JP6888517B2 - ポリアリレート樹脂及び電子写真感光体 - Google Patents
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Description
本実施形態はポリアリレート樹脂に関する。本実施形態のポリアリレート樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し単位と、化学式(2)で表される繰り返し単位と、化学式(3)で表される繰り返し単位とを少なくとも含む。化学式(2)で表される繰り返し単位の数n2に対する、一般式(1)で表される繰り返し単位の数n1の比率n1/n2は、1.0以上である。
繰り返し単位(1−1)、(2)及び(3)を含み、繰返し単位(4)を含まず、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(I)と記載することがある);
繰り返し単位(1−5)、(2)及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(II)と記載することがある);
繰り返し単位(1−1)、(2)、(3)及び(4)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(III)と記載することがある);
繰り返し単位(1−2)、(2)及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(IV)と記載することがある);
繰り返し単位(1−3)、(2)及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(V)と記載することがある);
繰り返し単位(1−4)、(2)及び(3)を含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(VI)と記載することがある);及び
繰り返し単位(1−1)、(2)及び(3)を含み、繰返し単位(4)を含まず、比率n1/n2が1.0以上2.0未満であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(VII)と記載することがある)。
繰り返し単位として、繰り返し単位(1−1)、(2)及び(3)のみを含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(i)と記載することがある);
繰り返し単位として、繰り返し単位(1−5)、(2)及び(3)のみを含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(ii)と記載することがある);
繰り返し単位として、繰り返し単位(1−1)、(2)、(3)及び(4)のみを含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(iii)と記載することがある);
繰り返し単位として、繰り返し単位(1−2)、(2)及び(3)のみを含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(iv)と記載することがある);
繰り返し単位として、繰り返し単位(1−3)、(2)及び(3)のみを含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(v)と記載することがある);
繰り返し単位として、繰り返し単位(1−4)、(2)及び(3)のみを含み、比率n1/n2が2.0以上5.0以下であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(vi)と記載することがある);及び
繰り返し単位として、繰り返し単位(1−1)、(2)及び(3)のみを含み、比率n1/n2が1.0以上2.0未満であるポリアリレート樹脂(ポリアリレート樹脂(vii)と記載することがある)。
次に、本実施形態のポリアリレート樹脂(PA)を含有する感光層を備える感光体について説明する。感光体は、導電性基体と感光層とを備える。感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する。感光体は、積層型電子写真感光体(以下、積層型感光体と記載することがある)であってもよく、単層型電子写真感光体(以下、単層型感光体と記載することがある)であってもよい。
以下、図1(a)〜図1(c)を参照して、積層型感光体である場合の感光体1について説明する。図1(a)〜図1(c)は、それぞれ、感光体1の一例(積層型感光体)を示す部分断面図である。
以下、図2(a)〜図2(c)を参照して、単層型感光体である場合の感光体1について説明する。図2(a)〜図2(c)は、それぞれ、感光体1の別の例(単層型感光体)を示す部分断面図である。
感光体が積層型感光体である場合、感光層のうちの電荷発生層は、電荷発生剤を含有する。電荷発生層は、電荷発生層用バインダー樹脂(以下、ベース樹脂と記載することがある)を含有してもよい。電荷発生層は、必要に応じて、添加剤を含有してもよい。感光層のうちの電荷輸送層は、正孔輸送剤とバインダー樹脂とを含有する。電荷輸送層は、必要に応じて、添加剤を含有してもよい。
バインダー樹脂は、本実施形態のポリアリレート樹脂(PA)を含む。感光層(例えば、電荷輸送層、又は単層型感光層)は、バインダー樹脂として、ポリアリレート樹脂(PA)を含む。感光層がポリアリレート樹脂(PA)を含むことで、上述したように、感光体の耐摩耗性を向上させることができる。
感光体が積層型感光体である場合、電荷発生層は、ベース樹脂を含有する。ベース樹脂の例は、上述したその他のバインダー樹脂の例と同じである。電荷発生層は、ベース樹脂の1種のみを含有してもよく、2種以上を含有してもよい。電荷発生層及び電荷輸送層を良好に形成するためには、電荷発生層に含有されるベース樹脂は、電荷輸送層に含有されるバインダー樹脂と異なることが好ましい。
正孔輸送剤としては、例えば、トリフェニルアミン誘導体、ジアミン誘導体(例えば、N,N,N’,N’−テトラフェニルベンジジン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体又はジ(アミノフェニルエテニル)ベンゼン誘導体)、オキサジアゾール系化合物(例えば、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)、スチリル系化合物(例えば、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン)、カルバゾール系化合物(例えば、ポリビニルカルバゾール)、有機ポリシラン化合物、ピラゾリン系化合物(例えば、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン)、ヒドラゾン系化合物、インドール系化合物、オキサゾール系化合物、イソオキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ピラゾール系化合物及びトリアゾール系化合物が挙げられる。
電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、無機光導電材料(例えば、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム又はアモルファスシリコン)の粉末、ピリリウム顔料、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料及びキナクリドン系顔料が挙げられる。感光層(電荷発生層、又は単層型感光層)は、電荷発生剤の1種のみを含有してもよく、2種以上を含有してもよい。
添加剤としては、例えば、電子アクセプター、劣化防止剤(例えば、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、1重項消光剤又は紫外線吸収剤)、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、ドナー、界面活性剤、可塑剤、増感剤及びレベリング剤が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、ヒンダードフェノール(例えば、ジ(tert−ブチル)p−クレゾール)、ヒンダードアミン、パラフェニレンジアミン、アリールアルカン、ハイドロキノン、スピロクロマン、スピロインダノン及びこれらの誘導体が挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、有機硫黄化合物及び有機燐化合物も挙げられる。レベリング剤としては、例えば、ジメチルシリコーンオイルが挙げられる。増感剤としては、例えば、メタターフェニルが挙げられる。
感光体の耐摩耗性を更に向上させるためには、正孔輸送剤及びバインダー樹脂が、次に示す組み合わせの何れかであることが好ましい。また、正孔輸送剤及びバインダー樹脂が次に示す組み合わせの何れかであり、電荷発生剤がY型チタニルフタロシアニンであることが好ましい。
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(II)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(III)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(IV)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(V)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(VI)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;又は
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(VII)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかである。
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(ii)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(iii)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(iv)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(v)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(vi)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;又は
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(vii)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかである。
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(R−2)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(R−3)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(R−4)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(R−5)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(R−6)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかであるか;又は
バインダー樹脂がポリアリレート樹脂(R−7)であり、正孔輸送剤が化合物(HTM−1)〜(HTM−11)の何れかである。
導電性基体は、感光体の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体は、少なくとも表面部が導電性を有する材料で構成されていればよい。導電性基体の一例としては、導電性を有する材料で構成される導電性基体が挙げられる。導電性基体の別の例としては、導電性を有する材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム、インジウム、ステンレス鋼及び真鍮が挙げられる。これらの導電性を有する材料を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて(例えば、合金として)用いてもよい。これらの導電性を有する材料のなかでも、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることから、アルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。
中間層(下引き層)は、例えば、無機粒子及び中間層に用いられる樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層が存在することにより、リーク発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、抵抗の上昇を抑えることができる。
感光体の製造方法として、積層型感光体の製造方法の一例、及び単層型感光体の製造方法の一例を説明する。
積層型感光体の製造方法は、感光層形成工程を含む。感光層形成工程は、電荷発生層形成工程と電荷輸送層形成工程とを含む。電荷発生層形成工程では、まず、電荷発生層を形成するための塗布液(以下、電荷発生層用塗布液と記載することがある)を調製する。電荷発生層用塗布液を導電性基体上に塗布する。次いで、塗布した電荷発生層用塗布液に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去して、電荷発生層を形成する。電荷発生層用塗布液は、例えば、電荷発生剤と、ベース樹脂と、溶剤とを含む。このような電荷発生層用塗布液は、電荷発生剤及びベース樹脂を溶剤に溶解又は分散させることにより調製される。電荷発生層用塗布液には、必要に応じて添加剤を加えてもよい。
単層型感光体の製造方法は、単層型感光層形成工程を含む。単層型感光層形成工程では、単層型感光層を形成するための塗布液(以下、単層型感光層用塗布液と記載することがある)を調製する。単層型感光層用塗布液を導電性基体上に塗布する。次いで、塗布した単層型感光層用塗布液に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去して、単層型感光層を形成する。単層型感光層用塗布液は、例えば、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂と、溶剤とを含む。単層型感光層用塗布液は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを溶剤に溶解又は分散させることにより調製される。単層型感光層用塗布液には、電子輸送剤を更に加えてもよい。単層型感光層用塗布液には、必要に応じて、添加剤を更に加えてもよい。
正孔輸送剤として、実施形態で述べた化合物(HTM−1)〜(HTM−11)を準備した。
バインダー樹脂として、実施形態で述べたポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)の各々を、合成した。
反応容器として、温度計、三方コック、及び滴下ロートを備えた三口フラスコを用いた。反応容器に、化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)と、化合物(BP−2)(10.3ミリモル)と、p−tert−ブチルフェノール(0.413ミリモル)と、水酸化ナトリウム(98ミリモル)と、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド(0.384ミリモル)とを入れた。反応容器内の空気をアルゴンガスで置換した。反応容器の内容物に水(300mL)を加えた。反応容器の内容物を50℃で1時間攪拌した。反応容器の内容物の温度が10℃になるまで反応容器の内容物を冷却して、アルカリ性水溶液Aを得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−5)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−2)を得た。
化合物(DC−3)のジカルボン酸ジクロライド(32.4ミリモル)を、化合物(DC−3)のジカルボン酸ジクロライド(16.2ミリモル)及び化合物(DC−4)のジカルボン酸ジクロライド(16.2ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−3)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−2)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−4)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−3)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−5)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)を化合物(BP−1−4)(30.9ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−6)を得た。
化合物(BP−1−1)(30.9ミリモル)及び化合物(BP−2)(10.3ミリモル)を、化合物(BP−1−1)(20.6ミリモル)及び化合物(BP−2)(20.6ミリモル)に変更した以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)の合成と同じ方法で、ポリアリレート樹脂(R−7)を得た。
積層型感光体(A−1)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−7)を、以下に示す方法で製造した。
まず、中間層を形成した。表面処理された酸化チタン(テイカ株式会社製「試作品SMT−A」、数平均一次粒径10nm)を準備した。SMT−Aは、アルミナとシリカとを用いて酸化チタンを表面処理し、表面処理された酸化チタンを湿式分散しながらメチルハイドロジェンポリシロキサンを用いて更に表面処理したものであった。次いで、SMT−A(2質量部)、ポリアミド樹脂(東レ株式会社製「アミラン(登録商標)CM8000」、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド66及びポリアミド610の四元共重合ポリアミド樹脂)(1質量部)、メタノール(10質量部)、ブタノール(1質量部)及びトルエン(1質量部)をビーズミルの容器に投入した。ビーズミルを用いて容器の内容物を5時間混合して、中間層用塗布液を得た。中間層用塗布液を、目開き5μmのフィルターを用いてろ過した。次いで、ディップコート法を用いて、導電性基体の表面に、ろ過された中間層用塗布液を塗布した。導電性基体としては、アルミニウム製のドラム状支持体(直径30mm、全長246mm)を用いた。次いで、塗布した中間層用塗布液を130℃で30分間乾燥させて、導電性基体上に中間層(膜厚2μm)を形成した。
次の点を変更した以外は、積層型感光体(A−1)の製造と同じ方法で、積層型感光体(A−2)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−7)の各々を製造した。積層型感光体(A−1)の製造においては正孔輸送剤として化合物(HTM−1)を使用したが、積層型感光体(A−2)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−7)の各々の製造においては表1〜表3に示す種類の正孔輸送剤を使用した。積層型感光体(A−1)の製造においてはバインダー樹脂としてポリアリレート樹脂(R−1)を使用したが、積層型感光体(A−2)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−7)の各々の製造においては表1〜表3に示す種類のバインダー樹脂を使用した。
積層型感光体(A−1)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−7)の各々に対して、温度10℃及び相対湿度20%RHの環境下で、帯電特性を評価した。詳しくは、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、積層型感光体の回転数31rpm及び積層型感光体への流れ込み電流−10μAの条件下で、積層型感光体を帯電させた。帯電させた積層型感光体の表面電位を測定した。測定した表面電位を、積層型感光体の帯電電位(V0、単位:−V)とした。積層型感光体の帯電電位(V0)を、表1〜表3に示す。
積層型感光体(A−1)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−7)の各々に対して、温度10℃及び相対湿度20%RHの環境下で、感度特性を評価した。詳しくは、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、積層型感光体の表面を−600Vに帯電させた。次いで、単色光(波長:780nm、露光量:0.8μJ/cm2)をハロゲンランプの光からバンドパスフィルターを用いて取り出し、積層型感光体の表面に照射した。単色光の照射終了から80ミリ秒が経過した時点の積層型感光体の表面電位を測定した。測定した表面電位を、積層型感光体の露光後電位(VL、単位:−V)とした。積層型感光体の露光後電位(VL)を、表1〜表3に示す。
積層型感光体(A−1)〜(A−16)及び(B−1)〜(B−7)の電荷輸送層の各々に対して、耐摩耗性を評価した。まず、積層型感光体の製造において調製した電荷輸送層用塗布液を、アルミパイプ(直径78mm)に巻きつけたポリプロピレンシート(厚さ0.3mm)に塗布した。電荷輸送層用塗布液を塗布したポリプロピレンシートを、120℃で40分間乾燥させた。これにより、ポリプロピレンシート上に膜厚20μmの電荷輸送層(評価用シート)が形成された。続けて、ポリプロピレンシートから評価用シートを剥離した。そして、剥離された評価用シートをウィール(テーバー社製「S−36」)に貼り付けて、試験片を得た。得られた試験片の質量(摩耗試験前にの試験片の質量)M1を測定した。
2 導電性基体
3 感光層
3a 電荷発生層
3b 電荷輸送層
3c 単層型感光層
4 中間層
5 保護層
Claims (9)
- 一般式(1)で表される繰り返し単位と、化学式(2)で表される繰り返し単位と、化学式(3)で表される繰り返し単位とを少なくとも含み、
化学式(4)で表される繰り返し単位を更に含み、
前記化学式(2)で表される繰り返し単位の数n2に対する、前記一般式(1)で表される繰り返し単位の数n1の比率n1/n2は、3.0以上である、ポリアリレート樹脂。
R1及びR2は各々独立に水素原子又はメチル基を表し、R3はメチル基を表し、R4は水素原子又は炭素原子数2若しくは3のアルキル基を表すか、或いは、
R1及びR2は各々メチル基を表し、R3及びR4は互いに結合して炭素原子数5又は6のシクロアルキリデン基を表す。)
- 前記一般式(1)で表される繰り返し単位は、前記化学式(1−5)で表される繰り返し単位である、請求項2に記載のポリアリレート樹脂。
- 前記一般式(1)で表される繰り返し単位は、前記化学式(1−1)で表される繰り返し単位である、請求項2に記載のポリアリレート樹脂。
- 導電性基体と、感光層とを備える、電子写真感光体であって、
前記感光層は、電荷発生剤と正孔輸送剤とバインダー樹脂とを含有し、
前記バインダー樹脂は、請求項1〜4の何れか一項に記載のポリアリレート樹脂を含む、電子写真感光体。 - 前記正孔輸送剤は、一般式(10)、(11)、(12)、(13)又は(14)で表される化合物を含む、請求項5に記載の電子写真感光体。
R101、R103、R104、R105、R106、R107及びR108は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルキル基を有してもよいフェニル基、又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、
R103、R104、R105、R106及びR107のうちの隣接する2つが結合して炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンを表してもよく、
R102及びR109は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、フェニル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、
b1及びb2は、各々独立に、0以上5以下の整数を表す。)
R111及びR112は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又はフェニル基を表し、
R113、R114、R115、R116、R117及びR118は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又はフェニル基を表し、
d1及びd2は、各々独立に、0又は1を表し、
d3、d4、d5及びd6は、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、
d7及びd8は、各々独立に、0以上4以下の整数を表す。)
R121、R122、R123、R124、R125及びR126は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、フェニル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、
e1、e2、e4及びe5は、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、
e3及びe6は、各々独立に、0以上4以下の整数を表す。)
- 前記正孔輸送剤は、前記化学式(HTM−3)、(HTM−6)、又は(HTM−9)で表される化合物を含む、請求項7に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層は、電荷発生層と電荷輸送層とを含み、
前記電荷発生層は、前記電荷発生剤を含有し、
前記電荷輸送層は、前記正孔輸送剤と前記バインダー樹脂とを含有する、請求項5〜8の何れか一項に記載の電子写真感光体。
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