JPWO2018116960A1 - ポリカーボネート共重合体、塗工液、電子写真感光体、電子写真装置、及びポリカーボネート共重合体の製造方法 - Google Patents
ポリカーボネート共重合体、塗工液、電子写真感光体、電子写真装置、及びポリカーボネート共重合体の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
また、電子写真感光体は、その感光層の表面に、種々の操作(例えば、コロナ帯電、トナー現像、紙への転写、およびクリーニング処理等)が繰返し行われるため、これら操作を行う度に電気的な外力および機械的な外力の少なくともいずれかが加えられる。従って、長期間に亘って電子写真の画質を維持するためには、電子写真感光体の表面に設けた感光層に、これら外力に対する耐久性が要求される。
例えば、溶解性の良好なビスフェノールZ骨格に耐摩耗性の良好なビフェノールを共重合してポリカーボネート共重合体を製造する技術が知られている。
特許文献1には、オリゴマーの量体数を低減した原料から製造したポリマーが開示されている。特許文献1の当該ポリマーは、耐摩耗性の良好なビフェノール等の骨格の共重合比を25〜47モル%まで向上しており、機械強度が良好になることが報告されている。
しかしながら、近年、そのような機械強度のさらなる向上のニーズ、および、帯電ロールなどによる電気的劣化を防ぐ為の電気的強度の向上のニーズも生じている。それらの高耐久化ニーズに応えるには、従来の樹脂よりも性能に優れた樹脂が必要とされており、例えば、電子写真感光体の機械強度、及び電気強度を向上できる樹脂が求められている。
特許文献2には、ウレタン基を含む3元芳香族共重合ポリカーボネートが開示されている。
しかしながら、特許文献2に記載のウレタン共重合では、耐摩耗性に極めて優れるが、加水分解を受けやすく、吸水性の高い溶媒中での分子量の低下が課題となり、機能的な製品に応用するには性能不十分であった。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、1〜2価の芳香族基または1〜2価の脂肪族基を示し、
Ar1およびAr2のうち少なくとも一方は、1〜2価の芳香族基である。)
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る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が提供される。
下記一般式(101)で表されるビスクロロホーメート化合物、及び下記一般式(102)で表されるビスクロロホーメート化合物の少なくともいずれかと、アミド結合含有化合物と、有機溶剤と、アルカリ水溶液と、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共重合体の製造方法が提供される。
前記一般式(101)中のn101は、ビスクロロホーメートオリゴマーの平均量体数を示す。
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
X3は、
−CR10R11−、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜13のアリーレン基である。
R10およびR11は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
但し、R10およびR11がともに水素原子であることはない。
qおよびrは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR8が2つ以上置換する場合(q≧2)、複数のR8は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR9が2つ以上置換する場合(r≧2)、複数のR9は、互いに同じまたは異なる。)]
但し、Ar4はAr5と異なる骨格である。
前記一般式(102)中のn102は、ビスクロロホーメートオリゴマーの平均量体数を示す。
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基であり、
X4は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CH2−、または
置換もしくは無置換の9,9−フルオレニリデン基であり、
uおよびvは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR12が2つ以上置換する場合(u≧2)、複数のR12は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR13が2つ以上置換する場合(v≧2)、複数のR13は、互いに同じまたは異なる。)]
本実施形態に係るポリカーボネート共重合体は、下記一般式(1A)で表される基を含む繰り返し単位Aを有する。ポリカーボネート共重合体をPC共重合体と略記する場合がある。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、1〜2価の芳香族基または1〜2価の脂肪族基を示し、
Ar1およびAr2のうち少なくとも一方は、1〜2価の芳香族基である。)
2価の芳香族基は、例えば、置換もしくは無置換のフェニレン基、及び置換もしくは無置換のナフチレン基からなる群から選択されるいずれかの基であることが好ましい。
1価の脂肪族基は、例えば、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換もしくは無置換のビシクロアルキル基、置換もしくは無置換のトリシクロアルキル基、及びパーフルオロアルキル基からなる群から選択されるいずれかの基であることが好ましい。
1価の芳香族基は、例えば、置換もしくは無置換のフェニル基、及び置換もしくは無置換のナフチル基からなる群から選択されるいずれかの基であることが好ましい。
例えば、Ar1が、2価の芳香族基または2価の脂肪族基を示し、Ar2が1価の芳香族基または1価の脂肪族基を示す場合、前記一般式(1A)は、下記一般式(1A−1)で表される。また、例えば、Ar1が、1価の芳香族基または1価の脂肪族基を示し、Ar2が2価の芳香族基または2価の脂肪族基を示す場合、前記一般式(1A)は、下記一般式(1A−2)で表される。
R16、R17及びR18は、それぞれ独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は
炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
X5は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CR19R20−(但し、R19及びR20は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、トリフルオロメチル基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である)、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリーレン基であり、
jは、1〜4の整数であり、
kは、1〜4の整数であり、
mは、1〜4の整数であり、
芳香環にR16が2つ以上置換する場合(j≧2)、複数のR16は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR17が2つ以上置換する場合(k≧2)、複数のR17は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR18が2つ以上置換する場合(m≧2)、複数のR18は、互いに同じまたは異なる。])
炭素数1〜8のアルキレン基、
下記一般式(12a)で表される基、
下記一般式(12b)で表される基、
下記一般式(12c)で表される基、又は
下記一般式(12d)で表される基である。
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は
炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
gは、1〜4の整数であり、
hは、1〜4の整数であり、
芳香環にR21が2つ以上置換する場合(g≧2)、複数のR21は、互いに同じ又は異なり、
芳香環にR22が2つ以上置換する場合(h≧2)、複数のR22は、互いに同じ又は異なり、
nは、1〜4の整数であり、複数のnは、互いに同じ又は異なり、
X60は、単結合、−O−、又は−CO−である。])
炭素数1〜8のアルキレン基、
下記一般式(14a)で表される基、又は
下記一般式(14b)で表される基である。
R23、R71及びR72は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
X70は、単結合、又は−O−であり
i、gx、及びgyは、それぞれ独立に、1〜4の整数であり
芳香環にR23が2つ以上置換する場合(i≧2)、複数のR23は、互いに同じ又は異なり、
芳香環にR71が2つ以上置換する場合(gx≧2)、複数のR71は、互いに同じ又は異なり、
芳香環にR72が2つ以上置換する場合(gy≧2)、複数のR72は、互いに同じ又は異なる。])
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は
炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
X8は、−CR26R27−であり、R26は、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、又はトリフルオロメチル基であり、R27は、下記一般式(15)で表される基、又は下記一般式(16)で表される基である。
炭素数1〜3のアルキル基、
トリフルオロメチル基、又は
置換もしくは無置換のフェニル基であり、
nxは、1〜4の整数である。])
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
X2は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CR6R7−、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜13のアリーレン基、または
置換もしくは無置換の9,9−フルオレニリデン基である。
R6およびR7は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
sおよびtは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR4が2つ以上置換する場合(s≧2)、複数のR4は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR5が2つ以上置換する場合(t≧2)、複数のR5は、互いに同じまたは異なる。)]
本実施形態に係るポリカーボネート共重合体において、前記繰り返し単位Aのモル数をMA、前記繰り返し単位Bのモル数をMBとし、前記繰り返し単位A、および前記繰り返し単位Bを合わせた繰り返し単位のモル数(MA+MB)のモル百分率を100モル%としたとき、前記繰り返し単位Aのモル百分率:{MA/(MA+MB)}×100が3モル%以上30モル%以下であることが好ましい。
前記繰り返し単位Aのモル百分率が3モル%以上であれば、アミド基同士の相互作用の効果が確認できる。前記繰り返し単位Aのモル百分率が30モル%以下であれば、アミド基同士の相互作用が強くなりすぎて樹脂が溶け難くなるという不具合を抑制できる。
また、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体は、繰り返し単位として、前記繰り返し単位A及び前記繰り返し単位Bのみを含むポリカーボネート共重合体であることも好ましい。
ェノール)に由来する骨格ではないことが好ましい。
すなわち、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体において、Ar1およびAr2のうち一方が2価の芳香族基であり、他方が2価の脂肪族基である場合、前記一般式(4)で表される繰り返し単位Bは、下記一般式(4X)で表される繰り返し単位ではないことが好ましい。
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
X3は、
−CR10R11−、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜13のアリーレン基である。
R10およびR11は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
但し、R10およびR11がともに水素原子であることはない。
qおよびrは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR8が2つ以上置換する場合(q≧2)、複数のR8は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR9が2つ以上置換する場合(r≧2)、複数のR9は、互いに同じまたは異なる。)]
但し、Ar4はAr5と異なる骨格である。
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基であり、
X4は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CH2−、または
置換もしくは無置換の9,9−フルオレニリデン基であり、
uおよびvは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR12が2つ以上置換する場合(u≧2)、複数のR12は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR13が2つ以上置換する場合(v≧2)、複数のR13は、互いに同じまたは異なる。)]
また、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体は、繰り返し単位として、前記繰り返し単位A、前記繰り返し単位C、及び前記繰り返し単位Dのみを含むポリカーボネート共重合体であることも好ましい。
前記繰り返し単位Aのモル百分率が3モル%以上であれば、アミド基同士の相互作用の効果が確認できる。前記繰り返し単位Aのモル百分率が30モル%以下であれば、アミド基同士の相互作用が強くなりすぎて樹脂が溶け難くなるという不具合を抑制できる。
一価の芳香族基は、芳香族基を含有する基であってもよい。
一価のフッ素含有脂肪族基は、芳香族基を含有する基であってもよい。
また、一価の芳香族基および一価のフッ素含有脂肪族基には、アルキル基、ハロゲン原子、及びアリール基等からなる群から選択される少なくともいずれかの置換基が付加していてもよい。これらの置換基には、アルキル基、ハロゲン原子、及びアリール基等からなる群から選択される少なくともいずれかの置換基がさらに付加していてもよい。また、置換基が複数ある場合、これらの置換基同士が互いに結合して環を形成してもよい。
芳香族基に付加する置換基、及び芳香族基に付加しているアルキル基に付加する置換基としては、フッ素原子、塩素原子、および臭素原子等のハロゲン原子が挙げられる。また、芳香族基に付加する置換基として炭素数1〜20のアルキル基が挙げられる。このアルキル基は、上記のようにハロゲン原子が付加した基であってもよく、アリール基が付加した基であってもよい。
さらに、一価のフッ素含有脂肪族基としては、エーテル結合を2つ以上有するフッ素含有アルコールから誘導される一価の基でも好ましい。このようなフッ素含有アルコールを用いることで、塗工液におけるPC共重合体の分散性が良くなり、成形体および電子写真感光体における耐摩耗性を向上させ、摩耗後の、表面潤滑性、撥水性および撥油性を保持することができる。
F(CF2)m1CH2OH・・・(31)
F−(CF2CF2)n 32−(CF2CF2O)n 33−CF2CH2OH・・・(33)
CR3−(CF2)n 35−O−(CF2CF2O)n 34−CF2CH2OH・・・(34)
前記一般式(33)において、n32は0〜5の整数であり、好ましくは、0〜3の整数である。n33は1〜5の整数であり、好ましくは、1〜3の整数である。
前記一般式(34)において、n34は1〜5の整数であり、好ましくは、1〜3の整数である。n35は0〜5の整数であり、好ましくは、0〜3の整数である。Rは、CF3またはFである。
前記一般式(36)において、Rfは、炭素数が5以上、かつ、フッ素原子数が11以上であるパーフルオロアルキル基、あるいは下記一般式(37)で表されるパーフルオロアルキルオキシ基を示す。
本実施形態に係るポリカーボネート共重合体は、アミド基の窒素原子、及び炭素原子の少なくとも一方に、芳香族基が結合した構造であるため、アミド基の窒素原子、及び炭素原子の両方に脂肪族基が結合している構造のポリカーボネート共重合体に比べて、機械的強度が向上すると考えられる。さらに、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体は、アミド骨格を有するため、アミド骨格同士が物理的に架橋(水素結合)すると考えられる。その結果、アミド骨格による相互作用によって、ポリマー同士の絡み合いが解け難くなり、樹脂の機械的強度が向上すると考えられる。
本実施形態に係るポリカーボネート共重合体においては、アミド基が共鳴安定化構造を形成することにより、−C−N−単結合の二重結合性が高くなり、アルカリなどの求核試薬の攻撃を受け難くなり、その結果、耐加水分解性が向上すると考えられる。なお、ウレタン基の場合、−O−C(=O)−でπ電子の非局在化が起こり、−C−N−単結合の二重結合性が弱く、加水分解を受けやすいと考えられる。また、ウレタン基の場合、平面性も弱く、共鳴安定化も弱いと考えられる。
本実施形態に係るポリカーボネート共重合体においては、共鳴安定化により、ポリカーボネート共重合体構造が安定であり、つまり電子が広く分散しており、分極の程度が弱いと考えられる。ポリカーボネート共重合体のある部分に極性を有すると、電気特性は悪化するので、分極の弱いアミド基を含む繰り返し単位を有するポリカーボネート共重合体は、従来と同等の電気特性が得られると考えられる。
本実施形態に係るポリカーボネート共重合体の製造方法の一態様としては、下記一般式(101)で表されるビスクロロホーメート化合物、及び下記一般式(102)で表されるビスクロロホーメート化合物の少なくともいずれかと、アミド結合含有化合物と、有機溶剤と、アルカリ水溶液と、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製造方法が挙げられる。
前記一般式(101)中のn101は、ビスクロロホーメートオリゴマーの平均量体数を示す。
但し、Ar4はAr5と異なる骨格である。
前記一般式(102)中のn102は、ビスクロロホーメートオリゴマーの平均量体数を示す。
または、本実施形態のPC共重合体は、例えば、前記一般式(102)に示すビスクロロホーメートオリゴマーと、下記式(103)に示す二価フェノール性化合物と、下記一般式(105)〜(108)に示すアミド結合含有化合物からなる群から選択される少なくともいずれかのアミド結合含有化合物と、を酸結合剤存在下で界面重縮合をさせることで、好適に炭酸エステル結合を形成させて、得られる。
PC共重合体のこれらの合成反応は、例えば、末端封止剤の存在下で行われ、また必要に応じて分岐剤も使用される。
なお、前記一般式(101)および前記一般式(102)に示すビスクロロホーメートオリゴマーを混合して用い、下記一般式(103)または下記一般式(104)に示す二価フェノール性化合物、および下記一般式(105)〜(108)に示すアミド結合含有化合物の少なくともいずれかを界面重縮合させてもよい。
前記一般式(102)および式(104)において、Ar5は、前記一般式(9)で表される基である。
前記一般式(105)において、Ar6、Ar7およびnは、それぞれ前記一般式(2A)におけるAr6、Ar7およびnと同義である。
前記一般式(106)において、X6は、前記一般式(3A)におけるX6と同義である。
前記一般式(107)において、X7は、前記一般式(4A)におけるX7と同義である。
前記一般式(108)において、X8は、前記一般式(5A)におけるX8と同義であり、R24及びR25は、それぞれ前記一般式(5A)におけるR24及びR25と同義である。
また、前記一般式(102)中のn102も、ビスクロロホーメートオリゴマーの平均量体数を示す。前記一般式(102)のビスクロロホーメートオリゴマーにおいても、その平均量体数n102は、1.0以上1.3以下の範囲にあることが好ましい。
平均量体数が1.0以上1.3以下の範囲にあるビスクロロホーメートオリゴマーを使用することで、前記一般式(103)に示す二価フェノール性化合物、および前記一般式(104)に示す二価フェノール性化合物を併用した場合でも、前記一般式(101)または、前記一般式(102)に示すビスクロロホーメートオリゴマーの量体数を超える高量体数ブロックの生成を抑制でき、PC共重合体の製造が容易になる。
平均量体数n101及びn102の算出方法は、後述する実施例において説明する方法が挙げられる。
これら分岐剤の添加割合は、繰り返し単位A、繰り返し単位B、および連鎖末端の共重合組成のモル百分率として、または繰り返し単位A、繰り返し単位C、繰り返し単位D、および連鎖末端の共重合組成のモル百分率で30モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましい。分岐剤の添加割合が30モル%以下であると、成形性の低下を抑制できる。
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共重合体を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共重合体の溶解度である。
また、「最終的に得られるポリカーボネート共重合体」とは、本実施形態のポリカーボネート共重合体の製造方法における重合工程を経て得られる共重合体のことである。
このような有機溶剤としては、例えば、トルエン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサノン等のケトン類、および塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられる。中でも、溶解性が高いことから、塩化メチレンが好ましい。
さらに、必要に応じて、本実施形態のPC共重合体の反応系に亜硫酸ナトリウムおよびハイドロサルファイト塩等の酸化防止剤を少量添加してもよい。
ついで、このビスクロロホーメートオリゴマーに、前記一般式(105)のアミド結合含有化合物、及び前記一般式(104)の二価フェノール性化合物を使用して、前記溶媒および酸結合剤のアルカリ水溶液の混合液の存在下に反応させる方法を採用することができる。
または、このビスクロロホーメートオリゴマーに、前記一般式(105)のアミド結合含有化合物、前記一般式(103)および前記一般式(104)の二価フェノール性化合物を使用して、前記溶媒および酸結合剤のアルカリ水溶液の混合液の存在下に反応させる方法を採用することができる。
これらの方法は、全繰り返し単位のモル百分率を100モル%としたときのAr4骨格単位(前記一般式(6)で表される繰り返し単位C)のモル百分率を好ましい範囲に調整できる点で好ましい。
まず、前記一般式(103)のビスフェノール化合物を塩化メチレン等の疎水性溶媒に懸濁させ、さらにホスゲンを加えて第一の溶液を形成する。一方、トリエチルアミン等の第三級アミンを塩化メチレン等の疎水性溶媒に溶解させて第二の溶液を形成し、この第二の溶液を前記第一の溶液に滴下して、反応させる。得られた反応混合物を含む第三の溶液に塩酸と純水を加えて洗浄し、低量体数のポリカーボネートオリゴマーを含む有機層を得る。
滴下温度および反応温度は、通常−10℃以上40℃以下であり、好ましくは0℃以上30℃以下である。滴下時間、反応時間は、共に、通常15分間以上4時間以下、好ましくは30分間以上3時間程度である。このようにして得られるポリカーボネートオリゴマーの平均量体数(n101)は、好ましくは1.0以上1.3以下であり、さらに好ましくは1.0以上1.2以下である。
当該製造方法により製造されたポリカーボネートオリゴマーを用いると、PC共重合体製造時の洗浄工程を簡略化できること等の点で好ましい。
0℃以上150℃以下であり、好ましくは5℃以上40℃以下であり、さらに好ましくは7℃以上20℃以下である。
反応圧力は、減圧、常圧、または加圧のいずれでもよいが、通常は、常圧もしくは反応系の自圧程度で好適に行い得る。反応時間は、反応温度によって左右されるが、通常0.5分間以上10時間以下であり、好ましくは1分間以上3時間程度である。
また、このPC共重合体は、本発明の目的達成を阻害しない範囲で、繰り返し単位A、繰り返し単位Cおよび繰り返し単位D以外の構造単位を有するポリカーボネート単位や、ポリエステル構造を有する単位、ポリエーテル構造を有する単位を含有していてもよい。
また、得られた反応生成物(粗生成物)は、公知の分離精製法等の各種の後処理を施して、所望の純度(精製度)のPC共重合体として回収することができる。
本実施形態の塗工液は、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体を含む。本実施形態の塗工液は、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体を溶解または分散可能な溶媒を含むことが好ましい。
非ハロゲン系有機溶媒としては、例えば、エーテル系溶媒(例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、およびジオキソラン等)、芳香族炭化水素系溶媒(例えば、パラキシレン、およびトルエン等)、並びにケトン系溶媒(例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、およびシクロペンタノン等)等を挙げることができる。中でも、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体の溶解性が高いことから、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、トルエン、シクロヘキサノン、およびシクロペンタノンのうち、1種または2種以上含む有機溶媒が好ましく、テトラヒドロフランを含む有機溶媒がより好ましい。
これら添加剤および他の樹脂としては、ポリカーボネート共重合体と配合し得る物質として公知の物質を用いることができる。
本実施形態の塗工液中、本実施形態のポリカーボネート共重合体は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、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体を含む。電子写真感光体が本実施形態に係るポリカーボネート共重合体を含むことで、電子写真感光体の耐摩耗性が向上する。
本実施形態の電子写真感光体の感光層が、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体をバインダー樹脂として含有していることが好ましい。このような感光層を備えることで、電子写真感光体の耐久性が向上する。
製造コストの観点から、好ましい電子写真感光体は、感光層が、少なくとも1層の電荷発生層と少なくとも1層の電荷輸送層とを有する積層型電子写真感光体、または、一層に電荷発生物質と電荷輸送物質とを有する単層型電子写真感光体である。
本実施形態の電子写真感光体において、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体は、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および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。前記バインダー樹脂としては、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、前述した理由から、電荷発生層および電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体を使用することが好適である。
この電荷輸送層において、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体は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、本実施形態に係るポリカーボネート共重合体と併用することも可能である。
本実施形態に係るポリカーボネート共重合体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、およびこれらの構造を主鎖もしくは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、性能および安全性の観点から、好適に用いられる。
製造コストの観点から、これら可塑剤、硬化触媒、流動性付与剤、およびピンホール制御剤は、前記電荷輸送物質に対して、5質量%以下で用いることが好ましい。
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、製造コストおよび安全性の観点から好適である。
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、表面保護層および下引き層、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。
本実施形態の電子写真感光体は、電子写真装置に好適に用いることができる。
なお、本実施形態の電子写真感光体を使用するにあたっては、帯電には、例えば、コロナ放電(例えば、コロトロン、およびスコロトロン等)、並びに接触帯電(例えば、帯電ロール、および帯電ブラシ等)等が用いられる。帯電ロールとしては、例えば、DC帯電方式、およびAC電圧を重畳させたAC/DC重畳帯電方式等が挙げられる。また、露光には、ハロゲンランプ、蛍光ランプ、レーザー(半導体、He−Ne)、LED、および感光体内部露光方式のいずれを採用してもよい。現像には、例えば、乾式現像方式(例えば、カスケード現像、二成分磁気ブラシ現像、一成分絶縁トナー現像、および一成分導電トナー現像等)、並びに湿式現像方式等が用いられる。転写には、例えば、静電転写法(例えば、コロナ転写、ローラ転写、およびベルト転写等)、圧力転写法、並びに粘着転写法等が用いられる。定着には、例えば、熱ローラ定着、ラジアントフラッシュ定着、オープン定着、および圧力定着等が用いられる。さらに、クリーニング・除電には、例えば、ブラシクリーナー、磁気ブラシクリーナー、静電ブラシクリーナー、磁気ローラクリーナー、およびブレードクリーナー等が用いられる。なお、クリーナーレス方式を採用してもよい。また、トナー用の樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂、および環状炭化水素の重合体等が適用できる。トナーの形状は、球形でも不定形でもよい。一定の形状(回転楕円体状、ポテト状等)に制御されたトナーも適用できる。トナーは、粉砕型トナー、懸濁重合トナー、乳化重合トナー、ケミカル造粒トナー、あるいはエステル伸長トナーのいずれでもよい。
なお、本発明は、上述の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更および改良等は、本発明に含まれる。
<製造例1:BisZオリゴマー(ビスクロロホーメート)の合成>
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)56.6kg(224モル)を塩化メチレン1080Lで懸濁し、そこにホスゲン66.0kg(667モル)を加えて溶解させた。これに、トリエチルアミン44.0kg(435モル)を塩化メチレン120Lに溶解させた液を2.2℃〜17.8℃で2時間50分かけて滴下した。17.9℃〜19.6℃で30分間撹拌後、14℃〜20℃で塩化メチレン900Lを留去した。残液に純水210L、濃塩酸1.2kg、およびハイドロサルファイト450gを加えて洗浄した。その後、純水210Lで5回洗浄を繰り返し、分子末端にクロロホーメート基を有するビスフェノールZオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
得られた溶液のクロロホーメート濃度は1.14モル/L、固形物濃度は0.22kg/L、平均量体数は1.02であった。以後、製造例1で得られた原料をZ−CFという。
平均量体数(n)=1+(Mav−M1)/M2・・・(数1)
(前記数式(数1)において、
Mavは(2×1000/(CF価))であり、
M2は(M1−98.92)であり、
M1は前記一般式(101)において、n101=1のときのビスクロロホーメートオリゴマーの分子量、又は前記一般式(102)において、n102=1のときのビスクロロホーメートオリゴマーの分子量、であり、
CF価(N/kg)は(CF値/固形物濃度)であり、
CF値(N)は反応溶液1Lに含まれる前記一般式(101)又は前記一般式(102)で表されるビスクロロホーメートオリゴマー中のクロル原子数であり、
上記固形物濃度(kg/L)は反応溶液1Lを濃縮して得られる固形分の量である。
ここで、98.92は、ビスクロロホーメートオリゴマー同士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。)
2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェノール(OC−BP)150.0g(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℃で2時間50分かけて滴下した。反応混合物を14℃〜16℃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、分子末端にクロロホーメート基を有するOC−BPオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。得られた溶液のクロロホーメート濃度は0.51モル/L、固形物濃度は0.09kg/L、平均量体数は1.01であった。以後、製造例2で得られた原料をOCBP−CFという。
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(191mL)および塩化メチレン(297mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.258g)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(二価フェノール溶液調製法:1.7Nの水酸化ナトリウム水溶液127mL(水酸化ナトリウム11.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、4,4’−ビフェノール10.9g、及び4,4’−ジヒドロキシベンズアニリド5.7gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン1.0L、及び水0.12Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.20Lで1回、0.03N塩酸0.20Lで1回、水0.20L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、乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC−1)を得た。
PC共重合体(PC−1)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及び組成からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n+l)=26mol%
l/(m+n+l)=14mol%
まず、1H−NMRスペクトル及び13C−NMRスペクトルを用いて、帰属解析を行い、積分強度から各骨格単位のモル共重合比、m/(m+n+l)、n/(m+n+l)、及びl/(m+n+l)を算出した。その他のPC共重合体の構造も同様に確認した。
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、溶媒としての塩化メチレン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、アルミ製ドラムと感光体との電気導通が良好であることを確認した。
PC共重合体、及び電子写真感光体の耐摩耗性の評価を、以下の通り実施した。
上記で得たアルミ製ドラムに貼りつけた電子写真感光体の電子写真特性を静帯電試験装置CYNTHIA54IM(ジェンテック株式会社製)を用い、EVモード、780nmの波長、初期帯電量−600Vの条件で、初期表面電位(V0)、半減露光量(E1/2)、及び初期残留電位(VR)を測定した。初期残留電位(VR)は、十分な光量(半減露光量の10倍以上)を照射した後の残留電位とした。
ポリカーボネート共重合体をTHFに溶解し、溶液濃度を10質量%に調製した。
〔1〕溶解性評価:上記のポリカーボネート共重合体溶液を下記指標で判定した。
A:透明、 B:白濁(ゲル化)、 C:不溶
〔2〕耐加水分解性評価:上記のポリカーボネート共重合体溶液について、1週間放置後の分子量変化を確認し、下記指標で判定した。分子量変化は、上記〔1〕溶解性評価のポリカーボネート共重合体溶液(初期の分子量評価用)、及び1週間放置後のポリカーボネート共重合体溶液(1週間放置後の分子量評価用)のそれぞれを、キャストして乾燥させてキャストサンプルを作製し、このキャストサンプルについて自動粘度測定装置(離合社製 VMR−052 USPC)を用いて粘度平均分子量を測定することにより、確認した。
A:変化無し、 B:10%未満の低減、 C:10%以上の低減
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(191mL)および塩化メチレン(297mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.206g)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(二価フェノール溶液調製法:1.7Nの水酸化ナトリウム水溶液127mL(水酸化ナトリウム11.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェノール12.6g、及び4,4’−ジヒドロキシベンズアニリド5.7gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン1.0L、及び水0.12Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.20Lで1回、0.03N塩酸0.20Lで1回、水0.20L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、乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC−2)を得た。
PC共重合体(PC−2)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及び組成からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n+l)=25mol%
l/(m+n+l)=15mol%
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例2のOCBP−CF(401mL)および塩化メチレン(130mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.174g)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(二価フェノール溶液調製法:1.45Nの水酸化カリウム水溶液150mL(水酸化カリウム12.7g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン10.5g、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェノール3.8g、及び4,4’−ジヒドロキシベンズアニリド5.5gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.90L、及び水0.10Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.24Lで1回、0.03N塩酸0.24Lで1回、水0.24L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、乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC−3)を得た。
PC共重合体(PC−3)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及び組成からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n+l)=27mol%
l/(m+n+l)=15mol%
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(191mL)および塩化メチレン(297mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.258g)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(二価フェノール溶液調製法:1.7Nの水酸化ナトリウム水溶液127mL(水酸化ナトリウム11.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、4,4’−ビフェノール10.9g、及び下記式(106A)で表される化合物7.45gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
PC共重合体(PC−7)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及び組成からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n+l)=27mol%
l/(m+n+l)=15mol%
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(191mL)および塩化メチレン(297mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.258g)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(二価フェノール溶液調製法:1.7Nの水酸化ナトリウム水溶液127mL(水酸化ナトリウム11.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、4,4’−ビフェノール10.9g、及び下記式(107A)で表される化合物8.65gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
PC共重合体(PC−8)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及び組成からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n+l)=27mol%
l/(m+n+l)=14mol%
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(191mL)および塩化メチレン(297mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.258g)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(二価フェノール溶液調製法:1.7Nの水酸化ナトリウム水溶液127mL(水酸化ナトリウム11.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、4,4’−ビフェノール10.9g、及び下記式(108B)で表される化合物7.10gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
PC共重合体(PC−9)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及び組成からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n+l)=27mol%
l/(m+n+l)=15mol%
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(191mL)および塩化メチレン(297mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.251g)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(二価フェノール溶液調製法:1.7Nの水酸化ナトリウム水溶液127mL(水酸化ナトリウム11.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、及び4,4’−ビフェノール15.6gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン1.0L、及び水0.12Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.20Lで1回、0.03N塩酸0.20Lで1回、水0.20L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、乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC−4)を得た。
PC共重合体(PC−4)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及びモル共重合比からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n)=39mol%
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(191mL)および塩化メチレン(297mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.204g)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(二価フェノール溶液調製法:1.7Nの水酸化ナトリウム水溶液127mL(水酸化ナトリウム11.4g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェノール17.9gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン1.0L、水0.12Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.20Lで1回、0.03N塩酸0.20Lで1回、水0.20L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、乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC−5)を得た。
PC共重合体(PC−5)の構造は、NMRの結果から、下記の繰り返し単位及びモル共重合比からなるPC共重合体であることが確認された。
n/(m+n)=40mol%
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1のZ−CF(146mL)および塩化メチレン(217mL)を注入した。これに末端封止剤としてp−tert−ブチルフェノール(PTBP)(0.247g)、及びモノマーとして4,4’−ジアミノジフェニルエーテル3.61g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、1.5Nの炭酸カリウム水溶液11mL(炭酸カリウム5.24g)を添加し、更に撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を1.2mL添加し、15分間撹拌を行なった。その後、この溶液に別途調製した二価フェノール溶液(二価フェノール溶液調製法:2.3Nの水酸化ナトリウム水溶液93mL(水酸化ナトリウム9.11g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、4,4’−ビフェノール12.2gを添加し、完全に溶解して調製した)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1.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン1.0L、及び水0.12Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.20Lで1回、0.03N塩酸0.20Lで1回、水0.20L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、乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC−6)を得た。
n/(m+n+l)=31mol%
l/(m+n+l)= 9mol%
表1に実施例1〜6および比較例1〜3の評価結果を示す。
実施例1および実施例4〜6と、比較例1とを比較すると、BisZ(ビスフェノールZ)骨格及びBP(ビフェノール)骨格を含む樹脂でも、アミド基含有骨格を含んだ実施例1のPC共重合体(PC−1)および実施例4〜6のPC共重合体(PC−7)〜(PC−9)において、耐摩耗性の向上が確認された。PC−1およびPC−7〜PC−9と、PC−4とは、還元粘度も同程度であることから、アミド基含有骨格が耐摩耗性に寄与することが分かった。
実施例2と比較例2とを比較すると、同様に、アミド基含有骨格を含んだPC共重合体(PC−2)で耐磨耗性の向上が確認された。PC−2とPC−5は、還元粘度も同程度であることから、アミド基含有骨格が耐摩耗性に寄与することが分かった。
実施例3のPC共重合体(PC−3)については、OCBP(o−クレゾールビフェノール)骨格の含量が高いため十分高い耐摩耗性が確認されているが、更にアミド基含有骨格を含むことで、極めて良好な耐摩耗性が確認された。
実施例1〜6の電気的特性は、比較例1〜2と同等に維持されていることが分かった。比較例1〜2の電気的特性は、電子写真感光体として使用する樹脂に求められる特性として十分であることから、実施例1〜6も十分な電気的特性を有していることが分かった。
実施例1および実施例4〜6と、比較例3とを比較すると、どちらも、BisZ骨格およびBP骨格を含む樹脂であるが、アミド結合を含むPC共重合体(PC−1)および(PC−7)〜(PC−9)は、ウレタン結合を含むPC共重合体(PC−6)よりも、耐加水分解性に優れることを確認した。
PC共重合体の密着性の評価を、以下の通り実施した。
(i)塗布面が均一で、樹脂膜の端部から1cm程度内側にマス目の端がくるよう位置決めを行う。
(ii)カッターでガイドに沿って軽く切り込みを入れ、5×5のマスを作る。
(iii)マス目を覆う広さにセロテープ(登録商標)を切出し、軽く指で均等におす。
(iv)予めセロテープ(登録商標)の一端に接着した紙片を持ち、5秒程度の時間で緩やかに剥がし、剥離したマス目の総数を求める。
(v)25マス(5マス×5マス)中の剥離数を評価し、基準に従いA〜Eの5段階に分ける。
A:0マス
B:1〜5マス
C:6〜12マス
D:13〜25マス
E:カット途中剥離
実施例1と比較例1を比較すると、どちらも、BisZ骨格およびBP骨格を含む樹脂であるが、アミド結合を含むPC共重合体(PC−1)は、PC共重合体(PC−4)よりも、密着性に優れることを確認した。
Claims (17)
- 請求項1に記載のポリカーボネート共重合体において、
Ar1およびAr2は、それぞれ独立に、2価の芳香族基である、
ことを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項1または請求項2に記載のポリカーボネート共重合体において、
下記一般式(4)で表される繰り返し単位Bを有する、
ことを特徴とするポリカーボネート共重合体。
[前記一般式(4)中、Ar3は下記一般式(5)で表される基である。
(前記一般式(5)中、R4およびR5は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
X2は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CR6R7−、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜13のアリーレン基、または
置換もしくは無置換の9,9−フルオレニリデン基である。
R6およびR7は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
sおよびtは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR4が2つ以上置換する場合(s≧2)、複数のR4は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR5が2つ以上置換する場合(t≧2)、複数のR5は、互いに同じまたは異なる。)] - 請求項1または請求項2に記載のポリカーボネート共重合体において、
下記一般式(6)で表される繰り返し単位Cおよび下記一般式(8)で表される繰り返し単位Dを有することを特徴とするポリカーボネート共重合体。
(前記一般式(7)中、R8およびR9は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
X3は、
−CR10R11−、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜13のアリーレン基である。
R10およびR11は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
但し、R10およびR11がともに水素原子であることはない。
qおよびrは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR8が2つ以上置換する場合(q≧2)、複数のR8は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR9が2つ以上置換する場合(r≧2)、複数のR9は、互いに同じまたは異なる。)]
但し、Ar4はAr5と異なる骨格である。
(前記一般式(9)中、R12およびR13は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基であり、
X4は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CH2−、または
置換もしくは無置換の9,9−フルオレニリデン基であり、
uおよびvは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR12が2つ以上置換する場合(u≧2)、複数のR12は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR13が2つ以上置換する場合(v≧2)、複数のR13は、互いに同じまたは異なる。)] - 請求項4に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Aのモル数をMA、前記繰り返し単位Cのモル数をMC、前記繰り返し単位Dのモル数をMDとし、前記繰り返し単位A、C、およびDを合わせた繰り返し単位のモル数(MA+MC+MD)のモル百分率を100モル%としたとき、
前記繰り返し単位Aのモル百分率:{MA/(MA+MC+MD)}×100が
3モル%以上30モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項5に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Cのモル百分率:{MC/(MA+MC+MD)}×100が
15モル%以上87モル%以下であり、
前記繰り返し単位Dのモル百分率:{MD/(MA+MC+MD)}×100が
10モル%以上65モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のポリカーボネート共重合体において、
前記一般式(1A)で表される基を含む繰り返し単位Aが下記一般式(2A)で表されることを特徴とするポリカーボネート共重合体。
(前記一般式(2A)中、
Ar6、及びAr7は、それぞれ独立に、下記一般式(10)又は一般式(11)で表される基であり、Ar6とAr7は、異なる骨格であるか、又は同じ骨格であり、
nは1〜2の整数である。
[前記一般式(10)及び一般式(11)中、
R16、R17及びR18は、それぞれ独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は
炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
X5は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CR19R20−(但し、R19及びR20は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、トリフルオロメチル基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である)、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリーレン基であり、
jは、1〜4の整数であり、
kは、1〜4の整数であり、
mは、1〜4の整数であり、
芳香環にR16が2つ以上置換する場合(j≧2)、複数のR16は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR17が2つ以上置換する場合(k≧2)、複数のR17は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR18が2つ以上置換する場合(m≧2)、複数のR18は、互いに同じまたは異なる。]) - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のポリカーボネート共重合体において、
前記一般式(1A)で表される基を含む繰り返し単位Aが下記一般式(3A)で表されることを特徴とするポリカーボネート共重合体。
X6は、
炭素数1〜8のアルキレン基、
下記一般式(12a)で表される基、
下記一般式(12b)で表される基、
下記一般式(12c)で表される基、又は
下記一般式(12d)で表される基である。
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は
炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
gは、1〜4の整数であり、
hは、1〜4の整数であり、
芳香環にR21が2つ以上置換する場合(g≧2)、複数のR21は、互いに同じ又は異なり、
芳香環にR22が2つ以上置換する場合(h≧2)、複数のR22は、互いに同じ又は異なり、
nは、1〜4の整数であり、複数のnは、互いに同じ又は異なり、
X60は、単結合、−O−、又は−CO−である。]) - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のポリカーボネート共重合体において、
前記一般式(1A)で表される基を含む繰り返し単位Aが下記一般式(4A)で表されることを特徴とするポリカーボネート共重合体。
(式中、X7は、
炭素数1〜8のアルキレン基、
下記一般式(14a)で表される基、又は
下記一般式(14b)で表される基である。
[式中、
R23、R71及びR72は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
X70は、単結合、又は−O−であり
i、gx、及びgyは、それぞれ独立に、1〜4の整数であり
芳香環にR23が2つ以上置換する場合(i≧2)、複数のR23は、互いに同じ又は異なり、
芳香環にR71が2つ以上置換する場合(gx≧2)、複数のR71は、互いに同じ又は異なり、
芳香環にR72が2つ以上置換する場合(gy≧2)、複数のR72は、互いに同じ又は異なる。]) - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のポリカーボネート共重合体において、
前記一般式(1A)で表される基を含む繰り返し単位Aが下記一般式(5A)で表されることを特徴とするポリカーボネート共重合体。
(式中、
R24及びR25は、それぞれ独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は
炭素数1〜3のアルコキシ基であり、
X8は、−CR26R27−であり、R26は、水素原子、炭素数1〜3のアルキル基、又はトリフルオロメチル基であり、R27は、下記一般式(15)で表される基、又は下記一般式(16)で表される基である。
[式中、R28及びR29は、それぞれ独立に、
炭素数1〜3のアルキル基、
トリフルオロメチル基、又は
置換もしくは無置換のフェニル基であり、
nxは、1〜4の整数である。]) - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のポリカーボネート共重合体と有機溶剤とを含むことを特徴とする塗工液。
- 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のポリカーボネート共重合体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1から請求項10のいずれか一項に記載のポリカーボネート共重合体を含むことを特徴とする電子写真感光体。 - 請求項12または請求項13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。
- ポリカーボネート共重合体の製造方法であって、
下記一般式(101)で表されるビスクロロホーメート化合物、及び下記一般式(102)で表されるビスクロロホーメート化合物の少なくともいずれかと、アミド結合含有化合物と、有機溶剤と、アルカリ水溶液と、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共重合体の製造方法。
[前記一般式(101)中、Ar4は下記一般式(7)で表される基である。
前記一般式(101)中のn101は、ビスクロロホーメートオリゴマーの平均量体数を示す。
(前記一般式(7)中、R8およびR9は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
X3は、
−CR10R11−、
置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜13のアリーレン基である。
R10およびR11は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜3のアルキル基、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基である。
但し、R10およびR11がともに水素原子であることはない。
qおよびrは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR8が2つ以上置換する場合(q≧2)、複数のR8は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR9が2つ以上置換する場合(r≧2)、複数のR9は、互いに同じまたは異なる。)]
[前記一般式(102)中、Ar5は下記一般式(9)で表される基である。
但し、Ar4はAr5と異なる骨格である。
前記一般式(102)中のn102は、ビスクロロホーメートオリゴマーの平均量体数を示す。
(前記一般式(9)中、R12およびR13は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1〜12のアルキル基、
炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基、
炭素数1〜12のアルコキシ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基であり、
X4は、
単結合、
−O−、
−CO−、
−CH2−、または
置換もしくは無置換の9,9−フルオレニリデン基であり、
uおよびvは、各々独立に、1〜4の整数であり、
芳香環にR12が2つ以上置換する場合(u≧2)、複数のR12は、互いに同じまたは異なり、
芳香環にR13が2つ以上置換する場合(v≧2)、複数のR13は、互いに同じまたは異なる。)] - 請求項15に記載のポリカーボネート共重合体の製造方法において、
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共重合体を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共重合体の製造方法。 - 請求項15または請求項16に記載のポリカーボネート共重合体の製造方法において、
前記ビスクロロホーメート化合物、及び前記アミド結合含有化合物に加えて、二価フェノール性化合物を用いる
ことを特徴とするポリカーボネート共重合体の製造方法。
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