DE2246255A1 - Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial

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Description

  • Beschreibung zur Anmeldung der Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial (Zusatz zu Patentanmeldung, Aktenzeichen F 22 20 408.6) Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitfähigen Trägermaterial und einer photoleitfähigen Doppelschicht aus organischen Materialien.
  • Im Hauptpatent (deutsche Patentanmeldung, Aktenzeichen P 22 20 408.6) wird ein Aufzeichnungsmaterial vorgeschlagen mit einer photoleitfähigen Doppelschicht aus einer homogenen, farblich abdeckenden, Ladungsträger erzeugenden, organischen Farbstoffschicht und einer transparenten Deckschicht aus isolierenden, organischen Materialien mit mindestens einer Ladungen transportierenden Verbindung.
  • Es wurde nun gefunden, daß eine solche Farbstoffschicht besonders geeignet ist, die aus einer Verbindung der allgemeinen Formeln besteht, worin X gleich -O-, -S- oder -CO- und A gleich -CO- B - CO - mit B gleich -0- oder -NR- sind, wobei R gleich Wasserstoff, C1-C4-Alkyl, C3-C8-Alkoxyalkyl ggf. substituiertes Aryl oder ein N-heterocyclischer Rest ist, und R1, R2 und R3 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Cl-c4-Alkyla C1 - C4 - Alkoxy-, Amino- oder Nitrogruppen oder Halogen bedeuten und, im Falle der Formel I R3 auch ein ankondensierter Benzolring sein kann und worin m gleich 0 oder 1 und n, p und q gleich einer ganzen Zahl zwischen 1 und 4 und n + p + q 10 sind.
  • Als Substituenten des Arylrestes kommen C1-C4-Alkyl-, insbesondere Methyl-, C1-C4-Alkoxy-, insbesondere Methoxy-, oder Nitrogruppen oder Halogen, insbesondere Chlor in'Frage.
  • Erfindungsgemäß verwendbare Verbindungen sind beispielsweise die in der folgenden Aufzählung und in der beigefügten Formeltabelle aufgeführten Farbstoffe: 1. Benzoxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid 2. 10-Methoxy-benzoxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid 3. 1,6-Dinitro-benzoxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid 4. 10-Methoxy-dinitro-benzowanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid, Fp 273° (Zers.) 5. Dinitro-benzoxanthen -3,4-dicarbonsäureimid, Fp 373° 6. Dinitro-benzoxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(4-chlorphenyl) -imid 7. 1,6-Dinitro-benzoxanthren-3,4-dicarbonsäure-N-(4-nitrophenyl)-imid 8. Dinitro-benzoxanthen-33 4-dicarbonsäure-N- (3-nitrophenyl) -imid, Fp 3400 9. 1-Nitro-5-methoxy-benzoxanthen -3,4-dicarbonsäure-N-(3,5-dinitrophenyl)-imid 10. 10-Methoxy-benzoxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(pyrenyl)-lmid 11. Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid 12. 1,6-Dinitro-benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid, Fp 3520 13. Mononitro-benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäureimid 14. Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(3-methoxy-n-propyl)-imid 15. 1-Amino-benzothioxanthen-3,4-diearbon{ureZ methoxyn-propyl)-imid 16. l-Nitro-5-methoxy-benzothSoxanthen-34-dicarbonS e N-(3-methoxy-n-propyl)-imid 17. Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-mesityl-imid 18. 1,6-Dinitro-benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(p-anisyl)-imid 19. Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(3-nitrophenyl)-imid 20. Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(4-nitrophenyl) - imid, Fp 3950 21. Mononitro-benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(3-nitrophenyl)-imid, Fp 4050 (Zers.) 22. 10-Nitro-benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(4-chlorphenyl)-imid 23. Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-(pyrenyl)-imid 24. Fluorol 5 G C.T. 45 550 25. 2,6-Dichlorbenzanthron (B. 7, II, 472) 26. Bz-1-nitro-2-chlor-benzanthron (B. 7, II, 475) 27. Anthracen-1,9-dicarbonsäureanhydrid (B.17, I, 274) 28. 10-Chlor-anthracen-1,9-dicarbonsäure-(B 17, I, 274) anhydrid 29. 10-Chlor-anthracen-1,9-dicarbonsäure-N-(ß -pyridyl)-imid Die Verbindungen sind, wenn nicht anders erwähnt, aus der französischen Patentschrift 1 590 506, der deutschen Patentschrift 1 297 259 und der deutschen Offenlegungsschrift 1 509 701 bekannt. Die unter den Nummern 3, 5, 6; 7, 9, 12, 13, 18 und 21 genannten Verbindungen wurden dabei'durch Nitrierung der in den Druckschriften genannten Substanzen verhalten.
  • Die Verbindung nach Formel 15 wurde durch Hydrieren der entsprechenden Nitroverbindung erhalten3 die ihrerseits nach der zitierten deutschen Patentschrift 1 297 259 und Nitrieren hergestellt wurde.
  • Die Darstellungen der Imide aus den Verbindungen 1, 2 oder 11 wurde wie folgt vorgenommen und ist am Beispiel der Formel 10 dargestellt: Es wurde, wie in Beispiel 4 c der deutschen Offenlegungsschrift 1 569 761 beschrieben, gearbeitet, wobei anstelle von 14,4 Gewichtsteilen Benzoxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid 15,9 Gewichtsteile des entsprechenden 10-Methoxyderivates und anstelle von 15 Gewichtsteilen 1-Amino-2,4-dimethyl-benzol 54,2 Gewichtsteile 3-Aminopyren verwendet wurden. Die Reaktionszeit betrug 12 Stunden. Das Reaktionsprodukt kristallisiert aus Dimethylformamid in zitronengelben Kristallen aus und hat einen Fließpunkt von über 3500 C.
  • Die Nitrierung der bekannten Verbindungen wurde wie folgt vorgenommen und ist an Verbindung nach Formel 12 beispielsweise beschrieben: 3034 Gewichtsteile des gemäß Beispiel 8 der deutschen Patentschrift 1 297 259 erhaltenen Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrids wurden in 1500 Gewichtsteilen Äthylenchlorid suspendiert und bei Siedetemperatur unter Abdestillieren des Reaktionswassers 4 Stunden lang durch Zutropfen einer Lösung von 18.0 Gewichtsteilen Salpetersäure (d = 1,5) in 65 Volumteilen Äthylenchlorid nitriert.
  • Das orangegelbe Reaktionsprodukt wurde bei Raumtemperatur abgesaugt, mit Athylenchlorid und Methanol gewaschen und getrocknet. (Fp 3400 C) Erfindungsgemäß haben sich die Farbstoffe nach Formeln 1, 2, 11, 12, 14, 17 und 19 als besonders geeignet erwiesen.
  • Die Farbstoffe dienen in der beschriebenen -S-ch-iciitanordnung als aktivierende Sensibilisatoren für die in der transparenten Deckschicht befindlichen Photoleiter. Die Farbstoffe besitzen Substituenten mit Donatoreigenschaften und auch solche Gruppierungen mit Elektronen an.ziehender Wirkung. Beide Funktionen zusammen an einem System aus kondensierten Benzolringen bewirken eine besonders breite und langwellige Absorption. Durch die Anwesenheit der erfindungsgeinäßen Farbstoffe als Farbstoffschicht wird in dem eingangs erwähnten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial erreicht3 daß hochlichtempfindllche, organische Photoleiterschichten erhalten werden, die zum Beispiel auf einer zylindrischen Trommel angeordnet oder auf einem endlosen Band aufgebracht werden können.
  • Die erfindungsgemäß verwendbaren Farbstoffe haben in der photoleitfähigen Doppelanordnung im sichtbaren Spektralbereich eine sehr hohe Photoempfindlichkeit. Weiterhin sind sie leicht herstellbar bzw. erhaltbar und lassen sich leicht reinigen. Außerdem besitzen sie gute thermische und photochemische Stabilität, so daß sie zum Beispiel ohne Zersetzung im Vakuum aufdampfbar sind und auch unter xerographischen Bedingungen photochemisch keinen Veränderungen unterworfen - sind.
  • Gemäß dem Hauptpatent weist die organische Farbstoffschicht eine Dicke auf, die von etwa 0,005 /u bis etwa 2 lu reicht.
  • Die starke Absorption dieser Schichten sorgt für eine hohe Konzentration-an angeregten Farbstoffmolekeln in der Farbstoffschicht und an der Grenzfläche von Farbstoffschicht und Deckschicht. Erfindungsgemäß weist die Farbstoffschicht eine Dicke auf, die von etwa 0,01 /u bis etwa 2 1u reicht.
  • Schon derart dünne Schichten weisen eine starke Absorption auf.
  • Der Aufbau des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials geht aus den beigefügten Figuren 1 und 2 hervor. In Figur 1 ist ein Material dargestellt, welches aus einem elektrisch leitfähigen Schichtträger 1, der organischen Farbstoffschicht 2 und der organischen, transparenten Deckschicht 3 besteht.
  • In Figur 2 ist eine metallisierte Kunststoffschicht 1, 4 als Schichtträger vorgesehen, auf welcher eine Ladungsträgerinitiation im Dunkeln verhindernde Zwischenschicht 5 aufgebracht sein kann. Hierauf ist die photoleitfähige Doppelschicht aus organischer Farbstoffschicht 2 und organischer, transparenter Deckschicht 3 angeordnet.
  • Als elektrisch leitfähiges Trägermaterial 1 bzw. 1, 4 sind Materialien mit genügend elektrisch leitfähigen Eigenschaften geeignet, wie sie auch bisher bereits zu diesen Zwecken verwendet wurden. Hierzu gehören ganz besonders Metallfolien aus Aluminium, Zinn oder Blei oder ggf. transparente, mit diesen Metallen bedampft oder kaschierte Unterlagen wie Kunststoffe. Die in Figur 2 gezeigte Zwischenschicht 5 besteht aus organischem Material wie etwa Polyamidharz oder aus einer thermisch, anodisch bzw. chemisch erzeugten Metalloxidschicht, zum Beispiel aus einer Aluminiumoxidschicht.
  • Die organische Farbstoffschicht-aus den erfindungsgemäßen Farbstoffen ist ein bedeutsamer Teil des elektrophotographischen Materials nach der Hauptanmeldung. Sie bestimmt im wesentlichen die spektrale Lichtempfindlichkeit der erfindungsgemäßen photoleitfähigen Doppelschicht. Die organische Farbstoffschicht muß extrem gleichmäßig sein, da erst ihre Gleichmäßigkeit eine gleichmäßige Initiation von Ladungsträgern in die Deckschicht garantiert.
  • Um dieses Ziel zu erreichen, werden die Farbstoffschichten nach speziellen Beschichtungsmethoden aufgebracht. Hierzu gehören das Aufbringen durch mechanisches Einreiben des feinst gepulverten Farbstoffmaterials in das elektrisch leitfähige Trägermaterial, durch chemische Abscheidung etwa einer zu oxidierenden Leukobase, durch elektrolytische bzw. elektrochemische Prozesse oder durch Gun-Spray-Technik.
  • Das Aufbringen wird jedoch vorzugsweise durch Aufdampfen des Farbstoffes im Vakuum vorgenommen. Hierdurch wird eine dicht gepackte, homogene Auftragung erzielt.
  • Die Auftragung in dicht gepackter Anordnung macht es unnötig, zur Erzielung einer hohen farblichen Abdeckung dicke Farbstoffschichten herzustellen. Die dichte Packung der Farbstoffmolekeln und die extrem niedrige Schichtdicke erlauben in besonders günstiger Weise den Transport von Ladungsträgern, so daß es völlig ausreicht, wenn die Ladungsträger lediglich an der Grenzschicht erzeugt werden.
  • Nach folgenden Reaktionsgleichungen finden Anregung (1) bzw.
  • Ladungstrennung (2) in der Farbstoffschicht statt: mit S - Farbstoffmolekel 5x - angeregte Farbstoffmolekel und ., .Se - Farbstoffradikalionen An der Grenzfläche zwischen der organischen Farbstoffschicht und der transparenten Deckschicht werden Reaktionen der angeregten Farbstoffmolekel oder der entstandenen Ladungßträger in Form der Farbstoffradikalionen mit den Molekeln der den Ladungstransport bewirkenden Verbindung in der Deckschicht nach folgenden Gleichungen möglich: mit F1 - Donatormolekel F2 - Akzeptormolekel @F@ #, @F F29 - Donator-bzw. Akzeptorradikalion 2 An der Grenzfläche finden also Sensibilisierungsreaktionen zwischen der transparenten Deckschicht und der organischen Farbstoffschicht statt. Die Deckschicht ist deshalb zumindest im Bereich der Grenzfläche ein sensibilisierter, organischer Photoleiter, was zu der überraschend hohen Photoleitfähigkeit führt..
  • Die Reaktionen 3 und 5 verlaufen dann bevorzugt, wenn als ~ - Elektronensystem in der Deckschicht eine Verbindung gewählt wird, die als Donatorverbindung leicht Elektronen abgeben kann. Dies ist z.B. bei 2,5-Bis-(4 -diäthylaminophenyl)-13334-oxdiazol oder Polyvinylcarbazol der Fall.
  • Mit einer Substanz in der Deckschicht, die als Elektronenakzeptor leicht Elektronen aufnimmt, wie z.B. 2,4,7-Trinitrofluorenon oder N-t-Butyl-3,6-dinitro-naphthalimid, sind bevorzugt die Reaktionen 4 und 6 möglich.
  • Die besondere Ausgestaltung der Erfindung erlaubt es nun, daß es für die Wirksamkeit des Farbstoffes ausreichend ist, wenn er neben seiner intensiven Absorption lediglich entweder Elektronen anziehende Substituenten wie z.B.
  • / C = O, Halogen, oder Elektronen abstoßende Substituenten wie z.B. Alkyl oder -O-Alkyl besitzt, je nachdem ob er für etie Reaktionen 3, 5 bzw. 4, 6 bevorzugt geeignet ist. Die Erfindung erlaubt nämlich einen durch besonders geringen Energieaufwand begünstigten Weitertransport der Ladungsträger innerhalb der in dichter Packung angeordneten Farbstoffschicht nach den folgenden Reaktionen: Bei allen herkömmlichen Sensibilisierungsverfahren ist dagegen der Transport über die in geringer Konzentration vorliegenden Farbstoffmolekeln wegen ihres großen Abstandes voneinander erschwert.
  • Analog verläuft der Ladungstransport in der Deckschicht mit: (p-leitend) (n-leitend) Als praktische Konsequenz der Reaktionen 1-10 folgt, daß bei Verwendung von Elektronendonatoren in der Deckschicht die Doppelschichtanordnung negativ aufgeladen wird, damit die Reaktionen 3, 5, 8, 9 ablaufen können.
  • Umgekehrt werden Schichten mit Elektronenakzeptoren in der Dackschicht positiv aufgeladen, damit die Reaktionen 4, 6, 7 und 10 stattfinden können.
  • Wie erwähnt, sind die Farbstoffschichten nur sehr dünn und der Farbstoff wird demgemäß nur in sehr kleiner Menge benötigt.
  • Durch das Aufdampfen im Hochvakuum ist jedoch eine extrem hohe Gleichmäßigkeit der Farbstoffschicht gewährleistet, wie sie nach herkömmlicher Beschichtungsmethode nicht ohne weiteres erzielt werden kann. Diese Gleichmäßigkeit trägt in hohem Maße zu.der großen Empfindlichkeit bei, die die erfindungsgemäßen Schichten auszeichnet, wobei die Ladungsträgerreaktionen 3 und 4 ohne lokale gegenseitige Störungen (Rekombinationen) ablaufen können.
  • Die. transparente Deckschicht besitzt einen hohen elektrischen Widerstand und verhindert im Dunkeln das Abfließen der elektrostatischen Ladung. Bei Belichtung transportiert sie die in der organischen Farbstoffschicht erzeugten Ladungen.
  • Die transparente Deckschicht besteht vorzugsweise aus einem Gemisch aus einer Elektronendonatorverbindung und einem Bindemittel, wenn negativ aufgeladen werden soll.
  • Andererseits jedoch besteht die transparente Deckschicht vorzugsweise aus einem Gemisch aus einer Elektronenakzeptorverbindung und einem Bindemittel, wenn das erfindungsgemäße elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial für eine positive Aufladung eingesetzt werden soll.
  • Demgemäß werden in der transparenten Deckschicht dem Ladungstransport dienende-Verbindungen eingesetzt, die als Elektronendonatoren bzw. Elektronenakzeptoren auf dem Gebiet der Photoleiter bekannt sind.
  • Sie werden in Verbindung mit Bindemitteln bzw.
  • Haftvermittlern verwendet, die im Hinblick auf den Ladungstransport, auf die Filmeigenschaft, die Haftvermittlung und Oberflächeneigenschaft mit der dem Ladungstransport dienenden Verbindung abgestimmt sind. Weiterhin sind vorzugsweise zusätzlich herkömmliche Sensibilisatoren oder charge-transfer-Komplexe bildende Stoffe vorhanden.
  • Diese sind aber nur insoweit einsetzbar, als die notwendige Transparenz der Deckschicht nicht beeinträchtigt wird.
  • Schließlich können auch noch übliche weitere Zusätze wie Verlaufmittel, Weichmacher und Haftvermittler vorhanden sein.
  • Als dem Ladungstransport dienende Verbindungen sind vor allem solche organische Verbindungen geeignet, die ein ausgedehntes @@ - Elektronensystem besitzen. Hierzu gehören sowohl monomere wie polymere aromatische Verbind dungen.
  • Als Monomere werden insbesondere solche eingesetzt, die mindestens eine Dialkylaminogruppe oder zwei Alkoxygruppen aufweisen. Bewährt haben sich besonders heterocyclische Verbindungen wie Oxdiazol-Derivate, die in der deutschen Patentschrift 1 058 836 genannt sind. Hierzu gehört insbesondere das 2,5-Bis-(4-diäthylaminophenyl)-oxdiazol-1,3,4.
  • Weitere geeignete monomere Elektronendonatorverbindungen sind zum Beispiel Triphenylamin-derivate, höher kondensierte aromatische Verbindungen wie Anthracen, benzokondensierte Heterocyclen, Pyrazolin- oder Imidazol-derivate; hierher gehören auch Triazol- sowie Oxazol- derivate, wie sie in den deutschen Patentschriften 1 060 260 bzw. 1 120 875 offenbart sind.
  • Als Polymere sind beispielsweise vinylaromatische Polymere wie Polyvinylanthracen, Polyacenaphthylen, oder Mischpolymerisate aus;N-Vinylcarbazol und Styrol, Vinylacetat' Vinylchlorid, geeignet. Ganz besonders bewährt haben sich Poly-N-vinylcarbazol oder Mischpolymerisate des N-Vinylcarbazols mit einem N-Vinylcarbazolgehalt von mindestens etwa 40 %. Geeignet sind auch Formaldehyd-Kondensationsprodukte mit verschiedenen Aromaten wie z.B. Kondensate aus Formaldehyd und 3-Brompyren.
  • Neben diesen genannten Verbindungen, die vorwiegend p-leitenden Charakter besitzen, werden auch n-leiteflde Verbindungen eingesetzt. Diese sogenannten Elektronenakzeptoren sind z.B. aus der deutschen Patentschrift 1 127 218 bekannt. Insbesondere haben sich Verbindungen wie 2,4,7-Trinitrofluorenon oder N-t-Butyl-3,6-dinitronaphthalimid bewährt.
  • Als Bindemittel sind hinsichtlich der Flexibilität, der Filmeigenschaften und der Haftfestigkeit Natur- bzw. Kunstharze geeignet. Hierzu gehören insbesondere Polyesterharze wie z.B. solche, die unter den Namen Dynapol# (Dynamit Nobel), Vitel#, (Goodyear) auf dem Markt sind und Mischpolyester aus Iso- und Terephthalsäure mit Glykol darstellen.
  • Auch Silikonharze , wie sie unter den Namen Silikonharz SR der General Electric Comp. oder Dow 804 der Dow Corning Comp., USA bekannt sind und dreidimensional vernetzte Phenyl-methylsiloxane darstellen, haben sich als geeignet erwiesen. Ferner sind Mischpolymerisate aus Styrol und Maleinsäureanhydrid, wie zum Beispiel -die unter den Namen LytronR) ,Monsanto Chemical Comp, USA, bekannten, aber auch Polycarbonatharze, wie zum Beispiel die unter dem Namen Lexan Grade (R) der General Electric Comp., USA, bekannten, oder nachchlorierte Polyvinylchloride wie Rhenoflex(R) von Rheinpreussen AG, oder chloriertes Polypropylen wie Hostaflex(R) (Farbwerke Hoechst), gut einsetzbar.
  • Das Mischungsverhältnis der ladungstransportierenden Verbindung zu dem Bindemittel kann variieren. Jedoch sind durch die Forderung nach maximaler Photoempfindlichkeit, d.h., möglichst großem Anteil an ladungstransportierende-r Verbindung, und nach zu vermeidender Auskristallisation, d.h., möglichst großem Anteil an Bindemittel, relativ bestimmte Grenzen gesetzt. Es hat sich ein Mischungsverhältnis von etwa 1:1 Gewichtsteilen als bevorzugt erwiesen, jedoch sind auch Verhältnisse zwischen etwa 3:1 bis 1:4 oder größer fallweise geeignet.
  • Die zusätzlich einsetzbaren herkömmlichen Sensibilisatoren können den Ladungstransport vorteilhaft begünstigen. Sie können darüberhinaus in der transparenten Deckschicht Ladungsträger erzeugen. Als Sensibilisatoren können z.B. Rhodamin B extra, Schultz, Farbstofftabellen, I. Band 7. Auflage, 1931, Nr. 864, Seite 365, Brillantgrün, Nr. 760, Seite 314, Kristallviolett, Nr. 785, Seite 329 , Viktoria Reinblau, Nr. 822, Seite 347 und Kryptocyanin, Nr. 927, Seite 397, eingesetzt werden. Im gleichen Sinne wie die Sensibillsatoren können auch zugegebene Verbindungen wirken, die mit der ladungstransportierenden Verbindung charge-transfer-Komplexe bilden. Hiermit kann eine weitere Steigerung der Photoempfindlichkeit der beschriebenen Doppelschichten erreicht werden. Die Menge des zugesetzten Sensibilisators bzw. der den charge-transfer-Komplex bildenden Verbindung ist so bemessen, daß der entstehende Donator-Akzeptor-Komplex mit seiner charge-transfer-Bande noch genügend transparent ist für Licht, das von der darunter liegenden organischen Farbstoffschicht absorbiert wird. Als solche Elektronenakzeptoren kommen beispielsweise Verbindungen wie 3,5- oder 3,4- Dinitro-benzoesäure, Tetrachlorphthalsäureanhydrid, 2,4'7-Trinitrofluorenon, 3,6-Dinitronaphthalsäureanhydrid und N-substituierte Imide der 3,6-Dinitronaphthalsäure in Frage. Der optimale Konzentrationsbereich liegt bei einem molaren Donator/Akzeptor-Verhältnis von etwa 10:1 bis etwa 100:1 und umgekehrt.
  • Neben der Transparenz der Deckschicht ist auch ihre Schichtdicke eine wichtige Größe für die optimale Photoempfindlichkeit: Schichtdicken zwischen etwa 5 und etwa 20 Zu haben sich als besonders geeignet erwiesen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei Einsatz monomerer oder polymerer, Ladungen transportierender Verbindungen in Bindemitteln die Dickenbereiche schwanken. So liegen die Bereiche f(1r monomere Verbindungen mehr nach größerer Dicke, während bei Einsatz polymerer,ladungstransportierender Verbindungen Dicken im Bereich von etwa 5-15 /u ausreichend sind.
  • Bei Schichtdicken unter etwa 5 /u kann mit geringerer maximaler Aufladungshöhe gerechnet werden.
  • Der alleinige Zusatz.von Haftvermittlern als Bindemittel, insbesondere zu polymeren, ladungstransportierenden Verbindungen, zeigt bereits eine gute Photoempfindlichkeit.
  • Hier hat sich beispielsweise niedermolekulares Polyesterharz, wie z.B. Adhesive 49 000 von Du Pont, besonders bewährt.
  • Die Deckschichten haben in der beschriebenen Art die Eigenschaft, eine hohe Aufladung bei kleiner Dunkelentladung zu ermöglichen. Während bei allen herkömmlichen Sensibilisierungen eine Steigerung der Photoempfindlichkeit verknüpft ist mit einem Ansteigen des Dunkelstroms, kann die erfindungsgemäße Anordnung diese Parallelität verhindern. Damit sind diese Schichten verwendungsfähig sowohl in elektrophotographischen Kopiergeräten mit kleiner Kopiergeschwindigkeit und sehr kleiner Lampenenergie als auch in solchen mit hohen Kopiergeschwindigkeiten und entsprechend höheren Lampenleistungen.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Beispiele, deren Werte in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt sind, näher erläutert.
  • Zur Herstellung photoleitfähiger Doppelsohichten werden die nachfolgend aufgeführten Farbstoffe in einem Vakuumpumpstand (Typ A-1 der Fa Pfeiffer, Wetzlar) bei 10-3 3 bis 10 4 Torr bei den angegebenen-Tremperaturen? die unmittelbar an der zu verdampfenden Substanz gemessen wurden, und über die angegebene Dauer auf eine im Abstand von ca. 15 cm entfernt installierte 90 /u dicke Aluminiumfolie als Unterlage aufgedampft.
  • Die Farbstoffschichten haben eine Dicke im Bereich um 0,05 bis 1µ, welche über die Extinktion gemessen wurde.
  • So ergeben sich nach Aufdampfen auf eine 75 /U dicke, transparente Polyesterfolie und auf eine solche mit aufgedampfter Aluminiumschicht für den Farbstoff nach Formel 12 über die angegebene Bedampfungszeit folgende Werte: Bedampfungszeit gemessene Schichtdicke T1/2 Uc Extinktion bei 540 nm (min) (E) (/u) (msec) (V) 2 0,38 0,15 54 - 1000 4 1,17 0,46 56 - 680 Die angegebene Schichtdicke errechnet sich dabei nach der Formel Schichtdicke (µ) = 10 E . M . d 1 unter der Annahme, daß der Xtinktionskoeffizient 1,0 . 104 und die Dichte (d) des Farbstoffes etwa 1 g/cm3 ist (M bedeutet das Molekulargewicht).
  • Die Empfindlichkeiten der gleichzeitig aufgebrachten Farbstoffschicht auf der aluminisierten Polyesterfolie wurden nach Beschichten mit einer Deckschicht (To), die nachfolgend beschrieben wird, erhalten.
  • Zur Prüfung der elektrophotographischen Eigenschaften werden auf die jeweilige Farbstoffschicht transparente Deckschichten von ca. 5-6 lu Dicke aufgebracht. Hierzu werden 1 Gewichtsteil 2,4'7-Trinitrofluorenon und 1 Gewichtsteil Polyesterharz Dynapol(R) L 206 der Dynamit Nobel, Troisdorf (TNF) oder 1 Gewichtsteil 2,5-Bis-(4-diäthylaminophenyl)-oxdiazol-1,3,4 und 1 Gewichtsteil eines Mischpolymerisates aus Styrol und Maleinsäureanhydrid -Lytron(R) 820, der Monsanto Corp., USA-(To), teilweise, wie. angegeben, unter Zusatz von Sensibilisator in der angegebenen Konzentration, bezogen auf den Festkörpergehalt, als 20 %ige Lösung in Tetrahydrofuran aufgeschleudert und anschließend über 2 bis 3 Minuten bei 110-120° C im Trockenschrank getrocknet.
  • Zum Vergleich der Photoempfindlichkeit werden gleiche Deckschichten auf einer Aluminiumfolie analog hergestellt (Nullschicht), die erkennen lassen, daß sich erfindungsgemäß Steigerungen der Photoempfindlichkeit um mehr als einen Faktor von 200 erzielen lassen.
  • Zur Messung der Photoempfindlichkei wird die jeweilige Photoleiterschicht auf eine positive bzw. negative Spannung aufgeladen, wobei sie dreimal durch ein Aurladungsgerat, zum Beispiel Typ AG 56 der Kalle AG, Einstellung 7.5 kV, hindurchgeführt wurde. Dann wird die Schicht mit einer Xenonlampe XBO 150 der Fa. Osram belichtet. Die Lichtintensität in der Meßebene beträgt bei den Beispielen mit laufender Nummer 0, 1, 9, 11, 13, 16 bis 22, 25, 31, 33, 35, 37 und 39 ca. 300 Lux, bei den Beispielen unter Nummern 6, 7, 8, 29 und 30 437 luW cm 2 und bei den restlichen Beispielen 487 /u W cm 2.
  • Die Aufladungshöhe (V) und die photoinduzierte Hellabfallkurve der Photoleiterschicht werden in einem Elektrometer 610 B der Fa. Keithley Instruments, USA, durch eine Sonde nach der von Arneth und Lorenz, Reprographie 5, 199 (1963) beschriebenen Methode gemessen. Die Photoleiterschicht wird durch die Aufladungshöhe (V) und diejenige Zeit (T 1/2) charakterisiert, nach der die Hälfte der Aufladung V/2 erreicht ist.
  • Wie angegeben, wurde teilweise mit einem Dyn-Test-9O Gerät der Fa. ECE, Gießen, zur Vermessung der Empfindlichkeit zusätzlich der Empfindlichkeitsfaktor f angegeben, der sich nach der Formel f = Uo Uh +4UD mitU als Ausgangsspannung, 0 Uh als Spannung nach 2 Sekunden Belichtung und UD als Dunkelabfall nach 2 Sekunden bestimmt. Dieser Faktor gibt an, um wieviel die Ausgangsspannung U an der Schicht größer ist als die nach 0 2 Sekunden Belichtung mit einer Wolframlampe erreichbare Spannung Uh unter Eliminierung der Dunkelentladung.
  • Die für die verwendeten Sensibilisatoren benutzten Abkürzungen bedeuten: RhB Rhodamin B extra BG Brillantgrün Tabelle Lfd. Farbstoff Bedampfung Deck- Zusatz Photoempfindlichkeit Nr. Formel Nr. min/o C schicht % T 1/2 V f 0 - - - To - 2100 -420 1,0 0 - - - TNF - 11000 +500 1,0 1 1 1/210 To - 26 -625 1.26 2 1 11210 To 0,3 RhB 2Q -55° 2.02 3 2 1/200 To - 28 -660 1.34 4 2 1/200 To 0,3 RhB 18 -520 1.93 5 2 1/200 TNF - 39 +600 6 4 4/210 To 0,3 RhB 60 -510 7 5 4/190 To 0,3 RhB 65 -440 8 8 2/220 To 0,3 RhB 90 -540 9 10 2/320 To - 135 -600 10 10 2/320 To 0,3 RhB 45 -500 1.73 11 11 1,5/210 To - 26 -600 1.46 12 11 1,5/210 To 0,3 RhB 20 -500 2.1 13 12 2/280 To - 21 -560 1.82 14 12 2/280 To 0,3 RhB 16 -560 2,46 15 12 2/280 To 0,05 BG 19 -560 1.82 16 14 To - 200 -1150 17 14 To 0,3 RhB 35 -1060 1,4 18 14 To 0,05 BG 40 +1000 1.4 19 14 TNF - 1300 + 940 20 15 2/330 To - 520 -950 21 16 To - 740 -1150 22 17 31320 To - 25 -600 1.61 23 17 3/320 To 0,3 RhB 23 ^530 1.81 Lfd. Farbstoff Bedampfung Deck- Zusatz Photoempfindlichkeit Nr.. Formel Nr. min/ -0C schicht % T 1/2 V f 24 17 3/320 TNF - 78 + 625 25 19 2/310 To - 27 - 605 1.31 26 19 2/310 To 0,3 RhB 19 - 580 2.12 27 19 2/310 To 0,0 5 BG 24 - 550 1.51 28 19 2/310 TNF - 31 + 530 29 20 .4/200 To 0,3 RhB 85 - 370 30 21 4/210 To - 29 - 580 31 23 4/370 To - 26 - 550 1.4 32 23 4/370 To 0,3 RhB 23 - 530 1.97 33 25 0,5/120 To - 305 - 540 34 25 0,5/120 To 0,3 RhB 49 - 500 1.72 35 26 1,5/180 To - 300 - 560 36 26 1,5/180 To 0,3 RhB 39 - 570 1.48 37 27 1,5/250 To - 55 - 580 1.15 38 27 1,5/250 To 0,3 RhB 26 - 460 2.08 39 28 1/180 To - 40 - 580 .1.25 40 28 1/180 To 0,3 RhB 35 - 370 1.63

Claims (10)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitfähigen Trägermaterial mit einer photoleitfähigen Doppelschicht aus organischen Materialien, welche aus einer homogenen, farblich abdeckenden, Ladungsträger erzeugenden, organischen Farbstoffschicht und aus einer transparenten Deckschicht aus isolierenden, organischen Materialien mit mindestens einer Ladungen transportierenden Verbindung besteht, nach deutseher Patentanmeldung, Aktenzeichen P 22 20 408.6, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht aus einer Verbindung gemäß der allgemeinen Formeln besteht, worin X gleich -0-, -S- oder -CO- und A gleich -CO-B-CO- mit B gleich -0- oder -NR- sind, wobei R gleich Wasserstoff, C1 - C4 - Alkyl, C3-C8 -Alkoxyalkyl, ggf. substituiertes Aryl oder ein N-heterocyclischer Rest ist, und R1, R2, R3 gleich oder verschieden sind und Wasserstoff, Cl-C4-AlkYl-, Cl-C4-Alkoxy- Amino- oder Nitrogruppen oder Halogen und, im Falle der Formel I, R3 auch ein ankondensierter Benzolring sein kann und m gleich 0 oder 1 und n, p und q gleich einer ganzen Zahl zwischen 1 und 4 und n + p + q < 10 sind.
  2. 2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arylrest.durch C1-C4-Alkyl-, Cl-C4-Alkoxy-, Nitrogruppen oder Halogen substituiert ist.
  3. 3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht aus Benzoxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid besteht.
  4. 4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffsehieht aus 10-Methoxy-benzoxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid besteht.
  5. 5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht aus Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäureanhydrid besteht.
  6. 6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht aus 1,6-Dinitro-benzothioxanthen-324,-dicarbonsäureanhydrid besteht.
  7. 7. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht aus Benzothioxanthen-3, 4-dicarbonsäure-N-(3-methoxy-npropyl)-imid besteht.
  8. 8. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht aus Benzothioxanthen-3,4-dicarbonsäure-N-mesityl-imid besteht.
  9. 9. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht aus Benzothioxanthen-3 ,4-dicarbonsäure-N-(3-nitrophenyl)-imid besteht.
  10. 10. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die organische Farbstoffschicht eine Dicke von etwa 0,01 /u bis etwa 2 /u aufweist.
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