CN102629083A - 电子照相感光体、处理盒和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电子照相感光体、处理盒和图像形成装置。所述电子照相感光体包含功能层,所述功能层含有第一化合物的聚合物和至少一种第二化合物,所述第一化合物在一个分子中具有链聚合性官能团和电荷输送性骨架,所述第二化合物选自含有至少一种由下式(AA)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物、含有至少一种由下式(BB)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、脂肪酸酯、多元醇酯和多元醇醚:
Description
技术领域
本发明涉及一种电子照相感光体、处理盒和图像形成装置。
背景技术
通常,电子照相图像形成装置具有以下结构和过程。
具体地,使用充电单元将电子照相感光体的表面充电至所需极性和电势,并在充电后对其进行曝光而选择性地从电子照相感光体的表面除去电荷,以形成静电潜像。然后通过使用显影单元使色调剂附着于静电潜像上而使潜像显影成色调剂图像,并使用转印单元将色调剂图像转印至转印介质上,以作为其上形成有图像的材料而排出。
已提出的电子照相感光体的保护层(最外层)的材料体系如下。
日本特许第3287678号提出了一种电子照相感光体的保护层(最外层)的材料体系,该材料体系具有分散在酚醛树脂中的导电性粉末。
日本特开2000-019749号公报提出了一种电子照相感光体的保护层(最外层)的材料体系,该材料体系使用了有机-无机混合材料。
日本特开2005-234546号公报提出了一种电子照相感光体的保护层(最外层)的材料体系,该材料体系使用了链聚合性材料。
日本特开2000-066424号公报提出了一种电子照相感光体的保护层(最外层)的材料体系,该材料体系使用了丙烯酸类材料。
日本特开2004-240079号公报提出了一种电子照相感光体的保护层(最外层)的材料体系,该材料体系包括放射性交联剂和电荷输送材料,并具有放射性交联。
日本特开2008-225043号公报、2008-225411号公报和2008-216297号公报提出了一种电子照相感光体的保护层(最外层)的材料体系,其中在涂布液中添加了增塑剂来形成保护层。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种电子照相感光体,其中,由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制。
根据本发明的第一方面,提供了一种电子照相感光体,该感光体包括功能层,所述功能层含有第一化合物的聚合物和至少一种第二化合物,所述第一化合物在一个分子中具有链聚合性官能团和电荷输送性骨架,所述第二化合物选自含有至少一种由下式(AA)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物、含有至少一种由下式(BB)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、脂肪酸酯、多元醇酯和多元醇醚:
其中,在式(AA)和(BB)中,Ra表示氢原子或烷基;Rb表示氢原子、烷基或芳基;A和B各自独立地表示具有1~20个碳原子的亚烷基。
在第二方面的电子照相感光体中,所述第二化合物可以是在25℃和1个大气压下为液体的化合物。
在第三方面的电子照相感光体中,所述功能层可以是最外层。
在第四方面的电子照相感光体中,所述第一化合物可以是在一个分子中具有两个或多于两个所述链聚合性官能团的化合物。
在第五方面的电子照相感光体中,所述第一化合物可以是由下式(I)表示的化合物:
其中,在式(I)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基;Ar5表示具有或不具有取代基的芳基、或具有或不具有取代基的亚芳基;D表示包含具有碳双键的官能团的基团;c1~c5独立地表示0、1或2;k表示0或1;且D的总数为1以上。
在第六方面的电子照相感光体中,在由式(I)表示的化合物中,D可以表示具有选自以下基团中的至少一种的基团:丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基、乙烯基、乙烯醚基、烯丙基乙烯醚基及它们的衍生物。
在第七方面的电子照相感光体中,所述功能层可以含有热自由基产生剂或其衍生物。
根据本发明的第八方面,提供了一种包括第一方面的电子照相感光体的处理盒,该处理盒能够从图像形成装置中拆卸。
在第九方面的处理盒中,所述电子照相感光体的功能层可以是最外层。
在第十方面的处理盒中,所述电子照相感光体的第一化合物可以是在一个分子中具有两个或多于两个所述链聚合性官能团的化合物。
在第十一方面的处理盒中,所述电子照相感光体的第一化合物可以是由下式(I)表示的化合物:
其中,在式(I)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基;Ar5表示具有或不具有取代基的芳基、或具有或不具有取代基的亚芳基;D表示包含具有碳双键的官能团的基团;c1~c5独立地表示0、1或2;k表示0或1;且D的总数为1以上。
根据本发明的第十二方面,提供了一种图像形成装置,所述装置包括:如第一方面所述的电子照相感光体;使所述电子照相感光体充电的充电单元;在已充电的电子照相感光体上形成静电潜像的静电潜像形成单元;用色调剂使所述电子照相感光体上形成的静电潜像显影以形成色调剂图像的显影单元;和将所述色调剂图像转印至转印介质的转印单元。
在第十三方面的图像形成装置中,所述电子照相感光体的功能层可以是最外层。
在第十四方面的图像形成装置中,所述电子照相感光体的第一化合物可以是在一个分子中具有两个或多于两个所述链聚合性官能团的化合物。
在第十五方面的图像形成装置中,所述电子照相感光体的第一化合物可以是由下式(I)表示的化合物:
其中,在式(I)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基;Ar5表示具有或不具有取代基的芳基、或具有或不具有取代基的亚芳基;D表示包含具有碳双键的官能团的基团;c1~c5独立地表示0、1或2;k表示0或1;且D的总数为1以上。
借由所述第一方面的发明,与功能层被配置为含有第一化合物的聚合物而不含有第二化合物的情况相比,能够提供其中由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制。
借由所述第二方面的发明,与第二化合物不是液体化合物的情况相比,能够提供其中由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制的电子照相感光体。
借由所述第三方面的发明,与功能层不是最外层的情况相比,能够提供其中因重复使用而由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制的电子照相感光体。
借由所述第四方面的发明,与未将在一个分子中具有两个或多于两个所述链聚合性官能团的化合物用作第一化合物的情况相比,能够提供其中因重复使用而由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制的电子照相感光体。
借由所述第五方面和第六方面的发明,与未将由式(I)表示的化合物用作第一化合物的情况相比,能够提供其中因重复使用而由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制的电子照相感光体。
借由所述第七方面的发明,与功能层并不含有热自由基产生剂或其衍生物的情况相比,能够提供中因重复使用而由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制的电子照相感光体。
借由所述第八方面~第十五方面的发明,与功能层被配置为含有第一化合物的聚合物而并未使用第二化合物的情况相比,能够提供其中由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制的处理盒和图像形成装置。
附图说明
将基于以下附图详细描述本发明的示例性实施方式,其中:
图1是示出了一个示例性实施方式的电子照相感光体的示意性部分截面图;
图2是示出了另一示例性实施方式的电子照相感光体的示意性部分截面图;
图3是示出了又一示例性实施方式的电子照相感光体的示意性部分截面图;
图4是示出了一个示例性实施方式的图像形成装置的示意性结构图;
图5是示出了另一示例性实施方式的图像形成装置的示意性结构图;
图6A~6C各自是示出了图像缺陷评价标准的说明图。
具体实施方式
[电子照相感光体]
本示例性实施方式的电子照相感光体是具有下述功能层的电子照相感光体,所述功能层包含在一个分子中具有链聚合性官能团和电荷输送骨架的化合物(第一化合物:下文有时称作特定电荷输送材料)的聚合物,和至少一种选自以下化合物的第二化合物:含有至少一种由下式(AA)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物、含有至少一种由下式(BB)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、脂肪酸酯、多元醇酯和多元醇醚(第二化合物:下文有时称作特定酯/醚化合物)。
此处,其中使用了特定电荷输送材料的聚合物的层具有较高的机械强度,但是在应用于电子照相感光体中时,在某些情况下会发生电气特性的恶化,特别是会产生由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)。
因此,在本示例性实施方式的电子照相感光体中,包含上述功能层可以抑制由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生。尽管其原因不甚清楚,但设想如下。
已知在特定电荷输送材料的聚合过程中,由引发剂生成的阳离子、阴离子或基团,或刺激物(例如经热、电子束、光等)攻击链聚合性官能团以引发链聚合。据认为,此时由引发剂生成的阳离子、阴离子或基团,或刺激物(例如经热、电子束、光等)还通常攻击电荷输送材料中的电荷输送部位(电荷输送骨架),这将造成电气特性恶化,或者在链聚合反应中限制分子运动,从而发生聚合不良。
为了抑制这种作用,可使用温和条件来解决上述刺激物,然而温和条件限制了链聚合反应中的分子运动。因此,聚合反应难以进行,并且在某些情况中没有获得膜强度。
相反,如在本示例性实施方式中那样,据认为如果特定电荷输送材料与特定酯/醚化合物组合使用,则第二化合物起到增塑剂的作用,由此抑制在特定电荷输送材料的链聚合反应中发生的对分子运动的限制。另外,尽管原因不明,但是在链聚合反应中,由引发剂生成的阳离子、阴离子或基团或刺激物(例如经热、电子束、光等)选择性供给链聚合性官能团,并通过引发链聚合,抑制对电荷输送材料中的电荷输送部位(电荷输送骨架)的攻击,并在不干扰电荷输送的情况下形成强度优异的固化膜。
结果,据认为在本示例性实施方式的电子照相感光体中,由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制。
另外,因此,据认为功能层具有较高的机械强度,如果包含功能层作为最外层,则机械强度较高,且抑制了电气特性和图像特性因长时间内的重复使用而恶化,也就是,因重复使用而由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制。
此外,在各自包含本示例性实施方式的电子照相感光体的处理盒和图像形成装置中,获得了其中由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的产生得到了抑制的图像。另外,获得了稳定的图像。
如上所述,本示例性实施方式的电子照相感光体具有上述功能层,其中该功能层可以是最外层或除最外层之外的任一层中的任一个。然而,从机械强度较高并抑制因重复使用而产生由先前图像的持续历史造成的残像现象(重影)的观点来看,优选是最外层。
此处,最外层形成了电子照相感光体本身的最上层表面,特别地,优选将其设置为起到保护层作用的层,或者起到电荷输送层作用的层。
在将最外层设置为起到保护层作用的层的情形中,可以以如下配置举例说明,所述配置包含具有感光层和其上作为最外层的保护层的导电性基体,其中保护层包含上述功能层。
另一方面,在最外层是起到电荷输送层作用的层的情形中,可以以如下配置举例说明,所述配置包含导电性基体,其上有电荷产生层和作为最外层的电荷输送层,其中电荷输送层包含上述功能层。
另外,在功能层包含最外层以外的其他层的情形中,可以以如下配置举例说明,所述配置包含含有电荷产生层和最外层的感光层,和该感光层上作为最外层的保护层,其中电荷输送层包含上述功能层。
以下,将参照附图详细描述在功能层是起到作为最外层的保护层的作用的情况下本示例性实施方式的电子照相感光体。另外,在附图中,对相同或相应的部分赋予相同的符号,并省略了重复的说明。
图1是示出了本示例性实施方式的电子照相感光体的优选示例性实施方式的示意性截面图。
图2和图3各自是示出了不同的示意性实施方式的电子照相感光体的示意性截面图。
图1所示的电子照相感光体7A是具有如下结构的所谓的功能分离型感光体(或层积型感光体),该结构包含导电性基体4,其上具有底涂层1,并具有依次形成在底涂层1上的电荷产生层2、电荷输送层3和保护层5。在电子照相感光体7A中,感光层由电荷产生层2和电荷输送层3构成。
图2所示的电子照相感光体7B是功能分离型感光体,其中电荷产生层2和电荷输送层3的功能如图1所示的电子照相感光体7A那样是分离的。另外,图3所示的电子照相感光体7C在同一层中含有电荷产生材料和电荷输送材料(单层型感光层6(电荷产生/电荷输送层))。
图2所示的电子照相感光体7B具有以下的构造,其中在导电性基体4上设置底涂层1,并在底涂层1上依次形成电荷输送层3、电荷产生层2和保护层5。在电子照相感光体7B中,感光层包含电荷输送层3和电荷产生层2。
另外,图3所示的电子感光体7C具有以下的构造,其中在导电性基体4上提供底涂层1,并在底涂层1上依次形成单层型感光层6和保护层5。
此外,图1~3所示的电子照相感光体7A~7C具有以下构造,其中将保护层5形成为置于距导电性基体2最远侧的最外层,其中该最外层包含上述功能层。
另外,在图1~3所示的电子照相感光体中,可以提供或不提供底涂层1。
以下,将基于图1所示的电子照相感光体7A作为代表性实例来描述各个组分。
(导电性基体)
作为导电性基体,可以使用常规使用的任何材料。其实例包括设有薄膜(例如,诸如铝、钛、镍、铬和不锈钢等金属,和铝、钛、镍、铬、不锈钢、金、钒、氧化锡、氧化铟或氧化铟锡(ITO)等的膜)的塑料膜等,涂布有或浸渍有导电性赋予剂的纸张,涂布有或浸渍有导电性赋予剂的塑料膜等。基材的形状不限于圆筒状,并且其可以是片状或板状。
另外,导电性基体优选具有例如小于107Ω·cm的体积电阻率的导电率。
当将金属管用作导电性基体时,其表面可以是裸露的金属管本身的表面,或者可以预先经过诸如镜面磨削、蚀刻、阳极氧化、粗磨削、无心磨削、喷砂和湿式珩磨等处理。
(底涂层)
必要时可以提供底涂层,其目的在于防止导电性基体表面处的光反射,防止不必要的载流子从导电性基体流入感光层等。
必要时可将底涂层配置为包含如粘合剂树脂和其他添加剂。
底涂层中含有的粘合剂树脂的实例包括已知聚合物树脂化合物,诸如聚乙烯醇缩丁醛等缩醛树脂;聚乙烯醇树脂、酪蛋白、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、有机硅树脂、有机硅-醇酸树脂、酚树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂和氨酯树脂等;具有电荷输送基团的电荷输送树脂;以及如聚苯胺等导电性树脂。其中,优选使用不溶于上层涂布溶剂的树脂,特别是优选使用酚树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、氨酯树脂和环氧树脂等。
例如,底涂层可以含有金属化合物,如硅化合物、有机锆化合物、有机钛化合物和有机铝化合物等。
金属化合物与粘合剂树脂的比例没有特别限制,但可设定在获得所需电子照相感光体特性的范围内。
还可以将树脂颗粒添加到底涂层中,以调节表面粗糙度。树脂颗粒的实例包括有机硅树脂颗粒、交联型聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂颗粒等。另外,可以形成底涂层,随后进行磨削以调节其表面粗糙度。作为磨削方法,使用了抛磨、喷砂处理、湿式珩磨或磨削处理等。
此处,底涂层构造的实例包括其中底涂层至少含有粘合剂树脂和导电性颗粒的构造。另外,导电性颗粒优选具有如体积电阻率小于107Ω·cm的导电性。
导电性颗粒的实例包括金属颗粒(铝、铜、镍和银等的颗粒)、导电性金属氧化物颗粒(氧化锑、氧化铟、氧化锡和氧化锌等的颗粒)、导电性材料颗粒(碳纤维、炭黑或石墨粉末的颗粒)等。在这些颗粒中,适当的是导电性金属氧化物颗粒。导电性颗粒可以作为2种以上的导电性颗粒的混合物使用。
另外,导电性颗粒可以在通过使用疏水化处理剂(例如偶联剂)等进行表面处理来调节电阻率后使用。
例如,导电性颗粒基于树脂粘合剂的含量优选为10质量%~80质量%,更优选为40质量%~80质量%。
在形成底涂层时,使用了用于形成底涂层的涂布液,该涂布液中添加有如上所述的组分。
另外,对于在涂布液中分散上述颗粒来形成底涂层的方法,使用了诸如球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机和水平式砂磨机等介质分散器;和诸如搅拌器、超声波分散器、辊磨机和高压均化器等无介质分散器。高压均化器的实例包括,使用了包括在高压下使分散液经受液-液碰撞或液-壁碰撞来进行分散的碰撞法的均化器;和使用了包括在高压下通过使分散液流过微小流道来进行分散的流通法的均化器等。
在导电性基体上涂布用于形成底涂层的涂布液的方法的实例包括,浸涂法、挤出涂布法、线棒涂布法、喷涂法、刮板涂布法、刮刀涂布法、幕涂法等。
底涂层的膜厚度优选为15μm以上,更优选为20μm以上,以及50μm以上。
此处,尽管未示出,但还可以在底涂层和感光层之间提供中间层。用于中间层的粘合剂树脂的实例包括,聚合物树脂化合物,例如,诸如聚乙烯醇缩丁醛等缩醛树脂、聚乙烯醇树脂、酪蛋白、聚酰胺树脂、纤维素树脂、明胶、聚氨酯树脂、聚酯树脂、甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氯乙烯树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、有机硅树脂、有机硅-醇酸树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂等;除此之外还包括含有锆原子、钛原子、铝原子、锰原子或硅原子等的有机金属化合物。这些化合物可以单独使用,或以多种化合物的混合物或缩聚产物使用。其中,含有锆或硅的有机金属化合物从低残余电势、电势随环境变化小且重复使用时电势变化小的观点来看是适当的。
在形成中间层时,使用了用于形成中间层的涂布液,该涂布液是通过向溶剂中加入上述组分来形成的。
作为用于形成中间层的涂布方法,使用了常用方法,如浸涂法、挤出涂布法、线棒涂布法、喷涂法、刮板涂布法、刮刀涂布法、幕涂法等。
另外,中间层除了改善上层的涂布性之外,还起到电阻挡层的作用。不过,当中间层的厚度过大时,电势垒有时变得过强,因而使得感光度降低或重复使用时电势增大。因此,形成中间层时,将其厚度调节为0.1μm~3μm。此外,在这种情况中,中间层还可以用作底涂层。
(电荷产生层)
电荷产生层例如由粘合剂树脂中的电荷产生材料形成。电荷产生材料的实例包括酞菁颜料,如无金属酞菁、氯化镓酞菁、羟基镓酞菁、二氯化锡酞菁、钛氧基酞菁等。特别是,该实例包括在CuKα特征X射线下在布拉格角(2θ±0.2°)至少为7.4°、16.6°、25.5°和28.3°处具有强衍射峰的氯化镓酞菁晶体;在CuKα特征X射线下在布拉格角(2θ±0.2°)至少为7.7°、9.3°、16.9°、17.5°、22.4°和28.8°处具有强衍射峰的无金属酞菁晶体;在CuKα特征X射线下在布拉格角(2θ±0.2°)至少为7.5°、9.9°、12.5°、16.3°、18.6°、25.1°和28.3°处具有强衍射峰的羟基镓酞菁晶体;或在CuKα特征X射线下在布拉格角(2θ±0.2°)至少为9.6°、24.1°和27.2°处具有强衍射峰的钛氧基酞菁晶体。电荷产生材料还包括醌颜料、二萘嵌苯颜料、靛青颜料、二苯并咪唑颜料、蒽酮颜料、喹吖啶酮颜料等。另外,电荷产生材料可以单独使用或以其2种以上的混合物使用。
构成电荷产生层的粘合剂树脂的实例包括,双酚A型或双酚Z型等的聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚砜树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚酰胺树脂、聚-N-乙烯基咔唑树脂等。这些粘合剂树脂可以单独使用或以其2种以上的混合物使用。
另外,电荷产生材料和粘合剂树脂的混合比例如是10∶1~1∶10。
在形成电荷产生层时,使用了通过向溶剂添加上述组分而形成的用于形成电荷产生层的涂布液。
作为在涂布液中分散颗粒(例如,电荷产生材料)以形成电荷产生层的方法,使用了诸如球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机和水平式砂磨机等介质分散器,和诸如搅拌器、超声波分散器、辊磨机和高压均化器等无介质分散器。高压均化器的实例包括,使用了包括在高压下使分散液经受液-液碰撞或液-壁碰撞来进行分散的碰撞法的均化器;和使用了包括在高压下通过使分散液流过微小流道来进行分散的流通法的均化器等。
在底涂层上涂布用于形成电荷产生层的涂布液的方法的实例包括,浸涂法、挤出涂布法、线棒涂布法、喷涂法、刮板涂布法、刮刀涂布法、幕涂法等。
优选将电荷产生层的膜厚度设定为0.01μm~5μm,更优选为0.05μm~2.0μm。
(电荷输送层)
将电荷输送层配置为包含电荷输送材料和必要时的粘合剂树脂。
电荷输送材料的实例包括,空穴输送材料,例如,诸如2,5-双(对二乙基氨基苯基)-1,3,4-噁二唑等噁二唑衍生物,诸如1,3,5-三苯基吡唑啉、1-[吡啶基-(2)]-3-(对二乙基氨基苯乙烯基)-5-(对二乙基氨基苯乙烯基)吡唑啉等吡唑啉衍生物,诸如三苯基胺、N,N’-双(3,4-二甲基苯基)联苯基-4-胺、三(对甲基苯基)氨基-4-胺和二苄基苯胺等芳族叔氨基化合物,诸如N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基联苯胺等芳族叔二氨基化合物,诸如3-(4’-二甲基氨基苯基)-5,6-二(4’-甲氧基苯基)-1,2,4-三嗪等1,2,4-三嗪衍生物,诸如4-二乙基氨基苯甲醛-1,1-二苯基腙等腙衍生物,诸如2-苯基-4-苯乙烯基喹唑啉等喹唑啉衍生物,诸如6-羟基-2,3-二(对甲氧基苯基)-苯并呋喃等苯并呋喃衍生物,诸如对(2,2-二苯基乙烯基)-N,N-二苯基苯胺等α-芪衍生物,烯胺等,诸如N-乙基咔唑等咔唑衍生物,聚N-乙烯基咔唑及其衍生物等;电子输送材料,例如,诸如氯醌、溴蒽醌等醌化合物,四氰基醌二甲烷化合物等,诸如2,4,7-三硝基芴酮、2,4,5,7-四硝基-9-芴酮等芴酮化合物,氧杂蒽酮类化合物、噻吩化合物等,和主链或侧链具有由上述化合物构成的基团的聚合物等。电荷输送材料可以单独使用,或以其2种以上的类型组合使用。
构成电荷输送层的粘合剂树脂的实例例如包括,双酚A型或双酚Z型等的聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、甲基丙烯酸树脂、聚芳酯树脂、聚酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂、聚砜树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐树脂有机硅树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚酰胺树脂、氯化橡胶等和诸如聚乙烯咔唑、聚乙烯蒽和聚乙烯芘等有机光导电性聚合物等。这些粘合剂树脂可以单独使用或以其2种以上的混合物使用。
另外,电荷输送材料和粘合剂树脂的混合比例如为10∶1~1∶5。
通过在溶剂中添加上述组分并使用用于形成电荷输送层的涂布液来形成电荷输送层。
作为在涂布液中分散颗粒(例如,氟树脂颗粒)以形成电荷输送层的方法,使用了诸如球磨机、振动球磨机、磨碎机、砂磨机和水平式砂磨机等介质分散器,和诸如搅拌器、超声波分散器、辊磨机和高压均化器等无介质分散器。高压均化器的实例包括,使用了包括在高压下使分散液经受液-液碰撞或液-壁碰撞来进行分散的碰撞法的均化器;和使用了包括在高压下通过使分散液流过微小流道来进行分散的流通法的均化器等。
在电荷产生层上涂布用于形成电荷输送层的涂布液的方法的实例包括,浸涂法、挤出涂布法、线棒涂布法、喷涂法、刮板涂布法、刮刀涂布法、幕涂法等。
优选将电荷输送层的膜厚度设定为5μm~50μm,更优选为10μm~40μm。
(保护层)
保护层是配置为包含特定电荷输送材料的聚合物和特定酯/醚化合物的聚合物的功能层。
具体地,保护层(功能层)例如是包含通过以下方法获得的固化膜的功能层,所述方法包括涂布至少包含特定电荷输送材料和特定酯/醚化合物的电荷输送组合物,随后使特定电荷输送材料聚合从而进行固化。
此处,该聚合物可以是与其他单体的共聚物、或者是非交联型聚合物或具有所谓的三维网状结构的交联型聚合物。所述交联/非交联是例如由特定电荷输送材料的链聚合性官能团的数目所调节的。具体地,例如,在链聚合性官能团的数目为2个以上的情况下,聚合物容易变成直链或非交联状(不过,其不一定变成非交联状),在链聚合性官能团为3个以上的情况下,聚合物容易变成交联状。
首先将描述特定酯/醚化合物。
作为特定酯/醚化合物,使用了含有至少一种由下式(AA)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物(以下有时称为式(AA)的化合物)、含有至少一种由下式(BB)表示的重复单元且具有10000以下的重均分子量的化合物(以下有时称为式(BB)的化合物)、邻苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、脂肪酸酯、多元醇酯和多元醇醚:
在式(AA)中,Ra表示氢原子或烷基、Rb表示氢原子、烷基或芳基。
在式(BB)中,A和B各自独立地表示具有1~20个碳原子的亚烷基。
此处,有利的是,式(AA)中由Ra表示的烷基具有例如1~50个碳原子,优选1~5个碳原子,更优选1~2个碳原子。
式(AA)中由Rb表示的烷基或芳基优选具有1~50个碳原子,更优选2~20个碳原子。
烷基可以是直链烷基、支链烷基或环烷基中的任一种,例如,直链烷基的具体实例包括,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十二烷基、十八烷基和二十烷基;支链烷基的具体实例包括,异丙基、异丁基、三异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、叔戊基、异己基、叔己基、异庚基、叔庚基、异辛基、叔辛基、异十三烷基、异十六烷基和异十八烷基;环烷基的具体实例包括环己基等。
芳基的具体实例包括具有或不具有取代基的苯基和萘基等。
在式(BB)中,由A和B表示的亚烷基具有1~20个碳原子,优选1~18个碳原子,更优选2~10个碳原子,可以是直链或支链的,并且其具体实例包括,亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基和亚辛基等。
现将描述式(AA)的化合物。
式(AA)的化合物可以是具有由式(AA)表示的重复单元的均聚物,或具有该重复单元和其他重复单元的共聚物。
但是,在式(AA)的化合物为具有由式(AA)表示的重复单元和其他重复单元的共聚物的情况下,其优选以至少5质量%以上(优选10质量%以上)的量包含由式(AA)表示的重复单元。
当然,式(AA)的化合物可以是不同种类的由式(AA)表示的重复单元的共聚物。
特别地,从抑制产生重影的观点来看,由式(AA)表示重复单元优选是其中Ra表示氢原子或甲基且Rb表示具有1~10个碳原子的烷基或芳基的重复单元,更优选是其中Ra表示氢原子或甲基且Rb表示具有1~6个碳原子的烷基的重复单元。
其他重复单元的实例包括,具有诸如苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酯、富马酸和富马酸酯等单体的重复单元。
式(AA)的化合物的重均分子量Mw为10000以下,优选为200~10000,更优选为3000~8000。
另外,通过使用由Tosoh Corporation制造的GPC-HLC-8120和由TosohCorporation制造的TSKgel Super HM-M(15cm)柱分析THF(四氢呋喃)溶剂中的THF可溶性材料,并使用由单分散的聚苯乙烯标准样品生成的分子量校准曲线进行计算,来获得重均分子量Mw。
式(AA)的化合物的具体实例包括至少一种下述单体的聚合物。
该单体的实例包括丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸苄酯、丙烯酸二乙二醇单乙醚酯、丙烯酸苯氧基乙酯、2-羟基丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、丙烯酸羟基乙基邻苯基苯酚酯、丙烯酸邻苯基苯酚缩水甘油醚酯等。
另外,式(AA)的化合物的可商购产品的实例包括,ARUFON UP-1000(重均分子量Mw为3000)、UP-1020(重均分子量Mw为2000)、UP-1021(重均分子量Mw为1600)、P-1080(重均分子量Mw为5000)、P-1110(重均分子量Mw为2500)、P-1170(重均分子量Mw为8000)(均由Toagosei Co.,Ltd.制造)等。
现将描述式(BB)的化合物。
式(BB)的化合物可以是具有由式(BB)表示的重复单元的均聚物,或具有该重复单元和其他重复单元的共聚物。
但是,在式(BB)的化合物为具有由式(BB)表示的重复单元和其他重复单元的共聚物的情况下,其优选以至少5质量%以上(优选10质量%以上)的量包含由式(BB)表示的重复单元。
当然,式(BB)的化合物可以是不同种类的由式(BB)表示的重复单元的共聚物。
特别地,从抑制产生重影的观点来看,由式(BB)表示重复单元优选是其中A表示具有1~20个碳原子的直链或支链亚烷基且B表示具有1~20个碳原子的直链或支链亚烷基的重复单元,更优选是其中A表示具有1~10个碳原子的直链或支链亚烷基且B表示具有1~10个碳原子的直链或支链亚烷基的重复单元,还更优选是其中A表示具有2~6个碳原子的直链亚烷基且B表示2~6个碳原子的直链亚烷基的重复单元。
其他重复单元的实例包括这样的重复单元,其中在式(BB)中A和B除表示具有1~20个碳原子的直链或支链烷基外,还各自表示包括-O-、-NH-、-CO-、-COO-和亚芳基。
式(BB)的化合物的重均分子量Mw为10000以下,优选为200~10000,更优选为2000~8000。
式(BB)的化合物的具体实例包括至少一种下述单体的聚合物。
单体的实例包括邻苯二甲酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、异邻苯二甲酸和对苯二甲酸等。
式(BB)的化合物的可商购产品的实例包括,D623(重均分子量Mw约1800)、D643(重均分子量Mw约1800)、D663(重均分子量Mw约1800)、D620(重均分子量Mw约800)、D620N(重均分子量Mw约800)、D623N(重均分子量Mw约1800)、D645(重均分子量Mw约2200)、D663D(重均分子量Mw约2000)(均由J-PLUS Co.,Ltd.制造)等。
另外,式(BB)的化合物的端基的实例包括芳基等。
现将描述邻苯二甲酸酯。
邻苯二甲酸酯的实例包括,邻苯二甲酸苄基2-乙基己酯、邻苯二甲酸苄基丁酯、邻苯二甲酸苄基异壬酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异丙酯、异邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸双十三烷基酯和邻苯二甲酸双十一烷基酯(均由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)等。
在这些邻苯二甲酸酯中,从抑制产生重影的观点来看,优选邻苯二甲酸二丁酯。
现将描述偏苯三酸酯。
偏苯三酸酯的实例包括三(2-乙基己基)偏苯三酸和偏苯三酸三正辛酯等。
现将描述脂肪酸酯。
脂肪酸酯的实例包括,己二酸酯、壬二酸酯、富马酸酯、马来酸酯、癸二酸酯、琥珀酸酯、油酸酯和柠檬酸酯。
脂肪酸酯的具体实例包括,二元酸酯(例如,己二酸二(2-丁氧基乙基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、壬二酸二(2-丁氧基乙基)酯、壬二酸二(2-乙基己基)酯、富马酸二(2-丁氧基乙基)酯、马来酸二(2-乙基己基)酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二正烷基酯(混合物)、癸二酸二正辛酯、己二酸二丁酯、富马酸二丁酯、马来酸二丁酯、癸二酸二丁酯、己二酸二乙酯、马来酸二乙酯、癸二酸二乙基酯、琥珀酸二乙酯、己二酸二异丁酯、己二酸二异戊酯、己二酸二异壬酯、己二酸二异丙酯、己二酸二甲酯、马来酸二甲酯、癸二酸二甲酯、己二酸二丙酯、油酸乙酯、油酸丙酯、己二酸庚基壬酯和油酸甲酯(均由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)等),和多元酸酯(例如,乙醇酸丁基邻苯二酰基丁酯、乙醇酸乙基邻苯二酰基乙酯、O-乙酰基柠檬酸三乙酯、O-乙酰基蓖麻醇酸甲酯、柠檬酸三戊酯、柠檬酸三丁酯、O-乙酰基柠檬酸三丁酯、柠檬酸三乙酯和柠檬酸三丙酯等)。
在这些脂肪酸酯中,从抑制产生重影的观点来看,优选己二酸二(2-乙基己基)酯。
现将描述多元醇酯和多元醇醚。
多元醇酯和多元醇醚的实例包括,乙酸二乙二醇酯、苯甲酸二乙二醇酯、二乙二醇二丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、单烯烃、甘油三乙酸酯、三丁基锡(tributylin)、二乙酸三乙二醇酯、三乙二醇二甲醚等。
在这些多元醇酯和多元醇醚中,从抑制产生重影的观点来看,优选二乙酸二乙二醇酯和二乙二醇二丁醚。
特定酯/醚化合物可以是固体化合物,但是从电荷输送组合物(涂布液)的成膜性能或抑制产生重影的观点来看,优选的是在25℃和1个大气压下为液体的化合物。据认为其原因如下:在电荷输送组合物(涂布液)中,特定酯/醚化合物容易与特定电荷输送材料混合。
基于电荷输送组合物(除溶剂外的固体内容物的总质量),特定酯/醚化合物的含量例如优选为1质量%~30质量%,更优选为2质量%~20质量%,还更优选为5质量%~15质量%。
接下来,将描述特定电荷输送材料。
特定电荷输送材料是在一个分子中具有链聚合性官能团和电荷输送骨架的化合物。
此处,特定电荷输送材料中的链聚合性官能团的实例包括具有碳双键的官能团,例如包括,选自丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基、乙烯基、乙烯醚基、烯丙基乙烯醚基以及它们的衍生物中的基团。在这些官能团中,从反应性优异的观点来看,链聚合性官能团的实例包括选自丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、乙烯基以及它们的衍生物中的至少一种基团。
另一方面,特定电荷输送材料中的电荷输送骨架的实例包括,衍生自诸如三芳基胺类化合物、联苯胺类化合物、腙类化合物等含氮空穴输送化合物的骨架,其中与氮原子共轭的结构是电荷输送骨架。在这些骨架中,优选三芳基胺骨架。
作为特定电荷输送材料,优选在一个分子中具有2个以上(尤其是4个以上)链聚合性官能团的化合物。由此,可改善固化膜的电气特性(电荷输送性能、充电性能和残余电势等),甚至在重复使用时都能容易地保持这些特性,并且容易抑制因重复使用而产生重影。另外,交联密度增大,由此可容易地获得具有较高机械强度的固化膜。
从电荷输送组合物(涂布液)的稳定性和电气特性的观点来看,这些链聚合性官能团的数目可以是20以下或10以下。
从电气特性和膜强度的灌顶来看,特定电荷输送材料的具体实例包括由下式(I)表示的化合物。
在使用由下式(I)表示的化合物时,可改善固化膜的电气特性(电荷输送性能、充电性能和残余电势等),甚至在重复使用时都能容易地保持这些特性,并且容易抑制因重复使用而产生重影。
在式(I)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基,Ar5表示具有或不具有取代基的芳基,或具有或不具有取代基的亚芳基;D表示包含具有碳双键的官能团的基团;C1~C5各自独立地表示0、1或2;k表示0或1;且D的总数为1以上。
此处,作为由式(I)表示的化合物,优选以下的化合物,其中D表示具有选自丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基、乙烯基、乙烯醚基、烯丙基乙烯醚基以及它们的衍生物中的至少一种的基团(尤其是在端部具有上述基团的任一种的基团)。
特别地,作为由式(I)表示的化合物,优选以下的化合物,其中D表示-(CH2)d-(O-CH2-CH2)e-O-CO-C(R′)=CH2(其中R′表示氢原子或甲基、d表示1~5的整数,e表示0或1),D的总数为4以上。
当使用此化合物时,可改善固化膜的电气特性(电荷输送性能、充电性能和残余电势等),甚至在重复使用时都能容易地保持这些特性,并且容易抑制因重复使用而产生重影。另外,交联密度增大,由此可容易地获得具有较高机械强度的固化膜。
另外,优选丙烯酰基、甲基丙烯酰基和乙烯基苯基,其具有赋予所得固化膜以较高反应性和较高机械强度的趋势。
在式(I)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基。Ar1~Ar4可以彼此相同或不同。
此处,除了由D表示的基团,具有取代基的芳基中的取代基的实例还包括,具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、具有6~10个碳原子的具有或不具有取代基的芳基等。
Ar1~Ar4优选为下式(1)~(7)的任一种。另外,在下式(1)~(7)中,能够连接到各Ar1~Ar4的“-(D)C1”~“-(D)C4”笼统地显示为“-(D)C”。
在式(1)~(7)中,R1表示选自由氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、经具有1~4个碳原子的烷基或具有1~4个碳原子的烷氧基取代的苯基、不具有取代基的苯基和具有7~10个碳原子的芳烷基组成的组中的一种;R2~R4各自独立地表示选自由氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、经具有1~4个碳原子的烷氧基取代的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子组成的组中的一种;Ar表示具有或不具有取代基的亚芳基;D表示与式(I)中的D相同的基团;c表示1或2;s表示0或1;以及t表示0~3的整数。
此处,式(7)中的Ar优选由以下结构式(8)或(9)表示。
在式(8)和(9)中,R5和R6各自独立地表示选自由氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、经具有1~4个碳原子的烷氧基取代的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子组成的组中的一种;以及t′表示0~3的整数。
在式(7)中,Z′表示二价有机连接基团,并优选由下式(10)~(17)的任一个表示;s表示0或1。
在式(10)~(17)中,R7~R8各自独立地表示选自由氢原子、具有1~4个碳原子的烷基、具有1~4个碳原子的烷氧基、经具有1~4个碳原子的烷氧基取代的苯基、不具有取代基的苯基、具有7~10个碳原子的芳烷基和卤原子组成的组中的一种;W表示二价基团;q和r各自独立地表示1~10的整数;以及t″表示0~3的整数。
式(16)和(17)中的W优选是由下式(18)~(26)表示的任一种二价基团。在式(25)中,u表示0~3的整数。
另外,在式(I)中,在k为0时Ar5表示具有或不具有取代基的芳基。作为芳基,可举出与Ar1~Ar4的描述中所示出芳基相同的芳基。此外,在k为1时,Ar5表示具有或不具有取代基的亚芳基,作为亚芳基,可举出通过在Ar1~Ar4的描述中示出的芳基的所需位置上除去一个氢原子而获得的亚芳基。
特定电荷输送材料的具体实例如下所示。但是,特定电荷输送材料不限于此。
首先,具有一个链聚合性官能团的特定电荷输送材料的具体实例如下,但不限于此。
接下来,将示出具有两个链聚合性官能团的特定电荷输送材料的具体实例,但其不限于此。
接下来,将示出具有3个链聚合性官能团的特定电荷输送材料的具体实例,但其不限于此。
接下来,将示出具有4~6个链聚合性官能团的特定电荷输送材料的具体实例,但其不限于此。
特定电荷输送材料例如如下进行合成。
即可以通过作为前体的醇与相应的甲基丙烯酸或甲基丙烯酸卤化物的缩合来合成特定电荷输送材料,或者在作为前体的醇具有苄基醇结构时,可以通过具有羟基的甲基丙烯酸衍生物(如甲基丙烯酸羟基乙酯等)来合成该化合物。
作为一个实例,以下示出了本示例性实施方式中使用的化合物iv-4和化合物iv-17的合成路线。
以例如与上述化合物iv-4和化合物iv-17的合成路线相同的方式来合成其他的特定电荷输送材料。
在本示例性实施方式中,作为特定电荷输送材料,如上所述优选具有2个以上链聚合性官能团的化合物,特别优选具有4个以上链聚合性官能团的化合物。
另外,作为特定电荷输送材料,具有4个以上链聚合性官能团的化合物可与具有1~3个链聚合性官能团的化合物组合使用。通过这种组合使用来调节固化膜的强度,同时抑制电荷输送性能的降低。
作为特定电荷输送材料,如果具有4个以上链聚合性官能团的化合物可与具有1~3个链聚合性官能团的化合物组合使用,则基于特定电荷输送材料的总含量,优选将具有4个以上链聚合性官能团的含量调节至5质量%以上,特别优选20质量%以上。
特定电荷输送材料的总含量例如优选为40质量%以上,更优选50质量%以上,还更优选60质量%以上。
当总含量处于上述范围内时,可以获得优异的电气特性并可以将固化膜形成为厚膜。
另外,在本示例性实施方式中,特定电荷输送材料可以与已知的不含反应性基团的电荷输送材料组合使用。由于已知的不含反应性基团的电荷输送材料没有不用于电荷输送的反应性基团,因此其增大了电荷输送材料的组分浓度,并可有效地改善电气特性。
作为已知的电荷输送材料,使用了如上所述的电荷输送材料,其可举例作为构成电荷输送层的电荷输送材料。
下面,将描述用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物的其他组分。
从保障成膜能力的观点来看,用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物的实例包括以下表面活性剂。
表面活性剂例如为在一个分子中具有选自以下结构中的至少一种结构的表面活性剂:(A)通过使具有氟原子的丙烯酸单体聚合而获得的结构;(B)具有碳碳双键和氟原子的结构;(C)氧化烯结构;和(D)具有碳碳三键和羟基的结构。
表面活性剂可以在一个分子中包含选自结构(A)~(D)中的一种以上类型的结构,并且可以具有2种以上的上述结构。
下面将描述结构(A)~(D)和具有这些结构的表面活性剂。
(A)通过使具有氟原子的丙烯酸单体聚合而获得的结构
通过使具有氟原子的丙烯酸单体聚合而获得的结构(A)没有特别限制,但优选是通过使具有氟烷基的丙烯酸单体聚合而获得的结构,更优选是通过使具有全氟烷基的丙烯酸单体聚合而获得的结构。
具有结构(A)的表面活性剂的实例包括,POLYFLOW-KL-600(由YOEISHACHEMICAL Co.,Ltd.制造)和EFTOP EF-351、EF-352、EF-801、EF-802、EF-601(均由Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.制造)等。
(B)具有碳碳双键和氟原子的结构
具有碳碳双键和氟原子的结构的结构(B)没有特别限制,但优选是由以下结构式(B1)和(B2)中的至少一个表示的基团。
具有结构(B)的表面活性剂优选是,在丙烯酸聚合物的侧链上具有由结构式(B1)和(B2)中的至少一个表示的基团的化合物,或由以下结构式(B3)~(B5)中的任一个表示的化合物。在具有结构(B)的表面活性剂是在丙烯酸聚合物的侧链上具有由结构式(B1)和(B2)中的至少一个表示的基团的化合物时,由于丙烯酸结构与所述组合物的其他组分具有良好的亲和性,因而可以形成均匀的最外层。
另外,在具有结构(B)的表面活性剂是由结构式(B3)~(B5)中的任一个表示的化合物时,由于其在涂布时易于避免排斥作用,因而可以抑制膜缺陷。
在结构式(B3)~(B5)中,v和w各自独立地表示1以上的整数,R′表示氢原子或一价有机基团,Rf各自独立地表示由结构式(B1)或(B2)表示的基团。
在结构式(B3)~(B5)中,由R′表示的一价有机基团可以例如包括,具有1~30个碳原子的烷基和具有1~30个碳原子的羟基烷基。
具有结构(B)的表面活性剂的可商购产品的实例包括以下产品。
由结构式(B3)~(B5)中任一个表示的化合物的实例包括,FTERGENT 100、100C、110、140A、150、150CH、A-K、501、250、251、222F;FTX-218、300、310、400SW、212M、245M、290M;FTX-207S;FTX-211S;FTX-220S;FTX-230S;FTX-209F;FTX-213F;FTX-222F;FTX-233F;FTX-245F;FTX-208G;FTX-218G;FTX-230G;FTX-240G;FTX-204D;FTX-280D;FTX-212D;FTX-216D;FTX-218D;FTX-220D;和FTX-222D(均由NEOS Co.,Ltd.制造)。
另外,在丙烯酸聚合物的侧链上具有由结构式(B1)和(B2)中至少一个表示的基团的化合物的实例包括KB-L82、KB-L85、KB-L97、KB-L109、KB-L110、KB-F2L、KB-F2M、KB-F2S、KB-F3M和KB-FaM(均由NEOS Co.,Ltd.制造)等。
(C)氧化烯结构
氧化烯结构(C)的实例包括氧化烯和多氧化烯。氧化烯的实例包括氧化乙烯和氧化丙烯等。还可包括具有2~10000个这些氧化烯的重复单元的多氧化烯。
具有氧化烯结构(C)的表面活性剂的实例包括聚乙二醇、聚醚去泡沫剂和聚醚改性的硅油。
优选具有2000以下的重均分子量的聚乙二醇。具有2000以下的重均分子量的聚乙二醇的实例包括,聚乙二醇2000(重均分子量2000)、聚乙二醇600(重均分子量600)、聚乙二醇400(重均分子量400)和聚乙二醇200(重均分子量200)等。
另外,优选的实例包括,诸如PE-M、PE-L(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)和去泡沫剂1号、去泡沫剂5号(均由Kao Corp.制造)等聚醚去泡沫剂。
在一个分子中除了具有氧化烯结构(C)在其分子中还具有氟原子的表面活性剂的实例包括,在具有氟原子的聚合物的侧链上具有氧化烯或多氧化烯的表面活性剂,和其特征在于用具有氟原子的取代基来取代氧化烯或多氧化烯的端部的表面活性剂。
除了氧化烯结构(C)在其分子中还具有氟原子的表面活性剂的实例包括,F-443、F-444、F-445和F-446(均由Dainippon Ink & Chemicals Inc.制造)、FTERGENT 250、251和222F(均由NEOS Co.,Ltd.制造)和OLYFOXPF636、PF6320、PF6520和PF656(均由Kitamura Chemicals Co.,Ltd.制造)等。
除了氧化烯结构(C)在其分子中还具有有机硅结构的表面活性剂的实例包括,KF351(A)、KF352(A)、KF353(A)、KF354(A)、KF355(A)、KF615(A)、KF618、KF945(A)、KF6004(均由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)、TSF4440、TSF4445、TSF4450、TSF4446、TSF4452、TSF4453和TSF4460(均由GE Toshiba Silicone Corp.制造)、和BYK-300、302、306、307、310、315、320、322、323、325、330、331、333、337、341、344、345、346、347、348、370、375、377、378、UV3500、UV3510、UV3570等(均由BYK-Chemie Japan K.K.Company制造)。
(D)具有碳碳三键和羟基的结构
具有碳碳三键和羟基的结构(D)没有特别限制。具有此种结构的表面活性剂包括以下的化合物。
具有结构(D)(具有碳碳三键和羟基)的表面活性剂可以包括在其一个分子中具有三键和羟基的化合物。其具体实例包括,2-丙炔-1-醇、1-丁炔-3-醇、2-丁炔-1-醇、3-丁炔-1-醇、1-戊炔-3-醇、2-戊炔-1-醇、3-戊炔-1-醇、4-戊炔-1-醇、4-戊炔-2-醇、1-己炔-3-醇、2-己炔-1-醇、3-己炔-1-醇、5-己炔-1-醇、5-己炔-3-醇、1-庚炔-3-醇、2-庚炔-1-醇、3-庚炔-1-醇、4-庚炔-2-醇、5-庚炔-3-醇、1-辛炔-3-醇、2-辛炔-1-醇、3-辛炔-1-醇、3-壬炔-1-醇、2-癸炔-1-醇、3-癸炔-1-醇、10-十一碳炔-1-醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3-甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇、5-甲基-1-己炔-3-醇、3-乙基-1-戊炔-3-醇、3-乙基-1-庚炔-3-醇、4-乙基-1-辛炔-3-醇、3,4-二甲基-1-戊炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇、3,6-二甲基-1-庚炔-3-醇、2,2,8,8-四甲基-3,6-壬二炔-5-醇、4,6-十九碳二炔-1-醇、10,12-二十五碳二炔-1-醇、2-丁炔-1,4-二醇、3-己炔-2,5-二醇、2,4-己二炔-1,6-二醇、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇、3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇、(+)-1,6-二(2-氯苯基)-1,6-二苯基-2,4-己二炔-1,6-二醇、(-)-1,6-二(2-氯苯基)-1,6-二苯基-2,4-己二炔-1,6-二醇、2-丁炔-1,4-二醇二(2-羟基乙基)、1,4-二乙酰氧基-2-丁炔、4-二乙基氨基-2-丁炔-1-醇、1,1-二苯基-2-丙炔-1-醇、1-乙炔基-1-环己醇、9-乙炔基-9-芴醇、2,4-己二炔二基-1,6-二(4-苯基偶氮苯磺酸酯)、2-羟基-3-丁炔酸、2-羟基-3-丁炔酸乙酯、2-甲基-4-苯基-3-丁炔-2-醇、甲基炔丙基醚、5-苯基-4-戊炔-1-醇、1-苯基-1-丙炔-3-醇、1-苯基-2-丙炔-1-醇、4-三甲基甲硅烷基-3-丁炔-2-醇和3-三甲基甲硅烷基-2-丙炔-1-醇等。
另外,可以包括通过将诸如氧化乙烯等氧化烯添加到上述化合物的部分或全部羟基上而获得的化合物(例如,SURFYNOL 400系列(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)等)。
具有结构(D)(具有碳碳三键和羟基)的表面活性剂优选是下式(D1)和(D2)中任一个表示的化合物。
在式(D1)和(D2)中,Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地表示一价有机基团,x、y和z各自独立地为1以上的整数。
在由式(D1)和(D2)表示的化合物中,优选其中Ra、Rb、Rc和Rd为烷基的化合物。另外,优选其中Ra和Rb中的至少一个和Ra和Rb中的至少一个为支链烷基的化合物。另外,优选其中z为1~10的化合物。x和y各自优选为1~500。
由式(D1)或(D2)表示的化合物的可商购产品的实例包括SURFYNOL 400系列(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)。
具有结构(A)~(D)的表面活性剂可以单独使用或作为多种类型的混合物使用。当使用多种类型的混合物时,结构不同于具有结构(A)~(D)的表面活性剂的结构的表面活性剂可以组合使用,只要其不损害其效果即可。
可组合使用的表面活性剂可以包括如下所述的具有氟原子的表面活性剂或具有有机硅结构的表面活性剂。
即,可与具有结构(A)~(D)的表面活性剂组合使用的表面活性剂的实例优选包括,全氟烷基磺酸(如全氟丁烷磺酸和全氟辛烷磺酸等)、全氟烷基羧酸(如全氟丁烷羧酸和全氟辛烷羧酸等)和含全氟烷基的磷酸酯。全氟烷基磺酸和全氟烷基羧酸的实例包括其盐和其酰胺改性体。
全氟烷基磺酸的可商购产品的实例包括,MEGAFAC F-114(由Dainippon Ink &Chemicals Inc.制造)、EFTOPEF-101、EF-102、EF-103、EF-104、EF-105、EF-112、EF-121、EF-122A、EF-122B、EF-122C和EF-123A (均由Mitsubishi Materials ElectronicChemicals Co.,Ltd.制造)、FTERGENT 100、100C、110、140A、150、150CH、A-K和501(均由NEOS Co.,Ltd.制造)等。
全氟烷基羧酸的可商购产品的实例包括,MEGAFAC F-410(由Dainippon Ink &Chemicals Inc.制造)、EFTOP EF-201和EF-204(均由Mitsubishi Materials ElectronicChemicals Co.,Ltd.制造)等。
含全氟烷基的磷酸酯的可商购产品的实例包括,MEGAFAC F-493和F-494(均由Dainippon Ink & Chemicals Inc.制造)、EFTOP EF-123A、EF-123B、EF-125M和EF-132(均由Mitsubishi Materials Electronic Chemicals Co.,Ltd.制造)等。
另外,可以与具有结构(A)~(D)的表面活性剂组合使用的表面活性剂不限于上述那些物质,但是还适用含氟原子的甜菜碱结构化合物(如FTARGENT 400SW(由NEOS Co.,Ltd.制造))和具有两性离子基团的表面活性剂(如FTARGENT SW(由NEOS Co.,Ltd.制造))。
可以与具有结构(A)~(D)的表面活性剂组合使用的具有有机硅结构的表面活性剂的实例包括,诸如二甲基有机硅、甲基苯基有机硅、二苯基有机硅或它们的衍生物等常见硅油。
表面活性剂基于电荷输送组合物(除溶剂外的固体内容物的总质量)的含量为0.01质量%~1质量%,优选0.02质量%~0.5质量%。如果表面活性剂的含量小于约0.01质量%,则避免涂布膜有缺陷的效果将可能不足;而如果表面活性剂的含量大于约1质量%,则所得的固化膜的强度因表面活性剂与固化组分(由式(I)表示的化合物或其它单体或寡聚物)的分离而可能降低。
另外,相对于表面活性剂的总含量,具有结构(A)~(D)的表面活性剂的含量优选为1质量%以上,优选10质量%以上。
为了控制组合物的粘度和膜的强度、柔韧性、平滑度和清洁性能等,可以向用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物中添加不具有电荷输送性的自由基聚合性单体、寡聚物等。
单官能团聚合性单体的实例包括丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸二乙二醇单乙醚酯、丙烯酸苯氧基乙酯、2-羟基丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯、丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、甲基丙烯酸苯氧基聚乙二醇酯、丙烯酸羟基乙基邻苯基苯酚酯、丙烯酸酯邻苯基苯酚缩水甘油醚等。
二官能团聚合性单体的实例包括二丙烯酸1,4-丁二醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二丙烯酸1,9-壬二醇酯、二丙烯酸2-正丁基-2-乙基-1,3-丙二醇酯、二丙烯酸三乙二醇酯、二丙烯酸四乙二醇酯、二丙烯酸二噁烷二醇酯、二丙烯酸聚四甲二醇酯、二丙烯酸乙氧双酚A酯、二甲基丙烯酸乙氧双酚A酯、二丙烯酸三环癸烷甲醇酯和二甲基丙烯酸三环癸烷甲醇酯等。
3个以上官能团聚合性单体的实例包括三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷EO加合物酯、三丙烯酸甘油PO加合物酯、磷酸三丙烯酰氧乙酯、四丙烯酸季戊四醇酯、三丙烯酸乙氧异氰脲酯等。
另外,自由基聚合性寡聚物的实例包括环氧丙烯酸酯类寡聚物、聚氨酯丙烯酸酯类寡聚物和聚酯丙烯酸酯类寡聚物。
基于电荷输送组合物(除溶剂外的固体内容物的总质量),不具有电荷输送性的自由基聚合性单体或寡聚物的含量优选为0质量%~50质量%、更优选为0质量%~40质量%、还更优选为0质量%~30质量%。
另外,优选的是向用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物中添加热自由基产生剂或其衍生物。也就是,优选的是保护层(功能层)中包含热自由基产生剂或其衍生物。
此处,通过用热、光、电子束或其他多种方法固化含有各成分的电荷输送组合物,来获得构成保护层(功能层)的固化膜(交联膜),但是从平衡固化膜包括电气特性和机械强度等性能的观点来看,优选热固化。通常,在固化常用的丙烯酸类涂料等时,优选使用能够在没有催化剂下固化的电子束和能够实现短时间固化的光聚合。但是,由于在电子照相感光体中,其上形成有最外层的感光层含有感光材料,因此优选能够进行温和反应的热固化,以给感光材料带来更小的损伤,并增强所得固化膜的表面性质。
因此,可以在没有催化剂下进行热固化,但是如下所述,优选使热自由基产生剂或其衍生物用作催化剂。由此,容易抑制因重复使用而产生重影。
热自由基产生剂或其衍生物没有特别限制,但是优选具有40℃~110℃的10小时半衰期温度,以在形成保护层(功能层)时防止损坏感光层中包含的感光材料。
可商购的热自由基产生剂或其衍生物的实例包括偶氮类引发剂,如V-30(10小时半衰期温度:104℃)、V-40(10小时半衰期温度:88℃)、V-59(10小时半衰期温度:67℃)、V-601(10小时半衰期温度:66℃)、V-65(10小时半衰期温度:51℃)、V-70(10小时半衰期温度:30℃)、VF-096(10小时半衰期温度:96℃)、Vam-110(10小时半衰期温度:111℃)和Vam-111(10小时半衰期温度:111℃)(均由Wako Pure ChemicalIndustries,Ltd.制造);OTAZO-15(10小时半衰期温度:61℃)、OTAZO-30、AMBN(10小时半衰期温度:65℃)、AMBN(10小时半衰期温度:67℃)、ADVN(10小时半衰期温度:52℃)和ACVA(10小时半衰期温度:68℃)(均由Otsuka Chemical Co.,Ltd.制造);
PERTETRA A、PERHEXA HC、PERHEXA C、PERHEXA V、PERHEXA 22、PERHEXA MC、PERBUTYL H、PERCUMYL H、PERCUMYL P、PERMENTA H、HPEROCTA H、PERBUTYL C、PERBUTYL D、PERHEXYL D、PEROYL IB、PEROYL355、PEROYL L、PEROYL SA、NYPER BW、NYPER BMT-K40/M、PEROYL IPP、PEROYL NPP、PEROYL TCP、PEROYL OPP、PEROYL SBP、PERCUMYL ND、PEROCTA ND、PERHEXYL ND、PERBUTYL ND、PERBUTYL NHP、PERHEXYL PV、PERBUTYL PV、PERHEXA 250、PEROCTA O、PERHEXYL O、PERBUTYL O、PERBUTYL L、PERBUTYL 355、PERHEXYL I、PERBUTYL I、PERBUTYL E、PERHEXA 25Z、PERBUTYL A、PERHEXYL Z、PERBUTYL ZT和PERBUTYL Z(均由NOF Corp.制造);
KAYAKETAL AM-C55、TRIGONOX 36-C75、LAUROX、PERKADOX L-W75、PERKADOX CH-50L、TRIGONOX TMBH、KAYACUMENE H、KAYABUTYL H-70、PERKADOX BC-FF、KAYAHEXA AD、PERKADOX 14、KAYABUTYL C、KAYABUTYL D、KAYAHEXA YD-E85、PERKADOX 12-XL25、PERKADOX12-EB20、TRIGONOX 22-N70、TRIGONOX 22-70E、TRIGONOX D-T50、TRIGONOX423-C70、KAYAESTER CND-C70、KAYAESTER CND-W50、TRIGONOX 23-C70、TRIGONOX 23-W50N、TRIGONOX 257-C70、KAYAESTERP-70、KAYAESTERTMPO-70、TRIGONOX 121、KAYAESTER O、KAYAESTER HTP-65W、KAYAESTERAN、TRIGONOX 42、TRIGONOX F-C50、KAYABUTYL B、KAYACARBON EH-C70、KAYACARBON EH-W60、KAYACARBON I-20、KAYACARBON BIC-75、TRIGONOX117和KAYARENE 6-70(均由Kayaku Akzo Co.,Ltd.制造);和
LUPEROX LP(10小时半衰期温度:64℃)、LUPEROX 610(10小时半衰期温度:37℃)、LUPEROX 188(10小时半衰期温度:38℃)、LUPEROX 844(10小时半衰期温度:44℃)、LUPEROX 259(10小时半衰期温度:46℃)、LUPEROX 10(10小时半衰期温度:48℃)、LUPEROX 701(10小时半衰期温度:53℃)、LUPEROX 11(10小时半衰期温度:58℃)、LUPEROX 26(10小时半衰期温度:77℃)、LUPEROX 80(10小时半衰期温度:82℃)、LUPEROX 7(10小时半衰期温度:102℃)、LUPEROX 270(10小时半衰期温度:102℃)、LUPEROX P(10小时半衰期温度:104℃)、LUPEROX546(10小时半衰期温度:46℃)、LUPEROX 554(10小时半衰期温度:55℃)、LUPEROX575(10小时半衰期温度:75℃)、LUPEROX TANPO(10小时半衰期温度:96℃)、LUPEROX 555(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX 570(10小时半衰期温度:96℃)、LUPEROX TAP(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX TBIC(10小时半衰期温度:99℃)、LUPEROX TBEC(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX JW(10小时半衰期温度:100℃)、LUPEROX TAIC(10小时半衰期温度:96℃)、LUPEROXTAEC(10小时半衰期温度:99℃)、LUPEROX DC(10小时半衰期温度:117℃)、LUPEROX 101(10小时半衰期温度:120℃)、LUPEROX F(10小时半衰期温度:116℃)、LUPEROX DI(10小时半衰期温度:129℃)、LUPEROX 130(10小时半衰期温度:131℃)、LUPEROX 220(10小时半衰期温度:107℃)、LUPEROX 230(10小时半衰期温度:109℃)、LUPEROX 233(10小时半衰期温度:114℃)和LUPEROX 531(10小时半衰期温度:93℃)(均由ARKEMAYOSHITOMI,Ltd.制造)。
基于电荷输送组合物中的反应性化合物(特定电荷输送材料)而优选以0.001质量%~10质量%、更优选以0.01质量%~5质量%、还更优选以0.1质量%~3质量%的量包含热自由基产生剂或其衍生物。
另外,可以向用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物中添加诸如酚树脂、三聚氰胺树脂和苯代三聚氰胺树脂等其他热固性树脂,以防止过度吸收放电产物气体,并防止由放电产物气体引起的有效氧化。
此外,还可以向用于形成保护层(功能层)电荷输送组合物中添加偶联剂、硬涂层剂或含氟化合物,以控制膜的成膜性能、柔韧性、润滑性和粘合性等。具体地、作为这些添加剂,使用了多种硅烷偶联剂和可商购的有机硅类硬涂层剂。
作为硅烷偶联剂,使用了乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷等。
另外,作为可商购的硬涂层剂,使用了KP-85、X-40-9740和X-8239(由Shin-EtsuSilicones Co.,Ltd.制造)、AY42-440、AY42-441和AY49-208(由Dow Corning Toray Co.,Ltd.制造)等。
此外,为了提供斥水性等,可添加含氟化合物,其实例包括(十三氟-1,1,2,2-四氢辛基)三乙氧基硅烷、(3,3,3-三氟丙基)三甲氧基硅烷、3-(七氟异丙氧基)丙基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟烷基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷、1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷等。
可以任何量使用硅烷偶联剂,但是含氟化合物的量优选是不含氟的化合物的总量的0.25倍以下。在用量超出该值时,可能在交联膜的成膜性能方面出现问题。
另外,可以向用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物中添加热塑性树脂,以提供具有耐放电气体的抗性的保护层、机械强度、耐刮擦、降低扭矩、控制磨损量、延长保护层(功能层)的适用期等,或控制颗粒分散能力和粘度。
热塑性树脂的实例包括聚乙烯丁缩醛树脂、聚乙烯甲缩醛树脂、诸如部分缩醛化的聚乙烯乙缩醛树脂等聚乙烯乙缩醛树脂(如S-LEC B和K等(均由Sekisui ChemicalCo.,Ltd.制造))、聚酰胺树脂、纤维素树脂和聚乙烯酚树脂等。特别地,考虑到电气特性,优选聚乙烯乙缩醛树脂和聚乙烯酚树脂。上述树脂的重均分子量优选为2,000~100,000,更优选为5,000~50,000。当该树脂的分子量小于2,000时,树脂添加的效果可能不足,而当该分子量大于100,000时,溶解度降低,从而使添加量受限,并还可能在涂布时造成未能成膜。树脂的添加量优选为1质量%~40质量%,更优选为1质量%~30质量%,还更优选为5质量%~20质量%。当树脂的添加量小于1质量%时,树脂添加的效果易于不足,而当其大于40质量%时,图像在高温和高湿条件(例如,28℃和85%RH)下容易模糊。
优选对用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物添加抗氧化剂,以防止由诸如保护层(功能层)的充电设备中产生的臭氧等氧化性气体造成的劣化。在增大感光体表面的机械强度并改善感光体的耐久度时,由于感光体要在长时间内暴露给氧化性气体,所以还需要比以前更强的抗氧化性。
作为抗氧化剂,优选受阻酚类抗氧化剂或受阻胺类抗氧化剂。还可使用诸如有机硫类抗氧化剂、亚磷酸盐类抗氧化剂、二硫代氨基甲酸酯类抗氧化剂、硫脲类抗氧化剂或苯并咪唑类抗氧化剂等已知的抗氧化剂。抗氧化剂的添加量优选为20质量%以下,更优选为10质量%以下。
受阻酚类抗氧化剂的实例包括,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,5-二叔丁基氢醌、N,N′-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基氢肉桂酰胺)、3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸酯-二乙酯、2,4-双[(辛基硫)甲基]邻甲酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,2′-亚甲基双(4-甲基-6叔丁基苯酚)、2,2′-亚甲基双(4-乙基-6叔丁基苯酚)、4,4′-亚丁基双(3-甲基-6叔丁基苯酚)、2,5-二叔戊基氢醌、2-叔丁基-6-(3-丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、4,4′-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)等。
出于降低残余电势或改善保护层(功能层)的强度的目的,可向用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物中加入多种颗粒。所述颗粒的一个实例可以是含硅颗粒。含硅颗粒包含作为构成元素的硅,其实例包括胶体二氧化硅和有机硅颗粒等。用作含硅颗粒的胶体二氧化硅是下述分散体,其中平均粒径为1nm~100nm、优选10nm~30nm的二氧化硅颗粒分散在酸性或碱性水性溶剂、或诸如醇、酮和酯等有机溶剂中。胶体二氧化硅可以是可商购的产品。保护层(功能层)中胶体二氧化硅的固体含量没有特别限制,但是从成膜能力、电气特性和强度的观点来看,相对于保护层的总固体含量,其优选为0.1质量%~50质量%,更优选为0.1质量%~30质量%。
用作含硅颗粒的有机硅颗粒选自有机硅树脂颗粒、有机硅橡胶颗粒和用有机硅表面处理过的二氧化硅颗粒,并且使用了市场上通常可得到的有机硅颗粒。这些有机硅颗粒的形状为球形,且平均粒径优选为1nm~500nm,更优选为10nm~100nm。有机硅颗粒没有化学活性,并且是在树脂中具有优异分散能力的小直径颗粒。具有足够的特性所需的有机硅颗粒的含量很低,从而在不阻断交联反应的情况下改善电子照相感光体的表面性能。即,有机硅树脂改善了电子照相感光体的表面润滑性和斥水性,同时在强交联结构中没有任何不规则的情况下包含有机硅树脂使得可以在长时间内保持足够的耐磨损性和耐染色杂质沉积。
基于电荷输送组合物(除溶剂外的总固体质量),保护层(功能层)中有机硅颗粒的含量优选为0.1质量%~30质量%,更优选为0.5质量%~10质量%。
另外,上述颗粒的其他实例包括氟颗粒,如四氟乙烯、三氟乙烯、六氟丙烯、氟乙烯和偏氟乙烯等;通过使氟树脂和具有羟基的单体共聚而得到的树脂如“theProceedings of the 8th Polymer Material Forum Lecture”的第89页上描述的那些的颗粒;和半导电性金属氧化物如ZnO-Al2O3、SnO2-Sb2O3、In2O3-SnO2、ZnO2-TiO2、ZnO-TiO2、MgO-Al2O3、FeO-TiO2、TiO2、SnO2、In2O3、ZnO和MgO等的颗粒。可出于相似目的加入诸如硅油等油。硅油的实例包括诸如二甲基聚硅氧烷、二苯基聚硅氧烷和苯基甲基硅氧烷等硅油;诸如氨基改性的聚硅氧烷、环氧基改性的聚硅氧烷、羧基改性的聚硅氧烷、甲醇改性的聚硅氧烷、甲基丙烯酰基改性的聚硅氧烷、巯基改性的聚硅氧烷和苯酚改性的聚硅氧烷等反应性硅油;诸如六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷等环状二甲基环硅氧烷;诸如1,3,5-三甲基-1,3,5-三苯基环三硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四苯基环四硅氧烷和1,3,5,7,9-五甲基-1,3,5,7,9-五苯基环五硅氧烷等环状甲基苯基环硅氧烷;诸如六苯基环三硅氧烷等环状苯基环硅氧烷;诸如(3,3,3-三氟丙基)甲基环三硅氧烷等含氟环硅氧烷;诸如甲基氢硅氧烷混合物、五甲基环五硅氧烷和苯基氢环硅氧烷等含氢硅烷基(hydrosilyl)的环硅氧烷;和诸如五乙烯基五甲基环五硅氧烷等含乙烯基的环硅氧烷等。
另外,可以向用于形成保护层(功能层)电荷输送组合物中添加金属、金属氧化物或炭黑等。金属的实例包括铝、锌、铜、铬、镍、银和不锈钢等,以及其上气相沉积有上述金属的塑料颗粒。金属氧化物的实例包括氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化锑、氧化铟、氧化铋、锡掺杂的氧化铟、锑掺杂或钽掺杂的氧化锡和锑掺杂的氧化锆等。这些物质可以单独使用或以其2种以上类型组合使用。当组合使用其2种以上类型时,这些物质可以简单地进行混合或制成固溶体或融合产品。从保护层(功能层)的透明性的观点来看,所述导电性颗粒的平均粒径优选为0.3μm以下,特别优选为0.1μm以下。
用于形成保护层(功能层)的电荷输送组合物优选制成为用于形成保护层的涂布液(用于形成功能层的涂布液)的形式。用于形成保护层的涂布液可以不含溶剂,或者必要时可以含有以下溶剂,例如包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环戊醇和环己醇等醇类;包括丙酮和甲乙酮等酮类;或包括四氢呋喃、二乙醚和二氧六环等醚类。
溶剂可以单独使用或作为2种以上的混合物使用,但是溶剂优选具有100℃以下的沸点。特别是,作为溶剂,优选使用具有至少一个羟基(例如醇等)的溶剂。
采用诸如刮板涂布法、线棒涂布法、喷涂法、浸涂法、珠涂法、空气刀涂法、幕涂法等常规方法在电荷输送层上涂布包含用于形成保护层(功能层)的用于形成保护层的涂布液,然后必要时通过例如在100℃~170℃加热使所得涂层聚合(固化),从而获得膜。结果,获得了包括该膜的保护层(功能层)。
另外,在用于形成保护层(功能层)的涂布液聚合(固化)中的氧浓度优选为1质量%以下,更优选为1000ppm以下,还更优选为500ppm以下。
功能分离型电子照相感光体的实例如上所述,但是图2所示的单层型感光层6(电荷产生层/电荷输送层)中电荷产生材料的含量为10质量%~85质量%,优选为20质量%~50质量%。电荷输送材料的含量优选为5质量%~50质量%。形成单层型感光层6(电荷产生层/电荷输送层)的方法与形成电荷产生层或电荷输送层的方法相似。单层型感光层(电荷产生层/电荷输送层)6的厚度优选为5μm~50μm,更优选为10μm~40μm。
另外,在本示例性实施方式中描述了其中包含功能层的最外层是保护层的示例性实施方式。在不包含保护层的层构造的情况中,位于层配置中的最外层的电荷输送层用作最外层,且其上可以施加功能层。
另外,即使存在保护层,该功能层也可以用作底涂层用电荷输送层。
[图像形成装置/处理盒]
图4是示出了一个示例性实施方式的图像形成装置100的示意性结构图。
如图4所示,图像形成装置100包括装配有电子照相感光体7的处理盒300、曝光设备(静电潜像形成单元)9、转印设备(转印单元)40和中间转印介质50。在图像形成装置100中,曝光装置9设置为通过处理盒300的开口辐照电子照相感光体7,转印设备40设置为经中间转印介质50与电子照相感光体7相对,而且中间转印介质50设置为部分地与电子照相感光体7接触。
图4中的处理盒300在外罩中一体化支承电子照相感光体7、充电设备(充电单元)8、显影设备(显影单元)11和清洁设备13。清洁设备13具有清洁刮板131(清洁元件)。清洁刮板131被设置来与电子照相感光体7的表面接触。
另外,处理盒300没有特别限制,只要其具有包含电子照相感光体7并能够从图像形成装置中拆卸的结构即可,必要时,其可以具有与电子照相感光体7一起一体化承载除电子照相感光体7以外的设备(如选自充电设备(充电单元)8、显影设备(显影单元)11和清洁设备13)的结构。
另外,图4中示出了用于清洁设备13的实例,其装配有将润滑剂14供给至感光体7表面的纤维状元件132(处于辊的形式),并使用纤维状元件133(处于平刷的形式)作为清洁辅助器,并且根据需要来使用这些元件。
作为充电设备8,例如可以使用采用了导电性或半导电性充电辊、充电刷、充电膜、充电刮板、充电管等的接触型充电设备。还可以使用诸如非接触型辊充电设备、利用电晕放电的格栅电晕管或电晕管充电设备等已知的非接触型充电设备。
另外,为了改善图像的稳定性,尽管未示出,但是可以在电子照相感光体7周围提供感光体加热元件,从而提高电子照相感光体7的温度并降低相对温度。
曝光设备9的的实例包括能够使感光体7的表面曝光以通过使用半导体激光、LED光、液晶快门光等光形成所需图像的光学设备。作为半导体激光,主要使用振荡波长约708nm的近红外光。但是,光源的波长不限于上述波长,还可使用振荡波长为600nm量级的激光和振荡波长约400nm~450nm的蓝色激光。另外,能够多光束输出的的表面发射型激光源可有效形成彩色图像。
作为显影设备11,例如可以使用其中使磁性或非磁性的单组份或双组份显影剂接触或不接触来形成图像的常见显影设备。此类显影设备没有特别限制,只要其具有上述功能,并可以根据优选的应用进行适当地选择。其实例包括其中使用刷或辊等将上述单组份或双组份显影剂施加到感光体7上的已知显影设备。在这些显影设备中,优选使用了其表面上保留显影剂的显影辊的显影设备。
转印设备40的实例包括已知的转印充电设备,如使用带、辊、膜或橡胶刮板等的接触型转印充电设备和利用电晕放电的格栅电晕管转印充电设备或电晕管转印充电设备等。
作为中间转印介质50,使用了聚亚酰胺、聚酰胺亚酰胺、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚酯或橡胶等赋予半导电性的带(中间转印带)。中间转印介质50还可采取鼓的形式。
除了上述设备,图像形成装置100还可例如设置有用于使感光体7光放电的光放电设备。
图5是示出了串联式图像形成装置120的一个示例性实施方式,其采用了包括本发明的电子照相感光体的处理盒。
图5所示的图像形成装置120是装配有四个处理盒300的串联式全彩色图像形成装置。
在图像形成装置120中,将四个处理盒300设置得在中间转印介质50上相互平行,并且一个电子照相感光体可用于一种颜色。图像形成装置120具有与图像形成装置100相同的构造,不同之处在于其是串联型。
本示例性实施方式的图像形成装置不限于上述构造,且可以使用其他已知类型的图像形成装置。
实施例
下面将参照实施例更为详细地描述本发明。然而,本发明不限于此。
[实施例1]
(电子照相感光体的制备)
-底涂层的制备-
搅拌100质量份的氧化锌(平均粒径:70nm,由Tayca Corporation制造,比表面积:15m2/g)并与500质量份甲苯混合,向其中添加1.3质量份硅烷偶联剂(KBM503,由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造),并搅拌该混合物2小时。随后,通过在减压下蒸馏除去溶剂,并在120℃进行焙烧3小时以获得表面用硅烷偶联剂处理过的氧化锌。
搅拌110质量份经表面处理过的氧化锌并与500质量份四氢呋喃混合,向其中添加其中在50质量份四氢呋喃中溶解有0.6质量份茜素的溶液,然后在50℃搅拌该混合物5小时。随后,通过在减压下过滤收集在其中添加茜素的氧化锌,并在60℃的温度于减压下干燥以获得添加有茜素的氧化锌。
将38质量份通过在85质量份甲乙酮中溶解60质量份添加有茜素的氧化锌、13.5质量份固化剂(封端异氰酸酯,Sumidur 3175,由Sumitomo-BayerUrethane Co.,Ltd.制造)和15质量份丁醛树脂(S-Lec BM-1、由Sekisui Chemical Co.,Ltd.制造)而制得的溶液与25质量份甲乙酮混合。使用砂磨机用直径为1mmφ的玻璃珠来分散该混合物以获得分散体。
向该分散体中添加0.005质量份作为催化剂的二月桂酸二辛基锡和40质量份的有机硅树脂颗粒(Tospal 145,由GE Toshiba Silicone Co.,Ltd.制造),以获得用于形成底涂层的涂布液。使用浸涂法通过在铝基体上施加该涂布液来形成厚度为20μm的底涂层,并进行干燥以在170℃固化40分钟。
-电荷产生层的制备-
使用砂磨机用1mmφ直径的玻璃珠来分散包含下述物质的混合物4小时:15质量份作为电荷产生物质的羟基镓酞菁(其在CuKα特征X射线的X射线衍射谱中至少于7.3°、16.0°、24.9°和28.0°的布拉格角(2θ±0.2°)处具有衍射峰)、10质量份作为粘合剂树脂的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂(VMCH、由Nippon Unicar Co.,Ltd.制造)和200质量份乙酸正丁酯。向所得分散体中添加175质量份乙酸正丁酯和180质量份甲乙酮,然后搅拌该混合物以获得用于形成电荷产生层的涂布液。使用浸涂法将用于形成电荷产生层的涂布液施加至底涂层,并在常温(25℃)干燥以形成具有0.2μm的膜厚度的电荷产生层。
-电荷输送层的制备-
在800质量份氯苯中溶解48质量份N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-[1,1′]二苯基-4,4′-二胺(以下称为“TPD”)和52质量份双酚Z聚碳酸酯树脂(以下称为“PCZ500”,粘度平均分子量:50,000),以获得用于形成电荷输送层的涂布液。将该涂布液施加在电荷产生层上,然后在230℃的温度干燥45分钟以形成具有20μm的膜厚度的电荷输送层。
-保护层的制备-
在200质量份的四氢呋喃(THF)中溶解30质量份由式(I)表示的化合物(化合物i-10)、70质量份由式(I)表示的化合物(化合物ii-18)和20质量份不具有电荷输送能力的单体(“BEP-500”,由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造),进而在其中溶解2.4质量份引发剂VE-73(由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)和10质量份聚合物(4),以获得用于形成保护层的涂布液。在电荷输送层上涂布该涂布液,并在145℃于氧浓度约80ppm的环境下加热40分钟,以形成7μm厚的保护层。
通过上述方法获得电子照相感光体。将该感光体称为感光体1。
(评价)
将制得的电子照相感光体安装在由富士施乐株式会社制造的“Color 1000 Plus”上,并在10℃和15%RH的换将在打印出50,000张15%的半色调图像。
在打印50,000张后,在相同的环境条件下进行图像评价测试(1)。另外,在图像评价测试(1)后,使图像形成装置在28℃和80%RH静置24小时,然后对于其后首次打印在纸张上的图像的图像品质,在相同的环境条件下进行图像品质评价测试(2)。
此处,在图像评价测试(1)和图像评价测试(2)中,评价了如下所示的浓度不均匀性、条痕、图像缺陷和由前一图像的持续历史而产生的残像现象(称为“重影”)。
另外,对于图像形成测试,使用了由FXOS Co.,Ltd.制造的纸张P(A4尺寸,水平转移)。
评价结果如表4所示。
-浓度不均匀性的评价-
通过目视观察使用20%的半色调样品来评价浓度不均匀性。
A:未观察到浓度不均匀性的发生。
B:观察到部分浓度不均匀性的发生。
C:观察到对图像品质有损坏作用的浓度不均匀性的发生。
-条痕的评价-
通过目视观察使用20%的半色调样品来评价条痕。
A:未观察到条痕的发生。
B:观察到部分条痕的发生。
C:观察到对图像品质有损坏作用的条痕的发生。
-图像缺陷的评价-
如用于上述测试的评价那样,以下述方式进行图像缺陷的评价。
通过目视观察使用20%的半色调样品来评价图像缺陷。
A:未观察到图像缺陷的发生。
B:在连续打印测试中没有出现问题,但在放置样品24小时后观察到图像缺陷的发生。
C:在连续打印测试中观察到图像缺陷的发生。
-重影的评价-
打印具有图6A所示的具有字母G和黑区的图案的图,并通过目视观察评价字母G出现在黑区中的状态。
A:图6A中,程度为从良好到轻微。
B:如图6B中有明显。
C:如图6C中清楚可见。
-表面观察-
在图像品质测试(1)和(2)中观察电子照相感光体的表面,然后进行如下评价:
A:即使在放大20倍时也未发现伤痕或沉积物,由此此状态良好。
B:在放大20倍时发现有轻微的伤痕和沉积物。
C:肉眼可发现伤痕和沉积物。
[实施例2~20和23~24,和比较例1~3]
(电子照相感光体的制备)
以与实施例1中相同的方式制备电荷输送层,并如表1~3那样改变保护层的组合物,从而获得用于形成保护层的涂布液。在电荷输送层上涂布各个涂布液,并在145℃于氧浓度为80ppm的环境下加热40分钟,从而形成7μm后的保护层。
通过上述方法获得电子照相感光体。这些感光体称作感光体2~20和23~24,以及比较用感光体1~3。
(评价)
以与实施例1中相同的方式来评价所得的感光体。结果示于表4~6中。
[实施例21]
(电子照相感光体的制备)
以与实施例1中相同的方式制备电荷输送层,并如表3那样改变保护层的组合物,从而获得用于形成保护层的涂布液。将该涂布液涂布在电荷输送层上,并使用金属卤灯(由USHIO Inc.制造)在氧浓度为约80ppm的环境下用照度为700mW/cm2(基准波长为365nm)的UV辐照所得涂层物60秒。在150℃加热涂层40分钟以形成7μm厚的保护层。
通过上述方法获得电子照相感光体。该感光体称作感光体21。
(评价)
以与实施例1中相同的方式来评价所得的感光体。结果示于表6中。
[实施例22]
(电子照相感光体的制备)
以与实施例1中相同的方式制备电荷产生层,并如表3那样改变电荷输送层的组合物,并将要使用的溶剂的量改变为250质量份,从而获得用于形成电荷输送层的涂布液。将该涂布液涂布在电荷产生层上,并在145℃于氧浓度为约80ppm的环境下加热所得涂层40分钟,以形成20μm厚的电荷输送层。
通过上述方法获得电子照相感光体。该感光体称作感光体22。
(评价)
以与实施例1中相同的方式来评价所得的感光体。结果示于表6中。
从上述结果可以看出,在这些实施例中,与比较例相比,在浓度不均匀性、条痕、图像缺陷、重影和表面观察上获得了全面良好的结果。
上表1~3中描述的缩写如下所述。
(不具有电荷输送能力的单体)
●BEP-100(由Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
(热塑性树脂)
●PCZ-400:由Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制造的双酚Z聚碳酸酯树脂(粘度平均分子量40,000)。
(引发剂)
●VE-73:由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造的引发剂(热自由基产生剂);
●Irgacure 819:由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造的引发剂(光自由基产生剂)。
(添加剂)
●邻苯二甲酸二丁酯:由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造;
●己二酸二(2-乙基己基)酯:由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造(在25℃并于1个大气压下是液体);
●二乙酸二乙二醇酯:由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造(在25℃并于1个大气压下是液体);
●二乙二醇二丁醚:由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造(在25℃并于1个大气压下是液体);
●ARUFON UP-1000:包含由式(AA)表示的重复单元(Ra=氢原子(H),Rb=丁基)的化合物,由Toagosei Co.,Ltd.制造,重均分子量Mw为3000(在25℃并于1个大气压下是液体);
●ARUFON UP-1170:包含由式(AA)表示的重复单元(Ra=氢原子,Rb=丁基)的化合物,由Toagosei Co.,Ltd.制造,重均分子量Mw为8000(在25℃并于1个大气压下是液体);
●D643:包含由式(BB)表示的重复单元(A=亚丁基,B=亚丁基)的化合物,由J-PLUs Co.,Ltd.制造,重均分子量Mw为1800(在25℃并于1个大气压下是液体);
●BA-2二醇:由Nippon Nyukazai Co.,Ltd.制造(在25℃并于1个大气压下是液体);
●聚合物(1):在以下合成例1获得的聚合物:重均分子量Mw为9700。
-合成例1-
将30质量份甲基丙烯酸丁酯、50质量份甲苯和0.7质量份偶氮二异丁腈收集到装配有氮进口管和冷凝器的双颈烧瓶中,并用氮气填充。然后,在搅拌下将温度缓慢升至90℃,以反应3小时。然后,通过在减压下蒸馏来除去溶剂,进而将温度升至140℃,同时将空气吹入残余物中,随后搅拌1小时,从而获得在25℃并于1个大气压下是液体的聚合物(1)。所得聚合物的重均分子量Mw为9700(折合成聚苯乙烯)。
此聚合物(1)是包含由式(AA)表示的重复单元(Ra=甲基、Rb=丁基)的化合物。
●聚合物(2):在以下合成例2中获得的聚合物:重均分子量Mw为19000。
-合成例2-
以与合成例1中相同的方式来获得在25℃并于1个大气压下是液体的聚合物(2),不同之处在于使用了0.4质量份偶氮二异丁腈。所得聚合物的重均分子量Mw为19000(折合成聚苯乙烯)。
●聚合物(3):在以下合成例3中获得的聚合物:重均分子量Mw为11000;
-合成例3-
以与合成例1中相同的方式来获得在25℃并于1个大气压下是液体的聚合物(3),不同之处在于使用了0.6质量份偶氮二异丁腈。所得聚合物的重均分子量Mw为11000(折合成聚苯乙烯)。
●聚合物(4):在以下合成例4中获得的聚合物:重均分子量Mw为8000;
-合成例4-
以与合成例1中相同的方式来获得在25℃并于1个大气压下是液体的聚合物(4),不同之处在于使用了0.75质量份偶氮二异丁腈。所得聚合物的重均分子量Mw为8000(折合成聚苯乙烯)。
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明所披露的精确形式或将本发明限制于所披露的精确形式。显然,许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途,由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。
Claims (15)
2.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,所述第二化合物是在25℃和1个大气压下为液体的化合物。
3.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,所述功能层是最外层。
4.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,所述第一化合物是在一个分子中具有两个或多于两个所述链聚合性官能团的化合物。
6.如权利要求5所述的电子照相感光体,其中,在由式(I)表示的化合物中,D表示具有选自以下基团中的至少一种的基团:丙烯酰基、甲基丙烯酰基、乙烯基苯基、烯丙基、乙烯基、乙烯醚基、烯丙基乙烯醚基及它们的衍生物。
7.如权利要求1所述的电子照相感光体,其中,所述功能层含有热自由基产生剂或其衍生物。
8.一种处理盒,所述处理盒包含权利要求1所述的电子照相感光体,所述处理盒能够从图像形成装置中拆卸。
9.如权利要求8所述的处理盒,其中,所述电子照相感光体的功能层是最外层。
10.如权利要求8所述的处理盒,其中,所述电子照相感光体的第一化合物是在一个分子中具有两个或多于两个所述链聚合性官能团的化合物。
12.一种图像形成装置,所述装置包括:
如权利要求1所述的电子照相感光体;
使所述电子照相感光体充电的充电单元;
在已充电的电子照相感光体上形成静电潜像的静电潜像形成单元;
用色调剂使所述电子照相感光体上形成的静电潜像显影以形成色调剂图像的显影单元;和
将所述色调剂图像转印至转印介质的转印单元。
13.如权利要求12所述的图像形成装置,其中,所述电子照相感光体的功能层是最外层。
14.如权利要求12所述的图像形成装置,其中,所述电子照相感光体的第一化合物是在一个分子中具有两个或多于两个所述链聚合性官能团的化合物。
15.如权利要求12所述的图像形成装置,其中,所述电子照相感光体的第一化合物是由下式(I)表示的化合物:
其中,在式(I)中,Ar1~Ar4各自独立地表示具有或不具有取代基的芳基;Ar5表示具有或不具有取代基的芳基、或具有或不具有取代基的亚芳基;D表示包含具有碳双键的官能团的基团;c1~c5独立地表示0、1或2;k表示0或1;且D的总数为1以上。
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