JP5718791B2 - 電子写真感光体およびこれを用いた複写機、その感光層形成用ドープ - Google Patents
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Description
〔1〕導電性基体上に感光層を有する電子写真感光体であって、該感光層を構成するバインダー樹脂がセルロース化合物を含有してなり、該セルロース化合物はセルロースに含まれる水酸基の水素原子が炭化水素基RA及びアシル基(−CO−RB:RBは炭化水素基)で置換された部位を有する化合物である電子写真感光体。
〔2〕前記セルロース化合物は、さらに、その水酸基の水素原子が下記置換基Cで置換された部位を含む〔1〕に記載の電子写真感光体。
[置換基C:−RC2−O−と−CO−RC1とを含む基。RC1は炭化水素基を表す。RC2は炭素数2〜4のアルキレン基を表す。]
〔3〕前記置換基Cが、下記式(3)で表される基である〔2〕に記載の電子写真感光体。
〔4〕前記炭化水素基RAが炭素数1〜4のアルキル基である〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔5〕前記炭化水素基RAがメチル基又はエチル基である〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔6〕前記RBが、アルキル基又はアリール基である〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔7〕前記RC1が、アルキル基又はアリール基である〔2〕または〔3〕に記載の電子写真感光体。
〔8〕前記RBが、メチル基、エチル基、又はプロピル基である〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔9〕前記RC1が、メチル基、エチル基、又はプロピル基である〔2〕、〔3〕、または〔7〕に記載の電子写真感光体。
〔10〕前記RBが、炭素数3〜10の分岐構造を有する炭化水素基である〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔11〕前記置換基Cを構成するアルキレンオキシ基(−RC2−O−)が下記式(1)又は(2)で表される基である〔2〕、〔3〕、〔7〕、または〔9〕に記載の電子写真感光体。
[炭化水素基RAの置換度DSAが1.0<DSAである。]
[置換基Bのアシル基(−CO−RB)の置換度DSBが0.1<DSBである。]
〔13〕前記セルロース化合物の置換度DScを下記のとおりとした〔2〕、〔3〕、〔7〕、〔9〕、または〔11〕に記載の電子写真感光体。
[前記置換基Cの置換度DSCが0<DSCである。]
〔14〕前記セルロース化合物が水に不溶である〔1〕〜〔13〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔15〕前記感光層を構成するバインダー樹脂の植物由来度が25質量%以上である〔1〕〜〔14〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔16〕前記導電性基体が筒状の透明支持体であり、その外周に、前記感光層として電荷発生層と電荷輸送層とを具備する〔1〕〜〔15〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔17〕前記感光層が前記バインダー樹脂と電荷発生剤もしくは電荷輸送剤とを含有する〔1〕〜〔16〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔18〕前記感光層中の遊離塩素が10ppm以下であるセルロース樹脂を含有する〔1〕〜〔17〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔19〕前記感光層中の遊離窒素が10ppm以下である〔1〕〜〔18〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
〔20〕〔1〕〜〔19〕のいずれか1項に記載の電子写真感光体を具備する複写機。
〔21〕電子写真感光体において導電性基体上に配設される感光層を形成するドープであって、セルロースに含まれる水酸基の水素原子が炭化水素基RA及びアシル基(−CO−RB:RBは炭化水素基)で置換された部位を有するセルロース化合物を含むバインダー樹脂と、これに含有させた電荷発生剤もしくは電荷輸送剤とを有する電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
〔22〕前記セルロース化合物は、さらに、その水酸基の水素原子が下記置換基Cで置換された部位を含む〔21〕に記載の電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
[置換基C:−RC2−O−と−CO−RC1とを含む基。RC1は炭化水素基を表す。RC2は炭素数2〜4のアルキレン基を表す。]
〔23〕前記セルロース化合物の置換度DSA及びDSBを下記のとおりとした〔21〕または〔22〕に記載の電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
[炭化水素基RAの置換度DSAが1.0<DSAである。]
[置換基Bのアシル基(−CO−RB)の置換度DSBが0.1<DSBである。]
〔24〕前記セルロース化合物の置換度DScを下記のとおりとした〔22〕に記載の電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
[前記置換基Cの置換度DSCが0<DSCである。]
また、前記感光層のバインダー樹脂の溶媒溶解性が良く、製造品質だけでなく製造適性の観点でも天然素材への切り替えを促進する。
また、本発明のドープは、前記植物起源の化合物を用いたバインダー樹脂を含み、環境配慮の点から好ましく、かつ上記優れた性能を発揮する電子写真感光体の感光層を形成する原料として有用である。
本発明の電子写真感光体は導電性支持体上に感光層を有していればよく、特にその具体的な構造は限定されない。好ましい実施形態としては、図1に示した感光体10が挙げられる。これは、前記透明支持体1が筒状の支持体であり、その外周に、前記感光層5として電荷発生層3と電荷輸送層4とを具備するものである。この実施形態では、前記筒状支持体1と電荷発生層3との間に下引き層2を配設している。さらに、前記感光層の電荷発生層3及び電荷輸送層4は、電荷発生剤(図示せず)と電荷輸送剤(図示せず)とをそれぞれ含有する。
なお、感光体における上下の方向は特に限定されないが、必要により、支持体1から感光層5に向かう方向を「上」もしくは「天」あるいは筒として言えば「外方」といい、その逆を「下」、「底」、「内方」ということとする。
本発明の成形材料に含まれる特定セルロース化合物は、セルロースに含まれる水酸基の水素原子が炭化水素基RA及びアシル基(−CO−RB:RBは炭化水素基)で置換された部位を有する(前記炭化水素基RAを置換基Aと称し、前記アシル基を置換基Bと称する。)。すなわち、本発明における特定セルロース化合物は、セルロースエーテルエステルであり、セルロース{(C6H10O5)n}に含まれる水酸基の水素原子の少なくとも一部が、前記炭化水素基(RA)及びアシル基(−CO−RB)により置換されている。
より詳細には、本発明における特定セルロース化合物は、下記式(A)で表される繰り返し単位を有する。
さらには、セルロースは完全な植物由来成分であるため、カーボンニュートラルであり、環境に対する負荷を大幅に低減することができる。
より具体的な態様としては、例えば以下の態様が挙げられる。
(1)R2、R3及びR6の少なくとも1つが、前記炭化水素基で置換されている繰り返し単位と、R2、R3及びR6の少なくとも1つが、前記アシル基で置換されている繰り返し単位と、から構成されるセルロース化合物。
(2)ひとつの繰り返し単位のR2、R3及びR6の少なくともいずれか1つが前記炭化水素基で置換され、それとは別の少なくともいずれか1つが前記アシル基で置換されている(すなわち、ひとつの繰り返し単位中に前記炭化水素基及び前記アシル基を有する)同種の繰り返し単位から構成されるセルロース化合物。
(3)置換位置や置換基の種類が異なる繰り返し単位が、ランダムに結合しているセルロース化合物。
また、特定セルロース化合物には、無置換の繰り返し単位(すなわち、前記式(A)において、R2、R3及びR6すべてが水素原子である繰り返し単位)を含んでいてもよい。
また、特定セルロース化合物は、水素原子、前記炭化水素基(RA)、及びアシル基(−CO−RB)以外のその他の置換基を有していてもよい。
・RA
置換基Aの炭化水素基(RA)は、脂肪族基、及び芳香族基のいずれでもよい。
RAが脂肪族基である場合は、直鎖、分岐、及び環状のいずれでもよく、不飽和結合を持っていてもよい。脂肪族基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。
RAが芳香族基である場合は、単環、及び縮環のいずれでもよい。RAが芳香族基である場合の好ましい炭素数は6〜18であり、より好ましくは6〜14、さらに好ましくは6〜10である。芳香族基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基等が挙げられる。
炭化水素基は、得られる感光層の耐衝撃性が優れることから、脂肪族基であることが好ましく、メルトフローレート等の成形加工性が優れることから、より好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜4のアルキル基(低級アルキル基)である。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、tert−ブチル基、イソヘプチル基等が挙げられ、メチル基又はエチル基が特に好ましい。
置換基Bのアシル基:−CO−RBにおいて、RBは炭化水素基を表す。RBは、脂肪族基、及び芳香族基のいずれでもよい。
RBが脂肪族基である場合は、直鎖、分岐、及び環状のいずれでもよく、不飽和結合を持っていてもよい。脂肪族基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられる。
RBが芳香族基である場合は、単環、及び縮環のいずれでもよい。芳香族基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基等が挙げられる。
RBは、好ましくはアルキル基またはアリール基である。RBは、より好ましくは炭素数1〜12のアルキル基またはアリール基であり、さらに好ましくは炭素数1〜12のアルキル基であり、特に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基(好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基)であり、最も好ましくは炭素数1又は2のアルキル基(すなわち、メチル基又はエチル基)である。
また、RBは、炭素数3〜10の分岐構造を有する炭化水素基であることも好ましく、炭素数3〜10の分岐構造を有するアルキル基であることがより好ましく、炭素数7〜9の分岐構造を有するアルキル基であることが更に好ましい。
RBとしては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、3−ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、tert−ブチル基、及びイソヘプチル基等が挙げられる。好ましくは、RBはメチル基、エチル基、プロピル基、3−ヘプチル基、又は2−エチルヘキシル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、3−ヘプチル基、又は2−エチルヘキシル基である。
本発明における特定セルロース化合物は、セルロースに含まれる水酸基の水素原子が、前記炭化水素基(RA)で置換された基を少なくとも1つと、前記アシル基(−CO−RB)で置換された基を少なくとも1つ含むセルロース化合物であるが、更に、セルロースに含まれる水酸基の水素原子が下記置換基Cで置換された基を少なくとも1つ含むことが耐衝撃性の観点から好ましい。ここで置換基Cは、アルキレンオキシ基:−RC2−O−と、アシル基:−CO−RC1とを含む基である。RC1は炭化水素基を表す。RC2は炭素数が2〜4のアルキレン基を表す。
前記置換基Cに含まれるアシル基(−CO−RC1)において、RC1は炭化水素基を表す。RC1が表す炭化水素基としては、前記RBで挙げたものと同様のものを適用することができる。RC1の好ましい範囲も前記RBと同様である。
前記置換基Cに含まれるアルキレンオキシ基(−RC2−O−)において、RC2は炭素数が2〜4のアルキレン基を表す。RC2は、直鎖状、分岐状、又は環状のいずれでもよいが、直鎖状、又は分岐状が好ましく、分岐状がより好ましい。アルキレンオキシ基(−RC2−O−)としては、炭素数2又は3のアルキレンオキシ基が好ましい。アルキレンオキシ基としては具体的には下記構造が挙げられる。
また、本発明における特定セルロース化合物は、アルキレンオキシ基を1つだけ含む前記置換基C(上記式(3)においてnが1である基)と、アルキレンオキシ基を2以上含む前記置換基C(上記式(3)においてnが2以上である基)とを含んでいてもよい。
なお、「カルボキシル基、スルホン酸基、及びこれらの塩を実質的に有さない」とは、本発明における特定セルロース化合物が全くカルボキシル基、スルホン酸基、及びこれらの塩を有さない場合のみならず、本発明における特定セルロース化合物が水に不溶な範囲で微量のカルボキシル基、スルホン酸基、及びこれらの塩を有する場合を包含するものとする。例えば、原料であるセルロースにカルボキシル基が含まれる場合があり、これを用いて前記置換基A,B,Cを導入したセルロース化合物はカルボキシル基が含まれる場合があるが、これは「カルボキシル基、スルホン酸基、及びこれらの塩を実質的に有さないセルロース化合物」に含まれるものとする。
この場合、カルボキシル基、スルホン酸基、及びこれらの塩の好ましい含有量としては、セルロース化合物に対して1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下である。
アセチルメチルセルロース、アセチルエチルセルロース、アセチルプロピルセルロース、アセチルブチルセルロース、アセチルペンチルセルロース、アセチルヘキシルセルロース、アセチルシクロヘキシルセルロース、アセチルフェニルセルロース、アセチルナフチルセルロース、
(置換度)
本発明における特定セルロース化合物中の置換基Aである炭化水素基:−RA、置換基Bであるアシル基:−CO−RB、及び置換基Cであるアルキレンオキシ基:−RC2−O−とアシル基:−CO−RC1とを含む基の置換位置、並びにβ−グルコース環単位当たりの各置換基の数(置換度)は特に限定されない。
置換基Bのアシル基(−CO−RB)の置換度DSB(繰り返し単位中の置換基Bの数)は、0.1<DSBであることが好ましく、0.1<DSB<2.0であることがより好ましい。
置換基Cのアルキレンオキシ基:−RC2−O−とアシル基:−CO−RC1とを含む基の置換度DSC(繰り返し単位中の置換基Cの数)は、0<DSCであることが好ましく、0<DSC<1.0であることがより好ましい。0<DSCであることにより、セルロース化合物の溶融開始温度を低くできるので、熱成形をより容易に行うことができる。
上記のような範囲の置換度とすることにより、機械強度及び成形性等を向上させることができる。
よって、セルロース化合物が有するすべての置換基の各置換度の総和は3であるが、(DSA+DSB+DSC+DSH)は3以下となる。
本発明における特定セルロース化合物の分子量は、数平均分子量(Mn)が5×103〜1000×103の範囲が好ましく、10×103〜500×103の範囲がさらに好ましく、10×103〜200×103の範囲が最も好ましい。また、重量平均分子量(Mw)は、7×103〜10000×103の範囲が好ましく、15×103〜5000×103の範囲がさらに好ましく、100×103〜3000×103の範囲が最も好ましい。この範囲の平均分子量とすることにより、成形体の成形性、力学強度等を向上させることができる。
分子量分布(MWD)は1.1〜10.0の範囲が好ましく、1.5〜8.0の範囲がさらに好ましい。この範囲の分子量分布とすることにより、成形性等を向上させることができる。
本発明における、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)及び分子量分布(MWD)の測定は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いて行うことができる。具体的には、N−メチルピロリドンを溶媒とし、ポリスチレンゲルを使用し、標準単分散ポリスチレンの構成曲線から予め求められた換算分子量較正曲線を用いて求めることができる。
本発明における特定セルロース化合物の製造方法は特に限定されず、セルロースを原料とし、セルロースに対しエーテル化及びエステル化することにより製造することができる。セルロースの原料としては限定的でなく、例えば、綿、リンター、パルプ等が挙げられる。
前記セルロースエーテルとしては、例えば、セルロースに含まれるβ−グルコース環の2位、3位、及び6位の水酸基の水素原子の少なくとも一部が、炭化水素基に置換されたものを用いることができ、具体的には、メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロース、ブチルセルロース、アリルセルロース、ベンジルセルロース等が挙げられる。
また、別の態様として、例えばメチルセルロース、エチルセルロース等のセルロースエーテルにプロピレンオキサイド等によりエーテル化するか、またはセルロースにメチルクロライド、エチルクロライド等のアルキルクロライド/炭素数3のアルキレンオキサイド等を作用させた後、さらに酸クロライド又は酸無水物等を反応させることにより、エステル化する工程を含む方法も挙げられる。
酸クロライドを反応させる方法としては、例えばCellulose 10;283−296,2003に記載の方法を用いることができる。
炭化水素基とヒドロキシエチル基を有するセルロースエーテルとしては、具体的には、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロース、ヒドロキシエチルプロピルセルロース、ヒドロキシエチルアリルセルロース、ヒドロキシエチルベンジルセルロース等が挙げられる。好ましくは、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルエチルセルロースである。
炭化水素基とヒドロキシプロピル基を有するセルロースエーテルとしては、具体的には、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロース、ヒドロキシプロピルプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルアリルセルロース、ヒドロキシプロピルベンジルセルロース等が挙げられる。好ましくは、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルエチルセルロースである。
なお、前述したとおり、本発明における特定セルロース化合物は置換基としてカルボン酸を有さないことが好ましいため、例えば無水フタル酸、無水マレイン酸等のジカルボン酸等、セルロースと反応させてカルボキシル基が生じる化合物を用いないことが好ましい。
(支持体)
本発明の電子写真感光体に用いることができる導電性支持体1(図1参照)として、は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル等の金属材料や、又、表面にアルミニウム、パラジウム、酸化スズ、酸化インジウム等の導電性層を設けたポリエステルフィルム、フェノール樹脂、紙等が挙げられる。
本発明の電子写真感光体における電荷発生層3は、たとえば浸漬法、スプレー法、塗布などそれ自体公知の方法により、導電性支持体上に形成することができる。電荷発生剤としては、例えば、アゾキシベンゼン系、ジスアゾ系、トリスアゾ系、ベンズイミダゾール系、多環式キノリン系、インジゴイド系、キナクリドン系、フタロシアニン系、ペリレン系、メチン系等の有機顔料が使用できる。これらの電荷発生剤は、その微粒子をポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、各種セルロース等のバインダー樹脂に分散させた形で使用される。
本発明の電子写真感光体における電荷輸送層4は、電荷発生層上に、たとえば浸漬法、スプレー法、塗布など公知の方法により、前記セルロース樹脂を含む樹脂をバインダー樹脂として、電荷輸送剤を分散させることにより形成されることが好ましい。電荷輸送剤としては、例えば、ポリテトラシアノエチレン;2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン系化合物;ジニトロアントラセン等のニトロ化合物;無水コハク酸;無水マレイン酸;ジブロモ無水マレイン酸;トリフェニルメタン系化合物;2,5−ジ(4−ジメチルアミノフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物;9−(4−ジエチルアミノスチリル)アントラセン等のスチリル系化合物;ポリ−N−ビニルカルバゾール等のカルバゾール系化合物;1−フェニル−3−(p−ジメチルアミノフェニル)ピラゾリン等のピラゾリン系化合物;4,4’,4”−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のアミン誘導体;1、1ービス(4−ジエチルアミノフェニル)−4,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン等の共役不飽和化合物;4−(N,N−ジエチルアミノ)ベンズアルデヒド−N,N−ジフェニルヒドラゾン等の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、ピラゾリン系化合物、トリアゾール系化合物等の含窒素環式化合物;縮合多環式化合物等が挙げられる。上記電荷輸送剤は単独で使用しても、複数種併用してもよい。
前記バインダー樹脂は、湿式成形で容易に成形可能である。湿式成形で成形された電子写真感光体が十分な膜強度を得るためには極限粘度が0.30〜2.0dl/gであることが好ましく、さらに成膜性を重視した場合、0.3〜1.5dl/gであることが好ましい。
本発明の複写機の構成は特に限定されないが、図2に示した機構をもつものであることが好ましい。本実施形態の複写機は、上記実施形態に係る電子写真感光体10を具備する。なお、同図に示した構成は模式的なものであり、各部材の寸法や位置関係が同図のものに限定して解釈されるものではない。この電子写真法は典型的には下記のような装置構成及びプロセスで行われる(図1参照)。まず、光導電性物質を利用した感光体(潜像保持体)10の表面を帯電手段58により帯電し、そこに露光Lを施して電気的に潜像を形成する。ここで形成された潜像に、トナー供給室52に格納されたドラム53からトナーを付与し、トナー像を形成する。このとき、トナー55は上記感光体とは逆の電荷に帯電されている。その後、このトナー像を、必要により中間転写体(図示せず)を介して、紙54等の被転写体表面に転写する。この転写画像56を、加熱、加圧、溶剤蒸気等により定着することで所望の画像を得ることができる。上記の感光体表面に残ったトナーは、必要に応じてクリーナー57によりクリーニングし、再びトナー像の現像に利用される。さらに、感光体は次の複写に備えるため除電器59により除電される。
上記複写機の動作において、本発明の電子写真感光体は、帯電手段58、露光L、除電手段59による処理に対し、優れた光電変換特性と潜像保持性とを示す。しかも、ドラム53、クリーナー57等により摩擦衝撃に対しては、高い耐磨耗性を示すという優れた効果を発揮する。
<アセトキシプロピルメチルアセチルセルロース(C−1)の合成>
メカニカルスターラー、温度計、冷却管、滴下ロートをつけた5Lの三ツ口フラスコにヒドロキシプロピルメチルセルロース(商品名メトローズ90SH−100;信越化学製)60g、N,N−ジメチルアセトアミド1260mLを量り取り、室温で攪拌した。反応系が透明になり完溶したことを確認した後、アセチルクロライド80mLをゆっくりと滴下し、系の温度を80〜90℃に昇温した。このまま6時間攪拌した後、反応系の温度を室温まで冷却した。反応溶液を水10Lへ激しく攪拌しながら投入すると、白色固体が析出した。白色固体を吸引ろ過によりろ別し、大量の水で3回洗浄を行った。得られた白色固体を100℃で6時間真空乾燥することにより目的のセルロース誘導体(C−1)(アセトキシプロピルメチルアセチルセルロース)を白色粉体として得た。なお、このセルロース誘導体C−1のTgは126.8℃であった。このDSCチャートを図3に示している。
前記セルロース誘導体C−1におけるヒドロキシプロピルメチルセルロース(商品名メトローズ90SH−100:信越化学製)をヒドロキシエチルメチルセルロース(商品名マーポローズME−250T:松本油脂製)、メチルセルロース(商品名マーポローズM−4000:松本油脂製株式会社製)、エチルセルロース(商品名エトセル300CP:ダウケミカル製)に変更した以外はC−1と同様にしてアセトキシエチルメチルアセチルセルロース(C−2)、メチルアセチルセルロース(C−3)、エチルアセチルセルロース(C−4)を得た。
メカニカルスターラー、温度計、冷却管、滴下ロートをつけた3Lの三ツ口フラスコにメチルセルロース(和光純薬製:メチル置換度1.8)40g、ピリジン750mLを量り取り、室温で攪拌した。ここに水冷下、2−エチルヘキサノイルクロリド100mLをゆっくりと滴下し、更に60℃で8時間攪拌した。反応後、室温に戻し、氷冷下、メタノール100mLを加えてクエンチした。反応溶液を水10Lへ激しく攪拌しながら投入すると、白色固体が析出した。白色固体を吸引ろ過によりろ別し、大量のメタノール溶媒で3回洗浄を行った。得られた白色固体を100℃で6時間真空乾燥することによりメチルセルロース−2−エチルヘキサノエート(C−5)を得た。
前記セルロース誘導体C−5におけるメチルセルロース(和光純薬製:メチル置換度1.8)に変えて、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(商品名メトローズ90SH−100;信越化学製)、及び2−エチルヘキサノイルクロリドに変えてバレロイルクロライドを用いた以外、C−5と同様にして、バレロキシプロピルメチルバレロイルセルロース(C−6)を得た。
前記セルロース誘導体C−6におけるヒドロキシプロピルメチルセルロース(商品名メトローズ90SH−100:信越化学製)をヒドロキシブチルメチルセルロースを用いた以外、C−6と同様にしてバレロキシブチルメチルバレロイルセルロース(C−7)を得た。
メカニカルスターラー、温度計、冷却管、滴下ロートをつけた5Lの三ツ口フラスコにアセチルセルロース(アルドリッチ製)60g、ピリジン1Lを量り取り、50℃で攪拌した。反応系が透明になり完溶したことを確認した後、ベンゾイルクロライド45mLをゆっくりと滴下し、このまま6時間攪拌した後、反応系の温度を室温まで冷却した。反応溶液をメタノール10Lへ激しく攪拌しながら投入すると、白色固体が析出した。白色固体を吸引ろ過によりろ別し、大量の水で3回洗浄を行った。得られた白色固体を100℃で6時間真空乾燥することにより目的のセルロース誘導体(C−c1)を白色粉体として得た。
前記セルロース誘導体C−c1におけるベンゾイルクロライドに変えて、ブチリルクロライド/プロピオニルクロライドの混合物、及びベンゾイルクロライド/プロピオニルクロライドの混合物を用いた以外、C−c1と同様にして、セルロースアセテートブチレートプロピオレート(C−c2)、セルロースアセテートベンゾエートプロピオレート(C−c3)を得た。
以上で得られたセルロース誘導体が有する炭化水素基の種類及び置換度、アルキレンオキシ基の種類及び置換度、アシル基の種類及び置換度は、Cellulose Communication 6,73−79(1999)に記載の方法を利用して、1H−NMRにより、観測及び決定した。
得られたセルロース誘導体について、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、を測定した。これらの測定方法は以下の通りである。
[分子量及び分子量分布]
重量平均分子量(Mw)の測定は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)を用いた。具体的には、N−メチルピロリドンを溶媒とし、ポリスチレンゲルを使用し、標準単分散ポリスチレンの構成曲線から予め求められた換算分子量較正曲線を用いて求めた。GPC装置は、HLC−8220GPC(東ソー社製)を使用した。
ガラス転移点は、示差走査熱量計(SIIテクノロジー社製、DSC6200)を用いて下記の条件で測定した。測定は同一の試料で二回実施し、二回目の測定結果を採用した。
・測定室内の雰囲気:窒素(50mL/min)
・昇温速度:10℃/min
・測定開始温度:0℃
・測定終了温度:200℃
・試料パン:アルミニウム製パン
・測定試料の質量:5mg
・Tgの算定:DSCチャートの下降開始点と下降終了点の中間温度をTgとした。
Mw:重量平均分子量
RA:炭化水素基(置換基A)
DSA:炭化水素基RA(置換基A)の置換度
−RC2−O−:アルキレンオキシ基部(置換基C)
DSB:アシル基(置換基B)の置換度
DSC:アルキレンオキシ基含有基(置換基C)の置換度
DSH:水酸基の置換度
Me:メチル基
EO:エチレンオキシ基
PO:プロピレンオキシ基
BO:ブチレンオキシ基
At:アセチル基
EH:2−エチルヘキサノイル基
Vl:バレロイル基
Bz:ベンゾイル基
Pn:プロピオニル基
Br:ブチリル基
(樹脂溶解性の評価)
密閉式サンプル瓶にテトラヒドロフラン80部及びセルロース誘導体(C−1)20部を加え、溶解性を確認した(試験温度:20℃)。次にテトラヒドロフランをトルエンに変更して、溶解性を確認した(試験101)。結果を表1に示す。
結果を表1に示す。
この電子写真感光体の評価を、(株) 川口電気製作所製EPA−8100静電気帯電試験装置により、帯電特性を調べた。また耐摩耗性については、スガ試験機株式会社製テーバ摩耗試験機を用いて削れ量を測定した。
2 下引き層
3 電荷発生層
4 電荷輸送層
5 感光層
10 電子写真感光体
51 感光体(潜像保持体)
52 トナー供給室
53 ドラム
54 紙
55 トナー
56 転写画像
57 クリーナー
58 帯電手段
59 除電器
L 露光
Claims (24)
- 導電性基体上に感光層を有する電子写真感光体であって、該感光層を構成するバインダー樹脂がセルロース化合物を含有してなり、該セルロース化合物はセルロースに含まれる水酸基の水素原子が炭化水素基RA及びアシル基(−CO−RB:RBは炭化水素基)で置換された部位を有する化合物である電子写真感光体。
- 前記セルロース化合物は、さらに、その水酸基の水素原子が下記置換基Cで置換された部位を含む請求項1に記載の電子写真感光体。
[置換基C:−RC2−O−と−CO−RC1とを含む基。RC1は炭化水素基を表す。RC2は炭素数2〜4のアルキレン基を表す。] - 前記炭化水素基RAが炭素数1〜4のアルキル基である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記炭化水素基RAがメチル基又はエチル基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記RB が、アルキル基又はアリール基である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記R C1 が、アルキル基又はアリール基である請求項2または3に記載の電子写真感光体。
- 前記RB が、メチル基、エチル基、又はプロピル基である請求項1〜6のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記R C1 が、メチル基、エチル基、又はプロピル基である請求項2、3、または7に記載の電子写真感光体。
- 前記RBが、炭素数3〜10の分岐構造を有する炭化水素基である請求項1〜5のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記セルロース化合物の置換度DSA及びDS B を下記のとおりとした請求項1〜11のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
[炭化水素基RAの置換度DSAが1.0<DSAである。]
[置換基Bのアシル基(−CO−RB)の置換度DSBが0.1<DSBである。] - 前記セルロース化合物の置換度DScを下記のとおりとした請求項2、3、7、9、または11に記載の電子写真感光体。
[前記置換基Cの置換度DSCが0<DSCである。] - 前記セルロース化合物が水に不溶である請求項1〜13のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層を構成するバインダー樹脂の植物由来度が25質量%以上である請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記導電性基体が筒状の透明支持体であり、その外周に、前記感光層として電荷発生層と電荷輸送層とを具備する請求項1〜15のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層が前記バインダー樹脂と電荷発生剤もしくは電荷輸送剤とを含有する請求項1〜16のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層中の遊離塩素が10ppm以下であるセルロース樹脂を含有する請求項1〜17のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 前記感光層中の遊離窒素が10ppm以下である請求項1〜18のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
- 請求項1〜19のいずれか1項に記載の電子写真感光体を具備する複写機。
- 電子写真感光体において導電性基体上に配設される感光層を形成するドープであって、セルロースに含まれる水酸基の水素原子が炭化水素基RA及びアシル基(−CO−RB:RBは炭化水素基)で置換された部位を有するセルロース化合物を含むバインダー樹脂と、これに含有させた電荷発生剤もしくは電荷輸送剤とを有する電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
- 前記セルロース化合物は、さらに、その水酸基の水素原子が下記置換基Cで置換された部位を含む請求項21に記載の電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
[置換基C:−R C2 −O−と−CO−R C1 とを含む基。R C1 は炭化水素基を表す。R C2 は炭素数2〜4のアルキレン基を表す。] - 前記セルロース化合物の置換度DS A 及びDS B を下記のとおりとした請求項21または22に記載の電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
[炭化水素基R A の置換度DS A が1.0<DS A である。]
[置換基Bのアシル基(−CO−R B )の置換度DS B が0.1<DS B である。] - 前記セルロース化合物の置換度DS c を下記のとおりとした請求項22に記載の電子写真感光体の感光層形成用ドープ。
[前記置換基Cの置換度DS C が0<DS C である。]
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