СЕНСИБИЛИЗАТОР ЭЛЕКТРОФОТОГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1998 года по МПК G03G5/09 C07C79/10 G03C1/08 

Изобретение относится к получению сенсибилизатора электрофотографических материалов и может применяться в химико-фотографической промышленности.

Известно использование солей пирилия в качестве сенсибилизаторов электрофотографических материалов на основе поли-N-винилкарбазола (ПВК) и поли-N-эпоксипропилкарбазола (ПЭПК) [1].

Соли пирилия являются высокоэффективными сенсибилизаторами электрофотографических материалов. Основным их недостатком является то, что они вызывают значительное увеличение скорости темнового спада потенциала, что делает невозможным их использование в ряде электрофотографических материалов.

Известно использование 2,4,5,7-тетранитрофлуоренона формулы I

в качестве сенсибилизатора электрофотографических материалов [2].

Однако указанное соединение I как сенсибилизатор электрофотографических материалов имеет недостаточно высокую эффективность сенсибилизации, низкую растворимость в органических растворителях, затрудняющую приготовление материалов.

Кроме того, синтез соединения формулы I трудоемок, выход конечного продукта I в пересчете на исходный флуорен составляет 35 - 39%, что обусловливает высокую стоимость.

Наиболее удобным и распространенным сенсибилизатором электрофотографических материалов является 2,4,7-тринитрофлуоренон [3] формулы II

Недостатками 2,4,7-тринитрофлуоренона являются малая эффективность сенсибилизации электрофотографических материалов, высокая стоимость сенсибилизатора и трудоемкий синтез в несколько стадий.

Ближайшим аналогом изобретения является 2,4,5,7-тетранитрофлуорен формулы III

который ранее использовался только как промежуточное вещество при синтезе 2,4,5,7-тетранитрофлуоренона [4].

Целью изобретения является увеличение чувствительности электрофотографических материалов и снижение затрат на их изготовление без ухудшения других эксплуатационных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сенсибилизатора электрофотографических материалов используется 2,4,5,7-тетранитрофлуорен формулы III

При введении указанного сенсибилизатора достигается увеличение светочувствительности электрофотографических материалов без ухудшения других электрофотографических свойств, кроме того, снижается себестоимость материала.

Пример 1. В четырехгорлую колбу емкостью 1 л, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, приливают 335 мл HNO₃ (d = 1,419) и при перемешивании постепенно добавляют 335 мл Н₂SO₄ (d = 1,836). При этом смесь разогревается до 55 - 58^oC. К нитрующей смеси при интенсивном перемешивании добавляют порциями 10 г мелкорастертого флуорена. Реакционная смесь разогревается до 70^oC, идет выделение окислов азота. После окончания прибавления флуорена смесь нагревают до 102 - 105^oC и кипятят ее с обратным холодильником в течение 1 ч до полного растворения кристаллов.

После окончания реакции смесь выливают при перемешивании в стакан с 2 кг льда. Выпавший желтый осадок через 2 ч отсасывают на стеклянном фильтре, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод, затем спиртом и высушивают в вакуум-эксикаторе над КОН. Выход 19,8 г (92,5% от теоретического).

После перекристаллизации из уксусной кислоты получают блестящие иглы с т.пл. 298 - 300^oC.

Найдено,%: C 45,01; H 1,96; N 16,01.

C₁₃H₆N₄O₈
Вычислено, %: C 45,10; H 1,75; N 16,18.

Электронный спектр в тетрагидрофуране, λ_макс: 255 нм (lg ε 4,25); 290 нм (4,10); 350 нм (4,21).

Пример 2. В трехгорлую колбу емкостью 0,5 л, снабженную мешалкой и термометром, приливают 300 мл меланжа (87 мас.% HNO₃, 7,82 мас.% H₂O₄ и 5,18 мас. % H₂O) и при интенсивном перемешивании и внешнем охлаждении прибавляют небольшими порциями 5 г мелкорастертого флуорена так, чтобы температура реакционной смеси не превышала 50^oC. После добавления всего количества флуорена к колбе присоединяют обратный холодильник и нагревают смесь 30 мин при 70^oC, после чего выливают раствор в лед (1000 г). Через 2 ч выпавший осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре, промывают водой до нейтральной реакции промывных вод, затем спиртом и высушивают в вакуум-эксикаторе над едким кали. Выход 9,42 г (90,4%).

После перекристаллизации из уксусной кислоты получают блестящие иголки с т.пл. 298 - 300^oC.

Найдено, %: С 44,95; Н 2,05; N 16,11.

C₁₃H₆N₄O₈
Вычислено, %: C 45,10; H 1,75; N 16,18.

Пример 3. На металлизированную полиэтилентерефталатную пленку наносят раствор, содержащий 1 г ПВК, 0,05 г сенсибилизатора - 2,4,5,7-тетранитрофлуорена - и 1 г полимерного связующего (соотношение 20:1:20) в 10 мл толуола. После высушивания получают слои толщиной 3 ± 0,5 мкм. Слои заряжают положительным коронным зарядом до потенциала 310 ± 10 В. Оценку светочувствительности проводят по времени полуспада потенциала. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4 (контрольный). Слои готовят и испытывают, как в примере 3, но в качестве сенсибилизатора используют 2,4,7-тринитрофлуоренон. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5. На полированную алюминиевую подложку наносят раствор, содержащий 1 г ПЭПК и 0,016 г сенсибилизатора (молярное соотношение 100:1 в пересчете на элементарное звено ПЭПК) - 2,4,5,7 - тетранитрофлуорена (III) в смеси 50 мл ацетонитрила и 50 мл толуола. После высушивания получают слои толщиной 5 ± 1 мкм. Слои заряжают отрицательным коронным разрядом до потенциала 175 ± 25 В. Оценку светочувствительности проводят по времени полуспада потенциала. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6 (контрольный). Слои готовят и испытывают, как в примере 5, но в качестве сенсибилизатора берут 0,014 г 2,4,7-тринитрофлуоренона (молярное соотношение 100:1 в пересчете на элементарное звено ПЭПК). Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 7. Слои готовят и испытывают, как в примере 5, но в качестве сенсибилизатора берут 0,16 г 2,4,5,7-тетранитрофлуорена (молярное соотношение 10:1 в пересчете на элементарное звено ПЭПК). Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 8. Слои готовят и испытывают, как в примере 5, но в качестве сенсибилизатора берут 0,141 г 2,4,7-тринитрофлуоренона (молярное соотношение 10:1 в пересчете на элементарное звено ПЭПК). Результаты измерений приведены в таблице.

Применение 2,4,5,7-тетранитрофлуорена формулы

в качестве сенсибилизатора электрофотографических материалов.

Применение 2,4,5,7-тетранитрофлуорена формулы

в качестве сенсибилизатора электрофотографических материалов.