DE2435440C3

DE2435440C3 - 3-Brom-N-2n-pyridyl-8,134ioxodinaphtho-ai-b^'-dMuran-e-carboxamid, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung als Farbpigment in photoelektrophoretischen Abbildungssystemen

Info

Publication number: DE2435440C3
Application number: DE2435440A
Authority: DE
Inventors: Nicholas J. Fairport Germano; Robert J. Pittsford Gruber
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1974-07-23
Publication date: 1979-01-11
Also published as: BE821400A; US3953462A; DE2435440B2; NL7414148A; FR2249088A1; BR7406673D0; CA1029379A; GB1467999A; CH607118A5; DE2435440A1; JPS5075437A; ES431469A1; FR2249088B1; AR202139A1; IT1025207B; SE7413395L

Description

Die Erfindung betrifft 3-Brom-N-2"-pyridyl-8,13-dioxodinaphtha-(2,l-b; 2'3'-d)-furan-6-carbQxamid, ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung als Farbpigment in photoelektrophoretischen Abbildungssystemen.

Die erfindungsgemäße Verbindung hat die folgende Formel:

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindung erfolgt in an sich bekannter Weise, durch Umsetzung von 23-DichIor-l,4-naphthochinon mit 6-Brom-2-hydroxy-3-(2'-pyridyl)-naphthamid nach folgender Gleichung:

C	N	^/
Il	I	N
ο	I!

Br

C N

0 Ii

Die erfindüngsgemäße Verbindung mit einem Schmelzpunkt von 323°C hat eine intensive und reingelbe Färbung und eine Ungewöhnlich hohe photoempfindliche Ansprechbarkeit, Dadurch ist sie besonders geeignet für die Verwendung als Farbpig

ment in photoelektrophoretischen Abbildungssystemen.

Photoelektrische Abbildungssysteme bei denen Farbbilder mit mehr als einer Farbe in einer Stufe hergestellt werden können, sind aus den US-Patentschriften ■5 33 83 993, 33 84 488, 33 84 565 und 33 84 566 bekannt. Die kritische Komponente in einem solchen Abbildungssystem sind die elektrisch photoempfindlichen Teilchen.

Die Teilchen müssen intensive und reine Farben ίο haben, um hochgesättigte Bilder zu erzeugen. Für ein monochromatisches Abbilden ist es erwünscht, daß die Teilchen gegenüber diesem Licht hochphotoempfindlich sind und daß die Energieerfordernisse gering sind. Die Erfordernisse für das polychromatische Abbilden Π sind jedoch dahingehend viel strenger, als daß die Teilchen jeder Farbe, z. B. von Cyan, Gelb und Magenta, intensive und reine Färbungen haben müssen und daß sie Spektralbeantwortungskurven aufweisen, die gut definiert sind und die die Spektralbeantwortungskurven M von Teilchen mit anderen Farben nicht überlappen. Ferner muß die Photoansprechbarkeit eines gegebenen Teilchens ungefähr die gleiche Aussetzungsintensität haben als diejenige der anderen Teilchen, um farbausgewogene Bilder zu erzeugen. Wenn z. B. bei einem 2Ί subtraktiven System ein Teilchen zu stark photoansprechend ist oder eine zu breite spektrale Ansprechbarkeit aufweist, dann mangilt es dem Endbild an dieser Farbe. Wenn umgekehrt das Teilchen zu »langsam« ist, dann weist das Bild einen hohen Hintergrund dieser Farbe auf jo und es hat nur eine schlechte Farbausgewogenheit. Für additive Systeme würden sich diese Ergebnisse umkehren.

Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung als Farbpignient in photoelektrophoretischen η Abbildungssystemen werden hervorragende farbausgewogene Bilder erhalten.

Bei einem bevorzugten photoelektrophoretischen Abbildungsverfahren werden feinverteilte Teilchen von elektrisch photoempfindlichen M"terialien in einer isolierenden Trägerflüssigkeit dispergiert und auf eine transparente leitende Elektrode aufgeschichtet, die als »Einspritz«-Elektrode bezeichnet wird. Eine zweite Elektrode mit einer isolierenden äußeren Oberfläche, die als »Blockierungsw-Elektrode bezeichnet wird, wird mit der freien Oberfläche der Suspension in Berührung gebracht.

Über die Suspension zwischen den Elektroden wird ein elektrisches Feld mit einem relativ hohen Potential angelegt, während die Suspension durch die Einspritzelektrode einem Muster von elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt wird, welche Wellenlängen aufweist, gegenüber denjenigen mindestens einige der Teilchen ansprechend sind. Nach Beendigung dieser Stufen wird normalerweise ein positives Bild gefunden, das an der Einspritzelektrodc haftet, während auf der Blockierungselektrode ein negatives Bild erzeugt wird. Offensichtlich ist es so, daß die Teilchen, die in dem Wechselwirkungsbereich der leitenden Elektrode liegen, wenn sie vom Licht getroffen werden, dem gegenüber sie empfindlich sind, eine Ladung mit der Einspritzelektrode austauschen, von dieser abgestoßen werden und an der isolierenden Oberfläche der Blockierungselektrode haften, Wodurch ein positives Bild zurückbleibt. Die Teilchen auf der Oberfläche der Blockierungselektrode können schwieriger eine Ladung mit der isolierenden Oberfläche austauschen Und sie bleiben darauf zurück und bilden ein negatives Bild.

Das Verfahren der photoelektrophoretischen Abbil*

dung und die hierbei verwendeten Materialien werden in den obengenannten US-Patentschriften 33 83 993, 33 84 488,33 84 565 und 33 84 566 näher erläutert

Die erfindungsgemäße Verbindung ist nun immer dann, wenn ein Bedürfnis nach einer intensiv gelben Färbung besteht, als Pigment geeignet Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Verbindung hoch photoempfindlich und für eine weite Vielzahl von Abbildungssystemen geeignet

Typische Abbildungssysteme, bei denen die erfindungsgemäße Verbindung verwendet werden kann, sind solche, bei denen Bilder unter Verwendung von Licht und elektrischen Feldern erzeugt werden. So kann z. B. die erfindungsgemäße Verbindung bei xerographischen Prozessen eingesetzt werden, wie sie ursprünglich in der US-PS 22 97 691 beschrieben v/erden. Die erfindungsgemäße elektrisch photoempfindliche Verbindung kann als Photoleiter entweder für sich oder in einem Bindemittel dispergiert verwendet werden. Das erfindungsgemäße elektrisch photoempfindliche Material kann bei einer Deformationsabbildung verwendet werden. Die Deformationsabbildung schlicht Mattierungs- und Reliefabbildungssysteme ein.

Die Mattierungsabbildung ist näher in einer Schrift »A Cyclic Xerographie Method Based on Frost Deformation« von R. W. Gundlach und C.J.Claus, Journal of Photographic Science and Engineering, Januar/Februar 1963, beschrieben. Die Reliefabbildung wird in den US-PS 30 55 006. 31 63 872 und31 13 179 beschrieben.

Andere Abbildungssysteme, bei denen die erfindungsgemäße Verbindung verwendet werden kann, sind die erwähnte Wanderungsabbildung, wie sie z. B. in der US-PS 35 20 681 beschrieben wird, und die Mehrfachabbildung, wie sie in der US-PS 37 07 368 beschrieben wird.

Das erfindungsgemäße Pigment ist jedoch äußerst gut für die oben beschriebene polychromatische photoelektrophoretische Abbildung geeignet.

Die Tränkflüssigkeit für die Abbildungssuspension kann jedes beliebige geeignete Material umfassen. Typische isolierende Materialien sind z. B. Flüssigkeiten oder Feststoffe, die zum Abbildungszeitpunkt in eine Flüssigkeit umgewandelt werden können. Im einzelnen können als Beispiele genannt werden: Decan, Dodecan, Tetradecan, Kerosin, geschmolzenes Paraffin, geschmolzenes Bienenwachs oder ein anderes geschmolzenes thermoplastisches Material, Mineralöle, Silikonöle. wie Dimethylpolysiloxan, fluorierte Kohlenwasserstoffe und Gemische davon. Mineralöl und Kerosin werden auf Grund ihrer ausgezeichneten IsolierungseigenschaVten bevorzugt.

Es ist zweckmäßig, Teilchen zu verwenden, die eine relativ geringe Größe haben, da kleine Teilchen mehr Deckkraft und eine stabilere Suspension ergeben und Bilder mit höherer Auflösung erzeugen, als dies mit größeren Teilchen möglich ist. Teilchen mit weniger als 1 oder 2 μίτι im durchschnittlichen Querschnitt werden bevorzugt, obgleich auch Teilchen mit bis zu 5 oder 10 μηι eingesetzt werden können. Größere Teilchen können für Spezialzwecke eingesetzt werden, wo keine hohen Auflösungen erforderlich sind.

Die Konzentration der Teilchen, die in der Flüssigkeit dispergiert sind, hängt von einer Anzahl von Variablen ab, z. B. den Betriebsbedingungen, der Dichte des gewünschten Endbildes, dem vorgesehenen Anwendungszweck des Bildet der Löslichkeit der zugegebe* neft DiSpefgiefUngsmitte! und anderen Faktöfen, die dem Fachmann auf dem Gebiet der Tinten- oder Kunststoifbeschichtungsformulierung bekannt sind.

Das transparente leitfähige Substrat kann jedes beliebige geeignete Material umfassen. Typische trans-". parente leitende Materialien sind z. B. leitfähig beschichtetes Glas, wie aluminium- oder zinnoxidbeschichtetes Glas, oder transparente Kunststoffmaterialien, wie Polyesterfilme, die mit leitfähigen Materialien beschichtet sind oder Cellulosehydrat

κι Die isolierende Oberfläche der Blockierungselektrode kann aus Papier, Tuch, Kautschuk, Kunststoffen, die sowohl thermoplastisch als auch wärmehärtend sein können, und anderen isolierenden Materialien bestehen. Beispiel 1

Herstellung von 3-Brcm-N-2"-pyridyl-8,l 3-dioxodinaphtho-(2,l-b;2'3'-d)-furan-6-carboxamid.

In einen 5-1-Dreihalskolben, der mit einem Heizmantel, einem Thermometer, einem Wasserkondensator und

Ji) einem mechanischen Rührer verseh η ist werden etwa 70 g 6-Brom-2-hydroxy-3-(2'-pyridy!,¹ n?phthamid, etwa 47,6g 2,3-DichIor-l,4-naphthochinon, gelöst in etwa 460 ml Dimethylacetamid, etwa 77,6 g wasserfreies gepulvertes Natriumcarbonat und etwa 460 ml isopro-

.'> panol unter einer Stickstoffdecke gegeben. Das Gemisch wird langsam zum Rückfluß erhitzt und hierbei etwa 2.5 Std. gehalten. Das Reaktionsgemisch wird heiß filtriert, wobei man einen gelben Kuchen als Rückstand erhält. Dieser wird mit Aceton gewaschen, bis das Filtrat

in hellgelb ist. Der Kuchen wird hierauf mit etwa 1500 ml entionisiertem Wasser gewaschen. Das Waschen mit Wasser wird dreimal weitergeführt, wodurch eine Aufschlämmung mit 2100 ml entionisiertem Wasser bei einer Temperatur zwischen 80 und 90^cC über einen

Γι Zeitraum von 1 Std. gebildet wird, worauf heiß filtriert wird. Ein weiteres Waschen mit 500 ml Aceton unterstützt das Trocknen. Das Endtrockengewicht beträgt etwa 62 g. Das getrocknete Pigment, wird hierauf durch Kristallisation aus Chinolin oder Pyridin

4i) gereinigt.

Oie Vorteile der Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindung bei einem photoelektrophoretischen Abbildungssystem werden nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Diese stellt eine Seitenquer-

Γι schnittsansicht eines einfachen beispielhaften rjhotoelektrophoretischen Abbildungssystems dar.

Die Größen und Gestalten in der Zeichnung sollten nicht als tatsächliche Größen oder als proportional zu den tatsächlichen Größen angesehen werden, da viele

ι» der Elemente zur besseren Erläuterung der Erfindung verzerrt gezeichnet wurden.

Die Figur zeigt eine transparente Elektrode 1, die in diesem Falle aus einer Schicht aus einem optisch transparenten Glas 2 besteht, das mit einer dünnen

>■> optisch transparenten Schicht 3 aus Zinnox'd beschichtet ist. Dieses Produkt ist im Handel erhältlich. Diefe Elektrode wird als Einspritzelektrode bezeichnet. Auf die Oberfläche der Einspritzelektrode 1 ist eine dünn·.· Schicht 4 aus fe.iiverteilten photoempfindlichen Teil-Mi chen aufgeschichtet, die in einem isolierenden flüssigen Träger dispergiert sind. Die hierin verwendete Bezeichnung »elektrisch photoempfindlich« bezieht sich auf die Eigenschaften eines Teilchens, das — wenn es in den Wechselwirkungsbereich der Einspritzelektrode ge-

tv. bracht wird — davoil unter dem Einfluß des angelegten elektrischen Feldes wegwandert, wenn es einer Strahlung ausgesetzt wird₍ der gegenüber es empfindlich ist. Die flüssige Suspension 4 kann auch einen

Sensibilisator und/oder ein Bindemittel für die Teilchen enthalten, das mindestens teilweise in der Suspendierungs- oder Trägerflüssigkeit löslich ist. Angrenzend an die Flüssigkeitssuspension 4 ist eine zweite Elektrode 5, die Blockierungselektrode, vorgesehen, die durch einen Schalter 7 an die eine Seite einer Potentialquelle 6 angeschlossen ist. Der entgegengesetzte Anschluß der Potentialquelle 6 ist mit der Einspritzelektrode verbunden und geerdet, so daß dann, wenn der Schalter 7 geschlossen wird, ein elektrisches Feld über die flüssige Suspension 4 zwischen den Elektroden 1 und 5 angelegt wird. Ein Bildprojektor, hergestellt aus einer Lichtquelle 8, einem Diapositiv 9 und einer Linse 10, ist vorgesehen, um die Suspension 4 einem Licht-Bild des ursprünglichen Diapositivs 9, das reproduziert werden soll, auszusetzen. Alternativ kann das Bild von einem trüben Bild oder einem Dokument weg lichtreflektiert werden. Die Elektrode 5 liegt in der Form einer Walze mit einem ieiifähigen fviiiteikern Π, der an die Foieniiaiqueiie 6 angeschlossen ist, vor. Der Kern ist mit einer Schicht eines isolierenden Materials 12 bedeckt. Die Suspension wird dem zu reproduzierenden Bild ausgesetzt, während ein Potential über die Blockierungs- und Einspritzelektrode angelegt wird, indem der Schalter 7 geschlossen wird und indem die Walze 5 über die freie Oberfläche der Suspension während des bildweisen Aussetzens rollen gelassen wird. Nach Vervollständigung der Walzenwanderung wird auf der Elektrode 1 ein positives Bild und auf der Oberfläche 5 ein negatives Bild gefunden.

Während der Wanderung der Walze wird die Walze in Berührung mit den Oberflächen der Einspritzelektrode gepreßt. Es werden Spalte von bis zu etwa 25,4 μΐη verwendet In der in der Figur dargestellten Vorrichtung werden Spannungen von etwa 300 bis 5000 V eingesetzt.

Die folgenden Beispiele beschreiben weiterhin ein photoelektrophoretisches Abbildungssystem, das die erfindungsgemäße Verbindung verwendet. Darin sind Teile und Prozentmengen auf das Gewicht bezogen. Die Beispiele 2 bis 4 werden in einer Vorrichtung des allgemeinen Typs durchgeführt, der in der Figur dargestellt ist Dabei ist die Abbildungssuspension auf die leitfähige Oberfläche einer Glasplatte aufgeschichtet, durch die die Belichtung erfolgt Die Oberfläche des Glases ist an eine Quelle von hohem Gleichstrom angeschlossen und geerdet Der andere Anschluß der hohen Potentialquelle ist an eine Stahlwalze mit einem Durchmesser von etwa 2,54 cm angeschlossen, auf der sich eine Polyurethanschicht mit einer Dicke von 1,90 cm und einem Widerstand von etwa 5-10⁸OlIm-Cm befindet wodurch eine Walze von 6,35 cm gebildet wird. Über den Kunststoff ist ein Papierblatt gelegt, um die wandernden Teilchen aufzunehmen. Die Teilchen werden in dem flüssigen Träger dispergiert und in einer Kugelmühle vermählen, bis die durchschnittliche Teilchengröße weniger als etwa 1 μπι ist und so eine stabile Suspension gebildet wird. Die Walze wird über die Plattenoberfläche mit einer Geschwindigkeit von 7,62 cm/sec bewegt und das Bild wird unter Verwendung einer herkömmlichen Wolframlampe projiziert. Das Diapositiv kann schwarz ■> Und weiß oder in Farbe vorliegen.

Beispiel 2

Ungefähr 5 Gew.^% der erfindungsgemäßen Verbindufig werden zu etwa 3 Gewichtsteilen Böhaduf Rot B, einem unlöslich gemachten Azofarbstoff Ci. 15 865, wobei zur Unlöslichmachung an Stelle des Natriums Calcium getreten ist, als Magentapigment und zu etwa 1 Teil Vanadylphthalocyanin als Cyanpigment in etwa 100

H Teilen Mineralöl gegeben. Die Suspension wird unter Verwendung eines KodachromeFarbdiapositivs als Lichteingabe belichtet. Das Gemisch wird auf die Glasplatte mit einer Dicke von 50.8 um aufgeschichtet.

Das Waizenpuiential beträgt etwa 2500 V, wobei die Walze bezüglich der Glasplatte negativ vorgeladen wird. Nach Vervollständigung des Walzenlaufs wird auf der Oberfläche der Glasplatte ein volles Farbenbild mit hoher Qualität gefunden.

Vergleichsversuch

Der obige Versuch wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß als gelbes Pigment N-2"-Pyridyl-8,13-dioxodinaVfctho-(2,l-b:-2',3'-d)-furan-6-carboxamid gemäß der US-PS 34 47 922 verwendet wird. Ein Vergleich

jo der Ergebnisse, die mit der gelben Verbindung gemäß dem Stand der Technik, die nach Kenntnis der Anmelderin die beste Verbindung ist, erhalten wurden, mit den Ergebnissen bei Verwendung der erfindungsgemäßen gelben Verbindung zeigen eine Verbesserung der optischen Verträglichkeit mit den Cyan- und Magentapigmenten. Bilder, hergestellt unter Verwendung des erfindungsgemäßen gelben Pigments, zeigen einen verbesserten Bereich und eine verbesserte Genauigkeit der Grünreproduktion. Diese Charakteristiken sind für eine subtraktive Vollfarbenabbildung von extremer Wichtigkeit, wo es auf eine genaue Farbauftrennung und Reproduktion ankommt Es wurde gefunden, daß die spektrale Abbildungsansprechbarkeitskante der erfindungsgemäßen Verbindung im Vergleich zu derjenigen des Pigments nach dem Stand der Technik ungefähr 20 bis 25 nm in das blaue Gebiet verschoben worden ist

Beispiel 3

Der Versuch des Beispiels 2 wird wiederholt, wobei als Lichteingabe ein Schwarz-Weiß-Diapositiv verwendet wird, d. h. die Suspension wird dem Licht ausgesetzt, das durch das Schwarz-Weiß-Diapositiv und die Glasplatte projiziert wird. Nach Vervollständigung des Walzenlaufs wird auf dem Glas ein positives gelbes Bild gefunden. Auf der Oberfläche der Blockierungswalzenelektrode wird ein negatives Bild gefunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1.3-Brom-N-2"-pyndyl-8,13-dioxodinaphtho-(2,1 -b; 2',3'-d)-furan-6-carboxamid_r

2. Verfahren zur Herstellung der Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise 2^-Dichlor-l,4-naphthochinon mit 6-Brom-2-hydroxy-3-(2'-pyridyl)-naphthamid umsetzt

3. Verwendung von 3-Brom-N-2"-pyridyl-8,13-dioxodinaphtho-(2,l-b; 2',3'-d)-furan-6-carboxamid als Farbpigment in photoelektrophoretischen Abbildungssystemen.