser Unterlage notwendig wäre·

Sin derartiges photoleitendes thermoplastisches Material kann dadurch erhalten werden, daß eine Lewis-Säure mit einem Phenol-Aldehydhari venaisoht und in einen koordinativ kovalenten Komplex übergeführt wird.

Als besonders geeignet haben sich Har!komponenten der allgemeinen formel

erwiesen·

H enteprioht dabei einem Aldehydrest, wie a.B. einem Rest von Formaldehyd, Paraformaldehyd, furfurol, Aminoformaldehyd, Aoroleln, Bensaldehyd, Chloral, Oxo-aldehyden, Acetaldehyd, Glyoxal, Propionaldehyd, n-Butylaldehyd, Xsobutylaldehyd, n-Yaleraldehyd, Isovaleraldehyd, n-Kapronaldehyd, n-Heptaldehyd, Stearaldehyd, Orotonaldehyd sowie deren Mischungen·

X enteprioht einem Rest au· der aus H-, OH- niederen Alkylresten und Halogenen sowie deren Gemiihhen bestehenden Gruppe»

X entspricht einem Rest aus der im Torhergehenden mit £ beleiohneten Gruppe und Sauerstoff·

£ entspricht einem Faktor gleioh oder größer 2|

n, enteprioht einem faktor mit einem Wert von 1 bis 4|

£ enteprioht einem faktor mit einem Wert von 1 bis 3·

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Zweokmäßigerweise werden Stoffe mit einem Molekulargewicht von wenigetens etwa 300 gewählt·

Ee muß erwähnt werden, daß keine der beiden obengenannten zur Herstellung dee photoleitenden Materials verwendeten Komponenten selbst photoleitend ist; vielmehr sind beide Komponenten nicht-photoleitend. Duroh Vermischen der zuvor erwähnten nicht-photoleitenden Lewis-Säure mit dem im Vorhergehenden näher bezeichneten ebenfalls nicht-photoleitenden thermoplastischen Material und überfuhren in eine Komplexverbindung erhält man ein Isoliermaterial mit ausgezeichneten photoleitenden Eigenschaften, welches naoh einem an sich bekannten geeigneten Verfahren auf eine leitende Unterlage aufgebracht wird und so einen duroh Wärme verformbaren Aufzeichnungsträger bildet·

Daneben besteht die Möglichkeit, das photoleitende Material zu einer selbsttragenden Folie zu verformen; das zuvor beschriebene Aufbringen auf eine Unterlage erübrigt sich dann· Außerdem kann auf den Photoleiter eine zweite, durch Wärme verformbare Sohicht in Form eines Überzugs aufgebracht werden.

Wichtig ist dabei, daß die duroh Wärme verformbare Schicht einen spezifischen elektrischen Widerstand von 10 OhM*om oder mehr und eine Viskosität bis zu etwa 10 Poise an ihrem Srweiohungspunkt aufweist· Die durch Wärme verformbare Schicht kann eine Schichtdicke bis zu .300 Mikron aufweisen, wobei die günstigsten Werte Jedooh im Bereich von 5 bis 15 Mikron liegen· Das Mischungsverhältnis Hars/Lewls-Säure kann bis zu 1 t variiert werden} die günstigsten Ergebnisse, insbesondere in Bezug auf die Empfindlichkeit der Schicht, werden jedoch durch ein Mischungsverhältnis im Bereioh bis zu 1 t 5 erhalten·

Die Erzeugung des Bildes kann nach irgend einem geeigneten Verfahren erfolgen. Als geeignet haben sich die folgenden Methoden erwiesen, die für das Verfahren naoh der Lehre der Erfindung typisch sindι

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1· Die thermoplastische photoleitende Schicht wird zunächst gleichmäßig aufgeladen und dann selektiv entsprechend dem zu reproduzierenden Bild belichtet. Anschließend wird das Material einer Wärmebehandlung unterworfen und bis zur Ausbildung eines "Frost"-Bildes, dessen Konfiguration dem Huster der vorhergehenden selektiven Belichtung entspricht, deformiert· Anschließend wird das Bild fixiert, indem die Schicht durch Abkühlen zum Erhärten gebracht wird.

2· Bei einem anderen Verfahren wird die Schicht selektiv entsprechend einem vorgegebenen Muster aufgeladen, beispielsweise mittels einer Gorona-Entladung unter Verwendung einer Schablone oder durch Ladungeübergang von einem zweiten Fhotoleiter. Das Material wird anschließend erwärmt, wobei eine selektive Verformung der Schicht in den Bereichen erfolgt, die ursprünglich mit einer Aufladung versehen worden waren.

3· Bei einem weiteren Verfahren wird die photoleitende Schicht mit thermoplastischem Material überzogen. Dann werden beide mit einer gleichmäßigen Aufladung versehen und entsprechend dem zu reproduzierenden Bild belichtet· Anschließend wird erneut eine gleichmäßige Aufladung aufgebracht· Anschließend wird die Schicht in der oben beschriebenen Weise erwärmt und deformiert. Man erhält so ein Negativ, d.h. Schwarz für Weiß.

4» Bei einem weiteren Verfahren kommt das photoleitende thermoplastische Material in Form einer freitragenden Folie zur Anwendung. Diese Folie wird mit einer Aufladung versehen, indem sie zwischen zwei paarweise angeordneten Oorona-Entladungseinrichtungen hindurchgeführt wird« Anschließend erfolgt eine selektive Belichtung des Films, der dann durch Erwärmen deformiert wird. Das hierdurch erhaltene ¹¹FrOSf-BiId entspricht in seiner Konfiguration dem zur Belichtung verwendeten Original. Auf einem transparenten

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Film kann so ein lichtbrechendes Bild erzeugt werden, das als Diapositiv zur Projektion verwendet werden kann.

5e Wird die nach einer der oben genannten Methoden mit einer Abbildung versehene Schicht, bzw. der in entsprechender Weise behandelte Film, erneut einer Wärmebehandlung bis zum Erreichen des Erweichungspunktes nach vorhergehender Entladung unterworfen, so wird durch die Oberflächenspannung, die Oberfläche geglättet und das Bild entfernt« Das photoleitende Material ist dann für erneuten Gebrauch nach einer der genannten Methoden bereit·

6. Sämtliche in den mit der vorliegenden Anmeldung in Zusammenhang stehenden Anmeldungen 388 323« 388 322 und 388 324 beschriebenen Verfahren können auch auf die vorliegende Erfindung angewendet werden.

Die jeweils zur Anwendung kommenden Verfahren zur Erzeugung des ^wFrost"-Bildes können in Abhängigkeit von den besonderen Erfordernissen variiert werden. In bestimmten Fällen kann z.B. die durch Wärme .verformbare Schicht vor dem Aufbringen der Aufladung einer Vorbehandlung unterworfen werden. Außerdem können zahlreiche verschiedene Verfahren zum Fixieren und/oder Entfernen des Materials entsprechend einem vorgegebenen Bild angewendet werden.

Gemäß der Lehre der Erfindung wird jedes in Bezug auf die komplexbildende polymere Komponente als Elektronenacoeptor wirksame Material als Lewis-Säure bezeichnet.

Als koordinativ kovalenter Komplex (charge transfer complex) ist gemäß der Lehre der Erfindung ein unpolarer, aus im wesentlichen neutralen Elektronendonator- bzw» Elektronenacceptormolekülen gebildeter Komplex zu verstehen, der sich dadurch auszeichnet, daß im Falle der Anregung duroh Photonen ein innerer Elektronenübergang hervorgerufen wird, der vorüber-

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gehend einen angeregten Zustand erzeugt, in dem der Donator stärker positiv und der Acceptor stärker negativ als im Grundzustand ist·

Es wird vermutet, daß die nach der Lehre der Erfindung verwendeten isolierenden Harze vom Donator-Typ ihre Photoleitfähigkeit durch die Bildung koordinativ kovalenter Komplexe mit Elektronenacceptoren oder Lewis-Säuren erhalten, und daß diese Komplexe, wenn sie einmal gebildet sind, das photoleitende Element der Platten bilden·

Generell sind koordinativ kovalente Komplexe Gefüge mit relativ loser Bindung, die Elektronendonatoren und Elektronenacoeptoren, häufig in stöohiometrischen Verhältnissen, enthalten und wie folgt charakterisiert werden könnenι

(A) Die Reaktion Donator - Acceptor ist im neutralen Grundzustand nur schwach} d.h. weder Donator noch Aooeptor wird durch den Partner merklich gestört, solange keine Anregung durch die Einwirkung von Photoenergie stattfindet.

(B) Die Reaktion Donator - Aooeptor ist im angeregten Zustand relativ stark; d.h. die Komponenten sind durch die Einwirkung von Strahlungsenergie wenigstens teilweise ionisiert.

(C) Sobald der Komplex gebildet ist, erscheinen eine oder mehrere neue Absorptionsbanden im nahen Ultraviolett oder im sichtbaren Spektralbereich (Wellenlängen zwischen 3200 und 7500 Angström), die weder beim Donator nooh beim Acceptor vorhanden waren, sondern eine spezifische Eigenschaft des gebildeten Donator-Acoeptor-Komplexes darstellen.

Es wurde festgestellt, daß sowohl die intrinsischen Banden des Donators als auch die auf einem Ladungeübergang beruhenden Ban-

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den des Komplexes, geeignet sind eine Photoleitf ähij;keit hervorzurufen.

Die Bezeichnung "photoleitender Isolator" ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Bezug auf die praktische Anwendung in der xerographischen Technik definiert. Allgemein betrachtet kann praktisch jeder Isolator in einen photoleitenden Zustand übergeführt werden; hierzu bedarf es lediglich der Anregung durch Strahlung ausreichender Intensität und genügend kurzer Wellenlänge. Diese Tatsache gilt sowohl für anorganische als auch für organische Materialien und schließt auch inerte harzartige Bindemittel, wie sie für Verbundplatten benutzt werden, ein, sowie außerdem die nach der Lehre der Erfindung verwendeten Aktivatoren vom Elektronenacceptor-Typ und die ebenfalls verwendeten aromatischen Harze·

Die Empfindlichkeit für sehr kurzwellige Strahlung ist jedoch für die praktische Anwendung in der xerographischen Technik wenig vorteilhaft, da Strahlungsquellen ausreichender Intensität für Wellenlängen unterhalb 3200 Angström nicht ohne weiteres greifbar sind, zumal solche Strahlung für das menschliche Auge schädlich ist und außerdem von aus Glas bestehenden optischen System absorbiert wird* Demzufolge werden nach der lehre der Erfindung unter "photoleitenden Isolatoren" nur solche Materialien verstanden, die wie folgt charakterisiert werden können:

(1) Aus diesen Materialien lassen sich zusammenhängende Schichten oder Filme bilden, die in der Lage sind, bei Abwesenheit von harter, insbesondere radioaktiver, Strahlung eine elektrostatische Aufladung zurückzuhalten.

(2) Diese Schichten oder Filme zeigen bei Belichtung mit Strahlung, deren Wellenlänge größer als 3200 Angström ist, eine Empfindlichkeit, die auereicht, wenigstens die Hälfte der vorhandenen Aufladung bei einer Gesamtabsorption von höchstens 10 * Quanten je om abzubauen.

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Entsprechend dieser Definition sind die nach der Lehre der Erfindung vorgeschlagenen Harze und Lewis-Säuren, soweit sie einzeln verwendet werden, ausgeschlossen.

Die nach der Lehre der Erfindung zu verwendenden thermoplastischen Materialien gehören allgemein zum Typ der Phenol-Aldehydharze. Dabei kennen praktisch alle Phenol-Aldehydharze eingesetzt werden; ihre Auswahl richtet sich lediglich nach dem Verwendungszweck und den geforderten Eigenschaften.

Zur Herstellung von Phenol-Aldehydharzen eignen sich beispielsweise: Phenol, Kresol, Xylol, Alkylphenole, wie p-Tertiäramylphenol, p-Cyclohexylphenolι Arylphenole, wie p-Phenylphenol, Triphenyl-p-hydroxyphenol| Alkenylphenole, wie p- und o-1,5 Disowie -1,3 Dibutenylphenol, 1/3/5 Tributenylphenolj halogenierte Phenole, wie Mono-, Di-, Tri- und Tetrachlorphenolι Resorcin, Hydrochinon und Mischungen daraust sulfonierte Phenole, wie p-Hydroxy-terbutyl-benzoleulfonsäure» 2-, 3- und mehrwertige Phenole, wie Resorcin, Katechin, Hydrochinon, Brenzkateohin, Pyrogallol, Phloroglucin, Benzoltriol, Xylenolj polynukleare Phenole, wie a- und ß-Naphthol, Anthraoenphenolj Dihydroxydipheny1alkane, wie Bisphenol A und Mischungen daraus·

Zur Herstellung der nach der Lehre der Erfindung zu verwendenden Phenolharze kann auch jedes der oben genannten substituierten Phenole herangezogen werden. Außerdem können, soweit erwünscht, die verwendeten Phenol-Aldehydharze modifiziert werden; so lassen sioh beispielsweise Phenol-Formaldehydharze mit Diphenyloxyd modifizieren. Man erhält auf diese Weise ein Phenol-Formaldehydharz, das zwischen mindestens einer aromatischen Gruppe eine Sauerstoffbrücke aufweist.

Zur Umsetzung mit dem Phenol kann praktisch jedes geeignete Aldehyd verwendet werden. Typische Beispiele für die geeigneten Aldehyde sind! Formaldehyd, Paraformaldehyd, Furfural, Aminoformaldehyd, Acrolein, Benzaldehyd, Chloral, Oxo-Aldehyde,

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Acetaldehyd, Glyoxal, Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, Isobutyraldehyd, n-Valeraldehyd, Isovaleraldehyd, n-Caproaldehyd, n-Heptaldehyd, Stearaldehyd, Crotonaldehyd und Mischungen daraus.

Zur Herstellung des erwünschten thermoplastischen photoleitenden Materials kann praktisch jede geeignete Lewis-Säure mit einem der oben erwähnten Phenol-Aldehydharze vermischt und in einen Komplex übergeführt werden.

Obgleich der Mechanismus der Komplexbildung im vorliegenden Fall noch nicht vollständig geklärt ist, kann doch angenommen werden, daß ein koordinutiv kovalenter Komplex durch Ladungsübergang gebildet wird, der Absorptionsbanden aufweist, die für keine der komplexbildenden Komponenten, wenn diese einzeln betrachtet werden, charakteristisch sind. Die durch das Vermischen der zwei nicht-photoleitenden Komponenten hervorgerufene synergistische Wirkung scheint dabei wesentlich größer zu sein, als die durch eine reine Addition der Eigenschaften der einzelnen Komponenten zu erreichende.

Die besten Ergebnisse lassen sich mit den folgenden, bevorzugt anzuwendenden Lewis-Säuren erreiohen. Hierzu zählern 2,4,7-Trinitro-9-fluorenonj 4,4-Bis-(dimethylamino)benzophenon: Tetrachlor-phthalsäureanhydrid; Chloranilt Pikrinsäure! Benz(a)anthraoen-7,12dionj 1,i^TTrinitrobenzol.

Andere typische Lewis-Säuren sindχ Chinone, wie p-Benzoohinon, 2,5-Diohlorbenzochinon, 2,6-Dichlorbenzochinon, Chloranil, Naphthochinone 1,4), 2,3-Dichlornaphthochinon-(1,4.), Anthrachinon, 2-Methylanthrachinon, 1,4-Dimethyl-anthraohinon, 1-Chloranthrachinon, Anthrachinon-2-oarboxylsäure, 1,5-Diohloranthraohinon, "l-Chlor^-nitroanthrachinon, Phenanthren-chinon, Aeenaphthenohinon, Pyranthrenchlnon, Chrysen-chinon, Thio-naphthen-ohinon, Anthrachinon-1,8-dieulfonsäure und Anthraohinon-2-aldehyd| Triphthaloyl-benzol; Aldehyde, wie Bromal, 4-Nitrobenzaldehyd,

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2,6-Dichlorbenzaldehyd, 2-Ithoxy-i-naphthaldehyd, Anthrazen-9-aidehyd, Pyren-3-aldehyd, Oxindol-3-aldehyd, Pyridin-2,6-dialdehyd, Biphenyl-4-aldehydj organische Phosphoniumsäuren, wie 4-Chlor-3-nitro-benzol-phoβphoniunlsäure, Nitrophenole, wie 4-Nitrophenol, und likrinsäurej Säureanhydride, wie beispielsweise Essigsäureanhydrid, Bernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Tetraohlorphthalsäureanhydrid, Perylen-3,4,9,10-tetraoarboxylsäure und Chrysen-2,3,8,9-Tetracarboxylsäureanhydrid, Di-brommaleinsäureanhydrid; Halogenide der Metalle und Metalloide der Gruppen IB, II bis VIII des periodischen Systems der Elemente, wie beispielsweises Aluminiufflchlorid, Zinkchlorid, Eisenchlorid, Zinntetrachlorid, Arsentrichlorid, Zinnchlorür, Antimonpentaohlorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumbromid, Kalziumbromid, Kalziumjodid, Strontium» bromid, Ghrombromid, Manganchlorür, Kobaltchlorür, Kobaltchlorid, Kupferbromid, Oerohlorid, Thoriumchlorid, Arsentrijodidj Borhalogenide, wie beispielsweise: Bortrifluorid und Bortrichloridj und Ketone, wie Azetophenon, Benzophenon, 2-Azetyl-naphthalen, Benzil, Benzoin, 5-Benzoyl-azenaphthen, Biaoen-dion, 9-Azetylanthrazen, 9-Benzoyl-anthrazen, 4-(4-Dimethylamino-oinnamoyl)-1-azetylbenzol, Azetessigsäureanilid, Indandion-(1,3), (i-3diketohydrinden,) Azenaphthen-chinon-dichlorid, Anisil, 2,2-Pyridil und Puril.

Weitere Lewis-Säuren sind Mineralsäuren, wie die Halogenwasserstoff e Schwefelsäure und Phosphorsäure} organische Garboxylsäuren, wie Essigsäure und deren Substitutionsprodukte, Monochlor-Essigsäure, Dichioressigsäure, Triohloressigsäure, Phenylessigsäure und 6-Methyl-kumarinylessigsäure(4)| Maleinsäure, Cinnamylsäure, Benzoesäure, 1-(4-Diäthyl-amino-benzoyl)-benzol-2-oarboxylsaure, Phthalsäure und Tetrachlorphthalaäure, Ä-ii-Dibrom-ö-forinyl-aorylsäure (Schleim-bromsäureO-Dibrommaleinsäure, 2-Brombenzoesäure, Gallussäure, 3-Nitro-2-hydroxyl-1-benzoesäure, 2-Nitro-phenoxy-Essigsäure, 2-Nitro-benzoesäure, 3-Nitro-benzoesäure, 4-Nitro-benzoesäure, 3-Nitro-4-Athoxybenzoesäure, 2-Ghlor-4-nitro-1-benzoesäure, 3-Nitro-4-methoxybenzoeeäure, 4-Nitro-1-methyl-benzoesäure, 2-Chlor-5-nitro-1-

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benzoesäure, 3-Chlor-6-nitro-1-benzoesäure, 4-Chlor-3-nitro-1-benzoesäure, S-Chlor^-nitrc^-hydroxy-benzoesäure, 4-Chlor-2-hydroxy-benzoesäure, 2,4-Dinitro-1-benzoesäure, 2-brom-5-nitrobenzoesäure, 4-Chlorphenyl-essigsäure, 2-Chlor-cinnamylsäure, 2-Cyan-oinnamylsäure, 2-4-Dichlor-benzoesäure, 3,5-Dinitrobenzoesäure, 3,5-Dinitroealicylsäure, Malonsäure, Schleimsäure, Salicylsäure, essigsaure Benzylsäure, Butan-tetracarboxylsäure, Zitronensäure, Cyanessigsäure, Cyclo-hexan-dicarboxylsäure, Cyclohexen-carboxylsäure, 9,10-Dichlor-stearinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Levulinsäure, Apfelsäure, Bernsteinsäure, Alphabrom-stearinsäure, Citraconsäure, Dibrom-bernsteinsäurβ, Pyren-2»3»7,8-tetra-carboxylsäure, Weinsäure; organische Sulfonsäuren, wie 4-Toluolsulfonsäure und Benzolsulfonsäure, wie 2,4-Dinitro-1-methyl-benzol-6-sulfonsäure, 2,6-Dinitro-1-hydroxy-benzol-4-sulfonsäure, 2-Nitro-1-hydroxy-benzol-4-sulfonsäure, 4-Nitro-1-hydroxy-2-benzolsulfonsäure, 3-Nitro-2-mβthyl-1-hydroxy-benzol-5-sulfonsäure, 6-Nitro-4-methy1-1-hydroxy-benzol-2-sulfonsäure, 4-Chlor-1-hydroxy-benzol-3-sulfoneäure, 2-chlor-3-nitro-1-methy1-benzol-5-sulfonsäure und 2-0hlor-1-methyl-benzol-4-sulfonsäure.

An Hand der folgenden Beispiele wird die vorliegende Erfindung weiter ins einzelne gehend erläutert. Bei den jeweils angegebenen Anteilen und Prozentsätzen handelt es sich, sofern nichts anderes angegeben ist, um auf Gewichte bezogene Angaben. Die nachstehend angegebenen Beispiele dienen, darauf sei hier besondere hingewiesen, lediglich zur Erläuterung der verschiedenen bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung«

Beispiel It

In einem Becher aus Pyrex-Glas (100 ml), der etwa 45 Gramm eines Lösungsmittelgemisches, bestehend aus etwa 25 Gramm Aceton und etwa 20 Gramm Toluol, enthält, wird eine Probe von etwa 5 Gramm eines mit Diphenyloxyd modifizierten Novolackes (Diovolack No. J3T-395-13OO, hergestellt von The Dow Chemical Company) eingebracht. Diese Mischung wird mit Hilfe eines Magnetrühr er s bis zur vollständigen Auflösung des Harzet; _r:erühr t · ..

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Dann werden etwa 250 Milligramm 2,4,7-Trinitrofluorenon zu etwa 10 Gramm der oben beschriebenen Harzlösung hinzugefügt und in einem Kolben (Fassungsvermögen etwa 50 g) bis zur vollständigen Auflösung des 2,4,7-Trinitrofluorenons gerührt.

Diese Lösung wird dann als Überzug auf eine Aluminiumplatte mittels eines an sioh bekannten Verfahrens, wie Aufstreichen, Eintauchen, Gießen oder Aufsprühen, aufgebracht· Die Aluminiumplatte hat die Abmessungen 0.015 x 27.9 x 40.7 om (0,005" x x11" χ 16"), ist rechtwinklig und aus einer blank polierten Aluminiumfolie (1145-H19» hergestellt von der Aluminium Comp, of America) gefertigt. Anschließend wird der Überzug getrocknet· Die Menge der aufgetragenen Lösung wird dabei so gewählt, daß die Schichtdicke der getrockneten Schicht etwa 5/um beträgt. Die derart ait einem Überzug versehene Platte wird mit Hilfe einer Gorona-Entladung mit einer negativen Aufladung von etwa 300 Volt versehen. Dann wird die Platte für die Dauer von 15 see belichtet. Die Belichtung erfolgt dabei mittels einer Projektionseinrichtung (Simmone Omega D 3 Vergrößerungsapparat), die mit einer Linse, Brennweite f = 4-,5» und einer Wolframlampe, die bei 2950⁰K Farbteaperatur betrieben wird, ausgestattet ist» Die mittlere Beleuchtungsstärke auf der Platte beträgt etwa 45 Lux (four foot candles), gemessen mit einem Weston Belichtungsmesser, Modell No. 756.

Die Platte wird anschließend auf eine erhitzte Platte aufgelegt und bei einer ^temperatur von etwa 10O⁰O entwickelt.

Beim Erwärmen der Platte entsteht auf der Plattenoberfläohe ein dem projizierten Bild entsprechendes Bild, das sioh sowohl durch gute Bildauflösung als auch duroh Schärfe auszeichnet· Sobald die Platte entwickelt 1st, wird sie von der erhitzten Platte genommen und sum Fixieren dee Bildes abgekühlt*

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Beispiel II:

1 Gramm Phenolharz (CKM 5254, Hersteller Union Carbide Plastics Company), welches durch Umsetzung von etwa 1 Mol p-Phenylphenol und weniger als 0,9 Mol Formaldehyd erhalten wurde, wird in einem Becher aus Pyrex-Glas (50 ml) zu etwa 9 Gramm eines Gemisches aus Aceton und Toluol im Verhältnis 1 : 1 hinzugefügt. Diese Mischung wird bis zur vollständigen Auflösung des Harzes unter Rühren digeriert.

Dann werden etwa 250 Milligramm 2,4,7-Trinitro-9-fluorenen zu der oben beschriebenen Harzlösung zugesetzt und solange gerührt, bis eine vollständige Dispersion des gesamten Materials erreicht ist β

Die derart erhaltene Lösung wird dann auf eine Aluminiumunterlage aufgebracht, getrocknet und in der in Beispiel I beschriebenen Weise weiterbehandelt. Beim Erwärmen der Platte erhält man auoh in diesem Fall ein Bild, das dem Projizierten entspricht. Bildschärfe und Auflösungsvermögen zeichnen auch dieses Bild aus. Unmittelbar nach dem Entwickeln wird die Platte von der erhitzten Unterlage abgenommen und zum. Fixieren des Bildes abgekühlt.

Beispiel III:

Zur Herstellung eines Überzuge wird in der anhand von Beispiel II beschriebenen Weise eine Lösung angesetzt, wobei jedoch anstelle des oben genannten Phenolharzes (CKM 5254) ein durch Umsetzung von etwa 1 Mol p-Tertiär-butyl-phenol und weniger als 1 Mol Formaldehyd erhaltenes Phenolharz (CKR 2103, hergestellt von Union Carbide Plastics Company) verwendet wird. Dann wird, wie zuvor erwähnt, Trinitrofluorenon hinzugefügt, unter Rühren in Lösung gebracht, die erhaltene Lösung als überzug auf eine Aluminiumunterlage aufgebracht und der überzug getrocknet. Wird die derart hergestellte Platte in analoger Weise wie im Vorhergehenden behandelt, so zeigt sie

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praktisch die gleichen Eigenschaften.

Beispiel IYt

Eine Aluminiumplatte wird mit einem 4 /im starken Überzug aus einem entsprechend Beispiel II zusammengesetzten Gemisch versehen. Der Überzug wird getrocknet und anschließend mit einem weiteren Überzug aus einem durch Wärme verformbaren, jedoch nicht photoleitenden, Harz überzogen« Dieser weitere Überzug besteht aus einer etwa 10 prozentigen Lösung (Gewichtsprozent) von Staybelite-Ester Ho· 10 (Herstellen Hercules Powder-Company) in Supernaphthalit. Die Dicke des zweiten Überzugs beträgt etwa 3 /im»

Anschließend wird die derart hergestellte Platte getrocknet und im Dunkeln mittels einer Corona-Entladung mit einer negativen Aufladung von etwa 450 Volt versehen. Dann wird die Platte für die Dauer von 15 eeo belichtet. Die Belichtung erfolgt mittels einer Projektionseinrichtung (Simmons Omega D Vergrößerungsapparat), die mit einer Linse, Brennweit· f -.4,5, und einer VoIframlampe, die bei 295O⁰K Farbtemperatur betrieben wird, ausgestattet ist· Die mittlere Beleuchtungsstärke auf der Platte beträgt etwa 45 Lux (4 f.c), gemessen mit einem Weston Belichtungsmesser, Modell No. 756. Die Platte wird anschließend erneut aufgeladen und dem Tageslicht ausgesetzt. Dann wird die Platte bei etwa 7O⁰O durch Auflegen auf eine erhitzte Platte entwickelt. Beim Erwärmen der Platte entsteht auf der Plattenoberfläohe ein negatives Bild, d.h. Schwarz für Weiß, des projizieren Bildes. Auch dieses Bild Belohnet sich durch gutes Auflösungsvermögen sowie durch Bildschärfe aus. Unmittelbar nach dem Entwickeln wird die Platte von der erhitzten Unterlage abgenommen und zum Fixieren des Bildes abgekühlt.

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Beispiel V:

Eine Aluminiumplatte wird mit einem etwa 5/um starken Überzug aus einem entsprechend Beispiel II zusammengesetzten Gemisch versehen. Anschließend wird in der zuvor beschriebenen Weise ein durch Bildschärfe ausgezeichnetes Bild hergestellt, das durch Abkühlen der Platte nach dem Entwickeln fixiert wird.

Anschließend wird die mit dem fixierten Bild versehene Platte erneut auf die erhitzte Unterlage aufgelegt und solange erwärmt, bis das Bild vollständig entfernt ist. Dann wird die Platte auf Raumtemperatur abgekühlt und entsprechend Beispiel II erneut mit einem Bild versehen. Daraus geht hervor, daß eine mehrmalige Benutzung der Platte ohne weiteres möglich ist·

Beispiel YIi

Es wird eine zur Herstellung eines Überzugs geeignete Lösung hergestellt, die etwa 1 Gramm eines mit Diphenyloxyd modifizierten Novolaokes (Novolaok No. ET-395-480, hergestellt von The Dow Chemical Company) in einem Gemisch aus Aoeton und Toluol (Mischungsverhältnis 1 ι 1) gelöst enthält. Zu dieser Lösung werden etwa 0,25 Gramm 2,4,7-Trinitrofluorenon hinzugefügt. Dieses Gemisch wird bis zur vollständigen Auflösung aller Beatandteile gerührt und anschließend durch Eintauchen als Überzug auf eine Aluminlumplatte aufgebracht. Die Schichtdicke des so hergestellten Überzugs beträgt nach dem Trocknen etwa 10yum.

Di· mit einem Überzug versehene Platte wird dann im Dunkeln mittels einer Gorona-Entladung mit einer negativen Aufladung von etwa 150 Volt versehen und in der anhand von Beispiel I beschriebenen Welse für die Dauer von 15 sea belichtet. Die Platte wird dann auf eine erhitzte Platte aufgelegt und bei etwa 45⁰O entwickelt· Dabei entsteht auf der Platte ein dem projizierten Bild entsprechendes Bild, das sich durch seine reliefartigen Umrisse und durch das Pehlen einer dichten Bedeckung in den Dunklen Bereichen auszeichnet*

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Die Platte wird unmittelbar nach dem Entwickeln von der erhitzten Unterlage abgenommen und das Bild durch Abkühlen fixiert.

Beispiel VIIt

Ein Polyäthylen-Terephthalat-Film, unter der Bezeichnung Mylar im Handel, (Hersteller: E.I, Du Pont de Nemours Oo·) wird durch Aufdampfen im Vakuum mit eine* Aluminiumüberzug versehen. Die Größe des verwendeten Films beträgt dabei 0.008 χ 15·2 χ χ50·8 cm (0.003" x 6" χ 20"). Das erhaltene Produkt zeigt eine

Leitfähigkeit an der Oberfläche von 500 0hm cm und eine Lichtdurchlässigkeit von mindestens 65 #. Auf die mit Aluminium beschichtete Oberfläche wird dann ein Überzug aus dem entsprechend Beispiel I hergestellten koordinativ kovalenten Komplex mittels einer Gravierrolle (gravure roll) aufgebracht. Die Schichtdicke des so hergestellten Überzugs beträgt nach dem Trocknen etwa 15/um. Dieser Film wird anschließend in der anhand von Beispiel I beschriebenen Weise mit einem Bild versehen, das sich durch Bildschärfe und Auflösungsvermögen auszeichnet und sehr gute Diapositive für die Projektion ergibt.

Beispiel VIIIt

Auf eine aus Mylar bestehende Unterlage mit einer Dicke von 0.008 cm wird ein Überzug aus einem entsprechend Beispiel II hergestellten koordinativ kovalenten Komplex mittels einer Gravierrolle aufgebracht. Die Schichtdicke des trockenen Überzugs beträgt etwa 10/um. Die mit einem Überzug versehene Oberfläche des derart hergestellten Films wird dann im Dunkeln mittels einer Gorona-Entladung mit einer negativen Aufladung, wobei die nicht mit einem Überzug versehene Mylar-Oberfläche durch Verwendung einer entsprechenden Entladungseinriohtung gleichzeitig mit einer positiven Aufladung versehen wird. Dieser Film wird dann in der anhand der Beispiele I und II beschriebenen Weise belichtet und weiterbehandelt« das auf

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dies« Weise erhaltene Bild zeichnet eich durch die gleichen Eigenschaften aue, wie die nach den genannten Beispielen er-. haltenen Bilder· Außerdem lädt sich das derart erhaltene Bild sehr gut ale Diapositiv für Projektionezwecke verwenden.

Bei den in den vorangehenden Beispielen verwendeten Materialien handelt es sich lediglich um spezielle Ausführungsbeispiele _β Darüber hinaus können noch zahlreiche andere Materialien mit ähnlichen Ergebnissen angewendet werden. Außerdem kann, falls es wünschenswert erscheint, zwischen der als Träger dienenden Unterlage und dem aus einem Phenol-Aldehydharz und einer Lewis-Säure gebildeten Komplex, der als Überzug aufgebracht ist, eine weitere separate photoleitende oder inerte Schicht angeordnet werden. Außerdem besteht die Möglichkeit,zu dem Komplex noch andere zusätzliche Materialien hinzuzufügen und so die Eigenschaften dieses Materials zu verstärken oder anderweitig zu modifizieren·

Die photoleitenden Materialien nach der Lehre der Erfindung können beispielsweise mittels geeigneter Farbstoffe eensibilisiert werden. Außerdem können sie mit anderen photoleitenden Materialien und/oder anderen Materialien organischer oder anorganischer Natur vermischt werden. Ist die mit einer Abbildung versehene Platte transparent, wie anhand der Beispiele VII und VIII beschrieben, so ist sie in hervorragender Weise zur Herstellung von Diapositiven für Projektionszwecke geeignet«

die

Darüber hinaus können/nach der Lehre der Erfindung hergestellten thermoplastischen photoleitenden Materialien in der Drucktechnik und auf ähnlichen Anwendungsgebieten verwendet werden.

Weitere für den Fachmann naheliegende Modifikationen und Abwandlungen der Erfindung sind als ebenfalls zur Erfindung gehörig anzusehen.

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Claims

Patentansprüche

Durch Wärme verformbarer Aufzeichnungsträger für elektrophotographische Zwecke, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens teilweise aus einem "thermoplastischen photoleitenden Material besteht und daß als thermoplastisches photoleitendes Material ein durch Vermischen eines Phenol-Aldehydharzes und einer Lewis-Säure unter Ladungsübergang gebildeter koordinativ kovalenter Komplex vorgesehen ist·

2· Aufzeichnungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische photoleitende Material in Form einer Schicht auf einer als Träger dienenden Unterlage angeordnet ist»

3· Aufzeichnungeträger naoh Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Träger dienende Unterlage aus elektrisch leitendem Material besteht»

4·· Aufzeichnungsträger naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischem photoleitendem Material bestehende Schicht als selbsttragende Folie ausgebildet ist·

5· Aufzeichnungsträger naoh dem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus thermoplastischem photoleitendem Material bestehende Schicht mit einem Überzug aus einem zweiten photoleitenden Material versehen ist·

6« Verfahren zum Herstellen eines Aufzeichnungsträgers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein ?henol-Aldehydharz unter Bedingungen, bei denen eine Xomplexbildung unter Ladungsübergang stattfindet, mit einer Lewis« Säure vermischt und in einen koordinativ kovalenten Komplex übergeführt wird und daß dieses Gemisch zu einer Schicht annähernd gleichmäßiger Schichtdicke verformt wird·

7· Verfahren naoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis zwischen der Lewis-Säure und dem Phenol-Aldehydharz so gewählt wird, daß auf etwa 1 Teil Lewis-Säure etwa 1 bis 100 Teile Phenol-Aldehydharz kommen.

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8. Verfahren naoh Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Harzkomponente ein Phenol-Aldehydharz gewählt wird, dessen Zusammensetzung der folgenden Formel

HV) »ι

entspricht, wobei

R einem Aldehydreat aus der Gruppe Formaldehyd, Paraformaldehyd, Furfural, Aminoformaldehyd, Acrolein, Benzaldehyd, Chloral, Oxo-Aldenyde, Acetaldehyd, Glyoxal, Propionaldehyd, n-Butyraldehyd, Isobutyraldehyd, n-Valeraldehyd, Isovaleraldehyd, n-Caproaldehyd, n-Heptaldehyd, Stearaldehyd, Crotonaldehyd und deren Mischungen)

Y einem Glied aus der Gruppe -H, -OH, niedere Alkylreste, Halogene oder deren Mischungen!

X einem Glied aus der mit R bezeichneten Gruppe oder Sauerstoff;

2 einem Faktor gleich oder größer 2;
η einem Faktor mit einem Wert von 1 bis 4 und m einem Faktor mit einem Wert von 1 bis 3

entsprechen·

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermischen der Komponenten und die Überführung in einen koordinativ kovalenten Komplex im flüssigen Medium vorgenommen wird, daß die erhaltene flüssige Mischung auf eine als Träger dienende leitende Unterlage aufgebracht und daß anschließend der flüssige Bestandteil entfernt wird.

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10» Verwendung des Aufzeichnungsträgers nach, einem der Ansprüche 1 bis 5 für einen elektrophotographischen Prozeß, bei dem die aus thermoplaatieohem photoleitendem Material bestehende βchioht zunächst mit einer elektrostatischen Aufladung versehen und anschließend entsprechend einem Hell- und Dunkelbereiche aufweisenden Muster belichtet wird, wodurch ein teilweiser Abbau der Aufladung stattfindet, bei dem dann die derart mit einem latenten elektrostatischen Bild versehene Schicht soweit erwärmt, daß sie zumindest teilweise entsprechend dem latenten Bild verformt wird, wobei auf der Schicht ein Bild entsteht, das in seiner Konfiguration dem zur Belichtung verwendeten Muster entspricht und bei dem abschließend das entstandene Bild fixiert wird·

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