DE1797561B2 - Elektrofotografisches aufzeichnungsmaterial sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht die Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitrofluorenon enthält, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Bei einem elektrophotographischen Abbildungsverfahren, wie es z. B. durch die US-Patentschrift 22 97 691 bekannt geworden ist wird ein mit einer photoleitfähigen Isolierstoffschicht versehener Aufzeichnungsträger, der z.B. aus Metall, Papier,usw. bestellen kann, bei Dunkelheit gleichmäßig elektrostatisch aufgeladen. Die aufgeladene photoleitfähige Schicht wird dann mit einem zu reproduzierenden Lichtbild bestrahlt Entsprechend der in den einzelnen Flächenelementen einwirkenden Strahlungsintensität werden die dort vorhandenen elektrostatischen Ladungen von der Schicht auf die Unterlage abgeleitet, während in den nicht bestrahlten Flächenelementen die Ladung erhalten bleibt so daß ein sogenanntes latentes elektrostatisches Bild gebildet wird. Dieses elektrostatische latente Bild kann sodann mit Hilfe etwa von Toner-Teilchen als ein Toner-Bild entwickelt werden.

Als elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien sind die verschiedensten photoleitfähigen Isolierstoffe bekannt. Allgemein werden beispielsweise Anthrazen. Schwefel. Selen oder deren Mischungen verwendet. Diese Stoffe sind im allgemeinen jedoch nur blau- oder fast uitravioleuempfindlich und besitzen, mit Ausnahme von Selen, eine nur geringe Lichtempfindlichkeit, wodurch ihre Anwendungsmöglichkeiten ein-Kschränkt sind. Glasförmiges Selen hat jedoch ein ipfindlichkeitsspektrum, das auf die grünen, blauen §nd fast ultravioletten Gebiete des Spektrums betdiränkt ist. Außerdem ist die Herstellung von ♦lektrophotographischen Materialien aus glasförmigem Selen kostspielig und kompliziert und zudem unterlie-

Cn derartige elektrophotographische Aufzeichnungsnerialien einem starken Abrieb.
Gewisse anorganische photoleitfähige Pigmentstoffe •eigen bei Dispersion in geeigneten Bindemitteln Sonstige Eigenschaften zur Verwendung als elektrophotographische Aufzeichnungsmaterialien. Auch können photoleitfähige organische Polymere häufig in Kombination mit sensitivierenden Farbstoffen verwendet werden. Solche Stoffe sind zwar billig und relativ einfach herzustellen, ihre elektrische lichtempfindlichkeit ist jedoch im allgemeinen viel geringer als diejenige von Selen.

Es ist auch bereits bekannt daß gewisse an sich nicht photoleitfähige organische Polymere bei Dotierung mit Lewis-Säuren lichtempfindliche Ladungsübertragungskomplexstoffe bilden, und daß die elektrische Lichtempfindlichkeit gewisser eigenphotoleitfähiger organischer Stoffe durch Dotierung mit Lewis-Säuren wesentlich erhöht werden kann.

Aus der DT-AS 11 65406 ist etwa ein elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial bekannt geworden, bei dem Photoleiterschichten verwendet werden, die mindestens ein Wachs enthalten. Unter einer großen Anzahl von hierbei verwendbaren Photoleitern ist u. a. auch polymeres Vinylcarbazol erwähnt Zur Verbesserung der Lichtempfindlichkeit wird in diesem Zusammenhang auch die Verwendung von sogenannten Lewis-Säuren im Verhältnis von 0,1 -100 Mol Lewis-Säure, bezogen auf 1000 Mol Photoleitersubstanz, vorgeschlagen, wobei unter einer großen Zahl von Lewis-Säuren u. a. auch 2,4,7-Trinitrofluorenon genannt

ist Der Anteil der Lewis-Säure bestimmt jeweils den Grad der Lichtempfindlichkeit der gebildeten photoleitfähigen Verbindung. Mit dem Zusatz an Lewis-Säure steigt im allgemeinen auch die Lichtempfindlichkeit an. Ein wesentlicher Nachteil dieser Photoleitermaterialien besteht jedoch darin, daß bei den bisher gefundenen Photoleitermaterialien in Abhängigkeit von dem Zusatz an Lewis-Säure auch die Dunkelleitfähigkeit dieser Photoleitermaterialien sehr schnell ansteigt so daß Photoleitermaterialien entstehen, die für die Verwendung in elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien nicht mehr geeignet sind. Das führt dazu, daß bei den bisher bekannten Photoleitermaterialien die Lichtempfindlichkeit durch den Zusatz von Lewis-Säure nur verhältnismäßig wenig erhöht werden kann, wenn das Photoleitermaterial noch für die Verwendung in elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterialien

verwandt werden soll. Die Lichtempfindlichkeit der so erhaltenen Photoleiter liegt erheblich unter der von z. B. Selen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrophotographisches Aufzeichnungs-

so material anzugeben, das sich durch hohe Lichtempfindlichkeit und niedrige Dunkelleitfähigkeit verbunden mit einer einfachen und billigen Herstellung auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterial der eingangs erwähnten

ss Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die photoleitfähige Schicht gleiche Gewichtsteüe Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitrofluorenon enthält

Für die vorstehend genannten Stoffe Polyvinylcarbazol als organischer Stoff und 2,4,7-Trinitrofluorenon als Lewis-Säure wurde überraschend gefunden, daß sich ein gutes Verhältnis von hoher Lichtempfindlichkeit zu niedrigem Dunkelabfall einer elektrostatischen Aufladung ergibt, wenn gleiche Gewichtsteüe dieser Stoffe für das Photoleitermaterial verwendet werden. Durch Abweichungen von diesem Verhältnis ist es leicht möglich, entweder die elektrische Lichtempfindlichkeit oder den Dunkelabfall der elektrostatischen Aufladung zu verändern. Die zur Herstellung des Photoleitermate-

Mr

rials benötigten Ausgangsstoffe sind billig herzustellen und ebenso ist das Verfahren zur Herstellung des Photoleitermaterials äußerst einfach und hillig.

Das erfindungsgemäße elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial wird vorzugsweise derart hergestellt, daß gleiche Gewichtsteile Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitrofluorenon in einem Lösungsmittel gelöst werden und die Lösung sodann auf einen Schichtträger aufgebracht und trocknen gelassen wird. Als Lösungsmittel hat sich hierbei ein Gemisch aus Toluol und Tetrahydrofuran als besonders geeignet erwiesen.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials beschrieben, das nach dem im folgenden beschriebenen Verfahren hergestellt ist und dessen elektrische Eigenschaften in der Figur grafisch dargestellt sind.

Die Figur zeigt das Verhältnis des Ladepotentials zu einem gegebenen Zeitpunkt zum Anfangsladepotential für das Aufzeichnungsmaterial in Abhängigkeit von der Zeit Dabei stellt jeweils die obere Kurve die Entladung des Aufzeichnungsmaterials bei Dunkelheit und die untere Kurve die Entladung durch Belichtung dar. Im Idealfall soll die Dunkelentladung sehr langsam verlaufen, so daß ihre Kurve einen relativ schwachen Abfall hat. Durch die Belichtung soll eine sehr schnelle Entladung erfolgen, die durch hohe elektrische Lichtempfindlichkeit bedingt ist Wie aus der Figur hervorgeht, zeichnet sich das Aufzeichnungsmaterial durch eine sehr hohe Lichtempfindlichkeit aus, denn die betreffenden Kurven für zwei Anwendungsfälle des gewählten Aufzeichnungsmaterials haben für den Fall der Bestrahlung einen sehr steilen AbfailL

Das elektrophotographische Aufzeichnungsmaterial für einen Aufzeichnungsträger wird beispielsweise folgendermaßen hergestellt:

Aus gleichen Volumenanteilen Toluol und Tetrahydrofuran wird eine Lösung angesetzt In dieser Lösung werden gleiche Gewichtsanteile Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitrofluorenon aufgelöst, bis eine 12%ige Lösung vorliegt Dann werden jeweils Aluminiumunterlagen durch Eintauchen in die Lösung beschichtet, bis sich eine Schichtstärke von ca. 7 Mikron ergibt

Einer der auf diese Weise hergestellten Aufzeichnungsträger wird bei Dunkelheit auf ein Potential von ca. 800 Volt mittels einer üblichen Korona-Entladungseinrichtung aufgeladen. Der Aufzeichnungsträger wird in der Dunkelheit belassen, und die auf ihm verbleibende Ladung wird 60 Sekunden lang laufend gemessen und grafisch in Abhängigkeit von der Zeit aufgezeichnet, wie es in der Figur durch die Kurve A dargestellt ist Dann wird der Aufzeichnungsträger nochmals auf ein Potential von ca. 800 Volt aufgeladen und mit einer Lichtquelle für weißes Licht von 83 Milliwatt Leistung bestrahlt Die Änderung des Verhältnisses des verbleibenden Potentials zum Anfangspotential in Abhängigkeit von der Zeit wird gleichfalls grafisch dargestellt wodurch sich die in der Figur gezeigte Kurve B ergibt Daraus ist zu erkennen, daß die zum Zeitpunkt 0 einsetzende Bestrahlung einen sehr steilen Abfall der Ladung zur Folge nat, was eine hohe elektrische Lichtempfindlichkeit kennzeichnet. Im Vergleich dazu verläuft die Kurve A sehr flach, abgesehen von einem anfänglichen, etwas steileren Abfall in den ersten 10 Sekunden nach der Aufladung.

Die durch die Messungen erhaltenen Kurven A und B entsprechen einem Aufzeichnungsträger mit normaler elektrophotographischer Empfindlichkeit, wie sie zur Herstellung von Reproduktionen zu fördern ist Hierbei ist jedoch zu beachten, daß das Aufzeichnungsmaterial durch an sich nicht fotoleitfähige Stoffe gebildet ist

Ein weiterer Aufzeichnungsträger der vorstehend beschriebenen Art wird dann bei Dunkelheit auf ein Potential von ca. 500 Volt aufgeladen. Danach wird die Dunkelentladung dieses Aufzeichnungsträgers gemessen und grafisch dargestellt Dann wird der Aufzeichnungsträger nochmals auf eine Spannung von ca. 500 Volt aufgeladen und mit weißem Licht mittels einer Lichtquelle von 8,3 Maliwatt Leistung bestrahlt Die Lichtentladungseigenschaften werden gleichfalls grafisch dargestellt Dabei ergeben sich die Kurven C und D. Es ist zu erkennen, daß die Kurve C weniger steil abfällt wie die entsprechende Kurve A des gleichartigen Aufzeichnungsträgers, der bis zu einem Potential von 800 Volt aufgeladen wurde. Gleichzeitig geht aus der Kurve D für die Lichtempfindlichkeit hervor, daß die Geschwindigkeit des Ladungsabfalls bei Bestrahlung zwar mit derjenigen der entsprechenden Kurve β des ersten Aufzeichnungsträgers übereinstimmt, daß jedoch der Endwert der die auf dem Aufzeichnungsträger verbleibende Restladung angibt etwas höher ist als derjenige der Kurve B, jedoch konstant bleibt, während die Kurve B einen leichten Abfall auch bis zum Endpunkt der Messung anzeigt

Aus den vorstehenden Anwendungsbeispielen ist zu erkennen, daß die Anwendung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials in einem elektrophotographischen Verfahren je nach Einstellung der elektrostatischen Aufladung vor der Belichtung zu unterschiedlichen Ergebnissen hinsichtlich der Dunkelentladung und der elektrischen Lichtempfindlichkeit führen kann.

Somit ist neben der Variation der Anteile der photoleitfähigen Schicht abweichend von den gleichen Gewichtsteilen eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Eigenschaften eines Aufzeichnungsträgers vorhanden, wobei selbstverständlich auch die die elektrostatische Ladung beeinflussenden anderen Parameter wie z. B. die Leitfähigkeit der Unterlage des Aufzeichnungsträgers oder die Intensität der Lichtquelle zur Änderung der Eigenschaften aes Aufzeichnungsmaterials herangezogen werden können. Außerdem ist aus der Figur zu erkennen, daß die aufgezeichneten Kurven im Bereich des Endpunktes der jeweiligen Messung, also nach etwa 60 Sekunden, bereits nahezu parallel zueinander verlaufen, woraus zu entnehmen ist, daß die dargestellten Eigenschaften auch bei längerer Lagerungszeit nur unwesentlichen Änderungen unterworfen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial mit einer photoleitfähigen Schicht, die Polyvinylcarbazol und 2,4,7-TrinitrofIuorenon enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht gleiche Gewichtsteüe Polyvinylcarbazol und 2,4,7-Trinitrofluorenon enthält

2. Elektrophotographisches Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die photoleitfähige Schicht eine Dicke von 7 um aufweist

3. Verfahren zur Herstellung eines elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials, bei dem Poly- «5 vinylkarbazol und 2,4,7-Trinitiofluorenon in einem Lösungsmittel gelöst die Lösung auf einen Schichtträger aufgebracht und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet daß gleiche Gewichtsteüe Polyvinylkarbazol und 2,4,7-Trinitrofluorenon verwendet *> werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß als Lösungsmittel ein Gemisch aus Toluol und Tetrahydrofuran verwendet wird.

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