ゾル−ゲル溶液製造装置およびゾル−ゲル溶液製造方法
【課題】実験室規模で得られる所望のゾル−ゲル溶液を大規模で製造するための装置である。
【解決手段】装置２００は、攪拌機２０２を場合により備えた容器２０１と、ポンプ２０４と、流動床反応カラム２０６と、複数の流体配管２０３ａ〜２０３ｄを備える。流体配管２０３ａ、２０３ｂは第１の循環ループにおいて、容器２０１およびポンプ２０４に接続し、かつ流体配管２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄは第２の循環ループにおいて、容器２０１、ポンプ２０４および流動床反応カラム２０６に接続している。
【解決手段】装置２００は、攪拌機２０２を場合により備えた容器２０１と、ポンプ２０４と、流動床反応カラム２０６と、複数の流体配管２０３ａ〜２０３ｄを備える。流体配管２０３ａ、２０３ｂは第１の循環ループにおいて、容器２０１およびポンプ２０４に接続し、かつ流体配管２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄは第２の循環ループにおいて、容器２０１、ポンプ２０４および流動床反応カラム２０６に接続している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ゾル−ゲル溶液を製造する装置およびゾル−ゲル溶液を製造する方法に関し、特にゾル−ゲル溶液を製造する装置、ならびにそのようなゾル−ゲル溶液、電子写真感光体、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を作製する効率的で規模拡大可能な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体層に関係する用途で使用されるとき、ゾル−ゲル反応成分および任意の添加物は通常の感光体層材料と混合される。ゾル−ゲル反応成分の加水分解はコーティング溶液中その場で（in situ）起こる。コーティング後、工程で使用した溶媒は蒸発し、所望の薄いフィルムが生成する。ゾル−ゲル反応成分の縮合は加熱乾燥中にその場で起こり、有機−無機相互侵入網目（interpenetrating network）が形成され、それが予想外に良好な耐摩耗性、欠失抑制およびその他の利点を与える。
【０００３】
しかしながら、例えばこれらのシロキサン含有材料を製造するためのゾル−ゲル調合は、大きな体積変化が起こり得る工程を含み得る。そのような問題は、ゾル−ゲル工程を、実験室規模を超えて拡大させることを困難にする。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，２６５，９９０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７３０，４４８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００８６７９４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０１３６３４８号明細書
【特許文献５】特開昭５７−１２８３４４号公報
【特許文献６】特公昭６０−０２２３４７号公報
【特許文献７】特開昭６３−０６５４４９号公報
【特許文献８】特開平０４−０１５６５９号公報
【特許文献９】特公平０５−０４７１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、実験室規模で得られる電気的および物理的性質を有する所望のゾル−ゲル溶液を大きな規模で製造するゾル−ゲル溶液を製造するための改良された高効収率で規模拡大可能な装置ならびに方法に対する必要性が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ゾル−ゲル溶液製造装置であって、攪拌機を場合により備えた容器と、ポンプと、流動床反応カラムと、複数の流体配管と、を備え、前記流体配管は第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続し、かつ前記流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本開示は、反応物を第１のループに通して循環させて完全に混合することができ、次に反応物を反応させる触媒作用のある固体状材料を有する流動床反応カラムを含む第２のループに通して循環させることができるゾル−ゲル溶液製造装置を提供する。
【０００８】
典型的な装置は、容器であって、場合により攪拌機を含む容器と、ポンプと、流動床反応カラムと、複数の流体配管と、を備えるゾル−ゲル溶液の製造装置であって、第１の循環ループにおいて流体配管が容器およびポンプと接続し、第２の循環ループにおいて流体配管が容器、ポンプおよび流動床反応カラムと接続している装置を含む。
【０００９】
典型的な工程は、攪拌機を場合により備えた容器と、ポンプと、上部と本体と下部とを有する流動床反応カラムと、複数の流体配管と、を備えた装置であって、流体配管が第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続しており、かつ流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続しており、上部と本体とは第１の流体透過性膜によって分離されており、下部はコネクタにより流体配管に接続し、下部とコネクタとは第２の流体透過性膜によって分離されており、本体は第１の流体透過性膜または第２の流体透過性膜に透過性でない固体状酸触媒を含む装置を準備するステップと；容器にゾル−ゲル前駆体材料を供給するステップと；ゾル−ゲル前駆体材料、水およびメタノールを、場合により溶媒を加えて混合するステップと；混合物を第１の循環ループに通して循環させるステップと；混合物を第２の循環ループに通して循環させてゾル−ゲル前駆体材料を固体状酸触媒と接触させることによりゾル−ゲル前駆体材料を反応させるステップと、を含む。
【００１０】
例えば、シロキサン含有材料を製造するためのゾル−ゲル調合（sol-gel formulations）は、少なくとも１つのケイ素含有材料を含む成分材料（component materials）を組み合わせるステップと、ケイ素置換基をより反応性の置換基に交換するステップと、成分材料を重合させるステップと、反応系を安定化させるステップと、を含むことができる多段階工程を必要とすることが知られている。実験室規模では、そのような工程は、起こり得るいかなる体積変化にも対応するように選択した反応容器中で実施される。しかしながら、拡大した規模では、非常に大きい反応容器を使用することにより、または反応混合物を容器間で移動させることにより大きな体積変化に対応することは、費用がかかり困難になることがある。
【００１１】
本開示はゾル−ゲル溶液調合のための規模拡大可能な装置およびシステムならびにそのような装置およびシステムを使用してゾル−ゲル溶液を製造する方法を提供する。実施の形態の装置および工程はゾル−ゲル系一般に応用可能であるが、しかしながら、典型的目的として、本明細書で開示する特別の実施の形態を感光体層およびそれらの作製に関して記載する。特に、本開示は任意のゾル−ゲル溶液を作製するのに適した流動床反応カラムを利用する新規な装置に関する。流動床反応カラムを利用する典型的な装置を最初に説明して、次にそのような装置を利用するゾル−ゲル工程を説明することにする。
【００１２】
実施の形態において、装置は攪拌手段、ポンプ、場合により熱交換器、流動床反応カラムおよび流体配管を含む容器を備える。図４に示すような典型的な装置は、流体および反応物を、この装置を通して循環させることができるように２つ以上の循環ループを入れるように構築することができる。例えば、適当な装置２００は、容器内に攪拌手段２０２を有する容器２０１を含む。容器２０１は、ポンプ２０４を含み、場合により熱交換器２０５に接続する流体配管２０３ａに接続している。次に熱交換器２０５は容器２０１に接続する別の流体配管２０３ｂに接続している。これが第１の循環ループの定義である。装置２００の第２の循環ループは、容器２０１、流体配管２０３ａ、ポンプ２０４、場合により熱交換器２０５および流体配管２０３ｂを含む。それに加えて、第２の循環ループは、流体配管２０３ｃを含み、それが流体配管２０３ｂおよび流動床反応カラム２０６に接続し、次にカラム２０６は流体配管２０３ｄを介して流体配管２０３ｂおよび容器２０１に接続している。
【００１３】
典型的な装置において、図５に示すような流動床反応カラム２０６は、通常（円）筒形の形状（cylindrical shape）を有する本体２０７と、実質的に円錐形の下部と、を有する。この下部は実質的に円錐形を有し、本体２０７内での固体状材料の流動化を可能にする。この下部は切り取ることができ、本体２０７を流体配管２０３ｃに接続するコネクタ２０８、および下部とコネクタ２０８との間に網（screen）または膜２１１を備えることができる。本体２０７は、本体２０７を流体配管２０３ｄに接続する上部および本体２０７と上部２０９との間に付け加えられた網または膜２１２をも含むことができる。本体２０７は下方の窓２１０ａおよび／または上方の窓２１０ｂを含むことができ、窓を通して流動床反応カラム２０６内の反応および該カラムを通る流れを観察できる。
【００１４】
典型的な装置では、本体２０７の下部は、形状が実質的に（円）筒（cylindrical）および／または実質的に円錐である部分を有することができる。実施の形態において、本体２０７の下部は、円錐形の突出した頂点における角度が約３０から９０°または約４０から約６０°など、約１から約１７５°である円錐形の切断された形を有することができる。
【００１５】
典型的な装置では、本体２０７の上部２０９は、実質的に円錐の形状を有することができる。実施の形態において、実質的な円錐形は、円錐形の突出した頂点における角度が約４５から１６０°または約６０から約１１５°など、約１から約１７５°である円錐の切断された形であってよい。
【００１６】
典型的な装置では、網または膜２１１、２１２は装置中で使用する流体に対して透過性である；すなわち、網または膜２１１、２１２は流体および流体に溶解した材料を網または膜２１１、２１２を通して流動させる。しかしながら、網または膜２１１、２１２は、固体材料および流体に溶解していない材料に対しては透過性でない；そのような固体材料および流体に溶解していない材料は網または膜２１１、２１２を通過できない。
【００１７】
典型的な装置では、流動床反応カラム２０６は、本体２０７中に１つ以上の固体状材料を含むことができる。そのような固体状材料は網または膜２１１、２１２を通過できない。実施の形態において、固体状材料はゾル−ゲル反応系に有用な固体状触媒であってよい。
【００１８】
実施の形態においては、装置２００の第１の循環ループは、流動床反応カラム２０６中のいかなる固体状材料にも反応物を曝すことなく循環させることができる。このように、反応物は完全に混合されて、流動床反応カラム２０６を通過することなく第１の循環ループを通って循環することができる。典型的な実施の形態の装置の、第２の循環ループは、流動床反応カラム２０６に通して反応物を循環させ、流動床反応カラム２０６中に入れておくことができる触媒などの任意の固体状材料と接触させる。
【００１９】
実施の形態において、流動床反応カラム２０６は、流体流量により変化し得る膨張を伴って固体状材料が流動床カラムを形成するような形状寸法を有することができる。例えば実施の形態において、固体状材料は、流体の流量が約３．３Ｌ／ｍｉｎであるとき、元の体積の約３倍に膨張する流動床カラムを形成できる。本開示の実施の形態は、各固体状粒子が最も近接する固体状粒子と殆どもしくはまったく接触しない固体状材料の「希薄な（lean）」膨張、または各固体状粒子が最も近接する１つ以上の固体状粒子と直接物理的に接触する固体状材料の「緻密な（dense）」膨張を生ずる流量における変化を含む。詳細な実施の形態においては、流量を固体状材料の「希薄な」膨張を生ずるように調節することができる。
【００２０】
ゾル−ゲル製造の工程において、固体状材料を流動床反応カラム２０６に供給することができる。適当な固体状材料は流動可能な粉末状材料または顆粒状材料であり、そのような固体状材料を多数のゾル−ゲル調合物を製造するために使用することができる。
【００２１】
実施の形態において、固体状材料には、酸触媒、塩基触媒、および表面に物理的または化学的に吸収された化学元素を含み、これらの（酸性または塩基性の性質を有することができる）化学元素が水の存在下に反応性シロキサン材料の加水分解および縮合を起こさせる固体状触媒が含まれる。そのような固体状触媒は、ローム・アンド・ハース（Rohm & Haas）によりＡＭＢＥＲＬＹＳＴの商標で販売されているものなどの有機触媒、または当業者により同定可能であると思われるある種の粘土および／またはゼオライトなどの無機触媒であってよい。適当な固体状触媒として、既知のまたは今後開発されるいかなる固体状触媒も使用することができる。適当な固体状触媒には、ＡＭＢＥＲＬＹＳＴ（ローム・アンド・ハース）の商標で市販のものなどのイオン交換樹脂が含まれる。存在する触媒の量を変えることにより、当業者は実施の形態のゾル−ゲル工程における反応の反応速度を調節することができるであろう。
【００２２】
典型的な装置２００などの装置で実施されるゾル−ゲル製造工程においては、ゾル−ゲル前駆体材料を容器２０１に導入することができる。適当な前駆体ゾル−ゲル材料としては、既知のまたは今後開発される所望の材料を使用することができる。適当なゾル−ゲル前駆体材料には、反応性シロキサン含有正孔輸送材料および反応性シロキサン含有バインダ材料、およびゾル−ゲル溶液で使用される他の化合物ならびにそれらの混合物が含まれる。実施の形態において、バインダ材料は反応性シロキサン含有材料であってよく、４価のケイ素原子の周囲に２つから４つの間の反応性アルコキシ残基と残る原子価含有炭化水素残基を含むことができる。実施の形態において、ゾル−ゲル前駆体材料には、１つ以上の反応性シロキサン含有正孔輸送材料および１つ以上の反応性シロキサン含有バインダ材料が含まれる。
【００２３】
実施の形態において使用するための適当な反応性シロキサン含有バインダ材料には、芳香族シラン化合物すなわち１つ以上の芳香族基であるかまたはそれを含む連結基（linking group）により分離された１つ以上のシラン基を有する化合物などの芳香族ケイ素含有化合物が含まれる。例えば、芳香族ケイ素含有化合物は一般に次の式（Ｉ）により表される：
【００２４】
Ａｒ−［Ｘ−Ｌ−ＳｉＲｎ（ＯＲ’）３−ｎ］ｍ （Ｉ）
【００２５】
式（Ｉ）において、Ａｒは芳香族基を表し、１つ以上のフェニル基を有することができる。Ａｒの適当な例には以下に示す構造式（ＩＩ−１）から（ＩＩ−４４）までが挙げられるが、これらに限定はされない：
【００２６】
【化１】
【００２７】
式（Ｉ）において、Ｘは２価／３価の基を表す。Ｘの適当な例には、オキシ基（−Ｏ−）、チオ基（−Ｓ−）、オキシカルボニル基（−ＣＯＯ−）、チオカルボニル基（−ＣＯＳ−）、カルバメート基（−ＯＣＯ−ＮＨ−）、イミド基（−ＣＯ−ＮＨ−ＯＣ−）、アミド基（ＣＯ−ＮＨ−）、カーボネート基（−ＯＣＯＯ−）等またはこれらの２つ以上が組み合わされた２価の基が挙げられるが、これらに限定はされない。Ｌは２価の連結基を表す。Ｌの適当な例には、−ＣｍＨ２ｍ−、−ＣｍＨ２ｍ−２−、−ＣｍＨ２ｍｍ−４−（ｍは１から約１５まで、例えば２から約１０までなどの整数）、−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−もしくは−Ｃ６Ｈ４−Ｃ６Ｈ４−により表される２価の炭化水素基、またはそれらの２つ以上を組み合わせた２価の基が挙げられる。２価の基Ｌは、場合により側鎖にアルキル基、フェニル基、アルコシキル基またはアミノ基などの置換基を有していてもよい。Ｒは、水素原子、低級アルキル基またはアリール基を表す。Ｒ’は、低級アルキル基を表す。さらに、ｎは整数で０、１または２であることができ、ｍは１から１０まで、例えば１から５までなどの整数であることができる。
【００２８】
反応性シロキサン含有化合物の典型的な例には化合物（ＩＩＩ）〜（Ｖ）などの化合物が挙げられる：
【００２９】
【化２】
【００３０】
【化３】
【００３１】
【化４】
【００３２】
実施の形態において、反応性シロキサン含有バインダ材料は、反応物の全重量を基準にして約０．０１から約９９重量％、または約５から約２０重量％の量で反応させることができる。しかしながら、実施の形態の装置は、ゾル−ゲル材料の非常に希薄な溶液またはシロキサン材料の非常に濃厚なもしくは無溶媒の混合物を製造するために使用することができるので、反応性シロキサン含有バインダ材料の量は広範囲に変わり得ることに注意すべきである。
【００３３】
実施の形態において使用するための適当な反応性シロキサン含有正孔輸送分子には、例えば化合物（ＶＩ）等などのケイ素含有アリールアミン化合物が含まれる。
【００３４】
【化５】
【００３５】
実施の形態において、反応性シロキサン含有正孔輸送分子は、反応物の全重量を基準にして約５から約５０重量％、または約１０から約１５重量％の量で使用できる。
【００３６】
さらに、それに加わるゾル−ゲル前駆体材料には、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、トリエトキシシリルイソブチル−ＰＯＳＳ（ＰＯＳＳはポリヘドラルオリゴマーシルセスキオキサンである）、オクタ（トリクロロシリルエチル）−ＰＯＳＳ等などのアルキルトリアルコキシシラン；テトラメトキシシラン（「ＴＭＯＳ」）、テトラエトキシシラン（「ＴＥＯＳ」）、およびケイ酸エチル４０、テトライソプロポキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラブトキシシラン、等などのＴＥＯＳのオリゴマー縮合物などのテトラアルコキシシランを含む実施の形態で使用するのに適したアルコキシシリルまたはヒドロキシシリル基を含む既知の化合物が含まれる。他のシロキサン化合物には、ビス（トリエトキシシリル）メタン、１，９−ビス（トリエトキシシリル）ノナン、ジエトキシジクロロシラン、トリエトキシクロロシラン等が含まれる。他の適当な前駆体ゾル−ゲル材料には、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド、チタン（ＩＶ）メトキシド、チタン酸ジイソプロポキシビスエチルアセトアセテート（diisopropoxybisethylacetoacetato titanate）、チタン酸トリエタノールアミン、ジルコン酸トリエタノールアミン、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド等が含まれる。
【００３７】
実施の形態において、付け加えるゾル−ゲル前駆体材料は、反応物の全重量を基準にして約０．０１から約１００重量％、または約５から約２０重量％の量で使用できる。
【００３８】
ゾル−ゲル前駆体材料は、完全な混合を確実にするために一緒に攪拌することができる。ゾル−ゲル前駆体材料の完全な混合は任意の適当な溶媒または溶媒の混合物中で実施することができる。例えば、適当な溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等などのアルコール；ヘキサン、デカン等などのアルカン；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等などのエーテル；トルエン、キシレン、ベンゼン等などの芳香族溶媒；およびそれらの混合物が含まれる。特定の溶媒または溶媒の混合物の選択は、出発材料および最終生成物の溶解性に基づいて決定することができ、当業者にとって直ちに明らかであるかまたは日常的な実験の範囲内であろう。
【００３９】
実施の形態のゾル−ゲル前駆体混合物が完全に混ぜ合わされた後で、水およびメタノールもしくは他の追加の溶媒を容器２０１に加えることができる。実施の形態では、水とメタノールまたは他の共溶媒（cosolvent(s)）との比率を、所望の溶液粘度および所望の重合度に基づいてそれぞれ決定することができる。これらの量を決定するための実験方法は当業者には自明であろう。
【００４０】
ゾル−ゲル前駆体混合物、水およびメタノールを、攪拌手段２０２によって容器２０１中で一緒にして攪拌して、完全な混合を確実にするために第１の循環ループに通して循環させる。反応混合物が完全に一体化した後、反応混合物が第２の循環ループを通って循環するように循環様式を変更することができる。反応混合物を第２の循環ループに通して流すことにより、ゾル−ゲル前駆体材料、メタノールおよび水が流動床反応カラム２０６中で固体状触媒と接触させられる。
【００４１】
温度は実施の形態における触媒反応に影響を及ぼし得る。適当な反応温度は所望の重合度に基づいて選択することができる。存在する水の配合および量を考慮に入れて、温度が高いほど重合度が高くなることは当業者には自明であろう。所望の重合度を決定する実験法も当業者には自明であろう。
【００４２】
実施の形態においては、所望のオリゴメリゼーション率が得られるまで反応混合物を、第２の反応ループ（循環ループ）を通して循環させる。オリゴメリゼーション率は、反応系から採取した試料の気相クロマトグラフィーに基づいて、存在するモノマー様ゾル−ゲル前駆体成分の量と存在するオリゴマー様成分の量とを比較することによって決定する。実施の形態においては、反応混合物を第２の循環ループに通して循環させ、（モノマー様成分）：（オリゴマー様成分）のオリゴメリゼーション率が約１：１となるまで、反応を継続させる。この比はゲル浸透クロマトグラフィーなどの標準的実験技法によって測定することができる。任意の所望のオリゴマー率のゾル−ゲル材料を製造するためにこの装置を使用することができること、ならびにオリゴマー率が水の量、装置中の時間および装置の温度に依存するであろうこと、ならびに所望のオリゴマー率が製造される溶液の所望溶液粘度を含む多くの要因に依存するであろうことは当業者には自明であろう。
【００４３】
オリゴメリゼーション率が得られた後、循環様式を再び変更して、反応混合物を容器２０１に戻す。このとき、追加のゾル−ゲル層成分を添加することができる。追加のゾル−ゲル層成分は安定剤、抗酸化剤、ポリマーバインダ材料および界面活性剤を含むことができる。
【００４４】
実施の形態においては、１つ以上の安定剤を添加することができる。例えば、適当な安定剤には、アルミニウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（Ａｌ（ＡｃＡｃ）３）、アセチルアセトナート（ＡｃＡｃ）およびそれらの混合物が含まれるが、他の既知のおよび今後発見される安定剤を実施の形態で使用することができる。
【００４５】
実施の形態において、１つ以上の抗酸化剤を添加することができる。適当な抗酸化剤には、立体障害のあるフェノール（hindered-phenol）、立体障害のあるアミン、チオエーテルまたはホスファイトを部分構造に有する抗酸化剤が含まれる。これは環境が変化したときの性能安定性および画質の改良に有効である。抗酸化剤には、立体障害のあるフェノール、立体障害のあるアミン、チオエーテルまたはホスファイトを部分構造に有する抗酸化剤が含まれる。これは環境が変化したときの性能安定性および画質の改良に有効である。例えば、立体障害のあるフェノール抗酸化剤には、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＨＴ−Ｒ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＭＤＰ−Ｓ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＢＭ−Ｓ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＷＸ−Ｒ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＮＷ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＰ−７６、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＰ−１０１、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＧＡ−８０、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＧＭおよび ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＧＳ（上記は住友化学（株）（Sumitomo Chemical Co., Ltd.）により製造されている）、ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０、ＩＲＧＡＮＯＸ １０３５、ＩＲＧＡＮＯＸ １０７６、ＩＲＧＡＮＯＸ １０９８、ＩＲＧＡＮＯＸ １１３５、ＩＲＧＡＮＯＸ １１４１、ＩＲＧＡＮＯＸ １２２２、ＩＲＧＡＮＯＸ １３３０、ＩＲＧＡＮＯＸ １４２５ＷＬｊ、ＩＲＧＡＮＯＸ １５２０Ｌｊ、ＩＲＧＡＮＯＸ ２４５、ＩＲＧＡＮＯＸ ２５９、ＩＲＧＡＮＯＸ ３１１４、ＩＲＧＡＮＯＸ ３７９０、ＩＲＧＡＮＯＸ ５０５７およびＩＲＧＡＮＯＸ ５６５（上記はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ciba Specialty Chemicals）により製造されている）、およびＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−２０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−３０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−４０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−５０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−６０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−７０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−８０およびＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−３３０ｉ（上記は旭電化（株）（Asahi Denka Co., Ltd.）により製造されている）が含まれる。立体障害のあるアミン抗酸化剤には、ＳＡＮＯＬ ＬＳ２６２６、ＳＡＮＯＬ ＬＳ７６５、ＳＡＮＯＬ ＬＳ７７０、ＳＡＮＯＬ ＬＳ７４４、ＴＩＮＵＶＩＮ １４４、ＴＩＮＵＶＩＮ ６２２ＬＤ、ＭＡＲＫ ＬＡ５７、ＭＡＲＫ ＬＡ６７、ＭＡＲＫ ＬＡ６２、ＭＡＲＫ ＬＡ６８、ＭＡＲＫ ＬＡ６３およびＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＴＰＳが含まれる。ホスファイト抗酸化剤には、ＭＡＲＫ ２１１２、ＭＡＲＫ ＰＥＰ・８、ＭＡＲＫ ＰＥＰ・２４Ｇ、ＭＡＲＫ ＰＥＰ・３６、ＭＡＲＫ ３２９ＫおよびＭＡＲＫ ＨＰ・１０が含まれる。これらの内、立体障害のあるフェノールおよび立体障害のあるアミンの抗酸化剤は、実施の形態において特に適当であり得る。
【００４６】
実施の形態において、ポリマーバインダは、ケイ素含有層の形成のために使用するコーティング溶液中の液体成分に可溶な樹脂であってよい。そのような液体成分に可溶な樹脂は液体成分の種類に基づいて選択することができる。例えば、コーティング溶液がアルコール系溶媒を含んでいれば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂またはブチラールが部分的にホルマールもしくはアセトアセタールで変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロースなどのセルロース樹脂、およびフェノール樹脂が、アルコール可溶性樹脂として適切に選択できる。これらの樹脂は単独でも、または２種以上の樹脂の組合せとしても使用できる。実施の形態においては、上記樹脂の中で、ポリビニルアセタール樹脂が電気的性質の点から見て特に好適である。
【００４７】
実施の形態において、ポリマーバインダ成分の重量平均分子量は、約２，０００から約１，０００，０００、例えば約５，０００から約５０，０００などであればよい。重量平均分子量が約２，０００未満のときは、放出ガス耐性（discharge-gas resistance）、機械的強度、耐摩耗性、粒子分散性その他の強化が不十分になる傾向がある。しかしながら、重量平均分子量が約１，０００，０００を超えると、コーティング溶液中の樹脂の溶解性が低下して、コーティング溶液に加える樹脂の量が制限され、その結果フィルム形成が不良になる可能性がある。
【００４８】
さらに、ポリマーバインダの量は、実施の形態において、コーティング溶液の全量を基準にして、約０．１から約１５重量％、または約０．５から約１０重量％にすることができる。加える量が０．１重量％未満であるときは、放出ガス耐性、機械的強度、耐摩耗性、粒子分散性その他の強化が不十分になる傾向がある。しかしながら、ポリマーバインダの量が約１５重量％を超えると、本開示の電子写真感光体を高温および高湿で使用したときに画像形成が不明瞭になる傾向がある。
【００４９】
実施の形態において、１種以上の界面活性剤を添加することができる。適当な界面活性剤には、例えば、ポリエチレングリコール界面活性剤、ポリエチレングリコール基をグラフトしたポリジメチルシロキサン界面活性剤、およびＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫ Ｓ−１０として市販されている界面活性剤などの末端反応性（terminal reactive）アミノプロピルシロキサン残基を有するペルフルオロポリエチレングリコール界面活性剤が含まれるが、他の既知のおよび今後発見される界面活性剤を実施の形態で使用することができる。
【００５０】
オリゴマー化した反応混合物および任意の添加成分を配合したならば、ゾル−ゲル工程により生成したポリマーゲルを所望の基材に適用し、加熱によりゆっくりと乾燥させてアルコールなどの揮発性成分を蒸発させる。急速な乾燥は不均一なゲル収縮を生じさせてその結果ひび割れの原因になるおそれがあるので、アルコゲルの乾燥は、ゆっくりと起こさせなければならない。
【００５１】
実施の形態の装置および工程によって製造されるゾル−ゲル溶液およびゾル−ゲル層は、感光体層の製造を含むいかなる既知のおよび今後開発されるゾル−ゲル応用にも使用することができる。典型的な電子写真画像形成部材をここでさらに詳細に説明することにする。
【００５２】
実施の形態の電子写真感光体において、この感光体は、アンダーコート層、電荷発生層、電荷輸送層、オーバーコート層等など種々の層を含むことができる。実施の形態のオーバーコート層はケイ素化合物含有層にすることができ、この層は上記のゾル−ゲル工程により形成した層にすることができる。
【００５３】
例えば、電子写真感光体の実施の形態の汚染付着耐性および潤滑性をさらに改良するために、種々の粒子をケイ素化合物含有層に添加することもできる。粒子は、単独でも２種以上のそのような粒子の組合せとしても、いずれでも使用することができる。粒子は限定されないが、例えば構成元素としてケイ素を含む粒子などのケイ素含有粒子が挙げられ、特にコロイダルシリカおよびシリコーン粒子が挙げられる。実施の形態のケイ素含有層中のシリコーン粒子の含有率は、ケイ素含有層の全固体含有量を基準にして、０．１から２０重量％の範囲内、または０．５から１０重量％の範囲内であってよい。
【００５４】
本開示におけるケイ素含有粒子として実施の形態で使用するコロイダルシリカは、１から１００ｎｍ、または１０から３０ｎｍの平均粒子サイズを有する粒子の酸性またはアルカリ性水分散液、およびアルコール、ケトンまたはエステルなどの有機溶媒中の粒子分散液から選択され、一般に市販の粒子を使用することができる。
【００５５】
実施の形態の電子写真感光体の表面層中にあるコロイダルシリカの固体含有率に特別の制限はない。しかしながら、実施の形態では、フィルム形成特性、電気的特性および強度の点から、コロイダルシリカは、表面層の全固体含有量を基準にして、約１から約５０重量％、例えば約５から約３０重量％などの量で含まれていてよい。
【００５６】
本開示においてケイ素含有粒子として使用するシリコーン粒子は、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子およびシリコーンで表面処理したシリカ粒子から選択することができ、それらは球形であって約１から５００ｎｍ、例えば約１０から約１００ｎｍなどの平均粒子サイズを有し、一般に市販粒子を実施の形態で使用することができる。
【００５７】
実施の形態において、シリコーン粒子は化学的に不活性で樹脂中における分散性に優れている小サイズの粒子であり、さらに満足な性質を得るために必要な含有率が低い。したがって、電子写真感光体の表面特性は架橋反応を阻害せずに改良することができる。すなわち、シリコーン粒子は強い架橋構造に組み込まれて電子写真感光体表面の潤滑性および撥水性を改良し、その結果該表面は良好な耐摩耗性および汚染付着耐性を長期間維持することができる。実施の形態のケイ素化合物含有層中のシリコーン粒子含有率は、ケイ素化合物含有層の全固体量を基準にして、約０．１から約２０重量％、例えば約０．５から約１０重量％などであればよい。
【００５８】
実施の形態で使用できる他の粒子には、四フッ化エチレン、三フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、フッ化ビニルおよびフッ化ビニリデンなどのフッ素系粒子、ならびにＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２、ＺｎＯ−ＴｉＯ２、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯ−ＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＭｇＯなどの金属酸化物半導体（semiconductive metal oxide(s)）が含まれる。
【００５９】
在来の電子写真感光体においては、上記の粒子が感光層中に含まれるときに、粒子の電荷輸送物質または結着樹脂との適合性が不十分になることがあり、それが感光層における層分離、およびその結果である不透明なフィルムの生成の原因になる。結果として、電気的特性がある程度劣化していた。対照的に、実施の形態のケイ素化合物含有層は、この層の形成に使用するコーティング溶液中の液体成分に可溶の樹脂およびケイ素化合物を含むことができ、それによりケイ素化合物含有層中における粒子の分散性を改良する。したがって、コーティング溶液の可使時間（ポットライフ）を十分に延長することができ、かつ電気的特性の劣化を防止することができる。
【００６０】
さらに、可塑剤、表面改質剤、抗酸化剤、または光による劣化の防止剤などの添加物を、実施の形態のケイ素化合物含有層中に使用することもできる。限定するものではないが、実施の形態で使用できる可塑剤の例には、例えば、ビフェニル、ビフェニルクロリド、テルフェニル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジエチレングリコール、フタル酸ジオクチル、トリフェニルリン酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよび種々のフッ化炭化水素（fluorohydrocarbon(s)）が挙げられる。
【００６１】
ケイ素含有層の厚さに制限はないが、しかし実施の形態において、ケイ素含有層は厚さが約２から約５μｍ、例えば約２．７から約３．２μｍなどでよい。
【００６２】
実施の形態の電子写真感光体は、具体的な実施の形態の電子写真感光体が上記のケイ素化合物含有層を備えた感光層を有する限り、電荷発生物質（電荷発生層）を含む層と電荷輸送物質（電荷輸送層）を含む層とが別に提供される機能分離型感光体か、または電荷発生層と電荷輸送層の両者が同一層内に含まれる単層型感光体のいずれであってもよい。機能分離型感光体を例にして、電子写真感光体を下でさらに詳細に説明することにする。
【００６３】
図１は、本開示の電子写真感光体の実施の形態を概念的に示す断面図である。図１に示した電子写真感光体１は電荷発生層１３および電荷輸送層１４を別々に備えた機能分離型感光体である。すなわち、基層１２、電荷発生層１３、電荷輸送層１４および保護層１５が導電性支持体１１上に積層されて感光層１６を形成している。保護層１５はこの層の形成に使用されたコーティング溶液に含まれた液体成分に可溶の樹脂とケイ素化合物とを含む。図１に示した感光体の種々の層は、一般に知られていて、自己の米国同時係属出願においても詳細に説明してある。
【００６４】
実施の形態の電子写真感光体は上記の構成に限定されると解すべきではない。例えば図１に示した電子写真の感光体は保護層１５を備えている。しかしながら、電荷輸送層１４がこの層の形成に使用したコーティング溶液中の液体成分に可溶の樹脂およびケイ素化合物を含むとき、電荷輸送層１４は、保護層１５を使用せずに表面層（支持体１１から最も離れた側にある層）として使用することができる。この場合、電荷輸送層１４に含まれる電荷輸送物質は、電荷輸送層１４の形成に使用したコーティング溶液中の液体成分に可溶であることが望ましい。例えば、電荷輸送層１４の形成に使用したコーティング溶液がアルコール溶媒を含むとき、触媒的（水素）移動（catalytic transfer）による選択的水素化（selective hydrogenation）を含む工程により製造したアリールアミン誘導体を含む上述のケイ素化合物は電荷移動物質として使用することができる。
【００６５】
図２は画像形成装置または電子写真機の実施の形態を示す概略図である。図２に示した装置において、電子写真感光体１は支持体９により支持されており、矢印により示した方向へ支持体９を中心にして指定された回転速度で回転できる。帯電器２、露光器３、現像器４、転写器５およびクリーニングユニット７が、電子写真感光体１の回転方向にこの順で配列している。さらに、この典型的装置は画像定着器６を備え、トナー像が転写されるべき媒体Ｐが、転写器５を通って画像定着器６に運ばれる。
【００６６】
図３は画像形成装置の別の典型的な実施の形態を示す断面図である。図３に示した画像形成装置２２０は中間転写系の画像形成装置であり、４つの電子写真感光体４０１ａから４０１ｄまでが筺体４００中の中間転写ベルト４０９に沿って互いに平行に配置されている。
【００６７】
図中、画像形成装置２２０により保持されている電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄは各々電子写真感光体である。電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの各々は所定の方向に回転することができ（図３のシート上で反時計方向）、帯電ロール４０２ａ〜４０２ｄ、現像器４０４ａ〜４０４ｄ、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄおよびクリーニングブレード４１５ａ〜４１５ｄは、各々それら感光体の回転方向に沿って配置されている。現像器４０４ａ〜４０４ｄの各々の中で、トナーカートリッジ４０５ａ〜４０５ｄ中に含まれる黄（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｂ）の４色のトナーを供給することができ、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄは各々、中間転写ベルト４０９を挟んで電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄと当接させられる。
【００６８】
さらに、レーザー光源（露出ユニット）４０３が筐体４００中の所定の位置に配置されており、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの表面を帯電させた後、レーザー光源４０３から放射されたレーザー光で照射することが可能である。これで、帯電、露出、現像、１次転写およびクリーニングのそれぞれのステップが、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの回転ステップで順に実施され、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト４０９上に次々と転写される。
【００６９】
中間転写ベルト４０９は、駆動ロール４０６、バックアップロール４０８およびテンションロール４０７により所定の張力で支持され、偏位（deflection）を起こさずにこれらのロールの回転により回転できる。さらに、２次転写ロール４１３は、中間転写ベルト４０９を挟んでバックアップロール４０８と当接するように配置されている。バックアップロール４０８と２次転写ロール４１３との間を通過した中間転写ベルト４０９はクリーニングブレード４１６により浄化されてから、それに続く画像形成工程に繰り返しかけられる。
【００７０】
さらに、トレイ（トナー像を転写する媒体のためのトレイ）４１１が筐体４００中の所定の位置に備えられている。トレイ４１１中にあるトナー像を転写すべき媒体（紙など）は、中間転写ベルト４０９と２次転写ロール４１３との間、さらに互いに当接している２つの定着ロール４１４の間を順に搬送ロール４１２により運ばれ、次に筐体４００から外へ送り出される。
【００７１】
図３に示した典型的な画像形成装置２２０によって、実施の形態の電子写真感光体を電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄとして使用すれば、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの各々による画像形成工程において、放出ガス耐性、機械的強度、耐摩耗性その他を十分高いレベルで得ることができる。したがって、感光体を接触帯電器またはクリーニングブレード、またはさらに化学的重合により得た球状トナーと一緒に使用するときでも、かぶりなどの像欠陥が起こらずに良好な画質を得ることができる。したがって、この実施の形態などの中間転写体を使用するカラー画像形成用の画像形成装置によっても、長期間良好な画質を安定的に提供できる画像形成装置が実現される。
【００７２】
本開示が上記実施の形態に限定されるものと解すべきではない。例えば、図２または図３に示した各装置は電子写真感光体１（または電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄ）および帯電器２（または帯電器４０２ａ〜４０２ｄ）を含むプロセスカートリッジを備えることができる。そのようなプロセスカートリッジの使用により、実施すべき保守がより簡単にかつ容易になる。
【００７３】
さらに、実施の形態において、コロトロン帯電器などの非接触帯電系の帯電器を接触帯電器２（または接触帯電器４０２ａ〜４０２ｄ）の代わりに使用するとき、十分良好な画質を得ることができる。
【実施例】
【００７４】
＜実施例１〜４＞
１リットル（Ｌ）設備におけるゾル−ゲル溶液の製造
攪拌手段を備えた１Ｌ容器、ポンプ、熱交換器、０．３３Ｌの容量を有する流動床反応カラムならびに２つの循環ループ中の容器、ポンプ、熱交換器および流動床反応カラムを接続する流体配管を備える装置を準備した。この装置の第１の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、および容器へ戻す接続の流体配管が含まれる。この装置の第２の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、流動床反応カラムに接続する流体配管および容器に接続するもう１本の流体配管が含まれる。流動床反応カラムは、固体状酸触媒であるＡＭＢＥＲＬＹＳＴ Ｈ−１５を７．２２グラム含むものである。
【００７５】
［実施例１］化合物（ＩＩＩ）を含むゾル−ゲル溶液
容器に、８４．４８グラムの化合物（ＩＩＩ）、７２．２４グラムのメタノール、２６５．３１グラムのｎ−ブタノールおよび３２．３１グラムの水を充填する。この溶液を完全に混合して、第１の循環ループを循環させた。その後この反応混合物を、第２の循環ループを循環させて、３００ｍＬ／ｍｉｎの流量および約２２．５℃の温度で触媒と接触させた。４〜６時間後、反応混合物を容器に戻すように循環経路を変更した；１．１８２グラムのアルミニウム（III）アセチルアセトナート、１．１８２グラムの２，４−ペンタンジオン、１３．１３５グラムのポリビニルブチラール（polyvinylbutyrol）、１．１８２グラムの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、１．７１４グラムの抗酸化剤ＩＲＧＡＮＯＸ−２５９および０．０９グラムのＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫ Ｓ−１０を加えた；生成した混合物を攪拌して均質化させた。
【００７６】
［実施例２］化合物（ＩＶ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８４．４８グラムの化合物（ＩＶ）で置き換えた以外は実施例１にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００７７】
［実施例３］化合物（Ｖ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８４．４８グラムの化合物（Ｖ）で置き換えた以外は実施例１にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００７８】
［実施例４］化合物（ＩＶ）および化合物（ＶＩ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８０．０４グラムの化合物（ＶＩ）および４３．６６グラムの化合物（ＩＶ）を含む混合物で置き換えた以外は実施例１にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００７９】
＜実施例５〜８＞
６Ｌ設備におけるゾル−ゲル溶液の製造
攪拌手段を備えた１２Ｌ容器、ポンプ、熱交換器、２Ｌの容量を有する流動床反応カラムならびに２つの循環ループ中の容器、ポンプ、熱交換器および流動床反応カラムを接続する流体配管を備える装置を準備した。この装置の第１の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、および容器へ戻す接続の流体配管が含まれる。この装置の第２の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、流動床反応カラムに接続する流体配管および容器に接続するもう１本の流体配管が含まれる。流動床反応カラムは固体状酸触媒であるＡＭＢＥＲＬＹＳＴ Ｈ−１５を８０．０３グラム含む。
【００８０】
［実施例５］化合物（ＩＩＩ）を含むゾル−ゲル溶液
容器に、９３４．６０グラムの化合物（ＩＩＩ）、７５１．８５グラムのメタノール、２７６１．３３グラムのｎ−ブタノールおよび３３６．２８グラムの水を充填する。この溶液を完全に混合して、第１の循環ループを循環させた。その後この反応混合物を、第２の循環ループを循環させて、２Ｌ／ｍｉｎの流量および約２２．５℃の温度で触媒と接触させた。４〜６時間後、反応混合物を容器に戻すように循環経路を変更した；１２．３０グラムのアルミニウム（III）アセチルアセトナート、１２．３０グラムの２，４−ペンタンジオン、１３６．７０グラムのポリビニルブチラール、１２．３０グラムの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、１７．８４グラムの抗酸化剤ＩＲＧＡＮＯＸ−２５９および０．９４グラムのＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫ Ｓ−１０を加えた；生成した混合物を攪拌して均質化させた。
【００８１】
［実施例６］化合物（ＩＶ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を９３４．６０グラムの化合物（ＩＶ）で置き換えた以外は実施例５にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００８２】
［実施例７］化合物（Ｖ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を９３４．６０グラムの化合物（Ｖ）で置き換えた以外は実施例５にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００８３】
［実施例８］化合物（ＩＶ）および化合物（ＶＩ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８００．３６グラムの化合物（ＶＩ）および４３６．５６グラムの化合物（ＩＶ）を含む混合物で置き換えた以外は実施例５にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】電子写真感光体の実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】画像形成装置の実施の形態を示す模式的断面図である。
【図３】画像形成装置の別の実施の形態を示す模式的断面図である。
【図４】ゾル−ゲル溶液製造システムの実施の形態を示す模式図である。
【図５】典型的な流動床反応装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 電子写真感光体、２ 帯電器、３ 露光器、４ 現像器、５ 転写器、６ 定着器、７ クリーニングユニット、９ 支持体、１１ 導電性支持体、１２ 基層、１３ 電荷発生層、１４ 電荷輸送層、１５ 保護層、１６ 感光層、２００ ゾル−ゲル溶液製造システム（装置）、２０１ 容器、２０２ 攪拌手段、２０３ａ〜２０３ｄ 流体配管、２０４ ポンプ、２０５ 熱交換器、２０６ 流動床反応カラム、２０７ 流動床反応カラム本体、２０８ コネクタ、２０９ 流動床反応カラム上部、２１０ａ，２１０ｂ 窓、２１１，２１２ 網または膜、２２０ 画像形成装置、４００ 筺体、４０１ａ〜４０１ｄ 電子写真感光体、４０２ａ〜４０２ｄ 帯電ロール、４０３ レーザー光源（露出ユニット）、４０４ａ〜４０４ｄ 現像器、４０５ａ〜４０５ｄ トナーカートリッジ、４０６ 駆動ロール、４０７ テンションロール、４０８ バックアップロール、４０９ 中間転写ベルト、４１０ａ〜４１０ｄ １次転写ロール、４１１ トレイ、４１２ 搬送ロール、４１３ ２次転写ロール、４１４ 定着ロール、４１５ａ〜４１５ｄ，４１６ クリーニングブレード。
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ゾル−ゲル溶液を製造する装置およびゾル−ゲル溶液を製造する方法に関し、特にゾル−ゲル溶液を製造する装置、ならびにそのようなゾル−ゲル溶液、電子写真感光体、プロセスカートリッジ、および画像形成装置を作製する効率的で規模拡大可能な方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
感光体層に関係する用途で使用されるとき、ゾル−ゲル反応成分および任意の添加物は通常の感光体層材料と混合される。ゾル−ゲル反応成分の加水分解はコーティング溶液中その場で（in situ）起こる。コーティング後、工程で使用した溶媒は蒸発し、所望の薄いフィルムが生成する。ゾル−ゲル反応成分の縮合は加熱乾燥中にその場で起こり、有機−無機相互侵入網目（interpenetrating network）が形成され、それが予想外に良好な耐摩耗性、欠失抑制およびその他の利点を与える。
【０００３】
しかしながら、例えばこれらのシロキサン含有材料を製造するためのゾル−ゲル調合は、大きな体積変化が起こり得る工程を含み得る。そのような問題は、ゾル−ゲル工程を、実験室規模を超えて拡大させることを困難にする。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，２６５，９９０号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７３０，４４８号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００８６７９４号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００５／０１３６３４８号明細書
【特許文献５】特開昭５７−１２８３４４号公報
【特許文献６】特公昭６０−０２２３４７号公報
【特許文献７】特開昭６３−０６５４４９号公報
【特許文献８】特開平０４−０１５６５９号公報
【特許文献９】特公平０５−０４７１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、実験室規模で得られる電気的および物理的性質を有する所望のゾル−ゲル溶液を大きな規模で製造するゾル−ゲル溶液を製造するための改良された高効収率で規模拡大可能な装置ならびに方法に対する必要性が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ゾル−ゲル溶液製造装置であって、攪拌機を場合により備えた容器と、ポンプと、流動床反応カラムと、複数の流体配管と、を備え、前記流体配管は第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続し、かつ前記流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本開示は、反応物を第１のループに通して循環させて完全に混合することができ、次に反応物を反応させる触媒作用のある固体状材料を有する流動床反応カラムを含む第２のループに通して循環させることができるゾル−ゲル溶液製造装置を提供する。
【０００８】
典型的な装置は、容器であって、場合により攪拌機を含む容器と、ポンプと、流動床反応カラムと、複数の流体配管と、を備えるゾル−ゲル溶液の製造装置であって、第１の循環ループにおいて流体配管が容器およびポンプと接続し、第２の循環ループにおいて流体配管が容器、ポンプおよび流動床反応カラムと接続している装置を含む。
【０００９】
典型的な工程は、攪拌機を場合により備えた容器と、ポンプと、上部と本体と下部とを有する流動床反応カラムと、複数の流体配管と、を備えた装置であって、流体配管が第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続しており、かつ流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続しており、上部と本体とは第１の流体透過性膜によって分離されており、下部はコネクタにより流体配管に接続し、下部とコネクタとは第２の流体透過性膜によって分離されており、本体は第１の流体透過性膜または第２の流体透過性膜に透過性でない固体状酸触媒を含む装置を準備するステップと；容器にゾル−ゲル前駆体材料を供給するステップと；ゾル−ゲル前駆体材料、水およびメタノールを、場合により溶媒を加えて混合するステップと；混合物を第１の循環ループに通して循環させるステップと；混合物を第２の循環ループに通して循環させてゾル−ゲル前駆体材料を固体状酸触媒と接触させることによりゾル−ゲル前駆体材料を反応させるステップと、を含む。
【００１０】
例えば、シロキサン含有材料を製造するためのゾル−ゲル調合（sol-gel formulations）は、少なくとも１つのケイ素含有材料を含む成分材料（component materials）を組み合わせるステップと、ケイ素置換基をより反応性の置換基に交換するステップと、成分材料を重合させるステップと、反応系を安定化させるステップと、を含むことができる多段階工程を必要とすることが知られている。実験室規模では、そのような工程は、起こり得るいかなる体積変化にも対応するように選択した反応容器中で実施される。しかしながら、拡大した規模では、非常に大きい反応容器を使用することにより、または反応混合物を容器間で移動させることにより大きな体積変化に対応することは、費用がかかり困難になることがある。
【００１１】
本開示はゾル−ゲル溶液調合のための規模拡大可能な装置およびシステムならびにそのような装置およびシステムを使用してゾル−ゲル溶液を製造する方法を提供する。実施の形態の装置および工程はゾル−ゲル系一般に応用可能であるが、しかしながら、典型的目的として、本明細書で開示する特別の実施の形態を感光体層およびそれらの作製に関して記載する。特に、本開示は任意のゾル−ゲル溶液を作製するのに適した流動床反応カラムを利用する新規な装置に関する。流動床反応カラムを利用する典型的な装置を最初に説明して、次にそのような装置を利用するゾル−ゲル工程を説明することにする。
【００１２】
実施の形態において、装置は攪拌手段、ポンプ、場合により熱交換器、流動床反応カラムおよび流体配管を含む容器を備える。図４に示すような典型的な装置は、流体および反応物を、この装置を通して循環させることができるように２つ以上の循環ループを入れるように構築することができる。例えば、適当な装置２００は、容器内に攪拌手段２０２を有する容器２０１を含む。容器２０１は、ポンプ２０４を含み、場合により熱交換器２０５に接続する流体配管２０３ａに接続している。次に熱交換器２０５は容器２０１に接続する別の流体配管２０３ｂに接続している。これが第１の循環ループの定義である。装置２００の第２の循環ループは、容器２０１、流体配管２０３ａ、ポンプ２０４、場合により熱交換器２０５および流体配管２０３ｂを含む。それに加えて、第２の循環ループは、流体配管２０３ｃを含み、それが流体配管２０３ｂおよび流動床反応カラム２０６に接続し、次にカラム２０６は流体配管２０３ｄを介して流体配管２０３ｂおよび容器２０１に接続している。
【００１３】
典型的な装置において、図５に示すような流動床反応カラム２０６は、通常（円）筒形の形状（cylindrical shape）を有する本体２０７と、実質的に円錐形の下部と、を有する。この下部は実質的に円錐形を有し、本体２０７内での固体状材料の流動化を可能にする。この下部は切り取ることができ、本体２０７を流体配管２０３ｃに接続するコネクタ２０８、および下部とコネクタ２０８との間に網（screen）または膜２１１を備えることができる。本体２０７は、本体２０７を流体配管２０３ｄに接続する上部および本体２０７と上部２０９との間に付け加えられた網または膜２１２をも含むことができる。本体２０７は下方の窓２１０ａおよび／または上方の窓２１０ｂを含むことができ、窓を通して流動床反応カラム２０６内の反応および該カラムを通る流れを観察できる。
【００１４】
典型的な装置では、本体２０７の下部は、形状が実質的に（円）筒（cylindrical）および／または実質的に円錐である部分を有することができる。実施の形態において、本体２０７の下部は、円錐形の突出した頂点における角度が約３０から９０°または約４０から約６０°など、約１から約１７５°である円錐形の切断された形を有することができる。
【００１５】
典型的な装置では、本体２０７の上部２０９は、実質的に円錐の形状を有することができる。実施の形態において、実質的な円錐形は、円錐形の突出した頂点における角度が約４５から１６０°または約６０から約１１５°など、約１から約１７５°である円錐の切断された形であってよい。
【００１６】
典型的な装置では、網または膜２１１、２１２は装置中で使用する流体に対して透過性である；すなわち、網または膜２１１、２１２は流体および流体に溶解した材料を網または膜２１１、２１２を通して流動させる。しかしながら、網または膜２１１、２１２は、固体材料および流体に溶解していない材料に対しては透過性でない；そのような固体材料および流体に溶解していない材料は網または膜２１１、２１２を通過できない。
【００１７】
典型的な装置では、流動床反応カラム２０６は、本体２０７中に１つ以上の固体状材料を含むことができる。そのような固体状材料は網または膜２１１、２１２を通過できない。実施の形態において、固体状材料はゾル−ゲル反応系に有用な固体状触媒であってよい。
【００１８】
実施の形態においては、装置２００の第１の循環ループは、流動床反応カラム２０６中のいかなる固体状材料にも反応物を曝すことなく循環させることができる。このように、反応物は完全に混合されて、流動床反応カラム２０６を通過することなく第１の循環ループを通って循環することができる。典型的な実施の形態の装置の、第２の循環ループは、流動床反応カラム２０６に通して反応物を循環させ、流動床反応カラム２０６中に入れておくことができる触媒などの任意の固体状材料と接触させる。
【００１９】
実施の形態において、流動床反応カラム２０６は、流体流量により変化し得る膨張を伴って固体状材料が流動床カラムを形成するような形状寸法を有することができる。例えば実施の形態において、固体状材料は、流体の流量が約３．３Ｌ／ｍｉｎであるとき、元の体積の約３倍に膨張する流動床カラムを形成できる。本開示の実施の形態は、各固体状粒子が最も近接する固体状粒子と殆どもしくはまったく接触しない固体状材料の「希薄な（lean）」膨張、または各固体状粒子が最も近接する１つ以上の固体状粒子と直接物理的に接触する固体状材料の「緻密な（dense）」膨張を生ずる流量における変化を含む。詳細な実施の形態においては、流量を固体状材料の「希薄な」膨張を生ずるように調節することができる。
【００２０】
ゾル−ゲル製造の工程において、固体状材料を流動床反応カラム２０６に供給することができる。適当な固体状材料は流動可能な粉末状材料または顆粒状材料であり、そのような固体状材料を多数のゾル−ゲル調合物を製造するために使用することができる。
【００２１】
実施の形態において、固体状材料には、酸触媒、塩基触媒、および表面に物理的または化学的に吸収された化学元素を含み、これらの（酸性または塩基性の性質を有することができる）化学元素が水の存在下に反応性シロキサン材料の加水分解および縮合を起こさせる固体状触媒が含まれる。そのような固体状触媒は、ローム・アンド・ハース（Rohm & Haas）によりＡＭＢＥＲＬＹＳＴの商標で販売されているものなどの有機触媒、または当業者により同定可能であると思われるある種の粘土および／またはゼオライトなどの無機触媒であってよい。適当な固体状触媒として、既知のまたは今後開発されるいかなる固体状触媒も使用することができる。適当な固体状触媒には、ＡＭＢＥＲＬＹＳＴ（ローム・アンド・ハース）の商標で市販のものなどのイオン交換樹脂が含まれる。存在する触媒の量を変えることにより、当業者は実施の形態のゾル−ゲル工程における反応の反応速度を調節することができるであろう。
【００２２】
典型的な装置２００などの装置で実施されるゾル−ゲル製造工程においては、ゾル−ゲル前駆体材料を容器２０１に導入することができる。適当な前駆体ゾル−ゲル材料としては、既知のまたは今後開発される所望の材料を使用することができる。適当なゾル−ゲル前駆体材料には、反応性シロキサン含有正孔輸送材料および反応性シロキサン含有バインダ材料、およびゾル−ゲル溶液で使用される他の化合物ならびにそれらの混合物が含まれる。実施の形態において、バインダ材料は反応性シロキサン含有材料であってよく、４価のケイ素原子の周囲に２つから４つの間の反応性アルコキシ残基と残る原子価含有炭化水素残基を含むことができる。実施の形態において、ゾル−ゲル前駆体材料には、１つ以上の反応性シロキサン含有正孔輸送材料および１つ以上の反応性シロキサン含有バインダ材料が含まれる。
【００２３】
実施の形態において使用するための適当な反応性シロキサン含有バインダ材料には、芳香族シラン化合物すなわち１つ以上の芳香族基であるかまたはそれを含む連結基（linking group）により分離された１つ以上のシラン基を有する化合物などの芳香族ケイ素含有化合物が含まれる。例えば、芳香族ケイ素含有化合物は一般に次の式（Ｉ）により表される：
【００２４】
Ａｒ−［Ｘ−Ｌ−ＳｉＲｎ（ＯＲ’）３−ｎ］ｍ （Ｉ）
【００２５】
式（Ｉ）において、Ａｒは芳香族基を表し、１つ以上のフェニル基を有することができる。Ａｒの適当な例には以下に示す構造式（ＩＩ−１）から（ＩＩ−４４）までが挙げられるが、これらに限定はされない：
【００２６】
【化１】
【００２７】
式（Ｉ）において、Ｘは２価／３価の基を表す。Ｘの適当な例には、オキシ基（−Ｏ−）、チオ基（−Ｓ−）、オキシカルボニル基（−ＣＯＯ−）、チオカルボニル基（−ＣＯＳ−）、カルバメート基（−ＯＣＯ−ＮＨ−）、イミド基（−ＣＯ−ＮＨ−ＯＣ−）、アミド基（ＣＯ−ＮＨ−）、カーボネート基（−ＯＣＯＯ−）等またはこれらの２つ以上が組み合わされた２価の基が挙げられるが、これらに限定はされない。Ｌは２価の連結基を表す。Ｌの適当な例には、−ＣｍＨ２ｍ−、−ＣｍＨ２ｍ−２−、−ＣｍＨ２ｍｍ−４−（ｍは１から約１５まで、例えば２から約１０までなどの整数）、−ＣＨ２−Ｃ６Ｈ４−もしくは−Ｃ６Ｈ４−Ｃ６Ｈ４−により表される２価の炭化水素基、またはそれらの２つ以上を組み合わせた２価の基が挙げられる。２価の基Ｌは、場合により側鎖にアルキル基、フェニル基、アルコシキル基またはアミノ基などの置換基を有していてもよい。Ｒは、水素原子、低級アルキル基またはアリール基を表す。Ｒ’は、低級アルキル基を表す。さらに、ｎは整数で０、１または２であることができ、ｍは１から１０まで、例えば１から５までなどの整数であることができる。
【００２８】
反応性シロキサン含有化合物の典型的な例には化合物（ＩＩＩ）〜（Ｖ）などの化合物が挙げられる：
【００２９】
【化２】
【００３０】
【化３】
【００３１】
【化４】
【００３２】
実施の形態において、反応性シロキサン含有バインダ材料は、反応物の全重量を基準にして約０．０１から約９９重量％、または約５から約２０重量％の量で反応させることができる。しかしながら、実施の形態の装置は、ゾル−ゲル材料の非常に希薄な溶液またはシロキサン材料の非常に濃厚なもしくは無溶媒の混合物を製造するために使用することができるので、反応性シロキサン含有バインダ材料の量は広範囲に変わり得ることに注意すべきである。
【００３３】
実施の形態において使用するための適当な反応性シロキサン含有正孔輸送分子には、例えば化合物（ＶＩ）等などのケイ素含有アリールアミン化合物が含まれる。
【００３４】
【化５】
【００３５】
実施の形態において、反応性シロキサン含有正孔輸送分子は、反応物の全重量を基準にして約５から約５０重量％、または約１０から約１５重量％の量で使用できる。
【００３６】
さらに、それに加わるゾル−ゲル前駆体材料には、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、トリエトキシシリルイソブチル−ＰＯＳＳ（ＰＯＳＳはポリヘドラルオリゴマーシルセスキオキサンである）、オクタ（トリクロロシリルエチル）−ＰＯＳＳ等などのアルキルトリアルコキシシラン；テトラメトキシシラン（「ＴＭＯＳ」）、テトラエトキシシラン（「ＴＥＯＳ」）、およびケイ酸エチル４０、テトライソプロポキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラブトキシシラン、等などのＴＥＯＳのオリゴマー縮合物などのテトラアルコキシシランを含む実施の形態で使用するのに適したアルコキシシリルまたはヒドロキシシリル基を含む既知の化合物が含まれる。他のシロキサン化合物には、ビス（トリエトキシシリル）メタン、１，９−ビス（トリエトキシシリル）ノナン、ジエトキシジクロロシラン、トリエトキシクロロシラン等が含まれる。他の適当な前駆体ゾル−ゲル材料には、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド、チタン（ＩＶ）メトキシド、チタン酸ジイソプロポキシビスエチルアセトアセテート（diisopropoxybisethylacetoacetato titanate）、チタン酸トリエタノールアミン、ジルコン酸トリエタノールアミン、アルミニウムｓｅｃ−ブトキシド等が含まれる。
【００３７】
実施の形態において、付け加えるゾル−ゲル前駆体材料は、反応物の全重量を基準にして約０．０１から約１００重量％、または約５から約２０重量％の量で使用できる。
【００３８】
ゾル−ゲル前駆体材料は、完全な混合を確実にするために一緒に攪拌することができる。ゾル−ゲル前駆体材料の完全な混合は任意の適当な溶媒または溶媒の混合物中で実施することができる。例えば、適当な溶媒には、メタノール、エタノール、イソプロパノール等などのアルコール；ヘキサン、デカン等などのアルカン；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等などのエーテル；トルエン、キシレン、ベンゼン等などの芳香族溶媒；およびそれらの混合物が含まれる。特定の溶媒または溶媒の混合物の選択は、出発材料および最終生成物の溶解性に基づいて決定することができ、当業者にとって直ちに明らかであるかまたは日常的な実験の範囲内であろう。
【００３９】
実施の形態のゾル−ゲル前駆体混合物が完全に混ぜ合わされた後で、水およびメタノールもしくは他の追加の溶媒を容器２０１に加えることができる。実施の形態では、水とメタノールまたは他の共溶媒（cosolvent(s)）との比率を、所望の溶液粘度および所望の重合度に基づいてそれぞれ決定することができる。これらの量を決定するための実験方法は当業者には自明であろう。
【００４０】
ゾル−ゲル前駆体混合物、水およびメタノールを、攪拌手段２０２によって容器２０１中で一緒にして攪拌して、完全な混合を確実にするために第１の循環ループに通して循環させる。反応混合物が完全に一体化した後、反応混合物が第２の循環ループを通って循環するように循環様式を変更することができる。反応混合物を第２の循環ループに通して流すことにより、ゾル−ゲル前駆体材料、メタノールおよび水が流動床反応カラム２０６中で固体状触媒と接触させられる。
【００４１】
温度は実施の形態における触媒反応に影響を及ぼし得る。適当な反応温度は所望の重合度に基づいて選択することができる。存在する水の配合および量を考慮に入れて、温度が高いほど重合度が高くなることは当業者には自明であろう。所望の重合度を決定する実験法も当業者には自明であろう。
【００４２】
実施の形態においては、所望のオリゴメリゼーション率が得られるまで反応混合物を、第２の反応ループ（循環ループ）を通して循環させる。オリゴメリゼーション率は、反応系から採取した試料の気相クロマトグラフィーに基づいて、存在するモノマー様ゾル−ゲル前駆体成分の量と存在するオリゴマー様成分の量とを比較することによって決定する。実施の形態においては、反応混合物を第２の循環ループに通して循環させ、（モノマー様成分）：（オリゴマー様成分）のオリゴメリゼーション率が約１：１となるまで、反応を継続させる。この比はゲル浸透クロマトグラフィーなどの標準的実験技法によって測定することができる。任意の所望のオリゴマー率のゾル−ゲル材料を製造するためにこの装置を使用することができること、ならびにオリゴマー率が水の量、装置中の時間および装置の温度に依存するであろうこと、ならびに所望のオリゴマー率が製造される溶液の所望溶液粘度を含む多くの要因に依存するであろうことは当業者には自明であろう。
【００４３】
オリゴメリゼーション率が得られた後、循環様式を再び変更して、反応混合物を容器２０１に戻す。このとき、追加のゾル−ゲル層成分を添加することができる。追加のゾル−ゲル層成分は安定剤、抗酸化剤、ポリマーバインダ材料および界面活性剤を含むことができる。
【００４４】
実施の形態においては、１つ以上の安定剤を添加することができる。例えば、適当な安定剤には、アルミニウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（Ａｌ（ＡｃＡｃ）３）、アセチルアセトナート（ＡｃＡｃ）およびそれらの混合物が含まれるが、他の既知のおよび今後発見される安定剤を実施の形態で使用することができる。
【００４５】
実施の形態において、１つ以上の抗酸化剤を添加することができる。適当な抗酸化剤には、立体障害のあるフェノール（hindered-phenol）、立体障害のあるアミン、チオエーテルまたはホスファイトを部分構造に有する抗酸化剤が含まれる。これは環境が変化したときの性能安定性および画質の改良に有効である。抗酸化剤には、立体障害のあるフェノール、立体障害のあるアミン、チオエーテルまたはホスファイトを部分構造に有する抗酸化剤が含まれる。これは環境が変化したときの性能安定性および画質の改良に有効である。例えば、立体障害のあるフェノール抗酸化剤には、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＨＴ−Ｒ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＭＤＰ−Ｓ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＢＭ−Ｓ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＷＸ−Ｒ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＮＷ、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＰ−７６、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＢＰ−１０１、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＧＡ−８０、ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＧＭおよび ＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＧＳ（上記は住友化学（株）（Sumitomo Chemical Co., Ltd.）により製造されている）、ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０、ＩＲＧＡＮＯＸ １０３５、ＩＲＧＡＮＯＸ １０７６、ＩＲＧＡＮＯＸ １０９８、ＩＲＧＡＮＯＸ １１３５、ＩＲＧＡＮＯＸ １１４１、ＩＲＧＡＮＯＸ １２２２、ＩＲＧＡＮＯＸ １３３０、ＩＲＧＡＮＯＸ １４２５ＷＬｊ、ＩＲＧＡＮＯＸ １５２０Ｌｊ、ＩＲＧＡＮＯＸ ２４５、ＩＲＧＡＮＯＸ ２５９、ＩＲＧＡＮＯＸ ３１１４、ＩＲＧＡＮＯＸ ３７９０、ＩＲＧＡＮＯＸ ５０５７およびＩＲＧＡＮＯＸ ５６５（上記はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ（Ciba Specialty Chemicals）により製造されている）、およびＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−２０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−３０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−４０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−５０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−６０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−７０、ＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−８０およびＡＤＥＣＡＳＴＡＢ ＡＯ−３３０ｉ（上記は旭電化（株）（Asahi Denka Co., Ltd.）により製造されている）が含まれる。立体障害のあるアミン抗酸化剤には、ＳＡＮＯＬ ＬＳ２６２６、ＳＡＮＯＬ ＬＳ７６５、ＳＡＮＯＬ ＬＳ７７０、ＳＡＮＯＬ ＬＳ７４４、ＴＩＮＵＶＩＮ １４４、ＴＩＮＵＶＩＮ ６２２ＬＤ、ＭＡＲＫ ＬＡ５７、ＭＡＲＫ ＬＡ６７、ＭＡＲＫ ＬＡ６２、ＭＡＲＫ ＬＡ６８、ＭＡＲＫ ＬＡ６３およびＳＵＭＩＬＩＺＥＲ ＴＰＳが含まれる。ホスファイト抗酸化剤には、ＭＡＲＫ ２１１２、ＭＡＲＫ ＰＥＰ・８、ＭＡＲＫ ＰＥＰ・２４Ｇ、ＭＡＲＫ ＰＥＰ・３６、ＭＡＲＫ ３２９ＫおよびＭＡＲＫ ＨＰ・１０が含まれる。これらの内、立体障害のあるフェノールおよび立体障害のあるアミンの抗酸化剤は、実施の形態において特に適当であり得る。
【００４６】
実施の形態において、ポリマーバインダは、ケイ素含有層の形成のために使用するコーティング溶液中の液体成分に可溶な樹脂であってよい。そのような液体成分に可溶な樹脂は液体成分の種類に基づいて選択することができる。例えば、コーティング溶液がアルコール系溶媒を含んでいれば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂またはブチラールが部分的にホルマールもしくはアセトアセタールで変性された部分アセタール化ポリビニルアセタール樹脂などのポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、エチルセルロースなどのセルロース樹脂、およびフェノール樹脂が、アルコール可溶性樹脂として適切に選択できる。これらの樹脂は単独でも、または２種以上の樹脂の組合せとしても使用できる。実施の形態においては、上記樹脂の中で、ポリビニルアセタール樹脂が電気的性質の点から見て特に好適である。
【００４７】
実施の形態において、ポリマーバインダ成分の重量平均分子量は、約２，０００から約１，０００，０００、例えば約５，０００から約５０，０００などであればよい。重量平均分子量が約２，０００未満のときは、放出ガス耐性（discharge-gas resistance）、機械的強度、耐摩耗性、粒子分散性その他の強化が不十分になる傾向がある。しかしながら、重量平均分子量が約１，０００，０００を超えると、コーティング溶液中の樹脂の溶解性が低下して、コーティング溶液に加える樹脂の量が制限され、その結果フィルム形成が不良になる可能性がある。
【００４８】
さらに、ポリマーバインダの量は、実施の形態において、コーティング溶液の全量を基準にして、約０．１から約１５重量％、または約０．５から約１０重量％にすることができる。加える量が０．１重量％未満であるときは、放出ガス耐性、機械的強度、耐摩耗性、粒子分散性その他の強化が不十分になる傾向がある。しかしながら、ポリマーバインダの量が約１５重量％を超えると、本開示の電子写真感光体を高温および高湿で使用したときに画像形成が不明瞭になる傾向がある。
【００４９】
実施の形態において、１種以上の界面活性剤を添加することができる。適当な界面活性剤には、例えば、ポリエチレングリコール界面活性剤、ポリエチレングリコール基をグラフトしたポリジメチルシロキサン界面活性剤、およびＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫ Ｓ−１０として市販されている界面活性剤などの末端反応性（terminal reactive）アミノプロピルシロキサン残基を有するペルフルオロポリエチレングリコール界面活性剤が含まれるが、他の既知のおよび今後発見される界面活性剤を実施の形態で使用することができる。
【００５０】
オリゴマー化した反応混合物および任意の添加成分を配合したならば、ゾル−ゲル工程により生成したポリマーゲルを所望の基材に適用し、加熱によりゆっくりと乾燥させてアルコールなどの揮発性成分を蒸発させる。急速な乾燥は不均一なゲル収縮を生じさせてその結果ひび割れの原因になるおそれがあるので、アルコゲルの乾燥は、ゆっくりと起こさせなければならない。
【００５１】
実施の形態の装置および工程によって製造されるゾル−ゲル溶液およびゾル−ゲル層は、感光体層の製造を含むいかなる既知のおよび今後開発されるゾル−ゲル応用にも使用することができる。典型的な電子写真画像形成部材をここでさらに詳細に説明することにする。
【００５２】
実施の形態の電子写真感光体において、この感光体は、アンダーコート層、電荷発生層、電荷輸送層、オーバーコート層等など種々の層を含むことができる。実施の形態のオーバーコート層はケイ素化合物含有層にすることができ、この層は上記のゾル−ゲル工程により形成した層にすることができる。
【００５３】
例えば、電子写真感光体の実施の形態の汚染付着耐性および潤滑性をさらに改良するために、種々の粒子をケイ素化合物含有層に添加することもできる。粒子は、単独でも２種以上のそのような粒子の組合せとしても、いずれでも使用することができる。粒子は限定されないが、例えば構成元素としてケイ素を含む粒子などのケイ素含有粒子が挙げられ、特にコロイダルシリカおよびシリコーン粒子が挙げられる。実施の形態のケイ素含有層中のシリコーン粒子の含有率は、ケイ素含有層の全固体含有量を基準にして、０．１から２０重量％の範囲内、または０．５から１０重量％の範囲内であってよい。
【００５４】
本開示におけるケイ素含有粒子として実施の形態で使用するコロイダルシリカは、１から１００ｎｍ、または１０から３０ｎｍの平均粒子サイズを有する粒子の酸性またはアルカリ性水分散液、およびアルコール、ケトンまたはエステルなどの有機溶媒中の粒子分散液から選択され、一般に市販の粒子を使用することができる。
【００５５】
実施の形態の電子写真感光体の表面層中にあるコロイダルシリカの固体含有率に特別の制限はない。しかしながら、実施の形態では、フィルム形成特性、電気的特性および強度の点から、コロイダルシリカは、表面層の全固体含有量を基準にして、約１から約５０重量％、例えば約５から約３０重量％などの量で含まれていてよい。
【００５６】
本開示においてケイ素含有粒子として使用するシリコーン粒子は、シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム粒子およびシリコーンで表面処理したシリカ粒子から選択することができ、それらは球形であって約１から５００ｎｍ、例えば約１０から約１００ｎｍなどの平均粒子サイズを有し、一般に市販粒子を実施の形態で使用することができる。
【００５７】
実施の形態において、シリコーン粒子は化学的に不活性で樹脂中における分散性に優れている小サイズの粒子であり、さらに満足な性質を得るために必要な含有率が低い。したがって、電子写真感光体の表面特性は架橋反応を阻害せずに改良することができる。すなわち、シリコーン粒子は強い架橋構造に組み込まれて電子写真感光体表面の潤滑性および撥水性を改良し、その結果該表面は良好な耐摩耗性および汚染付着耐性を長期間維持することができる。実施の形態のケイ素化合物含有層中のシリコーン粒子含有率は、ケイ素化合物含有層の全固体量を基準にして、約０．１から約２０重量％、例えば約０．５から約１０重量％などであればよい。
【００５８】
実施の形態で使用できる他の粒子には、四フッ化エチレン、三フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、フッ化ビニルおよびフッ化ビニリデンなどのフッ素系粒子、ならびにＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＳｎＯ２−Ｓｂ２Ｏ３、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２、ＺｎＯ−ＴｉＯ２、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３、ＦｅＯ−ＴｉＯ２、ＴｉＯ２、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯおよびＭｇＯなどの金属酸化物半導体（semiconductive metal oxide(s)）が含まれる。
【００５９】
在来の電子写真感光体においては、上記の粒子が感光層中に含まれるときに、粒子の電荷輸送物質または結着樹脂との適合性が不十分になることがあり、それが感光層における層分離、およびその結果である不透明なフィルムの生成の原因になる。結果として、電気的特性がある程度劣化していた。対照的に、実施の形態のケイ素化合物含有層は、この層の形成に使用するコーティング溶液中の液体成分に可溶の樹脂およびケイ素化合物を含むことができ、それによりケイ素化合物含有層中における粒子の分散性を改良する。したがって、コーティング溶液の可使時間（ポットライフ）を十分に延長することができ、かつ電気的特性の劣化を防止することができる。
【００６０】
さらに、可塑剤、表面改質剤、抗酸化剤、または光による劣化の防止剤などの添加物を、実施の形態のケイ素化合物含有層中に使用することもできる。限定するものではないが、実施の形態で使用できる可塑剤の例には、例えば、ビフェニル、ビフェニルクロリド、テルフェニル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジエチレングリコール、フタル酸ジオクチル、トリフェニルリン酸、メチルナフタレン、ベンゾフェノン、塩素化パラフィン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよび種々のフッ化炭化水素（fluorohydrocarbon(s)）が挙げられる。
【００６１】
ケイ素含有層の厚さに制限はないが、しかし実施の形態において、ケイ素含有層は厚さが約２から約５μｍ、例えば約２．７から約３．２μｍなどでよい。
【００６２】
実施の形態の電子写真感光体は、具体的な実施の形態の電子写真感光体が上記のケイ素化合物含有層を備えた感光層を有する限り、電荷発生物質（電荷発生層）を含む層と電荷輸送物質（電荷輸送層）を含む層とが別に提供される機能分離型感光体か、または電荷発生層と電荷輸送層の両者が同一層内に含まれる単層型感光体のいずれであってもよい。機能分離型感光体を例にして、電子写真感光体を下でさらに詳細に説明することにする。
【００６３】
図１は、本開示の電子写真感光体の実施の形態を概念的に示す断面図である。図１に示した電子写真感光体１は電荷発生層１３および電荷輸送層１４を別々に備えた機能分離型感光体である。すなわち、基層１２、電荷発生層１３、電荷輸送層１４および保護層１５が導電性支持体１１上に積層されて感光層１６を形成している。保護層１５はこの層の形成に使用されたコーティング溶液に含まれた液体成分に可溶の樹脂とケイ素化合物とを含む。図１に示した感光体の種々の層は、一般に知られていて、自己の米国同時係属出願においても詳細に説明してある。
【００６４】
実施の形態の電子写真感光体は上記の構成に限定されると解すべきではない。例えば図１に示した電子写真の感光体は保護層１５を備えている。しかしながら、電荷輸送層１４がこの層の形成に使用したコーティング溶液中の液体成分に可溶の樹脂およびケイ素化合物を含むとき、電荷輸送層１４は、保護層１５を使用せずに表面層（支持体１１から最も離れた側にある層）として使用することができる。この場合、電荷輸送層１４に含まれる電荷輸送物質は、電荷輸送層１４の形成に使用したコーティング溶液中の液体成分に可溶であることが望ましい。例えば、電荷輸送層１４の形成に使用したコーティング溶液がアルコール溶媒を含むとき、触媒的（水素）移動（catalytic transfer）による選択的水素化（selective hydrogenation）を含む工程により製造したアリールアミン誘導体を含む上述のケイ素化合物は電荷移動物質として使用することができる。
【００６５】
図２は画像形成装置または電子写真機の実施の形態を示す概略図である。図２に示した装置において、電子写真感光体１は支持体９により支持されており、矢印により示した方向へ支持体９を中心にして指定された回転速度で回転できる。帯電器２、露光器３、現像器４、転写器５およびクリーニングユニット７が、電子写真感光体１の回転方向にこの順で配列している。さらに、この典型的装置は画像定着器６を備え、トナー像が転写されるべき媒体Ｐが、転写器５を通って画像定着器６に運ばれる。
【００６６】
図３は画像形成装置の別の典型的な実施の形態を示す断面図である。図３に示した画像形成装置２２０は中間転写系の画像形成装置であり、４つの電子写真感光体４０１ａから４０１ｄまでが筺体４００中の中間転写ベルト４０９に沿って互いに平行に配置されている。
【００６７】
図中、画像形成装置２２０により保持されている電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄは各々電子写真感光体である。電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの各々は所定の方向に回転することができ（図３のシート上で反時計方向）、帯電ロール４０２ａ〜４０２ｄ、現像器４０４ａ〜４０４ｄ、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄおよびクリーニングブレード４１５ａ〜４１５ｄは、各々それら感光体の回転方向に沿って配置されている。現像器４０４ａ〜４０４ｄの各々の中で、トナーカートリッジ４０５ａ〜４０５ｄ中に含まれる黄（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）および黒（Ｂ）の４色のトナーを供給することができ、１次転写ロール４１０ａ〜４１０ｄは各々、中間転写ベルト４０９を挟んで電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄと当接させられる。
【００６８】
さらに、レーザー光源（露出ユニット）４０３が筐体４００中の所定の位置に配置されており、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの表面を帯電させた後、レーザー光源４０３から放射されたレーザー光で照射することが可能である。これで、帯電、露出、現像、１次転写およびクリーニングのそれぞれのステップが、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの回転ステップで順に実施され、それぞれの色のトナー像が中間転写ベルト４０９上に次々と転写される。
【００６９】
中間転写ベルト４０９は、駆動ロール４０６、バックアップロール４０８およびテンションロール４０７により所定の張力で支持され、偏位（deflection）を起こさずにこれらのロールの回転により回転できる。さらに、２次転写ロール４１３は、中間転写ベルト４０９を挟んでバックアップロール４０８と当接するように配置されている。バックアップロール４０８と２次転写ロール４１３との間を通過した中間転写ベルト４０９はクリーニングブレード４１６により浄化されてから、それに続く画像形成工程に繰り返しかけられる。
【００７０】
さらに、トレイ（トナー像を転写する媒体のためのトレイ）４１１が筐体４００中の所定の位置に備えられている。トレイ４１１中にあるトナー像を転写すべき媒体（紙など）は、中間転写ベルト４０９と２次転写ロール４１３との間、さらに互いに当接している２つの定着ロール４１４の間を順に搬送ロール４１２により運ばれ、次に筐体４００から外へ送り出される。
【００７１】
図３に示した典型的な画像形成装置２２０によって、実施の形態の電子写真感光体を電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄとして使用すれば、電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄの各々による画像形成工程において、放出ガス耐性、機械的強度、耐摩耗性その他を十分高いレベルで得ることができる。したがって、感光体を接触帯電器またはクリーニングブレード、またはさらに化学的重合により得た球状トナーと一緒に使用するときでも、かぶりなどの像欠陥が起こらずに良好な画質を得ることができる。したがって、この実施の形態などの中間転写体を使用するカラー画像形成用の画像形成装置によっても、長期間良好な画質を安定的に提供できる画像形成装置が実現される。
【００７２】
本開示が上記実施の形態に限定されるものと解すべきではない。例えば、図２または図３に示した各装置は電子写真感光体１（または電子写真感光体４０１ａ〜４０１ｄ）および帯電器２（または帯電器４０２ａ〜４０２ｄ）を含むプロセスカートリッジを備えることができる。そのようなプロセスカートリッジの使用により、実施すべき保守がより簡単にかつ容易になる。
【００７３】
さらに、実施の形態において、コロトロン帯電器などの非接触帯電系の帯電器を接触帯電器２（または接触帯電器４０２ａ〜４０２ｄ）の代わりに使用するとき、十分良好な画質を得ることができる。
【実施例】
【００７４】
＜実施例１〜４＞
１リットル（Ｌ）設備におけるゾル−ゲル溶液の製造
攪拌手段を備えた１Ｌ容器、ポンプ、熱交換器、０．３３Ｌの容量を有する流動床反応カラムならびに２つの循環ループ中の容器、ポンプ、熱交換器および流動床反応カラムを接続する流体配管を備える装置を準備した。この装置の第１の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、および容器へ戻す接続の流体配管が含まれる。この装置の第２の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、流動床反応カラムに接続する流体配管および容器に接続するもう１本の流体配管が含まれる。流動床反応カラムは、固体状酸触媒であるＡＭＢＥＲＬＹＳＴ Ｈ−１５を７．２２グラム含むものである。
【００７５】
［実施例１］化合物（ＩＩＩ）を含むゾル−ゲル溶液
容器に、８４．４８グラムの化合物（ＩＩＩ）、７２．２４グラムのメタノール、２６５．３１グラムのｎ−ブタノールおよび３２．３１グラムの水を充填する。この溶液を完全に混合して、第１の循環ループを循環させた。その後この反応混合物を、第２の循環ループを循環させて、３００ｍＬ／ｍｉｎの流量および約２２．５℃の温度で触媒と接触させた。４〜６時間後、反応混合物を容器に戻すように循環経路を変更した；１．１８２グラムのアルミニウム（III）アセチルアセトナート、１．１８２グラムの２，４−ペンタンジオン、１３．１３５グラムのポリビニルブチラール（polyvinylbutyrol）、１．１８２グラムの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、１．７１４グラムの抗酸化剤ＩＲＧＡＮＯＸ−２５９および０．０９グラムのＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫ Ｓ−１０を加えた；生成した混合物を攪拌して均質化させた。
【００７６】
［実施例２］化合物（ＩＶ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８４．４８グラムの化合物（ＩＶ）で置き換えた以外は実施例１にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００７７】
［実施例３］化合物（Ｖ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８４．４８グラムの化合物（Ｖ）で置き換えた以外は実施例１にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００７８】
［実施例４］化合物（ＩＶ）および化合物（ＶＩ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８０．０４グラムの化合物（ＶＩ）および４３．６６グラムの化合物（ＩＶ）を含む混合物で置き換えた以外は実施例１にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００７９】
＜実施例５〜８＞
６Ｌ設備におけるゾル−ゲル溶液の製造
攪拌手段を備えた１２Ｌ容器、ポンプ、熱交換器、２Ｌの容量を有する流動床反応カラムならびに２つの循環ループ中の容器、ポンプ、熱交換器および流動床反応カラムを接続する流体配管を備える装置を準備した。この装置の第１の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、および容器へ戻す接続の流体配管が含まれる。この装置の第２の循環ループには、容器、ポンプへの流体配管、熱交換器への流体配管、流動床反応カラムに接続する流体配管および容器に接続するもう１本の流体配管が含まれる。流動床反応カラムは固体状酸触媒であるＡＭＢＥＲＬＹＳＴ Ｈ−１５を８０．０３グラム含む。
【００８０】
［実施例５］化合物（ＩＩＩ）を含むゾル−ゲル溶液
容器に、９３４．６０グラムの化合物（ＩＩＩ）、７５１．８５グラムのメタノール、２７６１．３３グラムのｎ−ブタノールおよび３３６．２８グラムの水を充填する。この溶液を完全に混合して、第１の循環ループを循環させた。その後この反応混合物を、第２の循環ループを循環させて、２Ｌ／ｍｉｎの流量および約２２．５℃の温度で触媒と接触させた。４〜６時間後、反応混合物を容器に戻すように循環経路を変更した；１２．３０グラムのアルミニウム（III）アセチルアセトナート、１２．３０グラムの２，４−ペンタンジオン、１３６．７０グラムのポリビニルブチラール、１２．３０グラムの２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、１７．８４グラムの抗酸化剤ＩＲＧＡＮＯＸ−２５９および０．９４グラムのＦＬＵＯＲＯＬＩＮＫ Ｓ−１０を加えた；生成した混合物を攪拌して均質化させた。
【００８１】
［実施例６］化合物（ＩＶ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を９３４．６０グラムの化合物（ＩＶ）で置き換えた以外は実施例５にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００８２】
［実施例７］化合物（Ｖ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を９３４．６０グラムの化合物（Ｖ）で置き換えた以外は実施例５にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【００８３】
［実施例８］化合物（ＩＶ）および化合物（ＶＩ）を含むゾル−ゲル溶液
化合物（ＩＩＩ）を８００．３６グラムの化合物（ＶＩ）および４３６．５６グラムの化合物（ＩＶ）を含む混合物で置き換えた以外は実施例５にしたがって、ゾル−ゲル溶液を製造した。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】電子写真感光体の実施の形態を示す模式的断面図である。
【図２】画像形成装置の実施の形態を示す模式的断面図である。
【図３】画像形成装置の別の実施の形態を示す模式的断面図である。
【図４】ゾル−ゲル溶液製造システムの実施の形態を示す模式図である。
【図５】典型的な流動床反応装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ 電子写真感光体、２ 帯電器、３ 露光器、４ 現像器、５ 転写器、６ 定着器、７ クリーニングユニット、９ 支持体、１１ 導電性支持体、１２ 基層、１３ 電荷発生層、１４ 電荷輸送層、１５ 保護層、１６ 感光層、２００ ゾル−ゲル溶液製造システム（装置）、２０１ 容器、２０２ 攪拌手段、２０３ａ〜２０３ｄ 流体配管、２０４ ポンプ、２０５ 熱交換器、２０６ 流動床反応カラム、２０７ 流動床反応カラム本体、２０８ コネクタ、２０９ 流動床反応カラム上部、２１０ａ，２１０ｂ 窓、２１１，２１２ 網または膜、２２０ 画像形成装置、４００ 筺体、４０１ａ〜４０１ｄ 電子写真感光体、４０２ａ〜４０２ｄ 帯電ロール、４０３ レーザー光源（露出ユニット）、４０４ａ〜４０４ｄ 現像器、４０５ａ〜４０５ｄ トナーカートリッジ、４０６ 駆動ロール、４０７ テンションロール、４０８ バックアップロール、４０９ 中間転写ベルト、４１０ａ〜４１０ｄ １次転写ロール、４１１ トレイ、４１２ 搬送ロール、４１３ ２次転写ロール、４１４ 定着ロール、４１５ａ〜４１５ｄ，４１６ クリーニングブレード。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
攪拌機を場合により備えた容器と、
ポンプと、
流動床反応カラムと、
複数の流体配管と、
を備え、
前記流体配管は第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続し、かつ前記流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続していることを特徴とするゾル−ゲル溶液製造装置。
【請求項２】
装置であって、
攪拌機を場合により備えた容器と、
ポンプと、
上部、本体および下部を有する流動床反応カラムと、
複数の流体配管と、を備え、
前記流体配管は第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続し、かつ前記流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続し、
前記上部と前記本体とは第１の流体透過性膜によって分離され、前記下部はコネクタにより流体配管に接続し、前記下部と前記コネクタとは第２の流体透過性膜によって分離され、前記本体は前記第１流体透過性膜または前記第２流体透過性膜に透過性でない固体状酸触媒を含む、装置を準備する工程と、
容器にゾル−ゲル前駆体材料を供給する工程と、
前記ゾル−ゲル前駆体材料、水およびメタノールを、場合により溶媒を加えて混合する工程と、
前記混合物を第１の循環ループに循環させる工程と、
前記混合物を第２の循環ループに循環させて前記ゾル−ゲル前駆体材料を前記固体状酸触媒と接触させることにより前記ゾル−ゲル前駆体材料を反応させる工程と、
を含むことを特徴とする、ゾル−ゲル溶液製造方法。
【請求項１】
攪拌機を場合により備えた容器と、
ポンプと、
流動床反応カラムと、
複数の流体配管と、
を備え、
前記流体配管は第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続し、かつ前記流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続していることを特徴とするゾル−ゲル溶液製造装置。
【請求項２】
装置であって、
攪拌機を場合により備えた容器と、
ポンプと、
上部、本体および下部を有する流動床反応カラムと、
複数の流体配管と、を備え、
前記流体配管は第１の循環ループにおいて容器およびポンプに接続し、かつ前記流体配管は第２の循環ループにおいて容器、ポンプおよび流動床反応カラムに接続し、
前記上部と前記本体とは第１の流体透過性膜によって分離され、前記下部はコネクタにより流体配管に接続し、前記下部と前記コネクタとは第２の流体透過性膜によって分離され、前記本体は前記第１流体透過性膜または前記第２流体透過性膜に透過性でない固体状酸触媒を含む、装置を準備する工程と、
容器にゾル−ゲル前駆体材料を供給する工程と、
前記ゾル−ゲル前駆体材料、水およびメタノールを、場合により溶媒を加えて混合する工程と、
前記混合物を第１の循環ループに循環させる工程と、
前記混合物を第２の循環ループに循環させて前記ゾル−ゲル前駆体材料を前記固体状酸触媒と接触させることにより前記ゾル−ゲル前駆体材料を反応させる工程と、
を含むことを特徴とする、ゾル−ゲル溶液製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２９６５１９（Ｐ２００７−２９６５１９Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１８１７８（Ｐ２００７−１１８１７８）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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