DE3218758A1 - Bis-arylazoderivate des 2,3-naphthalindiols und ihre verwendung - Google Patents
Bis-arylazoderivate des 2,3-naphthalindiols und ihre verwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft neue Bis-arylazoderivate des 2,3-Naphthalindiols und ihre Verwendung, insbesondere als Pigmente für die j
Herstellung von flüssigen elektrophotographischen Entwicklern.
widäung elektrostatischer Ladungsbilder verwendet oder mit anderem !'.{
beispielsweise wird ein elektrostatisches Ladungsbild auf einer Ij
photoleitfähigen Oberfläche erzeugt, das dann mittels eines Entwicklers l|
sichtbar gemacht wird. Andererseits kann das Ladungsmuster auch J
auf ein Blatt Papier oder eine andere Oberfläche übertragen werden,
wo es dann entwickelt und sichtbar gemacht wird.
Es sind sowohl trockene als auch flüssige Entwickler bekannt. Flüssige Entwickler weisen bestimmte Vorteile auf, beispielweise
eine kleine Teilchengröße, die ihre Verwendung in Systemen ermöglicht, bei denen es auf ein hohes Auflösungsvermögen ankommt. Flüssige Entwickler bestehen normalerweise aus einen feinverteilten Pigment, das
in einer isolierenden Trägerflüssigkeit verteilt ist, beispielsweise aus einer verflüchtigbaren Kohlenwasserstoffmischung. Um das Pigment
auf die Bildoberfläche zu binden, kann der Dispersion ein Bindemittel, beispielsweise ein Bindemittelharz zugesetzt werden. Andere
mögliche Komponenten eines flüssigen Entwicklers bestehen aus Ladungssteuermitteln, welche die kolloidale Dispersion stabilisieren,
indem sie ein Absitzen der Pigmentteilchen aus der Trägerflüssigkeit verzögern.
Von den vielen farbigen Substanzen, die als Pigmente für die Herstellung von flüssigen Entwicklern verwendet wurden, hat Ruß eine
besondere Bedeutung erlangt. Auch sind verschiedene schwarze und farbige organische Verbindungen verwendet worden.
So wird beispielsweise in der US-PS 4 145 299 eine Klasse von
organischen Verbindungen beschrieben, die sich als Pigmente in flüssigen elektrophotographischen Entwicklern verwenden lassen.
Bei diesen Verbindungen handelt es sich um Bis-arylazoderivate
des 2,3-Naphthalindiols. Werden diese Verbindungen dispergiert,
so ist ihre optische Dichte praktisch neutral, d. h. sie weisen eine schwarze oder nahezu schwarze Farbe auf. Sie liefern des
weiteren ziemlich stabile Dispersionen in aus Kohlenwasserstoffen bestehenden Trägerflüssigkeiten, z. B. den häufig verwendeten
flüssigen isoparaffinischen Trägern. Wie viele andere organische Farbstoffe jedoch weisen die Verbindungen dieser Klasse eine
vergleichsweise geringe Lichtstabilität auf. Dies führt dazu, daß die mit diesen Verbindungen entwickelten Bilder dazu neigen auszubleichen, wenn sie der Einwirkung von Licht oder ultravioletter
Strahlung über längere Zeiträume ausgesetzt werden.
Es besteht somit ein Bedürfnis nach Pigmenten von Neutraldichte
und guter Dispersionsstabilität sowie ferner einer guten Lichtstabilität.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die im folgenden
näher beschriebenen Bis-arylazoderivate des 2,3-Naphtalindiols
nicht nur ausgezeichnet stabile Dispersionen in Trägerflüssigkeiten liefern, sondern daß sich bei Verwendung dieser Pigmente auch
Bilder entwickeln lassen, die durch eine vorteilhafte Neutraldichte und eine ausgezeichnete Lichtstabilität gekennzeichnet sind.
Gegenstand der Erfindung sind somit neue Bis-arylazoderivate des
2,3-Naphthalindiols, wie sie im Anspruch 1 gekennzeichnet sind. Gegenstand der Erfindung ist des weiteren die Verwendung derartiger
Bis-arylazoderivate als Pigmente zur Herstellung von flüssigen elektrophotographischen Entwicklern.
Die erfindungsgemäßen Bis-arylazoderivate des 2,3-Naphthalindiols
weisen die folgende Formel auf:
N -
worin bedeuten:
OH SO2R'
O2R'
OR1
- N
worin R3 und R4 die die gleiche oder eine voneinander verschiedene
Bedeutung haben können, jeweils stehen für ein Wassorstoffatom, einen kurzkettigen Alkylrest, einen Phenyl- oder
Naphthylrest oder einen Phenyl- oder Naphthylrest, der durch mindestens einen kurzkettigen Alkylrest substituiert ist.
Besonders vorteilhafte Verbindungen sind solche der angegebenen
Formel, in denen R1 für eine Methylgruppe steht und R2 für ein
Fluoratom oder eine Aminogruppe. Besonders vorteilhafte andere Verbindungen der angegebenen Formel sind ferner solche, in denen R1
für eine Ethyl-, n-Propyl- oder t-Butylgruppe steht.
R2 kann für eine mono- oder disubstituierte Aminogruppe stehen,
beispielsweise eine Methylamino-, Dimethylamino-, Methylethylamino-,
Di-t-butylamino, Diphenylamine-, Ditolylamino- oder
Naphthylaminegruppe.
Die erfindungs gemäßen Bis-arylazod,erivate des 2,3-Naphthalindiols
lassen sich nach bekannten Methoden zur Herstellung von aromatischen Diazoverbindungen herstellen. Ein besonders vorteilhaftes
Verfahren besteht darin, ein Diazoniumsalz eines Alkoxybenzolsulfonamides herzustellen, das einen Acetanddosubstituente
aufweist, worauf zwei Mole des Diazoniumsalzes mit einem Mol 2,3-Naphthalindiol gekuppelt werden.
In den folgenden Beispielen sind Verfahren zur Herstellung von erforderlichen Zwischenverbindungen sowie der erfindungsgemäßen
Verbindungen dargestellt.
(a) Herstellung von o-Acetanisidin
NCOCH3
H
Zu 100 ml Essigsäureanhydrid wurden tropfenweise unter Rühren 10Og(O,813 Mol) o-Anisidin zugegeben, wobei die Temperatur auf
etwa 600C anstieg. Die Reaktionsmischung wurde dann auf einem
Daiapfbade 15 Minuten lang erhitzt und danach auf 450C abkühlen
gelassen, worauf sie auf 500«zerstoßenes Eis gegossen wurde.
Der weiße ausgefallene feste Niederschlag wurde abfiltriert mittels Wasser säurefrei gewaschen und an der Luft getrocknet.
) ■1
Es wurden 100 g Reaktionsprodukt mit einem Schmelzpunkt von 84 bis 86°C erhalten.
(b) Herstellung von 3-Acetamido-4-methoxybenzolsulfonamid
NH
NHGOCH.
SO2NH2
OCH.
100 g (0,605 Mol) o-Acetanisidin wurden portionsweise zu 200 ml
Chlorsulfonsäure bei etwa 500C zugegeben (eine Kühlung war
erforderlich). Nach der erfolgten Zugabe wurde die Lösung 4 Stunden
lang auf 50 bis 600C erwärmt, auf Raumtemperatur abgekühlt, worauf
sie vorsichtig zu 1,5 kg einer Eis-Wasser-Mischung gegeben wurde.
Der ausgefallene weiße Niederschlag wurde abfiltriert, mit einer zusätzlichen Menge Wasser (1 Liter) gewaschen und mehrere Stunden
lang mittels eines Gummipreßlings trockengepreßt. Das trockengepreßte, noch feuchte Sulfonyl Chlorid wurde dann in 500 ml Tetrahydrofuran gelöst, auf O0C abgekühlt und mit einem Ammoniakgasstrom behandelt (die Temperatur erhöhte sich dabei auf 25°C).
Die Behandlung mit dem Ammoniakgasstrom danerte 10 Minunten. Der weiße ausgefallene kristalline Niederschlag wurde abfiltriert,
mit 100 ml Wasser gewaschen und getrocknet. Auf diese Weise wurden 114 g Sulfonamid entsprechend 80 t der Theorie mit einem Schmelzpunkt von 227-23O0C erhalten.
• I <
• ι
(c) Herstellung von 1 ^-Bis^-methoxy-S-sulfamoylphenylazo)-2,3-naphthalindiol
OCH.
NHCOCH,
HCl
NaNO.
Pyridin
SO-NH9 2 2
O2NH2
72,4 g (0,297 Mol) S-Acetamido^-methoxybenzolsulfonamid wurden
in 180 ml oN-Chlorwasserstoffsäure suspendiert und 60 Minuten lang
auf einem Dampfbade erhitzt. Die erhaltene bernsteinfarben® Lösung wurde dann auf O0C abgekühlt, worauf die erhaltene Aufschlämmung
mit einer Lösung von 21 g (0,30 Mol) Natriumnitrit in 40 ml Wasser behandelt wurde. Danach wurde die erhaltene Lösung 15
Minuten lang bei O0C gerührt, worauf sie zur Entfernung von
unlöslichen Bestandteilen filtriert wurde. Die Diazonium»alζlösung
wurde dann tropfenweise bei 0 - 100C uiör Rühren zu einer Lösung
von 22,0 g (0,142 Mol) 2,3-Naphthalindiol in 900 ml Pyridin zuge-
geben. Die Mischung wurde nach erfolgter Zugabe noch eine Stunde j
lang bei 0 bis 5°C gerührt und danach übernacht ohne woitore
danach mit 100 ml Pyridin, 500 ml Methanol und schließlich rait ■*
warm®o Wasser gewaschen. Auf diese Weise wurden 71,8 g rohes Roaktionsprodukt mit einem Schmelzpunkt von 3450C (Schrunpf) nach
don Trocknen erhalten.Das Reaktionsprodukt wurde in 500 ml
wurde. Die dunkle Mischung wurde dann auf Rauratonporatur abgekühlt, |)
worauf der ausgefallene Niederschlag abfiltriert und so lange \j
mit Methanol gewaschen wurde, bis das Filtrat farblos war. Dann jl
wurde getrocknet. Auf diese Weise wurden 62,8 g Reaktionsprodukt j;
entsprechend 76 X der Theorie mit einem Schmelzpunkt von > 4000C
erhalten.
(a) Herstellung von 3-Acetamido-4-methoxybenzolsulfonylfluorid jt
f ■'■ t\
500 ml einer Mischung aus Dioxan und H2O im Verhältnis 1:1 wurde ||
eine äquimolare Menge von 3-Acetamido-4-methoxybenzolsulfonyl- |
temperatur erhitzt und danach in einem Eis-Bad abgeschreckt. Dor jfjj
ausgefallene weiße Niederschlag wurde abfiltriert und mit Wasser p
gewaschen. Auf diese Weise wurden 61 g des Fluorides entsprechend Ij
72,5 \ der Theorie erhalten. Der Schmelzpunkt der Verbindung lag ||
bei 162 - 164°C. ||
(b) Herstellung von 1,V-Bis(2-methoxy-S-fluorsulfonylphenylazo)-
U
2
,3-naph thaiindiol
ü
■ - f]
- 10 -
Verfahren hergestellt, wobei jedoch diesmal 8,9 g (0,036 Mol) 3-Acetaraido-4-methoxybenzolsulfonylfluorid anstelle des Acetanidosulfonanidos
von 1(b) verwendet wurden, abgesehen von entsprechenden Mengen an den anderen Verbindungen. Nach dem Waschen
und Trocknen wurden 4,3 g Reaktionsprodukt entsprechend 35 \ der Theorie erhalten. Die Verbindung zersetzte sich bei 330 C ohne
zu schneizen.
Zur Herstellung von Entwicklern ausgehend von den erfindungsgcn&fton j
Bis-arylazoderivaten des 2,3-Naphthalins lassen sich übliche bekannte
elektrisch isolierende TrägerflUssigkeiten verwenden. Die zur Herstellung von elektrophotographischen Entwicklern verwendeten
Trägerflüssigkeiten sollen bekanntlich eine niedrig® dielektrische Konstante aufweisen und einen sehr hohon eloktrischon Widerstand.
Geeignete Flüssigkeiten weisen beispielsweise eine dielektrische Konstante von weniger als 3 und einen Volumenwiderstand von größer
j als 10 0hm«cm auf. Sie sollen des weiteren unter den Bedingungen
der Verwendung der Entwickler stabil sein. Beispiele für geeignete Trägerflüssigkeiten sind flüssige Kohlenwasserstoffe, beispielsweise
isoparaffinische Kohlenwasserstoffe mit einom Sidoboroich von
145 - 185 C, die beispielsweise unter der Handelsbezeichnung '•Isopar G" im Handel erhältlich sind. Verwendbar sind d©s weiteren
beispielsweise flüssige halogenierte Kohlenwasserstoffο mit
Siedepunkten von 20C bis 550C, beispielsweise fluorierte Kohlenwasserstoffe, z. B. Trichlormonofluormethan und Trichlortrifluorethan. Weitere andere geeignete flüssige Träger bestehen aus
Polysiloxanen, geruchlosen Mineralspirits, Octan und Cyclohexan. !
Obgleich ein er fin dungs gemäßer Entwickler lediglich aus einer \)
Dispersion eines neuen Pigmontes in der Trägorflüssigkoit bestehen i:j
kann, kann es doch zweckmäßig oder vorteilhaft sein, dem Entwickler |
I ein Bindemittelpolymer zuzusetzen, um die Pigmentteilchen auf die \
Papier- oder Filmurterlage oder auf eine andere Oberfläche, die
entwickelt werden soll, zu binden. Besonders vorteilhafte Bindemittelpolymere bestehen aus Acryl-Polymeren, beispielsweise des aus der
.US-PS 3 849 165 bekannten Typs und aus Polyester^onomeren, beispiels-
■ II·
- 11 -
weise des aus der US-PS 4 202 785 bekannten Typs.
Die erfindungsgemäßen flüssigen Entwickler können dos woitoron
auch ein Ladungssteuermittel enthalten, um eine gleichföriaige
Ladungspolarität der Entwicklerteilchen zu gewährleisten und um zur Stabilisierung der Dispersion von Pigment und Bindemittelharz
beizutragen. Das Ladungssteuermittel kann somit auch als Stabilisator bezeichnet werden. Die Mang© an Ladungssteuermittel, die zugesetzt
wird, liegt vorzugsweise bei 0,1 - 2 Gew.-I, bezogon auf den
Entwickler. Beispiele für vorteilhafte Ladungssteuoraittel oder
Stabilisatoren sind die aus don US-PS. 3 849 165, 4 145 299, 4 170 563 und 4 229 513 bekannten Verbindungen. Besonders vorteilhafte
polymere Ladungssteuermittel sind beispielsweise Poly(styrol-colaurylmethacrylat-co-sulfoethylmethacrylat), Poly(vinyltoluol-colaurylmethacrylat-co-lithiummethacrylat-co-methacrylsäure),
PolyCp-tert.-butylstyrol-co-lithiummethacrylat) und Poly(vinyltoluol-co-laurylmethacrylat-co-methacryloyloxyothyltrliaothylaramoniuia-p-toluol sulfonat). Diese Polymeren sind entweder löslich
oder leicht in gewöhnlichen Kohlenwasserstoff-Trägerflüssigkeiton
dispergierbar und setzen sich nicht ab. Verwendbar sind aber auch nicht-polymere Ladungssteuermittel, beispielsweise Magnesiumseifen
und Seifen von schwereren Metallen, wie sie beispielsweise näher
in der US-PS 3417)19 beschrieben werden.
Die Entwickler können beispielsweise nach dem aus der US-PS 4 145 299 bekannten Verfahren hergestellt werden, durch Vermählen
des Pigmentes oder durch Behandlung des Pigmentes in einer Kugelmühle mit einer Lösung des Bindemittelpolymeren in einem flüssigen
aromatischen Kohlenwasserstoff unter Herstellung eines Entwicklerkonzentrates. Dieses Konzentrat wird dann mit der isolierenden
Trägerflüssigkeit verdünnt, beispielsweise einem flüssigen isoparaffinischen Kohlenwasserstoff, unter Herstellung einer Dispersion
des Pigmentes und des Bindemittelpolymeren. Das Ladungssteuermittel
kann, sofern ein solches verwendet wird, zur gleichen Zeit oder später zugesetzt werden. Der Entwickler enthält in vorteilhafter
Weise 0,01 - 1,0 g Pigment pro Liter Entwickler. Wird ein Binde-
- 12 -
mittelpolymer verwendet, so kann das Gewichtsverhältnis von '
Pigment zu Bindemittel sehr verschieden sein. Beispielsweise kann
es bei 1:20 bis 2:1 lieger..
es bei 1:20 bis 2:1 lieger..
Das folgende Beispiel soll die Verwendung eines Bis-arylazoderivates !:
des 2,3-Naphthalindiols zur Herstellung eines Entwicklers be- \.
schreiben. \
Zu 22,5 g einer 7 gewichtsprozentigen Lösung eines Stabilisator- I
Polymeren, nämlich PolyCvinyltoluol-co-laurylmethacrylat-co- %
lithiummethacrylat-co-mothacrylsäure) in einem aromatischen Kohlen- "'
wasserstoff-Lösungsmittel (Solvesso 100) wurden 2 g des Pigra©ntes
von Beispiel 1 zugegeben. Das verwendete Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel bestand aus einer Mischung von alkylierten aromatischen
Kohlenwasserstoffen mit einem Siedebereich von 150 - 185°C. Die
Mischung wurde 15 Tage lang in einer Kugelmühle vermählen, wobei
ein Dispersionskonzentrat erhalten wurde. Dem Konzentrat wurden
dann 9,3 g eher 14-gew.-%igen Lösung des oindemittelpolymsren in
dem angegebenen aus aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehenden
Lösungsmittel zugegeben. Das Bindemittelpolymer bestand aus FoIy- ü (ethyl acrylat-co-ethylmethacrylat-co-laurylmethacrylat-co-lithium- t,; sulfoethylmethacrylat). 4,2 g Mischung wurden dann in 500 ml einer |< aus Isoparaffinen bestehenden Trägerflüssigkeit mittels Ultraschall | dispergiert. Als Trägerflüssipkeit wurde das Handelsprodukt | "Isopar G" verwendet. j§
von Beispiel 1 zugegeben. Das verwendete Kohlenwasserstoff-Lösungsmittel bestand aus einer Mischung von alkylierten aromatischen
Kohlenwasserstoffen mit einem Siedebereich von 150 - 185°C. Die
Mischung wurde 15 Tage lang in einer Kugelmühle vermählen, wobei
ein Dispersionskonzentrat erhalten wurde. Dem Konzentrat wurden
dann 9,3 g eher 14-gew.-%igen Lösung des oindemittelpolymsren in
dem angegebenen aus aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehenden
Lösungsmittel zugegeben. Das Bindemittelpolymer bestand aus FoIy- ü (ethyl acrylat-co-ethylmethacrylat-co-laurylmethacrylat-co-lithium- t,; sulfoethylmethacrylat). 4,2 g Mischung wurden dann in 500 ml einer |< aus Isoparaffinen bestehenden Trägerflüssigkeit mittels Ultraschall | dispergiert. Als Trägerflüssipkeit wurde das Handelsprodukt | "Isopar G" verwendet. j§
Beispiel 4 jp
Nach dem in Beispiel 3 beschriebenen Verfahren wurde ein weiterer ij
erfindungsgemäßer Entwickler hergestellt, wobei jedoch diesmal als {
Pigment das Pigment von Beispiel 2 verwendet wurde. »;
Schließlich wurden noch drei andere Entwickler - wie in Beispiel 3 <
beschrieben - hergestellt, wobei jedoch diesmal zur Herstellung die :
- 13 -
folgenden Vergleichspigmente verwendet wurden:
OCH,
OCH.
N-N
OCH.
N-N
- 14 -
OCH,
In jodon dor Beispiels dor Erfindung, d. h. in FaIIo dor Beispiele
3 und 4 und in Falle dor Vergleichsbeispiob 5-7 bildotosi die
Pigeonto stabile Entwicklerdispersionon. Die einzelnen Entwickler
wurden zur Entwicklung von Ladungsbildorn verwendet, di® durch gloichförnigo Aufladung eines Polyethylenterophthaiatfilnoo hergestellt wurden. In jedem Falle wurde die elektrostatisch aufgoladon©
Filnoborfläche erfolgreich entwickelt, unter Erzeugung v©n praktisch
schwarzen Bildern oder Bildern einer neutralen Dichte». Dio entwickelten Filmproben wurden dann einem Licht-Ausbloichtostt unterworfen. Dieser Test bestand darin, die Prüflingo über einen Zeitraun
yon mehreren Tagen der Bestrahlung mit hochintonsivom, sinuliorton
nördlichen Tageslicht auszusetzen. Die Ergebnisse dieser Versuche wurden in Form von Hochintensitäts-Tagöslicht-Wortoa angegeben.
wobei es sich um ein Standard-Maß dor Lichtstcbilitßtetosto von
Bildern handelt. Ein Hochintensitäts-Tagoslicht-Wort, abgekürzt
«Is sog. HID-Wert von High Intensity Daylight, entspricht SO 000 Lux.
Dies bedeutet, daß eine HID-Belichtung über οinsη Zeitraum von einer
Noch® (168 Stunden) 8,4 χ 10 Lux-Stundon entspricht. Nicrat naa
einnol en, daß dio Intensität von durchschnittlichen nördlichen
TftßcHcht bei 2500 Lux liegt, so läßt eich errechnen, daß eine
Wocho einer HID-Belichtung äquivalent ist einer Doliehturns eit
3 360 Stunden von nördlichem Tageslicht. (8,4 χ 106 Lux-Stundora/
2500 Lux ■ 3 360 Stundan). B©i 12 Stunden Taßoelicht pro Ta3 ent-
- 15 -
sprechen 280 Tage durchschnittliches nördliches Tageslicht einer
Woche einer HID-Belichtung.
" 2 " 6,5 bei 7 Tagen HID
3 (Vergleich) 31 bei 4 " "
•ι 4 Μ 40 bei 4 " "
M5H 46 bei 4 ι· η
Aus den erhaltenen Testergebnissen ergibt sich, daß obgleich alle
5 getesteten Pigmente zufriedenstellende Dispersionen und Bilder einer zufriedenstellenden Neutraldichte lieferten, die ofindungsgemäßen Pigmente (Beispiele 1 und 2) den andoron Pigmente dor
Vergleichsbeispiele bezüglich der LiehtstabiltitSt beträchtlich
überlegen waren. Dies heißt mit anderen Worten, daß die erfindungsgemäßen Pigmente eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber einem
Ausbleichen aufweisen, wenn sie der Einwirkung von simuliertem j j
nördlichen Tageslicht ausgesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Pigmente können des weiteren beispielsweise l·
Bestandteile von sog. zusammengesetzten elektrisch photosensitiven \\
Teilchen sein, beispielsweise dos Typs, wie sie in dor US-Patentanmeldung mit der Serial No. 064 972 vom 8. Aug. 1979 beschrieben
werden und die in photoelektrophoretischen Bildherstellungsverfahren
verwendet werden.
Claims (2)
1. Bis-arylazoderivate des 2,3-Naphthalindiols der Formel:
N-N
OR
worin bedeuten:
einen kurzkettigen Alkylrest und ein Fluoratom oder einen Rest der Formel
,R3
- N
BANKVP.nniNDUNOl DEUTePHR HANK AO, PILIAUB MONCHBN1 KONTO NR. BT10101 (nLZ TOOTOOtO)
in der R3 und R4, die die gleiche oder eine voneinander
verschiedene Bedeutung haben können, jeweils stehen für: ein Wasserstoffatom, einen kurzkettigen Alkylrest, einen
Phenyl- oder Naphthylrest oder einen durch mindestens einen kurzkettigen Alkylrest substituierten Phenyl- oder
Naphthylrest.
2. Verwendung von Bis-arylazoderivaten des 2,3-Naphthalindiols
nach Anspruch 1 als Pigmente zur Herstellung von flüssigen elektrophotographischen Entwicklern.
Applications Claiming Priority (1)
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ID=23005485
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3218758A Granted DE3218758A1 (de) | 1981-05-18 | 1982-05-18 | Bis-arylazoderivate des 2,3-naphthalindiols und ihre verwendung |
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