DE2821739A1

DE2821739A1 - Elektrophoretisches bildherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE2821739A1
Application number: DE19782821739
Authority: DE
Inventors: Melvin Sigmund Bloom; Michael Thomas Regan
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1977-05-20
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2391499A1; DE2821739B2; CA1110897A; GB1601784A; DE2821739C3; JPS53144335A; FR2391499B1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophoretisches Bildherstellungsverfahren, bei dem ein zwischen mindestens zwei Elektroden befindliches elektrisch isolierendes Trägermedium mit elektrisch photosensitiven Teilchen der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt und bildmäßig bestrahlt wird, bei dem ferner die photosensitiven Teilchen mindestens eine färberische Komponente enthalten, die gegenüber der angewandten Strahlung photosensitiv ist und bei dem auf mindestens einer der Elektroden ein Bild erzeugt wird. Ganz speziell betrifft die Erfindung die Verwendung eines bestimmten photosensitiven Pigmentes im Rahmen eines derartigen elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens.

In jüngster Zeit sind zahlreiche Publikationen veröffentlicht worden, die sich mit elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren beschäftigen. Verwiesen wird beispielsweise auf die US-PS

2 758 939, 2 940 847, 3 100 426, 3 140 175, 3 143 508, 3 384 565,

3 384 488, 3 615 558, 3 384 566 und 3 383 993. Diese Patentschriften beschäftigen sich mit üblichen photoelektrophoretischen Bildherstellungsverfahren. Ein weiterer Typ eines photoelektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens, bei dem eine Bildumkehr erfolgt, ist aus der US-PS 3 976 485 bekannt geworden.

Kennzeichnend für die bekannten elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren ist die Verwendung einer Schicht von eine elektrische Ladung aufweisenden photoleitfähigen Teilchen, d.h. elektrisch photosensitiven Teilchen, die sich zwischen zwei im Abstand voneinander angeordneten Elektroden befinden, von denen eine transparent sein kann. Um eine Bildherstellung zu ermöglichen, werden die Ladungen aufweisenden photosensitiven Teilchen zwischen den beiden im Abstand voneinander angeordneten Elektroden der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt und aktivierender Strahlung exponiert. Als Folge hiervon werden die Ladungen aufweisenden elektrisch photosensitiven Teilchen veranlaßt auf elektrophoretischemWege zur Oberfläche der einen oder der anderen der beiden Elektroden zu wandern, wodurch auf der Oberfläche

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dieser Elektroden Bilder erzeugt werden. In typischer Weise wird auf der einen Elektrode ein negatives Bild erzeugt und ein positives Bild auf der gegenüberliegenden Elektrode. Bei den verschiedenen bekannten elektrophoretischen Verfahren erfolgt eine Bildauflösung aufgrund einer Änderung der Ladungspolarität von entweder den exponierten elektrisch photosensitiven Teilchen (im Falle eines üblichen elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens) oder der nicht exponierten elektrisch photosensitiven Teilchen (im Falle des elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens des aus der US-PS 3 976 485 bekannten Typs), so daß das auf der einen Elektrodenoberfläche erzeugte Bild im Idealfalle aus elektrisch photosensitiven Teilchen einer Ladungspolarität erzeugt wifd, und zwar entweder negativer oder positiver Polarität und das auf der anderen Elektrode erzeugte Bild im Idealfalle aus elektrisch photosensitiven Teilchen erzeugt wird, die die entgegengesetzte Ladungspolarität aufweisen, und zwar entweder eine positive oder negative Polarität.

In jedem Falle, gleichgültig was für ein elektrophoretisches Bildherstellungsverfahren angewandt wird, stellen die elektrisch photosensitiven Teilchen eine wesentliche Komponente des Verfahrens dar. Damit ein leicht sichtbares Bild erhalten wird, ist es wichtig, daß die elektrisch photosensitiven Teilchen farbig wie auch elektrisch photosensitiv sind.

Wie sich aus der technischen Literatur ergibt, die sich mit elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren beschäftigt, ist viel Zeit darauf verwendet worden und wird weiterhin darauf verwendet, Teilchen aufzufinden, die sowohl eine vorteilhafte elektrische Photosensitivität aufweisen, wie auch gute färberische Eigenschaften.

Beispielsweise werden in den US-PS 2 758 939, 2 940 847, 3 384 488, 3 474 020 und 3 615 558 die verschiedensten Typen von elektrisch photosensitiven Teilchen, die sich im Rahmen elektrophoretischer Bildherstellungsverfahren verwenden lassen beschrieben.

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Zur Durchführung von elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren eignen sich beispielsweise auch gelbe elektrisch photosensitive Teilchen. Derartige Teilchen eignen sich insbesondere für die Durchführung photoelektrophoretischer polychromer Bildherstellungsverfahren, die auf einem subtraktiven Mehrfarbsystem beruhen.

Die bisher bekannt gewordenen gelben elektrisch photosensitiven Teilchen haben sich jedoch aus dem einen oder anderen Grunde als unzulänglich erwiesen. Beispielsweise führt die Verwendung der vielfach gebrauchten gelben Teilchen auf Basis von Indofast yellow (Color Index Nr. 70600) zur Bildung von polychromen Bildern, in denen die Reinheit der roten und grünen Farben geringer als erwünscht ist.

Es besteht somit ein Bedürfnis nach gelben elektrisch photosensitiven Teilchen, die sich in vorteilhafter Weise im Rahmen von photoelektrophoretischen Bildherstellungsverfahren verwenden lassen und die bei ihrer Verwendung zu Bildern verbesserter Qualität führen.

Der ERfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß trans-Epindolidion der folgenden Strukturformel:

sich ausgezeichnet zur Herstellung von elektrophotosensitiven Teilchen für Bildherstellungsverfahren (migration imaging processes) eignet, insbesondere für die Durchführung von elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren.

Es wurde gefunden, daß trans-Epindolidion 1) einen ausgezeichneten gelben Farbton aufweist, der sich insbesondere für die Durchführung von photoelektrophoretischen polychromen BiId-

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herstellungsverfahren, die auf dem subtraktiven Mehrfarbsystem beruhen, eignet > daß 2) trans-Epindolidion zu minimalen unerwünschten Teilchenreaktionen in polychromen Bildherstellungsmassen führt, daß 3) trans-Epindolidion-Teilchen eine ausgezeichnet hohe Empfindlichkeit aufweisen, daß 4) die Verbindung die Herstellung lichtechter Bilder ermöglicht und 5) die Herstellung von Bildern hoher Dichte.

Diese Eigenschaften des trans-Epindolidions sind außerordentlich überraschend, und zwar im Hinblick auf die Tatsache, daß bei der Suche nach annehmbaren gelben elektrisch photosensitiven Teilchen zahlreiche strukturell sehr ähnliche Verbindungen untersucht wurden, wie beispielsweise cis-Epindolidion und Dichinolonopyridon, deren Verwendung zu Bildern von sehr schlechter Qualität führt oder bei deren Verwendung sich überhaupt keine Bilder herstellen lassen oder Bilder eines falschen Farbtones, wenn sie im Rahmen von elektrophoretischen Bilderzeugungssystemen verwendet werden.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrophoretisches Bildherstellungsverfahren, bei dem ein zwischen mindestens zwei Elektroden befindliches elektrisch isolierendes Trägermedium mit elektrisch photosensitiven Teilchen der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt und bildmäßig bestrahlt wird, bei dem ferner die photosensitiven Teilchen mindestens eine färberische Komponente enthalten, die gegenüber der angewandten Strahlung photosensitiv ist und bei dem auf mindestens einer der Elektroden ein Bild erzeugt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die elektrisch photosensitiven Teilchen mindestens zum Teil aus trans-Epindolindion als färberischer Komponente bestehen.

Das elektrisch isolierende Trägermedium besteht vorzugsweise aus einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit oder einem elektrisch isolierenden, verflüssigbaren Matrixmaterial, z.B. einem tixotropen Material oder einem durch Einwirkung von Wärme und/oder Lösungsmitteln erweichbarem Material, das zwischen den beiden im Abstand voneinander angeordneten Elektroden unter-

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gebracht wird. Die zwischen den beiden Elektroden befindlichen photosensitiven Teilchen werden dann der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt und bildmäßig mit aktivierender Strahlung bestrahlt. Als Folge hiervon tritt bei den Ladungen aufweisenden elektrisch photosensitiven Teilchen eine durch die Strahlung induzierte Veränderung ihrer Ladungspolarität auf und die Teilchen wandern zu der einen oder anderen der Elektrodenoberflächen, wobei sie auf mindestens einer der Elektrodenoberflächeii ein Bild erzeugen, bei dem es sich um ein positives oder negatives Bild der Strahlungsvorlage handelt.

Die Verwendung von trans-Epindolidion führt zu gelben Bildern einer ausgezeichnet hohen Dichte. Im Falle der Verwendung in Dreifarbmischungen führt das trans-Epindolidion nicht zu schmutzigen Bildern. Hieraus ergibt sich, daß keine Einwirkung von trans-Epindolidion auf andere elektrophotosensitive Komponenten der verwendeten Dreifarbmischung erfolgt.

Verfahren zur Herstellung von trans-Epindolidion sind bekannt, beispielsweise aus der US-PS 3 334 102 sowie aus der Zeitschrift "Journal of Organic Chemistry", 33^ (11), Seite 4004 (1968), worin Epindolidione als Pigmente für Beschichtungsmassen und zum Färben von plastischen Produkten, Gummiwaren, Papier, Linoleum und dergleichen beschrieben werden.

Trans-Epindolidion weist des weiteren bestimmte andere Eigenschaften auf, aufgrund derer es sich im Rahmen von photoelektrophoretischen Bildherstellungsverfahren besonders eignet. Es ist unlöslich oder höchstens schwach löslich in üblichen organischen Lösungsmitteln. Diese Eigenschaft der Unlöslichkeit in üblichen organischen Lösungsmitteln ist vorteilhaft im elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren, und zwar insbesondere bei den Ausgestaltungen derartiger Verfahren, bei denen die elektrisch photosensitiven Teilchen in Teilchenform in einem elektrisch isolierenden Trägermedium dispergiert werden, beispielsweise in einem üblichen flüssigen aliphatischen Kohlenwasserstoff unter Erzeu-gung einer Suspension für die Durchfüh-

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rung eines elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens.

In vorteilhafter Weise weisen die elektrisch photosensitiven Teilchen für die Durchführung elektrophoretischer Bildherstellungsverfahren eine durchschnittliche Teilchengröße von etwa 0,01 Mikron bis etwa 20 Mikron, insbesondere von etwa 0,01 bis etwa 5 Mikron auf. In typischer Weise bestehen diese Teilchen aus einer oder mehreren färberischen Komponenten. Die elektrisch photosensitiven Teilchen können des weiteren jedoch auch unter Verwendung der verschiedensten nicht-photosensitiven Stoffe aufgebaut sein, z.B. elektrisch isolierenden Polymeren, Ladungssteuermitteln sowie den verschiedensten organischen und anorganischen Füllstoffen. Außer trans-Epindolidion können die erfindungsgemäß verwendeten Teilchen noch die verschiedensten anderen zusätzlichen Farbstoffe oder Pigmente enthalten, und zwar zur Veränderung oder Steigerung ihrer färberischen und/ oder physikalischen Eigenschaften. Schließlich können die elektrisch photosensitiven Teilchen des weiteren andere photosensitive Stoffe enthalten, wie beispielsweise die verschiedensten sensibilisierenden Farbstoffe und/oder chemischen Sensibilisierungsmittel, um ihre Ansprechcharakteristika gegenüber aktivierender Strahlung zu verändern oder zu steigern.

Wie bereits dargelegt werden die elektrisch photosensitiven Teilchen in einem elektrisch isolierenden Träger, z.B. einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit oder einem elektrisch isolierenden, verfiüssigbaren Matrixmaterial, beispielsweise einem durch Einwirkung von Wärme und/oder Lösungsmittel erweichbaren Polymeren oder einem tixotropen Polymeren dispergiert.

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Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, bei Verwendung einer Dispersion von elektrisch photosensitiven Teilchen in einem elektrisch isolierenden Träger zwischen den Elektroden eines elektrophoretischen Bildherstellungssystems etwa 0,05 bis etwa 2,0 Gew.-Teile elektrisch photosensitive Teilchen auf jeweils 10 Gew.-Teile elektrisch isolierendem Träger zu verwenden.

Der Träger kann dabei eine Vielzahl von physikalischen Formen aufweisen und aus den verschiedensten Stoffen bestehen. Wie bereits dargelegt, kann der Träger beispielsweise aus einer Matrix aus einem elektrisch isolierenden, im Normalzustand festen polymeren Material bestehen, das durch Einwirkung von Wärme, Lösungsmitteln und/oder Druck erweichbar oder verflüssigbar ist, so daß die in dem Träger dispergierten elektrisch photosensitiven Teilchen durch die Matrix zu wandern vermögen.

Gemäß einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht der Träger aus einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit, z.B. Decan, Paraffin, einer Kerosen-Fraktion (beispielsweise Sohio Odorless Solvent 3440, Hersteller Standard Oil Company, Ohio, USA) oder den verschiedensten isoparaffinischen flüssigen Kohlenwasserstoffen,

beispielsweise mit einem Siedebereich von 145⁰C bis 186°C(d.h. Mischungen) (z.B. das Handelsprodukt Isopar G, Hersteller Exxon Corporation) oder den verschiedensten halogenierten Kohlenwasserstoffen, z.B. Tetrachlorkohlenstoff, Trichlormonofluormethan und dergleichen, den verschiedensten alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, z.B. alkylierten Benzolen, beispieleweise Xylolen oder anderen alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, beispielsweise des aus der US-PS 2 899 335 bekannten Typs. Beispielsweise läßt sich als Träger eine flüssige Mischung aus alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen verwenden, die einen Siedebereich von etwa 157 bis etwa 177°C aufweist und beispielsweise besteht zu 91 aus Xylol, 16* aus anderen Monoalkylbenzolen, 34% Dialkylbenzolen, 37* Trialkylbenzolen und 4* aliphatischen Kohlenwasserstoffen. Eine solche Mischung ist beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Solvesso 100, Hersteller

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Exxon Corp., im Handel erhältlich.

In typischer Weise liegt der Widerstand des elektrisch isolierenden Trägers, gleichgültig ob dieser bei Raumtemperatur, d.h. etwa 22 C, fest oder flüssig ist, bei über etwa 10 Ohm-cm, vorzugs-

1 τ
weise bei über 10 Ohm-cm.

Den die elektrisch photosensitiven Teilchen enthaltenden Trägermedien, beispielsweise den elektrisch isolierenden Flüssigkeiten des oben angegebenen Typs, können die verschiedensten anderen Zusätze einverleibt werden. So können beispielsweise zur Herstellung von für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Suspensionen die verschiedensten üblichen bekannten Ladungssteuermittel zugesetzt v/erden, um die Gleichförmigkeit der Ladungspolarität der in der flüssigen Suspension dispergierten elektrisch photosensitiven Teilchen zu verbessern. Ladungssteuermittel für die Herstellung von Teilchensuspensionen oder Dispersionen für die Durchführung elektrophoretischer Bildherstellungsverfahren sind bekannt, so daß sich eine ausführliche Diskussion derartiger Teilchen hier erübrigt. In typischer Weise bestehen diese Ladungssteuermittel aus Polymeren, die dem flüssigen Träger der Suspension zugesetzt werden. Abgesehen von einer Verbesserung der Gleichförmigkeit der Ladungspolarität hat sich gezeigt, daß derartige Ladungssteuermittel oftmals stabilere Suspensionen liefern, d.h. Suspensionen die dadurch gekennzeichnet sind, daß sich bei ihnen die dispergierten photosensitiven Teilchen weniger schnell absetzen.

Zusätzlich zu den erwähnten Ladungssteuermitteln können zur Herstellung der photosensitiven Teilchen die verschiedensten polymeren Bindemittel verwendet werden, beispielsweise die verschiedensten natürlich vorkommenden, halbsynthetischen oder synthetischen Bindemittel oder Harze, die in dem elektrisch isolierenden flüssigen Träger dispergiert oder gelöst werden können, um als Fixiermittel für das aus den photosensitiven Teilchen erzeugte Bild zu dienen, das auf einer der Elektroden erzeugt wor-

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den ist. Die Verwendung von derartigen polymeren Bindemitteln als Fixiermittel ist bekannt, so daß sich eine weitere Beschreibung derartiger polymerer Bindemittel erübrigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden,in der schematisch eine zur Durchführung elektrophoretischer Bildherstellungsverfahren ^eignete typische Vorrichtung dargestellt ist.

Die Vorrichtung weist eine transparente Elektrode 1 auf, die durch zwei Gummi-Antriebswalzen 10 in Richtung der Pfeile fortbewegt werden kann. Die Elektrode 1 kann dabei beispielsweise aus einer Schicht aus einem optisch transparenten Material bestehen, beispielsweise Glas oder einem elektrisch isolierenden, transparenten polymeren Schichtträger, z.B. Polyäthylentei^hthalat, der mit einer dünnen, optisch transparenten, leitfähigen Schicht, z.B. aus Zinnoxid, Indiumoxid, Nickel oder dergleichen beschichtet ist. Gegebenenfalls, je nach dem speziellen Typ des angewandten elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens,kann die Oberfläche der Elektrode 1 ein"Dunkelladungs-Austauschmaterial" aufweisen, z.B. inForm einer festen Lösung von 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon in einem elektrisch isolierenden Polymer, wie es beispielsweise aus der US-PS 3 976 485 bekannt ist.

Im Abstand von der Elektrode 1 angeordnet und in Druckkontakt hiermit befindet sich eine zweite Elektrode 5 in Form einer Führungswalze, die die Gegenelektrode der Vorrichtung für die Erzeugung eines elektrischen Feldes darstellt. In typischer V&se weist die Elektrode 5 auf ihrer Oberfläche eine dünne, elektrisch isolierende Schicht 6 auf. Die Elektrode 5 ist über den Schalter 7 an die Spannungsquelle 15 angeschlossen. Die Elektrode 1 ist an die gegenüberliegende Seite der Spannungsquelle 15 angeschlossen, so daß, wenn eine Exponierung erfolgt, der Schalter 7 geschlossen ist und die elektrisch photosensitiven Teilchen 4, die in einem elektrisch isolierenden Träger dispergiert sind, der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt werden.

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Die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 können zwischen den Elektroden 1 und 5 angeordnet werden, intern sie vor dem Bilderzeugungsprozeß auf eine oder beide Oberflächen der Elektroden 1 und 5 aufgebracht werden oder intern die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 während des elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens in den Spalt zwischen den Elektroden 1 und 5 eingeführt oder injiziert werden.

Wie in der Zeichnung dargestellt, erfolgt die Exponierung der elektrisch photosensitiven Teilchen 4 durch ein Exponierungssystem mit einer Lichtquelle 8, der zu reproduzierenden Bildvorlage 11, beispielsweise einem photographischen Diapositiv, einem Linsensystem 12 sowie notwendigen oder wünschenswerten Strahlungsfiltern 13, beispielsweise Farbfiltern, wodurch die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 durch aktivierende Strahlung entsprechend der Bildvorlage 11 angeregt werden.

Obgleich bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung die Elektrode 1 gegenüber der aktivierenden Strahlung, die von der Lichtquelle 8 ausgestrahlt wird, transparent ist, ist es auch möglich, die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 in dem Spalt 21, zwischen den Elektroden 1 und 5 zu bestrahlen ohne daß eine der Elektroden 1 oder 5 transparent ist. Im Falle einer solchen Vorrichtung sind die Lichtquelle 8 und das Linsensystem 12 derart angeordnet, daß die Teilchen 4 im Spalt 21 zwischen den Elektroden 1 und 5 exponiert werden.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist die Elektrode 5 als Walzenelektrode mit einem leitfähigen Kern 14, der an die Spannungsquelle 15 angeschlossen ist, ausgestaltet. Der Kern der Elektrode ist nit einer isolierenden Schicht 6, beispielsweise aus barytiertem Papier bedeckt. Die isolierende Schicht 6 verhindert oder vermindert wenigstens die Fähigkeit der elektrisch photosensitiven Teilchen 4 iu einer durch Strahlung induzierten Ladungsveränderung durch Einwirkung der Elektrode 5. Infolgedessen kann die Elektrode 5 in üblicher Weise auch als sog. "blockierende Elektrode" bezeichnet werden.

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Obgleich die Elektrode 5 als Walzenelektrode dargestellt ist und die Elektrode 1 als fortbewegbare, flache plattenförmige Elektrode, kann doch eine der Elektroden oder können beide der Elektroden eine andere Form als in der Zeichnung dargestellt, haben. So kann beispielsweise eine oder können beide Elektroden die Form von bandförmigen Elektroden haben oder von rotierenden oder sich drehenden Walzenelektroden, Plattenelektroden und dergleichen, wie sie üblicherweise zur Durchführung von elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren verwendet werden.

Ganz allgemein befinden sich die Elektroden 1 und 5 bei Durchführung eines typischen elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens, bei dem die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 in einem elektrisch isolierenden, flüssigen Träger dispergiert sind, in einem solchen Abstand zueinander, daß sie sich in Druckkontakt miteinander befinden oder sehr nahe zueinander, d.h. in einem Abstand von weniger als 50 Mikron. Werden jedoch die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 in einfacher Weise in einem Luftspalt zwischen den Elektroden 1 und S oder in einem Träger, beispielsweise einer Schicht aus einem durch Einwirkung von Wärme erweichbaren oder in anderer Weise verflüssigbaren Material dispergiert, das in Form einer separaten Schicht auf die Elektroden 1 und/oder 5 aufgetragen ist, so können diese Elektroden einen Abstand von mehr als 50 Mikron voneinander während des Bildherstellungsverfahrens aufweisen.

Die Stärke des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden 1 und 5 während des Bildherstellungsverfahrens kann sehr verschieden sein. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine optimale Bilddichte und Auflösung erhalten werden durch Erhöhung der Feldstärke auf einen so hohen wie möglichen Wert, ohne daß ein elektrischer Durchbruch des Trägermediums in dem Elektrodenspalt hervorgerufen wird. Werden beispielsweise elektrisch isolierende Flüssigkeiten, z.B. isoparaffinische Kohlenwasserstoffe als Trägermedium in einer Vorrichtung des dargestellten Typs verwendet, so liegt die angewandte Spannung zwischen den Elektroden 1 und 5 in typischer Weise bei etwa 100 Volt bis etwa 4 Kilovolt oder darüber.

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Wie bereits dargelegt, erfolgt eine Bilderzeugung im Rahmen elektrophoretischer Bildherstellungsverfahren als Folge einer kombinierten Einwirkung von aktivierender Strahlung und eines elektrischen Feldes auf die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 zwischen den Elektroden 1 und 5. In typischer V/eise werden zur Erzielung vorteilhafter Ergebnisse die Teilchen gleichzeitig der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt und aktivierender Strahlung exponiert. Durch geeignete Auswahl der verschiedenen Verfahrensparameter, beispielsweise Feldstärke, Intensität der aktivierenden Strahlung, Zusatz von geeigneten lichtempfindlichen Zusätzen in oder gemeinsam mit den elektrisch photosensitiven Teilchen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, beispielsweise durch Zusatz eines persistenten photoleitfähigen Materials und dergleichen, ist es möglich, die Zeitspanne oder Zeitfolge von Exponierung und Einwirkung des elektrischen Feldes zu modifizieren oder zu verändern, derart, daß Exponierung und Feldeinwirkung nacheinander erfolgen anstatt gleichzeitig.

Die zwischen den Elektroden 1 und 5 befindlichen elektrisch photosensitiven Teilchen 4 weisen eine elektrostatische Ladungspolarität auf, und zwar entweder als Folge eines triboelektrischen Effektes der Teilchen oder als Folge einer Einwirkung des Trägers, in dem die Teilchen dispergiert sind, beispielsweise einer elektrisch isolierenden Flüssigkeit.

Die Bildauflösung erfolgt im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens als Folge der kombinierten Einwirkung von elektrischem Feld und aktivierender Stählung auf die elektrisch photoleitfähigen Teilchen, die zwischen den Elektroden 1 und 5 der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung dispergiert vorliegen. In typischer Weise werden durch Anlegen eines elektrischen Feldes an die Elektroden 1 und 5 die Ladungen tragenden elektrisch photosensitiven Teilchen 4 im Dunkeln von einer der Elektroden 1 oder 5 angezogen, je nach dem, welche dieser Elektroden eine Polarität aufweist, die der ursprünglichen Ladungspolarität der elektrisch photosensitiven Teilchen entgegengesetzt ist. Es wird

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angenommen, daß bei Bestrahlung der Teilchen 4 mit aktivierender elektromagnetischer Strahlung eine Neutralisation oder Umkehrung der Ladungspolarität im Falle der exponierten oder nicht exponierten Teilchen erfolgt. Im Falle eines typischen elektrophoretischen Bildherstellungsverfahrens, bei dem die Elektrode 1 eine leitfähige Oberfläche aufweist, erfahren die exponierten, elektrisch photosensitiven Teilchen 4, wenn sie in elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Oberfläche gelangen eine Veränderung (gewöhnlich eine Umkehr) ihrer ursprünglichen Ladungspolarität als Folge der kombinierten Einwirkung von elektrischem Feld und aktivierender Strahlung.

In dem Falle, in dem die Oberfläche der Elektrode 1 ein Dunkelladungsaustauschmaterial wie in der US-PS 3 976 485 beschrieben aufweist, erfolgt eine Umkehr der Ladungspolarität der nicht exponierten Teilchen, während die exponierten elektrisch photosensitiven Teilchen ihre ursprüngliche Ladungspolarität beibehalten, wenn diese Teilchen in elektrischen Kontakt mit der Dunkelladungsaustauschoberfläche der Elektrode 1 gelangen. In jedem Falle jedoch läßt sich bei Einwirkung eines elektrischen Feldes und aktivierender Strahlung auf die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 zwischen den Elektroden 1 und 5 der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung eine Bildauflösung erreichen, so daß ein Bild durch die elektrisch photosensitiven Teilchen erzeugt wird, das der aktivierenden Strahlung entspricht. In typischer V/eise läßt sich bei Verwendung einer Vorrichtung, wie in der Zeichnung dargestellt, ein sichtbares Bild auf der Oberfläche der Elektrode 1 erzeugen und ein komplementäres Bild auf der Oberfläche der Elektrode 5.

Nach der Einwirkung des elektrischen Feldes und Exponierung mit aktivierender Strahlung können die Bilder, die auf der Oberfläche der Elektroden 1 und 5 der Vorrichtung erzeugt wurden, temporär oder permanent auf diesen Elektroden fixiert werden oder aber auf Bildempfangselemente übertragen werden. Eine Fixierung der BiIdteilclien läßt sich nach verschiedenen Methoden erreichen, beispielsweise durch Aufbringen einer harzförmigen Schicht auf die

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überfläche des das Bild aufweisenden Substrates. Werden beispielsweise elektrisch photosensitive Teilchen 4 in einem flüssigen Träger zwischen den Elektroden 1 und 5 dispergiert, so läßt sich ein erzeugtes Bild oder lassen sich erzeugte Bilder auf der Oberfläche der Elektroden 1 und 5 dadurch fixieren, daß man einen flüssigen Träger mit einem polymeren Bindemittel verwendet. Viele geeignete Bindemittel, deren Verwendung in flüssigen elektrophotographischen Entwicklern bekannt ist, nehmen beim Vermischen mit einem flüssigen Träger eine Ladung auf, so daß sie selbst auf elektrophoretischem Wege zur Oberfläche der einen oder der anderen Elektrode wandern. Andererseits läßt sich eine Schicht aus einem harzförmigen Bindemittel (das der Trägerflüssigkeit zugemischt wurde) auf den Oberflächen der Elektroden 1 und 5 durch Verdampfen des flüssigen Trägers erzeugen.

Wie bereits dargelegt, ist das trans-Epindolidion durch einen besonders vorteilhaften gelben Farbton gekennzeichnet. Infolgedessen eignet sich trans-Epindolidim in besonders vorteilhafter Weise für die Durchführung von polychromen Bildherstellungsverfahren, bei denen eine Mischung von zwei oder mehreren verschieden farbigen elektrisch photosensitiven Teilchen verwendet wird, z.B. eine Mischung von blaugrünen Teilchen, die hauptsächlich gegenüber rotem Licht empfindlich sind, purpurroten Teilchen, die hauptsächlich gegenüber grünem Licht empfindlich sind und gelben Teilchen, die mindestens teilweise aus trans-Epindolidion bestehen, das hauptsächlich gegenüber blauem Licht empfindlich ist. Wird eine solche Mischung von mehrfarbigen elektrisch photosensitiven Teilchen hergestellt, beispielsweise in einem elektrisch isolierenden flüssigen Träger, so hat diese flüssige Mischung von Teilchen eine schwarze Farbe. Vorzugsweise werden die speziellen blaugrünen, purpurroten und gelben Teilchen im Falle eines Mehrfarb-Bildherstellungsverfahrens derart ausgewählt, daß ihre spektralen Ansprechkurven sich nicht raerklich(überlappen, so daß eine Farbtrennung und eine subtraktive Mehrfarb-Bildreproduktion erhalten werden können.

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Die folgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren weiter veranschaulichen.

Verwendete Vorrichtung

Verwendet wurde eine Vorrichtung des in der Zeichnung dargestellten Typs mit einer bewegbaren Elektrode 1 aus einem transparenten Polyäthylenterephthalatträger, der mit einer 0,00254 mm dicken leitfähigen Cermetschicht (Cr·SiO) beschichtet war. Die Elektrode 1 befand sich in Druckkontakt mit einer Aluminiumwalze 14 eines Durchmessers von 10 cm, die mit einem Papier/beschichtet war. Diese Walze diente als Elektrode 5. Das zur Beschichtung der Walze verwendete Papier bestand aus einem mit Polyvinylbutyral beschichteten Papier.

Die Elektrode 1 ruhte auf zwei Gummiantriebswalzen 10 eines Durchmessers von 2,8 cm, derart, daß eine 2,5 cm große Öffnung symmetrisch zur Achse der Aluminiumwalze 14 gebildet wurde, die die Exponierung der elektrisch photosensitiven Teilchen 4 mit aktivierender Strahlung ermöglichte. Das zu reproduzierende Diapositiv 11 bestand aus aneinander angrenzenden Streifen eines transparenten (WO)*, roten (W29) , grünen (W61)⁺ und einem blauen (W47B) Filter. Das zu reproduzierende Original wurde dabei auf die Rückseite der Elektrode 1 geklebt. Als Strahlungsquelle 8 wurde ein üblicher Projektor (Kodak Ektagraphic AV434 projector) mit einer 1 Kilowatt Xenon-Bogenlampe verwendet.

Vor die Lichtquelle wurde ein Stufenkeil mit 11 Dichtestufen einer neutralen Dichte von 0,3 gebracht.

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Die Spannung zwischen den Elektroden 1 und 5 betrug etwa 2 kv. Die Elektrode 1 war von negativer Polarität in dem Falle, in dem die elektrisch photosensitiven Teilchen 4 eine positive elektrostatische Ladung aufwiesen. Die Elektrode 1 war demgegenüber die positive Elektrode in dem Falle, in dem die elektrisch photosensitiven elektrostatisch geladenen Teilchen negativ aufgeladen waren. Die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Elektrode war veränderlich und wurde auf etwa 25 cm pro Sekunde eingestellt. Die Verweilzeit in der Belichtungszone betrug für jede getestete Dispersion etwa 10 Millisekunden. Der Logarithmus der Lichtintensität in der Einwirkungszone betrug:

Logamithmus I

Filter Erg/cm²/Sek.

Transparentes (WO⁺) 5,34

Rotes (W29⁺) 4,18

Grünes (WoI⁺) 4,17

Blaues (W47B⁺) 4,15

Nummer der Wratten-Filter.

In den folgenden Beispielen erfolgte die Bilderzeugung auf den Oberflächen der Elektrode 1 und Elektrode 5 nach gleichzeitiger Lichtexponierung und Einwirkung eines elektrischen Feldes auf die elektrisch photosensitiven Teilchen 4.

Die auf ihre Verwendbarkeit als elektrisch photosensitive Teilchen getesteten Teilchen 4 wurden mit einem flüssigen Träger unter Erzeugung einer flüssigen Dispersion vermischt, die in den Spalt 21 zwischen den Elektroden 1 und 5 gebracht wurde. In den Fällen, in denen die zu untersuchenden Teilchen einen verwendbaren Grad elektrischer Photoempfindlichkeit aufweisen, wurde eine negative Reproduktion der Originalvorlage 11 auf der Elektrode 5 und ein komplementäres Bild auf der Elektrode erhalten.

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- 19 Herstellung der bilderzeugenden Dispersionen

Zunächst wurde eine Vorratslösung aus den im folgenden angegebenen Dispersionskomponenten hergestellt. Die Herstellung der Ausgangslösung erfolgte durch Zusammengeben der aufgeführten Komponenten.

Dispersionskomponenten

Mischung von isoparaffinischen Kohlenwasserstoffen mit einem Siedebereich von 145 bis 186⁰C

(Isopar G) 2,2 g

Mischung aus alkylierten aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einem Siedebereich von 157 bis 177°C (Solvesso) 1,3 g

Styrol-Vinyltoluol-Mischpolymerisat

(Piccotex 100) 1,4 g

Mischpolymerisat aus Vinyltoluol, Laurylmethacrylat, Lithiummethacrylat und Methacrylsäure im Verhältnis 56/40/3,6/0,4 0,1 g

5 g der Ausgangslösung wurden in einem geschlossenen Behälter mit 0,045 g trans-Epindolidion sowie 12 g Kügelchen aus rostfreiem Stahl (Hamber 440) vermischt. Daraufhin wurde der geschlossene Behälter in ein Anstrich-Schüttelgerät gebracht, worauf der Behälter 3 Stunden lang geschüttelt wurde.

Beispiele 1 bis 3

Es wurden drei verschiedene Anteile von trans-Epindolidion-Pigment auf dreierlei verschiedene Weise wie folgt extrahiert:

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Extraktionen

A: trans-Epindolidion wurde mit heißem Dimethylsulfoxid und dann mit heißem Xylol extrahiert;

B: trans-Epindolidion wurde 12 Stunden lang bei Raumtemperatur mit Dimethylsulfoxid extrahiert und dann bei Raumtemperatur mit Äther;

C: trans-Epindolidion wurde 2 Stunden lang mit siedendem Äthanol extrahiert.

Die Pigmente einer jeden Extraktion waren orange-gelb. Es wurden drei verschiedene Dispersionen nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestelt, worauf die sensitometrischen Eigenschaften der Dispersionen unter Verwendung eines Densitometers mit einem 11 Stufen aufweisenden Stufenkeil,mit Stufen einer Neutraldichte von 0,3, bestimmt wurden. (Verwendet wurde ein Stufenkeil des bereits beschriebenen Typs.)

In allen Fällen wurden gute sensitometrische Ergebnisse erzielt und in jedem Falle ergab sich die Elektrophotosensitivität durch Erzeugung von komplementären Bildern auf jeder Elektrode. Die gelbe Farbstoffdichte war unter Berücksichtigung von sowohl ^Dmax ^{als auch D}min S^ut'

Im Falle sämtlicher Pigmentproben von den Extraktionen A, B und C war die Farbe der Proben orange-gelb und die Ladung der dispergierten Teilchen positiv.

Beispiel 4

2 g rohes trans-Epindolidion wurden mit 50 ml Dimethylformamid (DMF) versetzt.

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Die Mischung wurde dann unter Rückfluß 2 Stunden lang verrührt, abkühlen gelassen und filtriert. Das isolierte feinpulvrige gelbe Material wurde dann mit Wasser aufgeschlämmt und filtriert. Das Pigment wurde dann 30 Minuten lang in 150 ml siedendem Wasser verrührt, filtriert und im Vakuum bei 75⁰C getrocknet.

Daraufhin wurde eine Dispersion zur Bildherstellung hergestellt, worauf die sensitometrischen Eigenschaften hiervon in der beschriebenen Weise bestimmt wurden. Die Empfindlichkeit der Dispersion betrug 0,5 Ergs/cm . Es wurde ein Bild mit ausgezeichneten D . und D χ-Werten erhalten.

Beispiel 5

Im Verlaufe der Suche nach vorteilhaften gelben elektrisch photosensitiven Teilchen wurden die verschiedensten Teilchen untersucht, bevor die besondere Eignung von trans-Epindolidion für das elektrophoretische Bildherstellungsverfahren festgestellt wurde. Viele der untersuchten ungeeigneten Teilchen ähnelten dem trans-Epindolidion sehr und/oder besaßen eine gelbe Farbe.

Eine Anzahl von derartigen ungeeigneten Teilchen ist in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Vergleicht man die Struktur der untersuchten Teilchen so ergibt sich, daß die besondere Eignung von trans-Epindolidion nicht zu erwarten war.

Es wurden .: Dispersionen der aufgeführten Teilchen hergestellt und in der beschriebenen Weise getestet. Aus der folgenden Tabelle ergeben sich Farbton und/oder Qualität der mit den Teilchen erzeugten Bilder. Die Teilchen 1 bis 9 sowie 13 bis 15 waren

wurden
gelb. Bei ihrer Verwendung/keine oder höchstens Bilder schlechter Qualität erhalten. Bei den Teilchen 11 und 12 handelt es sich um solche des aus der US-PS 3 474 020 bekannten Typs.

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Aus den Daten ergibt sich, daß obgleich sich mit diesen Teilchen mäßig gute bis gute Bilder erzielen lassen, die Bilder nicht gelb waren. Zu bemerken ist des weiteren, daß die Teilchen 11 und 12 aufgrund ihrer Farbe für subtraktive Mehrfarb-Bildsysteme nicht geeignet waren. Die Bildqualität der unter Verwendung der aufgeführten Teilchen hergestellten Bilder wurde durch Inaugenscheinnahme der Bilder ermittelt, unter Berücksichtigung von D . ,

D und der Bildfarbe.

Tabelle I

Teilchen

Struktur

Bild-Qualität

0 0

kein Bild

schlecht

kein Bild

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Fortsetzung von Tabelle I

schlecht

mäßig (schwach gelb)

kein Bild

schlecht (schwach gelb)

schlecht (schwach braun-rot)

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Fortsetzung von Tabelle I

befriedigend (rot-violettes Bild)

gut

(blau-violettes Bild)

schlecht

(gelbes Bild)

Cl

schlecht

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- 25 Beispiel 6

Zum Zwecke des Vergleiches einer bekannten Dreifarb-Dispersionsmischung mit einer Dreifarb-Dispersionsmischung nach der Erfindung wurden zwei Dispersionen hergestellt.

Die Herstellung der Dispersionen und ihre Untersuchung erfolgte wie in Beispiel 1 beschrieben. Jede der Dispersionen enthielt 2 Gew.-I Cyan Blue GTNF mit der Color Index Nr. 74160 sowie 2 Gew.-I Sandarin Brillant Red, d.h. Color Index Nr. Pigment Rot 192. Eine der Dispersionen enthielt des weiteren 2 Gew.-I Indofast Yellow mit der Color Index Nr. 70600. Die andere Dispersion enthielt 2 Gew.-% trans-Epindolidion. Die Dispersion mit dem gelben Farbstoff mit der Color Index Nr. 70600 erzeugte ein Bild mit einem purpurrot-artigen Rot und einem bläulichen Grün. Die Dispersion mit dem trans-Epindolidion erzeugte Bilder mit einem viel natürlicheren Rotton und einem beträchtlich gesättigteren Grünton.

Des weiteren lieferte die Dreifarbmischung mit dem gelben Farbstoff mit der Color Index Nr. 70600 Bilder mit einem viel höheren D . -Wert als die Dreifarbmischung mit dem trans-Epindolidion.

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Claims

Reg. Nr. 125 657 PATENTANWÄLTE

Dipl.-Chem. Dr. Brandes

EASTMAN KODAK COMPANY, 343 State Street, DrHng.Held

DipL-Phys. Wolff Rochester, Staat New York, Vereinigte

Staaten von Amerika

8 München 22,ThierschstraBe

Tel.(089)293297 Telex 0523325 (patwo d) Telegrammadresse: wolffpatent, münchen

„, -, . , .. , „.. „ ^ -,-ι Postscheckkonto Stuttgart 7211

Elektrophoretxsches Bildherstellungs- (blz60010070)

_ve^_r.x:„_hr._e,_r. Deutsche Bank AG, 14/28630

verianren ^₁₂ Q_0070070)

Bürozeit: 8-12 Uhr, 13-16.30 Uhr außer samstags

PATENTANSPRÜCHE 16. Mai 1978

25/2

Elektrophoretisches Bildherstellungsverfahren, bei dem ein zwischen mindestens zwei Elektroden befindliches elektrisch isolierendes Trägermedium mit elektrisch photosensitiven Teilchen der Einwirkung eines elektrischen Feldes ausgesetzt und bildmäßig bestrahlt wird, bei dem ferner die photosensitiven Teilchen mindestens eine färberische Komponente enthalten, die gegenüber der angewandten Strahlung photosensitiv ist und bei dem auf mindestens einer der Elektroden ein Bild erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch photosensitiven Teilchen mindestens zum Teil aus trans-Epindolidion als färberischer Komponente bestehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägermedium eine Flüssigkeit verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Trägermedium mit mindestens drei verschieden farbigen Teilchen verwendet, die gegenüber der angewandten Strahlung photosensitiv sind, unter Erzeugung eines polychromen Bildes auf mindestens einer der Elektroden.

V-

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4. Dispersion für die Durchführung eines elektrophoretischen Bildherstellungsverfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 mit einem Trägermedium und hierin dispergierten elektrisch photosensitiven farbigen Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Teilchen aus trans-Epindolidion besteht.
5. Dispersion nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch photosensitiven farbigen Teilchen aus mindestens drei verschieden farbigen Teilchen bestehen.

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