JP2003183235A - ナフトール誘導体およびそれからなる電荷制御剤 - Google Patents
ナフトール誘導体およびそれからなる電荷制御剤Info
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Abstract
に適した、新規なナフトール誘導体、および正帯電性電
子写真用トナーを提供する。 【解決手段】 下記一般式[I]で表される新規ナフト
ール誘導体およびその塩類を提供する。 【化1】 本発明の新規ナフトール誘導体は正帯電性の電荷制御剤
として有用である。本発明はさらに、一般式[I]で表
わされる新規ナフトール誘導体からなる電荷制御剤を含
む電子写真用トナーを提供する。
Description
誘導体およびこのナフトール誘導体からなる電荷制御剤
に関する。本発明はさらにこの電荷制御剤を含有する電
子写真用トナーに関する。
用される現像剤として、キャリアとトナーとから成る二
成分系現像剤、およびキャリアを必要としない一成分系
現像剤が知られている。これらの現像剤に用いるトナー
としては、従来、定着用樹脂中に顔料、染料などの着色
剤を分散させた微粉体が使用されている。
電性が挙げられる。すなわち、キャリアや帯電付与部材
などとの接触によって、正または負の適正なレベルの帯
電量を生じること、およびその帯電量が連続使用時や悪
環境下においても安定していることが、特にトナーに要
求される性能である。トナーの主成分である定着用樹脂
自体も摩擦帯電性を有するが、その帯電量は十分でない
ため、現像によって得られる画像はかぶり易く、不鮮明
なものとなる。そこで、トナーにさらに摩擦帯電性を付
与するために、電荷制御剤と呼ばれる物質を添加し、適
正な帯電量を有するように調整するのが一般的である。
て、小型化、低価格の要請から感光体に有機光導電体
(OPC)が採用された機種が増加している。有機光導
電体には正帯電型と負帯電型のものが存在するが、帯電
時にオゾンの発生量が少ない正帯電型の有機光導電体の
採用が特に増加してきている。
ザビームプリンタにおいては、感光体と同極性のトナー
によって現像する反転現像方式が主流となってきてお
り、正帯電型の有機光導電体を用いて反転現像を行う場
合、必然的に正帯電性のトナーが使用されることにな
る。
ナーに使用される正帯電性電荷制御剤としては、ニグロ
シン系染料や4級アンモニウム塩等が知られ、実用化さ
れている。
シン染料は黒色であるためカラートナーには使用し難
く、また、四級アンモニウム塩は、そのもの自体が高価
であるうえに、帯電量が少ないという欠点を有してい
る。そこで、トナーの色調に影響を与えず、かつ帯電性
に優れた正帯電性の電荷制御剤が望まれていた。
帯電性の電子写真用トナー等の電荷制御剤に適した、新
規なナフトール誘導体を提供することを目的とする。
定着用樹脂中への分散性および相溶性が良好であり、カ
ラートナーへの適用も可能であり、人体や環境にも安全
な電荷制御剤を提供することを目的とする。
均一に帯電し、経時的にも安定した帯電量を有し、画像
濃度が高く、かぶりの無い高品質の画像が得られる正帯
電性の電子写真用トナーを提供することを目的とする。
ロキシナフタレン−6−カルボン酸を出発物質とした新
規なナフトール誘導体の合成に成功し、その物性につい
て評価したところ、優れた正帯電性能を有しており、電
子写真用トナーの電荷制御剤に適していることを見出
し、本発明を完成するに至ったものである。
よく、不飽和結合を有してもよい炭素原子数が1〜20
の脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい芳香族基、
縮合多環式炭化水素基および共役二重結合を有する複素
環基からなる群から選択される基、R2は水素原子、ア
ルカリ金属、炭素原子数が1〜6の分岐を有してもよ
く、置換基を有してもよいアルキル基、アシル基および
フェニルアルキル基からなる群から選択される基、Qは
炭素原子数が1〜6の分岐を有していてもよいアルキル
基およびアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ニト
ロソ基、アミノ基およびスルホ基からなる群から選択さ
れる基、mは0〜3の整数を示す。]で表される新規な
ナフトール誘導体およびその塩類に関する。
を有していてもよく、不飽和結合を有していてもよい炭
素原子数1〜20の脂肪族炭化水素基としては、アルキ
ル基、例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ペン
チル、ヘキシル、オクチル、デシル、ドデシル、オクタ
デシル等;炭素原子数2〜6のアルケニル基、例えばビ
ニル、アリル、プロピレニル、ブチレニル、ペンチレニ
ル、ヘキシレニル、オクチレニル、ドデシレニル、オク
タデシレニル等が例示される。また、置換基を有してい
てもよい芳香族基としては、例えばフェニル基、ナフチ
ル基、アントリル基、アントラキノリル基、ピレニル
基、置換基を有していてもよい縮合多環式炭化水素基と
しては、例えばインデニル基、フルオレニル基、アセナ
フテニル基、アセナフチレニル基、ペリレニル基、置換
基を有していてもよい共役二重結合を有する複素環基と
しては、例えばベンズイミダゾロニル基、カルバゾリル
基、ピリジル基、チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、
イミダゾリル基、インドリル基、チオフリル基、フェノ
チアジニル基、アクリジニル基、キノリニル基等が例示
される。
ゲン原子、ハロゲン化低級アルキル基、ニトロ基、低級
アルキル基、低級アルコキシ基(例えばメトキシ基)、
シアノ基、フェニル基、ナフチル基、フェノキシ基、フ
リル基、アミノ基、トルイジルアミノ基、トリアジルア
ミノ基、ピリミジルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、ス
ルホ基、水酸基、エステル化されたカルボキシル基(例
えばアルコキシカルボニル基、フェノキシカルボニル
基)、アミド化されたカルボキシル基(例えばフェニル
アミノカルボニル基)、アルキルアミノスルホニル基、
およびアリール基を有することのある炭素数2〜6のア
ルケニル基等が挙げられる。
は、その環上にさらに1個以上の別の置換基、例えばハ
ロゲン原子、ニトロ基、低級アルキル基、低級アルコキ
シ基、フェニル基、シアノ基などを有していてもよい。
炭素原子数が1〜6であるものを示す。「芳香族基」は
6員の単環または縮合環であって、縮合環の環数4まで
の芳香族基を示す。「縮合多環式炭化水素基」はインデ
ニル基、フルオレニル基、アセナフテニル基、アセナフ
チレニル基、ペリレニル基からなる群より選択される基
を示す。「共役二重結合を有する複素環基」は1以上の
N、S、Oを含み、共役二重結合を有する5員乃至6員
の単環または縮合環である複素環基。縮合環を形成する
場合は、環数6までのものとする。
1が、分岐を有してもよく、置換基を有してもよい炭素
原子数9〜20の脂肪族炭化水素基である場合が、帯電
性により優れている点で好ましく、炭素原子数12〜1
8の脂肪族炭化水素基である場合がより好ましく特に、
ドデシル基、オクタデシル基などである場合が好まし
い。
のナフタレン環は、置換基としてQを有していてもよ
い。Qは任意に、炭素原子数が1〜6の分岐を有してい
てもよいアルキル基およびアルコキシ基、ハロゲン原
子、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基およびスルホ基か
らなる群から選択される。
有してもよい。R2は水素原子、アルカリ金属、炭素原
子数が1〜6の分岐を有していてもよく、置換基を有し
ていてもよいアルキル基およびアシル基、およびフェニ
ルアルキル基からなる群から選択される。
するブローオフ法によって測定した結果、帯電量が正の
値を示し、かつその値が+2.0μC/g以上、好まし
くは+10.0μC/g以上と高い帯電量を示すもので
あった。本発明のナフトール誘導体の好適な具体例とし
て、以下の化合物が挙げられる。
帯電性に優れており正帯電性トナーの電荷制御剤として
最適なものである。
によって製造することができる。まず、2−ナフトール
と水酸化カリウムを反応させ2−ナフトールカリウムを
得、これを加圧下にて二酸化炭素と反応させ、酸析分離
後必要により精製することによって、出発物質である2
−ヒドロキシナフタレン−6−カルボン酸を得る。
ン−6−カルボン酸を有機酸中で、アシル基に対応する
酸無水物と反応させてヒドロキシ基をアシル化し、2−
アシルオキシ−6−ナフタレンカルボン酸を得る。
ロフランなどの溶媒中でチオニルクロライドなどと反応
させて酸クロリドを得、得られた酸クロリドをアミン類
と反応させることによって、2−アシルオキシナフタレ
ンの6位アミド体を得ることができる。あるいは、酸ク
ロリドを三塩化りんまたはジシクロヘキシルカルボジイ
ミドなどによりアミン類と直接反応させることによって
も2−アシルオキシナフタレンの6位アミド体を得るこ
とができる。
ミド体は、2−アシルオキシナフタレンの6位アミド体
を、水性アルコール溶媒中で水酸化ナトリウムなどの塩
基と反応させ、反応液を塩酸などにより中和した後、析
出物をろ過、洗浄、乾燥することにより得られる。
ミド体は、2−ヒドロキシナフタレンの6位アミド体を
ジメチルホルムアミドに溶解し、これにハロゲン化アル
キルと炭酸カリウムを加えて反応させ、得られた反応液
に加水した後、析出物をろ過、洗浄、乾燥することによ
り得られる。
カルボン酸誘導体は高い正帯電特性を有すると共に樹脂
との相溶性に優れ、樹脂中に均一に分散するものであ
る。また白色あるいは無色に近い淡色を呈し、着色剤自
体の色調を阻害しないものである。
トで得ることができ、また金属を含まないため人体や環
境にも安全である。したがって、電子写真用トナー等の
電荷制御剤、特に正帯電性トナーの電荷制御剤として優
れた性能を示すものである。
御剤として含む電子写真用トナーについて説明する。電
子写真用トナーは通常、定着用樹脂中に着色剤、電荷制
御剤などの添加剤を分散させて製造される。本発明のト
ナーは、電荷制御剤として、上記に説明したナフトール
誘導体を用いるほかは、従来のトナーと同様にして調製
することができる。
ては、従来から電子写真用トナーに用いられている樹脂
がいずれも好適に用いられ、例えばスチレン系重合体、
アクリル系重合体、スチレン−アクリル系共重合体、ス
チレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−プ
ロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、ス
チレン−マレイン酸共重合体、オレフィン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビ
ニルブチラール樹脂等を単独または混合して使用するこ
とができる。
ーに用いられている物質がいずれも好適に用いられ、例
えば、カーボンブラック、ランプブラック、鉄黒、群
青、ニグロシン染料、アニリンブルー、フタロシアニン
ブルー、フタロシアニングリーン、ハンザイエロー、ク
ロムイエロー、ローズベンガル、トリアリールメタン系
染料、モノアゾ系、ビスアゾ系染顔料等を挙げることが
できる。着色剤としては、トナーの目的とする色に応じ
て選択すればよい。
部に対して1〜20重量部、特に2〜10重量部である
のが好ましい。
式[I]で表されるナフトール誘導体を含有する。一般
式[I]で表されるナフトール誘導体の添加量は、定着
用樹脂100重量部に対して0.1〜10重量部、特に
0.1〜5重量部が好ましい。電荷制御剤の添加量が0.
1重量部を下回ると、帯電性付与効果が十分に発現され
ず、また10重量部を上回ると、トナーの品質が低下す
る傾向がある。
剤として一般式[I]で表されるナフトール誘導体とと
もに、公知の他の正帯電性電荷制御剤、例えば、ニグロ
シン系染料や第四級アンモニウム塩などを併用してもよ
い。
剤、その他従来のトナーに添加される成分を添加しても
よい。離型剤としては、低分子量オレフィン重合体が好
適に用いられる。また、外添剤はトナーの流動性、クリ
ーニング性、保存性を向上させるために添加され、シリ
カ、アルミナ、酸化チタンなどの無機微粉末等が例示さ
れる。
μm以下、好ましくは10μm以下であるのがよい。本
発明の電子写真用トナーは、従来公知のいかなる方法で
製造してもよい。具体的にはこれに限定されないが、上
記の各成分を乾式ブレンダー、ヘンシェルミキサー、ボ
ールミル等によって均質に予備混練して得られた混合物
を、例えばバンバリーミキサー、ロール、一軸または二
軸の押出混練機等の混練装置を用いて均一に溶融混練し
た後、得られた混練物を冷却して粉砕し、必要に応じて
分級し、さらに外添剤を添加することで製造すればよ
い。この他に重合法、マイクロカプセル重合法、スプレ
ードライ法等、公知の方法で製造することができる。
優れるため、他の成分とともに樹脂中に内添し、溶融混
練することによって容易に均一かつ安定に帯電されるト
ナーを得ることができる。本発明の電荷制御剤はまた、
定着用樹脂、着色剤よりなる微粉子の表面近傍に機械的
衝撃により公知の方法で固着または埋設させてトナーを
得てもよい。
して用いた電子写真用トナーは、短時間で均一に帯電
し、経時的にも安定した帯電量が維持されるため、画像
濃度が高くかぶりの無い高品質の画像が得られる。また
樹脂との相溶性に優れるためトナーから離脱し難く、電
荷制御剤による現像スリーブ、キャリア等の汚染が回避
され、連続複写時においても安定した高濃度の画像が得
られる。さらに電荷制御剤による色調への影響が少ない
ため、カラートナーにも使用できる。
を酢酸94g中で無水酢酸94gと80℃で4時間反応
させた。反応液を水500gに注入し、析出物を濾過
し、メタノール及び水で十分洗浄した後、乾燥して2−
アセトキシナフタレン−6−カルボン酸22.3gを得
た。
カルボン酸22.3gをテトラヒドロフラン中でチオニ
ルクロライド17.3gと40℃で2時間反応させた。
得られた反応液中の過剰なチオニルクロライドを減圧下
留去した後、n−ドデシルアミン36.0gを加え65
℃で8時間反応した。反応液中のテトラヒドロフランを
減圧下留去した後、これに酢酸223gを加えた。その
懸濁液を80℃に昇温することにより溶解させ、これに
水223gを加えた。放冷後、析出物を濾過し、メタノ
ール及び水で十分洗浄した後に乾燥し2−アセトキシ−
6−n−ドデシルアミノカルボニルナフタレン30.1
gを得た(分解点:315℃)。赤外線吸収スペクトル
(KBr法)を図1に示す。
6−n−ドデシルアミノカルボニルナフタレンの摩擦帯
電量を、ブローオフ粉体帯電量測定装置(東芝ケミカル
社製TB200型)で、以下の測定条件にて200メッ
シュ(75μm)の金網を使用して測定した。その結
果、本化合物の摩擦帯電量は+17.7μC/gであっ
た。
ルアミノカルボニルナフタレン8.0gを50%メタノ
ール水溶液64g中に懸濁させた。懸濁液に48%水酸
化ナトリウム水溶液3.4gを加えた後、60℃で1時
間反応した。反応液を5%塩酸を用いて中和し、30分
攪拌後、析出物を濾過し、メタノール及び水で十分洗浄
した後、乾燥し、2−ヒドロキシ−6−n−ドデシルア
ミノカルボニルナフタレン6.8gを得た(分解点:3
29℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr法)を図2に
示す。実施例1と同様にブローオフ法による測定を行っ
たところ、本化合物の摩擦帯電量は+6.7μC/gであ
った。
アミノカルボニルナフタレン3.6gを、ジメチルホル
ムアミド36g中に溶解させた。この溶液に炭酸カリウ
ム1.7g、沃化メチル2.2gを加え、40℃で8時間
反応した。反応液を水180gに注入し、析出物を濾過
し、メタノール及び水で十分洗浄した後、乾燥し、2−
メトキシ−6−n−ドデシルアミノカルボニルナフタレ
ン3.1gを得た(分解点:324℃)。赤外線吸収スペ
クトル(KBr法)を図3に示す。実施例1と同様にブ
ローオフ法による測定を行ったところ、本化合物の摩擦
帯電量は+17.6μC/gであった。
ルアミン52.3gに変えることの他は実施例1と同様
にして、2−アセトキシ−6−n−オクタデシルアミノ
カルボニルナフタレン25.2gを得た(分解点:33
2℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr法)を図4に示
す。実施例1と同様にブローオフ法による測定を行った
ところ、本化合物の摩擦帯電量は+5.9μC/gであっ
た。
ルアミン25.1gに変えることの他は実施例1と同様
にして、2−アセトキシ−6−n−オクチルアミノカル
ボニルナフタレン27.1gを得た(分解点:293.2
℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr法)を図5に示
す。実施例1と同様にブローオフ法による測定を行った
ところ、本化合物の摩擦帯電量は+2.8μC/gであ
った。
3.6gに変えることの他は実施例1と同様にして、2
−アセトキシ−6−フェニルアミノカルボニルナフタレ
ン25.8gを得た。実施例2の2−アセトキシ−6−
n−ドデシルアミノカルボニルナフタレン8.0gを、
得られた2−アセトキシ−6−フェニルアミノカルボニ
ルナフタレン25.8gに変えることの他は実施例2と
同様にして、2−ヒドロキシ−6−フェニルアミノカル
ボニルナフタレン21.2gを得た。実施例3の2−ヒ
ドロキシ−6−n−ドデシルアミノカルボニルナフタレ
ン3.6gを、得られた2−ヒドロキシ−6−フェニル
アミノカルボニルナフタレン7.1gに変えることの他
は実施例3と同様にして、2−メトキシ−6−フェニル
アミノカルボニルナフタレン6.6gを得た(分解点:
303.3℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr法)を
図6に示す。実施例1と同様にブローオフ法による測定
を行ったところ、本化合物の摩擦帯電量は+4.0μC
/gであった。
ジン17.9gに変えることの他は実施例1と同様にし
て、2−アセトキシ−6−(4−メトキシフェニルアミ
ノカルボニル)ナフタレン26.0gを得た(分解点:
311.5℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr法)を
図7に示す。実施例1と同様にブローオフ法による測定
を行ったところ、本化合物の摩擦帯電量は+3.9μC
/gであった。
キノリン21.0gに変えることの他は実施例1と同様
にして、2−アセトキシ−6−(キノリン−8−イルア
ミノカルボニル)ナフタレン16.5gを得た(分解
点:341.0℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr
法)を図8に示す。実施例1と同様にブローオフ法によ
る測定を行ったところ、本化合物の摩擦帯電量は+5.
7μC/gであった。
フルオレン26.4gに変えることの他は実施例1と同
様にして、2−アセトキシ−6−(フルオレン−2−イ
ルアミノカルボニル)ナフタレン27.8gを得た(分
解点:302.9℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr
法)を図9に示す。実施例1と同様にブローオフ法によ
る測定を行ったところ、本化合物の摩擦帯電量は+1
6.7μC/gであった。
リエント化学株式会社製)を実施例1と同様にブローオ
フ法による測定を行ったところ、本化合物の摩擦帯電量
は+1.4μC/gであった。
において「部」とは重量部を意味するものとする。[黒
色トナー]スチレンアクリル樹脂100部、カーボンブ
ラック6部、実施例1の化合物2部をボールミルで均一
に予備混合した後、加圧ニーダーにより溶融混練する。
次いで、混練物を振動ミルで粗粉砕し、さらにジェット
ミルで微粉砕して黒色トナーが得られる。
リル樹脂をポリエステル樹脂に、カーボンブラックをフ
タロシアニンブルーに変えることの他は、黒色トナーの
調製例と同様にして、カラートナー(シアン)が得られ
る。
クリル樹脂をポリエステル樹脂に、カーボンブラックを
ハンザイエローに変えることのほかは、黒色トナーの調
製例と同様にして、カラートナー(イエロー)が得られ
る。
クリル樹脂をポリエステル樹脂に、カーボンブラックを
ローズベンガルに変えることのほかは、黒色トナーの調
製例と同様にして、カラートナー(マゼンダ)が得られ
る。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
トル(KBr法)を示すチャートである。
Claims (6)
- 【請求項1】 下記一般式[I]で表されるナフトール
誘導体およびその塩類。 【化1】 [式中、R1は分岐を有してもよく、置換基を有しても
よく、不飽和結合を有してもよい炭素原子数1〜20の
脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい芳香族基、縮
合多環式炭化水素基および共役二重結合を有する複素環
基からなる群から選択される基、 R2は水素原子、アルカリ金属、炭素原子数が1〜6の分
岐を有してもよく、置換基を有してもよいアルキル基、
アシル基およびフェニルアルキル基からなる群から選択
される基、 Qは炭素原子数が1〜6の分岐を有していてもよいアル
キル基およびアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、
ニトロソ基、アミノ基およびスルホ基からなる群から選
択される基、 mは0〜3の整数を示す。] - 【請求項2】 R1が分岐を有していてもよく、置換基
を有してもよい炭素原子数9〜20の脂肪族炭化水素基
である請求項1記載のナフトール誘導体およびその塩
類。 - 【請求項3】 R1が分岐を有していてもよく、置換基
を有してもよい炭素原子数12〜18の脂肪族炭化水素
基である請求項1記載のナフトール誘導体およびその塩
類。 - 【請求項4】 帯電量が正の値を示し、かつその値が+
2.0μC/g以上である、請求項1〜3のいずれかに
記載のナフトール誘導体およびその塩類。 - 【請求項5】 一般式[I]で表されるナフトール誘導
体またはその塩類からなる電荷制御剤。 - 【請求項6】 少なくとも定着用樹脂および着色剤を含
有し、一般式[I]で表されるナフトール誘導体または
その塩類からなる電荷制御剤を含む電子写真用トナー。
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