DE2710090C3 - Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft

a) ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger — gegebenenfalls einer Zwischenschicht — sowie einer Schicht mit einer Ladungen erzeugenden Verbindung, einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel oder

b) ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer Ladungenerzeugungsschicht aus einer Ladungen erzeugenden Verbindung und gegebenenfalls einem Bindemittel, das photoleitfähig sein kann, und einer Ladungentransportschicht aus einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel.

Wegen ihrer hervorragenden Filmbildungsfähigkeit und Transparenz sowie auf Grund der Biegsamkeit der aus ihnen gebildeten Filme werden immer mehr organische Photoleiter, z.B. Poly-N-vinylcarbazol, als lichtempfindliche Substanzen zur Ausbildung photoleitfähiger Schichten elektrophotographischer oder elektrographischer Aufzeichnungsmaterialien verwendet. Nachteilig an organischen Photoleitern ist jedoch, daß sie hinsichtlich ihrer Lichtempfindlichkeit anorganischen Photoleitern, z. B. Zinkoxid, weit unterlegen sind. Um nun die Lichtempfindlichkeit solcher organischer Photoleiter zu verbessern, wurden bereits die verschiedensten Sensibilisatoren mitverwendet Ungeachtet dessen gibt es noch kein einen organischen Photoleiter enthaltendes elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial ausreichend hoher Lichtempfindlichkeit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in der Praxis verwendbares elektrographisches oder elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einem organischen Photoleiter zu schaffen, dessen Lichtempfindlichkeit der Lichtempfindlichkeit von anorganische Photoleiter enthaltenden elektrophotographischen oder elektrographischen Aufzeichnungsmaterialien mindestens gleichwertig ist und selbst bei wiederholtem Gebrauch immer zu scharf gestochenen Bildkopien fahrt. Ferner soll bei einem elektrographischen oder elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial (im folgenden nur noch als »elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial« bezeichnet) die Aufladbarkeit bei Vorhandensein einer dünnen Schicht aus einem anorganischen Photoleiter erleichtert und eine hervorragende Biegsamkeit bzw. Flexibilität gewährleistet sein.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich

b5 die gestellte Aufgabe bei gemeinsamer Verwendung bestimmter Ladungen transportierender Substanzen mit geeigneten Ladungen erzeugenden Pigmenten lösen läßt.

Gegenstand der Erfindung ist ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial der eingangs mit a) bzw. b) bezeichneten Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß

a) die Schicht als Ladungen transportierende Verbindung Trinitro-1 lH-indenoO^-bJchinoxalin-l 1-on enthält bzw.

b) die Ladungentransportschicht als Ladungen transportierende Verbindung Trinitro-llH-inde- ι ο no(l,2)chinoxalin-l 1 -on enthält

Die Verwendung von Ladungen transportierenden Verbindungen in elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien ist an sich, z. B. aus der DE-OS 2108938 oder der GB-PS 14 21948, bekannt Bei Anwendung der bekannten Maßnahmen erreicht man immer noch keine ausreichende Empfindlichkeit

Das erfindungsgemäß als Ladungen transportierende Substanz verwendete Trinitro-1 lH-indeno(l,2-b)chinoxalin-11-on entspricht der allgemeinen Formel:

Diese Verbindung läßt sich ohne weiteres durch Nitrieren von HH-Indeno(l,2-b)chinoxalin-ll-on oder so eines Mono- oder Dinitroderivats desselben bei einer Temperatur von 70° bis 100⁰C, in der Rege' in Gegenwart eines Säuregemischs, herstellen. Einzelheiten bezüglich der Herstellung dieser Verbindung finden sich in der japanischen Patentanmeldung 1 28 366/1975 r> und im folgenden Herstellungsbeispiel. Es sei noch darauf hingewiesen, daß man das Ausgangsmaterial ohne Schwierigkeiten gemäß dem in der Zeitschrift »J. Org. Chem.«, Band 27, Seite 1674 (1962) beschriebenen Verfahren erhält. .to

Herstellungsbeispiel

24,0 g llH-lndeno(l,2-b)chinoxalin-ll-on werden in 400 ml eines Säuregemischs mit rauchender Salpetersäure eines spezifischen Gewichts von 1,50 unter Kühlen -t ^r> mit Eis gelöst Dann wird die Temperatur der erhaltenen Lösung schrittweise erhöht und zur Durchführung der Umsetzung 3 h lang bei 70° bis 8O⁰C belassen. Nach dem Abkühlenlassen wird das Reaktionsgemisch in eine große Menge Eiswasser gegossen. Der hierbei ausgefal- ,0 lene Niederschlag wird abfiltriert und nach dem Waschen mit Wasser getrocknet Hierauf wird der getrocknete Niederschlag erneut in 600 ml eines Säuregemischs mit rauchender Salpetersäure eines spezifischen Gewichts von 1,52 gelöst Nachdem die v, Temperatur der erhaltenen Lösung schrittweise erhöht worden war, wird sie 5 h lang bei 85° bis 90⁰C belassen. Nun wird die Reaktionslösung bei der angegebenen Temperatur innerhalb von etwa 2,5 h mit 180 ml eines Säuregemischs mit rauchender Salpetersäure eines bo spezifischen Gewichts von 1,52 versetzt und dann 5 h lang bei einer Temperatur von etwa 90° bis 92⁰C weiterreagieren gelassen. Nach dem Abkühlenlassen wird das Reaktionsgemisch in eine große Menge Eiswasser gegossen. Der hierbei ausgefallene Nieder- ty> schlag wird abfiltriert und nach dem Waschen mit Wasser getrocknet. Dann wird der getrocknete Niederschlag mehrmals mittels eines Benzol/Aceton-Gemischs umkristallisiert wobei man letztlich 23 g Trinitro-llH-indenofl^-bjchinoxaiin-ll-on in Form gelber plattenförmiger Kristalle eines Fp. von 2523° bus 254,0⁰C erhält

Als Ladungen erzeugende Pigmente können erfiiidungsgemäß organische Pigmente, z. B. Azo-, Xantben-, Violanthron-, Phthalocyanin-, Indigoid-, Perylen- oder Indanthronfarbstoffe, sowie anorganische Pigmente, wie Se, SeTe, CdS, CdSe und dergleichen, verwendet werden.

Als Harzbindemittel eignen sich erfindungsgemäB die verschiedensten einschlägig bekannten Harze, insbesondere Polyester-, Acryl-, Silikon-, Novolak- und Ketonharze. Ferner eignen sich als Harzbindemittd auch noch von Hause aus photoleitfähige Harze, wie Poly-N-vinylcarbazol oder Derivate desselben.

In elektrophotographischen Aufzeichnungsniaterialien gemäß der Erfindung können neben den genannten Substanzen bekannte anorganische oder organische Photoleiter gemeinsam mit bekannten Sensibüisatoi cn verwendet werden. Ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung erhält man beispielsweise durch Kombination von PoIy-N-vinylcairbazol oder eines Derivats desselben mit Trinitro-1 IH-indeno( 1,2-b)chinoxalin-11 -on (vgL japanische Patentaaimeldung 128 366/1975) und zusätzlich mit einem Ladungen erzeugenden Pigment In der Tat gibt es bislang noch kein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer Kombination eines Ladungen erzeugenden Pigments einer Korngröße im Mikronbereich mit Trinitro-11 H-indeno(l,2-b)chinoxalin-l 1-on.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert Im einzelnen zeigen diie F i g. 1 und 2 vergrößerte Querschrvtte typischer Ausführungsformen elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung mit einem leitenden Schichtträger 1, einer lichtempfindlichen Schicht 2 bzw. 2' und einer Ladungentransportschicht Ά.

Das in F i g. 1 dargestellte elektrophotographiscliie Aufzeichnungsmaterial besteht aus einem leitenden Schichtträger 1 aus einem leitend gemachten Papier oder Film, beispielsweise einem mit Aluminium bedampften Kunststoffilm, oder einer Metall-, z.B. Aluminiumplatte, und einer auf den Schichtträger 1 aufgetragenen lichtempfindlichen, photoleitfähigcin Schicht 2, die im wesentlichen aus einem Ladungen erzeugenden Pigment, Trinitro-1 lH-indeno(l,2-b)chinoxalin-11-on und einem Harzbindemittel gebildet ist Bei dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß F i g. 1 ist das Ladungen erzeugende Pigment in dem Harzbindemittel in Form von Teilchen einer mittleren Korngröße von zweckmäßigerweise unter 5 μιη, vorzugsweise unter 1 μπι, dispergiert Bezogen auf ihr Gesamtgewicht, enthält die lichtempfindliche Schicht des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial von F i g. 1 0,1 bis 30 Gew.-% Ladungen erzeugendes Pigment und 1 bis 60 Gew.-% TrinitrollH-indeno(l,2-b)chinoxalin-ll-on. Die Stärke der lichtempfindlichen Schicht beträgt zweckmäßigerweiüe 5 bis 100 μιη. Gegebenenfalls kann die lichtempfindliche Schicht 2 auch noch eine geeignete Menge eines Sensibilisierungsfarbstoffs enthalten.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten elektrophotograpliischen Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung iist auf einen lichtempfindlichen Schichtträger 1 eine dünne lichtempfindliche Schicht 2' aus einem Ladungen erzeugenden Pigment allein oder einer Mischung ains einem Ladungen erzeugenden Pigment und eineim

Harzbindemittel aufgetragen. Auf dieser befindet sich eine im wesentlichen aus Trinitro-llH-indeno(l,2-b)-chinoxalin-11-on und einem Harzbindemittel bestehende Ladungentransportschicht 3. Im Falle, daß die photoleitfähige Schicht 2' zusätzlich zu dem Ladungen erzeugenden Pigment ein Harzbindemittel enthält, sollte sie die geringstmögliche Menge Harzbindemittel, nämlich 40 bis 60 Gew.-% der lichtempfindlichen Schicht enthalten. Die Stärke der lichtempfindlichen Schicht 2' beträgt zweckmäßigerweise 0,05 bis 20, vorzugsweise 0,1 bis 5 μηι. Die Ladungentransportschicht 3 sollte so viel wie möglich Trinitro-llH-indeno(l,2-b)chinoxalin-ll-on enthalten. Unter Beachtung der Bedingungen bei der Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials beträgt somit die Menge an Trinitro-llH-indeno(l,2-b)chinoxalin-11-on zweckmäßigerweise 20 bis 60 Gew.-%. Für die Korngröße des Ladungen erzeugenden Pigments gilt das im Zusammenhang mit dem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial gemäß F i g. 1 Gesagte. Die Stärke der Ladungentransportschicht 3 beträgt zweckmäßigerweise 5 bis 100 μΐπ. Wie auch das zweischichtige elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäß F i g. 1 kann das in F i g. 2 dargestellte dreischichtige elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung gegebenenfalls eine geeignete Menge irgendeines bekannten Sensibilisierungsfarbstoffs enthalten.

Bei beiden Arten elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung kann zur Verbesserung der Haftung, der Aufladungseigenschaften und dergleichen zwischen dem Schichtträger 1 und der lichtempfindlichen Schicht 2 bzw. 2' eine dünne filmartige Schicht aus einem Polyamid, Vinylacetatharz, Polyurethan oder Aluminiumoxid einer Stärke von 0,01 bis !,0 μ«η vorgesehen sein.

Zur Herstellung eines zweischichtigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung löst man zunächst das Harzbindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel, versetzt die erhaltene Lösung mit dem Ladungen erzeugenden Pigment und Trinitro-11 H-indeno(l,2-b)chinoxalin-11 -on, dispergiert das Ganze, appliziert die erhaltene Dispersion auf einen leitenden Schichtträger und trocknet das Ganze. Bei der Herstellung des dreischichtigen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung bildet man zunächst durch Aufdampfen, Beschichtungsauftrag und dergleichen auf einem leitenden Schichtträger eine lichtempfindliche Schicht aus dem Ladungen erzeugenden Pigment allein oder einer Mischung aus dem Ladungen erzeugenden Pigment und dem Harzbindemittel aus und appliziert auf die erhaltene lichtempfindliche Schicht eine Lösung, die im wesentlichen aus Trimtro-llH-indeno(l,2-b)chinoxalin-ll-on und dem Harzbindemittel besteht

Vorteilhaft an elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung ist, daß ihre Empfindlichkeit so hoch ist daß kein Restpotential zurückbleibt, daß sie selbst bei wiederholtem Gebrauch, wenn überhaupt, höchstens geringfügig ermüden und daß sie ohne Schwierigkeiten herstellbar sind.

Beispiel 1

Durch Vermählen von Dian-Blue (C I. Nr. 21 180) in einer Kugelmühle in Gegenwart von Tetrahydrofuran wird eine 2gew.-%ige Pigmentdispersion zubereitet Die erhaltene Dispersion wird mittels eines Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufgetragen und von selbst trocknen gelassen, wobei man eine 1 μηι dicke lichtempfindliche Schicht erhält. Auf die lichtempfindliche Schicht wird mittels eines Beschichtungsmessers eine Lösung von 1 Gewichtsteil Trinitro- HH-indeno(l,2-b)chinoxalin-

11 -on und 1 Gewichtsteil Polycarbonat in Tetrahydrofuran aufgetragen und 30 min lang bei einer Temperatur von 100⁰C trocknen gelassen. Hierbei erhält man eine

12 μηι dicke Ladungentransportschicht insgesamt ein ίο dreischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wird dann 20 see lang mittels eines handelsüblichen elektrophotographischen Kopiergeräts mit + 6-KV-Koronaentladung aufgeladen und dann 20 see lang im Dunkeln Hegen gelassen. Danach wird sein Oberflächenpotential Vo gemessen. Nun wird das Ganze mittels einer Wolframlampe belichtet wobei die Lichtstärke auf der Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials 20 Lux beträgt Gleichzeitig werden mittels einer Aufzeichnungsvorrichtung der Abfall des Oberflächenpotentials bei der Belichtung und die Dauer des Potentialabfalls in see aufgezeichnet Hierbei wird die zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials V₀ aul die Hälfte erforderliche Zeit in see aufgezeichnet (Em) Der Ausdruck »£1/2« steht für die zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials Vo auf die Hälfte erforderliche Lichtmenge, d. h. die Empfindlichkeit Die Werte für das

3d Oberflächenpotential V₀ und die Empfindlichkeit Ey. betragen 740 V bzw. 5,1 Lux · sea

Die Ergebnisse zeigen, daß Trinitro-llH-indeno( 1,2-b)chinoxalin-ll-on als solches eine geeignete Ladunger transportierende Substanz darstellt

^i! Beispiel 2

Eine Lösung von 5 Gewichtsteilen Poly-N-vinylcarbazol und 1 Gewichtsteil Trinitro- HH-indeno(l,2-b)chinoxalin-11 -on wird mit bezogen auf das Trinitro-11 H-in deno(l ,2-b)chinoxalin-l 1 -on, 30 Gew.-% Dian Blue (C. I Nr. 21 180) versetzt worauf das Ganze in einei Kugelmühle gründlich dispergiert wird. Die erhaltene Dispersion wird mittels eines Beschichtungsmessers aul einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufge tragen und 30 min lang bei einer Temperatur von 100° C trocknen gelassen, wobei man ein zweischichtige!

elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mi einer 10 μίτι dicken lichtempfindlichen Schicht erhält

Wird das erhaltene lichtempfindliche Aufzeichnungs

material in der im Beispiel 1 geschilderten Weise hinsichtlich seines Oberflächenpotentials und seine; Empfindlichkeitswerts Ei/2 getestet erhält man folgende Ergebnisse:

(V)

(lux-see)

Bei positiver Aufladung 600
_b0 Bei negativer Aufladung 570

6
10,0

Beispiel 3

Auf einer 300 μπι dicken Aluminiumfolie wird durcl Aufdampfen im Vakuum eine 1 μπι dicke Selenschicht abgelagert Auf die hierbei gebildete lichtempfindlichi Schicht wird mittels eines Beschichtungsmessers eini Lösung von 1 Gewichtsteil Trinitro-llH-indeno( 1,2 b)chinoxalin-l 1-on und 1 Gewichtsteil Polyesterharz ii

Tetrahydrofuran aufgetragen, worauf das Ganze zunächst von selbst und dann unter vermindertem Druck trocknen gelassen wird. Hierbei erhält man ein dreischichtiges elektrop holographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung mit einer 16μπι dicken Ladungentransportschicht.

Wird das in der geschilderten Weise hergestellte lichtempfindliche elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise hinsichtlich seines Oberflächenpotentials Vo und E\_n getestet, zeigt es sich, daß die diesbezüglichen Werte nach positiver Aufladung Vo 960 V und Em 6,3 Lux · sec

^betra«^en- Beispiel 4

1 Gewichtsteil eines Kupferphthalocyanins vom Typ B wird in einer Kugelmühle in Gegenwart von

Tetrahydrofuran gemahlen und dann mit 12 Gewichtsteilen Trinitro-llH-indeno(l,2-b)chinoxaIin-ll-on und 18 Gewichtsteilen Polyesterharz versetzt. Durch weiteres Vermählen in der Kugelmühle erhält man eine Dispersion. Diese wird mittels eines Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufgetragen und 30 min lang bei einer Temperatur von 100° C trocknen gelassen. Hierbei erhält man ein zweischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung mit einer 22 μπι dicken lichtempfindlichen Schicht.

Wird das erhaltene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise auf sein Oberflächenpotential und seine Empfindlichkeit hin getestet, zeigt es sich, daß die diesbezüglichen Werte V₀ 940 V und £1/28,7 Lux · sec betragen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger — gegebenenfalls einer Zwischenschicht — sowie einer Schicht mit einer Ladungen erzeugenden Verbindung, einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht als Ladungen transportierende Verbindung Trinitro-11 H-indeno( 1,2-bJchtnoxalin-11 -on enthält

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 0,1 bis 30 Gewichtsprozent Ladungen erzeugende Verbindung und 1 bis 60 Gewichtsprozent Trinitro-11 H-indeno( 1,2-b)chinoralin-l 1-on enthält

3. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, einer Ladungenerzeugungsschicht aus einer Ladungen erzeugenden Verbindung und gegebenenfalls einem Bindemittel, das photoleitfähig sein kann, und einer Ladungentransportschicht aus einer Ladungen transportierenden Verbindung und einem gegebenenfalls photoleitfähigen Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungentransportschicht als Ladungen transportierende Verbindung Trinitro-

1 lH-indeno(l,2-b)chinoxalin-l 1-on enthält jo

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungentransportschicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht 20 bis 60 Gewichtsprozent Trinitro-11 H-indeno(l,2-b)-chinoxalin-11 -on enthält i^r>

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß es eine 0,05 bis 20 μΐη dicke Ladungenerzeugungsschicht enthält.

6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungenerzeugungsschicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 40 bis 60 Gewichtsprozent Bindemittel enthält

7. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Ladungen erzeugende Verbindung einen Azofarbstoff, Xanthenfarbstoff, Violanthronfarbstoff, Phthalocjaninfarbstoff, Indigoidfarbstoff, Perylenfarbstoff, Indanthronfarbstoff, Se, SeTe, CdS und/oder CdSe enthält

8. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bindemittel einen Polyester, ein Acrylharz, ein Silikonharz, ein Novolakharz, ein Ketonharz und/oder ein Poly-N-vinylcarbazol oder Poly-N-vinylcarbazolderivat enthält

9. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bzw. die Ladungentransportschicht 5 bis 100 μπι dick ist

10. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Ladungen erzeugende Verbindung einer Korngröße unter 5 μΐη enthält

11. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Zwischenschicht aus einem Polyamid, Vinylacetat-Homo- oder -Mischpolymerisat Polyurethan oder Aluminiumoxyd enthält

12. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1,3 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß es eine 0,01 bis 1,0 μηι dicke Zwischenschicht enthält