DE1497243C3 - Photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren - Google Patents
Photoelektrophoretisches AbbildungsverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren, bei dem eine Schicht einer
Suspension von wenigstens zwei Arten verschieden gefärbter, in einer Trägerflüssigkeit suspendierter,
photoelektrophoretisch wirksamer Teilchen bildmäßig belichtet wird und bei dem an die Suspension ein
elektrisches Feld angelegt wird, das die bildmäßig belichteten Teilchen von den nicht bildmäßig belichteten
Teilchen trennt und die bildmäßig belichteten Teilchen und/oder die nicht bildmäßig belichteten
Teilchen auf eine Bildaufnahmefläche als Bild überträgt bzw. auf der Bildaufnahmefläche beläßt.
Es ist bekannt, Bilder zwischen zwei Elektroden in einem elektrischen Feld zu erzeugen, wozu Teilchen
vorgesehen sind, die ihre Eigenschaften im elektrischen Feld bei Einwirkung einer Strahlung ändern und
demzufolge von einer Elektrode zur anderen wandern. Bei bildmäßig verteilter Bestrahlung kann dadurch auf
einer der beiden Elektroden ein Bild aus gewanderten Teilchen entstehen. Verfahren dieser Art sind beispielsweise
in den US-Patentschriften 29 40 847, 3100426 und 31 40 175 beschrieben.
Aus der US-Patentschrift 29 40 847 ist auch bereits ein photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren bekanntgeworden,
bei dem zur Herstellung von farbigen Reproduktionen Teilchen verwandt werden, die aus
mehreren Hüllen aus verschiedenen Materialien aufgebaut sind. So werden zur Verwendung in Additivfarbreproduktionen
Teilchen beschrieben, bei denen um einen Kern aus einem photoleitenden Material ein transparenter
Überzug oder eine Schicht aus einem gefärbten oder farbigen Material vorgesehen ist. Der Überzug
oder die umhüllende Schicht dient dabei jeweils als eine Filterschicht, um nur die Lichtanteile zu dem Kern
durchzulassen, auf die dieser photoelektrophoretisch anspricht. Aufgrund ihrer bestimmten Absorptionseigenschaften
bestimmt die Filterschicht, die um den Kernteil herum angeordnet ist, auch die Farbe des
gesamten photoelektrophoretischen Teilchens. Die Farbe dieses Teilchens entspricht der Farbe des Lichtes,
auf die der Kern des Teilchens elektrophoretisch anspricht. Die mit den aus diesen Teilchen nach dem
Additivfarbsystem hergestellten Reproduktionen lassen sehr zu wünschen übrig. Nach der genannten US-Patentschrift
werden auch Teilchen zur Verwendung in einem Subtraktivfarbsystem angegeben, die in ihrem
Aufbau jedoch noch wesentlich komplizierter sind. So wird als Kern eine Kapsel vorgesehen, die einen einer
Primärfarbe entsprechenden Farbstoff enthält. Auf die Kapsel ist eine Schicht aus einem photoleitenden
Material aufgebracht, das von einem weiteren äußeren Überzug umgeben ist, der aus einem transparenten
farbigen Material besteht. Die Farbe des äußersten Überzuges ist komplementär zu der Farbe des in der
inneren Kapsel enthaltenen Farbstoffes. Auch hier ist das Prinzip einer Filterschicht angewandt, indem der
äußere Überzug, der eine bestimmte Farbgebung aufweist, lediglich Licht dieser Farbe zu der darunterliegenden
photoleitenden Zwischenschicht durchläßt. Es ergibt sich somit insgesamt ein äußerst kompliziert
ausgebildetes Teilchen, das bereits aufgrund seines Aufbaus jeweils einen verhältnismäßig großen Durchmesser
aufweist, was natürlich das Auflösungsvermögen stark beeinträchtigt. Abgesehen von den Nachteilen, die
sich bereits aus dem Aufbau der bekannten photoelektrophoretischen Teilchen ergibt, ist auch das mit diesen
Teilchen durchgeführte Subtraktivfarbabbildungsverfahren umständlich und die danach hergestellten
Reproduktionen weisen nur eine unzureichende Güte auf. Dies ist zum einen mit darauf zurückzuführen, daß
auf die Teilchen nach ihrer bildmäßigen Ablagerung erst ein Druck ausgeübt werden muß, um den Farbstoff im
Inneren der Kapsel eines jeden Teilchens freizusetzen. Ein wesentlicher Nachteil besteht jedoch darin, daß die
äußere Hülle jedes Teilchens, die eine komplementäre Farbe zu der in der Kapsel enthaltenen Primärfarbe
aufweist, nicht entfernt wird und den Gesamteindruck der Reproduktion mitbestimmt
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die ίο Aufgabe zugrunde, ein photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren
zur Wiedergabe verschiedener Farben anzugeben, bei dem vereinfachte, elektrophoretisch
wirksame Teilchen verwendbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die Teilchen jeweils ein Pigment aufweisen, das sowohl das hauptfarbgebende Element als auch der
photoelektrophoretisch wirksame Bestandteil ist, und daß die für ein Teilchen photoelektrophoretisch
wirksame Strahlung im wesentlichen in dem Bereich des Hauptlichtabsorptionsbandes des Pigments liegt.
Die erfindungsgemäß verwandten Teilchen lassen sich wesentlich einfacher herstellen. Aufgrund ihres
einfachen Aufbaues können leicht Teilchen mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser hergestellt werden,
wodurch sich die Flächendeckung, der Farbeindruck und der Kontrast in einer Reproduktion und damit die
Reproduktion selbst wesentlich verbessern lassen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung der vorstehend genannten Ausgestaltung kann das Verfahren dadurch
gekennzeichnet sein, daß eine Suspension aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
1,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolyl-
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
1,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolyl-
anthrachinon, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-azobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
1,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolyl-
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-azobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
1,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolyl-
anthrachinon, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l'-(4'-Methyl-5-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
Kadmiumsulfid, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l'-(4'-Methyl-5-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
Kadmiumsulfid, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
Flavanthron, oder aus
jS-Kupferphthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
Flavanthron, oder aus
jS-Kupferphthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure
und
l,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolylanthrachinon, oder aus
jS-Kupferphthalocyanin,
l,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolylanthrachinon, oder aus
jS-Kupferphthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure
und
Flavanthron, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
Flavanthron, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-
2-hydroxy-3-naphthoesäure und
l-Cyan-2,3-phthaloyl-7,8-benzpyrrocolin
verwendet wird. Durch diese Pigmentstoffmischungen wird erreicht, daß besonders gute Bildqualitäten hinsichtlich Farbtönungen, Farbengleichgewicht und Bildschärfe erzielt werden. Dies geht auch aus den im folgenden noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen hervor.
l-Cyan-2,3-phthaloyl-7,8-benzpyrrocolin
verwendet wird. Durch diese Pigmentstoffmischungen wird erreicht, daß besonders gute Bildqualitäten hinsichtlich Farbtönungen, Farbengleichgewicht und Bildschärfe erzielt werden. Dies geht auch aus den im folgenden noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen hervor.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Suspension verwendet werden, die ferner abhängig von
der Polarität der an die Elektroden angeschalteten Spannung einen geringen Anteil eines Elektronendonators
oder Elektronenakzeptors enthält. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die ohnehin schon sehr
gute Lichtempfindlichkeit des Verfahrens noch wesentlich verbessert wird. Auch diese Eigenschaften werden
in den folgenden Beispielen erläutert.
Die zuletzt genannte Ausführungsform der Erfindung wird vorteilhaft derart durchgeführt, daß als Elektronenakzeptor
2,4,7-Trinitro-9-fluorenon verwendet wird. Außerdem ist es zweckmäßig, den geringen beigegebenen
Anteil des Elektronendonators oder Elektronenakzeptors in einer Menge von 0,5 bis 5 Mol-% zu
verwenden. Es hat sich gezeigt, daß bei diesen Maßnahmen eine besonders hohe Lichtempfindlichkeit
erzielt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Suspension verwendet, die 2 bis 10Gew.-% Pigmente
enthält. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die Qualität der erzeugten Bilder zumindest als gut
bezeichnet werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden fotoleitfähige Pigmente verwendet. Durch diese Ausgestaltung
wird erreicht, daß bei der Bestrahlung durch Leitfähigkeitsänderung des Teilchenmaterials die Ladungsverhältnisse
der Teilchen stärker beeinflußt werden, wodurch eine erhöhte Lichtempfindlichkeit
gegeben ist. Wie noch beschrieben wird, läßt sich das fotoelektrophoretische Wandern der Teilchen nämlich
auch allein durch Umpolarisieren der Teilchen erreichen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden organische Pigmente verwendet. Durch diese Ausgestaltung
wird erreicht, daß für die Bilderzeugung eine Vielzahl von Pigmenten zur Verfügung steht, die leicht
und billig herzustellen sind.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Suspension aus fotoelektrophoretischen Pigmenten mit
einem isolierenden, gegebenenfalls ein Bindemittel gelöst enthaltenden Dispersionsmittel verwendet.
Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß unabhängig von der Polarität der jeweiligen Eigenladung der
Pigmentstoffteilchen gleichartige Bildqualitäten verwirklicht werden. Wenn ein gelöstes Bindemittel in der
Suspension vorhanden ist, so kann dieses nach der Bilderzeugung eine Fixierung des Bildes durch Erstarrung
bewirken. In diesem Fall kann als Dispersionsmittel beispielsweise geschmolzenes Wachs verwendet
werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Elektrode mit einem Oberflächenwiderstand von
mindestens 107 Ohm/cm2 verwendet. Eine solche
Elektrode, auf die die Teilchen während der Bilderzeugung wandern, verhindert durch ihre schlechte elektrische
Leitfähigkeit einen Ladungsaustausch mit den Teilchen, so daß schwingungsartige Bewegungen der
Teilchen zwischen beiden Elektroden wirksam verhindert werden. Zweckmäßig ist diese Elektrode aus einem
elektrisch leitenden Kern und einem isolierenden Mantel gebildet, dessen Dicke entsprechend der. Stärke
des zu erzeugenden elektrischen Feldes bemessen sein kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden die Elektroden während der Belichtung einander bis auf
weniger als 2,54 · 10"3cm angenähert. Hierdurch wird
erreicht, daß eine besonders gute Auflösung bei Anwendung verhältnismäßig geringer Spannungen
erreicht werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird das elektrische Feld mit einer Feldstärke von mindestens
11 800 V/mm erzeugt. Dieser Feldstärkewert führt zu besonders guten Bildqualitäten und wird bei dem
vorstehend genannten Abstand der beiden Elektroden zweckmäßig mit einer Spannung von 300 bis 5000 Volt
erzeugt.
ίο Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird die
nicht mit einem Pigmentbild versehene Elektrode, zu der die Pigmente während der Bilderzeugung teilweise
hinwandern, wiederholt, vorzugsweise vier- bis neunmal, mit der Suspension bei weiterbestehendem
elektrischem Feld und fortgesetzter Belichtung in Kontakt gebracht und zwischen den Kontaktierungen
jeweils gereinigt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß das Farbengleichgewicht des erzeugten
Bildes wesentlich verbessert wird, so daß die Farbwiedergabe des Bildes naturgetreu ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine walzenförmige und eine transparente schichtförmige
Elektrode verwendet. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß das Verfahren nach der Erfindung
besonders einfach durchgeführt werden kann, da hierzu lediglich die walzenförmige Elektrode über die transparente
schichtförmige Elektrode hinwegzuführen ist, wobei sie auf ihr abgerollt wird und Flächenelemente
der schichtförmigen Elektrode sukzessive dem Vorgang der Strahlungseinwirkung und der Einwirkung des
elektrischen Feldes sowie der Trennung beider Elektroden voneinander ausgesetzt werden. Dadurch ist auch
der besonders einfache Aufbau noch zu beschreibender Anordnungen zur Bilderzeugung gewährleistet.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 und IA Seitenschnitte von Ausführungsbeispielen
einfacher Anordnungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2A bis 2D schematische Teilschnitte der theoretischen Funktionsabläufe einer Bilderzeugung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die Größe und die Form der in den Figuren dargestellten Elemente sollen nicht die tatsächlichen
Verhältnisse wiedergeben oder diesen proportional sein. Es handelt sich hingegen um teilweise übertriebene
Darstellungen, die das Verständnis der Erfindung erleichtern.
In Fig. 1 ist eine lichtdurchlässige Elektrode 11 gezeigt, die in diesem Ausführungsbeispielaus einer
Schicht aus optisch transparentem Glas 12 besteht, das mit einer dünnen optisch transparenten Schicht 13 aus
Zinnoxid überzogen ist. Diese Elektrode wird im folgenden auch als injizierende Elektrode bezeichnet.
Auf dieser Elektrode 11 befindet sich eine dünne Schicht fein verteilter fotoelektrophoretischer Teilchen, die in
einer nichtleitenden Trägerflüssigkeit dispergiert sind. Der Begriff fotoelektrophoretisch betrifft solche Teilchen
bzw. Substanzen, die zunächst an der injizierenden Elektrode liegen, dann aber unter dem Einfluß eines
elektrischen Feldes von ihr abwandern, wenn sie einer aktiven elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt sind.
Eine detaillierte theoretische Erklärung dieser Vorgänge wird weiter unten gegeben. Allgemein kann jedoch
gesagt werden, daß es sich bei den hier betrachteten Stoffen um solche Vorgänge handelt, die bei Belichtung
eine Änderung des Ladungszustandes herbeiführen, so
daß die Stoffe im elektrischen Feld einer entsprechend geänderten Kraftwirkung unterliegen.
Die flüssige Suspension 14 kann auch Stoffe, die die Empfindlichkeit erhöhen, und/oder ein Bindemittel für
die Teilchen enthalten, das in der Suspensions- oder Trägerflüssigkeit mindestens teilweise löslich ist, wie im
folgenden noch ausführlicher beschrieben wird. Oberhalb der flüssigen Suspension 14 befindet sich eine
zweite Elektrode 16, die über einen Schalter 18 mit dem einen Pol einer Spannungsquelle 17 verbunden ist. Der
andere Pol der Spannungsquelle 17 ist mit der injizierenden Elektrode 11 verbunden, so daß bei
Schließen des Schalters 18 zwischen den Elektroden 11
und 16 ein elektrisches Feld in der flüssigen Suspension 14 aufgebaut wird. Ein Bildprojektor, bestehend aus
einer Lichtquelle 19, einem lichtdurchlässigen Bild 21 und einer Optik 22 ist vorgesehen, um die Suspension 14
dem zu reproduzierenden Lichtbild des Originalbildes 21 auszusetzen. Es sei darauf hingewiesen, daß die
injizierende Elektrode 11 nicht unbedingt lichtdurchlässig sein muß, wenn die Elektrode 16 lichtdurchlässig ist
und die Bestrahlung von oben (Fig. 1) durch diese Elektrode hindurch erfolgt.
Die in Fig. IA gezeigte Anordnung ist für entsprechende
auch in F i g. 1 gezeigte Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist die gleiche Einrichtung
wie in F i g. 1 dargestellt, mit der Ausnahme, daß die Elektrode 16 in Form einer Rolle 23 ausgebildet ist,
deren leitender Kern 24 mit der Spannungsquelle 17 verbunden ist. Der Kern ist mit einer Schicht 26 aus
einem als Sperrelektrode wirkenden Stoff überzogen, z. B. mit Barytpapier.
In den Ausführungsbeispielen der Erfindung gemäß Fig. 1 und Fig. IA wird die Pigmentsuspension dem
Strahlbild ausgesetzt, während durch Schließen des Schalters 18 die Spannung an die Sperrelektrode und an
die injizierende Elektrode angelegt wird. In der in Fig. IA gezeigten Einrichtung wird die Rolle 23 über
die obere Fläche der injizierenden Elektrode 11 bewegt,
während bei geschlossenem Schalter 18 die Bestrahlung durch das Bild stattfindet. Diese Lichteinwirkung
verursacht eine Wanderung der bestrahlten, zuerst an der injizierenden Elektrode 11 gehaltenen Pigmentpartikel
durch die Flüssigkeit hindurch sowie ein Anhaften dieser Partikel an der Fläche der Sperrelektrode,
wodurch auf der injizierenden Elektrode ein Pigmentbild zurückbleibt, das dem Originalbild 21 entspricht. In
der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung kann dann die Sperrelektrode 16 von der Oberfläche der Pigmentssuspension 14 entfernt werden, worauf die relativ
flüchtige Trägerflüssigkeit verdunstet und das Pigmentbild übrigbleibt. Dieses kann dann an seinem Platz
fixiert werden, z. B. durch Aufbringen eines Blattes auf seine Oberfläche oder durch ein in der Trägerflüssigkeit
aufgelöstes Bindemittel, wie z. B. Paraffin, das bei Verdunstung der Trägerflüssigkeit erstarrt. Gute Ergebnisse
wurden durch 3 bis 6 Gew.-% eines Paraffinbindemittels in der Trägerflüssigkeit erzielt. Für die
Trägerflüssigkeit selbst können geschmolzenes Paraffin oder andere geeignete Bindemittel in flüssigem Zustand
verwendet werden, welche nach Abkühlung sich selbst fixieren und zum festen Zustand zurückkehren. Andererseits
kann das auf der injizierenden Elektrode verbliebene Pigmentbild auf eine andere Fläche
übertragen und dort fixiert werden. Wie noch ausführlich beschrieben wird, können durch das
Verfahren ein- oder mehrfarbige Bilder, abhängig von der Art und der Zahl der in der Trägerflüssigkeit
suspendierten Pigmente sowie von der Farbe des verwendeten Lichtes, hergestellt werden.
Die F i g. 2A bis 2D zeigen in ihren Einzelheiten eine theoretische Funktionsdarstellung einer Bilderzeugung,
wobei die Größe der Pigmentpartikel sowie die Dicke der Trägerflüssigkeit der Anschaulichkeit wegen stark
übertrieben dargestellt sind. Da sich das Verfahren experimentell als durchführbar erwiesen hat, kann die
Erfindung selbstverständlich nicht auf diese theoretisehe Erklärung beschränkt werden, die nur zur Klärung
der Vorgänge dient. In diesen Figuren werden für entsprechende Teile aus den F i g. 1 und IA die gleichen
Bezugszeichen verwendet. In F i g. 2A ist zu sehen, daß die Suspension 14 aus der nichtleitenden Trägerflüssigkeit
27 besteht, die die geladenen Pigmentpartikel 28a, 286,28CUSW. enthält. Die Pigmentpartikel 28 tragen eine
elektrostatische Eigenladung, wenn sie in der Trägerflüssigkeit 27 suspendiert werden, was wohl auf
reibungselektrische Beziehungen zwischen den Partikein und der Flüssigkeit zurückzuführen ist. Die
Ladungen werden in dem Körper des Pigmentpartikels selbst oder auf dessen Oberfläche gehalten oder
gebunden. Die Eigenladung der Partikel kann positiv oder negativ sein. Im vorliegenden Beispiel wurde
jedoch eine mit einem Kreis versehene negative Ladung in jedem Pigmentpartikel vorgesehen, um schematisch
anzudeuten, daß gebundene negative Ladungsträger dem jeweiligen Partikel eine negative elektrostatische
Ladung geben. Bleibt der Schalter 18 geöffnet, so liegt in der in F i g. 2A gezeigten Anordnung keine Spannung an
den Elektroden 11 und 16 an und die Partikel nehmen in der Trägerflüssigkeit 27 lediglich zufällige Stellungen
ein. Wird der Schalter 18 jedoch geschlossen, wodurch die leitende Fläche 13 der Elektrode 11 in bezug auf die
Rückseite der Sperrelektrode 16 positiv wird, so werden die negativ geladenen Partikel in der Anordnung zur
Elektrode 11 hin wandern, während jegliche positiv geladenen Partikel zur Sperrelektrode 16 wandern. Das
Vorhandensein positiv geladener Partikel und deren Bewegung in der Anordnung wird zeitweise vernachlässigt,
um die Erklärung der Bewegung der negativ geladenen Partikel in der Trägerflüssigkeit zu erleichtern.
Da die Pigmentpartikel bei fehlender aktiver Bestrahlung nichtleitend sind, kommt es zu deren
Kontakt mit der injizierenden Elektrode 11 oder zum nahen Anliegen. Die Partikel bleiben durch den Einfluß
des elektrischen Feldes in dieser Lage, bis sie der aktiven elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt werden.
Diese Partikel werden dann an der Oberfläche der injizierenden Elektrode 11 gehalten, bis die Bestrahlung
stattfindet, weil die Partikel 28 im nichtbestrahlten Zustand in der Suspension genügend nichtleitend sind,
um die Übertragung positiver Ladung von der Fläche 13 der Elektrode 11 auf sich selbst zu verhindern. Die auf
der Fläche 13 gebundenen Partikel stellen die für das dort durch die Spannung entstehende endgültige Bild
erforderlichen Partikel dar.
Werden durch Licht Photonen 31 (F i g. 2c) erzeugt, z. B. durch den Projektor, der das zu reproduzierende
Bild auf die Einrichtung strahlt, so werden sie durch das lichtempfindliche Partikel 286 absorbiert und »schaffen«
so durch Anheben dieser Ladungsträger in ein leitfähiges Energieband Loch-Elektron-Paare von Ladungsträgern
innerhalb des Partikels. Da die Ladungsträger durch die Photonen 31 neu gebildet sind, wie in
F i g. 2c gezeigt, bestand für sie nicht die Möglichkeit, in Fangstellen innerhalb des Pigmentpartikels 28i>
gebunden zu werden, wie es mit dem kreisförmig umschlosse-
609 535/298
nen negativen Ladungsträger geschah. Dementsprechend
können diese neu gebildeten Ladungsträger von Natur aus als beweglich angesehen werden und sie sind
durch ein Plus- bzw. Minuszeichen ohne Kreis dargestellt Wird durch die an die Elektrode 16 und die
leitende Fläche der Elektrode 11 angeschaltete Spannung ein elektrisches Feld an die Partikel angelegt, so
werden die in diesen Partikeln geschaffenen Loch-Elektron-Paare getrennt, bevor sie rekombinieren können,
wobei negative Ladungsträger zur Fläche 13 und positive Ladungsträger zur Elektrode 16 hin wandern.
Sind die anfangs gebildeten Ladungsträger beweglich, so können sich die negativen Ladungsträger, die sich
nahe der Zwischenschicht zwischen den Pigmenten und der Elektrode befinden, über die sehr kurze Entfernung
aus dem Pigmentpartikel 286 zur Fläche 13 bewegen, wie durch den kleinen Pfeil gezeigt ist Damit erhält das
Pigmentpartikel eine positive Eigenladung. Dadurch wird es von der positiven Fläche 13 der Elektrode 11
abgestoßen und von der negativen Sperrelektrode 16 angezogen, wobei es sich gemäß dem Pfeil 32 in F i g. 2d
bewegt. Entsprechend bewegen sich alle auf der Fläche 13 befindlichen Partikel 286, die der elektromagnetischen
Strahlung ausgesetzt wurden, die eine Wellenlänge hat, auf die sie ansprechen (d. h. eine Wellenlänge, die
die Bildung von Loch-Elektron-Paaren innerhalb der Partikel verursacht), von der Fläche 13 aus nach oben
zur Fläche der Elektrode 16, wobei die Partikel 28c zurückbleiben. Diese wurden entweder nicht völlig oder
überhaupt nicht der elektromagnetischen Strahlung, auf die sie ansprechen, ausgesetzt Wenn also alle Partikel in
der Einrichtung auf die eine oder die andere Wellenlänge des Lichtes reagieren, und das System
einem Bild mit weißem Licht ausgesetzt wird, so wird
folglich ein Positivbild auf der Fläche 13 der Elektrode
durch die Subtraktion der in den belichteten Flächenteilen vorher gebundenen Partikel geformt, wobei die in
den unbelichteten Flächenteilen gebundenen Partikel zurückbleiben. Mit der Einrichtung können auch
Negativbilder auf der Fläche 16 hergestellt werden, da nur die Partikel aus den belichteten Flächenteilen sich
zu dieser Fläche hin bewegen. Wenn die Partikel 286 durch die Trägerflüssigkeit 27 von der Fläche 13 aus zur
Elektrode 16 wandern, so wird angenommen, daß die neuen Ladungsträger Fangstellen besetzen, was schematisch
durch die mit Kreisen umgebenen Löcher in Fig.2d gezeigt ist Dementsprechend enthält das
Partikel- jetzt ein gefangenes Elektron und zwei gefangene Löcher, was eine einwertig positive Eigenladung
ergibt
Wie bereits zu erkennen ist, haben die Elektroden einige vorzügliche Eigenschaften. Sie bestehen darin,
daß die Elektrode 11 vorzugsweise in der Lage ist, vom
gebundenen Partikel 286 injizierte Elektronen zu übernehmen, wenn eine Bestrahlung mit Licht erfolgt,
wodurch eine Änderung in der Polarität der Ladung des Partikels verursacht wird. Ferner hat die Elektrode 16
vorzugsweise die Eigenschaft einer Sperrelektrode und ist nicht in der Lage, abgesehen von einer sehr geringen
Zahl, Löcher in die Partikel zu injizieren, wenn sie mit
dieser Elektrode in Berührung kommen. In diesem Ausführungsbeispiel muß die Elektrode nicht aliein aus
herkömmlichen leitfähigen Stoffen bestehen, wie Zinnoxyd, Kupfer, Kupferiodid, Gold ο. ϊ, sondern sie
kann auch viele halbleitende Stoffe enthalten, wie regenerierte Zellulose. Diese Stoffe sind gewöhnlich
nicht als Leiter bezeichnet, sie sind jedoch noch in der Lage, injizierte Ladungsträger geeigneter Polarität
unter dem Einfluß des angelegten Feldes festzuhalten. Es können sogar gut isolierende Stoffe wie Polytetrafluoräthylen auf die Fläche der injizierenden Elektrode
aufgebracht und angewendet werden, da die Ladung, die die anfangs auf dieser Fläche gebundenen Partikel bei
Einwirkung von Licht verläßt, lediglich von den Partikeln aus auf die isolierende Fläche übertragen wird
und dort verbleibt, wodurch die belichteten Partikel wandern könnea Die Verwendung der besser leitenden
ίο Stoffe wird jedoch vorgezogen, da sie eine genauere
Ladungstrennung ermöglicht, bei der die durch Belichtung von den Partikeln abgegebene Ladung in die
darunterliegende Fläche, und damit von dem Partikel, in dem sie gebildet wurde, wegwandern kann. Dies
■ 5 verhindert auch einen eventuellen Ladungsaufbau auf
der Elektrode, der das zwischen den Elektroden angelegte Feld in seiner Stärke verringern würde.
Andererseits ist die bevorzugte Ausführungsform der Elektrode 16 derart, daß die Injektion von Elektronen
(oder Löchern, je nach Anfangsladung des Partikels) in das Partikel 286 bei Erreichen der Elektrodenfläche
verhindert oder weitgehend verzögert wird. Entsprechend kann die Fläche dieser mit der Trägerflüssigkeit
27 versehenen Elektrode in dem Ausführungsbeispiel entweder aus isolierenden oder halbleitenden Stoffen
bestehen, die ein Passieren einer genügenden Menge von Ladungsträgern unter dem Einfluß des angelegten
Feldes nicht erlauben. Die letztlich gebundenen Partikel würden sonst entladen. Auf diese Weise wird ein
Oszillieren der Partikel in der Einrichtung verhindert Wenn diese Elektrode auch das Passieren einiger
Ladungsträger durch die Elektrode bis zu den Partikeln erlaubt, so gehört sie doch zu der Gruppe der
vorzugsweise verwendeten Stoffe, so lange sie nicht das Passieren einer zur Umladung des Partikels genügenden
Menge von Ladungsträgern erlaubt, da nur ein entladenes Partikel an dieser Sperrelektrode durch Van
der Waalssche Kräfte haftet. Auch hier können wiederum Stoffe verwendet werden, die nicht der
vorgezogenen Gruppe angehören, jedoch begünstigen sie ein Oszillieren der Partikel in der Anordnung, was
eine geringere Bilddichte, schlechtere Bildauflösung, Bildumkehrung und ähnliche Mängel zur Folge hat, und
zwar mit einem Grade, der in den meisten Fällen davon abhängt, wie weit das verwendete Material von der
vorgezogenen Gruppe in seinen elektrischen Werten abweicht
In der Verwendung dieser Sperrelektrode ist ein bedeutendes Merkmal zu sehen, das Eigenschwingungen
der Partikel von einer Elektrode zur anderen verhindert und die Anwendung nicht überzogener,
lichtempfindlicher Einstoffpartikel in der Anordnung ermöglicht, wodurch gleichzeitig die Bildqualität bemerkenswert
gesteigert wird.
Barytpapier und andere geeignete Stoffe können zur Bedeckung der Sperrelektrode verwendet werden. Sie
können auf ihrer Rückseite mit Leitungswasser angefeuchtet oder mit elektrischleitenden Stoffen
versehen werden. Barytpapier ist ein Papier, das mit Bariumsulfat bedeckt ist, welches in einer Gelatinelösung
suspendiert ist
Obwohl die Sperrelektrode meistens als eine mit Barytpapier versehene Elektrode beschrieben wurde,
kann jedes geeignete Material mit einem Widerstand von ungefähr 107 Ohm/cm2 oder mehr verwendet
werden. Typische Stoffe mit einem solchen Widerstand,
die in einer oder mehreren der in den Zeichungen beschriebenen Anordnungen verwendet wurden, sind
Zelluloseazetat, und mit Polyäthylen bedeckte Papiere, Zellophan, Nitrozellulose, Polystyrol, Polytetrafluoräthylen und Polyethylenterephthalat
Wie im folgenden ausführlicher beschrieben ist, kann
das Verfahren mit Suspensionen von Partikeln mit anfänglicher positiver oder negativer Eigenladung
durchgeführt werden, sogar in Anordnungen, bei denen
die Partikel in den Suspensionen scheinbar beide Polaritäten der Ladung aufweisen.
Folgende isolierende Trägerflüssigkeiten sind in dem Verfahren verwendbar: Decan, Dodecan, N-Tetradecan,
geschmolzenes Paraffin, geschmolzenes Bienenwachs oder andere geschmolzene thermoplastische Stoffe,
eine Kerosinfraktion und ein langkettiger gesättigter aliphatischen Kohlenwasserstoff. Es können jedoch auch
andere geeignete isolierende Flüssigkeiten verwendet werden. Die jeweils angeschaltete Spannung ist nicht
kritisch. Es wurden z. B. gute Bilder mit Spannungen
zwischen 300 und 5000 Volt bei der in Fig. la gezeigten
Anordnung erreicht
In einem mehrfarbigen Verfahren werden die Partikel so ausgewählt, daß diejenigen mit verschiedener
Färbung auf verschiedene Wellenlänge des sichtbaren Spektrums entsprechend ihrem Hauptabsorptionsbereich
ansprechen und daß ihre Spektralempfindlichkeitskurven sich nicht bemerkenswert überlappen,
wodurch eine Trennung nach Farben und der Aufbau eines subtraktiven mehrfarbigen Bildes möglich ist
Es werden einige verschiedene Partikelarten verwendet, nämlich ein mit Cyan gefärbtes Partikel mit
vorwiegender Rotempfindlichkeit, ein magentagefärbtes
Partikel mit vorwiegender Grünempfindlichkeit sowie ein gelbgefärbtes Partikel mit vorwiegender
Blauempfindlichkeit Während dies die einfachste Kombination darstellt, können zusätzliche Partikel mit
verschiedenen Absorptionsmaxima beigegeben werden, um die Farbensynthese zu verbessern. Werden die
Partikel in der Trägerflüssigkeit vermischt, so färbt sich diese schwarz und wenn eines oder mehrere der Partikel
von der Elektrode 11 aus zu einer darüberliegenden Elektrode wandern, so werden Partikel zurückgelassen,
die eine mit der Farbe des einstrahlenden Lichtes übereinstimmende Färbung hervorrufen. So bewirkt
z. B. eine Einwirkung von rotem licht ein Wandern des mit Cyan gefärbten Pigmentstoffes, wobei die magenta
und die gelben Pigmente zurückbleiben und durch Kombination im endgültigen Bild Rot ergeben. In
gleicher Weise wird blaues und grünes licht durch Entfernung der gelben und der magentafarbenen
Partikel reproduziert und wenn weißes licht auf das Gemisch einwirkt, so wandern alle Pigmente und
hinterlassen die Farbe der weißen oder durchsichtigen Unterschicht. Bei fehlender Einstrahlung bleiben alle
Pigmente und vereinigen sich zu einem schwarzen Bild. Es sei bemerkt, daß dies ein ideales Verfahren darstellt
Es wird ein subtraktives Bild hergestellt und die Partikel bestehen nicht nur aus jeweils einem Stoff, sondern sie
erfüllen zusätzlich eine doppelte Aufgabe dadurch, daß sie als Farbstoff und als lichtempfindlicher Stoff dienen.
Allgemein ist der Einsatz von Pigmentstoffpartikeln relativ geringer Größe erwünscht, da diese bessere und
beständigere Pigmentdispersionen in der Trägerflüssigkeit bilden und Bilder von besserer Auflösung herstellen,
als dies mit größeren Partikeln möglich wäre.
Obwohl einige der lichtempfindlichen Pigmentstoffe bei dieser Erfindung in herkömmlichen Aufbau nach
einem Photoleitfähigkeitsprinzip arbeiten, nimmt man an, daß verschiedene Arten eines lichtempfindlichen
Mechanismus darin enthalten sind, da man allgemein gefunden hat, daß der spektrale Empfindlichkeitsbereich
der Stoffe viel enger und ihre Empfindlichkeit viel größer ist, wenn sie in einem flüssigen Trägermittel
angewendet werden, als wenn sie auf andere Arten unter Ausnutzung der Photoleitfähigkeit verwendet
werden.
Die Beigabe kleiner Mengen (allgemein von 0,5 bis 5 Molprozent) von Elektronendonatoren oder Akzeptoren
zu den Suspensionen, abhängig von der positiven oder negativen Polarität der von der »injizierenden«
Elektrode angezogenen Partikel hat die Lichtempfindlichkeit der Einrichtung wesentlich verbessert, wie in
den Beispielen beschrieben wird. Man glaubt, daß dieser Effekt entweder durch die Entfernung freier Ladungsträger
aus dem System oder durch eine auf der Fläche der Partikel gebildete anfängliche Ladung verursacht
wird.
Zur Herstellung der Pigmentstoffmischung für farbige Bilder in der Trägerflüssigkeit können alle passenden verschiedenfarbigen lichtempfindlichen Pigmentstoffpartikel mit den geforderten Spektralempfindlichkeiten verwendet werden. Der lichtempfindliche Pigmentstoff kann z. B. ein Polymer sein. Der prozentuale Anteil des Pigmentstoffes in der isolierenden Trägerflüssigkeit ist nicht kritisch. Als Angabe sei lediglich darauf hingewiesen, daß ein Anteil von ungefähr 2 bis ungefähr 10 Gewichtsprozent Pigmentstoff erprobt wurde und gute Ergebnisse lieferte.
Zur Herstellung der Pigmentstoffmischung für farbige Bilder in der Trägerflüssigkeit können alle passenden verschiedenfarbigen lichtempfindlichen Pigmentstoffpartikel mit den geforderten Spektralempfindlichkeiten verwendet werden. Der lichtempfindliche Pigmentstoff kann z. B. ein Polymer sein. Der prozentuale Anteil des Pigmentstoffes in der isolierenden Trägerflüssigkeit ist nicht kritisch. Als Angabe sei lediglich darauf hingewiesen, daß ein Anteil von ungefähr 2 bis ungefähr 10 Gewichtsprozent Pigmentstoff erprobt wurde und gute Ergebnisse lieferte.
In einer speziellen Ausführungsform des Abbildungsverfahrens wird die Elektrode, zu der die Bildpartikel
wandern, wiederholt mit der Partikelsuspension in Kontakt gebracht, während gleichzeitig die angelegte
Spannung und Belichtung beibehalten und die Elektrode nach jeder Berührung gereinigt wird. Durch dieses
Verfahren wurde eine bemerkenswerte Verbesserung des Farbgleichgewichtes beim hergestellten Bild erzielt
und die naturgetreue Farbwiedergabe allgemein verbessert Drei bis acht Wiederholungen des Kontaktes
erwiesen sich allgemein als günstig. Eine weitere Verbesserung durch mehr Kontraktierungsvorgänge
konnte nicht erzielt werden. Diese verbesserte Form der Bildherstellung kann durch mehrmals wiederholtes
Rollen der Elektrode 23 (Fig. la) über die Partikelsuspension erfolgen, wobei zwischenliegende Reinigung
der Oberfläche mit einer Reinigungsbürste oder von Hand durchgeführt wird. Wie oben bemerkt, kann das
auf einer Elektrode aufgebaute Bild dort durch Besprühen mit einem Bindemittel, Belegung mit einem
Überzug oder durch Einfügung eines gelösten Bindemittels in die Suspensionsflüssigkeit fixiert werden. In den
meisten Fällen ist es jedoch vorzuziehen, daß das Bild von der Elektrode auf eine andere Fläche übertragen
und dort fixiert wird, so daß man die Elektrode wieder verwenden kann. Ein derartiger Übertragungsschritt
kann durch klebendes Abziehen mit einem Klebeband oder vorzugsweise durch Übertragung im elektrostatischen
Feld durchgeführt werden. Eine elektrostatische Übertragung kann z.B. derart durchgeführt werden,
daß zunächst das Bild, wie bei Fig. ta beschrieben,
. · hergestellt wird und daß dann eine zweite Rolle über das auf der Elektrode 11 geformte Partikelbild geführt wird.
Das Potential dieser Rollenelektrode hat dabei eine zum Potential der ersten Elektrode entgegengesetzte Polaritat
Ist die zweite Rollenelektrode mit Barytpapier umhüllt, so wird während des Rollvorganges das
vollständige Bild abgezogen.
Es können auch verschiedene Elektrodenabstände
Es können auch verschiedene Elektrodenabstände
eingestellt werden. Abstände von weniger als 2,54 · 10~3 cm und geringer bis zu dem Punkt, wenn die
Elektroden zusammengedrückt werden, wie im Falle der Rollenelektrode in Fig. la, stellen eine besonders
vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dar. Sie ermöglichen nämlich bei Verwendung der obengenannten
Spannungen bessere Auflösung und weit bessere Farbentrennung als größere Abstände. Diese Verbesserung
rührt wohl von der hohen Feldstärke in der Suspension während der Bildformung her.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Alle folgenden Beispiele wurden in einer Anordnung durchgeführt, wie sie in Fig. la gezeigt ist. Die
Bildstoffsuspension 14 war auf eine Glasplatte mit einer Zinnoxidschicht schachtförmig aufgebracht, durch die
hindurch auch die Bestrahlung erfolgte. Die Zinnoxidschicht der Glasplatte wurde in Serie mit einem
Schalter, einer Spannungsquelle und dem leitfähigen Körper einer Rolle mit einer Umhüllung aus Barytpapier
geschaltet. Die Rolle hatte einen Durchmesser von ungefähr 6,5 cm und wurde mit einer Geschwindigkeit
von etwa 1,45 cm/sec über die Plattenfläche bewegt. Die verwendete Platte war quadratisch und hatte eine
Seitenlänge von rund 7,5 cm. Sie wurde mit einer Beleuchtungsstärke von 19 368 Lux bestrahlt. Wenn
nicht anders beschrieben, so waren in jedem Beispiel 7 Gewichtsprozent des genannten Pigmentstoffes in
einer Kerosinfraktion suspendiert und die angelegte Spannung betrug 2500 Volt. Da alle Pigmentstoffe nur
mit einer relativ großen Partikelgröße im Handel erhältlich waren, wurden die Partikel zur Verringerung
ihrer Größe, zur beständigen Dispersion und zur Verbesserung der Bildauflösung 48 Stunden lang in
einer Kugelmühle zerkleinert. Die Belichtung wurde mit einer Lampe von 32000K durchgeführt, die durch ein
abgestuftes 0,3-GraukeilfiIter strahlt, um die Empfindlichkeit
der Suspension auf weißes Licht zu messen. Dann wurden weitere Wratten-Filter der Typen 29, 61
und 47b der Lichtquelle in getrennten Meßreihen jeweils vorgeordnet, um die Empfindlichkeit der
Suspensionen auf rotes, grünes und blaues Licht zu messen.
Die für die Suspensionen angegebenen relativen Empfindlichkeitsziffern sind aus der Zahl der Stufen des
Graukeilfilters abgeleitet, die in den Bildern, verursacht durch dieses Filter, zu unterscheiden waren. Bei einer im
Bild sichtbaren Stufe war die Empfindlichkeit 1, bei zwei Stufen war sie 2, bei 3 Stufen war sie 4, bei 4 Stufen war
sie 8 usw. Manche Suspensionen wurden mit Strichkopien oder Objekten gleichmäßiger Tönung geprüft,
wobei sich in allen Fällen bei beiden Objekten Bilder guter Qualität ergaben.
Beispiel II
Ein Bariumsalz der l-(4'-Methyl-5'-Chlorazobenzol-2'-Sulfonsäure)-2-Hydroxy-3-Naphthensäure,
C. J. Nr. 15865, wurde mit positiv gepolter Rolle geprüft. Der Pigmentstoff zeigte folgende Empfindlichkeitsziffern: blaues Licht: 1, grünes Licht: 4, rotes Licht: 0, weißes Licht: 32.
C. J. Nr. 15865, wurde mit positiv gepolter Rolle geprüft. Der Pigmentstoff zeigte folgende Empfindlichkeitsziffern: blaues Licht: 1, grünes Licht: 4, rotes Licht: 0, weißes Licht: 32.
Beispiel III
l-(4'-Methyl-5'-Chlorazobenzol-2'-Sulfonsäure)-2-Hydroxy-3-Naphthensäure,
C. J. Nr. 15865, wurde mit positivem und negativem Potential an der Rolle
geprüft. Es zeigte sich für beide Potentiale die gleiche Empfindlichkeit, ein Zeichen für die Bipolarität der
Suspension. Folgende Empfindlichkeitsziffern: Blaues Licht: 8, grünes Licht: 32, rotes Licht: 0, weißes Licht: 64.
1 -(2'-Methoxy-5'-nitrophenylazo)-2-hydroxy-3"-nitronaphthanilid,
C. J. Nr. 12355, wurde mit positivem Potential an den Rollen geprüft. Folgende Empfindlichkeitsziffern
stellten sich heraus: Blaues Licht: 1, grünes Licht:4,rotes Licht:0,weißes Licht: 16.
l-(4'-Methylazo-benzol-2'-Sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthensäure, C. J. Nr. 15850, wurde bei positiv
gepolter Rollenelektrode geprüft. Es zeigte sich folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 5, grünes Licht:
16, rotes Licht: 1, weißes Licht: 64.
Bonadur Red B, eine unlöslich gemachte Azo-Farbe, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft. Dieser
Pigmentstoff ist eine im C. J. Nr. 15865 beschriebene Farbe, bei der zur Unlöslichkeit das Natrium in der
Verbindung durch Wasserstoff substituiert ist. Die Dispersion zeigte folgende Empfindlichkeit: Blaues
Licht: 2, grünes Licht: 8, rotes Licht: 2, weißes Licht: 64.
Beispiel VIl
1 -(2'-Azonaphthalin-1 '-Sulfonsäure)-2-Naphthol,
C. J. Nr. 15630, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft. Es ergab sich folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 1, grünes Licht: 4, rotes Licht: 0, weißes Licht: 16.
C. J. Nr. 15630, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft. Es ergab sich folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 1, grünes Licht: 4, rotes Licht: 0, weißes Licht: 16.
Beispiel VIII
Ein Pyranthron-Pigmentstoff wurde mit positiver Rollenelektrode geprüft und zeigte eine Empfindlichkeit
von: Blaues Licht: 4, grünes Licht: 8, rotes Licht: 0, weißes Licht: 32. Es handelt sich um einen vielkernigen
aromatischen Pigmentstoff folgender chemischer Struktur:
1 -(4'-Methyl-5'-Chlorazobenzol-2'-Sulfonsäure)-2-Hydroxy-3-Naphthensäure
C. J. Nr. 15865 wurde kugelgemahlen, in einer Kerosinfraktion dispergiert und auf
Lichtempfindlichkeit geprüft. Der Pigmentstoff zeigte dieselbe Empfindlichkeit, wenn die Rolle in Bezug auf
die Glasplatte positiv oder negativ war. Die relative Empfindlichkeitsziffer der Suspension war 2 für blaues
Licht, 8 für grünes Licht, 0 für rotes Licht und 32 für weißes Licht.
O Br
Br
Ein Chinacridon-Pigmentstoff mit folgender Struktur
wurde mit positiver Rollenelektrode geprüft und zeigte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 2, grünes Licht:
16, rotes Licht: 0, weißes Licht: 218.
3,4,9,10-bis(N,N'-(p-Methoxy-phenyl)-imido)-perylen, C. J. Nr. 71140, wurde mit positiver Polarität der
Rollenelektrode geprüft und hatte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 32, grünes Licht: 64, rotes Licht: 0,
weißes Licht: 128.
Beispiel XI
Ein Thioindoxyl-Pigmentstoff folgender Struktur
Ein Thioindoxyl-Pigmentstoff folgender Struktur
C=C
(Dichlorthioindigo)
wurde mit positivem Potential an der Rollenelektrode geprüft und hatte folgende Empfindlichkeit: Blaues
Licht: 2, grünes Licht: 8, rotes Licht: 0, weißes Licht: 32.
3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenyl-bis(l"-phenyl-3"-methyl-4"-azo-2"-pyrazolin-5"-eins),
C. I. Nr. 21200, wurde mit positiver und negativer Polarität der Rollenelektrode
geprüft. Bei positiver Polarität ergab sich folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 16, grünes Licht: 32, rotes
Licht: 0, weißes Licht: 64. Bei negativer Rollenelektrode war die Empfindlichkeit: Blaues Licht: 8, grünes Licht:
12, rotes Licht: 0, weißes Licht: 32.
Beispiel XIII
Bei Prüfung einer Suspension von Pyrazolone Red B Toner, C. I. Nr. 21120 mit positiver und negativer
Polarität der Rollenelektrode ergab sich eine Umkehrung der mit der Suspension aus Beispiel XII festgestellten
Erscheinungen. Die Empfindlichkeit war u-:
negativer Polarität und weißem Licht 16 und
positiver Polarität 4.
positiver Polarität 4.
Die Alpha-Form des Pigmentstoffes aus Beispiel XIV
wurde gleichfalls bei positiver Rollenelektrode geprüft und hatte die folgenden Empfindlichkeitsziffern: Blaues
Licht: 1, grünes Licht: 4, rotes Licht: 16, weißes Licht: 32.
Beispiel XVI
ίο Die Alpha-Form des metallfreien Phthalocyanins, C. I.
Nr. 74100, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft und zeigte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 1,
grünes Licht: 8, rotes Licht: 32, weißes Licht: 64.
Beispiel XVII
Das Verfahren aus Beispiel XVI wurde wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, daß 3 Molprozent
2,4,7-Trinitro-9-fluorenon zu der Suspension hinzugefügt wurden, wodurch ein Anstieg in der Empfindlichkeit
der Suspension um das Doppelte erzielt wurde.
Beispiel XVIII
Das Verfahren aus Beispiel XVI wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß 2 Molprozent Benzonitril zu
der Suspension hinzugegeben wurden, wodurch ein Anstieg in der Empfindlichkeit der Suspension um das
Dreifache erzielt wurde.
Der Pigmentstoff aus Beispiel XVI wurde durch
Mahlen in o-Dichlorbenzol in die Alpha-Form überführt
und hatte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 1, grünes Licht: 4, rotes Licht: 32, weißes Licht: 64. Die
Rollenelektrode hatte dabei positives Potential.
Ein Phosphor-Wolfram-Molybdän-Säurelack einer Triphenylmethanfarbe, 4-(N,N',N'-trimethylanili-
no)methylen-N",N"-Dimethylaniliniumchlorid, C. I. Nr. 42535, wurde bei positiver Polarität ,der Rollenelektrode
geprüft und hatte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 0, grünes Licht: 1, rotes Licht: 1, weißes
Licht: 8.
Eine Suspension von Dichloro-9,18-isoviolanthron,
C. I. Nr. 60010, wurde bei positivem Potential der Rollenelektroden geprüft und ergab die Empfindlichkeitsziffern:
Blaues Licht: 0, grünes Licht: 8, rotes Licht: 0, weißes Licht: 32.
Beispiel XXII
3,3'-Methoxy-4,4'-diphenyl-bis(l"azo-2"hydroxy-3"naphthanilid),
CI. Nr. 21180, wurde mit positiver Rollenelektrode geprüft und hatte folgende Empfindlichkeit:
Blaues Licht: 0, grünes Licht: 1, rotes Licht: 8, weißes Licht: 16.
bei bei
Beispiel XIV
Die Beta-Form von Kupferphthalocyanin, C. I. Nr. 74160, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft
und zeigte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 1, grünes Licht: !,rotes Licht: 16, weißes Licht: 32.
Beispiel XXIII
Ein polychlorsubstituiertes Kupferphthalocyanin, C. I.
Nr. 74260, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft und ergab folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 0,
grünes Licht: 0, rotes Licht: 16, weißes Licht: 32.
Beispiel XXIV
Eine Probemenge 4,10-Dibrom-6,12-anthanthron, C. I. Nr. 59300, wurde bei negativer Polarität der
609535/298
Rollenelektrode geprüft und ergab folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 4, grünes Licht: 16, rotes Licht: 0,
weißes Licht: 32.
Beispiel XXV
l^^.e-diiCC'-diphenylJ-Thiazol-anthrachinon, C. I.
Nr. 67300, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft. Es ergab sich folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 2,
grünes Licht: 0, rotes Licht: 0, weißes Licht: 8.
Beispiel XXVI '°
Das Verfahren aus Beispiel XXIII wurde wiederholt, mit dem Unterschied, daß 2 Molprozent 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon
zu der Pigmentsuspension hinzugegeben wurden, wodurch sich ein vierfacher Anstieg in der
Empfindlichkeit der Suspension ergab.
Beispiel XXVII
Flavanthron, C. I. Nr. 70600, wurde bei positiver Rollenelektrode geprüft und zeigte folgende Empfindlichkeit:
Blaues Licht: 16, grünes Licht: 4, rotes Licht: 0, weißes Licht: 64. Bei negativer Rollenelektrode ergaben
sich folgende Werte: Blaues Licht: 8, grünes Licht: 2, rotes Licht: 0, weißes Licht: 32.
Beispiel XXVIII
Ein Benzimidazol-Pigmentstoff, C. I. Nr. 71105, wurde
bei positiver Rollenelektrode geprüft und zeigte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 0, grünes Licht:
8, rotes Licht: 16, weißes Licht: 32.
Beispiel XXIX
Ein Kadmiumselenid-Pigmentstoff, C.I. Nr.77196,
wurde bei negativer Rollenelektrode geprüft und hatte folgende Empfindlichkeit: Blaues Licht: 80, grünes Licht:
0, rotes Licht: 20, weißes Licht: 160.
Beispiel XXX
1 -Cyan-2,3-phthaloyl-7,8-benzopyrrocolin wurde nach dem ersten Syntheseverfahren dargestellt, das auf
S. 1215, Ausgabe März 1957 des Journal of the American Chemical Society in einem Artikel von Pratt u. a. mit
dem Titel »Reactions of Naphthoquinones with Malonic Ester and its Analogs, III I-substituted phthaloyl and
Phthaloylbenzopyrrocelines« angegeben ist. Diese gelbe Verbindung wurde mit negativer Rollenelektrode
geprüft und zeigte folgende Empfindlichkeit: Rotes Licht: 0, grünes Licht: 8, blaues Licht: 16, weißes
Licht: 16.
Beispiel XXXI
Eine Suspension mit gleichen Anteilen der Pigmentstoffe, beschrieben im Beispiel II, Beispiel XVI und
Beispiel XXX in einer Kerosinfraktion wurde hergestellt, wobei der gesamte Pigmentstoff ungefähr
8 Gewichtsprozent der Suspension ausmachte. Diese Pigmentstoffe sind Magenta, Cyan und Gelb. Die im
folgenden als Dreistoffmischung bezeichnete Zusammensetzung wurde als Überzug auf eine Glasplatte mit
Zinnoxidschicht aufgebracht und unter denselben Bedingungen. wie im Beispiel I belichtet mit dem
Unterschied, daß zwischen der weißen Lichtquelle und der Glasplatte ein Kodachrome-Diapositiv angeordnet
war, so daß ein farbiges Bild auf die Dreistoffmischung projiziert wurde, als die Rollenelektrode sich über die
Fläche der Glasplatte bewegte. Auch hier wurde eine Sperrelektrode mit Barytpapier verwendet, und die
Rollenelektrode erhielt ein Potential von rund 2500 Volt bezüglich der Glasplatte. Die Rolle wurde sechsmal
über die Glasplatte geführt und nach jeder Einzelbewegung gereinigt Nach Vollendung dieser sechs Übergänge
stellte sich auf der Glasplatte ein gutgefärbtes Bild hervorragender Qualität und Trennung aller Farben
heraus. Die Potentialwirkung und die Belichtung wurden während des vollständigen Zeitraumes der
sechs Übergänge der Rolle durchgeführt.
Beispiel XXXII
Eine Suspension mit gleichen Anteilen der Pigmentstoffe aus Beispiel II, XXV und XVI in einer
Kerosinfraktion wurde mit einem gesamten Pigmentgehalt von fast 7 Gewichtsprozent hergestellt. Diese
Pigmentstoffe sind Magenta, Gelb und Cyan. Die Mischung wurde als Überzug auf eine Glasplatte mit
einer Zinnoxidschicht aufgebracht und unter den Bedingungen aus Beispiel I belichtet mit der Ausnahme,
daß ein Kodachrome-Diapositiv angeordnet war, so daß ein farbiges Bild auf diese Dreistoffmischung projiziert
wurde, als die Rolle über die Fläche der Glasplatte bewegt wurde. Danach war festzustellen, daß auf der
Fläche der Glasplatte ein subtraktives farbiges Bild entstanden war. Dieser Versuch wurde statt mit
Barytpapier als Sperrelektrodenfläche mit regenerierter Zellulose, mit Zelluloseazetat und Polyäthylen
überzogenem Papier, Polystyrol, Polytetrafluoroäthylen und Polyäthylenterephthalat wiederholt. Alle diese
Stoffe ergaben gute Bilder, beste Ergebnisse wurden mit den ersten drei Stoffen erzielt.
Beispiel XXXIII
Das Verfahren aus Beispiel XXXII wurde mit der Änderung wiederholt, daß 2 Molprozent 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon
zu der Dreistoffmischung hinzugefügt wurden, wodurch sich ein fast vierfacher Anstieg der
Empfindlichkeit ergab.
Beispiele XXXIV bis XXXIX
Es wurden sechs verschiedene Pigment-Dreistoffmischungen in Suspension zubereitet, von denen jede
gleiche Anteile der drei verschiedenen Pigmentstoffe in der Kerosinfraktion, die oben beschrieben ist, enthielt.
Die Gesamtpigmentmenge betrug ungefähr 7 Gewichtsprozent der Suspension.
In Beispiel XXXIV bestand die Dreistoffmischung aus Pigmentstoffen, die im Beispiel V, Beispiel XXV und im
Beispiel XVI beschrieben sind.
Im Beispiel XXXV bestand die Dreistoffmischung aus Pigmentstoffen, die im Beispiel II und im Beispiel XVI
beschrieben sind, und aus Velvaglow Fluorescent-Pigmentstoff, der hauptsächlich blauempfindlich ist.
Im Beispiel XXXVI bestand die Dreistoffmischung aus Pigmentstoffen, die im Beispiel XVI und Beispiel II
beschrieben sind und aus einem Kadmiumsulfid-Pigmentstoff C. I. Nr. 77196, der hauptsächlich blauempfindlich
ist.
Die Dreistoff mischung im Beispiel XXXVII bestand aus Pigmentstoffen, die im Beispiel XVI, Beispiel XXVII
und Beispiel II beschrieben sind.
Die Dreistoffmischung aus Beispiel XXXVIII bestand· aus Pigmentstoffen, die im Beispiel XIV, Beispiel XXV
und Beispiel II beschrieben sind.
Die Dreistoffmischung im Beispiel XXXIX bestand aus Pigmentstoffen, die im Beispiel XXVII, Beispiel XIV
und Beispiel II beschrieben sind.
Jede dieser sechs Dreistoffmischungen wurde auf ihre Abbildungsfähigkeit nach dem im Beispiel XXXlI
angegebenen Verfahren geprüft und es ergaben sich jeweils Farbbilder guter Qualität.
Es wurde eine Dreistoff-Suspension in eine Kerosinfraktion
mit gleichen Anteilen von Pigmentstoffen, die im Beispiel H, Beispiel XVI und Beispiel XXX
beschrieben sind, zubereitet, wobei der gesamte Pigmentanteil 8 Gewichtsprozent der Suspension ausmachte.
Dann wurde die Suspension nach dem im Beispiel XXXII angegebenen Verfahren geprüft und
ergab ein gutes Farbbild mit exakter Farbentrennung.
Beispiele XLI bis XLHI
In jedem der folgenden Beispiele wurde eine Suspension mit gleichen Anteilen zweier verschieden-
farbiger Pigmentstoffe in Kerosinfraktion verwendet,
wobei der gesamte Pigmentanteil 6 Gewichtsprozent der Suspension betrug.
Im Beispiel XLI wurden die Pigmentstoffe aus den Beispielen XXV und XIV verwandt.
Im Beispiel XLII wurden die Pigmentstoffe aus den Beispielen II und XIV verwendet.
Im Beispiel XLIII wurden die Pigmentstoffe aus den Beispielen II und XVI verwandt.
Die drei Suspensionen mit zwei Pigmentstoffen enthielten Gelb-Cyan-, Magenta-Cyan- bzw. Magenta-Cyan-Pigmente.
Bei Belichtung gemäß dem Verfahren aus Beispiel XXXII mit zwei- oder dreifarbigen Bildern,
die blau und rot, grün und rot und grün plus rot enthielten, ergaben sich zweifarbige Bilder auf der
oberen Rolle der Bildaufzeichnungseinrichtung. Sie stimmten mit den blauroten, grünroten und grün plus
roten Teilen des Originalbildes überein.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (18)
1. Photoelektrophoretisches Abbildungsverfahren, bei dem eine Schicht einer Suspension von
wenigstens zwei Arten verschieden gefärbter, in einer Trägerflüssigkeit suspendierter, photoelektrophoretisch
wirksamer Teilchen bildmäßig belichtet wird und bei dem an die Suspension ein elektrisches
Feld angelegt wird, das die bildmäßig belichteten ι ο Teilchen von den nicht bildmäßig belichteten
Teilchen trennt und die bildmäßig belichteten Teilchen und/oder die nicht bildmäßig belichteten
Teilchen auf eine Bildaufnahmefläche als Bild überträgt bzw. auf der Bildaufnahmefläche beläßt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen jeweils ein Pigment aufweisen, das sowohl das
hauptfarbgebende Element als auch der photoelektrophoretisch wirksame Bestandteil ist, und daß die
für ein Teilchen photoelektrophoretisch wirksame Strahlung im wesentlichen in dem Bereich des
Hauptlichtabsorptionsbandesdes Pigments liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension aus blaugrünfarbigen,
für rotes Licht empfindlichen, aus purpurfarbigen, für grünes Licht empfindlichen, und aus gelbfarbigen,
für blaues Licht empfindlichen fotoelektrophoretischen Pigmenten verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension aus
metallfreiem Phthalocyanin,
1 -(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
1 -(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
l,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolyl- s
anthrachinon, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-azobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäureund 1,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolylanthrachinon, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l-^'-Methyl-S-chlorazobenzoW-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und Kadmiumsulfid, oder aus metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und Flavanthron, oder aus j3-Kupferphthalocyanin, 1 -^'-Methyl-S'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-azobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäureund 1,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolylanthrachinon, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin,
l-^'-Methyl-S-chlorazobenzoW-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und Kadmiumsulfid, oder aus metallfreiem Phthalocyanin,
l-(4'-Methyl-5-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und Flavanthron, oder aus j3-Kupferphthalocyanin, 1 -^'-Methyl-S'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure und
l,2,5,6-Di-(C,C'-diphenyl)-thiazolylanthrachinon, oder aus
ß-Kupferphthalocyanin, 1 -(4'-Methyl-5'-chlorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure
und
Flavanthron, oder aus
metallfreiem Phthalocyanin, 1 -(4'-Methyl-5'-chLorazobenzol-2'-sulfonsäure)-2-hydroxy-3-naphthoesäure
und
l-Cyan-2,3-phthaloyl-7,8-benzpyrrocolin verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension
verwendet wird, die ferner abhängig von der Polarität der an die Elektroden angeschalteten
Spannung einen geringen Anteil· eines Elektronendonators oder Elektronenakzeptors enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Elektronenakzeptor 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon
verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Elektronendonator oder Elektronenakzeptor
in einer Menge von 0,5 bis 5 Mol-% verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension
verwendet wird, die 2 bis 10Gew.-% Pigmente enthält.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß fotoleitfähige Pigmente
verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß organische Pigmente
verwendet werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension aus
fotoelektrophoretischen Pigmenten in einem isolierenden, gegebenenfalls ein Bindemittel gelöst
enthaltenden Dispersionsmittel verwendet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß als Dispersionsmittel ein geschmolzenes Wachs verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Elektrode mit einem Oberflächenwiderstand von mindestens 107 Ohm/cm2 verwendet
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode aus einem
elektrisch leitenden Kern und einem isolierenden Mantel verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Elektroden während der
Belichtung einander bis auf weniger als 2,54 · 10 ~3 cm angenähert werden.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld mit einer
Feldstärke von mindestens 11 800 V/mm erzeugt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld mit einer
Spannung von 300 bis 5000 Volt erzeugt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die nicht mit einem Pigmentbild versehene Elektrode, zu der die Pigmente während
der Bilderzeugung teilweise hinwandern, wiederholt, vorzugsweise vier- bis neunmal, mit der Suspension
bei weiterbestehendem elektrischem Feld und fortgesetzter Belichtung in Kontakt gebracht und
zwischen den Kontaktierungen jeweils gereinigt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine walzenförmige und eine
transparente schichtförmige Elektrode verwendet wird.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US38468164 | 1964-07-23 | ||
US38473764 | 1964-07-23 | ||
US38468064 | 1964-07-23 | ||
DEX0000037 | 1965-07-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1497243C3 true DE1497243C3 (de) | 1977-04-07 |
Family
ID=
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