KR100233633B1 - 히드록시갈륨 프탈로시아닌 화합물, 그의 제조 방법 및 그를 사용한 전자사진 감광 부재 - Google Patents

히드록시갈륨 프탈로시아닌 화합물, 그의 제조 방법 및 그를 사용한 전자사진 감광 부재 Download PDF

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Abstract

반도체 레이저에 의해 발광될 때 장파장 광에 대해 높은 감도를 가지고 반복 사용 동안 전위 변화를 거의 일으키지 않는 전자사진 감광 부재는 전하 발생 물질로서 CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 28.1 도의 브래그 (Bragg) 각 (2θ ± 0.2 도)에서의 가장 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형을 가지는 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 사용함으로써 형성된다. 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 바람직하게는 할로겐화 갈륨 프탈로시아닌을 처리하여 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌으로 전환시키고, 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌으로 어레이시키며 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 밀링하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.

Description

히드록시갈륨 프탈로시아닌 화합물, 그의 제조 방법 및 그를 사용한 전자사진 감광 부재
본 발명은 신규한 히드록시갈륨 프탈로시아닌 화합물, 그의 제조 방법, 그를 사용한 전자사진 감광 부재 및 감광 부재를 포함하는 전자사진 장치 및 프로세스 카트리지에 관한 것이다.
여태까지는, 프탈로시아닌 안료가 착색제 뿐만 아니라 전자사진 감광 부재, 태양 전지, 광센서 등을 구성하는 전자 재료로서 주목되어 연구되어 왔다.
한편, 전자사진술을 이용한 프린터는 근년에 터미널 프린터로서 광범위하게 사용되어 왔다. 이들 프린터는 레이저 비임 프린터와 같이 주로 광원으로서 레이저를 사용하여 구성된다. 광원으로는, 반도체 레이저가 비용 및 장치 크기 면에서 주로 사용되어 왔다. 현재 주로 사용되는 반도체 레이저는 790 내지 820 nm의 장파장 영역의 발광 파장을 가지므로, 이러한 장파장 광에 대해 충분한 감도를 가지는 전자사진 광전도체가 개발되어 왔다.
전자사진 광도체의 감도는 전하 발생 물질에 따라 변화되며, 알루미늄 클로로프탈로시아닌, 클로로인듐 프탈로시아닌, 옥시바나듐 프탈로시아닌, 히드록시갈륨 프탈로시아닌, 클로로갈륨 프탈로시아닌, 마그네슘 프탈로시아닌 및 옥시티탄 프탈로시아닌과 같은 금속성 프탈로시아닌 및 비금속성 프탈로시아닌을 포함하는, 장파장 광에 대해 감도를 가지는 전하 발생 물질에 대해 많은 연구가 행해져 왔다.
이들 프탈로시아닌 화합물 중 많은 화합물이 여러 결정형을 가지는 것으로 알려져있다. 예를 들면, 비금속성 프탈로시아닌은 α형, β형, γ형, δ형, ε형, χ형, τ형 등을 가지는 것으로 알려져있고, 구리 프탈로시아닌은 α형, β형, γ형, ε형, χ형 등을 가지는 것으로 알려져있다. 이들 프탈로시아닌 화합물의 구체적인 예는 일본 특개소 제50-38543호, 동 제51-108847호 및 동 제53-37423호에 개시되어 있다.
히드록시갈륨 프탈로시아닌은 몇몇 결정형이 일본 특개평 제5-263007호 및 동 제6-93203호에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 히드록시갈륨 프탈로시아닌 화합물을 사용하여 제조된 전자사진 감광 부재는 고속 및 고화상 품질의 전자사진 프로세스에 대한 응용성, 감도, 반복 사용할 때의 전위 안정성 및 백색광에 대한 메모리 특성의 관점에서 만족할만하지가 않다.
본 발명의 주목적은 신규한 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 (화합물)을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이러한 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 사용함으로써 장파장 광에 대해 높은 감도를 나타내고 반복 사용하는 동안 전위 변화를 거의 나타내지 않는 전자사진 감광 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 가시광선으로 장기간 조사될 때도 포토메모리와는 무관한 전자사진 감광 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은 이러한 전자사진 감광 부재를 포함하는 프로세스 카트리지 및 전자사진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 28.1 도의 브래그 (Bragg) 각 (2θ ± 0.2 도)에서의 가장 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형을 가지는 히드록시갈륨 프탈로시아닌이 제공된다.
본 발명의 다른 일면은
할로겐화 갈륨 프탈로시아닌을 처리하여 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌으로 전환시키는 단계,
함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 동결 건조시켜 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 얻는 단계, 및
저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 밀링하는 단계를 포함하는, 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 또한 도전성 지지체, 및 이 도전성 지지체상에 형성된 상술한 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 함유하는 1개 이상의 감광층을 포함하는 전자사진 감광 부재가 제공된다.
본 발명에 따르면, 상술한 전자사진 감광 부재, 이 감광 부재를 충전하기 위한 충전 수단, 상기 감광 부재를 화상적으로 노광시켜 정전 잠상을 감광 부재에 형성하기 위한 화상적 노광 수단, 및 상기 감광 부재상의 정전 잠상을 토너로 현상하기 위한 현상 수단을 포함하는 전자사진 장치가 제공된다.
본 발명은 또한 전자사진 장치의 주어셈블리에 탈착가능하게 장착가능한, 일체식 유닛을 형성하도록 상술한 전자사진 감광 부재 및 이 감광 부재를 충전하기 위한 충전 수단을 포함하는 프로세스 카트리지를 제공한다.
본 발명의 이들 목적 및 다른 목적, 특징 및 잇점은 첨부되는 도면과 관련하여 후술하는 본 발명의 바람직한 실시양태를 통해 보다 명백하게 될 것이며, 도면에서 동일한 부분은 동일한 참고 부호에 의해 표시된다.
도 1 내지 4는 각각 본 발명에 따른 전자사진 장치의 일 실시양태의 개략도.
도 5는 실시예 1에서 제조된 클로로갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프도.
도 6은 실시예 1에서 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프도.
도 7은 실시예 1에서 제조된 본 발명에 따른 결정형을 가지는 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프도.
도 8은 실시예 2에서 제조된 본 발명에 따른 결정형을 가지는 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프도.
도 9는 실시예 2에서 제조된 본 발명에 따른 결정형을 가지는 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 적외선 흡수 스펙트럼을 나타낸 그래프도.
도 10은 비교예 1에서 제조된 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프도.
도 11은 실시예 1에서 제조된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 분말 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 감광 부재 1a : 축
2 : 충전 수단 4 : 현상 수단
5 : 코로나 전사 수단 6 : 세정 수단
7 : 예비 노광 수단 8 : 화상 정착 장치
9 : 기록 물질 L : 노광 화상
본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 하기 화학식 1로 나타내지는 화학 구조를 가지며 CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 28.1 도의 브래그 각 (2θ ± 0.2 도)에서 가장 강력한 피크 (즉, 최고 피크)를 특징으로 한다.
Figure kpo00001
식 중, X1, X2, X3및 X4는 각각 Cl 또는 Br을 나타내고, n, m, p 및 k는 각각 0 내지 4의 정수를 나타낸다.
본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 또한 28.1 도에서의 피크 이외에 7.3 도, 24.9 도 등의 브래그 각에서의 피크를 가질 수 있지만, 이들 피크는 모두 28.1 도에서의 피크 보다 낮다.
전자사진 감광 부재에 전하 발생 물질로서 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 사용함으로써, 장파장 광에 대한 감도가 높고, 내구성이 탁월하고도 메모리 특성이 개선된 전자사진 감광 부재를 수득하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 결정형을 결정하기 위해 본 명세서에서 언급되는 X-선 회절 데이타는 다음 조건에 따라 CuKα 특성 X-선을 사용하는 X-선 회절법에 의해 측정된 데이타에 근거한다.
장치: 전자동 X-선 회절 장치 (MAC Science K.K. 제 "MXP18")
X-선 튜브 (표적): Cu
튜브 전압: 50 kV
튜브 전류: 300 mA
주사 방법: 2θ/θ 주사
주사 속도: 2 도/분
샘플링 간격: 0.020 도
출발각 (2θ): 5 도
정지각 (2θ): 40 도
발산 슬릿: 0.5 도
산란 슬릿: 0.5 도
수광 슬릿: 0.3 도
곡선 단색화 장치: 사용
본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 광전도체로서 탁월한 기능 및 성능을 가지며, 상술한 바와 같은 전자사진 감광 부재 이외에 태양 전지, 광센서, 스위칭 소자 등에 응용가능하다.
본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 예를 들면, 후술하는 바와 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.
할로겐화 갈륨 프탈로시아닌에 산 페이스팅 처리 (즉, 프탈로시아닌을 산 (예를 들면, 황산)에 용해시키고, 생성액을 물에 부어 결정을 페이스트로 재침전시키는 것을 포함하는 방법)을 행하여 페이스트의 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 수득한 후 동결 건조하여 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 수득한다. 이어서, 생성된 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 분산매에서 밀링하며, 분산매는 바람직하게는 아미드 용매일 수 있으며, 그의 예로는 아세트아미드, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N-메틸프로피오아미드 및 포름아미드를 들 수 있다. 할로겐화 갈륨 프탈로시아닌은 일본 특개평 제6-93203호에 기재된 바와 같은 여러 방법으로 제조할 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 밀링은 유리 비이드, 강철 비이드 및 알루미나 볼과 같은 분산 매체와 함께 샌드밀 또는 볼밀과 같은 밀링 장치를 사용하여 수행되는 처리이다. 밀링 시간은 바람직하게는 4 내지 24 시간 정도일 수 있지만, 사용되는 밀링 장치에 따라 변할 수 있으며, 이를 균일하게 측정하는 것은 곤란하다. 너무나 긴 밀링 시간은 본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 제조에는 적절하지가 않다. 최선의 결과는 매 1 내지 3 시간 마다 샘플링된 밀링된 제품의 브래그 각을 검사하면서 밀링 시간을 조절함으로써 달성될 수 있다. 밀링용 분산매는 바람직하게는 중량 기준으로 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 5 내지 30배의 양으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법의 특징은 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 동결 건조시키는 것이다. 동결 건조 단계가 없이 수득된 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 28.1 도의 브래그 각 (2θ ± 0.2 도)에서 나타나는 가장 강력한 피크를 제공할 수 없다. 동결 건조함으로써, 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌에 함유된 물 (또는 수분)이 승화된다. 따라서, 동결 건조 조건은 물을 승화시키기 위한 하나의 조건이다. 예를 들면, 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 동결 후 최대 4 Torr로 감압하는 것이 적절할 수 있으며, 그 후 계속해서 실온에서도 승화될 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법의 구체적인 예에서는, 동결 건조 장치 (Kaneda Rika K.K. 제 "KFD-1")을 진공 펌프를 연결하여 동결 건조에 사용하였다. 장치에 있어서, 물 트랩 유닛에서의 온도는 -20 내지 -110 ℃의 범위내에서 조정될 수 있다. 사용된 진공 펌프는 100 리터/분의 가스 방출 속도 및 10-4Torr의 극한 진공을 나타낸다.
출발 물질로서의 할로겐화 갈륨 프탈로시아닌은 또한 클로로갈륨 프탈로시아닌 이외에 브로모갈륨 프탈로시아닌 또는 요오도갈륨 프탈로시아닌일 수 있다.
다음에는, 전자사진 감광 부재의 전하 발생 물질로서의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 결정의 몇몇 응용예를 기술하고자 한다.
본 발명에 따른 전자사진 감광 부재는 도전성 지지체상에 형성된 전하 발생 물질과 전하 이송 물질을 둘다 함유하는 단일 감광층, 또는 도전성 지지체상에 연속적으로 형성된 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층 및 전하 이송 물질을 함유하는 전하 이송층을 포함하는 층상 감광층을 포함하는 층상 구조를 가질 수 있다. 전하 발생층과 전하 이송층의 적층 순서는 그 반대일 수 있다.
도전성 지지체는 도전성을 나타내는 모든 물질을 포함할 수 있으며, 그의 예로는 알루미늄 및 강철과 같은 금속 및 도전성 코팅층이 제공된, 예를 들면 금속, 플라스틱 및 종이의 고상 물질을 들 수 있다. 도전성 지지체는 원통형 또는 편상형의 형상, 곡선형 또는 굽은 형상의 시트 또는 벨트일 수 있다.
도전성 지지체와 감광층 사이에는, 장벽 기능 및 접착 기능을 가지는 프라이머층 또는 하도층을 배치하는 것이 가능하다. 하도층은 예를 들면, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌 옥사이드, 에틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 카세인, 폴리아미드, 아교 또는 젤라틴을 포함할 수 있다. 이들 물질은 적절한 용매 중에 용해되어 도전성 지지체상에 도포함으로써, 예를 들면 0.2 내지 3.0 μm 두께의 필름을 형성할 수 있다.
단일층의 감광층은 전하 발생 물질 및 전하 이송 물질로서 본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 적절한 결합제 수지액에 혼합하여 혼합액을 형성하고, 이 혼합액을 임의로는, 상술한 바와 같은 하도층을 통해 도전성 지지체상에 도포함으로써 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 층상 감광층을 형성하는 경우에, 전하 발생층은 적합하게는 본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 적절한 결합제 용액에 분산시켜 분산액을 형성하고 이 분산액을 도포에 이어서 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 그러나, 전하 발생층은 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 증착에 의해 형성될 수도 있다.
전하 이송층은 전하 이송 물질과 결합제 수지를 용매에 용해시켜 형성된 도료를 도포 및 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 전하 이송 물질의 예로는 트리아릴아민 화합물, 히드라존 화합물, 스틸벤 화합물, 피라졸린 화합물, 옥사졸 화합물, 티아졸 화합물 및 트리아릴메탄 화합물을 들 수 있다.
상술한 감광층 또는 그를 구성하는 층들을 구성하기 위한 결합제의 예로는 폴리에스테르, 아크릴산계 수지, 폴리비닐카르바졸, 페녹시 수지, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 부티랄, 폴리스티렌, 폴리비닐 아세테이트, 폴리술폰, 폴리아릴레이트, 비닐리덴 클로라이드-아크릴로니트릴 공중합체 및 폴리비닐 벤잘을 들 수 있다.
감광층(들)은 침지, 스플레이 코팅, 스피너 코팅, 비이드 코팅, 블레이드 코팅 및 비임 코팅과 같은 코팅법에 의해 도포할 수 있다.
단층 감광층은 5 내지 40 μm, 바람직하게는 10 내지 30 μm의 두께를 가질 수 있다. 층상 감광층에 있어서, 전하 발생층은 0.1 내지 10 μm, 바람직하게는 0.05 내지 5 μm의 두께를 가질 수 있으며, 전하 이송층은 5 내지 40 μm, 바람직하게는 10 내지 30 μm의 두께를 가질 수 있다.
전하 발생 물질은 바람직하게는 전하 발생층 중 20 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 30 내지 70 중량%로 함유될 수 있다. 전하 이송 물질은 바람직하게는 전하 이송층 중 20 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 30 내지 70 중량%로 함유될 수 있다.
단층 감광층은 바람직하게는 총량을 기준으로 하여 각각 3 내지 30 중량%의 전하 발생 물질 및 30 내지 70 중량%의 전하 이송층을 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 필요한 경우, 예를 들면 전색계 또는 디지탈 아날로그 결합계에 사용하거나 또는 감도 또는 내구성을 개선하기 위한 경우 다른 전하 발생 물질과 함께 혼합물로 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 바람직하게는 전체 전하 발생 물질 중 50 중량%일 수 있다.
감광층은 또한 원하는 보호층과 함께 코팅될 수 있다. 이러한 보호층은 폴리비닐 부티랄, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트 수지 (예를 들면, 폴리카르보네이트 Z 및 변성 폴리카르보네이트), 나일론, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 폴리우레탄, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체 또는 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체와 같은 수지의 적절한 용매 중의 용액을 감광층상에 도포한 후 건조시킴으로써 형성될 수 있다. 보호층은 바람직하게는 0.05 내지 20 μm의 두께로 형성될 수 있다. 보호층은 도전성 입자 또는 자외선 흡수제를 함유할 수 있다. 도전성 입자는 예를 들면, 산화티탄과 같은 금속 산화물의 입자를 포함할 수 있다.
다음에는, 본 발명에 따른 전자사진 감광 부재를 포함하는 전자사진 장치의 구조 및 작동의 몇몇 실시양태를 기술하고자 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 드럼 형상의 감광 부재 (1)은 축 1a에 대해 도시된 화살표 방향으로 소정의 원주 속도로 구동 회전된다. 회전하는 동안, 감광 부재 (1)의 최외 원주면은 균일하게 소정의 포지티브 또는 네가티브 전위로 하전되고, 이어서 화상식 노광 수단 (도시되어 있지 않음)을 사용함으로써 광-화상 (L) (슬릿 노광 또는 레이저 비임 주사 노광 등)에 노광됨으로써, 노광 화상에 대응하는 정전 잠상은 연속적으로 감광 부재 (1)의 원주면상에 형성된다. 이어서, 정전 잠상은 현상 수단 (4)에 의해 토너로 현상되어 감광 부재 (1)상에 토너 화상이 형성된다. 토너 화상은 감광 부재 (1)의 회전과 동시에 코로나 전사 수단 (5)에 의해, 급지 유닛 (도시되어 있지 않음)으로부터 감광 부재 (1)과 전사 수단 (5) 사이의 위치로 공급된 기록 물질 (9)로 전사된다. 이어서, 수광된 토너 화상을 전달하는 기록 물질 (9)는 감광 부재 표면으로부터 분리되어 화상 정착 장치 (8)로 안내되어 토너 화상을 정착시킨다. 이어서, 정착된 토너 화상을 포함하는 생성된 복사물 또는 카피는 전자사진 장치의 외부로 출력된다. 화상 전사 후 감광 부재 (1)의 표면을 세정 수단에 의해 세정하여 잔류 토너를 제거한 후 예비 노광 수단 (7)에 의해 전하를 제거하여 반복적인 화상 형성을 위해 재순환시킨다.
도 2는 적어도 하나의 감광 부재 (1), 충전 수단 (2) 및 현상 수단 (4)가 용기 (20)내에 수납되어 프로세스 카트리지를 형성하는 전자사진 장치의 다른 실시양태를 나타내는 도면으로서, 프로세스 카트리지는 전자사진 장치의 주어셈블리에 제공된, 가이드 레일과 같은 가이드 수단 (12)를 따라 주어셈블리에 탈착가능하게 장착가능하거나 또는 삽입가능하다. 이 실시양태에서 용기 (20)내에 배치된 세정 수단 (6)은 생략되거나 또는 용기 (20)의 외부에 배치될 수 있다.
한편, 도 3 및 4에 도시되어 있는 바와 같이, 직접 충전 부재 (10)을 사용하여 전압이 공급된 직접 충전 부재 (10)을 감광 부재 (1)에 접촉시켜 감광 부재를 충전시키는 것이 가능하다. (이 모드는 "직접 충전" 체계로서 언급될 수 있다.) 도 3 및 4에 도시되어 있는 장치에서, 감광 부재 (1)상의 토너 화상은 또한 직접 충전 부재 (23)의 작용에 의해 기록 물질 (9)상으로 전사된다. 보다 구체적으로는, 전압이 공급된 직접 충전 부재 (23)을 기록 물질 (9)에 접촉시켜 감광 부재 (1)상의 토너 화상을 기록 물질 (9)로 전사시킨다.
또한, 도 4에 도시된 장치에서, 적어도 감광 부재 (1) 및 직접 충전 부재 (10)은 제1 용기 (21)내에 수납되어 제1 프로세스 카트리지를 형성하고, 적어도 현상 수단 (4)는 제2 용기 (22)내에 수납되어 제2 프로세스 카트리지를 형성하여, 제1 및 제2 프로세스 카트리지는 장치의 주어셈블리에 탈착가능하게 장착될 수 있다. 세정 수단 (6)은 용기 (21)내에 배치되거나 또는 배치되지 않을 수 있다.
전자사진 장치를 복사기 또는 프린터로서 사용하는 경우에는, 노광 화상 (L)은 원본으로부터의 반사광 또는 원본을 통해 전송된 광, 또는 원본으로부터 판독된 데이타를 신호로 전환시키고 레이저 비임을 주사하거나, LED 어레이 (array) 또는 액정 셔터 어레이를 구동시킴으로써 조사된 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 들어 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다음 설명에서, 조성물을 설명하는데 사용된 "%" 및 "부"는 모두 중량 기준이다.
<실시예 1>
o-프탈로니트릴 73 g, 갈륨 트리클로라이드 25 g 및 α-클로로나프탈렌 400 ml를 질소 분위기하에 200 ℃에서 4시간 동안 반응시키고, 생성물을 130 ℃에서 여과하여 회수하였다. 생성물을 130 ℃의 N,N-디메틸포름아미드에 1시간 동안 분산시켜 세척하고, 여과하고, 메탄올로 세척하고, 건조시켜 클로로갈륨 프탈로시아닌 결정 45 g을 수득하였다. 결정은 도 5에 도시된 바와 같은 분말 X-선 회절 패턴 및 다음의 원소 분석 결과를 나타내었다.
C(%) H(%) N(%) Cl(%)
이론치 62.22 2.61 18.14 5.74
실측치 61.78 2.66 18.28 6.25
이와 같이 수득된 클로로갈륨 프탈로시아닌 15 g을 10 ℃의 진한 황산 450 g에 용해시키고, 생성액을 빙수 2300 g에 적가하여 결정을 재침전시키고 여과하여 회수하였다. 결정을 2% 암모니아수에 분산시켜 세척한 후 탈이온수로 충분히 세척하였다. 이어서, 세척된 결정을 액체 질소 분위기하에 약 3분간 동결시키고 상술한 동결 건조 장치 (Kaneda Rika K.K. 제 "KFD-1")에 의해 1 mmHg의 진공에서 동결 건조시켜 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌 13 g을 수득하였으며, 수득된 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 도 6에 도시된 바와 같은 분말 X-선 회절 패턴을 나타내었다.
이어서, 이와 같이 수득한 히드록시갈륨 프탈로시아닌 7 g 및 N,N-디메틸포름아미드 210 g을 직경 1 mm의 유리 비이드 300 g과 함께 샌드밀로 실온 (22 ℃)에서 5시간 동안 밀링하였다. 분산액으로부터, 고상 물을 회수하고, 메탄올로 충분히 세척하고, 건조시켜 본 발명에 따른 신규한 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 5.6 g을 수득하였으며, 이 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 도 7에 도시된 바와 같은 분말 X-선 회절 패턴을 나타내었다. 또한, 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 다음의 원소 분석 결과를 나타내었다.
C(%) H(%) N(%) Cl(%)
이론치 64.14 2.86 18.70 -
실측치 62.75 2.56 18.31 0.54
<실시예 2>
실시예 1에서, 밀링 시간을 5시간에서 15시간으로 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일 방법으로 도 8에 도시된 바와 같은 분말 X-선 회절 패턴을 나타내는 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 제조하였다. 또한, 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 도 9에 도시된 바와 같은 적외선 흡수 스펙트럼 및 다음의 원소 분석 결과를 나타내었다.
C(%) H(%) N(%) Cl(%)
이론치 64.14 2.86 18.70 -
실측치 62.19 2.70 18.06 0.54
<비교예 1>
1,3-디이미노이소인돌린 30 g, 갈륨 트리클로라이드 9.1 g 및 퀴놀린 230 g을 질소 분위기하에 200 ℃에서 3시간 동안 반응시키고, 생성물을 여과하여 회수하였다. 생성물을 아세톤과 메탄올로 세척하고, 건조시켜 클로로갈륨 프탈로시아닌 27 g을 수득하였으며, 수득된 클로로갈륨 프탈로시아닌은 도 5에 도시된 것과 유사한 분말 X-선 회절 패턴을 나타내었다.
이와 같이 수득된 클로로갈륨 프탈로시아닌 15 g을 0 ℃의 진한 황산 300 g에 용해시키고, 용액을 교반 중인 5 ℃의 증류수 2250 g에 적가하여 결정을 재침전시키고, 여과하여 회수하였다. 결정을 증류수와 2% 암모니아수로 세척한 후 건조를 촉진시키기 위해 약 40 ℃에서 진공하에 건조시켜 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌 13 g을 수득하였으며, 수득된 히드록시갈륨 프탈로시아닌은 도 10에 도시된 분말 X-선 회절 패턴을 나타내었다.
이어서, 생성된 히드록시갈륨 프탈로시아닌 0.5 g 및 N,N-디메틸포름아미드 15 g을 직경이 1 mm인 유리 비이드와 함께 페인트 셰이커 (K.K. Toyo Seiki Seisakusho 제)내에서 750 cpm의 진동 속도로 10시간 동안 밀링하였다. 생성 분산액으로부터, 고상물을 회수하고, 메탄올로 충분히 세척하고, 건조시켜 도 11에 도시된 바와 같은 분말 X-선 회절 패턴을 나타내는 결정을 수득하였다.
이하, 상기 제조한 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 사용하여 전자사진 감광 부재를 제조하는 몇몇 실시예를 기술하고자 한다.
<실시예 3>
산화안티몬 10%를 함유하는 산화주석으로 코팅된 산화티탄 분말 50부, 레졸형 페놀계 수지 25부, 메틸 셀로솔브 20부, 메탄올 5부 및 실리콘유 (폴리디메틸실록산-폴리옥시알킬렌 공중합체, Mw (중량 평균 분자량) = 3,000) 0.002부를 직경이 1 mm인 유리 비이드와 함께 샌드밀로 2시간 동안 분산시켜 도전성 도료를 제조한 후, 알루미늄 원통 (직경 30 mm x 260 mm)상에 침지시켜 도포하고, 140 ℃에서 30분간 건조시켜 두께가 20 μm인 도전층을 수득하였다.
도전층을 갖는 알루미늄 원통을 메탄올 70부와 부탄올 25부의 혼합 용매 중의 6-66-610-12 4원 폴리아미드 공중합체 5부의 용액내에 침지시켜 추가 도포한 후, 건조시켜 두께가 1 μm인 하도층을 형성하였다.
별도로, 실시예 2에서 제조한 히드록시갈륨 프탈로시아닌 3부 및 폴리비닐 부티랄 2부를 시클로헥사논 100부에 첨가하고, 혼합물을 직경이 1 mm인 유리 비이드와 함께 샌드밀로 1시간 동안 분산시켰다. 생성 분산액을 메틸 에틸 케톤 100부로 희석하여 코팅액을 형성하였다. 코팅액을 침지에 의해 하도층에 도포하고, 90 ℃에서 10분간 건조시켜 두께가 0.15 μm인 전하 발생층을 형성하였다.
별도로, 하기 화학식 2의 전하 이송 물질 10부 및 비스페놀 Z형 폴리카르보네이트 수지 10부를 클로로벤젠 60부에 용해시켜 코팅액을 형성한 후, 침지에 의해 전하 발생층상에 도포하고, 110 ℃에서 1시간 동안 건조시켜, 두께가 20 μm인 전하 이송층을 형성함으로써, 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
Figure kpo00002
<실시예 4>
실시예 3에서, 전하 발생 물질로서 실시예 2의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 대신에 실시예 1에서 제조한 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일 방법으로 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
<비교예 2>
실시예 3에서, 전하 발생 물질로서 실시예 2의 히드록시갈륨 프탈로시아닌 대신에 비교예 1에서 제조한 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일 방법으로 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
실시예 3과 4 및 비교예 2에서 제조한 감광 부재를 각각 레이저 비임 프린터 (Canon K.K. 제 "LBP-SX")로 장착하고, 감도를 측정하였으며, 이 때 각각의 감광 부재는 -700 볼트의 고정 암전위로 충전하고, 이어서 파장이 820 nm인 레이저광으로 조사하여 감광성으로서 전위를 -700 볼트로부터 -150 볼트로 저하시키는데 요구되는 노광량을 측정하였다. 그 결과가 하기 표 1에 나타나있다.
감광 부재 노광량 (μJ/cm2)
실시예 3 0.28
실시예 4 0.29
비교예 2 0.33
실시예 3과 4 및 비교예 2의 감광 부재를 포함하는 3개의 레이저 비임 프린터를 각각 초기에는 암부 전위 (VD) 및 명부 전위 (VL)을 각각 -700 볼트 및 -150 볼트로 설정하여 4000매에 연속 화상 형성 시험을 행하여, 연속 화상 형성 시험 후의 암부 전위 (VD) 및 명부 전위 (VL)을 측정하였다. 그 결과가 하기 표 2에 나타나있다.
감광 부재 초기 4000매 시험 후
VD(V) VL(V) VD(V) VL(V)
실시예 3 -700 -150 -705 -160
실시예 4 -700 -150 -705 -160
비교예 3 -700 -150 -680 -230
3개의 또다른 감광 부재를 각각 실시예 3과 4 및 비교예 2와 동일 방법으로 제조하고, 감광 부재의 각각의 부분을 3000 lux의 백색광으로 30분간 조사하였다. 감광 부재를 각각 상기와 동일한 레이저 비임 프린터에 장착하고, 조사되지 않은 부분의 암부 전위를 -700 볼트로 설정하면서 조사부 및 조사되지 않은 부분에 대해 각각의 감광 부재의 암부 전위를 측정하였다. 그 결과가 하기 표 3에 나타나있다.
감광 부재 조사되지 않은 부분 (V) 조사부 (V) 차이 (V)
실시예 3 -700 -675 25
실시예 4 -700 -670 30
비교예 3 -700 -630 70
<실시예 6>
실시예 3에 사용된 폴리비닐 부티랄 수지 (결합제 수지)를 비스페놀 Z형 폴리카르보네이트 수지로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일 방법으로 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
<실시예 7>
실시예 3에서, 전하 이송 물질을 하기 화학식 3의 화합물로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일 방법으로 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
Figure kpo00003
<실시예 8>
실시예 3에서, 전하 이송 물질을 하기 화학식 4의 화합물로 대체한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일 방법으로 전자사진 감광 부재를 제조하였다.
Figure kpo00004
실시예 5 내지 7에서 상기 제조한 3개의 감광 부재를 각각 상술한 바와 같이 레이저 비임 프린터에 장착하여 -700 볼트의 암부 전위를 -150 볼트로 저하시키는데 요구되는 노광량으로 감광성을 측정하였다. 그 결과가 하기 표 4에 나타나있다.
감광 부재 노광량 (μJ/cm2)
실시예 5 0.27
실시예 6 0.27
실시예 7 0.26
본 발명에 따르면, 신규한 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 제조할 수 있고, 이를 사용함으로써 장파장 광에 대해 높은 감도를 나타내고 반복 사용하는 동안 전위 변화를 거의 나타내지 않는 전자사진 감광 부재를 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 28.1 도의 브래그 (Bragg) 각 (2θ ± 0.2 도)에서의 가장 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌.
  2. 할로겐화 갈륨 프탈로시아닌을 처리하여 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌으로 전환시키는 단계,
    상기 함수 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 동결 건조시켜 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 얻는 단계, 및
    상기 저결정성 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 밀링하는 단계
    를 포함하는 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 제조 방법.
  3. 도전성 지지체 및 이 도전성 지지체상에 형성된 1개 이상의 감광층을 포함하며, 상기 감광층은 CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 28.1도의 브래그 각(2θ ± 0.2 도)에서의 가장 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌을 함유하는 것인 전자사진 감광 부재.
  4. 제3항에 있어서, 상기 감광층이 전하 발생층 및 전하 이송층을 포함하는 층상 구조를 가지며, 상기 히드록시갈륨 프탈로시아닌이 전하 발생층에 함유되어 있는 감광 부재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전하 발생층이 폴리비닐 부티랄 또는 비스페놀 Z형 폴리카르보네이트로부터 선택된 결합제 및 결합제내에 분산된 히드록시갈륨 프탈로시아닌의 혼합물을 포함하는 감광 부재.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전하 이송층이 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 나타내지는 화합물들로 이루어지는 군으로부터 선택된 전하 이송 물질을 함유하는 감광 부재.
    <화학식 2>
    Figure kpo00005
    <화학식 3>
    Figure kpo00006
    <화학식 4>
    Figure kpo00007
  7. 제1항에 있어서, CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 7.3, 9.8, 12.3, 16.1, 18.4, 22.0, 23.9, 24.9, 26.1 및 28.1도의 브래그 각 (2θ ± 0.2 도)에서의 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형의 히드록시갈륨 프탈로시아닌.
  8. 제2항에 있어서, 상기 히드록시갈륨 프탈로시아닌이 CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 28.1도의 브래그 각 (2θ ± 0.2 도)에서의 가장 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형의 것인 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 히드록시갈륨 프탈로시아닌이 CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 7.3, 9.8, 12.3, 16.1, 18.4, 22.0, 23.9, 24.9, 26.1 및 28.1도의 브래그 각 (2θ ± 0.2 도)에서의 가장 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형의 것인 방법.
  10. 제3항에 있어서, 상기 히드록시갈륨 프탈로시아닌이 CuKα 특성 X-선 회절 패턴에서 7.3, 9.8, 12.3, 16.1, 18.4, 22.0, 23.9, 24.9, 26.1 및 28.1도의 브래그 각 (2θ ± 0.2 도)에서의 가장 강력한 피크를 특징으로 하는 결정형의 감광 부재.
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