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(11) | EP 0 040 402 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial |
| (57) Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus leitendem Schichtträger, gegebenenfalls
isolierender Zwischenschicht und photoleitfähiger Schicht aus mindestens einer Perylentetracarbonsäurederivat,
Photoleiter, Bindemittel und übliche Zusätze enthaltenden Schicht, in welcher die
dunkle Kristallmodifikation von N,N'-Bis-(3-methoxy-propyl)-perylentetracarbonsäureimid
vorhanden ist, die durch Interferenz bei 2 0 = 6,2° im Röntgenbeugungsdiagramm (Cu-Ka-Strahlung)
charakterisiert ist. |
[0001] Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger, gegebenenfalls einer isolierenden Zwischenschicht und einer photoleitfähigen Schicht aus mindestens einer ein N,N-substituiertes 3,4,9,10-Perylentetracarbonsäurebisimid als Ladungsträger erzeugenden Farbstoff enthaltenden Schicht. Die Erfindung bezieht sich besonders auf ein solches Aufzeichnungsmaterial, dessen photoleitfähige Schicht aus einer Ladungsträger erzeugenden und einer Ladungen transportierenden Doppelschicht besteht.
[0002] Photoleitfähige Schichten dieser Anordnung sind zum Beispiel aus der DE-OS 21 08 992 (US-PS 3,904,407) bekannt. Dort ist eine photoleitfähige Schicht beschrieben, die aus einer Perylentetracarbonsäurebisimidfarbstoffschicht und einer darüber angeordneten, Ladungen transportierenden Schicht, hauptsächlich aus polymeren Photoleitern, besteht. Nachteilig ist an dieser Anordnung, daß ein solches System ungenügende Haftung zum Schichtträger besitzt und bei der Herstellung sehr lange Trocknungzeiten (2 - 24 Stunden) notwendig sind, die eine technische Eignung bzw. Herstellung nicht gewährleistet.
[0003] Aus der DE-OS 22 37 539 (US-PS 3,871,882) sind Photoleiterdoppelschichten bekannt; die die oben beschriebenen Nachteile durch Einsatz gut leitender monomerer organischer Photoleiter beheben, und die sich mit einer Reihe von Bindemitteln zu gut haftenden und hochlichtempfindlichen Photoleiterschichten verarbeiten lassen. Für bestimmte technische Anforderungen weisen jedoch auch diese Photoleiterschichten noch gewissen Mängel auf: So lassen sich die aufgedampften Farbstoffschichten bei der nachfolgenden Beschichtung mit einer Ladungen transportierenden Schicht nur schwierig überziehen. Weiterhin ist die Aufdampfrate für eine kontinuierliche Farbstoffbedampfung des Schichtträgers bei den roten Perylentetracarbonsäurebisimidfarbstoffen aufgrund der geringeren Wärmeabsorption zwar genügend, jedoch nicht optimal, so daß sich unter Umständen die Farbstoffschicht nicht homogen ausbildet und durch vereinzelt auftretende dunkle Flächen von Farbstoffaggregationen (Spratzer) mit einem Durchmesser in der Größenordnung von etwa 1 mm gestört ist.
[0004] Ein wesentlicher Nachteil ist darüber hinaus, daß für elektrophotographische Anwendungsgebiete, zum Beispiel bei Einsatz von He/Ne Laserlichtquellen im Wellenlängenbereich von λ~630 nm die sonst gute Photoempfindlichkeit mit Perylentetracarbonsäureimid-Derivaten relativ gering oder nicht gegeben ist.
[0005] Es war deshalb Aufgabe der Erfindung, ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial zur Verfügung zu stellen, welches in seinen Herstellungsbedingungen und in seinen Photoleitereigenschaften, wie dem Lichtempfindlichkeitsbereich, den bekannten Materialien überlegen ist. Die Lösung dieser Aufgabe geht von einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial der eingangs genannten Art aus und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß als Ladungsträger erzeugender Farbstoff die dunkle Kristallmodifikation von N,N'-Bis-(3-methoxypropyl)-3,4,9,10- perylentetracarbonsäureimid vorhanden ist. Die Kristallform ist durch die sehr intensiven Interferenzen im Röntgenbeugungsdiagramm mit Cu-Kα-Strahlung bei 2 8 = 6,2° festgelegt.
[0006] Mit dem aus Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäureanhydrid und 3-Methoxypropylamin herstellbaren Kondensationsprodukt wird ein Farbstoff zur Verfügung gestellt, welcher die beschriebenen Mängel und Nachteile überraschend behebt, so daß sich dieser dunkle Farbstoff als Ladungsträger erzeugende Verbindung äußerst vorteilhaft für photoleitende Zwecke eignet. Das Kondensationsprodukt selbst ist aus DE-PS 24 51'781 als Schwarzfarbstoff für Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Lacke, Tinten und wäßrige Farbstoffzubereitungen bekannt.
[0007] Der erfindungsgemäße Farbstoff hat beim kontinuierlichen Aufdampfen in einer Vakuum-Bedampfungsanlage den Vorteil, daß er im Vergleich zu anderen Perylentetracarbonsäure-Derivaten, wie etwa N,N'-Dimethylperylentetracarbonsäure- imid, bei einer deutlich niedrigeren Temperatur unter sonst vergleichbaren Bedingungen wie Vakuum, Geometrie, Aufdampfgeschwindigkeit und Schichtdicke aufgebracht werden kann. Der erfindungsgemäße Farbstoff schlägt sich bei hoher Aufdampfrate-zunächst in einem kräftig roten Farbton auf dem Schichtträger nieder. Röntgenbeugungsuntersuchungen ergeben, daß der Farbstoff in der Aufdampfschicht zunächst in dieser metastabilen "roten" Kristallmodifikation, wie sie durch das Röntgenbeugungsdiagramm nach Figur 8b wiedergegeben wird, vorliegt. Bei Raumtemperatur wandelt sich die Kristallform allmählich oder bei einer nachfolgenden Beschichtung sofort in die "dunkle" Kristallmodifikation, wie sie durch das Röntgenbeugungsdiagramm nach Figur 8a wiedergegeben wird, um. Beim Beschichtungsvorgang erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß sich die ursprünglich "rote" Farbstoffaufdampfschicht unter Umwandlung ihrer Kristallstruktur oder eine bereits in die dunkle Kristallform umgewandelte Farbstoffaufdampfschicht sehr leicht dispergieren läßt. Dies führt zu besonders gut haftenden Schichtanordnungen insbesondere auf einer Aluminiumbedampften Polyesterfolie als Schichtträger. Darüber hinaus ist die spektrale Photoempfindlichkeit mit dem erfindungsgemäßen Farbstoff um ca. 80 nm zum längeren Wellenlängenbereich hin erweitert, wie dies aus Figur 7, Kurve Kl, erkenntlich ist.
[0008] Es lassen sich nunmehr elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien herstellen, die im Vergleich zu den spektralen Photoempfindlichkeiten der bekannten Perylentetracarbonsäureimid-Derivate, wie sie beispielsweise in Figur 7, Kurve K2 für N,N'-Dimethylperylen-3,4,9,10-tetracarbonsäurebisimid dargestellt ist, einen hohen, homogen spektralen Photoempfindlichkeitsbereich von 430 bis etwa 650 nm (Fig. 7, Kurve'Kl) aufweisen. Mit vielen Ladungen transportierenden Schichten erweisen sich solche elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien hinsichtlich ihrer spektralen Photoempfindlichkeit sowie ihrer mechanischen Eigenschaften als optimal. Ihre Zugänglichkeit ist aufgrund der Herstellung der Ausgangsmaterialien, des Aufdampfprozesses, der Dispergierfähigkeit der Farbstoffaufdampfschicht, wie auch der Anordnung in einer Schicht, äußerst günstig. Die kombinierten Vorteile verbessern die Herstellung von Photoleiterschichten insbesondere in Doppelschichtanordnung sehr stark und ergeben elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien mit einem breiteren Anwendungsbereich.
[0009] Der Aufbau des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 5 schematisch näher erläutert. Mit Position 1 ist jeweils der elektrisch leitende Schichtträger angezeigt, Position 2 weist auf die Ladungsträger erzeugende Farbstoffschicht hin und mit Position 3 wird die Ladungen transportierende Schicht angegeben. Position 4 gibt die isolierende Zwischenschicht an und mit Position 5 sind Schichten wiedergegeben, die eine Ladungsträger erzeugende Farbstoffschicht in Dispersion darstellen. Unter Position 6 ist eine photoleitfähige Einfachschicht aus Photoleiter, Farbstoff und Bindemittel usw. aufgezeichnet.
[0010] Als elektrisch leitender Schichtträger kommt bevorzugt Aluminiumfolie, gegebenenfalls transparente, mit Aluminium bedampfte bzw. Aluminium-kaschierte Polyester-Folie zum Einsatz, jedoch kann jedes andere genügend leitfähig gemachte Trägermaterial auch verwendet werden. Die Anordnung der Photoleiterschicht kann auch auf einer Trommel, auf flexiblen Endlosbändern, zum Beispiel aus Nickel oder Stahl etc., oder auf Platten erfolgen.
[0011] Die Einführung einer 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. Die Zwischenschicht dient gegebenenfalls auch dazu, die Haftung zwischen der Schichtträgeroberfläche und der Farbstoffschicht bzw. Photoleiterschicht zu verbessern.
[0012] 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, Polyvinylphosphonsäure, Polyurethane, Polyesterharze oder spezifisch alkalilösliche Bindemittel, wie zum Beispiel Styrol-Maleinsäureanhydrid Copolymerisate.
[0013] Die Dicke organischer Zwischenschichten kann bis zu 5 /um betragen, die einer Aluminium-Oxidzwischenschicht liegt im allgemeinen im Bereich von 0,01 - 1µm.
[0014] Die Farbstoffschicht 2 bzw. 5 aus bzw. mit N,N'-Bis(3-methoxypropyl)perylentetracarbonsäureimid besitzt die Funktion einer Ladungsträger erzeugenden Schicht; der dabei eingesetzte Farbstoff bestimmt in besonderem Maße die spektrale Photoempfindlichkeit des mehrschichtigen photoleitfähigen Systems durch sein Absorptionsverhalten, welches in Fig. 6, Kurve 1, dargestellt ist.
[0015] Das Aufbringen einer homogenen, dicht gepackten Farbstoffschicht wird bevorzugt durch Aufdampfen des Farbstoffs auf den Schichtträger im Vakuum erhalten. Je nach Vakuumeinstellung läßt sich unter den Bedingungen von 1,33 x 10-6-10-8 bar und 180 - 240°C Heiztemperatur der Farbstoff ohne Zersetzung aufdampfen. Die Temperatur des Schichtträgers liegt dabei unter 50°C.
[0016] Hierdurch erhält man Schichten mit dicht gepackten Farbstoffmolekülen. Dies hat den Vorteil gegenüber allen anderen Möglichkeiten, eine sehr dünne Farbstoffschicht zu erzeugen, womit eine optimale Ladungsträgererzeugungsrate in der Farbstoffschicht erhalten werden kann, wobei die hohe Extinktion der Farbstoffe eine große Konzentration an angeregten Farbstoffmolekülen.ermöglicht und der Ladungstransport durch die Farbstoffschicht nicht oder nur wenig durch Bindemittel behindert werden kann.
[0017] Ein vorteilhafter Schichtdickenbereich des aufgedampften Farbstoffs liegt zwischen 0,005 und 3 /um. Besonders bevorzugt ist ein Dickenbereich zwischen 0,05 und 1,5 /um, da hier Haftfestigkeit und Homogenität des aufgedampften Farbstoffs besonders günstig sind.
[0018] Die Farbstoffmoleküle bilden beim kontinuierlichen Bedampfen im Vakuum in einer Bedampfungsanlage mit hohen Aufdampfraten zunächst eine "rote", metastabile Modifikation aus, die sich allmählich bei Raumtemperatur oder beim Erwärmen in eine dunkle Kristallmodifikation umwandelt. Beim nachfolgenden Beschichten tritt sofort Farb- wechsel von Rot nach Blaugrün ein. Beim wiederholten Aufdampfen des Farbstoffs auf eine rotierende Trommelanordnung, entsprechend einer geringeren Aufdampfrate, bildet sich dagegen die stabilere, blau-olivgrüne-Farbstoffschicht sofort aus.
[0019] Die Herstellung des erfindungsgemäßen Perylentetracarbonsäurederivates kann durch Kondensation von Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäureanhydrid und 3-Methoxypropylamin in Wasser während 7 Stunden im Autoklaven bei 130 -140°C erfolgen. Der Farbstoff fällt in sehr dunklen, braunstichig schwarzen Kristallen in höher-Ausbeute an und ist - nach Reinigung durch Dispergieren in schwach alkalischem Medium und alkalifrei Waschen problemlos zugänglich und einsetzbar. Zur Herstellung der Röntgenbeugungsdiagramme wird monochromatische Cu-Kα-Strahlung (λ=0,154 nm) verwendet. Die Untersuchung zeigt, daß N,N'-Bis(3-methoxypropyl)perylentetracarbonsäureimid in einer "roten" sowie "dunklen" Kristallform vorliegen kann. Zur raschen Unterscheidung beider Phasen können die beiden ersten, sehr intensiven Interferenzen bei-2⊖= 6,2° (Fig. 8a, "dunkle" Modifikation) sowie 2 Θ = 5,5° (Fig. 8b, "rote" Modifikation) herangezogen werden.
[0020] Die erfindungsgemäße dunkle Kristallform wird für alle weiteren elektrophotographischen Untersuchungen eingesetzt.
[0021] Außer dem Aufdampfen des Farbstoffs kann eine gleichmäßige Farbstoffdicke auch durch andere Beschichtungstechniken erreicht werden. Hierher gehören das Aufbringen durch mechanisches Einreiben des feinst gepulverten Farbstoffmaterials in den elektrisch leitenden Schichtträger, durch elektrolytische oder elektrochemische Prozesse oder durch Gun-Spray-Technik.
[0022] In Kombination mit einer Zwischenschicht oder als Ersatz einer solchen können homogene, gut abdeckende Farbstoffschichten mit Dicken von größenordnungsmäßig 0,1 - 3 /um auch durch Vermahlen des Farbstoffs mit einem Bindemittel, insbesondere mit hochviskosen Ceilulosenitraten und/oder vernetzenden Bindemittelsystemen, zum Beispiel Polyisocyanat-vernetzbaren Acrylharzen, Reaktivharzen wie zum Beispiel Epoxiden, oder nachvernetzende Systeme die sich aus äquivalenten Gemischen von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern bzw. Polyethern und polyfunktionellen Isocyanaten zusammensetzen, und durch anschließendes Beschichten dieser Farbstoffdispersionen nach Position 5 in Figuren 4 und 5 hergestellt werden. Das Verhältnis Farbstoff/Bindemittel kann dabei in weiten Grenzen variieren, bevorzugt sind allerdings Pigmentvorstriche mit einem Pigmentanteil von über 50 % und dementsprechend hoher optischer Dichte.
[0023] Eine weitere Möglichkeit besteht in der Herstellung einer Photoleiterschicht gemäß Figur 1, in der die Ladungsträgererzeugungszentren im Transportschichtmedium dispergiert sind. Diese Anordnung hat gegenüber der einer Doppelschicht den Vorteil-der einfacheren Herstellungsweise. Nachteilig ist allerdings, daß die Farbstoffpartikeln nur im oberen Teil der Photoleiterschicht angeregt werden und dadurch nicht optimal wirksam werden können.
[0024] Die inverse Anordnung der Ladungsträger erzeugenden Schicht 5 in Figur 5 auf der Ladungen transportierenden Schicht 3 liefert bei Einsatz einer p-Transportverbindung Photoleiterdoppelschichten, die bei positiver Aufladung eine hohe Photoempfindlichkeit besitzen.
[0025] Als dem Ladungstransport dienendes Material sind vor allem organische Verbindungen geeignet, die ein ausgedehntes π-Elektronensystem besitzen. Hierzu gehören sowohl monomere wie polymere aromatische bzw. heterocyclische Verbindungen.
[0026] Als Monomere werden insbesondere solche eingesetzt, die mindestens eine Dialkylaminogruppe oder zwei Alkoxygruppen aufweisen. Bewährt haben sich besonders heterocyclische Verbindungen wie Oxdiazol-Derivate, die in-der deutschen Patentschrift 10 58 836 (US-PS 3,189,447) genannt sind. Hierzu gehören insbesondere das 2,5-Bis-(p-diethylaminopheny,l)-oxdiazol-1,3,4. Weitere geeignete monomere Elektronendonatorverbindungen sind zum Beispiel Triphenylaminderivate, höher kondensierte aromatische Verbindungen wie Pyren, benzokondensierte Heterocyclen, außerdem Pyrazolin- oder Imidazolderivate (DE-PS 10 60 714, 11 06 599 entsprechend US-PS 3,180,729, GB-PS 938,434). Hierher gehören auch Triazol-, Thiadiazolsowie besonders Oxazolderivate, zum Beispiel 2-Phenyl-4-(2'-chlorphenyl)-5(4'-diethylamino)-oxazol, wie sie in den deutschen Patentschriften 10 60 260, 12 99 296, 11 20 875 (US-PS 3,112,197, GB-PS.1,016,520,US-PS 3,257,203) offenbart sind.
[0027] Als Polymere haben sich Formaldehyd-Kondensationsprodukte mit verschiedenen Aromaten, wie zum Beispiel Kondensate aus Formaldehyd und 3-Brompyren, als geeignet erwiesen (DE-OS 21 37 288 entsprechend US-PS 3,842,038). Außerdem liefert Polyvinylcarbazol als Transportpolymer zum Beispiel in Doppelschichtanordnung brauchbare Photoempfindlichkeit.
[0028] Die Ladungen transportierende Schicht weist ohne die Farbstoffschicht im sichtbaren Bereich (420 - 750 nm) praktisch keine Photoempfindlichkeit auf. Sie besteht vorzugsweise aus einem Gemisch einer Elektronendonatorverbindung mit einem Harzbindemittel, wenn negativ aufgeladen werden soll. Sie ist vorzugsweise transparent, was jedoch bei transparentem, leitendem Schichtträger als nicht notwendig erscheint.
[0029] Die Schicht 3 besitzt einen hohen elektrischen Widerstand von größer als 1012Ω und verhindert im Dunkeln das Abfließen der elektrostatischen Ladung. Bei Belichtung transportiert sie die in der organischen Farbstoffschicht erzeugten Ladungen.
[0030] Neben den beschriebenen Ladungsträgererzeugungs- sowie -transportmaterialien beeinflußt das zugesetzte Bindemittel sowohl das mechanische Verhalten wie Abrieb, Flexibilität, Filmbildung etc. als auch in gewissem Umfang das elektrophotographische Verhalten wie Photoempfindlichkeit, Restladung sowie zyklisches Verhalten.
[0031] Als Bindemittel werden filmbildende Verbindungen wie Polyesterharze, Polyvinylchlorid/Polyvinylacetat-Mischpolymerisate, Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate, Polycarbonate, Silikonharze, Polyurethane, Epoxidharze, Acrylate, Polyvinylacetale, Polystyrole, Cellulose-Derivate wie Celluloseacetobutyrate etc. eingesetzt. Außerdem werden thermisch nachvernetzende Bindemittelsysteme wie Reaktivharze, die sich aus einem äquivalenten Gemisch von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern bzw. Polyäthern und polyfunktionellen Isocyanaten zusammensetzen, polyisocyanatvernetzbare Acrylatharze, Melaminharze, ungesättigte Polyesterharze etc. erfolgreich angewandt.
[0032] Wegen der guten Phötoempfindlichkeit, Blitzempfindlichkeit und hohen Flexibilität ist der Einsatz von insbesondere hochviskosen Cellulosenitraten besonders bevorzugt.
[0033] Das Mischungsverhältnis der ladungstransportierenden Verbindung zu dem Bindemittel kann variieren. Jedoch sind durch die Forderung nach maximaler Photoempfindlichkeit, d.h. möglichst großem Anteil an ladungstransportierender Verbindung und nach zu vermeidender Auskristallisation sowie Erhöhung der Flexibilität, d.h. 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 : 2 geeignet.
[0034] Bei Einsatz von polymeren Ladungstransportverbindungen wie Brompyrenharz, Polyvinylcarbazol sind Bindemittel-Anteile um oder unter 30 % geeignet.
[0035] Die jeweiligen Erfordernisse eines Kopiergerätes an die elektrophotographischen sowie mechanischen Eigenschaften des Aufzeichnungsmaterials können durch unterschiedliche Einstellung der Schichten, zum Beispiel Viskosität der Bindemittel, Anteil der Ladungstransportverbindung, in einem weiten Rahmen erfüllt werden.
[0036] Neben der Transparenz der Ladungen transportierenden Schicht ist für die optimale Photoempfindlichkeit auch ihre Schichtdicke eine wichtige Größe: Schichtdicken zwischen etwa 3 und 20 /um werden im allgemeinen eingesetzt. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Dickenbereich von 4 - 12 /um erwiesen. Doch können, wenn es die mechanischen Erfordernisse sowie die elektrophotographischen Parameter (Aufladungs- und Entwicklungsstation) eines Kopiergerätes zulassen, die angegebenen Grenzen nach oben oder unten fallweise erweitert werden.
[0037] 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. Gegebenenfalls können der Ladungen transportierenden Schicht als Zusatz auch herkömmliche Sensibilisatoren und/oder Akzeptoren zugefügt werden, jedoch nur in dem Maße, daß ihre optische Transparenz nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
Beispiel 1
[0039] Auf eine Aluminium-bedampfte Polyesterfolie wird der Farbstoff N,N'-Bis(3-methoxypropyl)perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäurediimid, im folgenden als Perylimid bezeichnet, in einer Vakuum-Bedampfungsanlage bei 1,33 x 10-7- 10-8 bar innerhalb von 2 Minuten bei 180 - 220°C aufgedampft; zum Vergleich läßt sich N,N'-Dimethyl-perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäurediimid erst bei Temperaturen um 280°C unter gleichen Bedingungen aufdampfen. Die homogen aufgedampften Farbstoffschichten besitzen Schichtgewichte im Bereich von 100 - 300 mg/m2. Der Schichtträger wird vollständig abgedeckt.
[0040] Beim Aufdampfen des Perylimids unter diesen Bedingungen bildet sich die dunkle Modifikation gemäß Figur 8a aus.
[0041] Bei Steigerung der Aufdampfrate durch Aufdampfen in einer kontinuierlich arbeitenden Vakuum-Bedampfungsanlage bildet sich dagegen eine kräftig rot gefärbte Farbstoffschicht aus, die allmählich in die dunkle Modifikation übergeht. In den Remissionskurven, gemessen auf und gegen eine Aluminium-bedampfte Polyesterfolie in einem Spektralfotometer mit einem Remissionsansatz (Integrationskugel), wird die spektrale Absorption der dunklen Perylimidschicht (Fig. 6, Kurve Kl) gegen die rote Farbstoffschicht (N,N'-Dimethyl-perylen-3,4,9,10-tetracarbon- säurediimid, Fig. 6, Kurve K2) bei annähernd gleichem Schichtgewicht (110 sowie 130 mg/m2) verglichen.
Beispiel 2
[0042] Auf die Perylimid-Farbstoffaufdampfschicht aus Beispiel 1 wird eine Lösung aus gleichen Gewichtsteilen 2,5-Bis(4'-diethylaminophenyl-)oxdiazol-l,3,4 (Fp. 149 - 150°C), künftig als Oxdiazol bezeichnet, und eines Polyesterharzes in Tetrahydrofuran (THF) geschleudert. Anschliessend wird die Schicht innerhalb von 5 Minuten bei ca. 110°C in einem Umlufttrockenschrank getrocknet. Die Schichtdicke beträgt 9- 10 /um. Die Schicht ist gut haftend.
[0043] Die Messung der Photoempfindlichkeit wird wie folgt durchgeführt:
Zur Ermittlung der Hellentladungskurven bewegt sich die Meßprobe auf einem sich drehenden Teller durch eine Aufladevorrichtung hindurch zur Belichtungsstation, wo sie mit einer Xenonlampe XBO 150 der Firma Osram kontinuierlich belichtet wird. Ein Wärmeabsorptionsglas und ein Neutralfilter mit 15 % Transparenz sind der Lampe vorgeschaltet. Die Lichtintensität in der Meßebene liegt im Bereich von 50 - 100 /uW/cm2; sie wird unmittelbar nach Ermittlung der Hellabfallkurve 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 ) und diejenige Zeit (T1/2) charakterisiert, nach der die Hälfte der Aufladung (U /2) erreicht ist. Das Produkt aus T1/2 und der gemessenen Lichtintensität I (/uW/cm2) ist die Halbwertsenergie E1/2 (/uJ/cm2).
[0044] Gemäß dieser Charakterisierungsmethode wird die Photoempfindlichkeit der Doppelschicht bestimmt:
[0045] Die Restladung (UR) nach 0,1 sec., ermittelt aus obigen Hellentladekurven, ist ein weiteres Maß für die Entladung einer Photoleiterschicht.
[0046] Nach vergleichsweiser Herstellung einer Photoleiter-Doppelschicht, die aus einer N,N'-Dimethylperylen-3,4,9,10-tetracarbonsäurediimid-Aufdampfschicht gemäß Beispiel 1 und einer darüber angeordneten Schicht wie in diesem Beispiel beschrieben, besteht, wird die spektrale Photoempfindlichkeit unter Vorschaltung von Filtern nach der oben angegebenen Methode bestimmt: bei negativer Aufladung (800 - 850 V) wird durch Belichten die Halbwertszeit (T1/2) in msec. für den jeweiligen Wellenlängenbereich bestimmt. Durch Auftragen der reziproken Werte des Produktes aus Halbwertszeit, Tl/2 in Sekunden, und Lichtintensität I in /uW/cm2 gegen die Wellenlänge λ in nm erhält man die spektrale Photoempfindlichkeit. Dabei bedeutet der reziproke Wert von T1/2 x I (1/El/2) die auf die Flächeneinheit bezogene Lichtenergie, die eingestrahlt werden muß, um die Schicht auf die Hälfte der Anfangsspannung U zu entladen.
[0047] In Fig. 7 sind die spektralen Photoempfindlichkeiten von Doppelschichten mit Perylimid (Kurve Kl) und N,N'-Di- methylperylen-3,4,9,10-tetracarbonsäurediimid (Kurve K2) aufgezeichnet.
Beispiel 3
[0048] 90 Gewichtsteile eines 3-Brompyren-Formaldehyd-Kondensationsproduktes gemäß DE-OS 21 37 288 (US-PS 3,842,038) und 10 Gewichtsteile eines Bindemittels aus einem Copolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylacetat werden in THF gelöst und auf eine Perylimid-Aufdampfschicht in ca. 7 /um Dicke (nach Trocknung) geschichtet. Außerdem werden 90 Gewichtsteile Poly-N-vinylcarbazol und 10 Gewichtsteile eines synthetischen, aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffs mit mittlerem Molekulargewicht unter den gleichen Bedingungen auf eine Perylimid-Aufdampfschicht in ca. 10 /um Schichtdicke geschichtet. Die Photoempfindlichkeit beider Systeme wird gemäß Beispiel 2 ermittelt und ergibt:
Beispiel 4
[0049] In einer Vakuum-Bedampfungsanlage wird bei 1,33 x 10-7 bar sowie Temperaturen unter 300°C (gemessen an der Farbstoffoberfläche) mit einer Geschwindigkeit von größenordnungs-mäßig 30 m/min Perylimid kontinuierlich auf eine Aluminium-bedampfte Polyesterfolie aufgedampft. Die kräftig rot gefärbte Schicht besitzt ein Schichtgewicht von ca. 200 mg/m2. Anschließend wird die Farbstoffaufdampfschicht mit einer Lösung aus 65 Gewichtsteilen Oxdiazol und 35 Gewichtsteilen Cellulosenitrat vom Normtyp 4 E (DIN 53 179) in THF kontinuierlich beschichtet und getrocknet, dabei schlägt der Farbton sofort von Rot in Dunkelgrün um. Das Schichtgewicht beträgt etwa 8 g/m2. Die äußerst flexible und sehr gut haftende Photoleiter-doppelschicht besitzt folgende Photoempfindlichkeit, gemessen gemäß Beispiel 2: Aufladung: -620 V, Halbwertsenergie: E1/2 = 0,9 /uJ/cm2.
Beispiel 5
[0050] In einer Lösung aus 35 Gewichtsteilen Oxdiazol, 19 Gewichtsteilen Cellulosenitrat wie in Beispiel 4 und 270 Gewichsteilen THF werden 6 g Perylimid dispergiert und während 2 Stunden in einer Kugelmühle mit 3.000 Umdrehungen/min intensiv vermahlen.
[0051] Die feindisperse Farbstoffdispersionslösung wird anschließend auf eine 100 /um Aluminiumfolie in 8 - 9 g/m2 Dicke (nach Trocknung) geschichtet.
[0052] Die Messung der Photoempfindlichkeit dieser Dispersionsschicht gemäß Figur 1 ergibt nach der oben beschriebenen Meßmethode folgende Werte:
Beispiel 6
[0053] Auf eine blaugrüne Perylimid-Farbstoff-Aufdampfschicht gemäß Beispiel 1, jedoch mit 370 mg/m2 Schichtgewicht, wird eine Lösung aus gleichen Gewichtsteilen 2-Phenyl-4(2'-chlorphenyl)-5(4'-diethylaminophenyl)-oxazol (Phenyloxazol) und als Bindemittel ein Copolymerisat aus Styrol und Maleinsäureanhydrid in THF geschleudert. Analog wird eine Photoleiter-Doppelschicht mit 2-Vinyl-4(2'-chlorphenyl)-5(4'-diethylaminophenyl)-oxazol (Vinyloxazol) mit gleichem Bindemittel in der Transportschicht hergestellt. Beide Lösungen bilden ausgezeichnete Filme in 7 - 8 /um Dicke auf der Perylimid-Farbstoffschicht:
Die Photoempfindlichkeit wurde bestimmt zu:
Beispiel 7
[0054] Eine Mischung aus 84 Gewichtsteilen Perylimid-Farbstoff und 14 Gewichtsteilen eines Polyisocyanat vernetzbaren Acrylharzes, ca. 10 %ig, in Butylacetat wird während 2 Stunden in einer Kugelmühle intensiv vermahlen. In den fein dispergierten Beschichtungsansatz werden vor der Beschichtung noch 2 Gewichtsteile polyfunktionelles aliphatisches Isocyanat eingerührt, auf ca. 5 % verdünnt und auf Aluminiumfolie (100 /um) in 360 mg/m2 Dicke geschichtet.
[0055] Der für die nachfolgende Beschichtung der Transportschicht unlösliche Pigment-Vorstrich wird gemäß Beispiel 4 mit einer Lösung aus 65 Gewichtsteilen Oxdiazol und 35 Gewichtsteilen Cellulosenitrat in 7 - 8 /um Dicke tauchbeschichtet.
[0056] Die Photoempfindlichkeit (El/2) dieser sehr flexiblen und gut haftenden Photoleiterschicht entsprechend der Anordnung nach Figur 4 beträgt bei einer Aufladung von -580 V El/2 = 5,7 /uJ/cm2.
Beispiel 8
[0057] Die gute Photoempfindlichkeit, die durch Beschichten von 50 Gewichtsteilen Oxdiazol mit 50 Gewichtsteilen verschiedener Bindemittel in ca. 8 /um Dicke (Lösungsmittel THF) auf einer Perylimid-Aufdampfschicht (200 mg/m2 Dicke) erreicht wird, wird durch die folgende Tabelle angezeigt.
[0058] Aus den Werten der Tabelle geht hervor, daß die mechanischen Eigenschaften (Flexibilität, Abriebfestigkeit etc.) einer Photoleiterschicht weitgehend durch Art und Menge des Bindemittels bestimmt werden. In der erfindungsgemäßen Anordnung werden gut haftende und hochempfindliche Photoleiterschichten mit einer Vielzahl von Bindemitteln erreicht, deren Auswahl demnach leicht nach der mechanischen Beanspruchung beim Einsatz als elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial getroffen werden kann.
Beispiel 9
[0059] Es wird die inverse Anordnung gemäß beigefügter Figur 5 beschrieben, welche eine höhere Photoempfindlichkeit bei positiver Aufladung besitzt.
[0060] Eine Lösung aus 60 Gewichtsteilen Oxdiazol und 40 Gewichtsteilen Cellulosenitrat nach Beispiel 4 in THF werden in ca. 9 /um Dicke (nach Trocknen) auf eine Aluminium-bedampfte Polyesterfolie von 75/um Dicke geschichtet. Auf diese Schicht wird durch Rakelantrag eine fein dispergierte Perylimid-Dispersion mit Cellulosenitrat im Gewichtsverhältnis 1 : 1 in ca. 1 /um Dicke aufgebracht.
Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial aus einem elektrisch leitenden Schichtträger,
gegebenenfalls einer isolierenden Zwischenschicht und einer photoleitfähigen Schicht
aus mindestens einer ein Perylentetracarbonsäurederivat als Ladungsträger erzeugenden
Farbstoff, Photoleiter, Bindemittel und übliche Zusätze enthaltenden Schicht, dadurch
gekennzeichnet, daß als Farbstoff die dunkle Kristallmodifikation von N,N'-Bis-(3-methoxypropyl)-perylentetracarbonsäureimid
vorhanden ist, welche durch Interferenz bei 2⊖= 6,2° im Röntgenbeugungsdiagramm (Cu-Kd
-Strahlung) festgelegt ist.