表面に凹形状部を有する固形物の製造方法および電子写真感光体の製造方法
【課題】 表面に凹形状部を有する固形物の製造方法を提供する。
【解決手段】 疎水性溶剤を溶剤Ｂとし、溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤を溶剤Ａとし、溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤を溶剤Ｃとしたとき、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物を含有し、かつ溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの含有量が下記（１）〜（５）の条件を満たす溶液を使用し、
溶液に含有される溶剤が蒸発する過程において、結露によって溶液の表面に凹形状部を形成しながら溶液を固化させる。
（１）溶剤Ａの含有量が０．１質量％以上かつ２５．０質量％未満
（２）溶剤Ｂの含有量が溶剤Ａの含有量より大きい
（３）溶剤Ｂの含有量が５．０質量％以上かつ４９．９質量％以下
（４）溶剤Ｃの含有量が５０．０質量％以上かつ９４．９質量％以下
（５）溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの合計含有量が９０．０質量％以上
【解決手段】 疎水性溶剤を溶剤Ｂとし、溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤を溶剤Ａとし、溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤を溶剤Ｃとしたとき、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物を含有し、かつ溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの含有量が下記（１）〜（５）の条件を満たす溶液を使用し、
溶液に含有される溶剤が蒸発する過程において、結露によって溶液の表面に凹形状部を形成しながら溶液を固化させる。
（１）溶剤Ａの含有量が０．１質量％以上かつ２５．０質量％未満
（２）溶剤Ｂの含有量が溶剤Ａの含有量より大きい
（３）溶剤Ｂの含有量が５．０質量％以上かつ４９．９質量％以下
（４）溶剤Ｃの含有量が５０．０質量％以上かつ９４．９質量％以下
（５）溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの合計含有量が９０．０質量％以上
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法および電子写真感光体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、さまざまな産業分野において、固形物の表面の形状が注目され、研究されている。特許文献１および特許文献２には、生分解性および両親媒性ポリマーの疎水性有機溶媒溶液をキャストし、キャスト液表面に液滴を結露させることにより、ハニカム状の多孔質体を製造する方法が開示されている。この多孔質体は、医療分野への応用が期待されている。また、特許文献３には、親水性溶剤と疎水性溶剤を特定の条件で組み合わせることにより、多様な表面形状を有する固形物を製造する方法が開示されている。この固形物は、幅広い分野への応用が期待されている。また、特許文献４および特許文献５にも、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５７５７４号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５９４９号公報
【特許文献３】特許第４０１８７４１号公報
【特許文献４】特開２００８−１７９７４９号公報
【特許文献５】特開２００８−２０３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の方法では、キャスト液表面に液滴を結露させるために、特殊な両親媒性ポリマーや周辺環境の制御が必要となる。特に、高湿度気体を吹き付けたり、あるいは送風する場合には、キャスト膜の表面が乱れる可能性や、製造条件および製造装置上の制約が大きくなるデメリットがある。また、特許文献３に記載の方法には、生産効率や高分子化合物の選択性、凹形状部の制御性といった点で、さらなる改善の余地がある。
【０００５】
本発明の目的は、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法であって、
疎水性溶剤を溶剤Ｂとし、該溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤を溶剤Ａとし、該溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤を溶剤Ｃとしたとき、該溶剤Ａ、該溶剤Ｂ、該溶剤Ｃおよび高分子化合物を含有し、かつ該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの含有量が下記（１）〜（５）の条件を満たす溶液を使用し、
該溶液に含有される溶剤が蒸発する過程において、結露によって該溶液の表面に凹形状部を形成しながら該溶液を固化させることを特徴とする固形物の製造方法である：
（１）該溶剤Ａの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して０．１質量％以上かつ２５．０質量％未満であり、
（２）該溶剤Ｂの含有量が、該溶剤Ａの含有量より大きく、
（３）該溶剤Ｂの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５．０質量％以上かつ４９．９質量％以下であり、
（４）該溶剤Ｃの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５０．０質量％以上かつ９４．９質量％以下であり、
（５）該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの合計含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９０．０質量％以上である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表面に凹形状部を有する固形物を、きわめて低コストかつ安定的に製造する方法を提供することができる。特に、上記特定の溶液組成を選択した場合には、常温常湿環境においても、溶剤を蒸発させるだけで、表面に凹形状部を自己組織化すること、すなわち他からの制御なしに凹形状部を形成することが可能な固形物の製造方法を提供することができる。本発明の製造方法により製造された表面に凹形状部を有する固形物は、分離膜、吸着材、触媒、担体、電池部材、医療材料、光学材料、軽量構造材、緩衝材、断熱材、吸音材、制振材、導電性材料、圧電性材料、摩擦性材料、摺動性材料、低誘電性材料といった用途が考えられ、さまざまな産業分野に応用することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の製造方法により固形物の表面に形成された凹形状部の表面観察における形状の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明における親水性溶剤とは、水との親和性が大きな溶剤を示し、疎水性溶剤とは、水との親和性が小さな溶剤であることを示している。本発明では、親水性溶剤および疎水性溶剤の判断は、以下の実験と判断基準により行っている。
【００１１】
［実験］
常温常湿環境（２３±３℃、５０±１０％ＲＨ）において、まず５０ｍｌのメスシリンダーに、水を５０ｍｌ量りとる。次に１００ｍｌのメスシリンダーに判断対象の溶剤を５０ｍｌ量りとり、これに、先の操作で量りとった水５０ｍｌを加え、ガラス棒で全体が均一になるまでよく攪拌する。さらに、溶剤や水が揮発しないように蓋をして、気泡が消失し、界面が安定するまで十分に放置する。その後、１００ｍｌメスシリンダー内の混合液の状態を観察し、水相の体積を計測する。
【００１２】
［判断基準］
水相（実質的に水からなる相）の体積が０ｍｌ以上５ｍｌ以下の場合は判断対象の溶剤を親水性溶剤と判断する。また、水相（実質的に水からなる相）の体積が４５ｍｌ以上５０ｍｌ以下の場合は判断対象の溶剤を疎水性溶剤と判断する。なお、均一な単一相となる場合は、水相（実質的に水からなる相）の体積は０ｍｌであるため、判断対象の溶剤を親水性溶剤と判断する。この範囲外の場合は、親水性溶剤および疎水性溶剤のどちらにも該当しない。
【００１３】
［具体例］
上記の実験において、たとえば、判断対象の溶剤がトルエンの場合は、水相の体積は５０ｍｌになるため、疎水性溶剤と判断される。また、判断対象の溶剤がジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）の場合は、均一な単一相となり、水相（実質的に水からなる相）の体積は０ｍｌであり、親水性溶剤と判断される。さらに、溶剤が１，１−ジメトキシメタン（メチラール）の場合は、水相（実質的に水からなる相）の体積は６９ｍｌであり、親水性溶剤および疎水性溶剤のどちらにも該当しない。
【００１４】
本発明における高分子化合物とは、本発明の溶剤系（溶液に含有される溶剤）に溶解するものであれば特に制約はなく、製造物として得られる固形物に要求される機能特性に応じて、さまざまな高分子化合物を選択可能である。たとえば、電子デバイスへの応用を考えた場合には、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、不飽和樹脂、導電性樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂を用いることが好ましい。これらの高分子化合物は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。
【００１５】
本発明の溶液における溶剤は、主に、疎水性溶剤である溶剤Ｂと、親水性溶剤である溶剤Ａと、疎水性ではない溶剤Ｃとから構成される。本発明におけるこれらの溶剤の種類と沸点との関係、および、溶剤の種類と含有量との関係について、表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
なお、溶剤Ｂに関しては、溶剤が疎水性溶剤であるか否かのみで決定され、溶剤Ａや溶剤Ｃとの沸点の大小には左右されない。すなわち、疎水性溶剤であれば溶剤Ｂとなる。一方、溶剤Ａや溶剤Ｃに関しては、溶剤Ｂを決定した後、疎水性溶剤であるか親水性溶剤であるかどちらにも該当しない溶剤であるかに加えて、溶剤Ｂとの沸点の高低も考慮のうえで、溶剤Ａに該当するか溶剤Ｃに該当するかそれ以外の溶剤に該当するかが決定される。
【００１８】
本発明の製造方法においては、親水性溶剤である溶剤Ａを使用し、高分子化合物の溶液の溶剤系を制御することにより、結露を促進することに特徴がある。したがって、本発明の溶液が塗布された表面に水を結露させ、凹形状部を形成するためには、溶剤Ａの含有量が、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して、０．１質量％以上必要である。なお、後述する溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの含有量の関係から、溶剤Ａの最大の含有量は、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して２５．０質量％未満である。
【００１９】
また、水の結露による凹形状部の形成を安定化させるためには、疎水性溶剤として溶剤Ｂが必要であり、その含有量は、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５．０質量％以上である必要があり、なおかつ、前述の溶剤Ａの含有量を超えるものである。溶剤Ｂの沸点は、１００℃以上であることが好ましく、また、前述の溶剤Ａの沸点は、溶剤Ｂの沸点以上である。なお、前述の溶剤Ａおよび後述する溶剤Ｃの含有量の関係から、溶剤Ｂの最大の含有量は、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して４９．９質量％以下である。
【００２０】
さらに、本発明においては、疎水性でない溶剤（疎水性溶剤以外の溶剤）として溶剤Ｃを使用する。溶剤Ｃは、親水性溶剤、または、親水性溶剤および疎水性溶剤のどちらにも該当しない溶剤から選択され、溶剤Ｃの沸点は前述の溶剤Ｂの沸点未満である。溶剤Ｃの沸点は、７０℃以下が好ましく、さらには４５℃以下が好ましい。溶剤Ｃの沸点は、溶剤Ａや溶剤Ｂの沸点よりも低いため、本発明の溶液を塗布した後には、他の溶剤よりも速く蒸発する傾向にある。したがって、溶液の表面に水が結露した後、凹形状部が形成され、安定化する過程においては、溶剤Ａおよび溶剤Ｂが支配的な役割を担っている。
【００２１】
ここで、本発明においては、溶剤Ｃを溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５０．０質量％以上使用することが必要である。これは、本発明の溶液における溶剤の中で、最も高い構成比率である。これにより、第一に、高分子化合物の溶液の固化が促進されるので、生産効率を向上させることが可能となる。第二に、結露により形成される凹形状部の制御性を向上させることが可能である。第三に、高分子化合物の選択性を拡大することが可能である。なお、溶剤Ｃの最大の含有量は、前述の溶剤Ａおよび溶剤Ｂの含有量の関係から、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９４．９質量％以下である。
【００２２】
本発明の製造方法は、上述した溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃと、高分子化合物とを含有する溶液中の溶剤が蒸発する過程において、溶液に含有される高分子の表面に、結露により凹形状部が形成される。ここで、本発明における結露とは、前述の溶液の表面および内部の少なくとも一方で、空気中の水蒸気が凝縮することを意味する。したがって、本発明における表面に凹形状部を有する固形物とは、表面のみ凹形状部を有する固形物、表面の孔が貫通した固形物や、内部にも多数の孔が存在する固形物も含まれる。
【００２３】
本発明の製造方法は、溶液に使用する各溶剤の種類や量、あるいは組み合わせにより、結露により固形物の表面に形成される凹形状部や深さを制御することが可能である。また、汎用溶剤を利用することによりコストを低減できること、シンプルな生産方法であるがゆえに生産安定性に優れること、特殊な製造装置を必要としないことにより汎用性に優れ、応用可能性が広いこと、といった大きなメリットがある。
【００２４】
なお、本発明において、２種類以上の溶剤Ｂを組み合わせて使用する場合は、そのうち最も沸点の高い溶剤Ｂの沸点を、溶剤Ａの沸点と対比するための溶剤Ｂの沸点とする。すなわち、最も沸点の高い溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤が溶剤Ａとなる。また、２種類以上の溶剤Ｂを組み合わせて使用する場合は、そのうち最も沸点の低い溶剤Ｂの沸点を、溶剤Ｃの沸点と対比するための溶剤Ｂの沸点とする。すなわち、最も沸点の低い溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤が溶剤Ｃとなる。
【００２５】
本発明の製造方法においては、製造物として得られる固形物に要求される機能特性に応じて、さまざまな方法で前述の溶液を処理することができる。たとえば、固形物として、凹形状部を有する表面層を形成する場合には、ディップコート法（浸漬塗布法）やスピンコート法など公知の方法により前述の溶液を基体上に塗布し、凹形状部を有する表面層を形成することができる。また同様の方法により基体上に形成した膜を、基体から剥離することにより、薄膜やフィルムを製造することもできる。さらに水面上に前述の溶液を流し込むことにより、薄膜やフィルムを製造することも可能である。
【００２６】
なお、本発明の製造方法においては、製造物として得られる固形物への機能性付与のため、前述の溶液に、可塑剤、離型剤、架橋剤、金属微粒子、有機微粒子、界面活性剤、導電性化合物、抗菌剤などの各種化合物を添加することも可能である。また、前述の溶液の粘度、露点、塗布面全体の平滑性の制御、前述の溶液の溶剤系の溶解力の調整、製造物の孔の大小や深さの制御のために、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの種類や量を変化させたり、２種類以上の溶剤を組み合わせて使用することができる。また、本発明の製造方法においては、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃ以外のさまざまな溶剤を使用することもできるが、表面に凹形状部を有する固形物を安定的に得るためには、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの合計含有量を、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９０．０質量％以上とする必要がある。さらに、前述の溶液の温度、前述の溶液を塗布する基体の温度、周辺環境の温湿度などを調整する工程や、前述の溶液の表面に高湿度気体を吹き付けるといった工程などを組み合わせることも可能である。
【００２７】
以下、表２〜５に親水性溶剤の代表例を示し、表６に疎水性溶剤の代表例を示す。ただし、本発明に使用される親水性溶剤および疎水性溶剤は、これら代表例に限定されるものではない。なお、表２〜６における沸点は、原則として大気圧（１気圧：１０１３．２５ｈＰａ）における沸点を示すが、大気圧以外の沸点である場合には、別途気圧を記載した。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】
本発明の製造方法は応用範囲が広く、製造物として得られる固形物に要求される機能特性に応じて、最適な溶剤の選択は異なる。たとえば、応用例として、電子写真感光体の表面層へ適用させる場合、溶剤Ａとしては、ジメチルスルホキシド、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、テトラヒドロフルフリルアルコールが好ましい。また、溶剤Ｂとしては、トルエン、ｏ−キシレン（１，２−ジメチルベンゼン）、ｍ−キシレン（１，３−ジメチルベンゼン）、ｐ−キシレン（１，４−ジメチルベンゼン）、１，３，５−トリメチルベンゼン、モノクロロベンゼン（クロロベンゼン）が好ましい。さらに溶剤Ｃとしては、ジメトキシメタンが好ましい。これらの溶剤は、単独で使用しても、２種類以上混合して使用してもよい。
【００３４】
図１に、本発明の製造方法により固形物の表面に形成された凹形状部の表面観察における形状の例を示す。図１の（Ａ）〜（Ｅ）中、１は固形物の表面であり、２は固形物の表面に形成された凹形状部である。図１の（Ａ）〜（Ｅ）では、固形物の表面１は、複数の各々独立した凹形状部２を有している。
【実施例】
【００３５】
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。また、実施例中の「部」は「質量部」を、「Ｍｗ」は「重量平均分子量」を、「Ｍｖ」は「粘度平均分子量」を意味する。なお、実施例に使用した高分子化合物および電荷輸送物質については、表７および８に詳細を記載した。
【００３６】
【表７】
【００３７】
【表８】
【００３８】
本発明における表７に記載の高分子化合物の粘度平均分子量（Ｍｖ）および重量平均分子量（Ｍｗ）は、以下に記載の方法に従い測定した。
【００３９】
［粘度平均分子量（Ｍｖ）の測定方法］
まず、測定の対象となる高分子化合物０．５ｇをメチレンクロライド１００ｍｌに溶解し、改良Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ型粘度計を用いて、２５℃における比粘度を測定した。次に、この比粘度から極限粘度を求め、Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋの粘度式により、測定の対象となる高分子化合物の粘度平均分子量（Ｍｖ）を算出した。粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定されるポリスチレン換算値とした。
【００４０】
［重量平均分子量（Ｍｗ）の測定方法］
測定の対象となる高分子化合物をテトラヒドロフラン中に入れ、数時間放置した後、振盪しながら測定の対象となる高分子化合物とテトラヒドロフランとをよく混合し（測定の対象となる高分子化合物の合一体がなくなるまで混合し）、さらに１２時間以上静置した。その後、東ソー（株）製のサンプル処理フィルター（マイショリディスクＨ−２５−５）を通過させたものをＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）用試料とした。
【００４１】
次に、４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフランを毎分１ｍｌの流速で流し、ＧＰＣ用試料を１０μｌ注入して、測定の対象となる高分子化合物の重量平均分子量を測定した。カラムには、東ソー（株）製のカラム（ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｍ）を用いた。
【００４２】
測定の対象となる高分子化合物の重量平均分子量の測定にあたっては、測定の対象となる高分子化合物が有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線を作成するための標準ポリスチレン試料には、アルドリッチ社製の単分散ポリスチレンの分子量が、３，５００、１２，０００、４０，０００、７５，０００、９８，０００、１２０，０００、２４０，０００、５００，０００、８００，０００、１，８００，０００のものを１０点用いた。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いた。
【００４３】
［実施例１］
溶剤Ａとしてのジメチルスルホキシド３部、溶剤Ｂとしてのモノクロロベンゼン２７部、溶剤Ｃとしてのジメトキシメタン３０部、および、高分子化合物としてのポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ２００、三菱ガス化学（株）製）１２部を混合溶解し、溶液を調製した。この溶液において、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対する各溶剤の質量比率（溶剤比率）は、溶剤Ａが５％、溶剤Ｂが４５％、溶剤Ｃが５０％である。次に、常温常湿環境（２３℃、５０％ＲＨ）において、この溶液をガラス板上に塗布した。その後、常温常湿環境で３分間静置することにより、溶剤を蒸発させるとともに、塗膜表面に凹形状部を形成した。さらに、このガラス板を１時間１５０℃で乾燥（加熱乾燥）させて、ガラス板上にポリカーボネート樹脂膜を形成した。この樹脂膜をレーザー顕微鏡（ＶＫ−９５００：（株）キーエンス製）で観察したところ、表面に多数の孔を規則的に有する形状が形成されていた。なお、孔径は約１０μｍ、深さは約８μｍであった。
【００４４】
［実施例２〜２５］
実施例１において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表９〜１１のように変更した以外は、実施例１と同様に樹脂膜を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１４に示す。なお、実施例で使用したポリエチレングリコールは、沸点２５０℃のポリエチレングリコール（ポリエチレングリコール２００：キシダ化学（株））を使用した。
【００４５】
［実施例２６］
本発明の応用例として、電子写真感光体の表面層への適用例（本発明に係る「表面に凹形状部を有する固形物」を電子写真感光体の表面層とした例）を示す。
【００４６】
２３℃、６０％の環境下で熱間押し出しすることにより得られた、長さ２６０．５ｍｍ、直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダー（ＪＩＳ−Ａ３００３、アルミニウム合金のＥＤ管、昭和アルミニウム（株）製）を支持体（導電性円筒状支持体）とした。
【００４７】
導電性粒子としての酸素欠損型ＳｎＯ２を被覆したＴｉＯ２粒子（粉体抵抗率８０Ω・ｃｍ、ＳｎＯ２の被覆率（質量比率）は５０％）６．６部、結着樹脂としてのフェノール樹脂（商品名：プライオーフェンＪ−３２５、大日本インキ化学工業（株）製、樹脂固形分６０％）５．５部、および、溶剤としてのメトキシプロパノール５．９部を、直径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで３時間分散処理して、分散液を調製した。得られた分散液に、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子（商品名：トスパール１２０、ＧＥ東芝シリコーン（株）製、平均粒径２μｍ）０．５部、および、レベリング剤としてのシリコーンオイル（商品名：ＳＨ２８ＰＡ、東レ・ダウコーニング（株）製）０．００１部を添加して攪拌し、導電層用塗布液を調製した。この導電層用塗布液を、支持体に浸漬塗布し、３０分間１４０℃で乾燥させ、熱硬化させることによって、支持体上端から１３０ｍｍの位置の平均膜厚が１５μｍの導電層を形成した。
【００４８】
次に、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン樹脂（商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国化学産業（株）製）４部および共重合ナイロン樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ（株）製）２部を、メタノール６５部／ｎ−ブタノール３０部の混合溶剤に溶解させることによって、中間層用塗布液を調製した。この中間層用塗布液を、導電層上に浸漬塗布し、１０分間１００℃で乾燥させることによって、支持体上端から１３０ｍｍ位置の平均膜厚が０．５μｍの中間層を形成した。
【００４９】
次に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角（２θ±０．２°）の７．５°、９．９°、１６．３°、１８．６°、２５．１°および２８．３°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶（電荷発生物質）１０部、ポリビニルブチラール（商品名：エスレックＢＸ−１、積水化学工業（株）製）５部、および、シクロヘキサノン２５０部を、直径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミル装置で１時間分散処理して、分散液を調製した。得られた分散液に、酢酸エチル２５０部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を、中間層上に浸漬塗布し、１０分間１００℃で乾燥させることによって、支持体上端から１３０ｍｍ位置の平均膜厚が０．１６μｍの電荷発生層を形成した。
【００５０】
次に、溶剤Ａとしてのジメチルスルホキシド２．９４部、溶剤Ｂとしてのモノクロロベンゼン１４．７部、溶剤Ｃとしてのジメトキシメタン４１．１６部、高分子化合物としてのポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ２００、三菱ガス化学（株）製）８．５部、表８に記載の電荷輸送物質（ａ）４．８部、および、電荷輸送物質（ｂ）０．５部を混合溶解させることによって、表面層（電荷輸送層）用塗布液を調製した。この表面層用塗布液における、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対する質量比率は、溶剤Ａが５％、溶剤Ｂが２５％、溶剤Ｃが７０％である。常温常湿環境（２３℃、５０％ＲＨ）において、この表面層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布した。その後、常温常湿環境で３分間静置することにより、塗膜表面に凹形状部を形成した。さらに、あらかじめ装置内が１２０℃に加熱されていた送風乾燥機内に入れ、１時間乾燥（加熱乾燥）させることによって、支持体上端から１３０ｍｍ位置の平均膜厚が２０μｍの電荷輸送層を形成した。このようにして、表面に凹形状部を有する表面層を有する電子写真感光体を製造した。このようにして製造した電子写真感光体の表面を、レーザー顕微鏡（ＶＫ−９５００：（株）キーエンス製）で観察したところ、表面に多数の孔を有する形状が形成されていた。なお、孔径は約７μｍ、深さは約６μｍであった。これらの結果を表１４に示す。
【００５１】
［実施例２７〜３０］
実施例２６と同様に電荷発生層までを形成した。次に、実施例２６の表面層用塗布液において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表１２のように変更した以外は、実施例２６と同様に電子写真感光体を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１４に示す。
【００５２】
［比較例１〜８］
実施例１において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表１３のように変更した以外は、実施例１と同様に樹脂膜を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１５に示す。
【００５３】
［比較例９および１０］
実施例２６と同様に電荷発生層までを形成した。次に、実施例２６の表面層用塗布液において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表１３のように変更した以外は、実施例２６と同様に電子写真感光体を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１５に示す。
【００５４】
【表９】
【００５５】
【表１０】
【００５６】
【表１１】
【００５７】
【表１２】
【００５８】
【表１３】
【００５９】
【表１４】
【００６０】
【表１５】
【００６１】
いずれの実施例においても、本発明の溶液を塗布後、凹形状部の形成時間として静置時間を３分に統一しているが、凹形状部が形成されている。しかしながら、比較例１、比較例３、比較例９および比較例１０においては、同様の条件では形状を形成することができないか、形状の形成が不十分である。すなわち、本発明の製造方法は、生産効率に優れることは明確である。
【００６２】
また、実施例１〜６と比較例２、および、実施例７〜１２と比較例４より、凹形状部の孔径および深さの制御性が向上していることは明らかである。
【００６３】
さらに、実施例２２〜２５と比較例５〜８より、高分子化合物の選択性を拡大することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 固形物の表面
２ 固形物の表面に形成された凹形状部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法および電子写真感光体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、さまざまな産業分野において、固形物の表面の形状が注目され、研究されている。特許文献１および特許文献２には、生分解性および両親媒性ポリマーの疎水性有機溶媒溶液をキャストし、キャスト液表面に液滴を結露させることにより、ハニカム状の多孔質体を製造する方法が開示されている。この多孔質体は、医療分野への応用が期待されている。また、特許文献３には、親水性溶剤と疎水性溶剤を特定の条件で組み合わせることにより、多様な表面形状を有する固形物を製造する方法が開示されている。この固形物は、幅広い分野への応用が期待されている。また、特許文献４および特許文献５にも、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５７５７４号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５９４９号公報
【特許文献３】特許第４０１８７４１号公報
【特許文献４】特開２００８−１７９７４９号公報
【特許文献５】特開２００８−２０３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の方法では、キャスト液表面に液滴を結露させるために、特殊な両親媒性ポリマーや周辺環境の制御が必要となる。特に、高湿度気体を吹き付けたり、あるいは送風する場合には、キャスト膜の表面が乱れる可能性や、製造条件および製造装置上の制約が大きくなるデメリットがある。また、特許文献３に記載の方法には、生産効率や高分子化合物の選択性、凹形状部の制御性といった点で、さらなる改善の余地がある。
【０００５】
本発明の目的は、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、表面に凹形状部を有する固形物の製造方法であって、
疎水性溶剤を溶剤Ｂとし、該溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤を溶剤Ａとし、該溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤を溶剤Ｃとしたとき、該溶剤Ａ、該溶剤Ｂ、該溶剤Ｃおよび高分子化合物を含有し、かつ該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの含有量が下記（１）〜（５）の条件を満たす溶液を使用し、
該溶液に含有される溶剤が蒸発する過程において、結露によって該溶液の表面に凹形状部を形成しながら該溶液を固化させることを特徴とする固形物の製造方法である：
（１）該溶剤Ａの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して０．１質量％以上かつ２５．０質量％未満であり、
（２）該溶剤Ｂの含有量が、該溶剤Ａの含有量より大きく、
（３）該溶剤Ｂの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５．０質量％以上かつ４９．９質量％以下であり、
（４）該溶剤Ｃの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５０．０質量％以上かつ９４．９質量％以下であり、
（５）該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの合計含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９０．０質量％以上である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、表面に凹形状部を有する固形物を、きわめて低コストかつ安定的に製造する方法を提供することができる。特に、上記特定の溶液組成を選択した場合には、常温常湿環境においても、溶剤を蒸発させるだけで、表面に凹形状部を自己組織化すること、すなわち他からの制御なしに凹形状部を形成することが可能な固形物の製造方法を提供することができる。本発明の製造方法により製造された表面に凹形状部を有する固形物は、分離膜、吸着材、触媒、担体、電池部材、医療材料、光学材料、軽量構造材、緩衝材、断熱材、吸音材、制振材、導電性材料、圧電性材料、摩擦性材料、摺動性材料、低誘電性材料といった用途が考えられ、さまざまな産業分野に応用することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の製造方法により固形物の表面に形成された凹形状部の表面観察における形状の例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明における親水性溶剤とは、水との親和性が大きな溶剤を示し、疎水性溶剤とは、水との親和性が小さな溶剤であることを示している。本発明では、親水性溶剤および疎水性溶剤の判断は、以下の実験と判断基準により行っている。
【００１１】
［実験］
常温常湿環境（２３±３℃、５０±１０％ＲＨ）において、まず５０ｍｌのメスシリンダーに、水を５０ｍｌ量りとる。次に１００ｍｌのメスシリンダーに判断対象の溶剤を５０ｍｌ量りとり、これに、先の操作で量りとった水５０ｍｌを加え、ガラス棒で全体が均一になるまでよく攪拌する。さらに、溶剤や水が揮発しないように蓋をして、気泡が消失し、界面が安定するまで十分に放置する。その後、１００ｍｌメスシリンダー内の混合液の状態を観察し、水相の体積を計測する。
【００１２】
［判断基準］
水相（実質的に水からなる相）の体積が０ｍｌ以上５ｍｌ以下の場合は判断対象の溶剤を親水性溶剤と判断する。また、水相（実質的に水からなる相）の体積が４５ｍｌ以上５０ｍｌ以下の場合は判断対象の溶剤を疎水性溶剤と判断する。なお、均一な単一相となる場合は、水相（実質的に水からなる相）の体積は０ｍｌであるため、判断対象の溶剤を親水性溶剤と判断する。この範囲外の場合は、親水性溶剤および疎水性溶剤のどちらにも該当しない。
【００１３】
［具体例］
上記の実験において、たとえば、判断対象の溶剤がトルエンの場合は、水相の体積は５０ｍｌになるため、疎水性溶剤と判断される。また、判断対象の溶剤がジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）の場合は、均一な単一相となり、水相（実質的に水からなる相）の体積は０ｍｌであり、親水性溶剤と判断される。さらに、溶剤が１，１−ジメトキシメタン（メチラール）の場合は、水相（実質的に水からなる相）の体積は６９ｍｌであり、親水性溶剤および疎水性溶剤のどちらにも該当しない。
【００１４】
本発明における高分子化合物とは、本発明の溶剤系（溶液に含有される溶剤）に溶解するものであれば特に制約はなく、製造物として得られる固形物に要求される機能特性に応じて、さまざまな高分子化合物を選択可能である。たとえば、電子デバイスへの応用を考えた場合には、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、スチレン樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、不飽和樹脂、導電性樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂を用いることが好ましい。これらの高分子化合物は、単独で使用しても、２種以上混合して使用してもよい。
【００１５】
本発明の溶液における溶剤は、主に、疎水性溶剤である溶剤Ｂと、親水性溶剤である溶剤Ａと、疎水性ではない溶剤Ｃとから構成される。本発明におけるこれらの溶剤の種類と沸点との関係、および、溶剤の種類と含有量との関係について、表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
なお、溶剤Ｂに関しては、溶剤が疎水性溶剤であるか否かのみで決定され、溶剤Ａや溶剤Ｃとの沸点の大小には左右されない。すなわち、疎水性溶剤であれば溶剤Ｂとなる。一方、溶剤Ａや溶剤Ｃに関しては、溶剤Ｂを決定した後、疎水性溶剤であるか親水性溶剤であるかどちらにも該当しない溶剤であるかに加えて、溶剤Ｂとの沸点の高低も考慮のうえで、溶剤Ａに該当するか溶剤Ｃに該当するかそれ以外の溶剤に該当するかが決定される。
【００１８】
本発明の製造方法においては、親水性溶剤である溶剤Ａを使用し、高分子化合物の溶液の溶剤系を制御することにより、結露を促進することに特徴がある。したがって、本発明の溶液が塗布された表面に水を結露させ、凹形状部を形成するためには、溶剤Ａの含有量が、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して、０．１質量％以上必要である。なお、後述する溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの含有量の関係から、溶剤Ａの最大の含有量は、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して２５．０質量％未満である。
【００１９】
また、水の結露による凹形状部の形成を安定化させるためには、疎水性溶剤として溶剤Ｂが必要であり、その含有量は、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５．０質量％以上である必要があり、なおかつ、前述の溶剤Ａの含有量を超えるものである。溶剤Ｂの沸点は、１００℃以上であることが好ましく、また、前述の溶剤Ａの沸点は、溶剤Ｂの沸点以上である。なお、前述の溶剤Ａおよび後述する溶剤Ｃの含有量の関係から、溶剤Ｂの最大の含有量は、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して４９．９質量％以下である。
【００２０】
さらに、本発明においては、疎水性でない溶剤（疎水性溶剤以外の溶剤）として溶剤Ｃを使用する。溶剤Ｃは、親水性溶剤、または、親水性溶剤および疎水性溶剤のどちらにも該当しない溶剤から選択され、溶剤Ｃの沸点は前述の溶剤Ｂの沸点未満である。溶剤Ｃの沸点は、７０℃以下が好ましく、さらには４５℃以下が好ましい。溶剤Ｃの沸点は、溶剤Ａや溶剤Ｂの沸点よりも低いため、本発明の溶液を塗布した後には、他の溶剤よりも速く蒸発する傾向にある。したがって、溶液の表面に水が結露した後、凹形状部が形成され、安定化する過程においては、溶剤Ａおよび溶剤Ｂが支配的な役割を担っている。
【００２１】
ここで、本発明においては、溶剤Ｃを溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５０．０質量％以上使用することが必要である。これは、本発明の溶液における溶剤の中で、最も高い構成比率である。これにより、第一に、高分子化合物の溶液の固化が促進されるので、生産効率を向上させることが可能となる。第二に、結露により形成される凹形状部の制御性を向上させることが可能である。第三に、高分子化合物の選択性を拡大することが可能である。なお、溶剤Ｃの最大の含有量は、前述の溶剤Ａおよび溶剤Ｂの含有量の関係から、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９４．９質量％以下である。
【００２２】
本発明の製造方法は、上述した溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃと、高分子化合物とを含有する溶液中の溶剤が蒸発する過程において、溶液に含有される高分子の表面に、結露により凹形状部が形成される。ここで、本発明における結露とは、前述の溶液の表面および内部の少なくとも一方で、空気中の水蒸気が凝縮することを意味する。したがって、本発明における表面に凹形状部を有する固形物とは、表面のみ凹形状部を有する固形物、表面の孔が貫通した固形物や、内部にも多数の孔が存在する固形物も含まれる。
【００２３】
本発明の製造方法は、溶液に使用する各溶剤の種類や量、あるいは組み合わせにより、結露により固形物の表面に形成される凹形状部や深さを制御することが可能である。また、汎用溶剤を利用することによりコストを低減できること、シンプルな生産方法であるがゆえに生産安定性に優れること、特殊な製造装置を必要としないことにより汎用性に優れ、応用可能性が広いこと、といった大きなメリットがある。
【００２４】
なお、本発明において、２種類以上の溶剤Ｂを組み合わせて使用する場合は、そのうち最も沸点の高い溶剤Ｂの沸点を、溶剤Ａの沸点と対比するための溶剤Ｂの沸点とする。すなわち、最も沸点の高い溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤が溶剤Ａとなる。また、２種類以上の溶剤Ｂを組み合わせて使用する場合は、そのうち最も沸点の低い溶剤Ｂの沸点を、溶剤Ｃの沸点と対比するための溶剤Ｂの沸点とする。すなわち、最も沸点の低い溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤が溶剤Ｃとなる。
【００２５】
本発明の製造方法においては、製造物として得られる固形物に要求される機能特性に応じて、さまざまな方法で前述の溶液を処理することができる。たとえば、固形物として、凹形状部を有する表面層を形成する場合には、ディップコート法（浸漬塗布法）やスピンコート法など公知の方法により前述の溶液を基体上に塗布し、凹形状部を有する表面層を形成することができる。また同様の方法により基体上に形成した膜を、基体から剥離することにより、薄膜やフィルムを製造することもできる。さらに水面上に前述の溶液を流し込むことにより、薄膜やフィルムを製造することも可能である。
【００２６】
なお、本発明の製造方法においては、製造物として得られる固形物への機能性付与のため、前述の溶液に、可塑剤、離型剤、架橋剤、金属微粒子、有機微粒子、界面活性剤、導電性化合物、抗菌剤などの各種化合物を添加することも可能である。また、前述の溶液の粘度、露点、塗布面全体の平滑性の制御、前述の溶液の溶剤系の溶解力の調整、製造物の孔の大小や深さの制御のために、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの種類や量を変化させたり、２種類以上の溶剤を組み合わせて使用することができる。また、本発明の製造方法においては、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃ以外のさまざまな溶剤を使用することもできるが、表面に凹形状部を有する固形物を安定的に得るためには、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの合計含有量を、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９０．０質量％以上とする必要がある。さらに、前述の溶液の温度、前述の溶液を塗布する基体の温度、周辺環境の温湿度などを調整する工程や、前述の溶液の表面に高湿度気体を吹き付けるといった工程などを組み合わせることも可能である。
【００２７】
以下、表２〜５に親水性溶剤の代表例を示し、表６に疎水性溶剤の代表例を示す。ただし、本発明に使用される親水性溶剤および疎水性溶剤は、これら代表例に限定されるものではない。なお、表２〜６における沸点は、原則として大気圧（１気圧：１０１３．２５ｈＰａ）における沸点を示すが、大気圧以外の沸点である場合には、別途気圧を記載した。
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】
本発明の製造方法は応用範囲が広く、製造物として得られる固形物に要求される機能特性に応じて、最適な溶剤の選択は異なる。たとえば、応用例として、電子写真感光体の表面層へ適用させる場合、溶剤Ａとしては、ジメチルスルホキシド、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、テトラヒドロフルフリルアルコールが好ましい。また、溶剤Ｂとしては、トルエン、ｏ−キシレン（１，２−ジメチルベンゼン）、ｍ−キシレン（１，３−ジメチルベンゼン）、ｐ−キシレン（１，４−ジメチルベンゼン）、１，３，５−トリメチルベンゼン、モノクロロベンゼン（クロロベンゼン）が好ましい。さらに溶剤Ｃとしては、ジメトキシメタンが好ましい。これらの溶剤は、単独で使用しても、２種類以上混合して使用してもよい。
【００３４】
図１に、本発明の製造方法により固形物の表面に形成された凹形状部の表面観察における形状の例を示す。図１の（Ａ）〜（Ｅ）中、１は固形物の表面であり、２は固形物の表面に形成された凹形状部である。図１の（Ａ）〜（Ｅ）では、固形物の表面１は、複数の各々独立した凹形状部２を有している。
【実施例】
【００３５】
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。また、実施例中の「部」は「質量部」を、「Ｍｗ」は「重量平均分子量」を、「Ｍｖ」は「粘度平均分子量」を意味する。なお、実施例に使用した高分子化合物および電荷輸送物質については、表７および８に詳細を記載した。
【００３６】
【表７】
【００３７】
【表８】
【００３８】
本発明における表７に記載の高分子化合物の粘度平均分子量（Ｍｖ）および重量平均分子量（Ｍｗ）は、以下に記載の方法に従い測定した。
【００３９】
［粘度平均分子量（Ｍｖ）の測定方法］
まず、測定の対象となる高分子化合物０．５ｇをメチレンクロライド１００ｍｌに溶解し、改良Ｕｂｂｅｌｏｈｄｅ型粘度計を用いて、２５℃における比粘度を測定した。次に、この比粘度から極限粘度を求め、Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋの粘度式により、測定の対象となる高分子化合物の粘度平均分子量（Ｍｖ）を算出した。粘度平均分子量（Ｍｖ）は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）により測定されるポリスチレン換算値とした。
【００４０】
［重量平均分子量（Ｍｗ）の測定方法］
測定の対象となる高分子化合物をテトラヒドロフラン中に入れ、数時間放置した後、振盪しながら測定の対象となる高分子化合物とテトラヒドロフランとをよく混合し（測定の対象となる高分子化合物の合一体がなくなるまで混合し）、さらに１２時間以上静置した。その後、東ソー（株）製のサンプル処理フィルター（マイショリディスクＨ−２５−５）を通過させたものをＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）用試料とした。
【００４１】
次に、４０℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフランを毎分１ｍｌの流速で流し、ＧＰＣ用試料を１０μｌ注入して、測定の対象となる高分子化合物の重量平均分子量を測定した。カラムには、東ソー（株）製のカラム（ＴＳＫｇｅｌ ＳｕｐｅｒＨＭ−Ｍ）を用いた。
【００４２】
測定の対象となる高分子化合物の重量平均分子量の測定にあたっては、測定の対象となる高分子化合物が有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線を作成するための標準ポリスチレン試料には、アルドリッチ社製の単分散ポリスチレンの分子量が、３，５００、１２，０００、４０，０００、７５，０００、９８，０００、１２０，０００、２４０，０００、５００，０００、８００，０００、１，８００，０００のものを１０点用いた。検出器にはＲＩ（屈折率）検出器を用いた。
【００４３】
［実施例１］
溶剤Ａとしてのジメチルスルホキシド３部、溶剤Ｂとしてのモノクロロベンゼン２７部、溶剤Ｃとしてのジメトキシメタン３０部、および、高分子化合物としてのポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ２００、三菱ガス化学（株）製）１２部を混合溶解し、溶液を調製した。この溶液において、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対する各溶剤の質量比率（溶剤比率）は、溶剤Ａが５％、溶剤Ｂが４５％、溶剤Ｃが５０％である。次に、常温常湿環境（２３℃、５０％ＲＨ）において、この溶液をガラス板上に塗布した。その後、常温常湿環境で３分間静置することにより、溶剤を蒸発させるとともに、塗膜表面に凹形状部を形成した。さらに、このガラス板を１時間１５０℃で乾燥（加熱乾燥）させて、ガラス板上にポリカーボネート樹脂膜を形成した。この樹脂膜をレーザー顕微鏡（ＶＫ−９５００：（株）キーエンス製）で観察したところ、表面に多数の孔を規則的に有する形状が形成されていた。なお、孔径は約１０μｍ、深さは約８μｍであった。
【００４４】
［実施例２〜２５］
実施例１において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表９〜１１のように変更した以外は、実施例１と同様に樹脂膜を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１４に示す。なお、実施例で使用したポリエチレングリコールは、沸点２５０℃のポリエチレングリコール（ポリエチレングリコール２００：キシダ化学（株））を使用した。
【００４５】
［実施例２６］
本発明の応用例として、電子写真感光体の表面層への適用例（本発明に係る「表面に凹形状部を有する固形物」を電子写真感光体の表面層とした例）を示す。
【００４６】
２３℃、６０％の環境下で熱間押し出しすることにより得られた、長さ２６０．５ｍｍ、直径３０ｍｍのアルミニウムシリンダー（ＪＩＳ−Ａ３００３、アルミニウム合金のＥＤ管、昭和アルミニウム（株）製）を支持体（導電性円筒状支持体）とした。
【００４７】
導電性粒子としての酸素欠損型ＳｎＯ２を被覆したＴｉＯ２粒子（粉体抵抗率８０Ω・ｃｍ、ＳｎＯ２の被覆率（質量比率）は５０％）６．６部、結着樹脂としてのフェノール樹脂（商品名：プライオーフェンＪ−３２５、大日本インキ化学工業（株）製、樹脂固形分６０％）５．５部、および、溶剤としてのメトキシプロパノール５．９部を、直径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミルで３時間分散処理して、分散液を調製した。得られた分散液に、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子（商品名：トスパール１２０、ＧＥ東芝シリコーン（株）製、平均粒径２μｍ）０．５部、および、レベリング剤としてのシリコーンオイル（商品名：ＳＨ２８ＰＡ、東レ・ダウコーニング（株）製）０．００１部を添加して攪拌し、導電層用塗布液を調製した。この導電層用塗布液を、支持体に浸漬塗布し、３０分間１４０℃で乾燥させ、熱硬化させることによって、支持体上端から１３０ｍｍの位置の平均膜厚が１５μｍの導電層を形成した。
【００４８】
次に、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン樹脂（商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国化学産業（株）製）４部および共重合ナイロン樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ（株）製）２部を、メタノール６５部／ｎ−ブタノール３０部の混合溶剤に溶解させることによって、中間層用塗布液を調製した。この中間層用塗布液を、導電層上に浸漬塗布し、１０分間１００℃で乾燥させることによって、支持体上端から１３０ｍｍ位置の平均膜厚が０．５μｍの中間層を形成した。
【００４９】
次に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角（２θ±０．２°）の７．５°、９．９°、１６．３°、１８．６°、２５．１°および２８．３°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶（電荷発生物質）１０部、ポリビニルブチラール（商品名：エスレックＢＸ−１、積水化学工業（株）製）５部、および、シクロヘキサノン２５０部を、直径１ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミル装置で１時間分散処理して、分散液を調製した。得られた分散液に、酢酸エチル２５０部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を、中間層上に浸漬塗布し、１０分間１００℃で乾燥させることによって、支持体上端から１３０ｍｍ位置の平均膜厚が０．１６μｍの電荷発生層を形成した。
【００５０】
次に、溶剤Ａとしてのジメチルスルホキシド２．９４部、溶剤Ｂとしてのモノクロロベンゼン１４．７部、溶剤Ｃとしてのジメトキシメタン４１．１６部、高分子化合物としてのポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ２００、三菱ガス化学（株）製）８．５部、表８に記載の電荷輸送物質（ａ）４．８部、および、電荷輸送物質（ｂ）０．５部を混合溶解させることによって、表面層（電荷輸送層）用塗布液を調製した。この表面層用塗布液における、溶剤Ａ、溶剤Ｂおよび溶剤Ｃの、溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対する質量比率は、溶剤Ａが５％、溶剤Ｂが２５％、溶剤Ｃが７０％である。常温常湿環境（２３℃、５０％ＲＨ）において、この表面層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布した。その後、常温常湿環境で３分間静置することにより、塗膜表面に凹形状部を形成した。さらに、あらかじめ装置内が１２０℃に加熱されていた送風乾燥機内に入れ、１時間乾燥（加熱乾燥）させることによって、支持体上端から１３０ｍｍ位置の平均膜厚が２０μｍの電荷輸送層を形成した。このようにして、表面に凹形状部を有する表面層を有する電子写真感光体を製造した。このようにして製造した電子写真感光体の表面を、レーザー顕微鏡（ＶＫ−９５００：（株）キーエンス製）で観察したところ、表面に多数の孔を有する形状が形成されていた。なお、孔径は約７μｍ、深さは約６μｍであった。これらの結果を表１４に示す。
【００５１】
［実施例２７〜３０］
実施例２６と同様に電荷発生層までを形成した。次に、実施例２６の表面層用塗布液において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表１２のように変更した以外は、実施例２６と同様に電子写真感光体を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１４に示す。
【００５２】
［比較例１〜８］
実施例１において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表１３のように変更した以外は、実施例１と同様に樹脂膜を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１５に示す。
【００５３】
［比較例９および１０］
実施例２６と同様に電荷発生層までを形成した。次に、実施例２６の表面層用塗布液において、溶剤Ａ、溶剤Ｂ、溶剤Ｃおよび高分子化合物の種類や量（配合量）を表１３のように変更した以外は、実施例２６と同様に電子写真感光体を製造し、表面の観察を行った。その結果を表１５に示す。
【００５４】
【表９】
【００５５】
【表１０】
【００５６】
【表１１】
【００５７】
【表１２】
【００５８】
【表１３】
【００５９】
【表１４】
【００６０】
【表１５】
【００６１】
いずれの実施例においても、本発明の溶液を塗布後、凹形状部の形成時間として静置時間を３分に統一しているが、凹形状部が形成されている。しかしながら、比較例１、比較例３、比較例９および比較例１０においては、同様の条件では形状を形成することができないか、形状の形成が不十分である。すなわち、本発明の製造方法は、生産効率に優れることは明確である。
【００６２】
また、実施例１〜６と比較例２、および、実施例７〜１２と比較例４より、凹形状部の孔径および深さの制御性が向上していることは明らかである。
【００６３】
さらに、実施例２２〜２５と比較例５〜８より、高分子化合物の選択性を拡大することが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 固形物の表面
２ 固形物の表面に形成された凹形状部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹形状部を有する固形物の製造方法であって、
疎水性溶剤を溶剤Ｂとし、該溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤を溶剤Ａとし、該溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤を溶剤Ｃとしたとき、該溶剤Ａ、該溶剤Ｂ、該溶剤Ｃおよび高分子化合物を含有し、かつ該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの含有量が下記（１）〜（５）の条件を満たす溶液を使用し、
該溶液に含有される溶剤が蒸発する過程において、結露によって該溶液の表面に凹形状部を形成しながら該溶液を固化させることを特徴とする固形物の製造方法：
（１）該溶剤Ａの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して０．１質量％以上かつ２５．０質量％未満であり、
（２）該溶剤Ｂの含有量が、該溶剤Ａの含有量より大きく、
（３）該溶剤Ｂの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５．０質量％以上かつ４９．９質量％以下であり、
（４）該溶剤Ｃの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５０．０質量％以上かつ９４．９質量％以下であり、
（５）該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの合計含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９０．０質量％以上である。
【請求項２】
前記溶剤Ｂの沸点が１００℃以上であり、前記溶剤Ｃの沸点が７０℃以下である請求項１に記載の固形物の製造方法。
【請求項３】
前記溶剤Ｃの沸点が４５℃以下である請求項１または２に記載の固形物の製造方法。
【請求項４】
前記溶剤Ｂが、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、１，３，５−トリメチルベンゼンおよびモノクロロベンゼンからなる群より選択される少なくとも１種の溶剤である請求項１〜３のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項５】
前記溶剤Ａが、ジメチルスルホキシド、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびテトラヒドロフルフリルアルコールからなる群より選択される少なくとも１種の溶剤である請求項１〜４のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項６】
前記高分子化合物が、ポリカーボネート樹脂および芳香族ポリエステル樹脂の少なくとも一方である請求項１〜５のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項７】
前記溶剤Ｃがジメトキシメタンである請求項１〜６のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法によって表面層を形成する工程を有する電子写真感光体の製造方法。
【請求項１】
表面に凹形状部を有する固形物の製造方法であって、
疎水性溶剤を溶剤Ｂとし、該溶剤Ｂの沸点以上の沸点を有する親水性溶剤を溶剤Ａとし、該溶剤Ｂの沸点未満の沸点を有する疎水性ではない溶剤を溶剤Ｃとしたとき、該溶剤Ａ、該溶剤Ｂ、該溶剤Ｃおよび高分子化合物を含有し、かつ該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの含有量が下記（１）〜（５）の条件を満たす溶液を使用し、
該溶液に含有される溶剤が蒸発する過程において、結露によって該溶液の表面に凹形状部を形成しながら該溶液を固化させることを特徴とする固形物の製造方法：
（１）該溶剤Ａの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して０．１質量％以上かつ２５．０質量％未満であり、
（２）該溶剤Ｂの含有量が、該溶剤Ａの含有量より大きく、
（３）該溶剤Ｂの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５．０質量％以上かつ４９．９質量％以下であり、
（４）該溶剤Ｃの含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して５０．０質量％以上かつ９４．９質量％以下であり、
（５）該溶剤Ａ、該溶剤Ｂおよび該溶剤Ｃの合計含有量が、該溶液に含有されるすべての溶剤の合計質量に対して９０．０質量％以上である。
【請求項２】
前記溶剤Ｂの沸点が１００℃以上であり、前記溶剤Ｃの沸点が７０℃以下である請求項１に記載の固形物の製造方法。
【請求項３】
前記溶剤Ｃの沸点が４５℃以下である請求項１または２に記載の固形物の製造方法。
【請求項４】
前記溶剤Ｂが、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、１，３，５−トリメチルベンゼンおよびモノクロロベンゼンからなる群より選択される少なくとも１種の溶剤である請求項１〜３のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項５】
前記溶剤Ａが、ジメチルスルホキシド、ポリエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコールおよびテトラヒドロフルフリルアルコールからなる群より選択される少なくとも１種の溶剤である請求項１〜４のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項６】
前記高分子化合物が、ポリカーボネート樹脂および芳香族ポリエステル樹脂の少なくとも一方である請求項１〜５のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項７】
前記溶剤Ｃがジメトキシメタンである請求項１〜６のいずれか１項に記載の固形物の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の製造方法によって表面層を形成する工程を有する電子写真感光体の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−９４９７８（Ｐ２０１０−９４９７８Ａ）
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９８４１１（Ｐ２００９−１９８４１１）
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２８日（２００９．８．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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