DE1920719A1 - Elektrophotographischer fluessiger Entwickler - Google Patents
Elektrophotographischer fluessiger EntwicklerInfo
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Description
/ATcNTmNWXL)E
DR. E. WIEGAND DIPUNG. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
23. April 1969 W. 14 247/69 13/Loe
Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha
Kanagawa (Japan)"
Elektrophotographischer flüssiger Entwickler.
Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Zusammensetzung für elektrophotographische flüssige Entwickler.
Ein flüssiger Entwickler für den Gebrauch bei der Elektrophotographie umfaßt gewöhnlich eine stark isolierende
unpolare organische Flüssigkeit und darin dispergierte elektrostatisch geladene feinteilige Teilchen,
wobei die tretere bisweilen als TrMgerflüssigkeit und
die letztere als Tonerteilchen bezeichnet werden.
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Unter einer Anzahl von Entwicklerverfahren zum Gebrauch bei der Elektrophotographie ist ein flüssiges
Entwicklungsverfahren oder eine elektrophoretische Entwicklung
bekannt, die zur Erzeugung eines entwickelten Bildes von sehr guter Auflösung und zufriedenstellender
Tonwiedergabe fähig ist, was hauptsächlich darauf zurückzuführen ist, daß die Tonerteilchen in der Trägerflüssigkeit
als wesentlich feinere Teilchen als in anderen Entwicklermaterialien stabil dispergiert sind, und daß sie
sich auf einem latenten elektrostatischen Bild abscheiden, da die dispergierten Einheitsteilchen nicht in agglomerierter
Form vorliegen.
Es wurden viele abgeänderte Bildaufzeichnungsverfahren vorgeschlagen, bei welchen dem elektrophotographischen
Tonermaterial spezifische Funktionalitäten erteilt werden. Ein typisches Beispiel ist die Bildung
eines ätzbeständigen Musters oder einer ätzbeständigen Vorlage durch Elektrophotographie unter Anwendung eines
ein lichtelektrisch leitfähiges Pigment und ein Harz enthaltenden Überzugs, der ein härtbares harzartiges
Material und einen katalytischen Entwickler enthält,
der die Härtungsreaktion des Harzes fördern oder einleiten kann.
Die Erfindung kann sich auch auf die Art von Elektrophotographie
beziehen, bei welcher ein Toner mit einer spezifischen Funktionalität verwendet wird. Der
flüssige Entwickler gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er einen Toner enthält, der ein proteolytisches
Enzym umfaßt.
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Nachdem einmal ein Tonerbild auf einem lichtelektrisch
leitfähigen Überzug eines elelrtrophotographischen lichtempfindlichen Gliedes unter Verwendung eines derartigen
flüssigen Entwicklers erhalten ist, kann eine Schablone oder eine Matrix zum Kopieren oder zur Bildvervielfältigung
in einem sehr einfachen Arbeitsgang hergestellt werden.
Gemäß der Erfindung wird daher ein elektrophotographischer flüssiger Entwickler zum Gebrauch bei der
Umwandlung eines auf einer isolierenden Oberfläche gebildeten elektrostatischen latenten Bildes in ein
sichtbares Bild oder ein Materialbild geschaffen, der eine nicht-polare, stark isolierende Trägerflüssigkeit
und ein Tonerpulver umfaßt, das darin ein feinteiliges proteolytisches Enzym enthält oder dieses
absorbiert oder aus einem feinteiligen proteolytischen Enzym besteht und eine geeignete Ladungspolarität aufweist,
wobei das Tonerpulver in der genannten Trägerflüssigkeit dispergiert ist. -." - "
Die vorstehend genannte Trägerflüssigkeit besitzt
einen elektrischen Widerstand von oberhalb 1o Ohm· cm
und eine spezifische Dielektrizitätskonstante von unterhalb 3,5.
Eine typische Arbeitsweise wird nachstehend im einzelnen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen schamatische Querschnittsansichten
von einem elektrophotographischen und einem Matrixmaterial, worin die Arbeitsweise zur
Erzeugung einer Gelatine-Matrix unter Verwendung eines Entwicklers gemäß der Erfindung veranschaulicht wird.
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Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines elektrophotographischen
Aufzeichnungsgliedes, das auf seiner lichtempfindlichen Oberfläche ein Tonerbild~äufweist, das ein
proteolytisches Enzym (das nachstehend abgekürzt als Protease bezeichnet wird) enthält. In Fig. 1 bezeichnet das
Bezugszeichen 1 ein elektrophotographisches Aufzeichnungsglied, das einen elektrisch leitfähigen Träger 11 und eine
lichtelektrisch leitfähige isolierende Schicht 12 umfaßt.
Der Träger ist gewöhnlich aus einem Material mit einem spezi-
fisden Widerstand von unterhalb etwa 10^ Ohm-cm gebildet,
" wobei geeignete Materialien Papier, Metallplatten, metallisiertes
Papier oder Kunststoff-Filme o.dgl. umfassen. Die
lichtelektrisch leitfähige isolierende Schicht 12 kann aus irgendeiner der in der Technik für die Elektrophotographie
bekannten Arten bestehen. Typische Beispiele hierfür sind amorphe Selenschicht, eine Schicht aus Zinkoxyd/Harz-Mischung,
organische lichtelektrisch leitfähige Schichten o.dgl.. Ein Tonerbild 2 enthält eine Protease. Die Fläche >
ist nicht mit dem Toner bedeckt. Ein derartiges Tonerbild kann durch ein typisches xerographisches Verfahren gebildät werden, bei
welchem die lichtelektrisch leitfähige Schicht im Dunklen geladen, die geladene Oberfläche einer Bildbelichtung unterworfen
und das so erzeugte latente elektrostatische Bild durch Abscheidung des Toners in Aufeinanderfolge entwickelt
wird. Jedoch kann irgendein anderes Verfahren zur Erzeugung eines Tonerbildes gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangen,
z.B. das Kalimann-Verfahren unter Anwendung eines lichtelektrisch
leltfähigen Nacheffektes, oder das thermoxerographische
Verfahren, bei welchem eine bildweise Wärmestrahlung anstelle einer Strahlung mit sichtbarem Licht zur Anwendung
gelangt.
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Fig. 2 erläutert die Arbeitsweise der Matrixbildung, wobei das ein Tonerbild tragende Aufzeichnungsglied 1 in
inniger Berührung mit einem Matrixmaterial 5 in Gegenwart von ausreichender Feuchtigkeit gehalten wird. Das Matrixmaterial
5 umfaßt eine wasserbeständige Unterlage 51 und eine Gelatineschicht 52, die in einer Ubarzugsdicke von mehreren
Mikron darauf aufgebracht ist. Geeignete Materialien für die Unterlage 51 umfassen Filme aus Cellulosetriacetat, PoIycarbonat,
Polyäthylenterephthalat ο.dgl. oder ein wasserbeständiges
Papier. Die Gelatineschicht 52 kann farblos sein; sie kann jedoch für eine bequeme Arbeitsweise in gewünschter
Weise gefärbt oder mittels geeigneter Materialien getrübt oder undurchsichtig gemacht sein.
Da die Aktivität des Enzyms in dem Toner auf Gelatine sehr schwach ist, wenn die Gelatine im wesentlichen getrocknet
isti und außerdem von dem pH-Wert der Feuchtigkeit abhängt,
kann die Gelatineschicht 52 vorzugsweise vor der Berührung mit dem Enzymbild angefeuchtet und gleichzeitig
behandelt werden, um den erwünschten pH-Wert aufzuweisen. Die Zersetzung von Gelatine wird durch Erhitzen der Anordnung
auf etwa 40 bis 50°C erhöht.
Fig. 3 veranschaulicht das Matrixmaterial nach dem Aussetzen
an eine bitweise !Zersetzung durch das Enzymmuster oder
die Enzymvorlage und nach Waschen nifc kaltem Wasser. Der
Enzym enthaltende Toner zersetzte den entsprechenden Bereich 53 der Gelatineschicht während der innigen Berührung,
während ein anderer Bereich 51* unverändert zurUckblieb, wodurch
ein Reliefbild erhalten wird· Das so erzeugte Reliefbild kann für das übliche Farbübertragungsverfahren oder für
andere photographische Verfahren verwendet werden. Ein optisch
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positives Tonerbild ergibt ein optiscn negatives Farbbild durch das Farbübertragungsverfahren. Demgemäß kann man
in gewöhnlichen Fällen elektnphotographisch ein optisch positives Bild herstellen, aus welchem ein positives Farbbild
gebildet werden kann. Bezüglich' einerjbesonderen Anordnung eines Tonerbildes ergibt ein Tonerbild mit einer richtigen
Anordnung eine Endkopie der gleichen Anordnung, da das Gelatinerelief ein Spiegelbild mit Bezug auf das Tonerbild
darstellt.
Die Vorteile, die gemäß der Erfindung erzielt werden, sind nachstehend zusammengestellt:
(1) Da die Protease gut auf gehärtete Gelatine einwirken
kann, ist die Relief-Herstellung mit weniger Schwierigkeiten sowie mit einem wesentlich herabgesetzten Verlust
verbunden, verglichen mit der Relief-Hersteilung mittels
eines Gerb- oder Beizverfahrens.
(2) Die elektrophotographisehen Arbeitsweisen, bei welchen ein Tonerbild erhalten wird, sind einfach, zeitsparend
und wirtschaftlich.
Enzyme behalten ihre katalytische Aktivität bei, wenn sie in getrocknetem Zustand gehalten werden, was auch
der Fall ist, wenn sie in einer unpolaren Trägerflüssigkeit, die außerordentlich wenig Feuchtigkeit enthält, disper
giert sind.
(4) Für die Relief-Herstellung ist eine außerordentlich kurze Behandlungsdauer erforderlich.
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Enzyme, die gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangen können, umfassen solche tierischer Herkunft, wie Pepsin,
Kathepsin, Rennin, Trypsin, Chymotrypsin, Pflanzenproteasen, wie Bromelain, Papain,Chymopapain, Ficin, Asclepain, und
Bakterien-Proteasen, z.B. Bacillus subtilis Protease ο.dgl..
Einige dieser Enzyme, z.B. Papain und Ficin, erfordern Aktivatoren, z.B. Cystin, Glutathion oder Ascorbinsäure,
für die Ausübung enzymatischem Aktivität. Derartige Aktivatoren können dem flüssigen Entwickler gemäß der Erfindung zugesetzt
werden.
Da Enzyme Polypeptiöketten in ihrer, molekularen Struktur
enthalten, nehmen sie eine elektrostatische Ladung von positiver Polarität an, wenn sie in einer isolierenden Trägerflüssigkeit
dispergiert sind. Daher werden feine Enzymteilchen bei Anwendung auf ein elektrostatisches latentes Bild von
positiver Polarität an eine geladene Fläche angezogen, wodurch eine Anztehungsentwlcklung ausgeführt wird, während
andererseits eine Abstoß- oder Umkehrentwicklung mit einem latenten Bild von negativer Polarität stattfindet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird ein flüssiger Entwickler so zusammengesetzt, daß die Tonerteilchen hauptsächlich ein wasserunlösliches, ladungskontrollierendes,
harzartiges Material und ein Enzym als in geringerer Menge vorhandener Bestandteil umfassen, um
eine Seitliche Diffusion des Enzyms während der innigen Berührung mit einem befeuchteten Gelatineüberzug auf ein
Minimum herabzusetzen. Ladungskontrollierende harzartige Materialien zur Verwendung in elektrophotographischen flüssigen
Entwicklern sind in vielen Patentschriften (z.B. US Patent-
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Schriften 2 907 675, 5 078 23I und 3 198 649) und Veröffentlichungen
beschrieben und werden daher hier nicht aufgeführt. V/enn ein Enzym einem ladungsregelnden harzartigen
Material einverleibt ist, ist die für die Zersetzung von Gelatine erforderliche Zeitdauer etwas verlängert. Dies ist
darauf zurückzuführen, daß die Enzymauflösung verzögert wird, da dieses in dem wasserunlöslichen Material eingekapselt ist.
Dieses Problem kann ^löst werden, indem man die Herstellungsarbeitsweise
für die Entwickler abändert. Ein verbessertes Verfahren zur Entwicklerherstellung wird empfohlen,
bei welchem ein proteolytisches Enzym und ein feinteiliges harzartiges Material einer Trägerflüssigkeit einverleibt
werden. Da gewöhnlich die Menge des ersteren wesentlich geringer als diejenige des letzteren ist, wird das elektrophoretisch^
Verhalten der sich ergebenden Dispers ion hauptsächlich von dem Verhalten des letzteren, d.h. des harzartigen
Materials, bestimmt. Wenn z.B. eine geringe Menge von Proteasepulver, das in einer Trägerflüssigkeit eine positive
Ladung erlangt, zusammen mit einer großen Menge von Polyvinylchloridpulver mit einer negativen Polarität dispergiert
wird, wird ein flüssiger Entwickler, der einen Toner von negativer Polarität enthält, erhalten, da die
Proteaseteliehen an der Oberfläche des Polyvinylehloridpulvers
durch Wechselwirkung Coloumb1scher Art zwischen Ladüngen
von entgegengesetzten Polaritäten absorbiert werden.
Die Größe der harzartigen Tonerteilchen, die eine Protease enthalten oder absorbieren, beträgt 0,05 bis 10 yu.
Die Menge an Protease in dem harzartigen Toner beträgt mehr als 0,05 Gew.-^ , bezogen auf den harzartigen Toner, und
insbesondere 0,2 bis 5 Gew.-%.
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ORIGINAL INSPECTED
— y —
Toner, die in einem flüssigen Entwickler gemäß der Erfindung enthalten sind, können auch nur aus feinteiligen
Proteaseteilchen bestehen, wobei die Größe der Tonerteilchen, bestehend aus den Proteaseteilchen, im Bereich von 0,01
bis 5 /U liegt.
■ι'
Im allgemeinen liegt eine geeignete l onerknnzentration
in dem flüssigen Entwickler gemäß der Erfindung im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-^, bezogen auf die Trägerflüssigkdt.
Wenn jedoch ein flüssiger Entwickler, der eine große Menge an Tonerteilchen, bestehend aus Proteaseteilchen, enthält,
gemäß der Erfindung verwendet wird, tritt in dem sich ergebenden Gelatinerelief ein Bildmangel, nämlich eine Fleckenbildung,
auf.
Andere Bestandteile, z.B. ungesättigte Pflanzenöle, die dem entwickelten Bild ein Eigenfixiervermögen erteilen, können
den Entwicklern gemäß der Erfindung ebenfalls einverleibt werden. Auch Stabilisieren für Enzyme können zugesetzt werden.
Außerdem ist es zweckmäßig, den flüssigen Entwickler zu stabilisieren, indem ein in der Trägerflüssigkeit lösliches
Harz, beispielsweise Langölfirnis, Alkydharz, mit Naturharz modifiziertes Pkenol-Formaldehyd-Harz, incfem flüssigen Entwickler
gelöst wird.
Eine in der Trägerflüssigkeit lösliche Komponente, beispielsweise das vorstehend genannte Harz, kann in einer Menge
von 0,2 bis 30 Gew.-^, bezogen auf dieflfenge der Trägerflüssigkeit,
dem flüssigen Entwickler gemäß der Erfindung zugesetzt werden.
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Geeignete Materialien für die Trägerflüssigkeit der Entwickler gemäß,der Erfindung umfassen aliphatische Kohlenwasserstoffe,
alicyclische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe, PoIymeüiylsiloxan
o.dgl.·
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
100 mg eines proteolytischen Enzyms, das im Handel unter dem Warenzeichen "Pronase P" erhältlich ist (Kaken Chemical
Co., Komagome, Bunkyo-ku, Tokyo), wurden in I50 mg gereinigtes
Kerosin eingebracht und einer Ultraschallbewegung (Rühren mittels Ultraschall) während mehrerer Minuten unterworfen. Es
wurde dabei eine homogene Dispersion erhalten. Die Dispersion wurde auf ein elektrophotographisches Zinkoxydpapier aufgebracht,
das geladen und einer Bild belichtung unterworfen worden war, und ein elektrostatisches latentes Bild von negativer
Polarität trug. Da die Pronase-Teilchen positiv geladen waren, wurde eine Anziehungsentwicklung erhalten.
In eine Mischung von 100 ml Cyclohexan und 50 ml Kerosin
wurden 100 mg des gleichen Enzyms wie in Beispiel 1 dispergiert. Dann wurde 1 g eines harzmodifizierten Phenol-Formaldehyd-Harzes
in der Flüssigkeit gelöst. Es zeigte sich, daß die Enzymteilchen in der Dispersion eine Ladung positiver Polarität
annahmen*
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,, ι ·-> ί- υ / ι α
Ein flüssiger Entwickler, dar feine Teilchen von Polyvinylchlorid
mit einem Durchmesser von 0,1 bis 0,5 Mikron enthielt, wurde unter Anwendung einer Rührbewegung mittels
Ultraschall hergestellt. Dieser Entwickler enthielt 0,2 Gew.-^ rJ-'oner. Zu 1000 ml von diesem Entwickler wurden 100 mg
Pronase unter Rühren mittels Ultraschall zugegeben. Ein elektrophotographisches Zinkoxydpapier, das ein elektrostatisches
latentes Dili trug, wurde in die erhaltene Dispersion eingetaucht, wobei eine Abstoßentwicklung aufgrund der negativ
geladenen dispergierten Teilchen erhalten wurde. Die Herstellung eines Gelatinereliefs unter Anwendunqjdicses entwickelten
Bildes zeigte, daß Pronase-Teilchen zusammen mit Polyvinylchloridteilchen auf dem Blatt abgeschieden waren.
Dieses Beispiel unterscheidet sich vonher in Beispiel
j3 beschriebenen Arbeitsweise lediglich darin, das als Protease j500 mg eines konzentrierten Pepsinpulvers (Verdünnungsverhältnis
1 : 100) anstelle von Pronase verwendet wurden. Es zeigte sich wiederum, daß Pepsin bei dem elektrophoretischen
Verhalten mit Polyvinylchlorid verbunden worden war. Die Herstellung eines Gelatinereliefs wurde bei einem
niedrigen pH-Wert ausgeführt, um die Aktivität von Pepsin zu erhöhen.
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ORSGiNAL INSPECTED
Claims (5)
1. Elektrophotographischer flüasLger Entwickler zum
Gebrauch bei der Umwandlung eines elektrostatischen latenten Bildes, das auf einer isolierenden Oberfläche gebildet ist,
in ein sichtbares Bild oder ein Materialbild, dadurch ge-
kennzeichnet, daß er eine nicht-polare stark isolierende Trägerflüssigkeit und ein Tonerpulver umfaßt, das darin ein
feinteiliges proteolytisches Enzym enthält oder dieses absorbiert oder aus einem feinteiligen proteolytischen Enzym
besteht und eine geeignete Ladungspolarität aufweist, wobei das Tonerpulver in der genannten Trägerflüssigkeit dispergiert
ist.
2. Elektrophotographischer flüssiger Entwickler nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerflüssigem
keit einen elektrischen Widerstand von oberhalb 1O^ Ohm-cm
und eine spezifische Dielektrizitätskonstante von unterhalb 3,5 aufweist.
3. Elektrophotographischer flüssiger Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Toner aus einem
feinteiligen ladungsregelnden harzartigen Material, das ein feinteiliges proteolytisches Enzym absorbiert enthält, besteht.
4. Elektrophotographischer flüssiger Entwickler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derToner aus einem
feinteiligen ladungsregelnden harzartigen Material, das ein feinteiliges proteolytisches Enzym enthält, besteht.
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5. Elektrophotographiseher flüssiger Entwickler nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das proteolytische Enzym aus Pepsin, Kathepsin, Rennin, Trypsin, Chymotrypsin,
Bromelain, Papain, Chymopapain, Picin, Asclepain oder Bacillus subtilis Protease besteht.
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Also Published As
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