DE1927190C3 - Elektrophotographieverfahren für Mehrfarbenbedruckung von Textilien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrophotographieverfahren der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Ein solches Elektrophotographieverfahren ist Gegenstand der eigenen älteren Patente DE-PS 15 22 567 und

DE-PS 15 22 568.

Entsprechend diesen beiden älteren Elektrophotographieverfahren wird ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial, das aus einem Schichnräger, einer photoleitfähigen Schicht und einer isolierenden Deckschicht auf letzterer aufgebaut ist, auf der Deckschicht gleichförmig mit gegenüber dem Leitungstyp der photoleilfähigen Schicht entgegengesetzter Polarität aufgeladen. Sodann wird die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und

ίο gleichzeitig hiermit auf der isolierenden Deckschicht eine zweite Aufladung ausgeführt, die entweder unter einem gegenüber der ersten Aufladung entgegengesetzten Vorzeichen (wie nach DE-PS 15 22 567) oder mit Hilfe einer Wechselstromkoronaentladung (wie nach DE-PS 15 22 568) erfolgt. Schließlich wird zum Erhalt eines kontrastverstärkten Ladungsbildes die photoleitfähige Schicht totalbelichtet.

Dieses Elektrophotographieverfahren zeichnet sich durch einen besonders hohen elektrostatischen Kontrast im bildmäßig differenzierten Ladungsbild aus. Dieser hohe Kontrast ist vor allem die Folge der Polaritätsauswahlregel für die erste Aufladung, die bekannten ähnlichen Verfahren, z. B. nach der AT-PS 2 48 873, fremd ist. Der mit den älteren Verfahren erzielbare Kontrast ist ebenfalls bedeutend höher im Vergleich zu den auf xerographischem W:ge erzeugten Ladungsbildern, die bekanntlich nicht auf einer isolierenden Deckschicht sondern auf der Oberfläche einer photoleitfähigen Schicht direkt erzeugt werden. Dieses ist vor allem eine Folge der im Vergleich zu einem Isolator relativ höheren Dunkelleitfähigkeit im photoleitfähigen Material.

Mit der vorliegenden Erfindung wurde nun gefunden, daß sich das Verfahren nach den beiden älteren Patenten überraschenderweise auch für die Bedruckung von Textilien eignet. Zur Bedruckung von Textilien, insbesondere in satten Farben, ist nämlich deutlich mehr Färbungssubstanz erforderlich als etwa beim Bedrucken von Papier. Andererseits waren die bisherigen Elektrophotographieverfahren dafür bekannt, die bildmäßig differenzierten Ladungsbilder mit nur vergleichsweise geringem elektrostatischen Kontrast zu liefern. Dieser geringe elektrostatische Kontrast hatte dann zur Folge, daß die Entwicklung des Ladungsbildes zum sichtbaren Bild mit Hilfe eines geladenen Färbungsmittels bzw. Toners ebenfalls nur mäßig war, weil die vergleichsweise schwachen Ladungen an der Aufzeichnungsoberfläche nur wenig Färbungsmittel anzuziehen und zu halten vermochten.

so Demgemäß ist es in Nutzanwendung dieses überraschenden Befundes Aufgabe der Erfindung, das Elektrophotographieverfahren nach den beiden älteren Patenten so weiterzubilden, daß damit auch Mehrfarbendrucke auf Textilien hergestellt werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 angegeben.

Hiernach wird die bildmäßige Belichtung mit Strahlung in einem dem Farbgehalt einer ersten Farbe der Druckvorlage entsprechenden Muster durchgeführt.

Sodann wird nach der Totalbelichtung geladenes Färbungsmaterial der zugeordneten Bildfarbe auf die isolierende Oberfläche zur Einfärbung des Ladungsbildes aufgebracht und anschließend auf das zu bedruckende Textilmaterial übertragen. Der gesamte Prozeß wird dann für jede der übrigen Bildfarben einfach wiederholt.

Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens

sind Gegenstand der Unteransprüche, und nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand der

Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigen:

F i g. 1 und 2 schematische Schnittansichten von beim vorliegenden Verfahren zur Anwendung gelangenden photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterialien,

F i g. 3 bis 5 den Ablauf der Verfahrensvariante nach der älteren DE-PS 15 22 568,

F i g. 6 das nach F i g. 5 erhaltene Ladungsbild nach seiner Entwicklung mit Färbungssubstanz oder Toner,

Fig. 7 bis 9 den Ablauf der Verfahrensvariante räch der älteren DE-PS 15 22 567,

Fig. 10 das Ladungsbild nach Fig.9 nach seiner Entwicklung mit Färbungssubstanz oder Toner,

Fig. 11 eine grundsätzliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens und

Fig. 12 und !3 zwei weitere Ausführungsformen für eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das photoleitfähige Aufzeichnungsmaterial, das für das vorliegende Mehrfarbendruckverfahren für Textilien Verwendung findet, kann — siehe Fig. 1 — einen elektrisch isolierenden oder leitenden Träger 1 oder — siehe F i g. 2 — einen elektrisch leitenden Träger 1 mit darüberliegender Isolierschicht 3' aufweisen. In jedem Fall folgt dann die photoleitfähige Schicht 2, gefolgt von einer isolierenden Deckschicht 3. Je nachdem, von welcher Seite aus die bildmäßige Belichtung erfolgt, ist der Träger oder die Isolierschicht lichtdurchlässig.

Für einen elektrisch leitenden Träger werden z. B. Kupfer, Zinn, Aluminium oder aluminiumbeschichtetes Papier usw. verwendet. Für einen isolierenden Träger werden organische Hochpolymere, wie Fluorkohlenstoffe, Polycarbonate, Polyäthylen usw. oder anorganische Verbindungen wie AI2O3, S1O2, T12O3, BN und dergleichen verwendet.

Die photoleitfähige Schicht 2 kann aus anorganischen Photoleitern wie CdS, CdSe, kristalline:: Se, ZnO, Se, T1O2, SeTe, PbO oder deren Mischungen aufgebaut sein. Auch Materialien mit niedrigem Dunkelwiderstand sind geeignet. Auch organische Photoleiter können benutzt werden. So z. B. heterocyclische Verbindungen wie Oxadiazol, 5-Aminothiazol und dergleichen; ferner Verbindungen wie Benzothiazol, Verbindungen mit einer Doppelbindung wie Acrylhydrazon, Verbindungen mit einer Aminogruppe wie Aminocarbazol-Triphenylamin, Derivate von Biphenil und Triphenylamin, Verbindungen mit einer Nitrilgruppe wie aromatisches Nitril, z. B. Dicyanonaphthalen und Dicyanonitrophenol, Kondensationsprodukte z. B. aus einem Aldehyd mit einem aromatischen Amin, weiterhin Polyvinylcarbazol, z. B. Poly-N-Vinylcarbazol, Vinyl-Polymere, wie Λ-Polyalkylacrylamid, kondensierte Polymere wie Kondensationsprodukte aus einem Carboxylhalogenid mit Triphenylamin.

Die Isolierschicht 3 kann aus jedem Material gefertigt sein, das genügend hohen Widerstand besitzt, um elektrostatische Ladungen ausreichend lange festhalten zu können, und hohe Abriebfestigkeit aufweist. Beispiele sind fluorsubstituierte Polymere, Polycarbonate, Polyester.

Die Isolierschicht 3' kann aus den gleichen Materialien wie die Isolierschicht 3 gefertigt sein.

Bezüglich weiterer Einzelheiten des photoleitfähigen Aufzeichnungsmaterials wird auf die erwähnten beiden älteren Patente verwiesen.

Zur Ladungsbilderzeugung wird das photoleitfähige Aufzeichnungsmaterial nach Fig. 1 oder 2 auf seiner Deckschicht gleichförmig mit gegenüber dem Leitungstyp der photoleitfähigen Schicht 2 entgegengesetzter Polarität aufgeladen (Fig.3). Dieses erfolgt beispielsweise durch eine Koronaentladung 4 oder durch eine Kontaktelektrode. Sodann wird die photoleitfähige Schicht 2 bildmäßig belichtet urd gleichzeitig hiermit wird eine zweite Aufladung auf der isolierenden Deckschicht ausgeführt (Fig.4), und zwar entweder unter einem gegenüber der ersten Aufladung entgegengesetzten Vorzeichen (wie nach DE-PS 15 22 567) oder ■ mit Hilfe einer Wechselstromkoronaentladung 5 (wie nach DE-PS 15 22 568). Danach schließt sich eine kontrasterhöhende Totalbelichtung an. Im dargestellten Fall ist die photoleitfähige Schicht 2 als n-leitend angenommen, die erste Aufladung ist also positiv. Bei der ersten Aufladung entsteht eine negative Ladung an der Grenzfläche zwischen photoleitfähiger Schicht 2 und Isolierschicht 3, sie wird wegen der oberseitigen Deckschichtaufladung hier festgehalten.

Bei der bildmäßigen Belichtung mit einer Vorlage 6 und gleichzeitiger Entladung der aufgeladenen Isoiierschicht 3 durch die Koronaentladung 5 verschwindet im wesentlichen die erste Aufladung an den belichteten Bildbereichen (ar. den hellen Bereichen) und bleibt nur an den unbelichteten Bildbereichen (dunklen Bereichen) bestehen. Infolgedessen entsteht ein bildmäßig differenziertes Ladungsbild auf der Oberfläche der isolierenden Deckschicht 3. Sodann erfolgt eine Totalbelichtung, die eine Kontrasterhöhung im Ladungsbild zur Folge hat (Fig.5). Die Kontrasterhöhung ergibt sich daraus, daß die innere elektrostatische Ladung an den dunklen Bereichen der Vorlage soweit verschwindet, wie sie nicht durch die äußere Ladung gehalten wird, so daß sich das äußere Feld auf der Oberfläche der Schicht 3 entsprechend verstärkt. Das so erzeugte Ladungsbild ist selbst im Hellen für lange Zeit ausreichend stabil und wird dann mit Toner bzw. Färbungssubstanz zur Sichtbarkeit entwickelt (F i g. 6).

Bei der Ladungsbilderzeugungsvariante nach den F i g. 7 bis 9 wird wiederum zunächst die isolierende Deckschicht 3 mit einer Koronaentladung 8 unter einer Polarität aufgeladen, die der des Leitungstyps der photoleitfähigen Schicht (n) entgegengesetzt ist (F i g. 7). Sodann erfolgt bildmäßige Belichtung mit einer Vorlage 10, jedoch nunmehr bei gleichzeitiger Umladung der Deckschicht mit Hilfe einer Koronaentladung 9 oder dergleichen (F i g. 8). Es schließt sich dann wiederum eine kontrasterhöhende Totalbelichtung an (Fig. 9), gefolgt von einer Entwicklung mit Toner bzw. Färbungssubstanz zum sichtbaren Bild (Fig. 10). Der mit dieser Verfahrensweise erzielbare Bildkontrast ist besonders hoch.

Die in F i g. 11 dargestellte Vorrichtung arbeitet nach dem in Verbindung mit Fig. 3 bis 5 oder Fig. 7 bis 9 beschriebenen Prinzip. Zur Erleichterung einer Mehrfarbenbildübertragung auf Textilien liegt das photoleitfähige Aufzeichnungsmaterial aus Träger 1, photoleitfähiger Schicht 2 und Isolierschicht 3 in Form einer drehbaren Trommel 15 vor. Die Koronaentladungsvorrichtung 16 sorgt für die erste Aufladung. Die Koronaentladungsvorrichtung 16 weist Elektroden 18 in einer Abschirmung 17 auf. Bei 20 und 22 erfolgt bildmäßige Belichtung zusammen mit der zweiten Aufladung. Im einzelnen wird die Vorlage durch eine Linse 21 auf die Oberfläche der Isolierschicht 3 abgebildet. Die Koronaentladungsvornchtung 22 weist ein nach oben offenes Gehäuse für den Abbildungsstrahlengang sowie Koronaelektroden 23 auf, die während der bildmäßigen Belichtung mit einer Hochspannungsquelle verbunden sind, deren Polarität der der

ersten Aufladung entgegengesetzt ist. Bei 25 erfolgt Totalbelichtung z. B. mit einer Wolframdraht-Lampe oder einer Fluoreszenz-Lampe zur Kontrasterhöhung. Das so erhaltene Ladungsbild wird dann in einer Entwicklungsstation entwickelt. Hierzu ist eine Farbpaste C, welche für den Textildruck elektrostatisch aufgeladen ist, in einem Trog /'enthalten und wird mit einer Auftragrolle U auf die das Ladungsbild tragende Drehtrommel übertragen. Je nach Polarität der Farbpaste erhält man einen Positiv- oder einen Negativdruck.

Das entwickelte Farbbild wird dann auf das textile Bildempfangsmaterial übertragen und der Vorgang für jede weitere Bildfarbe wiederholt.

Verschiedene Farbpasten oder Farbpuder können Verwendung finden.

Es empfiehlt sich jedoch, solche Farbpasten zu verwenden, die in einer elektrisch gut isolierenden Trägerflüssigkeit gelöst oder dispergiert sind.

Um auf dem bedruckten Textilgewebe einen speziellen Oberflächeneffekt hervorzubringen, kann man eine Farbpaste herstellen, der phosphoreszierende oder fluoreszierende Stoffe zugesetzt sind. Beispiele hierfür sind KCI, Na], ZnS, ZnO, Anthracen und fluoreszierende Verbindungen Seltener Erden.

Um eine spezielle Oberflächenwirkung auf dem bedruckten Gewebe zu erhalten, können auch photochrome Verbindungen der Farbpaste zugesetzt werden. Beispiele hierfür sind Spiran-, Anilin-, Semicarbazon- und Äthylen-Derivate. Als Farbpaste Ckann auch ein an Färbungsmaterial gebundenes Polymer Verwendung finden, in welchem eine geringe Menge Färbungsmaterial und eine geringe Menge Polymer chemisch miteinander gebunden sind. Das resultierende Polymer kann dann zugleich als Bindemittel dienen.

Darüberhinaus können auch Toner, wie sie allgemein in der Elektrophotographie Verwendung finden, als Färbungssubstanz benutzt werden.. Die Entwicklung selber kann trocken oder naß erfolgen.

Fig. 12 zeigt schematisch eine Mehrfarben-Druckvorrichtung für textiles Material, die mit einer gesonderten Ladungsbildempfangsvorrichtung fur jede Bildfarbe versehen ist. Eine Druckwalze B, vorzugsweise aus elastischem Material wie Kautschuk, dient zur Übertragung der Farbpaste auf das zu bedruckende Material. Die Walzen R\ bis Ra sind Ladungsbildempfangswalzen, die das beispielsweise in der Vorrichtung nach F i g. 11 erzeugte Ladungsbild empfangen und dann in die Vorrichtung nach Fig. 12 eingesetzt werden. In Fig. 12 bedeuten weiterhin die Bezugszeichen ei bis ca die für die einzelnen Bildfarben verwendeten Farbpasten p\ bis Pa die zugehörigen Farbpastenbehälter, U\ bis Ua die Auftragrollen für die jeweiligen Farbpasten, d, bis d< Abstreifplatten zur Entfernung überschüssiger Farbpaste, « das zu bedruk-

<·) kende Textilmaterial, β eine Saug-Zwischenlage zur Entfernung von durch das zu bedruckende Textil-Material hindurchgetretener überschüssiger Druckfarbe, γ eine Unterlage beispielsweise aus Filz, welche beim Übertragen des Färbungsmittels die erforderliche

κι Elastizität einführt und darüberhinaus die Druckwalze B schützt und 20, 21 und 22 die den Bahnen &, β und γ zugeordneten Zuführungsrollen.

Das textile Material <x, die Saugzwischenlage β und die Unterlage γ werden unabhängig voneinander mit

r> Hilfe der ihnen zugeordneten Zuführungsrollen 20, 21 und 22 zur Druckwalze B gefördert und aufeinander geschichtet. Sie werden darin zur Einklemmstelle zwischen der Druckwalze B und der ein Ladungsbild tragenden Walze R\ befördert. Mit Hilfe der Rolle u\ wird die Farbpaste C\ auf die Abbildungsrolle R\ aufgetragen, wodurch sich das Ladungsbild zu einem gefärbten Bild entwickelt, das dann auf das zu bedruckende Textilmaterial α übertragen wird. Um die Bildübertragung zu erleichtern, kann die Druckwalze B

2=> auf Spannung gelegt sein, um die Farbe von der Walze R] elektrostatisch abzuziehen. In ähnlicher Weise werden die über die Ladungsbildempfangswalzen /?2 bis Ra mit ihren Farbpasten cj bis α entwickelt und das jeweilige Farbbild auf das Textilmaterial übertragen.

jo Danach wird das bedruckte Gewebe in einem Trog mit Dampf behandelt, um die Farbe zu fixieren.

Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Mehrfarbendruckvorrichtung, bei der mehrere Ladungsbilderzeugungsvorrichtungen und Druckwalzen verfahrensmäßig hintereinandergeschaltet sind. Die einzelnen Ladungsbilderzeugungsvorrichtungen entsprechen der Vorrichtung nach Fig. 11. So werden die lichtempfindlichen Walzen R\ bis R₄ jeweils der ersten Aufladung mit Hilfe der Koronaentladungsvorrichtungen 16i bis I64 ausgesetzt, werden dann über die Projektionssysteme 2Oi bis 2Ο4 bildmäßig belichtet und zugleich der zweiten Aufladung mit Hilfe der Koronaentladungsvorrichtungen 22i bis 22< ausgesetzt, wonach sich Totalbelichtung bei 25, bis 25₄ anschließt. Danach werden die Ladungsbilder in der entsprechenden Farbe G — G mit Hilfe der Rollen u\ bis Ua entwickelt und dann durch die Druckwalzen B\ bis Ba auf das textile Bildempfangsmaterial λ übertragen, und zwar in ähnlicher Weise wie es in Verbindung mit Fig. 12 erläutert worden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographieverfahren, bei dem

— ein photoleitfähiges Aufzeichnungsmaterial, das aus einem Schichtträger, einer photoleitfähigen Schicht und einer isolierenden Deckschicht auf letzterer aufgebaut ist, auf der Deckschicht gleichförmig mit gegenüber dem Leitungstyp der photoleitenden Schicht entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird,

— die photoleitfähige Schicht bildmäßig belichtet und gleichzeitig hiermit auf der isolierenden Deckschicht eine zweite Aufladung ausgeführt wird, die entweder unter einem gegenüber der ersten Aufladung entgegengesetzten Vorzeichen (wie nach DE-PS 15 12 567) oder mit Hilfe einer Wechselstromkoronaentladung (wie nach DE-PS 15 22 568) erfolgt, und

— anschließend zum Erhalt eines kontrastverstärkten Ladungsbildes die photoleitfähige Schicht totalbelichtet wird,

gekennzeichnet durch

— die Anwendung dieses Elektrophotographieverfahrens für eine Mehrfarbenbedruckung von Textilien mit der Maßgabe, daß

— die bildmäßige Belichtung mit Strahlung in einem dem Farbgehalt einer ersten Farbe der Druckvorlage entsprechenden Muster durchgeführt wird,

— nach der Totalbelichtung geladenes Färbungsmaterial der zugeordneten Bildfarbe auf die isolierende Oberfläche zur Einfärbung des Ladungsbildes aufgebracht und anschließend auf das zu bedruckende Textilmaterial übertragen wird,

— wonach dann der gesamte Prozeß für jede der übrigen Bildfarben wiederholt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungsvorzeichen des Färbungsmaterials gegenüber dem Vorzeichen der ersten Aufladung entgegengesetzt gewählt wird, wenn ein Positivbild gewünscht ist, oder gleich gewählt wird, wenn ein Negativbild gewünscht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Färbungsmaterialübertragung auf das Textilmaterial ein Färbungsmaterial-Fixierungsschritt durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Fixierung das Textilmaterial einer Dampfbehandlung unterworfen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als das geladene Färbungsmaterial ein solches mit geladenen Partikeln verwendet wird, welche Farbstoffe, einschließlich photochromischer, fluoreszierender und phosphorisierender Farbstoffe und/oder Pigmente, gegebenenfalls in an eir Polymer gebundener Form, enthalten oder hieraus bestehen.