WO2015174533A1 - ポリカーボネート共重合体、塗工液、電子写真感光体、および電気機器 - Google Patents
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Definitions
- R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, the average repeating number n is a number of 6 to 40, L is an integer of 1 to 4, When two or more R 1 are substituted on the ring (L ⁇ 2), R 1 are the same or different from each other.
- the average repeating number n is preferably a number of 6 to 30, more preferably 6 to 25.
- the fluorine-containing alcohol As the fluorine-containing alcohol, a fluorine-containing alcohol having a total number of fluorine atoms of 13 to 19 in which a plurality of fluoroalkyl chains having 2 to 6 carbon atoms are connected via an ether bond is preferable. If the total number of fluorine atoms is 13 or more, sufficient water repellency and oil repellency can be exhibited. On the other hand, if the total number of fluorine atoms is 19 or less, a decrease in reactivity during polymerization can be suppressed, and the mechanical strength, surface hardness, heat resistance, and the like of the obtained PC copolymer can be improved.
- n1 is an integer of 1 to 12
- m1 is an integer of 1 to 12.
- R 10 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms
- p is an integer of 1 to 3.
- R f represents a perfluoroalkyl group having 5 or more carbon atoms and 11 or more fluorine atoms, or a perfluoroalkyloxy group represented by the following general formula (11). Show.
- R f2 is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
- m is an integer of 1 to 3.
- Ar is a group represented by the following general formula (3).
- R 4 and R 5 are each independently Hydrogen atom, An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, A perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 12 carbon atoms. However, R 4 and R 5 are not both hydrogen atoms.
- q and r are each independently an integer of 1 to 4, and when two or more R 2 are substituted on the aromatic ring, that is, when q ⁇ 2, the plurality of R 2 are the same or different from each other. When two or more R 3 are substituted on the aromatic ring, that is, when r ⁇ 2, the plurality of R 3 are the same or different from each other.
- the repeating unit a mole number M a of the repeating unit number of moles of M B of B, and the number of moles of the repeating units C and M C, moles of the repeating units a, B, and repeating units combined C
- M A + M B + M C the number of moles of the repeating units
- M C moles of the repeating units a, B, and repeating units combined C
- Mole percentage of repeating unit A in the PC copolymer ⁇ M A / (M A + M B + M C) ⁇ ⁇ 100 Is preferably from 1 mol% to 7 mol%, more preferably from 2 mol% to 6 mol%, still more preferably from 2 mol% to 5 mol%.
- Mole percentage of the repeating unit B in the PC copolymer ⁇ M B / (M A + M B + M C) ⁇ ⁇ 100 Is preferably 15 mol% or more and 89 mol% or less, more preferably 30 mol% or more and 79 mol% or less, still more preferably 50 mol% or more and 69 mol% or less, and even more preferably 54 mol% or more and 62 mol% or less. % Or less. If the molar percentage of the repeating unit B is 89 mol% or less, the solubility does not become too high, so that the solvent resistance is good and the occurrence of cracks can be prevented. If the molar percentage of the repeating unit B is 15 mol% or more, the solubility can be kept moderate, and the polymer solution will not become cloudy when dissolved in an organic solvent.
- the electrophotographic photosensitive member can obtain sufficient wear resistance.
- the reduced viscosity [ ⁇ SP / C] is 4.0 dL / g or less
- an appropriate coating viscosity can be maintained when a molded body such as an electrophotographic photosensitive member is produced from the coating solution.
- Productivity of molded bodies such as photographic photoreceptors can be increased.
- the measurement of the reduced viscosity is a value measured with an automatic viscosity Ubbelohde viscometer (RM type) using an automatic viscosity measuring device.
- the reduced viscosity [ ⁇ sp / C] of the obtained PC copolymer is adjusted to the above range by various methods such as selection of the reaction conditions and adjustment of the amount of branching agent and terminal blocking agent used. be able to.
- the obtained PC copolymer is appropriately subjected to at least one of physical treatment (for example, mixing and fractionation) and chemical treatment (for example, polymer reaction, crosslinking treatment, partial decomposition treatment, etc.).
- physical treatment for example, mixing and fractionation
- chemical treatment for example, polymer reaction, crosslinking treatment, partial decomposition treatment, etc.
- the obtained reaction product (crude product) can be recovered as a PC copolymer having a desired purity (purity) by performing various post-treatments such as a known separation and purification method.
- the electrophotographic photoreceptor of the present invention includes the PC copolymer of this embodiment.
- An electrophotographic photoreceptor according to an embodiment of the present invention includes a substrate and a photosensitive layer provided on the substrate, and the photosensitive layer includes the PC copolymer of the present embodiment.
- the electrophotographic photoreceptor is required to have predetermined sensitivity, electrical characteristics, and optical characteristics according to the applied electrophotographic process.
- operations such as corona charging, toner development, transfer to paper, and cleaning treatment are repeatedly performed on the surface of the photosensitive layer. Therefore, an electric and mechanical external force is applied every time these operations are performed. Added.
- the electrophotographic photoreceptor of this embodiment has a photosensitive layer on a conductive substrate.
- the charge transport layer may be laminated on the charge generation layer, and conversely, the charge generation layer may be laminated on the charge transport layer.
- the photosensitive layer may contain a charge generating substance and a charge transporting substance in one layer.
- a conductive or insulating protective film may be formed on the surface layer as necessary.
- Stilbene compounds fluorenone compounds, butadiene compounds, quinone compounds, quinodimethane compounds, thiazole compounds, triazole compounds, imidazolone compounds, imidazolidine compounds, bisimidazolidine compounds, oxazolone compounds, benzothiazole compounds, benzimidazole compounds, quinazoline compounds, benzofuran compounds , Acridine compound, phenazine compound, poly-N-vinylcarbazole, polyvinylpyrene, polyvinyl Anthracene, polyvinyl acridine, poly-9-vinylphenyl anthracene, pyrene - formaldehyde resin, ethylcarbazole resin or polymer and the like having these structures in the main chain or side chain is preferably used. These compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among these charge transport materials, compounds specifically exemplified in JP-A-11-172003
- an undercoat layer that is usually used can be provided between the conductive substrate and the photosensitive layer.
- the undercoat layer include fine particles (for example, titanium oxide, aluminum oxide, zirconia, titanic acid, zirconic acid, lanthanum lead, titanium black, silica, lead titanate, barium titanate, tin oxide, indium oxide, and Components such as silicon oxide, polyamide resin, phenol resin, casein, melamine resin, benzoguanamine resin, polyurethane resin, epoxy resin, cellulose, nitrocellulose, polyvinyl alcohol, and polyvinyl butyral resin can be used.
- the charge generation layer and the charge transport layer include a binder, a plasticizer, a curing catalyst, a fluidity imparting agent, a pinhole control agent, and a spectral sensitivity sensitizer. (Infectious charge) may be added.
- various chemical substances, antioxidants, surfactants, anti-curling agents, leveling agents, etc. are added for the purpose of preventing an increase in residual potential, a decrease in charging potential, and a decrease in sensitivity due to repeated use.
- An agent can be added.
- An electron-accepting substance can be added to the photosensitive layer for the purpose of improving sensitivity, reducing residual potential, and reducing fatigue during repeated use.
- Specific examples thereof include, for example, succinic anhydride, maleic anhydride, dibromomaleic anhydride, phthalic anhydride, tetrachlorophthalic anhydride, tetrabromophthalic anhydride, 3-nitrophthalic anhydride, 4-nitrophthalic anhydride, Pyromellitic anhydride, anhydrous meritic acid, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, o-dinitrobenzene, m-dinitrobenzene, 1,3,5-trinitrobenzene, p-nitrobenzonitrile, picryl chloride, quinone chloride Imido, chloranil, bromanyl, benzoquinone, 2,3-dichlorobenzoquinone, dichlorodicyanoparabenzoquinone, naphthoquinone
- Methyl ethyl ketone, and cyclohexanone examples include alcohols (such as methanol, ethanol, and isopropanol), esters (such as ethyl acetate and ethyl cellosolve), halogenated hydrocarbons (such as carbon tetrachloride, carbon tetrabromide, Chloroform, dichloromethane, tetrachloroethane, etc.), ethers (eg, tetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, etc.), sulfoxides (eg, dimethyl sulfoxide, etc.), and amides (eg, dimethylformamide, diethylformamide) Etc.), and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
- alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol
- esters such as ethyl acetate and ethyl
- the coating solution does not become cloudy and does not gel when the photosensitive layer is produced.
- the photosensitive layer has the PC copolymer of this embodiment as a binder resin, it has excellent durability (wear resistance) and excellent electrical characteristics (charging characteristics), and has a long period of time.
- Photoconductors that maintain excellent electrophotographic characteristics include copiers (monochrome, multicolor, full color; analog, digital), printers (lasers, LEDs, liquid crystal shutters), facsimiles, plate-making machines, and multiple functions. It is suitably used in various electrophotographic fields such as equipment.
- the PC copolymer (copolymerized polycarbonate resin) of the present embodiment is excellent in surface properties and the like, when the PC copolymer is used for an electrophotographic photoreceptor, an electrophotographic photoreceptor excellent in cleaning characteristics is provided. can do.
- the cleaning characteristics are high, it is possible to suppress the toner adhering to the surface of the photoreceptor from slipping through the cleaning blade. Further, filming hardly occurs on the photosensitive member. The cleaning characteristics can be confirmed by observing the toner adhering to the surface of the photoreceptor using an optical microscope.
- the electric apparatus of the present embodiment includes the electrophotographic photosensitive member of the present embodiment (for example, a photosensitive drum using the electrophotographic photosensitive member of the present embodiment).
- Examples of such an electric device include a copying machine and a printer such as a laser printer. Since the electrical apparatus of the present embodiment has the electrophotographic photosensitive member of the present embodiment that is excellent in wear resistance, the frequency of replacement of the photosensitive drum and the like is reduced, and the cost advantage is great.
- a repeating unit represented by the general formula (2) a polycarbonate copolymer having a repeating unit D represented by the following general formula (18) and a repeating unit E represented by the following general formula (20): There may be.
- Ar 4 is a group represented by the following general formula (21). However, Ar 4 is a skeleton different from Ar 3 .
- the repeating unit A mole number M A of moles of M D of the repeating unit D, and the number of moles of the repeating unit E and M E, the repeating unit A, repeat the combined D, and E
- M A + M D + M E the mole percentage of the number of moles of units (M A + M D + M E )
- M E the mole percentage of the repeating unit A: ⁇ M A / (M A + M D + M E ) ⁇ ⁇ 100 is 1 mole%. It is preferably 7 mol% or less.
- the PC copolymer obtained as described above is represented by the repeating unit A represented by the general formula (1), the repeating unit D represented by the general formula (18), and the general formula (20).
- the copolymer consisting of the repeating unit E is a unit having a repeating unit A, a repeating unit A, a repeating unit D and a structural unit other than the repeating unit E, a unit having a polyester structure, as long as the object of the present invention is not impaired. Moreover, you may contain the unit etc. which have a polyether structure.
- the reaction mixture was washed with 5.0 mL of concentrated hydrochloric acid and 200 mL of pure water. Thereafter, washing with water was repeated until the aqueous layer became neutral, and a methylene chloride solution of a bisphenol CZ oligomer having a chloroformate group at the molecular end was obtained.
- the resulting solution had a chloroformate concentration of 1.10 mol / L, a solid concentration of 0.24 kg / L, and an average number of monomers of 1.01.
- the raw material obtained in Production Example 4 is referred to as CZ-CF.
- the 4,4′-biphenol solution prepared in this solution (4,4′-biphenol solution preparation method: 160 mL of 1.5N aqueous sodium hydroxide solution (hydroxylated) Sodium (10.3 g) was prepared, cooled to room temperature or lower, hydrosulfite 0.25 g was added as an antioxidant, and 15.4 g of 4,4′-biphenol was further added and completely dissolved. The total amount of triethylamine aqueous solution (7 vol%) was added with stirring, and stirring was continued for 1 hour. The resulting reaction mixture was diluted with 0.2 L of methylene chloride and 0.1 L of water and washed.
- PC copolymer (PC-1) (Specification of PC copolymer)
- PC-1 The PC copolymer (PC-1) thus obtained was dissolved in methylene chloride to prepare a solution having a concentration of 0.5 g / dL, and the reduced viscosity [ ⁇ sp / C] at 20 ° C. was measured. 1.23 dL / g.
- the structure and composition of the obtained PC copolymer (PC-1) were analyzed by 1 H-NMR spectrum and 13 C-NMR spectrum. As a result, it was a PC copolymer comprising the following repeating units and composition. It was confirmed.
- the reduced viscosity was measured with an automatic viscosity Ubbelohde viscometer (RM type) for automatic viscosity using an automatic viscosity measuring device VMR-042 manufactured by Koiso Co., Ltd.
- RM type automatic viscosity Ubbelohde viscometer
- the weight% of the repeating unit A in the PC copolymer (PC-1) was 5.4% by weight.
- the weight% of the repeating unit A in the PC copolymer (PC-2) was 15.3% by weight.
- Example 4 The raw material C-CF (160 mL) obtained in Production Example 3 and methylene chloride (324 mL) were injected into a reaction vessel equipped with a mechanical stirrer, stirring blades, and baffle plates. To this, polyphenylene ether (2.28 g) represented by the general formula (12) and PTBP (0.245 g) as an end-capping agent were added and stirred so as to be mixed well. After cooling to a temperature of 15 ° C.
- the molar percentage of the repeating unit A is 1 mol% to 7 mol%
- the molar percentage of the repeating unit B is 50 mol% to 69 mol%
- the repeating unit It was confirmed that the mole percentage of C satisfies the relationship of 30 mol% or more and 49 mol% or less, and exhibits extremely good wear resistance.
- the electrophotographic photoreceptors of Examples 1 to 7 also showed good wear resistance, a small contact angle change ⁇ due to the discharge treatment, and hardly caused charging deterioration.
- the evaluation result of the electrophotographic photosensitive member using the PC copolymer of Example 1 was A, indicating good cleaning characteristics.
- the copolymer of Comparative Example 1 has good wear resistance, but it was confirmed that the contact angle change amount ⁇ due to the discharge treatment was large, and the electrical strength was insufficient due to charge deterioration. It was.
- the electrophotographic photosensitive member of Comparative Example 1 has good wear resistance, it has been confirmed that the contact angle change amount ⁇ due to the discharge treatment is large and charging deterioration tends to occur.
- the evaluation result of the cleaning characteristics was also C, and it was confirmed that the amount of toner adhering to the surface of the photoconductor was slightly higher.
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、ビフェノール化合物やビスフェノール化合物等の二価フェノール化合物から誘導されるビスクロロホーメートオリゴマーと、二価フェノール化合物とを重縮合させてなるポリカーボネート共重合体が記載されている。特許文献2には、4,4’-ジヒドロキシ-3,3’-ジメチルビフェニルと、1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、または2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールC)からなるポリカーボネート共重合体が記載されている。特許文献3には、二価フェノール成分と3-tertブチルイソフタル酸を含有する芳香族ジカルボン酸成分とからなるポリアリレート樹脂が記載されている。
また、電子写真感光体は、その感光層の表面に、種々の操作(例えば、コロナ帯電、トナー現像、紙への転写、およびクリーニング処理等)が繰返し行われるため、これら操作を行う度に電気的な外力および機械的な外力の少なくともいずれかが加えられる。従って、長期間に亘って電子写真の画質を維持するためには、電子写真感光体の表面に設けた感光層に、これら外力に対する耐久性が要求される。
例えば、溶解性の良好なビスフェノールZ骨格に耐摩耗性の良好なビフェノールを共重合してポリカーボネート共重合体を製造する技術が知られている。特許文献1には、オリゴマーの量体数を低減した原料から製造したポリマーが開示されている。当該ポリマーは、耐摩耗性の良好なビフェノール等の骨格の共重合比を25~47モル%まで向上しており、機械強度が良好になることが報告されている。しかしながら、機械強度がさらに向上したポリカーボネート樹脂が求められている。
特許文献2に記載のポリカーボネート共重合体は、耐摩耗性に優れるが、電気的強度が十分ではなく、機能的な製品に応用するには性能不十分であった。
また、特許文献3に記載のポリアリレート樹脂は、電気的強度に優れるが、機械的強度については十分でなく、近年の高耐久化ニーズには性能不十分であった。
本発明の一態様に係る電子写真感光体は、本発明の一態様に係るポリカーボネート共重合体を含む。
本発明の一態様に係る電子写真感光体は、基板と、前記基板上に設けられた感光層と、を有し、前記感光層は、本発明の一態様に係るポリカーボネート共重合体を含む。
本発明の一態様に係る電気機器は、本発明の一態様に係る電子写真感光体を有する。
本実施形態のPC共重合体は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位Aを有し、連鎖末端が一価の芳香族基または一価のフッ素含有脂肪族基により封止されている。
平均繰り返し数nは、8~13の数であることがさらにより好ましい。
一価の芳香族基は、アルキル基等の脂肪族基を含有する基であってもよい。
一価のフッ素含有脂肪族基は、芳香族基を含有する基であってもよい。
また、一価の芳香族基および一価のフッ素含有脂肪族基には、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、およびアリール基等の置換基が付加していてもよい。これらの置換基には、例えば、アルキル基、ハロゲン原子、およびアリール基等の置換基がさらに付加していてもよい。また、置換基が複数ある場合、これらの置換基同士が互いに結合して環を形成してもよい。
芳香族基に付加する置換基、および芳香族基に付加しているアルキル基に付加する置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、および臭素原子等のハロゲン原子が挙げられる。また、芳香族基に付加する置換基として、例えば、炭素数1~20のアルキル基等が挙げられる。このアルキル基は、上記のようにハロゲン原子が付加した基であってもよく、アリール基が付加した基であってもよい。
さらに、一価のフッ素含有脂肪族基としては、エーテル結合を2つ以上有するフッ素含有アルコールから誘導される一価の基でも好ましい。このようなフッ素含有アルコールを用いることで、塗工液におけるPC共重合体の分散性が良くなり、成形体および電子写真感光体における耐摩耗性を向上させ、摩耗後の、表面潤滑性、撥水性および撥油性を保持することができる。
F(CF2)m1CH2OH・・・(31)
F-(CF2CF2)n 32-(CF2CF2O)n 33-CF2CH2OH・・・(33)
C(R)3-(CF2)n 35-O-(CF2CF2O)n 34-CF2CH2OH・・・(34)
前記一般式(33)において、n32は0~5の整数であり、好ましくは、0~3の整数である。n33は1~5の整数であり、好ましくは、1~3の整数である。
前記一般式(34)において、n34は1~5の整数であり、好ましくは、1~3の整数である。n35は0~5の整数であり、好ましくは、0~3の整数である。Rは、CF3またはFである。
前記一般式(10)において、Rfは、炭素数が5以上、かつ、フッ素原子数が11以上であるパーフルオロアルキル基、あるいは下記一般式(11)で表されるパーフルオロアルキルオキシ基を示す。
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
Xは、
単結合、
-O-、
-CO-、
-CR13R14-、
置換もしくは無置換の炭素数5~10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリーレン基である。
R13およびR14は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。
sおよびtは、各々独立に、1~4の整数である。芳香環にR11が2つ以上置換する場合、すなわちs≧2である場合、複数のR11は互いに同じまたは異なる。芳香環にR12が2つ以上置換する場合、すなわちt≧2である場合、複数のR12は互いに同じまたは異なる。
中でも、前記一般式(2)で表される繰り返し単位として、下記一般式(4)で表される繰り返し単位Bおよび下記一般式(6)で表される繰り返し単位Cを有することが好ましい。
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X1は、
-CR4R5-、
置換もしくは無置換の炭素数5~10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリーレン基である。
R4およびR5は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。但し、R4およびR5がともに水素原子であることはない。
qおよびrは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR2が2つ以上置換する場合、すなわちq≧2である場合、複数のR2は互いに同じまたは異なる。芳香環にR3が2つ以上置換する場合、すなわちr≧2である場合、複数のR3は互いに同じまたは異なる。
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X2は、
単結合、
-O-、
-CO-、または
-CR8R9-である。
R8およびR9は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。
R11、R12、R2、R3、R6、およびR7を構成する炭素数1~3のフルオロアルキル基としては、上記の炭素数1~3のアルキル基に1または2以上のフッ素原子が置換した基が挙げられる。好ましくは、パーフルオロアルキル基であり、例えば、トリフルオロメチル基等が挙げられる。
R11、R12、R2、R3、R6、およびR7を構成する炭素数1~3のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、および各種のプロポキシ基が挙げられる。
PC共重合体における繰り返し単位Aのモル百分率:
{MA/(MA+MB+MC)}×100
は、1モル%以上7モル%以下であることが好ましく、より好ましくは2モル%以上6モル%以下、さらに好ましくは2モル%以上5モル%以下である。
なお、上記のモル%は、モル共重合組成をパーセントで示した値である。モル共重合組成は、核磁気共鳴スペクトルから測定することができ、具体的には実施例に記載の方法で求めることができる。
{MB/(MA+MB+MC)}×100
は、15モル%以上89モル%以下であることが好ましく、より好ましくは30モル%以上79モル%以下、さらに好ましくは50モル%以上69モル%以下、さらにより好ましくは54モル%以上62モル%以下である。
繰り返し単位Bのモル百分率が89モル%以下であれば、溶解性が高くなりすぎることがないため、耐溶剤性が良好となり、クラックの発生を防止することができる。繰り返し単位Bのモル百分率が15モル%以上であれば、溶解性を適度に保つことができ、有機溶媒に溶解させた場合にポリマー溶液が白濁することもない。
{MC/(MA+MB+MC)}×100
は、10モル%以上80モル%以下であることが好ましく、より好ましくは20モル%以上70モル%以下、さらに好ましくは30モル%以上49モル%以下、さらにより好ましくは35モル%以上43モル%以下である。
繰り返し単位Cのモル百分率が80モル%以下であれば、繰り返し単位Aおよび繰り返し単位Bの割合が減ることなく、繰り返し単位Aによる効果と、繰り返し単位Bと、繰り返し単位Cとによる効果をバランスよく得られる。そのため、電気的強度に加え、適度な溶解性もあり、有機溶媒に溶解させた場合にポリマー溶液が白濁するという不都合がなく、耐溶剤性も併せ持つことでクラックの発生も抑制できる。繰り返し単位Cのモル百分率が10モル%以上であれば、繰り返し単位Cの耐摩耗性改善の効果が十分に得られ、PC共重合体において、耐摩耗性が十分となる。
繰り返し単位Aの重量%が60重量%以下であれば、繰り返し単位Aによる効果と、繰り返し単位Bと、繰り返し単位Cとによる効果をバランスよく得られる。そのため、電気的強度に加え、適度な溶解性もあり、有機溶媒に溶解させた場合にポリマー溶液が白濁するという不都合がない。繰り返し単位Aの重量%が3重量%以上であれば、繰り返し単位Aの耐摩耗性、および電気的強度の効果が十分に得られ、PC共重合体において、耐久性が十分となる。
上記一般式(8)で表されるPC共重合体は、ブロック共重合体、交互共重合体、およびランダム共重合体等、いずれであってもよいが、上述のように塗工液に用いる場合には、繰り返し単位C同士が結合したブロックを含まないことが、溶解性の面でより好ましい。
なお、還元粘度の測定は、自動粘度測定装置を用い、自動粘度用ウッベローデ改良型粘度計(RM型)で測定した値である。
以下に、前記一般式(8)で表されるPC共重合体を例に、PC共重合体の製造方法を示す。
本実施形態のPC共重合体は、例えば、下記一般式(100)で示すビスクロロホーメートオリゴマーと、下記一般式(14)に示す二価フェノール性化合物と、下記一般式(12)に示すポリフェニレンエーテルとを酸結合剤存在下で界面重縮合をさせることで、好適に炭酸エステル結合を形成させて、得られる。また、本実施形態のPC共重合体は、下記一般式(100)で示すビスクロロホーメートオリゴマーと、下記一般式(13)に示す二価フェノール性化合物と、下記一般式(14)に示す二価フェノール性化合物と、下記一般式(12)に示すポリフェニレンエーテルとを酸結合剤存在下で界面重縮合させることで、好適に炭酸エステル結合を形成させて、得られる。PC共重合体のこれらの合成反応は、例えば、前記一般式(9)で表される末端封止剤および下記一般式(10)で表される末端封止剤の少なくともいずれかの存在下で行われる。また、PC共重合体のこれらの合成反応において、必要に応じて分岐剤も使用される。
平均量体数n11の算出方法は、後述する実施例において説明する方法が挙げられる。
例えば、p-tert-ブチル-フェノール、p-フェニルフェノール、p-クミルフェノール、p-パーフルオロノニルフェノール、p-(パーフルオロノニルフェニル)フェノール、p-(パーフルオロヘキシル)フェノール、p-tert-パーフルオロブチルフェノール、p-パーフルオロオクチルフェノール、1-(p-ヒドロキシベンジル)パーフルオロデカン、p-〔2-(1H,1H-パーフルオロトリドデシルオキシ)-1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロピル〕フェノール、3,5-ビス(パーフルオロヘキシルオキシカルボニル)フェノール、p-ヒドロキシ安息香酸パーフルオロドデシル、p-(1H,1H-パーフルオロオクチルオキシ)フェノール、および2H,2H,9H-パーフルオロノナン酸等が好適に用いられる。
これら分岐剤の添加割合は、共重合組成比で30モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましい。分岐剤の添加割合が30モル%以下であると、成形性の低下を抑制できる。
さらに、必要に応じて、本実施形態のPC共重合体の反応系に亜硫酸ナトリウムおよびハイドロサルファイト塩等の酸化防止剤を少量添加してもよい。
まず、前記一般式(13)の二価フェノール性化合物を塩化メチレン等の疎水性溶媒に懸濁させ、さらにホスゲンを加えて第一の溶液を形成する。一方、トリエチルアミン等の第三級アミンを塩化メチレン等の疎水性溶媒に溶解させて第二の溶液を形成し、この第二の溶液を前記第一の溶液に滴下して、反応させる。得られた反応混合物を含む第三の溶液に塩酸と純水を加えて洗浄し、低量体数のポリカーボネートオリゴマーを含む有機層を得る。
滴下温度や反応温度は、通常-10℃以上40℃以下であり、好ましくは0℃以上30℃以下である。滴下時間および反応時間は、共に、通常15分間以上4時間以下、好ましくは30分間以上3時間以下程度である。このようにして得られるポリカーボネートオリゴマーの平均量体数(n11)は、好ましくは1.0以上1.3以下であり、さらに好ましくは1.0以上1.2以下である。
当該製造方法により製造されたポリカーボネートオリゴマーを用いると、PC共重合体製造時の洗浄工程を簡略化できること等の点で好ましい。
反応圧力は、減圧、常圧、または加圧のいずれでもよいが、通常は、常圧または反応系の自圧程度で好適に行い得る。反応時間は、反応温度によって左右されるが、通常0.5分間以上10時間以下であり、好ましくは1分間以上3時間以下程度である。
また、このPC共重合体は、本発明の目的達成を阻害しない範囲で、繰り返し単位A、繰り返し単位Bおよび繰り返し単位C以外の構造単位を有するポリカーボネート単位や、ポリエステル構造を有する単位、ポリエーテル構造を有する単位を含有していてもよい。
また、得られた反応生成物(粗生成物)は、公知の分離精製法等の各種の後処理を施して、所望の純度(精製度)のPC共重合体として回収することができる。
本実施形態の塗工液は、少なくとも本実施形態のPC共重合体、および当該PC共重合体を溶解、または分散可能な有機溶剤を含む。また、塗工液には上記PC共重合体および有機溶剤以外に低分子化合物、着色剤(例えば、染料および顔料等)、機能性化合物(例えば、電荷輸送材、電子輸送材、正孔輸送材、および電荷発生材料等)、充填材(例えば、無機または有機のフィラー、ファイバー、および微粒子等)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、並びに酸捕捉剤等の添加剤を含んでいても良い。PC共重合体以外に含まれても良い物質の例は、例えば後述する電子写真感光体の構成成分に含まれる物質が挙げられる。また、塗工液には、本発明の効果を損なわない限り他の樹脂を含んでいても良く、その例は下記電子写真感光体の構成成分の例として挙げられる。また、本実施形態で使用される有機溶剤は本実施形態のPC共重合体、他の材料の溶解性、分散性、粘度、蒸発速度、化学的安定性、および物理的変化に対する安定性等を考慮し、単独、あるいは複数の溶媒を混合して使用することができる。その例は、後述する電子写真感光体の構成成分の例として挙げられる。
また当該塗工液中のPC共重合体と電荷輸送物質との割合は、通常、質量比で20:80~80:20、好ましくは30:70~70:30とすることが望ましい。
本実施形態の塗工液中、本実施形態のPC共重合体は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態のPC共重合体および本実施形態の塗工液の少なくとも一方を用いて、成形体を形成することができる。
成形体としては、例えば、光学部材が挙げられ、光学部材としては、例えば、電子写真感光体、および光学レンズ等が挙げられる。また、基材がフィルム状である場合、成形体の一態様としての積層フィルムは、例えば、インモールド成型用フィルムおよび加飾フィルムとして適用できる。その他、当該積層フィルムは、液晶および有機ELディスプレイ等に使用されるタッチパネル用フィルム、光学補償フィルムおよび反射防止フィルム等の光学フィルム、並びに導電性フィルム等としても適用できる。
本実施形態のPC共重合体を含む成形体は、白化がなく、透明性に優れるとともに、耐摩耗性等の機械的強度および電気的強度に優れる。
本発明の電子写真感光体は、本実施形態のPC共重合体を含んでいる。
本発明の一実施形態に係る電子写真感光体は、基板と、前記基板上に設けられた感光層とを有し、前記感光層に、本実施形態のPC共重合体を含んでいる。
電子写真感光体には、適用される電子写真プロセスに応じて、所定の感度、電気特性、および光学特性を備えていることが要求される。この電子写真感光体は、その感光層の表面に、コロナ帯電、トナー現像、紙への転写、クリーニング処理等の操作が繰り返し行われるため、これら操作を行う度に電気的、機械的な外力が加えられる。したがって、長期間にわたって電子写真の画質を維持するためには、電子写真感光体の表面に設けた感光層に、これら外力に対する耐久性が要求される。また、電子写真感光体は、通常、機能性材料と共にバインダー樹脂を有機溶剤に溶解し、導電性基板等にキャスト製膜する方法で製造される事から、有機溶剤への溶解性・安定性が求められる。
本実施形態の電子写真感光体において、本実施形態のPC共重合体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。また、所望に応じて本発明の目的を阻害しない範囲で、他のポリカーボネート等のバインダー樹脂成分を含有させてもよい。さらに、酸化防止剤等の添加物を含有させてもよい。
さらに、各層間の接着性を向上させるための接着層あるいは電荷のブロッキングの役目を果すブロッキング層等の中間層等が形成されていてもよい。
前記した電荷発生層や電荷輸送層のバインダー樹脂としては、特に制限はなく、公知の各種の樹脂を使用することができる。具体的には、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセタール、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリウレタン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリケトン、ポリアクリルアミド、ブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニリデン-塩化ビニル共重合体、メタクリル樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル-酢酸ビニル-無水マレイン酸共重合体、シリコン樹脂、シリコンアルキッド樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、スチレン-アルキッド樹脂、メラミン樹脂、ポリエーテル樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリスルホン、カゼイン、ゼラチン、ポリビニルアルコール、エチルセルロース、ニトロセルロース、カルボキシ-メチルセルロース、塩化ビニリデン系ポリマーラテックス、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ビニルトルエン-スチレン共重合体、大豆油変性アルキッド樹脂、ニトロ化ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリイソプレン、ポリチオカーボネート、ポリアリレート、ポリハロアリレート、ポリアリルエーテル、ポリビニルアクリレート、およびポリエステルアクリレート等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いることもできるし、また、2種以上を混合して用いることもできる。なお、電荷発生層および/または電荷輸送層におけるバインダー樹脂としては、前記した本実施形態のPC共重合体を使用することが好適である。
この電荷輸送層において、本実施形態のPC共重合体は1種単独で用いることもでき、また2種以上混合して用いることもできる。また、本発明の目的を阻害しない範囲で、他のバインダー樹脂を本実施形態のPC共重合体と併用することも可能である。
本実施形態のPC共重合体と共に使用できる電荷輸送物質としては、公知の各種の化合物を使用することができる。このような化合物としては、例えば、カルバゾール化合物、インドール化合物、イミダゾール化合物、オキサゾール化合物、ピラゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ピラゾリン化合物、チアジアゾール化合物、アニリン化合物、ヒドラゾン化合物、芳香族アミン化合物、脂肪族アミン化合物、スチルベン化合物、フルオレノン化合物、ブタジエン化合物、キノン化合物、キノジメタン化合物、チアゾール化合物、トリアゾール化合物、イミダゾロン化合物、イミダゾリジン化合物、ビスイミダゾリジン化合物、オキサゾロン化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンズイミダゾール化合物、キナゾリン化合物、ベンゾフラン化合物、アクリジン化合物、フェナジン化合物、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリビニルアクリジン、ポリ-9-ビニルフェニルアントラセン、ピレン-ホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾール樹脂、あるいはこれらの構造を主鎖や側鎖に有する重合体等が好適に用いられる。これら化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これら電荷輸送物質の中でも、特開平11-172003号公報において具体的に例示されている化合物、および以下の構造で表される電荷輸送物質が特に好適に用いられる。
また、前記導電性基体と感光層との間には、通常使用されるような公知のブロッキング層を設けることができる。このブロッキング層としては、前記のバインダー樹脂と同種の樹脂を用いることができる。また本実施形態のPC共重合体を用いてもよい。このブロッキング層の厚みは、0.01μm以上20μm以下、好ましくは0.1μm以上10μm以下である。この厚みが0.01μm以上であると、ブロッキング層を均一に形成することが可能となり、また20μm以下であると電子写真特性が低下することを抑制できる。
このような酸化防止剤の具体例としては、特開平11-172003号公報の明細書に記載された化学式[化94]~[化101]の化合物が好適である。
これら酸化防止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい、そして、これらは前記感光層のほか、表面保護層や下引き層、ブロッキング層に添加してもよい。
各層の塗布は公知の装置等各種の塗布装置を用いて行うことができ、具体的には、例えば、アプリケーター、スプレーコーター、バーコーター、チップコーター、ロールコーター、ディップコーター、およびドクタブレード等を用いて行うことができる。
クリーニング特性は、感光体表面に付着したトナーを光学顕微鏡を用いて観察することで確認することができる。
本実施形態の電気機器は、本実施形態の電子写真感光体(例えば、本実施形態の電子写真感光体を用いた感光体ドラム等)を有する。このような電気機器としては、例えば、複写機、およびレーザープリンター等のプリンター等が挙げられる。
本実施形態の電気機器は、耐摩耗性に優れる本実施形態の電子写真感光体を有しているため、感光体ドラム等の交換頻度が少なくなり、コスト的なメリットが大きい。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は、本発明に含まれる。
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X3は、
-CR17R18-、
置換もしくは無置換の炭素数5~10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリーレン基である。
R17およびR18は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。
uおよびvは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR15が2つ以上置換する場合(u≧2)、R15は互いに同じまたは異なり、芳香環にR16が2つ以上置換する場合(v≧2)、R16は互いに同じまたは異なる。
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X4は、
単結合、または
-O-である。
wおよびzは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR19が2つ以上置換する場合(w≧2)、R19は互いに同じまたは異なり、芳香環にR20が2つ以上置換する場合(y≧2)、R20は互いに同じまたは異なる。
zは、0または1である。
また、前記繰り返し単位Dのモル百分率:{MD/(MA+MD+ME)}×100が15モル%以上89モル%以下であり、
前記繰り返し単位Eのモル百分率:{ME/(MA+MD+ME)}×100が10モル%以上80モル%以下であることが好ましい。
繰り返し単位Aの重量%が60重量%以下であれば、繰り返し単位Aによる効果と、繰り返し単位Dと、繰り返し単位Eとによる効果をバランスよく得られる。そのため、電気的強度に加え、適度な溶解性もあり、有機溶媒に溶解させた場合にポリマー溶液が白濁するという不都合がない。繰り返し単位Aの重量%が3重量%以上であれば、繰り返し単位Aの耐摩耗性、および電気的強度の効果が十分に得られ、PC共重合体において、耐久性が十分となる。
<製造例1:BisZオリゴマー(ビスクロロホーメート)の合成>
1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールZ)56.6kg(224モル)を塩化メチレン1080Lで懸濁し、そこにホスゲン66.0kg(667モル)を加えて溶解させた。これに、トリエチルアミン44.0kg(435モル)を塩化メチレン120Lに溶解させた液を2.2℃~17.8℃で2時間50分かけて滴下した。17.9℃~19.6℃で30分間撹拌後、14℃~20℃で塩化メチレン900Lを留去した。残液に純水210L、濃塩酸1.2kg、およびハイドロサルファイト450gを加え洗浄した。その後、純水210Lで5回洗浄を繰り返し、分子末端にクロロホーメート基を有するビスフェノールZオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
得られた溶液のクロロホーメート濃度は1.14モル/L、固形物濃度は0.22kg/L、平均量体数は1.02であった。以後、製造例1で得られた原料をZ-CFという。
平均量体数(n11)=1+(Mav-M1)/M2・・・(数1)
(式(数1)において、Mavは(2×1000/(CF価))であり、M2は(M1-98.92)であり、M1は前記一般式(100)において、n11=1のときのビスクロロホーメート化合物の分子量であり、CF価(N/kg)は(CF値/濃度)であり、CF値(N)は反応溶液1Lに含まれる前記一般式(100)で表されるビスクロロホーメート化合物中のクロル原子数であり、濃度(kg/L)は反応溶液1Lを濃縮して得られる固形分の量である。ここで、98.92は、ビスクロロホーメート化合物同士の重縮合で脱離する2個の塩素原子、1個の酸素原子および1個の炭素原子の合計の原子量である。)
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)ブタン(ビスフェノールB)210g(0.867mol)、塩化メチレン1058mL、およびホスゲン183g(1.85mol)の混合液中に、トリエチルアミン200.8g(1.98mol)を塩化メチレン460mLで希釈した溶液を14℃~18.5℃で2時間50分かけて滴下した。反応混合物を18.5℃~19℃で1時間撹拌後、10℃~22℃で塩化メチレン600mLを留去した。反応混合物に、濃塩酸15.0mL、純水150mL、およびハイドロサルファイト0.100gを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返し、分子末端にクロロホーメート基を有するビスフェノールBオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
得られた溶液のクロロホーメート濃度は1.16モル/L、固形物濃度は0.24kg/L、平均量体数は1.08であった。以後、製造例2で得られた原料をB-CFという。
2,2-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(ビスフェノールC)152g(0.595mol)、塩化メチレン1020mL、ホスゲン187g(1.89mol)の混合液に、トリエチルアミン199.4g(1.97mol)を塩化メチレン460mLで希釈した溶液を13℃~16℃で3時間6分かけて滴下した。反応混合物を14℃~16℃で1時間38分撹拌した。反応混合物に濃塩酸5.0mLと純水200mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返し、分子末端にクロロホーメート基を有するビスフェノールCオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
得られた溶液のクロロホーメート濃度は1.04モル/L、固形物濃度は0.23kg/L、平均量体数は1.05であった。以後、製造例3で得られた原料をC-CFという。
1,1-ビス(3-メチル-4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(ビスフェノールCZ)243g(0.821mol)、塩化メチレン1058mL、およびホスゲン187g(1.89mol)の混合液に、トリエチルアミン199.4g(1.97mol)を塩化メチレン460mLで希釈した溶液を13℃~16℃で3時間6分かけて滴下した。反応混合物を14℃~16℃で1時間38分撹拌した。反応混合物に濃塩酸5.0mLと純水200mLを加え洗浄した。その後、水層が中性になるまで水洗を繰り返し、分子末端にクロロホーメート基を有するビスフェノールCZオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
得られた溶液のクロロホーメート濃度は1.10モル/L、固形物濃度は0.24kg/L、平均量体数は1.01であった。以後、製造例4で得られた原料をCZ-CFという。
4,4-ジヒドロキシジフェニルエーテル(DHPE)45.2kg(224モル)を塩化メチレン1080Lで懸濁し、そこにホスゲン66.0kg(667モル)を加えて溶解させた。これに、トリエチルアミン44.0kg(435モル)を塩化メチレン120Lに溶解させた液を2.2℃~17.8℃で2時間50分かけて滴下した。17.9℃~19.6℃で30分間撹拌後、14℃~20℃で塩化メチレン900Lを留去した。残液に純水210L、濃塩酸1.2kg、およびハイドロサルファイト450gを加え洗浄した。その後、純水210Lで5回洗浄を繰り返し、分子末端にクロロホーメート基を有するDHPEオリゴマーの塩化メチレン溶液を得た。
得られた溶液のクロロホーメート濃度は1.14モル/L、固形物濃度は0.19kg/L、平均量体数は1.03であった。以後、製造例5で得られた原料をDHPE-CFという。
(PC共重合体の製造)
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1で得られた原料Z-CF(160mL)と塩化メチレン(324mL)とを注入した。これに前記一般式(12)に表されるポリフェニレンエーテル(2.28g)、および末端封止剤としてp-tert-ブチルフェノール(以下、PTBPと表記)(0.235g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応容器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に調製した4,4’-ビフェノール溶液(4,4’-ビフェノール溶液調製法:1.5Nの水酸化ナトリウム水溶液160mL(水酸化ナトリウム10.3g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイト0.25gを添加し、さらに4,4’-ビフェノール15.1gを添加し、完全に溶解して調製した)を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を1.5mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.2L、および水0.1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.1Lで1回、0.03N塩酸0.1Lで1回、水0.1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC-1)を得た。
このようにして得られたPC共重合体(PC-1)を塩化メチレンに溶解して、濃度0.5g/dLの溶液を調製し、20℃における還元粘度[ηsp/C]を測定したところ、1.23dL/gであった。なお、得られたPC共重合体(PC-1)の構造および組成を1H-NMRスペクトルおよび13C-NMRスペクトルにより分析したところ、下記の繰り返し単位、および組成からなるPC共重合体であることが確認された。
なお、還元粘度の測定は、離合社製、自動粘度測定装置VMR-042を用い、自動粘度用ウッベローデ改良型粘度計(RM型)で測定した。
b= 56.6
c= 42.2
導電性基体としてアルミニウム金属を蒸着したポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂フィルムを用い、その表面に、電荷発生層と電荷輸送層とを順次積層して積層型感光層を形成した電子写真感光体を製造した。
電荷発生物質としてオキソチタニウムフタロシアニン0.5gを用い、バインダー樹脂としてブチラール樹脂0.5gを用いた。これらを溶媒の塩化メチレン19gに加え、ボールミルにて分散し、この分散液をバーコーターにより、前記導電性基体フィルム表面に塗工し、乾燥させることにより、膜厚約0.5μmの電荷発生層を形成した。
つぎに、電荷輸送物質として下記式(23)の化合物(CTM-1)0.5g、および前記実施例で得られたPC共重合体(PC-1)0.5gを10mLのテトラヒドロフランに分散させて、塗工液を調製した。この塗工液をアプリケーターにより、前記電荷発生層の上に塗布し、乾燥し、膜厚約20μmの電荷輸送層を形成した。
PC共重合体の溶解性は前述の塗工液の調製時に、調製した塗工液の白濁度を目視で観察することにより評価した。PC共重合体が溶解し白濁が認められない場合を「溶解」、不溶解部分がある場合を「不溶」、白濁した場合を「白濁」とした。
PC共重合体(PC-1)(2g)を塩化メチレン(12mL)に溶解し、アプリケーターを用い市販のPETフィルム上にキャスト製膜した。このフィルムを減圧下加熱し溶剤を除去し、厚み約30μmのフィルムサンプルを得た。
PC共重合体(PC-1)(1g)、および上記CTM-1(0.67g)を塩化メチレン(10mL)に溶解し、アプリケーターを用い市販のPETフィルム上にキャスト製膜した。このフィルムを減圧下加熱し溶剤を除去し、厚み約30μmのフィルムサンプルを得た。
〔評価3-1〕耐摩耗性の評価
前記〔作製1〕および〔作製2〕で作製したフィルムのキャスト面の耐摩耗性をテーバー摩耗試験機(東洋精機製作所社製)を用いて評価した。試験条件は500gの荷重をかけた摩耗輪(型番:CS-10)をフィルム表面と接触させて、〔作製1〕の場合1,000回転後、〔作製2〕の場合500回転後、質量減少量を測定した。
前記〔作製1〕および〔作製2〕で作製したキャストサンプルについて、コロナ表面処理機AGI-020S(春日電気社製)を用いて、表面を処理後、水の接触角を測定した。放電処理前と処理後の接触角の差を変化量Δとして求め、耐プラズマ性の評価指標とした。試験条件としては、放電量を58W・min/m2で実施した。
次に、前述の通り製造した電子写真感光体について、電子写真特性を静電気帯電試験装置EPA-8100(川口電機製作所社製)を用いて測定した。スタティックモード、-6kVのコロナ放電を行い、初期表面電位(V0),光照射(10Lux)5秒後の残留電位(初期残留電位(VR)),および半減露光量(E1/2)を測定した。また、市販のプリンター(FS-600、京セラ製)を改造し、感光体の表面電位を測定可能にし、前記感光体をドラム状に装着・評価可能とし、高温・高湿条件下(35℃、85%)で、トナー、紙は通さない条件で24時間繰り返し運転前後の帯電特性(繰り返し残留電位(VR))の評価を行った。
市販のFS-600から使用ドラムを取り出し、感光層を溶剤で除去した後、得られたアルミ素管に、電荷発生物質(CGM)としてY型チタニルフタロシアニン顔料をジルコニアビーズを用いたボールミルで分散して塗液(バインダー樹脂:ポリビニルブチラール、CGM:樹脂=3:2の比率で固形分濃度が4重量%になるようにTHFに溶解および分散して調製)を調製し、得られた塗液をディッピングにより塗布した。
得られたドラムを減圧条件、70℃で30分乾燥した後、電荷輸送層としての塗液(PC共重合体(PC-1)60g、電荷輸送物質(CTM)としてスチルベン系化合物(23)40gを、THF500gに溶解した溶液)をディッピングにより塗布し、得られたドラムを減圧条件、110℃で2時間乾燥し、積層型電子写真感光体を得た。得られたドラムを再びFS600にセットした。
室温条件下(25℃)で、2000枚印字を繰り返した後、運転前後での感光体表面のトナー付着の度合いを光学顕微鏡で観察し、下記の基準で評価を行った。
[評価基準]
A:感光体表面の付着トナーが極めて少ない
B:感光体表面の付着トナーが少ない
C:感光体表面の付着トナーがやや多い
D:感光体表面の付着トナーがひどく多い(不良)
実施例1において、前記一般式(12)に表されるポリフェニレンエーテルの量を7.04gに変更した以外は、実施例1と同様の操作で、下記の構造からなるPC共重合体(PC-2)を得た。
PC共重合体(PC-2)の還元粘度[ηsp/C]は1.17dL/gであり、構造はNMRにおいて、下記の繰り返し単位および組成からなるPC共重合体であることが確認された。
b= 55.6
c= 40.4
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例4で得られた原料CZ-CF(152mL)と塩化メチレン(340mL)とを注入した。これに前記一般式(12)に表されるポリフェニレンエーテル(2.28g)、および末端封止剤としてPTBP(0.235g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応容器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に調製した4,4’-ビフェノール溶液(4,4’-ビフェノール溶液調製法:1.5Nの水酸化ナトリウム水溶液160mL(水酸化ナトリウム10.3g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.25gを添加し、さらに4,4’-ビフェノール15.1gを添加し、完全に溶解して調製した)を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を1.5mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.2L、および水0.1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.1Lで1回、0.03N塩酸0.1Lで1回、水0.1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC-3)を得た。
PC共重合体(PC-3)の還元粘度[ηsp/C]は1.15dL/gであり、構造はNMRにおいて、下記の繰り返し単位および組成からなるPC共重合体であることが確認された。
b= 57.6
c= 41.0
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例3で得られた原料C-CF(160mL)と塩化メチレン(324mL)とを注入した。これに前記一般式(12)に表されるポリフェニレンエーテル(2.28g)、および末端封止剤としてPTBP(0.245g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応容器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に調製した4,4’-ビフェノール溶液(4,4’-ビフェノール溶液調製法:1.5Nの水酸化ナトリウム水溶液160mL(水酸化ナトリウム10.3g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイト0.25gを添加し、さらに4,4’-ビフェノール15.1gを添加し、完全に溶解して調製した)を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を1.5mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.2L、および水0.1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.1Lで1回、0.03N塩酸0.1Lで1回、水0.1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC-4)を得た。
PC共重合体(PC-4)の還元粘度[ηsp/C]は1.18dL/gであり、構造はNMRにおいて、下記の繰り返し単位および組成からなるPC共重合体であることが確認された。
b= 55.5
c= 40.3
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例2で得られた原料B-CF(144mL)と塩化メチレン(324mL)とを注入した。これに前記一般式(12)に表されるポリフェニレンエーテル(4.76g)、および末端封止剤としてPTBP(0.238g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応容器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に調製したビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル溶液(ビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル溶液調製法:1.5Nの水酸化ナトリウム水溶液160mL(水酸化ナトリウム10.3g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイト0.25gを添加し、さらにビス(4-ヒドロキシフェニル)エーテル16.0gを添加し、完全に溶解して調製した)を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を1.5mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.2L、および水0.1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.1Lで1回、0.03N塩酸0.1Lで1回、水0.1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC-5)を得た。
PC共重合体(PC-5)の還元粘度[ηsp/C]は1.15dL/gであり、構造はNMRにおいて、下記の繰り返し単位および組成からなるPC共重合体であることが確認された。
b= 55.6
c= 40.1
実施例1において、前記一般式(12)に表されるポリフェニレンエーテルの量を22.20gに、4,4’-ビフェノールの量を11.70gに変更した以外は、実施例1と同様の操作で、下記の構造からなるPC共重合体(PC-6)を得た。
PC共重合体(PC-6)の還元粘度[ηsp/C]は1.16dL/gであり、構造はNMRにおいて、下記の繰り返し単位および組成からなるPC共重合体であることが確認された。
b= 54.4
c= 35.4
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例2のB-CF(59.6mL)、製造例5のDHPE-CF(143.7mL)と塩化メチレン(400mL)とを注入した。これに、前記一般式(12)に表されるポリフェニレンエーテル(4.76g)、および末端停止剤としてPTBP(0.189g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に調製した4,4-ジヒドロキシジフェニルエーテル溶液(4,4-ジヒドロキシジフェニルエーテル溶液調製法:2.0Nの水酸化カリウム水溶液200mL(水酸化カリウム26.6g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.1g、4,4-ジヒドロキシジフェニルエーテル24.25gを添加し、完全に溶解して調製した)を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を2.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.3Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.2Lで1回、0.03N塩酸0.2Lで1回、水0.2Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC-7)を得た。
PC共重合体(PC-7)の還元粘度[ηsp/C]は1.21dl/gであり、構造はNMRにおいて、下記の繰り返し単位および組成からなるPC共重合体であることが確認された。
b= 27.6
c= 68.1
メカニカルスターラー、撹拌羽根、および邪魔板を装着した反応容器に、製造例1で得られた原料Z-CF(160mL)と塩化メチレン(324mL)とを注入した。これに、末端封止剤としてPTBP(0.235g)を添加し、十分に混合されるように撹拌した。反応器内の温度が15℃になるまで冷却した後、この溶液に調製した4,4’-ビフェノール溶液(4,4’-ビフェノール溶液調製法:2.0Nの水酸化カリウム水溶液162mL(水酸化カリウム10.3g)を調製し、室温以下に冷却した後、酸化防止剤としてハイドロサルファイトを0.25g、4,4’-ビフェノール15.80gを添加し、完全に溶解して調製した)を全量添加し、撹拌しながらトリエチルアミン水溶液(7vol%)を2.0mL添加し、1時間撹拌を継続した。
得られた反応混合物を塩化メチレン0.2L、および水0.1Lで希釈し、洗浄を行った。下層を分離し、さらに水0.1Lで1回、0.03N塩酸0.1Lで1回、水0.1Lで3回の順で洗浄を行った。得られた塩化メチレン溶液を、撹拌下メタノールに滴下投入し、得られた再沈物をろ過および乾燥することにより下記構造のPC共重合体(PC-8)を得た。
PC共重合体(PC-8)の還元粘度[ηsp/C]は1.17dL/gであり、構造はNMRにおいて、下記の繰り返し単位およびモル共重合比からなるPC共重合体であることが確認された。
b= 40.1
表1に実施例1から7および比較例1の評価結果を示す。実施例1から7と、比較例1とを比較すると、実施例1から7のPC共重合体では、良好な耐摩耗性を示し、放電処理による接触角変化量Δが小さく、帯電劣化が起こりにくいことが確認された。
実施例1から5,7のPC共重合体は、繰り返し単位Aのモル百分率が、1モル%以上7モル%以下であり、より良好な耐摩耗性を示すことが確認された。
特に、実施例1から5のPC共重合体は、繰り返し単位Aのモル百分率が、1モル%以上7モル%以下、繰り返し単位Bのモル百分率が、50モル%以上69モル%以下、繰り返し単位Cのモル百分率が、30モル%以上49モル%以下、の関係を満たしており、極めて良好な耐摩耗性を示すことが確認された。
また、実施例1から7の電子写真感光体も、良好な耐摩耗性を示し、放電処理による接触角変化量Δが小さく、帯電劣化が起こりにくいことが確認された。
さらに、上述の〔評価3-4〕によるクリーニング特性の評価において、実施例1のPC共重合体を用いた電子写真感光体の評価結果はAであり、良好なクリーニング特性を示した。
これに対して、比較例1の共重合体は、耐摩耗性は良好であるが、放電処理による接触角変化量Δが大きく、帯電劣化し易く電気的強度が不足していることが確認された。
また、比較例1の電子写真感光体は、耐摩耗性は良好であるが、放電処理による接触角変化量Δが大きく、帯電劣化し易いことが確認された。また、クリーニング特性の評価結果もCで、感光体表面の付着トナーがやや多いことが確認された。
Claims (17)
- 請求項1に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記一般式(1)中の平均繰り返し数nが6~15の数であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項1または請求項2に記載のポリカーボネート共重合体であって、
さらに下記一般式(2)で表される繰り返し単位を有することを特徴とするポリカーボネート共重合体。
[前記一般式(2)中、Arは下記一般式(3)で表される基である。
(前記一般式(3)中、R11およびR12は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
Xは、
単結合、
-O-、
-CO-、
-CR13R14-、
置換もしくは無置換の炭素数5~10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリーレン基である。
R13およびR14は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。
sおよびtは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR11が2つ以上置換する場合(s≧2)、R11は互いに同じまたは異なり、芳香環にR12が2つ以上置換する場合(t≧2)、R12は互いに同じまたは異なる。)] - 請求項3に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記一般式(2)で表される繰り返し単位として、下記一般式(4)で表される繰り返し単位Bおよび下記一般式(6)で表される繰り返し単位Cを有することを特徴とするポリカーボネート共重合体。
[前記一般式(4)中、Ar1は下記一般式(5)で表される基である。
(前記一般式(5)中、R2およびR3は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X1は、
-CR4R5-、
置換もしくは無置換の炭素数5~10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリーレン基である。
R4およびR5は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。但し、R4およびR5がともに水素原子であることはない。
qおよびrは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR2が2つ以上置換する場合(q≧2)、R2は互いに同じまたは異なり、芳香環にR3が2つ以上置換する場合(r≧2)、R3は互いに同じまたは異なる。)]
[前記一般式(6)中、Ar2は下記一般式(7)で表される基である。但し、Ar2はAr1と異なる骨格である。
(前記一般式(7)中、R6およびR7は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X2は、
単結合、
-O-、
-CO-、または
-CR8R9-である。
R8およびR9は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。)] - 請求項4に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Aのモル数をMA、前記繰り返し単位Bのモル数をMB、前記繰り返し単位Cのモル数をMCとし、前記繰り返し単位A、B、およびCを合わせた繰り返し単位のモル数(MA+MB+MC)のモル百分率を100モル%としたとき、
前記繰り返し単位Aのモル百分率:{MA/(MA+MB+MC)}×100が1モル%以上7モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項5に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Bのモル百分率:{MB/(MA+MB+MC)}×100が15モル%以上89モル%以下であり、
前記繰り返し単位Cのモル百分率:{MC/(MA+MB+MC)}×100が10モル%以上80モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項4から請求項6のいずれか1項に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Aの重量%が前記ポリカーボネート共重合体全量基準で3重量%以上60重量%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項4に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Aのモル数をMA、前記繰り返し単位Bのモル数をMB、前記繰り返し単位Cのモル数をMCとし、前記繰り返し単位A、B、およびCを合わせた繰り返し単位のモル数(MA+MB+MC)のモル百分率を100モル%としたとき、
前記繰り返し単位Aのモル百分率:{MA/(MA+MB+MC)}×100が1モル%以上7モル%以下であり、
前記繰り返し単位Bのモル百分率:{MB/(MA+MB+MC)}×100が50モル%以上69モル%以下であり、
前記繰り返し単位Cのモル百分率:{MC/(MA+MB+MC)}×100が30モル%以上49モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項3に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記一般式(2)で表される繰り返し単位として、下記一般式(18)で表される繰り返し単位Dおよび下記一般式(20)で表される繰り返し単位Eを有することを特徴とするポリカーボネート共重合体。
[前記一般式(18)中、Ar3は下記一般式(19)で表される基である。
(前記一般式(19)中、R15およびR16は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X3は、
-CR17R18-、
置換もしくは無置換の炭素数5~10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリーレン基である。
R17およびR18は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。但し、R17およびR18がともに水素原子であることはない。
uおよびvは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR15が2つ以上置換する場合(u≧2)、R15は互いに同じまたは異なり、芳香環にR16が2つ以上置換する場合(v≧2)、R16は互いに同じまたは異なる。)]
[前記一般式(20)中、Ar4は下記一般式(21)で表される基である。但し、Ar4はAr3と異なる骨格である。
(前記一般式(21)中、R19およびR20は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X4は、
単結合、または
-O-である。
wおよびzは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR19が2つ以上置換する場合(w≧2)、R19は互いに同じまたは異なり、芳香環にR20が2つ以上置換する場合(y≧2)、R20は互いに同じまたは異なる。
zは、1である。)] - 請求項3に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記一般式(2)で表される繰り返し単位として、下記一般式(18)で表される繰り返し単位Dおよび下記一般式(20)で表される繰り返し単位Eを有することを特徴とするポリカーボネート共重合体。
[前記一般式(18)中、Ar3は下記一般式(19)で表される基である。
(前記一般式(19)中、R15およびR16は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X3は、
-CR17R18-、
置換もしくは無置換の炭素数5~10のシクロアルキリデン基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~13のアリーレン基である。
R17およびR18は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のパーフルオロアルキル基、または
置換もしくは無置換の炭素数6~12のアリール基である。但し、R17およびR18がともに水素原子であることはない。
uおよびvは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR15が2つ以上置換する場合(u≧2)、R15は互いに同じまたは異なり、芳香環にR16が2つ以上置換する場合(v≧2)、R16は互いに同じまたは異なる。)]
[前記一般式(20)中、Ar4は下記一般式(21)で表される基である。但し、Ar4はAr3と異なる骨格である。
(前記一般式(21)中、R19およびR20は、各々独立に、
水素原子、
炭素数1~3のアルキル基、
炭素数1~3のフルオロアルキル基、または
炭素数1~3のアルコキシ基である。
X4は、
単結合、または
-O-である。
wおよびzは、各々独立に、1~4の整数であり、芳香環にR19が2つ以上置換する場合(w≧2)、R19は互いに同じまたは異なり、芳香環にR20が2つ以上置換する場合(y≧2)、R20は互いに同じまたは異なる。
zは、0である。)] - 請求項9または請求項10に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Aのモル数をMA、前記繰り返し単位Dのモル数をMD、前記繰り返し単位Eのモル数をMEとし、前記繰り返し単位A、D、およびEを合わせた繰り返し単位のモル数(MA+MD+ME)のモル百分率を100モル%としたとき、
前記繰り返し単位Aのモル百分率:{MA/(MA+MD+ME)}×100が1モル%以上7モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項11に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記繰り返し単位Dのモル百分率:{MD/(MA+MD+ME)}×100が15モル%以上89モル%以下であり、
前記繰り返し単位Eのモル百分率:{ME/(MA+MD+ME)}×100が10モル%以上80モル%以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のポリカーボネート共重合体であって、
前記ポリカーボネート共重合体の還元粘度[ηsp/C]が0.60dL/g以上4.0dL/g以下であることを特徴とするポリカーボネート共重合体。 - 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のポリカーボネート共重合体と有機溶剤とを含むことを特徴とする塗工液。
- 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のポリカーボネート共重合体を含むことを特徴とする電子写真感光体。
- 基板と、
前記基板上に設けられた感光層と、を有し、
前記感光層は、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のポリカーボネート共重合体を含むことを特徴とする電子写真感光体。 - 請求項15または請求項16に記載の電子写真感光体を有することを特徴とする電気機器。
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