芳香族聚碳酸酯、电子照相感光体以及图像形成装置的制作方法

文档序号:3671425阅读:387来源:国知局
专利名称:芳香族聚碳酸酯、电子照相感光体以及图像形成装置的制作方法
技术领域
本发明涉及芳香族聚碳酸酯、电子照相感光体以及图像形成装置。

背景技术
以往,在复印机、打印机、传真机等电子照相方式的图像形成装置中,形成静电潜像的电子照相感光体的表面层使用聚碳酸酯树脂,这是由于其具有高机械强度,且耐磨损性、尺寸稳定性等优异。特别是在将含有电荷产生材料的电荷产生层以及含有电荷输送材料的电荷输送层依次层压于导电性支撑体上而形成的功能分离型电子照相感光体中,成为最外层的电荷输送层中,作为用于将电荷输送材料保持于此层中的粘合树脂多使用聚碳酸酯。
作为聚碳酸酯,已知例如双酚A聚碳酸酯和Z型聚碳酸酯等代表性的芳香族聚碳酸酯,其中双酚A聚碳酸酯由4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚(双酚A)与光气反应得到,Z型聚碳酸酯由耐磨损性、溶解性等优异的4,4’-环己叉基双苯酚(双酚Z)合成。一般来说,与其它热塑性树脂相比,这些碳酸酯的机械强度、特别是低温下的机械强度优异,而且耐候性也优异。
但是,为了维持电子照相感光体所要求的电特性,电荷输送层含有与作为粘合树脂的聚碳酸酯几乎等量的电荷输送材料。然而,由于电荷输送材料是与聚碳酸酯的相溶性低的低分子量化合物,这样的聚碳酸酯与电荷输送材料的量的比成为损害电荷输送层的耐磨损性和耐久性等的原因。
因此,进行了以下的尝试通过提高电荷输送材料的电特性,在维持作为电子照相感光体的电特性下,减少电荷输送材料的添加量,提高电荷输送层的耐久性。通过这样的尝试谋求电荷输送材料灵敏度和迁移率的进一步提高。但是,迄今为止提出的电荷输送材料为了得到所期望的电特性,添加量必须是对电荷输送层的耐久性产生恶劣影响程度的量。因此,兼具电特性和耐久性是非常困难的。
为了解决电子照相感光体的上述课题,尝试对粘合树脂赋予电荷输送功能来减少电荷输送材料的添加量,正在推进包含具有电荷输送功能的结构单元的粘合树脂,即所谓的高分子光导性材料的开发。作为其具体例子,可以列举主链中具有咔唑环的咔唑系聚碳酸酯(例如,参照特开平4-183719号公报)、侧链中具有咔唑环的聚乙烯咔唑(例如,参照特开昭50-82056号公报)等。这些咔唑系聚合物具有以下的缺点缺乏挠性、机械强度也低、还容易形成作为使电荷输送能力降低的原因之一的结构性问题。
还可以列举具有腙侧链的聚苯乙烯化合物(例如,参照特开平3-50555号公报)、主链中具有叔胺结构的芳胺化合物(参照特开平1-13061号公报、特开平1-19049号公报和特开平5-40350号公报)、侧链中具有叔胺结构(三苯基胺骨架)的(甲基)丙烯酸共聚物(例如,参照特开平5-66598号公报)等。这些聚合物也未能充分满足电荷输送能力、机械强度等。
并且,在特开平4-183719号公报、特开昭50-82056号公报、特开平3-50555号公报、特开平1-13061号公报、特开平1-19049号公报、特开平5-40350号公报以及特开平5-66598号公报中记载的聚合物均为π电子共轭体系,还可以列举具有介由与之不同的σ电子共轭体系的传导机构的聚硅烷(例如,参照特开昭63-285552号公报和特开平5-19497号公报)等。虽然聚硅烷的电荷输送能力优异,但由于会被紫外光轻易分解,机械强度也差,因此并未达到实用化。
此外,以提高机械强度为目的,可以列举将电荷输送材料单体化,并使该单体与聚碳酸酯单体共聚而成的聚碳酸酯系共聚物(例如,参照特开平3-221522号公报和特开平4-11627号公报)。但是这样的共聚物并未达到可以同时充分满足电荷输送能力和机械强度的水平。
此外,可以列举将电荷输送能力优异的烯胺化合物(例如,参照特开平6-43674号公报以及特许登记第3580426号说明书)单体化,并使该烯胺单体与聚碳酸酯单体共聚而得的芳香族聚碳酸酯(例如,参照特开2004-269813号公报)。但是,该芳香族聚碳酸酯由于结构对称性高、易引起结晶化,因此作为电子照相感光体的感光层用树脂来使用时,会产生结晶化部分成为图像缺陷这种不利结果。
另外,为了提高电荷输送层等感光层的机械强度,还可在感光层上层压表面保护层。该表面保护层通常包含导电性物质和粘合树脂。作为粘合树脂,提出了例如具有极性基团的聚碳酸酯(例如,参照美国专利第4260671号说明书)、具有氟取代烷基的聚碳酸酯(例如,参照特开平10-158380号公报)等。但是,这样的电子照相感光体因电荷输送层中的电荷输送物质与表面保护层中的导电性物质不相适合,会在表面保护层与电荷输送层的界面上形成电势垒,因此会由于电荷注入的不充分而成为灵敏度下降的原因,或者由于两层材料不同而引起的收缩率差等,制造时会发生剥离和断裂中的至少一种情况,因而无法实现充分的性能。
此外,最近提出了由硅氧烷系树脂形成的表面保护层(例如,参照特开2000-242019号公报)。但是,使用硅氧烷系树脂形成表面保护层时,必须使硅氧烷系树脂加热固化,但有时会因加热引起感光层中的材料的劣化。而且,由于硅氧烷树脂本身是绝缘体,因此必须添加具有电荷输送能力的低分子化合物,但添加这样的低分子化合物会成为表面保护层的机械强度下降的原因,这与电荷输送层的情况是同样的。


发明内容
本发明的目的在于提供以下的新型芳香族聚碳酸酯、利用芳香族聚碳酸酯的电子照相感光体以及图像形成装置,该新型芳香族聚碳酸酯在作为用于形成电子照相感光体的感光层的基质使用时,机械强度优异且电特性十分良好,带电电位和灵敏度高,并且即使反复进行外加电压、照射激光等、附着调色剂、加热加压等操作,各种特性的变化仍非常少,可以在长时间内稳定地形成高图像品质的图像。
本发明人为解决上述课题而进行了深入研究,结果成功得到了含有非对称双羟基化合物作为结构单元、能够实现本发明目的的芳香族聚碳酸酯树脂,从而完成了本发明。
本发明是具有以下特征的芳香族聚碳酸酯含有下述通式(1)所示的结构单元(以下,称为“结构单元(1)”)。

(式中,Ar1和Ar2相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的芳基、或者有取代基或没有取代基的杂环基。Ar3表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的二价杂环基。2个Ar4相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的二价杂环基。2个Ar5相同或者不同,表示氢原子、有取代基或没有取代基的芳基、有取代基或没有取代基的杂环基、有取代基或没有取代基的芳烷基、或者有取代基或没有取代基的烷基。Ar6表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的二价杂环基。但Ar3和Ar6不为同一基团。R1表示氢原子、或者有取代基或没有取代基的烷基。2n个R2和R3相同或者不同,表示氢原子、有取代基或没有取代基的烷基、有取代基或没有取代基的芳基、有取代基或没有取代基的杂环基、或者有取代基或没有取代基的芳烷基。n表示0~2的整数。) 根据本发明,可以得到含有结构单元(1)的聚合物即芳香族聚碳酸酯。该芳香族聚碳酸酯不仅具有良好的电荷输送性能,而且机械强度、电特性和耐久性等优异,可以作为单层型电子照相感光体中的感光层、层压型电子照相感光体中的电荷输送层、单层型及层压型电子照相感光体中的表面保护层等的基质树脂而较好地使用。进而,在上述感光层、电荷输送层等中,使用本发明的芳香族聚碳酸酯作为电荷输送物质,并且使用其它芳香族聚碳酸酯作为基质树脂时,由于与基质树脂的相溶性良好,可以在上述感光层、电荷输送层等中发挥均匀的电荷输送性能。
本发明的芳香族聚碳酸酯不仅可以作为电子照相感光体中的电荷输送材料、电荷输送层以及单层型感光层用基质树脂等使用,还可适合作为传感材料、有机电致发光(EL)元件、有机光折变元件等使用。
本发明中,还优选同时含有上述结构单元(1)和下述通式(2)所示的结构单元(以下称为结构单元(2))。

(式中,X表示取代或未取代的链状脂肪族2价基团、取代或未取代的环状脂肪族2价基团、取代或未取代的芳香族2价基团、取代或未取代的杂环2价基团、或者这些基团结合而成的2价基团、或者这些基团与从包含氧原子和硫原子的组中选择的1个结合而成的2价基团。) 根据本发明,可以得到同时含有结构单元(1)和结构单元(2)的共聚物芳香族聚碳酸酯。该芳香族聚碳酸酯的电荷输送性能、机械强度、电特性和耐久性等优异,可以作为单层型电子照相感光体中的感光层、层压型电子照相感光体中的电荷输送层、单层型及层压型电子照相感光体中的表面保护层等的基质树脂而较好地使用。
本发明中,还优选上述结构单元(1)是下述通式(3)所示的结构单元(以下称为结构单元(3))。

(式中,Ar1和Ar2相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的芳基、或者有取代基或没有取代基的杂环基。2个Ar4表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的2价杂环基。n表示0~2的整数。) 本发明中,还优选上述结构单元(3)是下述通式(4)所示的结构单元(以下称为结构单元(4))。

(式中,Ar1和Ar2相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的芳基、或者有取代基或没有取代基的杂环基。2个Ar4表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的2价杂环基。) 根据本发明,考虑到作为化学物质难分解或难变质的稳定性、易得性、制造成本等,在结构单元(1)中,优选结构单元(3),更优选结构单元(4)。
本发明中,还优选上述结构单元(2)中的X为通式(5)所示的2价基团。

(式中,l个R4和m个R5相同或者不同,表示氢原子、碳原子数1~4的低级烷基、C1~C4的低级烷氧基或者卤素原子。Y表示单键、氧原子、硫原子、取代或未取代的链状脂肪族2价基团、取代或未取代的环状脂肪族2价基团、或者将它们2种以上结合而成的2价基团。l和m相同或者不同,表示1~4的整数。) 根据本发明,通过使用X所示的2价基团是通式(5)的2价基团的结构单元(2),可以进一步提高所得芳香族聚碳酸酯的机械强度、耐久性、耐候性、耐化学试剂性等。
本发明还涉及一种电子照相感光体,其特征在于,在导电性支撑体上,具有包含上述芳香族聚碳酸酯的感光层。
根据本发明,提供在导电性支撑体上具有包含上述芳香族聚碳酸酯的感光层的电子照相感光体。该电子照相感光体以非常高的水平兼有电荷输送性能、机械强度、电特性、耐久性(还包括耐磨损性)等诸性能。因此,如果使用该电子照相感光体,即使实施10万张或以上的图像形成,膜减少量非常少,电特性与初期状态相比几乎无变化,可以稳定地形成无灰雾、黑点、白点等图像缺陷的高图像品质的图像。
本发明还涉及一种电子照相感光体,其特征在于,在导电性支撑体上,具有感光层以及包含上述芳香族聚碳酸酯的表面保护层。
根据本发明,提供具有感光层以及包含上述芳香族聚碳酸酯的表面保护层的电子照相感光体。该电子照相感光体以非常高的水平兼有电荷输送性能、机械强度、电特性、耐久性(还包括耐磨损性)等诸性能。因此,如果使用该电子照相感光体,即使实施10万张或10万张以上的图像形成,膜减少量非常少,电特性几乎与初期状态无变化,可以稳定地形成无灰雾、黑点、白点等图像缺陷的高图像品质的图像。
本发明还涉及一种图像形成装置,其特征在于,包括上述电子照相感光体、带电部、曝光部、显影部以及转印部,所述带电部使上述电子照相感光体带电;所述曝光部用根据图像信息的光使带电状态下的上述电子照相感光体曝光而形成静电潜像;所述显影部使在所述电子照相感光体上形成的静电潜像显影而可视图像化;所述转印部将由所述显影部显影的可视图像转印到记录介质上。
根据本发明,可以提供以下的图像形成装置,其包括上述电子照相感光体、带电部、曝光部、显影部以及转印部,所述带电部使上述电子照相感光体带电;所述曝光部用根据图像信息的光使带电状态下的上述电子照相感光体曝光而形成静电潜像;所述显影部使在所述电子照相感光体上形成的静电潜像显影而可视图像化;所述转印部将由所述显影部显影的可视图像转印到记录介质上。该图像形成装置可以稳定地形成无灰雾、黑点、白点等图像缺陷的高图像品质的图像。



本发明的目的、特色以及优点通过下述的详细说明和附图将更趋于明确。
图1是表示本发明的单层型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图2是表示本发明的单层型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图3是表示本发明的单层型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图4是表示本发明的单层型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图5是表示本发明的层压型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图6是表示本发明的层压型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图7是表示本发明的层压型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图8是表示本发明的层压型电子照相感光体的主要部分结构的截面示意图。
图9是简略化表示本发明图像形成装置结构的侧面配置图。

具体实施例方式 以下参考附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
[芳香族聚碳酸酯] 本发明的芳香族聚碳酸酯是含有结构单元(1)的聚合物。该芳香族聚碳酸酯可以是含有结构单元(1)的均聚物,可以是含有结构单元(1)的共聚物,也可以是含有结构单元(1)和结构单元(2)的共聚物。这些均聚物和共聚物中,从原料易得或合成容易、进而原料成本低的观点以及化合物的稳定性的观点出发,优选含有结构单元(3)作为结构单元(1)的化合物,特别优选含有结构单元(4)的化合物。此外,在通式(2)所示的结构单元中,优选含有下述通式(5)所示的结构单元。
本发明的芳香族聚碳酸酯是含有结构单元(1)和结构单元(2)的共聚物时,结构单元(1)和结构单元(2)含有比例并无特别限制,通常结构单元(1)结构单元(2)=5~95∶95~5(摩尔比),优选20~60∶40~80(摩尔比),更优选30~45∶70~55(摩尔比),只要结构单元(1)结构单元(2)在5~95∶95~5(摩尔比)的范围,就可进一步发挥兼具机械强度和电特性的效果。
本发明的芳香族聚碳酸酯在均聚物和共聚物中所占的比例优选50重量%以上,更优选80重量%以上。
本发明的芳香族聚碳酸酯的数均分子量(Mn)通常为5000~500000,优选10000~100000,更优选15000~60000。Mn小于5000时膜强度变弱,因而是不合适的,Mn大于500000时,缺乏在制造时的溶剂中的溶解性,因而是不合适的。
并且,本发明的芳香族聚碳酸酯的重均分子量(Mw)通常为5000~500000,优选10000~300000,更优选20000~150000。Mw小于5000时膜强度变弱,因而是不合适的,Mw大于500000时,缺乏在制造时的溶剂中的溶解性,因而是不合适的。
这里,数均分子量(Mn)是由凝胶渗透色谱法(GPC)测定的换算为聚苯乙烯的数均分子量,而重均分子量(Mw)是由凝胶渗透色谱法(GPC)测定的换算为聚苯乙烯的重均分子量。
作为通式(1)、通式(3)和通式(4)中符号Ar1和符号Ar2所示的、有取代基或没有取代基的芳基,可以列举苯基、甲苯基、甲氧基苯基、萘基、联苯基等具有或不具有选自碳原子数1~4的烷基和碳原子数1~4的烷氧基中的取代基的芳基。其中,优选苯基、甲苯基、甲氧基苯基、萘基等。
此外,作为有取代基或没有取代基的杂环基,可以列举呋喃基、噻吩基、噻唑基、苯并呋喃基、N-甲基吲哚基等具有或不具有碳原子数1~4的烷基作为取代基的杂环基。
作为通式(1)中符号Ar3和符号Ar6所示的、且通式(1)、通式(3)和通式(4)中符号Ar4所示的、有取代基或没有取代基的亚芳基,可以列举对亚苯基、间亚苯基、甲基-对亚苯基、甲氧基-对亚苯基、1,4-亚萘基、亚芘基、亚联苯基、苯氧基亚苯基、苯硫基亚苯基等具有或不具有选自碳原子数1~4的烷基、碳原子数1~4的烷氧基、苯氧基以及苯硫基中的取代基的亚芳基。其中,优选对亚苯基、间亚苯基、甲基-对亚苯基、甲氧基-对亚苯基、1,4-亚萘基等,特别优选对亚苯基、1,4-亚萘基等。
此外,作为有取代基或没有取代基的2价杂环基,可以列举1,4-呋喃二基、1,4-噻吩二基、1,4-噻唑二基、2,5-苯并呋喃二基、2,5-苯并噻吩二基、N-甲基吲哚-2,5-二基、2,5-苯并噻唑二基、2,5-苯并唑二基、N-乙基咔唑-3,6-二基等。
从原料廉价易得或合成容易出发,特别优选Ar3和Ar6中的一方是对亚苯基,另一方是1,4-亚萘基,也就是含有结构单元(3)的情况,更优选含有n为0的结构单元(4)的芳香族聚碳酸酯。
在通式(1)中,作为符号Ar5所示的、有取代基或没有取代基的芳基,可以列举苯基、甲苯基、甲氧基苯基、萘基、芘基、联苯基、苯氧基苯基、对(苯硫基)苯基、对苯乙烯基苯基等具有或不具有选自碳原子数1~4的烷氧基、苯氧基、苯硫基和苯乙烯基中的取代基的芳基。其中,优选苯基、甲氧基苯基、萘基等。作为有取代基或没有取代基的杂环基,可以列举呋喃基、噻吩基、噻唑基、苯并呋喃基、苯并硫代苯基、N-甲基吲哚基、苯并噻唑基、苯并唑基、N-乙基咔唑基等具有或不具有碳原子数1~4的烷基作为取代基的杂环基。作为有取代基或没有取代基的芳烷基,可以列举苄基、对甲氧基苄基、1-萘基甲基等具有或不具有碳原子数1~4的烷氧基作为取代基的芳烷基。作为有取代基或没有取代基的烷基,可以列举甲基、2-噻吩基甲基、乙基、三氟甲基、氟甲基、异丙基、叔丁基等具有或不具有选自卤素原子和2-噻吩基中的取代基的碳原子数1~4的直链状或支链状烷基;环己基、环戊基等环烷基等。
在通式(1)中,作为符号R1、符号R2和符号R3所示的、有取代基或没有取代基的烷基,可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、三氟甲基、2-噻吩基甲基等具有或不具有选自卤素原子和2-噻吩基中的取代基的碳原子数1~4的直链状或支链状烷基。作为有取代基或没有取代基的芳基,可以列举苯基、甲苯基、甲氧基苯基、萘基等具有或不具有选自碳原子数1~4的烷基和碳原子数1~4的烷氧基中的取代基的芳基。其中,优选苯基、萘基等。作为有取代基或没有取代基的杂环基,可以列举呋喃基、噻吩基、噻唑基等。作为有取代基或没有取代基的芳烷基,可以列举苄基、对甲氧基苄基等具有或不具有碳原子数1~4的烷氧基作为取代基的芳烷基。
在通式(2)中,作为符号X所表示的基团,是取代或未取代的链状脂肪族2价基团、取代或未取代的环状脂肪族2价基团、取代或未取代的芳香族2价基团、取代或未取代的杂环2价基团、或者这些基团结合而成的2价基团、或者这些基团与从包括氧原子和硫原子在内的组中选择的1个结合而成的2价基团。
其中,作为通式(2)所示的结构单元,优选通式(5)所示的2价基团。作为同时含有结构单元(1)和结构单元(2)的共聚物的芳香族聚碳酸酯,电荷输送性能、机械强度、电特性和耐久性等优异,可以作为单层型电子照相感光体中的感光层、层压型电子照相感光体中的电荷输送层、单层型及层压型电子照相感光体中的表面保护层等的基质树脂而较好地使用。
此外,在通式(5)中,l个R4和m个R5相同或者不同,是氢原子、碳原子数1~4的低级烷基、C1~C4的低级烷氧基或者卤素原子。Y表示单键、氧原子、硫原子、取代或未取代的链状脂肪族2价基团、取代或未取代的环状脂肪族2价基团、或者将它们2种以上结合而成的2价基团。l和m相同或者不同,表示1~4的整数。例如,作为符号R4、R5,可以列举氢和3-甲基等;作为符号Y,可以列举二甲基甲烷基、环己叉基等。其中,作为通式(5)所示的结构单元,优选双酚Z骨架。通过使用X所示的2价基团是通式(5)所示的2价基团的结构单元(2),所得芳香族聚碳酸酯的机械强度、耐久性、耐候性、耐化学试剂性等进一步提高。
[芳香族聚碳酸酯的制造方法] 本发明的芳香族聚碳酸酯中,由结构单元(1)构成的均聚物可以如下进行制造例如,作为原料化合物(单体)使用1种或2种以上具有电荷输送能力的非对称双羟基化合物和1种或2种以上碳酸酯化合物,除此之外与以往的聚碳酸酯同样地进行制造。
此外,本发明的芳香族聚碳酸酯中,含有结构单元(1)和结构单元(2)的共聚物可以如下进行制造例如,作为原料化合物(单体)使用1种或2种以上的具有电荷输送能力的非对称双羟基化合物、1种或2种以上的碳酸酯化合物和1种或2种以上的双羟基化合物,除此之外与以往的聚碳酸酯同样地进行制造。
(非对称双羟基化合物) 作为具有电荷输送能力的非对称双羟基化合物可以使用公知的,可以列举例如下述通式(6)所示的非对称双羟基化合物(以下,称为“非对称双羟基化合物(6)”)。
非对称双羟基化合物(6)中,优选下述通式(7)所示的非对称双羟基化合物(以下,称为“非对称双羟基化合物(7)”),特别优选下述通式(8)所示的非对称双羟基化合物(以下,称为“非对称双羟基化合物(8)。

(式中,Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6、R1、R2、R3和n与上述相同。) 非对称双羟基化合物(6),可以按照例如下述反应方程式所示的方法来制造,即,制造下述通式(12a)所示的非对称双羟基的醚化合物(以下,称为“醚化合物(12a)”)或下述通式(12b)所示的非对称双羟基的醚化合物(以下,称为“醚化合物(12b)”),再将符号R7所示的羟基的保护基脱保护。
[反应方程式]
(式中,Ar1、Ar2、Ar3、Ar4、Ar5、Ar6、R1、R2、R3与上述相同。2个R6相同或者不同,表示氢原子、有取代基或没有取代基的烷基、有取代基或没有取代基的芳基、有取代基或没有取代基的杂环基、或者有取代基或没有取代基的芳烷基。2个R7相同或者不同,表示氢原子、有取代基或没有取代基的烷基、有取代基或没有取代基的芳基、有取代基或没有取代基的杂环基、或者有取代基或没有取代基的芳烷基。k表示0~1的整数。) 在该反应方程式中,作为符号R3和符号R7所示的有取代基或没有取代基的烷基,可以列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、三氟甲基、2-噻吩基甲基等具有或不具有选自卤素原子和2-噻吩基中的取代基的碳原子数1~4的直链状或支链状烷基。作为有取代基或没有取代基的芳基,可以列举苯基、甲苯基、甲氧基苯基、萘基等具有或不具有选自碳原子数1~4的烷基和碳原子数1~4的烷氧基中的取代基的芳基。其中,优选苯基、萘基等。
作为符号R3和符号R7所示的有取代基或没有取代基的杂环基,可以列举呋喃基、噻吩基、噻唑基等。作为有取代基或没有取代基的芳烷基,可以列举苄基、对甲氧基苄基等烷基部分是碳原子数1~3的直链或支链状亚烷基并且具有或不具有碳原子数1~4的烷氧基的芳烷基。
该反应方程式中的各反应,例如,按照以下进行。
将通式(9)所示的腙化合物(以下,称为“腙化合物(9)”)双甲酰化,可以合成通式(10)所示的腙-双醛化合物(以下,称为“腙-双醛化合物(10)”)。
腙化合物(9)可以通过以下方法来制造,例如,将下述通式(13a)所示的酮化合物(以下,称为“酮化合物(13a)”)与下述通式(13b)所示的肼化合物(以下,称为“肼化合物(13b)”)进行脱水缩合反应。

(式中Ar1、Ar2、Ar3和Ar6与上述相同。) 该脱水缩合反应通过将酮化合物(13a)和肼化合物(13b)在酸催化剂的存在下,在醇系溶剂中加热而大致定量地进行。该脱水缩合反应的反应温度和反应时间并无特别限制,可以根据使用的酮化合物和肼化合物的种类及量等各种条件而适当选择,优选反应温度70~80℃、4~8小时。作为脱水缩合反应中使用的醇系溶剂,可以列举乙醇、异丙醇、丁醇等。此外,作为酸催化剂,可以列举例如对甲苯磺酸、樟脑磺酸、乙酸等。酸催化剂的添加量并无特别限制,优选相对于酮化合物(13a)1.0摩尔当量为0.001~0.01摩尔当量,更优选0.002~0.04摩尔当量,进一步优选0.005~0.02摩尔当量。通过该反应可以得到腙化合物(9)。例如,Ar3和Ar6中的任一方是亚苯基、另一方是亚萘基;Ar1和Ar2是苯基的腙化合物(9)可以用二苯甲酮作为酮化合物(13a)、1-萘基-1-苯基肼作为肼化合物(13b)来制造。
腙化合物(9)的双甲酰化,例如可以通过维尔斯梅尔(Vilsmeier)甲酰化反应等公知的双甲酰化反应来进行。腙化合物(9)的维尔斯梅尔双甲酰化反应例如可以如下地进行。
首先,在适当的溶剂中加入氧氯化磷与N,N-二甲基甲酰胺(N,N-DimethylformamideDMF)、N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二丁基甲酰胺、N-甲基-N-苯基甲酰胺或N,N-二苯基甲酰胺,调制维尔斯梅尔试剂。
作为该反应中可以使用的溶剂,可以列举N,N-二甲基甲酰胺等非质子型极性溶剂、1,2-二氯乙烷等卤代烃、甲苯等芳香烃类等,例如可以将上述的N,N-二甲基甲酰胺兼用作溶剂。
接着,相对于调制的维尔斯梅尔试剂2.0~2.3摩尔当量,加入腙化合物(9)1.0摩尔当量,在80~120℃加热下搅拌2~10小时使其反应。反应结束后,用碱水溶液进行水解,以高收率得到腙-双醛化合物(10)固体。作为水解中使用的碱水溶液,可以列举1~8当量浓度的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液等。
此外,可以使用例如乙酸酐或乙酰氯等进行公知的双酰化反应来代替上述双甲酰化反应,进行与上述反应同样的处理,由此得到上述反应流程图中记载的双羰基化合物(10)。
进而,使双羰基化合物(10)进行魏帝希-霍纳(Wittig-Horner)反应,通过使双羰基化合物(10)与魏帝希(Wittig)试剂反应,得到作为非对称双羟基化合物(6)前体的醚化合物(12a)或醚化合物(12b)。这里,作为魏帝希试剂,可以列举通式(11a)所示的魏帝希试剂(以下,称为“魏帝希试剂(11a)”)或者通式(11b)所示的魏帝希试剂(以下,称为“魏帝希试剂(11b)”)。魏帝希试剂(11a)和(11b),在符号Ar4所示的取代基上进一步进行取代的羟基,被符号R7所示的取代基保护。
通过使双羰基化合物(10)与魏帝希试剂(11a)反应,可以得到醚化合物(12a),再通过将保护基R7脱保护,可以得到非对称双羟基化合物(6)中n=0的非对称双羟基化合物(以下称为非对称双羟基化合物(6a))。此外,通过使双羰基化合物(10)与魏帝希试剂(11b)反应,可以得到醚化合物(12b),再通过将保护基R7脱保护,可以得到非对称双羟基化合物(6)中n=1或2的非对称双羟基化合物(以下称为非对称双羟基化合物(6b))。
双羰基化合物(10)的魏帝希-霍纳反应可以按照公知方法实施。例如,可以在适当的溶剂中、在金属醇盐等碱性催化剂的存在下,通过使双羰基化合物(10)与魏帝希试剂(11a)或(11b)反应而得到目标物质。
作为上述溶剂,只要是对反应无活性而且可以溶解或分散反应基质和催化剂的溶剂就可以无特别限制地使用。可以列举例如甲苯、二甲苯等芳香烃类;乙醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚等醚类;N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类;二甲亚砜等亚砜类等,这些可以单独或作为混合溶剂使用。此外,溶剂的使用量并无特别限制,可以根据反应基质的使用量、反应温度、反应时间等反应条件来适当选择使反应顺利进行的量。
作为金属醇盐碱性催化剂,可以使用公知的金属醇盐碱性催化剂,可以使用例如叔丁醇钾、乙醇钠、甲醇钠等碱金属的醇盐。金属醇盐可以单独使用上述中的1种,或将2种以上并用。
反应基质和催化剂的使用量并无特别限制,可以根据反应条件等适当选择,考虑到反应的顺利进行等,相对于双羰基化合物(10)1当量,优选使用魏帝希试剂(11a)或魏帝希试剂(11b)2.0~2.3当量左右以及催化剂2.0~2.5当量左右。
该反应例如在室温下或30~60℃的加热下、搅拌2~8小时左右,按常法处理后,可以得到醚化合物(12a)或醚化合物(12b)。
用于得到非对称双羟基化合物(6a)或非对称双羟基化合物(6b)而进行的、醚化合物(12a)或醚化合物(12b)的脱保护,可以按照公知的方法实施。例如,通过使醚化合物(12a)或醚化合物(12b)与脱保护剂在适当的溶剂中反应来实施。这里,作为脱保护剂,可以使用公知的脱保护剂,可以列举例如溴化氢、碘化氢等卤化氢;氯化铝、溴化铝等卤化铝;三溴化硼、乙硫醇钠盐等。脱保护剂可以单独使用上述化合物中的1种,或将2种以上并用。脱保护剂的使用量并无特别限制,考虑到反应的顺利进行、可以容易地将反应结束后的目标化合物分离纯化等,相对于醚化合物(12a)或醚化合物(12b)1当量,优选使用2.0~3.0当量,更优选使用2.2~2.6当量。作为脱保护反应的溶剂,只要是对反应无活性而且可以溶解或分散反应基质的溶剂就可以无特别限制地使用。可以较好地使用例如苯、硝基苯等芳香烃类;氯苯等卤代芳香烃类;N,N-二甲基甲酰胺等甲酰胺类;乙酸酐;二氯甲烷等。溶剂可以根据脱保护剂的种类适当选择而使用。例如,作为反应溶剂,用卤化氢作脱保护剂时优选乙酸酐,使用卤化铝时优选芳香烃类或卤代芳香烃类等。另外,作为反应溶剂,用三溴化硼作脱保护剂时优选二氯甲烷,用乙硫醇钠盐作脱保护剂时优选甲酰胺类。溶剂的使用量并无特别限制,可以根据反应基质及脱保护剂的种类、使用量、反应温度等反应条件来适当选择。根据脱保护剂的活性,该脱保护反应可以例如在冷却下或从室温至溶剂回流下的各种反应条件下进行,经0.5~24小时左右结束。反应温度适当选择使脱保护反应顺利进行的温度即可。
这样得到的本发明的非对称双羟基化合物(6)可以通过萃取、色谱、离心分离、重结晶、洗涤等一般的纯化装置而从反应结束后的反应混合物中容易地分离纯化。
作为非对称双羟基化合物(6)的具体例子,可以列举下述表1~表7中记载的化合物。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
(碳酸酯化合物) 此外,制造本发明的芳香族聚碳酸酯时,作为与非对称双羟基化合物共同使用的碳酸酯化合物,可以任意使用在聚碳酸酯的制造中使用的碳酸酯化合物。可以列举例如碳酸二苯酯等碳酸二芳酯类;双氯甲酸酯等卤代甲酸酯类;光气、氯甲酸三氯甲酯(光气的二聚体)、碳酸双(三氯甲基)酯(光气的三聚体)、光气的多聚物等卤代碳酸酯类等。光气的三聚体具有热稳定、化学稳定、便于控制反应和易于处理的优点。此外,卤代甲酸酯可以由下述的二羟基化合物衍生得到。
此外,制造本发明的芳香族聚碳酸酯时,作为与非对称双羟基化合物和碳酸酯化合物共同使用的二羟基化合物,可以列举例如,通式 HO-X-OH...(14) (式中,X与上述相同。) 所示的二羟基化合物(以下,称为“二羟基化合物(14)”)。通过使用二羟基化合物(14)得到的含有结构单元(1)和结构单元(2)的芳香族聚碳酸酯的机械强度,比只含有结构单元(1)的芳香族聚碳酸酯的机械强度进一步提高。
作为二羟基化合物(14)的具体例子,可以列举以下化合物等4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2-甲基苯酚)、4,4’-环己叉基双苯酚、4,4’-乙叉基双苯酚、4,4’-(1,3-二甲基丁叉基)双苯酚、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2,6-二甲基苯酚)、4,4’-(1-苯基乙叉基)双苯酚、4,4’-(2-乙基己叉基)双苯酚、5,5’-(1-甲基乙叉基)(1,1’-联苯)-2-醇、1,1’-联苯-4,4’-二醇、4,4’-亚甲基双苯酚、4,4’-亚甲基双[2-(2-丙烯基)苯酚]、4,4’-亚甲基双(2-甲基苯酚)、4,4’-丙二基双苯酚(4,4’-propanediylbisphenol)、4,4’-(1-甲基丙叉基)双苯酚、4,4’-(2-甲基丙叉基)双苯酚、4,4’-(3-甲基丁叉基)双苯酚、4,4’-环戊叉基双苯酚、4,4’-(苯基亚甲基)双苯酚、4,4’-(1-甲基庚叉基)双苯酚、4,4’-环己叉基双(3-甲基苯酚)、4,4’-(1-甲基乙叉基)双[2-(2-丙烯基)苯酚]、4,4’-(1-甲基乙叉基)双[2-(1-甲基乙基)苯酚]、4,4’-(1-甲基辛叉基)双苯酚、4,4’-(1-苯基乙叉基)双(2-甲基苯酚)、4,4’-环己叉基双(2,6-二甲基苯酚)、4,4’-(1-甲基)壬叉基双苯酚、4,4’-癸叉基双苯酚、4,4’-(1-甲基乙叉基)双[2-(1,1-甲基丙基)苯酚]、4,4’-(1-甲基乙叉基)双[2-(1,1-二甲基乙基)苯酚]、4,4’-(二苯基亚甲基)双苯酚、4,4’-环己叉基双[2-(1,1-二甲基乙基)苯酚]、4,4’-(2-甲基丙叉基)双[3-甲基一6-(1,1-二甲基乙基)苯酚]、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2-环己基苯酚)、4,4’-亚甲基-双[2,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚]、4,4’-亚甲基双(2,6-二仲丁基苯酚)、5,5’-(1,1-环己叉基)双-(1,1’-联苯)-2-醇、4,4’-环己叉基双(2-环己基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-壬基苯酚)、4,4’-(1-甲基乙叉基)双[2,6-双(1,1-二甲基乙基)苯酚]、5,5’-(1-苯酚乙叉基)(1,1’-联苯)-2-醇、双(4-羟基苯基)甲酮、4,4’-亚甲基双(2-氟苯酚)、4,4’-[2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙叉基]双苯酚、4,4’-异丙叉基双(2-氟苯酚)、4,4’-[(4-氟苯基)亚甲基]双(2-氟苯酚)、4,4’-(苯基亚甲基)双(2-氟苯酚)、4,4’-[(4-氟苯基)亚甲基]双苯酚、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2-氯一6-甲基苯酚)、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2,6-二氯苯酚)、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2-氯苯酚)、4,4’-亚甲基双(2,6-二溴苯酚)、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2,6-二溴苯酚)、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2-硝基苯酚)、3,3’-二甲基-1,1’-联苯-4,4’-二醇、3,3’,5,5’-四甲基-1,1’-联苯-4,4’-二醇、3,3’,5,5’-四叔丁基-1,1’-联苯-4,4’-二醇、3,3’-二氟-1,1’-联苯-4,4’-二醇、3,3’,5,5’-四氟-1,1’-联苯-4,4’-二醇等。二羟基化合物(14)可以2种以上并用使用。特别是从反应性的观点出发,优选4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚、4,4’-(1-甲基乙叉基)双(2-甲基苯酚)、4,4’-环己叉基双苯酚等。
[聚合方法] 非对称双羟基化合物与碳酸酯化合物的聚合方法、以及非对称双羟基化合物、碳酸酯化合物与二羟基化合物的聚合方法,可以按照例如,“塑料材料讲座-聚碳酸酯树脂”(松金干夫、田原省吾、加藤修士著,日刊工业新闻社刊,1969年发行)等中记载的公知方法实施。例如,使用卤代碳酸酯类作为碳酸酯化合物时,可以通过界面聚合法、溶液聚合法等得到芳香族聚碳酸酯。此外,使用碳酸二芳酯类作为碳酸酯化合物时,可以通过酯交换法得到芳香族聚碳酸酯。
[界面聚合法] 根据界面聚合法,将水相与油相混合,其中水相包含非对称双羟基化合物,油相包含碳酸酯化合物、聚碳酸酯生成催化剂和根据需要进而添加的二羟基化合物,使这些化合物在2相间聚合,从而可以制造本发明的芳香族聚碳酸酯。
非对称双羟基化合物可以在碱性条件下溶于水中。使水碱化可以使用一般的碱。作为碱可以使用公知的碱,可以列举例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙等碱金属或碱土类金属的氢氧化物;碳酸钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸氢钠等碱金属或碱土类金属的碳酸盐等。在这些碱中,优选使用氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物。碱可以单独使用1种或将2种以上并用。这里使用的水是蒸馏水、离子交换水等。此外,水相中可以含有醇这样的水性介质。碱的使用量只要是使所用全部量的非对称双羟基化合物在所用的水中稳定溶解的量即可。
作为构成油相的有机溶剂可以使用本领域中常用的溶剂,即其在水中的溶解度低至对聚合反应无不良影响的程度,并且能溶解待生成的聚碳酸酯。可以列举例如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,2-二氯乙烯、三氯乙烷、四氯乙烷、二氯丙烷等卤代脂肪烃类;氯苯、二氯苯等卤代芳香烃类;2种以上卤代脂肪烃类的混合物;2种以上卤代芳香烃类的混合物;1种或2种以上卤代脂肪烃类与1种或2种以上卤代芳香烃类的混合物等。其中,优选二氯甲烷、氯苯等。所述有机溶剂中还可以进一步混合选自甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烃类、己烷、环己烷等脂环烃类等中的1种或2种以上。有机溶剂的使用量并无特别限制,可以根据各单体的种类和用量、有机溶剂的种类、反应温度、反应时间等反应条件,适当选择使聚合反应顺利进行的量。
聚碳酸酯生成催化剂也可以采用本领域中常用的催化剂。可以列举例如叔胺、季铵盐、叔膦、季盐、含氮杂环化合物及其盐、亚氨基醚及其盐、含酰胺基的化合物等。其中,优选叔胺,更优选碳原子数3~30的叔胺,特别优选三乙胺。聚碳酸酯生成催化剂向反应体系中添加的时机可以在向反应体系添加碳酸酯化合物之前也可以在添加之后,也可以既在添加之前又在添加之后添加。非对称双羟基化合物、二羟基化合物以及碳酸酯化合物的使用比例并无特别限制,优选设定成可得到结构单元(1)和结构单元(2)的摩尔比在上述范围内的芳香族聚碳酸酯。
界面聚合反应可以用以下方法进行分子量调节。例如以下的方式调节分子量通过如色谱法等方法,跟踪生成的聚碳酸酯的分子量,当分子量达到所需值时,将作为分子量调节剂的末端终止剂添加到反应体系中。末端终止剂也可使用本领域中常用的终止剂。可以列举例如1价芳香族羟基化合物、1价芳香族羟基化合物的卤代甲酸酯衍生物、1价羧酸、1价羧酸的卤化物衍生物等。其中,优选1价芳香族羟基化合物,更优选苯酚、对-叔丁基苯酚和对枯基酚等。使用末端终止剂时,在所得芳香族聚碳酸酯的C末端和O末端通常结合有来源于末端终止剂的1价取代基。
在界面聚合反应中,为了使所得芳香族聚碳酸酯的机械特性进一步提高,可以适量添加支化剂。作为支化剂也可以采用本领域中常用的支化剂,可以列举例如具有3个以上选自酚性羟基、卤代甲酸酯基、羧酸基、羧酸卤化物基、活性卤原子等中的同种或不同种类反应基团的化合物等。
界面聚合反应可以通过高速搅拌、乳化剂的添加等来使反应介质乳化从而实施反应,由此还能够在短时间内获得窄分子量分布的芳香族聚碳酸酯。
界面聚合反应例如可以在0~40℃的温度下进行、数分钟~5小时左右结束。此外,水相的pH值优选通过例如添加碱等而通常保持在10以上。
(溶液聚合法) 此外,根据溶液聚合法,通过在适当的溶剂中、在脱酸剂的存在下使以下单体聚合,从而可以制造芳香族聚碳酸酯,所述单体包括非对称双羟基化合物、碳酸酯化合物和根据需要添加的二羟基化合物。更具体而言,将非对称双羟基化合物和根据需要添加的二羟基化合物溶解于溶剂中,向该溶液中添加脱酸剂,进而添加双氯甲酸酯、光气、光气的2~3聚体、光气的多聚物等碳酸酯化合物,实施聚合反应,由此得到芳香族聚碳酸酯。非对称双羟基化合物、二羟基化合物及碳酸酯化合物的使用比例并无特别限制,优选设定成能够得到结构单元(1)和结构单元(2)的摩尔比在上述范围内的芳香族聚碳酸酯。作为溶剂,可使用本领域中常用的、对聚合反应无活性且可以溶解或分散3种单体和脱酸剂的溶剂。可以列举例如二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烯、氯仿等卤代烃类;四氢呋喃、二烷等环醚类;吡啶等。作为脱酸剂也可以使用本领域中常用的脱酸剂。可以列举例如三甲胺、三乙胺、三丙胺等叔胺类;吡啶等。进而,与界面聚合的情况同样地,可以添加分子量调节剂、支化剂等。该方法通常在0~40℃的温度下进行,数分钟~5小时左右结束。
(酯交换法) 进而,根据酯交换法,例如在惰性气体环境中,将非对称双羟基化合物、碳酸二芳酯(碳酸酯化合物)以及根据需要添加的二羟基化合物混合,并通常在减压下、且在120~350℃的温度下进行反应,从而可以得到芳香族聚碳酸酯。优选使减压度阶段性变化,并最终达到1mmHg以下以将作为副产物产生的酚类蒸馏排除到反应体系外。反应时间通常为1~4小时左右。此外,可以根据需要添加分子量调节剂、抗氧化剂等。
此外,在上述各种聚合反应中,通过适当地选择聚合操作可以选择性地制造无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、无规交替共聚物或无规嵌段共聚物。例如,将非对称双羟基化合物与二羟基化合物均匀混合后,与光气等碳酸酯化合物进行缩合反应,就可以得到无规共聚物。如果在聚合反应中途再向反应体系内添加数种非对称双羟基化合物,则可以得到无规嵌段共聚物。如果进行由二羟基化合物衍生的双氯甲酸酯与非对称双羟基化合物的缩合反应,则可以得到交替共聚物。相反通过进行由非对称双羟基化合物衍生的双氯甲酸酯与二羟基化合物的缩合反应也可以同样地得到交替共聚物。通过使用2种以上的双氯甲酸酯与非对称双羟基化合物或二羟基化合物进行缩合反应,可以得到无规交替共聚物。
这样得到的本发明的芳香族聚碳酸酯可以通过萃取、色谱、离心分离、重结晶、洗涤等一般的纯化装置从反应结束后的反应混合物中容易地分离纯化。
根据需要,本发明的芳香族聚碳酸酯中可以添加选自抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、润滑剂、增塑剂等一般的树脂添加剂中的1种或2种以上。
[电子照相感光体] 图1~图8为表示本发明实施方式的电子照相感光体主要部分结构的截面示意图。图1~图4中所示的电子照相感光体是单层型电子照相感光体,其特征在于感光层2由单层构成。此外,图5~图8中所示的电子照相感光体是功能分离型或层压型电子照相感光体,其特征在于感光层2a由电荷产生层3和电荷输送层4构成。
图1所示的电子照相感光体包括导电性支撑体(电子照相感光体用未加工管)1和在该导电性支撑体1的表面上形成的感光层2。
图2所示的电子照相感光体包括导电性支撑体1、在导电性支撑体1的表面上形成的感光层2以及在感光层2的表面上形成的表面保护层5。
图3所示的电子照相感光体包括导电性支撑体1、在导电性支撑体1的表面上形成的底涂层6以及在底涂层6的表面上形成的感光层2。
图4所示的电子照相感光体包括导电性支撑体1、在导电性支撑体1的表面上形成的底涂层6、在底涂层6的表面上形成的感光层2以及在感光层2的表面上形成的表面保护层5。
图5所示的电子照相感光体包括导电性支撑体1、在导电性支撑体1的表面上形成的电荷产生层3和在电荷产生层3的表面上形成的电荷输送层4。
图6所示的电子照相感光体包括导电性支撑体1、在导电性支撑体1的表面上形成的电荷产生层3、在电荷产生层3的表面上形成的电荷输送层4以及在电荷输送层4的表面上形成的表面保护层5。
图7所示的电子照相感光体包括导电性支撑体1、在导电性支撑体1的表面上形成的底涂层6、在底涂层6的表面上形成的电荷产生层3以及在电荷产生层3的表面上形成的电荷输送层4。
图8所示的电子照相感光体包括导电性支撑体1、在导电性支撑体1的表面上形成的底涂层6、在底涂层6的表面上形成的电荷产生层3、在电荷产生层3的表面上形成的电荷输送层4以及在电荷输送层4的表面上形成的表面保护层5。
构成图1~图8所示的电子照相感光体的各层具体如下。
(导电性支撑体) 导电性支撑体1可以由例如铝、铝合金、铜、锌、不锈钢或钛等金属材料构成。此外,不限于这些金属材料,也可使用例如以下的材料等在由聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚甲醛、聚苯乙烯等合成树脂、硬质纸、玻璃等构成的基体表面上层压金属箔而得的材料;在前述基体表面上蒸镀金属材料而得的材料;在前述基体表面上蒸镀或涂布导电性高分子、氧化锡、氧化铟、碳粒子、金属粒子等导电性化合物的层而得的材料。根据需要,可以在对图像品质无影响的范围内,对导电性支撑体1的表面进行阳极氧化皮膜处理;利用化学试剂、热水等的表面处理;着色处理;表面粗糙化等漫反射处理。漫反射处理在以下情况下是特别有效的,即在使用激光作为曝光光源的电子照相过程中使用本发明的电子照相感光体时。亦即,在使用激光作为曝光光源的电子照相过程中,由于激光的波长一致,因此有时入射激光与在电子照相感光体内被反射的光发生干涉,由该干涉导致的干涉条纹就会出现在图像上而形成图像缺陷。通过对导电性支撑体的表面进行如上所述的漫反射处理,可以防止由波长一致的激光的干涉而引起的图像缺陷。
(感光层) 感光层2含有电荷产生物质和本发明的芳香族聚碳酸酯而构成。在感光层2中,芳香族聚碳酸酯作为电荷输送物质和粘合树脂来发挥作用。根据需要,感光层2可以含有本发明的芳香族聚碳酸酯以外的电荷输送物质、本发明的芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂、抗氧化剂等。优选在感光层2中包含50~100重量%范围的本发明的芳香族聚碳酸酯。电荷产生物质是通过吸收光而产生电荷的物质。作为电荷产生物质可以使用本领域中常用的物质,可以列举例如偶氮系颜料(单偶氮系颜料、双偶氮系颜料、三偶氮系颜料等)、靛蓝系颜料(靛蓝、硫靛蓝等)、苝系颜料(苝酰亚胺、苝酸酐等)、多环醌系颜料(蒽醌、芘醌等)、酞菁系颜料(金属酞菁、无金属酞菁等)、三苯甲烷系色素(甲基紫、结晶紫、夜蓝、维多利亚兰等)、吖啶系色素(赤藓红、罗丹明B、罗丹明3R、吖啶橙、フラペオシン等)、噻嗪系色素(亚甲基蓝、亚甲基绿等)、嗪系色素(卡普里蓝、麦尔多拉蓝等)、方酸菁色素、吡喃盐、硫代吡喃盐、硫代靛蓝系色素、二苯并咪唑系色素、喹吖啶酮系色素、喹啉系色素、色淀系色素、偶氮色淀系色素、二嗪系色素、薁(azulenium)系色素、三烯丙基甲烷系色素、呫吨系色素、花青系色素等有机颜料、染料;以及无定形硅、无定形硒、碲、硒碲合金、硫化镉、硫化锑、氧化锌、硫化锌等无机材料。电荷产生物质可单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
作为本发明的芳香族聚碳酸酯,可以使用选自上述结构单元(1)的均聚物以及含有结构单元(1)和结构单元(2)的共聚物中的1种或2种以上。
本发明的芳香族聚碳酸酯以外的电荷输送物质用于例如进一步提高感光层2的电特性。电荷输送物质包括空穴输送材料和电子输送材料。
作为空穴输送物质可使用本领域中常用的物质,可以列举例如咔唑衍生物、芘衍生物、唑衍生物、二唑衍生物、噻唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、咪唑啉酮衍生物、咪唑烷衍生物、二咪唑烷衍生物、苯乙烯基化合物、腙化合物、多环芳香族化合物、吲哚衍生物、吡唑啉衍生物、唑酮衍生物、苯并咪唑衍生物、喹唑啉衍生物、苯并呋喃衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、氨基茋衍生物、三芳基胺衍生物、三芳基甲烷衍生物、苯二胺衍生物、茋衍生物、烯胺衍生物、联苯胺衍生物、在主链或侧链具有衍生自上述化合物的基团的聚合物(聚-N-乙烯基咔唑、聚-1-乙烯基芘、乙基咔唑-甲醛树脂、三苯基甲烷聚合物、聚-9-乙烯基蒽)、聚硅烷等。作为电子输送材料也可使用本领域中常用的材料,可以列举例如苯醌衍生物、四氰基乙烯衍生物、四氰基醌二甲烷衍生物、芴酮衍生物、呫吨酮衍生物、菲醌衍生物、邻苯二甲酸酐衍生物、联对苯醌衍生物等有机化合物;无定形硅、无定形硒、碲、硒碲合金、硫化镉、硫化锑、氧化锌、硫化锌等无机材料。电荷输送物质可单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
作为本发明的芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂用于例如提高感光层2的机械强度、耐久性等。这样的粘合树脂优选与本发明的芳香族聚碳酸酯的相溶性优异的树脂。作为其具体例子,可以列举聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等乙烯基系树脂、聚碳酸酯、聚酯、聚酯碳酸酯、聚砜、聚芳酯、聚酰胺、甲基丙烯酸类树脂、丙烯酸类树脂、聚醚、聚丙烯酰胺、聚苯醚等热塑性树脂;苯氧树脂、环氧树脂、硅酮树脂、聚氨酯、酚醛树脂等热固性树脂;以及这些树脂的部分交联物等。其中,聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚芳酯和聚苯醚由于体积电阻值在1013Ω以上而电绝缘性优异,且成膜性、电位特性等也优异,因此可以优选用作粘合树脂。进而可以特别优选使用聚碳酸酯。本发明的芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂可单独使用1种,或者将2种以上组合使用。
抗氧化剂能够减少由电子照相感光体带电时产生的臭氧或NOx等活性物质的附着导致的表面层的劣化,从而提高电子照相感光体反复使用时的耐久性。此外,抗氧化剂还能提高后述的感光层形成用涂布液的稳定性,延长液体的寿命。另外,用该涂布液制造的电子照相感光体由于杂质减少,因而也可提高耐久性。
作为抗氧化剂,可以列举例如受阻酚衍生物、受阻胺衍生物等。抗氧化剂的使用量并无特别限制,优选相对于电荷输送物质100重量份为0.1~10重量份。抗氧化剂的使用量如果小于0.1重量份,则提高后述感光层形成用涂布液的稳定性和电子照相感光体耐久性的效果会变得不充分,因而是不合适的。此外,如果大于10重量份,有时会对电子照相感光体的电特性产生不良影响,因而是不合适的。
感光层2可以通过以下方法形成将电荷产生物质和本发明的芳香族聚碳酸酯、根据需要添加的本发明芳香族聚碳酸酯以外的电荷输送物质、本发明的芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂、抗氧化剂等至少溶解或分散于适当的有机溶剂中,调制感光层形成用涂布液,将该涂布液涂布于导电性支撑体1或后述的底涂层6的表面后,干燥除去有机溶剂。
这里作为有机溶剂,可以列举例如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢萘、二苯甲烷、二甲氧基苯、二氯苯等芳香烃类;二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃;四氢呋喃(THF)、二烷、二苄基醚、二甲氧基甲基醚等醚类;环己酮、苯乙酮、异佛尔酮等酮类;苯甲酸甲酯、乙酸乙酯等酯类;二苯基硫醚等含硫化合物;六氟异丙醇等氟系化合物;N,N-二甲基甲酰胺等非质子型极性化合物;2种以上的这些化合物的混合物;向1种或2种以上的这些化合物中进一步加入醇类、乙腈或甲基乙基酮而得的混合物等。
感光层的膜厚并无特别限制,优选5~100μm,更优选10~50μm。如果膜厚小于5μm,则电子照相感光体表面的带电保持能力可能降低,因而是不合适的。如果膜厚大于100μm,则电子照相感光体的生产率可能降低,因而是不合适的。
(电荷产生层和电荷输送层) 感光层2a是含有电荷产生层3和电荷输送层4而构成的层压体。
电荷产生层3含有电荷产生物质和粘合树脂。
作为电荷产生物质,可以使用1种或2种以上与感光层2中包含的电荷产生物质相同的物质。
作为粘合树脂可以使用常用作电荷产生层的基质树脂的粘合树脂,可以列举例如聚酯、聚苯乙烯、丙烯酸类树脂、甲基丙烯酸类树脂、聚碳酸酯(包括本发明的芳香族聚碳酸酯)、聚芳酯等热塑性树脂;聚氨酯、酚醛树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅酮树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩甲醛等热固性树脂;含有这些树脂所包括的结构单元中的2个以上的共聚物树脂(氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等绝缘性树脂)等。其中,优选聚乙烯醇缩丁醛。粘合树脂可单独使用1种,或者将2种以上并用。
电荷产生物质与粘合树脂的含有比例并无特别限制,优选在电荷产生物质和粘合树脂的合计量的总量中,含有10~99重量%的电荷产生物质。电荷产生物质的比例小于10重量%时,灵敏度可能下降,因而是不合适的。电荷产生物质的比例大于99重量%时,由于(1)有时电荷产生层3的膜强度下降;(2)有时电荷产生物质的分散性下降而使粗大粒子增加,应由曝光而消去的部分以外的表面电荷减少,因而是不合适的。膜强度的下降、表面电荷的减少成为频发图像缺陷、特别是在白背景上附着调色剂而形成微小黑点的称为黑点的图像灰雾的原因之一。
根据需要,除上述2种必须成分外,电荷产生层3还可以包含各自适量的选自空穴输送材料、电子输送材料、抗氧化剂、分散稳定剂、敏化剂等中的1种或2种以上。由此,在电位特性提高的同时,后述电荷产生层形成用涂布液的稳定性也提高,因而可以减少电子照相感光体反复使用时的疲劳劣化,从而提高耐久性。
电荷产生层3可以通过以下方法形成例如,将电荷产生物质、粘合树脂和根据需要添加的其它添加剂溶解或分散于适当的有机溶剂中,调制电荷产生层形成用涂布液,将该涂布液涂布于导电性支撑体1或后述的底涂层6的表面后,干燥除去有机溶剂。具体来说,例如,将粘合树脂溶解于有机溶剂形成树脂溶液,使电荷产生物质和根据需要添加的其它添加剂溶解或分散于该树脂溶液中,从而可调制电荷产生层形成用涂布液。
这里作为有机溶剂,可以列举例如四氯丙烷、二氯乙烷等卤代烃类;异佛尔酮、甲基乙基酮、苯乙酮、环己酮等酮类;乙酸乙酯、苯甲酸甲酯、乙酸丁酯等酯类;四氢呋喃(THF)、二烷、二苄基醚、1,2-二甲氧基乙烷等醚类;苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢萘、二苯甲烷、二甲氧基苯、二氯苯等芳香烃类;二苯基硫醚等含硫溶剂;六氟异丙醇等氟系溶剂;N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺等非质子型极性溶剂等。此外,还可以使用将2种以上的这些溶剂混合的混合溶剂。
将电荷产生物质等溶解或分散于树脂溶液之前,可以将电荷产生物质和其它添加剂进行预粉碎。预粉碎可以使用例如球磨机、砂磨机、磨碎机、振动研磨机、超声波分散机等一般的粉碎机来进行。
电荷产生物质等向树脂溶液的溶解或分散可以使用例如涂料振荡器、球磨机、砂磨机等一般的分散机来实施。这时,优选适当选择分散条件,以使不会由于磨耗等而从容纳树脂溶液、电荷产生物质等的容器和构成分散机的部件中产生杂质,并不混入涂布液中。
作为电荷产生层形成用涂布液的涂布方法,可以列举辊涂、喷涂、刮涂、环形涂布(ring coating)、浸涂等。
电荷产生层3的膜厚并无特别限制,优选0.05~5μm,更优选0.1~1μm。如果电荷产生层的膜厚小于0.05μm,则有时光吸收效率降低、灵敏度下降,因而是不合适的。如果电荷产生层的膜厚大于5μm,则在电荷产生层内部的电荷移动成为消去电子照相感光体表面电荷的过程中的速率决定阶段,有时灵敏度下降,因而是不合适的。
电荷输送层4可以由具有接受电荷产生物质中产生的电荷并输送该电荷的能力的本发明的芳香族聚碳酸酯构成。电荷输送层4还可以含有本发明芳香族聚碳酸酯以外的电荷输送物质、本发明芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂、抗氧化剂等。电荷输送层4还可以采用以下构成含有本发明芳香族聚碳酸酯以外的电荷输送物质和本发明芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂作为必须成分,进而根据需要含有抗氧化剂等添加剂。优选在电荷输送层4中包含50~75重量%范围的本发明的芳香族聚碳酸酯。
作为本发明的芳香族聚碳酸酯,可以使用选自由上述结构单元(1)构成的均聚物、以及含有结构单元(1)和结构单元(2)的共聚物中的1种或2种以上。
此外,作为本发明芳香族聚碳酸酯以外的电荷输送物质、本发明芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂和抗氧化剂,可以以同样的使用量分别使用与感光层2中所用的同样的物质。
电荷输送层4可以通过以下方法形成例如,将本发明的芳香族聚碳酸酯、根据需要添加的本发明芳香族聚碳酸酯以外的电荷输送物质、本发明芳香族聚碳酸酯以外的粘合树脂、抗氧化剂等溶解或分散于适当的有机溶剂中,调制电荷输送层形成用涂布液,将该电荷输送层形成用涂布液涂布于电荷产生层3的表面后,干燥除去有机溶剂。
作为这里使用的有机溶剂,可以使用与用于形成感光层2的有机溶剂同样的溶剂。作为将电荷输送层形成用涂布液向电荷产生层3的表面涂布的方法并无特别限制,可以列举例如浸涂、辊涂、喷墨涂布等。并且,干燥只要适当选择能够除去涂布液中所含的有机溶剂且能够形成具有均匀表面的电荷输送层4的温度来实施即可。
电荷输送层4的膜厚并无特别限制,优选5~50μm,更优选10~40μm。如果电荷输送层的膜厚小于5μm,则电子照相感光体表面的带电保持能力可能降低,因而是不合适的。如果电荷输送层的膜厚大于50μm,则电子照相感光体的分辨率可能降低,因而是不合适的。
(表面保护层) 表面保护层5具有例如提高感光层2、2a的耐久性的功能。表面保护层5可以通过以下方法形成例如,将粘合树脂(包含本发明的芳香族聚碳酸酯)溶解于适当的有机溶剂形成树脂溶液,将该树脂溶液涂布于感光层2、2a表面后,干燥除去有机溶剂。作为这里使用的粘合树脂和有机溶剂,可以以同样的量使用与电荷输送层4中所用的粘合树脂和有机溶剂同样的物质。优选在表面保护层5中含有70~90重量%范围的本发明的芳香族聚碳酸酯。
表面保护层5的膜厚并无特别限制,优选0.5~10μm,更优选1~5μm。如果表面保护层5的膜厚小于0.5μm,则有时电子照相感光体表面的耐擦伤性变差、耐久性变得不充分,因而是不合适的。如果大于10μm,则电子照相感光体的分辨率可能降低,因而是不合适的。
(底涂层) 底涂层6具有防止电荷从导电性支撑体1注入感光层2、2a的功能。其结果是,能够抑制感光层2、2a带电性的降低、能够抑制应由曝光而消去的部分以外的表面电荷的减少,因而能够防止灰雾等图像缺陷的发生。特别是能够防止在利用逆转显影过程形成图像时,发生被称为黑点的图像灰雾,即在白背景部分形成由调色剂构成的微小黑点。此外,通过在导电性支撑体1的表面上被覆底涂层6,可以减轻作为导电性支撑体1表面缺陷的凹凸程度而使表面平坦化。因此,由于底涂层6能够提高感光层2、2a的成膜性,因而可以提高导电性支撑体1与感光层2、2a的附着力。
底涂层6可以通过以下方法形成例如,将树脂材料溶解于适当的溶剂而调制底涂层形成用涂布液,将该涂布液涂布于导电性支撑体1的表面,通过加热除去该涂布液中的溶剂。作为构成树脂层的树脂材料,可以列举例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯酸类树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚酯、聚碳酸酯、聚酯碳酸酯、聚砜、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺、聚芳酯等热塑性树脂;聚氨酯、环氧树脂、三聚氰胺树脂、苯氧基树脂、硅酮树脂等热固性树脂;包含这些热塑性树脂或热固性树脂中所含有的结构单元中的2个以上结构单元的共聚物树脂;酪蛋白、明胶、聚乙烯醇、乙基纤维素等天然高分子材料等。作为溶解或分散树脂材料的溶剂,可以列举例如水;甲醇、乙醇、丁醇等醇类;甲基卡必醇、丁基卡必醇等甘醇二醚类等;以及将这些溶剂中的2种以上混合的混合溶剂等。
还可以向底涂层形成用涂布液中添加金属氧化物粒子。通过添加金属氧化物粒子,可容易地调节底涂层6的体积电阻值,并可进一步抑制电荷从导电性支撑体1注入感光层2、2a,并可在各种环境下维持电子照相感光体的电特性。作为金属氧化物粒子,可以列举例如二氧化钛、氧化铝、氢氧化铝、氧化锡等粒子。作为将金属氧化物粒子分散在底涂层形成用涂布液中的装置,可以列举球磨机、砂磨机、磨碎机、振动研磨机、超声波分散机等一般的粒子分散装置。
当将含有树脂材料和金属氧化物粒子的底涂层形成用涂布液中的树脂材料和金属氧化物粒子的合计含量设为C、溶剂的含量设为D时,两者的比(C/D)优选为1/99~40/60(=0.01~0.67,重量比),更优选2/98~30/70(=0.02~0.43,重量比)。此外,树脂材料含量(E)与金属氧化物粒子含量(F)的比(E/F)优选为1/99~90/10(=0.01~9.0,重量比),更优选在5/95~70/30(=0.05~2.33,重量比)。
底涂层6的膜厚并无特别限制,优选0.01~20μm,更优选0.1~10μm。如果膜厚小于0.01μm,则有时基本上不能作为底涂层6发挥作用,被覆导电性支撑体1的缺陷而无法得到均匀表面,而且有时会变得不能防止电荷从导电性支撑体1注入感光层2、2a。其结果是可能产生感光层2、2a带电性的下降,因而是不合适的。如果膜厚大于20μm,则有时底涂层6难以均匀形成,且电子照相感光体的灵敏度也下降,因而是不合适的。可以在导电性支撑体1的表面形成含有耐酸铝的层(耐酸铝层),将该层作为底涂层6。
[图像形成装置] 图9是简略化地表示本发明实施方式的图像形成装置20结构的侧面配置图。图像形成装置20具备具有前述图1~8中所示任一结构的本发明的电子照相感光体21。参照图9对本发明实施方式的图像形成装置20进行说明。应予说明的是,本发明的图像形成装置并不限于以下记载的内容。
图像形成装置20包括以下部分而构成由装置主体(图未示出)所支撑的可自由旋转的电子照相感光体21、带电器24、曝光部28、显影器25、转印器26、清洁器27、定影器31。
电子照相感光体21通过驱动机构(图未示出)沿箭头23所示的方向围绕旋转轴线22旋转。驱动机构包括例如电动机和减速齿轮而构成。驱动机构将其驱动力传递到构成电子照相感光体21芯体的导电性支撑体上,从而驱动电子照相感光体21以规定的圆周速度旋转。沿电子照相感光体21的外周表面,按照从箭头23所示的电子照相感光体21的旋转方向的上游侧至下游侧的顺序设置带电器24、曝光部28、显影器25、转印器26和清洁器27。
带电器24是使电子照相感光体21的外周表面带电为规定电位的带电部。图9中,带电器24由接触式带电辊24a和给带电辊24a施加电压的偏压电源24b来实现。作为带电部还可使用带电电线。特别是在使用带电辊的前一情况下,由于感光体表面要求高耐磨损性,因此形成有表面保护层的电子照相感光体会发挥更大的耐久性提高的效果。
曝光部28具备例如半导体激光器作为光源。通过曝光部28,从光源输出的激光束状的光28a可以照射至带电器24和显影器25之间的电子照相感光体21。其结果是,可以根据图像信息对已带电的电子照相感光体21的外周表面进行曝光。光28a通常沿着作为主扫描方向的电子照相感光体21的旋转轴线22的延伸方向反复扫描,与此相伴可以在电子照相感光体21的表面上依次形成静电潜像。
显影器25是利用显影剂使通过曝光在电子照相感光体21的表面上形成的静电潜像显影的显影部。显影器25与电子照相感光体21相对而设,具备显影辊25a和壳体25b,其中显影辊25a向电子照相感光体21的外周表面供给调色剂。壳体25b支撑显影辊25a,使显影辊25a能够围绕与电子照相感光体21的旋转轴线22平行的旋转轴线旋转,并将包含调色剂的显影剂收纳在其内部空间中。
转印器26是将调色剂图像转印到转印纸30上的转印部,所述调色剂图像是通过显影而在电子照相感光体21的外周表面上形成的可视图像,所述转印纸30是沿箭头29所示的方向、通过传送部(图未示出)供应至电子照相感光体21和转印器26之间的记录介质。转印器26是例如,具备带电部的非接触式转印部,其通过对转印纸30赋予与调色剂相反极性的电荷,而将调色剂图像转印到转印纸30上。
清洁器27是用于除去并回收由转印器26进行转印操作后残留在电子照相感光体21外周表面上的调色剂的清洁部。清洁器27具备清洁刮刀27a和回收用壳体27b,清洁刮刀27a用于剥离残留于电子照相感光体21外周表面的调色剂,回收用壳体27b用于收纳由清洁刮刀27a剥离的调色剂。此外,该清洁器27还可设置消电灯(图未示出)。
此外,图像形成装置20中还可以在经过电子照相感光体21和转印器26之间的转印纸30被传送的下游侧,设置使所转印的图像定影的定影部即定影器31。定影器31设有加热辊31a和加压辊31b,加热辊31a具有加热部(未示出),加压辊31b相对于加热辊31a而设,并压着加热辊31a而形成接触部。
利用该图像形成装置20进行的图像形成动作如下进行。首先,如果电子照相感光体21按照箭头23方向被驱动机构驱动旋转,则通过带电器24使电子照相感光体21的表面均匀地带电为正或负的规定电位,所述带电器24设置于电子照相感光体21的旋转方向上、且在曝光部28发出的光28a的成像点的上游侧。
然后,由曝光部28对电子照相感光体21的表面照射根据图像信息的光28a。通过此曝光,电子照相感光体21被光28a照射部分的表面电荷被除去,被光28a照射部分的表面电位与未被光28a照射部分的表面电位之间产生差异,从而形成静电潜像。
由显影器25向已形成静电潜像的电子照相感光体21的表面供应调色剂使静电潜像显影,从而形成调色剂图像,该显影器25设置于电子照相感光体21的旋转方向上、且在曝光部28发出的光28a的成像点的下游侧。
与电子照相感光体21的曝光同步,在电子照相感光体21和转印器26之间供应转印纸30。通过转印器26对供应的转印纸30赋予与调色剂极性相反的电荷,将电子照相感光体21表面上形成的调色剂图像转印到转印纸30上。
转印有调色剂图像的转印纸30通过传送部传送至定影器31,在通过定影器31的加热辊31a与加压辊31b之间的接触部时,被加热并加压,调色剂图像就被定影到转印纸30而形成牢固的图像。这样形成有图像的转印纸30通过传送部向图像形成装置20的外部排出。
另一方面,由转印器26转印调色剂图像后仍残留在电子照相感光体21表面上的调色剂,被清洁器27从电子照相感光体21的表面剥离并回收。这样被除去了调色剂的电子照相感光体21的表面电荷通过来自消电灯的光被除去,从而使电子照相感光体21表面上的静电潜像消失。然后,再驱动旋转电子照相感光体21,再次重复进行从带电开始的一系列动作而连续地形成图像。
本发明的图像形成装置由于具备具有适度导电性且耐久性优异的电子照相感光体,因此在各种环境下均可以形成高品质的图像。
[实施例] 以下,列举制造例、实施例和比较例来进一步详细说明本发明,但本发明并不受以下记载内容的限制。以下,“份”意味着“重量份”。
[制造例1] (例示化合物No.1的制造) 以下表示例示化合物No.1的合成流程图,使用二苯甲酮(13aa)作为酮化合物(13a)、使用1-苯基-1-萘基肼(13bb)作为肼化合物(13b)进行脱水缩合反应,并经腙化合物(9aa)合成例示化合物No.1。

<腙化合物(9aa)的制造> 在乙醇100mL中,加入二苯甲酮(13aa)18.2g(1.0摩尔当量)、1-萘基-1-苯基肼(13bb)24.6g(1.05摩尔当量)和作为催化剂的乙酸0.06mL(0.01摩尔当量),在80℃下边加热边搅拌6小时使之反应。将反应液放冷后,向其中加入己烷100mL,滤取析出的结晶后减压干燥,得黄色结晶的腙化合物(9aa)35.8g(收率90.0%)。
<腙-双醛化合物(10aa)的制造> 接着,在冰浴冷却下,向无水N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL中缓慢加入氧氯化磷16.86g(2.2摩尔当量),搅拌约30分钟,调制维尔斯梅尔试剂。在冰浴冷却下,向该溶液中缓慢加入上述得到的腙化合物(9aa)19.92g(1.0摩尔当量)。其后,缓慢加热,使反应液的温度升温至80℃,边加热保持80~90℃边搅拌6小时使之反应。反应结束后,将该反应液放冷,缓慢地加入到冷却的4当量浓度(4N)的氢氧化钠水溶液800mL中,使之生成沉淀。滤取生成的沉淀并充分水洗后,用乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂进行重结晶,从而得到黄色粉末状化合物18.4g。
将得到的黄色粉末状化合物用液相色谱-质谱分析法(LiquidChromatography Mass SpectrometryLC-MS)进行分析,结果在455.6处观测到与腙-双醛化合物(10aa)(分子量理论值454.17)上加成了质子的分子离子[M+H]+相当的峰。由此可以确认得到的化合物是结构式(10aa)所示的腙-双醛化合物(收率81%)。此外,由LC-MS的分析结果可知,所得腙-双醛化合物(10aa)的纯度为99.0%。
<非对称双烷氧基腙化合物(12aa)的制造> 将腙-双醛化合物(10aa)7.26g(1.0当量)和对甲氧基苄基膦酸二乙酯(11aa)14.571g(2.4当量)溶解于无水DMF80ml中,搅拌下,在0℃下向该溶液中缓慢加入叔丁醇钾5.6g(2.5当量)。其后,在室温下放置1小时,再加热至50℃,边加热保持50℃边搅拌5小时。将反应混合物放冷后,注入过量的甲醇中。回收析出物,使之溶于甲苯并制成甲苯溶液。将该甲苯溶液转移至分液漏斗,水洗后,将分离出的有机层以硫酸镁进行干燥。干燥后除去固体物质,减压浓缩有机层,进行硅胶柱层析,从而得到黄色结晶9.0g。
将得到的黄色结晶用LC-MS进行分析,结果在663.91处观测到与化学结构式(12aa)所示的化合物(分子量理论值662.83)上加成了质子的分子离子[M+H]+相当的峰。由此判断该结晶是例示化合物No.1的前体非对称双烷氧基腙化合物(12aa)(收率85%)。此外,由LC-MS测定时的HPLC的分析结果可知,所得化合物的纯度为97.7%。
<非对称双羟基化合物(6aa)(例示化合物No.1)的合成> 将非对称双烷氧基腙化合物(12aa)6.58g(1.0当量)和乙硫醇钠盐6.39g(7.0当量)悬浮于N,N-二甲基甲酰胺130ml,氮气流下,边搅拌边缓慢加热,130℃时开始起泡。起泡稳定后,再升高温度,加热回流4小时。将反应混合物放冷至室温,注入600ml冰水中,搅拌下加入浓盐酸3.2ml中和。将其用乙酸乙酯400ml萃取,水洗萃取液,以无水硫酸镁干燥,过滤后减压蒸除溶剂,得粗结晶6.71g。将其用乙醇和乙酸乙酯的混合溶剂(乙醇∶乙酸乙酯=8∶2~7∶3)进行重结晶,得到黄色粉末状化合物5.55g。
用差示热导率法对该黄色粉末状化合物进行碳(C)、氢(H)、氮(N)和氧(O)同时定量的元素分析值如下。
(例示化合物No.1的元素分析值) 理论值C85.15%、H5.40%、N4.41%、O5.04% 实测值C85.00%、H5.31%、N4.38%、O5.02% 此外,将得到的黄色粉末状化合物用LC-MS进行分析,结果在635.89处观测到与目标化学结构式(6aa)所示的化合物(分子量计算值634.78)上加成了质子的分子离子[M+H]+相当的峰。
由元素分析和LC-MS的分析结果判断得到的黄色粉末状化合物是例示化合物No.1的非对称双羟基腙化合物(6aa)(收率88%)。此外,由LC-MS测定时的HPLC的分析结果可知,所得化合物(6aa)的纯度为99.0%。
[制造例2] (例示化合物No.6的制造) 使用下表8所示的各原料化合物代替制造例1中的酮化合物(13aa)、肼化合物(13bb)和魏帝希试剂(11aa),除此之外进行与制造例1完全同样的操作,制造例示化合物No.6。表8中还一同表示了例示化合物No.1的原料化合物。
[表8]
[制造例3] (例示化合物No.10的制造) 使用上述表8所示的各原料化合物代替制造例1中的酮化合物(13aa)、肼化合物(13bb)和魏帝希试剂(11aa),除此之外进行与制造例1完全同样的操作,制造例示化合物No.10。
制造例1~3中得到的非对称双羟基化合物的结构和元素分析结果和LC-MS结果示于表9。
[表9]
[制造例4] (比较用对称双羟基烯胺化合物的合成) 使用由二苯胺作为胺化合物与二苯基乙醛合成的烯胺化合物16.9g(1.0当量)代替制造例1中的肼化合物,除此之外与制造例1同样地操作,得到特开2004-269377号公报的实施例1中记载的例示化合物(EA-14),即下述化学结构式(15)所示的对称双羟基烯胺化合物(以下,称为“对称双羟基烯胺化合物(15)”)4.21g。

得到的对称双羟基烯胺化合物(15)的元素分析值如下。
<对称双羟基烯胺化合物(15)的元素分析值> 计算值C86.42%、H5.70%、N2.40% 实测值C85.97%、H5.38%、N2.27% 此外,将得到的对称双羟基烯胺化合物(15)用LC-MS进行分析,结果在584.9处观测到与目标化学结构式(15)所示的化合物(分子量理论值583.73)上加成了质子的分子离子[M+H]+相当的峰。
由元素分析和LC-MS的分析结果判断得到的化合物是特开2004-269377号公报中记载的例示化合物(EA-14)即对称双羟基烯胺化合物(收率83%)。此外,由LC-MS测定时的HPLC分析结果可知,所得化合物(15)的纯度为98.3%。
[制造例5] 芳香族聚碳酸酯(P-1)的合成 将氢氧化钠1.62g和连二亚硫酸钠0.075g溶于60ml水中,向此水溶液中加入制造例1中得到的非对称双羟基化合物(6a)(例示化合物No.1)3.17g(5.0微摩)、4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚1.48g(6.5微摩)和4-叔丁基苯酚0.030g,氩气气流下搅拌。在冰浴冷却及剧烈搅拌下,向该混合液中缓慢滴加三聚光气2.11g的二氯甲烷40ml溶液,边形成乳液边进行反应。滴加结束后,将反应液回至室温,加入氢氧化钠0.25g,再加入三乙胺0.45ml。其后使液温保持25~30℃的范围下反应3小时。反应结束后加入二氯甲烷200ml萃取有机层。将该有机层用3%氢氧化钠水溶液、2%盐酸水溶液和离子交换水依次洗涤后,加入甲醇中使其再次沉淀,得到包含表10所示的结构单元(1)(对应通式(1))和结构单元(2)(对应通式(2))的芳香族聚碳酸酯(P-1)3.82g。
通过凝胶渗透色谱法测定该芳香族聚碳酸酯的分子量,结果数均分子量为28550,重均分子量为73900(均换算为聚苯乙烯)。还确认该物质的红外吸收光谱在1775cm-1处有基于碳酸酯的C=O伸缩振动的吸收。此外,由1H-NMR测定的信号的面积比可知,表10所示的来源于例示化合物No.1的结构单元(1)与来源于4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚的结构单元(2)以0.34/0.66(摩尔比)的比例聚合。
[制造例6] 芳香族聚碳酸酯(P-2)的合成 使用4,4’-环己叉基双苯酚1.98g(6.5微摩)代替4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚1.48g(6.5微摩)作为双酚成分,除此之外与制造例5同样地操作,得到包含表10所示的结构单元(1)和结构单元(2)的芳香族聚碳酸酯(P-2)4.31g。
通过凝胶渗透色谱法测定该芳香族聚碳酸酯的分子量,结果数均分子量为29700,重均分子量为73800(均换算为聚苯乙烯)。还确认该物质的红外吸收光谱在1775cm-1处有基于碳酸酯的C=O伸缩振动的吸收。此外,由1H-NMR测定的信号的面积比可知,表10所示的来源于例示化合物No.1的结构单元(1)与来源于4,4’-环己叉基双苯酚的结构单元(2)以0.35/0.65(摩尔比)的比例聚合。
[制造例7] 芳香族聚碳酸酯(P-3)的合成 使用3.43g(5.0微摩)的表1中记载的例示化合物No.6代替非对称双羟基化合物(6a)(例示化合物No.1)3.17g(5.0微摩),除此之外与制造例6同样地操作,得到包含表10所示的结构单元(1)和结构单元(2)的芳香族聚碳酸酯(P-3)4.08g。
通过凝胶渗透色谱法测定该芳香族聚碳酸酯的分子量,结果数均分子量为26000,重均分子量为68900(均换算为聚苯乙烯)。还确认该物质的红外吸收光谱在1775cm-1处有基于碳酸酯的C=O伸缩振动的吸收。此外,由1H-NMR测定的信号的面积比可知,来源于表1所示的例示化合物No.6的结构单元(1)与来源于4,4’-环己叉基双苯酚的结构单元(2)以0.43/0.57(摩尔比)的比例聚合。
[制造例8] 芳香族聚碳酸酯(P-4)的合成 使用2.86g(5.0微摩)的表2中记载的例示化合物No.10代替非对称双羟基化合物(6a)(例示化合物No.1)3.17g(5.0微摩),使用4,4’-环己叉基双苯酚1.98g(6.5微摩)代替4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚1.48g(6.5微摩)作为双酚成分,除此之外与制造例5同样地操作,得到包含表10所示的结构单元(1)和结构单元(2)的芳香族聚碳酸酯(P-4)3.82g。
通过凝胶渗透色谱法测定该芳香族聚碳酸酯的分子量,结果数均分子量为28800,重均分子量为72500(均换算为聚苯乙烯)。还确认该物质的红外吸收光谱在1775cm-1处有基于碳酸酯的C=O伸缩振动的吸收。此外,由1H-NMR测定的信号的面积比可知,表10所示的来源于例示化合物No.1的结构单元(1)与来源于4,4’-环己叉基双苯酚的结构单元(2)以0.36/0.64(摩尔比)的比例聚合。
[制造例9] 比较用芳香族聚碳酸酯(P-5)的合成 使用制造例4中合成的比较用对称双羟基烯胺化合物(15)2.92g(5.0微摩)代替非对称双羟基化合物(6a)(例示化合物No.1)3.17g(5.0微摩),除此之外与制造例5同样地进行反应,得到包含表10所示的来源于化合物(15)的结构单元(1)和结构单元(2)的芳香族聚碳酸酯(P-5)3.84g。
通过凝胶渗透色谱法测定该芳香族聚碳酸酯的分子量,结果数均分子量为28000,重均分子量为71000(均换算为聚苯乙烯)。还确认该物质的红外吸收光谱在1775cm-1处有基于碳酸酯的C=O伸缩振动的吸收。此外,由1H-NMR测定的信号的面积比可知,来源于双羟基烯胺化合物(15)的结构单元(1’)与4,4’-(1-甲基乙叉基)双苯酚以0.39/0.61(摩尔比)的比例聚合。
[表10]
[实施例1] 将二氧化钛(商品名TTO55A,石原产业社制)7份和共聚尼龙树脂(商品名CM8000,Toray公司制)13份加入到甲醇159份与1,3-二氧戊环106份的混合溶剂中,用涂料振荡器进行8小时分散处理,调制底涂层形成用涂布液。将该底涂层形成用涂布液注满涂布槽,浸渍直径30mm、长340mm的铝制转鼓状支撑体(导电性支撑体),提起后自然干燥,形成膜厚1μm的底涂层。
然后,将酞菁氧钛1份、缩丁醛树脂(商品名为“#6000-C,电气化学工业社制)1份混合于甲基乙基酮98份,其中酞菁氧钛具有对CuKα1.541的X射线的“布拉格角(2θ±0.2°)在27.3°显示主峰的X射线衍射图谱,用涂料振荡器进行分散处理来调制电荷产生层形成用涂布液。用与形成底涂层时相同的方法,将该电荷产生层形成用涂布液涂布于底涂层表面,自然干燥,形成膜厚0.4μm的电荷产生层。
接着,调制制造例5中制造的芳香族聚碳酸酯(P-1)的21重量%四氢呋喃溶液,制成电荷输送层形成用涂布液。用与形成底涂层时相同的方法,将该电荷输送层形成用涂布液涂布于电荷产生层表面,在110℃下干燥1小时,形成膜厚21μm的电荷输送层,从而制成具有图6的层压结构的层压型电子照相感光体。
[实施例2] 使用制造例6中制造的芳香族聚碳酸酯(P-2)代替芳香族聚碳酸酯(P-1),除此之外与实施例1同样地制成层压型电子照相感光体。
[实施例3] 使用制造例7中制造的芳香族聚碳酸酯(P-3)代替芳香族聚碳酸酯(P-1),除此之外与实施例1同样地制成层压型电子照相感光体。
[实施例4] 使用制造例8中制造的芳香族聚碳酸酯(P-4)代替芳香族聚碳酸酯(P-1),除此之外与实施例1同样地制成层压型电子照相感光体。
[实施例5] 在直径30mm、全长340mm的铝制转鼓状支撑体的表面上,与实施例1同样地,依次形成膜厚1μm的底涂层和膜厚0.4μm的电荷产生层。
接着将以下化合物混合下述通式(16)所示的丁二烯化合物(1,1-双(对二乙胺基苯基)-4,4-二苯基-1,3-丁二烯,商品名T405,Takasago Chemical公司制)100份、包含下述通式(17)所示的结构单元的Z型聚碳酸酯(Iupilon Z400,Mitsubishi Gas Chemical公司制)100份、以及2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(商品名Sumilizer BHT,住友化学社制)5份,以四氢呋喃为溶剂调制固体成分21重量%的电荷输送层形成用涂布液。按照与前述中间层同样的方法将该电荷输送层形成用涂布液涂布在先设置好的电荷产生层上后,在110℃下干燥1小时,形成膜厚21μm的电荷输送层。

接着,调制制造例7中制造的芳香族聚碳酸酯(P-3)的21重量%四氢呋喃溶液,制成表面保护层形成用涂布液。按照与实施例1中形成底涂层时同样的方法,将该表面保护层形成用涂布液涂布在电荷输送层表面,在110℃下干燥1小时,形成膜厚4μm的表面保护层,从而制成具有图8的层压结构的层压型电子照相感光体。
[比较例1] 除了不设置表面保护层以外,与实施例5同样地制成层压型电子照相感光体。
[比较例2] 在直径30mm、全长340mm的铝制转鼓状支撑体的表面上,与实施例1同样地,依次形成膜厚1μm的底涂层、膜厚0.4μm的电荷产生层和膜厚21μm的电荷输送层。
接着,调制Z型聚碳酸酯(商品名Iupilon Z800,Mitsubishi GasChemical公司制)的10重量%四氢呋喃溶液,制成表面保护层形成用涂布液。按照与实施例1中形成底涂层时同样的方法,将该表面保护层形成用涂布液涂布在电荷输送层表面,在110℃下干燥1小时,形成膜厚4μm的表面保护层,从而制成具有图8的层压结构的层压型电子照相感光体。
[比较例3] 形成电荷输送层时,使用制造例9中制造的芳香族聚碳酸酯(P-5)代替芳香族聚碳酸酯(P-1),除此之外与实施例1同样地制成层压型电子照相感光体。
(图像评价) 将实施例1~5和比较例1~3中得到的层压型电子照相感光体装载于市售复印机(商品名AR-451N,夏普公司制),确认网版图像(halftoneimage),评价初期和复印10万张后的图像状态。
并且,在初期和复印10万张后时,将显影槽从评价用复印机的显影部位取出,并代之安装表面电位计(商品名Model 344,Trek社制),测定复印全白原稿时的表面电位V0(V)、复印网版原稿时的表面电位VH(V)以及复印全黑原稿时的表面电位VL(V),评价电特性。
(耐久性评价) 将实施例1~5和比较例1~3中得到的层压型电子照相感光体装载于市售复印机(商品名AR-451N,夏普公司制),实施1万张的图像复印。用膜厚测定器(商品名MCPD1100,Otsuka Electronics公司制)测定图像复印前和图像复印后的电子照相感光体的转鼓支撑体上的总膜厚T1和T2,求出磨损量ΔT(=T1-T2)。磨损量越大评价为耐久性越差。
结果示于表11。
[表11] 在将本发明的芳香族聚碳酸酯用于电荷输送层的实施例1~4以及用于表面保护层的实施例5中,反复使用(复印10万张)后图像状态仍良好,磨损也少。
与此相对,比较例1中虽然初期图像状态良好,但反复使用后图像上产生灰雾。而且磨损也大,带电性的下降也显著。
比较例2中虽然初期的带电性良好,但由于通过曝光电位未衰减,因此图像浓度低、图像处于浅的状态。而且反复使用后几乎不出现图像。认为其原因如下由于表面保护层不具备电荷输送能力,因此即使带电也无法消去电荷。
比较例3产生黑点。认为其原因如下虽然将公知的芳香族聚碳酸酯用于电荷输送层,但由于芳香族聚碳酸酯的结构单元(1)的化学结构对称性高,因此溶解性低,溶剂中的不溶成分以结晶状态残留于电荷输送层中,该部分以黑点出现在图像中。
本发明只要不脱离其精神或主要特征,可以以其它各种方式实施。因此,上述实施方式在所有方面只不过是简单的示例,本发明的范围示于权利要求中,而并不局限于说明书正文。属于权利要求范围的变形及变更也都在本发明范围内。
权利要求
1.一种芳香族聚碳酸酯,其特征在于,含有下述通式(1)所示的结构单元,
式中,Ar1和Ar2相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的芳基、或者有取代基或没有取代基的杂环基;Ar3表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的二价杂环基;2个Ar4相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的二价杂环基;2个Ar5相同或者不同,表示氢原子、有取代基或没有取代基的芳基、有取代基或没有取代基的杂环基、有取代基或没有取代基的芳烷基、或者有取代基或没有取代基的烷基;Ar6表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的二价杂环基;但Ar3和Ar6不为同一基团;R1表示氢原子、或者有取代基或没有取代基的烷基;2n个R2和R3相同或者不同,表示氢原子、有取代基或没有取代基的烷基、有取代基或没有取代基的芳基、有取代基或没有取代基的杂环基、或者有取代基或没有取代基的芳烷基;n表示0~2的整数。
2.根据权利要求1所述的芳香族聚碳酸酯,其特征在于,含有所述通式(1)所示的结构单元以及下述通式(2)所示的结构单元,
式中,X表示取代或未取代的链状脂肪族2价基团、取代或未取代的环状脂肪族2价基团、取代或未取代的芳香族2价基团、取代或未取代的杂环2价基团、或者这些基团结合而成的2价基团、或者这些基团与从包含氧原子和硫原子的组中选择的1个结合而成的2价基团。
3.根据权利要求1所述的芳香族聚碳酸酯,其特征在于,所述通式(1)所示的结构单元是下述通式(3)所示的结构单元,
式中,Ar1和Ar2相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的芳基、或者有取代基或没有取代基的杂环基;2个Ar4表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的2价杂环基;n表示0~2的整数。
4.根据权利要求3所述的芳香族聚碳酸酯,其中,所述通式(3)所示的结构单元是下述通式(4)所示的结构单元,
式中,Ar1和Ar2相同或者不同,表示有取代基或没有取代基的芳基、或者有取代基或没有取代基的杂环基;2个Ar4表示有取代基或没有取代基的亚芳基、或者有取代基或没有取代基的2价杂环基。
5.根据权利要求2所述的芳香族聚碳酸酯,其特征在于,在所述通式(2)所示的结构单元中,X为下述通式(5)所示的2价基团,
式中,l个R4和m个R5相同或者不同,表示氢原子、碳原子数1~4的低级烷基、C1~C4的低级烷氧基或者卤素原子;Y表示单键、氧原子、硫原子、取代或未取代的链状脂肪族2价基团、取代或未取代的环状脂肪族2价基团、或者将2种以上的上述基团结合而成的2价基团;l和m相同或者不同,表示1~4的整数。
6.一种电子照相感光体,其特征在于,在导电性支撑体上具有包含权利要求1所述的芳香族聚碳酸酯的感光层。
7.一种电子照相感光体,其特征在于,在导电性支撑体上具有感光层以及包含权利要求1所述的芳香族聚碳酸酯的表面保护层。
8.一种图像形成装置,其特征在于,包括权利要求6所述的电子照相感光体、带电部、曝光部、显影部以及转印部,所述带电部使所述电子照相感光体带电;所述曝光部用根据图像信息的光使带电状态下的所述电子照相感光体曝光而形成静电潜像;所述显影部使在所述电子照相感光体上形成的静电潜像显影而可视图像化;所述转印部将由所述显影部显影的可视图像转印到记录介质上。
9.一种图像形成装置,其特征在于,包括权利要求7所述的电子照相感光体、带电部、曝光部、显影部以及转印部,所述带电部使上述电子照相感光体带电;所述曝光部用根据图像信息的光使带电状态下的所述电子照相感光体曝光而形成静电潜像;所述显影部使在所述电子照相感光体上形成的静电潜像显影而可视图像化;所述转印部将由所述显影部显影的可视图像转印到记录介质上。
全文摘要
本发明提供新型芳香族聚碳酸酯,其具有良好的电荷输送性能,且机械强度、带电电位及灵敏度等电特性、耐久性等优异,例如可以作为用于形成电子照相感光体的感光层的基质树脂而较好地使用。在包含导电性支撑体(1)和单层型感光层(2)的电子照相感光体中,在单层型感光层(2)中含有包含上述通式所示结构单元(1)的芳香族聚碳酸酯,所述结构单元(1)衍生自具有非对称双羟基烯胺基本骨架的化合物。由此,可以得到电荷输送性能、机械强度、电特性、耐久性等优异,经长期仍可形成良好图像的电子照相感光体。
文档编号C08G64/12GK101235135SQ20081000630
公开日2008年8月6日 申请日期2008年1月29日 优先权日2007年1月29日
发明者木原彰子, 近藤晃弘, 杉村博, 小幡孝嗣 申请人:夏普株式会社
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