DE2710091C3 - 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 aufgrund der Biegsamkeit der aus ihnen gebildeten Filme werden immer mehr organische Photoleiter, z. B. Poly-N-vinylcarbazol, als lichtempfindliche Substanzen zur Ausbildung photoleitfähiger Schichten elektrographischer oder elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien verwendet Nachteilig an organischen Photoleitern ist jedoch, daß sie hinsichtlich ihrer Lichtempfindlichkeit anorganischen Photoleitern, z. B. Zinkoxid, weit unterlegen sind. Um nun 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 /on anorganische Photoleiter enthaltenden elektrophotographischen oder elektrographischen Aufzeichnungsmaterialien mindestens gleichwertig ist und selbst bei wiederholtem Gebrauch immer zu scharf gestochenen Bildkopien führt 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 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) oder b) bezeichneten Art, welches dadurch gekenn-

zeichnet ist, daß a) die Schicht als Ladungen transportierende Verbindung ein Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält bzw. b) die Ladungentransportschicht als Ladungen transportierende Verbindung ein Nitroderivat eines Benz(c)rinnoiin-5- oder -6-oxids enthält

Die Verwendung von Ladungen transportierenden Verbindungen in elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien ist an sich, z.B. aus der DE-OS 2108 938 oder der GB-PS 1421948, bekannt. Bei Anwendung der bekannten Maßnahmen erreicht man immer noch keine ausreichende Empfindlichkeit

Die erfindungsgeraäß als Ladungen transportierende Substanzen verwendbaren Nitroderivate von Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxiden sind bekannte Verbindungen der allgemeinen Formel

(NO₂J_n

mit n=3 oder 4. Diese Verbindungen lassen sich ohne Schwierigkeiten synthetisieren. So erhält man beispielsweise mono- oder dinitrosubstituierte oder unsubstituierte Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxide gemäß dem in der Zeitschrift »J. Chem. Soc.«, 2454,4384 (1962) beschriebenen Verfahren und Weiternitrierung des erhaltenen Reaktionsprodukts mittels eines Säuregemischs. Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Nitroderivate von Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxiden sind 2,4,8-Trinitrobenz(c)cinnoIin-6-oxid der Formel

O₂N

NO₂

NO₂

2,4,I0-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid der Formel
NO₂ NO₂

und I,3,7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxid der Formel

NO₂

O₂N

Als Ladungen erzeugende Pigmente können erfindungsgemäß organische Pigmente, wie Azoverbindungen, Xanthenfarbstoffe, Violanthronfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe, Indigoidfarbstoffe, Perylenfarbstoffe, Indanthronfarbstoffe und dergleichen, sowie als anorganische Pigmente Se, SeTe, CdS, CdSe und dergleichen verwendet werden.

Als Halzbindemittel können erfindungsgemäß die verschiedensten bekannten Harze, insbesondere PoIyesterharze, Acrylharze, Silikonharze, Novolakharze, Ketonharze und dergleichen, verwendet werden. Weiterhin eignen sich als Harzbindemittel auch von Hause aus photoleitfähige Verbindungen, wie PoIy-N-vinylcarbazol oder dessen Derivate.

In lichtempfindlichen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung können neben den genannten Substanzen bekannte anorganische oder organische Photoleiter gemeinsam mit bekannten Sensibilisatoren zum Einsatz gelangen. So erhält man beispielsweise ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung durch Kombination von Poly-N-vinylcarbazol oder eines Derivats hiervon mit einem Nitroderivat eines Benz(c)cinnoIin-5- oder -6-oxids (vgl. japanische Patentanmeldung 1 03 343/1975) und zusätzlich mit einem Ladungen erzeugenden Pigment In der Tat gibt es bisher noch keine elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien, in denen eine Ladungen erzeugende Substanz einer Korngröße im Mikronbereich mit einem

jo Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids kombiniert ist_

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert Im einzelnen zeigen die F i g. 1 und 2 vergrößerte Querschnitte typischer Ausfuhrungsformen elektrophotographischer Aufzeichnungsmaterialien gemäß der Erfindung mit einem leitenden Schichtträger 1, einer lichtempfindlichen Schicht 2 bzw. T und einer Ladungentransportschicht 3. Das in F i g. 1 dargestellte elektrophotographische 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, photoleitfähigen Schicht 2, die im wesentlichen aus einem Ladungen erzeugenden Pigment einem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids und einem Harzbindemittel gebildet ist In der lichtempfindlichen Schicht 2 ist das Ladungen erzeugende Pigment in dem Harzbindemittel teilchenförmig dispergiert Die mittlere Korngröße der betreffenden Pigmentteilchen liegt zweckmäßigerweise unter 5 μηι, vorzugsweise unter 1 μίτι (diese Korngrößenangaben gelten auch für das in F i g. 2 dargestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial). Bezogen auf ihr Gesamtgewicht enthält die lichtempfindliche Schicht 2 0,1 bis 30 Gew.-% Ladungen erzeugendes Pigment und 1 bis 60 Gew.-% Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids.

Ferner weist die lichtempfindliche Schicht 2 eine Stärke im Bereich von 5 bis 100 μιη auf.

Das in Fig.2 dargestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial erhält man, indem man auf einen leitenden Schichtträger 1 eine dünne (lichtempfindliche,

b5 photoleitfähige) Schicht 2' aus einem Ladungen erzeugenden Pigment alleine oder in Mischung mit einem Harzbindemittel appliziert und auf diese eine im wesentlichen aus einem Nitroderivat eines Benz(c)cin-

nolin-5- oder -6-oxids und einem Hazbindemittel bestehende Ladungentransportschicht 3 aufträgt Im Falle, daß die lichtempfindliche Schicht 2' aus einem Ladungen erzeugenden Pigment und einem Harzbindemittel besteht, ist es zweckmäßig, daß Harzbindemittel in der geringstmöglichen Menge, d. h. in einer Menge von 4C bis 60 Gew.-% der lichtempfindlichen Schicht, zu verwenden. Die Stärke der lichtempfindlichen Schicht 2' beträgt zweckmäßigerweise 0,05 bis 20, vorzugsweise 0,1 bis 5 μπι. Die Menge des Nitroderivats eines Benz(c)cinnoIin-5- oder -6-oxids in der Ladungentransportschicht 3 sollte zweckmäßigerweise so groß wie möglich sein. Wenn man die Herstellungsbedingungen bei der Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung in Erwägung zieht, beträgt die Menge an Nitroderivat zweckmäßigerweise 20 bis 60 Gew.-%. Die Ladungentransportschicht 3 besitzt zweckmäßigerweise eine Stärke von 5 bis 100 μπι.

Um die Haftung, die Aufladungseigenschaften und dergleichen eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung zu verbessern, kann zwischen dem Schichtträger 1 und der lichtempfindlichen Schicht 2 bzw. T eine dünne Schicht aus einem Harz, z. B. einem Polyamid, Vinylacetatharz, Polyurethan und dergleichen, oder ein Aluminiumoxidfilm vorgesehen sein.

Zur Herstellung eines in F i g. 1 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials löst man zunächst das Harzbindemittel in einem geeigneten Lösungsmittel, versetzt die erhaltene Lösung mit dem Ladungen erzeugenden Pigment und dem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids und dispergiert die beiden zugesetzten Bestandteile in der Harzlösung, appliziert die erhaltene Dispersion auf einen leitenden Schichtträger und trocknet dann das Ganze. Zur Herstellung eines in F i g. 2 dargestellten elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gemäß der Erfindung bildet man zunächst auf einem leitenden Schichtträger eine lichtempfindliche, photoleitfähige Schicht aus einem Ladungen erzeugenden Pigment oder einer Mischung aus einem Ladungen erzeugenden Pigment und einem Harzbindemittel durch Aufdampfen, Beschichten und dergleichen aus und appliziert dann auf die erhaltene lichtempfindliche, photoleitfähige Schicht eine Mischung aus dem Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids und dem HarzbindemitteL

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

trocknen gelassen. Hierbei erhält man eine 12 μπι dicke Ladungentransportschicht Insgesamt erhält man also ein dreischichtiges etektrophotographisches Aufzeich nungsmaterial gemäß der Erfindung.
Das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wird 20 see lang mittels eines handelsüblichen elektrophotographischen Kopiergeräts mit einer +6-ICV-Koronaentladung aufgeladen. Nach 20 see dauerndem Liegenlassen des

ίο aufgeladenen lichtempfindlichen elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials im Dunkeln wird sein Oberflächenpotential Vo in Volt gemessen. Danach wird das aufgeladene elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial mittels einer Wolframlampe mit einer Lichtstärke von 200 Lux (auf der Oberfläche des elektrophotographischen Aufzeichnungsmateriais) belichtet Während der Belichtung werden mittels einer Aufzeichnungsvorrichtung der Abfall des Oberflächenpotentials und die zum Abfall des Oberflächenpotentials erforderliche Zeit aufgezeichnet Hierbei wird die zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials V₀ auf die Hälfte bei einer Belichtungsintensität von 20 Lux see erforderliche Belichtungszeit in sec (Em) ermittelt Der Wert Em entspricht der zur Erniedrigung des Oberflächenpotentials V₀ auf die Hälfte erforderlichen Lichtmenge und bezeichnet die Empfindlichkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials. Die im vorliegenden Falle ermittelten Werte Vo und Ey₂ betrager 480 V bzw. 5,0 Lux see.

Diese Ergebnisse zeigen, daß 13.7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxid als solches eine geeignete Ladungen transportierende Substanz darstellt

Beispiel 2

Eine Lösung von 2 Gewichtsteilen Poly-N-vinylcarbazol und 3 Gewichtsteilen 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnolin 6-oxid in Tetrahydrofuran wird mit bezogen auf da: 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnoün-6-oxid, 10 Gew.-% Dian Blue (C. I. Nr. 21 180) versetzt worauf das Ganze ir einer Kugelmühle zu einer Dispersion verarbeitet wird Die erhaltene Dispersion wird mittels eines Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium bedampfter Polyesterfilm aufgetragen und 30 min lang bei einei Temperatur von 100⁰C getrocknet Hierbei erhält mar eine 11 um dicke lichtempfindliche Schicht d. h insgesamt ein zweischichtiges elektrophotographische! Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird das in der geschilderten Weise erhaltene lichtempfindliche elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise hinsichtlich seines Oberflächenpotentials und seinei Empfindlichkeit getestet erhält man die in dei folgenden Tabelle zusammengestellten Ergebnisse:

B e i s ρ i e 1 1

Durch Vermählen von Dian Blue (C L 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, worauf das Ganze von selbst trocknen gelassen wird. Hierbei erhält man eine 1 um starke lichtempfindliche Schicht Auf die lichtempfindliche Schicht wird mittels eines Bescmchtungsmessers eine Beschichtungslösung aus 1 Gewichtsteil eines 13,73-Tetranitrobenz(c)cnnioBn-5-oxids und 1 Gewicititsteil Polycarbonat in Tehran appliziert und 30 min lang bei einer Temperatur von 100⁰C Ein

Bei positiver Aufladung 620 V 5,7 Lux - sec Bei negativer Aufladung 740 V 6,8 Lux · sec Beispiel 3

Durch Aufdampfen einer 1 um starken Selenschich auf eine 300 um dicke Aluminiumfolie im Vakuum erhäl man eine lichtempfindliche Schicht Auf diese wire mittels eines Beschfchtungsmessers eine Lösung von : Gewichtsteilen lA7,9-Tetramtrobenz(c)riiinolin-5-oxki 2 Gewichtsteilen 2,4,8-Trmitrobenz(c)cinnoIin-6-oxk

und 5 Gewichtsteilen eines Polyesterharzes in Tetrahydrofuran appliziert, worauf das Ganze zunächst von selbst und dann unter vermindertem Druck trocknen gelassen wird. Hierbei erhält man eine 20 μΐη dicke Ladungentransportschicht, insgesamt also ein dreischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial in der im Beispiel 1 geschilderten Weise auf sein Oberflächenpotential und seine Empfindlichkeit hin getestet, zeigt es sich, daß es ein V₀ von 950 V und einen Empfindlichkeitswert E\n von 6,3 Lux · sec aufweist.

Beispiel 4

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

Tetrahydrofuran vermählen und dann mit 12 Gewichtsteilen 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid und 18 Gewichtsteilen eines Polyesterharzes versetzt. Durch weiteres Vermählen der genannten Substanzen erhält man eine Dispersion. Diese wird mittels eines Beschichtungsmessers auf einen mit Aluminium bedampften Polyesterfilm aufgetragen. Nach 30minütigem Trocknen bei 100° C erhält man eine 18μπι dicke lichtempfindliche Schicht, insgesamt also ein zweischichtiges elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung.

Wird das in der geschilderten Weise hergestellte elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial gemäß der Erfindung in der im Beispiel 1 geschilderten Weise auf sein Oberfiächenpotential und seinen Empfindlichkeitswert Ei/2 untersucht, zeigt es sich, daß es ein V₀ von 840 V und einen Empfindlichkeitswert E_m von 7,9 Lux see aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

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 to die Schicht als Ladungen transportierende Verbindung ein Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält

2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 0,1 bis 30 Gewichtsprozent Ladungen erzeugende Verbindung and i bis 60 Gewichtsprozent eines Nitroderivats eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids 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 Verbinidung ein Nitroderivat eines Benz(c)cinnolin-5- oder -6-oxids enthält

4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungentransportschicht, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 20 bis 60 Gewichtsprozent eines Nitroderivates eines Ben^cjcinnolin-S- oder -6-oxids enthält

5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß es eine 0,05 bis 20 μίτι 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 Nitroderivat 2,4,8-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid, 2,4,10-Trinitrobenz(c)cinnolin-6-oxid und/oder 1,3,7,9-Tetranitrobenz(c)cinnolin-5-oxid enthält

8. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Ladungen erzeugende Verbindung einen Azofarbstoff, Xanthenfarbstoff, Violanthronfarbstoff, Phthalocyaninfarbstoff, Indigoidfarbstoff, Perylenfarbstoff, Indanthronf arbstoff, Se, SeTe, CdS und/oder CdSe enthalt

9. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet daß es als Bindemittel einen Polyester, ein Acrylharz, ein Silikonharz, ein Novolakharz, ein Ketonharz, Polyvinylkarbazol und/oder ein Polyvinylkarbazolderivat enthält

10. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 e>o und 3, dadurch gekennzeichnet daß die Schicht bzw. die Ladungentransportschicht 5 bis 10 μπι dick ist

11. Aufzeichnungsmaterial nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Ladungen erzeugende Verbindung einer Korngröße fa5 unter 5 μηι enthält

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

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