JP7183678B2 - 化合物混合物、電子写真感光体、及び化合物混合物の製造方法 - Google Patents
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Description
次に、本発明の第1実施形態に係る化合物混合物ついて説明する。第1実施形態に係る化合物混合物は、一般式(1)で表される化合物と、一般式(2)で表される化合物とを含有する。以下、一般式(1)で表される化合物を化合物(1)と記載し、一般式(2)で表される化合物を化合物(2)と記載することがある。
次に、本発明の第2実施形態に係る化合物混合物の製造方法について説明する。第2実施形態に係る化合物混合物の製造方法は、第1実施形態に係る化合物混合物を製造する方法の一例である。第2実施形態に係る製造方法により製造された化合物混合物は、感光体の耐クラック性及び感度特性を向上できる。
次に、本発明の第3実施形態に係る感光体について説明する。第3実施形態に係る感光体は、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少なくとも含有する。正孔輸送剤は、第1実施形態に係る化合物混合物を含む。感光層に正孔輸送剤として第1実施形態に係る化合物混合物が含有されることにより、感光体の耐クラック性及び感度特性を向上できる。
以下、図1~図3を参照して、感光体1が積層型感光体である場合について説明する。図1~図3は、各々、感光体1(より具体的には、積層型感光体)の一例を示す部分断面図である。
以下、図4~図6を参照して、感光体1が単層型感光体である場合について説明する。図4~図6は、感光体1(より具体的には、単層型感光体)の一例を示す部分断面図である。
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。電荷発生層及び単層型感光層は、1種の電荷発生剤のみを含有してもよく、2種以上の電荷発生剤を含有してもよい。
正孔輸送剤は、第1実施形態に係る化合物混合物を含む。感光層(例えば、電荷輸送層、又は単層型感光層)は、正孔輸送剤として、第1実施形態に係る化合物混合物を含有する。電荷輸送層及び単層型感光層は、1種の化合物混合物のみを含有してもよいし、2種以上の化合物混合物を含有してもよい。
電荷輸送層及び単層型感光層に含有されるバインダー樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、及び光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、アクリル酸重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、及びポリエーテル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、及びメラミン樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ化合物のアクリル酸付加物、及びウレタン化合物のアクリル酸付加物が挙げられる。電荷輸送層及び単層型感光層は、各々、1種のバインダー樹脂のみを含有してもよく、2種以上のバインダー樹脂を含有してもよい。
感光体が積層型感光体である場合、電荷発生層は、ベース樹脂を含有してもよい。ベース樹脂の例は、バインダー樹脂の例と同じである。電荷発生層は、1種のベース樹脂のみを含有してもよく、2種以上のベース樹脂を含有してもよい。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。
感光体が積層型感光体である場合、電荷輸送層は、電子アクセプター化合物を含有することが好ましい。電子アクセプター化合物としては、例えば、キノン系化合物、ジイミド系化合物、ヒドラゾン系化合物、マロノニトリル系化合物、チオピラン系化合物、トリニトロチオキサントン系化合物、3,4,5,7-テトラニトロ-9-フルオレノン系化合物、ジニトロアントラセン系化合物、ジニトロアクリジン系化合物、テトラシアノエチレン、2,4,8-トリニトロチオキサントン、ジニトロベンゼン、ジニトロアクリジン、無水コハク酸、無水マレイン酸、及びジブロモ無水マレイン酸が挙げられる。キノン系化合物としては、例えば、ジフェノキノン系化合物、アゾキノン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、ニトロアントラキノン系化合物、及びジニトロアントラキノン系化合物が挙げられる。
感光体が単層型感光体である場合、単層型感光層は、電子輸送剤を含有することが好ましい。単層型感光層が含有する電子輸送剤としては、公知の電子輸送剤を適宜使用できる。
添加剤としては、例えば、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)が挙げられる。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。
感光体の耐クラック性及び感度特性を向上させるためには、次に示す材料の組み合わせが好ましい。詳しくは、感光層に含有される正孔輸送剤及びバインダー樹脂が、表2に示す組み合わせ例(G-1)~(G-13)の何れかであることが好ましい。感光層に含有される正孔輸送剤及びバインダー樹脂が、表2に示す組み合わせ例(G-1)~(G-13)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より好ましい。なお、表2中の「化合物(2)含有率」は、化合物(1)及び化合物(2)の総質量に対する、化合物(2)の含有率(単位:質量%)を示す。表2中の「HTM」は、正孔輸送剤を示し、「樹脂」は、バインダー樹脂を示す。
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1種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。
感光体は、必要に応じて、中間層(下引き層)を備えてもよい。中間層は、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、抵抗の上昇が抑えられる。
以下、感光体が積層型感光体である場合の製造方法について説明する。感光体が積層型感光体である場合、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。
以下、感光体が単層型感光体である場合の製造方法について説明する。感光体が単層型感光体である場合、感光層形成工程は、単層型感光層形成工程を含む。
実施例に係る試料(M-A1)~(M-A10)の組成を、後述する表3の「HTM」欄に示す。比較例に係る試料(M-B1)~(M-B7)の組成を、後述する表4の「HTM」欄に示す。
下記反応式(r-a)に従って、試料(M-A1)を調製した。
化合物(A-1)69.8mmolを、化合物(A-2)69.8mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A2)を得た。試料(M-A2)は、化合物(HTM-2)と化合物(HTM-B)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(A-1)69.8mmolを、化合物(A-3)69.8mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A3)を得た。試料(M-A3)は、化合物(HTM-3)と化合物(HTM-C)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(A-1)69.8mmolを化合物(A-4)69.8mmolに変更したこと、及び化合物(B-1)80.0mmolを化合物(B-2)80.0mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A4)を得た。試料(M-A4)は、化合物(HTM-4)と化合物(HTM-D)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(A-1)69.8mmolを化合物(A-5)69.8mmolに変更したこと、化合物(B-1)80.0mmolを化合物(B-2)80.0mmolに変更したこと、及び化合物(C-1)30.0mmolを化合物(C-2)30.0mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A5)を得た。試料(M-A5)は、化合物(HTM-5)と化合物(HTM-E)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(A-1)69.8mmolを化合物(A-6)69.8mmolに変更したこと、化合物(B-1)80.0mmolを化合物(B-2)80.0mmolに変更したこと、及び化合物(C-1)30.0mmolを化合物(C-3)30.0mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A6)を得た。試料(M-A6)は、化合物(HTM-6)と化合物(HTM-F)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(B-1)80.0mmolを化合物(B-1)75.0mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A7)を得た。試料(M-A7)は、化合物(HTM-1)と化合物(HTM-A)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(A-1)69.8mmolを化合物(A-1)76.8mmolに変更したこと、及び化合物(B-1)80.0mmolを化合物(B-1)93.5mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A8)を得た。試料(M-A8)は、化合物(HTM-1)と化合物(HTM-A)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(A-1)69.8mmolを化合物(A-1)94.2mmolに変更したこと、及び化合物(B-1)80.0mmolを化合物(B-1)128.25mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A9)を得た。試料(M-A9)は、化合物(HTM-1)と化合物(HTM-A)とを含有する化合物混合物であった。
化合物(A-1)69.8mmolを化合物(A-1)97.7mmolに変更したこと、及び化合物(B-1)80.0mmolを化合物(B-1)140.0mmolに変更したこと以外は、試料(M-A1)の調製と同じ方法で、試料(M-A10)を得た。試料(M-A10)は、化合物(HTM-1)と化合物(HTM-A)とを含有する化合物混合物であった。
試料(M-A1)を、展開溶媒としてトルエンとイソヘキサンとの混合溶媒(体積比率50/50)を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、精製した。このようにして、化合物(HTM-1)を含有する画分を分取した。分取した液(画分)がわずかに白濁するまで、減圧濃縮し、濃縮液を得た。濃縮液に、イソヘキサンとメタノールとを加えた。濃縮液を5℃まで冷却し、析出した結晶を濾過により取り出し、試料(M-B1)を得た。試料(M-B1)は、化合物(HTM-1)のみを含有し、化合物(HTM-A)を含有していなかった。
試料(M-A1)を試料(M-A2)に変更したこと以外は、試料(M-B1)の調製と同じ方法で、試料(M-B2)を得た。試料(M-B2)は、化合物(HTM-2)のみを含有し、化合物(HTM-B)を含有していなかった。
試料(M-A1)を試料(M-A3)に変更したこと以外は、試料(M-B1)の調製と同じ方法で、試料(M-B3)を得た。試料(M-B3)は、化合物(HTM-3)のみを含有し、化合物(HTM-C)を含有していなかった。
試料(M-A1)を試料(M-A4)に変更したこと以外は、試料(M-B1)の調製と同じ方法で、試料(M-B4)を得た。試料(M-B4)は、化合物(HTM-4)のみを含有し、化合物(HTM-D)を含有していなかった。
試料(M-A1)を試料(M-A5)に変更したこと以外は、試料(M-B1)の調製と同じ方法で、試料(M-B5)を得た。試料(M-B5)は、化合物(HTM-5)のみを含有し、化合物(HTM-E)を含有していなかった。
試料(M-A1)を試料(M-A6)に変更したこと以外は、試料(M-B1)の調製と同じ方法で、試料(M-B6)を得た。試料(M-B6)は、化合物(HTM-6)のみを含有し、化合物(HTM-F)を含有していなかった。
試料(M-A1)を、展開溶媒としてトルエンとイソヘキサンとの混合溶媒(体積比率50/50)を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより、精製した。このようにして、化合物(HTM-A)を含有する画分を分取した。分取した液(画分)がわずかに白濁するまで、減圧濃縮し、濃縮液を得た。濃縮液に、イソヘキサンとメタノールとを加えた。濃縮液を5℃まで冷却し、析出した結晶を濾過により取り出し、試料(M-B7)を得た。試料(M-B7)は、化合物(HTM-A)のみを含有し、化合物(HTM-1)を含有していなかった。
調製した各試料について、化合物(1)と化合物(2)との総質量に対する、化合物(1)の含有率を測定した。また、調製した各試料について、化合物(1)と化合物(2)との総質量に対する、化合物(2)の含有率を測定した。化合物(1)の含有率として、一般式(1)に包含される化合物(HTM-1)~(HTM-6)の含有率を測定した。また、化合物(2)の含有率として、一般式(2)に包含される化合物(HTM-A)~(HTM-F)の含有率を測定した。測定方法は、次の通りであった。
・分析装置:株式会社日立ハイテクノロジーズ製「LaChrom ELITE」
・検出波長:254nm
・カラム:ジーエルサイエンス株式会社製「Inertsil(登録商標)ODS-3」(内径:4.6mm、長さ:250mm)
・カラム温度:40℃
・展開溶媒:アセトニトリル
・流量:1mL/分
・試料注入量:1μL
次に、ポリアリレート樹脂(R-1)~(R-4)を合成した。これらのポリアリレート樹脂を、後述する「積層型感光体の製造」に用いた。
ポリアリレート樹脂(R-1)は、繰り返し単位として、繰り返し単位(10-1)、(11-X1)及び(11-X3)のみを有するポリアリレート樹脂であった。ポリアリレート樹脂(R-1)は、繰り返し単位(11)として繰り返し単位(11-X1)及び(11-X3)の2種を有しており、比率pは0.50であった。ポリアリレート樹脂(R-1)の粘度平均分子量は、50,500であった。
ポリアリレート樹脂(R-2)は、繰り返し単位として、繰り返し単位(10-2)、(11-X1)及び(11-X3)のみを有するポリアリレート樹脂であった。ポリアリレート樹脂(R-2)は、繰り返し単位(11)として繰り返し単位(11-X1)及び(11-X3)の2種を有しており、比率pは0.50であった。ポリアリレート樹脂(R-2)の粘度平均分子量は、47,500であった。
ポリアリレート樹脂(R-3)は、繰り返し単位として、繰り返し単位(10-2)、(11-X1)及び(11-X2)のみを有するポリアリレート樹脂であった。ポリアリレート樹脂(R-3)は、繰り返し単位(11)として繰り返し単位(11-X1)及び(11-X2)の2種を有しており、比率pは0.50であった。ポリアリレート樹脂(R-3)の粘度平均分子量は、50,500であった。
ポリアリレート樹脂(R-4)は、繰り返し単位として、繰り返し単位(10-1)、(10-3)及び(11-X3)のみを有するポリアリレート樹脂であった。ポリアリレート樹脂(R-4)の比率qは0.80であった。ポリアリレート樹脂(R-4)の粘度平均分子量は、50,500であった。
(積層型感光体(A-1)の製造)
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の2質量部と、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質量部と、メタノール10質量部と、ブタノール1質量部と、トルエン1質量部とを、ビーズミルを用いて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。その後、ディップコート法により、導電性基体の表面に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。続いて、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。
試料(M-A1)を、表3及び表4の「試料No.」欄に示す試料に変更したこと以外は、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-6)、(A-10)~(A-13)、及び(B-1)~(B-7)の各々を製造した。例えば、積層型感光体(A-2)の製造においては、試料(M-A1)を、表3の「試料No.」欄に示す試料(M-A2)に変更した。
ポリアリレート樹脂(R-1)を、表3及び表4の「樹脂」欄に示すバインダー樹脂に変更したこと以外は、積層型感光体(A-1)の製造と同じ方法で、積層型感光体(A-7)~(A-9)の各々を製造した。例えば、積層型感光体(A-7)の製造においては、ポリアリレート樹脂(R-1)を、表3の「樹脂」欄に示すポリアリレート樹脂(R-2)に変更した。
積層型感光体(A-1)~(A-13)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3及び表4に示す。
積層型感光体(A-1)~(A-13)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120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3及び表4に示す。露光後電位(VL)の絶対値から、以下の基準に従って、積層型感光体の感度特性を評価した。
良好:露光後電位の絶対値が170V以下である。
不良:露光後電位の絶対値が170V超である。
積層型感光体(A-1)~(A-13)及び(B-1)~(B-7)の各々の感光層全域を、肉眼で観察した。そして、感光層における結晶化した部分の有無を確認した。確認結果から、以下の基準に従って、積層型感光体の結晶化が抑制されているか否かを評価した。評価結果を表3及び表4に示す。
評価A:結晶化した部分が確認されなかった。
評価B:結晶化した部分が確認された。
積層型感光体(A-1)~(A-13)及び(B-1)~(B-7)の各々に対して、耐クラック性を評価した。詳しくは、温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下にて、イソパラフィン系炭化水素溶剤(エクソンモービル社製「アイソパーL」)に、積層型感光体の下端から40mmまでの領域を24時間浸漬させた。24時間浸漬後、積層型感光体の表面に発生したクラックの数を確認した。クラックの数から、以下の基準に従って、耐クラック性を評価した。
評価A:クラックの数が20個以下である。
評価B:クラックの数が20個を超える。
次に、互いに異なるバインダー樹脂を含有する積層型感光体(A-1)及び(A-7)~(A-9)を用いて、耐摩耗性を評価した。耐摩耗性の評価には、評価機として、カラープリンター(株式会社沖データ製「C711dn」)を用いた。評価機のトナーカートリッジにシアントナーを充填した。まず、積層型感光体の電荷輸送層の膜厚T1を測定した。次いで、積層型感光体を評価機に搭載した。次いで、温度23℃及び相対湿度50%RHの環境下で、評価機を用いて、30,000枚の用紙に画像を印刷した。印刷後に、積層型感光体の電荷輸送層の膜厚T2を測定した。そして、印刷前後の電荷輸送層の膜厚変化量である摩耗量(T1-T2、単位:μm)を求めた。摩耗量を、表5に示す。摩耗量が少ないほど、積層型感光体の耐摩耗性が優れていることを示す。
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)
- 前記化学式(HTM-6)で表される化合物及び前記化学式(HTM-F)で表される化合物の総質量に対する、前記化学式(HTM-F)で表される化合物の含有率は、1.0質量%以上10.0質量%以下である、請求項1に記載の化合物混合物。
- 導電性基体と、感光層とを備え、
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少なくとも含有し、
前記正孔輸送剤は、請求項1又は2に記載の化合物混合物を含む、電子写真感光体。 - 前記バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂を含み、
前記ポリアリレート樹脂は、少なくとも1種の一般式(10)で表される繰り返し単位と、少なくとも1種の一般式(11)で表される繰り返し単位とを含む、請求項3に記載の電子写真感光体。
前記一般式(11)中、Xは、化学式(X1)、化学式(X2)、又は化学式(X3)で表される二価の基を表す。)
前記一般式(W2)中、tは、1以上3以下の整数を表す。)
- 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3~6の何れか一項に記載の電子写真感光体。
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