KR100864301B1

KR100864301B1 - 환경 안정성 및 경시 안정성이 우수한 전자 사진 감광체 드럼, 이를 위한 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100864301B1
Application number: KR1020070066585A
Authority: KR
Inventors: 이두희; 박병천; 권정민
Original assignee: (주)켐스
Priority date: 2007-07-03
Filing date: 2007-07-03
Publication date: 2008-10-20

Abstract

본 발명에 따른 환경 안정성 및 경시 안정성이 우수한 OPC 드럼은 알루마이트 도금층이 형성된 알루미늄 파이프에 티타늄 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물에 인듐이 혼합된 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물을 포함하는 전하 발생재료 조성물을 코팅하여 전하 발생층을 형성하고, 스틸벤(stilbene) 골격을 갖는 화합물과 트리페닐디아민(triphenyl diamine: TPD) 화합물을 포함하는 전하 수송재료 조성물을 코팅하여 전하 수송층을 형성하여 제조된다.

환경 안정성, 경시 안정성, OPC 드럼, 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물,스틸벤, 트리페닐디아민, 전하 발생층, 전하 수송층

Description

환경 안정성 및 경시 안정성이 우수한 전자 사진 감광체 드럼, 이를 위한 조성물 및 그 제조방법{Organic Photo Conductor Drum with Good Image Stability under Heaby Climates and Good Color Stability, Composition for the Same and Process of Preparing the Same}

발명의 분야

본 발명은 프린터의 토너 카트리지에 사용되는 전자 사진 감광체(organic photo conductor: "OPC") 드럼(drum)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 프린터 인쇄의 좋은 화상(image)을 구현할 수 있도록 고온고습이나 저온저습과 같은 나쁜 기후 환경에서도 안정성을 갖고, 시간이 경과함에 따라 발생하는 화상의 경시 변화가 없는 새로운 OPC 드럼 및 그 제조방법에 관한 것이다.

발명의 배경

OPC 드럼은 프린터에 널리 사용되고 있는 전자 사진 감광체이다. OPC 드럼은 도전성 지지체 상에 전자 사진 감광층을 형성한 것으로서, 통상 알루미늄 파이프 외부 표면에 알루마이트 층을 형성하고, 그 위에 전하 발생층과 전하 수송층을 차례로 형성하여 전하의 이동에 따라 토너 입자를 이동시켜 필요한 내용을 인쇄하게 된다.

좋은 화상을 갖는 인쇄를 하기 위하여 OPC 드럼은 아주 중요하다. 특히 OPC 드럼의 표면에 형성되는 전하 발생층과 전하 수송층은 인쇄 화상 품질과 직접적인 관련이 있다.

시간이 경과함에 따라 또는 인쇄량이 많을수록 인쇄 화상 품질은 차츰 저하된다. 따라서 시간이 경과하여도 좋은 인쇄 화상 품질을 유지하고, 가급적 많은 양을 인쇄하여도 좋은 인쇄 화상 품질을 유지하는 것은 OPC 드럼의 영원한 과제라 할 수 있다.

또한 OPC 드럼은 환경 변화에 따라 많은 영향을 받는 것으로 나타나고 있다. 예를 들어, 고온고습의 기후나 저온저습의 기후인 경우에, OPC 드럼의 전하 발생층과 전하 수송층이 나쁜 영향을 받고 그 결과 환경변화에 따른 안정성을 향상시키는 것도 인쇄 화상 품질을 위한 연구과제이다.

본 발명자들은 상기와 같은 OPC 드럼의 종래 문제점을 해결하고자 새로운 성분의 전하 발생 재료와 전하 수송재료를 개발하고, 이를 이용하여 전하 발생층과 전하 수송층을 형성함으로써 환경 안정성 및 경시 안정성이 우수한 본 발명의 OPC 드럼을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 고온고습이나 저온저습과 같은 기후환경에서도 좋은 인쇄 화상을 구현할 수 있는 우수한 환경 안정성을 갖는 OPC 드럼을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 시간이 경과하여도 좋은 인쇄 화상을 구현할 수 있는 우수한 경시 안정성을 갖는 OPC 드럼을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 환경 안정성과 경시 안정성이 우수한 OPC 드럼을 제조하기 위한 새로운 전하 발생 재료 조성물과 전하 수송 재료 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명의 전하 발생 재료(charge generation material: "CGM") 조성물은 인 듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물 0.5∼5 중량%와 바인더 수지 0.5∼5 중량%를 용매 90∼99 중량%에 용해시켜 제조하며, 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물은 70∼99 중량%의 티타늄 프탈로시아닌 화합물과 30∼1 중량%의 인듐으로 이루어진다.

본 발명의 전하 수송 재료(charge transport material: "CTM") 조성물은 스틸벤 골격을 갖는 화합물과 TPD 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료 5∼12 중량%와 바인더 수지 5∼15 중량%를 용매 73∼90 중량%에 용해시켜 제조하며, 상기 스틸벤 골격을 갖는 화합물은 전하 수송재료 조성물 총 중량의 2∼5 중량%이고, TPD 화합물은 전하 수송재료 조성물 총 중량의 3∼7 중량%이다.

이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체 예에 대한 상세한 설명

OPC 드럼은 도전성 지지체로 알루미늄 파이프를 이용하여 제작된다. 알루미늄 파이프로부터 OPC 드럼을 제작하는 단계는 크게 4 단계로 구분된다. 첫 단계는 알루미늄 파이프 표면을 가공하고, 두 번째 단계는 알루마이트 도금 처리를 하고, 세 번째 단계는 전하 발생 재료(CGM)를 용매에 용해시켜 제조한 전하 발생 재료 액(CGM Liquid: "CGL")으로 코팅하고, 마지막으로 전하 수송 재료(CTM)를 용매에 용해시켜 제조한 전자 수송 재료액(CTM Liguid: "CTL")으로 코팅한다.

첫 단계인 표면 가공 단계는 알루미늄 파이프의 표면을 균일하게 하기 위한 공정으로, 통상 기존의 가공기에서 바이트를 이용하여 처리한다. 일종의 기계적인 세정(polishing) 공정으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

두 번째 단계인 알루마이트 도금 처리 공정은 상기 표면처리된 알루미늄 파이프에 알루마이트를 도금하여 알루마이트 층을 형성하는 것으로 강제 산화 아노다이징(anodizing)이라 할 수 있다. 이렇게 알루마이트 도금층을 형성함으로써 난반사 및 다반사를 방지할 수 있다.

알루마이트 도금층이 형성되면, 그 위에 전하 발생층을 형성하는 세 번째 단계를 행한다. 종래에는 티타늄 프탈로시아닌 화합물을 전하 발생 재료로 사용한 CGL 조성물을 코팅하여 왔다. 그러나 본 발명에서는 환경 안정성과 경시 안정성을 좋게 하기 위하여 티타늄 프탈로시아닌 화합물에 인듐이 혼합된 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물을 전하 발생 재료로 사용한다.

본 발명의 전하 발생 재료(charge generation material: "CGM") 조성물은 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물 0.5∼5 중량%와 바인더 수지 0.5∼5 중량%를 용매 90∼99 중량%에 용해시켜 제조한다. 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물은 70∼99 중량%의 티타늄 프탈로시아닌 화합물과 30∼1 중량%의 인듐으로 이루어진다.

본 발명의 CGL 조성물은 용매로 THF(테트라히드로퓨란)를 사용하고, 바인더 수지로서 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral: PVB), 폴리비닐 아세탈(polyvinyl acetal: PVA) 또는 이들의 혼합물을 사용한다.

알루마이트 도금층이 형성된 알루미늄 파이프는 위에서 제조된 CGL 액에 침지하여 알루마이트 도금층 위에 전하 발생층을 형성시킨다. 침지되었던 알루미늄 파이프는 자연 건조시켜 CGL 액을 건조시킨다. CGL 액에 사용된 용제가 THF이기 때 문에 자연건조가 가능하다.

CGL 액이 건조되어 전하 발생층이 형성되면, 그 위에 전하 수송층을 형성시킨다.

전하 수송층은 스틸벤(stilbene) 골격을 갖는 화합물과 트리페닐디아민(triphenyl diamine: TPD) 화합물을 포함하는 전하 수송재료 조성물을 코팅하여 형성한다.

본 발명의 전하 수송 재료(CTM) 조성물은 스틸벤 골격을 갖는 화합물과 TPD 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료 5∼12 중량%와 바인더 수지 5∼15 중량%를 용매 73∼90 중량%에 용해시켜 제조한다. 상기 스틸벤 골격을 갖는 화합물은 전하 수송 재료(CTM) 조성물 총 중량의 2∼5 중량%이고, TPD 화합물은 전하 수송 재료(CTM) 조성물 총 중량의 3∼7 중량%이다. TPD 화합물은 메타형, 파라형 등이 있는데, 이들은 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

CTL 용액 조성물을 제조하기 위하여 사용가능한 용매로는 유기용제로서 THF와 톨루엔 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. THF와 톨루엔의 사용비율은 중량비로서 약 75 : 25 ~ 70 : 30 범위로 하는 것이 바람직하다.

CTL 용액 조성물에 사용되는 바인더 수지로는 폴리카보네이트가 있다.

전하 발생층이 형성된 알루미늄 파이프는 위에서 제조된 CTL 액에 침지하여 전하 발생층 위에 전하 수송층을 형성시킨다. 침지되었던 알루미늄 파이프는 약 100~130 ℃ 온도에서 약 10~30 분간 건조시켜 전하 수송층을 형성시킨다.

상기와 같은 조성을 갖는 CGL 액과 CTL 액으로 알루마이트 층이 형성된 알루미늄 파이프에 전하 발생층과 전하 수송층을 형성함으로써 고온고습이나 저온저습 과 같은 열악한 기후환경에서도 좋은 인쇄 화상을 구현할 수 있는 우수한 환경 안정성을 갖고 시간이 경과하여도 우수한 경시 안정성을 갖는 OPC 드럼을 제공할 수 있다.

본 발명은 고온고습이나 저온저습과 같은 기후환경에서도 좋은 인쇄 화상을 구현할 수 있는 우수한 환경 안정성을 갖고, 시간이 경과하여도 좋은 인쇄 화상을 구현할 수 있는 우수한 경시 안정성을 갖는 OPC 드럼을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 환경 안정성과 경시 안정성이 우수한 OPC 드럼을 제조하기 위한 새로운 전하 발생 재료 조성물과 전하 수송 재료 조성물을 제공한다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

알루마이트 도금층이 형성된 알루미늄 파이프에 티타늄 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물에 인듐이 혼합된 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물을 포함하는 전하 발생재료 조성물을 코팅하여 전하 발생층을 형성하고; 그리고

스틸벤(stilbene) 골격을 갖는 화합물과 트리페닐디아민(triphenyl diamine: TPD) 화합물을 포함하는 전하 수송재료 조성물을 코팅하여 전하 수송층을 형성하는;

단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 환경 안정성 및 경시 안정성이 우수한 OPC 드럼의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전하 발생재료 조성물은 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물 0.5∼5 중량%와 바인더 수지 0.5∼5 중량%를 용매 90∼99 중량%에 용해시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 OPC 드럼의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물은 70∼99 중량%의 티타늄 프탈로시아닌 화합물과 30∼1 중량%의 인듐으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 OPC 드럼의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전하 수송재료 조성물은 스틸벤 골격을 갖는 화합물과 TPD 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료 5∼12 중량%와 바인더 수지 5∼15 중량%를 용매 73∼90 중량%에 용해시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 OPC 드럼의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 스틸벤 골격을 갖는 화합물은 전하 수송재료 조성물 총 중량의 2∼5 중량%이고, TPD 화합물은 전하 수송재료 조성물 총 중량의 3∼7 중량%인 것을 특징으로 하는 OPC 드럼의 제조 방법.
삭제
상기 제1항 내지 제5항의 어느 한 방법에 따라 제조된 OPC 드럼.
인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물 0.5∼5 중량%와 바인더 수지 0.5∼5 중량%를 용매 90∼99 중량%에 용해시켜 제조하며, 상기 인듐계 티타늄 프탈로시아닌 화합물은 70∼99 중량%의 티타늄 프탈로시아닌 화합물과 30∼1 중량%의 인듐으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 OPC 드럼용 전하 발생재료 조성물.
제8항에 있어서, 상기 용매는 THF이고, 상기 바인더 수지는 폴리비닐 부티랄(polyvinyl butyral: PVB), 폴리비닐 아세탈(polyvinyl acetal: PVA) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 OPC 드럼용 전하 발생재료 조성물.
스틸벤 골격을 갖는 화합물과 TPD 화합물로 이루어지는 전하 수송 재료 5∼12 중량%와 바인더 수지 5∼15 중량%를 용매 73∼90 중량%에 용해시켜 제조하며, 상기 스틸벤 골격을 갖는 화합물은 전하 수송재료 조성물 총 중량의 2∼5 중량%이고, TPD 화합물은 전하 수송재료 조성물 총 중량의 3∼7 중량%인 것을 특징으로 하는 OPC 드럼용 전하 수송재료 조성물.
제10항에 있어서, 상기 용매는 유기용제로서 THF와 톨루엔이 75 : 25 ~ 70 : 30의 중량비로 혼합된 혼합물이고, 상기 바인더 수지는 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 OPC 드럼용 전하 수송재료 조성물.