JP2003316084A - 電荷制御剤 - Google Patents
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Abstract
散性および相溶性が良好で、カラートナーへ用いること
もでき、かつ安全な電荷制御剤を提供する。 【解決手段】 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からなる電荷制御剤、および該電
荷制御剤を含有する電子写真用トナーを提供する。 【化1】
Description
からなる負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。いずれの現像剤においても、用
いられるトナーとしては、従来から、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
自体も通常摩擦帯電性を有するものが用いられるが、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。
一般に、正帯電性のニグロシン系染料、4級アンモニウ
ム塩、負帯電性の含金属モノアゾ染料、サリチル酸金属
錯体、銅フタロシアニン顔料等が知られ、実用化されて
いる。
制御剤は、電荷付与能力は高いものの、染料、顔料等を
主体としているため、その特性上、強い着色力を有し、
カラートナーには適さないものであった。
散性や相溶性が悪く、得られるトナーの帯電量が均一で
なかったり、トナーから離脱してキャリアや現像スリー
ブを汚染しやすく、このようなトナーを用いると、連続
複写時に帯電量が低下し、画像濃度の低下を引き起こし
やすいという欠点を有していた。
るため、その複雑な構造上コストが高く、また、クロム
等の金属を含むため人体や環境への影響が問題とされ、
金属を含まないメタルフリーの電荷制御剤の開発が望ま
れていた。
解決するために、優れた負帯電性を有し、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。
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−3,6−ジカルボン酸を出発物質と
したナフトール誘導体を合成し、その物性等について評
価したところ、優れた負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。
−(CONH)n−X(式中Xは、分岐を有していてもよ
く、置換基を有していてもよく、不飽和結合を有してい
てもよい炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族
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、nは、1または2の整数を示す)からな
る群から選択される基、R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
れるナフトール誘導体およびその塩類からなる電荷制御
剤に関する。
シル基としては、炭素原子数1〜6のアルコキシカルボ
ニル基(例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボ
ニル基、プロピルオキシカルボニル基、イソプロピルオ
キシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ペンチルオ
キシカルボニル基、ヘキシルオキシカルボニル基等)、
フェノキシカルボニル基またはフェナシルオキシカルボ
ニル基が挙げられ、これらの基に含まれる芳香族基は置
換基を有していてもよい。
く、置換基を有していてもよく、不飽和結合を有してい
てもよい炭化水素基、好ましくは炭素原子数1〜20の
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、デシル、ドデシル、ラウリ
ル、ステアリル等、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、ヘキシレニル等、置換基を有していてもよ
い芳香族基、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、または置換基
を有していてもよい共役二重結合を有する複素環基、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、キノリニル基などが例示される。
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、
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、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。「共役二重結合を有する複素環基」
は1以上のN、Sまたは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。
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。
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。Rの置換基として
は、例えばハロゲン原子、低級アルキル基、低級アルコ
キシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、ニトロソ基が
挙げられる。
体の塩としては、これに限定されないが、例えばナトリ
ウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩が例示され
る。
を後述するブローオフ法によって測定した結果、帯電量
が負の値を示し、かつその絶対値が10.0μC/g以
上、好ましくは50.0μC/g以上と高い帯電量を示
すものであった。本発明におけるナフトール誘導体とし
ては、Yが式−(CONH)n−Xで表わされ、nが1、
Xが炭素原子数8〜18のアルキル基であるものが好ま
しく、中でも以下の化合物が特に好ましい。
って製造することができる。まず、WO98/1762
1(特願平10−519205)に記載の方法、即ち2
−ナフトールカリウムと二酸化炭素を反応させ、酸析分
離後、必要により精製することにより2−ヒドロキシナ
フタレン−3,6−ジカルボン酸を得る。
ン−3,6−ジカルボン酸をN,N−ジメチルホルムア
ミドなどの溶媒中で、ヨウ化メチルと反応させることに
より2−ヒドロキシナフタレン−3,6−ジカルボン酸
の3位メチルエステル体を得る。
ロフランなどの溶媒中で塩化チオニルなどと反応させて
酸クロリドを得、得られた酸クロリドを所定のアルキル
アミンと反応させることにより2−ヒドロキシナフタレ
ン−3,6−ジカルボン酸の3位メチルエステル、6位
アルキルアミド体を得る。
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、目的とする2−ヒドロキシナフタレン−3,
6−ジカルボン酸の6位アルキルアミド体を得ることが
できる。
御剤は高い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、特に負帯電性の電荷制御剤として優れた性
能を示すものである。
用トナーについて説明する。本発明の電荷制御剤は、一
成分現像剤、二成分現像剤いずれを製造する際にも好適
に用いられる。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示し
たナフトール誘導体を用いることの他は、従来のトナー
と同様にして調製することができる。
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。
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。
れるナフトール誘導体が用いられ、その添加量は、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。
で表されるナフトール誘導体とともに、公知の他の電荷
制御剤、例えば、含金属モノアゾ染料、サリチル酸金属
錯体および銅フタロシアニン顔料等を併用してもよい。
せるため、低分子量オレフィン重合体や微粉末シリカ等
の添加剤を含有せしめてもよい。さらに、本発明の電子
写真用トナーは、本発明の目的に反しない限り、電子写
真用トナーへ添加することが従来知られているいかなる
成分を含有させてもよい。
μm以下、好ましくは10μm以下であるのがよい。
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、必要に応じて分級することで製造される。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
練するのがよいが、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固着または埋設させても
よい。
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るため、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。
オクチルアミノカルボニルナフタレン
ル−3−メトキシカルボニルナフタレン17.3gをテ
トラヒドロフラン170gに懸濁し、N,N−ジメチル
ホルムアミドを加えた後、塩化チオニル12.5gを加
えて、50℃にて2時間反応させた。その後、残存する
塩化チオニルを溶剤とともに留去し、これにn−オクチ
ルアミン18.4gをテトラヒドロフラン170gに溶
解した溶液を加えて、還流下約15hr反応させた。反
応後、溶剤を留去し、これにメタノール150gを加
え、懸濁させた。その後、結晶をろ別し、メタノールお
よび水で十分に洗浄した。このようにして得られた2−
ヒドロキシ−3−メトキシカルボニル−6−n−オクチ
ルアミノカルボニルナフタレン15.2gをメタノール
152gに懸濁し、これに水酸化ナトリウム5.1gを
水100gに溶解した溶液を加えて、70℃で2時間反
応した後、カーボン処理を行い、塩酸を用いてpHを2
〜3に調整した。析出する結晶をろ別し、十分水洗した
後、乾燥して白色粉末14.1gを得た(分解点:30
4℃)。赤外線吸収スペクトル(KBr法)を図1に示
す。
3−メトキシカルボニル−6−n−オクチルアミノカル
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−
51.9μC/gであった。
るいはアルコールに代えることの他は、実施例1と同様
にしてナフトール誘導体を合成し、摩擦帯電量および分
解点を測定した。結果を表1にまとめた。赤外線吸収ス
ペクトル(KBr法)を図2〜図7に示す。
処方例において「部」とは重量部を意味するものとす
る。以下の例は例示のためだけに記載するものであり、
いかなる意味においても本発明を限定するものではな
い。
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。
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。
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他は、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。
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他は、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。
スペクトル(KBr法)を示すチャートである。
スペクトル(KBr法)を示すチャートである。
スペクトル(KBr法)を示すチャートである。
スペクトル(KBr法)を示すチャートである。
スペクトル(KBr法)を示すチャートである。
スペクトル(KBr法)を示すチャートである。
スペクトル(KBr法)を示すチャートである。
Claims (4)
- 【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からなる電荷制御剤。 【化1】 [式中Yは、エステル化されたカルボキシル基および式
−(CONH)n−X(式中Xは、分岐を有していてもよ
く、置換基を有していてもよく、不飽和結合を有してい
てもよい炭化水素基、置換基を有していてもよい芳香族
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、nは、1または2の整数を示す)からな
る群から選択される基、R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】 Yが式−(CONH)n−Xで表わされ、
nが1、Xが炭素数8〜18のアルキル基である請求項
1記載の電荷制御剤。 - 【請求項3】 帯電量が負の値を示し、かつその絶対値
が10.0μC/g以上である、請求項1記載の電荷制
御剤。 - 【請求項4】 少なくとも定着用樹脂および着色剤を含
有し、一般式[I]で表わ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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