DE3603139A1 - Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterial - Google Patents
Elektrophotographisches aufzeichnungsmaterialInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden
Schichtträger, gegebenenfalls einer haftvermittelnden
isolierenden Zwischenschicht und mindestens einer bindemittelhaltigen
photoleitfähigen Schicht, die eine Ladungsträger
erzeugende Verbindung und ein Pyrazolin-Derivat
als Ladungen transportierende Verbindung enthält.
Die Erfindung bezieht sich besonders auf ein Aufzeichnungsmaterial,
bei dem die photoleitfähige Schicht aus
einer Ladungserzeugungs- und Ladungstransportschicht besteht.
Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsmaterial ist außerdem
für eine auf elektrophotographischem Wege herstellbare
lithographische Druckform oder gedruckte Schaltung geeignet,
wenn es aus einem entsprechend geeigneten elektrisch
leitenden Schichtträger und einer photoleitfähigen
Schicht mit alkalisch entschichtbaren Bindemitteln besteht.
Die Verwendung von 1.3.5.-Triphenyl-pyrazolin- sowie
1.5-Diphenyl-3-styryl-pyrazolin-Derivaten als Photoleiter
ist bekannt. So werden im DE-PS 10 60 714 entsprechend
US-PS 31 80 729 diese Verbindungen in Monoschichtanordnung
mit homogener Farbstoffsensibilisierung, zum Beispiel
durch Zusatz von Rhodaminen, besonders mit alkalisch
entschichtbaren Bindemitteln beschrieben.
Dies führt zu wenig photoempfindlichen und für Kopierzwecke
ungeeigneten Photoleiterschichten.
In DE-PS 22 20 408 entsprechend US-PS 39 73 959 wird die
Verwendung von Pyrazolin-Derivaten als dem Ladungstransport
dienende Verbindungen in Photoleiterschichten angegeben.
Bekannt ist weiter aus den US-Patenten Nos. 38 37 851,
40 30 923, 43 07 167 sowie 44 90 452 die Anwendung von
vorzugsweise 1.5-Diphenyl-3-styrylpyrazolin-Derivaten,
die in p-Stellung der 3-Styryl- sowie 5-Phenylgruppe Elektronen
spendende Substituenten wie Methoxy-, Ethoxy-, Dimethylamino-
sowie Diethylaminogruppen besitzen. In den
Transportschichten wird bevorzugt das 1-Phenyl-3 [(p-diethylaminostyryl)-
5(p-diethylaminophenyl)]-pyrazolin
eingesetzt.
Außerdem sind ähnliche Pyrazolin-Derivate in Photoleiterschichten
aus US-PS 42 78 746 bekannt. Ferner werden analoge
Verbindungen in US-PS 43 15 982 beschrieben.
Nachteilig an den bekannten Pyrazolin-Derivaten ist ihre
zum Teil schlechte Ausbeute bei ihrer Herstellung sowie
ihre schwierige präparative Zugänglichkeit über mehrere
Reaktionstufen.
In DE-PS 32 46 036 werden 1.5-Diphenyl-3 p-methoxyphenyl
pyrazolin sowie 1-Phenyl-3 p-methylstyryl-5-p-tolylpyrazolin
in Ladungstransportschichten ebenfalls beschrieben;
letztere Verbindung neigt bereits zur Auskristallisation
nach der Filmbildung, außerdem sind ihre Haftung sowie
ihre Photoempfindlichkeit noch wenig befriedigend.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, aus präparativ
sehr leicht zugänglichen Photoleiter-Verbindungen
der Pyrazoline ein hoch lichtempfindliches, elektrophotographisches
Aufzeichnungsmaterial zu schaffen, das bei
hoher Flexibilität sehr gut haftet und eine sehr geringe
Vorbelichtungsempfindlichkeit aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe geht von einem elektrophotographischen
Aufzeichnungsmaterial der eingangs genannten Art
aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende
Verbindung der allgemeinen Formel I
entspricht:
in der n = Null oder 1 und R1, R2, R3, R4, R5 = Wasserstoff
oder Halogen, bevorzugt Chlor oder Brom bedeuten.
Besonders bewährt haben sich bei n = Null die Verbindungen,
in denen R1 und R2,3 Wasserstoff und R4, resp. R5
Halogen bedeuten, wobei Chlor und Brom bevorzugt sind,
wie 1.3-Diphenyl-5-(2-chlorphenyl)-pyrazolin oder 1.3-Diphenyl-
5-(2.4-dichlorphenyl)-pyrazolin.
Es können auch R1 = Wasserstoff und R2,3 und R4,5 = Halogen
sein, wie in der beigefügten Formeltabelle I angegeben.
Von den Styrolpyrazolin-Derivaten mit n gleich 1 werden
Verbindungen bevorzugt eingesetzt, bei denen R1 = Wasserstoff
und R2,3 und R4,5 = Halogen bedeuten. Besonders
günstig ist die Ortho-Stellung der Halogen-, insbesondere
Chlor-Substituenten, wie 1-Phenyl-3-(2-chlorstyryl)-
5-(2-chlorphenyl)-pyrazolin oder 1-Phenyl3-(2,4-dichlorstyryl)-
5-(2,4-dichlorphenyl)-pyrazolin.
Die Ladungen transportierenden Verbindungen der allgemeinen
Formel I können weiterhin im Phenylsubstituenten
in 1-Stellung halogensubstituiert sein.
Die Herstellung der erfindungsgemäß einsetzbaren Verbindungen
ist im allgemeinen bekannt und erfolgt analog den
Angaben in DE-PS 10 60 714 entsprechend US-PS 31 80 729.
Sie sind präparativ sehr leicht zugänglich durch Kondensation
von bevorzugt Cl- und/oder Br-substituierten Benzalacetophenon-
oder Dibenzolaceton-Derivaten mit Phenylhydrazinen
in Essigsäure (99-100%). Weiterhin sind die
Ausgangsmaterialien billig und die Verbindungen in hoher
Ausbeute herstellbar.
Neben ihren Photoleitereigenschaften sind die erfindungsgemäßen
Pyrazolin-Derivate außergewöhnlich stark fluoreszierend
(λ FL ∼ 500 nm), sie können daher auch als Fluoreszenzfarbstoffe,
"Laser Dyes" sowie als optische Aufheller,
z. B. von PVC-Kunststoffen, eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Ladungstransportverbindungen weisen
eine sehr gute Filmbildung mit verschiedenen Bindemitteln
und eine außergewöhnlich geringe Auskristallisationsneigung
auch bei relativ hoher Konzentration auf. Die Filme
bleiben dabei flexibel und sehr gut haftend, auch in
Doppelschichtanordnung.
Überraschend war die sehr geringe Vorbelichtungsempfindlichkeit
und sehr hohe Photoempfindlichkeit von Doppelschichten
mit diesen Ladungen transportierenden Verbindungen.
Als Ladungserzeugungsschichten können dabei eine
Reihe von Pigmenten eingesetzt werden, vorteilhaft hierfür
sind besonders Kondensationsprodukte des Perylen-
3.4.9.10.-tetracarbonsäuredianhydrids mit Alkylaminen,
Arylaminen, Aralkylaminen sowie o-Aryldiaminen, wie in
der beigefügten Formeltabelle II angegeben.
Weiterhin erweist sich ein deutlich verbessertes Restentladungsverhalten
der Schichten, insbesondere bei Styrylpyrazolin-
Derivaten (z. B. Formeln 5 + 6) als vorteilhaft.
Durch Zugabe bestimmter Elektronen Akzeptor-Verbindungen
wie 9-Bromanthracen läßt sich die Restentladungshöhe und
Konstanz besonders im zyklischen Verhalten noch weiter
verbessern. Dabei ist die Aktivierbarkeit der Ladungen
transportierenden Verbindungen mit halogenierten Anthracen-
oder Acridin-Derivaten in 9 oder 10-Stellung besonders
vorteilhaft.
Der Aufbau des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials
wird anhand der beigefügten Fig. 1 bis 4 schematisch
erläutert. Mit Position 1 ist jeweils der elektrisch
leitende Schichtträger angedeutet, Position 2 weist auf
die Ladungsträger erzeugende Schicht hin, und mit Position 3
wird die Ladungen tranportierende Schicht angegeben.
Position 4 gibt eine haftvermittelnde isolierende
Zwischenschicht wieder, und mit Position 5 sind Schichten
wiedergegeben, die eine Ladungsträger erzeugende Schicht
als Pigmentschicht in Dispersion zum Beispiel mit einem
Bindemittel andeutet. Unter Position 6 ist eine photoleitfähige
Monoschicht aus dispers verteiltem Pigment,
Photoleiter und Bindemittel aufgezeichnet. Diese Anordnung
nach Fig. 1 ist vorteilhaft für die Herstellung von
Druckformen auf elektrophotographischem Wege.
Als elektrisch leitender Schichtträger kommt bevorzugt
Aluminiumfolie, gegebenenfalls transparente, mit Aluminium
bedampfte gesputterte oder aluminiumkaschierte Polyesterfolie
zum Einsatz, jedoch kann jedes andere, genügend
leitfähige Trägermaterial auch verwendet werden. Die
Anordnung des photoleitfähigen Systems kann auch auf
einer Trommel, auf flexiblen Endlosbändern, zum Beispiel
aus Nickel oder Stahl etc., oder auf Platten (zum Beispiel
aus Aluminium) erfolgen.
Als Schichtträger für die elektrophotographische Herstellung
von Druckformen oder gedruckten Schaltungen können
sämtliche für diesen Zweck bekannten Materialien eingesetzt
werden, wie zum Beispiel Aluminium-, Zink-, Magnesium-,
Kupferplatten oder Mehrmetallplatten. Besonders
bewährt haben sich oberflächenveredelte Aluminiumfolien.
Die Oberflächenveredelung besteht in einer mechanischen
oder elektrochemischen Aufrauhung und gegebenenfalls in
einer anschließenden Anodisierung und Behandlung mit Polyvinylphosphonsäure.
Die Einführung einer haftvermittelnden isolierenden Zwischenschicht,
gegebenenfalls auch einer thermisch, anodisch
oder chemisch erzeugten Aluminiumoxid-Zwischenschicht
(Fig. 3, Position 4), hat zum Ziel, die Ladungsträgerinjektion
vom Metall in die Photoleiterschicht im
Dunkeln herabzusetzen. Andererseits soll sie beim Belichtungsvorgang
den Ladungsfluß nicht hindern. Die Zwischenschicht
wirkt als Sperrschicht, sie dient auch dazu, die
Haftung zwischen der Schichtträgeroberfläche und der Pigmentschicht
sowie Photoleiterschicht zu verbessern und
sollte für die Herstellung von Druckformen wäßrig oder
alkoholisch-alkalisch entschichtbar sein.
Für die Zwischenschicht können unterschiedliche Natur-
bzw. Kunstharzbindemittel verwendet werden, bevorzugt werden
jedoch solche Materialien eingesetzt, die gut auf einer
Metall-, speziell Aluminiumoberfläche, haften und
beim nachfolgenden Anbringen weiterer Schichten wenig angelöst
werden. Hierzu gehören Polyamidharze, Polyvinylalkohole,
Polyvinylphosphonsäure, Polyurethane, Polyesterharze,
ferner Polycarbonate, Phenoxiharze, Cellulosenitrate,
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisate, außerdem
Copolymerisate aus Styrol und Butadien, (Meth-)Acrylsäureester
sowie Maleinsäureanhydrid.
Besonders bewährt haben sich solche Bindemittel wie Polycarbonate,
Polyesterharze sowie besonders Vinylchlorid-
Vinylacetat-Copolymerisate, die auch in der Ladungstransportschicht
vorhanden sind.
Die Dicke organischer Zwischenschichten kann bis zu 5 µm
betragen, die einer Aluminiumoxid-Zwischenschicht liegt im
allgemeinen im Bereich von 0,01 bis 1 µm.
Bevorzugt werden auch organische Zwischenschichten in
diesem Dickenbereich aufgebracht.
Die Schicht 2 oder 5 (Fig. 2 bis 4) besitzt die Funktion
einer Ladungsträger erzeugenden Schicht; das dabei
eingesetzte Pigment bestimmt die spektrale Photoempfindlichkeit
des photoleitfähigen Systems durch sein Absorptionsverhalten.
Vorteilhaft können folgende Pigmente verwendet werden:
Perylen-3.4.9.10.-tetracarbonsäuredianhydrid sowie ∼ diimid-
Derivate (zum Beispiel Formeltabelle II, A-C), Bisbenzimidazol-
Pigmente wie cis- und trans-Perinone (zum
Beispiel Formeln E,F), ferner Perylen-3.4.9.10.-tetracarbonsäurebenzimidazol-
Derivate (zum Beispiel Formel D),
Chinacridon- und Dioxazin-Derivate, polynukleare Chinone,
zum Beispiel 4.10-Dibromanthanthron (Formel G, C.I.
59 300), Flavanthron etc., Indigo- sowie Thioindigo-Pigmente,
Benzo-thioxanthen-Derivate nach DE-OS 23 28 727
(zum Beispiel Formel H), Phthalocyanine (metallhaltige
C.I. 74 160 und metallfreie C.I. 74 250), zum Beispiel
ε-CuPhthalocyanin etc., Mono-, Bis- und Trisazopigmente,
Squa-rilium-Farbstoffe.
Das Aufbringen einer homogenen, dicht gepackten Pigmentschicht
wird bevorzugt durch Aufdampfen des Pigments auf
den Schichtträger im Vakuum erhalten. Je nach Vakuumeinstellung
läßt sich unter Bedingungen von 1,33 × 10-6 bis
10-8 bar und 240 bis 290°C Heiztemperatur der Farbstoff
ohne Zersetzung aufdampfen. Die Temperatur des Schichtträgers
liegt dabei unter 50°C. Hierdurch erhält man
Schichten mit dicht gepackten Farbstoffmolekülen. Dies
ist vorteilhaft gegenüber allen anderen Möglichkeiten,
sehr dünne homogene Schichten zu erzeugen, indem dadurch
eine optimale Ladungserzeugungsrate in der Pigmentschicht
erhalten werden kann.
Die äußerst fein disperse Verteilung des Pigments ermöglicht
eine große Konzentration an angeregten Farbstoffmolekülen,
die Ladungen in die Transportschicht injizieren.
Außerdem wird der Ladungstransport durch die Pigmentschicht
nicht oder nur wenig durch Bindemittel behindert.
Ein vorteilhafter Schichtdickenbereich des aufgedampften
Pigments liegt zwischen 0,005 und 3 µm. Besonders bevorzugt
ist ein Dickenbereich zwischen 0,05 und 1,5 µm, da
hier Haftfestigkeit und Homogenität des aufgedampften Pigments
besonders günstig sind.
Außer dem Aufdampfen kann eine gleichmäßige Pigmentschichtdicke
auch durch andere Beschichtungstechniken erreicht
werden. Hierher gehören das Aufbringen durch mechanisches
Einreiben des feinst gepulverten Materials in
den elektrisch leitenden Schichtträger, durch elektrolytische
oder elektrochemische Prozesse oder durch elektrostatische
Sprühtechnik.
Gut abdeckende Pigmentschichten mit Dicken von größenordnungsmäßig
0,05 bis 3 µm können auch durch Vermahlen des
Pigments mit Bindemitteln, insbesondere mit Cellulosenitraten,
Epoxidharzen, PVC/PVAC-Copolymerisaten, Styrol-
Maleinsäureanhydrid-Copolymerisaten, Polymethacrylaten,
Polyvinylacetaten, Polyurethanen, Polyvinylbutyralen,
Polycarbonaten, Polyestern etc. sowie deren Mischungen
und anschließendem Beschichten dieser Dispersionen nach
Position 5 in Fig. 4 hergestellt werden. Außerdem können
thermisch nachvernetzende Bindemittelsysteme wie Reaktivharze
(DD-Lacke) eingesetzt werden.
Das Verhältnis Pigment/Bindemittel kann dabei in weiten
Grenzen variieren, bevorzugt sind allerdings Pigmentvorstriche
mit einem Pigmentanteil von über 50% und dementsprechend
hoher optischer Dichte.
Die Ladungen transportierende Schicht 3 mit den erfindungsgemäßen
Ladungstransportverbindungen ist vorzugsweise
transparent und weist ohne die Pigmentschicht im sichtbaren
Bereich (450 bis 750 nm) praktisch keine Photoempfindlichkeit
auf. Sie besteht aus einem Gemisch einer
Elektronendonatorverbindung (organischer Photoleiter) mit
einem Bindemittel. Die Schicht 3 besitzt einen hohen elektrischen
Widerstand von größer als 1012 Ω. Sie verhindert
im Dunkeln das Abfließen der vorzugsweise negativen elektrostatischen
Ladung; bei Belichtung transportiert sie
die in der Pigmentschicht erzeugten Ladungen.
Das Mischungsverhältnis der Ladungen transportierenden
Verbindung zu dem Bindemittel kann variieren. Jedoch sind
durch die Forderung nach maximaler Photoempfindlichkeit,
das heißt möglichst großem Anteil an Ladungen transportierender
Verbindung, und nach zu vermeidender Auskristallisation
sowie Erhöhung der Flexibilität, das heißt möglichst
großem Anteil an Bindemitteln, relativ bestimmte
Grenzen gesetzt. Es hat sich allgemein ein Mischungsverhältnis
von etwa 1 : 1 Gewichtsteilen als bevorzugt erwiesen,
jedoch sind auch Verhältnisse zwischen 4 : 1 bis
1 : 4 geeignet. Die überraschend geringe Auskristallisationsneigung
einer Reihe der erfindungsgemäßen Ladungstransportverbindungen
lassen auch organische Photoleiter/
Bindemittel-Verhältnisse von 4 : 1 insbesondere mit
Polycarbonat zu, ohne das Auskristallisation erfolgt und
sich die Filmbildungseigenschaften verschlechtern.
Weiter hat sich gezeigt, daß diese hochempfindlichen photoleitfähigen
Systeme durch Zusatz von Elektronenakzeptor-
Verbindungen in ihren Restentladungseigenschaften
noch verbessert werden können. Die Akzeptoren bewirken in
dem photoleitfähigen System eine Reduzierung der Restentladung
und auch eine verbesserte Konstanz der zyklischen
Parameter, ohne daß die übrigen guten elektrophotographischen
Eigenschaften, wie Photoempfindlichkeit, Ladungsannahme,
Dunkelabfall, Vorbelichtungsempfindlichkeit etc.
beeinträchtigt werden. Sie sind vorzugsweise in der Ladungstransportschicht
in einer Menge bis zu 10 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Gesamtbeschichtung, enthalten.
Das photoleitfähige System besitzt vorzugsweise als Elektronenakzeptor-
Verbindung ein in 9- und/oder 10-Stellung
substituiertes Anthracen oder Acridin folgender Struktur:
in der X - Wasserstoff, Halogen, wie Chlor, Brom, Jod, die
Cyanogruppe und
Y - Stickstoff oder die Gruppierung mit
Z - Halogen, wie Chlor oder Brom oder die Cyanogruppe
bedeuten. Bevorzugt einsetzbare Verbindungen sind 9,10-Dibromanthracen, 9,10-Dichloranthracen, 9-Chloranthracen, 9-Bromanthracen oder 9-Chloracridin.
Y - Stickstoff oder die Gruppierung mit
Z - Halogen, wie Chlor oder Brom oder die Cyanogruppe
bedeuten. Bevorzugt einsetzbare Verbindungen sind 9,10-Dibromanthracen, 9,10-Dichloranthracen, 9-Chloranthracen, 9-Bromanthracen oder 9-Chloracridin.
Vorteilhafte Ladungstransportschichten sind aus etwa 50-70
Gewichtsprozent Ladungstransportverbindung, 20-40 Gewichtsprozent
Polycarbonat, ca. 10 Gewichtsprozent Vinylchlorid-
Vinylacetat-Copolymerisat und bis zu 6 Gewichtsprozent
Elektronenakzeptor-Verbindung zusammengesetzt.
Mit diesen Einstellungen wird auch bei höheren Temperaturen
und Feuchten eine optimale Kopienqualität erreicht.
Außerdem ist die Vorbelichtungsempfindlichkeit überraschend
niedrig.
Neben den beschriebenen Ladungserzeugungs- sowie -transportmaterialien
beeinflußt das zugesetzte Bindemittel
sowohl das mechanische Verhalten, wie Abrieb, Flexibilität,
Filmbildung, Haftung etc. als auch in gewissem Umfang
das elektrophotographische Verhalten, wie Photoempfindlichkeit,
Restladung sowie zyklisches Verhalten unter
Normalbedingungen, wie auch bei höherer Temperatur
(20 bis 50°C) und Feuchtigkeit (größer als 80% relativer
Feuchte).
Als Bindemittel werden Polyesterharze, Polyvinylacetate,
Polycarbonate, Silikonharze, Polyurethane, Epoxidharze,
Phenoxiharze, Poly(meth)acrylate und Copolymerisate (zum
Beispiel mit Styrol), Polystyrole und Styrol-Copolymerisate
(zum Beispiel mit Butadien), Cellulose-Derivate, wie
Celluloseacetobutyrate etc.,eingesetzt. Vorzugsweise enthält
die photoleitfähige Schicht als Bindemittel Polyesterharze,
Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisate, Polycarbonate
oder deren Mischungen. Zur Herstellung von
Druckformen oder gedruckten Schaltungen enthält die photoleitfähige
Schicht alkalisch entschichtbares Bindemittel.
Als alkalisch entschichtbare Harze werden vorzugsweise
Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate, Sulfonylurethane,
Phenolharze oder Copolymerisate des Vinylacetats mit
einer ungesättigten Carbonsäure eingesetzt.
Außerdem werden thermisch nachvernetzende Bindemittelsysteme
wie Reaktivharze, die sich aus einem äquivalenten
Gemisch von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern bzw. Polyethern
und polyfunktionellen Isocyanaten zusammensetzen,
polyisocyanatvernetzbare Acrylatharze, Melaminharze, ungesättigte
Polyesterharze etc. erfolgreich angewandt.
Ferner können Polyvinylchlorid, Copolymerisate aus Vinylchlorid
und Vinylacetat, Polyvinylidenchloride, Polyacrylnitrile
sowie Cellulosenitrate eingesetzt, insbesondere
auch mit obigen Bindemitteln verschnitten werden; ein Anteil
bis zu etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Feststoffanteil
der Ladungstransportschicht, hat sich dabei
als vorteilhaft erwiesen.
Für die optimale Photoempfindlichkeit der Ladungstransportschicht
ist auch ihre Schichtdicke wichtig: Schichtdicken
zwischen etwa 2 und 25 µm werden im allgemeinen eingesetzt.
Als vorteilhaft hat sich ein Dickenbereich von 5
bis 18 µm erwiesen. Doch können, wenn es die mechanischen
Erfordernisse sowie die elektrophotographischen Parameter
bei Aufladungs-, Belichtungs- und Entwicklungsvorgängen
zulassen, die angegebenen Grenzen nach oben oder unten
fallweise erweitert werden.
Als übliche Zusätze gelten Verlaufmittel, wie Silikonöle,
Netzmittel, insbesondere nichtionogene Substanzen, Weichmacher
unterschiedlicher Zusammensetzung, wie zum Beispiel
solche auf Basis chlorierter Kohlenwasserstoffe,
oder solche auf Basis von Phthalsäureestern.
Die Erfindung wird anhand der Beispiele näher erläutert,
ohne sie hierauf zu beschränken.
- 1. Eine Aluminium-bedampfte Polyesterfolie (Al/PET-Folie)
als elektrisch leitender Schichtträger wird mit einer
Lösung aus Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat
(Hostaflex M 131 der Hoechst AG) sehr dünn vorbeschichtet
(Schichtgewicht unter 100 mg/m2) und darauf im Vakuum
(1,33 × 10-7-10-8 bar) N.N′-Dimethylperylimid (Formeltabelle
II, A) im Temperaturbereich von ca. 290°C schonend
bedampft; die Pigmentschichtdicke beträgt etwa
140 mg/m2. Auf diese Ladungserzeugungsschicht wird eine
Tetrahydrofuran-Lösung (THF-Lösung) aus gleichen Anteilen
Polycarbonat (Makrolon 3200 der Hoechst AG) und den folgenden
Pyrazolin-Derivaten:
- 1. 1,3-Diphenyl-5(2-chlorphenyl)pyrazolin (Formel 1 der Formeltabelle I)
- 2. 1,3-Diphenyl-5(4-chlorphenyl)pyrazolin (Formel 3), sowie
- 3. 1,3-Diphenyl-5(2,4-dichloriphenyl)pyrazolin (Formel 4)
in 9-10 µm Trockenschichtdicke aufgetragen.
Zum Vergleich wird in gleicher Weise eine Schicht mit der Ladungstransportverbindung
2,5-Bis(4-diethylaminophenyl)oxdiazol-1.3.4 (TO)
hergestellt.
- Die Photoempfindlichkeit dieser Photoleiter-Doppelschichten wird wie folgt vermessen (Halogen-W-Lampe, Belichtungsintensität ca. 3,5 µW/cm2):
- Zur Ermittlung der Hellentladungskurven wird die Meßprobe durch eine Aufladevorrichtung zur Belichtungsstation bewegt, wo sie mit einer Halogen-W-Lampe (150 W) kontinuierlich belichtet wird. Ein Wärmeabsorptionsglas und ein Neutralfilter sind der Lampe vorgeschaltet. Die Lichtintensität in der Meßebene liegt vorwiegend im Bereich von 3-10 µW/ cm2; sie wird parallel zum Meßvorgang mit einem Optometer gemessen. Die Aufladungshöhe und die photoinduzierte Hellabfallkurve werden über ein Elektrometer durch eine transparente Sonde oszillografisch aufgezeichnet. Die Photoleiterschicht wird durch die Aufladungshöhe (U o ) und diejenige Zeit (t) charakterisiert, die zum Erreichen der Hälfte, eines Viertels und eines Achtels der ursprünglichen Aufladung (U o ) erforderlich ist. Das Produkt aus dem jeweiligen t [s] und der parallel gemessenen Lichtintensität [µW/cm2] führt zu den charakteristischen Energiemengen [µJ/cm2] wie zum Beispiel der Halbwertsenergie E 1/2. Die Energiemengen, bei denen 1/8 der Anfangsaufladung (U o ) erreicht wird, dienen zur Charakterisierung des Restentladungsverhaltens einer Photoleiterschicht. Die Restladung U E , vorwiegend nach 1 oder 3 s gemessen, ist ebenfalls ein Maß für das Restentladungsverhalten.
- 2. Auf eine mit Polycarbonat vorbeschichtete Al/PET- Folie wird wie in Beispiel 1 N,N′-Dimethylperylimid (Formel A) bedampft.
- Darauf werden THF-Lösungen aus gleichen Gewichtsteilen
Polyesterharz (Dynapol L 206 der Hoechst AG) und
- 1. 1,3-Diphenyl-5(2-bromphenyl)-pyrazolin (Formel 1)
- 2. 1,3-Diphenyl-5(2-fluorphenyl)-pyrazolin (Formel 1)
- 3. 1,3-Diphenyl-5(2-chlorphenyl)-pyrazolin (Formel 1)
- 4. 1,3-Diphenyl-5(3-chlorphenyl)-pyrazolin (Formel 2)
- 5. 1,3-Diphenyl-5(4-chlorphenyl)pyrazolin (Formel 3)
- in etwa 10 µm Dicke nach Trocknung aufgetragen.
- Die Messung der Photoempfindlichkeit erfolgt gemäß Beispiel 1 (Hal/W. Lampe, Belichtungsintensität 3,5-3,8 µW/ cm2):
- 3. Auf eine Ladungserzeugungsschicht wie in Beispiel 2
beschrieben, werden THF-lösungen aus gleichen Teilen
Polycarbonat und
- 1. 1-Phenyl-3(2-chlorstyryl)-5(2-chlorphenyl)pyrazolin (Formel 5),
- 2. 1-Phenyl-(2,4-dichlorstyryl)-5(2,4-dichlorphenyl)- pyrazolin (Formel 6),
- 3. 1,5-Diphenyl-3-styryl-pyrazolin,
- 4. 1-Phenyl-3(4-methylstyryl)-5(4-tolyl)-pyrazolin sowie
- 5. 1,5-Diphenyl-3(4-methoxyphenyl)pyrazolin
- geschichtet und anschließend bei 90-100°C in einem Umlufttrockenschrank getrocknet.
- Desgleichen werden weitere Transportschichten aus 50 Gewichtsteilen Ladungstransportverbindung Formeln 1-5, 47 Gewichtsteilen Polycarbonat und 3 Gewichtsteilen 9-Bromanthracen (MBA) jeweils auf die Pigmentschicht gebracht.
- Die ca. 10 µm dicken Photoleiter-Doppelschichten werden wie in Beispiel 1 vermessen (Belichtungsintensität 4,3-5,0 µW/ cm2):
- Die Photoleiterschichten mit den Ladungstransportverbindungen 4 und 5 dienen zu Vergleichszwecken.
- 4. Auf einen mit Polycarbonat vorbeschichteten leitfähigen
Schichtträger wird kontinuierlich im Vakuum N,N′-Dimethylperylimid
(Formel A) bedampft, so daß die Pigmentschichtdicke
ca. 130 mg/cm2 beträgt. Darauf werden Lösungen
folgender Ladungstransportschichten aufgetragen:
- a) 50 Gewichtsteile Formel 5, 47 Gewichtsteile Polycarbonat (Makrolon 3200) und 3 Gewichtsteile MBA sowie
- b) 50 Gewichtsteile Formel 5, 47 Gewichtsteile Vinylchlorid- Vinylacetat Copolymerisat (Hostaflex M 131) und 3 Gewichtsteile MBA.
- Nach Beispiel 1 wird folgende Photoempfindlichkeit gemessen (Hal. W. Lampe; Belichtungsintensität ∼3,5 µW/cm2):
- Außerdem kann in der beschriebenen Meßanordnung das zyklische Verhalten (zyklisches Verh.) durch Messung der 1. sowie 5. gegebenenfalls weiteren Hellentladungen ermittelt werden.
- Die Vorbelichtungsempfindlichkeit (Vorbel. empf.) wird durch Messung der Hellentladung am Anfang, Belichtung der Photoleiterschicht unter einer Leuchtstoffröhre mit ca. 104 1x während 1 Minute, der sich eine ebenso lange Lagerzeit im Dunkeln anschließt und danach folgender Hellentladungsmessung bestimmt.
- Die Änderung der elektrophotographischen Daten dieser Photoleiter-Schichten unter den angegebenen Bedingungen ist nach der Tabelle sehr gering.
- Die spektrale Photoempfindlichkeit der hergestellten Doppelschicht wird unter Vorschaltung von Filtern nach der in Beispiel 1 angegebenen Methode bestimmt: Bei negativer Aufladung (500-550 V) wird durch Belichten die Halbwertszeit (t 1/2 in msec) für den jeweiligen Wellenlängenbereich ermittelt. Durch Auftragen der reziproken Halbwertsenergie 1/E 1/2 (cm2/µJ) gegen die Wellenlänge λ (nm) erhält man die spektrale Photoempfindlichkeitskurve. Dabei bedeutet die Halbwertsenergie E 1/2 (µJ/cm2) diejenige Lichtenergie, die eingestrahlt werden muß, um die Schicht auf die Hälfte der Anfangsspannung U o zu entladen.
- Die spektrale Photoempfindlichkeit der Doppelschicht a) geht aus Fig. 5 hervor, Aufladung (-) 490-520 V.
- 5. Eine Ladungen erzeugende Schicht nach Beispiel 1 wird mit einer THF-Lösung aus 40 Gewichtsteilen Polycarbonat und 60 Gewichtsteilen Photoleiterverbindung
- A) 1,3-Diphenyl-5(2-chlorphenyl)pyrazolin (Formel 1) in 10 µm Dicke nach Trocknung beschichtet.
- Außerdem werden Transportschichten der Zusammensetzung 60
Gewichtsteile Photoleiterverbindung, 37 Gewichtsteile
Polycarbonat (Makrolon 3200) und 3 Gewichtsteile Elektronenakzeptor-
Verbindung in ca. 10 µm Dicke auf die Pigmentschicht
gebracht. Als Akzeptoren wurden die halogenierten
Anthracen-Derivate
- 1. 9-Bromanthracen (MBA)
- 2. 9-10-Dibromanthracen (DBA) sowie
- 3. 9-10-Dichloranthracen (DCA) eingesetzt.
- Die Ergebnisse der Photoempfindlichkeitsvermessung sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt (Belichtungsintensität 3,8-4,7 µW/cm2):
- Bei der Schicht A (Formel 1) läßt sich durch Akzeptorzusätze besonders das Restentladungsverhalten verbessern.
- 6. Eine Pigmentpräparation Hacolor ¢ 50 915 (Fa. Hagedorn, Osnabrück) bestehend aus 70 Gewichtsteilen ε-Cu- Phthalocyanin (CI 74 160 : 6) und 30 Gewichtsteilen Cellulosenitrat, wird auf eine Aluminium bedampfte Polyesterfolie (Al/PET-Folie) in 310 mg/m2 Dicke beschichtet. Darauf wird eine Lösung aus 70 Gewichtsteilen Styrylpyrazolin- Derivat (Formel 5), 37 Gewichtsteilen Polycarbonat und 3 Gewichtsteilen MBA in 11 sowie 14 µm Dicke aufgetragen.
- Die Photoempfindlichkeit wird gemäß Beispiel 1 bestimmt und die spektrale Photoempfindlichkeit der dünneren Beschichtung ist bei einer Aufladung von ca. (-) 180 V in Fig. 6 aufgezeichnet.
- 7. Zu einer Lösung mit 40 Gewichtsteilen Formel 5, 50 Gewichtsteilen Copolymerisat aus Styrol und Maleinsäureanhydrid (Scripset 550 der Hoechst AG), 5 Gewichtsteilen 9-Bromanthracen in Tetrahydrofuran werden 5 Gewichtsteile N,N′-Dimethylperylimid (Formel A) gegeben und in einer Kugelmühle währen 2,5 Stunden sehr fein vermahlen. Anschließend wird die Pigmentdispersion auf eine oberflächlich drahtgebürstete Aluminiumfolie in ca. 5 µm Dicke geschichtet.
- In gleicher Weise werden monodisperse Schichten aus 45
Gewichtsteilen der Verbindung Formel 5, 50 Gewichtsteilen
Scripset 550 sowie 5 Gewichtsteilen Pigment folgender Art
- 2. Hostapermorange GR (Formel E, trans-Perinon)
- 3. Hostapermscharlach GO (Formel G, C.I. 59 300) sowie
- 4. Benzothioxanthen-3,4-diacarbonsäureimid-(N,N′-mononitrophenylen-1,2)-
imidin-(3)
(Formel H, V 525M)
- hergestellt.
- Die Vermessung der Photoempfindlichkeit nach Beispiel 1 ergibt bei positiver und negativer Aufladung und einer Belichtungsintensität von ca. 3 µW/cm2 (folgende Halbwertsenergien:
- 8. Auf eine mit Polycarbonat sehr dünn vorbeschichtete
Al/PET-Folie werden die Pigmente
- 1. Hostapermorange GR (Formel E, trans-Perinon)
- 2. Hostapermscharlach GO (Formel G, CI 59 300),
- 3. Perylen-3,4.9,10-tetracarbonsäurebisbenzimidazol (Formel D),
- 4. Novopermrot TG02 (Formel F, cis-Perinon),
- 5. N.N′-Di-n-butylperylimid (Formel B)
- 6. N.N′-Di-(3-methoxypropylperylimid (Formel C)
- im Vakuum bei 1,3 × 10-7-10-8 bar und einer Temperatur von ≦ωτ300°C schonend aufgedampft. Die dabei erreichten Pigment-Schichtdicken liegen im Bereich von 100-160 mg/m2.
- Auf diese Schichten 1-4 wird eine Lösung aus 70 Gewichtsteilen Formel 5 und 30 Gewichtsteilen Vinylchlorid-Vinyl- Copolymerisat (Hostaflex M 131) geschichtet, auf die Pigmentschichten 4-6 kommt eine Transportschicht gleicher Zusammensetzung jedoch mit Polycarbonat als Bindemittel; die Dicke dieser Transportschichten liegt nach Trocknung bei ca. 10 µm.
- Die Messung der Photoempfindlichkeit erfolgt analog Beispiel 1 (Belichtungsintensität 3,8 µW/cm2):
- Von den PhL-Schichten Nr. 3 (Kurve 1) und Nr. 4 (Kurve 2) wurden außerdem die spektralen Photoempfindlichkeiten bei (-) 480-510 V Aufladung gemäß Beispiel 4 vermessen (Fig. 7).
- 9. Auf eine Ladungserzeugungsschicht gemäß Beispiel 1 wird die THF-Lösung aus gleichen Gewichtsanteilen Polycarbonat und 1-(4-Chlorphenyl)-3(2-chlorstyryl)-5(2-chlorphenyl)- pyrazolin (Formel 7) in ca. 9 µm Dicke geschichtet. Desgleichen wird eine weitere Transportschicht aus 50 Gewichtsteilen Polycarbonat und 3 Gewichtsteilen 9-Bromanthracen auf die Pigmentschicht gebracht.
- Bei einer Belichtungsintensität von ca. 3,7 µW/cm2 wird die Photoempfindlichkeit vermessen:
Claims (13)
1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus
einem elektrisch leitenden Schichtträger, gegebenenfalls
einer haftvermittelnden isolierenden Zwischenschicht und
mindestens einer bindemittelhaltigen photoleitfähigen
Schicht, die eine Ladungsträger erzeugende Verbindung und
ein Pyrazolin-Derivat als Ladungen transportierende Verbindung
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen
transportierende Verbindung der allgemeinen Formel I
entspricht, in der
n Null oder 1 und
R1, R2, R3, R4, R5 - Wasserstoff oder Halogen bedeuten.
n Null oder 1 und
R1, R2, R3, R4, R5 - Wasserstoff oder Halogen bedeuten.
2. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ladungen transportierende Verbindung
der Formel I entspricht und
R1, R2, R3, R4, R5 - Wasserstoff, Chlor oder Brom bedeuten.
R1, R2, R3, R4, R5 - Wasserstoff, Chlor oder Brom bedeuten.
3. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ladungen transportierende Verbindung
1-Phenyl-3(2-chlorstyryl)-5(2-chlorphenyl)-pyrazolin
oder
1-Phenyl-3(2.4-dichlorstyryl)-5(2.4-dichlorphenyl)-pyrazolin ist.
1-Phenyl-3(2-chlorstyryl)-5(2-chlorphenyl)-pyrazolin
oder
1-Phenyl-3(2.4-dichlorstyryl)-5(2.4-dichlorphenyl)-pyrazolin ist.
4. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ladungen transportierende
Verbindung
1.3-Diphenyl-5-(2-chlorphenyl)pyrazolin
oder
1.3-Diphenyl-5-(2.4-dichlorphenyl)pyrazolin ist.
1.3-Diphenyl-5-(2-chlorphenyl)pyrazolin
oder
1.3-Diphenyl-5-(2.4-dichlorphenyl)pyrazolin ist.
5. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die photoleitfähige Schicht aus einer
Ladungserzeugungs- und einer Ladungestransportschicht besteht.
6. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die photoleitfähige Schicht als Bindemittel
Polyesterharze, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisate,
Polycarbonate oder deren Mischungen enthält.
7. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die photoleitfähige Schicht alkalisch
entschichtbares Bindemittel enthält.
8. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die photoleitfähige Schicht als Bindemittel
Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate, Sulfonylurethane,
Phenolharze oder Copolymerisate des Vinylacetats
mit einer ungesättigten Carbonsäure enthält.
9. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die photoleitfähige Schicht Ladungsträger
erzeugendes Pigment enthält.
10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß als Pigment Kondensationsprodukte des
Perylen-3.4.9.10-tetracarbonsäuredianhydrids mit Alkylaminen,
Arylaminen, Aralkylaminen oder o-Aryldiaminen vorhanden
sind.
11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß als Pigment metallhaltiges oder metallfreies
Phtalocyanin vorhanden ist.
12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die photoleitfähige Schicht Elektronenakzeptor-
Verbindungen enthält.
13. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß als Elektronenakzeptor-Verbindung in 9-
oder 10 Stellung halogenierte Anthracen- oder Acridin-
Derivate vorhanden sind.
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