CN104017196B - 聚碳酸酯共聚物、使用其的涂布液以及电子照相感光体 - Google Patents
聚碳酸酯共聚物、使用其的涂布液以及电子照相感光体 Download PDFInfo
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Abstract
一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(1)所示的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上50摩尔%以下。{式中,Ar1、Ar2表示二价的芳香族基。链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止。n表示Ar1链段的平均重复数,为1.0以上3.0以下的数。其中,Ar1与Ar2不相同。}。
Description
本发明为下述申请的分案申请。
发明名称:聚碳酸酯共聚物、使用其的涂布液以及电子照相感光体
申请日:2010年6月25日
申请号:201080028079.9(PCT/JP2010/060887)
技术领域
本发明涉及聚碳酸酯共聚物、使用其的涂布液以及电子照相感光体。
背景技术
由于聚碳酸酯树脂的机械性质或热性质、电性质优异,而被用于各种产业领域中成形品的原材料。近年来,进而也多用于同时利用该聚碳酸酯树脂的光学性质等功能性制品的领域中。伴随着这样的用途领域的扩大,对于聚碳酸酯树脂的性能要求也渐渐多样化。
作为功能性制品的例子,有将聚碳酸酯树脂用作称为电荷产生材料或电荷输送材料的功能性材料的胶粘剂树脂而使用的电子照相感光体。
这样的电子照相感光体,根据其适用的电子照相工序,要求其具备一定的灵敏度或电特性、光学特性。对于此电子照相感光体,由于要在其感光层的表面反复进行电晕带电、色粉显影、向纸质的转印、清洁处理等操作,故在进行这些操作时,会外加电、机械的外力。因此,为了维持长期的电子照相的图像质量,就要求设置于电子照相感光体表面的感光层具有对抗这些外力的耐久性。
此外,电子照相感光体由于是通过将通常的功能性材料与胶粘剂树脂同时溶解于有机溶剂中,在导电性基板等上流涎制膜的方法来进行制造,故要求其具有在有机溶剂中的溶解性和溶液的稳定性。
现今,作为电子照相感光体用胶粘剂树脂,有使用以2,2-双-(4-羟苯基)丙烷(双酚A),或1,1-双-(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)等为原料的聚碳酸酯树脂,但其在耐磨性等耐久性的点上不能令人充分满意。因此,为了应对这样的要求,均采取了各种各样的方法。作为其中一个有效的技术,已知有共聚合聚碳酸酯(例如参阅专利文献1至3)。
专利文献1所记载的树脂中,制造了一种在具有利于溶解性的双酚Z骨架成分中,共聚合具有利于耐磨性的联苯酚骨架成分而成的聚碳酸酯共聚物,通过双酚Z型聚碳酸酯自聚合物,也获得了耐磨性良好的结果。
专利文献2中,公开了一种使用减少了低聚物重复单元数的原料,作为增加联苯酚共聚合比聚合物的,双酚A与联苯酚的交替共聚合聚碳酸酯。该交替共聚物中所占的联苯酚共聚合比例为50摩尔%。
专利文献3中,公开了一种使双酚A或双酚Z等与碳酰氯反应,制造二氯甲酸酯化合物的技术。
【专利文献1】日本专利特开平4-179961号公报
【专利文献2】日本专利特开平5-70582号公报
【专利文献3】日本专利特开平8-027068号公报
发明内容
然而,在专利文献1中记载的上述聚碳酸酯共聚物中,有利于提高耐磨性的联苯酚成分的含量,与作为原料的分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物为2~4聚物有关,在共聚物中所占的比例为23摩尔%左右就是极限。
因此,为了提高联苯酚成分的含量,采用专利文献1中记载的方法制造联苯酚低聚物时,不溶成分析出,无法进行合成。
此外,为了提高联苯酚成分的含量,尝试通过界面法制造联苯酚的低聚物,使该低聚物与双酚A或者双酚Z共聚合的方法来制造聚碳酸酯共聚物时,在联苯酚低聚物的制造阶段下,不溶性成分析出,无法进行合成,进而无法进行使双酚A或者双酚Z共聚合的阶段。此外,为了增加联苯酚成分的含量,通过混合双酚A或者双酚Z与联苯酚,采取界面法制造低聚物,其后聚合化来制造聚碳酸酯共聚物时,将获得的聚合物溶解于有机溶剂中所得的溶液存在称为白浊的问题。
进一步,为了提高联苯酚成分的含量,尝试通过界面法制造联苯酚的低聚物,使该低聚物与双酚A或者1,1-双(4-羟苯基)乙烷(双酚E)共聚合的方法来制造聚碳酸酯共聚物时,在联苯酚低聚物的制造阶段下,不溶性成分析出,无法进行合成,进而无法进行使双酚A或者双酚E共聚合的阶段。此外,为了增加联苯酚成分的含量,通过混合双酚A或者双酚E与联苯酚,采取界面法制造低聚物,其后进行聚合化来制造聚碳酸酯共聚物时,将获得的聚合物溶解于有机溶剂中所得的溶液最终变白浊。
然后,为了提高联苯酚成分的含量,尝试通过界面法制造联苯酚的低聚物,使该低聚物与双酚A或者2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷(双酚C)共聚合的方法来制造聚碳酸酯共聚物时,在联苯酚低聚物的制造阶段下,不溶性成分析出,无法进行合成,进而无法进行使双酚A或者双酚C共聚合的阶段。此外,为了增加联苯酚成分的含量,通过混合双酚A或者双酚C与联苯酚,采取界面法制造低聚物,其后进行聚合化来制造聚碳酸酯共聚物时,将获得的聚合物溶解于有机溶剂中所得的溶液最终变白浊。
进一步,将此溶液作为涂布液使用,制造电子照相感光体时,该电子照相感光体的电特性差。
此外,专利文献2中记载的上述聚碳酸酯树脂由于末端没有被封止,故聚合物的末端即为OH基、氯甲酸酯基等,为高极性且反应性高的基团。因此,将其作为例如电子照相感光体的胶粘剂树脂使用时,会使被混合的功能性材料劣化,或是电特性恶化等,并不令人满意。
此外,由于专利文献2中公开的树脂为交替共聚物,聚合物的结构杂乱少,有报告称获得的聚合物为晶体性,存在溶解性低的缺点。
然后,专利文献3中的话,仅公开了二氯甲酸酯化合物可作为聚碳酸酯的原料使用的点,并没有公开聚碳酸酯树脂的结构。
因此,本发明的目的在于,提供一种有机溶剂中的溶解性、电特性以及耐磨性优异的聚碳酸酯共聚物、使用其的涂布液以及使用其的电子照相感光体。
为了解决上述课题,本发明提供以下的聚碳酸酯共聚物、使用其的涂布液以及电子照相感光体。
[1]一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(1-1)所示的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上50摩尔%以下。
【化1】
{式中,Ar1、Ar2表示二价的芳香族基。链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止。n表示Ar1链段的平均重复数,为1.0以上3.0以下的数。其中,Ar1与Ar2不相同。}
另,n为平均值,也可取整数以外的数值。
[2]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,Ar1为取代或无取代的亚苯基,取代或无取代的亚萘基,或者下述式(1-2)。
【化2】
{式中的R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。X表示单键、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR3R4-(其中R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。)、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基、取代或无取代的9,9-亚芴基、1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基、碳原子数6~12的取代或无取代的亚芳基、下述式(1-3)所示的二价基团。}
【化3】
(式中,R5~R7表示与R1、R2相同的基团。或者表示选自下述式(1-4)所示的碳原子数8~16的亚烷基亚芳基亚烷基的基团。)
【化4】
(式中,R8~R11表示与R1及R2相同的基团。)
[3]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,Ar2选自取代或无取代的亚苯基,取代或无取代的亚萘基,或者是选自与所述式(1-2)相同的结构且为不同于Ar1的骨架。
[4]根据以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,Ar2的二价芳香族基进一步包含有机硅氧烷改性亚苯基,且链末端的一价芳香族基为有机硅氧烷改性苯基,
或者,
Ar2的二价芳香族基进一步包含有机硅氧烷改性亚苯基,或者链末端的一价芳香族基为有机硅氧烷改性苯基。
[5]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,二价的有机硅氧烷改性亚苯基为下述式(1-2A)或者式(1-2B)所示的基团,一价的有机硅氧烷改性苯基为下述式(2C)所示的基团。
【化5】
(式(1-2A)中,R21及R22各自独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基,或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R23各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基,或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
n1为2~4的整数,n2为1~600的整数。)
【化6】
(式(1-2B)中,R31各自独立地为卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R32各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R33为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基。
R34为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基。
Y及Y'为碳原子数2以上的亚烷基或者亚烷氧基亚烷基,或者氧原子。
na为0或者1,nb为1或者2,nc为1或者2;其中,na+nb+nc为3。
n1~n4分别为0以上的整数,n1、n2、n3及n4之和为2~600的整数,n3及n4之和为1以上的整数。
a为0或1~4的整数。)
【化7】
(Z为碳原子数2~6的烃基。
R41为碳原子数1~6的脂肪族烃基。
R42~R45各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R46~R49各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
n为2~600的数,在具有分子量分布时表示平均重复单元数。)
[6]一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(2-1)所示的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。
【化8】
{式中的Ar1为下述式(2-2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团。n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上3.00以下的数。}
【化9】
{式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。X表示碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基,或者下述式(2-3)所示的基团。}
【化10】
(式中,R5~R7各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。)
[7]一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(3-1)所示的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。
【化11】
{式中的Ar1为下述式(3-2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团。n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上3.0以下的数。}
【化12】
{式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。X为-CR3R4-所示的连接基团,R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。其中,R3不同于R4。}
[8]一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(4-1)所示的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。
【化13】
{式中的Ar1为下述式(4-2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上3.00以下的数。}
【化14】
{式中,R1、R2为氢原子、卤原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。其中没有R1、R2全部为氢原子的情况。X为-CR3R4-(其中R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基)、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、取代或无取代的1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基,或者碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基。}
[9]根据以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,进一步包含二价的有机硅氧烷改性亚苯基作为Ar2。
[10]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,二价的有机硅氧烷改性亚苯基为下述式(2-2A)或式(2-2B)所示的基团。
【化15】
(式(2-2A)中,R21及R22各自独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基,或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R23各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基,或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
n1为2~4的整数,n2为1~600的整数。)
【化16】
(式(2-2B)中,R31各自独立地为卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R32各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R33为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基。
R34为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基。
Y及Y'为碳原子数2以上的亚烷基或者亚烷氧基亚烷基,或者氧原子。
na为0或者1,nb为1或者2,nc为1或者2。其中,na+nb+nc为3。
n1~n4分别为0以上的整数,n1、n2、n3及n4之和为2~600的整数,n3及n4之和为1以上的整数。
a为0或1~4的整数。)
[11]根据以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止。
[12]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,优选链末端的一价芳香族基为一价的有机硅氧烷改性苯基。
[13]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,优选一价的有机硅氧烷改性苯基为下述式(2-2C)所示的基团。
【化17】
(Z为碳原子数2~6的烃基。
R41为碳原子数1~6的脂肪族烃基。
R42~R45各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R46~R49各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
n为2~600的数,在具有分子量分布时表示平均重复单元数。)
[14]根据以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,以下述式(5)所示的二氯甲酸酯低聚物作为原料,所述二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数(n')在1.0以上1.99以下。
【化18】
[15]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,所述式(2-2)所表示的Ar1为由1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟苯基)环十二烷、2,2-双(4-羟苯基)金刚烷、1,3-双(4-羟苯基)金刚烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷,或者选自所述式(2-3)所示的基团的基团所衍生的二价基。
[16].根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,所述式(3-2)所表示的Ar1为由选自1,1-双(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-双(4-羟苯基)丁烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯甲烷的化合物所衍生的二价基。
[17]根据以上所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,所述式(4-2)所表示的Ar1为由选自1,1-双(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双-(3-苯基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-双(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷的化合物所衍生的二价基。
[18]根据以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,在含有所述式(1-5)所示二氯甲酸酯低聚物的原料中包含酰胺化合物时,所述酰胺化合物的含量基于含有所述二氯甲酸酯低聚物的原料中包含的氮原子的质量而求得,以除溶剂以外的含有所述二氯甲酸酯低聚物的原料的总质量为基准计,在700质量ppm以下。
[19]根据以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,该聚碳酸酯共聚物中包含二烷基氯甲酰胺时,所述二烷基氯甲酰胺的含量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,在100质量ppm以下。
[20]一种涂布液,其特征在于,含有以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物以及有机溶剂。
[21]一种电子照相感光体,其特征在于,其是导电性基板上设置有感光层的电子照相感光体,含有以上任意一项所述的聚碳酸酯共聚物作为感光层的一种成分。
根据本发明,聚碳酸酯共聚物具有由二元酚化合物的低重复单元数低聚物衍生出来的单元,以及由具有不同于上述二元酚化合物骨架的二元酚化合物的单体衍生出来的单元作为重复单元,Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上50摩尔%以下。据此,该聚碳酸酯共聚物兼具Ar1和Ar2所具有的不同特性,可防止尤其是由Ar2之间的重复单元的存在所引起的不良,例如,伴随着晶体性增大的溶解性下降,进而具有均质的特性。
例如,将具有利于高溶解性骨架的二元酚化合物的低重复单元数低聚物衍生出来的单元,以及具有利于耐磨性骨架的二元酚化合物的单体衍生出来的单元作为重复单元具有的聚碳酸酯共聚物,由于保持在有机溶剂中的高溶解性和稳定性,故使用该聚碳酸酯共聚物的涂布液没有白浊,为透明物,且将该聚碳酸酯共聚物作为电子照相感光体的感光层的胶粘剂树脂使用时,可提供耐磨性优异的电子照相感光体。
此外,根据本发明,聚碳酸酯共聚物具有在主链骨架具有脂环式基团的双酚化合物的低重复单元数低聚物衍生出来的单元,以及作为自聚合物时晶体性高的特定结构的二元酚单体衍生出来的单元作为重复单元,其Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。据此,该聚碳酸酯共聚物兼具由Ar1单元衍生出来的在有机溶剂中的良好的溶解性,以及由Ar2单元衍生出来的高耐磨性这两方,可防止尤其是Ar2之间的重复单元的存在所引起的溶解性下降,能体现出Ar1具有的在有机溶剂中的高溶解性和Ar2具有的高耐磨性。
进一步,根据本发明,聚碳酸酯共聚物具有,由将2个亚苯基连接的连接基团为具有取代基的亚甲基、此2个取代基不相同的双酚化合物的低重复单元数的低聚物衍生出来的单元,以及由作为自聚合物时晶体性高的特定结构的芳香族二元酚的单体衍生出来的单元作为重复单元,其Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。据此,该聚碳酸酯共聚物兼具Ar1和Ar2所具有的不同特性,可防止尤其是Ar2之间的重复单元的存在所引起的溶解性下降,能体现出Ar1具有的有机溶剂中的高溶解性和Ar2具有的高耐磨性。
进一步,根据本发明,聚碳酸酯共聚物具有,由2个亚苯基的连接基团具有特定的结构且该亚苯基具有特定取代基的双酚化合物的低重复单元数的低聚物衍生出来的单元,以及由作为自聚合物时晶体性高的特定结构的芳香族二元酚的单体衍生出来的单元作为重复单元,其Ar2/(Ar1+Ar2)所表示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。据此,该聚碳酸酯共聚物兼具由Ar1单元衍生出来的在有机溶剂中的良好的溶解性,以及由Ar2单元衍生出来的高耐磨性这两方,可防止尤其是Ar2之间的重复单元的存在所引起的溶解性下降,能同时体现出Ar1具有的在有机溶剂中的高溶解性和Ar2具有的高耐磨性。
再进一步,本发明涉及的聚碳酸酯共聚物的链末端被封止。据此,聚碳酸酯共聚物在作为例如电子照相感光体用的胶粘剂树脂使用时,可以提供电特性优异的电子照相感光体。
具体实施方式
以下针对本发明的各个实施方式中的聚碳酸酯共聚物(以下也仅称“PC共聚物”)、使用该PC共聚物的涂布液,以及使用该涂布液的电子照相感光体进行详细说明。
<第1实施方式>
以下针对本发明的第1实施方式进行详述。
[PC共聚物的结构]
本实施方式的PC共聚物是一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(1-1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上50摩尔%以下。
【化19】
上述式(1-1)中,Ar1、Ar2表示二价的芳香族基。链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止。n为Ar1链段的平均重复数,表示1.0以上3.0以下的数。其中,Ar1不同于Ar2。
本实施方式的PC共聚物,由于通常是在形成Ar1链段后,使之与含有Ar2或一价芳香族基或者一价含氟脂肪族基的单体反应而进行制造,故n不能为1.0以下的数。另一方面,超过3.0时,Ar1链段变长的结果是,PC共聚物中所占的Ar2的比率下降,Ar2为利于耐磨性的成分时,耐磨性降低等,不理想。n适宜为1.0以上2.5以下。
本实施方式的PC共聚物中,Ar2的单体单元的含量当含有Ar1的链段的平均重复单元数决定时自行决定。此处,含有Ar1的链段的平均重复单元数为1.0~3.0,Ar2的含量为25摩尔%以上50摩尔%以下,优选30摩尔%以上48摩尔%以下,进一步优选32摩尔%以上47摩尔%以下,特别优选38摩尔%以上45摩尔%以下。
当Ar2超过50摩尔%时,制造的PC共聚物的链末端易残留有OH基,树脂着色等,在适用于电子照相感光体用胶粘剂树脂时,会产生带电量下降或灵敏度下降等问题,进而不理想。
此外,Ar2低于25摩尔%时,构成PC共聚物的单方成分的比例相比于其它成分变得极小,很难提供兼具Ar1和Ar2分别具有的二种不同特性的共聚物。上述的摩尔%表示Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成的百分比值。
此外,作为使上述Ar2的含量在与上述相同的25摩尔%以上50摩尔%以下的方法,已知有Ar1、Ar2分别为具有单独链段的结构的嵌段共聚物。例如,可以使Ar1构成的聚碳酸酯链段部分与Ar2构成的聚碳酸酯链段部分通过形成化学键而得到嵌段共聚物。但是,这样的聚合物,同样从已知其分别来源于Ar1构成的聚碳酸酯、Ar2构成的聚碳酸酯的玻璃化转变温度出现峰值,也可知其无法获得均质特性的聚合物。例如,在使用利于体现高晶体性的单元作为Ar2,将获得的PC共聚物用作涂布液时,会产生白浊,故不理想。与此相对,本实施方式的PC共聚物实质上没有突出体现Ar1、Ar2单独聚合聚碳酸酯的特性,在可体现均质特性的点上优异。例如,在本实施方式的聚碳酸酯共聚物中,也可从没有观测到来源于各个单体成分的玻璃化转变温度,或即使观测到,也只有非常微小的峰的点知道,其具有均质的特性。
上述式(1-1)中,Ar1为二价的芳香族基。也可仅由二价的芳香族基形成,也可在主链上包含烷基等芳香族基之外的基团。Ar1可列举取代或无取代的亚苯基或者取代或无取代的亚萘基。为亚苯基时,可在其1、2位,1、3位,或者1、4位的任意一项成键式(1-1)的氧原子。当为亚萘基时,可采取在1~8位的任意一位置上成键式(1-1)的氧原子的形态,但优选在2、7位,2、6位,1、4位或者1、5位成键。
作为亚苯基或亚萘基具有取代基时的取代基,可列举例如碳原子数1~6的烷基。
Ar1可进一步列举式(1-2)所示的二价基团。
【化20】
{式中的R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。X表示单键、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO2-、-CR3R4-(其中R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。)、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基、取代或无取代的9,9-亚芴基、1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基、碳原子数6~12的取代或无取代的亚芳基、下述式(1-3)所示的二价基团。}
【化21】
(式中,R5~R7表示与R1、R2相同的基团。或者表示选自下述式(1-4)所示的碳原子数8~16的亚烷基亚芳基亚烷基的基团。)
【化22】
(式中,R8~R11表示与R1及R2相同的基团。)
R1、R2优选氢原子或者碳原子数1~12的烷基。通过具有这些基团,能使本实施方式的PC共聚物的耐磨性和电特性变得更好。
此外,X优选单键、-CR3R4-(其中R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。)、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、取代或无取代的9,9-亚芴基、1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基、碳原子数6~12的取代或无取代的亚芳基,或者式(1-3)所示的基团。通过具有这些基团,能使本实施方式的PC共聚物的耐磨性和电特性变得更好。
R3、R4优选氢原子、碳原子数1~12的烷基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。通过具有这些基团,能使本实施方式的PC共聚物的耐磨性和电特性变得更好。
构成R1、R2的卤原子可列举氟原子、氯原子、溴原子。
构成R1、R2、R3、R4的碳原子数1~12的烷基可列举,直链烷基或者支链烷基。例如甲基、乙基、各种丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基。此外,也可为环己基等环状烷基。进一步,这些基团中的氢原子的一部分或者全部也可被卤原子取代。其他的取代基可列举三氟甲基,或碳原子数6~12的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的芳氧基。作为构成这些取代基的烷基可列举上述基团,芳基可列举后述的基团。
构成R1、R2、R3、R4的碳原子数6~12的芳基可列举苯基等。
构成R1、R2的碳原子数1~12的烷氧基、构成碳原子数6~12的芳氧基的烷基、芳基可列举上述基团。
在上述基团中,当芳基或芳氧基具有取代基时,可列举例如碳原子数1~6的烷基。其他的取代基可列举卤原子或三氟甲基。
R1、R2可全部为氢原子,当具有多个氢原子之外的基团时,它们相互之间可相同或不同。
构成X的碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基或者碳原子数5~20的取代或无取代的双环或三环烃二基可列举,例如来源于环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷、三环癸烷、金刚烷、二环戊二烯的基团。此外,环亚烷基或者双环或三环烃二基上加成的取代基可列举,例如碳原子数1~6的烷基。加成的取代基数量不限于1,也可采取加成多个不同取代基的形态。
构成X的碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基可列举直链或者支链亚烷基。例如可列举来源于乙烷、丙烷、丁烷的二价基团。α,ω-亚烷基上加成的取代基可列举,例如碳原子数6~12的芳基或碳原子数6~12的芳基。
构成X的取代或无取代的9,9-亚芴基、1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基中,取代基可为加成有碳原子数1~6的烷基或碳原子数6~12的芳基等的基团。
构成X的碳原子数6~12的取代或无取代的亚芳基可列举,例如亚苯基。亚芳基上加成的取代基可列举,例如碳原子数1~6的烷基或碳原子数6~12的芳基。
上述的R1、R2、R3、R4或X的说明中所记载的作为取代基的碳原子数1~6的烷基或碳原子数6~12的芳基的具体例可列举R1、R2、R3、R4的说明中列举的基团。
Ar2为不同于Ar1的二价芳香族基即可。因此,对Ar2的说明可采取对上述Ar1的说明。Ar1与Ar2为类似的基团也可,但Ar1与Ar2为基本结构不同的基团时,PC共聚物可显示来源各个基团的特性相乘的效果,令人满意。
将本实施方式的PC共聚物用于电子照相感光体时的Ar2的优选例可列举取代或无取代的亚苯基、取代或无取代的亚萘基。对于取代基以及与氧原子的成键位置,同在Ar1中的说明。
此外,Ar2的二价芳香族基优选进一步包含二价的有机硅氧烷改性亚苯基。
二价的有机硅氧烷改性亚苯基为例如下述式(1-2A)所示的基团。
【化23】
(式(1-2A)中,R21及R22各自独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基,或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
卤原子优选氯原子。碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基可列举R1、R2的说明中所表示的基团。
R21及R22优选可列举氢原子或碳原子数1~3的烷氧基,更优选后述的具体结构。
R23各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基,或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基可列举R1、R2的说明中所表示的基团。优选苯基或甲基。n1为2~4的整数,n2为1~600的整数。)
此外,二价的有机硅氧烷改性亚苯基可为式(1-2B)所示的基团。
【化24】
(式(1-2B)中,R31各自独立地为卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
卤原子优选氯原子。碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基可列举R1、R2的说明中所表示的基团。
R32各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基可列举R1、R2的说明中所表示的基团。优选苯基或甲基。
R33为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基。
一价烃基可列举碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。其中优选碳原子数1~12的烷基,特别优选甲基。
R34为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基。
一价烃基可列举碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。其中优选碳原子数1~12的烷基,特别优选甲基。
Y及Y'为碳原子数2以上的亚烷基或者亚烷基氧基亚烷基,或者氧原子。适合的是碳原子数2~10的亚烷基,更优选重复单元数为2~4的亚甲基。
na为0或者1,nb为1或者2,nc为1或者2;其中,na+nb+nc在3以上。
n1~n4分别为0以上的整数,n1、n2、n3及n4之和为2~600的整数,n3及n4之和为1以上的整数。
a为0或1~4的整数。a优选为0或1。)
Ar2通过进一步含有二价有机硅氧烷改性亚苯基,在将PC共聚物用作胶粘剂树脂使用的电子照相感光体中,表面能下降,异物的附着性也下降。具体地,可抑制电子照相感光体上附着色粉等异物。
这样的二价有机硅氧烷改性亚苯基,具体地可列举如下。
【化25】
【化26】
上述式中,有机亚硅氧烷基的重复单元数(n)优选为1以上600以下,进一步优选10以上300以下,特别优选20以上200以下,最优选30以上150以下。
通过使n在600以下,可使与PC共聚物的相溶性变得良好,在聚合工序中能完成反应。因此,由于能防止未反应的有机硅氧烷改性苯酚化合物残存在最终PC共聚物中,树脂不会白浊,适用作电子照相感光体的胶粘剂树脂时,可抑制残留电位上升。
另一方面,通过使n在1以上,可赋予足够的电子照相感光体表面能量性,进而很好地防止异物附着。
PC共聚物中的二价有机硅氧烷改性亚苯基的比例为0.01质量%以上50质量%以下,优选0.1质量%以上20质量%以下,进一步优选0.5质量%以上10质量%以下,最优选1质量%以上6质量%以下。
通过使该比例在0.1质量%以上,可进一步良好地防止异物附着。另一方面,通过使该比例在50质量%以下,可适宜地作为耐磨性优异、具有足够机械强度的电子照相感光体用。
链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基。一价芳香族基可为含有芳香族基的基团。一价的含氟脂肪族基可为含有芳香族基的基团。
构成链末端的芳香族基优选为碳原子数6~12的芳基。例如,可列举苯基或联苯基。芳香族基或芳香族基上加成的烷基上的加成取代基可列举氟原子、氯原子、溴原子等卤原子。此外,芳香族基上加成的取代基可列举碳原子数1~20的烷基。该烷基可为上述加成有卤原子的基团,也可为加成有芳基的基团。
构成链末端的一价含氟脂肪族基可列举,碳原子数1~20的含氟烷基。
另,链末端为一价芳香族基时,可以为有机硅氧烷改性苯基。
一价的有机硅氧烷改性苯基为例如下述式(1-2C)所示的基团。
【化27】
(Z为碳原子数2~6的烃基。优选亚烷基,进一步优选重复单元数为2~4的亚甲基。
R41为碳原子数1~6的脂肪族烃基。优选为碳原子数1~6的烷基。
R42~R45各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
R46~R49各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基可列举R1、R2的说明中所表示的基团。优选苯基或甲基。
n为2~600的数,在具有分子量分布时表示平均重复单元数。)
这样的一价有机硅氧烷改性苯基可列举例如如下化合物。
【化28】
在将具有一价有机硅氧烷改性苯基的PC共聚物用作胶粘剂树脂使用的电子照相感光体中,可降低色粉等异物的附着。
在使之体现上述效果时所需的一价有机硅氧烷改性苯基的比例相对于整体PC共聚物,在0.01质量%以上、50质量%以下。进一步适宜的为0.1质量%以上、20质量%以下,特别适宜的是0.5质量%以上、10质量%以下。
除了一价有机硅氧烷改性苯基,在主链上包含来源于二价有机硅氧烷改性亚苯基的单元的PC共聚物中,也将该单元计算在内。
此外,本实施方式的PC共聚物的以二氯甲烷为溶剂的浓度为0.5g/dl溶液的20℃中的对比粘度[ηsp/C]优选为0.1dl/g以上5dl/g以下,更优选为0.2dl/g以上3dl/g以下,特别优选0.3dl/g以上2.5dl/g以下。对比粘度[ηsp/C]不足0.1dl/g时,作为电子照相感光体使用时,其耐磨性可能变得不充分。此外,对比粘度[ηsp/C]超过5dl/g时,从涂布液制造电子照相感光体等成形体时,涂布粘度变得过高,电子照相感光体等的成形体生产率可能会降低,不理想。
[PC共聚物的制造方法]
本实施方式的PC共聚物适宜为通过使用下述式(1-5)所示的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物,使之与下述式(1-6)所示的共聚用单体的二元酚性化合物,以及作为末端终止剂的一价酚性化合物在碱存在下发生反应所获得的PC共聚物。通过使用这样的低聚物,很容易制造Ar1链段的平均重复数在1.0以上3.0以下的范围内的PC共聚物。
【化29】
此处,表示二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数的n'不同于上述式(1-1)的n。如后述实施例所示,n与n'中,n的值较大。其原因是存在如下情况。在制造形成Ar1链段的二氯甲酸酯低聚物之后的与Ar2或含有链末端的单体反应时,Ar1低聚物末端的氯甲酸酯基与反应系统内存在的碱反应生成羟基,其与末端氯的其他Ar1低聚物发生缩聚。
式(1-5)的二氯甲酸酯低聚物中,其平均重复单元数n'在1.0以上1.99以下的范围内。通过使用平均重复单元数在1.0以上1.99以下范围内的二氯甲酸酯低聚物,可很容易地制造本实施方式的PC共聚物。平均重复单元数的算出方法可列举后述实施例中的方法。
另,在含有式(1-5)所示二氯甲酸酯低聚物的原料中,存在含有酰胺化合物杂质的情况。该酰胺化合物的含量基于含有二氯甲酸酯低聚物的原料中包含的氮原子的质量而求得。酰胺化合物的含量(来源于酰胺化合物的氮的质量),从含有上述原料的溶液中去除溶剂作成固体物质时,以含有二氯甲酸酯低聚物的原料的总质量为基准计,在700质量ppm以下,优选400质量ppm以下,进一步优选150质量ppm以下,特别优选80质量ppm以下,最优选20质量ppm以下。
通过使酰胺化合物的含量在700质量ppm以下,可抑制作为电子照相感光体的胶粘剂树脂适用于PC共聚物时的残留电位的上升。另,二氯甲酸酯低聚物不限于固体物质,也可为液体。
酰胺化合物可列举,N,N,N',N'-四烷基尿素、N,N-二乙基氯甲酰胺等N,N-二烷基氯甲酰胺,N,N-二烷基氨基甲酸、双酚-单氯甲酸酯-单烷基氨基甲酸酯的聚合物、双酚-双二烷基氨基甲酸酯等。
在制造二氯甲酸酯低聚物时大量使用三乙胺等胺化合物的情况下,胺化合物会与二氯甲酸酯化合物反应生成杂质酰胺化合物。
但是,通过增加二氯甲酸酯低聚物的清洗次数,可以减少如上所述的酰胺化合物的含量。
作为水洗之外的减少方法,可列举使用蒸馏或吸附剂、色谱柱分离。
另,使用含有上述二氯甲酸酯低聚物的原料所获得的PC共聚物中,也存在含有二乙基氯甲酰胺等二烷基氯甲酰胺杂质的情况。在这种情况下,二烷基氯甲酰胺的含量以PC共聚物总质量为基准计,在100质量ppm以下,优选50质量ppm以下,进一步优选40质量ppm以下。
通过使二烷基氯甲酰胺的含量在100质量ppm以下,可抑制残留电位的上升,获得具有良好灵敏度的电子照相感光体。
作为本实施方式的PC共聚物的制造方法,可列举例如,在用于封止链末端基的酚性化合物或者含氟醇性化合物的存在下,使下述式(1-7)所示的二元酚化合物衍生出来的二氯甲酸酯低聚物与不同于上述二元酚的骨架的下述式(1-8)所示的二元酚化合物发生缩聚的方法。
HO-Ar1-OH···(1-7)
HO-Ar2-OH···(1-8)
此外,作为上述式(1-7)和(1-8)所示的单体(二元酚化合物),可列举联苯酚化合物或双酚化合物。具体地,联苯酚化合物可列举4,4'-联苯酚、3,3'-二甲基-4,4'-联苯酚、3,3',5-三甲基-4,4'-联苯酚、3-丙基-4,4'-联苯酚、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯酚、3,3'-二苯基-4,4'-联苯酚、3,3'-二丁基-4,4'-联苯酚等。其中,4,4'-联苯酚在能给与着色少的PC共聚物这点上优选。此外,将其适用于电子照相感光体用的PC共聚物时,耐磨性亦得到提高。这些可以单独使用一种,也可以两种以上并用。
此外,双酚化合物可列举1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、9,9-二(3-苯基-4-羟苯基)芴、二(4-羟苯基)甲烷、1,1-二(4-羟苯基)乙烷、1,2-二(4-羟苯基)乙烷、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-二(4-羟苯基)丁烷、2,2-二(4-羟苯基)辛烷、4,4-二(4-羟苯基)庚烷、1,1-二(4-羟苯基)-1,1-二苯基甲烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基甲烷、二(4-羟苯基)醚、二(4-羟苯基)硫、二(4-羟苯基)砜、1,1-二(4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(4-羟苯基)环十二烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-苯基-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、2-(3-甲基-4-羟苯基)-2-(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、二(3-甲基-4-羟苯基)硫、二(3-甲基-4-羟苯基)砜、二(3-甲基-4-羟苯基)甲烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、间苯二酚、2,7-萘二醇、2,6-萘二醇、1,4-萘二醇、1,5-萘二醇、2,2-二(2-甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-二(2-丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丁烷、1,1-二(2-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)乙烷、1,1-二(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙烷、1,1-二(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丁烷、1,1-二(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)异丁烷、1,1-二(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)庚烷、1,1-二(2-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)-1-苯基甲烷、1,1-二(2-叔戊基-4-羟基-5-甲基苯基)丁烷、二(3-氯-4-羟苯基)甲烷、二(3,5-二溴-4-羟苯基)甲烷、2,2-二(3-氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-氟-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-溴-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3,5-二氟-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3,5-二氯-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3,5-二溴-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-溴-4-羟基-5-氯苯基)丙烷、2,2-二(3,5-二氯-4-羟苯基)丁烷、2,2-二(3,5-二溴-4-羟苯基)丁烷、1-苯基-1,1-二(3-氟-4-羟苯基)乙烷、二(3-氟-4-羟苯基)醚、3,3'-二氟-4,4'-二羟基联苯、1,1-二(3-环己基-4-羟苯基)环己烷、2,2-二(4-羟苯基)六氟丙烷、1,1-二(3-苯基-4-羟苯基)环己烷、二(3-苯基-4-羟苯基)砜、4,4'-(3,3,5-三甲基环亚己基)二苯酚、4,4'-[1,4-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]双酚、4,4'-[1,3-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]双酚、9,9-二(4-羟苯基)芴、9,9-二(4-羟基-3-甲基苯基)芴、α,α'-二(4-羟苯基)-1,3-二异丙基苯等。这些双酚化合物可以单独使用1种,也可以组合两种以上使用。
这些双酚化合物中,优选1,1-二(4-羟苯基)乙烷、2,2-二(4-羟苯基)丁烷、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、1,1-二(4-羟苯基)-1,1-二苯基甲烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-二(4-羟苯基)环己烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(4-羟苯基)环十二烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷、2,2-二(3-苯基-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、间苯二酚、2,7-萘二醇、4,4'-[1,4-亚苯基双-(1-甲基亚乙基)]双酚、4,4'-[1,3-亚苯基二(1-甲基亚乙基)]双酚、9,9-二(4-羟苯基)芴、9,9-二(4-羟基-3-甲基苯基)芴。
进一步优选1,1-二(4-羟苯基)乙烷、2,2-二(4-羟苯基)丁烷、2,2-二(4-羟苯基)丙烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-二(4-羟苯基)环己烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(4-羟苯基)环十二烷、2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、间苯二酚、2,7-萘二醇、9,9-二(4-羟基-3-甲基苯基)芴。
本实施方式的PC共聚物可通过使用由式(1-7)的单体获得的二氯甲酸酯低聚物与式(1-8)的单体进行界面缩聚很容易地进行制造。例如,可通过使用以碳酰氯、二碳酰氯、三碳酰氯为首的各种二卤化碳酰,在酸接受剂的存在下进行界面缩聚来很好地形成碳酸酯键。这些反应在末端终止剂和根据需要的支化剂的存在下进行。此外,在本实施方式的PC共聚物的制造中,也可使用两种以上的来源于Ar2的单体作为多元共聚物。
作为使之生成链末端的末端终止剂,可以使用一元的羧酸及其衍生物,或一元酚。例如,可适当使用对叔丁基-苯酚、对苯基苯酚、对枯基苯酚、对全氟壬基苯酚、对(全氟壬基苯基)苯酚、对(全氟己基)苯酚、对叔全氟丁基苯酚、全氟辛基苯酚、全氟己基苯酚、1-(对羟基苯甲基)全氟癸烷、对〔2-(1H,1H-全氟三(十二烷氧基))-1,1,1,3,3,3-六氟丙基〕苯酚、3,5-二(全氟己氧基羰基)苯酚、对羟基苯氧全氟十二烷基、对(1H,1H-全氟辛氧基)苯酚、2H,2H,9H-全氟壬烷酸、1,1,1,3,3,3-四氟-2-丙醇,或者下述式(1-10)以及(1-11)所示的醇类等。
H(CF2)nCH2OH···(1-10)
(n为1~12的整数)
F(CF2)mCH2OH···(1-11)
(m为1~12的整数)
这些末端终止剂的添加比例以共聚组成比计,在0.05摩尔%以上30摩尔%以下,进一步优选0.1摩尔%以上10摩尔%以下,该比例超过30摩尔%时,可能会引起机械强度下降,不足0.05摩尔%时,可能会引起成形性下降。
此外,支化剂的具体例可列举,间苯三酚、焦性没食子酸、4,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)-2-庚烯、2,6-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)-3-庚烯、2,4-二甲基-2,4,6-三(4-羟苯基)庚烷、1,3,5-三(2-羟苯基)苯、1,3,5-三(4-羟苯基)苯、1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷、三(4-羟苯基)苯基甲烷、2,2-二〔4,4-二(4-羟苯基)环己基〕丙烷、2,4-二〔2-二(4-羟苯基)-2-丙基〕苯酚、2,6-二(2-羟基-5-甲基苯甲基)-4-甲基苯酚、2-(4-羟苯基)-2-(2,4-二羟苯基)丙烷、四(4-羟苯基)甲烷、四〔4-(4-羟苯基异丙基)苯氧基〕甲烷、2,4-二羟基苯甲酸、均苯三甲酸、氰尿酸、3,3-二(3-甲基-4-羟苯基)-2-氧代-2,3-二氢吲哚、3,3-二(4-羟基芳基)羟吲哚、5-氯靛红、5,7-二氯靛红、5-溴靛红等。
这些支化剂的添加量以共聚组成比计,在30摩尔%以下,优选5摩尔%以下,其超过30摩尔%时,可能引起成形性下降。
在进行界面缩聚时,酸接受剂可使用,例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯等碱金属氢氧化物;或氢氧化镁、氢氧化钙等碱土类金属氢氧化物;碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐;三乙胺、三甲胺、三丙胺等三烷基胺;N-甲基吗啉、四甲基乙二胺、三乙二胺、二氮杂双环十一碳烯、二甲基苯胺、二乙基苯胺、二丙基苯胺、吡啶等有机碱,但优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等碱金属氢氧化物、碱土类金属氢氧化物,或者三乙胺、二甲基苯胺、二乙基苯胺等胺化合物。此外,这些酸接受剂也可使用混合物。酸接受剂的使用比例也可考虑到反应的化学量论比(当量)进行适当地调整。具体地,对于原料二元酚的羟基总量的每1摩尔,可使用1当量或者比其过量,优选1当量以上10当量以下的酸接受剂。
此处所使用的溶剂只要是对于获得的PC共聚物显示出一定以上的溶解性即可。例如,合适的可列举甲苯、二甲苯等芳香族烃;或二氯甲烷、氯仿、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、五氯乙烷、氯苯等卤代烃;环己酮、丙酮、苯乙酮等酮类;四氢呋喃、1,4-二噁烷等醚类等。这些溶剂可以单独使用一种,也可以两种以上组合使用。进一步,也可使用不互相混合的两种溶剂进行界面缩聚反应。
此外,作为催化剂较合适的有三甲胺,或三乙胺、三丁胺、N,N-二甲基环己胺、吡啶、N,N-二乙基苯胺、N,N-二甲基苯胺等叔胺;氯化三甲基苯甲基铵、氯化三乙基苯甲基铵、氯化三丁基苯甲基铵、氯化三辛基甲基铵、氯化四丁基铵、溴化四丁基铵等季铵盐;氯化四丁基鏻、溴化四丁基鏻等季鏻盐等。
进一步,根据需要,还可在此反应系统中加入少量的亚硫酸钠或连二亚硫酸盐等抗氧化剂。
本实施方式的PC共聚物的制造方法具体地可实施各种方式,例如采取使上述式(1-7)的双酚化合物以及联苯酚化合物中的任意一方与碳酰氯等反应,制造二氯甲酸酯低聚物的低重复单元数物,接着使该二氯甲酸酯低聚物与上述式(1-8)在上述溶剂和酸接受剂的碱水溶液的混合液的存在下反应的方法,从能将上述式(1-1)中的n值调整到合适的范围内这一点,故优选。
作为制造该二氯甲酸酯低聚物的方法,使用由以下所示方法制造而成的化合物时,由于其能简化聚碳酸酯共聚物制造时的清洗工序等这一点而优选。
作为上述式(1-5)的n'的值在1.0以上1.99以下范围内的二氯甲酸酯低聚物的制造方法,有后述制造例中所示的方法。首先,将上述式(1-7)的双酚化合物悬浮于二氯甲烷等疏水性溶剂中,加入碳酰氯形成混合溶液。另一方面,使三乙胺等叔胺溶解于二氯甲烷等疏水性溶剂中形成溶液,再将该溶液滴加到上述混合溶液中,在室温以下的温度下使之反应。在获得的反应混合物的残液中加入盐酸和纯水进行清洗,得到含有低重复单元数的聚碳酸酯低聚物的有机层。
反应温度在冷却下通常为0~70℃,优选5~65℃,滴液时间、反应时间共15分钟~4小时,优选30分钟~3小时左右。由以上获得的聚碳酸酯低聚物的平均重复单元数(n')优选1.00以上1.99以下,进一步优选1.00以上1.60以下。
在含有这样获得的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物的有机相中,加入不同于上述式(1-8)所示骨架的二元酚单体使之反应。反应温度为0~150℃,优选5~40℃,特别优选10~25℃。
反应压力可为减压、常压、加压的任一,但通常适宜在常压或者反应系统的自身压力左右进行。反应时间根据反应温度而变化,通常为0.5分钟~10小时,优选1分钟~3小时左右。
在此反应中,上述式(1-8)所示的二元酚单体理想的是以水溶液或者有机溶剂溶液进行添加。其添加顺序无特别限制。另,在上述制造方法中,催化剂、末端终止剂以及支化剂等可根据需要,在制造二氯甲酸酯低聚物时、其后的高分子量化反应时的任一方或者双方,进行添加使用。
这样获得的PC共聚物含有下述式(1-12)所示的重复单元以及式(1-13)所示的重复单元,同时其末端被封止。
此外,此PC共聚物在不妨碍达成本发明目的的范围内,也可含有具有Ar1和Ar2之外的结构单元的聚碳酸酯单元,或者具有聚酯、聚醚结构的单元。
【化30】
另,可通过例如选择上述反应条件、调节支化剂或末端终止剂的使用量等各种方法,使获得的PC共聚物的对比粘度[ηsp/C]在上述范围内。此外,根据情况可对获得的PC共聚物实施适当的物理处理(混合、分离等)和/或化学处理(聚合反应、交联处理、部分分解处理等),以获得规定对比粘度[ηsp/C]的PC共聚物。
此外,可对获得的反应生成物(粗生成物)实施已知的分离精制法等各种后处理,回收期望纯度(精制度)的PC共聚物。
[涂布液的构成]
本实施方式的涂布液至少包含本实施方式的PC共聚物以及可溶解或者可分散本PC共聚物的溶剂而成。此外,在涂布液中,除上述之外,还可包含低分子化合物、染料、颜料等着色剂;电荷输送材、电子输送材、空穴输送材、电荷产生材料等功能性化合物;无机或者有机填料、纤维、微粒等填充材料;抗氧化剂、紫外线吸收剂、除酸剂等添加剂。也可含有的除树脂之外的物质可列举,例如后述电子照相感光体的构成成分中包含的物质。此外,只要不损害本实施方式的效果,涂布液中还可包含其他树脂,其例可列举,在下述电子照相感光体中构成成分的例子。此外,本实施方式中使用的溶剂可考虑到对本PC共聚物、其他材料的溶解性、分散性、粘度、蒸发速度、化学稳定性、物理变化的稳定性等,单独或者混合多个溶剂使用。其例可列举,后述电子照相感光体中构成成分的例子。
本涂布液中的共聚物成分的浓度只要是符合该涂布液的使用方法的合适的粘度即可,但优选0.1质量%以上40质量%以下,更优选1质量%以上35质量%以下,最优选5质量%以上30质量%以下。超过40质量%时,粘度过高,涂布性恶化。当不足0.1质量%时,粘度过低导致涂液流失,无法获得均质的膜,浓度过低,涂布后需要长时间的干燥,可能没法达成目标膜厚。
本实施方式的上述PC共聚物不仅与上述电荷输送物质的相溶性好,而且溶解于上述溶剂中也不会泛白或者凝胶化。因此,含有上述共聚物、电荷输送物质以及溶剂的本实施方式的涂布液经长期放置,不会发生其聚合物成分泛白或者凝胶化,可稳定地保存。此外,使用该涂布液形成电子照相感光体的感光层时,可以制作感光层不会结晶化,不会产生画质上缺陷的优异的电子照相感光体。
此外,本涂布液中的PC共聚物与电荷输送物质的比例,通常以质量比计为20:80~80:20,优选30:70~70:30。
本实施方式的涂布液中,可以单独使用一种本实施方式的PC共聚物,也可以2种以上并用。
本实施方式的涂布液,可适用于形成通常在感光层至少含有电荷产生层和电荷输送层的层压型电子照相感光体的电荷输送层。此外,通过使上述涂布液中进一步含有上述电荷产生物质,也可用于形成单层型电子照相感光体的感光层。
[电子照相感光体的构成]
本实施方式的电子照相感光体,只要是将上述PC共聚物用于感光层中,已知的各种形式的电子照相感光体当然是可以的,还可以是任一形式的电子照相感光体,但优选作成感光层具有至少1层的电荷产生层和至少1层的电荷输送层的层压型电子照相感光体,或者在一层具有电荷产生物质和电荷输送物质的单层型电子照相感光体。
PC共聚物可用于感光层中的任何部位,但为了充分发挥本实施方式的效果,优选用作电荷输送层中的电荷流动物质胶粘剂树脂,单一感光层的胶粘剂树脂,或者用作表面保护层。在具有2层电荷输送层的多层型电子照相感光体的情况下,优选用于任一电荷输送层。
本实施方式的电子照相感光体中,可以单独使用一种上述本实施方式的PC共聚物,也可以2种以上并用。此外,根据期望,在不损害本发明目的的范围内,也可使之含有其他聚碳酸酯等胶粘剂树脂成分。进一步,也可使之含有抗氧化剂等添加物。
本实施方式的电子照相感光体,其在导电性基板上具有感光层。当感光层具有电荷产生层和电荷输送层时,电荷输送层可积层于电荷产生层上,或者电荷产生层积层于电荷输送层上。此外,在一层中可同时含有电荷产生物质和电荷输送物质。再进一步,根据需要,可在表面层上形成导电性或者绝缘性的保护膜。进一步,也可形成用于提高各层之间粘合性的粘结层或者起电荷阻挡作用的阻挡层等中间层等。
本实施方式的电子照相感光体中所使用的导电性基板材料,可使用已知的各种材料等,具体地可使用铝或镍、铬、钯、钛、钼、铟、金、铂、银、铜、锌、黄铜、不锈钢、氧化铅、氧化锡、氧化铟、ITO(铟锡氧化物:渗锡氧化铟)或者石墨构成的板或鼓、薄板,以及由蒸镀、溅射、涂布等进行表面涂层等导电处理过的玻璃、布、纸或者塑料薄膜、薄板和无缝带,以及由电极氧化等进行过金属氧化处理的金属鼓等。
上述电荷产生层至少具有电荷产生材料,该电荷产生层可由在其基础基板上通过真空镀膜、喷射法等形成电荷产生材料层,或者在其基础基板上使用胶粘剂树脂粘结电荷产生材料形成层来得到。作为使用胶粘剂树脂形成电荷产生层的方法可使用已知的各种方法等,通常合适的有例如,将电荷产生材料与胶粘剂树脂一起由适当的溶剂进行分散或者溶解了的涂布液,涂布在规定的基础基板上进行干燥得到湿式成形体的方法。
上述电荷产生层中的电荷产生材料可使用已知的各种物质。具体的化合物可列举,非晶质硒,或者三方晶硒等硒单质;硒-碲等硒合金;As2Se3等硒化合物或者含硒组合物;氧化锌、CdS-Se等元素周期表第12族和第16族元素构成的无机材料、氧化钛等氧化物系半导体;非晶体硅等硅系材料;τ型无金属酞菁、χ型无金属酞菁等无金属酞菁颜料;α型铜酞菁、β型铜酞菁、γ型铜酞菁、ε型铜酞菁、X型铜酞菁、A型钛氧基酞菁、B型钛氧基酞菁、C型钛氧基酞菁、D型钛氧基酞菁、E型钛氧基酞菁、F型钛氧基酞菁、G型钛氧基酞菁、H型钛氧基酞菁、K型钛氧基酞菁、L型钛氧基酞菁、M型钛氧基酞菁、N型钛氧基酞菁、Y型钛氧基酞菁、氧钛酞菁、X线衍射图中的黑角2θ为27.3±0.2度显示出强衍射峰的钛氧基酞菁、酞菁镓等金属酞菁颜料;花青苷染料、蒽颜料、双偶氮颜料、芘颜料、多环醌颜料、喹吖啶酮颜料、靛蓝颜料、二萘嵌苯颜料、吡喃染料、方酸颜料、蒽缔蒽酮颜料、苯咪唑颜料、偶氮颜料、硫靛颜料、喹啉颜料、色淀颜料、噁嗪颜料、二噁嗪颜料、三苯基甲烷颜料、薁类染料、三芳基甲烷染料、叶黄素染料、噻嗪染料、噻喃鎓染料、聚乙烯咔唑、二苯并咪唑颜料等。这些化合物可以单独一种或混合2种以上,作为电荷产生物质使用。这些电荷产生物质之中,合适的可列举日本专利特开平11-172003号公报中具体记载的物质。
上述电荷输送层可通过在其基础基板上,形成由胶粘剂树脂粘结电荷输送物质而成的层,而得到湿式成形体。
上述电荷产生层或电荷输送层的胶粘剂树脂无特别限制,可使用各种已知的物质。具体的可列举,聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙酸乙烯酯、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚氨乙酯、环氧树脂、苯酚树脂、聚酰胺、聚酮、聚丙烯酰胺、丁缩醛树脂、聚酯树脂、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、甲基丙烯酸树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物、硅树脂、硅酮-醇酸树脂、苯酚-甲醛树脂、苯乙烯-醇酸树脂、三聚氰酰胺树脂、聚醚树脂、苯并胍胺树脂、环氧丙烯酸酯树脂、聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚N-乙烯咔唑、聚乙烯丁缩醛、聚乙烯醇缩甲醛、聚砜、酪朊、明胶、聚乙烯醇、乙基纤维素、硝基纤维素、羧基-甲基纤维素、偏二氯乙烯系聚合物胶乳、丙烯腈-丁二烯共聚物、乙烯基甲苯-苯乙烯共聚物、豆油改性醇酸树脂、硝基化聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚异戊二烯、聚硫碳酸酯、聚烯丙酯、聚卤代烯丙酯、聚烯丙基醚、聚丙烯酸乙烯酯、聚酯丙烯酸酯等。
这些也可单独使用1种,或组合2种以上使用。另,电荷产生层或电荷输送层中的胶粘剂树脂,可使用上述本实施方式的PC共聚物。
作为电荷输送层的方法可使用已知的各种方式,合适的有将电荷输送物质与本实施方式的PC共聚物一起由适当的溶剂进行分散或者溶解了的涂布液,涂布在规定的基础基板上进行干燥得到湿式成形体的方法。电荷输送层的形成中所使用的电荷输送物质与PC共聚物的混合比例优选以质量比计,为20:80~80:20,进一步优选30:70~70:30。
在该电荷输送层中,本实施方式的PC共聚物可单独使用1种,也能混合2种以上使用。此外,在不损害本发明目的的范围内,也可将其他胶粘剂树脂与本实施方式的PC共聚物并用。
由此形成的电荷输送层的厚度通常在5μm以上100μm以下左右,优选10μm以上30μm以下。当此厚度不足5μm时,初期电位可能变小,超过100μm时,可能引起电子照相特性的下降。
能够与本实施方式的PC共聚物同时使用的电荷输送物质,可使用已知的各种化合物。这样的化合物合适的可使用咔唑化合物、吲哚化合物、咪唑化合物、噁唑化合物、吡唑化合物、噁二唑化合物、吡唑啉化合物、噻二唑化合物、苯胺化合物、腙化合物、芳香族胺化合物、脂肪族胺化合物、1,2-二苯乙烯化合物、芴酮化合物、丁二烯化合物、醌化合物、醌二甲烷化合物、噻唑化合物、三唑化合物、咪唑啉酮化合物、咪唑烷化合物、二咪唑烷化合物、噁唑酮化合物、苯并噻唑化合物、苯咪唑化合物、喹唑啉化合物、苯并呋喃化合物、吖啶化合物、吩嗪化合物、聚-N-乙烯咔唑、聚乙烯芘、聚乙烯蒽、聚乙烯吖啶、聚-9-乙烯苯基蒽、芘-甲醛树脂、乙基咔唑树脂,或者在主链或侧链具有这些结构的聚合物等。这些化合物可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
这些电荷输送物质中,特别合适的可使用日本专利特开平11-172003公报中具体列示的化合物。
另,本实施方式的电子照相感光体中,本实施方式的PC共聚物适合作为胶粘剂树脂用于电荷产生层或电荷输送层的至少任意一项中。
本实施方式的电子照相感光体中,在上述导电性基板与感光层之间可设置通常使用的预涂层(下引き層)。该预涂层可以使用氧化钛或氧化铝、氧化锆、钛酸、锆石酸、镧铅、钛黑、二氧化硅、钛酸铅、钛酸钡、氧化锡、氧化铟、氧化硅等微粒;聚酰胺树脂、苯酚树脂、酪朊、三聚氰酰胺树脂、苯并胍胺树脂、聚氨乙酯树脂、环氧树脂、纤维素、硝基纤维素、聚乙烯醇、聚乙烯丁缩醛树脂等成分。此外,该预涂层所使用的树脂可使用上述胶粘剂树脂,也可用本实施方式的PC共聚物。这些微粒或树脂可单独或各种混合使用。当其作为混合物使用时,并用无机质微粒和树脂的话,可形成平滑性好的皮膜,故较为合适。
该预涂层的厚度在0.01μm以上10μm以下,优选0.1μm以上7μm以下。当此厚度不足0.01μm时,很难形成均一的预涂层,此外超过10μm时,可能会降低电子照相特性。此外,在上述导电性基质与感光层之间可设置通常使用的已知的阻挡层。该阻挡层可以使用与上述胶粘剂树脂同种的树脂。此外,也可使用本实施方式的聚碳酸酯共聚物。该阻挡层的厚度在0.01μm以上20μm以下,优选0.1μm以上10μm以下。当此厚度不足0.01μm时,很难形成均一的阻挡层,此外超过20μm时,可能会降低电子照相特性。
进一步,本实施方式的电子照相感光体的话,也可在感光层上层压保护层。该保护层可以使用与上述胶粘剂树脂同种的树脂。此外,特别优选使用本实施方式的聚碳酸酯共聚物。该保护层的厚度在0.01μm以上20μm以下,优选0.1μm以上10μm以下。另,该保护层也可含有上述电荷产生物质、电荷输送物质、添加剂、金属或其氧化物、氮化物、盐、合金、炭黑、有机导电性化合物等导电性材料。
进一步,为了提高该电子照相感光体的性能,上述电荷产生层以及电荷输送层中也可添加粘合剂、增塑剂、固化催化剂、流动性赋予剂、针孔控制剂、分光灵敏度增敏剂(增感染料)。此外,出于防止重复使用的残留电位的增加、带电电位的下降、灵敏度的下降的目的,可以添加各种化学物质、抗氧化剂、表面活性剂、防卷曲剂、匀染剂等添加剂。
上述粘合剂可列举硅树脂、聚酰胺树脂、聚氨乙酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、聚酮树脂、聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸酯树脂、聚丙烯酰胺树脂、聚丁二烯树脂、聚异戊二烯树脂、三聚氰酰胺树脂、苯并胍胺树脂、聚氯丁二烯树脂、聚丙烯腈树脂、乙基纤维素树脂、硝基纤维素树脂、尿素树脂、苯酚树脂、苯氧基树脂、聚乙烯丁缩醛树脂、甲缩醛树脂、聚醋酸乙烯酯、醋酸乙烯酯/氯乙烯共聚合树脂、聚酯碳酸酯树脂等。此外,也可使用热和/或光固化性树脂。其均为可形成电绝缘性、通常状态的皮膜的树脂,只要是在不损害本实施方式效果的范围内,即无特别限制。
上述增塑剂的具体例可列举联苯、氯化联苯、邻三联苯、卤代链烷烃、二甲基萘、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二丁脂、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二乙二醇酯、磷酸三苯基酯、己二酸二异丁基酯、癸二酸二甲基酯、癸二酸二丁基酯、十二烷基酸丁酯、邻苯二甲酸甲酯羟乙酸乙酯(methyl phthalyl ethyl glycolate)、邻苯二甲酸二甲氧乙酯(dimethyl glycol phthalate)、甲基萘、二苯甲酮、聚丙烯、聚苯乙烯、氟烃等。
上述固化催化剂的具体例可列举甲磺酸、十二烷基苯磺酸、二壬基萘二磺酸等,流动性赋予剂可列举モダフロー、アクロナール4F(均为商品名)等,针孔控制剂可列举安息香、邻苯二甲酸二甲酯。这些增塑剂或固化催化剂、流动赋予剂、针孔控制剂相对于上述电荷输送物质,理想用量在5质量%以下。
此外,作为分光灵敏度增敏剂,在使用增感染料时,合适的有例如甲基紫堇、结晶紫堇、夜蓝、维多利亚蓝等三苯基甲烷系染料;赤藓红、若丹明B、若丹明3R、吖啶橙、frapeosine等吖啶染料;亚甲基蓝、亚甲基绿等噻嗪染料;卡普里蓝、德梅尔蓝等噁嗪染料;酞菁染料、部花青染料、苯乙烯基染料、吡喃盐染料、4-[[3-[[2,6-双(1,1-二甲基乙基)-4H-噻喃-4-亚基]甲基]-2-羟基-4-氧代-2-环丁烯-1-亚基]甲基]-2,6-双(1,1-二甲基乙基)噻喃翁内盐(Thiopyrylium)染料等。
在感光层中,出于提高灵敏度、减少残留电位、减少反复使用时的疲劳等目的,可以添加电子接受性物质。该具体例优选琥珀酸酐、马来酸酐、二溴马来酸酐、邻苯二甲酸酐、四氯邻苯二甲酸酐、四溴邻苯二甲酸酐、3-硝基邻苯二甲酸酐、4-硝基邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、苯六(甲)酸酐、四氰基乙烯、四氰基醌二甲烷、邻二硝基苯、间二硝基苯、1,3,5-三硝基苯、对硝基苯基氰、苦基氯、醌氯酰亚胺、四氯代苯醌、四溴代苯醌、苯并醌、2,3-二氯苯并醌、二氯二氰基对苯醌、萘醌、联对苯醌、环庚二烯三酮(Tr opoquinone)、蒽醌、1-氯蒽醌、二硝基蒽醌、4-硝基二苯甲酮、4,4'-二硝基二苯甲酮、4-硝基苯亚甲基丙二腈、α-氰基-β-(对氰基苯基)丙烯酸乙酯、9-蒽甲基丙二腈、1-氰基-(对硝基苯基)-2-(对氯苯基)乙烯、2,7-二硝基芴酮、2,4,7-三硝基芴酮、2,4,5,7-四硝基芴酮、9-亚芴基-(二氰基亚甲基丙二腈)、聚硝基-9-亚芴基-(二氰基亚甲基丙二腈)、苦味酸、邻硝基苯酸、对硝基苯酸、3,5-二硝基苯酸、五氟苯酸、5-硝基水杨酸、3,5-二硝基水杨酸、邻苯二甲酸、苯六甲酸等电子亲和力大的化合物。这些化合物可加入到电荷产生层、电荷输送层中的任一,其混合比例以电荷产生物质或电荷输送物质的量为100质量份时,为0.01质量份以上200质量份以下,优选0.1质量份以上50质量份以下。
此外,为了改良表面性,还可以使用四氟乙烯树脂、三氟化二氯乙烷树脂、四氟乙烯六氟化丙烯树脂、氟乙烯树脂、偏二氟乙烯树脂、二氟化二氯乙烷树脂以及它们的共聚物,氟系接枝聚合物。这些表面改性剂的混合比例相对于上述胶粘剂树脂,在0.1质量%以上60质量%以下,优选5质量%以上40质量%以下。此混合比例小于0.1质量%时,会引起表面耐久性、表面能下降等表面改性不充分,多于60质量%时,会引起电子照相特性的下降。
上述抗氧化剂优选位阻酚系抗氧化剂、芳香族胺系抗氧化剂、位阻胺系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、有机磷酸系抗氧化剂等。这些抗氧化剂的混合比例,相对于上述电荷输送物质,通常在0.01质量%以上10质量%以下,优选0.1质量%以上2质量%以下。
这些抗氧化剂的具体例合适的有日本专利特开平11-172003号公报的说明书中记载的化学式[化94]~[化101]的化合物。
这些抗氧化剂可单独1种使用,也可混合2种以上使用,另,除了这些上述感光层,还可添加于表面保护层或预涂层、阻挡层。
在形成上述电荷产生层、电荷输送层时所使用的上述溶剂的具体例可列举,例如苯、甲苯、二甲苯、氯苯等芳香族系溶剂;丙酮、甲基乙基酮、环己酮等酮;甲醇、乙醇、异丙醇等醇类;乙酸乙酯、乙基溶纤剂等酯;四氯化碳、四溴化碳、氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷等卤代烃;四氢呋喃、二氧杂环戊烷、二噁烷等醚;二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二乙基甲酰胺等。这些溶剂可以单独使用1种,或2种以上组合使用。
单层型电子照相感光体的感光层可通过使用上述电荷产生物质、电荷输送物质、添加剂,适用本实施方式的胶粘剂树脂(PC共聚物),容易地形成。此外,电荷输送物质优选添加空穴输送性物质和/或电子输送物质。电子输送物质优选使用日本专利特开2005-139339号公报中举例说明的物质。
各层的涂布可使用已知的各种涂布装置等来进行,具体地可以使用例如敷贴器、喷雾涂布机、刮条涂布机、片涂布机、浸胶辊、浸渍涂布机、环涂布机、刮刀涂布机等进行。
电子照相感光体中的感光层的厚度在5μm以上100μm以下,优选8μm以上50μm以下,更优选10μm以上30μm以下,其不足5μm时,初期电位易变低,超过100μm时,电子照相特性可能降低。电子照相感光体的制造中使用的电荷产生物质:胶粘剂树脂的比率,以质量比为1:99~30:70,优选3:97~15:85。此外,电荷输送物质:胶粘剂树脂的比率,以质量比为10:90~80:20,优选30:70~70:30。
这样获得的本实施方式的电子照相感光体由于使用本实施方式的PC共聚物,故在制造感光层时,涂布液不会白浊,也不会凝胶化。此外,在感光层中,由于具有由本实施方式的PC共聚物构成的成形体(胶粘剂树脂),故其耐久性(耐磨性)优异,同时电特性(带电特性)亦优异,长期放置时也能维持优异的电子照相特性,适用于复印机(黑白、多色、全彩;模拟、数字)、印刷机(激光、LED、液晶快门)、传真机、制版机以及具有多个这些功能的机器等各种电子照相领域。
另,在使用本实施方式的电子照相感光体时,使之带电可使用电晕放电(电晕管、充电栅网)、接触带电(带电辊筒、带电刷)等。带电辊筒可列举DC带电型或重叠了AC的DC带电型。此外,曝光可采用卤灯或荧光灯、激光(半导体、He-Ne)、LED、感光体内部曝光方式的任一。显影可采用喷射式显影、双成分磁刷显影、磁性单成分显影、非磁性单成分显影、单成分绝缘色粉显影、单成分导电色粉显影等干式显影方式或湿式显影方式。转印可使用电晕转印、辊转印、带转印等静电转印法,或者压力转印法、粘着转印法。定影可使用热辊定影、辐射闪光定影、开放定影、压力定影等。进一步,清洁·除电可使用刷子清洁器、磁刷清洁器、静电刷清洁器、磁辊清洁器、刮片清洁器以及简略为清洁器的物体。此外,色粉用树脂可适用苯乙烯系树脂、苯乙烯-丙烯系共聚合树脂、聚酯、环氧树脂、环状烃聚合物等。色粉的形状可为球形或不定状,控制为一定形状(旋转椭圆体状、马铃薯状等)的物体亦适用。色粉可为粉碎型、悬浮聚合色粉、溶解悬浮颗粒色粉、溶解乳化颗粒色粉、乳化聚合色粉、化学造粒色粉,或者酯拉伸色粉中的任一。
[第1实施方式的实施例]
接着通过实施例和比较例进一步详细说明第1实施方式,但本实施方式并不限定于这些实施例,在不脱离本发明思想的范围内,也可有各种变形和应用。
〔制造例:低聚物的调制〕
<制造例1:双酚A低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将80.2g(0.352摩尔)的2,2-二(4-羟苯基)丙烷(双酚A)悬浮于450mL二氯甲烷中,再加入70.4g(0.702摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了69.8g(0.631摩尔)碳酰氯的250mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚A低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.88摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数为1.49。此外,获得的双酚A低聚物中包含的酰胺化合物的含量为从双酚A低聚物中的全部氮质量扣除来源于三乙胺的氮量的值,可知以双酚A低聚物质量为基准计,为150质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。另,双酚A低聚物中的氮质量由依据JIS K2609的化学发光法,定量全部氮量。由此通过气相色谱分析来定量三乙胺量,将其换算成氮量,从全部氮量中扣除,作为来源于酰胺化合物的氮质量。以后将此获得的原料称为A-CF。
全部氮量的定量使用(株)三菱化学アナリテック制TS-100,依据JIS K2609(化学发光法)来实施。JIS规格记载了关于液体的测定法,对于固体样本可使用同样的装置进行测定。
在50℃、减压条件下,从二氯甲酸酯化合物的二氯甲烷溶液中干燥固化二氯甲烷。使用获得的固体成分进行测定。将此结果同另外以吡啶为标准物质作成的校准线进行比较,进行氮量的定量。将获得的结果使用二氯甲酸酯化合物在二氯甲烷中的浓度进行换算,算出二氯甲酸酯化合物中的全部氮量。
三乙胺的定量如下:将由上述方法获得的二氯甲酸酯化合物的固体成分加入到0.5N-NaOH水溶液中,使其pH在8以上,再加入氯仿,将氯仿提取成分作为三乙胺,进行气相色谱分析,以绝对校准线法进行定量。
气相色谱分析的条件如下。
机种:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:CP-VOLAMINE(Varian制) 60m×0.32mm(内径)
注入口温度:150℃
色谱柱温度:从40℃至150℃,以50℃/分钟进行升温,在150℃下保持10分钟后,以50℃/分钟升温至250℃
载气:氦40cm/秒一定
注入量:2μl
注入方式:不分流
检测器:FID
FID温度:260℃
另,平均重复单元数(n')用以下的算式求得。
平均重复单元数(n’)=1+(Mav-M1)/M2···(数1)
(式(数1)中,Mav为(2×1000/(CF价)),M2为(M1-98.92),M1为上述式(1-5)中,n'=1时的二氯甲酸酯化合物的分子量,CF价(N/kg)为(CF值/浓度),CF值(N)为1L反应溶液中包含的上述式(1-5)所示二氯甲酸酯化合物中的氯分子数,浓度(kg/L)为浓缩1L反应溶液获得的固体成分的量。此处,98.92是由二氯甲酸酯化合物之间的缩聚所脱离的2个氯原子、1个氧原子和1个碳原子的总计原子量。)
<制造例2:双酚Z低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将73.0g(0.272摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)悬浮于410mL二氯甲烷中,再加入55.3g(0.546摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了54.5g(0.551摩尔)碳酰氯的225mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚Z低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.91摩尔/L、固体物质浓度为0.22kg/L,平均重复单元数为1.31。另,可知获得的双酚Z低聚物中的酰胺化合物的含量为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为Z-CF。
<制造例3:双酚E低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将73.0g(0.341摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)乙烷(双酚E)悬浮于410mL二氯甲烷中,再加入68.7g(0.682摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了65.0g(0.689摩尔)碳酰氯的245mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚E低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.98摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数为1.37。另,可知获得的双酚E低聚物中的酰胺化合物的含量为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为E-CF。
<制造例4:双酚C低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在230g(0.897mol)的2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷(双酚C)、1058mL二氯甲烷、187g(1.89mol)碳酰氯的混合液中,于13~16℃下历时3小时6分钟滴加用460mL二氯甲烷稀释199.4g(1.97mol)三乙胺得到的溶液。将反应混合物在14~16℃下搅拌1小时38分钟。在反应混合物中加入5.0mL浓盐酸和200mL纯水洗净。之后,重复水洗直至水层变为中性。抽出的二氯甲烷溶液为含有二氯甲酸酯化合物的溶液,为1848.4g。
获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为1.16摩尔/L、固体物质浓度为0.24kg/L,平均重复单元数为1.12。另,可知获得的双酚C低聚物中的酰胺化合物的含量为280质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为C-CF。
<制造例5:1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将43.6g(0.124摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷悬浮于410mL二氯甲烷中,再加入25.0g(0.248摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了24.8g(0.250摩尔)碳酰氯的225mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.92摩尔/L、固体物质浓度为0.23kg/L,平均重复单元数为1.06。另,可知获得的1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷低聚物中的酰胺化合物的含量为210质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为CDE-CF。
<制造例6:4,4'-联苯酚低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在50.0g(0.269mol)的4,4-联苯酚、500mL二氯甲烷、80.0g(0.809mol)碳酰氯的混合液中,滴加用100mL二氯甲烷稀释59.8g(0.591mol)三乙胺得到的溶液,除此之外,同制造例4进行。抽出的二氯甲烷溶液为含有二氯甲酸酯化合物的溶液,有897.5g。
获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.77摩尔/L、固体物质浓度为0.12kg/L,平均重复单元数为1.00。另,可知获得的4,4'-联苯酚低聚物中的酰胺化合物的含量为380质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为BP-CF。
<制造例7:2,2-二(4-羟苯基)-金刚烷低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在33.0g(0.103mol)的2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、330mL二氯甲烷、30.6g(0.309mol)碳酰氯的混合液中,滴加23.2g(0.229mol)三乙胺和66mL二氯甲烷的混合液,除此之外,同制造例4进行。获得288.2g的含二氯甲酸酯的溶液。
获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.87摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数为1.11。另,可知获得的2,2-二(4-羟苯基)-金刚烷低聚物中的酰胺化合物的含量为410质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为22Ad-CF。
<制造例8:二甲酚芴低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在250g(0.661mol)的9,9-二(3-甲基-4-羟苯基)芴、1175mL二氯甲烷、148g(1.50mol)碳酰氯的混合液中,滴加146.8g(1.45mol)三乙胺和500mL二氯甲烷的混合液,除此之外,同制造例4。获得2944.5g含二氯甲酸酯的溶液。
获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.55摩尔/L、固体物质浓度为0.15kg/L,平均重复单元数为1.11。另,可知获得的二甲酚芴低聚物中的酰胺化合物的含量为400质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为BCF-CF。
<制造例9:双酚Z低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将56.6kg(224摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)悬浮于1080L二氯甲烷中,再加入66.0kg(667摩尔)碳酰氯使之溶解。在2.2~17.8℃下历时2小时50分钟向其中滴加溶解了44.0kg(435摩尔)三乙胺的120L二氯甲烷溶解液。于17.9℃~19.6℃下搅拌30分钟后,再于14~20℃下蒸馏除去900L二氯甲烷。在残液中加入210L纯水、1.2kg浓盐酸、450g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用210L纯水重复清洗5次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚Z低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为1.14摩尔/L、固体物质浓度为0.22kg/L,平均重复单元数为1.02。另,可知获得的双酚Z低聚物中的酰胺化合物的含量为20质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为C-CF2。
<制造例10:双酚Z低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将制造例2中的在双酚Z低聚物的合成反应后进行的纯水清洗的次数从4次减为2次,除此之外,同制造例2进行制造。
此外,获得的双酚Z低聚物中的酰胺化合物的含量基于双酚Z低聚物中的氮质量求得,可知以双酚Z低聚物总质量为基准计,为720质量ppm。
<制造例11:DHDE二氯甲酸酯的合成>
将45.2g(224毫摩尔)的二(4-羟苯基)醚(DHDE)悬浮于1080mL二氯甲烷中,再加入66.0kg(667毫摩尔)碳酰氯使之溶解。在2.2~17.8℃下历时2小时50分钟向其中滴加溶解了44.0g(435毫摩尔)三乙胺的120mL二氯甲烷溶解液。于17.9℃~19.6℃下搅拌30分钟后,再于14~20℃下蒸馏除去900mL二氯甲烷。在残液中加入210mL纯水、1.2g浓盐酸、450mg连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用210mL纯水重复清洗5次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的DHDE二氯甲酸酯的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为1.14摩尔/L、固体物质浓度为0.19kg/L,平均重复单元数为1.03。另,可知获得的DHDE二氯甲酸酯中的酰胺化合物的含量为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为DHDE-CF。
〔实施例1〕
(PC共聚物的制造)
在装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板的反应容器中,注入制造例1的A-CF(17mL)和二氯甲烷(43mL)。向其中添加末端终止剂对叔丁基苯酚(以下记为PTBP)(0.045g),搅拌使其充分混合。在该溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制10mL的2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、1.4g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),使反应器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L水1次、0.1L0.03N盐酸1次、0.1L水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-1)。
(PC共聚物的确定)
将这样获得的聚碳酸酯共聚物(PC-1)溶解于二氯甲烷中,调制为浓度0.5g/dl的溶液,测定20℃时的对比粘度[ηsp/C],值为1.13dl/g。另,通过1H-NMR光谱和13C-NMR光谱分析获得的PC-1的结构和组成,可确定其为下述重复单元、重复单元数以及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为15质量ppm。
【化31】
n=2.30、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.30
另,上述式(1-1)中的结构按如下顺序进行确定。首先,使用13C-NMR光谱,可确认Ar2之间没有成键,接着通过1H-NMR光谱算出Ar1与Ar2的共聚比。再通过下述式(数2)算出n值。
Ar2/(Ar1+Ar2)=1/(n+1)···(数2)
(涂布液以及电子照相感光体的制造)
使用蒸镀了铝金属的聚对苯二甲酸乙二酯树脂薄膜作为导电性基质,在其表面依次层压电荷产生层和电荷输送层形成层压型感光层来制造电子照相感光体。使用0.5质量份酞菁氧钛作为电荷产生物质,使用0.5质量份丁缩醛树脂作为胶粘剂树脂。将其添加到19质量份二氯甲烷溶剂中,使用球磨机分散,通过刮条涂布机将此分散液涂布在上述导电性基质薄膜表面上,使之干燥,形成膜厚约为0.5微米的电荷产生层。
接着,作为电荷输送物质,将0.5g下述式(1-14)的化合物(CTM-1)、0.5g上述获得的聚碳酸酯共聚物(PC-1)分散于10毫升的四氢呋喃中,调制成涂布液。通过敷贴器将涂布液涂布在上述电荷产生层上,再干燥,形成膜厚约20微米的电荷输送层。
【化32】
(PC共聚物及电子照相感光体的评价)
PC共聚物的溶解性通过在调制上述涂布液时,目测观察调制的涂布液的白浊度来进行评估。PC共聚物溶解,没有白浊时为○,存在没有溶解的部分时为×,白浊时为“白浊”。
此外,PC共聚物及电子照相感光体的耐磨性的评价如下。
〔1〕制作共聚物的耐磨性评价样本:将PC-1(2g)溶解于二氯甲烷(12mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔2〕制作感光体的耐磨性评价样本:将PC-1(1g)以及上述CTM-1(1g)溶解于二氯甲烷(10mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔3〕评价:使用スガ磨耗试验机NUS-ISO-3型(スガ试验机社制)评价上述〔1〕、〔2〕中制作的薄膜的流涎面的耐磨性。试验条件:使负重4.9N的磨耗纸(含有粒径3μm的氧化铝粒子)与感光层表面接触,进行2000次往复运动,测定质量减少量。
〔4〕测定PC共聚物中包含的杂质(二乙基氯甲酰胺)的含量:二乙基氯甲酰胺使用气相色谱分析仪采用绝对校准线法进行测定。
测定条件如下。
样本:将0.5gPC共聚物溶解于13.3g二氯甲烷中,作为测定样本。
机器:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:HP-130m×0.25mm(内径) (膜厚:0.25μm)
温度:从40℃以每分10℃升温至300℃,在300℃下保持30分钟
注入口:分流300℃
检测器:310℃(FID)
载气:氦40cm/秒
注入量:1μl
接着,使用静电带电试验装置EPA-8100(川口电机制造所社制)测定电子照相感光体的电子照相特性。进行静电样式、-6kV的电晕放电,测定初期表面电位(V0)、光照射(10Lux)5秒后的残留电位(初期残留电位(VR))、减半曝光量(E1/2)。此外,改造市售的印刷机(FS-600、京セラ制),使其可测定感光体的表面电位,使其可将上述感光体装载为鼓状进行评价,在高温·高湿的条件下(35℃、85%),不通色粉、纸的情况下重复运行24小时,评价运行前后的带电特性(重复残留电位上升(VR上升))。
将该结果示于表1中,对后述实施例2~10D及比较例1~4也进行同样的评价,结果见表1。
〔实施例2〕
在实施例1中,将A-CF(17mL)改为制造例2的Z-CF(17mL),二氯甲烷的量改为43mL,PBTP的量改为0.02g,将联苯酚改为1.1g的2,7-二羟基萘,使用12mL2N的氢氧化钾水溶液替代氢氧化钠水溶液。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-2)。
可确定PC-2的对比粘度[ηsp/C]为1.13dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为10质量ppm。
【化33】
n=2.46、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.29
〔实施例3〕
在实施例1中,将A-CF(17mL)改为制造例3的E-CF(17mL),二氯甲烷的量改为43mL,PTBP的量改为0.05g,联苯酚量改为1.6g,氢氧化钠水溶液的量改为14mL。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-3)。
可确定PC-3的对比粘度[ηsp/C]为1.24dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为10质量ppm。
【化34】
n=2.28、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.31
〔实施例4〕
在实施例1中,将A-CF(17mL)改为制造例4的C-CF(30mL),二氯甲烷的量改为30mL,PTBP的量改为0.05g,将联苯酚改为5.0g的1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,使用29mL2N的氢氧化钾水溶液替代氢氧化钠水溶液,反应时间改为3小时。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-4)。
可确定PC-4的对比粘度[ηsp/C]为0.51dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为30质量ppm。
【化35】
n=1.80、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.34
〔实施例5〕
在实施例1中,将A-CF(17mL)改为制造例5的CDE-CF(16mL),二氯甲烷的量改为44mL,PTBP的量改为0.02g,将联苯酚改为0.8g的间苯二酚,使用12mL2N的氢氧化钾水溶液替代氢氧化钠水溶液。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-5)。
可确定PC-5的对比粘度[ηsp/C]为1.11dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为20质量ppm。
【化36】
n=1.60、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.38
〔实施例6〕
在实施例1中,将A-CF(17mL)改为制造例6的BP-CF(60mL),不加入二氯甲烷,PTBP的量改为0.03g,将联苯酚改为2.8g的2,2-二(4-羟苯基)丁烷,使用28mL2N的氢氧化钾水溶液替代氢氧化钠水溶液。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-6)。
可确定PC-6的对比粘度[ηsp/C]为0.50dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为35质量ppm。
【化37】
n=1.50、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.40
〔实施例7〕
在实施例1中,将A-CF(17mL)改为制造例7的22Ad-CF(18mL),二氯甲烷的量改为42mL,PTBP的量改为0.03g,将联苯酚改为2.1g的α,α'-二(4-羟苯基)-1,3-二异丙基苯,使用13mL2N的氢氧化钾水溶液替代氢氧化钠水溶液。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-7)。
可确定PC-7的对比粘度[ηsp/C]为1.13dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为35质量ppm。
【化38】
n=1.70、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.37
〔实施例8〕
在实施例1中,将A-CF(17mL)改为制造例8的BCF-CF(19mL),二氯甲烷的量改为41mL,PTBP的量改为0.01g,将联苯酚改为2.1g的1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷,使用11mL2N的氢氧化钾水溶液替代氢氧化钠水溶液。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-8)。
可确定PC-8的对比粘度[ηsp/C]为0.50dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为35质量ppm。
【化39】
n=1.70、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.37
〔实施例9〕
实施例1中,除了将PTBP量改为0.100g之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-9)。
可确定PC-9的对比粘度[ηsp/C]为0.52dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为20质量ppm。
【化40】
n=2.30、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.30
〔实施例10〕
实施例2中,除了将1.1g2,7-二羟基萘改为1.8g4,4'-联苯酚之外,同实施例2制造PC共聚物(PC-10)。
可确定PC-10的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为15质量ppm。
【化41】
n=2.13、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.32
〔实施例10A〕
在装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板的反应容器中,注入制造例9的C-CF2(24mL)和二氯甲烷(36mL)。向其中添加作为末端终止剂的PTBP(0.04g)和0.1g下式1-10A所示的有机硅氧烷改性苯酚化合物,搅拌使之充分混合。
在该溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制10mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、2.6g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),使反应容器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L水1次、0.1L0.03N盐酸1次、0.1L水5次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液在搅拌下滴入温水中,使二氯甲烷蒸发的同时获得树脂固体成分。过滤获得的析出物,通过干燥制造下述结构的PC共聚物(PC-10A)。另,PC共聚物(PC-10A)中的有机硅氧烷改性亚苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为3质量%。此外,下式1-10A中,n=39。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化42】
PC-10A的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构确定为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。
【化43】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例10B〕
实施例10中,除了将1.8g4,4'-联苯酚改为1.8g4,4'-联苯酚与0.2g下式1-10B所示有机硅氧烷改性苯酚化合物的混合物之外,同实施例10制造PC共聚物(PC-10B)。另,PC共聚物(PC-10B)中的有机硅氧烷改性亚苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为3质量%。此外,下式1-10B中,n=90。
【化44】
PC-10B的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构确定为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化45】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例10C〕
实施例10中,除了将1.8g4,4'-联苯酚改为1.8g4,4'-联苯酚与0.2g下式1-10C所示有机硅氧烷改性苯酚化合物的混合物之外,同实施例10制造PC共聚物(PC-10C)。另,PC共聚物(PC-10C)中的有机硅氧烷改性亚苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为3质量%。此外,下式1-10C中,n=150。
【化46】
PC-10C的对比粘度[ηsp/C]为1.12dl/g,结构确定为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化47】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例10D〕
实施例10中,除了将1.8g4,4'-联苯酚改为1.8g4,4'-联苯酚与0.2g下式1-10D所示有机硅氧烷改性苯酚化合物的混合物,PTBP量改为0.039g之外,同实施例10制造PC共聚物(PC-10D)。另,PC共聚物(PC-10D)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为3质量%。此外,下式1-10D中,n=60。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化48】
【化49】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例11〕
在装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板的反应容器中,注入制造例10的DHDE-CF(24mL)和二氯甲烷(36mL)。向其中添加末端终止剂对叔丁基苯酚(以下记为PTBP)(0.04g),搅拌使其充分混合。
在该溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制10mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、2.6g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),使反应器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L水1次、0.1L0.03N盐酸1次、0.1L水5次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液在搅拌下滴入温水中,使二氯甲烷蒸发的同时获得树脂固体成分。过滤获得的析出物,通过干燥获得下述结构的聚碳酸酯共聚物(PC-101)。
PC-101的对比粘度[ηsp/C]为1.05dl/g,结构确定为在上述式(1-1)中,由下述重复单元及组成构成的聚碳酸酯共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的量为10质量ppm。
【化50】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
对实施例10~10D获得的PC共聚物进一步进行以下的水接触角和色粉附着性的评价。
(水接触角的评价)
单独使用PC共聚物制造薄膜,使用该薄膜,测定其对超纯水的接触角。
接触角测定使用DM700(协和界面科学株式会社制)作为测定装置。
(色粉附着性的评价)
如上所述,使用PC共聚物制造电子照相感光体,再使用市售的印刷机(FS-600,京セラ(株)制)进行评价。
具体地,在印刷机上安装鼓状电子照相感光体,于常温·常湿条件下(23℃、50%),反复运行1个小时。
然后,目测确认电子照相感光体中央的一定范围内(2cm×2cm的正方形)的附着状态。评价基准如下。
(评价基准)
◎:电子照相感光体的评价范围内无色粉附着。
○:存在少许的色粉附着。通过吹气可除去。
×:存在色粉附着。通过吹气无法除去。
〔比较例1〕
遵从日本专利特开平5-70582的实施例2,按如下制造GPC聚苯乙烯换算质均分子量为6万的PC共聚物(PC-11)。
在具有搅拌机、温度计的反应容器中加入625mL二氯甲烷,搅拌的同时加入35.3g双酚A二氯甲酸酯溶解。再进一步加入125mL离子交换水后,充分搅拌的同时,于20~25℃下历时1小时滴加228.6g3.5%的氢氧化钠水溶液中溶解了18.6g联苯酚的溶液。滴加后,同温度下持续搅拌4小时后,加入14.3g28%的氢氧化钠水溶液再持续搅拌5小时,当分子量为6万(GPC,聚苯乙烯换算)时停止搅拌,静置。
将获得的反应溶液注入冰水中,过滤析出的晶体,水洗、干燥后,用丙酮进行重结晶,获得PC-11。
本PC共聚物的对比粘度[ηsp/C]为0.53dl/g。
〔比较例2〕
将1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)(0.17kg)、4,4'-联苯酚(0.03kg)与1.5L2N氢氧化钾水溶液和1.0kg二氯甲烷混合,搅拌的同时,冷却下,向溶液中以1L/分的比例吹入碳酰氯气体,至到pH变为9以下。接着,静置分离该反应溶液,有机层的聚合度为2~6,获得分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物的二氯甲烷溶液。
再接着,在反应容器上安装机械搅拌器、搅拌翼、挡板,在上述低聚物(26mL)中添加二氯甲烷(34mL)。向其中添加末端终止剂PTBP(0.065g),搅拌使其充分混合。在本溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制15mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,添加0.02g连二亚硫酸盐、1.2g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L水1次、0.1L0.01N盐酸1次、0.1L水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-12)。
PC-12的对比粘度[ηsp/C]为1.10dl/g。
【化51】
〔比较例3〕
将1.2kg16质量%的氢氧化钾水溶液中溶解了0.2kg的1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)的溶液与1.3kg二氯甲烷混合,搅拌的同时,冷却下,向溶液中以1L/分的比例吹入碳酰氯气体,至到pH变为9以下。接着,静置分离该反应溶液,有机层的聚合度为2~6,获得分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物的二氯甲烷溶液。
再接着,在反应容器上安装机械搅拌器、搅拌翼、挡板,于上述低聚物(260mL)中添加190mL的二氯甲烷。添加末端终止剂对叔丁基苯酚(0.89g),搅拌使其充分混合。在本溶液中添加30mL另外调制的2N氢氧化钾水溶液后,搅拌的同时添加1mL三乙胺水溶液(7vol%)。10分钟后,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制120mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,添加0.1g连二亚硫酸盐、17.3g1,1-二(4-羟苯基)环己烷,使之完全溶解),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用2L的二氯甲烷、1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用1L的水1次、1L的0.01N盐酸1次、1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得链末端被对叔丁基苯基封止的双酚Z的PC共聚物(PC-13)。
PC-13的对比粘度[ηsp/C]为0.50dl/g。
〔比较例4〕
将实施例10中使用的双酚Z低聚物改变为制造例10中制造的双酚Z低聚物,除此之外,同实施例10,制造PC共聚物(PC-14)。另,PC共聚物(PC-14)的结构及对比粘度同实施例10。PC共聚物中的二乙基氯甲酰胺的量为110质量ppm。
〔评价结果〕
表1显示的是实施例1~10D和比较例1~4的评价结果。比较实施例1至10D、比较例1至4,实施例1至10D的PC共聚物保持稳定的在有机溶剂中的溶解性,且从耐磨性评价中,质量减少量小可知,耐磨性优异。此外,实施例1至10D的电子照相感光体,从初期残留电位(VR)值小,重复残留电位(VR上升)也小可知,耐磨性、电特性以及带电特性均优异。
另一方面,比较例1、2的PC共聚物,其溶解性差,电子照相感光体的初期残留电位和重复残留电位均显示出大的值,或是不能测定,由此可知其电特性和带电特性差。
此外,比较例3的PC共聚物和电子照相感光体,从其表示耐磨性的质量减少量的值大,可知耐磨性差。
此外,实施例1~10D中,由于二氯甲酸酯的清洗次数多,故PC共聚物中几乎不存在杂质量,其初期残留电位和重复残留电位良好。但是,比较例4中,由于二氯甲酸酯的清洗次数少,故PC共聚物中杂质大量存在,可知其初期残留电位和重复残留电位差。
进一步,如表2,实施例10A~10C中,PC共聚物中具有二价有机硅氧烷改性亚苯基,实施例10D中,PC共聚物中具有一价有机硅氧烷改性苯基,故可知相比于不具有有机硅氧烷改性亚苯基或者有机硅氧烷改性苯基的实施例10,其水接触角和色粉附着性得到提高。
另,表1中,“*”表示二乙基氯甲酰胺的含量。
【表1】
【表2】
<第2实施方式>
以下针对本发明的第2实施方式进行详述。
另,本实施方式中,对于与前述第1实施方式重复的内容,其说明进行省略或者简化。
[PC共聚物的结构]
本实施方式的PC共聚物是一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(2-1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。
【化52】
{式中Ar1为下述式(2-2)表示的基团,Ar2为取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二价基团。n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上3.00以下的数。}
本实施方式的PC共聚物,由于通常是在形成Ar1链段后,使之与含有Ar2的单体反应而进行制造,故n不能为1.0以下的数。n优选1.09以上3.00以下,更优选1.09以上2.50以下。当不足1.09时,重复单元的规则性过高,晶体性单体的特性过高,故溶解性恶化。此外,超过3.00时,很难使获得的PC共聚物中所包含的晶体性成分的含量充分高,故存在耐磨性改善效果不充分的情况。
本实施方式的PC共聚物中,Ar2的单体单元含量为25摩尔%以上47摩尔%以下,优选29摩尔%以上47摩尔%以下,进一步优选32摩尔%以上47摩尔%以下,特别优选38摩尔%以上45摩尔%以下。
当Ar2超过47摩尔%时,由于成为了类似于交替共聚合的规则性高的结构的共聚物,故采用湿式成形时,在有机溶剂中的溶解性降低。不足25摩尔%时,耐磨性改善的效果变得不充分。上述的摩尔%表示Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成的百分比值。
Ar1、Ar2分别具有单独链段结构的嵌段共聚物,由于Ar2构成的链段成分的溶解性低,溶解于有机溶剂的聚合物溶液会白浊,作为涂布液不理想。
上述式(2-1)中,Ar1为下述式(2-2)所示结构。
【化53】
[式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。X表示碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基,或者下述式(2-3)所示的基团。]
【化54】
(式中,R5~R7各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。)
上述式(2-2)的结构,出于原料的入手性和溶解性的点,优选下述式(2-2')的结构。此外,出于原料的入手性和溶解性的点,R1、R2、R5、R6、R7优选氢原子、碳原子数1~12的烷基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
【化55】
构成R1、R2的卤原子可列举氟原子、氯原子、溴原子。
构成R1、R2、R5、R6、R7的碳原子数1~12的烷基可列举,直链烷基或者支链烷基。例如甲基、乙基、各种丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基。此外,也可为环己基等环状烷基。进一步,这些基团中的氢原子的一部分或者全部也可被卤原子取代。其他的取代基可列举三氟甲基,或碳原子数6~12的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的芳氧基。作为构成这些取代基的烷基可列举上述基团,芳基可列举后述的基团。
构成R1、R2、R5、R6、R7的碳原子数6~12的芳基可列举苯基等。
构成R1、R2的碳原子数1~12的烷氧基、构成碳原子数6~12的芳氧基的烷基、芳基可列举上述基团。
在上述基团中,当芳基或芳氧基具有取代基时,取代基可列举碳原子数1~6的烷基。碳原子数1~6的烷基可以列举上述R1、R2的说明中所列举的基团。其他的取代基可列举卤原子或三氟甲基。
R1、R2、R5、R6、R7可全部为氢原子,当具有多个氢原子之外的基团时,它们相互之间可相同或不同。
构成X的碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基可列举,例如由来于环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷的环亚烷基。进一步还可列举,来源于金刚烷、四氢双环戊二烯、二环戊二烯、降冰片烯的环亚烷基。此外,环亚烷基上的加成基团可列举碳原子数1~6的烷基。碳原子数1~6的烷基可以列举上述R1、R2的说明中所列举的基团。加成的取代基数量不限于1,也可采取加成多个不同取代基的形态。构成X的碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基可列举,例如来源于金刚烷的基团。双环或者三环烃二基上加成的取代基可列举与上述环亚烷基上加成的取代基相同的基团。
Ar2为取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二价基团。
Ar2为联苯酚衍生物时,从提高机械特性和耐磨性的点,优选在4,4'位上与氧成键。当为萘衍生物时,可采取在1~8位的任意一位置上与氧原子成键的形态,但从提高机械特性或耐磨性的点,优选在2、7位,2、6位,1、4位或者1、5位成键。对于其他的取代基以及与氧原子的成键位置,同Ar1。
本实施方式中,同第1实施方式,作为Ar2,优选进一步包含二价有机硅氧烷改性亚苯基。
此外,本实施方式的PC共聚物同第1实施方式,以二氯甲烷为溶剂的浓度为0.5g/dl的溶液在20℃时的对比粘度[ηsp/C]优选为0.1dl/g以上5dl/g以下,更优选0.2dl/g以上3dl/g以下,特别优选0.3dl/g以上2.5dl/g以下。对比粘度[ηsp/C]不足0.1dl/g时,作为电子照相感光体使用时,其耐磨性可能变得不充分。此外,对比粘度[ηsp/C]超过5dl/g时,从涂布液制造电子照相感光体等成形体时,涂布粘度变得过高,电子照相感光体等的成形体生产率可能会降低,不理想。
本实施方式中,从改善电特性的点,优选上述式(2-1)中记载的PC共聚物为链末端由一价芳香族基或一价含氟脂肪族基进行封止的聚碳酸酯共聚物。
在电特性得到改善的PC共聚物中,末端基为一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基。一价的芳香族基可为含有烷基等脂肪族基的基团。一价的含氟脂肪族基可为含有芳香族基的基团。
构成末端基的一价芳香族基优选为碳原子数6~12的芳基。这样的芳基可列举,例如苯基或联苯基。芳香族基或芳香族基上加成的烷基等的脂肪族基上所加成的取代基可列举氟原子、氯原子、溴原子等卤原子。此外,芳香族基上加成的取代基可列举碳原子数1~20的烷基。该烷基可为如上的加成有卤原子的基团,也可为加成有芳基的基团。
构成末端基的一价含氟脂肪族基可列举,碳原子数1~20的含氟烷基。
另,链末端为一价芳香族基时,同第1实施方式,可以为有机硅氧烷改性苯基。
[PC共聚物的制造方法]
本实施方式的PC共聚物可通过,例如使用下述式(2-4)所示的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物,使之与下述式(2-5)所示的共聚用单体的二元酚性化合物,在碱存在下发生反应而获得。通过使用这样的低聚物,可制造Ar1链段的平均重复数在1.09以上3.0以下范围内的PC共聚物。
【化56】
此处,表示二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数的n'不同于上述式(2-1)的n。n与n'虽为同程度的值,但n的值较大。其原因是存在如下情况。在形成Ar1低聚物后的与含有Ar2的单体反应时,Ar1低聚物末端的氯甲酸酯基与反应系统内存在的碱反应生成羟基,其与末端氯的Ar1低聚物发生缩聚。
式(2-4)的二氯甲酸酯低聚物中,其平均重复单元数n'在1.0以上1.99以下的范围内。通过使用平均重复单元数在1.0以上1.99以下范围内的双氯甲酸酯低聚物,可很容易地制造本实施方式的PC共聚物。平均重复单元数n'的算出方法可列举后述实施例中的方法。
进一步,本实施方式中,从提高在有机溶剂中的溶解性的点,上述式(2-2)所表示的Ar1优选为选自1,1-二(4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(4-羟苯基)环十二烷、2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(4-羟苯基)金刚烷、1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷或者上述式(2-3)所表示的基团衍生出来的二价基。
另,在式(2-4)所示的低聚物中,同第1实施方式,含有酰胺化合物杂质。
本实施方式的PC共聚物的制造方法可列举,例如使下述式(2-6)所示的二元酚化合物衍生出来的二氯甲酸酯低聚物与下述式(2-7)所示的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二元酚化合物发生缩聚的方法。
HO-Ar1-OH···(2-6)
HO-Ar2-OH···(2-7)
上述式(2-6)所示的单体可列举,例如1,1-二(4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-环己基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-苯基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)环庚烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环庚烷、1,1-二(4-羟苯基)环辛烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环辛烷、1,1-二(4-羟苯基)环壬烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环壬烷、1,1-二(4-羟苯基)环癸烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环癸烷、1,1-二(4-羟苯基)环十一烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环十一烷、1,1-二(4-羟苯基)环十二烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环十二烷,还有下述式所示的化合物等。
【化57】
其中,从能给与优异溶解性的PC共聚物的点,优选1,1-二(4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷、2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)环十二烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环十二烷。
特别优选1,1-二(4-羟苯基)环己烷、1,1-二(4-羟苯基)环戊烷、1,1-二(4-羟苯基)环十二烷、2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(4-羟苯基)金刚烷、1,1-二(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷。
此外,作为电子照相感光体用的PC共聚物适用时,可获得良好的涂布液,故优选。这些可以单独使用一种,也可以2种以上并用。
接着,对上述式(2-7)所示的单体进行说明。本实施方式的PC共聚物的其他构成单元的Ar2的原料单体出于耐磨性的观点考虑,为其自聚合物在二氯甲烷中的溶解度在2质量%以下,或由于在通过界面缩聚法合成聚碳酸酯反应中生成的共聚物结晶化而实质上不可能合成数均分子量在10000以上的自聚合物的联苯酚或双酚单体。
另,在二氯甲烷中的溶解度是否在2质量%以下,可通过将2质量份的有机溶剂含量在500质量ppm以下的、粘均分子量在15000以上30000以下范围内的固体状自聚合物于室温下,浸泡在98质量份的二氯甲烷中,放置24小时后,分离固液,干燥固体求得的质量减少是否在0.04质量份以上来进行确认。
这样的单体可列举,4,4'-联苯酚、3,3'-二甲基-4,4'-联苯酚、3,3',5-三甲基-4,4'-联苯酚、3-丙基-4,4'-联苯酚、3,3',5,5'-四甲基-4,4'-联苯酚、3,3'-二苯基-4,4'-联苯酚、3,3'-二丁基-4,4'-联苯酚等联苯酚化合物;氢醌、间苯二酚、2,7-萘二醇、2,6-萘二醇、1,4-萘二醇、1,5-萘二醇、9,9-二(3-苯基-4-羟苯基)芴、9,9-二(4-羟苯基)芴、9,9-二(3-甲基-4-羟苯基)芴、二(4-羟苯基)甲烷、二(3-甲基-4-羟苯基)甲烷等。这些双酚化合物可以单独使用1种,也可以组合2种以上使用。
其中,4,4'-联苯酚、氢醌、间苯二酚、2,7-萘二醇、9,9-二(3-甲基-4-羟苯基)芴、二(3-甲基-4-羟苯基)甲烷可获得耐磨性优异的树脂,进而优选。
本实施方式的PC共聚物通过进一步聚合Ar2为二价的有机硅氧烷改性亚苯基的上述式(2-7)所示的单体而获得。此时,二价有机硅氧烷改性亚苯基可列举前述的化合物。
本实施方式的PC共聚物可通过使用由式(2-6)的单体获得的二氯甲酸酯低聚物与式(2-7)的单体进行界面缩聚很容易地进行制造。例如,可通过使用以碳酰氯为首的各种二卤化碳酰,在酸接受剂的存在下进行界面缩聚来很好地形成碳酸酯键。这些反应同第1实施方式,可根据需要在末端终止剂和/或支化剂的存在下进行。另,末端终止剂和支化剂同第1实施方式,故本实施方式省略其说明。此外,在本实施方式的PC共聚物的制造中,也可使用2种以上的由来于Ar2的单体作为多元共聚物。
此外,作为一价的酚,可适用上述一价的有机硅氧烷改性苯基作为一价的酚的化合物。
进行界面缩聚时,酸接受剂可使用,例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铯等碱金属氢氧化物;或氢氧化镁、氢氧化钙等碱土类金属氢氧化物;碳酸钠、碳酸钾、醋酸钙等碱金属弱酸盐;碱土类金属弱酸盐;吡啶等有机碱,但优选氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等碱金属氢氧化物、碱土类金属氢氧化物。此外,这些酸接受剂也可使用混合物。酸接受剂的使用比例也可考虑到反应的化学计量比(当量)进行适当地调整。具体地,原料二元酚的羟基总量的每1摩尔,可使用1当量或者比其过量,优选1当量以上10当量以下的酸接受剂。
另,此处所使用的溶剂、催化剂和添加物,同第1实施方式,故本实施方式省略对其的说明。
本实施方式的PC共聚物的制造方法具体地可实施各种方式,例如,采取使上述式(2-6)的双酚化合物与碳酰氯等反应,制造二氯甲酸酯低聚物的低重复单元数物,接着使该二氯甲酸酯低聚物与上述式(2-7)在上述溶剂和酸接受剂的碱水溶液的混合液的存在下反应的方法,从能将上述式(2-1)中的n值调整到合适的范围内这一点,故优选。
作为制造该二氯甲酸酯低聚物的方法,使用由以下所示方法制造而成的化合物的话,由于其能简化聚碳酸酯共聚物制造时的清洗工序等这一点而优选。
作为,上述式(2-4)的n'的值在1.0以上1.99以下范围内的二氯甲酸酯低聚物的制造方法,有后述制造例中所示的方法。首先,将上述式(2-6)的双酚化合物悬浮于二氯甲烷等疏水性溶剂中,加入碳酰氯形成混合溶液。另一方面,使三乙胺等叔胺溶解于二氯甲烷等疏水性溶剂中形成溶液,再将该溶液滴加到上述混合溶液中,在室温以下的温度下使之反应。在获得的反应混合物残液中加入盐酸和纯水进行清洗,得到含有低重复单元数的聚碳酸酯低聚物的有机层。
滴液温度或反应温度通常为0~70℃,优选5~65℃,滴液时间、反应时间共15分钟~4小时,优选30分钟~3小时左右。由以上获得的聚碳酸酯低聚物的平均重复单元数(n')优选1.00以上1.99以下,进一步优选1.00以上1.60以下。
在含有这样获得的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物的有机相中,加入不同于上述式(2-7)所示骨架的二元酚单体使之反应。反应温度为0~150℃,优选5~40℃,特别优选10~25℃。
反应压力可为减压、常压、加压的任一,但通常适宜在常压或者反应系统的自身压力左右进行。反应时间根据反应温度而变化,通常为0.5分钟~10小时,优选1分钟~2小时左右。
在此反应中,上述式(2-7)所示的二元酚单体理想的是以水溶液或者有机溶剂溶液进行添加。其添加顺序无特别限制。另,在上述制造方法中,催化剂、末端终止剂以及支化剂等可根据需要,在制造二氯甲酸酯低聚物时、其后的高分子量化反应时的任一方或者双方,进行添加使用。
这样获得的PC共聚物为含有下述式(2-10)所示的重复单元以及式(2-11)所示的重复单元的共聚物。
此外,此PC共聚物在不妨碍达成本发明目的的范围内,也可含有具有Ar1和Ar2之外的结构单元的聚碳酸酯单元,或者具有聚酯、聚醚结构的单元。
【化58】
[涂布液的构成]
本实施方式的涂布液至少包含本实施方式的PC共聚物,以及可溶解或者分散本PC共聚物的溶剂而成。另,对于其他的涂布液的构成及内容,除了使用本实施方式的PC共聚物之外,其他均与第1实施方式相同,故本实施方式省略对其的说明。
[电子照相感光体的构成]
本实施方式的电子照相感光体,只要是将上述PC共聚物用于感光层中,已知的各种形式的电子照相感光体当然是可以的,还可以是任一形式的电子照相感光体,但优选作成感光层具有至少1层的电荷产生层和至少1层的电荷输送层的层压型电子照相感光体,或者在一层具有电荷产生物质和电荷输送物质的单层型电子照相感光体。另,对于其他的电子照相感光体的构成及内容,除了使用本实施方式的PC共聚物之外,其他均与第1实施方式相同,故本实施方式省略对其的说明。
[第2实施方式的实施例]
接着通过实施例和比较例进一步详细说明第2实施方式,但本实施方式并不限定于此,在不脱离本发明思想的范围内,也可有各种变形和应用。
〔制造例:低聚物的调制〕
<制造例1:双酚Z低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将73.0g(0.272摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)悬浮于410mL二氯甲烷中,再加入55.3g(0.546摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了54.5g(0.551摩尔)碳酰氯的225mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行洗净。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚Z低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.91摩尔/l、固体物质浓度为0.22kg/l,平均重复单元数为1.31。此外,获得的双酚Z低聚物中包含的酰胺化合物的含量为从双酚Z低聚物中的全部氮质量扣除来源于三乙胺的氮量的值,可知以双酚Z低聚物质量为基准计,为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。另,双酚Z低聚物中的氮质量由依据JIS K2609的化学发光法,定量全部氮量。由此通过气相色谱分析来定量三乙胺量,将其换算成氮量,从全部氮量中扣除,作为来源于酰胺化合物的氮质量。以后将此获得的原料称为Z-CF。
全部氮量的定量使用(株)三菱化学アナリテック制TS-100,依据JIS K2609(化学发光法)来实施。JIS规格记载了关于液体的测定法,对于固体样本可使用同样的装置进行测定。
在50℃、减压条件下,从二氯甲酸酯化合物的二氯甲烷溶液中干燥固化二氯甲烷。使用获得的固体成分进行测定。将此结果同另外以吡啶为标准物质作成的校准线进行比较,进行氮量的定量。将获得的结果使用二氯甲酸酯化合物在二氯甲烷中的浓度进行换算,算出二氯甲酸酯化合物中的全部氮量。
三乙胺的定量如下:在由上述方法获得的二氯甲酸酯化合物的固体成分中加入0.5N-NaOH水溶液中,使其pH在8以上,再加入氯仿,将氯仿提取成分作为三乙胺,进行气相色谱分析,以绝对校准线法进行定量。
气相色谱分析的条件如下。
机种:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:CP-VOLAMINE(Varian制) 60m×0.32mm(内径)
注入口温度;150℃
色谱柱温度:从40℃至150℃,以50℃/分钟进行升温,在150℃下保持10分钟后,以50℃/分钟升温至250℃
载气:氦40cm/秒一定
注入量:2μl
注入方式:不分流
检测器:FID
FID温度:260℃
另,平均重复单元数(n')用以下的算式求得。
平均重复单元数(n')=1+(Mav-M1)/M2···(数1)
(式(数1)中,Mav为(2×1000/(CF价)),M2为(M1-98.92),M1为上述式(2-4)中,n'=1时的二氯甲酸酯化合物的分子量,CF价(N/kg)为(CF值/浓度),CF值(N)为1L反应溶液中包含的上述式(2-4)所示二氯甲酸酯化合物中的氯分子数,浓度(kg/L)为浓缩1L反应溶液获得的固体成分的量。此处,98.92是由二氯甲酸酯化合物之间的缩聚所脱离的2个氯原子、1个氧原子和1个碳原子的总计原子量。)
<制造例2:1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将43.6g(0.124摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷悬浮于410mL二氯甲烷中,再加入25.0g(0.248摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了24.8g(0.250摩尔)碳酰氯的225mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行洗净。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.92摩尔/L、固体物质浓度为0.23kg/L,平均重复单元数为1.06。另,可知获得的1,1-二(4-羟苯基)-环十二烷低聚物中的酰胺化合物的含量为210质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为CDE-CF。
<制造例3:2,2-二(4-羟苯基)-金刚烷低聚物(氯甲酸酯)的合成>
在33.0g(0.103mol)的2,2-二(4-羟苯基)金刚烷、330mL二氯甲烷、30.6g(0.309mol)碳酰氯的混合液中,滴加23.2g(0.229mol)三乙胺和66mL二氯甲烷的混合液,除此之外,同制造例4进行。获得288.2g的含二氯甲酸酯的溶液。
获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.87摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数为1.11。另,可知获得的2,2-二(4-羟苯基)-金刚烷低聚物中的酰胺化合物的含量为410质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为22Ad-CF。
<制造例4:双酚Z低聚物(氯甲酸酯)的合成>
将60.0kg(224摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)悬浮于1080L二氯甲烷中,再加入66.0kg(667摩尔)碳酰氯使之溶解。在2.2~17.8℃下历时2小时50分钟向其中滴加溶解了44.0kg(435摩尔)三乙胺的120L二氯甲烷溶解液。于17.9℃~19.6℃下搅拌30分钟后,再于14~20℃下蒸馏除去900L二氯甲烷。在残液中加入210L纯水、1.2kg浓盐酸、450g连二亚硫酸盐进行洗净。其后,用210L纯水重复清洗5次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚Z低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为1.14摩尔/L、固体物质浓度为0.23kg/L,平均重复单元数为1.02。另,可知获得的双酚Z低聚物中的酰胺化合物的含量为20质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为Z-CF2。
<制造例5:双酚Z低聚物(氯甲酸酯)的合成>
在制造例1中,将在双酚Z低聚物(Z-CF)的合成反应后进行的纯水清洗的次数从4次减为2次,除此之外,同制造例1进行制造。
另,可知获得的双酚Z低聚物中的酰胺化合物的含量为720质量ppm。以后将此获得的原料称为Z-CF3。
〔实施例1〕
(PC共聚物的制造)
在反应容器上装备机械搅拌器、搅拌翼、挡板,添加上述制造例1中获得的Z-CF(9mL)和二氯甲烷(51mL)。向其中添加末端终止剂对叔丁基苯酚(以下记为PTBP)(0.02g),搅拌使其充分混合。在本溶液中,加入全部的另外调制的单体溶液(单体溶液调制法:调制12mL2N的氢氧化钾水溶液,冷却至室温以下后,添加0.1g连二亚硫酸盐、1.1g2,7-二羟基萘,使之完全溶解),搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.03N盐酸1次、0.1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的聚碳酸酯共聚物(PC-1)。
(PC共聚物的确定)
将这样获得的聚碳酸酯共聚物(PC-1)溶解于二氯甲烷中,调制为浓度0.5g/dl的溶液,测定20℃时的对比粘度[ηsp/C],值为1.13dl/g。另,通过1H-NMR光谱和13C-NMR光谱分析获得的PC-1的结构和组成,可确定其为下述重复单元、重复单元数以及组成构成的聚碳酸酯共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为10质量ppm。
【化59】
n=2.46、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.29
另,上述式(2-1)中的结构按如下顺序进行确定。首先,使用13C-NMR光谱,可确认Ar2之间没有成键,接着通过1H-NMR光谱算出Ar1与Ar2的共聚比。再通过下述式(数2)算出n值。
Ar2/(Ar1+Ar2)=1/(n+1)···(数2)
(涂布液以及电子照相感光体的制造)
使用蒸镀了铝金属的聚对苯二甲酸乙二酯树脂薄膜作为导电性基质,在其表面依次层压电荷产生层和电荷输送层形成层压型感光层来制造电子照相感光体。使用0.5质量份酞菁氧钛作为电荷产生物质,使用0.5质量份丁缩醛树脂作为胶粘剂树脂。将其添加到19质量份二氯甲烷溶剂中,使用球磨机分散,通过刮条涂布机将此分散液涂布在上述导电性基质薄膜表面上,使之干燥,形成膜厚约为0.5微米的电荷产生层。
接着,作为电荷输送物质,将0.5g下述式(2-12)的化合物(CTM-1)、0.5g上述获得的聚碳酸酯共聚物(PC-1)分散于10毫升的四氢呋喃中,调制成涂布液。通过敷贴器将涂布液涂布在上述电荷产生层上,再干燥,形成膜厚约20微米的电荷输送层。
【化60】
(PC共聚物及电子照相感光体的评价)
PC共聚物的溶解性通过在调制上述涂布液时,目测观察调制的涂布液的白浊度来进行评估。PC共聚物溶解,没有白浊时为○,白浊时为“白浊”,存在没有溶解的部分时为×。
此外,PC共聚物及电子照相感光体的耐磨性的评价如下。
〔1〕制作共聚物的耐磨性评价样本:将PC-1(2g)溶解于二氯甲烷(12mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔2〕制作感光体的耐磨性评价样本:将PC-1(1g)以及上述CTM-1(1g)溶解于二氯甲烷(10mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔3〕评价:使用スガ磨耗试验机NUS-ISO-3型(スガ试验机社制)评价上述〔1〕、〔2〕中制作的薄膜的流涎面的耐磨性。试验条件:使负重4.9N的磨耗纸(含有粒径3μm的氧化铝粒子)与感光层表面接触,进行2000次往复运动,测定质量减少量。
〔4〕测定PC共聚物中包含的杂质(二乙基氯甲酰胺)的含量:二乙基氯甲酰胺使用气相色谱分析仪采用绝对校准线法进行测定。
测定条件如下。
样本:将0.5gPC共聚物溶解于13.3g二氯甲烷中,作为测定样本。
机器:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:HP-130m×0.25mm(内径) (膜厚:0.25μm)
温度:从40℃以每分10℃升温至300℃,在300℃下保持30分钟
注入口:分流300℃
检测器:310℃(FID)
载气:氦40cm/秒
注入量:1μl
接着,使用静电带电试验装置EPA-8100(川口电机制造所社制)测定电子照相感光体的电子照相特性。进行静电样式、-6kV的电晕放电,测定初期表面电位(V0)、光照射(10Lux)5秒后的残留电位(初期残留电位(VR))、减半曝光量(E1/2)。此外,改造市售的印刷机(FS-600、京セラ制),使其可测定感光体的表面电位,使其可将上述感光体装载为鼓状进行评价,在高温·高湿的条件下(35℃、85%),不通色粉、纸的情况下重复运行24小时,评价运行前后的带电特性(重复残留电位上升(VR上升))。
将该结果示于表3中,对后述实施例2~4及比较例1~3也进行同样的评价,结果见表3。
〔实施例2〕
在实施例1中,将Z-CF更改为18mLCDE-CF,二氯甲烷的量改为42mL,PTBP的量改为0.02g,2,7-二羟基萘改为0.8g间苯二酚,除此之外,同实施例1进行制造,获得PC-2。
可确定PC-2的[ηsp/C]为1.11dl/g,上述式(2-1)中,为由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为20质量ppm。
【化61】
n=2.0、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.33
〔实施例3〕
在实施例1中,将Z-CF更改为18mL22Ad-CF,二氯甲烷的量改为42mL,PTBP的量改为0.03g,2,7-二羟基萘改为1.1g4,4'-联苯酚,2N的氢氧化钾水溶液的量改为13mL,除此之外,同实施例1进行制造,获得PC-3。
可确定PC-3的[ηsp/C]为1.13dl/g,上述式(2-1)中,为由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为35质量ppm。
【化62】
n=2.0、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.33
〔实施例4〕
实施例1中,除了将1.1g2,7-二羟基萘改为1.8g4,4'-联苯酚之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-4)。
可确定PC-4的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(2-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为15质量ppm。
【化63】
n=2.13、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.32
〔实施例4A〕
在反应容器上装备机械搅拌器、搅拌翼、挡板,注入上述制造例4中获得的Z-CF2(24mL)和二氯甲烷(36mL)。向其中添加末端终止剂对叔丁基苯酚(以下记为PTBP)(0.04g)和0.2g下述式(2-4A)所示的硅氧烷改性苯酚,搅拌使其充分混合。
在该溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制10ml2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、2.6g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),使反应器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2ml三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.03N盐酸1次、0.1L的水5次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液在搅拌下滴入温水中,使二氯甲烷蒸发的同时获得树脂固体成分。过滤获得的析出物,通过干燥制造下述结构的聚碳酸酯共聚物(PC-4A)。另,PC共聚物(PC-4A)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为3质量%。此外,下述式2-4A中,n=39。
【化64】
可确定PC-4A的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(2-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5ppm。
【化65】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例4B〕
在实施例4A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.4g下述式(2-4B)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例4A制造PC共聚物(PC-4B)。另,PC共聚物(PC-4B)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为5质量%。此外,下述式2-4B中,n=90。
【化66】
可确定PC-4B的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(2-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化67】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例4C〕
在实施例4A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.2g下述式(2-4C)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例4A制造PC共聚物(PC-4C)。另,PC共聚物(PC-4B)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为5质量%。此外,下述式2-4C中,n=150。
【化68】
可确定PC-4C的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(2-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化69】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例4D〕
在实施例4A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.2g下述式(2-4D)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例4A制造PC共聚物(PC-4D)。另,PC共聚物(PC-4D)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为5质量%。此外,下述式2-4D中,n=60。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化70】
【化71】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42。
对实施例4A~4D获得的PC共聚物,如下进行水接触角和色粉附着性的评价。
(水接触角的评价)
单独使用PC共聚物制造薄膜,使用该薄膜,测定其对超纯水的接触角。
接触角测定使用DM700(协和界面科学株式会社制)作为测定装置。
(色粉附着性的评价)
如上所述,使用PC共聚物制造电子照相感光体,再使用市售的印刷机(FS-600,京セラ(株)制)进行评价。
具体地,在印刷机上安装鼓状电子照相感光体,于常温·常湿条件下(23℃、50%),反复运行1个小时。
然后,目测确认电子照相感光体中央的一定范围内(2cm×2cm的正方形)的附着状态。评价基准如下。
(评价基准)
◎:电子照相感光体的评价范围内无色粉附着。
○:存在少许的色粉附着。通过吹气可除去。
×:存在色粉附着。通过吹气无法除去。
〔比较例1〕
遵从日本专利特开平5-70582的实施例2,按如下制造GPC聚苯乙烯换算质均分子量为6万的PC共聚物(PC-5)。
在具有搅拌机、温度计的反应容器中加入625mL二氯甲烷,搅拌的同时加入35.3g双酚A二氯甲酸酯溶解。再进一步加入125mL离子交换水后,充分搅拌的同时,于20~25℃下历时1小时滴加228.6g3.5%的氢氧化钠水溶液中溶解了18.6g联苯酚的溶液。滴加后,同温度下持续搅拌4小时后,加入14.3g28%的氢氧化钠水溶液再持续搅拌5小时,当分子量为6万(GPC,聚苯乙烯换算)时停止搅拌,静置。
将获得的反应溶液注入冰水中,过滤析出的晶体,水洗、干燥后,用丙酮进行重结晶,获得PC-5。
本PC共聚物的对比粘度[ηsp/C]为0.53dl/g。
〔比较例2〕
将1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)(0.17kg)、4,4'-联苯酚(0.03kg)与1.5L2N氢氧化钾水溶液和1.0kg二氯甲烷混合,搅拌的同时,冷却下,向溶液中以1L/分的比例吹入碳酰氯气体,至到pH变为9以下。接着,静置分离该反应溶液,有机层的聚合度为2~6,获得分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物的二氯甲烷溶液。
再接着,在反应容器上安装机械搅拌器、搅拌翼、挡板,在上述低聚物(26mL)中添加二氯甲烷(34mL)。向其中添加末端终止剂PTBP(0.065g),搅拌使其充分混合。在本溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制15mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,添加0.02g连二亚硫酸盐、1.2g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.01N盐酸1次、0.1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-6)。
PC-6的对比粘度[ηsp/C]为1.10dl/g。此外,可确认在本PC共聚物中,来源于4,4'-联苯酚的重复单元介由碳酸酯键作为2以上的连接成分而存在。
〔比较例3〕
将1.2kg16重量%的氢氧化钾水溶液中溶解了0.2kg的1,1-二(4-羟苯基)环己烷的溶解液与1.3kg二氯甲烷混合,搅拌的同时,冷却下,向溶液中以1L/分的比例吹入碳酰氯气体,至到pH变为9以下。接着,静置分离该反应溶液,有机层的聚合度为2~6,获得分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物的二氯甲烷溶液。
再接着,在反应容器上安装机械搅拌器、搅拌翼、挡板,在上述低聚物(260mL)中添加190mL二氯甲烷。添加末端终止剂对叔丁基苯酚(0.40g),搅拌使其充分混合。在本溶液中添加30mL另外调制的2N氢氧化钾水溶液后,搅拌的同时添加1mL三乙胺水溶液(7vol%)。10分钟后,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制120mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,添加0.1g连二亚硫酸盐、17.3g1,1-二(4-羟苯基)环己烷,使之完全溶解),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用2L的二氯甲烷、1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用1L的水1次、1L的0.01N盐酸1次、1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-7)。
PC-7的对比粘度[ηsp/C]为1.14dl/g。此外,n值超过3.00。
〔比较例4〕
将实施例4中使用的双酚Z低聚物(Z-CF)改变为制造例5中制造的双酚Z低聚物(Z-CF3),除此之外,同实施例4,制造PC共聚物(PC-8)。另,PC共聚物(PC-8)的结构及对比粘度同实施例4。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为110ppm。
〔评价结果〕
表3显示的是实施例1~4D和比较例1~4的评价结果。比较实施例1~4D、比较例1~4,实施例1~4D的PC共聚物保持稳定的在有机溶剂中的溶解性,且从耐磨性评价中,质量减少量小可知,耐磨性优异。此外,实施例1~4D的电子照相感光体,从初期残留电位(VR)值小,重复残留电位(VR上升)也小可知,耐磨性、电特性以及带电特性均优异。
另一方面,比较例1的PC共聚物不溶于溶剂,无法调制成涂布液。比较例2的PC共聚物,其溶解性差,电子照相感光体的初期残留电位和重复残留电位均显示出大的值,由此可知其电特性和带电特性差。比较例3的PC共聚物,从其耐磨性评价中的质量减少量大,可知耐磨性差。
此外,实施例1~4D中,由于二氯甲酸酯的清洗次数多,故PC共聚物中几乎不存在杂质量,其初期残留电位和重复残留电位良好。但是,比较例4中,由于二氯甲酸酯的清洗次数少,故PC共聚物中杂质大量存在,可知其初期残留电位和重复残留电位差。
进一步,如表4所示,实施例4A~4C中,PC共聚物中具有二价有机硅氧烷改性亚苯基,实施例4D中,PC共聚物中具有一价有机硅氧烷改性苯基,故可知相比于不具有有机硅氧烷改性苯基的实施例4,水接触角和色粉附着性得到提高。
另,表3中,“*杂质含量”表示二乙基氯甲酰胺的含量。
【表3】
【表4】
<第3实施方式>
以下针对本发明的第3实施方式进行详述。
另,本实施方式中,对于与前述第1实施方式和第2实施方式重复的内容,其说明进行省略或者简化。
[PC共聚物的结构]
本实施方式的PC共聚物,其特征在于,具有由下述式(3-1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。
【化72】
{式中Ar1为下述式(3-2)表示的基团,Ar2为取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二价基团,n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上3.00以下的数。}
本实施方式的PC共聚物,由于通常是在形成Ar1链段后,使之与含有Ar2的单体反应而进行制造,故n不能为1.0以下的数。n优选1.09以上3.0以下,更优选1.09以上2.30以下。当不足1.09时,重复单元的规则性过高,晶体性单体的特性过高,故溶解性恶化。此外,超过3.0时,很难使获得的PC共聚物中所包含的晶体性成分的含量充分高,故存在耐磨性改善效果不充分的情况。
本实施方式的PC共聚物中,Ar2的单体单元含量为25摩尔%以上47摩尔%以下,优选29摩尔%以上47摩尔%以下,进一步优选32摩尔%以上47摩尔%以下,特别优选38摩尔%以上45摩尔%以下。
当Ar2超过47摩尔%时,由于成为了类似于交替共聚合的规则性高的结构的共聚物,故溶解性降低。不足25摩尔%时,耐磨性改善的效果变得不充分。上述的摩尔%表示Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成的百分比值。
此外,具有Ar2相互之间的成键链段结构的聚合物,由于Ar2构成的链段成分的溶解性低,溶液存在白浊,作为涂布液不理想。
上述式(3-1)中,Ar1由下述式(3-2)所示。
【化73】
{式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。X为-CR3R4-所示的连接基团,R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。其中,R3不同于R4。}
另,上述式(3-2)的结构,出于原料的入手性和耐磨性的点,优选下述式(3-2')的结构。
【化74】
构成R1、R2的卤原子可列举氟原子、氯原子、溴原子。
构成R1、R2的碳原子数1~12的烷基可列举,直链烷基或者支链烷基。例如甲基、乙基、各种丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基。此外,也可为环己基等环状烷基。进一步,这些基团中的氢原子的一部分或者全部也可被卤原子取代。其他的取代基可列举三氟甲基,或碳原子数6~12的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的芳氧基。作为构成这些取代基的烷基可列举上述基团,芳基可列举后述的基团。
构成R1、R2的碳原子数6~12的芳基可列举苯基等。
构成R1、R2的碳原子数1~12的烷氧基、构成碳原子数6~12的芳氧基的烷基、芳基可列举上述基团。
在上述基团中,当芳基或芳氧基具有取代基时,取代基可列举碳原子数1~6的烷基。碳原子数1~6的烷基可以列举上述R1、R2的说明中所列举的基团。其他的取代基可列举卤原子或三氟甲基。
R1、R2可全部为氢原子,当具有多个氢原子之外的基团时,它们相互之间可相同或不同。
上述式(3-2)的X为-CR3R4-所示的连接基团,碳原子数优选2~20。对于构成R3、R4的碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,可列举与上述R1、R2相同的基团,但R3与R4不相同。在R3和R4不相同的情况下,可看出溶解性得到提高。
Ar2为取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二价基团。
Ar2为联苯酚衍生物时,从提高机械特性和耐磨性的点,优选在4,4'位上成键。当为萘衍生物时,可采取在1~8位的任意一位置上与氧原子成键的形态,但从提高机械特性或耐磨性的点,优选在2、7位,2、6位,1、4位或者1、5位成键。对于其他的取代基以及与氧原子的成键位置,同Ar1。
本实施方式中,同第1实施方式与第2实施方式,作为Ar2,优选进一步包含二价有机硅氧烷改性亚苯基。
此外,本实施方式的PC共聚物同第1实施方式与第2实施方式,以二氯甲烷为溶剂的浓度为0.5g/dl的溶液在20℃时的对比粘度[ηsp/C]优选为0.1dl/g以上5dl/g以下,更优选0.2dl/g以上3dl/g以下,特别优选0.3dl/g以上2.5dl/g以下。对比粘度[ηsp/C]不足0.1dl/g时,作为电子照相感光体使用时,其耐磨性可能变得不充分。此外,对比粘度[ηsp/C]超过5dl/g时,从涂布液制造电子照相感光体等成形体时,涂布粘度变得过高,电子照相感光体等的成形体生产率可能会降低,不理想。
同第2实施方式,本实施方式中,上述式(3-1)中记载的PC共聚物为链末端由一价芳香族基或一价含氟脂肪族基进行封止的PC共聚物,从改善电特性的点,优选。
在电特性得到改善的PC共聚物中,同第2实施方式,末端基为一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基。一价的芳香族基可为含有烷基等脂肪族基的基团。一价的含氟脂肪族基可为含有芳香族基的基团。
构成末端基的一价芳香族基,同第2实施方式优选为碳原子数6~12的芳基。这样的芳基可列举,例如苯基或联苯基。芳香族基或芳香族基上加成的烷基等的脂肪族基所加成的取代基可列举氟原子、氯原子、溴原子等卤原子。此外,芳香族基上加成的取代基可列举碳原子数1~20的烷基。该烷基可为如上加成有卤原子的基团,也可为加成有芳基的基团。
构成末端基的一价含氟脂肪族基同第2实施方式,可列举碳原子数1~20的含氟烷基。
另,链末端为一价芳香族基时,同第1实施方式与第2实施方式,可以为有机硅氧烷改性苯基。
[PC共聚物的制造方法]
本实施方式的PC共聚物可通过,例如使用下述式(3-3)所示的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物,使之与下述式(3-4)所示的共聚用单体的芳香族二元酚性化合物,在碱存在下发生反应而获得。通过使用这样的低聚物,可制造Ar1链段的平均重复数在1.09以上3.0以下范围内的PC共聚物。
【化75】
此处,表示二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数的n'同第2实施方式,其不同于上述式(3-1)的n。n与n'虽为同程度的值,但n的值较大。其原因是存在如下情况。在形成Ar1低聚物后的与含有Ar2的单体反应时,Ar1低聚物末端的氯甲酸酯基与反应系统内存在的碱反应生成羟基,其与末端氯的Ar1低聚物发生缩聚。
式(3-3)的二氯甲酸酯低聚物中,其平均重复单元数n'同第2实施方式,在1.0以上1.99以下的范围内。通过使用平均重复单元数在1.0以上1.99以下范围内的双氯甲酸酯低聚物,可很容易地制造本实施方式的PC共聚物。平均重复单元数n'的算出方法可列举后述实施例中的方法。
进一步,本实施方式中,基于能提高在有机溶剂中的溶解性的点而优选上述式(3-2)所示的Ar1为选自1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、1,1-二(4-羟苯基)乙烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-二(4-羟苯基)丁烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基甲烷的单体衍生出来的二价基团。
另,同第1实施方式与第2实施方式,有时在含有式(3-3)所示的二氯甲酸酯低聚物的原料中含有酰胺化合物杂质。
本实施方式的PC共聚物的制造方法可列举,例如使下述式(3-5)所示的双酚化合物衍生出来的二氯甲酸酯低聚物与下述式(3-6)所示的、联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二元酚化合物发生缩聚的方法。
【化76】
上述式(3-5)所示的双酚化合物可列举,例如1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、1,1-二(4-羟苯基)乙烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-二(4-羟苯基)丁烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷、1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基甲烷。
这些双酚化合物基于能提供溶解性优异的PC共聚物的点而优选。此外,作为电子照相感光体用的PC共聚物适用时,可获得良好的涂布液,故优选。这些可以单独使用一种,也可以2种以上并用。
接着,对上述式(3-6)所示的单体进行说明。本实施方式的PC共聚物的其他构成单元的Ar2的原料单体出于耐磨性的观点考虑,为其自聚合物在二氯甲烷中的溶解度在2质量%以下,或由于在通过界面缩聚法合成聚碳酸酯反应中生成的聚合物结晶化而实质上不可能合成数均分子量在10000以上的自聚合物的二元酚单体。
另,在二氯甲烷中的溶解度是否在2质量%以下,可通过将2质量份的有机溶剂含量在500质量ppm以下的、粘均分子量在15000~30000以下范围的固体状自聚合物于室温下,浸泡在98质量份的二氯甲烷中,放置24小时后,分离固液,干燥固体求得的质量减少是否在0.04质量份以上来进行确认。
作为上述式(3-6)所示的单体可列举与第2实施方式相同的化合物,故本实施方式省略对其的说明。
本实施方式的PC共聚物同第2实施方式,通过进一步聚合Ar2为二价的有机硅氧烷改性亚苯基的上述式(3-6)所示的单体而获得。此时,二价有机硅氧烷改性亚苯基可列举前述的化合物。
本实施方式的PC共聚物可通过使用由式(3-5)的单体获得的二氯甲酸酯低聚物与式(3-6)的单体进行界面缩聚很容易地进行制造。例如,可通过使用以碳酰氯为首的各种二卤化碳酰,在酸接受剂的存在下进行界面缩聚来很好地形成碳酸酯键。这些反应同第1实施方式与第2实施方式,可根据需要在末端终止剂和支化剂中至少一方的存在下进行。另,末端终止剂和支化剂同第1实施方式与第2实施方式,故本实施方式省略其说明。此外,在本实施方式的PC共聚物的制造中,也可使用2种以上的由来于Ar2的单体作为多元共聚物。
对于进行界面缩聚时的情况,由于其内容同第2实施方式,故本实施方式省略其说明。
本实施方式的PC共聚物的制造方法具体地可实施各种方式,例如,采取使上述式(3-5)的双酚化合物与碳酰氯等反应,制造二氯甲酸酯低聚物的低重复单元数物,接着使该二氯甲酸酯低聚物与上述式(3-6)在上述溶剂和酸接受剂的碱水溶液的混合液的存在下反应的方法,该方法能将上述式(3-1)中的n值调整到合适的范围内的点,故优选。
作为制造该二氯甲酸酯低聚物的方法,使用由以下所示方法制造而成的化合物的话,由于其能简化PC共聚物制造时的清洗工序等的点而优选。
作为上述式(3-3)的n'的值在1.0以上1.99以下范围内的二氯甲酸酯低聚物的制造方法,有后述制造例中所示的方法。首先,将上述式(3-5)的双酚化合物悬浮于二氯甲烷等疏水性溶剂中,加入碳酰氯形成混合溶液。另一方面,使三乙胺等叔胺溶解于二氯甲烷等疏水性溶剂中形成溶液,再将该溶液滴加到上述混合溶液中,在室温以下的温度下使之反应。在获得的反应混合物残液中加入盐酸和纯水进行清洗,得到含有低重复单元数的聚碳酸酯低聚物的有机层。
滴液温度或反应温度通常为0~70℃,优选5~65℃,滴液时间、反应时间共15分钟~4小时,优选30分钟~3小时左右。由以上获得的聚碳酸酯低聚物的平均重复单元数(n')优选1.00以上1.99以下,进一步优选1.00以上1.60以下。
在含有这样获得的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物的有机相中,加入上述式(3-6)所示的芳香族二元酚单体使之反应。反应温度为0~150℃,优选5~40℃,特别优选10~25℃。
反应压力可为减压、常压、加压的任一,但通常适宜在常压或者反应系统的自身压力左右进行。反应时间受反应温度影响,通常为0.5分钟~10小时,优选1分钟~2小时左右。
在此反应中,上述式(3-6)所示的芳香族二元酚单体理想的是以水溶液或者有机溶剂溶液进行添加。其添加顺序无特别限制。另,在上述制造方法中,催化剂、末端终止剂以及支化剂等可根据需要,在制造二氯甲酸酯低聚物时、其后的高分子量化反应时的任一方或者双方,进行添加使用。
这样获得的PC共聚物为含有下述式(3-9)所示的重复单元以及式(3-10)所示的重复单元的PC共聚物。
此外,此PC共聚物在不妨碍达成本发明目的的范围内,也可含有具有Ar1和Ar2之外的结构单元的聚碳酸酯单元,或者具有聚酯、聚醚结构的单元。
【化77】
[涂布液的构成]
本实施方式的涂布液至少包含本实施方式的PC共聚物,以及可溶解或者分散本PC共聚物的溶剂而成。另,其他的涂布液的构成及内容,除了使用本实施方式的PC共聚物之外,其他均与第1实施方式和第2实施方式相同,故本实施方式省略对其的说明。
[电子照相感光体的构成]
本实施方式的电子照相感光体,只要是将上述PC共聚物用于感光层中,则已知的各种形式的电子照相感光体当然是可以的,还可以是任一形式的电子照相感光体,但优选作成感光层具有至少1层的电荷产生层和至少1层的电荷输送层的层压型电子照相感光体,或者在一层具有电荷产生物质和电荷输送物质的单层型电子照相感光体。另,其他的电子照相感光体的构成及内容,除了使用本实施方式的PC共聚物之外,其他均与第1实施方式和第2实施方式相同,故本实施方式省略对其的说明。
[第3实施方式的实施例]
接着通过实施例和比较例进一步详细说明第3实施方式,但本实施方式并不限定于此,在不脱离本发明思想的范围内,也可有各种变形和应用。
〔制造例:低聚物的调制〕
<制造例1:双酚E低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将73.0g(0.341摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)乙烷(双酚E)悬浮于410mL二氯甲烷中,再加入68.7g(0.682摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了65.0g(0.689摩尔)碳酰氯的245mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚E低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.98摩尔/l、固体物质浓度为0.21kg/l,平均重复单元数(n')为1.37。此外,获得的双酚E低聚物中包含的酰胺化合物的含量为从双酚E低聚物中的氮质量扣除来源于三乙胺的氮量的值,可知以双酚E低聚物质量为基准计,为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。另,双酚E低聚物中的氮质量由依据JIS K2609的化学发光法,定量全部氮量。由此通过气相色谱分析来定量三乙胺量,将其换算成氮量,从全部氮量中扣除,作为来源于酰胺化合物的氮质量。以后将此获得的原料称为E-CF。
全部氮量的定量使用(株)三菱化学アナリテック制TS-100,依据JIS K2609(化学发光法)来实施。JIS规格记载了关于液体的测定法,对于固体样本可使用同样的装置进行测定。
在50℃、减压条件下,从二氯甲酸酯化合物的二氯甲烷溶液中干燥固化二氯甲烷。使用获得的固体成分进行测定。将此结果同另外以吡啶为标准物质作成的校准线进行比较,进行氮量的定量。将获得的结果使用二氯甲酸酯化合物在二氯甲烷中的浓度进行换算,算出二氯甲酸酯化合物中的全部氮量。
三乙胺的定量如下:将由上述方法获得的二氯甲酸酯化合物的固体成分加入到0.5N-NaOH水溶液中,使其pH在8以上,再加入氯仿,将氯仿提取成分作为三乙胺,进行气相色谱分析,以绝对校准线法进行定量。
气相色谱分析的条件如下。
机种:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:CP-VOLAMINE(Varian制) 60m×0.32mm(内径)
注入口温度:150℃
色谱柱温度:从40℃至150℃,以50℃/分钟进行升温,在150℃下保持10分钟后,以50℃/分钟升温至250℃
载气:氦40cm/秒一定
注入量:2μl
注入方式:不分流
检测器:FID
FID温度:260℃
另,平均重复单元数(n')用以下的算式求得。
平均重复单元数(n’)=1+(Mav-M1)/M2···(数1)
(式(数1)中,Mav为(2×1000/(CF价)),M2为(M1-98.92),M1为上述式(3-3)中,n'=1时的二氯甲酸酯化合物的分子量,CF价(N/kg)为(CF值/浓度),CF值(N)为1L反应溶液中包含的上述式(3-3)所示二氯甲酸酯化合物中的氯分子数,浓度(kg/L)为浓缩1L反应溶液获得的固体成分的量。此处,98.92是由二氯甲酸酯化合物之间的缩聚所脱离的2个氯原子、1个氧原子和1个碳原子的总计原子量。)
<制造例2:BisB低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在制造例1中,将双酚E更改为65.8g(0.272摩尔)2,2-二(4-羟苯基)丁烷(BisB)、三乙胺的量改为53.8g(0.533摩尔),碳酰氯的二氯甲烷溶液改为225mL二氯甲烷中溶解52.7g(0.533摩尔)碳酰氯的溶液,除此之外,同制造例1,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚B低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.99摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数(n')为1.21。另,可知获得的BisB低聚物中的酰胺化合物的含量为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为BisB-CF。
<制造例3:AP低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在制造例1中,将双酚E更改为78.9g(0.272摩尔)1,1-二(4-羟苯基)-1-苯基乙烷(AP)、三乙胺的量改为53.8g(0.533摩尔),碳酰氯的二氯甲烷溶液改为225mL二氯甲烷中溶解52.7g(0.533摩尔)碳酰氯的溶液,除此之外,同制造例1,获得分子末端具有氯甲酸酯基的AP低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.91摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数(n')为1.15。另,可知获得的AP低聚物中的酰胺化合物的含量为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为AP-CF。
<制造例4:双酚A低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将80.2g(0.352摩尔)的2,2-二(4-羟苯基)丙烷(双酚A)悬浮于450mL二氯甲烷中,再加入70.4g(0.702摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了69.8g(0.631摩尔)碳酰氯的250mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚A低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.88摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数(n')为1.49。另,可知获得的双酚A低聚物中的酰胺化合物的含量为150质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为A-CF。
<制造例5:双酚E低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在制造例1中,将在双酚E低聚物(E-CF)的合成反应后进行的纯水清洗的次数从4次减为2次,除此之外,同制造例1进行制造。
另,可知获得的双酚E低聚物中的酰胺化合物的含量为720质量ppm。以后将此获得的原料称为E-CF2。
〔实施例1〕
(PC共聚物的制造)
在装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板的反应容器中,注入制造例1的E-CF(17ml)和二氯甲烷(43ml)。向其中添加末端终止剂对叔丁基苯酚(以下记为PTBP)(0.05g),搅拌使其充分混合。在该溶液中,加入全部的另外调制的二元酚单体溶液(单体溶液调制法:调制14mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、1.6g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),使反应器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.03N盐酸1次、0.1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-1)。
(PC共聚物的确定)
将这样获得的PC共聚物(PC-1)溶解于二氯甲烷中,调制为浓度0.5g/dl的溶液,测定20℃时的对比粘度[ηsp/C],值为1.24dl/g。另,通过1H-NMR光谱和13C-NMR光谱分析获得的PC-1的结构和组成,可确定其为下述重复单元、重复单元数以及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为10质量ppm。
【化78】
n=2.28、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.31
另,上述式(3-1)中的结构按如下顺序进行确定。首先,使用13C-NMR光谱,可确认Ar2之间没有成键,接着通过1H-NMR光谱算出Ar1与Ar2的共聚比。再通过下述式(数2)算出n值。
Ar2/(Ar1+Ar2)=1/(n+1)···(数2)
(涂布液以及电子照相感光体的制造)
使用蒸镀了铝金属的聚对苯二甲酸乙二酯树脂薄膜作为导电性基质,在其表面依次层压电荷产生层和电荷输送层形成层压型感光层来制造电子照相感光体。使用0.5质量份酞菁氧钛作为电荷产生物质,使用0.5质量份丁缩醛树脂作为胶粘剂树脂。将其添加到19质量份二氯甲烷溶剂中,使用球磨机分散,通过刮条涂布机将此分散液涂布在上述导电性基质薄膜表面上,使之干燥,形成膜厚约为0.5微米的电荷产生层。
接着,作为电荷输送物质,将0.5g下述式(3-11)的化合物(CTM-1)、0.5g上述获得的PC共聚物(PC-1)分散于10毫升的四氢呋喃中,调制成涂布液。通过敷贴器将涂布液涂布在上述电荷产生层上,再干燥,形成膜厚约20微米的电荷输送层。
【化79】
(PC共聚物及电子照相感光体的评价)
PC共聚物的溶解性通过在调制上述涂布液时,目测观察调制的涂布液的白浊度来进行评估。PC共聚物溶解,没有白浊时为○,白浊时为“白浊”,存在没有溶解的部分时为×。
此外,PC共聚物及电子照相感光体的耐磨性的评价如下。
〔1〕制作共聚物的耐磨性评价样本:将PC-1(2g)溶解于二氯甲烷(12mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔2〕制作感光体的耐磨性评价样本:将PC-1(1g)以及上述CTM-1(1g)溶解于二氯甲烷(10mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔3〕评价:使用スガ磨耗试验机NUS-ISO-3型(スガ试验机社制)评价上述〔1〕、〔2〕中制作的薄膜的流涎面的耐磨性。试验条件:使负重4.9N的磨耗纸(含有粒径3μm的氧化铝粒子)与感光层表面接触,进行2000次往复运动,测定质量减少量。
〔4〕测定PC共聚物中包含的杂质(二乙基氯甲酰胺)的含量:二乙基氯甲酰胺使用气相色谱分析仪采用绝对校准线法进行测定。
测定条件如下。
样本:将0.5gPC共聚物溶解于13.3g二氯甲烷中,作为测定样本。
机器:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:HP-130m×0.25mm(内径) (膜厚:0.25μm)
温度:从40℃以每分10℃升温至300℃,在300℃下保持30分钟
注入口:分流300℃
检测器:310℃(FID)
载气:氦40cm/秒
注入量:1μl
接着,使用静电带电试验装置EPA-8100(川口电机制造所社制)测定电子照相感光体的电子照相特性。进行静电样式、-6kV的电晕放电,测定初期表面电位(V0)、光照射(10Lux)5秒后的残留电位(初期残留电位(VR))、减半曝光量(E1/2)。此外,改造市售的印刷机(FS-600、京セラ制),使其可测定感光体的表面电位,使其可将上述感光体装载为鼓状进行评价,在高温·高湿的条件下(35℃、85%),不通色粉、纸的情况下重复运行24小时,评价运行前后的带电特性(重复残留电位上升(VR上升))。
将该结果示于表5中,对后述实施例2~5及比较例1~4也进行同样的评价,结果见表5。
〔实施例2〕
在实施例1中,将E-CF更改为17mL制造例2的BisB-CF,4,4'-联苯酚改为1.4g2,7-二羟基萘,除此之外,同实施例1进行制造,获得PC-2。
可确定PC-2的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,上述式(3-1)中,为由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为10质量ppm。
【化80】
n=1.99、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.33
〔实施例3〕
在实施例1中,将E-CF(17ml)改为制造例3的AP-CF(17ml),4,4'-联苯酚改为0.9g间苯二酚,氢氧化钠水溶液的量改为13ml。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-3)。
可确定PC-3的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,上述式(3-1)中,为由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为10质量ppm。
【化81】
n=1.93、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.34
〔实施例4〕
实施例1中,将4,4'-联苯酚更改为3.3g9,9-二(3-甲基-4-羟苯基)芴,将氢氧化钠水溶液更改为14mL2N氢氧化钾水溶液。除此之外,同比较例1制造PC共聚物(PC-4)。
可确定PC-4的对比粘度[ηsp/C]为1.15dl/g,上述式(1)中,为由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为10质量ppm。
【化82】
n=2.15、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.32
〔实施例5〕
实施例1中,将4,4'-联苯酚更改为1.7g二(4-羟苯基)甲烷,将氢氧化钠水溶液的量更改为14mL。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-5)。
可确定PC-5的对比粘度[ηsp/C]为1.13dl/g,上述式(3-1)中,为由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为10质量ppm。
【化83】
n=2.05、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.33
〔实施例10A〕
在实施例1中,投入二氯甲烷的同时添加0.1g下述式(3-10A)所示的硅氧烷改性苯酚,搅拌使之充分混合。
在该溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制10mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、2.6g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),使反应器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.03N盐酸1次、0.1L的水5次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液在搅拌下滴入温水中,使二氯甲烷蒸发的同时获得树脂固体成分。过滤获得的析出物,通过干燥制造下述结构的聚碳酸酯共聚物(PC-10A)。另,PC共聚物(PC-10A)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为2质量%。此外,下述式(3-10A)中,n=39。
【化84】
可确定PC-10A的对比粘度[ηsp/C]为1.24dl/g,结构为上述式(3-1)中由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为5质量ppm。
【化85】
〔实施例10B〕
在实施例10A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.2g下述式(3-10B)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例10A制造PC共聚物(PC-10B)。另,PC共聚物(PC-10B)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为4质量%。此外,下述式(3-10B)中,n=90。
【化86】
可确定PC-10B的对比粘度[ηsp/C]为1.24dl/g,上述式(3-1)中,为由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为5质量ppm。
【化87】
n=2.28、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.31
〔实施例10C〕
在实施例10A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.25g下述式(3-10C)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例10A制造PC共聚物(PC-10C)。另,PC共聚物(PC-10C)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为5质量%。此外,下述式(3-10C)中,n=150。
【化88】
可确定PC-10C的对比粘度[ηsp/C]为1.24dl/g,结构为上述式(3-1)中由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为5质量ppm。
【化89】
n=2.28、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.31
〔实施例10D〕
在实施例10A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.2g下述式(3-10D)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例10A制造PC共聚物(PC-10D)。另,PC共聚物(PC-10D)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为4质量%。此外,下述式(3-10D)中,n=60。
【化90】
可确定PC-10D的对比粘度[ηsp/C]为1.24dl/g,结构为上述式(3-1)中由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为5质量ppm。
【化91】
n=2.28、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.31
对实施例10A~10D获得的PC共聚物,如下进行水接触角和色粉附着性的评价。
(水接触角的评价)
单独使用PC共聚物制造薄膜,使用该薄膜,测定其对超纯水的接触角。
接触角测定使用DM700(协和界面科学株式会社制)作为测定装置。
(色粉附着性的评价)
如上所述,使用PC共聚物制造电子照相感光体,再使用市售的印刷机(FS-600,京セラ(株)制)进行评价。
具体地,在印刷机上安装鼓状电子照相感光体,于常温·常湿条件下(23℃、50%),反复运行1个小时。
然后,目测确认电子照相感光体中央的一定范围内(2cm×2cm的正方形)的附着状态。评价基准如下。
(评价基准)
◎:电子照相感光体的评价范围内无色粉附着。
○:存在少许的色粉附着。通过吹气可除去。
×:存在色粉附着。通过吹气无法除去。
〔比较例1〕
在实施例1中,将E-CF(17ml)改为制造例4的A-CF(17ml),PTBP的量改为0.045g、4,4'-联苯酚的量改为1.4g,氢氧化钠水溶液的量改为10mL。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-6)。
可确定PC-6的对比粘度[ηsp/C]为1.13dl/g,结构为在上述式(3-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为15质量ppm。
【化92】
n=2.30、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.30
〔比较例2〕
遵从日本专利特开平5-70582的实施例2,按如下制造GPC聚苯乙烯换算质均分子量为6万的PC共聚物(PC-7)。
在具有搅拌机、温度计的反应容器中加入625mL二氯甲烷,搅拌的同时加入35.3g双酚A二氯甲酸酯溶解。再进一步加入125mL离子交换水后,充分搅拌的同时,于20~25℃下历时1小时滴加228.6g3.5%的氢氧化钠水溶液中溶解了18.6g联苯酚的溶液。滴加后,同温度下持续搅拌4小时后,加入14.3g28%的氢氧化钠水溶液再持续搅拌5小时,当分子量为6万(GPC,聚苯乙烯换算)时停止搅拌,静置。
将获得的反应溶液注入冰水中,过滤析出的晶体,水洗、干燥后,用丙酮进行重结晶,获得PC-7。
PC-7的对比粘度[ηsp/C]为0.53dl/g。
〔比较例3〕
将1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)(0.17kg)、4,4'-联苯酚(0.03kg)与1.5L2N氢氧化钾水溶液和1.0kg二氯甲烷混合,搅拌的同时,冷却下,向溶液中以1L/分的比例吹入碳酰氯气体,至到pH变为9以下。接着,静置分离该反应溶液,有机层的聚合度为2~6,获得分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物的二氯甲烷溶液。
再接着,在反应容器中装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板,向上述低聚物(26mL)添加二氯甲烷(34mL)。向其中添加末端终止剂PTBP(0.065g),搅拌使其充分混合。在本溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制15mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,添加0.02g连二亚硫酸盐、1.2g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.01N盐酸1次、0.1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-8)。
PC-8的对比粘度[ηsp/C]为1.10dl/g。此外,可确认在本PC共聚物中,来源于4,4'-联苯酚的重复单元介由碳酸酯键作为2以上的连接成分而存在。
〔比较例4〕
将1.2kg16重量%的氢氧化钾水溶液中溶解了0.2kg的1,1-二(4-羟苯基)环己烷的溶解液与1.3kg二氯甲烷混合,搅拌的同时,冷却下,向溶液中以1L/分的比例吹入碳酰氯气体,至到pH变为9以下。接着,静置分离该反应溶液,有机层的聚合度为2~6,获得分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物的二氯甲烷溶液。
再接着,在反应容器中装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板,向上述低聚物(260mL)添加190mL的二氯甲烷。添加末端终止剂对叔丁基苯酚(0.40g),搅拌使其充分混合。在本溶液中添加30mL另外调制的2N氢氧化钾水溶液后,搅拌的同时添加1mL三乙胺水溶液(7vol%)。10分钟后,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制120mL2N的氢氧化钾水溶液,冷却至室温以下后,添加0.1g连二亚硫酸盐、17.3g1,1-二(4-羟苯基)环己烷,使之完全溶解),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用2L的二氯甲烷、1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用1L的水1次、1L的0.01N盐酸1次、1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-9)。
PC-9的对比粘度[ηsp/C]为1.14dl/g。
〔比较例5〕
将实施例10A中使用的双酚E低聚物(E-CF)改变为制造例5中制造的双酚E低聚物(E-CF2),除此之外,同实施例10A,制造PC共聚物(PC-10)。另,PC共聚物(PC-10)的结构及对比粘度同实施例10A。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为110质量ppm。
〔评价结果〕
表5显示的是实施例1~5、10A~10D以及比较例1~5的评价结果。比较实施例1~5、10A~10D与比较例1~5,实施例1~5、10A~10D的PC共聚物保持稳定的在有机溶剂中的溶解性,且从耐磨性评价中,质量减少量小可知,耐磨性优异。此外,实施例1~5、10A~10D的电子照相感光体,从初期残留电位(VR)值小,重复残留电位(VR上升)也小可知,耐磨性、电特性以及带电特性均优异。
另一方面,比较例1、4的电子照相感光体,从其耐磨性评价中的质量减少量大可知耐磨性差。
此外,比较例2、3的PC共聚物的溶解性差,尤其是比较例2中,其没有溶解。此外,比较例3中,溶液白浊,作为电子照相感光体,从初期残留电位(VR)值大,重复残留电位(VR上升)也大可知,电特性和带电特性差。
此外,实施例1~5、10A~10D中,由于二氯甲酸酯的清洗次数多,故PC共聚物中几乎不存在杂质量,其初期残留电位和重复残留电位良好。但是,比较例5中,由于二氯甲酸酯的清洗次数少,故PC共聚物中杂质大量存在,可知其初期残留电位和重复残留电位差。
进一步,如表6所示,实施例10A~10C中,PC共聚物中具有二价的有机硅氧烷改性亚苯基,实施例10D中,PC共聚物中具有一价有机硅氧烷改性苯基,故可知相比于不具有有机硅氧烷改性苯基的实施例1,其水接触角和色粉附着性得到提高。
另,表5中,“*杂质含量”表示二乙基氯甲酰胺的含量。
【表5】
【表6】
<第4实施方式>
以下针对本发明的第4实施方式进行详述。
另,本实施方式中,对于与前述第1实施方式、第2实施方式以及第3实施方式重复的内容,其说明进行省略或者简化。
[PC共聚物的结构]
本实施方式的PC共聚物是一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(4-1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上47摩尔%以下。
【化93】
{式中Ar1为下述式(4-2)表示的基团,Ar2为取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二价基团,n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上3.00以下的数。}
本实施方式的PC共聚物,由于通常是在形成Ar1链段后,使之与含有Ar2的单体反应而进行制造,故n不能为1.0以下的数。n为1.09以上3.0以下,优选1.09以上1.99以下。当不足1.09时,重复单元的规则性过高,晶体性单体的特性过高,故溶解性恶化。此外,超过3.0时,很难使获得的PC共聚物中所包含的晶体性成分的含量充分高,故存在耐磨性改善效果不充分的情况。
本实施方式的PC共聚物中,Ar2的单体单元含量为25摩尔%以上47摩尔%以下,优选33摩尔%以上47摩尔%以下,特别优选38摩尔%以上45摩尔%以下。
当Ar2超过47摩尔%时,由于成为了类似于交替共聚合的规则性高的结构的共聚物,故溶解性降低。不足25摩尔%时,耐磨性改善的效果变得不充分。上述的摩尔%表示Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成的百分比值。
此外,具有Ar2相互之间的成键链段结构的聚合物,由于Ar2构成的链段成分的溶解性低,溶解于有机溶剂中的聚合物溶液存在白浊,作为涂布液不理想。
上述式(4-1)中,Ar1由下述式(4-2)所示。
【化94】
[式中,R1、R2为氢原子、卤原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团。此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团。其中没有R1、R2全部为氢原子的情况。X为-CR3R4-(其中R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基)、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、取代或无取代的1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基,或碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基。]
氢原子以外的R1、R2的个数可为1以上,也可一方为零。
此外,出于原料的入手性和耐磨性的点,上述式(4-2)的结构,优选下述式(4-2')的结构,特别优选下述式(4-2'')的结构。
此外,出于原料的入手性和耐磨性的点,氢原子之外的R1、R2优选碳原子数1~12的烷基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
【化95】
构成R1、R2的卤原子可列举氟原子、氯原子、溴原子。
构成R1、R2、R3、R4的碳原子数1~12的烷基可列举,直链烷基或者支链烷基。例如甲基、乙基、各种丙基、各种丁基、各种戊基、各种己基。此外,也可为环己基等环状烷基。进一步,这些基团中的氢原子的一部分或者全部也可被卤原子取代。其他的取代基可列举三氟甲基,或碳原子数6~12的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的芳氧基。作为构成这些取代基的烷基可列举上述基团,芳基可列举后述的基团。
构成R1、R2、R3、R4的碳原子数6~12的芳基可列举苯基等。
在上述基团中,当芳基具有取代基时,取代基可列举碳原子数1~6的烷基。碳原子数1~6的烷基可以列举上述R1、R2、R3、R4的说明中所列举的基团。其他的取代基可列举卤原子或三氟甲基。
另,R1、R2、R3、R4相互之间可相同或不同。
构成X的碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基或者碳原子数5~20的双环或三环烃二基可列举,例如来源于环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷、三环癸烷、金刚烷、二环戊二烯的基团。此外,环亚烷基或者双环或三环烃二基上加成的取代基可列举,例如碳原子数1~6的烷基。碳原子数1~6的烷基可以列举上述R1、R2、R3、R4的说明中所列举的基团。加成的取代基数量不限于1,也可采取加成多个不同取代基的形态。
构成X的碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基可列举直链或者支链亚烷基。例如可列举来源于乙烷、丙烷、丁烷的二价基团。α,ω-亚烷基上加成的取代基可列举,例如碳原子数6~12的烷基或碳原子数6~12的芳基。碳原子数1~6的烷基可以列举上述R1、R2、R3、R4的说明中所列举的基团。碳原子数6~12的芳基可列举,例如苯基。
构成X的1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基中,也可为加成有碳原子数1~6的烷基或碳原子数6~12的芳基等的基团。碳原子数1~6的烷基可以列举上述R1、R2、R3、R4的说明中所列举的基团。碳原子数6~12的芳基可列举,例如苯基。
Ar2为取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二价基团。
Ar2为联苯酚衍生物时,在4,4'位上成键基于提高机械特性和耐磨性的点而优选。当为萘衍生物时,可采取在1~8位的任意一位置上与氧原子成键的形态,但从提高机械特性或耐磨性的点,优选在2、7位,2、6位,1、4位或者1、5位成键。对于其他的取代基以及与氧原子的成键位置,同Ar1。
本实施方式中,同第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式,作为Ar2,优选进一步包含二价有机硅氧烷改性亚苯基。
此外,本实施方式的PC共聚物同第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式,以二氯甲烷为溶剂的浓度为0.5g/dl的溶液在20℃时的对比粘度[ηsp/C]优选为0.1dl/g以上5dl/g以下,更优选0.2dl/g以上3dl/g以下,特别优选0.3dl/g以上2.5dl/g以下。对比粘度[ηsp/C]不足0.1dl/g时,作为电子照相感光体使用时,其耐磨性可能变得不充分。此外,对比粘度[ηsp/C]超过5dl/g时,从涂布液制造电子照相感光体等成形体时,涂布粘度变得过高,电子照相感光体等的成形体生产率可能会降低,不理想。
同第2实施方式与第3实施方式,本实施方式中,从改善电特性的点,优选上述式(4-1)中记载的PC共聚物为链末端由一价芳香族基或一价含氟脂肪族基进行封止的聚碳酸酯共聚物。
在电特性得到改善的PC共聚物中,同第2实施方式与第3实施方式,末端基为一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基。一价的芳香族基可为含有烷基等脂肪族基的基团。一价的含氟脂肪族基可为含有芳香族基的基团。
构成末端基的一价芳香族基,同第2实施方式与第3实施方式优选为碳原子数6~12的芳基。这样的芳基可列举,例如苯基或联苯基。芳香族基或芳香族基上加成的烷基等的脂肪族基上所加成的取代基可列举氟原子、氯原子、溴原子等卤原子。此外,芳香族基上加成的取代基可列举碳原子数1~20的烷基。该烷基可为如上加成有卤原子的基团,也可为加成有芳基的基团。
构成末端基的一价含氟脂肪族基同第2实施方式与第3实施方式,可列举碳原子数1~20的含氟烷基。
另,链末端为一价芳香族基时,同第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式,可以为有机硅氧烷改性苯基。
[PC共聚物的制造方法]
本实施方式的PC共聚物可通过,例如使用下述式(4-3)所示的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物,使之与下述式(4-4)所示的共聚用单体的芳香族二元酚性化合物,在碱存在下发生反应而获得。
【化96】
此处,表示二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数的n'同第2实施方式与第3实施方式,其不同于上述式(4-1)的n。n与n'虽为同程度的值,但n的值较大。其原因是存在如下情况。在形成Ar1低聚物后的与含有Ar2的单体反应时,Ar1低聚物末端的氯甲酸酯基与反应系统内存在的碱反应生成羟基,其与末端氯的Ar1低聚物发生缩聚。
式(4-3)的二氯甲酸酯低聚物中,其平均重复单元数n'同第2实施方式与第3实施方式,在1.0以上1.99以下的范围内。通过使用平均重复单元数在1.0以上1.99以下范围内的双氯甲酸酯低聚物,可很容易地制造本实施方式的PC共聚物。平均重复单元数n'的算出方法可列举后述实施例中的方法。
进一步,本实施方式中,基于能提高在有机溶剂中的溶解性的点而优选Ar1为选自1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-苯基-4-羟苯基)丙烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷的单体衍生出来的二价基团。
另,在含有式(4-3)所示的含有双氯甲酸酯低聚物的原料中,同第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式,含有酰胺化合物杂质。
本实施方式的PC共聚物的制造方法可列举,例如使下述式(4-5)所示的双酚化合物衍生出来的二氯甲酸酯低聚物与下述式(4-6)所示的、联苯酚、二羟基萘、氢醌、间苯二酚、邻苯二酚、9,9-二(羟苯基)芴或4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生出来的二元酚化合物发生缩聚的方法。
【化97】
上述式(4-5)所表示的双酚化合物可列举,例如1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-环己基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-苯基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环庚烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环辛烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环壬烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环癸烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环十一烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环十二烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-苯基-4-羟苯基)丙烷。
其中,1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,3-二(3-甲基-4-羟苯基)金刚烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环十二烷、1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-二(3-苯基-4-羟苯基)丙烷基于能提供溶解性优异的PC共聚物的点而优选。此外,作为电子照相感光体用的PC共聚物适用时,可获得良好的涂布液,故优选。这些可以单独使用一种,也可以2种以上并用。
接着,对上述式(4-6)所示的单体进行说明。本实施方式的PC共聚物的其他构成单元的Ar2的原料单体出于耐磨性的观点考虑,为其自聚合物在二氯甲烷中的溶解度在2质量%以下,或由于在通过界面缩聚法合成聚碳酸酯反应中结晶化而实质上不可能合成数均分子量在10000以上的自聚合物的二元酚单体。
另,在二氯甲烷中的溶解度是否在2质量%以下,可通过将2质量份的有机溶剂含量在500质量ppm以下的、粘均分子量在15000~30000范围内的固体状自聚合物于室温下,浸泡在98质量份的二氯甲烷中,放置24小时后,分离固液,干燥固体求得的质量减少是否在0.04质量份以上来进行确认。
作为上述式(4-6)所示的单体可列举与第2实施方式和第3实施方式相同的化合物,故本实施方式省略对其的说明。
本实施方式的PC共聚物同第2实施方式和第3实施方式,通过进一步聚合Ar2为二价的有机硅氧烷改性亚苯基的上述式(4-6)所示的单体而获得。
本实施方式的PC共聚物可通过使用由式(4-5)的单体获得的二氯甲酸酯低聚物与式(4-6)的单体进行界面缩聚很容易地进行制造。例如,可通过使用以碳酰氯为首的各种二卤化碳酰,在酸接受剂的存在下进行界面缩聚来很好地形成碳酸酯键。这些反应同第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式,可根据需要在末端终止剂和/或支化剂的存在下进行。另,末端终止剂和支化剂同第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式,故本实施方式省略其说明。此外,在本实施方式的PC共聚物的制造中,也可使用2种以上的由来于Ar2的单体作为多元共聚物。
对于进行界面缩聚时的情况,由于其内容同第2实施方式与第3实施方式,故本实施方式省略其说明。
本实施方式的PC共聚物的制造方法具体地可实施各种方式,例如,采取使上述式(4-5)的双酚化合物与碳酰氯等反应,制造二氯甲酸酯低聚物的低重复单元数物,接着使该二氯甲酸酯低聚物与上述式(4-6)在上述溶剂和酸接受剂的碱水溶液的混合液的存在下反应的方法,其能将上述式(4-1)中的n值调整到合适的范围内的点,故优选。
作为制造该二氯甲酸酯低聚物的方法,使用由以下所示方法制造而成的化合物的话,由于其能简化聚碳酸酯共聚物制造时的清洗工序等的点而优选。
作为上述式(4-3)的n'的值在1.0以上1.99以下范围内的二氯甲酸酯低聚物的制造方法,有后述制造例中所示的方法。首先,将上述式(4-5)的双酚化合物悬浮于二氯甲烷等疏水性溶剂中,加入碳酰氯形成混合溶液。另一方面,使三乙胺等叔胺溶解于二氯甲烷等疏水性溶剂中形成溶液,再将该溶液滴加到上述混合溶液中,在室温以下的温度下使之反应。在获得的反应混合物残液中加入盐酸和纯水进行清洗,得到含有低重复单元数的聚碳酸酯低聚物的有机层。
滴液温度或反应温度通常为0~70℃,优选5~65℃,滴液时间、反应时间共15分钟~4小时,优选30分钟~3小时左右。由以上获得的聚碳酸酯低聚物的平均重复单元数(n')优选1.00以上1.99以下,进一步优选1.00以上1.60以下。
在含有这样获得的低重复单元数的二氯甲酸酯低聚物的有机相中,加入上述式(4-6)所示的芳香族二元酚单体使之反应。反应温度为0~150℃,优选5~40℃,特别优选10~25℃。
反应压力可为减压、常压、加压的任一,但通常适宜在常压或者反应系统的自身压力左右进行。反应时间受反应温度影响,通常为0.5分钟~10小时,优选1分钟~3小时左右。
在此反应中,上述式(4-6)所示的芳香族二元酚单体理想的是以水溶液或者有机溶剂溶液进行添加。其添加顺序无特别限制。另,在上述制造方法中,催化剂、末端终止剂以及支化剂等可根据需要,在制造二氯甲酸酯低聚物时、其后的高分子量化反应时的任一方或者双方,进行添加使用。
这样获得的PC共聚物为含有下述式(4-9)所示的重复单元以及式(4-10)所示的重复单元的共聚物。
此外,此PC共聚物在不妨碍达成本发明目的的范围内,也可含有具有Ar1和Ar2之外的结构单元的聚碳酸酯单元,或者具有聚酯、聚醚结构的单元。
【化98】
[涂布液的构成]
本实施方式的涂布液至少包含本实施方式的PC共聚物,以及可溶解或者分散本PC共聚物的溶剂而成。另,其他的涂布液的构成及内容,除了使用本实施方式的PC共聚物之外,其他均与第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式相同,故本实施方式省略对其的说明。
[电子照相感光体的构成]
本实施方式的电子照相感光体,只要是将上述PC共聚物用于感光层中,则已知的各种形式的电子照相感光体当然是可以的,还可以是任一形式的电子照相感光体,但优选作成感光层具有至少1层的电荷产生层和至少1层的电荷输送层的层压型电子照相感光体,或者在一层具有电荷产生物质和电荷输送物质的单层型电子照相感光体。另,其他的电子照相感光体的构成及内容,除了使用本实施方式的PC共聚物之外,其他均与第1实施方式、第2实施方式与第3实施方式相同,故本实施方式省略对其的说明。
[第4实施方式的实施例]
接着通过实施例和比较例进一步详细说明第4实施方式,但本实施方式并不限定于此,在不脱离本发明思想的范围内,也可有各种变形和应用。
〔制造例:低聚物的调制〕
<制造例1:双酚C低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在230g(0.897mol)的2,2-二(3-甲基-4-羟苯基)丙烷(双酚C)、1058mL二氯甲烷、187g(1.89mol)碳酰氯的混合液中,于13~16℃下历时3小时6分钟滴加用460mL二氯甲烷稀释了199.4g(1.97mol)三乙胺的溶液。将反应混合物在14~16℃下搅拌1小时38分钟。在反应混合物中加入5.0mL浓盐酸和200mL纯水洗净。之后,重复水洗直至水层变为中性。抽出的二氯甲烷溶液为含有二氯甲酸酯化合物的溶液,为1848.4g。
获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为1.16摩尔/L、固体物质浓度为0.24kg/L,平均重复单元数(n')为1.12。此外,获得的双酚C低聚物中包含的酰胺化合物的含量基于从双酚C低聚物中的全部氮质量扣除来源于三乙胺的氮量的值求得,可知以双酚C低聚物总质量为基准计,为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。另,双酚A低聚物中的氮质量由依据JIS K2609的化学发光法,定量全部氮量。由此通过气相色谱分析来定量三乙胺量,将其换算成氮量,从全部氮量中扣除,作为来源于酰胺化合物的氮质量。以后将此获得的原料称为C-CF。
全部氮量的定量使用(株)三菱化学アナリテック制TS-100,依据JIS K2609(化学发光法)来实施。JIS规格记载了关于液体的测定法,对于固体样本可使用同样的装置进行测定。
在50℃、减压条件下,从二氯甲酸酯化合物的二氯甲烷溶液中干燥固化二氯甲烷。使用获得的固体成分进行测定。将此结果同另外以吡啶为标准物质作成的校准线进行比较,进行氮量的定量。将获得的结果使用二氯甲酸酯化合物在二氯甲烷中的浓度进行换算,算出二氯甲酸酯化合物中的全部氮量。
三乙胺的定量如下:将由上述方法获得的二氯甲酸酯化合物的固体成分加入到0.5N-NaOH水溶液中,使其pH在8以上,再加入氯仿,将氯仿提取成分作为三乙胺,进行气相色谱分析,以绝对校准线法进行定量。
气相色谱分析的条件如下。
机种:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:CP-VOLAMINE(Varian制) 60m×0.32mm(内径)
注入口温度:150℃
色谱柱温度:从40℃至150℃,以50℃/分钟进行升温,在150℃下保持10分钟后,以50℃/分钟升温至250℃
载气:氦40cm/秒一定
注入量:2μl
注入方式:不分流
检测器:FID
FID温度:260℃
另,平均重复单元数(n')用以下的算式求得。
平均重复单元数(n’)=1+(Mav-M1)/M2···(数1)
(式(数1)中,Mav为(2×1000/(CF价)),M2为(M1-98.92),M1为上述式(4-3)中,n'=1时的二氯甲酸酯化合物的分子量,CF价(N/kg)为(CF值/浓度),CF值(N)为1L反应溶液中包含的上述式(4-3)所示二氯甲酸酯化合物中的氯分子数,浓度(kg/L)为浓缩1L反应溶液获得的固体成分的量。此处,98.92是由二氯甲酸酯化合物之间的缩聚所脱离的2个氯原子、1个氧原子和1个碳原子的总计原子量。)
<制造例2:DMCP低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将76.7g(0.272摩尔)的1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷(DMCP)悬浮于410ml二氯甲烷中,再加入53.8g(0.533摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了52.7g(0.533摩尔)碳酰氯的225mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行洗净。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚E低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.89摩尔/L、固体物质浓度为0.20kg/L,平均重复单元数(n')为1.14。另,可知获得的DMCP低聚物中的酰胺化合物的含量为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为DMCP-CF。
<制造例3:CZ低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在制造例2中,除了将DMCP变更为80.5g(0.272摩尔)1,1-二(3-甲基-4-羟苯基)环己烷(CZ)之外,同制造例2的制造,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚E低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.89摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数(n')为1.16。另,可知获得的CZ低聚物中的酰胺化合物的含量为90质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为CZ-CF。
<制造例4:PH低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在制造例2中,除了将DMCP变更为103.4g(0.272摩尔)2,2-二(3-苯基-4-羟苯基)丙烷(PH)之外,同制造例2的制造,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚E低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.79摩尔/l、固体物质浓度为0.23kg/l,平均重复单元数(n')为1.19。另,可知获得的PH低聚物中的酰胺化合物的含量为210质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为PH-CF。
<制造例5:双酚A低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将80.2g(0.352摩尔)的2,2-二(4-羟苯基)丙烷(双酚A)悬浮于450mL二氯甲烷中,再加入70.4g(0.702摩尔)三乙胺进行溶解。将其在14~18.5℃下历时2小时50分钟滴加到溶解了69.8g(0.631摩尔)碳酰氯的250mL二氯甲烷溶解液中。于18.5℃~19℃下搅拌1小时后,再于10~22℃下蒸馏除去250mL二氯甲烷。在残液中加入73mL纯水、4.5mL浓盐酸、0.47g连二亚硫酸盐进行洗净。其后,用330mL纯水重复清洗4次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚A低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为0.88摩尔/L、固体物质浓度为0.21kg/L,平均重复单元数(n')为1.49。另,可知获得的双酚A低聚物中的酰胺化合物的含量为150质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为A-CF。
<制造例6:双酚C低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
将56.6kg(224摩尔)的1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)悬浮于1080L二氯甲烷中,再加入66.0kg(667摩尔)碳酰氯使之溶解。在2.2~17.8℃下历时2小时50分钟向其中滴加溶解了44.0kg(435摩尔)三乙胺的120L二氯甲烷溶解液。于17.9℃~19.6℃下搅拌30分钟后,再于14~20℃下蒸馏除去900L二氯甲烷。在残液中加入210L纯水、1.2kg浓盐酸、450g连二亚硫酸盐进行清洗。其后,用210L纯水重复清洗5次,获得分子末端具有氯甲酸酯基的双酚Z低聚物的二氯甲烷溶液。获得的溶液中的氯甲酸酯浓度为1.14摩尔/L、固体物质浓度为0.22kg/L,平均重复单元数为1.02。另,可知获得的双酚C低聚物中的酰胺化合物的含量为20质量ppm。此外,来源于三乙胺的氮量为0.3质量ppm。以后将此获得的原料称为C-CF2。
<制造例7:双酚C低聚物(二氯甲酸酯)的合成>
在制造例1中,将在双酚C低聚物(C-CF)的合成反应后进行的纯水清洗的次数从4次减为2次,除此之外,同制造例1进行制造。
另,可知获得的双酚C低聚物中的酰胺化合物的含量为720质量ppm。以后将此获得的原料称为C-CF3。
〔实施例1〕
<PC共聚物的制造>
在装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板的反应容器中,注入制造例1的C-CF(30mL)和二氯甲烷(30mL)。向其中添加末端终止剂对叔丁基苯酚(以下记为PTBP)(0.05g),搅拌使其充分混合。在该溶液中,加入全部的另外调制的芳香族二元酚单体溶液(单体溶液调制法:调制29mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、2.8g2,7-二羟基萘,使之完全溶解),使反应器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌3小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.03N盐酸1次、0.1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得下述结构的PC共聚物(PC-1)。
(PC共聚物的确定)
将这样获得的PC共聚物(PC-1)溶解于二氯甲烷中,调制为浓度0.5g/dl的溶液,测定20℃时的对比粘度[ηsp/C],值为0.55dl/g。另,通过1H-NMR光谱和13C-NMR光谱分析获得的PC-1的结构和组成,可确定其为下述重复单元、重复单元数以及组成构成的PC共聚物。此外,可知获得的聚碳酸酯共聚物中的二乙基氯甲酰胺的残留量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,为10质量ppm。
【化99】
n=1.60、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.38
另,上述式(4-1)中的结构按如下顺序进行确定。首先,使用13C-NMR光谱,可确认Ar2之间没有成键,接着通过1H-NMR光谱算出Ar1与Ar2的共聚比。再通过下述式(数2)算出n值。
Ar2/(Ar1+Ar2)=1/(n+1)···(数2)
(涂布液以及电子照相感光体的制造)
使用蒸镀了铝金属的聚对苯二甲酸乙二酯树脂薄膜作为导电性基质,在其表面依次层压电荷产生层和电荷输送层形成层压型感光层来制造电子照相感光体。使用0.5质量份酞菁氧钛作为电荷产生物质,使用0.5质量份丁缩醛树脂作为胶粘剂树脂。将其添加到19质量份二氯甲烷溶剂中,使用球磨机分散,通过刮条涂布机将此分散液涂布在上述导电性基质薄膜表面上,使之干燥,形成膜厚约为0.5微米的电荷产生层。
接着,作为电荷输送物质,将0.5g下述式(4-11)的化合物(CTM-1)、0.5g上述获得的PC共聚物(PC-1)分散于10毫升的四氢呋喃中,调制成涂布液。通过敷贴器将涂布液涂布在上述电荷产生层上,再干燥,形成膜厚约20微米的电荷输送层。
【化100】
(PC共聚物及电子照相感光体的评价)
PC共聚物的溶解性通过在调制上述涂布液时,目测观察调制的涂布液的白浊度来进行评估。PC共聚物溶解,没有白浊时为○,存在没有溶解的部分时为×,白浊时为“白浊”。
此外,PC共聚物及电子照相感光体的耐磨性的评价如下。
〔1〕制作共聚物的耐磨性评价样本:将PC-1(2g)溶解于二氯甲烷(12mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔2〕制作感光体的耐磨性评价样本:将PC-1(1g)以及上述式(4-11)的CTM-1(1g)溶解于二氯甲烷(10mL)中,使用敷贴器在市售的PET薄膜上流涎制膜。将该薄膜在减压下加热除去溶剂,获得厚约30μm的薄膜样本。
〔3〕评价:使用スガ磨耗试验机NUS-ISO-3型(スガ试验机社制)评价上述〔1〕、〔2〕中制作的薄膜的流涎面的耐磨性。试验条件:使负重4.9N的磨耗纸(含有粒径3μm的氧化铝粒子)与感光层表面接触,进行2000次往复运动,测定质量减少量。
〔4〕测定PC共聚物中包含的杂质(二乙基氯甲酰胺)的含量:二乙基氯甲酰胺使用气相色谱分析仪采用绝对校准线法进行测定。
测定条件如下。
样本:将0.5gPC共聚物溶解于13.3g二氯甲烷中,作为测定样本。
机器:アジレント·テクノロジー制7890A
色谱柱:HP-130m×0.25mm(内径) (膜厚:0.25μm)
温度:从40℃以每分10℃升温至300℃,在300℃下保持30分钟
注入口:分流300℃
检测器:310℃(FID)
载气:氦40cm/秒
注入量:1μl
接着,使用静电带电试验装置EPA-8100(川口电机制造所社制)测定电子照相感光体的电子照相特性。进行静电样式、-6kV的电晕放电,测定初期表面电位(V0)、光照射(10Lux)5秒后的残留电位(初期残留电位(VR))、减半曝光量(E1/2)。此外,改造市售的印刷机(FS-600、京セラ制),使其可测定感光体的表面电位,使其可将上述感光体装载为鼓状进行评价,在高温·高湿的条件下(35℃、85%),不通色粉、纸的情况下重复运行24小时,评价运行前后的带电特性(重复残留电位上升(VR上升))。
将该结果示于表7中,对后述实施例2~10D及比较例1~4也进行同样的评价,结果见表7。
〔实施例2〕
在实施例1中,将C-CF(30mL)更改为制造例2的DMCP-CF(18mL),二氯甲烷的量改为42mL,PTBP的量改为0.03g,2,7-二羟基萘改为1.4g4,4'-联苯酚,2N的氢氧化钾水溶液的量改为10mL,反应时间更改为1小时,同实施例1,制造PC共聚物(PC-2)。
可确定PC-2的对比粘度[ηsp/C]为1.17dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为10质量ppm。
【化101】
n=1.93、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.34
〔实施例3〕
在实施例1中,将C-CF(30mL)改为制造例3的CZ-CF(34mL),二氯甲烷的量改为26mL,2,7-二羟基萘改为1.7g间苯二酚,氢氧化钠水溶液的量改为26mL。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-3)。
可确定PC-3的对比粘度[ηsp/C]为0.53dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为10质量ppm。
【化102】
n=1.67、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.37
〔实施例4〕
在实施例1中,将2,7-二羟基萘更改为6.6g9,9-二(3-甲基-4-羟苯基)芴,将29mL氢氧化钠水溶液更改为29mL2N氢氧化钾水溶液。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-4)。
可确定PC-4的对比粘度[ηsp/C]为0.50dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为10质量ppm。
【化103】
n=1.55、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.39
〔实施例5〕
在实施例1中,将C-CF(30mL)更改为制造例4的PH-CF(16mL),二氯甲烷的量改为44mL,PTBP的量改为0.03g,2,7-二羟基萘改为1.3g二(4-羟苯基)甲烷,2N的氢氧化钾水溶液的量改为10mL,反应时间更改为1小时,同实施例1,制造PC共聚物(PC-5)。
可确定PC-5的对比粘度[ηsp/C]为1.12dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为20质量ppm。
【化104】
n=1.44、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.41
〔实施例10A〕
在装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板的反应容器中,注入制造例6的C-CF2(24mL)和二氯甲烷(36mL)。向其中添加末端终止剂对叔丁基苯酚(以下记为PTBP)(0.04g)和0.1g下述式(4-10A)所示的硅氧烷改性苯酚,搅拌使其充分混合。
在该溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制10mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,作为抗氧化剂添加0.1g连二亚硫酸盐、2.6g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),使反应器内的温度冷却至15℃后,搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.03N盐酸1次、0.1L的水5次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液在搅拌下滴入温水中,使二氯甲烷蒸发的同时获得树脂固体成分。过滤获得的析出物,通过干燥制造下述结构的聚碳酸酯共聚物(PC-10A)。另,PC共聚物(PC-10A)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为3质量%。此外,下述式(4-10A)中,n=39。
【化105】
可确定PC-10A的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的聚碳酸酯共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化106】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例10B〕
在实施例10A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.4g下述式(4-10B)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例10A制造PC共聚物(PC-10B)。另,PC共聚物(PC-10B)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为5质量%。此外,下述式(4-10B)中,n=90。
【化107】
可确定PC-10B的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化108】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例10C〕
在实施例10A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.2g下述式(4-10C)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例10A制造PC共聚物(PC-10C)。另,PC共聚物(PC-10C)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为5质量%。此外,下述式(4-10C)中,n=150。
【化109】
可确定PC-10C的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化110】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
〔实施例10D〕
在实施例10A中,除了将硅氧烷改性双酚更改为0.2g下述式(4-10D)所示的硅氧烷改性苯酚之外,同实施例10A制造PC共聚物(PC-10D)。另,PC共聚物(PC-10D)中的有机硅氧烷改性苯基部分的质量比例,以PC共聚物总质量为基准计,为5质量%。此外,下述式(4-10D)中,n=60。
【化111】
可确定PC-10D的对比粘度[ηsp/C]为1.16dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为5质量ppm。
【化112】
n=1.38、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.42
对实施例10A~10D获得的PC共聚物,如下进行水接触角和色粉附着性的评价。
(水接触角的评价)
单独使用PC共聚物制造薄膜,使用该膜,测定其对超纯水的接触角。
接触角测定使用DM700(协和界面科学株式会社制)作为测定装置。
(色粉附着性的评价)
如上所述,使用PC共聚物制造电子照相感光体,再使用市售的印刷机(FS-600,京セラ(株)制)进行评价。
具体地,在印刷机上安装鼓状电子照相感光体,于常温·常湿条件下(23℃、50%),反复运行1个小时。
然后,目测确认电子照相感光体中央的一定范围内(2cm×2cm的正方形)的附着状态。评价基准如下。
(评价基准)
◎:电子照相感光体的评价范围内无色粉附着。
○:存在少许的色粉附着。通过吹气可除去。
×:存在色粉附着。通过吹气无法除去。
〔比较例1〕
在实施例1中,将C-CF(30mL)更改为制造例5的A-CF(17mL),二氯甲烷的量改为43mL,PTBP的量改为0.100g,2.8g2,7-二羟基萘改为1.4g4,4'-联苯酚,2N的氢氧化钾水溶液的量改为10mL,反应时间更改为1小时。除此之外,同实施例1制造PC共聚物(PC-6)。
可确定PC-6的对比粘度[ηsp/C]为0.52dl/g,结构为在上述式(4-1)中,由下述重复单元及组成构成的PC共聚物。
【化113】
n=2.30、Ar2/(Ar1+Ar2)=0.30
〔比较例2〕
遵从日本专利特开平5-70582的实施例2,按如下制造GPC聚苯乙烯换算质均分子量为6万的PC共聚物(PC-7)。
在具有搅拌机、温度计的反应容器中加入625ml二氯甲烷,搅拌的同时加入35.3g双酚A二氯甲酸酯溶解。再进一步加入125ml离子交换水后,充分搅拌的同时,于20~25℃下历时1小时滴加228.6g3.5%的氢氧化钠水溶液中溶解了18.6g联苯酚的溶液。滴加后,同温度下持续搅拌4小时后,加入14.3g28%的氢氧化钠水溶液再持续搅拌5小时,当分子量为6万(GPC,聚苯乙烯换算)时停止搅拌,静置。
将获得的反应溶液注入冰水中,过滤析出的晶体,水洗、干燥后,用丙酮进行重结晶,获得PC-7。
本PC共聚物的对比粘度[ηsp/C]为0.53dl/g。
〔比较例3〕
将1,1-二(4-羟苯基)环己烷(双酚Z)(0.17kg)、4,4'-联苯酚(0.03kg)与1.5L2N氢氧化钾水溶液和1.0kg二氯甲烷混合,搅拌的同时,冷却下,向溶液中以1L/分的比例吹入碳酰氯气体,至到pH变为9以下。接着,静置分离该反应溶液,有机层的聚合度为2~6,获得分子末端具有氯甲酸酯基的低聚物的二氯甲烷溶液。
再接着,在反应容器中装备了机械搅拌器、搅拌翼、挡板,向上述低聚物(26mL)添加二氯甲烷(34mL)。向其中添加末端终止剂PTBP(0.065g),搅拌使其充分混合。在本溶液中,加入全部的另外调制的联苯酚单体溶液(单体溶液调制法:调制15mL2N的氢氧化钠水溶液,冷却至室温以下后,添加0.02g连二亚硫酸盐、1.2g4,4'-联苯酚,使之完全溶解),搅拌的同时添加0.2mL三乙胺水溶液(7vol%),继续搅拌1小时。
将获得的反应混合物用0.2L的二氯甲烷、0.1L的水稀释,进行清洗。分离下层,再按照用0.1L的水1次、0.1L的0.01N盐酸1次、0.1L的水3次的顺序进行清洗。将获得的二氯甲烷溶液,在搅拌下滴入甲醇中,过滤获得的二次沉淀物,通过干燥获得PC共聚物(PC-8)。
PC-8的对比粘度[ηsp/C]为1.10dl/g。此外,可确认在本PC共聚物中,来源于4,4'-联苯酚的重复单元介由碳酸酯键作为2以上的连接成分而存在。
〔比较例4〕
将实施例10A中使用的双酚C低聚物(C-CF2)改变为制造例7中制造的双酚C低聚物(C-CF3),除此之外,同实施例10A,制造PC共聚物(PC-9)。另,PC共聚物(PC-9)的结构及对比粘度同实施例1。此外,PC共聚物中包含的二乙基氯甲酰胺的含量为110质量ppm。
〔评价结果〕
表7显示的是实施例1~5、10A~10D以及比较例1~4的评价结果。比较实施例1~5、10A~10D与比较例1~4,实施例1~5、10A~10D的PC共聚物保持稳定的在有机溶剂中的溶解性,且从耐磨性评价中,质量减少量小可知,耐磨性优异。此外,实施例1~5、10A~10D的电子照相感光体,从初期残留电位(VR)值小,重复残留电位(VR上升)也小可知,耐磨性、电特性以及带电特性均优异。
另一方面,比较例1的电子照相感光体,从其耐磨性评价中的质量减少量大可知耐磨性差。
此外,比较例2、3的PC共聚物的溶解性差,尤其是比较例2中,其没有溶解。此外,比较例3中,溶液白浊,作为电子照相感光体,从初期残留电位(VR)值大,重复残留电位(VR上升)也大可知,电特性和带电特性差。
此外,实施例1~5、10A~10D中,由于二氯甲酸酯的清洗次数多,故PC共聚物中几乎不存在杂质量,其初期残留电位和重复残留电位良好。但是,比较例5中,由于二氯甲酸酯的清洗次数少,故PC共聚物中杂质大量存在,可知其初期残留电位和重复残留电位差。
进一步,如表8所示,实施例10A~10C中,PC共聚物中具有二价的有机硅氧烷改性亚苯基,实施例10D中,PC共聚物中具有一价有机硅氧烷改性苯基,故可知相比于不具有有机硅氧烷改性苯基的实施例1,水接触角和色粉附着性得到提高。
另,表7中,“*杂质含量”表示二乙基氯甲酰胺的含量。
【表7】
【表8】
产业上的可利用性
本发明的聚碳酸酯共聚物可适用作电子照相感光体的感光层用胶粘剂树脂。
Claims (20)
1.一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下;
链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
以下述式(5)所示的二氯甲酸酯低聚物作为原料,所述二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数n'在1.0以上、1.99以下,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.00以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基;在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团;此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团;X表示碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基,或者是下述式(3)所示的基团;
式中,R5~R7各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,
2.根据权利要求1所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,所述式(2)所表示的Ar1为1,1-双(4-羟苯基)环己烷、1,1-双(4-羟苯基)环戊烷、1,1-双(4-羟苯基)环十二烷、2,2-双(4-羟苯基)金刚烷、1,3-双(4-羟苯基)金刚烷、1,1-双(4-羟苯基)-3,3,5-三甲基环己烷或者从所述式(3)所示的基团中选择的基团所衍生的二价基。
3.一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下;
链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
以下述式(5)所示的二氯甲酸酯低聚物作为原料,所述二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数n'在1.0以上、1.99以下,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.0以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基;在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团;此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团;X为CR3R4所示的连接基团,R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;其中,R3不同于R4,
4.根据权利要求3所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,所述式(2)所表示的Ar1为选自1,1-双(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、1,1-双(4-羟苯基)乙烷、2,2-双(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-双(4-羟苯基)丁烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯乙烷、1,1-双(4-羟苯基)-1-苯甲烷的化合物所衍生的二价基。
5.一种聚碳酸酯共聚物,其特征在于,具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下;
链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
以下述式(5)所示的二氯甲酸酯低聚物作为原料,所述二氯甲酸酯低聚物的平均重复单元数n'在1.0以上、1.99以下,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.00以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团,此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团,但没有R1、R2全部为氢原子的情况;X为-CR3R4-、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、取代或无取代的1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基或者碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基,其中,-CR3R4-中的R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,
6.根据权利要求1、3、5中的任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,进一步包含二价的有机硅氧烷改性亚苯基作为Ar2。
7.根据权利要求6所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,二价的有机硅氧烷改性亚苯基为下述式(2A)或式(2B)所示的基团;
式(2A)中,R21及R22各自独立地表示氢原子、卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;
R23各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;
n1为2~4的整数,n2为1~600的整数;
式(2B)中,R31各自独立地为卤原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;
R32各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者为碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;
R33为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基;
R34为不含脂肪族不饱和键的同种或异种的一价烃基;
Y及Y'为碳原子数2以上的亚烷基或者亚烷氧基亚烷基,或者为氧原子;
na为0或者1,nb为1或者2,nc为1或者2;其中,na+nb+nc为3;
n1~n4分别为0以上的整数,n1、n2、n3及n4之和为2~600的整数,n3及n4之和为1以上的整数;
a为0或1~4的整数。
8.根据权利要求1、3、5中的任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,链末端的一价芳香族基为一价的有机硅氧烷改性苯基。
9.根据权利要求8所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,一价的有机硅氧烷改性苯基为下述式(2C)所示的基团,
Z为碳原子数2~6的烃基;
R41为碳原子数1~6的脂肪族烃基;
R42~R45各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的取代或无取代的烷基、碳原子数1~12的取代或无取代的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;
R46~R49各自独立地为碳原子数1~12的取代或无取代的烷基或者碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;
n为2~600的数,在具有分子量分布时表示平均重复单元数。
10.根据权利要求5所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,所述式(2)所表示的Ar1为选自1,1-双-(3-甲基-4-羟苯基)乙烷、2,2-双-(3-甲基-4-羟苯基)丁烷、2,2-双-(3-甲基-4-羟苯基)丙烷、2,2-双-(3-苯基-4-羟苯基)丙烷、1,1-双-(3-甲基-4-羟苯基)环己烷、1,1-双-(3-甲基-4-羟苯基)环戊烷的化合物所衍生的二价基。
11.根据权利要求1、3、5中的任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,在含有所述式(5)所示的二氯甲酸酯低聚物的原料中包含酰胺化合物时,所述酰胺化合物的含量基于含有所述二氯甲酸酯低聚物的原料中包含的氮原子的质量而求得,以除溶剂以外的含有所述二氯甲酸酯低聚物的原料的总质量为基准计,在700质量ppm以下。
12.根据权利要求1、3、5中的任意一项所述的聚碳酸酯共聚物,其特征在于,当该聚碳酸酯共聚物中包含二烷基氯甲酰胺时,所述二烷基氯甲酰胺的含量以该聚碳酸酯共聚物总质量为基准计,在100质量ppm以下。
13.一种涂布液,其特征在于,含有权利要求1、3、5中的任意一项所述的聚碳酸酯共聚物以及有机溶剂。
14.一种电子照相感光体,其特征在于,其是导电性基板上设置有感光层的电子照相感光体,含有权利要求1、3、5中的任意一项所述的聚碳酸酯共聚物作为感光层的一种成分。
15.一种涂布液,其特征在于,含有聚碳酸酯共聚物以及有机溶剂,所述聚碳酸酯共聚物具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下,且链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.00以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基;在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团;此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团;X表示碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基,或者是下述式(3)所示的基团;
式中,R5~R7各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
16.一种涂布液,其特征在于,含有聚碳酸酯共聚物以及有机溶剂,所述聚碳酸酯共聚物具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下,且链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.0以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基;在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团;此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团;X为CR3R4所示的连接基团,R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;其中,R3不同于R4。
17.一种涂布液,其特征在于,含有聚碳酸酯共聚物以及有机溶剂,所述聚碳酸酯共聚物具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下,且链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.00以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团,此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团,但没有R1、R2全部为氢原子的情况;X为-CR3R4-、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、取代或无取代的1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基或者碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基,其中,-CR3R4-中的R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
18.一种电子照相感光体,其特征在于,其是导电性基板上设置有感光层的电子照相感光体,含有聚碳酸酯共聚物作为感光层的一种成分,所述聚碳酸酯共聚物具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下,且链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.00以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基;在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团;此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团;X表示碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基,或者是下述式(3)所示的基团;
式中,R5~R7各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
19.一种电子照相感光体,其特征在于,其是导电性基板上设置有感光层的电子照相感光体,含有聚碳酸酯共聚物作为感光层的一种成分,所述聚碳酸酯共聚物具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下,且链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.0以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、三氟甲基、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基、碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳氧基;在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团;此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团;X为CR3R4所示的连接基团,R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基;其中,R3不同于R4。
20.一种电子照相感光体,其特征在于,其是导电性基板上设置有感光层的电子照相感光体,含有聚碳酸酯共聚物作为感光层的一种成分,所述聚碳酸酯共聚物具有由下述式(1)记载的重复单元所构成的结构,且Ar2/(Ar1+Ar2)所示的摩尔共聚组成在25摩尔%以上、47摩尔%以下,且链末端由一价的芳香族基或者一价的含氟脂肪族基封止,
式中的Ar1为下述式(2)所示的基团,Ar2为由取代或无取代的联苯酚、二羟基萘、9,9-双(羟苯基)芴或者4,4'-二羟基二苯基甲烷衍生的二价基团;n表示Ar1链段的平均重复数,为1.09以上、3.00以下的数;
式中,R1、R2为氢原子、卤原子、碳原子数1~12的烷基、碳原子数6~12的取代或无取代的芳基,在R1、R2中,一个芳香环上也可加成有多个基团,此时,多个基团可为相同的或相互不同的基团,但没有R1、R2全部为氢原子的情况;X为-CR3R4-、碳原子数5~20的取代或无取代的环亚烷基、碳原子数5~20的取代或无取代的双环或者三环烃二基、取代或无取代的1,8-薄荷烷二基、2,8-薄荷烷二基或者碳原子数2~12的取代或无取代的α,ω-亚烷基,其中,-CR3R4-中的R3、R4各自独立地为氢原子、碳原子数1~12的烷基、三氟甲基或碳原子数6~12的取代或无取代的芳基。
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