DE60111130T2

DE60111130T2 - Photoleitfähiges Bildherstellungselement

Info

Publication number: DE60111130T2
Application number: DE60111130T
Authority: DE
Inventors: Cheng-Kuo Mississauga Hsiao; Ah-Mee Mississauga Hor; Giuseppa Mississauga Baranyi; Bruce H. Hamilton Goodbrand
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2000-07-13
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2021-01-13
Also published as: EP1172700A2; US6194110B1; DE60111130D1; EP1172700A3; EP1172700B1; JP2002040694A

Description

Mit der vorliegenden Erfindung wird in Ausführungsformen davon ein fotoleitfähiges Abbildungselement bereitgestellt, enthaltend eine fotoerzeugende Schicht von gemischten Perylenen, wie diejenigen der US-Patentschrift 6,051,351, wobei die Perylene Elektronenakzeptoren enthalten, oder einen Elektronenakzeptor, wobei der Akzeptor die Lichtempfindlichkeit der fotoerzeugenden Schicht z. B. in Ausführungsformen etwa 40% und spezieller 15 bis 35% in Ausführungsformen verstärken oder erhöhen kann.
Die vorliegende Erfindung ist spezieller gerichtet auf fotoleitfähige Abbildungselemente mit einer fotoerzeugenden Perylenmischung, enthaltend drei Perylen-Dimere, wiedergegeben z. B. durch die Formeln A, B und C (535+), und eine Elektronenakzeptorkomponente. In Ausführungsformen beträgt das Gewicht des Elektronenakzeptors, bezogen auf das Gesamtgewicht von Perylen-Dimeren, z. B. 0,1 bis 20 Gew.-%, und spezieller variiert z. B. die Menge von Elektronenakzeptor von 0,9% bis 16,7%, und die Menge des gemischten Perylen-Dimers variiert von 99,1 bis 83,3%. Für den gemischten Perylen-Dimerteil, ausgenommen der Elektronenakzeptor, kann jedes Perylen in einer Menge von 5 bis 90 und in Ausführungsformen von 25 bis 50 Gew.-% ausgewählt werden. Spezieller kann das gemischte Perylen-Dimer etwa 25% 1,3-Bis(n-pentylimidoperylenimido)propan, etwa 25% 1,3-Bis(2-methylbutylimidoperylenimido)propan und etwa 50% 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan enthalten. In der Perylenmischung kann in Ausführungsformen jedes Perylen der Formeln A, B und C in einer Menge von 4 bis 80 oder 90 Gew.-% vorhanden sein, und der Elektronenakzeptor kann in einer Menge von 0,1 bis 20 Gew.-% vorhanden sein, und worin die Gesamtmenge der Perylenmischung und des Elektronenakzeptors 100% beträgt.
Formel A 1,3-Bis(n-pentylimidoperylenimido)propan
Formel B 1,3-Bis(2-methylbutylimidoperylenimido)propan
Formel C 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan
Weiterhin können mit den Komponenten der Perylen-Dimermischungszusammensetzung der vorliegenden Erfindung größere Breiten und Einstellung und Muster der physikalischen Eigenschaften des fotoerzeugenden Pigments, wie das Erhöhen ihrer Lichtempfindlichkeit und das Verbessern ihrer Dispersionsstabilität ermöglicht werden. Ein Erhöhen der Lichtempfindlichkeit erlaubt z. B. die Verwendung einer Lichtquelle bei einer verringerten Leistung, um z. B. etwa 40% und somit eine Einsparung von Anlagenkosten. Die Verteilungsstabilität kann ebenfalls um mehr als etwa 100% verlängert werden, da die zugesetzten Dotiermittel oder Elektronenakzeptorkomponenten die Perylen pigmentoberfläche adsorbieren und modifizieren können, was zu einer verringerten Aggregation der Perylenpigmentteilchen führt.
Die Elektronenakzeptormaterialien sind Carbazole. Die Elektronenakzeptorkomponente kann zu den gemischten Perylen-Dimeren vor oder während der Herstellung der Fotoerzeugerschicht zugesetzt werden. Das Relativgewicht von Elektronenakzeptor mit Bezug auf die Gesamtmenge von gemischten Perylen-Dimeren kann in Ausführungsformen von 0,1 bis 20 Gew.-% und spezieller von 1 bis 16 oder 10 Gew.-% variieren.
Spezielle Beispiele von Elektronenakzeptoren sind 9-Vinylcarbazol, 9-Phenylcarbazol, 9-Ethylcarbazol, 9-Naphthylcarbazol und Polyvinylcarbazol.
Abbildungselemente mit dem fotoerzeugenden Pigment Perylen und der Elektronenakzeptormischung der vorliegenden Erfindung sind empfindlich auf Wellenlängen von z. B. etwa 400 bis 800 Nanometer, d. h. über den ganzen sichtbaren und nahen Infrarotbereich des Lichtspektrums. Die Abbildungselemente der vorliegenden Erfindung besitzen ebenfalls ein breites spektrales Ansprechen auf weißes Licht von etwa 400 bis 800 Nanometer und stabile elektrische Eigenschaften, wie die Aufladungsspannung, und die Fotoentladungscharakteristiken bleiben relativ konstant über lange Zykluszeiten, wie hierin erläutert.
Bestimmte einzelne Perylen-Dimere sind fotoleitfähig und können zur Bildung fotoleitfähiger Abbildungselemente verwendet werden; diese Dimere können jedoch bestimmte Nachteile besitzen, wie in einigen Fällen eine niedrige Lichtempfindlichkeit, ein enger Bereich des spektralen Ansprechens, eine niedrigere Verteilungsqualität und Ähnliches, welche Nachteile ihre Anwendungen als Abbildungselemente beschränken können. In der US-Patentschrift 6,051,351 wird eine Mischung von Perylen-Dimeren erläutert, die allgemein eine verbesserte Lichtempfindlichkeit im Vergleich mit den einzelnen Perylenkomponenten in der Mischung aufweisen. Mit den Elementen der vorliegenden Erfindung können in Ausführungsformen davon diese Nachteile minimiert oder ausgeschlossen werden, und eine erhöhte Lichtempfindlichkeit kann durch Zugabe von Elektronenakzeptorkomponenten erhältlich sein.
US-A-5,320,921 beschreibt einen elektrofotografischen Fotorezeptor, der einen leitfähigen Träger und darauf angeordnet eine Fotorezeptorschicht umfasst, die eine Trägererzeugungsschicht umfasst, die 100 Gewichtsteile einer polycyclischen Chinonverbindung und 0,01 bis 100 Gewichtsteile wenigstens einer speziellen Perylenverbindung enthält.
JP-A-2136861 bezieht sich auf einen elektrofotografischen Fotorezeptor, der wenigstens eine Ladungserzeugungsschicht enthält, die eine elektronenaufnehmende Verbindung und eine Ladungstransportschicht auf einem leitfähigen Träger enthält.
JP-A-63186249 beschreibt einen elektrofotografischen Fotorezeptor, der eine Schicht enthält, die ein elektronenaufnehmendes Material zum Verbessern der Empfindlichkeit und Haltbarkeit auf einem leitfähigen Träger enthält.
JP-A-59031952 bezieht sich auf einen Fotoleiter mit einer empfindlichen Schicht, die (A) ein Perylenpigment der Formel (I), (B) Poly-N-vinylcarbazol und (C) ein elektronenaufnehmendes Material enthält, das ein Benzolderivat umfasst, dessen Kern durch Hydroxyl, Carboxyl, Carboalkoxyl und/oder Carbohalogenid, durch Nitro und/oder Halogen substituiert ist.
Obwohl die bekannten Abbildungselemente für ihre beabsichtigten Zwecke geeignet sein können, verbleibt ein Bedürfnis für Abbildungselemente, die verbesserte Fotoerzeugerzusammensetzungen enthalten. Zusätzlich besteht ein Bedürfnis für Abbildungselemente, die fotoleitfähige Komponenten mit verbesserter xerografischer elektrischer Leistung enthalten, einschließlich in einigen Fällen höhere Ladungsaufnahme, niedrigere Dunkelentladung, erhöhte Ladungserzeugungswirksamkeit und Ladungsinjektion in die Transportschicht, maßgeschneiderte PIDC-Kurvenformen, um eine Vielzahl von reprografischen Anwendungen, eine verringere Restladung und/oder eine verringerte Löschenergie, eine verbesserte Langzeitzyklusleistung und eine geringere Variabilität in der Leistung bei Umgebungsänderungen der Temperatur und der relativen Feuchte zu ermöglichen. Es besteht auch ein Bedürfnis für Abbildungselemente mit fotoleitfähigen Komponenten aus bestimmten fotoerzeugenden Dimer-Perylenpigmentmischungen mit erhöhter Dispergierbarkeit in Polymeren und Lösemitteln. Darüber hinaus besteht ein Bedürfnis für fotoerzeugende Pigmentmischungen, welche die Herstellung von Beschichtungsdispersionen, insbesondere in Tauchbeschichtungsverfahren, erlauben, die kolloidal stabil sind, und worin ein Absetzen vermieden oder minimiert ist, z. B. geringes Absetzen für eine Zeit von z. B. 20 bis 30 Tagen, ohne dass gerührt wird. Ferner besteht ein Bedürfnis für fotoleitfähige Materialien mit erhöhter Dispergierbarkeit in Polymeren und Lösemitteln, welche mit niedrigen Kosten verbundene Beschichtungsverfahren zur Herstellung von fotoleitfähigen Abbildungselementen ermöglichen. Es verbleibt auch ein Bedürfnis für das Einstellen der physikalischen Eigenschaften von fotoerzeugenden Zusammensetzungen, um eine Anzahl von erwünschten Leistungserfordernissen für Fotoleiter zu erzielen. So besteht z. B. ein Bedürfnis für fotoleitfähige Materialien, die Abbildungselemente mit erhöhter Lichtempfindlichkeit im roten Bereich des Lichtspektrums ermöglichen was es möglich macht, dass die erhaltenen Abbildungselemente davon für Abbildungen durch rote Dioden- und Gaslaser ausgewählt werden können. Weiterhin besteht ein Bedürfnis für Fotoerzeuger-Pigmentmischungen mit spektralem Ansprechen in den grünen und blauen Bereichen des Spektrums, um Abbildungen durch neu aufgefundene blaue und grüne elektronische Abbildungslichtquellen zu ermöglichen. Es besteht auch ein Bedürfnis für verbesserte panchromatische Pigmente mit breitem spektralem Ansprechen von etwa 400 bis etwa 800 Nanometer für das Farbkopieren unter Verwendung von Lichtlinsenverfahren.
Es war die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, fotoleitfähige Zusammensetzungen aus gemischten Perylen-Dimeren der Formeln A, B und C und Elektronenakzeptoren und Abbildungselemente davon mit verbesserter Fotoleitfähigkeit bereitzustellen, ferner Perylen-Dimerzusammensetzungen, vermischt mit Elektronenakzeptoren, bereitzustellen, wobei die Zusammensetzungen zur Verwendung als Fotoerzeugerpigmente in geschichteten fotoleitfähigen Abbildungsvorrichtungen geeignet sind, und darüber hinaus fotoleitfähige Abbildungselemente mit fotoerzeugenden Perylen-Dimer-Pigmentmischungen bereitzustellen, die in Ausführungsformen Abbildungselemente mit verbesserter Lichtempfindlichkeit in dem Wellenlängenbereich des Lichtspektrums, wie von etwa 400 bis etwa 800 Nanometer, ermöglichen.
Diese Aufgabe ist gelöst durch ein fotoleitfähiges Abbildungselement, das eine fotoerzeugende Schicht umfasst, die eine Mischung von (1) 1,3-Bis(n-pentylimidoperylenimido)propan (Formel A), 1,3-Bis(2-methylbutylimidoperylenimido)propan (Formel B) und 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan (Formel C) und (2) ein Carbazol als Elektronenakzeptorkomponente Formel A 1,3-Bis(n-pentylimidoperylenimido)propan
Formel B 1,3-Bis(2-methylbutylimidoperylenimido)propan
Formel C 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan
enthält.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein fotoleitfähiges Abbildungselement bereit, weiter enthaltend ein Trägersubstrat, eine Fotoerzeugerschicht, enthaltend die Mischung und eine Ladungstransportschicht; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die relative Menge von Elektronenakzpetor zu den gemischten Perylen-Dimeren 0,1 bis 20 Gew.-% beträgt; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin jedes Perylen A, B und C in einer Menge von 25 bis 50 Gew.-% vorhanden ist, und die Gesamtmenge davon 100 Prozent beträgt; ein fotoleitendes Abbildungselement, worin das Perylen 1,3-Bis(n-pentylimidoperylenimido)propan in einer Menge von 25 Teilen oder Gewichtsprozent vorhanden ist, das 1,3-Bis(2-methylbutylimidoperylenimido)propan in einer Menge von 25 Teilen oder Gewichtsprozent vorhanden ist, und das 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan in einer Menge von 50 Teilen oder Gewichtsprozent vorhanden ist, und worin die Gesamtmenge der Teile der gemischten Perylen-Dimere 100 Prozent beträgt; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Carbazol 9-Vinylcarbazol, 9-Phenylcarbazol, 9-Ethylcarbazol oder 9-Naphthylcarbazol ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Trägersubstrat aus einem Metall, einem leitfähigen Polymer oder einem isolierenden Polymer besteht, und worin das Substrat eine Dicke von 30 Mikron bis 300 Mikron besitzt und optional mit einer elektrisch leitfähigen Schicht mit einer optionalen Dicke von 0,01 Mikron bis 1 Mikron überzogen ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Trägersubstrat aus Aluminium besteht und weiter optional eine Überzugsdeckschicht auf dem Element enthalten ist, wobei der Überzug aus einem Polymer besteht; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die fotoerzeugende Mischung in einem Harzbindemittel in einer Menge von 5 Gewichtsprozent bis 95 Gewichtsprozent verteilt ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Harzbindemittel ein Polyester, ein Polyvinylcarbazol, ein Polyvinylbutyral, ein Polycarbonat, ein Polyethercarbonat, ein Arylamin, ein Styrol-Copolymer oder ein Phenoxypolymer ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die Ladungstransportschicht Arylaminmoleküle oder Arylaminpolymere enthält; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Trägersubstrat aus einem Metall, einem leitfähigen Polymer oder einem isolierenden Polymer besteht, und worin das Substrat eine Dicke von 30 Mikron bis 300 Mikron besitzt und optional mit einer elektrisch leitfähigen Schicht mit einer Dicke von 0,01 Mikron bis 1 Mikron überzogen ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Trägersubstrat aus Aluminium besteht, und weiter eine Überzugsdeckschicht, die aus einem Polymer besteht, auf dem Element enthalten ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die fotoerzeugende Pigmentmischung in einem Harzbindemittel optional in einer Menge von 5 Gew.-% bis 95 Gew.-% für die Mischung dispergiert ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Harzbindemittel ein Polyester, ein Polyvinylcarbazol, ein Polyvinylbu tyral, ein Polycarbonat, ein Polyethercarbonat, ein Arylamin, ein Styrol-Copolymer oder ein Phenoxyharz ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die Ladungstransportschicht eine Arylaminkomponente enthält; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die Ladungstransportschicht Arylaminmoleküle der Formel
enthält, worin X Alkyl oder Halogen ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Arylamin in einem Polymer von Polycarbonat, einem Polyester oder einem Vinylpolymer dispergiert ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die fotoerzeugende Schicht eine Dicke von 1 bis 10 Mikron hat, und worin die Ladungstransportschicht eine Dicke von 10 bis 100 Mikron hat; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Trägersubstrat mit einer polymeren Klebstoffschicht mit einer Dicke von 0,01 bis 1 Mikron überzogen ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die Ladungstransportschicht zwischen dem Trägersubstrat und der Fotoerzeugerschicht angeordnet ist, oder die fotoerzeugende Schicht zwischen dem Trägersubstrat und der Ladungstransportschicht angeordnet ist; ein fotoleitfähiges Abbildungsverfahren, welches die Bildung eines latenten Bildes auf dem fotoleitfähigen Abbildungselement der vorliegenden Erfindung, das Übertragen des Bildes auf ein Substrat und optional das Fixieren des Bildes darauf umfasst; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin der Elektronenakzeptor ein Nichtpolymer ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin der Elektronenakzeptor in einer Menge von 0,1 bis 40 Gew.-% vorhanden ist; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, das eine fotoerzeugende Schicht enthält, die (1) eine Mischung von Perylenen und (2) eine Elektronenakzeptorkomponente enthält; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin die Mischung 2 bis 6 fotoerzeugende Perylenpigmente enthält; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Bindemittel Polyvinylbutyral ist, und wobei das Bindemittel 0,1 bis 15 Gew.-% der Elektronenakzeptorkomponente enthält; ein fotoleitfähiges Abbildungselement, worin das Bindemittel Polyvinylbutyral ist, und wobei das Bindemittel 1 bis 10 Gew.-% der Elektronenakzeptorkomponente enthält; ein Abbildungselement, das in der angegebenen Reihenfolge enthält ein leitfähiges Substrat, eine fotoerzeugende Schicht, umfassend eine Mischung von (1) Perylenen und (2) einem Elektronenakzeptor, optional dispergiert in einer Harzbindemittelzusammensetzung, und eine Ladungstransportschicht, die ladungstransportierende Komponenten umfasst, die optional in einer inaktiven Harzbindemittelzusammensetzung dispergiert sind; und ein fotoleitfähiges Abbildungselement, enthaltend ein leitfähiges Substrat, eine Löchertransportschicht, umfassend Löchertransportmoleküle, wie ein Arylamin, dispergiert in einer inaktiven Harzbindemittelzusammensetzung, und als oberste Schicht eine fotoerzeugende Schicht, enthaltend eine Mischung von (1) Perylen-Dimeren und (2) einem Elektronenakzeptor, optional in einer Harzbindemittelzusammensetzung dispergiert.
Das Substrat kann vollständig aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet werden, oder es kann aus einem isolierenden Material mit einem Überzug von elektrisch leitfähigem Material bestehen. Das Substrat kann von einer wirksamen Dicke sein, allgemein bis zu 100 mil und bevorzugt von 1 bis 50 mil, obwohl die Dicke außerhalb dieses Bereichs liegen kann. Die Dicke der Substratschicht hängt von vielen Faktoren, einschließlich wirtschaftliche und mechanische Überlegungen, ab. Daher kann diese Schicht von wesentlicher Dicke, z. B. über 100 mil, oder von minimaler Dicke sein. In einer Ausführungsform beträgt die Dicke dieser Schicht 3 mil bis 10 mil. Das Substrat kann opak oder im Wesentlichen transparent sein und kann zahlreiche geeignete Materialien mit den erwünschten mechanischen Eigenschaften umfassen. Das gesamte Substrat kann das gleiche Material wie dasjenige in der elektrisch leitfähigen Oberfläche umfassen, oder die elektrisch leitfähige Oberfläche kann nur ein Überzug auf dem Substrat sein. Es können zahlreiche geeignete elektrisch leitfähige Materialien ausgewählt werden. Typische elektrisch leitfähige Materialien umfassen Kupfer, Messing, Nickel, Zink, Chrom, nicht rostenden Stahl, leitfähige Kunststoffe und Kautschuke, Aluminium, halbtransparentes Aluminium, Stahl, Cadmium, Titan, Silber, Gold, Papier, das leitfähig gemacht ist durch den Einschluss eines geeigneten Materials oder durch Konditionieren in einer feuchten Atmosphäre, um die Anwesenheit eines ausreichenden Wassergehalts zur Leitfähigmachung des Materials sicherzustellen, Indium, Zinn, Metalloxide, einschließlich Zinnoxid und Indiumzinnoxid, und Ähnliches. Das Substrat kann aus jedem anderen herkömmlichen Material, einschließlich organische und anorganische Materialien, bestehen. Typische Substratmaterialien umfassen isolierende nicht leitende Materialien, wie verschiedene für diesen Zweck bekannte Harze, einschließlich Polycarbonate, Polyamide, Polyurethane, Papier, Glas, Kunststoff, Polyester, wie MYLAR^® (erhältlich von E. I. DuPont) oder MELINEX 447^® (erhältlich von ICI Americas, Inc.) und Ähnliches. Falls erwünscht, kann ein leitfähiges Substrat auf ein isolierendes Material aufgebracht werden. Zusätzlich kann das Substrat einen metallisierten Kunststoff, wie titanisiertes oder aluminisiertes MYLAR^®, ein Polyethylenterephthalat, worin die metallisierte Oberfläche in Kontakt mit der fotoerzeugenden Schicht oder einer anderen Schicht ist, die zwischen dem Substrat und der fotoerzeugenden Schicht angeordnet ist, enthalten. Das beschichtete oder unbeschichtete Substrat kann flexibel oder starr sein und kann jede Konfiguration haben, wie eine Platte, eine zylindrische Trommel, eine Spirale, ein endloses flexibles Band oder Ähnliches. Die Außenoberfläche des Substrats umfasst bevorzugt ein Metalloxid, wie Aluminiumoxid, Nickeloxid, Titanoxid und Ähnliches. Allgemein liegt die Dicke der leitfähigen Schicht in dem Bereich von 50 Ångström bis 100 Zentimeter, obwohl die Dicke außerhalb dieses Bereichs liegen kann. Wenn ein flexibles elektrofotografisches Abbildungselement erwünscht ist, beträgt die Dicke typischerweise 100 Ångström bis 750 Ångström.
In Ausführungsformen können Zwischenklebstoffschichten zwischen dem Substrat und anschließend aufgebrachten Schichten angeordnet sein, um die Haftung zu verbessern und das Ablösen zu minimieren oder zu vermeiden. Wenn solche Klebstoffschichten verwendet werden, haben sie bevorzugt eine Trockendicke von 0,1 Mikron bis 5 Mikron, obwohl die Dicke außerhalb dieses Bereichs liegen kann. Typische Klebstoffschichten umfassen filmbildende Polymere, wie ein Polyester, Polyvinylbutyral, Polyvinylpyrrolidon, Polycarbonat, Polyurethan, Polymethylmethacrylat und Ähnliches und Mischungen davon. Da die Oberfläche des Substrats eine Metalloxidschicht oder eine Klebstoffschicht sein kann, kann der Ausdruck Substrat auch eine Metalloxidschicht mit oder ohne eine Klebstoffschicht auf der Metalloxidschicht umfassen.
Die fotoerzeugende Schicht hat eine wirksame Dicke, z. B. von 0,05 Mikron bis 10 Mikron oder mehr, und in Ausführungsformen hat sie eine Dicke von 0,1 Mikron bis 3 Mikron. Die Dicke dieser Schicht kann hauptsächlich von der Konzentration des fotoerzeugenden Materials in der Schicht abhängen, die allgemein von 5 bis 100 Prozent variieren kann. Ein Wert von 100 Prozent tritt allgemein auf, wenn die fotoerzeugende Schicht durch Vakuumverdampfung der Pigmentmischung hergestellt wird. Wenn die fotoerzeugende Mischung in einem Bindemittelmaterial vorhanden ist, enthält das Bindemittel z. B. 25 bis 95 Gew.-% der fotoerzeugenden Mischung, und spezieller enthält es 60 bis 80 Gew.-% des fotoerzeugenden Materials.
Das Harzbindemittel für die fotoerzeugende Mischung, wenn es ausgewählt wird, kann ein Polyester, ein Polyvinylbutyral, wie PVB B79, ein Polycarbonat, ein Polyethercarbonat, ein Arylaminpolymer, ein Styrol-Copolymer, ein Phenoxyharz und Ähnliches sein. Die Zugabe einer kleinen Menge, wie z. B. 0,1 bis 15 Gew.-%, der Elektronenakzeptorkomponente zu dem Harzbindemittel, insbesondere PVB, kann die Lichtempfindlichkeit des Abbildungselements erhöhen. Allgemein ist es erwünscht, diese Schicht in einer Dicke bereitzustellen, die ausreichend ist, um 90 bis 95 Prozent oder mehr der einfallenden Strahlung zu absorbieren, die auf sie in dem bildweisen Belichtungsschritt oder dem Druckbelichtungsschritt gerichtet ist. Die maximale Dicke dieser Schicht hängt hauptsächlich von Faktoren ab, wie mechanische Überlegungen, wie die spezielle ausgewählte fotoerzeugende Verbindung, die Dicke der anderen Schichten, und ob ein flexibles fotoleitfähiges Abbildungselement erwünscht ist. Geeignete Bindemittelmaterialien, die für die fotoerzeugende Schicht ausgewählt werden können, umfassen Polyester, Polyvinylbutyrale, Polycarbonate, Polyvinylformale, Poly(vinylacetale) und diejenigen, die in der US-Patentschrift 3,121,006 erläutert sind, deren Offenbarung vollständig hierin durch Bezug eingeschlossen ist.
Typische Transportschichten sind z. B. in den US-Patentschichten 4,265,990, 4,609,605, 4,297,424 und 4,921,773 beschrieben. Organische Ladungstransportmaterialien können ebenfalls verwendet werden. Typische Ladungstransportmaterialien, insbesondere Löchertransportmaterialien, umfassen die folgenden.
Löchertransportkomponenten des in den US-Patentschriften 4,306,008, 4,304,829, 4,233,384, 4,115,116, 4,299,897, 4,081,274 und 5,139,910 beschriebenen Typs können für die Abbildungselemente der vorliegenden Erfindung ausgewählt werden. Typische Diamin-Löchertransportmoleküle umfassen N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(2-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-ethylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-ethylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-n-butylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-chlorphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-chlorphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(phenylmethyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, N,N,N',N'-Tetraphenyl-[2,2'-dimethyl-1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin, N,N,N',N'-Tetra-(4-methylphenyl)-[2,2'-dimethyl-1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(4-methylphenyl)-[2,2'-dimethyl-1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(2-methylphenyl)-[2,2'-dimethyl-1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-[2,2'-dimethyl-1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin, N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-pyrenyl-1,6-diamin und Ähnliche.
Eine spezielle Löchertransportschicht umfasst, da sie z. B. einen ausgezeichnet wirksamen Transport von Ladungen ermöglichen kann, Aryldiaminkomponenten, wie durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben oder im Wesentlichen wiedergegeben
optional dispergiert in einem hoch isolierenden und transparenten Polymerbindemittel, worin X, Y und Z ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, einer Alkylgruppe mit z. B. 1 bis 25 Kohlenstoffatomen und einem Halogen, bevorzugt Chlor, und worin wenigstens eine von X, Y und Z unabhängig eine Alkylgruppe oder Chlor ist. Wenn Y und Z Wasserstoff sind, ist die Verbindung N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(alkylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin, worin Alkyl z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, n-Butyl oder Ähnliches ist, oder die Verbindung kann N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(chlorphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin sein.
Die Ladungstransportkomponente ist in der Ladungstransportschicht in einer wirksamen Menge, allgemein von 5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt von 20 bis 75 Gew.-% und bevorzugter von 30 bis 60 Gew.-% vorhanden, obwohl die Menge außerhalb dieses Bereichs liegen kann.
Beispiele der Harzkomponenten oder des inaktiven Bindemittel-Harzmaterials für die Transportschicht umfassen Komponenten, wie diejenigen, die in der US-Patentschrift 3,121,006 beschrieben sind. Spezielle Beispiele von geeigneten organischen Harzmaterialien umfassen sowohl Polycarbonate, Acrylatpolymere, Vinylpolymere, Cellulosepolymere, Polyester, Polysiloxane, Polyamide, Polyurethane, Polystyrole und Epoxyharze als auch Blockcopolymere, ungeordnete Polymere oder alternierende Copolymere davon. Bevorzugte elektrisch inaktive Bindemittelmaterialien sind in Ausführungsformen Polycarbonatharze mit einem Molekulargewicht (M_w) von etwa 20000 bis etwa 100000 oder von etwa 50000 bis etwa 100000. Allgemein enthält das Harzbindemittel 5 bis 90 Gew.-% des aktiven Materials entsprechend der vorstehenden Formel und spezieller 20 bis 75 Prozent dieses Materials.
Das fotoleitfähige Abbildungselement kann optional eine Ladungsblockierungsschicht enthalten, die zwischen dem leitfähigen Substrat und der fotoerzeugenden Schicht angeordnet ist. Diese Schicht kann Metalloxide, wie Aluminiumoxid oder Ähnliches, oder Materialien, wie Silane und Nylons, enthalten. Zusätzliche Beispiele von geeigneten Materialien umfassen Polyisobutylmethacrylat, Copolymere von Styrol und Acrylaten, wie Styrol/n-Butylmethacrylat, Copolymere von Styrol und Vinyltoluol, Polycarbonate, alkylsubstituierte Polystyrole, Styrol-Olefin-Copolymere, Polyester, Polyurethane, Polyterpene, Siliconelastomere, Mischungen davon, Copolymere davon und Ähnliches. Der Hauptzweck dieser Schicht ist, eine Ladungsinjektion aus dem Substrat während oder nach dem Aufladen zu verhindern. Diese Schicht hat bevorzugt eine Dicke von gleich oder weniger als 50 Ångström bis 10 Mikron und am bevorzugtesten von nicht mehr als etwa 2 Mikron.
Das gemischte Perylen-Dimer der Formeln A, B und C der vorliegenden Erfindung kann in einfacher Weise hergestellt werden, wie in der US-Patentschrift 5,645,965 erläutert. Spezieller kann das gemischte Perylen-Dimer durch die Umsetzung oder Kondensation von 2 bis 5 Äquivalenten des gemischten Perylenmonoimid-Monoanhydrids (Formel D) FORMEL D gemischtes Perylenmonoimid-Monoanhydrid
mit einem Äquivalent Diamin, 1,3-Diaminopropan, in einem organischen Lösemittel, wie Chlornaphthalin, Trichlorbenzol, Decalin, Tetralin, Anilin, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid, N-Methylpyrrolidon und Ähnliches, mit der optionalen Verwendung von Katalysatoren, wie Zinkacetat oder Zinkiodid, in einer Menge äquivalent zu 1 bis 50 mol% des Perylens hergestellt werden. Die Konzentration von Reaktanten in dem Lösemittel kann im Bereich von 50 Gew.-% kombiniertes Diamin und Anhydrid und 50 Gew.-% Lösemittel zu 2 Prozent Diamin und Anhydrid und 98 Prozent Lösemittel mit einem spezielleren Bereich von 5 Prozent Diamin und Anhydrid und 95 Prozent Lösemittel zu 20 Prozent Diamin und Anhydrid und 80 Prozent Lösemittel liegen. Die Reaktanten können in dem Lösemittel gerührt und auf eine Temperatur von 100°C bis 300°C und bevorzugt von 150°C bis 205°C für eine Zeit von 10 Minuten bis 8 Stunden abhängig von der Reaktionsrate erwärmt werden. Die erhaltene Mischung wird anschließend auf eine Temperatur von zwischen 50°C bis 175°C abgekühlt, und die feste Pigmentmischung wird von der Mutterlauge durch Filtration durch z. B. einen gesinterten Glasfiltertrichter mit feiner Porosität oder ein Glasfaserfilter, abgetrennt. Das Pigmentprodukt wird dann einer Anzahl von Waschschritten unter Verwendung von heißen und kalten Lösemitteln unter worfen, wie Dimethylformamid, Methanol, Wasser und Alkohole. Optional kann das Pigment mit einer verdünnten heißen oder kalten wässrigen Baselösung, wie 5 Prozent Natriumhydroxid oder Kaliumcarbonat, gewaschen werden, die dazu dient, durch Auflösung restliches Ausgangsanhydrid und andere saure Verunreinigungen zu entfernen. Das Pigmentprodukt kann auch optional mit verdünnter Säure, wie 2%ige wässrige Chlorwasserstoffsäure, gewaschen werden, die dazu dient, restliche Metallsalze, wie z. B. Zinkacetat, das optional als Reaktionskatalysator verwendet werden kann, zu entfernen. Das Pigment wird dann entweder bei Umgebungstemperatur oder bei Temperaturen bis zu etwa 200°C bei Atmosphärendruck oder unter vermindertem Druck getrocknet. Die Ausbeute des gemischten Perylen-Dimerprodukts liegt im Bereich von 50 Prozent bis 100 Prozent.
Spezieller umfasst das Verfahren das Rühren einer Mischung von 2,2 Moläquivalenten von gemischtem Perylenmonoimid-Monoanhydrid (Formel D) in einem geeigneten Lösemittel, wie ein N-Methylpyrrolidon-Lösemittel, in einer Menge entsprechend 50 Gewichtsteilen Lösemittel zu 2 Teilen Monoimid-Monoanhydriden bei Raumtemperatur, etwa 25°C, gefolgt von der Zugabe von 1 Moläquivalent 1,3-Diaminopropan, und optional erhöht hauptsächlich ein Katalysator die Reaktion des Amins mit dem Anhydrid, solche Katalysatoren, einschließlich Zinkacetat-Dihydrat in einer Menge entsprechend etwa 0,5 Äquivalent. Die erhaltene Mischung wird gerührt, und das Erwärmen wird fortgesetzt, bis das Lösemittel unter Rückfluss zu sieden beginnt (N-Methylpyrrolidon siedet bei 202°C), während welcher Behandlung das Diamin nacheinander mit zwei Molekülen des Monoanhydrids zur Bildung des dimeren Perylenpigmentmoleküls reagiert. Das Erwärmen und das Rühren bei der Rückflusstemperatur des Lösemittels werden für eine Zeit von etwa 2 Stunden aufrechterhalten, um die Vervollständigung der Reaktion sicherzustellen, gefolgt von Abkühlen des Reaktionsgemisches auf etwa 150°C und Filtrieren der Mischung durch ein Filter, wie ein gesintertes Glas mit feiner Porosität eines Glasfaserfilters, das auf etwa 150°C vorerwärmt worden ist, mit z. B. einem siedenden Lösemittel, wie Dimethylformamid (DMF). Das Waschen des Pigments wird dann in dem Filter mit DMF vervollständigt, das auf etwa 150°C erwärmt ist (was dazu dient, um restliches Ausgangsanhydrid aufzulösen und so zu entfernen), bis die Farbe der Filtratwaschflüssigkeit farblos oder schwach orangefarben wird und bleibt. Die Pigmentmischung wird mit DMF bei Raumtemperatur gewaschen, und sie wird zum Schluss mit Aceton, Methanol oder einem ähnlichen niedrig siedenden Lösemittel gewaschen und bei 60°C in einem Ofen getrocknet.
Optional kann Wasser beim Endwaschen verwendet werden, und der nasse Kuchen der Pigmentmischung kann gefriergetrocknet werden. Dieses Verfahren ergibt allgemein eine frei fließende Pigmentmischung, die leichter in Lösemittel wieder dispergiert wird als mit Lösemittel gewaschenes Pigment, das unter Verwendung anderer Verfahren getrocknet worden ist, die manchmal zur Bildung einer harten verbackenen Masse einer Pigmentmischung führen können, die schwierig wieder zu dispergieren sein kann.
In Situationen, wo das heiße, z. B. auf 60°C bis 150°C befindliche Lösemittel (z. B. DMF) das überschüssige Ausgangsmonoanhydrid nicht vollständig entfernt, kann die Produktmischung ebenfalls optional in verdünntem (z. B. 1 bis etwa 5%igem) wässrigem Kaliumhydroxid für eine Zeit von 1 Stunde bis 24 Stunden und bevorzugt von 7 bis 20 Stunden bei einer Temperatur von 25°C bis 90°C dispergiert werden, welche Behandlung das Monoimid in ein wasserlösliches tief purpurfarben gefärbtes Dikaliumcarboxylatsalz umwandelt, gefolgt von Filtration und Waschen des Feststoffs mit Wasser, bis das Filtrat farblos ist. Restliches Ausgangsanhydrid in dem Produkt kann durch bekannte spektroskopische Verfahren, wie FT-IR und NMR, oder durch eine Farbpunktprüfung nachgewiesen werden, in welcher das Produkt in verdünnter (etwa 2%iger) wässriger Kaliumhydroxidlösung gerührt wird (die Anwesenheit von Monoanhydrid wird durch die Entwicklung einer tief rötlichen Purpurfarbe angezeigt, die charakteristisch für das Dikaliumsalz des Monoimids ist).
Die Perylen-Dimerzusammensetzungen, die hierin in Ausführungsformen davon erläutert sind, ermöglichen eine erhöhte Lichtempfindlichkeit im sichtbaren Wellenlängenbereich. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden insbesondere Abbildungselemente mit Lichtempfindlichkeit bei Wellenlängen von etwa 400 bis etwa 800 Nanometer bereitgestellt, was sie insbesondere für das Farbkopieren und Abbildungs- und Druckanwendungen, wie rote LED- und Diodenlaser-Druckverfahren anwendbar macht, die typischerweise eine Empfindlichkeit von etwa 600 bis etwa 800 Nanometer erfordern.
Die vorliegende Erfindung umfasst somit ein Verfahren zum Erzeugen von Bildern mit den hierin beschriebenen fotoleitfähigen Abbildungselementen. Das Verfahren umfasst das Erzeugen eines elektrostatischen latenten Bildes auf einem fotoleitfähigen Abbildungselement der vorliegenden Erfindung, das Entwickeln des latenten Bildes mit einem bekannten Toner, der aus einem Harz, einem Färbemittel, wie Ruß, und einem Ladungszusatz besteht, und das Übertragen des entwickelten elektrostatischen Bildes auf ein Substrat. Optional kann das übertragene Bild permanent an das Substrat fixiert werden. Die Entwicklung des Bildes kann durch eine Anzahl von Verfahren erreicht werden, wie Kaskade, Aufsetzen, Pulverwolke, Magnetbürste und Ähnliches. Die Übertragung des entwickelten Bildes auf ein Substrat kann durch jedes Verfahren erfolgen, einschließlich solcher, die von einem Korotron oder einer geerdeten Walze Gebrauch machen. Das Fixieren kann durch jedes geeignete Verfahren durchgeführt werden, wie Flash-Schmelzen, Wärmeschmelzen, Druckschmelzen, Dampfschmelzen und Ähnliches. Jedes Material, das in xerografischen Kopierern und Druckern verwendet wird, kann als Substrat verwendet werden, wie Papier, Klarsichtmaterial oder Ähnliches.
Das hierin genannte PMMA-BCFM-Polymer hat die Formel
SYNTHESEBEISPIEL I
Herstellung von gemischtem Perylen
In einem 3 Liter-Dreihals-Rundkolben, der mit einem mechanischen Rührer, einem Rückflusskühler, einer Dean-Stark-Falle und einem Thennometer ausgerüstet war, wurde eine Suspension des gemischten isomeren n-Pentylimidoperylen-Monoanhydrids und 2-Methylbutylimidoperylen-Monoanhydrids (51,05 g, 0,1106 mol) in 1250 g N-Methylpyrrolidinon (NMP) mit 4 g (0,054 mol) 1,3-Propandiamin behandelt. Die erhaltene Mischung wurde dann gerührt und (unter einer Stickstoffatmosphäre) 4,5 Stunden auf 200°C erwärmt. Die erhaltene dicke dunkelbraun-schwarze Mischung wurde auf 90°C abgekühlt und wurde dann unter vermindertem Druck durch einen vorerwärmten (in einem Ofen bei 100°C) 12,5 cm-Buchner-Trichter, der mit einem Glasfaserfilter (#30, Schleicher und Schöll) ausgerüstet war, filtriert, um das Produkt abzutrennen.
Das zurückgehaltene feste Produkt wurde in einen 2 Liter-Becher mit 500 g N,N-Dimethylformamid-Lösemittel (DMF-Lösemittel) verbracht. Ein 3 Inch-Magnetrührstab wurde zugesetzt, und die Mischung wurde unter Erwärmen auf 90°C 60 Minuten gerührt. Die Mischung wurde unter Verwendung eines vorerwärmten 12,5 cm-Buchner-Trichters (ausgerüstet mit #30 Glasfaserfilter) filtriert, um das Produkt zu isolieren. Dieses Waschverfahren wurde achtmal wiederholt, bis die Farbe des Waschfiltrats klar war. Der Feststoff wurde dann dreimal mit 500 g auf 50°C erwärmtem Methanol 30 Minuten gewaschen, gefolgt von einer Filtration unter vermindertem Druck, wie vorstehend. Der dunkelbraun-schwarze Feststoff des gemischten Perylen-Dimers wurde bei 70°C 20 Stunden getrocknet und ergab 46,7 g (typische Ausbeute 90 bis 95%) Festprodukt. Das erhaltene Produkt aus gemischten Perylen-Dimeren wurde durch Protonen-Kernmagnetresonanz-Spektroskopie als Mischung der drei Dimere entsprechend den vorstehenden Formeln A, B und C in einem Verhältnis von etwa 1 : 1 : 2 identifiziert.
VORRICHTUNGSBEISPIEL I
Xerografische Bewertung von Perylen-Dimerzusammensetzungen, die ein Elektronentransport-Dotiermittel enthalten
Lichtempfindliche Abbildungselemente wurden mit dem gemischten Perylen-Dimer A, B und C des Synthesebeispiels I und verschiedenen Elektronenakzeptor-Dotiermaterialien, die in der Tabelle A aufgelistet sind, zur Bildung der Fotoerzeugerschicht hergestellt. Die Fotoerzeugerschicht enthielt etwa 81,5 Gew.-% der Perylen-Pigmentmischung, 18,5 Gew.-% Polyvinylbutyralpolymer-Bindemittel (PVB, erhältlich von Monsanto als B79), und von den 81,5 Prozent war die Perylenmischung, welche die vorstehenden drei Perylene enthält, in einer Menge von etwa 74,1 Gew.-% vorhanden, und das Dotiermittel war in der Mischung in einer Menge von etwa 7,4 Gew.-% vorhanden. Das Gewichtsverhältnis des Dotiermittels zu der Perylenmischung betrug 1 : 10.
Die Fotoerzeugerschicht enthielt somit etwa 18,5 Gew.-% oder Teile PVB und etwa 81,5 Gew.-% der Perylenmischung, welche die drei Perylen-Dimere und das Dotiermittel enthielt. Von diesen 81,5 Gew.-% machten die gemischten Perylen-Dimere etwa 74,1 und das Dotiermittel etwa 7,4% aus.
TABELLE A
Die lichtempfindlichen Abbildungselemente, die allgemein als Doppelschicht-Fotorezeptoren bekannt sind, enthalten eine Fotoerzeugerschicht und darüber eine Ladungstrans portschicht. Die Fotoerzeugerschicht wurde aus einer Pigmentdispersion wie folgt hergestellt: 0,2 g des vorstehenden gemischten A-, B- und C-Perylen-Dimers, 0,02 g des Dotiermittels, 0,05 g Polyvinylbutyral-Polymer (PVB-Polymer), 3,5 g Tetrahydrofuran (THF) und 3,5 g Toluol wurden zu einer 30 ml-Glasflasche zugesetzt, die 70 g nicht rostende 1/8 Inch-Stahlkugeln enthielt. Die Flasche wurde auf eine Walzenmühle verbracht, und die erhaltene Dispersion wurde 4 Tage gemahlen. Zu Bezugszwecken wurde eine Kontrolldispersion ebenfalls mit der vorstehenden Komponente, aber ohne das Dotiermittel hergestellt.
Die Pigmentdispersion wurde unter Verwendung eines Filmapplikators mit einem 1 mil-Spalt zur Bildung der Fotoerzeugerschicht aufgebracht auf ein titanisiertes MYLAR^®-Substrat mit einer Dicke von 75 Mikron, welches darüber eine Silanschicht mit einer Dicke von 0,1 Mikron und E. I. DuPont 49000 Polyester-Klebstoff auf der Silanschicht in einer Dicke von 0,1 Mikron hatte. Danach wurde die gebildete Fotoerzeugerschicht an der Luft etwa 10 Minuten trocknen gelassen. Die Fotoerzeugerschicht enthielt etwa 18,5 Gew.-% der Perylenpigmentmischung, die in einer Menge von 74,1 Gew.-% vorhanden war, und das Dotiermittel war in einer Menge von etwa 7,4 Gew.-% vorhanden.
Die vorstehende Perylen-Fotoerzeugerschicht für jede Vorrichtung wurde mit einer Amin-Ladungstransportschicht überzogen, die wie folgt hergestellt war. Eine Transportschichtlösung wurde durch Vermischen von 6,3 g MAKROLON^®, ein Polycarbonatharz, 6,3 g N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin und 72 g Methylenchlorid hergestellt. Die Lösung wurde auf die vorstehende fotoerzeugende Schicht unter Verwendung eines Filmapplikators mit einem 10 mil-Spalt aufgebracht. Das erhaltene Element wurde 60 Minuten bei 115°C in einem Luftgebläseofen getrocknet, und die getrocknete Enddicke der Transportschicht betrug etwa 25 Mikron.
Die xerografischen elektrischen Eigenschaften jedes Abbildungselements wurden dann bestimmt durch elektrostatisches Aufladen seiner Oberfläche mit einer Korona-Entladungsvorrichtung, bis das Oberflächenpotenzial, gemessen durch eine kapazitiv gekuppelte Sonde, die an ein Elektrometer angeschlossen war, einen Anfangswert V₀ erreichte. Nach einem Verbleib von 0,5 Sekunden im Dunkeln erreichte das aufgeladene Element ein Oberflächenpotenzial V_ddp, Dunkelentwicklungspotenzial, und wurde dann mit Licht aus einer gefilterten Xenon-Lampe belichtet. Es wurde eine Verringerung des Oberflächenpotenzials auf V_bg, Hintergrundpotenzial, aufgrund der Fotoentladungswirkung beobachtet. Gewöhnlich wurde die Dunkelentladung in Volt/Sekunde als (V₀ – V_ddp)/0,5 berechnet. Je niedriger der Dunkelentladungswert, desto vorteilhafter ist die Fähigkeit des Elements, seine Ladung vor der Belichtung beizubehalten. In ähnlicher Weise gilt, dass, je niedriger der V_ddp-Wert ist, desto schlechter ist das Aufladungsverhalten des Elements. Die prozentuale Fotoentladung wurde berechnet als 100% × (V_ddp – V_bg)/V_ddp. Die zum Fotoentladen des Abbildungselements während des Belichtungsschritts verwendete Lichtenergie wurde mit einem Belichtungsmesser gemessen. Die Lichtempfindlichkeit des Abbildungselements kann beschrieben werden durch E_1/2, die Menge der Belichtungsenergie in Erg/cm², die erforderlich ist, um eine 50%ige Fotoentladung von dem Dunkelentwicklungspotenzial zu erreichen. Je höher die Lichtempfindlichkeit, desto kleiner ist der E_1/2-Wert. Höhere Lichtempfindlichkeit (niedrigerer E_1/2-Wert), niedrigere Dunkelentladung und hohe Aufladung sind für die verbesserte Leistung von xerografischen Abbildungselementen erwünscht.
Die folgende Tabelle 1 fasst die xerografischen elektrischen Ergebnisse unter Verwendung einer Belichtung bei einer Wellenlänge von 620 Nanometer zusammen.
TABELLE 1
Mit Bezug auf das Kontrollelement 1A, welches nur Peryelen und PVB enthält, zeigte die Vorrichtung 1E, welche das Elektronenakzeptor-Dotiermittel enthält, eine niedrigere Halbbelichtungsenergie E_1/2 und daher eine höhere Fotoempfindlichkeit. Die Vorrichtungen 1B, 1C und 1D, welche Elektronendotiermittel enthalten, zeigten eine geringe oder keine Änderung in der Halbbelichtungsenergie. Dies zeigt, dass diese Elektronenakzeptor-Dotiermittel bei der Verbesserung der Lichtempfindlichkeit des gemischten Perylen-Dimers verwendbar sind.
In der Tabelle bezieht sich Perylen auf eine Mischung von A-, B- und C-Perylenen des vorstehenden Synthesebeispiels I.
VORRICHTUNGSBEISPIEL II
Xerografische Bewertung von Perylen-Dimermischung, die Carbazol-Dotiermittel enthält
Lichtempfindliche Abbildungselemente der Perylen-Dimermischung, die verschiedene Arten von Carbazolmolekülen als Dotiermittel enthalten, wurden gemäß dem Verfahren des Vorrichtungsbeispiels I hergestellt mit der Ausnahme, dass die Fotoerzeugerschichten 42 Gew.-% PVB und 58 Gew.-% des gemischten Perylenpigments und des Dotiermittels enthielten. Die Fotoerzeugerschicht wurde aus einer Pigmentdispersion von 0,2 g des vorstehend hergestellten gemischten Perylen-Dimers, 0,02 g Dotiermittelmaterial, 0,3 g Polyvinylbutyral-Polymer (PVB-Polymer), 3,5 g Tetrahydrofuran (THF) und 3,5 g Toluol hergestellt. Die Dotiermittel waren wie angegeben, und die für die erhaltenen untersuchten Abbildungselemente erhaltenen xerografischen elektrischen Ergebnisse sind in der Tabelle 2 wiedergegeben.
TABELLE 2
Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen, dass Carbazol-Dotiermittel allgemein die Lichtempfindlichkeit (d. h. ein verringerter E_1/2-Wert) der Perylen-Dimermischung-Fotoerzeugerschicht verbessern.
VORRICHTUNGSBEISPIEL III
Lichtempfindlichkeitskonzentration von Polyvinylcarbazol-Dotiermittel
Hauptsächlich um den Einfluss der Konzentration des Polyvinylcarbazols (PVK) auf die xerografische Leistung zu bestimmen, wurde eine Reihe von lichtempfindlichen Abbildungselementen, wie im Vorrichtungsbeispiel II erläutert, hergestellt, in welche verschiedene Mengen von Dotiermittel eingearbeitet waren. Die Menge von gemischtem Perylen-Dimer wurde konstant bei 0,2 g gehalten. Das Gewichtsverhältnis von Perylen zu PVK variierte von 100 : 1 bis 100 : 10. Die Zusammensetzung der fotoerzeugenden Schicht und die entsprechenden elektrischen xerografischen Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt.
TABELLE 3
Mit ansteigender Menge des zu der Fotoerzeugerschicht zugesetzten Polyvinylcarbazol-Dotiermittels stieg die Lichtempfindlichkeit des Perylen-Dimers an (d. h. die Halbbelichtungsenergie E_1/2 nimmt ab). Es trat ein gewisser Anstieg der Dunkelentladung auf, aber der Wert bleibt vernünftig für praktische Anwendungen selbst bei der höchsten verwendeten Dotierkonzentration.
Abbildungselemente, wie vorstehend erläutert, mit einem Elektronenakzeptor-Polymer von PMMA-BCFM wiesen die folgenden Ergebnisse auf.
TABELLE 4 Xerografische elektrische Ergebnisse von 80 Gew.-% 535+ in PMMA-BCFM

Claims

Fotoleitfähiges Abbildungselement, das eine fotoerzeugende Schicht umfasst, die eine Mischung von (1) 1,3-Bis(n-pentylimidoperylenimido)propan (Formel A), 1,3-Bis(2-methylbutylimidoperylenimido)propan (Formel B) und 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan (Formel C) und (2) ein Carbazol als Elektronenakzeptorkomponente Formel A 1,3-Bis(n-pentylimidoperylenimido)propan
Formel B 1,3-Bis(2-methylbutylimidoperylenimido)propan
Formel C 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan
enthält.
Fotoleitfähiges Abbildungselement nach Anspruch 1, das weiter ein Trägersubstrat, eine Fotoerzeugerschicht, welche diese Mischung enthält, und eine Ladungstransportschicht enthält.
Fotoleitfähiges Abbildungselement nach Anspruch 1 oder 2, worin die Relativmenge von Elektronenakzeptor zu den gemischten Perylen-Dimeren etwa 0,1 bis etwa 20 Gew.-% beträgt.
Fotoleitfähiges Abbildungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Perylen-1,3-bis(n-pentylimidoperylenimido)propan in einer Menge von etwa 25 Teilen oder Gewichtsprozent vorhanden ist, das 1,3-Bis(2-methylbutyfimidoperylenimido)propan in einer Menge von etwa 25 Teilen oder Gewichtsprozent vorhanden ist, und das 1-(n-Pentylimidoperylenimido)-3-(2-methylbutylimidoperylenimido)propan in einer Menge von etwa 50 Teilen oder Gewichtsprozent vorhanden ist, und worin die Gesamtmenge der Teile der gemischten Perylen-Dimere etwa 100 Prozent beträgt.
Fotoleitfähiges Abbildungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Carbazol 9-Vinylcarbazol, 9-Phenylcarbazol, 9-Ethylcarbazol oder 9-Naphthylcarbazol ist.
Fotoleitfähiges Abbildungselement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, worin das Trägersubstrat aus einem Metall, einem leitfähigen Polymer oder einem isolierenden Polymer besteht, und worin das Substrat eine Dicke von etwa 30 Mikron bis etwa 300 Mikron besitzt und optional mit einer elektrisch leitfähigen Schicht mit einer optionalen Dicke von etwa 0,01 Mikron bis etwa 1 Mikron überzogen ist.
Fotoleitfähiges Abbildungsverfahren, welches die Bildung eines latenten Bildes auf dem fotoleitfähigen Abbildungselement gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, das Übertragen des Bildes auf ein Substrat und optional das Fixieren des Bildes darauf umfasst.