KR20060060146A - 호모지나이저를 이용한 단층형 감광층 형성용코팅조성물의 안정화방법 - Google Patents

호모지나이저를 이용한 단층형 감광층 형성용코팅조성물의 안정화방법 Download PDF

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Abstract

전하발생물질로서 기능할 수 있는 안료 분말을 포함하는 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화 방법으로서, 유기용제중에 상기 안료분말, 정공수송물질, 전자수송물질, 및 바인더 수지가 분산 또는 용해된 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 주기적으로 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 균질화 처리하는 것을 특징으로 하는 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법이 제공된다. 본 발명에 따른 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법을 이용하면 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 한번에 대량으로 조제해 놓고 장기 보관하면서 호모지나이저를 이용하여 정기적으로 간단한 균질화 조작만을 시행하여 바로 단층형 전자사진감광체를 제조하는데 이용할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 단층형 전자사진 감광체의 제조공정을 간단하게 하면서도 정전특성의 저하가 실질적으로 없는 단층형 전자사진 감광체를 얻을 수 있으므로 매우 실용적이고 경제적이다.
단층형 감광층 형성용 코팅조성물, 안정화 방법, 호모지나이저

Description

호모지나이저를 이용한 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법{Method of stabilizing coating composition for producing single layer type electrophotosensitive layer by using homogenizer}
본 발명은 단층형 전자사진감광체의 제조에 사용되는 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 단층형 전자사진감광체를 간편하고 경제적으로 제조하는 데 도움이 되는 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화 방법에 관한 것이다.
레이저 프린터, 복사기, CRT 프린터, LED 프린터, 액정 프린터 등의 전자사진법에 있어서, 도전성 지지체 상에 감광층을 구비하는 플레이트, 디스크, 시트, 벨트, 드럼 등의 형태의 전자사진감광체는, 먼저 감광층의 표면을 균일하게 정전기적으로 대전시키고, 대전된 표면을 광 패턴에 노광시킴으로써 화상이 형성된다. 노광은 표면에 광이 충돌된 조사 영역의 전하를 선택적으로 소산시킴으로써, 대전 및 비대전 영역의 패턴, 이른바 잠상(latent image)을 형성하게 된다. 다음으로, 습식 또는 건식 토너가 잠상의 인접 부위에 제공되고, 토너 방울 또는 입자가 대전된 또는 비대전된 영역 중 어느 하나의 인접 부위에 부착되어 감광층의 표면 상에 토너 화상(toned image)을 형성한다. 결과물인 토너 화상은 종이와 같은 적당한 최종 또는 중간 수용 표면으로 전사된 후 정착되어 화상형성이 완료된다. 전사후의 전자사진감광체는 잔류 토너의 크리닝 및 제전이 행하여져 장기에 걸쳐서 반복사용될 수 있다.
상기 전자사진감광체에는 셀레늄이나 아모포스 실리콘 등의 무기재료를 감광층에 사용하는 무기감광체와, 유기재료를 감광층에 사용하는 유기감광체가 있다. 이들중에서 유기감광체는 제조가 용이하고 전하발생물질, 전하수송물질 또는 바인더 수지 등의 재료선택의 폭이 크고, 기능설계의 자유도가 높기 때문에 주목받고 있다.
유기 감광체는 크게 두가지 유형으로 구분된다. 제1 유형은 바인더 수지와 전하발생물질(CGM;charge generating material)을 포함하는 전하발생층과, 바인더 수지와 전하수송물질(주로 정공수송물질(HTM;hole transporting material))을 포함하는 전하수송층의 적층구조로 이루어진 적층형 감광체이다. 이는 일반적으로 도전성 지지체상에 전하발생층 및 전하수송층을 이 순서로 적층한 (-) 대전형의 전자사진감광체의 제조에 이용된다. 제2 유형은 바인더 수지, 전하발생물질, 정공수송물질 및 전자수송물질(ETM; electron transporting material)을 모두 하나의 감광층에 분산시킨 단층형 감광체이다. 이는 일반적으로 (+)대전형의 전자사진감광체의 제조에 이용된다. 한편, 단층형 전자사진감광체는 층구성이 간단하여 생산성이 우수하며, 감광층의 피막결함이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 인체에 유해한 오존이 덜 발생하고, 층간의 계면이 적어서 광학적 특성을 향상시킬 수 있으며, 전하수 송물질로서 전자수송물질과 정공수송물질을 병용하는 것에 의하여 하나의 감광체를 (+)대전형 또는 (-) 대전형의 양쪽으로 사용할 수 있다는 장점이 있기 때문에 각광을 받고 있다.
종래, 전하발생물질로서 안료를 사용하는 경우 단층형 감광층 형성용 코팅조성물은 대한민국 공개특허공보 2004-0005528호에 기재되어 있는 바와 같이 다음과 같이 전하발생물질 조성물 및 전하수송물질 조성물을 별도로 제조한 후 이들을 혼합하는 2 단계 방법에 의하여 제조되고 있다.
즉, 전하발생물질인 광도전성의 안료 분말을 전자사진감광체의 제조에 사용할 수 있을 정도로 미세하게 분쇄하기 위하여 용제중에서 장시간 통상적으로 약 20시간 정도 밀링한다. 이 때, 바인더 수지가 함께 존재하는 상태에서 안료분말의 밀링이 이루어질 수 있다. 이 안료분말의 밀링 공정은 통상적으로 볼 밀, 샌드 밀, 또는 페인트 셰이커에서 유리 비드, 스틸 비드, 지르코니아 비드, 알루미나 비드, 지르코니아 볼, 또는 스틸 볼이 이용되는 볼 밀링 공정이거나 또는 투롤 밀, 쓰리롤 밀 등의 롤 밀을 이용하는 롤 밀링 공정이다. 이 밀링 공정에서 안료분말은 통상적으로 서브마이크론 수준으로 미세하게 분쇄되며 이렇게 하여 얻어진 조성물을 전하발생물질 조성물이라고 한다. 이와 별도로 정공수송물질, 전자수송물질, 및 바인더 수지 등을 용제에 용해시켜 전하수송물질 조성물을 준비한다. 이어서, 이와 같이 별도로 준비된 전하발생물질 조성물과 전하수송물질 조성물을 혼합하여 최종적인 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 완성한다.
그런데 이와 같이 CGM, HTM, ETM, 바인더 및 기타 첨가제가 함께 존재하여 농도가 진한 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 경우에는 특히 CGM으로서 안료분말이 사용되는 경우 CGM의 변형이 쉽게 발생한다. 이는 상기 조성물을 제조하는데 사용되는 유기용매가 CGM에 영향을 미치기 때문인데, 밀링후 작아진 안료입자 크기가 다시 응집에 의하여 증가하고 이와 더불어 일반적으로 결정형의 변화도 수반되기 때문이다. 특히 단층형 감광층 형성용 코팅조성물를 제조하는 경우 주로 CTM과 이에 맞는 바인더를 용해하는 것에 초점을 맞추고 있으므로 안정한 CGM을 유지하기가 매우 어렵다. 즉, CTM과 이에 맞는 바인더에 우수한 용해성을 보이는 THF, 디클로로메탄, 클로로포름 등의 대부분의 유기용제는 CGM의 안정화에는 불리한 결과를 보이는 문제점이 있다.
이와 같은 이유에서 빠르게는 1주일만에도 안료입자의 결정형의 변형이 발생할 수 있으며, 특히, 안료입자의 크기 증가는 결정적으로 유효한 광흡수면적을 떨어뜨려 전자사진 공정의 감도 저하를 유발하므로 안료입자의 크기 유지가 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정성에 중요한 변수로 작용한다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 단층형 전자사진 감광체를 간편하고 경제적으로 제조하기 위하여 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
전하발생물질로서 기능할 수 있는 안료 분말을 포함하는 단층형 감광층 형성 용 코팅조성물의 안정화 방법으로서,
유기용제중에 상기 안료분말, 정공수송물질, 전자수송물질, 및 바인더 수지가 분산 또는 용해된 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 주기적으로 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 균질화 처리하는 것을 특징으로 하는 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법을 제공한다.
본 발명에 따른 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법을 이용하면 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 한번에 대량으로 조제해 놓고 장기 보관하면서 호모지나이저를 이용하여 정기적으로 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 간단한 균질화 조작만을 시행하여 바로 단층형 전자사진감광체를 제조하는데 이용할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 단층형 전자사진 감광체의 제조공정을 간단하게 하면서도 정전특성의 저하가 실질적으로 없는 단층형 전자사진 감광체를 얻을 수 있으므로 매우 실용적이고 경제적이다.
이하, 본 발명에 따른 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 유기용제중에 상기 전하발생물질로서 기능하는 안료분말, 정공수송물질, 전자수송물질, 및 바인더 수지를 함께 넣고 상기 성분들을 분산 또는 용해시킨다. 예를 들면, 바람직하게는 밀링, 쉐이킹 등 종래의 당업자에게 공지된 임의의 방법을 이용하여 정공수송물질, 전자수송물질과 이에 맞는 바인더를 상기 유기용제에 용해시키면서 전하발생물질인 안료분말을 분쇄, 미세화시켜 상기 유기 용제내에 분산시킴으로써 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 제조한다.
이 조성물은 유기용제내에 많은 구성성분들이 용해 또는 분산되어 있어서 고농도이고 또한 상기 유기용제는 전하발생물질인 안료와 친화성이 불량한 것이 일반적이다. 따라서 이 조성물을 장기간 방치하면 서서히 응집이 발생하고 안료분말의 결정형이 변화될 수 있는 등의 문제점이 발생하므로 단층형 전자사진 감광체의 제조에 사용하면 감광체의 정전특성을 저하시킨다.
그러나 본 발명에 따르면 상기 조성물을 대량으로 제조한 후 장기간 보관하여도 주기적으로 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 균질화 처리하면 상기한 문제점을 방지할 수 있어서 이를 단층형 전자사진 감광체를 제조하는데 이용하여도 감광체의 정전특성이 실질적으로 저하되지 않는다.
따라서 본 발명에 따른 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법을 이용하면 단층형 전자사진 감광체의 제조공정을 간단하게 하면서도 정전특성의 저하가 실질적으로 없는 단층형 전자사진 감광체를 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 호모지나이저로서는 초음파 호모지나이저(ultrasonic homogenizer), 기계식 호모지나이저(mechanical shear homogenizer)를 들 수 있다.
초음파 호모지나이저의 구체적인 예로서는 BioLogics Inc.의 모델 150V/T, 모델 300V/T, Rose Scientific Ltd.의 UPS 200S 초음파 호모나이저 등을 들 수 있다. 이는 초음파에 의하여 발생한 진동에 의하여 조성물을 균질화하면서 안료분말을 분쇄한다. 기계식 호모지나이저의 구체적인 예로서는 IKA사의 T25 Homogenizer, Omni International사의 Omni Mixer Homogenizer, Omni Macro Homogenizer, Omni Mixer-ES 및 Omni Macro-ES Homogenizer, 또는 Sartorius AG의 Potter S Homogenizer 등을 들 수 있다. 이는 회전자/고정자 제너레이터 프루브(rotor-stator generator probe)을 이용하여 조성물을 격렬하게 혼합하고 또한 안료분말을 미세하게 분쇄한다.
본 호모지나이저를 이용하는 균질화 처리는 약 10분 ~ 약 4 시간, 바람직하게는 약 20 분 ~ 2시간 동안 진행된다. 상기 균질화 처리시간이 10분 미만이면 안료분말의 미세 분산이 불충분하여 단층형 전자사진감광체의 정전특성이 불량해질 수 있으며, 약 2 시간에 도달하면 안료분말의 미세 분산 효과가 실질적으로 포화되어 버린다.
상기 호모지나이저를 이용한 균질화 처리의 주기는 특별히 한정되지 않지만 1일 내지 14일, 바람직하게는 3일 내지 10일, 더욱 바람직하게는 6일 내지 8일이다. 상기 균질화 처리 주기가 1일 미만이면 균질화 처리가 너무 빈번하여 공정 간편화의 효과가 불충분하고 14일을 초과하면 균질화 처리시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.
상기 조성물의 구성성분의 함량은 본 기술분야에게 통상적으로 사용되는 범위라면 특별히 한정되지 않는다. 그러나 굳이 구성성분의 함량비율을 예시한다면 상기 유기 용제 100 중량부를 기준으로 상기 바인더 수지 5 내지 60 중량부, 상기 안료분말 0.5 내지 10 중량부, 상기 정공수송물질 2 내지 20 중량부, 및 상기 전자수송물질 2 내지 20 중량부의 함량비율인 것이 바람직하다.
상기 바인더 수지의 함량이 용제 100 중량부를 기준으로 5 중량부 미만이면 결착력이 부족하여 도전성 지지체상에 코팅후 이로부터 탈리될 염려가 있으며, 60 중량부를 초과하면 전하발생물질 및 전하수송물질의 함량이 감소하므로 이를 이용하여 제작된 전자사진감광체의 정전특성이 저하된다.
상기 전하발생물질로서 기능할 수 있는 광도전성의 안료분말의 함량이 용제 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 미만이면 전하발생량이 충분하지 않으며, 10 중량부를 초과하면 대전안정성이 불량해진다.
상기 정공수송물질의 함량이 용제 100 중량부를 기준으로 2 중량부 미만이면 전하 수송능이 불충분하기 때문에 감도가 부족하여 잔류 전위가 커지는 경향이 있으며, 20 중량부를 초과하면 감광층중의 수지의 함유량이 작아져서 기계적 강도가 저하되므로 바람직하지 않다.
상기 전자수송물질의 함량이 용제 100 중량부를 기준으로 2 중량부 미만이면 전하 수송능이 불충분하기 때문에 감도가 부족하여 잔류 전위가 커지는 경향이 있으며, 20 중량부를 초과하면 감광층중의 수지의 함유량이 작아져서 기계적 강도가 저하되므로 바람직하지 않다.
본 발명에서 상기 코팅 조성물의 제조를 위하여 사용될 수 있는 용제로서는 각종 유기용제를 들 수 있는데, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등의 알콜류, n-헥산, 시클로헥산, 헵탄 등의 지방족탄화수소, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 트리클로로에탄, 클로로포름, 사염화탄소, 클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 테트라히드로퓨란, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등 의 에테르류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트 등의 에스테르류, 디메틸포름알데히드, 디메틸포름아미드, 디메틸술폭사이드 등을 들 수 있다. 이들 용제는 단독으로, 또는 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 바인더 수지는 예를 들면 스티렌-부타디엔 공중합체, 수지스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 스티렌-말레인산 공중합체, 아크릴수지, 메타크릴수지, 스티렌-아크릴산 공중합체, 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체, 염소화폴리에틸렌, 폴리리비닐아세테이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리프로필렌, 아이오노머, 비닐클로라이드-비닐아세테이트 공중합체, 폴리에스테르, 알키드 수지, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리술폰, 디알릴프탈레이트 수지, 폴리-N-비닐카바졸, 케톤수지, 폴리비닐포르말, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐아세탈 수지, 페녹시수지, 폴리에테르 수지, 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리비닐알콜, 에틸 셀룰로오스, 등의 열가소성 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소수지, 멜라민 수지, 실리콘-알키드 수지, 스티렌-알키드 수지, 기타 가교성의 열경화수지, 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 등의 광경화형수지 등을 포함한다. 이들 바인더 수지는 단독으로 사용되거나, 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
감광층에서 전하 발생 물질로서 사용될 수 있는 안료로서는, 예를 들면 무금속 프탈로시아닌계 안료, 옥소티타닐프탈로시아닌계 안료, 히드록시갈륨프탈로시아닌계 안료, 페릴렌계 안료, 비스아조계 안료, 비스벤조이미다졸계 안료, 무금속 나 프탈로시아닌계 안료, 금속 나프탈로시아닌계 안료, 스쿠아라인계 안료, 스쿠아릴륨(squarylium)계 안료, 트리스아조계 안료, 인디고계 안료, 아줄레늄계 안료, 퀴논계 안료, 시아닌계 안료, 피릴륨(pyrylium)계 안료, 안트라스론계 안료, 트리페닐메탄계 안료, 스렌계 안료, 톨루이딘계 안료, 피아졸린계 안료, 퀴나크리돈계 안료와 같은 유기광도전체의 종래 공지의 전하발생물질을 들 수 있다.
전하발생물질로서는 무금속 프탈로시아닌계 안료, 옥소티타닐프탈로시아닌계 안료, 또는 히드록시갈륨프탈로시아닌계 안료가 광효율의 측면에서 바람직하다. 상기 전하발생물질은 소망하는 영역에서 흡수파장을 갖도록 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
본 발명의 단층형 전자사진감광체에 사용될 수 있는 전하수송물질은 종래 공지의 정공수송물질과 전자수송물질을 포함한다.
상기 정공수송물질로서는, 예를 들면 엔아민스틸벤계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐벤지딘계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐페닐렌디아민계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐나프틸렌디아민계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐페난트릴렌디아민계 화합물, 2,5-디(4-메틸아미노페닐)-1,3,4-옥사디아졸 등의 옥사디아졸계 화합물, 9-(4-디에틸아미노스티릴)안트라센 등의 스티릴계 화합물, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 화합물, 유기폴리실란 화합물, 1-페닐-3-(p-디메틸아미노페닐) 피라졸린 등의 피라졸린계 화합물, 히드라존계, 인돌계 화합물, 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 티아졸계 화합물, 티아디아졸계 화합물, 이미다졸계 화합물, 피라졸계 화합물, 트리아졸계 화합물 등의 함질소환식 화합물이나 축합다환식 화합물 을 들 수 있다.
정공수송물질로서는 특히 엔아민스틸벤계 화합물을 사용하는 것이 안료분산의 측면에서 바람직하다. 정공수송물질은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 전자수송물질로서는, 예를 들면 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 화합물, 디페노퀴논계 화합물, 벤조퀴논계 화합물,아조퀴논계 화합물, 모노퀴논계 화합물, 디나프틸퀴논계 화합물, 카르복실산 디이미드계 화합물, 스틸벤퀴논계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 말로노니트릴계 화합물, 티오피란계 화합물, 크산톤계 화합물, 트리니트로티옥산톤계 화합물, 플루오레논계 화합물, 페난트라퀴논계 화합물, 디니트로안트라센계 화합물, 디니트로아크리딘계 화합물, 니트로안트라퀴논계 화합물, 디니트로안트라퀴논계 화합물, 테트라시아노에틸렌계 화합물, 시아노퀴노디메탄계 화합물, 디니트로벤젠계 화합물, 디니트로안트라센계 화합물, 디니트로아크리딘계 화합물, 니트로안트라퀴논계 화합물, 무수숙신산계 화합물, 무수말레인산계 화합물, 무수프탈산계디브로모무수말레인산 등의 전자수용성을 갖는 여러 화합물을 들 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 전자수송물질은 이들에 한정되지 않고, 전자수송성 고분자 화합물이나 n형 반도체 특성을 갖는 기타 안료 등이어도 좋다.
전자수송물질로서는 특히 하기 화학식 1로 표시되는 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 화합물이 상기한 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아크릴레이트 수지 등의 바인더수지와의 상용성이 우수하기 때문에 바람직하다. 바인더 수지와 전자수송물질의 상용성이 우수하면 감광층 제조과정에서 열풍건조시에 감광층 내부 및 표면에 존재하는 전자수송물질 분자 근처에 있어서 체적수축이 일어나기 어렵게 되고, 감광층 표면에도 미소공극이 형성되기 어렵다. 이와 반대로, 바인더 수지와 전자수송물질의 상용성이 나쁘면, 열풍건조시에 전자수송물질 분자 근처에서의 체적수축이 일어나기 쉽고, 감광층표면에 미소공극이 형성되기 쉽다.
[화학식 1]
Figure 112004056149610-PAT00001
상기 화학식 1에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬기를 나타내고;
R2는 식 -(CH2)n-O-R3의 기를 나타내며,
여기서, R3는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 치환 또는 비치환된 알콕시기, 탄소수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 탄소수 7 내지 30의 치환 또는 비치환된 아르알킬기이고;
n은 1 내지 12의 정수이다.
본 발명에 있어서 전자수송물질은 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 간단하고 경제적인 방법에 따라 제조된 감광층 코팅 조성물을 공지의 방법을 이용하여 도전성 지지체상에 도포하고 건조하면 단층형 전자사진감광체가 얻어진다.
상기 도전성 지지체로서는 금속, 도전성 폴리머 등으로 이루어진 드럼 또는 벨트 등을 들 수 있다. 상기 금속으로서는 알루미늄, 스테인레스 스틸 등을 들 수 있다. 상기 도전성 폴리머로서는 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 및 이들의 공중합체 등에 도전성 카본, 산화 주석, 산화 인듐 등의 도전성 물질을 분산시킨 것을 들 수 있다.
상기 도포방법으로서는 침지도포, 링 도포, 롤 도포, 스프레이 도포 등을 들 수 있다. 얻어진 단층형 감광층의 두께는 통상 약 5㎛ ~ 약 50㎛의 범위인 것이 바람직하다. 단층형 감광층의 두께가 5㎛ 미만이면 감도가 부족한 문제점이 있고, 50㎛를 초과하면 대전능 및 감도가 저하하는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 감광층 코팅 조성물의 제조방법에 있어서, 상기 조성물중에는 전하발생물질인 안료, 전하수송물질 등의 분산성, 감광층의 내오존성 및 평활성 등을 좋게 하기 위하여 계면활성제, 레벨링제, 산화방지제, 광안정제 등의 첨가제가 더 포함될 수 있다.
한편, 단층형 감광체를 제조하는 데 있어서, 도전성 지지체와 감광층 사이에 도전층을 더 형성할 수 있다. 상기 도전층은 카본 블랙, 그래파이트, 금속 분말, 또는 금속 산화물 분말과 같은 도전성 분말을 용제에 분산시킨 후 얻어진 분산액을 지지체 상에 도포하고 건조시켜 얻어진다. 상기 도전층의 두께는 약 5 내지 약 50㎛ 범위인 것이 바람직하다.
또한, 상기 지지체와 감광층 사이 또는 도전층과 감광층 사이에는, 접착성의 향상, 혹은 지지체로부터의 전하주입을 저지할 목적으로 중간층이 설치될 수도 있다. 이러한 중간층으로서는 알루미늄의 양극 산화층; 산화티타늄, 산화주석 등의 금속산화물 분말의 수지 분산층; 폴리비닐알콜, 카제인, 에틸셀룰로오스, 젤라틴, 페놀 수지, 폴리아미드 등의 수지층을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 상기 중간층의 두께는 약 0.05 내지 약 5㎛의 범위가 바람직하다.
또한, 본 발명의 코팅조성물을 이용하여 단층형 감광체를 제조하는데 있어서 상기 감광체는 필요에 따라서 표면보호층을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 기재하지만, 이에 예시 목적을 위한 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
용기중에 디클로로메탄 44.8g 및 1,1,2-트리클로로에탄 19.2g의 혼합용제를 넣었다. 이어서, 상기 용기중에 전하발생물질로서 하기 화학식 4의 X-타잎 무금속 프탈로시아닌 안료 분말 0.48g, 정공수송물질로서 하기 화학식 5의 엔아민스틸벤계 정공수송 물질 2.72g, 전자수송물질로서 하기 화학식 6의 나프탈렌테트라카르복실 산 디이미드계 화합물 3.2g, 및 카네보사제(鍾紡社製)로부터 상품명 "O-PET"로 입수가능한 하기 화학식 7의 폴리에스테르계 바인더 수지 9.6 g을 넣은 후, 직경 0.5mm의 지르코니아 비드 32g을 투입하고 약 72시간 볼밀링하여 분산시켰다.
이렇게 하여 얻어진 상기 분산액으로부터 메쉬를 이용하여 비드를 제거하여 얻어진 단층형 감광층 형성용 조성물에 대하여 레이저 산란 입자크기 분포 분석기(Laser Scattering Particle Size Distribution Analyzer)(제조사 : 일본 HORIBA사, 모델명 : LA-910)를 이용하여 분산체의 평균입경을 측정하였다.
계속하여 상기 단층형 감광층 형성용 조성물을 밀봉한 후 4주 동안 방치하였다. 방치 도중에 일주일마다 500 watt의 교반식 호모지나이저(제조사 : IKA사, 모델명 : T25)를 이용하여 약 10,000 rpm의 회전속도로 상기 조성물을 약 5℃의 저온에서 약 30분 동안 고속교반하여 재분산시킨 후 분산체의 평균입경을 다시 측정하였다.
또한 4주 방치후의 상기 조성물을 양극산화처리된 알루미늄 드럼상에 링 코터(ring coater)를 이용하여 코팅한 후, 110℃에서 1시간 건조시켜 약 15-16㎛ 두께의 감광층을 갖는 전자사진 감광체 드럼을 제조하고 아래의 시험예에서 설명하는 방법에 따라 노광전위를 측정하여 정전특성을 평가하였다. 이들 평가결과를 아래의 표 1에 종합하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법 및 동일한 조건을 이용하여 단층형 감광층 형성용 조성물을 조제하여 상기 레이저 산란 입자크기 분포 분석기를 이용하여 분산체의 평균입경을 측정하였다.
계속하여 상기 단층형 감광층 형성용 조성물을 밀봉한 후 약 5℃의 분위기에서 4주 동안 방치하면서 일주일마다 분산체의 평균입경을 다시 측정하여 방치시간의 경과에 따른 분산체의 평균입경의 변화를 추적하였다.
또한 4주 방치후의 상기 조성물을 양극산화처리된 알루미늄 드럼상에 링 코터(ring coater)를 이용하여 코팅한 후, 110℃에서 1시간 건조시켜 약 15-16㎛ 두께의 감광층을 갖는 전자사진 감광체 드럼을 제조하고 아래의 시험예에서 설명하는 방법에 따라 노광전위를 측정하여 전자사진특성을 평가하였다. 이들 평가결과를 아래의 표 1에 종합하였다.
Figure 112004056149610-PAT00002
Figure 112004056149610-PAT00003
Figure 112004056149610-PAT00004
Figure 112004056149610-PAT00005
시험예
실시예 1 및 비교예 1에서 설명한 바와 같이 각각 30일 방치후의 상기 조성물을 이용하여 제조한 상기 단층형 전자사진 감광체의 정전특성을 자체제작한 코로나 대전방식의 드럼 감광체 평가장치를 사용하여 측정하였다. 상기 평가장치의 드럼직경은 30mm, 드럼회전속도는 5ips(inch/second)이었으며, 노광에너지는 1.6μJ/㎠이었다. 초기 대전전위와 노광전위 및 500매 프린팅후의 대전전위와 노광전위를 측정하였다.
분산체 평균입경 (㎛) Vo (V) Vd (V)
조성물 조제직후 1주후 2주후 3주후 4주후
실시예 1 0.1 0.1 0.1 0.11 0.11 900 약 100
비교예 1 0.1 0.11 0.12 0.13 0.38 900 약 140
Vo initial: 대전전위 Vd : 노광전위
표 1을 참조하면, 종래의 방법에 해당하는 비교예 1의 경우 방치기간이 3주후까지는 분산체의 평균입경의 변화는 비교적 미미하였으나 4주후가 되면 0.38㎛로 급격히 증가하였다. 이는 조성물 조제직 후의 분산체의 평균입경 0.1㎛의 3.8배에 해당하는 큰 증가에 해당하였다. 이와 같은 전하발생물질의 크기 증가는 유효 광흡수면적의 감소로 연결되기 때문에 이를 이용하여 제작된 감광체 드럼의 노광전위는 약 140V로 증가되어 정전특성이 불량한 것을 알 수 있다.
이와 비교하여 본 발명에 해당하는 실시예 1의 경우에는 방치 동안 단순히 일주일 마다 호모지나이저를 이용하여 30만 균일하게 상기 조성물을 교반하여 주는 간단한 조작만으로 분산체의 크기 증가 및 이를 이용하여 제작된 단층형 전자사진 감광체의 정전특성 저하를 방지할 수 있는 것을 알 수 있다. 즉 구체적으로 실시예 1의 시험결과를 살펴보면 4주 방치후에도 분산체의 평균입경의 변화는 실질적으로 없는 것을 알 수 있으며, 상기 4주 방치후의 상기 조성물을 이용하여 제작한 감광체 드럼의 노광전위는 약 100V에 불과하여 비교예 1과 비교할 때 정전특성이 아주 우수한 것을 알 수 있다. 이는 전하발생물질의 크기가 실질적으로 증가하지 않아서 감광층내의 전하발생물질의 유효 광흡수면적이 실질적으로 감소되지 않았기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법을 이용하면 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 한번에 대량으로 조제해 놓고 장기 보관하면서 호모지나이저를 이용하여 정기적으로 간단한 균질화 조작만을 시행하여 바로 단층형 전자사진감광체를 제조하는데 이용할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 단층형 전자사진 감광체의 제조공정을 간단하게 하면서도 정전특성의 저하가 실질적으로 없는 단층형 전자사진 감광체를 얻을 수 있으므로 매우 실용적이고 경제적이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화방법을 이용하면 상기 조성물의 안정성을 장기간에 걸쳐서 확보할 수 있으므로 감광층 형성용 조성물의 제조공정을 단축함으로써 단층형 전자사진감광체의 제조비용 및 시간을 절약할 수 있다.
본 발명의 몇가지 구현예가 개시되고 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 원리 및 정신으로부터 이탈하지 않고 이러한 구현예에 변경이 가해질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위 및 그 균등물에 의하여 정하여진다.

Claims (5)

  1. 전하발생물질로서 기능할 수 있는 안료 분말을 포함하는 단층형 감광층 형성용 코팅조성물의 안정화 방법으로서,
    유기용제중에 상기 안료분말, 정공수송물질, 전자수송물질, 및 바인더 수지가 분산 또는 용해된 단층형 감광층 형성용 코팅조성물을 주기적으로 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 균질화 처리하는 것을 특징으로 하는 단층형 감광층 형 성용 코팅조성물의 안정화방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 상기 유기 용제 100 중량부를 기준으로 상기 바인더 수지 5 내지 60 중량부, 상기 안료분말 0.5 내지 10 중량부, 상기 정공수송물질 2 내지 20 중량부, 및 상기 전자수송물질 2 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 안정화방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 안료분말은 무금속 프탈로시아닌계 안료, 옥소티타닐프탈로시아닌계 안료, 히드록시갈륨프탈로시아닌계 안료, 페릴렌계 안료, 비스아조계 안료, 비스벤조이미다졸계 안료, 무금속 나프탈로시아닌계 안료, 금속 나프탈로시아닌계 안료, 스쿠아라인계 안료, 스쿠아릴륨(squarylium)계 안료, 트리스아조계 안료, 인디고계 안료, 아줄레늄계 안료, 퀴논계 안료, 시아닌계 안료, 피릴륨(pyrylium)계 안료, 안트라스론계 안료, 트리페닐메탄계 안료, 스렌계 안료, 톨루이딘계 안료, 피아졸린계 안료, 퀴나크리돈계 안료 또는 이들의 임의의 혼합물인 것을 특징으로 하는 안정화방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정공수송물질은 엔아민스틸벤계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐벤지딘계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐페닐렌디아민계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐나프틸렌디아민계 화합물, N,N,N',N'-테트라페닐페난트릴렌디아민계 화합물, 2,5-디(4-메틸아미노페닐)-1,3,4-옥사디아졸 등의 옥사디아졸계 화 합물, 9-(4-디에틸아미노스티릴)안트라센 등의 스티릴계 화합물, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 화합물, 유기폴리실란 화합물, 1-페닐-3-(p-디메틸아미노페닐) 피라졸린 등의 피라졸린계 화합물, 히드라존계, 인돌계 화합물, 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 티아졸계 화합물, 티아디아졸계 화합물, 이미다졸계 화합물, 피라졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 안정화방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전자수송물질은 나프탈렌테트라카르복실산 디이미드계 화합물, 디페노퀴논계 화합물, 벤조퀴논계 화합물,아조퀴논계 화합물, 모노퀴논계 화합물, 디나프틸퀴논계 화합물, 카르복실산 디이미드계 화합물, 스틸벤퀴논계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 말로노니트릴계 화합물, 티오피란계 화합물, 크산톤계 화합물, 트리니트로티옥산톤계 화합물, 플루오레논계 화합물, 페난트라퀴논계 화합물, 디니트로안트라센계 화합물, 디니트로아크리딘계 화합물, 니트로안트라퀴논계 화합물, 디니트로안트라퀴논계 화합물, 테트라시아노에틸렌계 화합물, 시아노퀴노디메탄계 화합물, 디니트로벤젠계 화합물, 디니트로안트라센계 화합물, 디니트로아크리딘계 화합물, 니트로안트라퀴논계 화합물, 무수숙신산계 화합물, 무수말레인산계 화합물, 무수프탈산계디브로모무수말레인산 또는 이들의 임의의 혼합물인 것을 특징으로 하는 안정화방법.
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