JP2899834B2 - 塗布液 - Google Patents
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Landscapes
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
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ン及びフタロシアニンと配位水もしくは結晶水を有する
金属フタロシアニンを含有する塗布液に関する。
電子写真感光体をはじめとして太陽電池、イメージセン
サなどの光電変換素子として応用されている。従来、こ
れらの光導電性材料には主として無機系の材料が用いら
れてきた。例えば、電子写真感光体においては、セレ
ン、酸化亜鉛、硫化カドミウム等の無機光導電材料を主
成分とする感光層を設けた無機感光体が広く使用されて
きた。
子写真感光体として要求される光感度、熱安定性、耐湿
性、耐久性等の特性において必ずしも満足できるもので
はなかった。例えば、セレンは熱や指紋の汚れ等によっ
て結晶化するために電子写真感光体としての特性が劣化
しやすい。
性、耐久性に劣り、又、酸化亜鉛を用いた電子写真感光
体も耐久性に問題がある。
ン、硫化カドミウムの電子写真感光体は毒性の点で製造
上、取扱上の制約が大きいという欠点を有している。
に、種々の有機光導電性物質が注目されるようになり電
子写真感光体の感光層等に使用することが試みられ、近
年活発に研究が行われている。例えば特公昭50−10496
号にはポリビニルカルバゾールとトリニトロフルオレノ
ンを含有した感光層を有する有機感光体が記載されてい
る。しかし、この感光体は感度及び耐久性において十分
なものではない。そのため、キャリア発生機能とキャリ
ア輸送機能を異なる物質に個別に分担させた機能分離型
の電子写真感光体が開発された。
で選択できるもので任意の特性を得やすく、そのため高
感度、高耐久性の優れた有機感光体が得られることが期
待されている。
生物質及びキャリア輸送物質として種々の有機化合物が
提案されているが、特にキャリア発生物質は感光体の基
本的な特性を支配する重要な機能を担っている。そのキ
ャリア発生物質としてはこれまでジブロモアンスアンス
ロンに代表される多環キノン化合物、ピリリウム化合物
及びピリリウム化合物の共晶錯体、スクエアリウム化合
物、フタロシアニン化合物、アゾ化合物などの光導電性
物質が実用化されてきた。又、一般にキャリア発生物質
の塗布は、有機溶媒に分散あるいは溶解して塗布する方
法が用いられるので、良好な電子写真感光体を得るため
にはキャリア発生物質の良好な分散性及び高い分散安定
性が要求される。
リア発生効率をもつキャリア発生物質も必要である。こ
の点について近年、フタロシアニン化合物は優れた光導
電材料として注目され、活発に研究が行われている。
違いによりスペクトルや光導電性などの各種物性が変化
することが知られている。例えば、銅フタロシアニンに
はα,β,γ,ε型の結晶型が存在し、これらの結晶型
が異なることにより電子写真特性に大きな差があること
が報告されている(澤田学、「染料と薬品」、24
(6)、122(1979))。
いるが、チタニルフタロシアニンについてもA,B,C,Y型
と呼ばれる4つの主な結晶型が報告されている。
1−239248号記載のB型、特開昭62−256865号記載のC
型チタニルフタロシアニンは電子写真感度や耐久性等の
点で未だ不十分な点がある。
等、Japan Hardcopy'89、EP26(1989))は高感度であ
るが、その特性を十分に発揮させ、かつ安定に生産する
ためには分散液の調製技術が重要である。
た塗布液及びこれを塗布した電子写真感光体を提供する
ことにある。
Kα線の特性X線(波長1.541Å)のブラッグ角2θの2
7.2±0.2゜にピークを有するチタニルフタロシアニン、
望ましくはブラッグ角2θの9.5±0.2゜、24.1±0.2
゜、27.2±0.2゜にピークを有するチタニルフタロシア
ニン分散液に下記一般式〔I〕で表される配位水もしく
は結晶水をもつタロシアニンを含有することによって達
成することができる。
ゲン原子或は置換、無置換の続記8種の基;アルキル
基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ア
ルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又は複素環基
を表し、Yはハロゲン原子、酸素原子、水酸基、置換も
しくは無置換の続記5種の基;アルコキシ基、アリール
オキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シロキシ
基を表す。又、k,l,m,nは0〜4の整数を表し、pは0
〜2の整数、qは1以上の整数を表す。
般式〔II〕で表される。
キル基、或いはアルコキシ基を表し、n,m,l,kは0〜4
の整数を表す。
ークとはノイズとは異なった明瞭な鋭角の突出部のこと
である。
は種々の方法を用いることができるが、代表的には次の
反応式(1)或は(2)に従って合成することができ
る。
次に示すような処理を行うことにより、本発明に用いら
れる結晶型に変換することができる。
酸に溶解し、その硫酸溶液を水にあけて析出した結晶を
濾取する。この操作によりチタニルフタロシアニンはア
モルファス状態に変換される。
水分の存在下、特定の有機溶媒で処理することによって
本発明に用いられる結晶型を得ることができる。しかし
ながら、結晶変換の方法はこのような方法に限定される
ものではない。
属フタロシアニンは配位水もしくは結晶水を有する。金
属フタロシアニンの例としては、クロロアルミニウムフ
タロシアニン、ヒドロキシアルミニウムフタロシアニ
ン、クロロガリウムフタロシアニン、ヒドロキシガリウ
ムフタロシアニン、ジクロロシリコンフタロシアニン、
ジヒドロキシシリコンフタロシアニン、ジクロロゲルマ
ニウムフタロシアニン、ジヒドロキシゲルマニウムフタ
ロシアニン、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、ジヒドロ
キシインジウムフタロシアニン、ジクロロジルコニウム
フタロシアニン、ジヒドロキシジルコニウムフタロシア
ニン、ジヒドロキシスズフタロシアニン、ジヒドロキシ
マンガンフタロシアニン、銅フタロシアニン、鉄フタロ
シアニンなどが挙げられる。
ーマス著の「フタロシアニン化合物」に記載されている
公知の方法により達成され、例えばo−フタロニトリル
あるいは1,3−ジイミノイソインドリンと金属塩をα−
クロルナフタレン等の不活性溶媒中で反応させることに
より得られる金属フタロシアニンに適当な処理を行うこ
とによって得ることができる。
液に配位水もしくは結晶水を有する金属フタロシアニン
を含有させる方法はいくつか考えられるが、例えばそれ
ぞれの化合物を固体状態で混合してもよいし、チタニル
フタロシアニンの分散液中に金属フタロシアニンを添加
する方法でもよい。又、それぞれのフタロシアニンをア
シッドペースト処理等で一旦均一な溶解状態とし、混晶
又は錯体等を形成させた後、分散してもよい。又用途に
応じては例えば同一素子中などではそれぞれが異なった
層中に含有されていてもかまわない。
れるものではない。
結晶水を有する金属フタロシアニンを含有させる割合は
通常0.0001%以上100%以下であり、望ましくは0.001%
以上50%以下、更に望ましくは0.01%以上20%以下であ
る。
る電子写真感光体は上記のフタロシアニンのほかに他の
光導電性物質を併用してもよい。
ニルフタロシアニンとは結晶型において異なるA,B,C,ア
モルファス及びAB混合型などのチタニルフタロシアニン
をはじめ、他のフタロシアニン化合物、ナフタロシアニ
ン化合物、その他ポルフィリン誘導体、アゾ化合物、ジ
ブロモアンスアンスロンに代表される多環キノン化合
物、ピリリウム化合物及びピリリウム化合物の共晶錯
体、スクエアリウム化合物等が挙げられる。
電子写真感光体はキャリア輸送物質を併用してもよい。
キャリア輸送物質としては種々のものが使用できるが、
代表的なものとして例えばオキサゾール、オキサジアゾ
ール、チアゾール、チアジアゾール、イミダゾール等に
代表される含窒素複素環核及びその縮合環核を有する化
合物、ポリアリールアルカン系の化合物、ピラゾリン系
化合物、ヒドラゾン系化合物、トリアリールアミン系化
合物、スチリル系化合物、ポリス(ビス)スチリル系化
合物、スチリルトリフェニルアミン系化合物、β−フェ
ニルスチリルトリフェニルアミン系化合物、ブタジエン
系化合物、ヘキサトリエン系化合物、カルバゾール系化
合物、縮合多環系化合物等が挙げられる。
開昭61−107356号等に記載のキャリア輸送物質を挙げる
ことができるが、特に代表的なものの構造を次に示す。
が、積層型もしくは分散型の機能分離型感光体とするの
が望ましい。この場合、通常は第1図から第6図のよう
な構成となる。第1図に示す層構成は、導電性支持体1
上にキャリア発生層2を形成し、これにキャリア輸送層
3を積層して感光層4を形成したものである。第2図は
これらのキャリア発生層2とキャリア輸送層3を逆にし
た感光層4′を形成したものであり、第3図は第1図の
層構成の感光層4と導電性支持体1の間に中間層5を設
けたものである。第5図の層構成はキャリア発生物質6
とキャリア輸送物質7を含有する感光層4″を形成した
ものであり、第6図はこのような感光層4″と導電性支
持体1との間に中間層5を設けたものである。第1図か
ら第6図の構成において、最表層にはさらに保護層を設
けることができる。
ア輸送物質を単独でもしくはバインダや添加剤とともに
溶解させた溶液を塗布する方法が有効である。しかし、
一般にキャリア発生物質の溶解度は低いため、そのよう
な場合キャリア発生物質を超音波分散機、ボールミル、
サンドミル、ホモミキサー等の分散装置を用いて適当な
分散媒中に微粒子分散させた液を塗布する方法が有効と
なる。この場合、バインダや添加剤は分散液中に添加し
て用いられるのが通常である。
く任意のものを用いることができる。
メチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、
メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン、4−メトキシ−4−メチル−2−ペ
ンタノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル、酢酸−t−ブチル、メチルセロソル
ブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチレング
リコールジメチルエーテル、トルエン、キシレン、アセ
トフェノン、クロロホルム、ジクロルメタン、ジクロル
エタン、トリクロルエタン、メタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノール等が挙げられる。
ンダを用いる場合に、このバインダとして任意のものを
選ぶことができるが、特に疎水性でかつフィルム形成能
を有する高分子重合体が望ましい。このような重合体と
しては例えば次のものを挙げることができるが、これら
に限定されるものではない。
t%が望ましく、更には、50〜400wt%とするのが望まし
い。バインダに対するキャリア輸送物質の割合は10〜50
0wt%とするのが望ましい。キャリア発生層の厚さは0.0
1〜20μmとされるが、さらには0.05〜5μmが好まし
い。キャリア輸送層の厚みは1〜100μmであるが、さ
らには5〜30μmが好ましい。
復使用時の疲労低減等を目的として電子受容物質を含有
させることができる。このような電子受容性物質として
は例えば、無水琥珀酸、無水マレイン酸、ジブロム無水
琥珀酸、無水フタル酸、テトラクロル無水フタル酸、テ
トラブロム無水フタル酸、3−ニトロ無水フタル酸、4
−ニトロ無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水メリ
ット酸、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメ
タン、o−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、
1,3,5−トリニトロベンゼン、p−ニトロベンゾニトリ
ル、ピクリルクロライド、キノンクロルイミド、クロラ
ニル、ブロマニル、ジクロルジシアノ−p−ベンゾキノ
ン、アントラキノン、ジニトロアントラキノン、9−フ
ルオレニリデンマロノジニトリル、ポリニトロ−9−フ
ルオレニリデンマロノジニトリル、ピクリン酸、o−ニ
トロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、3,5−ジニトロ安
息香酸、ペンタフルオロ安息香酸、5−ニトロサリチル
酸、3,5−ジニトロサリチル酸、フタル酸、メリット
酸、その他の電子親和力の大きい化合物を挙げることが
できる。電子受容生物質の添加割合はキャリア発生物質
の重量100に対して0.01〜200が望ましく、更には0.1〜1
00が好ましい。
を向上させる目的で酸化防止剤や光安定剤等の劣化防止
剤を含有させることができる。そのような目的に用いら
れる化合物としては例えばトコフェロール等のクロマノ
ール誘導体及びそのエーテル化化合物もしくはエステル
化化合物、ポリアリールアルカン化合物、ハイドロキノ
ン誘導体及びそのモノ及びジエーテル化化合物、ベンゾ
フェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、チオエー
テル化合物、ホスホン酸エステル、亜燐酸エステル、フ
ェニレンジアミン誘導体、フェノール化合物、ヒンダー
ドフェノール化合物、直鎖アミン化合物、環状アミン化
合物、ヒンダードアミン化合物などが有効である。特に
有効な化合物の具体例としては「IRGANOX 1010」、「IR
GANOX 565」(チバ・ガイギー社製)、「スミライザーB
HT」、「スミライザーMDP」(住友化学工業社製)等の
ヒンダートフェノール化合物、「サノール LS−262
6」、「サノール LS−622LD」(三共社製)等のヒンダ
ートアミン化合物が挙げられる。
記のキャリア発生層及びキャリア輸送層用に挙げたもの
を用いることができるが、そのほかにナイロン樹脂、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−
無水マレイン酸共重合体、エチレン−酢酸ビニル−メタ
クリル酸共重合体等のエチレン系樹脂、ポリビニルアル
コール、セルロース誘導体等が有効である。又、メラミ
ン、エポキシ、イソシアネート等の熱硬化或は化学的硬
化を利用した硬化型のバインダを用いることができる。
る他、導電性ポリマーや酸化イジウム等の導電性化合
物、もしくはアルミニウム、パラジウム等の金属薄層を
塗布、蒸着、ラミネート等の手段により紙やプラスチッ
クフィルム等の基体の上に設けてなるものを用いること
ができる。
物は光キャリアの生成効率が高いため、光センサや光記
録材料として用いられた場合、非常に高感度のものを得
ることができる。更に太陽電池をはじめとする光発電材
料として用いられた場合は、エネルギー変換効率の高い
ものを得ることができる。
定の結晶型のチタニルフタロシアニンと配位水もしくは
結晶水を有するフタロシアニンを適当な溶媒中に分散
し、必要に応じてバインダ、キャリア輸送物質、増感
剤、耐久性向上剤等を加えて電極上に塗布することによ
って光電変換層を形成し、更にその上に電極層を設ける
ことによって光電変換セルとすることができる。あるい
は又、光電変換層と電極との間にn型半導体層もしくは
p型半導体層を設けて、光電変換層との間にp−n接合
を形成させた素子としてもよい。
くは接合領域の改良のために中間層を設けることができ
る。又変換効率の向上を目的として光電変換層に隣接し
たキャリア移動層を設け、キャリア再結合を防止させる
方法も有効である。又セルの作成にあたっての分散媒、
バインダ、キャリア輸送物質、電子受容性化合物等は、
電子写真感光体作成に用いられるものと同様のものを用
いることができる。
7図に示したチタニルフタロシアニン1部、クロロアル
ミニウムフタロシアニン水和物0.01部、及びバインダ樹
脂としてシリコーン樹脂(「KR−5240、15%キシレン、
ブタノール溶液」信越化学社製)1部、分散媒としてメ
チルエチルケトン100部をサンドミルを用いて分散し、
分散液を得た。これをアルミニウムを蒸着したポリエス
テルベース上にワイヤーバーを用いて塗布して膜厚0.2
μmのキャリア発生層を形成した。
ート樹脂「ユーロピンZ200」(三菱瓦斯化学社製)1.3
部及び微量のシリコーンオイル「KF−54」(信越化学社
製)を1,2−ジクロルエタン10部に溶解した液をブレー
ド塗布機を用いて塗布、乾燥の後、膜厚20μmのキャリ
ア輸送層を形成した。このようにして得られた感光体を
サンプル1とする。
所で放置した後、実施例1−1と同様にして感光体を作
成した。これをサンプル1′とする。
アニン水和物の代わりにヒドロキシガリウムフタロシア
ニンを用いたほかは全く同様にして感光体を作成した。
これをサンプル2とする。
1カ月間放置した後、感光体を作成した。これをサンプ
ル2′とする。
アニン水和物を0.01部用いる代わりに0.05部用いた他は
実施例1−1と同様にして感光体を作成した。これをサ
ンプル3とする。
1カ月間放置した後、感光体を作成した。これをサンプ
ル3′とする。
ロシアニンを用いる代わりに第11図に示したチタニルフ
タロシアンを用い、キャリア輸送物質(1)を用いる代
わりにキャリア輸送物質(22)を用いたほかは全く同様
にして感光体を作成した。これをサンプル4とする。
1カ月間放置した後、感光体を作成した。これをサンプ
ル4′とする。
ニン水和物を用いない他は全く同様にして感光体を作成
した。これを比較サンプル(1)とする。
1カ月間放置した後、感光体を作成した。これを比較例
サンプル(1′)とする。
イザEPA−8100(川口電気社製)を用いて以下のような
評価を行った。まず、−80μAの条件で5秒間のコロナ
帯電を行い、帯電直後の表面電位Va及び5秒間放置後の
表面電位Viを求め、続いて表面照度が2(lux)となる
ような露光を行い、表面電位1/2Viとするのに必要な露
光量E1/2、表面電位を−600Vから−100Vまで低下させ
るのに必要な露光量E600/100を求めた。
を求めた。結果を表1に示した。
示すことが判った。
無水マレイン酸共重合体「エスレック MF−10」(積水
化学社製)からなる厚さ0.1μmの中間層を形成した。
一方、本発明に用いられる第7図のチタニルフタロシア
ニン1部及びヒドロキシアルミニウムフタロシアニン水
和物0.01部をボールミル粉砕した後、ポリカーボネート
樹脂「パンライトL−1250」3部、モノクロルベンゼン
15部、1,2−ジクロルエタン35部の液を加えて分散を行
った。得られた分散液に、更にキャリア輸送物質(1)
2部を添加して、先の中間層の上浸漬塗布法により塗
布、乾燥して、厚さ20μmの感光層を形成した。このよ
うにして得られた感光体をサンプル5とする。
放置した後、同様にして感光体を作成した。これをサン
プル5′とする。
ニンを用いない他は全く同様にして感光体を作成した。
これを比較サンプル(2)とし、この感光体を1カ月放
置した後作成した感光体を比較サンプル(2′)とす
る。
とした他は評価1と同様にして評価した。
液保存性を示した。
2g、及びヒドロキシアルミニウムフタロシアニン水和物
0.02gとシリコーン樹脂(「KR−5240、15%キシレン、
ブタノール溶液」信越化学社製)30gを2−プロパノー
ル50ml中でサンドミルを用いて分散し、これをアルミニ
ウムを蒸着したガラスプレート上にスピナーで塗布して
厚さ0.5μmとし、その上に金電極を蒸着して本発明の
セルを得た。
と高い値を示した。
塗布液の性能を劣化させることなく保存することができ
る。
体は塗布液が劣化しないことから製造上安定でありかつ
高い感度を保つことができる。
した各断面図である。 1……導電性支持体 2……キャリア発生層 3……キャリア輸送層 4,4′,4″……感光層 5……中間層 第7図〜第11図は本発明に用いられるチタニルフタロシ
アニンのX線回折スペクトル図である。
Claims (2)
- 【請求項1】X線回折スペクトルにおいて、CuKα線
(波長1.541Å)のブラッグ角2θの27.2±0.2゜にピー
クを有するチタニルフタロシアニンと、下記一般式
〔I〕で表される配位水もしくは結晶水を有する金属フ
タロシアニンを含有することを特徴とする塗布液。 式中、Mは金属原子を表し、X1〜X4は水素原子、ハロゲ
ン原子或は置換、無置換の続記8種の基;アルキル基、
アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキ
ルチオ基、アリールチオ基、アミノ基又は複素環基を表
し、Yはハロゲン原子、酸素原子、水酸基、置換もしく
は無置換の続記5種の基;アルコキシ基、アリールオキ
シ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、シロキシ基を
表す。又、k,l,m,nは0〜4の整数を表し、pは0〜2
の整数、qは1以上の整数を表す。〕 - 【請求項2】前記請求項1に記載の塗布液を塗布するこ
とによって得られる電子写真感光体。
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