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Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entwicklung elektrostatischer Ladungsbilder, wobei der Begriff "Bilder" auch Punkte, Striche, Kurven, geometrische Figuren u. a. einfache oder komplizierte Muster umfasst.
Es sind viele Methoden bekannt, nach denen ein Bild oder ein Signal als elektrostatisches Bild auf einem isolierenden Träger aufgezeichnet wird. Zu diesen Methoden gehören die elektrostatischen Druckverfahren, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 2, 408, 143 beschrieben sind, die elektrostatischen Registrierverfahren, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. l, 818,760 beschrieben sind, die Xerographie, wie sie in der USA-Patentschrift Nr. 2, 297, 691 beschrieben ist, das Elektrofax-Verfahren, wie es von C. J. Young und H. C. Greig in RCA Rev. [1954] 469, dargestellt wurde, die Elektrothermographie, wie sie von P. M.
Cassiers, J. Soc. Phot. Sei. Eng. 4 [1960] 199, angegeben wurde, und analoge Systeme. Nach all diesen Verfahren wird das latente elektrostatische Bild oder Signal sichtbar und das erzeugte Bild, falls nötig, dauerhaft gemacht.
Viele Methoden zur Entwicklung elektrostatischer Bilder sind bekannt, insbesondere Methoden, die sich der von dem elektrostatischen Ladungsbild ausgeübten elektrostatischen Anziehung bedienen.
Nach einigen dieser Verfahren wird die elektrostatische Anziehung ausgenutzt, um beispielsweise durch Bestäuben mit Pulver unmittelbar ein Pulverbild zu erzeugen oder durch Auftragen von Dispersionen von Pulverteilchen in Flüssigkeiten mit hohem elektrischem Widerstand das Pulver durch Elektrophorese abzuscheiden.
Wenn auch die Pulverentwicklung gute Resultate liefert, so zeigt dieses Verfahren doch schwerwiegende Nachteile. Die Herstellung und Aufbereitung trockener Pulver ist unbequem, die Pulver sind relativ teuer, und beim Betrieb stört die Staubentwicklung. Ferner ist zu bedenken, dass das elektrostatisch abgeschiedene Pulver dauerhaft mit dem Träger zu verbinden ist, wozu eine Wärmequelle oder giftige, nicht entflammbar Lösungsmittel benutzt werden. Um mit der Pulverentwicklung eine gleichförmige und äquivalente Bildreproduktion zu erzielen, benötigt man eine ziemlich ausgedehnte und kostspielige Anlage.
- Die Entwicklung mit Dispersionen in Flüssigkeiten mit hohem elektrischem Widerstand hat unter anderem den Nachteil, dass geeignete flüssige Medien nur in begrenzter Auswahl zur Verfügung stehen.
Insbesondere müssen brennbare und/oder sehr flüchtige organische Flüssigkeiten eingesetzt werden.
Es wurde nun ein neues Verfahren gefunden für das Sichtbarmachen von elektrostatischen Ladungsbildern, das die genannten Nachteile beseitigt.
Nach der Erfindung wird die Entwicklungsflüssigkeit mit Hilfe eines Kapillarsystems selektiv auf die geladenen Flächenteile des isolierenden Materials aufgebracht. Dieses Kapillarsystem umfasst eine Einrichtung mit einer oder mehreren kapillaren, mit Entwicklungsflüssigkeit gefüllten Öffnungen. Zur Durchführung der selektiven Benetzung wird die kapillare Oberfläche in enge Nähe des das elektrostatische Ladungsbild tragenden Materials oder auf diesen gebracht. An den Stellen genügend hoher Feldstärke (Ladung) wird Flüssigkeit aus den kapillaren Löchern austreten und an das isolierende Material adsorbiert werden, während an den unzureichend stark geladenen oder an den ungeladenen Stellen die Kapillarkräfte
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die Flüssigkeit daran hindern, die kapillaren Löcher zu verlassen.
Bei der einfachsten Ausführungsform der Erfindung wird eine einzige Kapillare benutzt, die durch den
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bildet wird.
Es kommen alle bekannten, Kapillaren aufweisenden Medien in Betracht, beispielsweise Gewebe,
Vliese, poröse, keramische Materialien, gesinterte Platten, plattenförmige und zylindrische Druck ein- richtungen.
Gewebe : Seidengaze, Polyamidfasern, Glasfasern, imprägnierte Papiere, Filz, Leder, Faserbündel oder zusammengefügte Kapillaren, Fell und Bürsten.
Keramische Materialien : Natur-oder Kunststein, unglasiertes Porzellan.
Gesinterte Platten und perforierte Platten : Sintergläser, poröses, gesintertes Polyäthylen und Poly- tetrafluoräthylen, gesinterter Stahl, gesinterter Edelstahl.
Druckeinrichtungen : Stempel, Matrizen und Druckplatten, die gegossen, gepresst, gedreht, geschlif- fen, graviert oder geätzt sein können und die aus Metallen, wie Eisen, Bronze, Kupfer, Silber undAlu- minium, und Plastikmaterialien, wie Kautschuk, Polyvinylchlorid, Polytetrafluoräthylen und Gelatine bestehen können und so bearbeitet sind, dass sie eine gerasterte Fläche übertragen.
Die Abmessungen und die geometrische Form der Kapillaren sind nicht kritisch. Günstige Ergebnisse sind mit Kapillaren einer Tiefe und einer Weite von 30 li bis zu einigen Zehntel mm erzielt worden. Die
Struktur der Kapillaren kann konisch, rechteckig, zylindrisch, halbkugelförmig oder unregelmässig sein.
Wenigstens die äusserste Oberfläche der Druckeinrichtung besteht vorzugsweise aus einem Material, das von der benutzten Flüssigkeit nicht benetzt wird, und die Zahl der Tangentenpunkte dieser Oberfläche wird vorzugsweise auf ein Minimum beschränkt. Beide diese Vorkehrungen tragen dazu bei, den Bildhintergrund rein zu halten und ein zu frühes Abfliessen der elektrostatischen Ladungen zu verhindern.
Nach einer besonders günstigen Ausführungsform besteht die Druckeinrichtung aus einer Walze mit einer gerasterten Oberfläche. Diese gerasterte Oberfläche kann auf irgendeinem bekannten graphischen oder photographischen Weg hergestellt werden : Sie kann ein Linienraster, ein Netzraster oder ein Korn- raster sein und aus verschiedenen Materialien bestehen. Im Fall einer Bimetalloberfläche bestehen bei- spielsweise die Rastertäler aus einem hydrophilen Material, wie Chrom, und die Rasterberge aus einem 'hydrophoben Material, wie Kupfer.
Wenn gewünscht, kann man das Raster mit gewissen Buchstaben, Zeichen, Linien oder Figuren versehen, die dann automatisch eingedruckt werden, beispielsweise ein Briefkopf, ein Formularvordruck, Ska- len und Netze für Kurven, wie sie in der Oszillographie und andern Kurvenaufzeichnungssystemen benutzt werden usw.
Die Flüssigkeit, mit der erfindungsgemäss das latente elektrostatische Bild entwickelt wird, besteht in ihrer einfachsten Form aus einer wässerigen Farbstofflösung. Dazu können fast alle bekannten Farb- stoffe, die wasserlöslich sind oder in Wasser dispergierbar sind, verwendet werden.
Vorzugsweise wird eine Entwicklungsflüssigkeit verwendet, deren Grenzflächenspannung in bezug auf das Trägermaterial durch Grösse und Sinn der elektrostatischen Aufladungen im Trägermaterial so be- einflusst wird, dass die Bildfläche selektiv und/oder differenziert entsprechend dem elektrostatischen La- dungsbild benetzt wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Entwicklungsflüssigkeit benutzt, der gegenüber sich die im Augenblick der Entwicklung eine elektrostatische Ladung tragender Flächenteile des isolie- renden Trägermaterials mehr oder weniger lyophil und die im Augenblick der Entwicklung nicht oder we- niger geladenen Flächenteile mehr oder weniger lyophob erhalten.
Die Entwicklerflüssigkeit kann Zusätze enthalten, die die physikalischen oder chemischen Eigenschaf- ten der Lösung beeinflussen. Dies sind beispielsweise Substanzen, die die Oberflächenspannung erhöhen, wie Salze, z. B. Natriumchlorid, Kaliumkarbonat, Natriumthiosulfat, Kalziumchlorid ; Substanzen, die die Oberflächenspannung herabsetzen, wie kationische, anionische oder nichtionogene Netzmittel ; Sub- stanzen, die die Trocknung verzögern, wie Glycerin ; Bindemittel, wie Methylcellulose, Carboxymethyl- cellulose, Alginate ; Substanzen, die die Lichtechtheit der Tinten beeinflussen, wie Beizmittel ; und Sub- stanzen, die die Stabilität des dispergierten Farbstoffes begünstigen, wie Basen oder Säuren.
Nach einer andern Ausführungsform enthält die Entwicklerflüssigkeit keinen Farbstoff, sondern einen farblosen oder wenig farbigen Bestandteil, der nur während oder nach der Entwicklung durch Luftoxyda- tion, durch Aussetzen zu Licht oder Wärme, oder durch Reaktion mit einem Reaktionsteilnehmer, der sich im Träger des elektrostatischen Bildes oder im endgültigen Träger (im Falle einer Übertragung) be- findet, in einen Farbstoff übergeht.
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Die Entwicklungsflüssigkeit bildet vorzugsweise einen bestimmten Randwinkel mit dem ungeladenen isolierenden Material, so dass die Flüssigkeit auf den ungeladenen Flächenteilen oder auf den Bildteilen mit ungenügender Feldstärke nicht oder nur unzureichend einer elektrostatischen Beeinflussung unterliegt und sich ausbreitet oder das Material benetzt. Auf den geladenen Flächenteilen dagegen leistet das elektrostatische Feld an der Oberfläche des Isoliermaterials die für eine Benetzung notwendige Arbeit.
Die für eine Benetzung notwendige Arbeit kann nun durch Modifizieren des physikalischen Verhaltens der Flüssigkeit und des zu benetzenden Isolationsmaterials erhöht oder vermindert werden. Unter physikalischem Verhalten sind unter anderem zu verstehen : Oberflächenspannung, elektrische Leitfähigkeit, Polarisierbarkeit, Kapazität, Viskosität, Dunkelwiderstand und Lichtleitfähigkeit.
Um ein sichtbares Bild zu erzielen, verwendet man vorzugsweise Flüssigkeiten, die lichtechte Farbstoffe in Lösung oder in Dispersion enthalten. Um die Wischfestigkeit der Farbstoffe zu verbessern, können beispielsweise Beizmittel zugesetzt werden. Ferner kann man die Flüssigkeit mit Substanzen versetzen, die das Auflösen, Emulgieren bzw. Dispergieren dieser Verbindungen erleichtern.
Diese Substanzen umfassen organische oder mineralische Farbstoffe, Substanzen, die das physikalische bzw. chemische Verhalten der Flüssigkeit beeinflussen, die Oberflächenspannung und/oder die Leitfähigkeit und/oder die Polarisierbarkeit und/oder die Kapazität und/oder die Viskosität erhöhen oder ver- ringern, Bindemittel, wie Kolloide und Latices, makromolekulare Verbindungen, Substanzen, die die Lichtechtheit der Farbstoffe verbessern, und Substanzen, die ein zu schnelles Trocknen des"Tinten"- Bildes verhindern. Zu diesem Zweck wird vorzugsweise eine hygroskopisch Substanz verwendet, wenn das flüssige Medium Wasser ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Entwicklungsflüssigkeit wenigstens 600/0 aus Wasser. Die Entwicklungsflüssigkeit nach der Erfindung umfasst vorzugsweise neben Wasser ein oder mehrere der folgenden Verbindungen :
1. a) 0, 3 - 200/0 einer in Wasser löslichen oder dispergierbaren Farbstoffen.
Geeignete organische Farbstoffe sind beispielsweise :
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<tb>
<tb> Kristallviolett <SEP> C. <SEP> I. <SEP> 42555
<tb> Malachitgrün <SEP> C. <SEP> I. <SEP> 42000
<tb> Methylenblau <SEP> C. <SEP> I. <SEP> 52015
<tb> Victoriablau <SEP> C. <SEP> I. <SEP> 42595 <SEP>
<tb> Karminrot <SEP> C. <SEP> I. <SEP> 75470 <SEP>
<tb> Nigrosin <SEP> C <SEP> 140 <SEP> Pulver <SEP> C. <SEP> I. <SEP> 50420 <SEP>
<tb> Chloramine <SEP> Black <SEP> EX <SEP> C. <SEP> I. <SEP> 30235
<tb> Rayon <SEP> Black <SEP> C <SEP> C. <SEP> 1. <SEP> 35255 <SEP>
<tb> Chris <SEP> Cuprofler <SEP> 3 <SEP> LB <SEP> C. <SEP> I. <SEP> Direct <SEP> Black <SEP> 63.
<tb>
Geeignete anorganische Pigmente sind beispielsweise alle Strukturformen von Kohlenstoff, wie Graphit, Russ, Lampenschwarz, Knochenkohle, Holzkohle, Ultramarinblau, Cadmiumsulfid, Titandioxyd, Zinkoxyd, Eisenoxyd, magnetisches Eisenoxyd, Aluminiumpulver und Bronzepulver. b) An Stelle eines Farbstoffes kann zu der Entwicklungsflüssigkeit, die vorzugsweise Wasser ist, eine Verbindung zugesetzt werden, die selbst farblos oder schwach gefärbt ist und die erst während oder nach der Benetzung mit einer Substanz, die in oder auf dem zu entwickelnden Material anwesend ist, in eine farbige Verbindung umgesetzt wird. Solche Reaktionspartner, deren Reaktivität durch die Anwesenheit einer flüssigen Phase erhöht wird, sind beispielsweise in der belgischen Patentschrift Nr. 579 725 beschrieben.
Geeignete bekannte Farbreaktionen in wässerigem Medium sind beispielsweise die Kupplungsreaktio- - nenvon Diazoniumverbindungen mit bekannten Kupplern, wie ss-Naphthol. Geeignete Diazoniumverbindungen sind in den USA-Patentschriften Nr. 2,306, 471, Nr. 2,440, 526, Nr. 2,451, 331, Nr. 2, 459, 521, Nr. 2,461, 892 und Nr. 2,493, 963 beschrieben.
Für die Farbbildung in situ kommen Ferrisalze in Betracht, die mit hydroxylgruppenhaltigen aromatischen Verbindungen reagieren, beispielsweise mit Pyrogallol und Dodecylgallat.
Geeignete farblose Reaktionspartner sind die farblosen Triazolium- und Tetrazoliumverbindungen, wie sie beispielsweise in den franz. Patentschriften Nr. 998. 055 und Nr. l. 020. 055 sowie in der brit. Patentschrift Nr. 670, 883 beschrieben sind. Diese Verbindungen werden mit einem reduzierenden Reaktionspartner in eine gefärbte Verbindung umgewandelt.
Die klassischen Farbkupplungsreaktionen zwischen oxydierbaren aromatischen Aminoentwicklern und
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Farbkupplern lassen sich ebenfalls anwenden. Solche Farbkupplungsreaktionen sind beispielsweise in "The Theory of the Photographic Process"von C. E. Kenneth Mees, Revised Ed. [1954], The Macmillan Company, New York, p. 584-589, beschrieben.
Viele andere Farbreaktionen und Farbausbleichreaktionen, die ebenfalls zur Bildung eines sichtbaren Bildes verwendet werden können, sind dem Reproduktionsfachmann bekannt. Eine umfangreiche Liste von Farbreaktionen findet sich ferner in Feigl "Spot Tests" [1954], Elsevier Publish. Corp., Amsterdam.
Es ist ferner möglich, vorausgesetzt, dass ein geeignetes Lösungs - oder Dispergiermittel für Polyvinylchlorid verwendet wird, nach der Abscheidung eines Polyvinylchlorid-Niederschlages auf den geladenen Flächenteilen einer Zinkoxyd enthaltenden Schicht durch Erwärmen des Polyvinylchlorids eine Farbreaktion mit dem Zinkoxyd herbeizuführen. Eine Pulverentwicklung, an die sich eine Fixierung durch Einschmelzen anschliesst, wobei eine Farbreaktion mit dem photokonduktiven Zinkoxyd einer lichtleitenden Schicht hervorgerufen wird, ist in der USA-Patentschrift Nr. 2, 735. 785 beschrieben.
Es versteht sich, dass eine angewendete Farbreaktion durch Wärme und Licht aktiviert oder beschleunigt werden kann, und dass in die das elektrostatische Bild tragende Schicht ebenso wie in die Entwicklungsflüssigkeit Katalysatoren einverleibt werden können, die die Farbreaktion fördern, wenn dies nötig ist.
Die Erzeugung eines sichtbaren Bildes durch Umsetzung eines oder mehrerer Reaktionspartner, die in der zu entwickelnden Materialoberfläche anwesend sind und für eine Reaktion mit einem oder mehreren Reaktionspartnern in einer flüssigen Phase verfügbar sind, hat den Vorteil, dass das erzeugte Bild in der Oberfläche des Materials gut verankert ist, so dass es gegen ein mechanisches Verwischen sehr widerstands- fähig ist.
2.0, 2-20% einer die Oberflächenspannung beeinflussenden Substanz.
Die Oberflächenspannung kann durch Zusatz wasserlöslicher Substanzen, wie Kaliumkarbonat, Aluminiumsulfat, Eisensulfat, Cadmiumchlorid und Magnesiumsulfat, erhöht werden. Eine Liste anderer derartiger Substanzen ist im"Taschenbuch für Chemiker und Physiker" J. D'Am und E. Lax, [1949], Springer Verlag S. 1008, enthalten.
Die Oberflächenspannung kann vermindert werden durch Zugabe von organischen, mit Wasser mischbaren Substanzen, wie Methanol, Äthanol, Aceton, Methyläthylketon, Essigsäure, Hydrochinon, Laurylsulfonaten, Dodecylsulfonaten, Saponin und Polyglykolderivaten.
Andere geeignete oberflächenaktive Substanzen sind in "Textilhilfsmittel und Waschrohstoffe", K.
Lindner, Wiss. Verlagsgesellsch. m. b. H., Stuttgart [1954], genannt.
3. Bis zu 10% einer Substanz, die das Trocknen der Tinte verzögert, z. B. Glycerin, Glykol und Sorbit.
4. Bis zu 100/0 eines in Wasser löslichen oder dispergierbaren Bindemittels, wie Gummiarabicum, Carboxymethylcellulose, Casein, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylat, Polystyrol, Polyvinylacetat, Wachs, Silikat und kolloidale Kieselsäure. Diese Substanzen verringern die Abwaschbarkeit der trockenen Tinte mit Wasser.
5. Bis zu 35% einer polaren organischen Flüssigkeit, die eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzt und mit Wasser mischbar ist, beispielsweise Formamid.
Obwohl bisher das Hauptgewicht auf vorherrschend sehr leitende Entwicklungslösungen und Entwicklungsdispersionen gelegt worden ist, kann man auch Lösungen und Dispersionen anwenden, die zu wenigstens 600la aus einer organischen polaren Flüssigkeit bestehen, vorausgesetzt jedoch, dass eine genügende Veränderung des Randwinkels durch Ladungsinduktion oder durch Polarisation der Flüssigkeit erreicht wird. Vorzugsweise kommen Flüssigkeiten mit einer hohen Dielektrizitätskonstante in Betracht, z. B..
Formamid.
Als Träger für das erfindungsgemäss zu entwickelnde elektrostatische latente Bild sind besonders solche isolierenden Schichten oder Folien usw. geeignet, die je nach deren Verwendung licht- oder wärmeleitende Substanzen einschliessen können. Diese Materialien haben vorzugsweise Rückschichten oder Träger mit grösserer Leitfähigkeit als die isolierende Schicht.
Es wurden besonders günstige Ergebnisse erzielt mit Zinkoxyd enthaltenden Materialien, wie beschrieben in der franz. Patentschrift Nr. 1. 294.375. Auf diese Träger kann man Deckschichten auftragen aus hydrophilen Bindemitteln, wie Gelatine, Polyvinylalkohol, Cellulosederivate, Alginsäurederivate, die die Aufnahme wässeriger Tinte fördern. Die Dicke dieser Schichten liegt vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 u. Die Deckschicht kann auch aus einer sehr verdünnten Lösung eines Netzmittels aufgetragen werden.
Wenn das entwickelte Tintebild nicht auf dem ursprünglichen Träger bleiben muss, sondern auf einen
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andern Träger übertragen wird, sind diese Vorkehrungen meistens überflüssig.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Träger für das elektrostatische Ladungsbild eine lichtleitende Schicht mit hydrophoben Eigenschaften gegenüber der Entwicklungsflüssig- keit benutzt. Die üblichen lichtleitenden Schichten aus organischen oder mineralischen, in ein isolierendes, polymeres Bindemittel eingelagerten photoleitenden Substanzen und die lichtleitenden Schichten aus organischen photokonduktiven Polymerisaten besitzen hydrophoben Charakter. Beispiele lichtleitender Schichten aus photoleitenden Polymerisaten wurden beispielsweise in den belgischen Patentschriften Nr. 588 048 und Nr. 588 050 beschrieben. Beispiele von photoleitenden Bindemitteln, insbesondere für photoleitendes Zinkoxyd, werden in den belgischen Patentschriften Nr. 612102 und Nr.'604126 beschrieben.
Zur Erläuterung seien im nachstehenden einige Beispiele hydrophober polymerer Bindemittel für lichtleitende Materialien aufgeführt : - Polyvinylacetat - Mischpolymerisat aus Vinylacetat und einem Ester von Vinylalkohol und einer höheren aliphati- schen Carbonsäure, wie Laurinsäure, Stearinsäure, Palmitinsäureusw., z. B. Vinylacetat/Vinyl- stearat -Copolymerisat (85/15) - Polyalkylmethacrylat, z. B. Plexigum P26 (Handelsname für ein Acrylharz der Firma Röhm & Haas
G. m. b. H., Darmstadt, Deutschland) - Kunstharz EM (Handelsname für ein durch Kondensation eines aliphatischen Ketons mit Formalde- hyd hergestelltes Ketonharz der Firma Rheinpreussen G. m. b. H., Homburg, Deutschland) - Verestertes Kolophonium - Emekal 65 Extra (Handelsname für ein Ketonharz der Firma Rheinpreussen G. m. b.
H., Homburg,
Deutschland) - Syntex 800 (Handelsname für einen 100% cyclischen Kautschuk der Firma N. V. Chemische Indu- strie Synres, Hoek van Holland, Niederlande) - Polyol X-450 (Handelsname für ein der Formel
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Mischpolymerisat der Firma Shell Chemical Corporation, New York, N. Y.,- N-Vinylcarbazol/Äthylacrylat-Copolymerisat (nach der belgischen Patentschrift Nr. 588 050 herge- stellt) - Silicone resin SR 82 (Handelsname für ein Silikonharz der Firma General Electric, Silicone Products
Department, Waterford, N. Y., USA) - Polyvinylchlorid, z. B. Hostalit C 270 (Warenzeichen der Farbwerke Hoechst A.
G., Frankfurt [M]-
Hoechst, Deutschland) - Piccolastic D-100 (Handelsname für ein thermoplastisches Styrolpolymerisat der Firma Pennsylva- nia Industrial Chemical Corporation, Clairton, Pa., USA).
Das Verhältnis von Bindemittel und Photoleiter richtet sich nach der gewünschten Qualität der lichtleitenden Schicht hinsichtlich der photoleitenden Eigenschaften, der mechanischen Festigkeit und dem Isolationsvermögen. Gute Resultate erzielt man mit einem Verhältnis Bindemittel : Photoleiter von 1 : 3 bis 1 : 9. Bei Verwendung von Schichten mit relativ hohem Bindemittelgehalt verringert sich die Bildschärfe und bei Verwendung von Schichten mit viel geringerem Bindemittelgehalt nimmt die Relaxationszeit der Ladung schnell ab.
Bindemittelhaltigen Schichten, die selbst nicht ausreichend hydrophob sind, können die gewünschten wasserabstossenden Eigenschaften in bekannter Weise durch besondere Zusätze oder durch eine Nachbehandlung verliehen werden. Man kann der photoleitenden Schicht Zusätze einverleiben, die die Hydrophobizität verstärken, beispielsweise Stearinsäure, wie in der belgischen Patentschrift Nr. 562 337 beschrieben ist, oder Bindemittel mit aktiven Hydroxylgruppen, die mit Diisocyanaten reagieren, wie in der belgischen Patentschrift Nr. 568 418 beschrieben ist.
Wenn Polystyrol-Butadien-Latices als Bindemittel benutzt werden, kann man eine thermische Nachbehandlung gemäss USA-Patentschrift Nr. 2, 875, 054 durchführen.
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Die Oberfläche der lichtleitenden Schicht kann ferner durch Adsorption einer hydrophobmachenden Substanz an die lichtleitende Schicht hydrophob gemacht werden. Die Erhöhung des Randwinkels von Wasser an Gold durch Adsorption von Benzol an der Goldoberfläche ist von Bartell und Smith, Physical and Colloidal Chemistry, und von Schwarz, Perry und Berch, Surface Active Agents und Detergents, Vol. II, Interscience Publishers Inc., N. Y. [1958] p. 394, beschrieben worden.
Schliesslich kann die Oberfläche der lichtleitenden Schichten auch durch Auftragung einer Deckschicht hydrophob gemacht werden, die aus einem hydrophoben schichtbildenden Material besteht, z. B. einem hydrophoben Polymerisat, Lack oder Wachs.
Wenn die lichtleitende Schicht zu hydrophob ist, kann eine sehr dünne hydrophile Schicht auf dieser aufgebracht werden, die beispielsweise aus einem hydrophilen Kolloid, wie Gelatine, Polyvinylalkohol, einem Cellulosederivat odereinemalginsäurederivatbesteht. Die Dicke einer solchen hydrophilen Schicht variiert vorzugsweise zwischen 0, 2 und 2 it. Diese Schicht kann auch aus einer stark verdünnten Lösung eines Netzmittels aufgetragen werden, sollte aber nicht die Ableitung der Oberflächenladung ermöglichen.
Als photoleitende Komponente der lichtleitenden Schicht wird vorzugsweise Zinkoxyd verwendet.
Besonders gute Ergebnisse erhält man, wenn man das Zinkoxyd gemäss der belgischen Patentschrift Nr. 612102 mit Säuren behandelt.
Das bei der Durchführung der Erfindung vorzugsweise benutzte elektrophotographische Material weist eine photoleitende Schicht auf, die zu wenigstens 501o aus einem photoleitenden, in einem hydrophoben Bindemittel dispergierten Zinkoxyd besteht. Dieses elektrophotographische Material ist dadurch gekennzeichnet, dass in einer seiner Herstellungsstufen das photoleitende Zinkoxyd mit einer Verbindung in Kontakt gebracht wird, die saure Eigenschaften hat, und in einer zwischen 0, 1 und 10 Gew.-% des Zinkoxyds variierenden Menge anwesend ist.
Die Behandlung des üblichen photoleitenden Zinkoxyds mit einer sauren Verbindung erhöht den Dunkelwiderstand des Zinkoxyds. Die Erhöhung des Dunkelwiderstandes des photoleitenden Zinkoxyds gestattet es, in der Zusammensetzung der photoleitenden Schicht ein Bindemittel zu verwenden, dessen spezifischer Widerstand nicht merkbar höher ist als der des säurebehandelten Zinkoxyds.
Unter üblichem photoleitendem Zinkoxyd soll jeder auf dem Markt befindliche Typ von Zinkoxyd verstanden werden, das nach dem"französischen"Verfahren, d. h. durch Oxydation von Zinkdampf, hergestellt wurde.
Vorzugsweise werden zur Behandlung des photoleitenden Zinkoxyds die folgenden sauren Verbindungen verwendet :
Aliphatische, nicht substituierte ein-und zweibasische Carbonsäuren oder aliphatische ein-und zweibasische Säuren, die eine oder mehrere Hydroxylgruppen enthalten können, wie Milchsäure und
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in denen bedeuten : ru : ein Wasserstoffatom, eine Hydroxylgruppe oder ein Chloratom, R, : eine Hydroxylgruppe, ein Chloratom, eine Alkylgruppe, eine substituierte Alkylgruppe, eine
Alkoxygruppe, eine substituierte Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe oder eine substituierte
Aryloxygruppe, und
Rs :
eine Alkylgruppe, eine substituierte Alkylgruppe, eine Arylgruppe, eine substituierte Arylgrup- pe, eine Alkoxygruppe, eine substituierte Alkoxygruppe, eine Aryloxygruppe oder eine substi- tuierte Aryloxygruppe.
Als besonders geeignet für die genannte Behandlung des photoleitenden Zinkoxyds hat sich eine kombinierte Verwendung der genannten Bicarbonsäuren und sauren Phosphorsäureester erwiesen.
Wie auf den Seiten 394 und 395 des oben zitierten Buches von Schwarz, Perry und Berch ausgeführt wird, besteht zwischen der Rauhigkeit der Oberfläche eines festen Materials und dem Randwinkel mit einer bestimmten Flüssigkeit eine Beziehung. Es scheint danach, dass die Grösse des Randwinkels oder mit an- dern Worten die Benetzungskraft durch Einstellung der Oberflächenrauhigkeit beeinflusst werden kann.
Der Grad der Rauhigkeit in der Struktur der Oberfläche lässt sich in bekannter Weise verändern, in-
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dem Korngrösse und Dispersion des photoleitenden Materials geeignet gewählt oder eine kontrollierte Ausflockung des Bindemittels in einigen Lösungsmitteln bewirkt wird.
Ferner kann eine körnige Struktur der Oberfläche durch Zusatz von Verbindungen, wie sie in der österr. Patentschrift Nr. 232856 beschrieben sind, zur lichtleitenden Schicht erzielt werden.
Eine gewisse Rauhigkeit der Oberflächenstruktur kann sich ferner ergeben, wenn die lichtleitende Schicht auf einen gerasterten Träger aufgebracht wird. Auch die Aufbringung der lichtleitenden Schicht in regelmässiger oder unregelmässiger Rasterform kann zu einer Oberflächenrauhigkeit führen, beispielsweise durch Aufbringung der Schicht mit einer Rasterwalze oder durch Einpressen einesRasterprofils in das halb trockene oder weichgemachte thermoplastische Material der lichtleitenden Schicht oder der hydrophobmachenden Schicht.
Die Oberflächenrauhigkeit der Schicht, d. h. die Tiefe der Unebenheiten, kann mit einem PERTH-O-METER (Dr. Perthen, Hannover) (Hammel-Werke, Mannheim) bestimmt werden. Sie wird als Summe zweier Grössen ausgedrückt, nämlich W + Rt, wobei W (Welligkeit) das Mass für die Tiefe der Makrounebenheit der Oberfläche und Rt das Mass für die Tiefe der Mikrounebenheit der Oberfläche ist.
Der Gesamtwert von W + Rt der Oberflächenrauhigkeit liegt vorzugsweise zwischen 2 und 15 jn.
Bei der Flüssigentwicklung latenter elektrostatischer Bilder ist die Entfernung zwischen dem Flüssigkeitsspiegel auf der Benetzungseinrichtung und dem tiefsten Punkt der zu entwickelnden Oberfläche zu beachten. Gute Resultate wurden bei Entfernungen zwischen 1 und 100 , vorzugsweise zwischen 3 und 30 j. i, erzielt. Wird die Entfernung zu klein gewählt, beispielsweise durch Ausüben eines zu starken Drukkes, wird das Ladungsbild zerstört. Ist die Entfernung dagegen zu gross, gehen die feinen Bildeinzelheiten verloren. Die Einstellung der geeigneten Entfernung zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und dem Profil' des Materials richtet sich nach der Oberflächenstruktur des Materials und der Art der Entwicklungsflüssigkeit.
Wenn die Entwicklungsflüssigkeit bei normalem atmosphärischem Druck, mit dem Kapillarsystem, an die zu entwickelnde Oberfläche gebracht wird, pflegt die Oberflächenrauhigkeh. vorzugsweise etwa in der Mitte zwischen den oben angegebenen Extremwerten zu liegen. Das Optimum der Oberflachenrauhig- keit für die Erzielung eines günstigen Randwinkels wird nach höheren oder niedrige'ren Werten verschoben, je nachdem, ob die Benetzung mit Flüssigkeit durch einen oder mehrere der folgenden Faktoren erleichtert oder erschwert wird : Viskosität und Oberflächenspannung der Flüssigkeit, Oberflächenspannung des Systems :
Isoliermaterial-Flüssigkeit, Menge der geförderten Flüssigkeit, auf die Flüssigkeit ausgeübter Druck, Schwerkraft, Kapillarkräfte, Strömungspotential und magnetische und elektrische Kräfte, die zwischen dem zu benetzenden Material und der benetzenden Flüssigkeit auftreten.
Geeignete leitende Träger für die photoleitende Schicht des elektrographischen Materials sind z. B.
Platten oder Folien eines Metalls, wie Aluminium, Kupfer, Bronze, Blei und Zink, oder Glasplatten, die mit einer dünnen Schicht von Zinnoxyd mit einem spezifischen Widerstand von 10 bis 105 Ohm. cm versehen sind, Folien oder Gewebe von Kunststoffen, die mit einer dünnen leitenden Schicht versehen sind, wie in der belgischen Patentschrift Nr. 585 555 beschrieben ist, und schliesslich Papier. Brauchbare Papiersorten sind solche, deren Widerstand bei einer relativen Feuchtigkeit von 50% niedriger ist als 1010 Ohm. cm,'d. h. die in der holländischen Patentschrift Nr. 262 467 beschriebenen Papiersorten. Andere geeignete Papiersorten sind solche, die wenigstens 21o leitende Füllstoffe enthalten, z. B. KohleI1- stoff.
Brauchbar sind ferner Papiere, deren der photoleitenden Schicht zugewendete Seite mit einer leitenden Schicht, z. B. einer dünnen Blei- oder Aluminiumfolie, oder einer Dispersion vom Metallpulver oder Kohlenstoff in einem Bindemittel versehen ist.
Schliesslich können auch die überwiegend aus Kohlenstoff bestehenden Gewebe verwendet werden.
Gewebe oder Papiere, die bei der herrschenden Luftfeuchtigkeit keine genügende Leitfähigkeit zeigen, können ebenfalls erfolgreich verwendet werden, vorausgesetzt, dass die Rückseite des Trägers vor oder während der Entwicklung mit beispielsweise Wasser befeuchtet oder seine Leitfähigkeit auf andere Weise erhöht wird.
Allgemein sind solche Materialien als Träger geeignet, die während der Entwicklung einen spezifischen Volumenwiderstand haben, der geringer ist als der des isolierenden Materials.
Die mit einem Kapillarsystem entwickelten Bilder zeichnen sich durch scharfen Kontrast, guteDekkung grosser schwarzer Flächen und durch klaren Bildhintergrund aus. Die mit vielen bekannten Entwicklungsmethoden verbundenen Fehler, beispielsweise der Randeffekt und die Hofbildung um das Bild, treten hier nicht auf.
Was die Vorgänge bei der Benutzung eines Kapillarsystems angeht, so wird vermutet, dass ein elektro-osmotischer Vorgang eine Rolle spielt. Mit diesem Hinweis soll jedoch weder die benutzte Entwick-
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lungsflüssigkeit, das zu entwickelnde Material noch die Anwendung des Verfahrens für die selektive elektrostatische Benetzung in irgendeiner Weise beschränkt werden.
Unter Elektro-osmose wird hier das Phänomen verstanden, dass eine Flüssigkeit unter dem Einfluss eines elektrischen Potentials bewegt wird. Die Elektro-osmose unterscheidet sich also von der sogenannten Elektrophorese, die bereits in den bekannten Flüssigkeitsentwicklungssystemen beschrieben worden ist und gemäss der Teilchen, die in einer Flüssigkeit dispergiert sind, sich in einem elektrischen Feld bewegen. Bei den bekannten elektrophoretischen Entwicklungsmethoden wird die Flüssigkeit in unmittelbaren Kontakt mit dem elektrostatischen Bild gebracht, und diese Flüssigkeit muss einen hohen elektrischen Widerstand haben, um das Abfliessen der elektrischen Ladungen zu verhindern.
Bei der hier beschriebenen besonderen Ausführungsform des selektiven elektrostatischen Benetzens ist dies in keiner Weise notwendig, und günstige Ergebnisse werden sogar mit wässerigen Salzlösungen erzielt, die eine hohe Leitfähigkeit haben.
Der in diesem Text benutzte Ausdruck"elektrisches"oder"elektrostatisches"latentes Bild soll auch solche latente Bilder einschliessen, die durch Aufladen eines sogenannten Leitfähigkeitsbildes zustande kommen.
Das Verfahren der Erfindung ist im nachfolgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert und dargestellt.
Fig. l ist eine schematische Darstellung eines elektrostatischen Ladungsbildes. Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine gerasterte Druckeinrichtung während ihrer Einfärbung. Fig. 3 zeigt das Anpressen des Ladungsbildes gegen die Druckeinrichtung. Fig. 4 veranschaulicht schematisch den Entwicklungsvorgang. Fig. 5 zeigt das entwickelte Bild. Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines Entwicklungsverfahrens mit einer Kapillarmembran. Fig. 7a und 7b sind vergrösserte Querschnitte durch die Membran von Fig. 6. Fig. 8 zeigt die Übertragung des entwickelten Bildes auf einen andern Träger.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines elektrostatischen Ladungsbildes gegeben, das auf bekanntem elektrographischem, elektrophotographischem oder elektrothermographischem Wege erhalten wurde.
In Fig. 2 werden die Höhlungen 2 einer gerasterten Druckplatte 1 mittels einer Rakel 3 mit Entwicklungsflüssigkeit 4 gefüllt.
Fig. 3 zeigt, wie ein isolierender Träger 5, der eine Ladung 6 in Form eines Bildes trägt,
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2 herzustellen.
Fig. 4 zeigt, wie die Entwicklungsflüssigkeit 4 aus den Höhlungen 9, die unmittelbar gegen- über den geladenen Teilen des isolierenden Trägers liegen, auf diese Teile übertragen wird, so dass das entwickelte Bild 10, das in Fig. 5 dargestellt ist, entsteht.
Fig. 6 stellt den Flüssigkeitsbehälter 11 dar, der mit Entwicklungsflüssigkeit 4 eines andern Verfahrens gefüllt ist. Dieser Behälter ist oben mit einer Kapillarmembran 13 und unten mit einem beweglichen Kolben 14 verschlossen. Die Entwicklung geschieht in der gleichen Weise wie vorher. Dieses Verfahren bietet den zusätzlichen Vorteil, dass es mit Hilfe des Kolbens 14 möglich ist, während des Betriebes die Kapillaren 15 der Membran 13 voll Flüssigkeit zu halten. Ausserdem kann durch Einstellung des Kolbendruckes der Winkel des Flüssigkeitsmeniskus in diesen Kapillaren und damit die zum Herausziehen der Flüssigkeit erforderliche Kraft reguliert werden. Der Meniskus der Entwicklungsflüssigkeit in den Kapillaren 15 der Membran 13 ist in Fig. 7a bei niedrigem Druck und in Fig. 7b bei hohem Druck dargestellt.
Auf diesem Wege kann die Gradation und die Entwicklungsgeschwindigkeit beeinflusst werden.
Fig. 8 veranschaulicht schematisch das Verfahren zur Übertragung des feuchten, in Fig. 5 erhaltenen Tintenbildes 10 von dem isolierenden Träger 5 mittels einer Andruckwalze 17 auf einen porösen Träger 16, beispielsweise Papier.
Das im vorstehenden beschriebene Verfahren liefert von einem positiven Original positive Kopien.
Es ist jedoch auch möglich, von einem negativen Original positive Kopien herzustellen.
Zu diesem Zweck geht man wie folgt vor :
Man verwendet eine isolierende Schicht als Träger, die wenigstens an ihrer Oberfläche einen dunklen Farbstoff enthält. Als Entwicklungsflüssigkeit wird eine Lösung eines Bleichmittels für diesen Farbstoff benutzt.
Nach der Erfindung lassen sich auch Druckplatten herstellen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein elektrostatisches latentes Bild mit einer wässerigen Dispersion eines hydrophoben Bindemittels ent-
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wickelt. Dieses feuchte Bild wird auf eine Gelatinefolie übertragen und getrocknet. Wenn die Gelatine nun befeuchtet und mit Druckerschwärze eingerieben wird, nehmen nur die mit dem hydrophoben Binde- mittel bedeckten Stellen Druckerschwärze an. Geeignete Dispersionen hydrophober Bindemittel sind La- tices, beispielsweise Polystyrollatex, und Latex von Butadien/Acrylsäurenitril-Mischpolymerisaten.
Die Fig. 9 und 10 zeigen schematisch Einrichtungen für die Entwicklung gemäss der Erfindung.
Nach Fig. 9 ist eine gerillte Walze 10 vorgesehen, die sich in einem mit Entwicklungsflüssigkeit
6 gefüllten Behälter dreht. Auf dieser Walze wird die isolierende Folie 5 mit dem Ladungsbild tan- gential vorwärtsbewegt, während sie durch die Andrückwalze 11 angepresst wird. Die Walzen 10 und
11 können aus Kautschuk, Kunststoff oder Metall bestehen, und die Oberfläche der Walze 10 ist von kapillaren Hohlräumen, Rillen oder Öffnungen versehen. Mit einer Walze oder einem Abstreifer 17 kann die herausgeführte Flüssigkeitsmenge reguliert werden.
Fig. 10 zeigt eine Entwicklungsmethode, gemäss der die zu entwickelnde Oberfläche nach oben ge- kehrt und die mit kapillaren Öffnungen versehene Walze 13 von einer Auftragwalze 15, die sich in einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter 16 dreht, mit Entwicklungsflüssigkeit versorgt wird.
Ein Abstreifer 17 dosiert die mitgenommene Flüssigkeitsmenge.
Die Entwicklungsgeschwindigkeit kann innerhalb weiter Grenzen variieren. Gute Resultate wurden mit Vorschubgeschwindigkeiten zwischen 1 cm/sec und 1 m/sec erzielt. Die Entwicklungsgeschwindig- keit ebenso wie die kritische Entfernung zwischen dem Ladungsträger und dem Spiegel der Entwicklungs- flüssigkeiten wird auf Grund der oben aufgeführten Faktoren bestimmt.
Bei Anwendung der in Fig. 10 schematisch gezeigten Entwicklung fördert unter anderem die Schwer- kraft die Auftragung der Entwicklungsflüssigkeit. Dabei wird vorzugsweise mit niedriger Geschwindigkeit gearbeitet und eine Walze 13 mit kräftiger Profilierung oder ein zu entwickelndes Material mit star- ker Oberflächenrauhigkeit verwendet. In dem Gerät nach Fig. 9 muss die Entwicklungsflüssigkeit entgegen der Schwerkraft auf die zu entwickelnde Fläche aufgebracht werden. In diesem Fall wählt man eine durchschnittliche Geschwindigkeit, eine relativ glatte isolierende Oberfläche oder eine schwache Profi- lierung der Walze 10 und einen leichten Druck der Andrückwalze 11.
Die Flüssigkeitsentwicklung gemäss der Erfindung kann beeinflusst werden, indem während der Be- netzung mit Entwicklungsflüssigkeit ein elektrisches Gleich- oder Wechselfeld senkrecht an die das elek- trostatische Ladungsbild tragende Schicht angelegt wird. Dies kann beispielsweise in der Einrichtung nach
Fig. 9 durch Erzeugen einer Potentialdifferenz zwischen der Walze 10 und der Andrückwalze 11 er- reicht werden. Eine Spannung von 10 bis 100 V, deren Feldrichtung der der geladenen isolierenden Schicht entgegengesetzt ist, erhöht den Kontrast. Eine Spannung von 100 bis 500 V mit einem Feld der gleichen
Richtung wie die des Feldes der geladenen isolierenden Schicht kehrt das Bild um, d. h. Flüssigkeit wird auf den exponierten Bildteilen abgeschieden.
Vorzugsweise wird ein elektrisches Wechselfeld benutzt, dessen Frequenz wesentlich höher als 50 Hz liegt. Auf diese Weise ist es möglich, Umkehrbilder mit sehr sauberem Bildhintergrund zu erzeugen.
Die Anlegung eines Wechselfeldes senkrecht zu der das elektrostatische Ladungsbild tragenden Schicht, z. B. durch Verbinden der Walzen 10 und 11 in Fig. 9 mit den Klemmen einer Wechselspannungsquelle, gestattet es ferner, die Bildcharakteristiken zu beeinflussen. Ausser der Grösse der Wechselspannung beein- flusst die Frequenz Kontrast und Empfindlichkeit weitgehend. Bei relativ niedriger Frequenz, beispiels- weise 50 Hz, wird ein wenig Entwicklungsflüssigkeit auf den nicht exponierten Teilen abgelagert, und die
Verschmutzung des Bildhintergrundes nimmt mit ansteigender Frequenz proportional ab.
Umkehrbilder lassen sich nach der Erfindung auch auf folgende Weise erzielen. Zu diesem Zweck geht man wie schematisch in Fig. 11 gezeigt vor. Ein latentes elektrostatisches Bild (Fig. Ha) wird nach der Erfindung mit einer wässerigen Lösung, Emulsion oder Dispersion (llb) entwickelt, die nach dem
Trocknen einen hydrophoben Rückstand (llc) hinterlässt. Geeignet sind z. B. Dispersionen von Wachsen oder Polymerisaten. Nach dem Trocknen lädt man von neuem auf (llb). Es spielt dabei keine Rolle, ob die hydrophoben Bildteile ebenfalls geladen werden oder nicht. Die Hauptsache ist, dass sie keine wässe- rige Flüssigkeit annehmen. Nun wird mit einer wässerigen Farbstofflösung (11c) entwickelt, die nur von den durch die Aufladung hydrophil gemachten Bildteilen angenommen wird.
Die nach der Erfindung erhaltenen"Tinten"-Bilder können auf einfache Weise auf einen andern Trä- ger übertragen werden, indem man das noch feuchte Tintenbild mit einer die Tinte annehmenden Ober- fläche in Berührung bringt, beispielsweise einer porösen Oberfläche, wie Papier oder einer mit Gelatine bedeckten transparenten Folie. Dieses Verfahren gestattet es beispielsweise, Schriftstücke nach der reflek- tographischen Belichtungsmethode zu reproduzieren, nach der ein positives Spiegelbild erhalten wird, das auf einen andern Träger übertragen wird, um ein positives lesbares Bild zu erzeugen.
<Desc/Clms Page number 10>
Schliesslich sei noch erwähnt, dass man das noch feuchte Tintenbild auf die Rückseite des Materials übertragen kann, indem man das entwickelte Material vor dem Auftrocknen der Entwicklungsflüssigkeit um einen zylindrischen Stab mit kleinem Durchmesser wickelt. Auf diese Weise wird ein Abdruck auf der Rückseite des benetzten Materials erzielt. Dieses Verfahren ist besonders interessant, wenn ein Spiegelbild eines Textes erzielt werden soll. Bei diesem Verfahren wurden gute Ergebnisse erzielt, besonders wenn solche elektrophotographische Materialien gemäss der Erfindung verwendet wurden, die einen dünnen Papierträger mit gewisser Oberflächenrauhigkeit aufweisen.
Die Übertragung eines Farbbildes auf einen transparenten Träger in Gegenwart eines Beizmittels für den Farbstoff ist besonders zur Herstellung von Mehrfarbenbildern geeignet. Geeignete Farbstoffe und Beizmittel für dieses Verfahren sind beispielsweise in der USA -Patentschrift Nr. 1, 121, 187 beschrieben.
Das Verfahren ist wie folgt :
Ein optisches Bild eines farbigen Originals wird nacheinander durch ein Rot-, ein Grün-und ein Blaufilter getrennt dreimal auf ein elektrophotographisches Material projiziert.
Photoleitende Substanzen, deren Spektralempfindlichkeit für die Herstellung elektrophotographischer Materialien brauchbar ist, welche für die Reproduktion von Farbbildern verwendet werden, sind z. B. Selen, dem Arsen (USA-Patentschrift Nr. 2, 803, 542) oder Tellur (USA-Patentschrift Nr. 2, 745, 327) zugesetzt sind, oder Zinkoxyd, dem sensibilisierende Stoffe zugesetzt sind, wie in den belgischen Patentschriften Nr. 565597, Nr. 566 768, Nr. 589 454, Nr. 589 552 und Nr. 563 443 beschrieben.
Die drei Farbauszüge werden erfindungsgemäss mit einer Tinte entwickelt, die dieselbe spektrale Durchlässigkeit hat wie das benutzte Filter. Diese Tintenbilder werden dann nacheinander in genauem Register auf dieselbe Folie übertragen, so dass eine genaue Farbreproduktion des Originals entsteht.
Die Erfindung lässt sich weiter mit Erfolg auf verschiedene Druckverfahren anwenden, beispielsweise auf die Hektographie, den Offsetdruck und die Herstellung von Ätzreliefs. Nach der Hektographie wird ein latentes elektrophotographisches Bild mit einer konzentrierten Dispersion eines Farbstoffes entwickelt, beispielsweise einer wässerigen Dispersion von Kristallviolett oder Malachitgrün. Nach dem Trocknen wird das entwickelte Bild in einen Spiritvervielfältiger eingespannt, um die gewünschte Anzahl von Kopien. herzustellen.
Zur Herstellung von Offset-Druckplatten wird ein latentes elektrophotographisches Bild mit einer Dispersion entwickelt, die nach der Trocknung einen hydrophoben Rückstand ergibt. Dann wird das Material in eine Offsetmaschine eingespannt, und der Bildhintergrund wird beispielsweise mit Ferricyanid und organischen Säuren (USA-Patentschrift Nr. 2, 952, 536) hydrophil gemacht.
Zur Herstellung von Ätzreliefs wird ein elektrophotographisches Material verwendet, das in seiner photoleitenden Schicht ein Polymerisat mit freien Hydroxylgruppen als Bindemittel enthält. Das elektrostatische latente Bild wird mit einer wässerigen Dispersion einer Substanz, die zur Umsetzung mit diesen Hydroxylgruppen befähigt ist (Härtungsmittel), entwickelt. Das Härtungsmittel kann entweder in die Tinte einverleibt oder in dem Bindemittel dispergiert werden. Ein Katalysator zur Beschleunigung der Härtungsreaktion kann in der Tinte gelöst werden.
Geeignete Härtungsmittel für diese Polymerisate sind z. B. Harnstoffderivate, wie Dimethylolharn- stoff (brit. Patentschrift Nr. 580, 275) oder monocyclische Harnstoffe (USA -Patentschrift Nr. 2, 373, 135).
Nach dem Trocknen wird das elektrophotographische Material kurze Zeit auf 100 bis 1500C erhitzt. Dabei findet auf den Bildstellen zwischen dem Bindemittel und dem Härtungsmittel eine Umsetzung statt, durch die an diesen Stellen die Löslichkeit der photoleitenden Schicht merklich verringert wird. Nun kann man die nicht gehärteten Bildteile mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernen, worauf man den Metallträger in bekannter Weise ätzt.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Beispiel l : Zu 500 cm3 einer 4% eigen Lösung eines Vinylacetat/Vinylstearat-Mischpolymerisates (85/15) in Äthanol wurden 225 g photoleitendes Zinkoxyd zugegeben. Die Mischung wurde 48 h in einer Kugelmühle gemahlen, worauf die folgende Zusammensetzung unter gründlichem Rühren zugesetzt wur- de :
EMI10.1
<tb>
<tb> 2% <SEP> ige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Vinylacetat/Vinylstearat-Mischpolymerisat <SEP> (85/15) <SEP> in <SEP> Äthanol <SEP> 500 <SEP> cm
<tb> 101tige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Monobutylphosphat <SEP> in <SEP> Äthanol <SEP> 10 <SEP> cm
<tb> 10%igue <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Bernsteinsäure <SEP> in <SEP> Dimethylformamid <SEP> 10 <SEP> cm <SEP>
<tb> 1 <SEP> tVoige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Fluorescein <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> 45 <SEP> 350) <SEP> in <SEP> Äthanol <SEP> 10 <SEP> cm3
<tb>
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Ein Papierträger wird in einem Verhältnis von 10 m2/l mit dieser photoleitenden Dispersion durch Aufstreichen mit einer Rakel beschichtet und anschliessend getrocknet.
Das erhaltene photoleitende Material wird in bekannter Weise durch eine negative Koronaentladung aufgeladen und dann bildgemäss belichtet. Das so erhaltene elektrostatische Bild wird entwickelt, indem es über ein Entwicklungsgerät folgender Konstruktion geführt wird :
Zwei kleine Glasplatten sind in einem Abstand von 0, 4 mm aufgestellt. Der Zwischenraum zwischen den Platten bildet eine Kapillare. Diese Kapillare wird bis zu einer Höhe von 5 mm, von den oberen Kanten gerechnet, mit blauer Tinte gefüllt.
An den beladenen Bildteilen wird die Tinte aus der Kapillare herausgezogen ; an den belichteten und entladenen Bildteilen bleibt der Hintergrund rein.
Beispiel 2 : Auf einer geätzten Kupferplatte, deren Vertiefungen eine Oberflächevon 0, 25 mm2 und eine Tiefe von 60 fi haben, wird eine Tinte der folgenden Zusammensetzung verstrichen :
EMI11.1
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 100 <SEP> cm3 <SEP>
<tb> Naphtholschwarz <SEP> B <SEP> (Schulz <SEP> Farbstofftabelle <SEP> Nr. <SEP> 604) <SEP> 2 <SEP> g <SEP>
<tb>
Die überschüssige Tinte wird mit einem Gummiabstreifer entfernt. Ein Träger mit einem elektrostatischen Bild, das nach Beispiel 1 hergestellt wurde, wird gegen diese geätzte und eingefärbte Kupferplatte gepresst. An den geladenen Bildteilen wird die Tinte aus den Vertiefungen herausgezogen und auf den Träger übertragen.
Beispiel 3 : Auf einer Kautschukrasterplatte, deren Vertiefungen eine Oberfläche von 1 mm2 und eine Tiefe von 100 p haben, wird eine Tinte der folgenden Zusammensetzung verstrichen :
EMI11.2
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 100cm
<tb> Chloraminschwarz <SEP> E. <SEP> X. <SEP> (C. <SEP> 1. <SEP> 30 <SEP> 235) <SEP> 1 <SEP> g <SEP>
<tb>
Die überschüssige Tinte wird mit einem Gummiabstreifer entfernt. Die weitere Behandlung erfolgt wie in Beispiel 1.
Beispiel 4 : Die Oberfläche einer Walze wird schraubenförmig gerillt, u. zw. derart, dass die Tiefe der Rille 1 mm und ihre'Breite 0,5 mm beträgt. Die Rille wird mit Tinte der folgenden Zusammensetzung gefüllt :
EMI11.3
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 100 <SEP> cm <SEP> 3 <SEP>
<tb> Methylenblau <SEP> (zinkoxydfrei) <SEP> 2 <SEP> g <SEP>
<tb>
Der Metallzylinder wird dann über eine photoleitende'Schicht von in einem Silikonharz dispergierten Zinkoxyd gewälzt, die durch eine Koronaentladung aufgeladen und bildgemäss belichtet worden ist.
An den nichtbelichteten Teilen wird die Tinte aus den Rillen herausgezogen, und auf der photoleitenden Schicht entsteht ein scharfes positives Bild. Die Dichte des Bildes wird durch die Konzentration der Tinte bestimmt.
EMI11.4
äthanolischen Lösung von Vinylacetat/Vinylstearat-Mischpolymerisat (85/15) hinzugefügt.
Vor dem Beschichten werden unter gründliche Rühren 10 cm* einer lhigen Lösung von Rhodamin B (C. I. 45170) in Äthanol zugegeben.
EMI11.5
Zusammensetzung wird mit einem AufstreichmesserPapierträger von 80 g/m2 aufgebracht. Die getrocknete Schicht enthält 16 g photoleitendes Zinkoxyd pro m2. Die photoleitende Schicht wird mit einer Koronaentladung aufgeladen. Die zu kopierende Vorlage wird mit dem Träger in Kontakt gebracht, u. zw. die Textseite gegen die geladene Zinkoxydschicht. Das ganze wird reflektographisch durch den Träger der Zinkoxydschicht belichtet.
Man erhält ein latentes elektrostatisches Bild, das man nach dem in Beispiel 26 beschriebenen Verfahren mit einer Flüssigkeit der folgenden Zusammensetzung entwickelt :
EMI11.6
<tb>
<tb> Wasser <SEP> 100 <SEP> cm <SEP> s <SEP>
<tb> Methylenblau <SEP> 2 <SEP> g <SEP>
<tb> Glycerin <SEP> 2g
<tb>
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Es entsteht ein starkes Bild, das genügend lange feucht bleibt, um gegen ein Blatt Schreibmaschinenpapier gedrückt werden zu können. Auf diese Weise erzielt man eine lesbare positive Kopie der Vorlage.
Beispiel 6 : Ein latentes elektrostatisches Bild wird wie in Beispiel 5 auf reflektographischem Wege erhalten.
Dieses Bild wird nach dem in Beispiel 4 beschriebenen Verfahren mit einer Flüssigkeit der folgenden Zusammensetzung entwickelt :
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<tb>
<tb> Wasser <SEP> 100 <SEP> cams
<tb> Methylenblau <SEP> 2 <SEP> g
<tb> Carboxymethylcellulose <SEP> 2 <SEP> g
<tb>
EMI12.2
EMI12.3
<tb>
<tb> Plexigum <SEP> 25 <SEP> tige <SEP> Aceton-Lösung <SEP> eines
<tb> Polyacrylat-Harzes, <SEP> der <SEP> Firma <SEP> Röhm <SEP> & <SEP> Haas,
<tb> G. <SEP> m. <SEP> b. <SEP> H., <SEP> Darmstadt, <SEP> Deutschland) <SEP> 50 <SEP> cm3
<tb> 4%ige <SEP> Methylenchlorid-Lösung <SEP> von <SEP> Vinnapas <SEP> B
<tb> 500/40 <SEP> VL <SEP> (Warenzeichen <SEP> für <SEP> ein <SEP> Polyvinylacetat
<tb> der <SEP> Firma <SEP> Wacker-Chemie <SEP> G. <SEP> m. <SEP> b.
<SEP> H., <SEP> München, <SEP> Deutschland) <SEP> 25 <SEP> cm3
<tb> Aceton <SEP> 25 <SEP> cm3
<tb> Zinkoxyd <SEP> des <SEP> Beispiels <SEP> 1 <SEP> 22, <SEP> 5 <SEP> g <SEP>
<tb> 10%ige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Mono- <SEP> und <SEP> Di-isopropylorthophosphat <SEP> (l <SEP> : <SEP> l) <SEP> in <SEP> Äthanol <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> cm3.
<tb>
Die erhaltene Dispersion wird im Tauchverfahren auf eine Aluminiumfolie aufgebracht, u. zw. der- art, dass die Menge des Zinkoxyds 15 g/m beträgt.
Auf der erhaltenen lichtleitenden Schicht wird ein latentes elektrostatisches Bild erzeugt. Die Ent- wicklung geschieht in einer Vorrichtung, wie sie schematisch in Fig. 9 dargestellt ist. Dieses Gerät um- fasst zwei Walzen und einen Behälter für Entwicklungsflüssigkeit. Walze 11 ist ein Aluminiumzylini der mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Längevon 25 cm : sie dient lediglich als Führungswalze für die zu entwickelnde Schicht. Die Walze 10 ist ein Chrom-Nickelstahl (18/8)-Zylinder mit einem
Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 25 cm. Die Oberfläche der Walze ist schraubenförmig der- art gerieft, dass die Rillenwindungen einander berühren. Die Rillen besitzen V-Form von 0,5 mm Breite und Tiefe.
Die Walze 10 rotiert frei in dem Flüssigkeitsbehälter, so dass die Rille mit Entwicklungs- t flüssigkeit gefüllt wird. Die Flüssigkeit wird von den Scheiteln der Rillen mittels eines Abstreifers oder
<Desc/Clms Page number 13>
Schwamms entfernt. Die Entwicklungsflüssigkeit wird durch Kapillarkräfte in den Rillen festgehalten.
Das photoleitende Material wird zwischen den beiden Walzen mit einer Geschwindigkeit von 3 m/min geführt, u. zw. so, dass das latente Bild der gerillten Walze zugekehrt ist.
Die Entwicklungsflüssigkeit besteht aus :
EMI13.1
<tb>
<tb> Aquablack <SEP> 15 <SEP> (Warenzeichen <SEP> für <SEP> ein <SEP> Russpigment) <SEP> 30 <SEP> cm3
<tb> Wasser <SEP> 100 <SEP> cm3.
<tb>
Um den Kontrast zwischen den belichteten und den nicht belichteten Flächenteilen zu verstärken, wird an die Walze 11 eine Spannung von - 10 V gegenüber der Walze 10 angelegt. Ein Abstreifer 17 beseitigt überschüssige Entwicklungsflüssigkeit von der Walze 10.
Man erhält ein positives, gut lesbares Bild.
Beispiel 10 : Die folgende Zusammensetzung wird 24 h in einer Kugelmühle gemahlen :
EMI13.2
<tb>
<tb> Zinkoxyd <SEP> (von <SEP> Beispiel <SEP> l) <SEP> 4,5 <SEP> kg
<tb> tige <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Vinylacetat/VinylstearatMischpolymerisat <SEP> (85/15) <SEP> in <SEP> Äthanol <SEP> 9 <SEP> Liter.
<tb>
Nach dem Mahlen wird das Gemisch mit der folgenden Mischung verdünnt :
EMI13.3
<tb>
<tb> 41oigne <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Vinylacetat/VinylstearatMischpolymerisat <SEP> (85/15) <SEP> in <SEP> Äthanol <SEP> 21 <SEP> Liter
<tb> 10%igue <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Monobutylphosphat <SEP> in
<tb> Äthanol <SEP> 300 <SEP> cm3
<tb> 10% <SEP> igue <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Bernsteinsäure <SEP> in <SEP> Dimethylformamid <SEP> 300 <SEP> cm3
<tb> 1%igue <SEP> Lösung <SEP> von <SEP> Fluorescein <SEP> in <SEP> Äthanol <SEP> 300 <SEP> cm3.
<tb>
Diese Dispersion wird mit einer Rakel auf ein barytiertes 90 g-Papier aufgetragen, so dass mit 11 Dispersion 10 m2 bedeckt werden.
Nach dem Trocknen wird auf diese Schicht mittels einer Koronaentladung von -6000 V eine gleichförmige Ladung von-400 V/cm aufgebracht. Die geladene Schicht wird dann 0,7 sec bildgemäss belichtet, u. zw. mit einer 75 W-Lampe in einem Abstand von 10 cm durch ein Diapositiv. Das entstandene latente Bild wird in der folgenden Farbstofflösung entwickelt :
EMI13.4
<tb>
<tb> Methylenblau <SEP> 2 <SEP> g <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 100 <SEP> cm'
<tb>
Hiezu wird das in Fig. 9 veranschaulichte Gerät benutzt, wobei zwischen die gerillte Walze 10 und die glatte Walze 11 während der Entwicklung eine Wechselspannung von 10 V und 50 Hz angelegt wird. Man erhält ein lesbares positives Bild.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Entwicklung eines elektrostatischen Ladungsbildes in einem isolierenden Trägermaterial mittels einer elektrostatisch anziehbaren Entwicklungsflüssigkeit, dadurch gekennzeich- net, dass die Entwicklungsflüssigkeit mittels eines Flüssigkeitszufuhrelementes, an oder in dem sie durch Kapillarkräfte festgehalten wird, in das Wirkungsfeld des elektrostatischen Ladungsbildes gebracht wird, wobei sie unter Einfluss der elektrostatischenAnziehung des elektrostatischen Ladungsbildes entsprechend der Ladungsstärke in differenzierter Menge das Flüssigkeitszufuhrelement verlässt und an den elektrostatisch geladenen Stellen des Trägermaterials adsorbiert wird.