DE2657047A1

DE2657047A1 - Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial

Info

Publication number: DE2657047A1
Application number: DE19762657047
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Hashimoto; Akio Kozima; Masafumi Ohta
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-12-24
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1977-07-14
Also published as: JPS5277730A; JPS5840734B2; US4108656A

Description

2 6 S 7 ü 4 7

Henkel, Kern, FeiSer £r Hänzel Patentanwälte

_D. , ., _T ,, Möhlstraße 37

KlCOhOO., Ltd. D-8000 München

Tokio, Japan Te!: 080 382085

Telex: 0529802 hnkld

i6.De2.1976

Elektrophotographisches Aufzeichniingsmaterial

Die Erfindting betrifft ein lichtempfindliches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial.

Aus der japanischen Patentanmeldung 16 198/1968 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, bei welchem auf einem leitenden Schichtträger eine Selenschicht aufgedampft ist und bei dem sich ferner auf der Selenschicht eine Polyvinylcarbazolschicht befindet. Bei diesem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial entstehen bei der Belichtung in der Selenschicht Elektronen und Fehlstellen. Die bei der Belichtung entstandenen Fehlstellen werden über die Polyvinylcarbazolschicht auf die Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials übertragen. In anderen Worten gesagt, dient das Selen als ladungserzeugende Substanz, das Polyvinylcarbazol als ladungsübertragende Substanz.

-2-Dr.F/rm

709828/0852

26S7U47

•sr* '

Aus den japanischen Patentanmeldungen 11 536/1972 und 11 537/1972 ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial bekannt, bei welchem eine ladungserzeugende Substanz und eine ladungsübertragende Substanz in ein und derselben Schicht enthalten sind.

Mit den eine ladungserzeugende Substanz in Kombination mit einer ladungsübertragenden Substanz verwendenden elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien ist im Vergleich zu einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial mit einer lichtempfindlichen ZnO-Bindemittelschicht oder einer lichtempfindlichen Polyvinylcarbazolschicht die Empfindlichkeit erhöht. Es wurde auch bereits versucht, elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit einer Kombination aus ladungserzeugender Substanz und ladungsübertragender Substanz in verschiedener Weise zu verbessern. So ist es beispielsweise aus den japanischen Patentanmeldungen 18 543/1972, 18 544/1972, 30 331/1972 und 30 332/ 1972 bekannt, bei den ladungsübertragenden Substanzen Verbesserungen vorzunehmen. Verbesserungen an den ladungsübertragenden Substanzen wurden bisher noch nicht vorgenommen.

Bekannte ladungsübertragende Substanzen sind beispielsweise Polyvinylcarbazol, Polyvinylanthracen, 2,4,7-Trinitro-9-fluorenon, 2,4,5,7-Tetranitrofluorenon, Dinitroanthracen, Dinitroacriden, Dinitroanthrachinon, 2-Phenylanthracen, 2-Phenylindol und dergleichen.

Übliche elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit diesen bekannten ladungsübertragenden Substanzen lassen jedoch hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit immer noch erheblich zu wünschen übrig.

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Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein lichtempfindliches elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial hoher Empfindlichkeit und hervorragender Biegsamkeit zu schaffen, das auch nach wiederholtem Gebrauch scharf gestochene Bildkopien liefert.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich die gestellte Aufgabe mit Hilfe einer neuen ladungsübertragenden Substanz in Kombination mit geeigneten ladungserzeugenden Pigmenten lösen läßt.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem leitenden Schichtträger und einer lichtempfindlichen Schicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß entweder (1) die lichtempfindliche Schicht im wesentlichen aus mindestens einem ladungserzeugenden Pigment, 2,4,8-Trinitrothioxanthon und einem harzartigen Bindemittel besteht oder (2) auf einer auf einem leitenden Schichtträger befindlichen lichtempfindlichen Schicht bzw. ladungserzeugenden Schicht eine im wesentlichen aus 2,4,8-Trinitrothioxanthon und einem harzartigen Bindemittel bestehende weitere Schicht bzw. Ladungsübertragungsschicht vorgesehen ist.

Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß letzterer Ausführungsform besteht somit aus einer ladungserzeugenden Schicht und einer Ladungsübertragungsschicht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

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+) dünnen

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26S7Ü47

- tr -

Figuren 1 und 2 schematische vergrößerte Querschnitte zweier verschiedener Ausführungsformen elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung.

In den Zeichnungen bedeutet 1 einen leitenden Schichtträger, 2, 2' eine lichtempfindliche Schicht, 3 eine ladungserzeugende Schicht und 4 eine Ladungsübertragungsschicht. Die lichtempfindliche Schicht 2¹ besteht aus einer Iadungserzeugenden Schicht 3 und einer Ladungsübertragungsschicht 4.

Das lichtempfindliche Aufzeichnungsmaterial gemäß Figur 1 erhält man durch Ausbilden einer im wesentlichen aus mindestens einem ladungserzeugenden Pigment, 2,4,8-Trinitrothioxanthon und einem harzartigen Bindemittel bestehenden Schicht, d.h. der lichtempfindlichen Schicht 2, auf dem leitenden Schichtträger 1 aus leitfähig gemachtem Papier, einem mit Aluminium bedampften Kunstharzfilm, einer Metallplatte, z.B. einer Aluminiumplatte, und dergleichen.

Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß Figur 2 erhält man durch Ausbilden einer im wesentlichen aus mindestens einem ladungserzeugenden Pigment gegebenenfalls zusammen mit einem harzartigen Bindemittel bestehenden dünnen Schicht bzw. ladungserzeugenden Schicht 3 auf dem leitenden Schichtträger 1 und Beschichten der ladungserzeugenden Schicht 3 mit einer im wesentlichen aus 2,4,8-Trinitrothioxanthon und einem harzartigen Bindemittel bestehenden Ladungsübertragungsschicht 4.

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709828/085?

Das erfindungsgemäße Merkmal besteht in der kombinierten Verwendung von ladungserzeugenden Pigmenten und 2,4,8-Trinitrothioxanthon als Ladungsüberträger.

2,4,8-Trinitrothioxanthon stellt eine bekannte und einfach herzustellende oder im Handel erhältliche Verbindung der Formel:

In elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung können als ladungserzeugende Pigmente übliche bekannte ladungserzeugende Substanzen, z.B. organische Azo-, Xanthen-, Violanthron-, Phthalocyanin-, polycyclische Chinon-, Indigoid-, Chinacridon-, Bisbenzimidazol-, Perylen- und/oder Indanthronpigmente, und anorganische Pigmente, wie Se, SeTe, CdS, CaSSe und dergleichen, verwendet werden. Diese Pigmente können alleine oder in Mischung untereinander zum Einsatz gelangen.

Als harzartige Bindemittel zur Herstellung der elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung können die verschiedensten bekannten harzartigen Bindemittel, beispielsweise Polyester-, Acryl-, Silikon-, Novolak-, Polyketon-, gegebenenfalls substituierte Polyvinylcarbazol-

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709828/08R?

ir - 2 6 5 7 υ 4 7

oder gegebenenfalls substituierte Pyren/Formaldehyd-Harze, verwendet werden. In gleicher Weise können erfindungsgemäß auch harzartige Bindemittel mit innewohnender Photoleitfähigkeit, z.B. Poly-N-vinylcarbazol oder dessen Derivate, zum Einsatz gelangen. Die genannten Harze können entweder alleine oder in Kombination aus zwei oder mehreren verwendet werden.

Bei dem in Figur 1 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung ist das ladungserzeugende Pigment in dem harzartigen Bindemittel dispergiert. Die Teilchengröße, d.h. der Durchmesser, des ladungserzeugenden Pigments sollte zweckmäßigerweise unter 5 um, vorzugsweise unter 1 um, liegen. Ferner sollte die lichtempfindliche Schicht 2 eines in Figur 1 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung 0,1 bis 30 Gew.-?& mindestens eines ladungserzeugenden Pigments und 1 bis 60 Gew.-% 2,4,8-Trinitrothioxanthon enthalten. Gegebenenfalls kann die lichtempfindliche Schicht 2 auch noch eine geeignete Menge eines bekannten Sensibilisator s enthalten. Die Dicke der lichtempfindlichen Schicht

2 beträgt 5 bis 100 um.

Bei dem in Figur 2 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung mit der ladungserzeugenden Schicht 3 aus mindestens einem ladungserzeugenden Pigment und gegebenenfalls einem harzartigen Bindemittel sollte die Bindemittelmenge vorzugsweise so gering wie möglich sein. Die Dicke der ladungserzeugenden Schicht

3 sollte zweckmäßigerweise 0,05 bis 20, vorzugsweise 0,1 bis 5 um betragen. Die Ladungsübertragungsschicht 4 sollte

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eine möglichst große Menge an 2,4,8-Trinitrothioxanthon enthalten. Im Hinblick auf eine möglichst gute Herstellbarkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials sollte die Menge an 2,4,8-Trinitrothioxanthon in der Ladungsübertragungsschicht 4 20 bis 60 Gew.-?o ausmachen. Die Dicke der LadungsübertragLingsschicht 4 sollte im Bereich von 5 bis 100 um liegen. Auch bei dem aus dem Schichtträger 1, der ladungserzeugenden Schicht 3 und der Ladungsübertragungsschicht 4 bestehenden dreischichtigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung (vgl. Figur 2) kann wie bei dem zweischichtigen und aus Schichtträger 1 und lichtempfindlicher Schicht 2 bestehenden elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung (vgl. Figur 1) eine geeignete Menge eines bekannten Sensibilisators mitverwendet v/erden.

Bei elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung kann zur Verbesserung der Haftung, der Aufladungseigenschaften und dergleichen zwischen dem Schichtträger 1 und der lichtempfindlichen Schicht 2 oder zwischen dem Schichtträger 1 und der lichtempfindlichen Schicht 2^!, d.h. dem Schichtträger 1 und der ladungserzeugenden Schicht 3, eine Schicht aus einem Polyamid, Vinylacetatharz, Polyurethan und dergleichen oder ein dünner Film aus Aluminiumoxid und dergleichen einer Stärke von jeweils 0,01 bis 1,0 um vorgesehen sein.

Bei der Herstellung elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung kann man ein harzartiges Bindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel lösen, die erhaltene Lösung mit mindestens einem ladungserzeugenden

-8-

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Pigment zusammen mit 2,4,8-Trinitrothioxanthon versetzt und die beiden Bestandteile gründlich in der Lösung dispergieren, dann die erhaltene Dispersion auf einen leitenden Schichtträger auftragen und schließlich das Ganze zur Ausbildung einer lichtempfindlichen Schicht (vgl. Figur 1) trocknen. Andererseits kann man die aus mindestens einem ladungserzeugenden Pigment und erforderlichenfalls einem harzartigen Bindemittel bestehende ladungserzeugende Schicht auch durch Aufdampfen und dergleichen auf einen leitenden Schichtträger und Beschichten der erhaltenen ladungs erzeugenden Schicht mit einer Mischung aus 2,4,8-Trinitrothioxanthon und einem harzartigen Bindemittel auftragen. Hierbei erhält man ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer lichtempfindlichen Schicht in Form einer ladungserzeugenden Schicht und einer Ladungsübertragungsschicht (vgl. Figur 2).

Elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung besitzen eine Reihe von Vorteilen. So ist beispielsweise ihre Empfindlichkeit so hoch, daß kein Restpotential entsteht. Ferner zeigen sie bei wiederholtem Gebrauch, wenn überhaupt, eine höchstens geringfügige Ermüdung und eine hohe Stabilität. Schließlich lassen sie sich einfach herstellen.

Beispiel 1

Durch Vermählen von Dian Blue (Color Index Nr. 21 180) in Gegenwart von Tetrahydrofuran in einer Kugelmühle erhält man eine 2 Gew.-% Pigment enthaltende Dispersion. Die erhaltene Dispersion wird mittels eines BeSchichtungsmessers

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auf einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufgetragen und von selbst trocknen gelassen, wobei man eine

1 um dicke ladungserzeugende Schicht erhält. Auf diese wird mittels eines BeSchichtungsmessers eine Lösung von

2 Gevr.-% 2,4,8-Trinitrothioxanthon und 3 Gew.-% eines handelsüblichen Polycarbonats in Tetrahydrofuran aufgetragen und 30 min lang bei einer Temperatur von 100⁰C trocknen gelassen, wobei eine 9 Jim dicke Ladungsübertragungsschicht gebildet wird. Auf diese Weise erhält man ein dreischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wird 20 see lang in einem handelsüblichen elektrophotographischen Testkopiergerät mittels +6-KV-Koronaentladung aufgeladen. Dann wird das aufgeladene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial 20 see lang in Dunkeln liegen gelassen,worauf sein Oberflächenpotential Vpo (in V) gemessen wird. Nun wird das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial mit einer Wolframlampe derart belichtet, daß die Lichtstärke auf der Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials 20 Lux beträgt. Bei der Belichtung fällt das Oberflächenpotential des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials ab. Nun wird mittels einer Aufzeichnungsvorrichtung die Dauer des Potentialabfalls ermittelt. Diejenige Dauer des Potentialabfalls (in see), die zur Erniedrigung des ursprünglichen Oberflächenpotentials Vpo auf die Hälfte erforderlich ist, liefert den Wert E^ /p. Der Wert E. /p entspricht der zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials Vpo um die Hälfte erforderlichen Lichtmenge und ent-

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_ 2 6 b'/ ü 4 7

•Αϊ"

spricht der Empfindlichkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials. Die Werte für Vpo und E₁ /_? betragen 530 V bzw. 17 Lux*see.

Die Versuchsergebnisse zeigen, daß 2,4,8-Trinitrothioxanthon als solches einen Ladungsüberträger darstellt.

Beispiel 2

Eine Lösung von 4 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Poly-N-vinylcarbazols und 1 Gewichtsteil 2,4,8-Trinitrothioxanthon in Tetrahydrofuran wird mit, bezogen auf die Menge

^O Gew.-%
2,4,8-Trinitrothioxanthon, Dian Blue (Colour Index Nr. 21 180) versetzt, worauf das Ganze in einer Kugelmühle gründlich dispergiert wird. Die erhaltene Dispersion wird mittels eines Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufgetragen und 30 min lang bei einer Temperatur von 100⁰C getrocknet, wobei man nach Ausbildung einer 12 um dicken lichtempfindlichen Schicht ein zweischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial erhält.

Wird das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise untersucht, werden folgende Versuchsergebnisse erhalten:

Vpo E

1/2

nach positiver Aufladung 820 V 4,0 Lux«see nach negativer Aufladung 940 V 7,6 Lux«see

709828/0 85?

-11-

- rr -

2G57047

Beispiel 3

Durch Bedampfen eines 300 um dicken Aluminiumblechs mit einer 1 um dicken Selenschicht erhält man eine ladungserzeugende Schicht. Auf diese wird mittels eines Beschichtungsmessers eine Lösung von 2 Gewichtsteilen 2,4,8-Trinitrothioxanthon und 3 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyesterharzes in Tetrahydrofuran aufgetragen und zunächst von selbst und dann unter vermindertem Druck trocknen gelassen, wobei eine 10 um dicke Ladungsübertragungsschicht gebildet wird. Insgesamt erhält man ein dreischichtiges elektrophotographisch.es Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird dieses elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise untersucht, betragen nach positiver Aufladung die Werte für Vpo 850 V und für

^Ei/2 ²^ ^Lux>sec*
Beispiel 4

Durch Vermählen eines handelsüblichen Kupferphthalocyanins vom ß-Typ in Gegenwart von Tetrahydrofuran in einer Kugelmühle erhält man eine Pigmentdispersion. Unter Verwendung der erhaltenen Pigmentdispersion wird eine aus 1 Gewichtsteil des Kupferphthalocyanins vom ß-Typ, 12 Gewichtsteilen 2,4,8-Trinitrothioxanthon und 18 Gewichtsteilen eines handelsüblichen Polyesterharzes bestehende Dispersion zubereitet. Die erhaltene Dispersion wird mittels eines Beschichtung smessers auf einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufgetragen und anschließend 30 min lang bei

-12-

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- Vt -

einer Temperatur von 100 C getrocknet, wobei eine 16 um dicke lichtempfindliche Schicht gebildet wird. Insgesamt erhält man ein zweischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird das erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise untersucht, betragen nach negativer Aufladung die Werte für Vpo 890 V und für Ew₂ 8,3 Lux*see.

7098 2 8/085?

λ<0

Leerseite

Claims

Patentansprüche

* Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem leitenden Schichtträger und einer darauf gebildeten lichtempfindlichen Schicht, dadurch gekennzeichnet, dal3 die lichtempfindliche Schicht im wesentlichen aus mindestens einem ladungserzeugenden Pigment, 2,4,8-Trinitrothioxanthon und einem harzartigen Bindemittel besteht.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht als ladungserzeugendes Pigment mindestens ein organisches Pigment, bestehend aus einem Azo-, Xanthen-, Violanthron-, Phthalocyanin-, einem polycyclischen Chinon-, Indigoid-, Chinacridon-, Bisbenzimidazol-, Perylen- oder Indanthronpigment, und/oder einem anorganischen Pigment, bestehend aus Se, SeTe, CdS oder CaSSe, enthält.

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ORIGINAL INSPECTED

2G5704V
3. Aufzeiehnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des ladungserzeugenden Pigments unter 5 ρ liegt.
4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der photoleitfähigen Schicht 0,1 bis 30 Gew.-% ladungs erzeugende s Pigment und 1 bis 60 Gew.-?o 2,4,8-Trinitrothioxanthon enthalten sind.
5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der photoleitfähigen Schicht als harzartiges Bindemittel ein Polyester-, Acryl-, Silikon-, Ilovolak-, Polyketon-, substituiertes oder nicht-substituiertes Polyvinylcarbazol- und/oder substituiertes oder nicht-substituiertes Pyren/Formaldehyd-Harz enthalten ist.
6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem leitenden Schichtträger neben einer photoleitfähigen Schicht aus im wesentlichen mindestens einem ladungserzeugenden Pigment auf dieser eine Ladungsübertragungsschicht aus im wesentlichen 2,4,8-Trinitrothioxanthon und einem harzartigen Bindemittel vorgesehen ist.
7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Schicht als ladungserzeugendes Pigment mindestens ein organisches Pigment, bestehend aus einem Azo-, Xanthen-, Violaxhron-, Phthalocyanin-, einem polycyclischen Chinon-, Indigoid-, Chinacridon-, Bisbenzimidazol-, Perylen- oder Indanthronpigment, und/oder einem anorganischen Pigment, bestehend aus Se, SeTe, CdS oder CaSSe, enthält.

70982S/Ö8S2
8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ladungsübertragungsschicht 20 bis 60 Gew.-% 2,4,8-Trinitrothioxanthon enthalten sind.
9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der photoleitfähigen Schicht als harzartiges Bindemittel ein Polyester-, Acryl-, Silikon-, Novolak-, Polyketon-, substituiertes oder nicht-substituiertes Polyvinylcarbazol- und/oder substituiertes oder nicht-substituiertes Pyren/Formaldehyd-Harz enthalten ist.

709828/088?