JP2004246149A - Electrophotographic photoreceptor - Google Patents

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JP2004246149A
JP2004246149A JP2003036715A JP2003036715A JP2004246149A JP 2004246149 A JP2004246149 A JP 2004246149A JP 2003036715 A JP2003036715 A JP 2003036715A JP 2003036715 A JP2003036715 A JP 2003036715A JP 2004246149 A JP2004246149 A JP 2004246149A
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resin
acid
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Satoshi Kato
聡 加藤
Yuuta Kumano
勇太 熊野
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrophotographic photoreceptor good in mechanical strength and electrical properties, with respect to an electrophotographic photoreceptor having a photosensitive layer formed by using a binder resin which exhibits a specified rheological characteristic. <P>SOLUTION: The electrophotographic photoreceptor has a photosensitive layer on a conductive support, wherein the photosensitive layer is formed by using a binder resin comprising a polyester resin and having a peak of loss modulus on the lowest temperature side at ≥5°C in a dynamic viscoelasticity test measured in the range from -150°C to its glass transition temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的強度及び電気特性に優れた電子写真感光体に関するものである。詳しくは、特定のレオロジー特性を示すバインダー樹脂を用いて作製された感光層を有する電子写真感光体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子写真技術は、即時性と画像の高品質性とが必要な複写機、各種プリンター等に広く使われている。電子写真技術の中核となる電子写真感光体は、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、除電からなる電子写真プロセスを繰り返す間に、コロナ帯電器等の帯電器から発生するオゾンやNOxによる感光層の酸化、像露光で生成したキャリアー(電流)の感光層内への流入及び除電光からなる感光層組成物の分解などの化学的・電気的負荷、並びにクリーニングブレードや磁気ブラシ等による摺擦及び現像剤や紙等との接触による感光層表面の損傷などの機械的負荷を受けて劣化する。特に、感光層表面の損傷は電子写真感光体の耐用年数を制限する大きな要因となっており、長い耐用年数を有する電子写真感光体を開発するには、電気的・化学的強度だけではなく、機械的強度を高めることが必要である。
【0003】
機械的強度の高い樹脂をバインダー樹脂に用いた電子写真感光体としては、「U−ポリマー(商標、ユニチカ社製)」として市販されているポリアリレート樹脂を用いたもの(特許文献1参照)、ビスフェノールF及びビスフェノールAの混合物並びにテレフタル酸及びイソフタル酸の混合物を反応させて得られたアリレート共重合体(特許文献2参照)を用いたものが知られている。しかしながら、これらの芳香族ポリエステルには、塗布溶媒に対する溶解性が低い、塗布溶液の安定性が悪い、得られた感光体の表面滑り性が悪いなどの問題がある。
【0004】
また、感光体表面の機械的強度を高める方法として、オーバーコート層を設ける方法(特許文献3参照)、耐摩耗性の高いバインダー樹脂を使用する方法(特許文献4、5参照)等が提案されているが、いずれの方法も効果が十分でなかったり、電気特性などに悪影響を及ぼすなどの問題を有している。
ところで、電子写真感光体の感光層のバインダー樹脂として最もよく用いられているのはポリカーボネート樹脂であるが、この樹脂の動的粘弾性試験における損失弾性率を測定すると、通常は3つのピークが観測される。このうち最も低温側のピーク(以下、「γ分散ピーク」ということがある。)は、分子の局所的な熱運動に関与した副分散ピークであり、分子の局所的な運動が衝撃外力を一部緩和吸収していることを示している。γ分散ピークは、樹脂の構造が異なる場合には全く異なる挙動を示すことが知られており、ビスフェノールA型のポリカーボネートでは−100℃付近にγ分散ピークが観測される(非特許文献1〜3参照)。また、ポリカーボネート樹脂をバインダー樹脂として用いた感光層のγ分散ピークについても、報告されている(非特許文献4参照)。しかしながら、ポリアリレート樹脂をバインダー樹脂として用いた場合のγ分散ピーク、及びγ分散ピークと電子写真感光体の耐摩耗性及び表面滑り性との関係については報告がない。
【0005】
【特許文献1】
特開昭56−135844号公報
【特許文献2】
特開平3−6567号公報
【特許文献3】
特開昭61−72256号公報
【特許文献4】
特開昭63−148263号公報
【特許文献5】
特開平3−221962号公報
【非特許文献1】
Macromolecules,第14巻、54頁、1981年
【非特許文献2】
講座・レオロジー 日本レオロジー学会編、高分子刊行会、115−116頁、1992年
【非特許文献3】
Macromolecules、第18巻、368頁、1985年
【非特許文献4】
Macromolecules、第25巻、4588頁、1992年
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、機械的強度及び電気特性に優れた電子写真感光体を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、感光体に用いられるバインダー樹脂のレオロジー特性と感光体の機械的強度との関係に着目し、鋭意検討した結果、ポリエステル樹脂又はこれと他の樹脂との混合物からなるバインダー樹脂であって、−150℃からバインダー樹脂のガラス転移温度の範囲で測定した動的粘弾性試験におけるγ分散ピークが5℃以上のバインダー樹脂を用いて感光層を作製することにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち本発明の要旨は、導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体であって、感光層が、ポリエステル樹脂を含み、かつ−150℃からそのガラス転移温度の範囲で測定した動的粘弾性試験における損失弾性率の最も低温側のピークが5℃以上のバインダー樹脂を用いて作製されたものであることを特徴とする電子写真感光体にある。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電子写真感光体では、導電体支持体上の感光層の作製に用いるバインダー樹脂として、ポリエステル樹脂を含み、かつ−150℃からそのガラス転移温度(以下、「Tg」という。)の範囲で測定した動的粘弾性試験におけるγ分散ピーク(以下、「γ」という。)が5℃以上であるものを用いる。γが5℃よりも低いと、感光層の耐摩耗性が劣る。γが10℃以上、特に20℃以上のバインダー樹脂を用いるのが好ましい。
【0010】
感光層は、積層型又は単層型のいずれでもよいが、積層型が好ましい。
ポリエステル樹脂としては、脂肪族ポリエステル樹脂、半芳香族ポリエステル樹脂及び全芳香族ポリエステル樹脂のいずれをも用いることができる。これらのうち、塗布溶媒に対する溶解性、得られる感光体の機械的強度、電気特性の点から、芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。特に下記一般式(1)で表される構造単位を有する芳香族ポリエステル樹脂が好ましい。
【0011】
【化3】
−O−A−O−CO−W−CO− (1)
(式中、A及びWは、それぞれ独立して二価の有機基を表す。但し、A及びWの少なくとも一方は置換されていてもよい二価の芳香族基を表す。)
一般式(1)で表される構造単位を有するポリエステル樹脂は、一般式HO−A−OHで表されるジヒドロキシ化合物と、一般式HO−CO−W−CO−OHで表されるジカルボン酸、又はその誘導体とを重合させることにより製造することができる
Aとしては、通常は下記一般式(2)〜(7)で表される基が挙げられる。
【0012】
【化4】

Figure 2004246149
【0013】
【化5】
Figure 2004246149
【0014】
(式中、Yは単結合、(シクロ)アルキレン基、−S−、−O−又はスルホニル基を表し、R〜R30はそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、(シクロ)アルキル基、置換されてもよいアリール基、アリル基又はアルコキシ基を表す。なお、Yがアルキレン基を表す場合には、そのアルキレン基にはハロゲン原子、(シクロ)アルキル基、置換されていてもよいアリール基、アラルキル基、アリル基及びアルコキシ基よりなる群から選ばれた置換基が結合していてもよい。)
【0015】
(シクロ)アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等のアルキレン基;シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等のシクロアルキレン基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、塩素、フッ素、臭素等が挙げられる。
(シクロ)アルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、sec−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、ネオペンチル基、2−メチルブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基が挙げられる。
【0016】
アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等のアリール基が挙げられる。
アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェニルエチル基等が挙げられる。
〜R30としては、水素原子又はアルキル基、特に水素原子又はメチル基が好ましい。
【0017】
一般式(6)のa及び一般式(7)のbは、それぞれ1以上の整数を表し、1〜6が好ましい。
【0018】
ジヒドロキシ化合物骨格を示す一般式(2)〜(7)の基のうち、一般式(2)の基が好ましい。なかでも、Yが置換されていてもよいメチレン、特にメチレン基であるものを構造単位とする芳香族ポリエステルが、γが高温側に観測されるので、更に好ましい。
【0019】
Wとしては、置換基を有していてもよいフェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ビフェニレン基等のアリーレン基;メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等のアルキレン基;及びビニレン基などが挙げられ、これらの中でアリーレン基、特にフェニレン基が好ましい。
【0020】
芳香族ポリエステルの製造に用いられる芳香族ジヒドロキシ化合物としては、ハイドロキノン、レゾルシノール等のジヒドロキシベンゼン化合物;1,3−ジヒドロキシナフタレン、1,4−ジヒドロキシナフタレン、2,3−ジヒドロキシナフタレン、2,6−ジヒドロキシナフタレン、2,7−ジヒドロキシナフタレン、1,8−ジヒドロキシナフタレン、1,5−ジヒドロキシナフタレン等のジヒドロキシナフタレン化合物;1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)エタン(以下「BPE」という。)、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下「BPA」という。)、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)メタン(以下「p,p’−BPF」という。)、ビス−(2−ヒドロキシフェニル)メタン(以下「o,o’−BPF」という。)、2−ヒドロキシフェニル−4−ヒドロキシフェニルメタン(以下「o,p’−BPF」という。)、ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)メタン(以下「TmBPF」という。)、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ブタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ペンタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−3−メチルブタン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロペンタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(以下「BPZ」という。)、ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)メタン、1,1−ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)エタン、1,1−ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス−(3−フェニル−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(以下「BPQ」という。)、ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)メタン(以下「Cof」という。)、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エタン(以下「Ca」という。)、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)プロパン(以下「BPC」という。)、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−エチルフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−イソプロピルフェニル)プロパン、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3−sec−ブチルフェニル)プロパン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)エタン(以下「Xe」という。)、2,2−ビス−(4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニル)プロパン(以下「Tma」という。)、ビス−(4−ヒドロキシ−3,6−ジメチルフェニル)メタン(以下「Xf」という。)、1,1−ビス−(4−ヒドロキシ−3,6−ジメチルフェニル)エタン、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン(以下「BPP」という。)、1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルプロパン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ジフェニルメタン、ビス−(4−ヒドロキシフェニル)ジベンジルメタン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルエーテル(以下「BPO」という。)、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、フェノールフタルレイン、4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルビニリデン)]ビスフェノール、及び4,4’−[1,4−フェニレンビス(1−メチルビニリデン)]ビス[2−メチルフェノール]等のビスフェノール化合物などが挙げられる。これらの中で、BPE、p,p’−BPF、o,o’−BPF、o,p’−BPF、TmBPF、BPQ、Cof、BPZ、Ce、BPC、Tmf、Xe、Tma、Xf、又はBPPが好ましい。特に好ましいのは、TmBPF、p,p’−BPF、o,o’−BPF、o,p’−BPF、BPZ、又はBPCである。
【0021】
脂肪族ジヒドロキシ化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオール、1,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,5−ヘプタンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール等の鎖状ジオール;1,2−シクロヘキサンジオール等の環状ジオールなどが挙げられる。これらの中では鎖状ジオール、特にエチレングリコール、プロピレングリコール、又は1,4−ブタンジオールが好ましい。
これらのジヒドロキシ化合物は、単独で用いてもよいが、複数を併用するのが好ましい。
【0022】
芳香族ポリエステルの製造に用いるジカルボン酸としては、テレフタル酸(以下「TPA」という。)、イソフタル酸(以下「IPA」という。)、フタル酸、2−メチル−1,4−ベンゼンジカルボン酸、2,5−ジメチル−1,4−ベンゼンジカルボン酸、2,6−ジメチル−1,4−ベンゼンジカルボン酸、2−メチル−1,3−ベンゼンジカルボン酸、4−メチル−1,3−ベンゼンジカルボン酸、5−メチル−1,3−ベンゼンジカルボン酸、2,4−ジメチル−1,3−ベンゼンジカルボン酸、4,5−ジメチル−1,3−ベンゼンジカルボン酸等のベンゼンジカルボン酸;3,6−ジメチル−2,7−ナフタレンジカルボン酸、3,7−ジメチル−2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸等のナフタレンジカルボン酸;アントラセンジカルボン酸;ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸:並びにマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸等の脂肪族飽和ジカルボン酸;及びフマル酸、マレイン酸等の脂肪族不飽和ジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。
これらの中で、TPA、IPA、2−メチル−1,4−ベンゼンジカルボン酸、又は2,5−ジメチル−1,4−ベンゼンジカルボン酸が好ましい。最も好ましいのは、TPA又はIPAである。
【0023】
これらのジカルボン酸は、単独で用いてもよいが、複数を併用するのが好ましい。なかでも、IPAは単独で用いずに、TPAと併用するのが好ましい。なお、TPAとIPAとを併用する場合には、通常TPAに由来する基が75モル%以上となるようにする。この基が75モル%未満では電気特性が悪化することがある。この基が90モル%以上、特に95モル%以上となるようにするのが好ましい。
ジカルボン酸誘導体としては、ジカルボン酸の酸ハロゲン化物が挙げられる。酸ハロゲン化物としては、酸塩化物が好ましい。
【0024】
ポリエステル樹脂は、界面重合法、溶融重合法、溶液重合法等の公知の重合方法により製造すればよい。
以下に、界面重合法によるポリエステル樹脂の製造方法について説明する。
【0025】
ジヒドロキシ化合物のアルカリ水溶液とジカルボン酸塩化物のハロゲン化炭化水素溶液とを、好ましくは触媒の四級アンモニウム塩又は四級ホスホニウム塩の存在下に混合する。
アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物の水溶液が挙げられる。アルカリ金属水酸化物は、反応系中に含まれる水酸基の1〜3倍当量の範囲が好ましい。
【0026】
ハロゲン化炭化水素としては、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ジクロルベンゼン等が挙げられる。
四級アンモニウム塩としては、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、N−ラウリルピリジニウムクロライド、ラウリルピコリニウムクロライド等の四級アンモニウム塩及びトリブチルアミン、トリオクチルアミン等の三級アルキルアミンと塩酸、臭素酸、ヨウ素酸等のハロゲン化水素酸との塩が挙げられる。
四級ホスホニウム塩としては、テトラブチルホスホニウムブロマイド、トリエチルオクタデシルホスホニウムブロマイド等が挙げられる。
【0027】
重合の際、分子量調節剤としてフェノール、クレゾール、エチルフェノール、プロピルフェノール、tert−ブチルフェノール、ペンチルフェノール、ヘキシルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、フェニルフェノール、2,4,6−トリメチルフェノール、2,3,6−トリメチルフェノール、2,6−ジメチル−4−tert−ブチルフェノール等の一官能性フェノール;酢酸クロリド、酪酸クロリド、オクチル酸クロリド、ベンゾイルクロリド、ベンゼンスルフォニルクロリド、ベンゼンスルフィニルクロリド、ベンゼンホスホニルクロリド等の一官能性酸ハロゲン化物を存在させてもよい。
【0028】
重合温度としては0〜40℃、重合時間としては2〜12時間の範囲が好ましい。
重合後、樹脂を含む反応液を水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液;塩酸、硝酸、リン酸等の酸水溶液;及び水で洗浄し、静置分離、遠心分離等により水層と有機層とを分離させる。次いで、有機層を温水若しくは樹脂が溶けにくい有機溶媒に注入するか、又は常圧若しくは減圧下で溶媒を留去することによりポリエステル樹脂を得ることができる。また、反応液を吸着カラム等に流通させて精製してから上記の方法により、ポリエステル樹脂を得てもよい。
【0029】
得られたポリエステル樹脂は、残存溶媒が一定値以下になるまで乾燥する。減圧下で、樹脂が分解しない温度、特に20℃から樹脂の溶融温度の範囲で乾燥するのが好ましい。通常、残存溶媒が1000重量ppm以下になるまで乾燥する。300重量ppm以下、特に100重量ppm以下になるまで乾燥するのが好ましい。
【0030】
ポリエステル樹脂は、粘度平均分子量が1万以上10万以下、特に1.5万以上5万以下となるように重合させるのが好ましい。粘度平均分子量が1万未満では、電子写真感光体の表面滑り性及び耐摩耗性が低下してしまう。また、粘度平均分子量が10万を超えると塗布溶液の粘度が高く塗布が困難になる。
本発明でバインダー樹脂に含有させるポリエステル樹脂には、ポリエステル樹脂成分と他の樹脂成分との共重合体も含まれる。共重合の形式は、ブロック、グラフト、マルチブロック共重合体のいずれでもよい。共重合体の製造に用いる他の樹脂成分としては、カーボネート、スルホン、エーテル、ケトン、アミド、シロキサン、イミド、スチレン及びオレフィンなどの化合物が挙げられる。この中では、電気特性及び機械物性の点からカーボネートが好ましい。これらの樹脂成分は、単独で用いても、複数を併用してもよい。共重合体に占める他の樹脂成分の割合が多いと機械的強度が低下することがあるため、他の樹脂成分は、通常50モル%未満となるように共重合させる。30モル%以下、特に10モル%以下とするのが好ましい。最も好ましいのは、実質的にこれらの他の樹脂成分を含まないもの、すなわち実質的にエステル成分のみからなるポリエステル樹脂である。
【0031】
バインダー樹脂がポリエステル樹脂と他の樹脂との混合物の場合、他の樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル化合物の重合体及びその共重合体;ポリカーボネート、ポリスルホン、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂等の熱可塑性樹脂;並びに種々の熱硬化性樹脂などが挙げられる。これらの中では、ポリカーボネート樹脂が好ましい。これらの樹脂は、単独で用いても、複数を併用してもよい。バインダー樹脂に占める他の樹脂の割合が多いと機械的強度が低下することがあるため、他の樹脂成分は、通常50重量%未満とする。30重量%以下、特に10重量%以下とするのが好ましい。
【0032】
本発明で用いるバインダー樹脂のγは前述のように5℃以上でなければならない。γはポリエステル樹脂の耐熱性が高いほど高くなるので、ジヒドロキシ化合物としては二価の芳香族基、特に環上に置換基を有しない二価の芳香族基を有するものを用いるのが好ましい。また、ジカルボン酸としてはフェニレン基、特に環上に置換基を有しないフェニレン基を有するものを用いるのが好ましい。
【0033】
感光層中の電荷輸送剤には、電子吸引性物質及び電子供与性物質のいずれも用いることができる。電子吸引性物質としては、2,4,7−トリニトロフルオレノン等の芳香族ニトロ化合物;テトラシアノキノジメタン等のシアノ化合物;ジフェノキノン等のキノン類などが挙げられ、これらのうちキノン類が好ましい。電子供与性物質としては、カルバゾール化合物、インドール化合物、イミダゾール化合物、オキサゾール化合物、ピラゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ピラゾリン化合物、チアジアゾール化合物等の複素環化合物;ヒドラゾン化合物;アニリン等の芳香族アミン;スチルベン、ブタジエン及びエナミン化合物、ポリアニリン、ポリビニルカルバゾール等これらの化合物の重合体、並びにこれらの化合物が単結合、エーテル結合、アルキレン結合等で2分子以上結合した化合物などが挙げられる。これらのうち、カルバゾール化合物、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン、スチルベン若しくはブタジエン又はこれらの化合物が2分子以上結合した化合物、特に芳香族アミン、スチルベン又はブタジエンが2分子以上結合した化合物が好ましい。電荷輸送剤は、単独で用いても、複数を併用してもよい。
【0034】
電荷輸送剤は、バインダー樹脂100重量部に対して、通常30重量部以上200重量部以下を使用する。この範囲外では、機械的強度が劣ることがある。電荷輸送剤の下限としては40重量部が好ましく、上限としては150重量部、特に90重量部が好ましい。
【0035】
電荷発生物質としては、セレニウム又はその合金、硫化カドミウム等の無機系光導材料;フタロシアニン顔料、アゾ顔料、キナクリドン顔料、インジゴ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、アントアントロン顔料、ベンズイミダゾール顔料等の有機顔料等各種光導電材料などが挙げられ、これらの中で有機顔料、特にフタロシアニン顔料又はアゾ顔料が好ましい。
【0036】
フタロシアニン顔料に用いるフタロシアニン化合物としては、無金属フタロシアニン;銅、インジウム、ガリウム、錫、チタン、亜鉛、バナジウム、シリコン若しくはゲルマニウム等の金属又はその酸化物若しくはハロゲン化物の配位したフタロシアニン類が挙げられる。これらの中で、3価以上の金属原子へ酸素原子、塩素原子、水酸基、アルコキシ基等の配位子が配位したものが好ましい。X型若しくはτ型無金属フタロシアニン;α型、β型若しくはY型等のチタニルフタロシアニン;バナジルフタロシアニン;クロロインジウムフタロシアニン;クロロガリウムフタロシアニン;又はヒドロキシガリウムフタロシアニンなどが更に好ましい。これらのうち、Y型のチタニルフタロシアニンが、最も好ましい。なお、チタニルフタロシアニンのα型、β型結晶は、W.HellerらによりそれぞれII相、I相として称されているものであり(Zeit.Kristallogr. 第159巻173頁(1982年))、β型が安定型とされている。また、チタニルフタロシアニンのY型結晶は、CuKα線を用いた粉末X線回折における回折角2θ±0.2゜が27.3゜に明瞭なピークを示すものである。フタロシアニン化合物は、単一の化合物を用いても、複数の化合物を併用してもよく、更に複数の結晶型の混合物を用いても、酸ペースト処理、磨砕処理、溶剤処理等の製造工程及び処理工程において結晶型の混合物を生じさせてもよい。アゾ顔料としては、モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾ、ポリアゾ類等のアゾ顔料が好ましい。
【0037】
電荷発生物質は、バインダー樹脂100重量部に対して、通常20〜2000重量部の使用比率で用いる。30〜500重量部、特に33〜500重量部が好ましい。
【0038】
感光層には、所望により成膜性、可撓性、塗布性、耐汚染性、耐ガス性、耐光性等を向上させるため、可塑剤、染料色素、酸化防止剤、紫外線吸収剤、電子吸引性化合物、レベリング剤、増感剤等や、感光体の表面滑り性を向上させるため、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂等の公知の添加剤を含有させてもよい。
【0039】
可塑剤としては、フタル酸エステル、りん酸エステル、エポキシ化合物、塩素化パラフィン、塩素化脂肪酸エステル、メチルナフタレン等の芳香族化合物などが挙げられる。
染料色素としては、メチルバイオレット、ブリリアントグリーン、クリスタルバイオレット等のトリフェニルメタン染料;メチレンブルー等のチアジン染料;キニザリン等のキノン染料;シアニン染料;及びビリリウム塩、チアビリリウム塩、ベンゾビリリウム塩等が挙げられる。
【0040】
酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物等が挙げられる。
電子吸引性化合物としては、クロラニル、2,3−ジクロロ−1,4−ナフトキノン、1−ニトロアントラキノン、1−クロロ−5−ニトロアントラキノン、2−クロロアントラキノン、フェナントレンキノン等のキノン類;4−ニトロベンズアルデヒド等のアルデヒド類;9−ベンゾイルアントラセン、インダンジオン、3,5−ジニトロベンゾフェノン、2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロフルオレノン、3,3′,5,5′−テトラニトロベンゾフェノン等のケトン類;無水フタル酸、4−クロロナフタル酸無水物等の酸無水物;テトラシアノエチレン、テレフタラルマロノニトリル、9−アントリルメチリデンマロノニトリル、4−ニトロベンザルマロノニトリル、4−(p−ニトロベンゾイルオキシ)ベンザルマロノニトリル等のシアノ化合物;3−ベンザルフタリド、3−(α−シアノ−p−ニトロベンザル)フタリド、3−(α−シアノ−p−ニトロベンザル)−4,5,6,7−テトラクロロフタリド等のフタリド類などが挙げられる。
【0041】
電子写真感光体の感光層は、常法により製造すればよい。すなわち、単層型電子写真感光体の場合、バインダー樹脂、電荷輸送剤、電荷発生物質及び所望の添加剤を溶剤に溶解して塗布液をスプレー法、スパイラル法、リング法、浸漬法等の公知の方法により導電性支持体又は電荷発生層の上に塗布、乾燥することにより感光層を形成させればよい。
【0042】
塗布液の調製に用いる溶剤は、バインダー樹脂、電荷輸送剤、電荷発生物質及び所望の添加剤を溶解するものから適宜選択すればよい。例えば、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等のエーテル類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;N,N−ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒;酢酸エチル、蟻酸メチル、メチルセロソルブアセテート等のエステル類;ジクロロエタン、クロロホルム等の塩素化炭化水素などが挙げられる。
【0043】
スプレー法に用いるスプレーとしては、エアスプレー、エアレススプレー、静電エアスプレー、静電エアレススプレー、回転霧化式静電スプレー、ホットスプレー、ホットエアレススプレー等が挙げられる。膜厚を均一とするには、再公表平1−805198号公報に記載されている回転霧化式静電スプレーを用いる方法が好ましい。
スパイラル法としては、特開昭52−119651号公報に記載されている注液塗布機又はカーテン塗布機を用いた方法、特開平1−231966号公報に記載されている微小開口部から塗料を筋状に連続して飛翔させる方法、特開平3−193161号公報に開示されているマルチノズル体を用いた方法等が挙げられる。
【0044】
塗布液を塗布した後、通常100〜250℃で、熱風乾燥機、蒸気乾燥機、赤外線乾燥機又は遠赤外線乾燥機等を用いて塗膜を乾燥する。110〜170℃、特に120〜140℃で乾燥するのが好ましい。
【0045】
感光層の上には、感光層の摩耗を軽減させたり、帯電器等から発生する放電生成物等による感光層の劣化を防止するため、保護層を設けることもできる。なお、電子写真感光体には、更に必要に応じて、バリアー層、接着層、ブロッキング層等の中間層、透明絶縁層など、電気特性、機械特性改良のための公知の層を有していてもよい。
【0046】
積層型電子写真感光体の電荷発生層は、電荷発生物質及び所望の添加剤を溶剤に溶解させて電荷発生層形成用の塗布液を調製し、これを導電性支持体に塗布することにより、形成させることができる。電荷発生層は、単一層でも、構成成分や組成比が異なる複数層でもよい。電荷発生層の膜厚は、通常は0.05〜5μmである。0.1〜2μm、特に0.15〜0.8μmとするのが好ましい。
【0047】
積層型電子写真感光体の電荷輸送層は、電荷輸送剤、バインダー樹脂、及び所望の添加剤を、溶剤に全固形分濃度が25〜40%、粘度が通常50〜300センチポアーズ、好ましくは100〜200センチポアーズとなるように溶解させて電荷輸送層形成用の塗布液を調製し、これを電荷発生層上に塗布することにより、形成させることができる。電荷輸送層は、単一層でも、構成成分や組成比が異なる複数層でもよい。電荷輸送層は、通常10〜60μmの膜厚とする。10〜45μm、特に20〜40μmとするのが好ましい。
【0048】
感光体が積層型である場合には、その電荷輸送層は、−150℃から電荷輸送層のTgの範囲で測定した動的粘弾性試験において損失弾性率の最も低温側のピーク(以下「γ」という。)が0℃以上であるのが好ましい。γが0℃未満だと、耐摩耗性が劣る。γは15℃以上、特に30℃以上が更に好ましい。
γは電荷輸送層に用いるバインダー樹脂により大きく影響を受ける。したがって、γを0℃以上にするには、電荷輸送層に耐熱性の高いポリエステル樹脂を含むバインダー樹脂を用いればよい。
【0049】
導電性支持体の材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、ニッケル等の金属;金属、カーボン、酸化錫などの導電性粉体を添加して導電性を付与した樹脂;アルミニウム、ニッケル、酸化インジウム酸化錫合金等の導電性材料を表面に蒸着又は塗布した樹脂、ガラス、紙などが挙げられる。また、導電性支持体の形態としては、ドラム状、シート状、ベルト状等が挙げられる。
【0050】
金属製の導電性支持体の上には、導電性・表面性等を制御するため、又は欠陥被覆を修復するため、適当な抵抗値を持つ導電性材料を塗布してもよい。また、導電性支持体に金属材料を用いる場合には、陽極酸化処理、化成皮膜処理等を施したものを用いてもよい。陽極酸化処理を施す場合には、公知の方法により封孔処理を施すのが好ましい。
支持体の表面は、平滑面でも、特別な切削方法若しくは研磨処理を施すか、又は支持体の材料に適当な粒径の粒子を混合して調製した粗面でもよい。
【0051】
導電性支持体と感光層との間には、接着性及びブロッキング性の改善させるため、下引き層を設けてもよい。
下引き層としては、金属酸化物等の粒子を分散した樹脂、バインダー樹脂などが挙げられ、金属酸化物粒子をバインダー樹脂に分散した形で形成したものが好ましい。
【0052】
金属酸化物粒子としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化鉄等の1種類の金属元素を含む粒子;チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の複数の金属元素を含む粒子などが挙げられる。これらの中で、酸化チタン及び酸化アルミニウム、特に酸化チタンを含む粒子が好ましい。また、酸化チタン粒子の表面に、酸化錫、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、酸化珪素等の無機物;又はステアリン酸、ポリオール、シリコーン等の有機物などによる処理を施してもよい。酸化チタン粒子の結晶型としては、ルチル、アナターゼ、ブルックカイトが挙げられ、アモルファスも用いることができる。これら複数の結晶状態の混合物でもよい。金属酸化物粒子の粒径は、任意であるが、特性及び液の安定性の面から、平均一次粒径として10〜100nm、特に10〜25nmのものが好ましい。
【0053】
下引き層に用いられるバインダー樹脂としては、フェノキシ、エポキシ、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド等が単独又は硬化剤と共に硬化した形のものが挙げられる。これらの中で、アルコール可溶性の共重合ポリアミド、変性ポリアミド等が、良好な分散性、塗布性を示すので、好ましい。
【0054】
下引き層に用いられるバインダー樹脂に対する金属酸化物粒子の比率は任意であるが、10〜500重量%の範囲が、分散液の安定性、塗布性の面で好ましい。下引き層の膜厚は、任意であるが、電子写真感光体特性及び塗布性から0.1〜20μmが好ましい。なお、下引き層に公知の酸化防止剤等を添加してもよい。
【0055】
【実施例】
以下に、本発明の具体的態様を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。なお、粘度平均分子量、動的年弾性、摩耗特性、摩擦特性及び電気特性の測定は、下記により行った。
[粘度平均分子量の測定]
ポリエステル樹脂をジクロロメタンに溶解し、濃度(C)が6.00g/Lの試料溶液を調製した。ジクロロメタンの流下時間tが136.16秒のウベローデ型毛細管粘度計を用いて、20.0℃に設定した恒温水槽中で試料溶液の流下時間tを測定した。以下の式に従って粘度平均分子量Mvを算出した。
【0056】
【数1】
a=0.438×ηsp+1 ηsp=t/t−1
b=100×ηsp/C C=6.00(g/L)
η=b/a
Mv=3207×η1.205
【0057】
[動的粘弾性試験]
(1)γの測定
バインダー樹脂をトルエン/テトラヒドロフラン(重量比2/8)の混合溶媒に溶解させた液をポリエチレンテレフタレート(以下「PET」という。)フィルム上に乾燥後の厚さが60μmとなるように塗布し、125℃で20分間乾燥した後、PETフィルムから剥離したものを試験用フィルムとした。
【0058】
(2)γの測定
電荷輸送用塗布液を乾燥後の厚さが電荷輸送層と等しくなるようにPETフィルム上に塗布し、125℃で20分間乾燥した後、PETフィルムから剥離したものを試験用フィルムとした。
試験用フィルムを長さ20mm、幅5mmに切り出し、厚さを測定した後、動的粘弾性試験を粘弾性測定装置(DMS6100、セイコーインスツルメント社製)により−150℃から試料のTgの範囲で行った。昇温速度は3℃/min、測定周波数は20Hzで引っ張り変形試験を行い、損失弾性率E’’、貯蔵弾性率E’及びtanδ(=E’’/E’)を測定した。
【0059】
[摩耗試験]
電子写真感光体を直径10cmの円状に切断し、テーバー摩耗試験機(東洋精機社製)を用いて、23℃、相対湿度50%の雰囲気下、摩耗輪(CS−10F、東洋精機社製)の荷重なし(摩耗輪の自重)の条件で1000回回転摩耗試験を行った。試験前後の感光体フィルムの重量差を感光体フィルムの摩耗量とした。
【0060】
[摩擦試験]
電子写真感光体の上にトナーを0.1mg/cmとなるよう均一に乗せ、この表面に市販の電子写真式複写機に用いられているクリーニングブレードと同じ材質の1cm幅に切断したウレタンゴムを45度の角度で接触させ、荷重200g、速度5mm/sec、ストローク20mmでウレタンゴムを100回移動させた後、全自動摩擦摩耗試験機(DFPM−SS、協和界面化学社製)を用いて感光体表面の動摩擦係数を測定した。
【0061】
[電気特性]
電子写真感光体をアルミニウム製ドラムに貼り付け、アルミニウム製ドラムと感光体のアルミニウム蒸着層との導通を取った後、ドラムを一定回転数で回転させ、帯電、露光、電位測定、除電のサイクルによる電気特性評価試験を行った。試験には電子写真学会測定標準に従って作製した電子写真特性評価装置(続電子写真技術の基礎と応用、電子写真学会編、コロナ社、404−405頁)を用い、初期表面電位を−700Vとし、露光は780nm、除電は660nmの単色光を用い、780nmの光を2.4μJ/cm照射した時点の表面電位(以下「VL」という。)を5℃、相対湿度5%の条件で測定した。VL測定に際しては、露光−電位測定に要する時間を139msとした。VLの値の絶対値が小さいほど、応答性がよいことを示す。
【0062】
(製造例1)
2Lビーカーに水酸化ナトリウム(26.95g)と水(940ml)とを秤取り、窒素ガスを導入しながら攪拌して水酸化ナトリウム水溶液とした。これに2,3,6−トリメチルフェノール(1.3819g)、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド(0.3370g)、TmBPF(61.78g)及びBPA(2.90g)を添加し、攪拌してアルカリ塩水溶液とし、これを2L反応槽に移した。
【0063】
別途、テレフタル酸クロライド(49.97g)及びイソフタル酸クロライド(2.63g)のジクロロメタン(470ml)溶液を滴下ロート内に入れた。反応槽の内温を20℃に保ち、反応槽内のアルカリ塩水溶液に、攪拌しながらジクロロメタン溶液を1時間かけて滴下した。同温度で3時間攪拌を続けた後、酢酸(8.88ml)のジクロロメタン(470ml)溶液を加え、更に30分攪拌した後、反応液を静置し、水層と有機層とに分離させた。有機層を0.1N水酸化ナトリウム水溶液(940ml)で洗浄した後、水(707ml)で洗浄し、次いで0.1N塩酸(707ml)で2回洗浄し、更に水(707ml)で2回洗浄した。
【0064】
得られた有機層をジクロロメタンで希釈して1000mLとし、これをメタノール(5000mL)に注ぎ込んだ。析出した沈殿物を濾取し、乾燥して下記構造式のポリエステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂の粘度平均分子量は37,000であり、γは32℃であった。
【0065】
【化6】
Figure 2004246149
【0066】
(製造例2〜6)
製造例1で用いたモノマーの仕込み組成を表1に示す組成に代えた以外は、製造例1と同様にしてポリエステル樹脂を製造した。得られたポリエステル樹脂の粘度平均分子量を表1に、γを表2に示す。
【0067】
【表1】
Figure 2004246149
【0068】
(実施例1)
下記構造式のβ型オキシチタニウムフタロシアニン10重量部及び150重量部の4−メトキシ−4−メチルペンタノン−2を混合し、サンドグラインドミルで粉砕分散処理することにより、顔料分散液とした。
【0069】
【化7】
Figure 2004246149
【0070】
また、ポリビニルブチラール(商品名デンカブチラール#6000C、電気化学工業社製)を5重量%となるように1,2−ジメトキシエタンに溶解させた溶液100重量部及びフェノキシ樹脂(商品名PKHH、ユニオンカーバイド社製)を5重量%となるように1,2−ジメトキシエタン溶液に溶解させた溶液100重量部を混合してバインダー溶液とした。
【0071】
顔料分散液160重量部及びバインダー溶液100重量部を、固形分濃度が4.0重量%となるように1,2−ジメトキシエタンと混合して、分散液とした。この分散液を、表面にアルミ蒸着したPETフィルム上に膜厚が0.4μmになるように塗布して電荷発生層を設けた。
トルエン/テトラヒドロフラン(重量比2/8)の混合溶媒600部に、下記構造式で表される電荷輸送剤[1]50部、製造例1のポリエステル樹脂100部、及びシリコーンオイル0.03部を溶解し、これを125℃、20分間で乾燥後の膜厚が20μmとなるように電荷発生層に塗布することにより電荷輸送層を設け、感光体とした。なお、製造例1のポリエステル樹脂は、上記混合溶媒に容易に溶解した。
【0072】
【化8】
Figure 2004246149
【0073】
(式中、左側のフェニルブタジエン鎖は括弧内の左側の2つのベンゼン環のいずれかに、右側のフェニルブタジエン鎖は括弧内の右側の2つのベンゼン環のいずれかに、それぞれ結合している。)
γ、電子写真感光体の摩耗試験、摩擦試験及び電気特性の結果を表2に示す。
【0074】
(実施例2〜5)
実施例1において、製造例1のポリエステル樹脂に代えて製造例2〜5のポリエステル樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を製造した。なお、製造例2〜5のポリエステル樹脂は、前記混合溶媒に容易に溶解した。γ、電子写真感光体の摩耗試験、摩擦試験及び電気特性の結果を表2に示す。
【0075】
(比較例1)
実施例1において、製造例1のポリエステル樹脂に代えてU−100(商標、ユニチカ製)を用い、THF/トルエン混合溶媒に代えてTHF単独溶媒を用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を製造した。なお、U−100は上記混合溶媒には溶解しなかった。U−100のγ、γ、電子写真感光体の摩耗試験、摩擦試験及び電気特性の結果を表2に示す。
【0076】
(比較例2)
実施例1において、製造例1のポリエステル樹脂に代えてポリカーボネート(Z−400(商標)、三菱ガス化学社製)を用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を製造した。Z−400のγ、γ、電子写真感光体の摩耗試験、摩擦試験及び電気特性の結果を表2に示す。
【0077】
(比較例3)
実施例1において、製造例1のポリエステル樹脂に代えて製造例6のポリエステル樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして、電子写真感光体を製造した。γ、電子写真感光体の摩耗試験、摩擦試験及び電気特性の結果を表2に示す。
【0078】
【表2】
Figure 2004246149
【0079】
表2から、本発明の電子写真感光体は、摩耗量が少なく、かつ表面滑り性及び電気特性に優れていることが判る。
【0080】
【発明の効果】
本発明に係る電子写真感光体は、優れた機械的強度及び良好な電気特性を示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic photoreceptor having excellent mechanical strength and electrical properties. More specifically, the present invention relates to an electrophotographic photosensitive member having a photosensitive layer produced using a binder resin having specific rheological properties.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Electrophotographic technology is widely used in copiers, various printers, and the like that require immediacy and high-quality images. The electrophotographic photoreceptor, which is the core of electrophotographic technology, has a photosensitive layer made of ozone and NOx generated from a charger such as a corona charger while repeating an electrophotographic process including charging, exposure, development, transfer, cleaning, and static elimination. Chemical and electrical loads, such as oxidation of the carrier, the flow of carriers (current) generated by image exposure into the photosensitive layer, and the decomposition of the photosensitive layer composition consisting of static elimination light, and rubbing with a cleaning blade or magnetic brush, etc. It deteriorates under mechanical load such as damage to the surface of the photosensitive layer due to contact with a developer or paper. In particular, damage to the surface of the photosensitive layer is a major factor that limits the useful life of the electrophotographic photosensitive member.To develop an electrophotographic photosensitive member having a long useful life, not only electrical and chemical strength, but also It is necessary to increase the mechanical strength.
[0003]
As an electrophotographic photoreceptor using a resin having high mechanical strength as a binder resin, a photoreceptor using a polyarylate resin commercially available as “U-polymer (trademark, manufactured by Unitika)” (see Patent Document 1), There is known one using an arylate copolymer (see Patent Document 2) obtained by reacting a mixture of bisphenol F and bisphenol A and a mixture of terephthalic acid and isophthalic acid. However, these aromatic polyesters have problems such as low solubility in a coating solvent, poor stability of the coating solution, and poor surface slippage of the obtained photoreceptor.
[0004]
Further, as a method of increasing the mechanical strength of the photoreceptor surface, a method of providing an overcoat layer (see Patent Document 3), a method of using a binder resin having high wear resistance (see Patent Documents 4 and 5), and the like have been proposed. However, these methods have problems such as insufficient effects and adverse effects on electrical characteristics and the like.
By the way, a polycarbonate resin is most often used as a binder resin of a photosensitive layer of an electrophotographic photosensitive member. When a loss elastic modulus of the resin is measured in a dynamic viscoelasticity test, three peaks are usually observed. Is done. Of these, the lowest temperature peak (hereinafter sometimes referred to as “γ dispersion peak”) is a subdispersion peak involved in local thermal motion of the molecule, and the local motion of the molecule reduces the external impact force. This indicates that the part has been moderately absorbed. It is known that the γ dispersion peak shows a completely different behavior when the structure of the resin is different, and a γ dispersion peak is observed at around −100 ° C. in the case of bisphenol A type polycarbonate (Non-patent Documents 1 to 3). reference). Further, the γ dispersion peak of a photosensitive layer using a polycarbonate resin as a binder resin has also been reported (see Non-Patent Document 4). However, there is no report on the γ dispersion peak when a polyarylate resin is used as the binder resin, and the relationship between the γ dispersion peak and the wear resistance and surface slippage of the electrophotographic photosensitive member.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-56-135844
[Patent Document 2]
JP-A-3-6567
[Patent Document 3]
JP-A-61-72256
[Patent Document 4]
JP-A-63-148263
[Patent Document 5]
JP-A-3-221962
[Non-patent document 1]
Macromolecules, Vol. 14, p. 54, 1981
[Non-patent document 2]
Lecture / Rheology Japan Society of Rheology, Polymer Publishing Association, 115-116, 1992
[Non-Patent Document 3]
Macromolecules, 18, 368, 1985
[Non-patent document 4]
Macromolecules, 25, 4588, 1992
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an electrophotographic photosensitive member having excellent mechanical strength and electrical characteristics.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have paid attention to the relationship between the rheological properties of the binder resin used for the photoreceptor and the mechanical strength of the photoreceptor, and as a result of intensive studies, a binder resin composed of a polyester resin or a mixture of this and another resin. The above problem is solved by preparing a photosensitive layer using a binder resin having a γ dispersion peak of 5 ° C. or more in a dynamic viscoelasticity test measured in the range of −150 ° C. to the glass transition temperature of the binder resin. And found that the present invention was completed.
[0008]
That is, the gist of the present invention is an electrophotographic photoreceptor having a photosensitive layer on a conductive support, wherein the photosensitive layer contains a polyester resin and has a dynamic range measured from -150 ° C to its glass transition temperature. The electrophotographic photoreceptor is characterized in that the lowest temperature peak of the loss modulus in the viscoelasticity test is produced using a binder resin having a temperature of 5 ° C. or higher.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The electrophotographic photoreceptor according to the present invention contains a polyester resin as a binder resin used for forming a photosensitive layer on a conductor support and has a glass transition temperature (hereinafter, referred to as “Tg”) from −150 ° C. Dispersion peak in a dynamic viscoelasticity test (hereinafter referred to as “γ1" ) Is 5 ° C. or higher. γ1Is lower than 5 ° C., the abrasion resistance of the photosensitive layer is inferior. γ1However, it is preferable to use a binder resin having a temperature of 10 ° C. or higher, particularly 20 ° C. or higher.
[0010]
The photosensitive layer may be of a laminate type or a single layer type, but is preferably of a laminate type.
As the polyester resin, any of an aliphatic polyester resin, a semi-aromatic polyester resin and a wholly aromatic polyester resin can be used. Among these, an aromatic polyester resin is preferred from the viewpoint of solubility in a coating solvent, mechanical strength of the obtained photoreceptor, and electrical characteristics. Particularly, an aromatic polyester resin having a structural unit represented by the following general formula (1) is preferable.
[0011]
Embedded image
-OAO-CO-W-CO- (1)
(In the formula, A and W each independently represent a divalent organic group, provided that at least one of A and W represents a divalent aromatic group which may be substituted.)
The polyester resin having the structural unit represented by the general formula (1) includes a dihydroxy compound represented by the general formula HO-A-OH, a dicarboxylic acid represented by the general formula HO-CO-W-CO-OH, Or can be produced by polymerizing a derivative thereof.
A typically includes groups represented by the following general formulas (2) to (7).
[0012]
Embedded image
Figure 2004246149
[0013]
Embedded image
Figure 2004246149
[0014]
(Wherein, Y represents a single bond, a (cyclo) alkylene group, —S—, —O— or a sulfonyl group;1~ R30Each independently represents a hydrogen atom, a halogen atom, a (cyclo) alkyl group, an optionally substituted aryl group, an allyl group or an alkoxy group. When Y represents an alkylene group, the alkylene group is selected from the group consisting of a halogen atom, a (cyclo) alkyl group, an optionally substituted aryl group, an aralkyl group, an allyl group and an alkoxy group. A substituent may be bonded. )
[0015]
Examples of the (cyclo) alkylene group include an alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and a tetramethylene group; and a cycloalkylene group such as a cyclopentylene group and a cyclohexylene group.
Examples of the halogen atom include chlorine, fluorine, and bromine.
As the (cyclo) alkyl group, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, n-pentyl, isopentyl, sec- Alkyl groups such as pentyl group, neopentyl group, 2-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1-ethylpropyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-nonyl group; cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc. And a cycloalkyl group of
[0016]
Examples of the aryl group include aryl groups such as a phenyl group and a naphthyl group.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group.
Examples of the aralkyl group include a benzyl group and a phenylethyl group.
R1~ R30Is preferably a hydrogen atom or an alkyl group, particularly a hydrogen atom or a methyl group.
[0017]
A in the general formula (6) and b in the general formula (7) each represent an integer of 1 or more, and preferably 1 to 6.
[0018]
Among the groups of the general formulas (2) to (7) showing the dihydroxy compound skeleton, the group of the general formula (2) is preferable. Among them, methylene in which Y may be substituted, particularly an aromatic polyester having a methylene group as a structural unit, γ1Is more preferably observed on the high temperature side.
[0019]
W represents an optionally substituted arylene group such as a phenylene group, a naphthalenediyl group, an anthracenediyl group, a biphenylene group; an alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group; And an arylene group, particularly a phenylene group.
[0020]
Examples of the aromatic dihydroxy compound used in the production of the aromatic polyester include dihydroxybenzene compounds such as hydroquinone and resorcinol; 1,3-dihydroxynaphthalene, 1,4-dihydroxynaphthalene, 2,3-dihydroxynaphthalene, and 2,6-dihydroxy compound. Dihydroxynaphthalene compounds such as naphthalene, 2,7-dihydroxynaphthalene, 1,8-dihydroxynaphthalene and 1,5-dihydroxynaphthalene; 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) ethane (hereinafter referred to as “BPE”); 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) propane (hereinafter referred to as “BPA”), bis- (4-hydroxyphenyl) methane (hereinafter “p, p'-BPF "). -(2-hydroxyphenyl) methane (hereinafter referred to as "o, o'-BPF"), 2-hydroxyphenyl-4-hydroxyphenylmethane (hereinafter referred to as "o, p'-BPF"), bis- (4 -Hydroxy-3,5-dimethylphenyl) methane (hereinafter referred to as “TmBPF”), 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) butane, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) pentane, 2-bis- (4-hydroxyphenyl) -3-methylbutane, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) hexane, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -4-methylpentane, 1,1 -Bis- (4-hydroxyphenyl) cyclopentane, 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) cyclohexane (hereinafter referred to as "BPZ"), bis- 3-phenyl-4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis- (3-phenyl-4-hydroxyphenyl) ethane, 1,1-bis- (3-phenyl-4-hydroxyphenyl) propane, 2,2 -Bis- (3-phenyl-4-hydroxyphenyl) propane (hereinafter referred to as "BPQ"), bis- (4-hydroxy-3-methylphenyl) methane (hereinafter referred to as "Cof"), 1,1-bis. -(4-hydroxy-3-methylphenyl) ethane (hereinafter referred to as "Ca"), 2,2-bis- (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane (hereinafter referred to as "BPC"), 2,2 -Bis- (4-hydroxy-3-ethylphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydroxy-3-isopropylphenyl) propane, 2,2-bis- (4-hydr Roxy-3-sec-butylphenyl) propane and 1,1-bis- (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ethane (hereinafter referred to as “Xe”). ), 2,2-bis- (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) propane (hereinafter referred to as “Tma”), bis- (4-hydroxy-3,6-dimethylphenyl) methane (hereinafter “Xf”) ), 1,1-bis- (4-hydroxy-3,6-dimethylphenyl) ethane, 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) -1-phenylethane (hereinafter referred to as "BPP"), 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) -1-phenylpropane, bis- (4-hydroxyphenyl) diphenylmethane, bis- (4-hydroxyphenyl) dibenzylmethane, 4,4′-dihydroxydiphenyl ether (hereinafter ““ BPO ”), 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfone, 4,4′-dihydroxydiphenyl sulfide, phenol phthalate Rain, 4,4 '-[1,4-phenylenebis (1-methylvinylidene)] bisphenol, and 4,4'-[1,4-phenylenebis (1-methylvinylidene)] bis [2-methylphenol] And the like. Among these, BPE, p, p'-BPF, o, o'-BPF, o, p'-BPF, TmBPF, BPQ, Cof, BPZ, Ce, BPC, Tmf, Xe, Tma, Xf, or BPP Is preferred. Particularly preferred are TmBPF, p, p'-BPF, o, o'-BPF, o, p'-BPF, BPZ, or BPC.
[0021]
Examples of the aliphatic dihydroxy compound include ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-pentanediol, 1,5-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,5-hexanediol, Chain diols such as 6-hexanediol, 1,5-heptanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 1,10-decanediol; 1,2-cyclohexane And cyclic diols such as diols. Among these, a chain diol, particularly ethylene glycol, propylene glycol, or 1,4-butanediol is preferred.
These dihydroxy compounds may be used alone, but it is preferable to use a plurality of them in combination.
[0022]
The dicarboxylic acids used for the production of the aromatic polyester include terephthalic acid (hereinafter referred to as “TPA”), isophthalic acid (hereinafter referred to as “IPA”), phthalic acid, 2-methyl-1,4-benzenedicarboxylic acid, , 5-Dimethyl-1,4-benzenedicarboxylic acid, 2,6-dimethyl-1,4-benzenedicarboxylic acid, 2-methyl-1,3-benzenedicarboxylic acid, 4-methyl-1,3-benzenedicarboxylic acid Benzenedicarboxylic acids such as, 5-methyl-1,3-benzenedicarboxylic acid, 2,4-dimethyl-1,3-benzenedicarboxylic acid, and 4,5-dimethyl-1,3-benzenedicarboxylic acid; Dimethyl-2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 3,7-dimethyl-2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 2,7-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6 Naphthalenedicarboxylic acids such as naphthalenedicarboxylic acid and 1,4-naphthalenedicarboxylic acid; aromatic dicarboxylic acids such as anthracenedicarboxylic acid; biphenyldicarboxylic acid; and aliphatic saturated dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, glutaric acid and adipic acid And aliphatic dicarboxylic acids such as aliphatic unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid and maleic acid.
Among them, TPA, IPA, 2-methyl-1,4-benzenedicarboxylic acid or 2,5-dimethyl-1,4-benzenedicarboxylic acid is preferred. Most preferred is TPA or IPA.
[0023]
These dicarboxylic acids may be used alone, but it is preferable to use a plurality of them in combination. Among them, it is preferable that IPA is not used alone, but is used in combination with TPA. When TPA and IPA are used in combination, the amount of the group derived from TPA is usually set to 75 mol% or more. If this group is less than 75 mol%, the electrical properties may be degraded. It is preferred that this group be at least 90 mol%, especially at least 95 mol%.
Examples of the dicarboxylic acid derivative include an acid halide of dicarboxylic acid. The acid halide is preferably an acid chloride.
[0024]
The polyester resin may be produced by a known polymerization method such as an interfacial polymerization method, a melt polymerization method, and a solution polymerization method.
Hereinafter, a method for producing a polyester resin by an interfacial polymerization method will be described.
[0025]
The aqueous alkali solution of the dihydroxy compound and the halogenated hydrocarbon solution of the dicarboxylic acid chloride are mixed, preferably in the presence of a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt of the catalyst.
Examples of the aqueous alkali solution include aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. The alkali metal hydroxide preferably has a range of 1 to 3 equivalents of the hydroxyl group contained in the reaction system.
[0026]
Examples of the halogenated hydrocarbon include dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, dichlorobenzene, and the like.
As quaternary ammonium salts, benzyltriethylammonium chloride, benzyltrimethylammonium chloride, benzyltributylammonium chloride, tetraethylammonium chloride, tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, trioctylmethylammonium chloride, N-laurylpyridinium chloride, laurylpicoli And tertiary alkylamines such as tributylamine and trioctylamine and salts of hydrohalic acids such as hydrochloric acid, bromic acid and iodic acid.
Examples of the quaternary phosphonium salt include tetrabutylphosphonium bromide and triethyloctadecylphosphonium bromide.
[0027]
At the time of polymerization, phenol, cresol, ethylphenol, propylphenol, tert-butylphenol, pentylphenol, hexylphenol, octylphenol, nonylphenol, phenylphenol, 2,4,6-trimethylphenol, 2,3,6- Monofunctional phenols such as trimethylphenol and 2,6-dimethyl-4-tert-butylphenol; monofunctional phenols such as acetic chloride, butyric chloride, octylic chloride, benzoyl chloride, benzenesulfonyl chloride, benzenesulfinyl chloride and benzenephosphonyl chloride A neutral acid halide may be present.
[0028]
The polymerization temperature is preferably from 0 to 40C, and the polymerization time is preferably from 2 to 12 hours.
After the polymerization, the reaction solution containing the resin is washed with an aqueous alkali solution such as sodium hydroxide and potassium hydroxide; an aqueous acid solution such as hydrochloric acid, nitric acid, and phosphoric acid; and water, and the aqueous layer is separated from the aqueous layer by standing separation, centrifugation, or the like. Separate the layers. Next, a polyester resin can be obtained by pouring the organic layer into warm water or an organic solvent in which the resin is hardly soluble, or by distilling off the solvent under normal pressure or reduced pressure. Further, the polyester resin may be obtained by the above-described method after the reaction solution is purified by flowing through an adsorption column or the like.
[0029]
The obtained polyester resin is dried until the residual solvent becomes a certain value or less. It is preferable to dry under reduced pressure at a temperature at which the resin does not decompose, particularly at a temperature in the range of 20 ° C. to the melting temperature of the resin. Usually, drying is performed until the residual solvent becomes 1000 ppm by weight or less. It is preferable to dry until it becomes 300 ppm by weight or less, especially 100 ppm by weight or less.
[0030]
The polyester resin is preferably polymerized so as to have a viscosity average molecular weight of 10,000 to 100,000, particularly 15,000 to 50,000. If the viscosity average molecular weight is less than 10,000, the surface slipperiness and abrasion resistance of the electrophotographic photosensitive member will be reduced. On the other hand, if the viscosity average molecular weight exceeds 100,000, the viscosity of the coating solution is high, and coating becomes difficult.
The polyester resin contained in the binder resin in the present invention also includes a copolymer of a polyester resin component and another resin component. The type of copolymerization may be any of block, graft and multi-block copolymers. Other resin components used in the production of the copolymer include compounds such as carbonate, sulfone, ether, ketone, amide, siloxane, imide, styrene, and olefin. Of these, carbonate is preferred from the viewpoint of electrical properties and mechanical properties. These resin components may be used alone or in combination of two or more. If the proportion of the other resin component in the copolymer is large, the mechanical strength may be reduced. Therefore, the other resin component is usually copolymerized so as to be less than 50 mol%. It is preferably at most 30 mol%, particularly preferably at most 10 mol%. Most preferred is a polyester resin substantially free of these other resin components, that is, a polyester resin substantially consisting only of an ester component.
[0031]
When the binder resin is a mixture of a polyester resin and another resin, examples of the other resin include polymers of vinyl compounds such as polymethyl methacrylate, polystyrene, and polyvinyl chloride and copolymers thereof; polycarbonate, polysulfone, phenoxy, and epoxy. And thermoplastic resins such as silicone resins; and various thermosetting resins. Of these, polycarbonate resins are preferred. These resins may be used alone or in combination of two or more. If the proportion of the other resin in the binder resin is large, the mechanical strength may be reduced. Therefore, the other resin component is usually less than 50% by weight. It is preferably at most 30% by weight, particularly preferably at most 10% by weight.
[0032]
Γ of the binder resin used in the present invention1Must be 5 ° C. or higher as described above. γ1Since the higher the heat resistance of the polyester resin becomes, the higher the heat resistance of the polyester resin, the dihydroxy compound is preferably a divalent aromatic group, particularly one having a divalent aromatic group having no substituent on the ring. Further, it is preferable to use a dicarboxylic acid having a phenylene group, particularly a phenylene group having no substituent on the ring.
[0033]
As the charge transporting agent in the photosensitive layer, any of an electron-withdrawing substance and an electron-donating substance can be used. Examples of the electron-withdrawing substance include aromatic nitro compounds such as 2,4,7-trinitrofluorenone; cyano compounds such as tetracyanoquinodimethane; and quinones such as diphenoquinone. Of these, quinones are preferable. . Examples of the electron donating substance include carbazole compounds, indole compounds, imidazole compounds, oxazole compounds, pyrazole compounds, oxadiazole compounds, pyrazoline compounds, heterocyclic compounds such as thiadiazole compounds; hydrazone compounds; aromatic amines such as aniline; Examples thereof include polymers of these compounds such as butadiene and enamine compounds, polyaniline, and polyvinyl carbazole, and compounds in which these compounds are bonded by two or more molecules by a single bond, an ether bond, an alkylene bond, or the like. Among these, a carbazole compound, a hydrazone compound, an aromatic amine, stilbene or butadiene, or a compound in which two or more of these compounds are bonded, particularly a compound in which two or more molecules of an aromatic amine, stilbene or butadiene are bonded is preferable. The charge transport agent may be used alone or in combination of two or more.
[0034]
The charge transport agent is usually used in an amount of 30 parts by weight or more and 200 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the binder resin. Outside this range, the mechanical strength may be poor. The lower limit of the charge transport agent is preferably 40 parts by weight, and the upper limit is preferably 150 parts by weight, particularly preferably 90 parts by weight.
[0035]
As the charge generating substance, selenium or an alloy thereof, an inorganic photoconductive material such as cadmium sulfide; an organic material such as a phthalocyanine pigment, an azo pigment, a quinacridone pigment, an indigo pigment, a perylene pigment, a polycyclic quinone pigment, an anthrone pigment, and a benzimidazole pigment. Examples include various photoconductive materials such as pigments, and among these, organic pigments, particularly phthalocyanine pigments or azo pigments, are preferred.
[0036]
Examples of the phthalocyanine compound used for the phthalocyanine pigment include a metal-free phthalocyanine; a metal such as copper, indium, gallium, tin, titanium, zinc, vanadium, silicon, or germanium; or a phthalocyanine in which an oxide or halide thereof is coordinated. Among these, those in which a ligand such as an oxygen atom, a chlorine atom, a hydroxyl group, or an alkoxy group is coordinated to a trivalent or higher metal atom are preferable. X-type or τ-type metal-free phthalocyanines; α-type, β-type or Y-type titanyl phthalocyanines; vanadyl phthalocyanines; chloroindium phthalocyanines; chlorogallium phthalocyanines; Of these, Y-type titanyl phthalocyanine is most preferred. The α-type and β-type crystals of titanyl phthalocyanine are described in W.W. These are referred to as the II phase and the I phase, respectively, by Heller et al. (Zeit. Kristallogr. Vol. 159, p. 173 (1982)), and the β type is considered to be the stable type. The Y-type crystal of titanyl phthalocyanine has a distinct peak at a diffraction angle 2θ ± 0.2 ° of 27.3 ° in powder X-ray diffraction using CuKα radiation. The phthalocyanine compound may be a single compound, or a combination of a plurality of compounds.Even if a mixture of a plurality of crystal forms is used, an acid paste treatment, a grinding treatment, a production process such as a solvent treatment, and the like. A mixture of crystalline forms may be produced in the processing step. As the azo pigment, azo pigments such as monoazo, bisazo, trisazo, and polyazos are preferable.
[0037]
The charge generating substance is used in an amount of usually 20 to 2,000 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. 30 to 500 parts by weight, especially 33 to 500 parts by weight, is preferred.
[0038]
In order to improve film formability, flexibility, applicability, stain resistance, gas resistance, light resistance, etc., the photosensitive layer may include a plasticizer, a dye, an antioxidant, an ultraviolet absorber, A known compound such as a hydrophilic compound, a leveling agent, and a sensitizer, and a known additive such as a fluorine-based resin and a silicone resin may be added to improve the surface slippage of the photoconductor.
[0039]
Examples of the plasticizer include phthalic acid esters, phosphoric acid esters, epoxy compounds, chlorinated paraffins, chlorinated fatty acid esters, and aromatic compounds such as methylnaphthalene.
Examples of dye pigments include triphenylmethane dyes such as methyl violet, brilliant green, and crystal violet; thiazine dyes such as methylene blue; quinone dyes such as quinizarin; cyanine dyes; .
[0040]
Examples of the antioxidant include a hindered phenol compound and a hindered amine compound.
Examples of the electron-withdrawing compound include quinones such as chloranil, 2,3-dichloro-1,4-naphthoquinone, 1-nitroanthraquinone, 1-chloro-5-nitroanthraquinone, 2-chloroanthraquinone, and phenanthrenequinone; Aldehydes such as benzaldehyde; 9-benzoylanthracene, indandione, 3,5-dinitrobenzophenone, 2,4,7-trinitrofluorenone, 2,4,5,7-tetranitrofluorenone, 3,3 ', 5; Ketones such as 5'-tetranitrobenzophenone; acid anhydrides such as phthalic anhydride and 4-chloronaphthalic anhydride; tetracyanoethylene, terephthalalmalononitrile, 9-anthrylmethylidenemalononitrile, 4-nitrobenzal Malononitrile, 4- (p-nitrobenzoylo) C) Cyano compounds such as benzalmalononitrile; 3-benzalphthalide, 3- (α-cyano-p-nitrobenzal) phthalide, 3- (α-cyano-p-nitrobenzal) -4,5,6,7-tetrachloro And phthalides such as phthalide.
[0041]
The photosensitive layer of the electrophotographic photosensitive member may be manufactured by a conventional method. That is, in the case of a single-layer type electrophotographic photoreceptor, a binder resin, a charge transporting agent, a charge generating substance and a desired additive are dissolved in a solvent, and a coating solution is sprayed, a spiral method, a ring method, a dipping method, or the like. The photosensitive layer may be formed by coating and drying on the conductive support or the charge generation layer according to the method described above.
[0042]
The solvent used for preparing the coating solution may be appropriately selected from those which dissolve the binder resin, the charge transport agent, the charge generating substance and the desired additive. For example, ethers such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; N, N-dimethylformamide, acetonitrile, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like Aprotic polar solvents; esters such as ethyl acetate, methyl formate and methyl cellosolve acetate; chlorinated hydrocarbons such as dichloroethane and chloroform.
[0043]
Examples of the spray used in the spraying method include air spray, airless spray, electrostatic air spray, electrostatic airless spray, rotary atomizing electrostatic spray, hot spray, and hot airless spray. In order to make the film thickness uniform, a method using a rotary atomization type electrostatic spray described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1-805198 is preferable.
Examples of the spiral method include a method using a liquid injection coating machine or a curtain coating machine described in JP-A-52-119651, and a method of applying a paint from a fine opening described in JP-A-1-219666. And a method using a multi-nozzle body disclosed in JP-A-3-193161.
[0044]
After applying the coating solution, the coating film is dried usually at 100 to 250 ° C. using a hot air drier, a steam drier, an infrared drier, a far-infrared drier or the like. Drying at 110 to 170 ° C, particularly 120 to 140 ° C, is preferred.
[0045]
A protective layer may be provided on the photosensitive layer in order to reduce abrasion of the photosensitive layer and prevent deterioration of the photosensitive layer due to a discharge product or the like generated from a charger or the like. The electrophotographic photoreceptor further has a known layer for improving electrical properties and mechanical properties, such as a barrier layer, an adhesive layer, an intermediate layer such as a blocking layer, and a transparent insulating layer, if necessary. Is also good.
[0046]
The charge generation layer of the layered electrophotographic photoreceptor is prepared by dissolving a charge generation material and a desired additive in a solvent to prepare a coating solution for forming a charge generation layer, and applying this to a conductive support. Can be formed. The charge generation layer may be a single layer or a plurality of layers having different constituent components and composition ratios. The thickness of the charge generation layer is usually 0.05 to 5 μm. The thickness is preferably 0.1 to 2 μm, particularly preferably 0.15 to 0.8 μm.
[0047]
The charge transport layer of the laminated electrophotographic photoreceptor contains a charge transport agent, a binder resin, and a desired additive in a solvent having a total solid content of 25 to 40%, a viscosity of usually 50 to 300 centipoise, and preferably 100 to 300 centipoise. It can be formed by preparing a coating solution for forming a charge transport layer by dissolving the solution so as to have a density of 200 centipoise, and applying the solution on the charge generation layer. The charge transport layer may be a single layer or a plurality of layers having different constituent components and composition ratios. The charge transport layer usually has a thickness of 10 to 60 μm. It is preferably from 10 to 45 μm, particularly preferably from 20 to 40 μm.
[0048]
When the photoreceptor is of a stacked type, the charge transport layer has a lowest temperature peak of loss elastic modulus (hereinafter referred to as “γ”) in a dynamic viscoelasticity test measured in the range of −150 ° C. to Tg of the charge transport layer.2" ) Is preferably 0 ° C. or higher. γ2Is less than 0 ° C., the abrasion resistance is poor. γ2Is more preferably 15 ° C or higher, particularly preferably 30 ° C or higher.
γ2Is greatly affected by the binder resin used for the charge transport layer. Therefore, γ2Is set to 0 ° C. or higher, a binder resin containing a polyester resin having high heat resistance may be used for the charge transport layer.
[0049]
Examples of the material of the conductive support include metals such as aluminum, aluminum alloys, stainless steel, copper, and nickel; resins to which conductive powder such as metal, carbon, and tin oxide is added to impart conductivity; aluminum, nickel And a resin, glass, paper, or the like, on which a conductive material such as an indium tin oxide alloy is deposited or applied on the surface. Examples of the form of the conductive support include a drum shape, a sheet shape, and a belt shape.
[0050]
A conductive material having an appropriate resistance value may be applied on the metal conductive support in order to control conductivity, surface properties, etc., or to repair a defective coating. When a metal material is used for the conductive support, a material subjected to an anodic oxidation treatment, a chemical conversion treatment, or the like may be used. When performing anodizing treatment, it is preferable to perform a sealing treatment by a known method.
The surface of the support may be a smooth surface or a rough surface prepared by applying a special cutting method or polishing treatment, or by mixing particles of an appropriate particle size with the material of the support.
[0051]
An undercoat layer may be provided between the conductive support and the photosensitive layer in order to improve adhesion and blocking properties.
Examples of the undercoat layer include a resin in which particles of a metal oxide or the like are dispersed, a binder resin, and the like, and a layer in which the metal oxide particles are dispersed in the binder resin is preferable.
[0052]
Examples of the metal oxide particles include particles containing one kind of metal element such as titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and iron oxide; a plurality of particles such as calcium titanate, strontium titanate, and barium titanate. Examples include particles containing a metal element. Of these, particles containing titanium oxide and aluminum oxide, particularly titanium oxide, are preferred. The surface of the titanium oxide particles may be treated with an inorganic substance such as tin oxide, aluminum oxide, antimony oxide, zirconium oxide, and silicon oxide; or an organic substance such as stearic acid, polyol, and silicone. Examples of the crystal form of the titanium oxide particles include rutile, anatase and Brookite, and amorphous forms can also be used. A mixture of these plural crystalline states may be used. The particle size of the metal oxide particles is arbitrary, but from the viewpoint of characteristics and stability of the liquid, those having an average primary particle size of 10 to 100 nm, particularly preferably 10 to 25 nm are preferable.
[0053]
As the binder resin used in the undercoat layer, phenoxy, epoxy, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, casein, polyacrylic acid, celluloses, gelatin, starch, polyurethane, polyimide, polyamide and the like alone or together with a curing agent in a cured form Things. Among these, alcohol-soluble copolymerized polyamides, modified polyamides and the like are preferable because they exhibit good dispersibility and coatability.
[0054]
The ratio of the metal oxide particles to the binder resin used in the undercoat layer is optional, but is preferably in the range of 10 to 500% by weight in view of the stability of the dispersion and the applicability. The thickness of the undercoat layer is optional, but is preferably from 0.1 to 20 μm from the viewpoint of electrophotographic photoreceptor characteristics and coating properties. A known antioxidant may be added to the undercoat layer.
[0055]
【Example】
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist thereof. The viscosity average molecular weight, dynamic elasticity, wear characteristics, friction characteristics, and electrical characteristics were measured as described below.
[Measurement of viscosity average molecular weight]
The polyester resin was dissolved in dichloromethane to prepare a sample solution having a concentration (C) of 6.00 g / L. Flow time t of dichloromethane0Was measured using a Ubbelohde capillary viscometer of 136.16 seconds in a thermostatic water bath set at 20.0 ° C. The viscosity average molecular weight Mv was calculated according to the following equation.
[0056]
(Equation 1)
a = 0.438 × ηsp+1 ηsp= T / t0-1
b = 100 × ηsp/ C C = 6.00 (g / L)
η = b / a
Mv = 3207 × η1.205
[0057]
[Dynamic viscoelasticity test]
(1) γ1Measurement
A solution obtained by dissolving a binder resin in a mixed solvent of toluene / tetrahydrofuran (weight ratio: 2/8) is applied onto a polyethylene terephthalate (hereinafter, referred to as “PET”) film so that the thickness after drying becomes 60 μm, and 125 After drying at 20 ° C. for 20 minutes, the film peeled off from the PET film was used as a test film.
[0058]
(2) γ2Measurement
The charge transport coating solution was applied on a PET film so that the thickness after drying was equal to the charge transport layer, dried at 125 ° C. for 20 minutes, and then peeled off from the PET film to obtain a test film.
A test film was cut into a length of 20 mm and a width of 5 mm, and after measuring the thickness, a dynamic viscoelasticity test was performed using a viscoelasticity measuring device (DMS6100, manufactured by Seiko Instruments Inc.) in the range of -150 ° C to Tg of the sample. I went in. A tensile deformation test was performed at a rate of temperature rise of 3 ° C./min and a measurement frequency of 20 Hz, and a loss elastic modulus E ″, a storage elastic modulus E ′, and tan δ (= E ″ / E ′) were measured.
[0059]
[Wear test]
The electrophotographic photoreceptor is cut into a circle having a diameter of 10 cm, and a wear wheel (CS-10F, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) is used under an atmosphere of 23 ° C. and a relative humidity of 50% using a Taber abrasion tester (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). ), A rotation wear test was performed 1,000 times under the condition of no load (the weight of the worn wheel). The difference between the weights of the photoconductor film before and after the test was defined as the abrasion amount of the photoconductor film.
[0060]
[Friction test]
0.1 mg / cm of toner on electrophotographic photoreceptor2A urethane rubber cut into the same material as a cleaning blade used in a commercially available electrophotographic copying machine and cut into a width of 1 cm is brought into contact with the surface at an angle of 45 degrees, and a load of 200 g and a speed of 5 mm / After moving the urethane rubber 100 times with a stroke of 20 mm for 100 sec, the dynamic friction coefficient of the photoreceptor surface was measured using a fully automatic friction and wear tester (DFPM-SS, manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd.).
[0061]
[Electrical characteristics]
After attaching the electrophotographic photoreceptor to the aluminum drum and establishing conduction between the aluminum drum and the aluminum deposition layer of the photoreceptor, the drum is rotated at a constant speed, and the cycle of charging, exposure, potential measurement, and static elimination is performed. An electrical property evaluation test was performed. The test was performed using an electrophotographic characteristic evaluation apparatus (basic and application of the electrophotographic technology, edited by the Electrophotographic Society, Corona, pp. 404-405) manufactured according to the electrophotographic society measurement standard, the initial surface potential was -700 V, Exposure was performed at 780 nm, and static elimination was performed using 660 nm monochromatic light, and 780 nm light was converted to 2.4 μJ / cm.2The surface potential at the time of irradiation (hereinafter referred to as “VL”) was measured at 5 ° C. and 5% relative humidity. In the VL measurement, the time required for the exposure-potential measurement was 139 ms. The smaller the absolute value of the value of VL, the better the response.
[0062]
(Production Example 1)
Sodium hydroxide (26.95 g) and water (940 ml) were weighed into a 2 L beaker and stirred while introducing nitrogen gas to obtain a sodium hydroxide aqueous solution. To this, 2,3,6-trimethylphenol (1.3819 g), benzyltriethylammonium chloride (0.3370 g), TmBPF (61.78 g) and BPA (2.90 g) were added, and the mixture was stirred to form an aqueous alkali salt solution. This was transferred to a 2 L reactor.
[0063]
Separately, a solution of terephthalic acid chloride (49.97 g) and isophthalic acid chloride (2.63 g) in dichloromethane (470 ml) was placed in the dropping funnel. The internal temperature of the reaction vessel was maintained at 20 ° C., and a dichloromethane solution was added dropwise to the aqueous alkali salt solution in the reaction vessel over 1 hour while stirring. After stirring at the same temperature for 3 hours, a solution of acetic acid (8.88 ml) in dichloromethane (470 ml) was added, and the mixture was further stirred for 30 minutes. The reaction solution was allowed to stand, and separated into an aqueous layer and an organic layer. . The organic layer was washed with a 0.1 N aqueous sodium hydroxide solution (940 ml), then with water (707 ml), twice with 0.1 N hydrochloric acid (707 ml), and twice with water (707 ml). .
[0064]
The obtained organic layer was diluted with dichloromethane to 1000 mL, and this was poured into methanol (5000 mL). The deposited precipitate was collected by filtration and dried to obtain a polyester resin having the following structural formula. The viscosity average molecular weight of the obtained polyester resin was 37,000, and γ1Was 32 ° C.
[0065]
Embedded image
Figure 2004246149
[0066]
(Production Examples 2 to 6)
A polyester resin was produced in the same manner as in Production Example 1, except that the charged composition of the monomer used in Production Example 1 was changed to the composition shown in Table 1. Table 1 shows the viscosity average molecular weight of the obtained polyester resin.1Are shown in Table 2.
[0067]
[Table 1]
Figure 2004246149
[0068]
(Example 1)
A pigment dispersion was obtained by mixing 10 parts by weight of β-oxytitanium phthalocyanine of the following structural formula and 150 parts by weight of 4-methoxy-4-methylpentanone-2 and pulverizing and dispersing with a sand grind mill.
[0069]
Embedded image
Figure 2004246149
[0070]
Further, 100 parts by weight of a solution of polyvinyl butyral (trade name: Denka butyral # 6000C, manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK) in 1,2-dimethoxyethane so as to be 5% by weight, and a phenoxy resin (trade name: PKHH, Union Carbide) (Manufactured by K.K.) was dissolved in a 1,2-dimethoxyethane solution to a concentration of 5% by weight to prepare a binder solution.
[0071]
160 parts by weight of the pigment dispersion and 100 parts by weight of the binder solution were mixed with 1,2-dimethoxyethane so as to have a solid concentration of 4.0% by weight to obtain a dispersion. This dispersion was applied on a PET film on which aluminum was vapor-deposited on the surface so as to have a thickness of 0.4 μm to form a charge generation layer.
In 600 parts of a mixed solvent of toluene / tetrahydrofuran (weight ratio 2/8), 50 parts of the charge transporting agent [1] represented by the following structural formula, 100 parts of the polyester resin of Production Example 1, and 0.03 part of silicone oil were added. This was dissolved and applied to the charge generation layer so that the film thickness after drying at 125 ° C. for 20 minutes was 20 μm, thereby providing a charge transport layer to obtain a photoreceptor. The polyester resin of Production Example 1 was easily dissolved in the above-mentioned mixed solvent.
[0072]
Embedded image
Figure 2004246149
[0073]
(In the formula, the left phenylbutadiene chain is bonded to one of the two left benzene rings in parentheses, and the right phenylbutadiene chain is bonded to one of the two right benzene rings in parentheses. )
γ2Table 2 shows the results of the wear test, the friction test, and the electrical characteristics of the electrophotographic photosensitive member.
[0074]
(Examples 2 to 5)
An electrophotographic photosensitive member was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polyester resin of Production Examples 2 to 5 was used instead of the polyester resin of Production Example 1. In addition, the polyester resins of Production Examples 2 to 5 were easily dissolved in the mixed solvent. γ2Table 2 shows the results of the wear test, the friction test, and the electrical characteristics of the electrophotographic photosensitive member.
[0075]
(Comparative Example 1)
In Example 1, U-100 (trademark, manufactured by Unitika) was used in place of the polyester resin in Production Example 1, and the same procedure was performed as in Example 1 except that a THF single solvent was used instead of the THF / toluene mixed solvent. An electrophotographic photoreceptor was manufactured. U-100 did not dissolve in the mixed solvent. Γ of U-1001, Γ2Table 2 shows the results of the wear test, the friction test, and the electrical characteristics of the electrophotographic photosensitive member.
[0076]
(Comparative Example 2)
An electrophotographic photosensitive member was manufactured in the same manner as in Example 1, except that polycarbonate (Z-400 (trademark), manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company) was used instead of the polyester resin of Production Example 1. Γ of Z-4001, Γ2Table 2 shows the results of the wear test, the friction test, and the electrical characteristics of the electrophotographic photosensitive member.
[0077]
(Comparative Example 3)
An electrophotographic photosensitive member was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the polyester resin of Production Example 6 was used instead of the polyester resin of Production Example 1. γ2Table 2 shows the results of the wear test, the friction test, and the electrical characteristics of the electrophotographic photosensitive member.
[0078]
[Table 2]
Figure 2004246149
[0079]
From Table 2, it can be seen that the electrophotographic photoreceptor of the present invention has a small amount of abrasion and is excellent in surface slipperiness and electrical properties.
[0080]
【The invention's effect】
The electrophotographic photoreceptor according to the present invention exhibits excellent mechanical strength and good electrical properties.

Claims (6)

導電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体であって、感光層が、ポリエステル樹脂を含み、かつ−150℃からそのガラス転移温度の範囲で測定した動的粘弾性試験における損失弾性率の最も低温側のピークが5℃以上のバインダー樹脂を用いて作製されたものであることを特徴とする電子写真感光体。An electrophotographic photoreceptor having a photosensitive layer on a conductive support, wherein the photosensitive layer contains a polyester resin and has a loss modulus in a dynamic viscoelasticity test measured in a range of -150 ° C to its glass transition temperature. Wherein the lowest temperature peak is prepared using a binder resin having a temperature of 5 ° C. or higher. ポリエステル樹脂が、下記一般式(1)で表される構造単位を有するものであることを特徴とする請求項1記載の電子写真感光体。
Figure 2004246149
(式中、A及びWは、それぞれ独立して二価の有機基を表す。但し、A及びWの少なくとも一方は、置換されていてもよい二価の芳香族基を表す。)
2. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the polyester resin has a structural unit represented by the following general formula (1).
Figure 2004246149
(In the formula, A and W each independently represent a divalent organic group. However, at least one of A and W represents a divalent aromatic group which may be substituted.)
Aが、下記一般式(2)で表される基であることを特徴とする請求項2記載の電子写真感光体。
Figure 2004246149
(式中、Yは単結合、(シクロ)アルキレン基、−S−、−O−又はスルホニル基を表し、R〜Rはそれぞれ独立して水素原子、ハロゲン原子、(シクロ)アルキル基、置換されてもよいアリール基、アリル基又はアルコキシ基を表す。なお、Yがアルキレン基を表す場合には、そのアルキレン基にはハロゲン原子、(シクロ)アルキル基、置換されていてもよいアリール基、アラルキル基、アリル基及びアルコキシ基よりなる群から選ばれた置換基が結合していてもよい。)
3. The electrophotographic photosensitive member according to claim 2, wherein A is a group represented by the following general formula (2).
Figure 2004246149
(Wherein, Y represents a single bond, a (cyclo) alkylene group, -S-, -O- or a sulfonyl group, and R 1 to R 8 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a (cyclo) alkyl group, When Y represents an alkylene group, the alkylene group may be a halogen atom, a (cyclo) alkyl group, or an optionally substituted aryl group. , An aralkyl group, an allyl group and an alkoxy group may be bonded.)
Yが、置換されていてもよいメチレン基であることを特徴とする請求項3記載の電子写真感光体。4. The electrophotographic photosensitive member according to claim 3, wherein Y is an optionally substituted methylene group. Wが、アリーレン基であることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の電子写真感光体。5. The electrophotographic photoreceptor according to claim 2, wherein W is an arylene group. 感光層が、ポリエステル樹脂を含むバインダー樹脂と電荷輸送剤とを含有する電荷輸送層及び電荷発生層からなるものであり、かつ電荷輸送層の−150℃からこの層のガラス転移温度の範囲で測定した動的粘弾性試験における損失弾性率の最も低温側のピークが0℃以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の電子写真感光体。The photosensitive layer comprises a charge transport layer and a charge generation layer containing a binder resin containing a polyester resin and a charge transport agent, and is measured in the range of -150 ° C of the charge transport layer to the glass transition temperature of this layer. 6. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the lowest temperature peak of the loss modulus in the dynamic viscoelasticity test is 0 ° C. or higher.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018141070A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Polyarylate resin and electrophotographic photoreceptor

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