KR20040037181A - 타입 ⅰ과 타입 ⅳ 티타닐 프탈로시아닌을 포함하는 전하생성층 - Google Patents

타입 ⅰ과 타입 ⅳ 티타닐 프탈로시아닌을 포함하는 전하생성층 Download PDF

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KR20040037181A
KR20040037181A KR10-2004-7004568A KR20047004568A KR20040037181A KR 20040037181 A KR20040037181 A KR 20040037181A KR 20047004568 A KR20047004568 A KR 20047004568A KR 20040037181 A KR20040037181 A KR 20040037181A
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제니퍼 케이 넬리
캐써린 마일 랜돌프
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렉스마크 인터내셔널, 인코포레이티드
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Abstract

전하 생성층에서 타입 I과 타입 IV 티타닐 프탈로시아닌 모두를 사용해서, 광전도체의 감도가 조절된다. 타입 I 티타닐 프탈로시아닌은 혼합물 분쇄 전 미리 분쇄되는 것이 바람직하다.

Description

타입 Ⅰ과 타입 Ⅳ 티타닐 프탈로시아닌을 포함하는 전하 생성층{CHARGE GENERATION LAYERS COMPRISING TYPE I AND TYPE IV TITANYL PHTHALOCYANINES}
전자사진기술에서, 잠상(latent image)은 표면을 균일하게 대전시킨 후 빛에 표면 영역을 선택적으로 노출시킴으로써 광전도 물질과 같은 이미지 부재(imaging member)의 표면에 생성된다. 정전기 전하 밀도의 차이는 빛에 노출된 표면상의 영역과 빛에 노출되지 않은 표면상의 영역 사이에서 생긴다. 잠재 정전기 상은 정전기 토너에 의해 눈에 보이는 상으로 현상된다. 토너는, 광전도체 표면, 현상 전극 및 토너상의 상대적인 정전기 전하에 따라, 광전도체 표면의 노출 부분 또는 노출되지 않은 부분 중 어느 한 부분에 선택적으로 이끌린다.
일반적으로, 이중층 전자사진기술 광전도체는, 전하 생성층(CGL)과 전하 운반층(CTL)이 코팅된 금속 그라운드 평면과 같은 기재를 포함한다. 전하 운반층은 홀 운반 물질 또는 전자 운반 물질을 포함한 전하 운반 물질을 포함한다. 간략함을 위해, 본 명세서의 다음 논의는, 전하 운반 화합물로서 홀 운반 물질을 포함한 전하 운반층의 사용에 관해 이루어진다. 당업자는, 전하 운반층이 홀 운반 물질이 아닌 전자 운반 물질을 포함한다면, 본 명세서에 설명된 광전도체 표면에 위치한 전하는 반대일 것이라는 것을 이해할 것이다.
홀 운반 물질을 포함하는 전하 운반층이 전하 생성층에 형성될 경우, 음 전하는 전형적으로 광전도체 표면에 위치한다. 이와 반대로, 전하 생성층이 전하 운반층에 형성된 경우, 양 전하는 전형적으로 광전도체 표면에 형성된다. 보통, 전하 생성층은 전하 생성 화합물 또는 분자 단독 및/또는 결합제와 결합된 분자를 포함한다. 전하 운반층은 일반적으로 전하 운반 화합물 또는 분자를 포함하는 중합체 결합제 (polymeric binder)를 포함한다. 전하 생성층 내의 전하 생성 화합물은 이미지 형성 복사선 (image-forming radiation)에 민감하고, 이러한 복사선을 흡수함으로써 전자 홀 쌍을 광 생성한다. 전하 운반층은 보통 상 형성 복사선을 흡수하지 않고, 전하 운반 화합물은 음으로 대전된 광전도체 표면에 홀을 운반한다. 이러한 타입의 광전도체는 Adley 등의 미국 특허번호 제 5,130,215호와 Balthis 등의 미국 특허번호 제 5,545,499호에 개시되어 있다.
일반적으로, 전하 생성층은, 중합체 결합제를 포함하거나 포함하지 않고, 전하 생성 안료 또는 염료 (프탈로시아닌, 아조 화합물, 스쿠아레인 등)를 포함한다. 전하 생성층의 안료 또는 염료는 일반적으로 금속 기재에 효과적으로 결합 또는 부착하는 능력이 없기 때문에, 중합체 결합제는 일반적으로 전자사진 공정에 반응하지 않고, 안료/염료와 안정한 분산물을 형성하며, 금속 기재에 대해 우수한 접착 특성을 갖는다. 전하 생성층과 관련된 전기적인 감도는, 사용된 중합체 결합제의성질에 영향을 받을 수 있다. 안료와 우수한 분산물을 형성하는 중합체 결합제도 금속 기재에 부착되어야 한다.
인쇄 품질의 향상은, 특히 컬러 프린터의 경우 항상 바람직한데, 이는 컬러 프린터가 뛰어난 범위의 그래픽 능력을 나타내기 때문이다. 이러한 범위는 그레이 스케일 능력의 함수이고, 그레이 스케일은 매우 미세한 요소의 패턴으로 서로 혼합된 색과 배경을 인쇄함으로써 얻어진다. 본 발명은 보다 일정한 반응을 갖기 위해 광전도체 감도를 조절함으로써 향상된 그레이 스케일을 얻는다.
본 발명은 티타닐 프탈로시아닌과 같은 전하 생성 화합물을 포함한 전하 생성층에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 전하 생성층을 포함하는 광전도체에 관한 것이다.
도 1은 타입 I과 타입 IV 티타닐과 그 혼합물에 대한 에너지 대 방전 전압의 곡선.
도 2는 더 작은 안료비로 얻어진 더 높은 잔류 전압을 나타내는 에너지 대 방전 전압의 곡선.
도 3은 타입 IV 및, 타입 I과 타입 IV 혼합물에 대한 그레이 레벨 대 L*을 도시한 곡선.
도 4는 식별 가능한 그레이 스케일 대 방전 전압을 도시한 곡선.
도 5는 식별 가능한 그레이 스케일에 대한, 에너지 대 방전 전압의 곡선 (0.7 마이크로 J/cm2)의 기울기를 나타낸 도면.
도 6은 결합제로 사용된 폴리비닐부티랄의 구조식.
도 7은 결합제로 사용된 에폭시 수지의 구조식.
도 8은 서로 다른 분산물과 제조 방법에 대한 입자 크기 분포의 곡선.
이러한 반응은 타입 I 티타닐 프탈로시아닌과 타입 IV 티타닐 프탈로시아닌 모두를 사용함으로써 본 발명에 따라 얻어진다. 놀랍게도, 이러한 물질은 이들의 광감도 레벨을 결합해서 작용하고, 이에 따라 원하는 광감도가 신뢰성있게 재현될 수 있다. 타입 I 티타닐 프탈로시아닌은 혼합물 분쇄 전 예비 분쇄되는 것이 바람직하다.
상세한 설명에 기술된 본 발명은 다음 도면과 함께 볼 경우 보다 잘 이해될 것이다.
광전도체의 장점을 나타낸 한 가지 도면은 E 대 V의 곡선으로, V는 광전도체의 전압이고 E는 레이저 에너지이다. 아래 도시된 도 1과 같은 이러한 곡선은, 일반적으로 "굴곡부 (knee)"를 나타낸다. 주어진 E 대 V의 곡선에 대해, 검정 페이지의 광학 밀도 또는 백색 용지 위의 배경 레벨 (background level) (즉, 적절한 현상과 배경 벡터)와 같은 다른 인쇄 품질 성능을 손상시키지 않으면서, 우수한 그레이 스케일을 나타내는 최적의 레이저 에너지 범위가 존재한다. 레이저 프린트 헤드에 적절한 에너지 범위는 곡선의 "굴곡부" 주변 또는 그 아래에 있는 것으로 보인다. 우수한 성능을 유지하기 위해, 0.35 마이크로 J/cm2와 같은 특정 한계 아래에서 인쇄 헤드 파워가 작동할 수 없는 경우, 적절한 에너지 범위에서 V 대 E 곡선의 "굴곡부"를 조절할 필요가 있다. 본 발명은 이러한 조절이 티타닐 프탈로시아닌 안료의 혼합물을 사용함으로써 이루어질 수 있음을 인식한다. 티타닐 프탈로시아닌은 많은 결정 형태를 나타내는데, 본 명세서에서 중요한 것은 타입 I과 타입 IV이다. 티타닐 프탈로시아닌의 타입 I과 타입 IV 혼합물의 서로 다른 비에 대한 V 대 E의 곡선이 아래 도시되어 있다 (도 1, 표 1).
IV/I 비 V(0.00μJ/cm2) V(0.22μJ/cm2) V(0.33μJ/cm2) V(1μJ/cm2) 흑 감쇄 (1s)
0/100 -738.95 -437.96 -345.78 -79.65 8.4
100/0 -742.52 -72.91 -52.87 -41.78 18.2
67/33(a) -744.58 -164.24 -61.38 -28.94 23.2
50/50(a) -740.39 -185.89 -88.23 -39.78 14.3
33/67(a) -739.31 -259.43 -130.86 -35.36 15.7
67/33(b) -737.36 -149.12 -74.52 -40.77 21.3
50/50(b) -734.56 -217.81 -105.40 -39.40 19.9
(a): 분산물이 개별적으로 분쇄된 다음 혼합되었다.
(b): 타입 I과 IV 안료가 함께 분쇄되었다.
V 대 E 곡선의 낮은 에너지 범위에서, 광전도체의 감도는 타입 I 안료의 첨가로 감소된 반면, 곡선의 높은 에너지 범위에서는, 광전도체의 잔류 전압이 변하지 않았다 (또는 심지어 감소). 즉, V 대 E 곡선의 "굴곡부"는 에너지 축 (x 축)을 따라 이동할 수 있는 반면, 잔류 전압을 변하지 않게 한다. 이는 이러한 안료 혼합물의 흥미있는 특징으로, 낮은 에너지에서 감도를 줄이기 위해 사용된 공통 제형의 변화 일부는 잔류 전위를 증가시키는 경향이 있기 때문이다. 예를 들어, 더 낮은 안료 대 결합제 비의 사용은, 낮은 에너지 범위에서 감도를 줄이지만, 잔류 전압을 증가시킬 것이다 (도 2에 도시된 바와 같이 바람직하지 않음). 안료 대 결합제의비를 45/55에서 30/70으로 줄이는 경우, 0.22 마이크로 J/cm2에서의 전압은 47V만큼 (절대값) 증가하지만, 잔류 전압은 21V만큼 증가했다.
낮은 에너지에서 감도를 줄이기 위해 사용된 잘 알려져 있는 다른 제형 도구 (formulation tool)는, CG 층의 광학 밀도를 줄이기 위한 것이다. 그러나, 특정 기재에 대해 낮은 CG 광학 밀도에서 인쇄시 바람직하지 않은 므아르 패턴 (Moire pattern)이 나타난다. 사실상, 1.4 이상의 CG 광학 밀도는 Moire 패턴을 방지하는데 필요하다.
또한, 모든 타입 I과 타입 IV 혼합물은, 적어도 타입 IV이 100%인 경우에서와 같이 좋은, 우수한 암쇠 성능 (dark decay performance)을 나타낸다 (일반적으로, 더 작은 안료 대 결합제 비의 제형을 갖는 경우는 아님).
CG 층에 타입 I 대 타입 IV의 서로 다른 세 개의 비를 갖는 광전도체는, 특히 그레이 스케일 범위에서 인쇄 품질이 평가되었다. 광전도체는 주변 조건에서 약 30,000회의 인쇄에 대해 실행되었다. 레이저 프린트 헤드 파워는 0.6 마이크로 J/cm2로 일정했다. 정전기 테스터 에너지 스케일은 프린터의 에너지 스케일과 다른데, 프린터의 0.7 마이크로 J/cm2은 정전기 테스터의 0.35 마이크로 J/cm2에 해당한다. 도 1과 도 2의 데이터는 정전기 테스터로 얻어졌고, 도 3, 4 및 5의 데이터는 프린터로 얻어졌다.
이러한 경우, 그레이 스케일 범위는 127개의 그레이 레벨을 포함한 프린트 매스터 (print master)로 시각적으로 평가되었다. 그레이 스케일은 한쪽 끝에서 "백색 위의 검정색 (black on white)" 상자 (BOW)에 의해 한정되고, 이는 가장 밝은 식별 가능한 그레이 레벨 (즉, 백색 배경의 검정색 점)이다. 이와 반대로, 그레이 스케일은 다른 쪽 끝에서 "검정색 위의 흰색 (white on black)" 상자 (WOB)에 의해 한정되고, 이는 가장 어두운 식별 가능한 그레이 레벨 (즉, 검정색 배경의 흰색 점)이다. 그레이 스케일의 WOB 측면의 경우, 회색의 상자를 지나는 검정색의 대각선이 기준으로 작용한다. 일단 대각선이 더 이상 회색 배경으로부터 구별되지 않으면, WOB 한계가 도달되었다. 그레이 스케일 범위는, 도 2에 도시된 바와 같이, 타입 I의 함량이 증가함에 따라 증가한다.
타입 I/ 타입 IV 비 타입 IV 100% 타입 I 50%타입 IV 50% 타입 I 33%타입 IV 67%
WOB 15 4 11
BOW 127 127 127
피로(fatigue) 및 수명에 대한 변화와 같은 다른 인자는 상기 혼합물과 타입 IV에 대해 크게 다르지 않다. 다른 인쇄 품질 특징, 예를 들어 "모두 검정색" 페이지에 관해서, 광학 밀도는 오히려 타입 I 함량에 무관하고, 운 졸게도 타입 I의 양이 증가함에 따라 더 작아지지 않았다. 배경 레벨은 모든 분산물에 대해 동일했다.
전압 대 에너지 곡선 (도 1)의 굴곡부에서의 변화를 제외하고, 혼합물은 기능적으로 타입 IV과 동일한 것으로 나타났다. 그레이 스케일의 향상은 L*(밝기) 대 그레이 레벨 (도 3)을 측정함으로써 또한 확인되었다. 이러한 경우, 프린트 매스터는 255개의 그레이 레벨을 가졌다. 안정을 위해 이러한 곡선의 이상적인 형태는 직선이어야 하는데, 이는 실제로는 결코 얻을 수 없다. 그러나, 타입 I/ 타입 IV 조성물을 갖는 곡선은, 해당하는 타입 IV 100% 조성물 (바람직함)보다 더욱 선형이다. 도 3에서, L*(밝기)는 타입 IV 100% 및, 타입 IV 66%와 타입 I 34%에 대해, 서로 다른 그레이 레벨에 대해 작성되었다.
식별 가능한 그레이 레벨의 백분율은 전하 생성층의 광학 밀도에 따라 약간 감소하지만, 광학 밀도의 영향은 레이저 에너지와 타입 I의 백분율에 비해 극히 적다. 타입 I/ 타입 IV 혼합물은 그레이 스케일 범위를 손상시키지 않으면서, 바람직한 0.6 내지 0.7 μJ/cm2범위에서 작업을 허용한다.
도 3은, 총 255개의 레벨 중 인식 가능한 그레이 레벨 백분율로 측정된 그레이 스케일 범위가, 타입 I 함량에 따라 증가하고, 또한 레이저 파워 감소에 따라 증가함을 도시한다.
타입 I/ 타입 IV 비 타입 IV 100% 타입 I 33%타입 IV 67% 타입 I 50%타입 IV 50%
0.6 마이크로 J/cm2 76 81.5 83
0.7 마이크로 J/cm2 73.5 78.5 79.5
상기 데이터는 실험실 규모로 제조된 타입 I 및 타입 IV 분산물에 관한 것이다.
(제조 규모로 제조된 타입 I/ 타입 IV 분산물)
제조 규모로 제조된 타입 I/ 타입 IV 분산물로, 유사한 그레이 스케일 평가가 수행되었다. 이 평가에서, 프린트 매스터는 127개의 그레이 스케일을 가졌다. 다시 한번, 타입 I/ 타입 IV 혼합물 (이 경우, 33/67)은 타입 IV 100% (표 4)와 비교해서 그레이 스케일 범위의 상당한 향상을 나타낸다.
드럼 ID WOB BOW 그레이 스케일 방전0.7 μJ 모두 검정(OD) 기울기(0.7 내지 0.75)
타입 IV 100% 20 125 105 -44 1.67 67
타입 IV/I67/33 (a) 13 124 111 -75 1.65 173
타입 IV/I67/33 (b) 12 124 112 -89 1.67 220
타입 IV/I67/33 (c) 10 123 113 -77 1.67 200
본 명세서에 기록된 방전 전압은 두 개의 에너지 레벨 (0.7과 0.75 마이크로 J/cm2)에 대해 프린터에서 측정되었다.
타입 I/ 타입 IV 혼합물은 타입 IV만 있는 것보다 감도가 적은 광전도체를 생성했다. 원하는 바와 같이, 검정 페이지 {모두 검정(OD)}의 광학 밀도는 타입 I 안료의 존재에 영향을 받지 않았다. 타입 IV/I이 67/33인 CG 분산물 (a)와 (b)는 이들의 제조가 달랐다 (다음 부분 참조). (a)는 타입 I 안료에 대해 예비 분쇄 단계를 전혀 갖지 않는 반면, (b)는 1시간 동안 타입 I을 예비 분쇄하는 단계를 가졌고, 67/33의 타입 I/IV인 (c)와 (d)는 동일한 CG를 가졌으며, (c)는 실험실 규모로 코팅된 반면, (b)는 제조 규모로 코팅되었다.
도 4와 5는 그레이 스케일 범위가 감도 감소에 따라 증가하고 (도 4), 또한 그레이 스케일 범위는 해당 에너지에서 V 대 E 곡선의 기울기가 증가함에 따라 증가하는 것을 (도 5) 도시한다. 프린트 헤드 에너지에서 V 대 E 곡선의 기울기가 증가할 경우 그레이 스케일이 향상된다는 사실은, V 대 E 곡선의 "L" 모양이 바람직하지 않다는 사실을 의미한다. 즉, V 대 E 곡선은 해당 에너지에서 (프린터에서는 약 0.7 마이크로 J/cm2, 또는 정전기 테스터에서는 0.35 마이크로 J/cm2, 도 1 참조) 완전히 편평하지 않아야 한다. 예를 들어, 도 1에서, 순수한 타입 IV 곡선은 0.35 마이크로 J/cm2에서 수평인 반면, I/IV 혼합물은 아래쪽을 향한 기울기를 갖는다.
(실시예)
앞에서 논의되고 아래 부분에서 상세히 설명된 실시예는 모두 전도성 지지체로 밀봉 및 양극 처리된 알루미늄 코어 (anodized aluminum core)와, 동일 중량부의 폴리비닐부티랄 (Sekisui 케미컬 사에 의해 BX-55Z로 상업적으로 판매됨)과 에폭시 수지 (Shell 케미컬 사에 의해 EPON 1004로 상업적으로 판매됨)의 결합제 (binder)를 사용한다. 실시예는 외부의 전하 운반층을 갖고, 이는 본 발명에 영향을 미치지 않으면서 매우 다양하게 변할 수 있는데, 이는 전하 생성층의 특징을 포함하기 때문이다. 대표적인 전하 운반층은, 소량의 규소 마이크로스피어 (silicon microsphere)와 실리콘 오일을 갖는 폴리카보네이트 결합제에서 트리에틸아민 등이다.
BX-55Z 폴리비닐부티랄은 약 98,000 g/몰의 수 평균 분자량 (Mn)을 갖고, 도 6의 일반식을 갖는다 {단위 x, y 및 z (각각 부티랄, 에틸 알코올 및 아세테이트 부분임)는 다소 무작위이다}.
EPON 1004는 도 7에 도시된 바와 같이, 약 4,294 g/몰의 중량 평균 분자량을 갖는, 에피클로로하이드린과 비스페놀 A의 반응 생성물이다.
(분산물 제조)
순수한 타입 IV 분산물은, 타입 IV 프탈로시아닌 안료의 농축 분산물을 결합제 (즉, BX55Z 폴리비닐부티랄과 EPON 1004) 및 용매 (메틸에틸 케톤과 시클로헥산온)로 특정 시간 동안 분쇄한 다음, 최종 고형 함량까지 용매로 이 분산물을 가라앉힘으로써 보통 제조된다. 타입 I 타입 IV 혼합물 분산물의 가공은 우수한 코팅 품질 (시각적으로 판단함)을 낳는 분산물을 얻기 위해 변형되어야만 한다.
타입 IV 프탈로시아닌은 분쇄 조건에 매우 민감하고, 역시 격렬한 분쇄 조건에서 감광성이 적은 형태로 상 변환을 거칠 수 있다. 한편, 입자 크기가 작은 분산물이 바람직한데, 이러한 분산물이 (일반적으로) 보다 균일한 코팅을 만들 수 있기 때문이다. 따라서, 균일한 코팅과 감도에 대한 요구는 균형을 이루어야 한다. 또한, 타입 I 분산물은 우수한 "코팅성"을 갖는 분산물을 얻기 위해 타입 IV보다 더 강한 분쇄를 필요로 하는 경향이 있다. 따라서, 타입 I/ IV 분산물을 분쇄하기 위한 바람직한 방법은 타입 IV 안료를 주입하기 전 타입 I을 예비 분쇄하는 것이었다. 실험실 분쇄기를 포함한 모든 분쇄기는 교반기 비드 분쇄기 (agitator bead mill)이다. 다른 분쇄기는 적절해야 한다.
서로 다른 분산물 (순수한 타입 IV 티타닐 프탈로시아닌과 혼합된 타입 I과 IV)에 대한 처리 단계가 표 5와 6에 요약되어 있다 (주: 아래 제시된 분쇄 시간은 분쇄실에 머무른 시간을 나타내고, MEK는 메틸에틸 케톤을 나타낸다).
예비 분쇄되지 않은 타입 IV 100%, 모든 중량은 g 단위임
밀링 베이스(mill base) 침전(let down) 전체 제형(total formulation)
타입 IV 75.61 0 75.61
BX55Z 16.38 29.82 46.21
EPON 1004 8.82 37.38 46.21
싸이클로헥사논 322.6 84.85 407.45
MEK 80.65 4944.57 5025.22
타입 I이 예비 분쇄된 타입 I 33%/ 타입 IV 67%의 혼합물, 모든 중량은 g 단위임
예비 분쇄하기 밀링 베이스 침전 전체 제형
타입 IV 0 116.7 0 116.7
타입 I 58.34 58.34 0 58.34
BX55Z 0 37.92 69.04 106.97
EPON 1004 0 20.42 86.55 106.97
싸이클로헥산온 256.7 746.83 196.43 943.26
MEK 171.13 186.71 11446.87 11633.58
서로 다른 분산물은, Malvern Zeta sizer IV를 이용해서, 이들의 입자 크기로 특징이 기술되었다. 또한, 이러한 특별한 분산물은 실험실 규모의 분쇄기와 제조용 분쇄기 사이의 중간 능력을 갖는 "스케일 업(scale-up)" 분쇄기로 제조되었다. 도 8에 입자 크기 분포가 나타나 있고, 평균 입자 크기가 표 7에 요약되어 있다.
# 분산 평균 직경 nm 다중 분산
A 타입 IV 100% 194.4 0.055
B 예비 분쇄되지 않은67/33의 타입 IV/ 타입 I 220.1 0.190
C 1시간 동안 예비 분쇄된67/33의 타입 IV/ 타입 I 213.5 0.127
(A) 타입 IV 100%: 타입 IV 티타닐 프탈로시아닌 안료와 50/50의 BX55Z PVB/EPON 결합제를 갖는, 45/55의 안료 대 결합제 비
(B) I/ IV 예비 분쇄되지 않음: 동일한 안료 대 결합제의 비와 분산물 A의 결합제 비를 갖는, 67/33의 IV/I 안료.
(C) I/IV 1시간 동안 예비 분쇄됨: 분산물 B와 동일하지만 1시간 동안 예비 분쇄된 분산 조성물.
분산물 A (타입 IV 100%)는 세 가지 중 가장 작은 입자 크기를 갖고, 한 가지 형태로 나타났다. 분산물 B (67/33 IV/I, 예비 분쇄되지 않음)는 가장 큰 입자 크기를 갖고, 다중 분산되었다. 분산물 C는 분산물 A 정도로 아주 작지는 않지만, 분산물 B와 비교해서 감소된 평균 입자 크기를 나타냈다. 그 다중 분산성은 분산물 B에 비해 줄어든 것으로 나타난 것이 더욱 중요하다.
예비 분쇄하는 기간이 최적화되었다. 표 8은, 예비 분쇄하는 단계의 과 분쇄 타입 I이 입자 크기의 증가뿐만 아니라, 감도의 감소를 일으킬 수 있다는 것을 보여준다.
# 예비 분쇄된 타입 I V(0.33μJ/cm2) V(1μJ/cm2) 평균직경 nm 다중 분산
A 예비 분쇄되지 않음 -84 -49 224.2 0.14
B 1시간 동안 예비 분쇄됨 -75 -42 215.8 0.09
C 2시간 동안 예비 분쇄됨 -91 -45 223.8 0.12
1시간 동안 예비 분쇄하는 것이 예비 분쇄하는 최적의 시간으로 보였다. 입자 크기의 증가에 대한 한 가지 가능성이 있는 설명은, 입자가 더 작을수록 안료 입자가 재 응집되는 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 분쇄 작업은 추가 단계, 본 명세서에서 "결합제 안정화 단계"라 불리는 추가 단계를 포함하도록 변형되었다.
(추가 결합제 안정화 단계)
이와 같이 변형된 분쇄 공정은,
타입 I 안료를 용매로 예비 분쇄하는 단계와,
결합제 안정화 단계로, 밀링 베이스에 결합제를 첨가하고 추가로 예비 분쇄하는 단계와,
타입 IV (밀링 베이스에 대한 건조 안료)을 추가하고 분쇄하는 단계와,
침전시키는 단계 (let down step)를 포함한다.
예비 분쇄하기(pregrind) 결합제 안정화 밀링 베이스 침전 전체 제형
타입 IV 0 0 116.7 0 116.7
타입 I 58.34 58.34 58.34 0 58.34
BX55Z 0 37.92 37.92 69.04 106.97
EPON 1004 0 20.42 20.42 86.55 106.97
싸이클로헥산온 256.7 746.83 746.83 196.43 943.26
MEK 171.13 186.71 186.71 11446.87 11633.58
표 9에서, "예비 분쇄하기", "결합제 안정화", "밀링 베이스"는, 각각 예비 분쇄하는 단계, 결합제 안정화 단계 및 전반적인 분쇄 단계 중에 분쇄되는 서로 다른 분산물의 조성물을 나타낸다. 침전(let down)은 사이클로헥산온과 MEK 용매의 BX55Z와 EPON 1004의 용액이고, 최종 분산물을 제조하기 위한 최종 가공 단계 중 밀링 베이스에 첨가된다. 결합제 안정화 단계 중, 결합제인 EPON과 BX55Z는 일반적으로, 밀링 베이스 혼합물에 첨가되기 전 MEK/시클로헥산온 용매 혼합물에 용해된다.
표 10은 실험실 규모에서 제조된 분산물을 나타내는데, 이는 입자 크기에 대한 더 큰 값을 설명한다. 실험실 규모에서 처리된 분산물은 스케일 업 분쇄기 또는 제조 규모의 분쇄기에서 처리된 동일 조성물의 분산물보다 일반적으로 더 큰 입자 크기를 나타낸다. 결합제 안정화 단계는 평균 입자 크기의 감소를 일으킨다. 원하는 바와 같이, 결합제 안정화 단계는 입자 크기의 감소에 기여하는 재 응집이나 추가 분쇄 시간을 방지할 수 있다. 전반적인 CG 코팅 품질의 향상 (시각적으로 관찰해서 판단함)이 또한 관찰되었다. 0.33 마이크로 J/cm2에서 방전 전압은 결합제 안정화 분산물에 대해 약 13V가 더 높았고, 이는 여전히 원하는 범위 내에 있다.
# 예비 분쇄하기 (시간) 결합제 안정화(시간) 분쇄(시간) V(0.33μJ/cm2) V(0.33μJ/cm2) 평균직경 nm 다중분산
G 1.5 0 1 -75.87 -36.28 288.6 0.30
H 1.5 0.5 1 -89.05 -48.03 254.9 0.07
양쪽 타입의 분산물 가공 (즉, 타입 I 예비 분쇄하기/ 타입 I/IV 분쇄 또는 타입 I 예비 분쇄하기/ 결합제 예비 안정화 단계/ 타입 I/IV 분쇄)은 제조 레벨로 스케일 업 되었다. 양쪽 타입의 처리는 유사한 입자 크기를 갖고 원하는 전기적 성능을 갖는 분산물을 생성했다. 아마도, 결합제 안정화 단계는, 타입 I 안료에 일어날 수 있는 과 분쇄와, 이후 입자 크기의 증가 및 코팅 품질 문제에 대한 어느 정도의 보호를 제공하는 한, 어느 정도의 이점을 제공한다.
서로 다른 분쇄 단계에 대한 예에서 주어진 시간은 사용된 분쇄기 타입에 따라 다를 것이다.
이러한 타입 I/ 타입 IV 분산물에 사용된 결합제는 EPON 1004와 BX55Z만을 포함했다. 향상된 그레이 스케일을 위해 타입 I/ 타입 IV 혼합물을 사용하는 것은 추가 결합제로 폴리실록산을 함유한 것과 같은 다른 결합제 물질까지 확대될 수 있었다.
결합제 또는 결합제들, 전도성 기재, 전하 운반층 등의 변화는, 본 발명에사용된 타입 I과 타입 IV 티타닐 프탈로시아닌 혼합물의 전기적인 특징에 크게 영향을 미치지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 티타닐 프탈로시아닌과 같은 전하 생성 화합물을 포함한 전하 생성층과, 이러한 전하 생성층을 포함한 광전도체에 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 전도성 지지층과, 수지 결합제에 감광성 물질이 있는 전하 생성층과, 전하 운반층을 포함한 광전도체로서,
    상기 감광성 물질은 타입 I 티타닐 프탈로시아닌과 타입 IV 티타닐 프탈로시아닌의 혼합물인, 광전도체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합물은 약 33 퍼센트의 타입 I 티타닐 프탈로시아닌과 약 67 퍼센트의 타입 IV 티타닐 프탈로시아닌인, 광전도체.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수지 결합제는, 에피클로로하이드린과 비스페놀 A의 반응 생성물인 에폭시 수지와, 폴리비닐부티랄의 혼합물인 것을 또한 특징으로 하는, 광전도체.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 수지 결합제는, 에피클로로하이드린과 비스페놀 A의 반응 생성물인 에폭시 수지와, 폴리비닐부티랄의 혼합물인 것을 또한 특징으로 하는, 광전도체.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 타입 I 티타닐 프탈로시아닌은 분산물에서 미리 분쇄되고, 상기 타입 I 프탈로시아닌과 상기 타입 IV 프탈로시아닌은 이후 서로 결합되고 더 분쇄되는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 타입 I 티타닐 프탈로시아닌은 분산물에서 미리 분쇄되고, 상기 타입 I 프탈로시아닌과 상기 타입 IV 프탈로시아닌은 이후 서로 결합되고 더 분쇄되는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 타입 I 티타닐 프탈로시아닌은 분산물에서 미리 분쇄되고, 상기 타입 I 프탈로시아닌과 상기 타입 IV 프탈로시아닌은 이후 서로 결합되고 더 분쇄되는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 타입 I 티타닐 프탈로시아닌은 분산물에서 미리 분쇄되고, 상기 타입 I 프탈로시아닌과 상기 타입 IV 프탈로시아닌은 이후 서로 결합되고 더 분쇄되는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 미리 분쇄되는 것은 우선 상기 분산물에서 결합제 수지 없이 우선 일어나고, 이후 상기 분산물에서 상기 결합제 수지를 이용해서 일어나는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 미리 분쇄되는 것은 우선 상기 분산물에서 결합제 수지 없이 우선 일어나고, 이후 상기 분산물에서 상기 결합제 수지를 이용해서 일어나는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 미리 분쇄되는 것은 우선 상기 분산물에서 결합제 수지 없이 우선 일어나고, 이후 상기 분산물에서 상기 결합제 수지를 이용해서 일어나는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 미리 분쇄되는 것은 우선 상기 분산물에서 결합제 수지 없이 우선 일어나고, 이후 상기 분산물에서 상기 결합제 수지를 이용해서 일어나는 것을 추가 특징으로 하는, 광전도체.
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