JP2018141070A - ポリアリレート樹脂及び電子写真感光体 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた耐摩耗性を電子写真感光体に発現させるポリアリレート樹脂の提供。
【解決手段】式(1)で表されるポリアリレート樹脂。
Figure 2018141070

(RはH又はメチル基;R及びRは各々独立に、H又はC1〜4のアルキル基、R及びRは、互いに同一ではない;RがHを表す場合R及びRは互いに結合することはなく、Rがメチル基を表す場合、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい;r及びsは0〜49の整数;t及びuは1〜50の整数;r+s+t+u=100;r+t=s+u)
【選択図】図1

Description

本発明は、ポリアリレート樹脂及び電子写真感光体に関する。
電子写真感光体は、像担持体として電子写真方式の画像形成装置(例えば、プリンター又は複合機)において用いられる。電子写真感光体は、感光層を備える。電子写真感光体は、例えば、単層型電子写真感光体又は積層型電子写真感光体が用いられる。単層型電子写真感光体は、電荷発生の機能と、電荷輸送の機能とを有する感光層を備える。積層型電子写真感光体においては、感光層は電荷発生の機能を有する電荷発生層と、電荷輸送の機能を有する電荷輸送層とを備える。
特許文献1には、化学式(E−1)で表される繰返し単位を有するポリアリレート樹脂が記載されている。また、上記ポリアリレート樹脂を含有する電子写真感光体が記載されている。
Figure 2018141070
特開2005−189716号公報
しかしながら、特許文献1に記載のポリアリレート樹脂は、感光体の耐摩耗性を十分に向上させることができない。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、優れた耐摩耗性を電子写真感光体に発現させるポリアリレート樹脂を提供することである。また、別の目的は、耐摩耗性に優れる感光層を備えた電子写真感光体を提供することである。
本発明のポリアリレート樹脂は、下記一般式(1)で表される。
Figure 2018141070
前記一般式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。R及びRは、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。R及びRは、互いに同一ではない。Rが水素原子を表す場合、R及びRは、互いに結合することはない。Rがメチル基を表す場合、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。r及びsは、0以上49以下の整数を表す。t及びuは、1以上50以下の整数を表す。r+s+t+u=100である。r+t=s+uである。
本発明の電子写真感光体は、導電性基体と、感光層とを備える。前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する。前記バインダー樹脂は、上述のポリアリレート樹脂を含む。
本発明のポリアリレート樹脂は、優れた耐摩耗性を電子写真感光体に発現させることができる。また、本発明の電子写真感光体は、耐摩耗性に優れる。
(a)、(b)及び(c)は、それぞれ、本発明の第二実施形態に係る電子写真感光体の構造の一例を示す概略断面図である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内で、適宜変更を加えて実施できる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。なお、本明細書において、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。
以下、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上4以下のアルキル基、炭素原子数1以上3以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基、炭素原子数5以上7以下のシクロアルカン及び炭素原子数5以上7以下のシクロアルキリデン基は、各々、次の意味である。
炭素原子数1以上8以下のアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上8以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基又はオクチル基が挙げられる。
炭素原子数1以上6以下のアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上6以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基又はヘキシル基が挙げられる。
炭素原子数1以上4以下のアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上4以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基又はt−ブチル基が挙げられる。
炭素原子数1以上3以下のアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上3以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基又はイソプロピル基が挙げられる。
炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、イソペンチルオキシ基、ネオペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基又はオクチルオキシ基が挙げられる。
炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基は、直鎖状又は分枝鎖状で非置換である。炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基又はt−ブトキシ基が挙げられる。
炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンは、例えば、炭素原子数5以上7以下の非置換のシクロアルカンである。炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンとしては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン又はシクロヘプタンが挙げられる。
炭素原子数5以上7以下のシクロアルキリデン基は、非置換である。炭素原子数5以上7以下のシクロアルキリデン基としては、例えば、シクロペンチリデン基、シクロヘキシリデン基又はシクロヘプチリデン基があげられる。
<第一実施形態:ポリアリレート樹脂>
本発明の第一実施形態に係るポリアリレート樹脂は、下記一般式(1)で表される。以下、このようなポリアリレート樹脂をポリアリレート樹脂(1)と記載することがある。
Figure 2018141070
一般式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。R及びRは、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す。R及びRは、互いに同一ではない。Rが水素原子を表す場合、R及びRは、互いに結合することはない。Rがメチル基を表す場合、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。r及びsは、0以上49以下の整数を表す。t及びuは、1以上50以下の整数を表す。r+s+t+u=100である。r+t=s+uである。
一般式(1)中、R及びRが表す炭素原子数1以上4以下のアルキル基は、メチル基又はエチル基が好ましい。一般式(1)中、R及びRは、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表すことが好ましく、メチル基又はエチル基を表すことがより好ましい。R及びRの一方がメチル基を表し、R及びRの他方がエチル基を表すことが更に好ましい。
一般式(1)中、Rがメチル基を表す場合、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。環としては、例えば、炭素原子数5以上7以下のシクロアルキリデン基が挙げられ、シクロヘキシリデン基がより好ましい。
rとsとが互いに異なり、rとuとが互いに異なってもよい。tとsとが互いに異なり、tとuとが互いに異なってもよい。
ポリアリレート樹脂(1)は、モル分率r/(r+t)において一般式(1−5)で表される繰返し単位と、モル分率t/(r+t)において一般式(1−7)で表される繰返し単位と、モル分率s/(s+u)において化学式(1−6)で表される繰返し単位と、モル分率u/(s+u)において化学式(1−8)で表される繰返し単位とを有する。これらの繰返し単位をそれぞれ繰返し単位(1−5)、(1−7)、(1−6)及び(1−8)と記載することがある。r/(r+t)は、ポリアリレート樹脂(1)における繰返し単位(1−5)の物質量と繰返し単位(1−7)の物質量との合計に対する繰返し単位(1−5)の物質量の比率(モル分率)を表す。s/(s+u)は、ポリアリレート樹脂(1)における繰返し単位(1−6)の物質量と繰返し単位(1−8)の物質量との合計に対する繰返し単位(1−6)の物質量の比率(モル分率)を表す。
Figure 2018141070
一般式(1−5)及び一般式(1−6)中のR、R及びRは、それぞれ一般式(1)中のR、R及びRと同義である。
ポリアリレート樹脂(1)は、r及びsが0を表す場合、繰返し単位(1−7)と、繰返し単位(1−8)とを有する。ポリアリレート樹脂(1)は、rが1以上の整数を表す場合、繰返し単位(1−7)及び繰返し単位(1−8)に加えて、繰返し単位(1−5)を更に有する。また、sが1以上の整数を表す場合、繰返し単位(1−7)及び繰返し単位(1−8)に加えて、繰返し単位(1−6)を更に有する。
ポリアリレート樹脂(1)は、r及びsが1以上の整数を表す場合、繰返し単位(1−5)〜(1−8)のみを有してもよい。また、ポリアリレート樹脂(1)は、繰返し単位(1−5)〜(1−8)以外の繰返し単位を有してもよい。ポリアリレート樹脂(1)中の繰返し単位の物質量の合計に対する繰返し単位(1−5)〜(1−8)の物質量の合計の比率(モル分率)は、0.80以上が好ましく、0.90以上がより好ましく、1.00が更に好ましい。
ポリアリレート樹脂(1)における繰返し単位(1−5)〜(1−8)の配列は、芳香族ジオール由来の繰返し単位と芳香族ジカルボン酸由来の繰返し単位とが互いに隣接する限り、特に限定されない。ポリアリレート樹脂(1)が繰り返し単位(1−5)〜(1−8)のみを有する場合、例えば、繰返し単位(1−5)及び(1−7)は、繰返し単位(1−6)又は繰返し単位(1−8)と隣接して互いに結合している。
一般式(1)中のr及びsは、0以上49以下の整数を表す。t及びuは、1以上50以下の整数を表す。r+s+t+u=100である。r+t=s+uである。s/(s+u)は0.30以上0.70以下を表すことが好ましい。s/(s+u)は0.30以上0.70以下を表す場合、ポリアリレート樹脂(1)は、感光体の耐摩耗性が向上し易い。
バインダー樹脂の粘度平均分子量は、耐摩耗性の面から10,000以上であることが好ましく、20,000より大きいことがより好ましく、30,000より大きいことが更に好ましく、49,000より大きいことが特に好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が10,000以上である場合、バインダー樹脂の耐摩耗性が高まり、電荷輸送層が摩耗しにくくなる。一方、バインダー樹脂の粘度平均分子量は、80,000以下であることが好ましく、64,000以下であることがより好ましい。バインダー樹脂の粘度平均分子量が80,000以下である場合、電荷輸送層の形成時に、バインダー樹脂が溶剤に溶解し易くなり、電荷輸送層の形成が容易になる傾向がある。
バインダー樹脂の製造方法は、ポリアリレート樹脂(1)を製造できれば、特に限定されない。これらの製造方法として、例えば、ポリアリレート樹脂の繰返し単位を構成するための芳香族ジオールと芳香族ジカルボン酸とを縮重合させる方法が挙げられる。ポリアリレート樹脂(1)の合成方法は特に限定されず、公知の合成方法(より具体的には、溶液重合、溶融重合又は界面重合等)を採用することができる。
芳香族ジカルボン酸は、芳香環に結合する2つのカルボキシル基を有し、化学式(1−9)及び化学式(1−10)で表される(以下、それぞれ芳香族ジカルボン酸(1−9)及び(1−10)と記載することがある)。
Figure 2018141070
ポリアリレート樹脂(1)を合成する際、芳香族ジカルボン酸に代えて、芳香族ジカルボン酸誘導体を用いてもよい。芳香族ジカルボン酸誘導体としては、例えば、ハロゲン化アルカノイル(より具体的には、ジカルボン酸クロリド等)、カルボン酸エステル(より具体的には、ジメチルエステル等)又はジカルボン酸無水物等が挙げられる。
ポリアリレート樹脂(1)の合成では、芳香族ジカルボン酸(1−9)及び(1−10)又は芳香族ジカルボン酸(1−9)及び(1−10)の誘導体以外に、他の芳香族ジカルボン酸(より具体的には、4,4’−ジカルボキシジフェニルエーテル、4,4’−ジカルボキシビフェニル、テレフタル酸又はイソフタル酸等)又は他の芳香族ジカルボン酸誘導体を用いてもよい。
芳香族ジオールは、2つのフェノール性水酸基を有し、化学式(1−11)及び一般式(1−12)で表される(以下、それぞれ芳香族ジオール(1−10)及び(1−11)と記載することがある)。一般式(1−10)及び一般式(1−11)中のR、R及びRは、それぞれ一般式(1)中のR、R及びRと同義である。
Figure 2018141070
芳香族ジオールとしては、例えば、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン、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−3−メチルフェニル)ブタン、1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)エタンが挙げられる。ポリアリレート樹脂(1)を合成する際、芳香族ジオールに代えて芳香族ジオール誘導体を用いてもよい。芳香族ジオール誘導体としては、例えば、エステル(より具体的には、ジアセテート等)が挙げられる。
ポリアリレート樹脂(1)の合成では、芳香族ジオール(1−11)及び(1−12)又は芳香族ジオール(1−11)及び(1−12)の誘導体以外に他の芳香族ジオール又は他の芳香族ジオール誘導体を含んでもよい。
ポリアリレート樹脂(1)としては、例えば、化学式(R−1)〜(R−7)で表されるポリアリレート樹脂(以下、それぞれポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)と記載することがある)が挙げられる。
Figure 2018141070
<第二実施形態:感光体>
本発明の第二実施形態に係る電子写真感光体(以下、感光体と記載することがある)は、導電性基体と、感光層とを備える。感光体としては、例えば、積層型電子写真感光体(以下、積層型感光体と記載することがある)又は単層型電子写真感光体(以下、単層型感光体と記載することがある)が挙げられる。
積層型感光体では、感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層とを備える。以下、図1を参照して、第二実施形態に係る積層型感光体1の構造を説明する。図1は、積層型感光体1の構造を示す概略断面図である。図1(a)に示すように、積層型感光体1は、導電性基体2と、感光層3とを備える。感光層3は、電荷発生層3aと電荷輸送層3bとを備える。図1(a)に示すように、積層型感光体1は、導電性基体2上に電荷発生層3aを備え、電荷発生層3aの上に更に電荷輸送層3bを備えてもよい。また、図1(b)に示すように、積層型感光体1は、導電性基体2上に電荷輸送層3bを備え、電荷輸送層3bの上に更に電荷発生層3aを備えてもよい。図1(a)に示すように、電荷輸送層3bは積層型感光体1の最表面層として配置されてもよい。電荷輸送層3bは、一層(単層)であってもよい。
図1(a)に示すように、感光層3は導電性基体2上に直接的に配置されてもよい。また、図1(c)に示すように、積層型感光体1は、例えば、導電性基体2と、中間層4(下引層)と、感光層3とを備える。図1(c)に示すように、感光層3は導電性基体2上に間接的に配置されてもよい。図1(c)に示すように、中間層4は、導電性基体2と電荷発生層3aとの間に設けられてもよい。中間層4は、例えば、電荷発生層3aと電荷輸送層3bとの間に設けられてもよい。電荷発生層3aは、単層であってもよく、複数層であってもよい。
単層型感光体は、単層の感光層を備える。単層型感光体も積層型感光体と同様に、導電性基体と感光層とを備える。単層型感光体は、中間層を備えてもよい。感光層は、単層型感光体の最表面層として配置されてもよい。
第二実施形態に係る感光体は、耐摩耗性に優れる。その理由は以下のように推測される。第二実施形態に係る感光体は、バインダー樹脂としてポリアリレート樹脂(1)を含む。ポリアリレート樹脂(1)では、一般式(1)中、R及びRは、互いに同一ではない。Rが水素原子を表す場合、R及びRは、互いに結合することはない。Rがメチル基を表す場合、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。このような構造を有するポリアリレート樹脂(1)は、分子鎖同士の絡み合いが低下しにくく、分子のパッキング性が低下しにくくなる。また、このような構造を有するポリアリレート樹脂(1)は溶剤への溶解性が高いため、感光層を形成するための塗布液を調製し易い。その結果、層密度の高い感光層を得られ易い。よって、第二実施形態に係る感光体は、耐摩耗性に優れると考えられる。
以下、第二実施形態に係る感光体の要素(導電性基体、感光層及び中間層)を説明する。更に感光体の製造方法も説明する。
[1.導電性基体]
導電性基体は、感光体の導電性基体として用いることができる限り、特に限定されない。導電性基体は、少なくとも表面部を導電性を有する材料で構成することができる。導電性基体の一例としては、導電性を有する材料で構成される導電性基体が挙げられる。導電性基体の別の例としては、導電性材料で被覆される導電性基体が挙げられる。導電性を有する材料としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅、錫、白金、銀、バナジウム、モリブデン、クロム、カドミウム、チタン、ニッケル、パラジウム又はインジウムが挙げられる。これらの導電性を有する材料の中でも、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。2種以上の組合せとしては、例えば、合金(より具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼又は真鍮等)が挙げられる。
これらの導電性を有する材料の中でも、感光層から導電性基体への電荷の移動が良好であることから導電性、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
導電性基体の形状は、使用する画像形成装置の構造に合わせて適宜選択することができる。導電性基体の形状としては、例えば、シート状又はドラム状が挙げられる。また、導電性基体の厚みは、導電性基体の形状に応じて、適宜選択することができる。
[2.感光層]
感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを含有する。バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂(1)を含む。感光層は、添加剤を含むでもよい。積層型感光体の感光層は、電荷発生層と、電荷輸送層とを備える。電荷発生層は、電荷発生剤を含有する。電荷輸送層は、正孔輸送剤及びバインダー樹脂を含有する。電荷発生層の厚さは、電荷発生層として十分に作用することができれば、特に限定されない。電荷発生層の厚さは、具体的には、0.01μm以上5μm以下であることが好ましく、0.1μm以上3μm以下であることがより好ましい。電荷輸送層の厚さは、電荷輸送層として十分に作用することができれば、特に限定されない。電荷輸送層の厚さは、具体的には、2μm以上100μm以下であることが好ましく、5μm以上50μm以下であることがより好ましい。
単層型感光体の感光層(単層型感光層)は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを含む。感光層の厚さは、感光層としての機能を十分に発現できれば、特に限定されない。具体的には、感光層の厚さは、5μm以上100μm以下であってもよく、10μm以上50μm以下であることが好ましい。
[2−1.共通の構成要素]
以下、電荷発生剤、正孔輸送剤及びバインダー樹脂を説明する。更に添加剤を説明する。
[2−1−1.電荷発生剤]
電荷発生剤は、感光体用の電荷発生剤であれば、特に限定されない。電荷発生剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、ペリレン系顔料、ビスアゾ顔料、ジチオケトピロロピロール顔料、無金属ナフタロシアニン顔料、金属ナフタロシアニン顔料、スクアライン顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、アズレニウム顔料、シアニン顔料、セレン、セレン−テルル、セレン−ヒ素、硫化カドミウム、アモルファスシリコンのような無機光導電材料の粉末、ピリリウム塩、アンサンスロン系顔料、トリフェニルメタン系顔料、スレン系顔料、トルイジン系顔料、ピラゾリン系顔料又はキナクリドン系顔料が挙げられる。フタロシアニン系顔料としては、例えば、フタロシアニン又はフタロシアニン誘導体が挙げられる。フタロシアニンとしては、例えば、無金属フタロシアニン顔料(より具体的には、X型無金属フタロシアニン(x−HPc)等)が挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、例えば、金属フタロシアニン顔料(より具体的には、チタニルフタロシアニン又はV型ヒドロキシガリウムフタロシアニン等)が挙げられる。フタロシアニン系顔料の結晶形状については特に限定されず、種々の結晶形状を有するフタロシアニン系顔料が使用される。フタロシアニン顔料の結晶形状としては、例えば、α型、β型又はY型が挙げられる。電荷発生剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの電荷発生剤のうち、フタロシアニン系顔料が好ましく、金属フタロシアニン顔料がより好ましく、Y型チタニルフタロシアニンが更に好ましい。
所望の領域に吸収波長を有する電荷発生剤を単独で用いてもよいし、2種以上の電荷発生剤を組み合わせて用いてもよい。更に、例えば、デジタル光学式の画像形成装置には、700nm以上の波長領域に感度を有する感光体を用いることが好ましい。デジタル光学式の画像形成装置としては、例えば、半導体レーザーのような光源を使用したレーザービームプリンター又はファクシミリが挙げられる。そのため、例えば、フタロシアニン系顔料が好ましく、Y型チタニルフタロシアニン(Y−TiOPc)がより好ましい。なお、Y型チタニルフタロシアニンは、Cu−Kα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角2θ±0.2°=27.2°に1つのピークを有してもよい。
短波長レーザー光源を用いた画像形成装置に適用される感光体には、電荷発生剤として、アンサンスロン系顔料又はペリレン系顔料が好適に用いられる。なお、短波長レーザー光源は、例えば、350nm以上550nm以下程度の波長を有する。
電荷発生剤は、例えば、化学式(CGM−1)〜(CGM−4)で表されるフタロシアニン系顔料である(以下、それぞれ電荷発生剤(CGM−1)〜(CGM−4)と記載することがある)。
Figure 2018141070
電荷発生剤の含有量は、電荷発生層用バインダー樹脂(以下、ベース樹脂と記載することがある)100質量部に対して、5質量部以上1000質量部以下であることが好ましく、30質量部以上500質量部以下であることがより好ましい。
[2−1−2.正孔輸送剤]
正孔輸送剤としては、例えば、トリアリールアミン誘導体、ジアミン誘導体(より具体的には、N,N,N’,N’−テトラフェニルフェニレンジアミン誘導体、N,N,N’,N’−テトラフェニルナフチレンジアミン誘導体又はN,N,N’,N’−テトラフェニルフェナントリレンジアミン誘導体等);オキサジアゾール系化合物(より具体的には、2,5−ジ(4−メチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等);スチリル系化合物(より具体的には、9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン等);カルバゾール系化合物(より具体的には、ポリビニルカルバゾール等);有機ポリシラン化合物;ピラゾリン系化合物(より具体的には、1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等);ヒドラゾン系化合物;インドール系化合物;オキサゾール系化合物;イソオキサゾール系化合物;チアゾール系化合物;チアジアゾール系化合物;イミダゾール系化合物;ピラゾール系化合物;トリアゾール系化合物が挙げられる。これらの正孔輸送剤のうち、一般式(2)、一般式(3)又は一般式(4)で表される化合物が好ましい。感光体の耐摩耗性を更に向上させる観点から、正孔輸送剤は一般式(2)、(3)又は(4)で表される化合物を含むことが好ましく、一般式(2)又は(3)で表される化合物を含むことがより好ましい。感光体の耐摩耗性に加えて、感光体の電気的特性を向上させる観点から、正孔輸送剤は、一般式(4)で表される化合物を含むことがより好ましい。
Figure 2018141070
一般式(2)中、Qは、炭素原子数1以上8以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表す。Qは、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表す。Q、Q、Q、Q及びQは、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表す。Q、Q、Q、Q及びQのうちの隣接した二つが互いに結合して環を形成してもよい。aは、0以上5以下の整数を表す。aが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のQは、互いに同一でも異なっていてもよい。
一般式(3)中、Q、Q10、Q11、Q12、Q13及びQ14は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表す。Q及びQ15は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表す。bは、0以上5以下の整数を表す。bが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のQは、互いに同一でも異なっていてもよい。cは、0以上4以下の整数を表す。cが2以上4以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のQ15は、互いに同一でも異なっていてもよい。kは、0又は1を表す。
一般式(4)中、R、R及びRは、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、フェニル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表す。qは、0以上4以下の整数を表す。qが2以上4以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。m及びnは、各々独立に、0以上5以下の整数を表す。mが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。nが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
一般式(2)中、Qの表すフェニル基は、炭素原子数1以上8以下のアルキル基で置換されたフェニル基であることが好ましく、メチル基で置換されたフェニル基であることがより好ましい。
一般式(2)中、Qの表す炭素原子数1以上8以下のアルキル基は、炭素原子数1以上6以下のアルキル基であることが好ましく、炭素原子数1以上4以下のアルキル基であることがより好ましく、メチル基であることが更に好ましい。aは、0又は1を表すことが好ましい。
一般式(2)中、Q〜Qの表す炭素原子数1以上8以下のアルキル基は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基であることが好ましく、メチル基、エチル基又はn−ブチル基であることがより好ましい。一般式(2)中、Q〜Qの表す炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基は、炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基であることがより好ましい。一般式(2)中、Q〜Qは、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表すことが好ましく、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基又は炭素原子数1以上4以下のアルコキシ基を表すことがより好ましい。
一般式(2)中、Q〜Qのうちの隣接した二つが互いに結合して、環(より具体的には、ベンゼン環又は炭素原子数5以上7以下のシクロアルカン)を形成してもよい。例えば、Q〜Qのうちの隣接したQとQとが互いに結合して、ベンゼン環又は炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンを形成してもよい。Q〜Qのうちの隣接した二つが互いに結合してベンゼン環を形成する場合、このベンゼン環はQ〜Qが結合するフェニル基と縮合して二環縮合環基(ナフチル基)を形成する。Q〜Qのうちの隣接した二つが互いに結合して炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンを形成する場合、この炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンはQ〜Qが結合するフェニル基と縮合して二環縮合環基を形成する。この場合、炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンとフェニル基との縮合部位は、二重結合を含んでもよい。Q〜Qのうちの隣接した二つが互いに結合して、炭素原子数5以上7以下のシクロアルカンを形成することが好ましく、シクロヘキサンを形成することがより好ましい。
一般式(2)中、Qは、炭素原子数1以上8以下のアルキル基で置換されたフェニル基又は水素原子を表すことが好ましい。Qは、炭素原子数1以上8以下のアルキル基を表すことが好ましい。Q〜Qは、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表すことが好ましい。Q〜Qのうち隣接した二つが互いに結合して環を形成することが好ましい。aは、0又は1を表すことが好ましい。
一般式(3)中、Q及びQ10〜Q14の表す炭素原子数1以上8以下のアルキル基は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基であることがより好ましい。一般式(3)中、Q及びQ10〜Q14は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基又はフェニル基を表すことが好ましい。一般式(3)中、b及びcは、0を表すことが好ましい。
一般式(4)中、R及びRの表す炭素原子数1以上8以下のアルキル基は、炭素原子数1以上4以下のアルキル基であることが好ましく、メチル基又はエチル基を表すことがより好ましい。m及びnは、各々独立に、0以上2以下の整数を表すことが好ましい。qは0を表すことが好ましい。
一般式(2)で表される化合物としては、例えば、化学式(HTM−1)〜(HTM−4)で表される化合物(以下、それぞれ正孔輸送剤(HTM−1)〜(HTM−4)と記載することがある)が挙げられる。一般式(3)で表される化合物としては、例えば、化学式(HTM−5)〜(HTM−7)で表される化合物(以下、それぞれ正孔輸送剤(HTM−5)〜(HTM−7)と記載することがある)が挙げられる。一般式(4)で表される化合物としては、例えば、化学式(HTM−8)又は(HTM−9)で表される化合物(以下、それぞれ正孔輸送剤(HTM−8)及び(HTM−9)と記載することがある)が挙げられる。
Figure 2018141070
Figure 2018141070
Figure 2018141070
積層型感光体において、正孔輸送剤の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して、10質量部以上200質量部以下であることが好ましく、20質量部以上100質量部以下であることがより好ましい。
[2−1−3.バインダー樹脂]
バインダー樹脂は、積層型感光体の電荷輸送層又は単層型感光体の感光層に用いられる。バインダー樹脂は、ポリアリレート樹脂(1)を含む。感光体がポリアリレート樹脂(1)を含有することにより、感光体の耐摩耗性を向上させることができる。
第二実施形態に用いられるバインダー樹脂としては、ポリアリレート樹脂(1)を単独で用いてもよいし、ポリアリレート樹脂(1)以外の他の樹脂を、本発明の効果を損なわない範囲で含んでいてもよい。他の樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアリレート樹脂(1)以外のポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂又はポリエステル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂又はその他架橋性の熱硬化性樹脂が挙げられる、光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ−アクリル酸系樹脂又はウレタン−アクリル酸系共重合体が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。ポリアリレート樹脂(1)の含有量は、バインダー樹脂100質量部に対して80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましく、100質量部であることが更に好ましい。
第二実施形態において、バインダー樹脂の含有量の比率は、電荷輸送層に含まれるすべての構成要素(例えば、正孔輸送剤、バインダー樹脂及び添加剤)の質量の合計に対して40質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましい。
[2−1−4.添加剤]
電荷発生層、電荷輸送層、単層型感光体の感光層及び中間層のうちの少なくとも一つが、電子写真特性に悪影響を与えない範囲で、各種の添加剤を含有してもよい。添加剤としては、例えば、劣化防止剤(より具体的には、酸化防止剤、ラジカル捕捉剤、消光剤又は紫外線吸収剤等)、軟化剤、表面改質剤、増量剤、増粘剤、分散安定剤、ワックス、電子アクセプター化合物、ドナー、界面活性剤又はレベリング剤が挙げられる。
軟化剤としては、例えば、メタターフェニルが挙げられる。レベリング剤としては、例えば、シリコーンオイル(より具体的には、ジメチルシリコーンオイル等)が挙げられる。
電荷輸送層中の軟化剤の添加量は、バインダー樹脂100質量部に対して、0.5質量部以上50質量部以下であることが好ましく、1質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
[2−2.共通しない構成要素]
積層型感光体では、電荷発生層は、電荷発生層用バインダー樹脂(以下、ベース樹脂と記載することある)を含有してもよい。ベース樹脂は、感光体に適用できる限り、特に限定されない。ベース樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、又は光硬化性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸系共重合体、アクリル共重合体、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ケトン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリエーテル樹脂又はポリエステル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂又はその他架橋性の熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、例えば、エポキシアクリル酸系樹脂又はウレタン−アクリル酸系樹脂が挙げられる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ベース樹脂は、上述したバインダー樹脂と同様の樹脂も例示されているが、同一の積層型感光体においては、通常、バインダー樹脂とは異なる樹脂が選択される。これは以下の理由を根拠としている。積層型感光体を製造する際、通常、電荷発生層、電荷輸送層の順に形成するため、電荷発生層に、電荷輸送層用塗布液を塗布することになる。電荷輸送層の形成時に、電荷発生層は、電荷輸送層用塗布液の溶剤に溶解しないことが好ましい。そこで、ベース樹脂は、同一の積層型感光体においては、通常、バインダー樹脂とは異なる樹脂が選択される。
[3.中間層]
本実施形態に係る感光体は、中間層(例えば、下引き層)を有してもよい。中間層は、例えば、無機粒子及び樹脂(中間層用樹脂)を含有する。中間層を介在させると、電流リークの発生を抑制し得る程度の絶縁状態を維持しつつ、感光体を露光した時に発生する電流の流れを円滑にして、電気抵抗の上昇を抑えることができる。
無機粒子としては、例えば、金属(より具体的には、アルミニウム、鉄又は銅等)の粒子、金属酸化物(より具体的には、酸化チタン、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ又は酸化亜鉛等)の粒子又は非金属酸化物(より具体的には、シリカ等)の粒子が挙げられる。これらの無機粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
中間層用樹脂としては、中間層を形成する樹脂として用いることができれば、特に限定されない。
[4.感光体の製造方法]
感光体の製造方法について説明する。感光体の製造方法は、例えば、感光層形成工程を有する。
[4−1.積層型感光体の製造方法]
積層型感光体の製造方法において、感光層形成工程は、電荷発生層形成工程と電荷輸送層形成工程とを有する。電荷発生層形成工程では、まず、電荷発生層を形成するための塗布液(以下、電荷発生層用塗布液と記載することがある)を調製する。電荷発生層用塗布液を導電性基体上に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、適宜な方法で乾燥することによって、塗布膜に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去して電荷発生層を形成する。電荷発生層用塗布液は、例えば、電荷発生剤と、ベース樹脂と、溶剤とを含む。このような電荷発生層用塗布液は、電荷発生剤と、ベース樹脂とを溶剤に溶解又は分散させることにより調製する。電荷発生層用塗布液は、必要に応じて各種添加剤を加えてもよい。
電荷輸送層形成工程では、まず、電荷輸送層を形成するための塗布液(以下、電荷輸送層用塗布液と記載することがある)を調製する。電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、適宜な方法で乾燥することによって、塗布膜に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去して電荷輸送層を形成する。電荷輸送層用塗布液は、正孔輸送剤と、バインダー樹脂としてのポリアリレート樹脂(1)と、溶剤とを含む。電荷輸送層用塗布液は、正孔輸送剤と、ポリアリレート樹脂(1)とを溶剤に溶解又は分散させることにより調製することができる。電荷輸送層用塗布液には、必要に応じて各種添加剤を加えてもよい。
[4−2.単層型感光体の製造方法]
単層型感光体の製造方法において、感光層形成工程では、感光層を形成するための塗布液(以下、感光層用塗布液と記載することがある)を調製する。感光層用塗布液を導電性基体上に塗布し、塗布膜を形成する。次いで、適宜な方法で乾燥することによって、塗布膜に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去して感光層を形成する。感光層用塗布液は、例えば、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂としてのポリアリレート樹脂(1)と、溶剤とを含む。このような感光層用塗布液は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、ポリアリレート樹脂(1)とを溶剤に溶解又は分散させることにより調製する。感光層用塗布液は、必要に応じて各種添加剤を加えてもよい。
以下、感光層形成工程の詳細を説明する。電荷発生層用塗布液、電荷輸送層用塗布液及び感光層用塗布液(以下、これらの3つの塗布液を併せて塗布液を記載することがある)に含有される溶剤は、塗布液に含まれる各成分を溶解又は分散できれば、特に限定されない。溶剤としては、例えば、アルコール(より具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノール又はブタノール等)、脂肪族炭化水素(より具体的には、n−ヘキサン、オクタン又はシクロヘキサン等)、芳香族炭化水素(より具体的には、ベンゼン、トルエン又はキシレン等)、ハロゲン化炭化水素(より具体的には、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素又はクロロベンゼン等)、エーテル(より具体的には、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル又はジエチレングリコールジメチルエーテル等)、ケトン(より具体的には、アセトン、メチルエチルケトン又はシクロヘキサノン等)、エステル(より具体的には、酢酸エチル又は酢酸メチル等)、ジメチルホルムアルデヒド、ジメチルホルムアミド又はジメチルスルホキシドが挙げられる。これらの溶剤は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの溶剤のうち、非ハロゲン溶剤を用いることが好ましい。
更に、電荷輸送層用塗布液に含有される溶剤は、電荷発生層用塗布液に含有される溶剤と、異なることが好ましい。積層型感光体を製造する際、通常、電荷発生層、電荷輸送層の順に形成するため、電荷発生層上に、電荷輸送層用塗布液を塗布することになる。電荷輸送層形成時に、電荷発生層は、電荷輸送層用塗布液の溶剤に溶解しないことが求められるからである。
塗布液は、それぞれ各成分を混合し、溶剤に分散することにより調製される。混合又は分散には、例えば、ビーズミル、ロールミル、ボールミル、アトライター、ペイントシェーカー又は超音波分散器を用いることができる。
塗布液は、各成分の分散性又は形成される各々の層の表面平滑性を向上させるために、例えば、界面活性剤又はレベリング剤を含有してもよい。
塗布液を塗布する方法としては、塗布液を均一に塗布できる方法であれば、特に限定されない。塗布方法としては、例えば、ディップコート法、スプレーコート法、スピンコート法又はバーコート法が挙げられる。
塗布液に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去する方法としては、塗布液中の溶剤を蒸発させ得る方法であれば、特に限定されない。除去する方法としては、例えば、加熱、減圧又は加熱と減圧との併用が挙げられる。より具体的には、高温乾燥機又は減圧乾燥機を用いて、熱処理(より具体的には、熱風乾燥当)する方法が挙げられる。熱処理条件は、例えば、40℃以上150℃以下の温度、かつ3分間以上120分間以下の時間である。
なお、感光体の製造方法は、必要に応じて中間層を形成する工程を更に有してもよい。中間層を形成する工程は、公知の方法を適宜選択することができる。
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は実施例の範囲に何ら限定されるものではない。
<ポリアリレート樹脂の作製>
[ポリアリレート樹脂(R−1)の作製]
三口フラスコを反応容器として用いた。この反応容器は、温度計、三方コック及び滴下ロート200mLを備えた容量1Lの三口フラスコである。反応容器に1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサン12.24g(41.28ミリモル)と、t−ブチルフェノール0.062g(0.413ミリモル)と、水酸化ナトリウム3.92g(98ミリモル)と、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド0.120g(0.384ミリモル)とを投入した。次いで、反応容器内をアルゴン置換した。その後、水300mLを更に反応容器に投入した。反応容器の内温を50℃に昇温させた。反応容器の内温50℃を保持して反応容器内の内容物を1時間攪拌した。その後、反応容器の内温を10℃に冷却した。その結果、アルカリ性水溶液を得た。
一方、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジクロリド4.10g(16.2ミリモル)と、1,4−ナフタレンジカルボン酸ジクロリド4.10g(16.2ミリモル)とをクロロホルム(アミレン(登録商標)添加品)150mLに溶解させた。その結果、クロロホルム溶液を得た。
次いで、上記クロロホルム溶液を滴下ロートから上記アルカリ性水溶液に110分間かけてゆっくりと滴下して、重合反応を開始させた。反応容器内の内温を15±5℃に調節して、反応容器の内容物を4時間攪拌して重合反応を進行させた。
その後、デカントを用いて反応容器の内容物における上層(水層)を除去し、有機層を得た。次いで、容量1Lの三口フラスコにイオン交換水400mLを投入した後に、得られた有機層を投入した。更にクロロホルム400mLと、酢酸2mLとを投入した。三口フラスコの内容物を室温(25℃)で30分攪拌した。その後、デカントを用いて密口フラスコの内容物における上層(水層)を除去し、有機層を得た。水1Lを用いて得られた有機層を分液ロートにて5回洗浄した。その結果、水洗した有機層を得た。
次に、水洗した有機層をろ過し、ろ液を得た。容量1Lの三角フラスコにメタノール1Lを投入した。得られたろ液を三角フラスコにゆっくり滴下し、沈殿物を得た。沈殿物をろ過によりろ別した。得られた沈殿物を温度70℃で12時間真空乾燥した。その結果、ポリアリレート樹脂(R−1)を得た。ポリアリレート樹脂(R−1)の収量は12.9gであり、収率は83.5モル%であった。ポリアリレート樹脂(R−1)の粘度平均分子量は、50,500であった。
[ポリアリレート樹脂(R−2)〜(R−7)の作製]
1,1−ビス(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)シクロヘキサンをポリアリレート樹脂(R−2)〜(R−7)の出発物質である芳香族ジオールに変更した。更に、芳香族ジオールの含有量をモル分率s/(s+u)に相当する含有量に変更した。上記変更以外は、ポリアリレート樹脂(R−1)と同様にしてそれぞれポリアリレート樹脂(R−2)〜(R−7)を製造した。なお、ポリアリレート樹脂(R−2)〜(R−7)の粘度平均分子量は、それぞれ61,000、52,500、51,300、63,200、59,500及び49,700であった。
次に、プロトン核磁気共鳴分光計(日本分光株式会社製、300MHz)を用いて、作製したポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)のH−NMRスペクトルを測定した。溶媒としてCDClを用いた。内部標準試料としてテトラメチルシラン(TMS)を用いた。H−NMRスペクトルにより、ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)が得られていることを確認した。
<感光体の製造>
[感光体の材料]
感光体の感光層を形成するための材料として、以下の電荷発生剤、正孔輸送剤及びバインダー樹脂を準備した。
第二実施形態で説明した電荷発生剤(CGM−2)を準備した。電荷発生剤(CGM−2)は、化学式(CGM−2)で表されるチタニルフタロシアニン(Y型チタニルフタロシアニン)であった。また、電荷発生剤(CGM−2)の結晶構造はY型であった。Y型チタニルフタロシアニンのX線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角(2θ±0.2°)=27.2°に主ピークを有していることを確認した。
第一実施形態で説明した正孔輸送剤(HTM−1)〜(HTM−9)を準備した。
ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)及びバインダー樹脂(R−B1)〜(R−B6)を準備した。ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)は、上述のように合成した。バインダー樹脂(R−B1)〜(R−B6)は、それぞれ化学式(R−B1)〜(R−B6)で表される。化学式(R−B1)〜(R−B6)中の繰返し単位の添え字は、繰返し単位のモル分率を示す。
Figure 2018141070
[感光体(A−1)の製造]
以下、実施例1に係る感光体(A−1)の製造について説明する。
(中間層の形成)
はじめに、表面処理された酸化チタン(テイカ株式会社製「試作品SMT−A」、平均一次粒径10nm)を準備した。詳しくは、アルミナとシリカとを用いて酸化チタンを表面処理し、更に、表面処理された酸化チタンを湿式分散しながらメチルハイドロジェンポリシロキサンを用いて表面処理したものを準備した。次いで、表面処理された酸化チタン(2質量部)と、ポリアミド樹脂であるアミラン(登録商標)(東レ株式会社製「CM8000」)(1質量部)とを、混合溶媒に対して添加した。混合溶媒は、メタノール(10質量部)と、ブタノール(1質量部)と、トルエン(1質量部)とを含んでいた。ポリアミド樹脂は、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリアミド66及びポリアミド610の四元共重合ポリアミド樹脂であった。ビーズミルを用いて、これらを5時間混合し、混合溶剤中に材料(表面処理された酸化チタン及びポリアミド樹脂)を分散させた。これにより、中間層用塗布液を調製した。
得られた中間層用塗布液を、目開き5μmのフィルターを用いてろ過した。次いで、ディップコート法を用いて、導電性基体の表面に中間層用塗布液を塗布し、塗布膜を形成した。導電性基体は、アルミニウム製のドラム状支持体(直径30mm及び全長246mm)であった。続いて、塗布膜を130℃で30分間乾燥させて、導電性基体上に中間層(膜厚2μm)を形成した。
(電荷発生層の形成)
Y型チタニルフタロシアニン(1.5質量部)と、ベース樹脂としてのポリビニルアセタール樹脂(積水化学工業株式会社製「エスレックKX−5」)(1質量部)とを、混合溶媒に対して添加した。混合溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテル(40質量部)と、テトラヒドロフラン(40質量部)とを含んでいた。ビーズミルを用いて、これらを2時間混合し、混合溶剤中に材料(Y型チタニルフタロシアニン及びポリビニルアセタール樹脂)を分散させた。これにより、電荷発生層用塗布液を調整した。
得られた電荷発生層用塗布液を、目開き3μmのフィルターを用いてろ過した。次いで、得られたろ過液を、上述のようにして形成された中間層上にディップコート法を用いて塗布し、塗布膜を形成した。塗布膜を50℃で5分間乾燥させた。これにより、中間層上に電荷発生層(膜厚0.3μm)を形成した。
(電荷輸送層の形成)
正孔輸送剤(HTM−1)50質量部と、添加剤としてのメタターフェニル5質量部と、バインダー樹脂としてのポリアリレート樹脂(R−1)(粘度平均分子量50,500)100質量部と、レベリング剤としてのジメチルシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製「KF96−50CS」)0.05質量部とを、混合溶媒に対して添加した。混合溶媒は、テトラヒドロフラン(THF)600質量部と、トルエン100質量部とを含んでいた。混合溶媒中の体積比(THF/トルエン)は、86/14であった。これらを12時間混合し、混合溶剤中に材料(正孔輸送剤(HTM−1)、メタターフェニル、ポリアリレート樹脂(R−1)及びジメチルシリコーンオイル)を分散させて、電荷輸送層用塗布液を調製した。調製後、電荷輸送層用塗布液を1日間静置した。
電荷発生層用塗布液と同様の操作により、電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に塗布し、塗布膜を形成した。次いで、塗布膜を70分間乾燥させて、電荷発生層上に電荷輸送層(膜厚20μm)を形成した。塗布膜の乾燥温度は、開始温度60℃から最終到達温度130℃まで昇温速度1℃/分で昇温させて実行した。その結果、感光体(A−1)が得られた。感光体(A−1)は、導電性基体上に、中間層、電荷発生層及び電荷輸送層が、この順で積層された構成を有していた。
[感光体(A−2)〜(A−15)、(B−1)〜(B−4)及び(B−8)〜(B−9)]
感光体(A−2)〜(A−15)、(B−1)〜(B−4)及び(B−8)〜(B−9)の作製では、以下の事項以外は感光体(A−1)と同様の手法により作製した。正孔輸送剤(HTM−1)を表1に記載の正孔輸送剤に変更した。ポリアリレート樹脂(R−1)を表1に記載のバインダー樹脂に変更した。
[感光体(B−5)〜(B−7)]
感光体(B−5)〜(B−7)の作製では、以下の事項以外は、感光体(A−1)と同様の手法により作製した。上述の正孔輸送剤及びポリアリレート樹脂の種類に加えて、電荷輸送用塗布液の溶媒である混合溶媒(トルエン及びテトラヒドロフラン)をクロロホルムに変更した。なお、ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)及びバインダー樹脂(R−B1)〜(R−B6)は、トルエン及びテトラヒドロフランの混合溶媒に対する溶解性に比べ、クロロホルムに対する溶解性が優れていた。
[感光体の性能評価]
(電気的特性評価)
(帯電電位Vの測定)
感光体(A−1)〜(A−15)及び感光体(B−1)〜(B−9)の何れかを、ドラム感度試験機(ジュンテック株式会社製)を用いて、回転数31rpmとし、ドラム流れ込み電流が−10μA時の表面電位を測定した。測定した表面電位を帯電電位(V)とした。測定環境は、温度23℃及び相対湿度50%RHであった。表1に帯電電位(V)を示す。
(露光後電位Vの測定)
感光体(A−1)〜(A−15)及び感光体(B−1)〜(B−9)の何れかを、ドラム感度試験機(ジェンテック株式会社製)を用いて、回転数を31rpmとし、−600Vになるように帯電させた。次いで、単色光(波長:780nm、露光量:0.8μJ/cm)をハロゲンランプの光からバンドパスフィルターを用いて取り出し、感光体の表面に照射した。単色光の照射終了後、80ミリ秒が経過した後の表面電位を測定した。測定した表面電位を露光後電位(V)とした。測定環境は、温度23℃及び相対湿度50%RHであった。表1に露光後電位(V)を示す。
(感光体の耐摩耗性評価)
電荷輸送層用塗布液を準備した。電荷輸送層用塗布液は、感光体(A−1)〜(A−15)及び感光体(B−1)〜(B−9)の何れかの製造において用いた電荷輸送層塗布液と同様の条件で調製したものであった。なお、この電荷輸送層用塗布液は、1日間の静置処理も施したものであった。電荷輸送層用塗布液をポリプロピレンシート(厚さ0.3mm)に塗布し、塗布膜を形成した。ポリプロピレンシートは、アルミパイプ(直径:78mm)に巻きつけたものであった。塗布膜を70分乾燥させた。塗布膜の乾燥は、開始温度60℃から最終到達温度130℃まで昇温速度1℃/分で昇温させて実行した。その結果、シートが得られた。このシートには電荷輸送層(膜厚30μm)が形成されていた。ポリプロピレンシートから電荷輸送層を剥離し、ウィールS−36(テーバー社製)に貼り付けた。その結果、摩耗試験用サンプルが得られた。
摩耗試験用サンプルをロータリーアブレージョンテスター(株式会社東洋精機製作所製)にセットし、摩耗輪CS−10(テーバー社製)を用い、荷重500gfかつ回転数60rpmの条件で1,000回転させ、摩耗評価試験を実施した。摩耗評価試験前後のサンプルの質量変化である摩耗減量(mg/1000回転)を測定した。得られた摩耗減量に基づいて、感光体の耐摩耗性を評価した。表1に摩耗減量を示す。
(電荷輸送層用塗布液の液ライフ性の評価)
感光体(A−1)〜(A−15)及び感光体(B−1)〜(B−9)の電荷輸送層用塗布液を1日間静置し、ゲル化の有無を目視にて確認した。ゲル化した電荷輸送層用塗布液は、電荷輸送層を形成することができなかった。表1中、欄「電気特性」及び「耐摩耗性」の「ゲル化」は、1日間の静置処理でゲル化したことを示す。また、表記「ゲル化」は、電荷輸送層を形成できず、電気特性及び耐摩耗性の評価をすることができなかったことも示す。
表1は、感光体(A−1)〜(A−15)及び感光体(B−1)〜(B−9)の構成及び性能評価結果を示す。表1中、欄「HTM」のHTM−1〜HTM−9は、それぞれ正孔輸送剤(HTM−1)〜(HTM−9)を表す。欄「樹脂」のR−1〜R−7及びR−B1〜R−B6は、それぞれポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)及びバインダー樹脂(R−B1)〜(R−B6)を表す。欄「塗布液の溶剤」の「THF/トルエン」及び「クロロホルム」は、電荷輸送層用塗布液の溶剤の種類が「THF及びトルエンの混合溶媒」及び「クロロホルム」を示す。(85/15)は、混合溶媒の体積比(THF:トルエン)が86:14であることを示す。
Figure 2018141070
表1に示すように、感光体(A−1)〜(A−15)では、電荷輸送層は、バインダー樹脂としてのポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)の何れか1種を含有していた。ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)は、一般式(1)で表される繰返し単位を有していた。表1に示すように、感光体(A−1)〜(A−15)では、摩耗減量が3.6mg以上5.8mg以下であった。
表1に示すように、感光体(B−1)〜(B−9)では、電荷輸送層はバインダー樹脂(R−B1)〜(R−B6)の何れか1種を含有していた。バインダー樹脂(R−B1)〜(R−B6)は、一般式(1)で表される繰返し単位を有していなかった。表1に示すように、感光体(B−4)〜(B−6)及び(B−9)では、摩耗減量が8.4mg以上10.1mg以下であった。感光体(B−1)〜(B−3)、(B−7)及び(B−8)では、電荷輸送層用塗布液がゲル化し、感光層を形成できなかった。このため、感光体(B−1)〜(B−3)、(B−7)及び(B−8)では、耐摩耗性の評価をすることができなかった。
表1から明らかなように、ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−7)は、ポリアリレート樹脂(R−B1)〜(R−B6)に比べ、電子写真感光体の優れた耐摩耗性を発現させることが明らかである。また、感光体(A−1)〜(A−15)は、感光体(B−1)〜(B−9)に比べ、耐摩耗性に優れることが明らかである。
表1に示すように、感光体(A−3)、(A−10)、(A−11)、(A−13)及び(A−14)では、感光層は、バインダー樹脂としてポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−3)、(R−5)及び(R−6)の何れか1種を含んでいた。ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−3)、(R−5)及び(R−6)は、何れも一般式(1)においてR及びRが炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表すポリアリレート樹脂であった。摩耗減量は、3.6mg以上4.4mg以下であった。
表1に示すように、感光体(A−12)では、感光層はバインダー樹脂としてポリアリレート樹脂(R−4)を含んでいた。ポリアリレート樹脂(R−4)は、一般式(1)においてR及びRが炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表すポリアリレート樹脂ではなかった。摩耗減量は、5.8mgであった。
ポリアリレート樹脂(R−1)〜(R−3)、(R−5)及び(R−6)は、ポリアリレート樹脂(R−4)に比べ、感光体の耐摩耗性を向上させることが明らかである。感光体(A−3)、(A−10)、(A−11)、(A−13)及び(A−14)は、感光体(A−12)に比べ、摩耗減量が少なく、耐摩耗性に優れることが明らかである。
本発明のポリアリレート樹脂は、バインダー樹脂として電子写真感光体に利用できる。また、本発明に係る電子写真感光体は、複合機のような画像形成装置に利用できる。
1 積層型電子写真感光体
2 導電性基体
3 感光層
3a 電荷発生層
3b 電荷輸送層
4 中間層

Claims (11)

  1. 下記一般式(1)で表されるポリアリレート樹脂。
    Figure 2018141070
    前記一般式(1)中、
    は、水素原子又はメチル基を表し、
    及びRは、各々独立に、水素原子又は炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
    及びRは、互いに同一ではなく、
    が水素原子を表す場合、R及びRは、互いに結合することはなく、
    がメチル基を表す場合、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよく、
    r及びsは、0以上49以下の整数を表し、
    t及びuは、1以上50以下の整数を表し、
    r+s+t+u=100であり、
    r+t=s+uである。
  2. 前記一般式(1)中、
    及びRは、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表す、請求項1に記載のポリアリレート樹脂。
  3. 前記一般式(1)中、
    及びRの一方がメチル基を表し、
    及びRの他方がエチル基を表す、請求項1又は2に記載のポリアリレート樹脂。
  4. 前記一般式(1)中、
    はメチル基を表し、
    及びRは互いに結合して炭素原子数5以上7以下のシクロアルキリデン基を表す、請求項1に記載のポリアリレート樹脂。
  5. 前記一般式(1)中、
    s/(s+u)は、0.30以上0.70以下である、請求項1〜4の何れか一項に記載のポリアリレート樹脂。
  6. 化学式(R−1)、化学式(R−2)、化学式(R−3)、化学式(R−4)、化学式(R−5)、化学式(R−6)又は化学式(R−7)で表される、請求項1に記載のポリアリレート樹脂。
    Figure 2018141070
  7. 導電性基体と、感光層とを備える電子写真感光体であって、
    前記感光層は、電荷発生剤と、正孔輸送剤と、バインダー樹脂とを含有し、
    前記バインダー樹脂は、請求項1〜6の何れか一項に記載のポリアリレート樹脂を含む、電子写真感光体。
  8. 前記正孔輸送剤が、一般式(2)、一般式(3)又は一般式(4)で表される化合物を含む、請求項7に記載の電子写真感光体。
    Figure 2018141070
    前記一般式(2)中、
    は、炭素原子数1以上8以下のアルキル基で置換されてもよいフェニル基、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、
    は、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表し、
    、Q、Q、Q及びQは、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表し、Q、Q、Q、Q及びQのうちの隣接した二つが互いに結合して環を形成してもよく、
    aは、0以上5以下の整数を表し、aが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のQは、互いに同一でも異なっていてもよい。
    前記一般式(3)中、
    、Q10、Q11、Q12、Q13及びQ14は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表し、
    及びQ15は、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基又はフェニル基を表し、
    bは、0以上5以下の整数を表し、bが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のQは、互いに同一でも異なっていてもよく、 cは、0以上4以下の整数を表し、cが2以上4以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のQ15は、互いに同一でも異なっていてもよく、
    kは、0又は1を表す。
    前記一般式(4)中、
    、R及びRは、各々独立に、炭素原子数1以上8以下のアルキル基、フェニル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、
    qは、0以上4以下の整数を表し、qが2以上4以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよく、
    m及びnは、各々独立に、0以上5以下の整数を表し、mが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよく、nが2以上5以下の整数を表す場合、同一のフェニル基に結合する複数のRは、互いに同一でも異なっていてもよい。
  9. 前記一般式(2)中、
    は、水素原子又は炭素原子数1以上8以下のアルキル基で置換されたフェニル基を表し、
    は、炭素原子数1以上8以下のアルキル基を表し、
    、Q、Q、Q及びQは、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上8以下のアルキル基又は炭素原子数1以上8以下のアルコキシ基を表し、Q、Q、Q、Q及びQのうち隣接した二つが互いに結合して環を形成してもよく、
    aは、0又は1を表し、
    前記一般式(3)中、
    、Q10、Q11、Q12、Q13及びQ14は、各々独立に、水素原子、炭素原子数1以上4以下のアルキル基又はフェニル基を表し、
    b及びcは、0を表し、
    前記一般式(4)中、
    及びRは、各々独立に、炭素原子数1以上4以下のアルキル基を表し、
    m及びnは、各々独立に、0以上2以下の整数を表し、
    qは0を表す、請求項8に記載の電子写真感光体。
  10. 前記正孔輸送剤は、化学式(HTM−1)、化学式(HTM−2)、化学式(HTM−3)、化学式(HTM−4)、化学式(HTM−5)、化学式(HTM−6)、化学式(HTM−7)、化学式(HTM−8)又は化学式(HTM−9)で表される、請求項8又は9に記載の電子写真感光体。
    Figure 2018141070
    Figure 2018141070
    Figure 2018141070
  11. 前記感光層は、前記電荷発生剤を含有する電荷発生層と、前記正孔輸送剤、及び前記バインダー樹脂を含有する電荷輸送層とを備え、
    前記電荷輸送層は一層であり、前記電荷輸送層は最表面層として配置される、請求項7〜10の何れか一項に記載の電子写真感光体。
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