Полисилоксан для сенсибилизации органических электрофотографических слоев

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< )976421 (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено ?9 ° 05.81 (21) 3296733/28-12 (5l)M. Кл. с присоединением заявки ¹

0 03 G .5/07

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет

Опубликовано 23. 11. 82. Бюллетень № 43

Il0 делам изобретений и открытий (ЬЗ> УДК 772.93 (088.8) Дата опубликования описания 25 11 82

И.И. Пашкин, Н.И. Школьник, И.А. Евин, Г.И. Ю на, В,A. Тверской, В.И. Копылов, А.M. Андриевский

Б.Н. Румянцев, Е.И. Балабанов, А.Н. Праведник в;, и К.M. Дюмаев (72) Авторы изобретения

L м с м (7I ) Заявитель (54) ПОЛИСИЛОКСАН ДЛЯ СЕНСИГ)ИЛИЗАЦИИ

ОРГАНИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИХ

СЛОЕВ

Изобретение относится к области регистрации световой информацииэлектрофотографии, в частности к созданию сенсибилизаторов для фоточувствительных электройотограшических слоев.

Известно использование 2,4,7-тринитрофлуоренона (ТНФ) в качестве сенсибилизатора органических электрофотограшических слоев, например, на основе поли-N-винилкарбазола (ПВК).

Максимальная чувствительность этого слоя соответствует экспозиции полуспада начального потенциала 200300 лксм с (для слоя, содержащего 5 тнф) (1).

Однако такой слой обладает неудовлетворительными физико-механическими свойствами, а именно плохой адгезией к поверхности. подложки и хрупкостью.

К недостаткам ТНф, как сенсибилизатора, следует отнести то, что введение его в больших количествах (бопее 1()/) приводит к образованию хрупкого неоднородного слоя из-за выкристаллизации ТНФ в отдельную фазу.

Наиболее близким к предлагаемому я вля ется сенсибилиз атор для ор ганических электрофотографических слоев на основе сополимера винилового эфира 2,5, 7-тринитрофлоуренон-4- карбо- новой кислоты с виниловым спиртом.

Интегральная чувствительность электрофотографических слоев на основе ПВК при использовании этого сенсибилизатора возрастает до величин экспозиции полуспада начального потенциала

26-1(10 лк с. Наыальннй потенциал зарядка до 230 a (23. недостатком известного сенсибилизатора является невозможность его применения в слоях с участием поли-N-эпоксипропилкарбазола - одного из наиболее часто используемых в электрофотографических слоях фоточувствительных полимеров.

Цель изобретения - увеличение максимального потенциала зарядка слоя и расширение круга используемых бото чувствительных электронодоноров, Эта цель достигается использованием полисилоксана общей формулы

А (. si — и )„ (с,), О ио но

О с мол. м 6800-11300, где n = 15-24;

П = СИ, С t<

2О для сенсибилизацйи органических электрофотографических слоев.

Предлагаемые сенсибилизаторы получают конденсацией хлорангидрида

2>5,7-тринитрофлуоренон-4-карбоновой 25 кислоты с полисилоксанами, содержащими звенья алкил-f-гидроксипропилсилоксана.

Преимуществом предлагаемых электроноакцепторных тринитрофлуоренонсодержащих полисилоксанов по сравнению с известными сенсибилизаторами из сополимера винилового эфира 2,5,7-тринитрофлуоренон-4-карбоновой кислоты.с виниловым спиртом является увеличение потенциала зарядки слоя, возможность изготовления слоев с участием ПЭПК при сохранении высоких электрофотографической чувствительности

Э28"100 лк.с и физико-механических

46 свойств (адгезия к поверхности подложки, гибкость ) слоев. Полимеры растворимы в ацетоне, метилэтилкетоне, 1,4-диоксане, тетрагидрофуране.

Испытания предлагаемых полимеров в слоях в электроботографическом режиме показывают их высокую эффективность.

Слои получают поливом из раствора на полированные алюминиевые подложки размером 20 х 20 мм, которые сушат сначала на воздухе при комнатной температуре, затем в вакууме при 40-50 С в течение 5 ч. Толщина слоя варьируется от 2 до 7 мкм. Слои заряжают отрицательным коронным разрядом с напряжением короны 5 кВ. При испытании в интегральном режиме освещение про976421 ф водят лампой накаливания мощностью

100 Вт.

Примеры иллюстрируют синтез сенсибилизатора и электрофотографические свойства слоев с его участием.

ll р и м е р I. 45 г 2,5,7-тринитрофлуоренон-4-карбоновой кислоты помещают в колбу, снабженную обратным холодильником, прибавляют 135 мЛ бен о зола, 135 мл тионилхлорида и 2 мл

N N-äèìåTèë@îðìàìèäà. Реакцию IlpoBO дят в течение 3 ч при 70 С, до полного растворения кислоты и прекращения выделения хлористого водорода.

1 По окончании процесса непрореагировавший тионилхлорид и бензол отгоняют на роторном испарителе, и образовавшийся хлорангидрид 2,5,7-тринитрофлуоренон-4-карбоновой кислоты высушивают в вакуум-сушильном шкафу при 50 С.

Раствор полученного хлорангидрйда в 250 мл 1,4-диоксана прикапывают к раствору 9,2 г попиэтил-ф- гидроксипропилсилоксана(8и — — 31Г>0) в 50 мл

1,4-диоксана и 10 мл пиридина. Процесс ведут при 50 в течение 1 ч. По окончании раствор отделяют на фильтре от осадка солянокислого пиридина, и полимер осаждают изопропиловым спиртом. Образуется каучукоподобный осадок коричневого цвета. Его промывают изопропиловым спиртом. Окончательную очистку проводят двукратным переосаждением из раствора в 1,4-диоксане в изопропиловый спирт. В результате получают 29,6 г полимера. Качество очистки контролируется тонкослойной хроматографией проб полимера. В ИКспектрах полимера появляются полосы поглощения с максимумами 1735 и

1750 см, соответствующие карбонильной группе флуоренона и сложноэфирной связи, 1550 и 1350 см, соответствующие нитрогруппе. Интенсивная полоса 3600-30 10 см с максимумом

3350 см, относящаяся к гидроксильл ным группам, практически исчезает.

Элементный анализ, ",: С - 47,67; н 3,87; Ц вЂ” 8,19; Я1 - 6,13.

Пример 2. В колбу, снабженную магнитной мешалкой и обратным холодил ьни ком, помещают ра створ 2, 1 г полииетил-+ гидроксипропилсилоксана (Ип = 17501 в 30 мл 1,4-диоксана. K раствору прибавляют ?,1 мл пиридина.

К полученному раствору при интенсивном перемешивании прикапывают раствор 10 r хлорангидрида 2,5,7-тринитрофлуоренон-4-карбонояой кислоты, по5 97642 лученного по примеру 1, в 50 мл 1,4-диоксана. Реакция проводится при 25 в течение 1 ч. По окончании процесса раствор отделяют на фильтре от осадка солянокислого пиридина, и полимер осаждают метанолом. Очистку полимера проводят переосаждением из раствора в 1,4-диоксана в изопропиловый спирт.

Качество очистки контролируется тонкослойной хроматографией. В реэульта- 10 те получают 6,7? r полимера. По данным НК-спектроскопии (пример 1) замещение проходит нацело. Элементный анализ, I: С вЂ” 46 21; Н - 3 44;

N - !3,10;. В1 - 7,15 ° 15

Пример 3. В колбу, снабженную лагнитной мешалкой и обратным хо лодильни ком, помещают раствор 2,9? г полиметил - гидроксипропилсилоксана, имеющего Ип = 1750, в 10 мл 1,4-ди- 2î оксана, к раствору прибавляют 3 мл пиридина. При интенсивном перемешивании к полученному раствору прикапывают раствор 14 г хлорангидрида 2,5,7-тринитрофлуоренон-4-карбоновой кис- 25 лоты, полученного по примеру 1, в

50 мл 1,4-диоксана. Реакцию проводят при 50 в течение 5 ч. По окончании процесса выработку и анализ проводят по аналогии с примером 1. В результа- Зв те получают 9,45 r полимера. Элементный анализ, б: С вЂ” 45,80;.Н вЂ” 3,58;

И - 8,68; 5i - 6,80.

П р.и м е р 4. 70 г 2,5,7-тринитрофлуоренон-4-карбоновой кислоты помещают в колбу, снабженную обратным холодильником, прибавляют 210 мл бензола, 210 мл тионилхлорида и 1 мл й,tl-диметилформамида. Процесс ведут в течение 3 ч при 60 и 1 ч при 7F °

По окончании процесса раствор упаривают на роторном испарителе и полученный:<лорангидрид ",5,7-тринитрофлуоренон-4-карбоновой кислоты сушат в вакуум-сушильном шкафу при 75 в тео чение 0,5 ч и при 60О в течение 2 .ч.

Раст вор полученного хлор ан гидрида в 295 мл 1,4-диоксана прикапывают к раствору 17, 8 r поли метил- f- гидроксипропилсилоксана (t! > =1750 в 177,6 мл

1 4-диоксана и 18 нл пиридина . РеакУ о цию ведут в течение 1 ч при 25 . По окончании процесса выделение,обработку и анализ полимера проводят по примеру 2. Выделяют 45 г полимера.

Пример 5. По 0,25 г сополимера, полученного по примеру 1,(Гпl ) и ПВК растворяют в 5 мл 1,4-диоксана

1 6 каждый. Растворы смешивают в различном соотношении для получения слоев переменного состава.

Результаты измерений интегральной фоточувствительности известного и предлагаемых слоев для различных соотчошений ПВК и Сп! приведены в табл.1.

1 - известный слой, состоящий из

403 сополимера винилового эфира

2,5,7-тринитройлуоренон-4-карбоновой кислоты и винилового спирта и 60/

ПВК.

Пример 6. Для слоя состава

503 Спl и 501 ПВК, приготовленного по примеру 5, измерена спектральная фоточувствительность. Результаты представлены в табл. 2.

Пример ..7. По 0,25 г сополимера, полученного по примеру 1, (Cnl) и ПЭПК растворяют в 5 мл 1,4-диоксана каждый. Растворы смешивают в различном соотношении для получения слоев переменного состава.

Результаты измерения интегральной фоточуяствительности слоев 4ля различных соотношений ПЭПК и Спl йриведе. ны в табл. 3.

Г известным сенсибилизатором йриготовить слои на основе ПЭПЕ не удается.

Пример 8. Для приготовления электрофотограйического слоя Cnl

f 25,; ) - ПВК (75/), на лавсановой основе 0,07 г СП1, полученного по примеру 1, растворяют в 2 мл 1,4-диоксана и 0,21 r ИВК растворяют в 0,6 мл 1,4-диоксана. Растворы смешивают и поливают на лавсановую подложку с металлиэированным слоем. никеля и сушат при комнатной темпаратуре в течение суток. Слой толщиной. 1,5 мкм эаряжалот-отрицательным коронным разрядом до

162 В. Экспозиция полуспада начального потенциала при освещении лампой накаливания составляет 244 лк с.

В табл. 4 представлены результаты исследования спектральной чувствительности этого слоя.

Пример 9. По 0,25 г сополимера, приготовленного согласно приме у 2 (Сп?.) и ПВК растворяют в 5 мл

1,4-диоксана каждый. Растворы смешивают в различном соотношении для получения слоев переменного состава.

Результаты измерения фоточувствительности слоев в интегральном режиме ,для различных соотношений Сп2 и ПВК приведены в табл, 5.

Экспози

Толщина слоя, мкм

Состав слоя, 3

Начальный

Время темнового поция полуспада потенциала, лк с потенциал зарядки, В луспада потенциала, с

ПВК

Сп1

160

1,2

55

100

190

100

180

1,5

110

175

1,5

90.

140

1,5

205

120

180

196

1 5

2,2

180

80

40

Табли ца 2.

Чувствительность слоя, м /Дж

4,0 5,0 5,5 5,0 3,6 3,0 2,9 2,8

Длина волны, нм

440 460 490 510 520 540. 560 580

7 976

П р и и е р 10. Для слоя состава:

403 Сп1 и 60 ПВК, приготовленного по примеру 9, измерена спектральная фоточувствительность. Результаты представлены в табл. 6. S

Пример 11. По 0,25 г Сп2, приготовленного, по .примеру 2, и ПЭПК растворяют в 5 мл 1,4-диоксана каждый

Растворы смешивают для приготовления электрофотографического слоя состава ео

904 Сп2 и 10 ПЭПК. Максимальный потенциал зарядки слоя толщиной 4,2 мкм

400 В .экспозиция полуспада начального потенциала 86 лк с, время темнового полуспада потенциала более 120 с.

Пример 12. По 0,25 г сополи" мера 3 (Сп3), приготовленного согласно примеру 3, и ПВК растворяют в 5 мл

1, 4- диокса на кажДый . Растворы смешивают для приготовления аэлектрофотографического слоя состава 403 Сп3 и 603

ПВК. Максимальный потенциал зарядки слоя толщиной 5,6 мкм 290 В, экспози421 8 ция полуспада начального потенциала

84 лк ° с, время темнового полуспада потенциала более 120 с.

П р и и е р 13. По 0,25 г сополимера 4 (сп. 4), приготовленного со" гласно примеру 4, и ПВК растворяют в 5 мл 1,4-диоксана каждый. Растворы смешивают в различном соотношении для получения слоев переменного состава.

Результаты измерения фоточувствительности слоев a интегральном режиме для различных соотношений Сп4 и

ПВК приведены в табл. 7

Таким образом, применение предлагаемих тринитрофлуоренонсодержащих полисилоксанов позволяет увеличить потенциал зарядки слоя и позволяет применять ПЭПК в электрофотографических слоях, содержащих полимеры, в состав которых входят флуореноно. вые фрагменты.

Таблица 1

976421

Продолжение табл. 2

Чувствительность слоя, м/Дж

1,9 1,5 1,5 0,7 0,7 0,5 0,3 0,1

Длина волны, нм

600 620 640 660 680 700 710 780

Габлица 3

Состав слоя, ЭкспозиВремя темнового поСп1 ПЭПК

700

120

230

240

160

120

90

130

320

120

400

120

300

Таблица 4

Длина волны, нм. 440 550 630

Чувст витель2 но ст ь ° и /Дж

0,60 0,68 0,40

Т а б л и ц а 5

Время темнового ло луспада. потенциала,с

ЭкспозиСостав слоя, l ция полуспада потенциала, лк-с

Сп2 ПВК

560

30

43fl

300

40

12

580

300

50

280

60

500

440

200

70

Начальный потенциал зарядки, В

Начальный потенциал зарядки, В луспада потенциала, с ция полуспада потенциала лк. с

Толщина слоя, мкм, Толщина слоя, мкм

976421

12 ,Таблица 6

Длина волны, нм 440 460 400 500 520 540 560 580 630 670 710 740 750

Чувствительность, м /Дж 2,86 3 ° 20 3 60 2 25 3)70 2 97 22)06 2,00 1,20 0,24 0;10 О ° 04

Таблица 7

Состав слоев Д

Толщина слоя, мкм

Сп4

ПВК

120

570

40

550

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Составитель В. Безбородова

Редактор В. Иванова Техред А, А рр

Ач Ко екто А. Дзятко

Заказ 9000/74 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва И-)5 Ра иская наб; д. 4/$ филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Начальный потенциал зарядки, В

Формула изобретения

Полисилоксан обц)ей формулы

A (tI„-g Jn

I (г)у

Время тем- Экспозинового по- .ция полуспада по- луспада тенциала,с потенциала, лк с с мол.м. 6000-11300, где п = 15-24;

В = СН., Г Н5. для. сенсибйлизацйи органических электрофотографических слоев.

1. Патент СНА N 3484237, зз кл. 96-1.5, 1969

2. Авторское свидетельства.. СССР по заявке К 3008010/28-12, 25.02.80.