CH510901A

CH510901A - Procédé pour la formation par électrophorèse d'une image

Info

Publication number: CH510901A
Application number: CH1874566A
Authority: CH
Inventors: Yeh Shu-Hsiung
Original assignee: Xerox Corp
Priority date: 1964-07-23
Filing date: 1966-12-29
Publication date: 1971-07-31
Also published as: DE1522750A1; NL150926B; AT305765B; NL6700090A; LU52738A1; FR1507051A; US3383993A

Description

Procédé pour la formation par électrophorèse d'une image
Cette invention concerne un nouveau procédé pour la formation d'images par électrophorèse.

Le procédé pour la formation d'images par électrophorèse selon l'invention est oaractértsé en oe qu'on soumet une suspension à un champ électrique appliqué entre une paire d'électrodes, au moins une de celles-ci étant une électrode de blocage, ladite suspension comportant une piuralité de particules photosensibles finement divisées dans un liquide porteur isolant, lesdites particules comprenant au moins deux composants, au moins une des électrodes étant transparente, et en ce qu'on expose ladite suspension simultanément à une image à travers ladite électrode transparente à l'aide d'une source de radiations électro-magnétiques activantes par laquelle une image de particules, constituées par des particules ayant migré, est formée sur au moins une des électrodes.

Les particules à composants multiples de l'invention présente comprennent au moins deux composants qui peuvent comporter une matière photosensible et une matière porteuse. Elles peuvent comprendre également deux matières ou plus dont aucune n'est photosensible en elle-même. mais qui se réunissent pour former une matière photosensible comme dans le cas des complexes de donneur-accepteur transférant la charge, dont il sera question plus tard; dans ces cas une matière porteuse peut etre englobée ou omise. Elles peuvent comporter aussi des mélanges de matières photosensibles avec ou sans matières porteuses.

L'électrode de blocage est choisie de manière à empêcher ou sensiblement retarder l'injection d'électrons (ou trous, suivant la polarité primitive de charge sur les particules) dans une particule photosensible lorsque celle-ci atteint la surface de cette électrode. Il en résulte que la surface de cette électrode peut être ou un isolant ou un semi-conducteur qui ne permettra pas le passage d'un nombre suffisant de porteurs de charges sous l'influence du champ électrique appliqué pour décharger les particules, si bien que celles-ci restent liées sur elle.

Même si cette électrode de blocage laissera passer quelques porteurs de charge à travers elle-même pour arriver jusqu'aux paracuies, elle restera considérée comme rentrant dans cette catégorie de matières de blocage tant qu'elle ne permet pas le passage d'un nombre suffisant de porteurs pour recharger la particule à la polarité opposée, étant donné que même une particule déchargée aura tendance à adhèrer à cette électrode de blocage par des forces de Van der Waals.

L'utilisation de cette électrode de blocage constitue un caractère important de cette invention qui permet l'emploi d'une variété plus grande de particules photosensibles dans le système.

Du papier de baryte et d'autres matières convenables peuvent être utilisés pour recouvrir l'électrode de blocage et peuvent être rendus humide à l'aide d'eau de robinet sur leur surfaces arrières ou revêtus sur celIesci de matières conductrices d'électricité. Le papier de baryte consiste en un papier revêtu de sulfate de baryum suspendu dans une solution de gélatine.

Au lieu du papier de baryte on peut utiliser toute matière convenable ayant une resistivité d'environ 107 ohm-cm ou plus. Des matières typiques de cette gamme de résistivité qui ont été employées comportent des papiers revêtus d'acétate de cellulose et de poly-éthylène, la cellophane, la nitrocellulose, le polystyrène, le polytetrafluoréthylène, le polyvinyle fluoride et le téréphtalate de polyéthylène.

Toute matière photosensible appropriée ou tout mélange de telles matières peuvent s'employer dans la mise en pratique de l'invention, n'importe qu'elle soit organique ou inorganique. Cette matière ou ce mélange peut être sous forme de solution solide avec la matière porteuse ou dispersé(e) dans celle-ci, ou bien les particules peuvent être différentes. Des matières typiques photosensibles comportent des composés organiques comme, par exemple, la 8,13-dioxodinaphtho-(1,2,2',3')- furfuranne-6-carboxy-p-méthoxyanilide; Locarno Red , C. I. No. 15 865,
I'acide 1-(4'-méthyl-5'-chloroazobenzène-2' acide sulfonique)-2-hydroxy-3-naphtoique; Watchung Red B , le sel de baryum de l'acide 1-(4'-méthyl-5'-chloroazobenzène-2'acide sulfonique)-2-hydroxy-3-naphtoique,
C. I.

No. 15 865; Naphthol Red B , 1 -(2'-méthoxy-5'-nitrophénylazo)-2hydroxy-3"-nitro-3-naphthanilide,
C. I. No. 12 355; Duol Carmine , la laque de calcium de l'acide 1 -(4'-méthylazobenzène-2'-acide sulfonique)-2-hydroxy-3 -naphtoïque,
C. I. No. 15 850; Calcium Lithol Red , la laque de calcium de 1 -(2'-azonaphthalène-1'-acide sulfonique)-2-naphthol,
C. I. No. 15 630; quinacridone et des quinacridones substituées, telles que 2,9-diméthylquinacridone; les pyranthrones; Indofast
Brilliant Scarlet Toner , 3,4,9,10-bis(N,N'-(p-méthoxy- phényl)-imido)-pérylène,
I. C. No. 71 140; le dichloro-thionidigo; Pyrazolone Red B Toner , C. I.

No. 21 12( > ; les phthaloeyanines ainsi que les phthalocyanines substituées et non-substitutées métalliques et non-métalliques telles que la phthalocyanine de cuivre, la phthalocyanine de magnésium, la phthalocyanine non-métallique, la phthalocyanine substituée avec plusieurs atomes de chlore, etc.; Methyl Violet , une laque d'acide phosphotungstomolybdique d'une teinture triphénylméthane, C. I. 42 535; Indofast Violet
Lake , le dichloro-9, 1 8-isoviolanthrone, C. I.

No. 60 010; Diane Blue , le 3,3'-méthoxy-4,4'-diphényl-bis- (1 "-azo-2"-hydroxy-3"-naphthanilide,
C. I. No. 21 180; Indanthrene Brilliant Orange R. K.; le 4, 10-dibromo-6, 12-anthanthrone,
C. I. No. 59 300; Algol Yellow G. C. , la 1 ,2,5,6-di-(C,C'-diphényl)- thiazole-anthraquinone, C. I. 67 300; le flavanthrone; Indofast Orange Toner , C. I.

No. 71 105; la 1-cyano-2,3-phthaloyl-7,8-benzopyrrocoline et beaucoup d'autres thio indigos, arylides-acétoacétiques, anthraquinones, périnones, pérylènes, dioxazines, quinacridones, azos, diazos, thoazines, azines et similaires; des composés inorganiques comme le sulfure de cadmium, le sulfo-séléniure de cadmium, l'oxyde de zinc, le sulfure de zinc, le sélénium de sulphur, le sulfure mercurique, l'oxyde de plomb, le sulfure de plomb, le séléniure de cadmium, le dioxyde de titane, le trioxyde d'indium et similaires.

En plus des pigments susmentionnés d'autres substances organiques qui peuvent s'employer dans les particules comportent le polyvinylcarbazole; le 2,4-bis-(4,4'-diéthyl- aminophényl)-1,3,4-oxidiazole; le N-isopropylcarbozole; le polyvinylanthracène; le triphénylpyrrol; le 4,5-diphénylimidazolidinone; le 4.5-diphénylimidazolidinéthione; le 4,5-bis-(4'-aminophényl)-imidazolidione, le 1,2,5,6-tétraazacyclooctatétraène-(2,4,6,8); le 3,4-di-(4'-méthoxyphényl)-7,8-diphényl 1 ,2,5,6-tétraaza-cyclooctatétraène-(2,4,6,8); le 3 ,4-di-(4'-phénoxy-phényl)-7,8-diphényl- 1 ,2,5,6-tétraaza-cyclooctatétraène-(2,4,6,8); le 3,4,7,8-tétraméthoxy-1,2,5,6- tétraaza-cyclooctatétraène-(2,4,6,8);

le 2-mercapto-benzthiazole; le 2-phényl-4-alpha-naphthylidène-oxazolone; le 2-phényl-4-diphényldidène-oxazolone; le 2-phényl-4-p-méthoxybenzylidène-oxazolone; le 6-hydroxy-2-phényl-(p-diméthyl- aminophényl)-benzofuranne; le 6-hydroxy-2,3-di (p-méthoxyphényl)-benzofuranne; le 2,3 ,5,6-tétra-(p-méthoxyphényl) furo-(3 ,2f)-benzofuranne; le 4-diméthylamino-benzylidène-benzhydrazide; l'hydrazide de l'acide 4-diméthylaminobenzylidène-isonicotinique; le furfurylidène-(2)-4'diméthylamino-benzhydrazide; le 5-benzilidène-amino-acénaphthène 3-benzylidène-amino-carbazole; le (4-N,N-diméthylamino-benzylidène) p-N,N-diméthylaminoaniline;

la (2-nitrobenzylidène)-p-bromoaniline; la N,N-diméthyl-N'-(2-nitro-4 cyano-benzylidène)-p-phénylène-diamine; la 2,4-diphényl-quinazoline; la 2-(4'-amino-phényl)4-phényl-quinazoline; la 2-phényl-4-(4'-di-méthylaminophényl)-7-méthoxy-quinazoline; la 1,3-diphényl-tétrahydroimidazole; la 1,3-di-(4'-chlorophényl)tétra-hydroimidazole; la 1,3-diphényl-2,4'-diméthylaminophényl)-tétra-hydroimidazole;

la 1,3-di-(p-tolyl)-2-[quinolyl- (2'-)1 -tétrahydroimidazole ; la 3-(4'-di-méthylamino-phényl)-5-(4"- méthoxy-phényl)-6-phényl-1 ,2,4-triazine; la 3-pyridil-(4')-5-(4"-diméthyl aminophényl)-6-phényl-1,2,4-triazine; la 3-(4'amino-phényl)-5,6 diphényl-1,2,4-triazine; le 2,5-bis-[4'-amino-phényl (1')]-1,3,3-triazole; le 2,5-bis- [4'-(N-éthyl-N-acétyl-amino)- phényl-1(1')]-1,3,4-triazole;

la 1 ,5-diphényl-3-méthyl-pyrazoline; la 1 ,3,4,5-tétraphényl-pyrazoline; la 1-phényl-3-(p-méthoxy-styryl) 5-(p-méthoxy-phényl)-pyrazoline; le 1 -méthyl-2-(3',4'-dihydroxy- méthylène-phényl)-benzimidazole; le 2-(4' diméthylalliino-phényl)-benzoxazole; le 2-(4'-méthoxyphényl)-benzthiazole; le 2,5-bis-[p-amino-phényl (1)j-i ,3,4-oxidiazole; le 4,5-diphényl-imidazolone; le 3-amino-carbazole; des copolymères et leurs mélanges.

D'autres matières comportent des donneurs-accepteurs organiques (à acide Lewis - à base Lewis), des complexes transférant la charge composés de donneurs tels que des résines phénolaldéhyde, des phénoxy, des époxy, des polycarbonates, des uréthanes, des styrolènes ou similaires en complexe avec des accepteurs d'électrons tels que le 2,4,7-trinitro-9-fluorenone; le 2,4,5,7-tétranitro-94luorénone; l'acide picrique; la i ,3,5-trinitro-benzène; le chloranil; le 2,5-dichloro-benzoquinone; l'acide anthraquinone-2-carboxylique, le bromal, le 4-nitrophénol;
l'anhydride maléique;

les halogénures métalliques des métaux et métallöïdes des groupes I-B et II-VIII de la classification périodique, comportant, par exemple, le chlorure d'aluminium, le chlorure de zinc, le chlorure ferrique, le chiot
rure de magnésium, le iodure de calcium, le bromure de strontium, le bromure chromique, le tri-iodure arsénique, le bromure de magnésium, le chlorure stanneux, etc.; les halogénures de bore, tels que les tri-fluorures de bore; des cétones telles que la benzophénone et l'anisil,
des acides minéraux tels que acide sulfurique; des acides carboxyliques organiques tels que l'acide acétique et l'acide maléique, l'acide succinique, l'acide citraco
nique, l'acide sulfonique tels que l'acide 4-toluène sulfonique et leurs mélanges.

En plus des complexes transfé
rant la charge il est à remarquer qu'outre les matières
énumérées ci-dessus il y a encore bien d'autres matières qui peuvent être sensibilisées davantage par la technique de formation de complexes transférant la charge;
en outre, il est à noter que bien des matières susmentionnées peuvent être sensibilisées par un colorant pour rétrécir, élargir ou intensifier leurs courbes de
réponse spectrale.

Comme indiqué ci-dessus, toute structure conve
nable de particule peut être utilisée. Parmi les particules
typiques se trouvent celles qui sont constituées par une
forme sensibilisée de la matière photosensible, des solu
tions solides ou dispersions de la matière photosensible dans une matrice comme, par exemple, des résines thermoplastiques ou thermo-durcissables, des copolymères de pigments photosensibles et monomères organiques, des couches multiples de particules dans lesquelles la matière photosensible est englobée dans une des cou
ches et où d'autres couches provoquent un effet de fil
trage de lumière dans une couche extérieure ou dans un
noyau de résine fusible ou capable d'être plastifié par
un solvant,

ou dans un noyau de liquide tel qu'un colo-
rant ou dans un noyau d'une matière photosensible revêtue d'une couche superposée d'une autre matière
photosensible afin d'atteindre une réponse spectrale élargie. D'autres structures photosensibles comportent
des solutions, dispersions ou copolymères d'une matière
photosensibles dans une autre, avec ou sans autres matières inertes du point de vue de photosensibilité.

D'autres structures de particules qui peuvent être utili
sées mais qui ne sont pas nécessaires comportent celles qui sont décrites dans le brevet Américain
no 940847.

Les exemples suivants des mises en oeuvre préférées sont donnés à titre illustratif et sont destinés à mieux faire comprendre l'invention à l'homme du métier et à mettre celui-ci à même de réaliser l'invention.

Exemple I
Cet exemple est effectué dans un appareil du genre généralement décrit dans le brevet suisse 474 782, le mélange de formation d'image étant revêtu sur un support de verre NESA à travers duquel l'exposition a lieu. La surface du verre NESA est connectée en série avec un commutateur, avec une source de potentiel, et le centre conducteur d'un rouleau dont la surface a un revêtement d'électrode de blocage en papier de baryte. Le rouleau a un diamètre d'environ 6,35 cm et se déplace sur la surface de la plaque à environ 1,45 cm/s. La plaque de verre a environ 76 X76 mm et est exposée avec une intensité lumineuse de 19 375 lux.

7 !o en poids de la particule indiquée est mis en suspension dans un solvant inodore Sohio 3440 et le potentiel appliqué est de l'ordre de 2500 V. L'exposition se fait avec une lampe à 32000K à travers un filtre en coin à graduations de densité neutre 0,30 pour mesurer la sensibilité de la suspension à la lumière blanche.

La sensibilité relative pour la suspension peut être dérivée du nombre de graduations du filtre en coin qui sont discernables dans les images faites à travers ce filtre. L'essai est effectué avec un sujet à ton continu.

Les particules préparées en séchant par pulvérisation une solution de 20 grammes de résines phénoliques CKM produit par la Union Carbide, 2 grammes de 2,4,7-trinitro-9-fluorénone, 3 grammes de benzanthracène, 7,12-dione et 1 gramme de Fluoral 7 GA colorant dans 180 grammes d'acétone sont suspendues dans un solvant inodore Sohio 3440 , et une image est produite selon le procédé décrite ci-dessus. La sensibilité est faible.

Exemples Il-V
Quatre genres différents de particules sont préparés selon les composés qui suivent. Les particules de l'exemple II contiennent 1 gramme de résine d'époxy Araldite pour 0,25 gramme de 2,4,7-trinitro-fluorénone et 0,02 gramme de colorant à base de Rhodamine B . Les particules de l'exemple III contiennent 1 gramme de résine phénolique CKM , 0,25 gramme de 2,4,7-trinitro-fluorénone pour 0,02 gramme de colorant à base de Rhodamine B . Les particules de l'exemple
IV contiennent 1 gramme de résinbphénoxy PKDAs 85()0 produite par la Union Carbide, pour 01,25 gramme de 2,4,7-trinitro-fluorénone et 0,02 gramme de colorant jaune Martius .

Les particules de l'exemple V contiennent 1 gramme de résine-phénoxy PKDA 8500 produite par la Union Carbide, 0,25 gramme de 2,4,7-trinitro-fluorénone et 0,02 gramme de colorant à base de Rhodamine B . Toutes les particules sont mises en suspension dans le solvant inodore Sohio et la formation d'image se fait selon le procédé de l'exemple I, sauf que l'intensité lumineuse est de 87 000 lux pour les exemples IV et V. Dans tous les exemples des images sont produites, cependant, la sensibilité se trouve nettement plus élevée dans les exemples II et III que dans les exemples IV et V.

Exemples VI-XI
Dans ces exemples la formation d'images à partir de particules se fait selon la procédé décrit dans l'exemple
I en utilisant les matières suivantes pour préparer les particules pour chacun des exemples. Dans l'exemple
VI, les particules se composent de 8 parties en poids d'oxyde de zinc pour 1 partie en poids de résine diméthyl-polysiloxane. Dans l'exemple VII sont utilisées les particules de l'exemple VI, sauf qu'elles sont sensibilisées avec 0,03 partie en poids de colorant Rose Bengal . Dans l'exemple VIII les particules contiennent 8 parties en poids de sulfure de cadmium dispersé dans une partie en poids d'une résine-époxy préparée en condensant Bisphenol A avec de la épichlor-hydrine de la glycérine.

Dans l'exemple IX, les particules contiennent 6 parties en poids de la forme crystalline alpha de phthalocyanine non-métalfique dispersée dans 1 partie en poids d'une résine phénolique époxy. Dans l'exemple X, les particules contiennent 6 parties en poids de la phthalocyanine de l'exemple IX dispersée par une partie en poids de polyméthylméthacrylate. Dans l'exemple XI, les particules contiennent 6 parties en poids de la forme alpha de phthalocyanine non-métallique dans 1 partie en poids d'un copolymère de styrolène-acrylonitrile.

Toutes les particules forment une image lorsqu'elles sont mises en suspension, et la formation d'image se fait selon le procédé décrit dans l'exemple I; cependant, les particules renfermant la phthalocyanine des exemples IX-XI manifestent la sensibilité la plus élevée, suivies par les particules comportant le sulfure de cadmium de l'exemple VIII, les particules de l'exemple VII contenant de l'oxyde de zinc et sensibilisées par un colorant, suivies finalement par les particules de l'exemple VI contenant de l'oxyde de zinc et n'ayant pas subi une sensibilisation par un colorant.

Exemple Xli
Des particules composées chacune d'un noyau de 10 /., en poids de carbon black dispersé dans un copolymère 87/13 de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle sont revêtues d'une solution solide de 10 parties en poids de résine phénol-formaldéhyde non-modifiée et non-réactive et de 4 parties en poids de 2,4,7-trinitro9-fluorénone. Lorsque ces particules sont suspendues à 7 to en poids dans le solvant Sohio et lorsque la formation d'image se fait selon le procédé décrit dans l'exemple I, elles donnent une bonne transparence noire et blanche sur le verre NESA .

Il est entendu que le cadre de la présente invention admet beaucoup de ramifications et modifications. Les systèmes de formation d'images décrits dans les exemples sont monochromatiques, mais des systèmes polychromatiques peuvent aussi être utilisés. De même, les particules utilisées dans la présente invention peuvent s'employer dans des mélanges avec d'autres particules, par exemple celles citées au brevet suisse no 474 782.

Claims

REVENDICATION

Procédé pour la formation d'images par électrophorèse, caractérisé en ce qu'on soumet une suspension à un champ électrique appliqué entre une paire d'électrodes, au moins une de celles-ci étant une électrode de blocage, ladite suspension comportant une pluralité de particules photosensibles finement divisées dans un liquide porteur isolant, lesdites particules comprenant au moins deux composants, au moins une des électrodes étant transparente, et en ce qu'on expose ladite suspension simultanément à une image à travers ladite électrode transparente à l'aide d'une source de radiations électro-magnétiques activantes par laquelle une image de particules, constituées par des particules ayant migré, est formée sur au moins une des électrodes.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que les particules comportent une matière photosensible dispersée dans une matrice de résine.

2. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que les particules comportent une matière photosensible en solution solide avec une résine.

3. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que les particules comportent un système photosensible de donneur-accepteur transférant la charge.

4. Procédé selon la revendication, caractérisé en ce que les particules comportent une matière photosensible optiquement sensiblement transparente superposée sous forme d'un revêtement sur une matière de noyau colorée intensivement.

5. Procédé selon la revendication ou l'une des sousrevendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise une électrode de blocage ayant une resistivité d'au moins 107 ohm. cm.