JPWO2017104849A1 - ビスクロロホーメート組成物、ビスクロロホーメート組成物の製造方法、ビスクロロホーメート組成物含有溶液、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂の製造方法、塗工液、電子写真感光体、および電子写真装置 - Google Patents
ビスクロロホーメート組成物、ビスクロロホーメート組成物の製造方法、ビスクロロホーメート組成物含有溶液、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂の製造方法、塗工液、電子写真感光体、および電子写真装置 Download PDFInfo
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Abstract
【化1】
【化2】
[数1]
平均量体数(m1)=1+(Mav−M1)/M2・・・(数1)
Description
また上記のクロロホーメート化合物を原料としたポリカーボネート樹脂は、機械的性質、熱的性質、および電気的性質に優れていることから有機電子写真感光体用のバインダー樹脂としても使用されている。
特許文献2には、平均量体数が1.0以上1.3以下のビフェノール骨格を有するビスクロロホーメート化合物を用いることを特徴としたポリカーボネート樹脂が開示されており、良好な機械的性質であることが報告されている。
このように、従来の方法により製造したビフェノール類のビスクロロホーメート化合物は、溶媒に対する溶解性が低く、溶液として長期保存した場合等の溶液安定性が低いという問題があった。
また、同原料(ビフェノール類)を用いて樹脂を製造する際に、樹脂の構造が安定せず、バラつきが大きくなり、物性が制御されないという問題があった。また従来の方法により製造した樹脂は、耐摩耗性成分の共重合組成が低くなる等の理由により耐摩耗性が充分ではないという問題があった。
また、ポリカーボネート樹脂の溶解性については、湿式成型の適用条件をより広げるため、広範囲な条件で良好な溶解性を持つことが求められるが、従来の技術で得られた樹脂の中には溶解性に劣るものもあった。
また、本発明の目的は、耐摩耗性に優れ、良好な溶解性を持つポリカーボネート樹脂、当該ポリカーボネート樹脂の製造方法、当該ポリカーボネート樹脂を用いた塗工液および電子写真感光体、並びに当該電子写真感光体を用いた電子写真装置を提供することである。
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。)
平均量体数(m1)=1+(Mav−M1)/M2・・・(数1)
Mavは(2×1000/(CF価))であり、
M1は、Ar1/(Ar1+Ar2)の割合で存在し、かつ平均量体数(m1)が1.0のときの、前記ビスクロロホーメート組成物に含まれるビスクロロホーメート化合物の平均分子量であり、
M2は(M1−Y)であり、
CF価[クロル原子のモル数/kg]は、前記ビスクロロホーメート組成物を有機溶媒に完全に溶解させて得られたビスクロロホーメート組成物溶液における(CF値/濃度)であり、
CF値[N]は前記ビスクロロホーメート組成物溶液1Lに含まれるビスクロロホーメート化合物中のクロル原子のモル数であり、
濃度[kg/L]は前記ビスクロロホーメート組成物溶液1Lを濃縮して得られる固形分の量であり、
Yは、ビスクロロホーメート化合物とフェノール化合物の重縮合で脱離する2個の塩素原子、1個の酸素原子および1個の炭素原子の合計の原子量である。)
前記一般式(5)において、R3およびR4は、前記一般式(3)におけるR3およびR4とそれぞれ同義である。)
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。)
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。)
本実施形態のビスクロロホーメート組成物は、下記一般式(1)で表されるビスクロロホーメート組成物であり、複数のAr成分を含む。本実施形態のビスクロロホーメート組成物は、ArとしてAr1およびAr2をそれぞれ1種以上含む。
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択される。
炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、およびヘキシル基等が挙げられる。
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
Ar1/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成は、好ましくは、55モル%以上、99モル%以下であり、より好ましくは、60モル%以上90モル%以下であり、さらに好ましくは、67モル%以上90モル%以下であり、さらにより好ましくは、70モル%以上85モル%以下である。
なお、Ar1が溶解性の良好な骨格であるBPCZである場合には、Ar1/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成が67モル%以上であると、溶解性が非常に良好になる。また、Ar1がBPZである場合には、Ar1/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成が71モル%以上であると、溶解性が非常に良好になる。
平均量体数(m1)=1+(Mav−M1)/M2・・・(数1)
Mavは(2×1000/(CF価))である。
M2は(M1−Y)である。
「ビスクロロホーメート化合物中のクロル原子のモル数」とは、ビスクロロホーメート化合物中のカルボニル基に結合したクロル原子のモル数を表し、同一分子中にカルボニル基に結合していないクロル原子を含む分子の場合、当該クロル原子はCF値として算入しない。
前記一般式(12)において、Ar2は、前記一般式(3)で表される基である。n2は1以上の整数であり、好ましくは1以上5以下の整数であり、より好ましくは1以上3以下の整数であり、さらに好ましくは1または2であり、さらにより好ましくは1である。
なお、「電気特性」とは、表面帯電性、露光感度、暗減衰、および電位安定性等の、電子写真プロセスにおける画像品質をつかさどる感光体の基本特性である。
なお、近年の高画質化に伴い、電子写真感光体の感光層の表面を帯電させる方式として、DC電圧にAC電圧を重畳させたAC/DC重畳帯電方式が用いられている。このAC/DC重畳帯電方式によれば、帯電時の安定性が向上する一方、AC電圧を重畳するために電子写真感光体表面の放電量は大幅に増大する。そのため、樹脂が劣化し、電子写真感光体の摩耗量が増加してしまう。このような、帯電劣化に対する強度を、「電気的強度」と呼ぶ。電子写真感光体には、機械的強度のみならず電気的強度も要求されるようになってきている。
また同様に、「第二のビスクロロホーメート化合物1種」とは、前記一般式(12)におけるAr2が同一のビスクロロホーメート化合物のことであり、ビスクロロホーメート組成物の中に前記一般式(12)で表される第二のビスクロロホーメートが複数含まれる場合、それぞれの第二のビスクロロホーメート化合物の量体数n2は、互いに同一でも異なっていてもよい。例えば、1種の第二のビスクロロホーメート化合物には、Ar2が同一で、n2が異なるビスクロロホーメート化合物が含まれ得る。
本実施形態のビスクロロホーメート組成物の製造方法では、少なくとも、疎水性有機溶媒と、下記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物と、下記一般式(5)で表されるビフェノール化合物と、ホスゲン系化合物と、を用いて、本実施形態のビスクロロホーメート組成物を製造する。
前記一般式(5)において、R3およびR4は、前記一般式(3)におけるR3およびR4とそれぞれ同義である。
第1の製造方法は、疎水性有機溶媒を用い、前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物と、前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物と、ホスゲン系化合物と、脂肪族系第3級アミンとを混合して、本実施形態のビスクロロホーメート組成物を製造する方法である。
図1に示すように、第1の製造方法では、疎水性有機溶媒中に、前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物と、前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物を懸濁または溶解させる懸濁工程または溶液化工程(S11)と、この懸濁液または溶液にホスゲン系化合物を導入するホスゲン導入工程(S12)と、ホスゲン導入工程で得られた混合液に、疎水性有機溶媒で希釈した脂肪族系第3級アミンを滴下する滴下工程(S13)と、を実施する。
懸濁工程または溶液化工程(S11)では、疎水性有機溶媒と、前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物と、前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物とを混合して懸濁液または溶液を調製する。
芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、およびベンゼン等が挙げられる。脂肪族炭化水素系溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘプタン、ヘキサン、オクタン、イソオクタン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、および1,3−ジメチルシクロヘキサン等が挙げられる。ハロゲン化炭化水素系溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、およびクロロホルム等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、およびシクロヘキサノン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、およびジブチルエーテル等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いても良い。
原料の前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物および前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物の濃度が30(g/L)以上であれば、原料であるビスフェノール化合物およびビフェノール化合物とホスゲンとの反応性が良好となり、420(g/L)以下であれば、製造されるビスクロロホーメート組成物の溶媒への溶解性が良好となる。
ホスゲン導入工程(S12)では、前記懸濁工程または溶液化工程で得られた懸濁液または溶液にホスゲン系化合物を導入する。
ホスゲン系化合物を導入する際には、例えば、ホスゲン化合物を含有するホスゲン溶液と前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物および前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物を含有する懸濁液または溶液とを一度に混合してもよく、またホスゲン化合物を含有するホスゲン溶液を、前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物および前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物を含有する懸濁液または溶液に滴下等してもよい。
ホスゲン系化合物の使用量は特に制限はないが、原料の前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物および前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物の合計の水酸基に対して0.95当量以上使用することが好ましい。経済面からは、ホスゲン系化合物の使用量は、0.97当量以上1.60当量以下であることが好ましい。
滴下工程(S13)では、懸濁液または溶液と、ホスゲン系化合物との混合液に、疎水性有機溶媒で希釈した脂肪族系第3級アミンを滴下して、本実施形態のビスクロロホーメート組成物を製造する。
滴下工程(S13)では、反応温度は−10℃以上40℃以下であることが好ましく、より好ましくは、0℃以上30℃以下である。また、滴下工程に続く反応工程においても、好適な反応温度は同様である。ここで、反応温度が−10℃以上であれば、ビスクロロホーメート組成物の溶解度が高くなり、疎水性溶媒の使用量を減らすことができる。一方、反応温度が40℃以下であれば、1.99量体以下のビスクロロホーメート組成物が効率的に得られる。
また、反応時間は、0.1時間以上20時間以下であることが好ましく、より好ましくは、0.1時間以上6時間以下である。ここで、反応時間とは、滴下開始から洗浄開始までの時間である。
脂肪族系第3級アミンの使用量は特に制限はないが、原料の前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物および前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物の合計の水酸基に対して1.1当量以下にて使用することが好ましい。ここで、脂肪族系第3級アミンを大量に使用すると、アミンの一部がクロロホーメート基、またはホスゲン系化合物と反応し、カーバメート基(−O−CO−N(C2H5)2)を有する副生成物が生成するおそれがある。反応生成物中の全末端官能基に占めるカーバメート基の割合が10モル%を超えると、カーバメート基はそれ以上の置換反応を起こさないため、前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を用いても高分子量のポリマーを得ることができない場合がある。そのため、反応生成物中の全末端官能基に占めるカーバメート基の割合は、10モル%以下であることが好ましい。
次に、第2の製造方法に係るビスクロロホーメート組成物の製造方法について説明する。
なお、第2の製造方法に係るビスクロロホーメート組成物の製造方法では、第1の製造方法にて採用した前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物、前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物、脂肪族系第3級アミン、疎水性有機溶媒、およびホスゲン系化合物と同様のものを採用することができる。
次に第3の製造方法に係るクロロホーメート組成物の製造方法について説明する。
なお、第3の製造方法に係るビスクロロホーメート組成物の製造方法では、第1の製造方法にて採用した前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物、前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物、疎水性有機溶媒、およびホスゲン系化合物と同様のものを採用することができる。
ここで、水酸化ナトリウム以外にも、他のアルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化カリウム、水酸化リチウム、および水酸化セシウム等)、アルカリ土類金属水酸化物(例えば、水酸化カルシウム、および水酸化バリウム等)、並びにアルカリ金属炭酸塩(例えば、炭酸ナトリウム、および炭酸カリウム等)等を採用してもよい。
また、水は、水道水等の常水でも、蒸留水でも、またはイオン交換水でもよく、これらの常水、蒸留水、またはイオン交換水を減圧下で脱気処理したものでもよい。また、煮沸後、窒素気流下で冷却したものでもよい。
なお、原料溶液の流速とホスゲン溶液の流速を調整することにより、理論上、所定時間当たりのホスゲン系化合物の使用量を設定することができる。
次に第4の製造方法に係るクロロホーメート組成物の製造方法について説明する。
第4の製造方法に係るビスクロロホーメート組成物の製造方法では、上述の第1〜2の製造方法の懸濁工程または溶液化工程において、前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物と、前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物を、別々の疎水性有機溶媒中に、懸濁または溶解する。そして、前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物を原料とするビスクロロホーメート化合物と、前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物を原料とするビスクロロホーメート化合物を、別々に合成した後、各ビスクロロホーメート化合物の溶液を、Ar1/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成が、45モル%以上99モル%以下になるように、混合調整を実施する。その後、混合調整した溶液から有機溶媒の一部または全てを留去することで、本実施形態のビスクロロホーメート組成物を得る。なお、混合調整した溶液そのものを、後述のビスクロロホーメート組成物含有溶液として得てもよい。また、前記一般式(4)に示すビスフェノール化合物から合成されたビスクロロホーメート化合物および前記一般式(5)に示すビスフェノール化合物から合成されたビスクロロホーメート化合物の一方、または双方を、それぞれ対応する第3の製造方法により、前記一般式(4)に示すビスフェノール化合物を原料として得られたビスクロロホーメート化合物、および前記一般式(5)に示すビスフェノール化合物を原料として得られたビスクロロホーメート化合物に置き換えることができる。
本実施形態のビスクロロホーメート組成物含有溶液は、少なくとも、本実施形態のビスクロロホーメート組成物、および溶媒を含む。
本実施形態のビスクロロホーメート組成物含有溶液で使用される溶媒は、本実施形態のビスクロロホーメート組成物および他の材料の溶解性、分散性、粘度、蒸発速度、化学的安定性、および物理的変化に対する安定性等を考慮し、単独、あるいは複数の溶媒を混合して使用することができる。
溶媒は有機溶媒を含むことが好ましい。有機溶媒の具体例としては、例えば、芳香族炭化水素系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、アミド系溶媒、およびスルホキシド系溶媒等を挙げることができる。
芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、およびクロロベンゼン等が挙げられる。ケトン系溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、およびメチルイソブチルケトン等が挙げられる。エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、エチルセロソルブ、およびεカプロラクタム等が挙げられる。ハロゲン化炭化水素系溶媒としては、例えば、四塩化炭素、四臭化炭素、クロロホルム、ジクロロメタン、およびテトラクロロエタン等が挙げられる。エーテル系溶媒としては、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、およびジオキサン等が挙げられる。アミド系溶媒としては、ジメチルホルムアミド、およびジエチルホルムアミド等が挙げられる。スルホキシド系溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド等を挙げることができる。
これらの溶媒は、1種単独で使用してもよく、2種以上を混合溶媒として使用してもよい。
本実施形態のビスクロロホーメート組成物は、ポリマー原料として使用可能である。
本実施形態のビスクロロホーメート組成物を用いて、共重合ポリマーを合成できる。共重合ポリマーとしては、例えば、ポリカーボネート樹脂(以下、単に「PC樹脂」と表記することもある。)等を挙げることができる。
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
b×(a1+a2)は30以上300以下の数である。b×(a1+a2)が30以上の数であれば、樹脂の耐久性が良好となる。また、b×(a1+a2)が300以下の数であれば、樹脂成型時の粘度が適切となる。b×(a1+a2)は、好ましくは40以上200以下の数であり、さらに好ましくは50以上150以下の数である。
これは、大きなスケールの「溶解操作」においては、局所的に、溶剤と樹脂との比率が全体の比率とは異なる部分が生じ、溶剤による樹脂の変質(結晶化等)が生じているためと推測した。
今回、上記不均一性、および溶剤による変質しやすさを含めて評価可能な溶解性試験として、初期濃度を40質量%にした後、20質量%に希釈する方法を見出し、材料の「溶液製造工程適合性」まで評価可能な方法を確立した。本方法で得られた樹脂の光路長10mmにおけるヘイズ値は、10%未満であることが好ましく、5%以下であることがより好ましい。
R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR25R26−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R25およびR26は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
ただし、Xが無置換のシクロヘキシリデン基である場合、R21およびR22が同時にメチル基となることはない。
R23およびR24は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
Ar2/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成は、より好ましくは50モル%以上72モル%、さらに好ましくは55モル%以上70モル%以下、さらにより好ましくは59モル%以上68モル%以下である。
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
R21およびR22は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR25R26−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R25およびR26は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
ただし、Xが無置換のシクロヘキシリデン基である場合、R21およびR22が同時にメチル基となることはない。
R23およびR24は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
また、特許文献2に記載の技術でも、ビスクロロホーメート化合物の有機溶媒への溶液安定性が低いことに起因して、ポリマーの分子量安定性(分子量調整)が課題となっている。また、このようなビスクロロホーメート化合物を用いるため、製造時の固形分の仕込み量が制限され、生産性が低くなるという問題もある。
本実施形態に係るポリカーボネート樹脂は、例えば、本実施形態のビスクロロホーメート組成物を原料として、2価フェノール化合物と反応させることにより行うことができる。本実施形態のビスクロロホーメート組成物を用いることで、原料の溶解性が向上する。
アルカリ水溶液としては、アルカリ金属水酸化物類、およびアルカリ土類水酸化物類等が好ましい。アルカリ金属水酸化物類としては、水酸化ナトリウム、および水酸化カリウム等が挙げられる。アルカリ土類水酸化物類としては、水酸化カルシウム等が挙げられる。
ここで、「実質的に水と混じりあわない」有機溶媒とは、常温常圧条件で、水と有機溶剤を1:9〜9:1の組成範囲で混合した場合に、均一な層からなる溶液(ゲル化物および不溶物のいずれもみられない溶液)が得られない有機溶媒である。
また、有機溶剤が「最終的に得られるポリカーボネート樹脂を5質量%以上溶解可能」とは、温度20〜30℃、常圧の条件で測定した際のポリカーボネート樹脂の溶解度である。
また、「最終的に得られるポリカーボネート樹脂」とは、本実施形態のポリカーボネート樹脂の製造方法における重合工程を経て得られる樹脂のことである。
装置:ブルカー・バイオスピン株式会社製 DRX500
測定プローブ:5mm TCIクライオプローブ
試料量:約50mg
溶媒:CDCl3
測定手法:13C−NMR(逆ゲートデカップリング法)
13C共鳴周波数:125MHz
積算回数:1024回
データポイント数:64KB
データポイント間隔:16.65μsec
パルス繰り返し時間:10sec
測定温度:25℃
測定中心周波数:100ppm
測定範囲:238ppm
13C−NMRスペクトルにおいて、クロロホルム由来の3本のピークの真ん中のピークを77.23ppmにする。
その時の以下の範囲のピークの積分値を[1](BPZ/BPZ)、[2](BPZ/OCBP)、[3](OCBP/OCBP)とする。
[1]:152.3〜152.2ppm
[2]:152.1〜151.9ppm
[3]:151.9〜151.7ppm
このとき、dyad連鎖分率(mol%)は、以下のようになる。
BPZ/BPZ=100×[1]/([1]+[2]+[3])
BPZ/OCBP=100×[2]/([1]+[2]+[3])
OCBP/OCBP=100×[3]/([1]+[2]+[3])
装置:日本電子製JNM−ECA500
試料量:約250mg
溶媒:CDCl3 3mL
13C共鳴周波数:125MHz
積算回数:5000回
13C−NMRスペクトルにおいて、クロロホルム由来の3本のピークの真ん中のピークを77.07ppmにする。
OCBP同士が隣り合っている構造の中心カーボネート結合側(OCBPとOCBPとの間のカーボネート結合側)のo−メチル基(16.21ppm)と、OC−Z同士が隣り合っている構造の中心カーボネート結合側(OC−ZとOC−Zとの間のカーボネート結合側)のo−メチル基(16.37ppm)と、OC−BP及びOC−Zが隣り合っている構造の中心カーボネート結合側(OCBPとOC−Zとの間のカーボネート結合側)のo−メチル基(16.18ppm、16.40ppm)とでは、ピークのケミカルシフトが異なる。従って、(BPCZ/BPCZ)、(BPCZ/OCBP)、(OCBP/OCBP)の割合は、検出位置の異なるOC−BP成分とOC−Z成分のo−メチル基のピーク面積より求めた。
その時の以下の範囲のピークの積分値を[1](BPCZ/BPCZ)、[2](BPCZ/OCBP)、[3](OCBP/OCBP)とする。
[1]:16.37ppm
[2]:16.18ppm+16.40ppm
[3]:16.21ppm
このとき、dyad連鎖分率(mol%)は、以下のようになる。
BPCZ/BPCZ=100×[1]/([1]+[2]+[3])
BPCZ/OCBP=100×[2]/([1]+[2]+[3])
OCBP/OCBP=100×[3]/([1]+[2]+[3])
[塗工液の構成]
本実施形態の塗工液は、本実施形態のPC樹脂と有機溶剤を含む。有機溶剤は、PC樹脂を溶解、または分散可能な有機溶剤であることが好ましい。また、塗工液には本実施形態のPC樹脂および有機溶剤以外に低分子化合物、着色剤(例えば、染料および顔料等)、機能性化合物(例えば、電荷輸送材、電子輸送材、正孔輸送材、および電荷発生材料等)、充填材(例えば、無機または有機のフィラー、ファイバー、および微粒子等)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、並びに酸捕捉剤等の添加剤を含んでいても良い。PC樹脂以外に含まれても良い物質の例は、例えば後述する電子写真感光体の構成成分に含まれる物質が挙げられる。また、塗工液には、本発明の効果を損なわない限り他の樹脂を含んでいても良く、その例は下記電子写真感光体の構成成分の例として挙げられる。また、本実施形態で使用される有機溶剤は本実施形態のPC樹脂、他の材料の溶解性、分散性、粘度、蒸発速度、化学的安定性、および物理的変化に対する安定性等を考慮し、単独、あるいは複数の溶媒を混合して使用することができる。その例は、後述する電子写真感光体の構成成分の例として挙げられる。
また当該塗工液中のPC樹脂と電荷輸送物質との割合は、通常、質量比で20:80〜80:20、好ましくは30:70〜70:30とすることが望ましい。
本実施形態の塗工液中、本実施形態のPC樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態の電子写真感光体は、本実施形態のPC樹脂を含んでいる。
例えば、電子写真感光体としては、基板と、前記基板上に設けられた感光層とを有し、前記感光層に、本実施形態のPC樹脂を含む電子写真感光体等が挙げられる。
本実施形態の電子写真感光体において、本実施形態のPC樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。また、所望に応じて本発明の目的を阻害しない範囲で、他のポリカーボネート等のバインダー樹脂成分を含有させてもよい。さらに、酸化防止剤等の添加物を含有させてもよい。
さらに、各層間の接着性を向上させるための接着層あるいは電荷のブロッキングの役目を果すブロッキング層等の中間層等が形成されていてもよい。
前記した電荷発生層や電荷輸送層のバインダー樹脂としては、特に制限はなく、公知の各種の樹脂を使用することができる。具体的には、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセタール、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリケトン、ポリアクリルアミド、ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、メタクリル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコンアルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、メラミン樹脂、ポリエーテル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、ニトロセルロース、カルボキシ−メチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ビニルトルエン−スチレン共重合体、大豆油変性アルキッド樹脂、ニトロ化ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリイソプレン、ポリチオカーボネート、ポリアリレート、ポリハロアリレート、ポリアリルエーテル、ポリビニルアクリレート、およびポリエステルアクリレート等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いることもできるし、また、2種以上を混合して用いることもできる。なお、電荷発生層および/または電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、前記した本実施形態のPC樹脂を使用することが好適である。
この電荷輸送層において、本実施形態のPC樹脂は1種単独で用いることもでき、また2種以上混合して用いることもできる。また、本発明の目的を阻害しない範囲で、他のバインダー樹脂を本実施形態のPC樹脂と併用することも可能である。
本実施形態のPC樹脂と共に使用できる電荷輸送物質としては、公知の各種の化合物を使用することができる。このような化合物としては、例えば、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、アニリン化合物、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン化合物、脂肪族アミン化合物、スチルベン化合物、フルオレノン化合物、ブタジエン化合物、キノン化合物、キノジメタン化合物、チアゾール化合物、トリアゾール化合物、イミダゾロン化合物、イミダゾリジン化合物、ビスイミダゾリジン化合物、オキサゾロン化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンズイミダゾール化合物、キナゾリン化合物、ベンゾフラン化合物、アクリジン化合物、フェナジン化合物、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルアクリジン、ポリ−9−ビニルフェニルアントラセン、ピレン−ホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール樹脂、あるいはこれらの構造を主鎖や側鎖に有する重合体等が好適に用いられる。これら化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これら電荷輸送物質の中でも、特開平11−172003号公報において具体的に例示されている化合物、および以下の構造で表される電荷輸送物質が特に好適に用いられる。
また、前記導電性基体と感光層との間には、通常使用されるような公知のブロッキング層を設けることができる。このブロッキング層としては、前記のバインダー樹脂と同種の樹脂を用いることができる。また本実施形態のPC樹脂を用いてもよい。このブロッキング層の厚みは、0.01μm以上20μm以下、好ましくは0.1μm以上10μm以下である。この厚みが0.01μm以上であると、ブロッキング層を均一に形成することが可能となり、また20μm以下であると電子写真特性が低下することを抑制できる。
このような酸化防止剤の具体例としては、特開平11−172003号公報の明細書に記載された化学式[化94]〜[化101]の化合物が好適である。
これら酸化防止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい、そして、これらは前記感光層のほか、表面保護層や下引き層、ブロッキング層に添加してもよい。
各層の塗布は公知の装置等各種の塗布装置を用いて行うことができ、具体的には、例えば、アプリケーター、スプレーコーター、バーコーター、チップコーター、ロールコーター、ディップコーター、およびドクタブレード等を用いて行うことができる。
クリーニング特性は、感光体表面に付着したトナーを光学顕微鏡を用いて観察することで確認することができる。
本実施形態の電気機器は、本実施形態の電子写真感光体(例えば、本実施形態の電子写真感光体を用いた感光体ドラム等)を有する。このような電気機器としては、例えば、複写機、およびレーザープリンター等のプリンター、FAX、およびこれらの機能を複数持つ複合機等が挙げられる。
本実施形態の電気機器は、耐摩耗性に優れる本実施形態の電子写真感光体を有しているため、感光体ドラム等の交換頻度が少なくなり、コスト的なメリットが大きい。
本発明は、前記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形や改良等は、本発明に含まれる。なお、以下の説明では、前記実施形態で説明した部材等と同一であれば、同一符号を付してその説明を省略または簡略する。
n3およびn4は、それぞれ独立に、1以上の整数である。n3は、好ましくは1以上3以下の整数であり、より好ましくは1以上2以下である。
n4は、好ましくは1以上3以下の整数であり、より好ましくは1以上2以下である。
一方、Ar1モノマーとホスゲンの反応、Ar2モノマーとホスゲンの反応を別々に実施し、得られた生成物を混合することによっても、本発明の組成物を調製可能であるが、その場合は前記一般式(10)に示すAr1単位−Ar2単位が結合した化合物は生成しない。
なお、Ar1単位−Ar2単位結合の特定は、NMR(1H、13C)を用いて確認できる。
1,1−ビス−(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ、本明細書では、「BPZ」と略記する場合がある)28.9g(0.108mol)、3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニル(本明細書では、「OCBP」と略記する場合がある)4.7g(0.022mol)、ジクロロメタン(以下、「MDC」と略記する)525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、トリエチルアミン(以下、「TEA」と略記する)29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間30分撹拌した後、濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.94モル/L、固形分濃度は186×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.04であった。
Mav=2×1000/(CF価)
=2×1000/(CF値/濃度)
=2×1000/(0.94/(186×10−3)
=395.74
M1=393.26×0.83+339.17×0.17
=384.06
M2=M1−Y=384.06−98.92
=285.14
平均量体数(m1)=1+(Mav−M1)/M2
=1.04
Ar1/(Ar1+Ar2)=83(モル%)
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(ビスフェノールCZ、本明細書では、「BPCZ」と略記する場合がある)32.0g(0.108mol)、OCBP4.7g(0.022mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.87モル/L、固形分濃度は178×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.01であった。
Mav=409.20
M1=407.35
M2=308.43
平均量体数(m1)=1.01
Ar1/(Ar1+Ar2)=83(モル%)
BPZ22.8g(0.085mol)、OCBP9.8g(0.046mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.88モル/L、固形分濃度は173×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.07であった。
Mav=393.18
M1=374.33
M2=275.41
平均量体数(m1)=1.07
Ar1/(Ar1+Ar2)=65(モル%)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ブタン(ビスフェノールB、本明細書では、「BPB」と略記する場合がある)21.3g(0.088mol)、OCBP9.0g(0.042mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.84モル/L、固形分濃度は165×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.13であった。
Mav=392.86
M1=358.24
M2=259.32
平均量体数(m1)=1.13
Ar1/(Ar1+Ar2)=68(モル%)
この実施例1−5は、ホスゲン系化合物としてトリホスゲンを使用した例である。
BPZ28.9g(0.108mol)、OCBP4.7g(0.022mol)、およびMDC525mLの混合液に、トリホスゲン(ビス(トリクロロメチル)カーボネート)38.7g(0.13mol)をMDC200mLに溶解した液を3〜5℃の温度範囲で26分かけて滴下した。その溶液にTEA29.0g(0.287mol)とMDC70mLとを混合した液を11〜18℃の温度範囲で3時間かけて滴下した。滴下後、17〜17.5℃の温度範囲で1時間撹拌した後に、反応混合物に濃塩酸2.4mLおよび純水140mLを加えて洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。そして、水洗後、MDC層を取り出して、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.90モル/L、固形分濃度は180×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.06であった。
Mav=400.00
M1=383.52
M2=284.60
平均量体数(m1)=1.06
Ar1/(Ar1+Ar2)=82(モル%)
BPZ136g(0.51mol)、OCBP58g(0.27mol)、MDC3.15L、およびホスゲン232g(2.3mol)の混合液中に、TEA174g(1.72mol)をMDC0.6Lで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸15mLおよび純水840mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.57モル/L、固形分濃度は110×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.04であった。
Mav=385.96
M1=374.33
M2=275.41
平均量体数(m1)=1.04
Ar1/(Ar1+Ar2)=65(モル%)
BPCZ23.1g(0.078mol)、OCBP11.1g(0.052mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.76モル/L、固形分濃度は148×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.01であった。
Mav=391.53
M1=388.12
M2=289.20
平均量体数(m1)=1.01
Ar1/(Ar1+Ar2)=60(モル%)
BPZ142g(0.53mol)、OCBP54g(0.25mol)、MDC3.15L、およびホスゲン232g(2.3mol)の混合液中に、TEA174g(1.72mol)をMDC0.6Lで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸15mLおよび純水840mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.57モル/L、固形分濃度は111×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.05であった。
Mav=388.75
M1=375.64
M2=276.72
平均量体数(m1)=1.05
Ar1/(Ar1+Ar2)=68(モル%)
BPZ147g(0.55mol)、OCBP49g(0.23mol)、MDC3.15L、およびホスゲン232g(2.3mol)の混合液中に、TEA174g(1.72mol)をMDC0.6Lで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸15mLおよび純水840mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.58モル/L、固形分濃度は114×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.05であった。
Mav=390.41
M1=377.26
M2=278.34
平均量体数(m1)=1.05
Ar1/(Ar1+Ar2)=71(モル%)
BPCZ21.2g(0.072mol)、OCBP12.5g(0.059mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.73モル/L、固形分濃度は141×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.01であった。
Mav=387.36
M1=384.02
M2=285.10
平均量体数(m1)=1.01
Ar1/(Ar1+Ar2)=55(モル%)
BPCZ19.2g(0.065mol)、OCBP13.9g(0.065mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.70モル/L、固形分濃度は134×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.01であった。
Mav=381.77
M1=379.92
M2=281.00
平均量体数(m1)=1.01
Ar1/(Ar1+Ar2)=50(モル%)
BPCZ25.8g(0.087mol)、OCBP9.2g(0.043mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLおよび純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.80モル/L、固形分濃度は159×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.01であった。
Mav=397.50
M1=393.86
M2=294.94
平均量体数(m1)=1.01
Ar1/(Ar1+Ar2)=67(モル%)
BPCZ15.4g(0.052mol)、OCBP16.7g(0.078mol)、MDC525mL、およびホスゲン38.6g(0.39mol)の混合液中に、TEA29.0g(0.287mol)をMDC100mLで希釈した溶液を8〜16℃の温度範囲で3時間10分かけて滴下した。反応混合物を15〜16℃の温度範囲で1時間40分撹拌した後、反応混合物に濃塩酸2.5mLと純水140mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返した。水層が中性になった後、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.66モル/L、固形分濃度は122×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.00であった。
Mav=371.95
M1=371.72
M2=272.80
平均量体数(m1)=1.00
Ar1/(Ar1+Ar2)=40(モル%)
BPZ59.8g(0.223mol)、およびOCBP11.6g(0.054mol)に、MDC510mLを混合して懸濁溶液とし、この懸濁溶液にTEA55.3g(0.546mol)を混合して溶解した。これをホスゲン54.5g(0.551モル)をMDC225mLに溶解した液に、14〜18.5℃の温度範囲で2時間50分かけて滴下した。滴下後18.5〜19℃の温度範囲で1時間撹拌した後、濃塩酸4.5mLと純水73mLを加えて洗浄し、その後水層が中性になるまで水洗を繰り返した。そして、MDC層を取り出して、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.92モル/L、固形分濃度は183×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.05であった。
Mav=397.83
M1=383.52
M2=284.60
平均量体数(m1)=1.05
Ar1/(Ar1+Ar2)=81(モル%)
BPZ59.8g(0.223mol)、およびOCBP11.6g(0.054mol)に、MDC510mLを混合して懸濁溶液とし、この懸濁溶液にTEA55.3g(0.546mol)を混合して溶解した。そこにホスゲン54.5g(0.551モル)をMDC225mLに溶解した液を、14〜18.5℃の温度範囲で2時間50分かけて滴下した。滴下後18.5〜19℃の温度範囲で1時間撹拌した後、濃塩酸4.5mLと純水73mLを加えて洗浄し、その後水層が中性になるまで水洗を繰り返した。そして、MDC層を取り出して、MDC層を減圧下で濃縮した。これにより、得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.89モル/L、固形分濃度は180×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.07であった。
Mav=404.49
M1=383.52
M2=284.60
平均量体数(m1)=1.07
Ar1/(Ar1+Ar2)=81(モル%)
(1)OCBPビスクロロホーメート化合物の合成
OCBP150.0g(0.701モル)を塩化メチレン1100mLで懸濁し、そこにホスゲン186g(1.88モル)を加えて溶解させた。これにトリエチルアミン199.4g(1.97モル)を塩化メチレン460mLに溶解させた液を13℃〜16℃の温度範囲で2時間50分かけて滴下した。反応混合物を14℃〜16℃の温度範囲で30分間撹拌した。反応混合物に濃塩酸5.0mLおよび純水200mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返し、分子末端にクロロホーメート基を有するOCBPビスクロロホーメート化合物の塩化メチレン溶液を得た。得られた溶液のCF値は0.53モル/L、固形分濃度は92×10−3kg/L、平均量体数は1.03であった。
比較例1で得られたビスクロロホーメート化合物の平均量体数は、前記式(数1)におけるM1を「OCBPビスクロロホーメート化合物の量体数が1のときの分子量」とし、CF価を「CF値/濃度」とし、CF値を「反応溶液1Lに含まれるOCBPビスクロロホーメート化合物中のクロル原子のモル数」とし、濃度を「反応溶液1Lを濃縮して得られる固形分の量」とし、Yを「2個の塩素原子、1個の酸素原子および1個の炭素原子の合計の原子量」(=98.92)として、前記式(数1)から求めた。
M1=339.17
M2=240.25
平均量体数=1.03
比較例1に記載のOCBPビスクロロホーメート溶液と、クロロホーメート濃度が1.01モル/L、固形分濃度が209×10−3kg/L、平均量体数が1.02であるBPZビスクロロホーメート溶液を、OCBPビスクロロホーメート:BPZビスクロロホーメート=30質量%:70質量%で混ぜ合わせた。その後、減圧下で濃縮を行うことで、ビスクロロホーメート組成物含有溶液を得た。得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液のCF値は0.87モル/L、固形分濃度は174×10−3kg/L、平均量体数(m1)は1.05であった。
Mav=400.00
M1=384.61
M2=285.69
平均量体数(m1)=1.05
Ar1/(Ar1+Ar2)=82(モル%)
OCBP等のビフェノール骨格を有するビスクロロホーメート化合物は有機溶媒に対する溶解性が低く、溶液安定性が課題である。また、そのため、そのビスクロロホーメート化合物を用いてポリマー製造を行う際には、ポリマーの製造安定性(分子量安定性)が低くなる。今回、OCBP骨格を含むビスクロロホーメート組成物(実施例1−1〜1−5、2−1〜4−1)、およびOCBPビスクロロホーメート化合物(比較例1)の上記性能を評価した。
実施例1−1〜1−5、2−1〜4−1のビスクロロホーメート組成物および比較例1のOCBPビスクロロホーメート化合物それぞれのMDC溶液を、23℃で指定濃度に調整し、固形分の溶解性を目視にて確認した。透明であったものを「A」とし、固形分が析出したものを「B」とした。結果を表2に示す。
一方、実施例1−1〜1−5、2−1〜4−1のビスクロロホーメート組成物は、いずれの固形分濃度においても溶液は透明であり、溶解度が高いことが確認された。
実施例1−1〜1−5、2−1〜4−1のビスクロロホーメート組成物、および比較例1のOCBPビスクロロホーメート化合物それぞれのMDC溶液を、90(g/L)に調整して、5℃で3か月間保管した後の固形分析出を目視にて確認した。透明であったものを「C」とし、固形分が析出しているものを「D」とした。結果を表3に示す。
一方、実施例1−1〜1−5、2−1〜4−1のビスクロロホーメート組成物は、3か月間保管後も、透明のままであった。実施例1−1〜1−5、2−1〜4−1のビスクロロホーメート組成物については、溶解度が高く、溶液中での固形分濃度が安定していると考えられる。
[実施例5]
実施例1−1で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(173.1mL)に、塩化メチレン(184mL)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(以下、「PTBP」と略記する)(0.243g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を1.5mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、1.5Nの水酸化ナトウム水溶液120mL(水酸化ナトリウム10.5g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.30g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを17.4g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.6L、および水0.05Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.17Lで1回、0.03N塩酸0.1Lで1回、および水0.17Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、下記式(PC−1)で表される構造のPC共重合体を得た。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表4に示す。
また、重合安定性評価に際して、前記の条件で3回重合を実施し、本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量のバラつきを確認した。結果を表5に示す。
本実施例のPC共重合体のサンプルを塩化メチレンに溶解して、濃度0.5g/dLの溶液を調製し、ウベローデ粘度計で温度20℃における極限粘度[η]を算出した。得られた極限粘度[η]を用いて、以下のSchnellの式により、Mvに換算した。
[η]=1.23×10−5Mv0.83
比較例1で得られたOCBPビスクロロホーメート化合物の塩化メチレン溶液(297.7mL)に、さらに塩化メチレン(175mL)を注入し、OCBPビスクロロホーメート化合物の固形分濃度を58(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.195g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を1.5mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、1.3Nの水酸化カリウム水溶液160mL(水酸化カリウム13.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.15g、および1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサンを21.2g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.75L、および水0.06Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.22Lで1回、0.03N塩酸0.1Lで1回、および水0.22Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−1)で表される構造のPC共重合体を得た。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本比較例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表4に示す。
また、重合安定性評価に際して、前記の条件で3回重合を実施し、本比較例のPC共重合体の粘度平均分子量のバラつきを確認した。結果を表5に示す。
なお、本比較例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、実施例5と同様にして計算した。
一方、実施例5のPC共重合体(ポリマー)は、分子量が安定していることが確認できた。実施例1−1のビスクロロホーメート組成物については、上述の通り、溶解度が高く、溶液中での固形分濃度が安定している。そのため、分子量も安定していることが考えられる。
実施例1−6で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(1752g)に、塩化メチレン(358g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(1.31g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を10mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液596g(水酸化ナトリウム54.1g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを1.0g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを80.9g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン3L、および水1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水1Lで1回、0.03N塩酸1Lで1回、および水1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、下記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
装置:ブルカー・バイオスピン株式会社製 DRX500
測定プローブ:5mm TCIクライオプローブ
試料量:約50mg
溶媒:CDCl3
測定手法:13C−NMR(逆ゲートデカップリング法)
13C共鳴周波数:125MHz
積算回数:1024回
データポイント数:64KB
データポイント間隔:16.65μsec
パルス繰り返し時間:10sec
測定温度:25℃
測定中心周波数:100ppm
測定範囲:238ppm
13C−NMRスペクトルにおいて、クロロホルム由来の3本のピークの真ん中のピークを77.23ppmにする。
その時の以下の範囲のピークの積分値を[1](BPZ/BPZ)、[2](BPZ/OCBP)、[3](OCBP/OCBP)とする。
[1]:152.3〜152.2ppm
[2]:152.1〜151.9ppm
[3]:151.9〜151.7ppm
このとき、dyad連鎖分率(mol%)は、以下のようになる。
BPZ/BPZ=100×[1]/([1]+[2]+[3])
BPZ/OCBP=100×[2]/([1]+[2]+[3])
OCBP/OCBP=100×[3]/([1]+[2]+[3])
実施例1−7で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(47.4g)に、塩化メチレン(31g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.051g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を0.4mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液22g(水酸化ナトリウム2.0g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.1g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを3.0g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン500mL、および水100mLで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水500mLで1回、0.03N塩酸500mLで1回、および水500mLで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)は、13C−NMRにより求めた。結果を表6に示す。また、用いた測定機器等を以下に示す。
装置:日本電子製JNM−ECA500
試料量:約250mg
溶媒:CDCl3 3mL
13C共鳴周波数:125MHz
積算回数:5000回
13C−NMRスペクトルにおいて、クロロホルム由来の3本のピークの真ん中のピークを77.07ppmにする。
OCBP同士が隣り合っている構造の中心カーボネート結合側のo−メチル基(16.21ppm)と、OC−Z同士が隣り合っている構造の中心カーボネート結合側のo−メチル基(16.37ppm)と、OC−BP及びOC−Zが隣り合っている構造の中心カーボネート結合側のo−メチル基(16.18ppm、16.40ppm)とではピークのケミカルシフトが異なる。従って、(BPCZ/BPCZ)、(BPCZ/OCBP)、(OCBP/OCBP)の割合は、検出位置の異なるOC−BP成分とOC−Z成分のo−メチル基のピーク面積より求めた。
その時の以下の範囲のピークの積分値を[1](BPCZ/BPCZ)、[2](BPCZ/OCBP)、[3](OCBP/OCBP)とする。
[1]:16.37ppm
[2]:16.18ppm+16.40ppm
[3]:16.21ppm
このとき、dyad連鎖分率(mol%)は、以下のようになる。
BPCZ/BPCZ=100×[1]/([1]+[2]+[3])
BPCZ/OCBP=100×[2]/([1]+[2]+[3])
OCBP/OCBP=100×[3]/([1]+[2]+[3])
実施例1−8で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(445g)に、塩化メチレン(102g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.34g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を3mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液155g(水酸化ナトリウム14.1g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを1.0g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを20.9g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン1L、および水1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水1Lで1回、0.03N塩酸1Lで1回、および水1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、実施例6と同様にして、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)を求めた。結果を表6に示す。
実施例1−9で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(430g)に、塩化メチレン(102g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.34g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を3mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液155g(水酸化ナトリウム14.5g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.3g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを21.5g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン1L、および水1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水1Lで1回、0.03N塩酸1Lで1回、および水1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、実施例6と同様にして、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)を求めた。結果を表6に示す。
実施例1−10で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(49.8g)に、塩化メチレン(29g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.050g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を0.4mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液22g(水酸化ナトリウム2.0g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.1g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを3.0g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン500mL、および水100mLで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水500mLで1回、0.03N塩酸500mLで1回、および水500mLで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、実施例7と同様にして、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)を求めた。結果を表6に示す。
実施例1−11で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(52.4g)に、塩化メチレン(26g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.050g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を0.4mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液22g(水酸化ナトリウム2.0g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.1g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを3.0g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン500mL、および水100mLで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水500mLで1回、0.03N塩酸500mLで1回、および水500mLで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、実施例7と同様にして、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)を求めた。結果を表6に示す。
実施例1−12で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(44.8g)に、塩化メチレン(32g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を93(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.055g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を0.4mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液22g(水酸化ナトリウム2.0g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.1g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを3.0g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン500mL、および水100mLで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水500mLで1回、0.03N塩酸500mLで1回、および水500mLで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本実施例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本実施例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、実施例7と同様にして、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)を求めた。結果を表6に示す。
比較例1で得られたビスクロロホーメート組成物含有溶液(56.1g)に、塩化メチレン(22g)を注入し、ビスクロロホーメート組成物の固形分濃度を90(g/L)に調整した。これに末端封止剤としてPTBP(0.061g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が10℃になるまで冷却した後、この溶液に、調製した二価フェノール溶液を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を0.4mL添加し、1時間撹拌を継続した。
前記二価フェノール溶液として、2.5Nの水酸化ナトウム水溶液22g(水酸化ナトリウム2.0g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてのハイドロサルファイトを0.1g、および3,3’−ジメチル−4,4’−ジヒドロキシビフェニルを3.0g添加し、完全に溶解して調製した溶液を用いた。
得られた反応混合物を塩化メチレン500mL、および水100mLで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水500mLで1回、0.03N塩酸500mLで1回、および水500mLで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより、前記式(PC−2)で表される構造のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本比較例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本比較例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、実施例7と同様にして、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)を求めた。結果を表6に示す。
特開2012−51983号公報に記載の比較例3と同様にして、本比較例のPC共重合体を得た。実施例5と同様にして計算した本比較例のPC共重合体の粘度平均分子量(Mv)は、62,000であった。1H−NMRスペクトルにより分析を行い、本比較例のPC共重合体の共重合比率を算出した。結果を表6に示す。
また、実施例7と同様にして、得られたPC共重合体の繰り返し成分Ar1,Ar2の平均連鎖長(a1,a2)を求めた。結果を表6に示す。
実施例6〜12および比較例3〜4のPC共重合体について、下記(1)の方法により、溶解性を評価した。結果を表7に示す。
(1)テフロン(登録商標)パッキン付のスクリューキャップ容器にPC共重合体1gを計り取り、さらに塩化メチレンを9g添加し、スクリューで密栓した。これを室温(23℃)の条件で震とうすることで溶解した。1日静置した後、目視にてPC共重合体の溶解性の評価を行った。
(2)上記溶解性の評価(1)における溶剤(塩化メチレン9g)をTHF4gに変更した以外は、上記(1)の手順と同様にして評価を行った。
(3)テフロン(登録商標)パッキン付のスクリューキャップ容器に樹脂1gを計り取り、さらにTHFを1.5g添加し、スクリューで密栓した。これを室温(23℃)の条件で3時間静置した。その後、密栓を開け、THFをさらに2.5g添加し、再び密栓した。その後、容器を震とうし、1日静置した後、目視にて溶解性の評価を行った。
実施例6〜12および比較例3〜4のPC共重合体について、耐摩耗性の評価を行った。PC共重合体の耐摩耗性の評価は、以下の通り実施した。
〔1〕PC共重合体の耐摩耗性評価サンプル作製:
PC共重合体(2g)を塩化メチレン(12mL)に溶解し、アプリケーターを用いて市販のPETフィルム上にキャスト製膜した。このフィルムを減圧下加熱し溶剤を除去し、厚み約30μmのフィルムサンプルを得た。
〔2〕感光体の耐摩耗性評価サンプル作製:
PC共重合体(1g)および下記式(23)で表される化合物(CTM−1)で表される化合物(1g)を、塩化メチレン(10mL)に溶解し、アプリケーターを用いて市販のPETフィルム上にキャスト製膜した。このフィルムを減圧下加熱し溶剤を除去し、厚み約30μmのフィルムサンプルを得た。
〔3〕評価:
前記〔1〕および〔2〕で作製したフィルムサンプルのキャスト面の耐摩耗性を、スガ摩耗試験機NUS−ISO−3型(スガ試験機社製)を用いて評価した。試験条件は9.8Nの荷重をかけた摩耗紙(粒径3μmのアルミナ粒子を含有)を感光層表面と接触させて2,000回往復運動を行い、質量減少量(摩耗量)を測定した。結果を表7に示す。
また、実施例のPC共重合体は、いずれも良好な耐摩耗性を示すことが確認された。
なお、比較例3および比較例4のPC共重合体は、溶剤に不溶であったため、耐摩耗性評価サンプルを作製することができなかった。
導電性基体としてアルミニウム箔(膜厚:50μm)を用い、その表面に、電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層して積層型感光層を形成した電子写真感光体を製造した。電荷発生物質としてオキソチタニウムフタロシアニン0.5gを用い、バインダー樹脂としてブチラール樹脂0.5gを用いた。これらを溶媒の塩化メチレン19gに加え、ボールミルにて分散し、この分散液をバーコーターにより、前記導電性基体フィルム表面に塗工し、乾燥させることにより、膜厚約0.5μmの電荷発生層を形成した。
得られた感光体を直径60mmのアルミ製ドラムに張り付け、アルミドラムと感光体の電気導通が良好であることを確認した。
残留電位:50V以下をH、50Vを超えるものをIとした。結果を表10に示す。
Claims (18)
- ビスクロロホーメート組成物であって、
下記一般式(1)で表され、
複数のAr成分を含み、
下記式(数1)で得られる平均量体数(m1)が、1.0以上1.99以下であり、
前記複数のAr成分は、それぞれ独立に、Ar1またはAr2であり、
前記複数のAr成分には、Ar1が1種以上含まれ、かつAr2が1種以上含まれ、
Ar1は、下記一般式(2)で表される基であり、Ar2は、下記一般式(3)で表される基であり、
Ar1/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成が45モル%以上99モル%以下である、
ことを特徴とするビスクロロホーメート組成物。
(前記一般式(1)において、Arは、下記一般式(2)で表される基または下記一般式(3)で表される基であり、m1はビスクロロホーメート組成物の平均量体数である。)
(前記一般式(2)において、
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
前記一般式(100)において、Rは、それぞれ独立に、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基である。)
[数1]
平均量体数(m1)=1+(Mav−M1)/M2・・・(数1)
(前記式(数1)において、
Mavは(2×1000/(CF価))であり、
M1は、Ar1/(Ar1+Ar2)の割合で存在し、かつ平均量体数(m1)が1.0のときの、前記ビスクロロホーメート組成物に含まれるビスクロロホーメート化合物の平均分子量であり、
M2は(M1−Y)であり、
CF価[クロル原子のモル数/kg]は、前記ビスクロロホーメート組成物を有機溶媒に完全に溶解させて得られたビスクロロホーメート組成物溶液における(CF値/濃度)であり、
CF値[N]は前記ビスクロロホーメート組成物溶液1Lに含まれるビスクロロホーメート化合物中のクロル原子のモル数であり、
濃度[kg/L]は前記ビスクロロホーメート組成物溶液1Lを濃縮して得られる固形分の量であり、
Yは、ビスクロロホーメート化合物とフェノール化合物の重縮合で脱離する2個の塩素原子、1個の酸素原子および1個の炭素原子の合計の原子量である。) - 請求項1に記載のビスクロロホーメート組成物であって、
下記一般式(11)で表される第一のビスクロロホーメート化合物1種以上と、下記一般式(12)で表される第二のビスクロロホーメート化合物1種以上とを含む、
ことを特徴とするビスクロロホーメート組成物。
(前記一般式(11)において、Ar1は、前記一般式(2)で表される基であり、n1は1以上の整数である。
前記一般式(12)において、Ar2は、前記一般式(3)で表される基であり、n2は1以上の整数である。) - 請求項2に記載のビスクロロホーメート組成物であって、
前記第一のビスクロロホーメート化合物1種と、前記第二のビスクロロホーメート化合物1種とを含むことを特徴とするビスクロロホーメート組成物。 - 請求項1に記載のビスクロロホーメート組成物の製造方法であって、
少なくとも、疎水性有機溶媒と、下記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物と、下記一般式(5)で表されるビフェノール化合物と、ホスゲン系化合物と、を用いることを特徴とするビスクロロホーメート組成物の製造方法。
(前記一般式(4)において、R1、R2、およびXは、前記一般式(2)におけるR1、R2、およびXとそれぞれ同義である。
前記一般式(5)において、R3およびR4は、前記一般式(3)におけるR3およびR4とそれぞれ同義である。) - 請求項4に記載のビスクロロホーメート組成物の製造方法であって、
さらに、脂肪族系第3級アミンを用いることを特徴とするビスクロロホーメート組成物の製造方法。 - 請求項4に記載のビスクロロホーメート組成物の製造方法であって、
前記一般式(4)で表されるビスフェノール化合物および前記一般式(5)で表されるビフェノール化合物をアルカリ水溶液に溶解させた溶液と、前記ホスゲン系化合物とを、前記疎水性有機溶媒の存在下で、マイクロメートルオーダーの微細流路にて連続的に反応させることを特徴とするビスクロロホーメート組成物の製造方法。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のビスクロロホーメート組成物および溶媒を含有することを特徴とするビスクロロホーメート組成物含有溶液。
- 請求項1または請求項2に記載のビスクロロホーメート組成物と、下記一般式(5)で表されるビフェノール化合物と、を少なくとも用いることを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。
(前記一般式(5)において、R3およびR4は、前記一般式(3)におけるR3およびR4とそれぞれ同義である。) - ポリカーボネート樹脂の製造方法であって、
少なくとも、請求項1または請求項2に記載のビスクロロホーメート組成物と、有機溶剤と、アルカリ水溶液と、2価フェノール化合物と、を用い、
有機層と水層とを混合して界面重縮合反応を行うことを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。 - 請求項9に記載のポリカーボネート樹脂の製造方法であって、
前記有機溶剤として、実質的に水と混じりあわなく、最終的に得られるポリカーボネート樹脂を5質量%以上溶解可能な有機溶剤を用いることを特徴とするポリカーボネート樹脂の製造方法。 - 下記一般式(A1)で表され、Ar2/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成が40モル%以上75モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート樹脂。
(前記一般式(A1)において、Ar1は下記一般式(2)で表される基であり、Ar2は、下記一般式(3)で表される基であり、a1は、Ar1成分の平均連鎖長を表し、a2は、Ar2成分の平均連鎖長を表し、a1およびa2は、それぞれ独立に、1.0を超えて2.7以下である。)
(前記一般式(2)において、
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。
前記一般式(100)において、Rは、それぞれ独立に、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基である。) - 下記一般式(A2)で表され、Ar2/(Ar1+Ar2)で表されるモル組成が40モル%以上75モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート樹脂。
(前記一般式(A2)において、Ar1は、下記一般式(2)で表される基であり、Ar2は、下記一般式(3)で表される基であり、a1は、Ar1成分の平均連鎖長を表し、a2は、Ar2成分の平均連鎖長を表し、a1およびa2は、それぞれ独立に、1.0を超えて2.7以下であり、bは[ ]で表される単位の繰り返し数であり、(a1+a2)×bは樹脂の平均繰り返し数を表し、30以上300以下の数である。)
(前記一般式(2)において、
R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、置換基としてのR1およびR2は、それぞれ独立に、
トリフルオロメチル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択され、
Xは、
−O−、
−CO−、
−S−、
−SO2−、
−CR5R6−、
置換もしくは無置換の炭素数5〜12のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−2,2−ジイル基、
置換もしくは無置換のアダマンタン−1,3−ジイル基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のα,ω−アルキレン基、
9,9−フルオレニリデン基、
1,8−メンタンジイル基、
2,8−メンタンジイル基、および
下記一般式(100)で表される基からなる群から選択され、
R5およびR6は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR5およびR6は、それぞれ独立に、
炭素数1〜5のアルキル基、
トリフルオロメチル基、および
置換もしくは無置換の炭素数6〜12のアリール基からなる群から選択される。
前記一般式(3)において、
R3およびR4は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、および
炭素数1〜3のアルキル基からなる群から選択される。)
(前記一般式(100)において、Rは、それぞれ独立に、炭素数1〜6の脂肪族炭化水素基である。) - 請求項11または請求項12に記載のポリカーボネート樹脂であって、
前記ポリカーボネート樹脂を塩化メチレンに対して10質量%濃度で溶解した溶液の、光路長10mmにおけるヘイズ値が10%未満であり、かつ前記ポリカーボネート樹脂をテトラヒドロフランに対して20質量%濃度で溶解した溶液の、光路長10mmにおけるヘイズ値が10%未満であることを特徴とするポリカーボネート樹脂。 - 請求項11または請求項12に記載のポリカーボネート樹脂であって、
前記ポリカーボネート樹脂をテトラヒドロフランに対して40質量%濃度で溶解し、20℃以上28℃以下の条件で3時間以上静置した後、前記ポリカーボネート樹脂の固形分濃度が20質量%になるまでテトラヒドロフランを追加し、さらに20℃以上28℃以下の条件で5時間以上攪拌および震とうし溶解した際に、ゲル成分および不溶解成分が生じず、かつ溶液の光路長10mmにおけるヘイズ値が10%未満あることを特徴とするポリカーボネート樹脂。 - 請求項11から請求項14までのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂と有機溶剤とを含むことを特徴とする塗工液。
- 請求項11から請求項14までのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂を含むことを特徴とする電子写真感光体。
- 基板と、
前記基板上に設けられた感光層と、を有し、
前記感光層は、請求項11から請求項14までのいずれか一項に記載のポリカーボネート樹脂を含むことを特徴とする電子写真感光体。 - 請求項16または請求項17に記載の電子写真感光体を有することを特徴とする電子写真装置。
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