KR100561354B1 - 킬레이트 화합물을 포함하는 전자사진감광체 - Google Patents

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Abstract

전자사진감광체가 개시된다. 본 전자사진감광체는 전도성 기판, 상기 전도성 기판 상에 형성되며 전하발생물질 및 전하수송물질을 함유하는 감광층, 및 상기 감광층 상에 형성되어 상기 감광층을 보호하는 보호층을 포함하며, 상기 보호층은 알코올 용해성 폴리아미드 수지 및 알코올 용해성 킬레이트 화합물을 포함한다. 본 발명에 따르면, 킬레이트 화합물이 적가됨으로써 보호층과 감광층과의 접착성이 향상되고 정전 특성 및 생산성이 향상된 전자사진감광체를 제공할 수 있다.
폴리아미드 수지, 킬레이트

Description

킬레이트 화합물을 포함하는 전자사진감광체 {electrophotographic photoreceptor comprising chelate compound}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 단층형 전자사진감광체를 개략적으로 도시한 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 적층형 전자사진감광체를 개략적으로 도시한 단면도, 및
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 적층형 전자사진감광체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
{도면의 주요 부호에 대한 설명}
100...전도성 기판 200...감광층
210...전하수송층 220...전하발생층
300...보호층
본 발명은 폴리아미드 수지를 함유하는 보호층을 포함하는 전자사진감광체에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 폴리아미드 수지 및 이와 가교반응을 하는 킬레이 트 화합물을 함유하는 보호층을 제공하여 전기적 및 자기적 성질이 향상된 전자사진감광체에 대한 것이다.
전자사진감광체는 전자사진방식의 화상형성장치에 사용되며, 이러한 전자사진방식 화상형성장치의 예를 들면, 팩시밀리, 복사기, 레이저 프린터, CRT 프린터, LED 프린터, 액정 프린터 및 레이저 전자사진 등이 있다. 전자사진방식 화상형성장치의 작동원리는 기본적으로 감광성 물질을 전기적으로 대전시키고 정전기적 잠상을 형성하기 위해서 감광성 물질을 화상형성광원에 노출시킨다. 그 다음, 현상 전압을 적용시켜서 화상에 토너를 현상시키고, 이 토너 화상을 종이 등의 기록 매체로 전사시킨 다음 화상을 형성하여 고정한다.
전자사진감광체는 전도성 기판 상부에 전하발생물질, 전하수송물질 등을 함유하는 감광층을 포함하여 형성된다. 또는 전도성 기판과 감광층과의 사이에 중간층을 포함하거나, 감광층의 상부에 보호층을 포함하는 것과 같이 기능층을 부가적으로 포함하여 형성되는 것이 일반적이다.
보호층(또는 표면 보호층, 이하 보호층이라고 함)은 액체 현상제가 감광층에 침투하거나 클리닝 등의 과정에서 마모가 발생하는 것을 방지하여 감광층을 보호하는 역할을 한다.
보호층은 일반적으로 결합제와 필요한 경우 무기 또는 유기 충진제를 분산시켜서 포함한다. 결합제로는 다양한 고분자 수지가 사용될 수 있는데, 그 중에서 폴리우레탄 수지와 같은 열경화성 수지가 기계적 강도면에서 우수하므로 흔히 사용된다.
한편, 열가소성 수지 중에서 폴리아미드 수지가 내용제성, 전기적 및 자기적 특성이 우수하기 때문에 보호층에 폴리아미드 수지를 결합제로 사용하는 것에 대한 연구가 진행되고 있다. 미국 특허 제 5,368,967호는 폴리아미드 수지를 보호층의 결합제로 사용하는 것에 대해서 개시하고 있다.
그러나, 폴리아미드 수지는 일반적으로 다른 수지와의 상용성이 좋지 않고, 친수성이 큰 특징이 있다. 따라서 폴리아미드 수지를 보호층의 결합제로 함유시키게 되면 보호층의 감광층에 대한 접착성이 떨어지고, 또한 보호층의 전기적인 특성이 습도의 영향을 받는 문제점이 있다.
일본 공개 특허 평3-141365호 및 일본 공개 특허 2000-330313호는 상술한 폴리아미드 수지를 결합제로 함유하는 보호층의 문제점을 보완하기 위해서 폴리아미드 수지를 중합제나 가교제를 이용하여 가교시킨 후 사용하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방법은 상온의 용액상태에서도 폴리아미드 수지와 중합제나 가교제와의 사이에 가교반응이 진행되므로 코팅액의 보존 안정성이 나쁘고, 생산성이 좋은 코팅법인 침지법을 사용하는 것이 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리아미드 수지를 결합제로 사용하는 보호층에 킬레이트 화합물을 적가하여 보호층의 감광층에 대한 접착성을 향상시키고, 이에 따라 정전특성 및 생산성이 향상된 전자사진감광체를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자사진감광체는 전도성 기판; 상기 전도성 기판 상에 형성되며 전하발생물질 및 전하수송물질을 함유하는 감광층; 및 상기 감광층 상에 형성되어 상기 감광층을 보호하는 보호층;을 포함하며, 상기 보호층은 알코올 용해성 폴리아미드 수지 및 알코올 용해성 킬레이트 화합물을 포함한다.
상기 킬레이트 화합물은 티타늄 또는 지르코늄 중 어느 하나의 금속을 중심금속으로 포함한다.
상기 킬레이트 화합물은 아세틸아세토나토킬레이트, 아세토아세테이트킬레이트, 락테이트킬레이트, 글리코레이트킬레이트로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나이다.
상기 보호층이 폴리비닐아세탈 수지를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리비닐아세탈 수지는 아세탈화율이 몰비로 65%이하인 것이 바람직하다.
상기 감광층은 상기 전하발생물질을 포함하는 전하발생층 및 상기 전하수송물질을 포함하는 전하수송층으로 형성된 적층 구조이다.
또는 상기 감광층은 상기 전하발생물질과 상기 전하수송물질이 단일 층 내에서 분산되어 형성된 단층 구조이다.
이하 첨부된 도면 및 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 각 도면에서 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로써 나타내었다.
도 1은 본 발명에 따른 단층 구조의 감광층을 포함하는 전자사진감광체의 단 면을 도시한 것이다. 전도성 기판(100)의 상부에 감광층(200)이 형성되어 있고, 감광층(200)의 상부에 보호층(300)이 순차적으로 적층되어 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 적층 구조의 감광층을 포함하는 전자사진감광체의 단면을 도시한 것이다. 전도성 기판(100)의 상부에 감광층(200)이 형성되어 있고, 감광층(200)의 상부에 보호층(300)이 순차적으로 적층되어 있다. 감광층(200)은 전하수송층(210) 및 전하발생층(220)으로 구분되어 형성된다. 전하수송층(210) 상부에 전하발생층(220)이 형성된 도 2의 단면은 주로 (+)타입의 전자사진감광체에 사용되고, 전하발생층(220) 상부에 전하수송층(210)이 형성된 도 3의 단면은 주로 (-)타입의 전자사진감광체에 사용된다.
전자사진감광체의 전도성 기판은 도전성을 갖는 물질이어야 한다. 전도성 기판으로 사용 가능한 물질의 예를 들면, 알루미늄, 구리, 주석, 플래티늄, 금, 은, 바나듐, 몰리브덴, 크롬, 카드뮴, 티타늄, 니켈, 인듐, 스테인레스 스틸 또는 브래스와 같은 금속; 상기 금속이 증착된 또는 적층된 플라스틱 물질; 또는 요오드화 알루미늄, 산화 주석, 산화 인듐으로 코팅된 유리; 등이 가능하며, 이러한 물질을드럼 또는 벨트형으로 형성하여 사용할 수 있다.
감광층은 전하발생층과 전하수송층으로 적층된 적층형 및 단일의 층 내에 전하발생물질과 전하수송물질이 분산되어 형성된 단층형 어느 것이라도 가능하다.
감광층에 사용할 수 있는 전하발생물질은 예를 들면, 프탈로시아닌계 안료, 아조계 안료, 퀴논계 안료, 페릴렌계 안료, 인디고계 안료, 비스벤조이미다졸계 안료, 퀴나클리돈계 안료, 아줄레니움(azulenium)계 염료, 스퀘어리움(squarium)계 염료, 피릴리움계 염료, 트리아릴메탄계 염료, 시아닌계 염료 등의 유기 화합물; 또는 비정형 실리콘, 비정형 셀렌, 삼방면결정 셀렌, 텔레륨(tellurium), 셀렌-텔레륨 합금, 황화카드뮴, 황화한티몬, 황화아연 등의 무기 화합물; 등이 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
감광층에 사용할 수 있는 전하발생물질은 상기 예시한 화합물을 단독으로 또는 2종류 이상의 화합물을 혼합해서 사용할 수 있다.
감광층이 적층 구조인 경우에는 전하발생물질을 결합제 수지와 함께 용매에 분산해서 코팅하거나, 진공흡착, 스퍼터링, 화학기상증착법(CVD법) 등의 수단으로 막을 형성함으로써 전하발생층을 형성한다. 전하발생층의 두께는 일반적으로 0.1㎛ 내지 1㎛의 범위 이내로 설정된다.
감광층이 단층 구조인 경우에는 상기 전하발생물질을 결합제 수지, 전하수송물질 등과 함께 용매에 분산해서 코팅함으로써 감광층을 형성할 수 있다.
감광층 형성용 코팅액에 이용하는 용매로는 예를 들면, 알코올계 용매, 케톤계 용매, 아미드계 용매, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 술폰계 용매, 방향족계 용매, 지방족 할로겐화 염화수소계 용매 등의 유기 용매가 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
감광층에 이용할 수 있는 결합제 수지는 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 메타크릴 수지, 아크릴 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리비닐아세탈, 실리콘 수지, 실리콘-알키드 수지, 스티렌-알키드 수지, 폴리-N-비닐카르바졸, 페녹시 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리비닐부티랄, 폴 리비닐아세탈, 폴리비닐포르말, 폴리술폰, 폴리비닐알코올, 에틸셀룰로오스, 폴리아미드, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리우레탄 등의 수지 중에서 선택해서 이용할 수 있다. 이러한 고분자 중합체는 단독으로 사용할 수도 있고, 2종류 이상을 혼합해서 사용할 수도 있다.
본 발명의 전자사진감광체의 전하수송물질은 정공수송물질 이나 전자수송물질 어떤 것이라도 사용할 수 있다.
감광층에 사용할 수 있는 정공수송물질은 예를 들면, 피렌(pyrene)계, 카르바졸계, 히드라존계, 옥사졸계, 옥사디아졸계, 피라조린(pyrazolin)계, 아릴아민(arylamine)계, 아릴메탄계, 벤디진계, 티아졸(thiazole)계, 스티릴(styryl)계 등의 함질소 고리 화합물 또는 축합 다환 화합물이 있다.
전자수송물질은 예를 들면, 벤조퀴논(benzoquinone)계, 시안에틸렌계, 시아노 퀴노디메탄(cyano quinodimethane)계, 플로레논(fluorenone)계, 페난트라퀴논(phenantraquinone)계, 무수프탈산계, 티오피란(thiopyrane)계, 나프탈렌계, 디페노퀴논계, 스틸벤퀴논계 등의 전자 흡인성 화합물이 있다.
본 발명에 사용되는 전자사진감광체에 사용되는 전하수송물질은 상기 예시한 것에 한정되지 않고, 상술한 화합물을 단독 또는 2 종류 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.
감광층 중에 포함되는 전자수송물질의 함량은 감광층의 총중량에 대해서 10 내지 60 중량%의 범위 내인 것이 바람직하다. 전자수송물질의 함량이 10중량% 미만인 경우에는 전하수송능이 불충분하게 되므로 감도가 부족하고 잔류전위가 커지게 되는 경향이 있어서 바람직하지 못하다. 또한 60중량% 보다 많은 경우에는 감광층 중의 수지의 함유량이 적어지게 되고 기계적 강도가 낮아지게 되는 경향이 있으므로 바람직하지 못하다.
감광층이 적층 구조인 경우에는 전하발생층 상에 전하수송층을 형성하는 구성이 일반적이지만, 전하수송층 상에 전하발생층을 형성할 수도 있다.
단층 구조의 감광체의 경우에는 상기 전하수송물질이 전하발생물질, 결합제 수지와 함께 분산된 감광층을 이용하므로, 전하발생이 감광층 내부에서 일어나게 되는 특징이 있다. 따라서, 감광층은 정공과 전자 둘다를 수송할 수 있는 것이 바람직하며, 이를 위해 전하수송물질은 정공수송물질과 전자수송물질을 함께 사용하는 것이 바람직하다.
감광층의 두께는 적층형, 단층형의 구별 없이 일반적으로 5㎛ 내지 50㎛의 범위 이내인 것이 바람직하다.
또한, 감광층은 결합제 수지와 함께 사용되는 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 가교제, 레벨링제, 분산안정제, 산화방지제, 광안정제 등이 사용될 수 있다.
산화방지제로는 예를 들면, 페놀계, 유황계, 린계, 아미드계 화합물 등의 산화방지제가 있다.
광안정제로는 예를 들면, 벤조트리아졸계 화합물, 벤조페논계 화합물, 지연 아민(hindered amine)계 화합물, 등이 있다.
또한 전도성 기판과 감광층 간의 접착성을 향상시키고 기판에서 전하가 주입 되는 것을 방지하기 위해서 기판과 감광층 사이에 중간층을 형성할 수 있다. 중간층으로는 알루미늄의 양극산화층; 산화티탄, 산화주석 등의 금속산화물 미분의 수지분산층; 폴리비닐알코올, 카제인, 에틸셀룰로오스, 젤라틴, 페놀수지, 폴리아미드 등의 수지층; 등을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 알코올 가용성 폴리아미드 수지를 결합제로 사용한 보호층을 감광층 상에 형성한다. 알코올 가용성 폴리아미드는 모노머의 종류에 따라서 나일론 6, 8, 11, 12, 66, 610, 612 등의 여러 가지 종류가 있고, 또한 이들의 공중합체와 그 변성체가 시판되고 있지만, 본 발명에서는 어떤 것이라도 사용할 수 있다.
이러한 폴리아미드 수지는 예를 들면, 도레이(Toray)사의 아밀란(AMILAN), 다이셀-데구사(Daicel-Degussa)사의 디아미드(DIAMID)와 베스트아미드(VESTAMID), 바스프(BASF)사의 울트라미드(ULTRAMID), 나가세 켐텍스(Nagase Chemtex)사의 토레진(TORESIN) 등의 제품이 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
보호층의 용매는 알코올계 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 알코올계 용매 이외의 용매는 감광층의 성분을 용해시킬 가능성이 크기 때문이다. 보호층의 용매를 알코올계 용매를 사용할 수 있도록 보호층의 결합제 수지는 알코올에 용해되어 분산될 수 있는 알코올 가용성 폴리아미드 수지를 사용한다.
본 발명의 전자사진감광체에서 보호층은 알코올 가용성 킬레이트 화합물을 함유하는 코팅액에 의해 형성된다. 폴리아미드 수지와 마찬가지로 보호층의 알코올계 용매에 용해되어 분산될 수 있도록 알코올 가용성 킬레이트 화합물을 사용한다.
알코올 가용성 킬레이트 화합물은 일반적으로 폴리아미드 수지와의 친화성이 우수하고, 기판 또는 감광층에 대한 접착성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 킬레이트 화합물은 일정한 조건하에서 수산기, 아미노기, 아미드기, 카르복시기 등과 반응해서 가교를 형성하여 폴리아미드 수지의 강도, 내습성 등을 크게 개선할 수 있다.
또한, 일반적인 가교제와는 달리 킬레이트 화합물은 통상적인 조건에서는 가교 반응성이 매우 낮으므로 코팅액의 안정성이 우수하고, 대량생산에 적합한 침지코팅법을 적용하기에 용이한 장점이 있다.
더욱이, 킬레이트 화합물과 결합한 폴리아미드 수지는 적절한 전도성을 나타내므로 혼합비를 조절해서 다른 전도성 또는 전하수송성의 충진제에 대신해 전하의 축적에 의한 정전특성의 열화를 방지하는 효과를 가질 수도 있다.
본 발명에 이용하는 알코올 가용성 킬레이트 화합물은 여러 가지가 사용될 수 있지만 특히 다음의 화학식들로 표현되는 아세틸아세토나토킬레이트 (acetylacetonato chelate compound), 아세토아세테이트킬레이트(acetoacetate chelate compound), 락테이트킬레이트(lactate chelate compound), 및 글리코레이트킬레이트(glycorate chelate compound)가 바람직하다. 각 킬레이트화합물은 각각 킬레이트제(chelating agent)로 아세틸아세톤, 아세토아세트산, 젖산, 글리코산이 사용되어 금속이온과의 배위결합을 통해서 형성된다.
Figure 112003043772460-pat00001
상기 [화학식 1]은 아세틸아세토나토킬레이트를 나타낸 것이다. 이는 아세틸아세톤(2,4-펜탄디온)에서 산해리로 생긴 음이온 acac-가 금속 원자(M)에 배위한 킬레이트로서 배위 양식에 따라서 여러가지 종류가 있다. 상기 [화학식 1]의 킬레이트는 엔올형 킬레이트배위 형태이고, 거의 모든 금속 원소의 킬레이트가 알려져 있다.
CH3COCH2COCH3 ⇔ CH3COCH = C(OH)CH3
아세틸아세톤은 상기 [반응식 1]과 같은 케토-엔올 토토메리현상으로서 존재하며, 그 엔올형은 산해리해서 1가 음이온이 되고 두자리 배위자로서 배위한 킬레이트이다. 킬레이트로 생긴 6원자고리는 π전자가 비편재화하여 벤젠과 유사한 유사방향족성을 나타낸다. 금속 원소의 이온가에 따라서 acac-는 1개에서 4개까지 달려 있는 킬레이트가 존재한다. 대부분은 승화성이 있는 안정된 고체로서 물보다는 유기 용매에 녹기 쉬우며 각종 이온의 용매 추출에도 이용되기 때문에 촉매로서도 이용 가치가 높다.
Figure 112003043772460-pat00002
상기 [화학식 2]는 아세토아세테이트킬레이트를 나타낸 것이다. 이는 엔올형 아세토아세트산 에틸(CH3C(OH)=CHCOOC2H5)을 금속(M)과 반응시켜서 형성한 킬레이트로서 물에는 녹기 어렵고 유기 용매에는 잘 녹는 특성이 있다.
Figure 112003043772460-pat00003
상기 [화학식 3]은 락테이트킬레이트 중의 하나를 나타낸 것으로 암모늄 염이 결합된 형태의 락테이트킬레이트를 나타낸 것이다.
Figure 112003043772460-pat00004
상기 [화학식 4]는 글리코레이트킬레이트를 나타낸 것이다.
본 발명에 이용되는 킬레이트 화합물의 중심 금속은 티타늄 또는 지르코늄 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 티탄계 킬레이트 화합물로는 예를 들면 듀폰사(Dupont)의 타이저(Tyzorⓡ) AA, DC, LA, 마쯔모토 케미컬 인더스트리사 (Matsumoto Chemical Industry Co. Ltd)의 올가틱스 TC 등이 있다. 또한 지르코늄계 화합물로는 마쯔모토 케미컬 인더스트리사의 올가틱스 ZC 등의 제품이 시판되고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 사용할 때에는 2 종류 이상을 혼합해서 사용할 수도 있다. 첨가하는 킬레이트 화합물의 양은 폴리아미드 수지 1중량부에 대해서 0.01 내지 1중량부의 범위내가 바람직하다. 이 혼합비에서 보호층의 감광층에 대한 접착성이 우수하면서도 폴리아미드 수지가 우수한 전도성을 나타낸다.
한편, 본 발명의 보호층에는 폴리비닐아세탈 수지를 함께 사용해서 감광층과의 접착성 또는 충진제의 분산안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 폴리비닐아세탈 수지는 일반적으로 폴리비닐알코올을 아세탈화해서 얻을 수 있지만, 아세탈화율 또는 중합도에 의해서 여러가지 종류가 존재한다. 함께 사용할 수 있는 폴리비닐아세탈 수지의 종류에는 특별한 제한은 없지만 폴리아미드 수지와의 상용성을 고려하여 아세탈화율이 몰비 65%이하의 품종이 바람직하다. 아세탈화율이 몰비 65%이상인 폴리비닐아세탈 수지는 폴리아미드와 상분리가 일어나면서 혼화되기 어렵기 때문에 사용이 곤란하다.
이러한 폴리비닐아세탈 수지는 폴리비닐부티랄, 폴리비닐포르말을 포함한다. 예를 들면, 세키스이 케미컬(Sekisui Chemical)사의 S-LEC BM-1, BM-5, BH-3, BL-1, BL-2, BX-L 등의 제품이 있으며 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리비닐아세탈 수지의 혼합량은 보호층 중의 결합제 수지의 총량에 대해 1 내지 10 중량 %의 범위 이내인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 보호층은 전기적, 광학적, 자기적 특성을 개선하기 위해서 전하수송물질이나 무기 또는 유기 화합물의 충진제 등을 함유할 수 있다. 전하수송물질을 첨가하는 경우에는 층의 기능에 적합하도록 정공수송물질, 전자수송물질 중 어느 하나를 선택할 수 있지만, 용매에 대한 용해성과 결합제 수지와의 상용성을 고려하여 알코올 가용성의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 바람직한 충진제로는 산화티탄, 실리카, 산화알루미늄, 산화주석 등의 미분말이나 유기 안료, 또는 PTFE 미분, 왁스 등의 윤활성재료를 들수 있다.
보호층의 코팅 두께는 일반적으로 0.1 내지 10㎛의 범위 이내에서 형성되는 것이 바람직하다. 0.1㎛보다 얇으면 보호층의 역할을 다하지 못하고, 10㎛보다 두꺼우면 감광층의 노광 등의 경우에 방해가 될 수 있다.
이하 실시예를 들어서 본 발명에 따른 전자사진감광체를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 적용범위는 이 실시예에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 기재된 "부"는 중량부를 의미한다.
{실시예}
실시예 1
α형 티타닐프탈로시아닌 3부와 폴리카보네이트 Z수지(미쯔비시 가스 화학사제[IUPILON Z-200]) 2부를 클로로포름 45부와 혼합해서 샌드밀링으로 1시간 분쇄하여 분산액을 제조하였다.
그 다음, 다음 [화학식 5]로 표현되는 전자수송물질 15부와 다음 [화학식 6]으로 표현되는 정공수송물질 30부, 및 상기 폴리카보네이트 Z 수지 55부를 클로로포름 300부에 용해한 용액을 제조하였다.
Figure 112003043772460-pat00005
Figure 112003043772460-pat00006
상기 분산액과 상기 용액을 1:8의 비율로 혼합해서 용액이 균일하게 될 때까지 호모지나이저로 교반하여 감광층 형성용 코팅액을 얻었다. 그 다음, 이 코팅액을 양극산화처리를 한 직경 30㎜의 알루미늄제 드럼 상에 링코팅법으로 코팅하고, 100℃에서 1시간 동안 건조해서 두께 20㎛의 단층형 전자사진감광체를 얻었다.
그 다음에, 알코올 가용성 폴리아미드 수지(도레이사제 [AMILAN CM-8000]) 8 중량% 용액(용매, 메탄올: 1-부탄올 = 3:2 ) 50부로 폴리비닐아세탈 수지(세키스이 화학사제[S-LEC BM-1]) 0.2부, 페릴렌 안료(바스프사제 [PALIOGEN MAROON L3920]) 2부를 가해서 샌드밀링으로 1시간 분산처리를 하여 분산액을 얻었다. 이렇게 하여 얻어진 분산액에 아세틸아세토나토 지르코늄킬레이트(마쯔모토 케미컬 인더스트리 사제 올가틱스 ZC-150) 0.3부를 가해서 호모지나이저로 균일하게 혼합해서 보호층 형성용 코팅액을 제조하였다. 이를 상기 단층형의 감광층 상부에 링코팅법으로 코팅한 후, 130℃에서 10분간 건조시켜 두께 4㎛의 보호층을 형성하였다.
실시예 2
실시예 1에서 이용한 것과 동일한 알루미늄 상에 폴리카보네이트 수지(데이진 카세이사제 [Panlite C-1400]) 60부와 상기 [화학식 6]으로 표현되는 정공수송물질 40부를 클로로포름 300부에 용해한 용액을 코팅한 후 100℃에서 1시간 동안 건조해서 두께 20㎛의 전하수송층을 형성하였다.
그 위에 α형 티타닐프탈로시아닌 7부, 실리콘 수지(신에쯔화학사제 [KR-255]) 6부, 메틸에틸케톤 187부를 샌드밀링으로 분산해서 얻은 코팅액을 링코팅법으로 코팅한 다음 건조하여 두께 0.4㎛의 전하발생층을 형성해서 적층형의 전자사진감광체를 제조하였다.
그 다음, 폴리아미드 수지(도레이사제 [AMILAN CM-8000]) 8중량% 용액(용매, 메탄올 : 1-부탄올 = 3:2) 50부로 아세틸아세토나토 티타늄킬레이트(듀폰사제 [Tyzorⓡ AA-75]) 2부를 가해서 균질화기로 균일하게 혼합해서 보호층 형성용 코팅액을 제조하였다. 이를 링코팅법으로 상기 감광층 상에 코팅한 후, 140℃에서 10분간 건조시켜서 두께 3㎛의 보호층을 형성하였다.
비교예 1
킬레이트화합물을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 보호층을 형성하여 전자사진감광체를 제조하였다.
비교예 2
킬레이트화합물 대신에 테트라이소프로필 티타네이트(듀폰사제 Tyzorⓡ TPT) 0.4부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 보호층을 형성하여 전자사진감광체를 제조하였다.
비교예 3
킬레이트화합물을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 조건으로 보호층을 형성하여 전자사진감광체를 제조하였다.
{평가}
보존안정성
실시예 및 비교예에서 제조된 보호층용 코팅액을 각각 바이얼담으로 밀봉하여 실온환경에서 1주일 동안 방치한 후 코팅액의 상태를 관찰하였다. 관찰 결과, 실시예 1, 실시예 2와 비교예 1, 비교예 3의 코팅액은 1주일 동안 방치한 후에도 초기와 같이 안정한 상태였다. 반면, 킬레이트화합물 대신에 테트라이소프로필 티타네이트를 가교제로 해서 사용한 비교예 2의 코팅액은 코팅액이 겔화 되어 있었다.
따라서, 일반적인 가교제를 사용하여 제조한 보호층 형성용 코팅액의 경우 실온환경에서도 가교제가 계속적으로 결합제 수지 등과 가교 반응을 하여 코팅액의 보존에 있어서 안정성이 보장되지 않는 반면, 실시예 1 및 실시예 2의 킬레이트화합물을 사용한 보호층 형성용 코팅액의 경우 장기간 실온에서 방치해도 더 이상의 가교가 진행되지 않아 킬레이트화합물이나 가교제 어느 것도 사용하지 않은 비교예 1 및 비교예 3의 경우와 마찬가지로 보존 안정성이 보장됨을 알 수 있다.
접착성
각 감광층의 접착성은 JIS-K5400라는 방법에 준거해서 크로스컷트시험을 실시해서 평가하였다. 시험방법은 감광체의 보호층에 컷트나이프로 절삭 깊이를 넣어서 1㎜×1㎜의 크기로 절편을 100개 형성해서 점착 테이프를 균일하게 붙인 다음 이를 벗겨 절편을 떨어지게 하여 감광층 쪽에 남아 있는 절편의 수를 헤아렸다. 이 결과를 표 1에 나타냈다.
감광체 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3
결과 100/100 100/100 15/100 100/100 0/100
상기 [표 1]에 나타낸 결과로 부터 알 수 있듯이 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2의 감광체는 가교제를 사용한 비교예 2와 마찬가지로 보호층에서 떨어진 절편이 하나도 없으므로 보호층과 감광층과의 접착성이 매우 우수함을 알 수 있다.
그러나, 킬레이트화합물이나 가교제 어느 것도 함유하지 않은 비교예 1 및 비교예 3의 감광체는 그 보호층의 절편이 감광층으로부터 쉽게 떨어져서, 감광층 상에 잔재하는 보호층의 절편이 얼마 남지 않은 것으로 보아서 보호층과 감광층과의 접착성이 매우 나쁨을 알 수 있다.
정전특성
각 감광체의 전자사진특성을 드럼 감광체 평가 장치(QEA사제 [PDT-2000])를 사용해서 23℃, 습도 50% (이하, N/N) 및 35℃, 습도 90% (이하, H/H)의 환경에서 각각 동일한 측정을 행하였다.
측정 조건은 코로나 전압 7.5kV로 대전기와 감광체의 상대속도 100mm/sec의 조건에서 대전하고, 그 직후 파장 780nm의 단색광을 노광에너지 0 내지 10mJ/m2의 범위 내에서 변화시키면서 조사하여 노광 후의 표면 전위의 값을 기록하고, 에너지 대 표면 전위의 관계를 측정하였다. 여기서 광을 조사하지 않은 표면 전위를 Vo[V], 10mJ/m2의 노광 후의 전위를 Vi[V]로 하였다. 또한, Vo가 1/2로 감소하는데 필요한 에너지를 E1/2[mJ/m2]으로 하였다.
측정의 결과를 [표 2]에 나타내었다.
감광체 환경 Vo[V] Vi[V] E1/2[mJ/m2]
실시예 1 N/N 706 64 3.62
H/H 682 56 3.48
실시예 2 N/N 857 46 3.24
H/H 824 42 3.18
비교예 1 N/N 691 63 3.74
H/H 563 59 3.86
비교예 2 N/N 711 66 3.65
H/H 694 55 3.41
비교예 3 N/N 848 78 3.34
H/H 653 65 3.92
상기 [표 2]에서 알 수 있듯이 본 발명의 구성에 의한 실시예 1 및 실시예 2의 감광체는 고온, 고습 등의 환경 변화에 따른 표면 전위의 차이가 그다지 크지 않은 양호한 정전 특성을 유지하고 있음을 알 수 있다. 또한, 일반적인 가교제를 사용한 비교예 2의 경우에도 어느 정도 동등한 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.
반면, 보호층이 킬레이트 화합물이나 가교제 어느 것도 포함하고 있지 않은 비교예 1 및 비교예 3의 감광체는 환경 변화에 따라서 표면 전위가 크게 변하고, 특히 고온, 고습의 환경일 때 표면 전위가 크게 떨어졌다. 표면 전위의 변화는 현상제가 감광체로 현상될 때의 효율을 떨어지게 하고, 따라서 전사효율도 떨어지게 되므로 궁극적으로 인쇄 화상의 품질이 떨어지게 됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 폴리아미드 수지와 함께 킬레이트 화합물을 함유하는 보호층을 포함함으로써 저장 안정성이 담보되고, 보호층과 감광층과의 접착성이 우수하며 또한 정전 특성도 우수하여 장기간 사용할 수 있고 화상품질이 향상된 전자사진감광체를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims (7)

  1. 전도성 기판;
    상기 전도성 기판 상에 형성되며 전하발생물질 및 전하수송물질을 함유하는 감광층; 및
    상기 감광층 상에 형성되어 상기 감광층을 보호하는 보호층;을 포함하며,
    상기 보호층은 알코올 용해성 폴리아미드 수지 및 알코올 용해성 킬레이트 화합물을 포함하고,
    상기 킬레이트 화합물은 티타늄 또는 지르코늄 중 어느 하나의 금속을 중심 금속으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진감광체.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 킬레이트 화합물은 아세틸아세토나토킬레이트, 아세토아세테이트킬레이트, 락테이트킬레이트, 글리코레이트킬레이트로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자사진감광체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보호층이 폴리비닐아세탈 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진감광체.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 폴리비닐아세탈 수지는 아세탈화율이 몰비로 65%이하인 것을 특징으로 하는 전자사진감광체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 감광층은 상기 전하발생물질을 포함하는 전하발생층 및 상기 전하수송 물질을 포함하는 전하수송층으로 형성된 적층 구조인 것을 특징으로 하는 전자사진감광체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 감광층은 상기 전하발생물질과 상기 전하수송물질이 단일 층 내에서 분산된 단층구조인 것을 특징으로 하는 전자사진감광체.
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