JP2015063682A - アゾ骨格構造を有する化合物、顔料分散剤、顔料組成物、顔料分散体及びトナー - Google Patents

アゾ骨格構造を有する化合物、顔料分散剤、顔料組成物、顔料分散体及びトナー Download PDF

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Abstract

【課題】 各色顔料の非水溶性溶剤への分散性を向上させる化合物及び顔料分散剤の提供。及び、良好な着色力を有する顔料組成物、顔料分散体及びトナーの提供。
【解決手段】 モノアゾ骨格構造に高分子が結合した構造を有する化合物。該化合物を有する顔料分散剤、顔料組成物、顔料分散体、トナー。
【選択図】 なし

Description

本発明は、アゾ骨格構造を有する化合物、該化合物を含有する顔料分散剤、該顔料分散剤を含有する顔料組成物、該顔料組成物を含有する顔料分散体及びトナーに関する。
一般に粒子径が小さい顔料は、顔料粒子間の凝集力が強い傾向にあるため、有機溶剤及び溶融樹脂等の媒体中での分散が不十分となりやすい。顔料の分散性が不十分となると、顔料の着色力が低下してしまう。
そのため、顔料の分散性を向上させるために、顔料と共に顔料を分散させるための分散剤を用いることが提案されている。特に、トナー粒子中の顔料の分散性を向上させるため、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの如き各色のトナーにおいて様々な分散剤が提案されている。
具体的に、特許文献1には、イエロートナー中のアゾ系顔料の分散性を向上させるために、アゾ骨格構造を有する化合物を分散剤として用いることが開示されている。
また、特許文献2には、マゼンタトナー中のマゼンタ顔料の分散性を向上させるために、特定のポリエステル系分散剤を用いることが開示されている。
また、特許文献3には、シアントナー中のフタロシアニン顔料の分散性を向上させるために、スチレンスルホン酸ナトリウムを単量体単位として含有するポリマーを分散剤として用いることが開示されている。
また、特許文献4には、ブラックトナー中のカーボンブラックの分散性を向上させるために、スチレン系単量体及びアクリル酸エステル系(もしくはメタクリル酸エステル系)単量体からなる共重合体を分散剤として用いることが開示されている。
特開2012−067285号公報 特開2006−30760号公報 特開平03−113462号公報 特開平06−148927号公報
しかし、特許文献2乃至4に記載の方法では、一定水準の顔料分散性を得るためには添加する分散剤の量を多くする必要があり、用途によっては過剰の分散剤の添加が要求される諸特性に影響を及ぼす懸念があった。一方、特許文献1に記載の顔料分散剤としてアゾ骨格構造を有する化合物を用いる方法では、様々な顔料に対してある程度良好な顔料分散性が得られるものの、出力画像の更なる高画質化のために、より分散効果の高い顔料分散剤が求められている。
従って、本発明は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの如き各色の顔料の分散性を向上させることができる化合物及び顔料分散剤を提供することを目的とする。また、本発明は、良好な着色力を有する顔料組成物、顔料分散体及びトナーを提供することを目的とする。
上記の目的は、以下の本発明によって達成される。
すなわち、第1の本発明は、下記式(3)で表される単量体単位を有する高分子を有する化合物であって、下記式(1)で表される部分構造を有することを特徴とする化合物に関する。
[式(1)中、
は、アルキル基又はフェニル基を表し、
Arはアリール基を表し、
Ar及びR乃至Rは、下記(i)及び(ii)の少なくとも一方の条件を満たす。
(i)Arが、アリール基の炭素原子に結合してなる、該高分子との結合部を構成する連結基を有する。
(ii)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、該高分子との結合部を構成する連結基である。
該連結基ではないR乃至Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基を表す。
但し、Ar及びR乃至Rは、下記(iii)及び(iv)の少なくとも一方の条件を満たす。
(iii)Arは、置換基として、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基を有する。
(iv)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基である。]
[式(2−1)中、
*は、式(1)中のAr、又はR乃至Rを有する芳香環との結合位置を表し、
は、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表し、
は、酸素原子、硫黄原子又はNR基を表し、
は、水素原子、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表す。]
[式(2−2)中、
*及び**は、式(1)中のAr、又はR乃至Rを有する芳香環との結合位置を表し、
式(2−2)で表される基は、式(1)中のArもしくはR乃至Rを有する芳香環と結合することによって5員複素環を形成し、
は、酸素原子、硫黄原子又はNR16基を表し、
16は、水素原子、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表す。]
[式(3)中、
は、水素原子又はアルキル基を表し、
10は、フェニル基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基又はカルボン酸アミド基を表す。]
また、第2の本発明は、該化合物を含有する顔料分散剤に関する。
また、第3の本発明は、該化合物と、顔料とを有する顔料組成物に関する。
また、第4の本発明は、該顔料組成物と、非水溶性溶剤とを有する顔料分散体に関する。
また、第5の本発明は、結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーであって、該着色剤が、該顔料組成物であるトナーに関する。
本発明の化合物及び顔料分散剤は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの如き各色の顔料の分散性を向上させることが可能である。また、本発明の顔料組成物、顔料分散体及びトナーは、良好な着色力を有することが可能である。
本発明の化合物(25)のCDCl中、室温、150MHzにおける13C NMRスペクトルを表す図である。 本発明の化合物(39)のCDCl中、室温、150MHzにおける13C NMRスペクトルを表す図である。 本発明の化合物(54)のCDCl中、室温、150MHzにおける13C NMRスペクトルを表す図である。 本発明の化合物(63)のCDCl中、室温、150MHzにおける13C NMRスペクトルを表す図である。 本発明の化合物(50)のCDCl中、室温、150MHzにおける13C NMRスペクトルを表す図である。 本発明の化合物(53)のCDCl中、室温、150MHzにおける13C NMRスペクトルを表す図である。
以下、好適な実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
本発明の化合物は、下記式(3)で表される単量体単位を有する高分子を有する化合物であって、下記式(1)で表される部分構造を有することを特徴とする。
[式(1)中、
は、アルキル基又はフェニル基を表し、
Arは、アリール基を表し、
Ar及びR乃至Rは、下記(i)及び(ii)の少なくとも一方の条件を満たす。
(i)Arが、アリール基の炭素原子に結合してなる、該高分子との結合部を構成する連結基を有する。
(ii)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、該高分子との結合部を構成する連結基である。
該連結基ではないR乃至Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基を表す。
但し、Ar及びR乃至Rは、下記(iii)及び(iv)の少なくとも一方の条件を満たす。
(iii)Arは、置換基として、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基を有する。
(iv)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基である。]
[式(2−1)中、
*は、式(1)中のAr、又はR乃至Rを有する芳香環との結合位置を表し、
は、
水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表し、
は、酸素原子、硫黄原子又はNR基を表し、
は、水素原子、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表す。]
[式(2−2)中、
*及び**は、式(1)中のAr、又はR乃至Rを有する芳香環との結合位置を表し、
式(2−2)で表される基は、式(1)中のArもしくはR乃至Rを有する芳香環と結合することによって5員複素環を形成し、
は、酸素原子、硫黄原子又はNR16基を表し、
16は、水素原子、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表す。]
[式(3)中、
は、水素原子又はアルキル基を表し、
10は、フェニル基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、又はカルボン酸アミド基を表す。]
尚、以下、上記式(1)で表される部分構造を「アゾ骨格構造」とも称する。また、式(3)で表される単量体を有する高分子のみを指示する場合は、「高分子部位」とも称する。また、上記式(1)で表される部分構造と、上記式(3)で表される単量体単位を有する高分子とが連結した化合物を、「アゾ骨格構造を有する化合物」とも称する。また、上記式(1)で表される部分構造中の、該高分子との結合部を構成する連結基を、単に「連結基」とも称する。
<アゾ骨格構造を有する化合物>
初めに、アゾ骨格構造を有する化合物について説明する。
該アゾ骨格構造を有する化合物は、種々の顔料への親和性が高い上記式(1)で表されるアゾ骨格構造と、非水溶性溶剤への親和性が高い上記式(3)で表される単量体単位を有する高分子(重合体)を有する。
<アゾ骨格構造>
先ず、アゾ骨格構造について詳細に説明する。
上記式(1)中のRにおけるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、及び、シクロヘキシル基の如き直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられる。
上記式(1)中のRのアルキル基、又はフェニル基は、顔料への親和性を著しく阻害しない限りは更に置換基により置換されていてもよい。この場合、置換してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、シアノ基、及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
上記式(1)中のRは、上記の中でも顔料への親和性の観点からメチル基であることが好ましい。
上記式(1)中のR乃至Rは、上記の中でも顔料への親和性の観点から、R乃至Rのうちの少なくとも一つが高分子との結合部を構成する連結基であることが好ましい。
連結基ではないR乃至Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、上記式(2−1)で表される基又は上記式(2−2)で表される基を表す。
製造容易性の観点からは、R乃至Rのうちの少なくとも一つが該連結基であり、該連結基ではないR乃至Rがいずれも水素原子であることがより好ましい。
上記式(1)中のArにおけるアリール基としては、例えば、フェニル基及びナフチル基が挙げられる。
上記式(1)中のArは、顔料への親和性を著しく阻害しない限りは、連結基以外に、更に置換基を有していてもよい。この場合、置換してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、上記式(2−1)で表される基、及び、上記式(2−2)で表される基が挙げられる。
その中でも、顔料への親和性の観点から、上記式(1)中のArは、置換基として、上記式(2−1)で表される基又は上記式(2−2)で表される基を有することが好ましい。さらに、製造容易性の観点から、Arが置換基として、上記式(2−1)で表される基又は上記式(2−2)で表される基のみを有することがより好ましい。
上記式(1)で表される部分構造は、上記(i)及び(ii)の少なくとも一方の条件を満たすが、その中でも、顔料への親和性及び製造容易性の観点から、上記(ii)の条件を満たすことが好ましい。また、上記式(1)で表される部分構造は、上記(iii)及び(iv)の少なくとも一方の条件を満たすが、その中でも、顔料への親和性及び製造容易性の観点から、上記(iii)の条件を満たすことが好ましい。
上記式(1)中のArは、上記の中でも顔料への親和性及び製造容易性の観点から、フェニル基であることが好ましい。すなわち、上記式(1)で表される部分構造が、下記式(4)で表される構造であることが好ましい。
[式(4)中、
は、アルキル基、又はフェニル基を表し、
11乃至R15、及び、R乃至Rは、下記(v)及び(vi)の少なくとも一方の条件を満たし、
(v)R11乃至R15のうちの少なくとも一つが、該高分子との結合部を構成する連結基である。
(vi)R乃至Rのうちの少なくとも一つが、該高分子との結合部を構成する連結基である。
連結基ではないR11乃至R15、R乃至Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、前記式(2−1)で表される基又は前記式(2−2)で表される基を表す。
但し、R11乃至R15、及び、R乃至Rは、下記(vii)及び(viii)の少なくとも一方の条件を満たす。
(vii)R11乃至R15のうちの少なくとも一つは、前記式(2−1)で表される基又は前記式(2−2)で表される基である。
(viii)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、前記式(2−1)で表される基又は前記式(2−2)で表される基である。]
上記式(4)中のR11乃至R15は、上記の中でも、顔料への親和性の観点から、R11乃至R15のうちの少なくとも一つが、上記式(2−1)又は式(2−2)で表される基であることが好ましい。さらに、製造容易性の観点から、上記式(2−1)又は式(2−2)で表される基ではないR11乃至R15が、いずれも水素原子であることが好ましい。
上記式(2−1)中のRにおけるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、及びシクロヘキシル基の如き直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のRにおけるアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、及びフェネチル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のRにおけるアルキルオキシカルボニル基(−C(=O)−O−Alkyl)としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のRにおけるアラルキルオキシカルボニル基(−C(=O)−O−Ararkyl)としては、例えば、ベンジルオキシカルボニル基、フェネチルオキシカルボニル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のRにおけるアルキル基、アラルキル基、アルキルオキシカルボニル基、及びアラルキルオキシカルボニル基は、顔料への親和性を著しく阻害しない限りは更に置換基により置換されていてもよい。この場合、置換してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、シアノ基、及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のRは、上記の中でも、顔料への親和性の観点から、水素原子、メチル基、エチル基であることが好ましい。
また、上記式(2−1)で表される構造の代わりに、上記式(2−2)で表される構造であってもよい。このとき形成される5員複素環は、例えば、式(2−2)中のAが酸素原子である場合は、2−イミダゾロン環、硫黄原子である場合は、2−イミダゾリジンチオン環、NH基である場合は、2−イミノイミダゾリジン環である。
上記式(2−1)中のR及び上記式(2−2)中のR16におけるアルキルオキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、sec−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニル基、n−ペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカルボニル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のR及び上記式(2−2)中のR16におけるアラルキルオキシカルボニル基としては、例えば、ベンジルオキシカルボニル基、フェネチルオキシカルボニル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のR及び上記式(2−2)中のR16におけるアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、及びアラルキルオキシカルボニル基は、顔料への親和性を著しく阻害しない限りは更に置換基により置換されていてもよい。この場合、置換してもよい置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、ヒドロキシル基、シアノ基、及びトリフルオロメチル基が挙げられる。
上記式(2−1)中のR及び上記式(2−2)中のR16は、上記の中でも、製造容易性の観点から、水素原子、tert−ブトキシカルボニル基、又はベンジルオキシカルボニル基であることが好ましい。
上記式(2−1)中のA及び上記式(2−2)中のAは、酸素原子、硫黄原子、NR基から任意に選択できるが、顔料への親和性及び製造容易性の観点で、酸素原子であることが好ましい。
上記式(1)又は(4)で表される部分構造に結合する該高分子の置換数は、特に限定されるものではないが、製造容易性の観点から、1又は2箇所で置換する場合が好ましい。
該連結基は、二価の連結基であれば特に限定されるものではないが、例えば、カルボン酸エステル結合を有する連結基、スルホン酸エステル結合を有する連結基、又はカルボン酸アミド結合を有する連結基が挙げられる。製造容易性の観点から、カルボン酸エステル結合、又はカルボン酸アミド結合を有する連結基が好ましい。
式(1)、又は(4)で表される部分構造における、連結基を形成するための置換基としては、特に制限されない。例えば、ヒドロキシル基を有する置換基、スルホン酸基を有する置換基、アミノ基を有する置換基、又はカルボキシル基を有する置換基等が挙げられる。
ヒドロキシル基を有する置換基としては、ヒドロキシル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、又はヒドロキシプロピル基等のヒドロキシアルキル基、−R53−O−R54−OHで表される基(R53、及びR54はそれぞれ独立して、炭素数1乃至4のアルキレン基を表す)等が挙げられる。
スルホン酸基を有する置換基としては、スルホン酸基、スルホメチル基、スルホエチル基、又はスルホプロピル基等のスルホアルキル基が挙げられる。
アミノ基を有する置換基としては、アミノ基、アミノメチル基、アミノエチル基、又はアミノプロピル基等のアミノアルキル基が挙げられる。
カルボキシル基を有する置換基としては、カルボキシル基、カルボキシメチル基、カルボキシエチル基、又はカルボキシプロピル基等のカルボキシアルキル基等が挙げられる。
また、顔料への親和性及び製造容易性の観点から、上記式(1)で表される部分構造と高分子部位とが連結するための連結基が、カルボン酸エステル結合又はカルボン酸アミド結合を有することが好ましい。尚、該高分子に由来するカルボン酸エステル結合(−COO−)等の官能基を介して、該高分子と式(1)、又は(4)で表されるアゾ骨格構造とが結合している場合、それらの官能基を含めた結合部を連結基と称する。
具体的に、該連結基としては、下記のL乃至Lが挙げられる。
[上記L乃至L中の「*」は、前記式(3)で表される単量体単位を有する高分子部位中の炭素原子との結合位置を表す。また、上記式L乃至L中の「**」は前記式(1)で表される部分構造のArの芳香環中の炭素原子に、又は、R乃至Rを有する芳香環中の炭素原子との結合位置を表す。]
<アゾ骨格構造を有する化合物における高分子部位>
次に上記高分子部位について説明する。
上記式(3)中のRにおけるアルキル基としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、及びシクロヘキシル基の如き直鎖、分岐、又は環状のアルキル基が挙げられる。
上記式(3)中のRは、上記の中でも単量体単位を形成する重合性単量体の重合性の観点から、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
上記式(3)中のR10におけるカルボン酸エステル基としては、特に限定されるものではないが、例えば、メチルエステル基、エチルエステル基、n−プロピルエステル基、イソプロピルエステル基、n−ブチルエステル基、イソブチルエステル基、sec−ブチルエステル基、tert−ブチルエステル基、オクチルエステル基、ノニルエステル基、デシルエステル基、ウンデシルエステル基、ドデシルエステル基、ヘキサデシルエステル基、オクタデシルエステル基、エイコシルエステル基、ドコシルエステル基、2−エチルヘキシルエステル基、フェニルエステル基、ベンジルエステル基、及び2−ヒドロキシエチルエステル基の如き直鎖、又は分岐のエステル基が挙げられる。
上記式(3)中のR10におけるカルボン酸アミド基としては、特に限定されるものではないが、例えば、N−メチルアミド基、N,N−ジメチルアミド基、N−エチルアミド基、N,N−ジエチルアミド基、N−イソプロピルアミド基、N,N−ジイソプロピルアミド基、N−n−ブチルアミド基、N,N−ジ−n−ブチルアミド基、N−イソブチルアミド基、N,N−ジイソブチルアミド基、N−sec−ブチルアミド基、N,N−ジ−sec−ブチルアミド基、N−tert−ブチルアミド基、N−オクチルアミド基、N,N−ジオクチルアミド基、N−ノニルアミド基、N,N−ジノニルアミド基、N−デシルアミド基、N,N−ジデシルアミド基、N−ウンデシルアミド基、N,N−ジウンデシルアミド基、N−ドデシルアミド基、N,N−ジドデシルアミド基、N−ヘキサデシルアミド基、N−オクタデシルアミド基、N−フェニルアミド基、N−(2−エチルヘキシル)アミド基、及びN,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミド基の如き直鎖、又は分岐のアミド基が挙げられる。
上記式(3)中のR10は、単量体単位を形成する重合性単量体の重合性を阻害したり、上記アゾ骨格構造を有する化合物の溶解性を著しく低下させたりするものでなければ、更に置換基により置換されてもよい。この置換基としては、例えば、メトキシ基及びエトキシ基の如きアルコキシ基、N−メチルアミノ基及びN,N−ジメチルアミノ基の如きアミノ基、アセチル基の如きアシル基、フッ素原子、及び塩素原子の如きハロゲン原子が挙げられる。
上記式(3)中のR10は上記の中でも、上記アゾ骨格構造を有する化合物の媒体中での分散性及び相溶性の点で、フェニル基又はカルボン酸エステル基であることが好ましい。
上記高分子部位は、上記式(3)で表される単量体単位の割合を変化させることで分散媒との親和性を制御することができる。分散媒がスチレンのような非極性溶剤の場合には、上記式(3)中のR10がフェニル基である単量体単位の割合を大きくすることが分散媒との親和性の点で好ましい。又、分散媒がアクリル酸エステルのようなある程度極性がある溶剤の場合には、上記式(3)中のR10がカルボキシル基、カルボン酸エステル基又はカルボン酸アミド基である単量体単位の割合を大きくすることが、分散媒との親和性の点で好ましい。
又、上記高分子が、R10がカルボキシル基である単量体単位を含み、R乃至R、Arの少なくとも一つと、上記高分子中のカルボキシル基とが、カルボン酸エステル結合、又はカルボン酸アミド結合を形成させることが製造容易性の観点から好ましい。
又、上記高分子は、末端にカルボキシル基を有していてもよい。当該カルボキシル基を介して、アゾ骨格構造と結合することもできる。この場合、該カルボキシル基と、R乃至R、Arの少なくとも一つとがカルボン酸エステル結合、又はカルボン酸アミド結合を介して結合していることが好ましい。
前記高分子部位の末端にカルボキシル基を導入する方法としては、例えば、後述するATRP(Atom Transfer Radical Polymerization)法、カルボキシル基を有する重合開始剤を使用する方法、又はカルボキシル基を有するメルカプタン系連鎖移動剤を使用する方法等を適用することができる。
上記高分子部位の分子量は、顔料の分散性を向上させる点で数平均分子量が500以上であることが好ましい。更に非水溶性溶剤への親和性を向上させるために、該高分子部位の数平均分子量は200000以下であることが好ましい。更に、製造容易性の観点から、該高分子部位の数平均分子量は2000乃至50000であることがより好ましい。
また、特表2003−531001号公報に開示されるように、ポリオキシアルキレンカルボニル系の分散剤において、末端に分岐した脂肪族鎖を導入することで分散性を向上させる方法が知られている。本発明の高分子部位においても、後述するATRPのような方法でテレケリックな高分子部位を合成すれば、末端に分岐した脂肪族鎖を導入することができる。
上記アゾ骨格構造を有する化合物中のアゾ骨格構造の位置は、ランダムに点在していても、一端に一つ若しくは複数のブロックを形成して偏在していてもよい。
上記アゾ骨格構造を有する化合物中のアゾ骨格構造の数は、顔料への親和性と、分散媒への親和性とのバランスから、高分子部位を形成する単量体数100に対して0.5乃至10であることが好ましく、より好ましくは0.5乃至5である。
尚、上記式(1)で表されるアゾ骨格構造は、下記スキームに示されるように、下記式(5)及び(6)で表される互変異性体が存在するが、これらの互変異性体についても本発明の権利範囲内である。
[式(5)乃至(6)中のR乃至R及びArは、式(1)におけるR乃至R及びArと各々同義である。]
<アゾ骨格構造を有する化合物の製造方法>
次に本発明のアゾ骨格構造を有する化合物の製造方法について詳述する。
上記アゾ骨格構造を有する化合物は、公知の方法に従って合成することができる。
具体的に、アゾ骨格構造を有する化合物を合成する方法としては、例えば、下記(i)乃至(iv)に示す方法が挙げられる。
まず、方法(i)について、スキームの一例を以下に示し、詳細に説明する。
方法(i)は、予めアゾ骨格構造及び高分子部位をそれぞれ合成し、縮合反応でアゾ骨格構造と高分子部位とを結合させることにより、アゾ骨格構造を有する化合物を合成する。
[式(7)乃至(12)中のR、及びArは上記式(1)中のR、及びArと各々同義である。式(8)中のXは脱離基を表す。Pは、上記式(3)で表される単量体単位を形成する重合性単量体を重合して得られる高分子部位を表す。式(7)、式(9)、式(11)及び式(12)中のmは1又は2の整数を表す。]
上記に例示した方法(i)のスキームでは、下記工程1乃至4を経ることによって、上記式(1)で表されるアゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。工程1では、式(7)で表されるニトロアニリン誘導体と式(8)で表されるアセト酢酸類縁体をアミド化し、アシルアセトアニリド類縁体である中間体(9)を合成する。工程2では、中間体(9)とアニリン誘導体(10)をジアゾカップリングさせ、アゾ化合物(11)を合成する。工程3では、アゾ化合物(11)中のニトロ基を還元し、アゾ化合物(12)を合成する。工程4では、アゾ化合物(12)と高分子部位Pを縮合反応等により結合させる。
まず、工程1について説明する。
工程1では公知の方法を利用できる。例えば、Datta E.Ponde、他4名、「The Journal of Organic Chemistry」、(米国)、American Chemical Society、1998年、第63巻、第4号、1058−1063頁参照。又、式(9)中のRがメチル基の場合は原料(8)の替わりにジケテンを用いた方法によっても合成可能である。例えば、Kiran Kumar Solingapuram Sai、他2名、「The Journal of Organic Chemistry」、(米国)、American Chemical Society、2007年、第72巻、第25号、9761−9764頁参照。
上記ニトロアニリン誘導体(7)及びアセト酢酸類縁体(8)は、それぞれ多種市販されており容易に入手可能である。又、公知の方法によって容易に合成することができる。
この工程1は無溶剤で行うことも可能であるが、反応の急激な進行を防ぐために溶剤の存在下で行うことが好ましい。溶剤としては、反応を阻害しないものであれば特に制限されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール、及びプロパノールの如きアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸プロピル等のエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及びジオキサンの如きエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、及びヘプタンの如き炭化水素類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、及びクロロホルムの如き含ハロゲン炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、及びN,N−ジメチルイミダゾリジノンの如きアミド類、アセトニトリル、及びプロピオニトリルの如きニトリル類、ギ酸、酢酸、及びプロピオン酸の如き酸類、水が挙げられる。又、上記溶剤は必要に応じて2種以上を混合して用いてもよく、基質の溶解性に応じて、混合使用の際の混合比を任意に定めることができる。上記溶剤の使用量は、任意に定めることができるが、反応速度の点で、上記式(7)で表される化合物の質量の1.0乃至20倍の範囲であることが好ましい。
この工程1は、通常0乃至250℃の温度範囲で行われ、通常24時間以内に完結する。
次に、工程2について説明する。
工程2では公知の方法を利用できる。具体的には、例えば、下記に示す方法が挙げられる。先ず、メタノール溶剤中、アニリン誘導体(10)を塩酸、又は硫酸等の無機酸の存在下、亜硝酸ナトリウム、又はニトロシル硫酸等のジアゾ化剤と反応させて、対応するジアゾニウム塩を合成する。更に、このジアゾニウム塩を中間体(9)とカップリングさせて、アゾ化合物(11)を合成する。
上記アニリン誘導体(10)は、多種市販されており容易に入手可能である。又、公知の方法によって容易に合成することができる。
この工程2は無溶剤で行うことも可能であるが、反応の急激な進行を防ぐため溶剤の存在下で行うことが好ましい。溶剤としては、反応を阻害しないものであれば特に制限されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール、及びプロパノールの如きアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸プロピルの如きエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及びジオキサンの如きエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、及びヘプタンの如き炭化水素類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、及びクロロホルムの如き含ハロゲン炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、及びN,N−ジメチルイミダゾリジノンの如きアミド類、アセトニトリル、及びプロピオニトリルの如きニトリル類、ギ酸、酢酸、及びプロピオン酸の如き酸類、水が挙げられる。又、上記溶剤は必要に応じて2種以上を混合して用いてもよく、基質の溶解性に応じて、混合使用の際の混合比を任意に定めることができる。上記溶剤の使用量は、任意に定めることができるが、反応速度の点で、上記式(9)で表される化合物の質量の1.0乃至20倍の範囲が好ましい。
この工程2は、通常−50乃至100℃の温度範囲で行われ、通常24時間以内に完結する。
次に、工程3について説明する。
工程3では公知の方法を利用できる。具体的には、金属化合物等を用いる方法としては、例えば、「実験化学講座」、丸善(株)、第2版、第17−2巻、162−179頁。接触水素添加法としては、例えば、「新実験化学講座」、丸善(株)、第1版、第15巻、390−448頁、又は国際公開第2009/060886号等に記載の方法が利用できる。
この工程3は無溶剤でおこなうことも可能であるが、反応の急激な進行を防ぐため溶剤の存在下でおこなうことが好ましい。溶剤としては、反応を阻害しないものであれば特に制限されるものではないが、例えば、メタノール、エタノール、及びプロパノールの如きアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸プロピルの如きエステル類、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及びジオキサンの如きエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、及びヘプタンの如き炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、及びN,N−ジメチルイミダゾリジノンの如きアミド類が挙げられる。又、上記溶剤は必要に応じて2種以上を混合して用いてもよく、混合使用の際の混合比を任意に定めることができる。上記溶剤の使用量は、基質の溶解性に応じて、任意に定めることができるが、反応速度の点で上記式(11)で表される化合物の質量の1.0乃至20倍の範囲が好ましい。
この工程は、通常0乃至250℃の温度範囲で行われ、通常24時間以内に完結する。
次に、工程4で用いる高分子部位Pの合成方法について説明する。
高分子部位Pの合成では公知の重合方法を利用できる[例えば、Krzysztof Matyjaszewski、他1名、「Chemical Reviews」、(米国)、American Chemical Society、2001年、第101巻、2921−2990頁]。
具体的に、高分子部位を合成するための重合方法としては、ラジカル重合、カチオン重合、及びアニオン重合が挙げられるが、その中でも製造容易性の点でラジカル重合を用いることが好ましい。
ラジカル重合は、ラジカル重合開始剤の使用、放射線、レーザー光等の照射、光重合開始剤と光の照射との併用、及び加熱により行うことができる。
ラジカル重合開始剤としては、ラジカルを発生し、重合反応を開始させることができるものであればよく、熱、光、放射線、又は酸化還元反応の作用によってラジカルを発生する化合物から選ばれる。例えば、アゾ化合物、有機過酸化物、無機過酸化物、有機金属化合物、及び光重合開始剤が挙げられる。具体的には、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、及び4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)の如きアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、tert−へキシルパーオキシベンゾエート、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエートの如き有機過酸化物系重合開始剤、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウムの如き無機過酸化物系重合開始剤、過酸化水素−第1鉄系、過酸化ベンゾイル−ジメチルアニリン系、及びセリウム(IV)塩−アルコール系の如きレドックス開始剤が挙げられる。光重合開始剤としては、ベンゾフェノン類、ベンゾインエーテル類、アセトフェノン類、及びチオキサントン類が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は、必要に応じて2種以上を併用してもよい。
この際使用される重合開始剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対し0.1乃至20質量部の範囲で、目標とする分子量分布の共重合体が得られるように使用量を調節するのが好ましい。
又、上記Pで表される高分子部位は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、分散重合、沈殿重合、及び塊状重合の何れの重合方法を用いて製造することも可能である。特に限定するものではないが、その中でも、製造時に用いる各成分を溶解し得る溶媒中での溶液重合が好ましい。溶媒としては、具体的には、メタノール、エタノール、及び2−プロパノールの如きアルコール類、アセトン、及びメチルエチルケトンの如きケトン類、テトラヒドロフラン、及びジエチルエーテルの如きエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、又はそのアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、又はそのアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類といった極性有機溶剤や、トルエン、及びキシレンといった非極性溶剤を、単独で、又は混合して使用することができる。これらのうち沸点が100乃至180℃の温度範囲の溶剤を、単独、又は混合して使用することがより好ましい。
重合温度は、用いる重合開始剤の種類により好ましい温度範囲は異なり、特に制限されるものではないが、具体的には、−30乃至200℃の温度範囲で重合することが一般的であり、より好ましい温度範囲は、40乃至180℃である。
上記Pで表される高分子部位は、公知の方法を用いて、分子量分布や分子構造を制御することができる。具体的には、付加開裂型の連鎖移動剤を利用する方法(特許第4254292号公報及び特許第3721617号公報参照)、アミンオキシドラジカルの解離と結合を利用するNMP法[例えば、Craig J.Hawker、他2名、「Chemical Reviews」、(米国)、American Chemical Society、2001年、第101巻、3661−3688頁]、ハロゲン化合物を重合開始剤として、金属触媒及び配位子を用いて重合するATRP法[例えば、Masami Kamigaito、他2名、「Chemical Reviews」、(米国)、American Chemical Society、2001年、第101巻、3689−3746頁]、ジチオカルボン酸エステルやザンテート化合物等を重合開始剤とするRAFT法(例えば、特表2000−515181号公報)、その他、MADIX法(例えば、国際公開第99/05099号)、又はDT法[例えば、Atsushi Goto、他6名、「Journal of The American Chemical Society」、(米国)、American Chemical Society、2003年、第125巻、8720−8721頁]等を用いることで、分子量分布や分子構造を制御した該高分子部位Pを製造することができる。
次に、工程4について説明する。
工程4では公知の方法を利用して、カルボキシル基を有する高分子部位Pとアゾ化合物(12)のアミノ基が反応することで、連結基がカルボン酸アミド結合を有するアゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。具体的には、脱水縮合剤、例えば、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩等を使用する方法(例えば、Melvin S.Newman、他1名、「The Journal of Organic Chemistry」、(米国)、American Chemical Society、1961年、第26巻、第7号、2525−2528頁)、及びショッテン−バウマン法(例えば、Norman O.V.Sonntag、「Chemical Reviews」、(米国)、American Chemical Society、1953年、第52巻、第2号、237−416頁)等が挙げられる。
この工程4は無溶剤で行うことも可能であるが、反応の急激な進行を防ぐため溶剤の存在下で行うことが好ましい。溶剤としては、反応を阻害しないものであれば特に制限されるものではない。例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、及びジオキサンの如きエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、及びヘプタンの如き炭化水素類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、及びクロロホルムの如き含ハロゲン炭化水素類、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、及びN,N−ジメチルイミダゾリジノン等のアミド類、アセトニトリル、及びプロピオニトリル等のニトリル類が挙げられる。又、上記溶剤は基質の溶解性に応じて、2種以上を混合して用いてもよく、混合使用の際の混合比を任意に定めることができる。上記溶剤の使用量は、任意に定めることができるが、反応速度の点で上記Pで表される高分子部位の質量の1.0乃至20倍の範囲が好ましい。
この工程4は、通常0℃乃至250℃の温度範囲で行われ、通常24時間以内に完結する。
次に、方法(ii)について、スキームの一例を以下に示し、詳細に説明する。
方法(ii)は、方法(i)とは異なる位置[式(16)中のAr]に、高分子部位との連結基を形成する置換基を有するアゾ化合物を合成し、そのアゾ化合物と高分子部位とを縮合反応で結合させることにより、アゾ骨格構造を有する化合物を合成する。
[式(13)乃至(16)中のR乃至Rは、上記式(1)中のR乃至Rと同義である。X、及びPは、上記方法(i)のスキーム中のX、Pと同義である。式(15)、及び式(16)中のArはアリーレン基を表す。式(15)、及び式(16)中のXは、Pと反応して上記二価の連結基を形成する置換基を表し、nは1又は2の整数を表す。]
上記に例示したスキームでは、工程5乃至7を経ることによって、上記アゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。工程5では、式(13)で表されるアニリン誘導体と式(8)で表されるアセト酢酸類縁体をアミド化し、アシルアセトアニリド類縁体である中間体(14)を合成する。工程6では、中間体(14)とアニリン誘導体(15)をジアゾカップリングさせ、アゾ化合物(16)を合成する。工程7では、アゾ骨格構造と高分子部位Pを縮合反応等により合成する。
まず、工程5について説明する。
工程5では上記方法(i)の工程1と同様の方法を利用し、アシルアセトアニリド類縁体である中間体(14)を合成する。
次に、工程6について説明する。
工程6では上記方法(i)の工程2と同様の方法を利用し、アゾ化合物(16)を合成することができる。
上記アニリン誘導体(15)は、多種市販されており容易に入手可能である。又、公知の方法によって容易に合成することができる。
次に、工程7について説明する。
工程7では上記方法(i)の高分子部Pの合成と同様の方法を利用し、上記アゾ化合物(16)と上記高分子部位Pとを縮合反応等によって、アゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。具体的には、例えば、カルボキシル基を有する高分子部位PとXがヒドロキシル基を有する置換基であるアゾ化合物(16)を使用することで、連結基がカルボン酸エステル結合を有するアゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。又、カルボキシル基を有する高分子部位PとXがアミノ基を有する置換基であるアゾ化合物(16)を使用することで連結基がカルボン酸アミド結合を有するアゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。
次に、方法(iii)について、スキームの一例を以下に示し、詳細に説明する。
方法(iii)は、予め重合性官能基を有するアゾ化合物を合成し、上記式(3)で表される単量体単位を形成する重合性単量体と共重合させることにより上記アゾ骨格構造を有する化合物を合成する。
[式(16)中のR乃至R、Ar、X、及びnは、上記方法(ii)のスキーム中の式(16)中のR乃至R、Ar、X、及びnと各々同義である。式(17)中のR16は、水素原子又はアルキル基を表し、Xは、式(16)中のXと反応して式(18)中のXを形成する置換基を表す。式(18)中のR乃至R、Ar、及びnは式(16)と各々同義であり、Xは式(16)中のXと式(17)中のXが反応し、形成する二価の連結基を表す。]
上記に例示した方法(iii)のスキームでは、工程8乃至9を経ることによって、上記アゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。工程8では、アゾ化合物(16)と、式(17)で表されるビニル基含有化合物を反応させ、重合性官能基を有するアゾ化合物(18)を合成する。工程9では、重合性官能基を有するアゾ化合物(18)を、上記式(3)で表される単量体単位を形成する重合性単量体と共重合する。
先ず、工程8について説明する。
工程8では上記方法(i)の工程4と同様の方法を利用し、重合性官能基を有するアゾ化合物(18)を合成することができる。
工程9では上記方法(i)のPの合成と同様の方法を利用し、上記アゾ骨格構造(18)と上記式(3)で表される単量体単位を形成する重合性単量体とを共重合することによって、アゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。
次に、方法(iv)について、スキームの一例を以下に示し、詳細に説明する。
方法(iv)は、予め合成したハロゲン原子を有するアゾ化合物を重合開始剤とし、上記式(3)で表される単量体単位を形成する重合性単量体と共重合させることにより、上記アゾ骨格構造を有する化合物を合成する。
[式(16)中のR乃至R、Ar、X、及びnは、上記方法(ii)のスキーム中の式(16)中のR乃至R、Ar、X、及びnと各々同義である。式(19)中のR17は、式(16)中のXと反応して、式(22)中のR18を形成する置換基を表し、Xは塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子を表す。式(20)中のR乃至R、Ar及びnは、上記式(16)と同義であり、R18は式(16)中のXと式(19)中のR17が反応し、形成する二価の連結基を表す。]
上記に例示したスキームでは、工程10乃至11を経ることによって、アゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。工程10では、アゾ化合物(16)と式(19)で表されるハロゲン原子含有化合物を反応させ、ハロゲン原子を有するアゾ化合物(20)を合成する。工程11では、ハロゲン原子を有するアゾ化合物(20)を重合開始剤として、上記式(3)で表される単量体単位を形成する重合性単量体と共重合する。
まず、工程10について説明する。
工程10では上記方法(i)の工程4と同様の方法を利用し、ハロゲン原子を有するアゾ化合物(20)を合成することができる。具体的には、例えば、カルボキシル基を有するハロゲン原子含有化合物(19)とXがヒドロキシル基を有する置換基であるアゾ化合物(16)を使用することで、ハロゲン原子を有するアゾ化合物(20)を合成することができる。又、カルボキシル基を有するハロゲン原子含有化合物(19)と、Xがアミノ基を有する置換基であるアゾ化合物(16)を使用することで、ハロゲン原子を有するアゾ化合物(20)を合成することができる。
上記カルボキシル基を有するハロゲン原子含有化合物(19)としては、例えば、クロロ酢酸、α−クロロプロピオン酸、α−クロロ酪酸、α−クロロイソ酪酸、α−クロロ吉草酸、α−クロロイソ吉草酸、α−クロロカプロン酸、α−クロロフェニル酢酸、α−クロロジフェニル酢酸、α−クロロ−α−フェニルプロピオン酸、α−クロロ−β−フェニルプロピオン酸、ブロモ酢酸、α−ブロモプロピオン酸、α−ブロモ酪酸、α−ブロモイソ酪酸、α−ブロモ吉草酸、α−ブロモイソ吉草酸、α−ブロモカプロン酸、α−ブロモフェニル酢酸、α−ブロモジフェニル酢酸、α−ブロモ−α−フェニルプロピオン酸、α−ブロモ−β−フェニルプロピオン酸、ヨード酢酸、α−ヨードプロピオン酸、α−ヨード酪酸、α−ヨードイソ酪酸、α−ヨード吉草酸、α−ヨードイソ吉草酸、α−ヨードカプロン酸、α−ヨードフェニル酢酸、α−ヨードジフェニル酢酸、α−ヨード−α−フェニルプロピオン酸、α−ヨード−β−フェニルプロピオン酸、β−クロロ酪酸、β−ブロモイソ酪酸、ヨードジメチルメチル安息香酸、及び1−クロロエチル安息香酸が挙げられ、その酸ハロゲン化物、酸無水物も同様に本発明において使用することができる。
次に、工程11について説明する。
工程11では上記方法(ii)中のATRP法を利用して上記アゾ骨格構造を有する化合物を合成することができる。具体的には、ハロゲン原子を有するアゾ化合物(20)を重合開始剤として、金属触媒、及び配位子の存在下、上記式(3)で表される単量体単位を形成する重合性単量体と共重合する。
ATRP法に使用する金属触媒としては、特に制限されないが、周期表7乃至11族から選ばれる少なくとも1種の遷移金属が好適である。低原子価錯体と高原子価錯体とが可逆的に変化するレドックス触媒(レドックス共役錯体)においては、具体的に使用される低原子価金属として、Cu、Ni、Ni、Ni2+、Pd、Pd、Pt、Pt、Pt2+、Rh、Rh2+、Rh3+、Co、Co2+、Ir、Ir、Ir2+、Ir3+、Fe2+、Ru2+、Ru3+、Ru4+、Ru5+、Os2+、Os3+、Re2+、Re3+、Re4+、Re6+、Mn2+、及びMn3+の群から選ばれる金属が挙げられる。中でも、Cu、Ru2+、Fe2+、又はNi2+が好ましく、特にCuが好ましい。1価の銅化合物の具体例としては、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅及びシアン化第一銅等が挙げられる。
ATRP法に使用する配位子としては、一般的には有機配位子が使用される。例えば、2,2’−ビピリジル、及びその誘導体、1,10−フェナントロリン、及びその誘導体、テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン、トリス(ジメチルアミノエチル)アミン、トリフェニルホスフィン、及びトリブチルホスフィンが挙げられるが、その中でも、特にN,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミンの如き脂肪族ポリアミン類が好ましい。
上記例示した合成方法で得られた上記アゾ骨格構造を有する化合物、上記式(9)、(11)、(12)、(14)、(16)、(18)及び(20)で表される化合物は、通常の有機化合物の単離、精製方法を用い精製することができる。単離、精製方法としては、例えば、有機溶剤を用いた再結晶法又は再沈殿法、シリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィーが挙げられる。これらの方法を単独又は2つ以上組み合わせて精製を行うことにより、高純度の化合物を得ることが可能である。
<化合物の同定、純度の測定>
上記式(9)、(11)、(12)、(14)、(16)、(18)及び(20)で表される化合物は、核磁気共鳴分光分析[ECA−400、日本電子(株)製]、ESI−TOF MS(LC/MSD TOF、Agilent Technologies社製)、HPLC分析[LC−20A、(株)島津製作所製]により同定、純度の測定を行った。
上記アゾ骨格構造を有する化合物は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)[HLC8220GPC、東ソー(株)製]、核磁気共鳴分光分析[ECA−400、日本電子(株)製、又はFT−NMR AVANCE−600、ブルカー・バイオスピン(株)製]、JIS K−0070に基づく酸価測定[自動滴定測定装置COM−2500、平沼産業(株)製]により同定、分子量測定を行った。
<顔料分散剤、及び、顔料組成物>
次に、本発明の顔料分散剤及び顔料組成物について説明する。
本発明の顔料分散剤は、上記のアゾ骨格構造を有する化合物が、各種顔料との親和性が高く、且つ非水溶性溶剤への親和性も高いことから、このアゾ骨格構造を有する化合物を含有する。このとき、上記アゾ骨格構造を有する化合物は、単独又は2種以上を組み合わせて顔料分散剤として用いることができる。
本発明の顔料分散剤は、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物を含有するものであればよい。
又、本発明の顔料組成物は、上記のアゾ骨格構造を有する化合物と、顔料とを有することを特徴とする。この顔料組成物は、塗料、インキ、トナー、及び樹脂成形品に用いることが可能である。
本発明の顔料組成物に含有されるイエロー顔料としては、例えば「Organic Pigments Handbook」2006年発行(著者/発行者;橋本勲)に記載のイエロー顔料を適宜選択して用いることができる。具体的には、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、ポリアゾ系顔料、イソインドリン系顔料、縮合アゾ系顔料、アゾメチン系顔料、アントラキノン系顔料、又はキノキサリン系顔料が挙げられる。その中でも、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、ポリアゾ系顔料、及びイソインドリン系顔料が好適に使用できる。
具体的には、C.I.Pigment Yellow 74,83,93,128,155,175及び180等のアセトアセトアニリド系顔料、及び、C.I.Pigment Yellow 139及び185等のイソインドリン系顔料は本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性が高いことから好ましい。特に、C.I.Pigment Yellow 155,180,185は、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物による分散効果が高いことからより好ましい。
上記イエロー顔料は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。
本発明の顔料組成物に含有されるイエロー着色剤としては、顔料の分散性を阻害しない限りは、上記のイエロー顔料と共に公知のイエロー着色剤を併用することができる。
併用できる着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、キノフタロン化合物、及びアリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。
具体的には、C.I.Pigment Yellow 12,13,14,15,17,62,94,95,97,109,110,111,120,127,129,139,147,151,154,168,174,176,181,191,194,213,214;C.I.バットイエロー1,3,20;ミネラルファストイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、パーマネントイエローNCG、C.I.Solvent Yellow 9,17,24,31,35,58,93,100,102,103,105,112,162及び163を用いることができる。
本発明の顔料組成物に含有されるマゼンタ顔料としては、例えば「Organic Pigments Handbook」2006年発行(著者/発行者;橋本勲)に記載のマゼンタ顔料(キナクリドン系顔料、モノアゾナフトール系顔料、ビスアゾナフトール系顔料、ペリレン系顔料、チオインジゴ系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ナフトールAS系顔料、及びBONAレーキ系顔料等)の中から適宜選択して用いることができる。その中でも、キナクリドン系顔料、ジケトピロロピロール系顔料、ナフトールAS系顔料及びBONAレーキ系顔料が好ましい。
更に、その中でも下記式(21)で表されるキナクリドン系顔料、下記式(22)で表されるジケトピロロピロール系顔料、下記式(23)で表されるナフトールAS系顔料及びBONAレーキ系顔料がより好ましい。それは、これらの顔料と、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性が高いためである。
[式(21)中、R19乃至R26は、それぞれ独立して、水素原子、塩素原子、又はメチル基を表す。]
[式(22)中、R27乃至R36は、それぞれ独立して、水素原子、塩素原子、tert−ブチル基、シアノ基、又はフェニル基を表す。]
[式(23)中、R37乃至R39はそれぞれ独立して、水素原子、メトキシ基、メチル基、ニトロ基、塩素原子、N,N−ジエチルアミノスルホニル基、スルホン酸基、スルホン酸塩基、又はCONHR41基を表し、R40は、アミノ基、カルボン酸基、カルボン酸塩基、又はCONHR42基を表し、R41、及びR42は、それぞれ独立して、水素原子、又はフェニル基を表す。]
上記式(21)で示されるキナクリドン系顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 202,122,192及び209が挙げられる。
上記式(21)において、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から、R19、R20、R22乃至R24、及びR26が水素原子であり、R21及びR25が水素原子、塩素原子、又はメチル基であることが好ましい。
上記式(22)で示されるジケトピロロピロール系顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 255,254及び264が挙げられる。
上記式(22)において、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から、R27、R28、R30乃至R33、R35、及びR36が水素原子であり、R29、及びR34が水素原子、又はフェニル基であることが好ましい。
上記式(23)で示されるナフトール系AS顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 2,3,5,6,7,23,150,146,184及び269が挙げられる。
上記式(23)で示されるBONAレーキ系顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red 48:2,48:3,48:4,57:1が挙げられる。
上記式(23)中のR37乃至R42は、上記の中でも本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から、R37乃至R39のうち少なくとも一つがCONHR41基であり、R40がCONHR42基であることが好ましい。更に、R42が水素原子であることが、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から好ましい。
本発明においては、特に、C.I.Pigment Red 122及び202等のキナクリドン系顔料;C.I.Pigment Red 255,264及び150等のナフトールAS系顔料は、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から特に好ましい。
上記マゼンタ顔料は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。
本発明の顔料組成物に含有されるマゼンタ着色剤としては、顔料の分散性を阻害しない限りは、上記のマゼンタ顔料と共に公知のマゼンタ着色剤を併用することができる。
併用できるマゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、及びペリレン化合物が挙げられる。
具体的には、C.I.Pigment Red 81:1,144,166,169,177,185,220,221及び238が挙げられる。
本発明の顔料組成物に含有されるシアン顔料としては、下記式(24)で表されるフタロシアニン顔料が好適に使用できる。
[式(24)中、R43乃至R46はそれぞれ独立して、水素原子、アルキル基、スルホン酸基、又はスルホン酸塩基を表し、Mは金属原子、又は水素原子を表す。]
上記式(24)で表されるフタロシアニン顔料としては、例えば、C.I.Pigment Blue 15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:5,15:6,16,17,17:1,68,70,75,76及び79が挙げられる。
その中でも、特に、C.I.Pigment Blue 15,15:1,15:2,15:3,15:4,15:5,15:6は、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から好ましい。
上記シアン顔料は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。
本発明の顔料組成物に含有されるシアン着色剤としては、顔料の分散性を阻害しない限りは、上記シアン顔料と共に公知のシアン着色剤を併用することができる。
併用できるシアン着色剤としては、例えば、C.I.Pigment Blue 1,1:2,1:3,2,2:1,2:2,3,4,5,6,7,8,9,9:1,10,10:1,11,12,13,14,18,19,20,21,22,23,24,24:1,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,36:1,52,53,56,56:1,57,58,59,60,61,61:1,62,63,64,65,66,67,69,71,72,73,74,77,78,80,81,82,83及び84が挙げられる。
又、色調を整えるためにシアン着色剤以外の着色剤を用いることができる。例えば、C.I.Pigment Blue 15:3にC.I.Pigment Green 7を混合して用いることで、シアンの色純度を向上させることができる。
本発明の顔料組成物に含有されるブラック顔料としては、カーボンブラックが好適に使用できる。
本発明に用いられるカーボンブラックは、特に制限はないが、例えばサーマル法、アセチレン法、チャンネル法、ファーネス法、及びランプブラック法の如き製法により得られたカーボンブラックを用いることができる。
本発明に用いるカーボンブラックの平均一次粒径は、特に制限はないが、色調の観点から平均一次粒径が14乃至80nmであることが好ましく、より好ましくは25乃至50nmである。
尚、カーボンブラックの平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡で拡大した写真を撮影して測定することができる。
本発明に用いるカーボンブラックのDBP吸油量は、特に制限はないが、30乃至200ml/100gであることが好ましく、より好ましくは40乃至150ml/100gである。カーボンブラックのDBP吸油量が上記範囲内であることによって、印字画像の着色力を更に向上させることが可能となる。
尚、カーボンブラックのDBP吸油量とは、カーボンブラック100gが吸収するDBP(ジブチルフタレート)量であり、「JIS K6217」に準拠して測定することができる。
又、カーボンブラックのpHは、上記アゾ骨格構造を有する化合物のカーボンブラックの分散性を著しく阻害するものでなければ特に制限はない。尚、カーボンブラックのpHは、カーボンブラックと蒸留水の混合液をpH電極で測定することができる。
カーボンブラックの比表面積は、特に制限はないが、300m/g以下であることが好ましく、より好ましくは100m/g以下である。カーボンブラックの比表面積が上記範囲内であることによって、アゾ骨格構造を有する化合物の添加量をより低減させることが可能となる。
尚、カーボンブラックの比表面積とはBET比表面積であり、「ISO 4652」に準拠して測定することができる。
上記カーボンブラックは単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。
本発明に用いるブラック着色剤としては、カーボンブラックの分散性を阻害しない限りは、上記カーボンブラックと共に公知のブラック着色剤を併用することができる。
併用できるブラック着色剤としては、例えば、C.I.Pigment Black 1,10,31;C.I.Natural Black 1,2,3,4,5,6;活性炭が挙げられる。
更に、本発明の顔料組成物に含有されるブラック着色剤としては、調色のために、公知のマゼンタ着色剤、シアン着色剤、又はイエロー着色剤を併用して用いてもよい。
なお、本発明に使用し得る顔料としては、上記のようなイエロー顔料、マゼンタ顔料、シアン顔料又はカーボンブラック以外の顔料でも、本発明の顔料分散剤と親和性がある顔料であれば用いることができるため、上記の顔料に限定されるものではない。
これらの顔料は、粗製顔料(上記顔料に対応する原料から製造され、精製、結晶形や粒子径の制御、及び表面処理によって調製されていない顔料)であってもよい。又、上記アゾ骨格構造を有する化合物の効果を著しく阻害するものでなければ調製された顔料組成物であってもよい。
本発明の顔料組成物における顔料とアゾ骨格構造を有する化合物との質量基準での組成比[(顔料の質量):(アゾ骨格構造を有する化合物の質量)]は、顔料分散性の観点から、100:0.1乃至100:100の範囲であることが好ましい。また、該組成比は、100:0.5乃至100:20であることがより好ましい。
顔料組成物は湿式又は乾式にて製造が可能である。本発明のアゾ骨格構造を有する化合物は非水溶性溶剤との高い親和性を有していることから、簡便に均一な顔料組成物を製造することが可能な湿式による製造が好ましい。具体的には、下記のようにして顔料組成物を作製することができる。
分散媒中に顔料分散剤及び必要に応じて樹脂を溶かし込み、撹拌しながら顔料粉末を除々に加え十分に分散媒になじませる。分散機により機械的剪断力を加えることで、顔料の表面に顔料分散剤を吸着させ、顔料を安定に均一な微粒子状に微分散することができる。分散機としては、ニーダー、ロールミル、ボールミル、ペイントシェーカー、ディゾルバー、アトライター、サンドミル、及びハイスピードミルが挙げられる。
本発明の顔料組成物は、製造時に更に助剤を添加してもよい。助剤としては、表面活性剤、分散剤、充填剤、標準化剤、樹脂、ワックス、消泡剤、静電防止剤、防塵剤、増量剤、濃淡着色剤、保存剤、乾燥抑制剤、レオロジー制御添加剤、湿潤剤、酸化防止剤、UV吸収剤、光安定化剤が挙げられる。これらの助剤は組み合わせて用いてもよい。又、本発明の顔料分散剤は粗製顔料の製造の際に予め添加しておいてもよい。
<顔料分散体>
次に、本発明の顔料分散体について説明する。
本発明の顔料分散体は、上記顔料組成物と、分散媒である非水溶性溶剤とを有するものである。顔料分散体は、上記顔料組成物を非水溶性溶剤に分散させたものでもよいし、上記顔料組成物の各構成成分を非水溶性溶剤に分散させたものであってもよい。例えば、下記のようにして顔料分散体を作製することができる。
分散媒中に、必要に応じて顔料分散剤、及び樹脂を溶かし込み、撹拌しながら顔料、又は顔料組成物粉末を除々に加え十分に分散媒になじませる。更にボールミル、ペイントシェーカー、ディゾルバー、アトライター、サンドミル、及びハイスピードミルの如き分散機により機械的剪断力を加えることで、顔料を安定に均一な微粒子状に分散することができる。
本発明の顔料分散体における分散媒である非水溶性溶剤は、顔料分散体の目的用途に応じて決められるものであり、特に限定されない。例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸プロピルの如きエステル類、ヘキサン、オクタン、石油エーテル、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、及びキシレンの如き炭化水素類、四塩化炭素、トリクロロエチレン、及びテトラブロモエタンの如きハロゲン化炭化水素類が挙げられる。
本発明の顔料分散体における分散媒である非水溶性溶剤は、重合性単量体であってもよい。重合性単量体としては以下のものが挙げられる。
例えばスチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロロスチレン、3,4−ジクロロスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、ヨウ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ベヘニル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸‐n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸‐n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸‐2‐エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、アクリル酸−2−クロロエチル、アクリル酸フェニル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトン、ビニルナフタリン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、及びアクリルアミドを挙げることができる。その中でも非水溶性溶剤は、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から、スチレンであることが好ましい。
非水溶性溶剤中に溶かし込むことができる樹脂は、顔料組成物の目的用途に応じて決められるものであり、特に限定されない。例えば、ポリスチレン樹脂、スチレン共重合体、ポリアクリル酸樹脂、ポリメタクリル酸樹脂、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂、アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリウレタン樹脂、及びポリペプチド樹脂が挙げられる。又、これらの樹脂を2種以上混合して用いてもよい。
<トナー>
次に、本発明のトナーについて説明する。
本発明のトナーは、結着樹脂、及び着色剤を含有するトナー粒子を有する。ここで、着色剤として、上記の顔料組成物を用いることにより、トナー粒子中での顔料の分散性が良好に保たれるため、着色力の高いトナーを得ることが可能となる。
結着樹脂としては、一般的に用いられている公知の樹脂を使用することが可能である。
具体的には、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、及びスチレン−ブタジエン共重合体が挙げられる。
又、トナー粒子は重合法により重合性単量体を重合することによって直接トナー粒子を得てもよく、このときに用いられる重合性単量体としては以下のものが挙げられる。
例えばスチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、o−エチルスチレン、m−エチルスチレン、及びp−エチルスチレンの如きスチレン系単量体、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ベヘニル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリロニトリル、及びメタクリル酸アミドの如きメタクリレート系単量体、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、アクリロニトリル、及びアクリル酸アミドの如きアクリレート系単量体、ブタジエン、イソプレン、及びシクロヘキセンの如きオレフィン系単量体が挙げられる。
これらは、単独、又は理論ガラス転移温度(Tg)が、40乃至75℃の範囲を示すように単量体を適宜混合して用いられる[J.Brandrup、E.H.Immergut編、「ポリマーハンドブック」、(米国)、第3版、John Wiley&Sons、1989年、209−277頁を参照]。理論ガラス転移温度が上記範囲内であることによって、トナーの保存安定性、耐久安定性、フルカラー画像の鮮明性を更に向上させることが可能となる。
結着樹脂として、ポリスチレンの如き非極性樹脂にポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂等の極性樹脂を併用することで、着色剤、電荷制御剤、及びワックス等の添加剤のトナー粒子中における分布を制御することができる。例えば、懸濁重合法により直接トナー粒子を製造する場合には、分散工程から重合工程に至る重合反応時に該極性樹脂を添加する。該極性樹脂は、トナー粒子となる重合性単量体組成物と水系媒体の極性のバランスに応じて添加する。その結果、該極性樹脂がトナー粒子の表面に薄層を形成する等、トナー粒子表面から中心に向けその極性樹脂の濃度が連続的に変化するように制御することができる。この時、上記アゾ骨格構造を有する化合物、着色剤、及び電荷制御剤と相互作用を有するような極性樹脂を用いることによって、トナー粒子中への着色剤の存在状態を望ましい形態にすることが可能である。
更に、本発明においては、トナー粒子の機械的強度を高めると共に、結着樹脂の分子量を制御するために、結着樹脂の合成時に架橋剤を用いることもできる。
この架橋剤としては、二官能の架橋剤、及び三官能以上の架橋剤を用いることができる。
二官能の架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート、及びこれらジアクリレートをジメタクリレートに代えたものが挙げられる。
三官能以上の架橋剤としては、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、及びそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、及びトリアリルトリメリテートが挙げられる。
これらの架橋剤の添加量は、トナーの定着性、及び耐オフセット性の点で、上記重合性単量体100質量部に対して、0.05乃至10質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1乃至5質量部である。
更に、本発明においては、定着部材への付着防止のため、結着樹脂の合成時にワックスを用いることもできる。
ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、及びペトロラタムの如き石油系ワックス、及びその誘導体、モンタンワックス、及びその誘導体、フィッシャー・トロプシュ法による炭化水素ワックス、及びその誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス、及びその誘導体、カルナバワックス、及びキャンデリラワックスの如き天然ワックス、及びそれらの誘導体が挙げられる。該誘導体には、酸化物、ビニルモノマーとのブロック共重合物、及びグラフト変性物も含まれる。又、高級脂肪族アルコールの如きアルコール、ステアリン酸、及びパルミチン酸の如き脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、硬化ヒマシ油、及びその誘導体、植物ワックス、及び動物ワックスが挙げられる。これらのワックスは単独、又は併せて用いることができる。
上記ワックスの添加量としては、結着樹脂100質量部に対して2.5乃至15.0質量部であることが好ましく、より好ましくは3.0乃至10.0質量部である。ワックスの添加量が上記範囲内であることによって、定着性と帯電性を更に良好にすることが可能となる。又、トナーの現像システムに応じた最適の摩擦帯電量をコントロールするために、必要に応じてトナー粒子に電荷制御剤を含有させてもよい。
電荷制御剤としては、公知のものが利用できる。その中でも、特に帯電スピードが速く、且つ、一定の帯電量を安定して維持できる電荷制御剤が好ましい。更に、トナー粒子を懸濁重合法といった重合法により重合性単量体から直接製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない電荷制御剤が特に好ましい。
電荷制御剤としては、負帯電性の荷電制御剤と正帯電性の荷電制御剤を用いることができる。
負帯電性の荷電制御剤としては、スルホン酸基、スルホン酸塩基、又はスルホン酸エステル基を有する重合体、又は共重合体、サリチル酸誘導体、及びその金属錯体、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ、又はポリカルボン酸やその金属塩、無水物、及びエステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類、尿素誘導体、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、及び樹脂系電荷制御剤が挙げられる。
又、正帯電性の荷電制御剤としては、ニグロシン、及び脂肪酸金属塩によるニグロシン変性物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルホン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩、及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料、及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、及びフェロシアン化物が挙げられる)、高級脂肪酸の金属塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、及びジシクロヘキシルスズオキサイドの如きジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、及びジシクロヘキシルスズボレートの如きジオルガノスズボレート類、及び樹脂系荷電制御剤が挙げられる。
これらの荷電制御剤は、単独、又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
本発明のトナーは、流動化剤として無機微粉体をトナー粒子に添加してもよい。無機微粉体としては、シリカ、酸化チタン、アルミナ、又はそれらの複酸化物、及びこれらを表面処理されたものが使用できる。
<トナー粒子の製造方法>
本発明のトナー粒子の製造方法としては、従来使用されている、粉砕法、懸濁重合法、懸濁造粒法、及び乳化重合法が挙げられる。製造時の環境負荷、及び粒径の制御性の観点から、これらの製造方法のうち、特にトナー粒子が、懸濁重合法、又は懸濁造粒法により製造されることが好ましい。
懸濁重合法により製造されるトナー粒子は、例えば下記のようにして製造される。
先ず、本発明の顔料組成物を含む着色剤、重合性単量体、ワックス、及び重合開始剤等を混合して重合性単量体組成物を調製する。次に、該重合性単量体組成物を水系媒体中に分散して重合性単量体組成物の粒子を造粒する。そして、水系媒体中にて重合性単量体組成物の粒子中の重合性単量体を重合させてトナー粒子を得る。
上記重合性単量体組成物は、先ず上記着色剤を第1の重合性単量体に分散させて分散液を得て、その分散液を第2の重合性単量体と混合することによって調製されたものであることが好ましい。即ち、上記顔料組成物を第1の重合性単量体により十分に分散させた後で、他のトナー材料と共に第2の重合性単量体と混合することにより、顔料がより良好な分散状態でトナー粒子中に存在できる。
上記懸濁重合法に用いられる重合開始剤としては、公知の重合開始剤を用いることができる。例えば、アゾ化合物、有機過酸化物、無機過酸化物、有機金属化合物、及び光重合開始剤が挙げられる。具体的には、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、及びジメチル2,2’−アゾビス(イソブチレート)の如きアゾ系重合開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、tert−へキシルパーオキシベンゾエート、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエートの如き有機過酸化物系重合開始剤、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウムの如き無機過酸化物系重合開始剤、過酸化水素−第1鉄系重合開始剤、BPO−ジメチルアニリン系重合開始剤、及びセリウム(IV)塩−アルコール系重合開始剤が挙げられる。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾインエーテル類、及びケタール類が挙げられる。これらの重合開始剤は、単独、又は2つ以上組み合わせて使用することができる。
上記重合開始剤の添加量は、重合性単量体100質量部に対して0.1乃至20質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1乃至10質量部である。
上記懸濁重合法で用いられる水系媒体は、分散安定化剤を含有させることが好ましい。該分散安定化剤としては、公知の無機系、及び有機系の分散安定化剤を用いることができる。
無機系の分散安定化剤としては、例えば、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、及びアルミナが挙げられる。
有機系の分散安定化剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、及びデンプンが挙げられる。
又、ノニオン性、アニオン性、及びカチオン性の界面活性剤の利用も可能である。例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、及びオレイン酸カルシウムが挙げられる。
上記分散安定化剤のうち、本発明においては、酸に対して可溶性のある難水溶性の無機分散安定化剤を用いることが好ましい。又、本発明においては、難水溶性の無機分散安定化剤を用い、水系媒体を調製する場合に、これらの分散安定化剤の添加量は重合性単量体100質量部に対して0.2乃至2.0質量部となるように使用することが好ましい。上記の範囲内で使用することで、該重合性単量体組成物の水系媒体中での液滴安定性が向上する。又、本発明においては、重合性単量体組成物100質量部に対して300乃至3000質量部の範囲の水を用いて水系媒体を調製することが好ましい。
本発明において、上記難水溶性の無機分散安定化剤が分散された水系媒体を調製する場合には、市販の分散安定化剤をそのまま用いて分散させてもよい。更に、水中にて高速撹拌下に、上記難水溶性の無機分散安定化剤を生成させ、細かい均一な粒度を有する分散安定化剤の粒子を得ることが好ましい。例えば、リン酸カルシウムを分散安定化剤として使用する場合、高速撹拌下でリン酸ナトリウム水溶液と塩化カルシウム水溶液を混合してリン酸カルシウムの微粒子を形成することで、好ましい分散安定化剤を得ることができる。
本発明のトナー粒子は、懸濁造粒法により製造された場合においても好適なトナー粒子を得ることができる。懸濁造粒法の製造工程では加熱工程を有さないため、低融点ワックスを用いた場合に生じる樹脂とワックスの相溶化を抑制し、相溶化に起因するトナーのガラス転移温度の低下を防止することができる。又、懸濁造粒法は、結着樹脂となるトナー材料の選択肢が広く、一般的に定着性に有利とされるポリエステル樹脂を主成分にすることが容易である。そのため、懸濁重合法を適用できない樹脂組成のトナー粒子を製造する場合に有利な製造方法である。
上記懸濁造粒法により製造されるトナー粒子は、例えば下記のようにして製造される。まず、本発明の顔料組成物を含む着色剤、結着樹脂、及びワックス等を、溶剤中で混合して溶剤組成物を調製する。次に、該溶剤組成物を水系媒体中に分散して溶剤組成物の粒子を造粒してトナー粒子懸濁液を得る。そして、得られた懸濁液を加熱、又は減圧によって溶剤を除去することでトナー粒子を得ることができる。
上記工程における溶剤組成物は、上記着色剤を第1の溶剤に分散させた分散液を、第2の溶剤と混合して調製されたものであることが好ましい。即ち、上記着色剤を第1の溶剤により十分に分散させた後で、他のトナー材料と共に第2の溶剤と混合することにより、顔料がより良好な分散状態でトナー粒子中に存在できる。
上記懸濁造粒法に用いることができる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、及びヘキサンの如き炭化水素類、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタン、及び四塩化炭素の如き含ハロゲン炭化水素類、メタノール、エタノール、ブタノール、及びイソプロピルアルコールの如きアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、及びトリエチレングリコールの如き多価アルコール類、メチルセロソルブ、及びエチルセロソルブの如きセロソルブ類、アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトンの如きケトン類、ベンジルアルコールエチルエーテル、ベンジルアルコールイソプロピルエーテル、及びテトラヒドロフランの如きエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチル、及び酢酸ブチルの如きエステル類が挙げられる。これらを単独、又は2種類以上混合して用いることができる。これらのうち、上記トナー粒子懸濁液中の溶剤を容易に除去するため、沸点が低く、且つ上記結着樹脂を十分に溶解できる溶剤を用いることが好ましい。
上記溶剤の使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、50乃至5000質量部の範囲であることが好ましく、120乃至1000質量部の範囲であることがより好ましい。
上記懸濁造粒法で用いられる水系媒体は、分散安定化剤を含有させることが好ましい。該分散安定化剤としては、公知の無機系、及び有機系の分散安定化剤を用いることができる。無機系の分散安定化剤としては、例えば、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム、及び炭酸バリウムが挙げられる。有機系の分散安定化剤としては、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム、及びポリメタクリル酸ナトリウムの如き水溶性高分子、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オクタデシル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、及びステアリン酸カリウムの如きアニオン性界面活性剤、ラウリルアミンアセテート、ステアリルアミンアセテート、及びラウリルトリメチルアンモニウムクロライドの如きカチオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミンオキサイドの如き両性イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、及びポリオキシエチレンアルキルアミンの如きノニオン性界面活性剤が挙げられる。
上記分散安定化剤の使用量としては、結着樹脂100質量部に対して、0.01乃至20質量部の範囲であることが、該溶剤組成物の水系媒体中での液滴安定性の点で好ましい。
トナーの重量平均粒径(以下、D4とも記載する)は、3.0乃至15.0μmであることが好ましく、より好ましくは4.0乃至12.0μmである。トナーの重量平均粒径が上記範囲内であることによって、帯電安定性が良好となり、多数枚の連続して現像を行った際に、かぶりやトナー飛散を抑制することができる。更に、ハーフトーン部の再現性も向上し、得られた画像の表面凹凸を低減しやすくなる。
又、トナーの重量平均粒径D4と個数平均粒径(以下、D1とも記載する)との比(以下、D4/D1とも記載する)は1.35以下であることが好ましく、より好ましくは1.30以下である。D4/D1が上記範囲内であることによって、かぶりの発生や転写効率の低下を抑制することができ、高解像度の画像を得やすくなる。
尚、トナーのD4とD1は、トナー粒子の製造方法によって調整することが可能である。例えば、懸濁重合法の場合は、水系媒体調製時に使用する分散安定化剤の濃度や反応撹拌速度、又は反応撹拌時間等を制御することによって調整することができる。
本発明のトナーは、磁性トナー、又は非磁性トナーどちらでもよい。磁性トナーとして用いる場合には、本発明のトナーを構成するトナー粒子は、磁性材料を混合して用いてもよい。このような磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、及びフェライトの如き酸化鉄、又は他の金属酸化物を含む酸化鉄、Fe、Co、及びNiの如き金属、あるいは、これらの金属とAl、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、及びVの如き金属との合金、及びこれらの混合物が挙げられる。本発明の目的に特に好適な磁性材料は四三酸化鉄、又はγ−三二酸化鉄の微粉末である。
これらの磁性体は平均粒径が0.1乃至2μmであることが好ましく、より好ましくは0.1乃至0.3μmである。又、795.8kA/m印加での磁気特性について、保磁力は1.6乃至12kA/m、飽和磁化は5乃至200Am/kg(好ましくは50乃至100Am/kg)、残留磁化は2乃至20Am/kgであることがトナーの現像性の点で好ましい。
これら磁性材料の添加量は結着樹脂100質量部に対して、10乃至200質量部であることが好ましく、より好ましくは20乃至150質量部である。
以下、実施例、及び比較例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。尚、以下の記載で「部」、「%」は、特に断りのない限り質量基準である。
以下に本製造例で用いられる測定方法を示す。
(1)分子量測定
上記アゾ骨格構造を有する化合物の分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって、ポリスチレン換算で算出される。SECによる分子量の測定は以下に示すように行った。
サンプル濃度が1.0%になるようにサンプルを下記溶離液に加え、室温で24時間静置した溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブレンフィルターで濾過したものをサンプル溶液とし、以下の条件で測定した。
装置:高速GPC装置「HLC−8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:LF−804の2連
溶離液:THF
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40℃
試料注入量 :0.025mL
又、試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂[東ソー(株)製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、及びA−500]により作成した分子量校正曲線を使用した。
(2)酸価測定
上記アゾ骨格構造を有する化合物の酸価は、以下の方法により測定した。
基本操作はJIS K−0070に基づく。
1)試料0.5乃至2.0gを精秤する。このときの質量をM(g)とする。
2)50mLのビーカーに試料を入れ、テトラヒドロフラン/エタノール(2/1)の混合液25mLを加え溶解する。
3)0.1mol/LのKOHのエタノール溶液を用い、電位差滴定測定装置を用いて滴定を行う[例えば、平沼産業(株)製自動滴定測定装置「COM−2500」等が利用できる。]。
4)この時のKOH溶液の使用量をS(mL)とする。同時にブランクを測定して、この時のKOHの使用量をB(mL)とする。
5)次式により酸価を計算する。fはKOH溶液のファクターである。
(3)組成分析
上記高分子量部、アゾ骨格構造を有する化合物の構造決定は、以下の装置を用いて行った。
H NMR:
日本電子(株)製ECA−400(使用溶剤 重クロロホルム)
13C NMR:
ブルカー・バイオスピン(株)製FT−NMR AVANCE−600(使用溶剤 重クロロホルム)
なお、13C NMRは、クロム(III)アセチルアセトナートを緩和試薬として用いた逆ゲートデカップリング法により定量化し組成分析を行った。
[実施例1]
下記の方法で、アゾ骨格構造を有する化合物を得た。
<化合物(25)の製造例>
下記構造で表されるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を下記スキームに従い製造した。
[上記構造式中、「co」は、共重合体を構成する各単量体単位の配列が無秩序であることを表す記号である。]
先ず、酢酸140部に化合物(65)25.0部、化合物(66)15.4部、及びアセトン15.0部を加え、65℃で3時間撹拌した。反応終了後、水1200部に注ぎ込んだ後、濾過により化合物(67)38.4部を得た(収率96.0%)。
次に、化合物(68)7.49部に、N,N−ジメチルホルムアミド71.0部、濃塩酸14.5部を加えて5℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム3.56部を水20.0部に溶解させたもの加えて同温度で1時間撹拌した(ジアゾニウム塩溶液)。N,N−ジメチルホルムアミド94.4部に、化合物(67)10.0部、炭酸カルシウム32.1部を加えて、5℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加え、5℃以下で3時間反応させた。反応終了後、反応液を濾過し、溶媒を減圧留去した。析出した沈殿を、希塩酸、及び水で洗浄することで、化合物(69)15.0部を得た(収率80.2%)。
次に、N,N−ジメチルホルムアミド188部に化合物(69)15.0部、及びパラジウム−活性炭素(パラジウム5%)1.67部を加えて、水素ガス雰囲気下(反応圧力0.1乃至0.4MPa)、室温で16時間撹拌した。反応終了後、反応液を活性アルミナに通過させ、パラジウム−活性炭素を含む成分を濾別した。濾液の溶媒を減圧留去し、析出した沈殿をメタノール洗浄することで化合物(70)10.7部を得た(収率81.7%)。
一方、プロピレングリコールモノメチルエーテル100部を窒素置換しながら加熱し液温120℃以上で還流させ、そこへ、スチレン51.5部、アクリル酸1.48部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート[有機過酸化物系重合開始剤、日油(株)製、商品名:パーブチルZ]1.00部を混合したものを3時間かけて滴下した。滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温170℃まで昇温しながら常圧蒸留し、液温170℃到達後は1hPaで減圧下1時間蒸留して脱溶剤し、樹脂固形物を得た。該固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n−ヘキサンでの再沈殿による精製で化合物(P−1)51.6部を得た。
得られた化合物(P−1)10.0部をクロロホルム100部に溶解して、塩化チオニル2.23部を滴下して室温で24時間撹拌を行った。その後、反応液を濃縮して、クロロホルムと過剰の塩化チオニルを除去し、得られた樹脂固形物を回収して、N,N−ジメチルアセトアミド61.1部に再度溶解させ、化合物(70)1.49部加えて窒素雰囲気下65℃で3時間撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮した後、メタノールで再沈殿させることでアゾ骨格構造を有する化合物(25)を9.80部得た。
尚、得られた化合物が、アゾ骨格構造を有する化合物(25)の構造を有することは、上記した各測定方法により確認した。以下に、分析結果を示す。
[アゾ骨格構造を有する化合物(25)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=18,427、数平均分子量(Mn)=8,677
[2]酸価測定の結果:
3.3mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl、室温)の結果(図1参照):
δ[ppm]=199.4(1C)、174.7−174.2(1C)、162.7(1C)、156.6、145.6−145.0(27.4C)、144.0、142.2、140.4、137.7、128.2−127.4、125.6−125.5、116.6、112.4、110.0、107.3、46.3−40.3、26.2
上記13C NMRのデータ解析結果により、各ピークに帰属される共重合体を構成する単量体単位の炭素原子数の比率を定量した。これらの測定結果、及びGPC分析における数平均分子量の値から、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン115個、及びアゾ骨格構造4個であった。
<化合物(39)の製造例>
下記構造で表されるアゾ骨格構造を有する化合物(39)を下記スキームに従い製造した。
先ず、アニソール5.0部に、化合物(71)1.1部、スチレン(72)50部、N,N,N’,N’’,N’’−ペンタメチルジエチレントリアミン0.83部を加え、凍結脱気を3回おこない、窒素雰囲気下で臭化銅0.69部加えた。溶液を窒素雰囲気下、100℃で8時間反応させた後、反応溶液を大気下に曝し、反応を終了させた。反応終了後、反応液を濃縮した後、メタノールで再沈殿させ、得られた沈殿をテトラヒドロフランに溶解させた。この溶液を活性アルミナに通過させ臭化銅を除いた。溶媒を減圧留去後、沈殿を減圧乾固することで高分子化合物(73)を40部得た。
得られた高分子化合物(73)40部を、1,4−ジオキサン200部に溶解させ、12M塩酸水溶液100部を加え、120℃で12時間撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮した後、メタノールで再沈殿させ、得られた沈殿を減圧乾固させることで、化合物(P−15)を36部得た。
次に、化合物(P−15)5.00部をクロロホルム50.0部に溶解させ、塩化チオニル0.346部を滴下して室温で24時間撹拌した。その後、反応液を濃縮して、クロロホルムと過剰の塩化チオニルを除去し、得られた樹脂固形物を回収して、N,N−ジメチルアセトアミド34.6部に再度溶解させ、化合物(70)0.231部を加えて窒素雰囲気下65℃で7.5時間撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮した後、メタノールで再沈殿させることでアゾ骨格構造を有する化合物(39)を4.56部得た。
尚、得られた化合物が、アゾ骨格構造を有する化合物(39)の構造を有することは、上記した各測定方法により確認した。以下に、分析結果を示す。
[アゾ骨格構造を有する化合物(39)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=12,102、数平均分子量(Mn)=10,861
[2]酸価測定の結果:
0.974mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl、室温)の結果(図2参照):
δ[ppm]=199.5(1C)、175.8(1C)、162.8(1C)、146.0−145.1(113.1C)、142.4(1C)、138.0(1C)、137.6(1C)、128.2−127.1、125.6−125.4、116.7(1C)、116.4(1C)、112.5(1C)、110.0(1C)、108.0(1C)、46.4−41.7、40.6−40.3、27.0−25.4、21.5(1C)
上記13C NMRのデータ解析結果により各ピークに帰属される共重合体を構成する炭素原子数を定量した。これらの測定結果から、アゾ骨格構造を有する化合物(39)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン101個、及びアゾ骨格構造1個であった。
<化合物(54)の製造例>
下記構造で表されるアゾ骨格構造を有する化合物(54)を下記スキームに従い製造した。
[上記スキーム中、「co」は、共重合体を構成する各単量体単位の配列が無秩序であることを表す記号である。]
N,N−ジメチルホルムアミド283部に化合物(65)70.0部、及びパラジウム−活性炭素(パラジウム5%)7.04部を加えて、水素ガス雰囲気下(反応圧力0.1乃至0.4MPa)、室温で111時間撹拌した。反応終了後、反応液を活性アルミナに通過させ、パラジウム−活性炭素を含む成分を濾別した。濾液を濃縮し、メタノールを添加し再沈殿することで化合物(73)45.1部を得た(収率74.9%)。
次に、水200部、及び酢酸100部に化合物(73)25.0部を溶解させ、室温下、シアン酸カリウム13.5部を水25.0部に溶解させた溶液を滴下した。滴下後、反応液を50℃に昇温し、4時間撹拌した。反応終了後、反応液を水500部に注ぎ込み、濾過後、濾液を減圧濃縮しpHを中性にした。析出した沈殿を濾別後、沈殿をメタノール洗浄することで化合物(74)19.9部を得た(収率63.0%)。
化合物(65)5.69部に、N,N−ジメチルホルムアミド56.6部、濃塩酸12.6部を加えて5℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム2.97部を水20.0部に溶解させたもの加えて同温度で1時間撹拌した(ジアゾニウム塩溶液)。N,N−ジメチルホルムアミド94.4部に、化合物(74)10.0部、炭酸カルシウム28.0部を加えて、5℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加え、5℃以下で3時間反応させた。反応終了後、反応液を濾過し、溶媒を減圧留去した。析出した沈殿を、希塩酸、水、メタノールで洗浄することで、化合物(75)6.43部を得た(収率39.3%)。
N,N−ジメチルホルムアミド142部に化合物(75)6.00部、及びパラジウム−活性炭素(パラジウム5%)0.683部を加えて、水素ガス雰囲気下(反応圧力0.1乃至0.4MPa)、室温で18時間撹拌した。反応終了後、反応液を活性アルミナに通過させ、パラジウム−活性炭素を含む成分を濾別した。濾液を濃縮し、析出した沈殿をメタノールで洗浄することで化合物(76)4.23部を得た(収率77.9%)。
次に、化合物(P−1)10.0部をクロロホルム100部に溶解して、塩化チオニル2.23部を滴下して室温で24時間撹拌をおこなった。その後、反応液を濃縮して、クロロホルムと過剰の塩化チオニルを除去し、得られた樹脂固形物を回収して、N,N−ジメチルアセトアミド61.1部に再度溶解させ、化合物(76)1.51部加えて窒素雰囲気下65℃で7.5時間撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮した後、メタノールで再沈殿させることでアゾ骨格構造を有する化合物(54)を10.9部得た。
尚、得られた化合物が、アゾ骨格構造を有する化合物(54)の構造を有することは、上記した各測定方法により確認した。以下に、分析結果を示す。
[アゾ骨格構造を有する化合物(54)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=19,317、数平均分子量(Mn)=11,338
[2]酸価測定の結果:
3.30mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl、室温)の結果(図3参照):
δ[ppm]=199.3(1C)、174.7−174.0(1C)、162.8(1C)、156.9(1C)、146.0−145.2(30.2C)、145.1、142.0(1C)、139.6(1C)、138.7(1C)、137.7(1C)、129.4−125.5、116.3−115.3、112.3−111.3、107.5(1C)、46.4−40.3、26.0(1C)
上記13C NMRのデータ解析結果により各ピークに帰属される共重合体を構成する炭素原子数を定量した。これらの測定結果から、アゾ骨格構造を有する化合物(54)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン109個、及びアゾ骨格構造4個であった。
<化合物(63)の製造例>
下記構造で表されるアゾ骨格構造を有する化合物(63)を下記スキームに従い製造した。
[上記スキーム中、「co」は、共重合体を構成する各単量体単位の配列が無秩序であることを表す記号である。]
化合物(77)15.0部に、N,N−ジメチルホルムアミド142部、濃塩酸30.8部を加えて5℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム7.25部を水50.0部に溶解させたもの加えて同温度で1時間撹拌した(ジアゾニウム塩溶液)。N,N−ジメチルホルムアミド142部に、化合物(67)21.9部、炭酸カルシウム68.4部を加えて、5℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加え、5℃以下で3時間反応させた。反応終了後、反応液を濾過し、溶媒を減圧留去した。析出した沈殿を、希塩酸、水、メタノールで洗浄することで、化合物(78)36.0部を得た(収率94.3%)。
得られた化合物(78)を1,4−ジオキサン203部に加え、室温下、水硫化ナトリウム12.4部を水80部に溶解させた溶液を滴下した。滴下後、溶液を昇温し、50℃で26時間撹拌した。反応終了後、反応液を水中に注ぎ込み、析出した沈殿を濾別し、希塩酸、水、メタノールで洗浄することで化合物(79)10.0部を得た(収率50.6%)。
次に、化合物(P−1)10.0部をクロロホルム100部に溶解して、塩化チオニル2.23部を滴下して室温で24時間撹拌をおこなった。その後、反応液を濃縮して、クロロホルムと過剰の塩化チオニルを除去し、得られた樹脂固形物を回収して、N,N−ジメチルアセトアミド61.1部に再度溶解させ、化合物(79)1.58部加えて窒素雰囲気下65℃で8時間撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮した後メタノールで再沈殿させ、析出した沈殿を濾別し、沈殿をメタノールで分散洗浄することでアゾ骨格構造を有する化合物(63)を10.8部得た。
尚、得られた化合物が、アゾ骨格構造を有する化合物(63)の構造を有することは、上記した各測定方法により確認した。以下に、分析結果を示す。
[アゾ骨格構造を有する化合物(63)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=21,468、数平均分子量(Mn)=12,324
[2]酸価測定の結果:
2.09mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl、室温)の結果(図4参照):
δ[ppm]=199.1(1C)、174.4−173.8(1C)、163.1(1C)、158.5−157.3、146.0−145.1(44.9C)、144.1、138.1、130.2−125.5、116.1、112.0、98.5(1C)、46.4−40.3、26.1(1C)
上記13C NMRのデータ解析結果により各ピークに帰属される共重合体を構成する炭素原子数を定量した。これらの測定結果から、アゾ骨格構造を有する化合物(63)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン103個、及びアゾ骨格構造3個であった。
<化合物(50)の製造例>
下記構造で表されるアゾ骨格構造を有する化合物(50)を下記スキームに従い製造した。
[上記スキーム中、「co」は、共重合体を構成する各単量体単位の配列が無秩序であることを表す記号である。]
化合物(80)10.0部に、N,N−ジメチルホルムアミド94.4部、濃塩酸15.4部を加えて5℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム3.62部を水25部に溶解させたもの加えて同温度で1時間撹拌した。次いで、アミド硫酸0.48部を添加した(ジアゾニウム塩溶液)。N,N−ジメチルホルムアミド94.4部に、化合物(67)10.9部、炭酸カルシウム34.2部を加えて、5℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加え、5℃以下で3時間反応させた。反応終了後、反応液を濾過し、溶媒を減圧留去した。析出した沈殿を、希塩酸、水、メタノールで洗浄することで、化合物(81)13.7部を得た(収率63.5%)。
得られた化合物(81)5.0部を1,4−ジオキサン103部に加え、室温下、水硫化ナトリウム1.83部を水40部に溶解させた溶液を滴下した。滴下後、溶液を昇温し、50℃で28時間撹拌した。反応終了後、反応液を水中に注ぎ込み、析出した沈殿を濾別し、希塩酸、水、メタノールで洗浄することで化合物(82)2.9部を得た(収率59.5%)。
次に、化合物(P−1)10.0部をクロロホルム100部に溶解して、塩化チオニル2.23部を滴下して室温で24時間撹拌をおこなった。その後、反応液を濃縮して、クロロホルムと過剰の塩化チオニルを除去し、得られた樹脂固形物を回収して、N,N−ジメチルアセトアミド61.1部に再度溶解させ、化合物(82)1.77部加えて窒素雰囲気下65℃で8時間撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮した後メタノールで再沈殿させ、析出した沈殿を濾別し、沈殿をメタノールで分散洗浄することでアゾ骨格構造を有する化合物(50)を11.0部得た。
尚、得られた化合物が、アゾ骨格構造を有する化合物(50)の構造を有することは、上記した各測定方法により確認した。以下に、分析結果を示す。
[アゾ骨格構造を有する化合物(50)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=16,345、数平均分子量(Mn)=12,346
[2]酸価測定の結果:
3.00mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl、室温)の結果(図5参照):
δ[ppm]=199.4(1C)、180.3(1C)、174.4−173.7(1C)、162.6(1C)、145.8−145.1(28.5C)、143.9、143.1(1C)、138.2−137.3、131.0、128.2−127.3、125.6−125.5、121.3(1C)、116.4(2C)、114.1(1C)、112.2−111.6(2C)、46.4−40.3、26.3(1C)、14.6(1C)
上記13C NMRのデータ解析結果により各ピークに帰属される共重合体を構成する炭素原子数を定量した。これらの測定結果から、アゾ骨格構造を有する化合物(50)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン102個、及びアゾ骨格構造4個であった。
<化合物(53)の製造例>
下記構造で表されるアゾ骨格構造を有する化合物(53)を下記スキームに従い製造した。
[上記スキーム中、「co」は、共重合体を構成する各単量体単位の配列が無秩序であることを表す記号である。]
化合物(83)10.0部に、N,N−ジメチルホルムアミド94.4部、濃塩酸20.6部を加えて5℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム4.84部を水40部に溶解させたもの加えて同温度で1時間撹拌した。次いで、アミド硫酸0.64部を添加した(ジアゾニウム塩溶液)。N,N−ジメチルホルムアミド94.4部に、化合物(67)14.6部、炭酸カルシウム45.7部を加えて、5℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加え、5℃以下で3時間反応させた。反応終了後、反応液を濾過し、濾別した沈殿を、希塩酸、水で洗浄することで、化合物(84)22.7部を得た(収率87.9%)。
得られた化合物(84)15.0部を1,4−ジオキサン155部に加え、室温下、水硫化ナトリウム9.12部を水20部に溶解させた溶液を滴下した。滴下後、溶液を昇温し、65℃で24時間撹拌した。反応終了後、反応液を水中に注ぎ込み、析出した沈殿を濾別し、希塩酸、水、メタノールで洗浄することで化合物(85)4.9部を得た(収率36.3%)。
次に、化合物(P−1)10.0部をクロロホルム100部に溶解して、塩化チオニル2.23部を滴下して室温で24時間撹拌をおこなった。その後、反応液を濃縮して、クロロホルムと過剰の塩化チオニルを除去し、得られた樹脂固形物を回収して、N,N−ジメチルアセトアミド61.1部に再度溶解させ、化合物(85)1.62部加えて窒素雰囲気下65℃で5時間撹拌した。反応終了後、反応液を濃縮した後メタノールで再沈殿させ、析出した沈殿を濾別し、沈殿をメタノールで分散洗浄することでアゾ骨格構造を有する化合物(53)を11.0部得た。
尚、得られた化合物が、アゾ骨格構造を有する化合物(53)の構造を有することは、上記した各測定方法により用い確認した。以下に、分析結果を示す。
[アゾ骨格構造を有する化合物(53)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=17,590、数平均分子量(Mn)=15,780
[2]酸価測定の結果:
0.00mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl、室温)の結果(図6参照):
δ[ppm]=199.3(1C)、174.1(1C)、162.6(1C)、156.7(1C)、145.5(46.5C)、137.8−137.3(3C)、128.0−127.3、126.2−125.5、117.1−116.3、112.0(1C)、96.5(1C)、44.1−40.3、26.2(1C)、21.6(1C)
上記13C NMRのデータ解析結果により各ピークに帰属される共重合体を構成する炭素原子数を定量した。これらの測定結果から、アゾ骨格構造を有する化合物(53)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン136個、及びアゾ骨格構造4個であった。
<化合物(26)乃至(38)、(40)乃至(49)、(51)、(52)、(55)乃至(62)、(64)の製造例>
使用した原料を変更する以外は、上記化合物(25)、(39)、(50)、(53)(54)、及び(63)の製造例と同様の操作を行い、表2に示したアゾ骨格構造を有する化合物(26)乃至(38)、(40)乃至(49)、(51)、(52)、(55)乃至(62)、(64)を製造した。
下記表1に上記高分子部位の構造を示し、下記表2に上記アゾ骨格構造を有する化合物の構造を示した。
[表1中、接頭語αは構造の片末端に置換することを表す。WはCOOH基を表し、X、Y、Y、及びZは下記単量体単位を表す。「Bn」は無置換のベンジル基を表し、(n)はアルキル基が直鎖状であることを表す。coは共重合体を構成する各単量体単位の配列が無秩序であることを表す記号である。bは共重合体を構成する各単量体単位の配列がブロックであることを表す記号である。]
[式X中、R47は水素原子、又はアルキル基を表す。]
[式Y中、R48は水素原子、又はアルキル基を表し、R49はカルボン酸エステル基、又はカルボン酸アミド基を表す。]
[式Y中、R50は水素原子、又はアルキル基を表し、R51はカルボン酸エステル基、又はカルボン酸アミド基を表す。]
[式Z中、R52は水素原子、又はアルキル基を表す。]
[表2中、R乃至R、及びR11乃至R15は、式(4)中のR乃至R、及びR11乃至R15と各々同義である。「Et」、「Bn」、「Boc」、及び「Cbz」は、各々エチル基、ベンジル基、tert−ブトキシカルボニル基、及びベンジルオキシカルボニル基を表す。又、表2において、「高分子部位との連結位置」が「Z」である化合物は、表1に記載の高分子部位中の単量体単位「Z」中のCOOH基と結合して連結基を形成することを意味する。又、「高分子部位との連結位置」が「W」である化合物は、表1に記載の高分子部位中の「W」で表されるCOOH基と結合して連結基を形成することを意味する。表2中のL乃至Lは連結基であり、それぞれ下記構造を表す。]
[L乃至L中の「*」は、表1に示した高分子部位中の炭素原子との結合位置であり、「**」は表2で示したアゾ骨格構造中における結合位置である。]
[比較例1]
次に、特開2012−067285号公報の実施例2(色素化合物合成例3)に準じて、下記比較用アゾ化合物(65)を合成した。
[実施例2−1]
イエロー顔料分散体を下記の方法で調製した。
<イエロー顔料分散体の調製例1>
・下記式(Pig−A)で表されるイエロー顔料 18.0部
(C.I.Pigment Yellow 155)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 1.80部
・非水溶性溶剤:スチレン 180部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記の材料を混合し、アトライター[日本コークス工業(株)製]で3時間分散させ、メッシュで濾過してイエロー顔料分散体(Dis−Y1)を得た。
<イエロー顔料分散体の調製例2>
上記イエロー顔料分散体の調製例1において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を、アゾ骨格構造を有する化合物(26)乃至(64)に変更した以外は各々同様の操作を行って、イエロー顔料分散体(Dis−Y2)乃至(Dis−Y40)を得た。
<イエロー顔料分散体の調製例3>
上記イエロー顔料分散体の調製例1において、上記式(Pig−A)で表されるC.I.Pigment Yellow 155を下記式(Pig−B)で表されるC.I.Pigment Yellow 180、或いは下記式(Pig−C)で表されるC.I.Pigment Yellow 185に変更した以外は、それぞれ同様な操作を行って、イエロー顔料分散体(Dis−Y41)、及び(Dis−Y42)を得た。
<イエロー顔料分散体の調製例4>
・上記式(Pig−A)で表されるイエロー顔料 42.0部
(C.I.Pigment Yellow 155)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 4.2部
上記の材料をハイブリダイゼーションシステムNHS−0[(株)奈良機械製作所製]によって、乾式混合し、顔料組成物を調製した。
・得られた顔料組成物 19.8部
・スチレン 180部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記材料を混合し、ペイントシェーカー[(株)東洋精機製作所製]で1時間分散させ、メッシュで濾過してイエロー顔料分散体(Dis−Y43)を得た。
[比較例2−1]
評価の基準値となる基準用イエロー顔料分散体、比較用イエロー顔料分散体を下記方法により調製した。
<基準用イエロー顔料分散体の調製例1>
上記イエロー顔料分散体の調製例1において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y44)を得た。
<基準用イエロー顔料分散体の調製例2>
上記イエロー顔料分散体の調製例3において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y45)、及び(Dis−Y46)を得た。
<基準用イエロー顔料分散体の調製例3>
上記イエロー顔料分散体の調製例4において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y47)を得た。
<比較用イエロー顔料分散体の調製例1>
上記イエロー顔料分散体の調製例1においてアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、それぞれ比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y48)乃至(Dis−Y51)を得た。
比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y48):
上記比較用アゾ化合物(65)(比較化合物1)
比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y49):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y50):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y51):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例2−2]
マゼンタ顔料分散体を下記の方法で調製した。
<マゼンタ顔料分散体の調製例1>
・式(Pig−D)で表されるマゼンタ顔料 18.0部
(C.I.Pigment Red 122)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 1.80部
・非水溶性溶剤:スチレン 180部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記の材料を混合し、アトライター[日本コークス工業(株)製]で3時間分散させ、メッシュで濾過してマゼンタ顔料分散体(Dis−M1)を得た。
<マゼンタ顔料分散体の調製例2>
上記マゼンタ顔料分散体の調製例1においてアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、アゾ骨格構造を有する化合物(26)乃至(64)に変更した以外は各々同様の操作を行って、マゼンタ顔料分散体(Dis−M2)乃至(Dis−M40)を得た。
<マゼンタ顔料分散体の調製例3>
上記マゼンタ顔料分散体の調製例1において、式(Pig−D)で表されるC.I.Pigment Red 122を、式(Pig−E)で表されるC.I.Pigment Red 255、或いは式(Pig−F)で表されるC.I.Pigment Red 150に変更した以外は各々同様の操作を行って、マゼンタ顔料分散体(Dis−M41)、及び(Dis−M42)を得た。
<マゼンタ顔料分散体の調製例4>
・上記式(Pig−D)で表されるマゼンタ顔料 42.0部
(C.I.Pigment Red 122)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 4.2部
上記の材料をハイブリダイゼーションシステムNHS−0[(株)奈良機械製作所製]によって、乾式混合し、顔料組成物を調製した。
・得られた顔料組成物 19.8部
・スチレン 180部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記の材料を混合し、ペイントシェーカー[(株)東洋精機製作所製]で1時間分散させ、メッシュで濾過してマゼンタ顔料分散体(Dis−M43)を得た。
[比較例2−2]
評価の基準値となる基準用マゼンタ顔料分散体、比較用マゼンタ顔料分散体を下記方法により調製した。
<基準用マゼンタ顔料分散体の調製例1>
上記マゼンタ顔料分散体の調製例1において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M44)を得た。
<基準用マゼンタ顔料分散体の調製例2>
上記マゼンタ顔料分散体の調製例3において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M45)、及び(Dis−M46)を得た。
<基準用マゼンタ顔料分散体の調製例3>
上記マゼンタ顔料分散体の調製例4において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M47)を得た。
<比較用マゼンタ顔料分散体の調製例1>
上記のマゼンタ顔料分散体の調製例1においてアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、それぞれ比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M48)乃至(Dis−M51)を得た。
比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M48):
上記比較用アゾ化合物(65)(比較化合物1)
比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M49):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M50):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M51):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例2−3]
シアン顔料分散体を下記の方法で調製した。
<シアン顔料分散体の調製例1>
・下記式(Pig−G)で表されるシアン顔料 18.0部
(C.I.Pigment Blue 15:3)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 1.80部
・非水溶性溶剤:スチレン 180部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記の材料を混合し、アトライター[日本コークス工業(株)製]で3時間分散させ、メッシュで濾過してシアン顔料分散体(Dis−C1)を得た。
<シアン顔料分散体の調製例2>
上記シアン顔料分散体の調製例1において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を、アゾ骨格構造を有する化合物(26)乃至(64)に変更した以外は各々同様の操作を行って、シアン顔料分散体(Dis−C2)乃至(Dis−C40)を得た。
<シアン顔料分散体の調製例3>
上記シアン顔料分散体の調製例1において、式(Pig−G)で表されるC.I.Pigment Blue 15:3を、式(Pig−H)で表されるC.I.Pigment Blue 16、或いは式(Pig−I)で表されるC.I.Pigment Blue 17:1に変更した以外は各々同様の操作を行って、シアン顔料分散体(Dis−C41)、及び(Dis−C42)を得た。
<シアン顔料分散体の調製例4>
・式(Pig−G)で表されるシアン顔料 42.0部
(C.I.Pigment Blue 15:3)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 4.2部
上記材料をハイブリダイゼーションシステムNHS−0[(株)奈良機械製作所製]によって、乾式混合し、顔料組成物を調製した。
・得られた顔料組成物 19.8部
・スチレン 180部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記材料を混合し、ペイントシェーカー[(株)東洋精機製作所製]で1時間分散させ、メッシュで濾過してシアン顔料分散体(Dis−C43)を得た。
[比較例2−3]
評価の基準値となる基準用シアン顔料分散体、比較用シアン顔料分散体を下記方法により調製した。
<基準用シアン顔料分散体の調製例1>
上記シアン顔料分散体の調製例1において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用シアン顔料分散体(Dis−C44)を得た。
<基準用シアン顔料分散体の調製例2>
上記シアン顔料分散体の調製例3において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用シアン顔料分散体(Dis−C45)、及び(Dis−C46)を得た。
<基準用シアン顔料分散体の調製例3>
上記シアン顔料分散体の調製例4において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用シアン顔料分散体(Dis−C47)を得た。
<比較用シアン顔料分散体の調製例1>
上記シアン顔料分散体の調製例1においてアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、それぞれ比較用シアン顔料分散体(Dis−C48)乃至(Dis−C51)を得た。
比較用シアン顔料分散体(Dis−C48):
上記比較用アゾ化合物(65)(比較化合物1)
比較用シアン顔料分散体(Dis−C49):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用シアン顔料分散体(Dis−C50):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用シアン顔料分散体(Dis−C51):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例2−4]
ブラック顔料分散体を下記の方法で調製した。
<ブラック顔料分散体の調製例1>
・ブラック顔料:カーボンブラック 30.0部
(比表面積=65m/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 3.0部
・非水溶性溶剤:スチレン 150部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記材料を混合し、アトライター[日本コークス工業(株)製]で3時間分散させ、メッシュで濾過してブラック顔料分散体(Dis−Bk1)を得た。
<ブラック顔料分散体の調製例2>
上記ブラック顔料分散体の調製例1において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を、アゾ骨格構造を有する化合物(26)乃至(64)に各々変更した以外は同様の操作を行い、ブラック顔料分散体(Dis−Bk2)乃至(Dis−Bk40)を得た。
<ブラック顔料分散体の調製例3>
上記ブラック顔料分散体の調製例1において、カーボンブラック(比表面積=65m/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)をカーボンブラック(比表面積=77m/g、平均粒径=28nm、pH=7.5)、或いはカーボンブラック(比表面積=370m/g、平均粒径=13nm、pH=3.0)に変更した以外は各々同様の操作を行って、それぞれブラック分散液(Dis−Bk41)、及び(Dis−Bk42)を得た。
<ブラック顔料分散体の調製例4>
・ブラック顔料:カーボンブラック 42.0部
(比表面積=65m/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 4.2部
上記材料をハイブリダイゼーションシステムNHS−0[(株)奈良機械製作所製]によって、乾式混合し、顔料組成物を調製した。
・得られた顔料組成物 33.0部
・スチレン 150部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記材料を混合し、ペイントシェーカー[(株)東洋精機製作所製]で1時間分散させ、メッシュで濾過してブラック顔料分散体(Dis−Bk43)を得た。
[比較例2−4]
評価の基準値となる基準用ブラック顔料分散体、比較用ブラック顔料分散体を下記方法により調製した。
<基準用ブラック顔料分散体の調製例1>
上記ブラック顔料分散体の調製例1において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用ブラック顔料分散体(DIS−Bk44)を得た。
<基準用ブラック顔料分散体の調製例2>
上記ブラック顔料分散体の調製例3において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用ブラック顔料分散体(Dis−Bk45)、及び(Dis−Bk46)を得た。
<基準用ブラック顔料分散体の調製例3>
上記ブラック顔料分散体の調製例4において、アゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用ブラック顔料分散体(Dis−Bk47)を得た。
<比較用ブラック顔料分散体の調製例1>
上記顔料分散体の調製例1においてアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、それぞれ比較用ブラック顔料分散体(Dis−Bk48)乃至(Dis−Bk51)を得た。
比較用ブラック顔料分散体(Dis−Bk48):
上記比較用アゾ化合物(65)(比較化合物1)
比較用ブラック顔料分散体(Dis−Bk49):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用ブラック顔料分散体(Dis−Bk50):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用ブラック顔料分散体(Dis−Bk51):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例3−1]
各色の上記顔料分散体を下記の方法で評価した。
<顔料分散性評価>
以下の顔料分散体を用いて、塗工膜の光沢試験を行うことで、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物の顔料分散性を評価した。
・上記イエロー顔料分散体(Dis−Y1)乃至(Dis−Y43)
・上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M1)乃至(Dis−M43)
・上記シアン顔料分散体(Dis−C1)乃至(Dis−C43)
・上記ブラック顔料分散体(Dis−Bk1)乃至(Dis−Bk43)
具体的な評価方法は下記のとおりである。
顔料分散体をスポイトですくい取り、スーパーアート紙[SA金藤 180kg 80×160、王子製紙(株)製]上部に直線上に載せ、ワイヤーバー(#10)を用いて均一にアート紙上に塗工し、乾燥後の光沢(反射角:75°)を光沢計Gloss Meter VG2000[日本電色工業(株)製]により測定し、下記基準で評価した。尚、顔料がより微細に分散するほど塗工膜の平滑性が向上し、光沢値が向上する。
上記イエロー顔料分散体(Dis−Y1)乃至(Dis−Y40)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y44)の光沢値を基準値として求めた。上記イエロー顔料分散体(Dis−Y41)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y45)の光沢値を基準値として求めた。上記イエロー顔料分散体(Dis−Y42)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y46)の光沢値を基準値として求めた。上記イエロー顔料分散体(Dis−Y43)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y47)の光沢値を基準値とした。
上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M1)乃至(Dis−M40)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M44)の光沢値を基準値として求めた。上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M41)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M45)の光沢値を基準値として求めた。上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M42)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M46)の光沢値を基準値として求めた。上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M43)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M47)の光沢値を基準値として求めた。
上記シアン顔料分散体(Dis−C1)乃至(Dis−C40)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C44)の光沢値を基準値として求めた。上記シアン顔料分散体(Dis−C41)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C45)の光沢値を基準値として求めた。上記シアン顔料分散体(Dis−C42)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C46)の光沢値を基準値として求めた。上記シアン顔料分散体(Dis−C43)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C47)の光沢値を基準値として求めた。
以下に各色の顔料分散体の評価基準を示す。
・イエロー顔料分散体の評価基準
A:光沢値の向上率が10%以上
B:光沢値の向上率が5%以上10%未満
C:光沢値の向上率が0%以上5%未満
D:光沢値が低下
光沢値の向上率が5%以上であれば良好な顔料分散性であると判断した。
・マゼンタ顔料分散体の評価基準
A:光沢値の向上率が35%以上
B:光沢値の向上率が20%以上35%未満
C:光沢値の向上率が5%以上20%未満
D:光沢値の向上率が5%未満
光沢値の向上率が20%以上であれば良好な顔料分散性であると判断した。
・シアン顔料分散体の評価基準
A:光沢値の向上率が25%以上
B:光沢値の向上率が15%以上25%未満
C:光沢値の向上率が5%以上15%未満
D:光沢値の向上率が5%未満
光沢値の向上率が15%以上であれば良好な顔料分散性であると判断した。
・ブラック顔料分散体の評価基準
A:光沢値が80以上
B:光沢値が50以上80未満
C:光沢値が20以上50未満
D:光沢値が20未満
光沢値が50以上であれば良好な顔料分散性であると判断した。
[比較例3−2]
比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y48)乃至(Dis−Y51)、比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M48)乃至(Dis−M51)、比較用シアン顔料分散体(Dis−C48)乃至(Dis−C51)、及び比較用ブラック顔料分散体(Dis−Bk48)乃至(Dis−Bk51)、について、実施例3−1と同様の方法で光沢を評価した。
尚、上記比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y48)乃至(Dis−Y51)の光沢値の向上率は、上記基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y44)の光沢値を基準値とした。上記比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M48)乃至(Dis−M51)の光沢値の向上率は、上記基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M44)の光沢値を基準値とした。上記シアン顔料分散体(Dis−C48)乃至(Dis−C51)の光沢値の向上率は、上記基準用シアン顔料分散体(Dis−C44)の光沢値を基準値とした。
上記イエロー顔料分散体、上記マゼンタ顔料分散体、上記シアン顔料分散体、及び上記ブラック顔料分散体の評価結果を表3に示す。
[実施例4−1]
次に、下記の方法で懸濁重合法によるイエロートナーを製造した。
<イエロートナーの製造例1>
(水系媒体の調製)
高速撹拌装置T.K.ホモミクサー[プライミクス(株)製]を備えた4つ口フラスコ中に、イオン交換水710部と0.1mol/L−NaPO水溶液450部を添加し、回転数を12000rpmに調整し、60℃に加温した。ここに1.0mol/L−CaCl水溶液68部を徐々に添加し、微小な難水溶性の分散安定剤Ca(POを含む水系媒体を調製した。
(懸濁重合工程)
・イエロー顔料分散体(Dis−Y1) 132部
・スチレン単量体 46部
・n−ブチルアクリレート単量体 34部
・極性樹脂 10部
[飽和ポリエステル樹脂(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA、酸価15mgKOH/g、ピーク分子量6000)]
・エステルワックス 25部
(DSC測定における最大吸熱ピーク=70℃、Mn=704)
・サリチル酸アルミニウム化合物 2部
[オリエント化学工業(株)製、商品名:ボントロンE−108]
・ジビニルベンゼン単量体 0.1部
上記材料の混合物を60℃に加温し、高速撹拌装置T.K.ホモミクサー[プライミクス(株)製]を用いて5000rpmにて均一に溶解、分散させた。
これに重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10部を加え、上記水系媒体中に投入し、回転数12000rpmを維持しつつ15分間造粒した。その後高速撹拌器からプロペラ撹拌羽根に撹拌器を変え、液温を60℃で重合を5時間継続させた後、液温を80℃に昇温させ8時間重合を継続させた。重合反応終了後、80℃、減圧下で残存単量体を留去した後、30℃まで冷却し、重合体微粒子分散液を得た。
(洗浄・脱水工程)
得られた上記重合体微粒子分散液を洗浄容器に移し、撹拌しながら、希塩酸を添加し、pH1.5で2時間撹拌し、Ca(POを含むリン酸とカルシウムの化合物を溶解させた後に、濾過器で固液分離し、重合体微粒子を得た。これを水中に投入して撹拌し、再び分散液とした後に、濾過器で固液分離した。重合体微粒子の水への再分散と固液分離とをCa(POを含むリン酸とカルシウムの化合物が十分に除去されるまで繰り返し行った。その後、最終的に固液分離した重合体微粒子を、乾燥機で十分に乾燥してトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100部に対し、以下の外添剤をヘンシェルミキサー[日本コークス工業(株)製]で5分間乾式混合して、イエロートナー(Tnr−Y1)を得た。
・ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体(一次粒子の数平均粒子径7nm) 1.0部
・ルチル型酸化チタン微粉体(一次粒子の数平均粒子径45nm)
0.15部
・ルチル型酸化チタン微粉体(一次粒子の数平均粒子径200nm)
0.5部
<イエロートナーの製造例2>
上記イエロートナーの製造例1におけるイエロー顔料分散体(Dis−Y1)を上記イエロー顔料分散体(Dis−Y2)乃至(Dis−Y40)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のイエロートナー(Tnr−Y2)乃至(Tnr−Y40)を得た。
<イエロートナーの製造例3>
上記イエロートナーの製造例1におけるイエロー顔料分散体(Dis−Y1)をイエロー顔料分散体(Dis−Y41)、及び(Dis−Y42)に変更した以外は各々同様の操作を行って、イエロートナー(Tnr−Y41)、及び(Tnr−Y42)を得た。
[比較例4−1]
評価の基準値となる基準用イエロートナー、及び比較用イエロートナーを下記方法により製造した。
<基準用イエロートナーの製造例1>
上記イエロートナーの製造例1におけるイエロー顔料分散体(Dis−Y1)を、イエロー顔料分散体(Dis−Y44)乃至(Dis−Y46)に変更した以外は各々同様の操作を行って、基準用イエロートナー(Tnr−Y43)乃至(Tnr−Y45)を得た。
<比較用イエロートナーの製造例1>
上記イエロートナーの製造例1における上記イエロー顔料分散体(Dis−Y1)を、イエロー顔料分散体(Dis−Y48)乃至(Dis−Y51)に変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用イエロートナー(Tnr−Y46)乃至(Tnr−Y49)を得た。
[実施例4−2]
次に、下記方法で懸濁重合法によるマゼンタトナーを製造した。
<マゼンタトナーの製造例1>
上記イエロートナーの製造例1におけるイエロー顔料分散体(Dis−Y1)をマゼンタ顔料分散体(Dis−M1)に変更した以外は同様の操作を行って、マゼンタトナー(Tnr−M1)を得た。
<マゼンタトナーの製造例2>
上記マゼンタトナーの製造例1におけるマゼンタ顔料分散体(Dis−M1)を上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M2)乃至(Dis−M40)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のマゼンタトナー(Tnr−M2)乃至(Tnr−M40)を得た。
<マゼンタトナーの製造例3>
上記マゼンタトナーの製造例1におけるマゼンタ顔料分散体(Dis−M1)をマゼンタ顔料分散体(Dis−M41)、及び(Dis−M42)に変更した以外は各々同様の操作を行って、マゼンタトナー(Tnr−M41)、及び(Tnr−M42)を得た。
[比較例4−2]
評価の基準値となる基準用マゼンタトナー、及び比較用マゼンタトナーを下記方法により製造した。
<基準用マゼンタトナーの製造例1>
上記マゼンタトナーの製造例1におけるマゼンタ顔料分散体(Dis−M1)を、マゼンタ顔料分散体(Dis−M44)乃至(Dis−M46)に変更した以外は各々同様の操作を行って、基準用マゼンタトナー(Tnr−M43)乃至(Tnr−M45)を得た。
<比較用マゼンタトナーの製造例1>
上記マゼンタトナーの製造例1における上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M1)を、マゼンタ顔料分散体(Dis−M48)乃至(Dis−M51)に変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用マゼンタトナー(Tnr−M46)乃至(Tnr−M49)を得た。
[実施例4−3]
次に、下記方法で懸濁重合法によるシアントナーを製造した。
<シアントナーの製造例1>
上記イエロートナーの製造例1におけるイエロー顔料分散体(Dis−Y1)をシアン顔料分散体(Dis−C1)に変更した以外は各々同様の操作を行って、シアントナー(Tnr−C1)を得た。
<シアントナーの製造例2>
上記シアントナーの製造例1におけるシアン顔料分散体(Dis−C1)を上記シアン顔料分散体(Dis−C2)乃至(Dis−C40)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のシアントナー(Tnr−C2)乃至(Tnr−C40)を得た。
<シアントナーの製造例3>
上記シアントナーの製造例1におけるシアン顔料分散体(Dis−C1)をシアン顔料分散体(Dis−C41)、及び(Dis−C42)に変更した以外は各々同様の操作を行って、シアントナー(Tnr−C41)、及び(Tnr−C42)を得た。
[比較例4−3]
評価の基準値となる基準用シアントナー、及び比較用シアントナーを下記方法により製造した。
<基準用シアントナーの製造例1>
上記シアントナーの製造例1におけるシアン顔料分散体(Dis−C1)を、シアン顔料分散体(Dis−C44)乃至(Dis−C46)に変更した以外は各々同様の操作を行って、基準用シアントナー(Tnr−C43)乃至(Tnr−C45)を得た。
<比較用シアントナーの製造例1>
上記シアントナーの製造例1における上記シアン顔料分散体(Dis−C1)を、シアン顔料分散体(Dis−C48)乃至(Dis−C51)に変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用シアントナー(Tnr−C46)乃至(Tnr−C49)を得た。
[実施例4−4]
次に、下記方法で懸濁重合法によるブラックトナーを製造した。
<ブラックトナーの製造例1>
上記イエロートナーの製造例1におけるイエロー顔料分散体(Dis−Y1)をブラック顔料分散体(Dis−Bk1)に変更した以外は同様の操作を行って、ブラックトナー(Tnr−Bk1)を得た。
<ブラックトナーの製造例2>
上記ブラックトナーの製造例1におけるブラック顔料分散体(Dis−Bk1)を上記ブラック顔料分散体(Dis−Bk2)乃至(Dis−Bk40)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のブラックトナー(Tnr−Bk2)乃至(Tnr−Bk40)を得た。
<ブラックトナーの製造例3>
上記ブラックトナーの製造例1におけるブラック顔料分散体(Dis−Bk1)をブラック顔料分散体(Dis−Bk41)、及び(Dis−Bk42)に変更した以外は各々同様の操作を行って、ブラックトナー(Tnr−Bk41)、及び(Tnr−Bk42)を得た。
[比較例4−4]
評価の基準値となる基準用ブラックトナー、及び比較用ブラックトナーを下記方法により製造した。
<基準用ブラックトナーの製造例1>
上記ブラックトナーの製造例1におけるブラック顔料分散体(Dis−Bk1)を、ブラック顔料分散体(Dis−Bk44)乃至(Dis−Bk46)に各々変更した以外は同様の操作を行って、基準用ブラックトナー(Tnr−Bk43)乃至(Tnr−Bk45)を得た。
<比較用ブラックトナーの製造例1>
上記ブラックトナーの製造例1における上記ブラック顔料分散体(Dis−Bk1)を、ブラック顔料分散体(Dis−Bk48)乃至(Dis−Bk51)に変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用ブラックトナー(Tnr−Bk46)乃至(Tnr−Bk49)を得た。
[実施例5−1]
次に、下記方法で懸濁造粒法によるイエロートナーを製造した。
<イエロートナーの製造例4>
(イエロー顔料分散体の調製)
・酢酸エチル 180部
・C.I.Pigment Yellow 155 12部
・上記アゾ骨格構造を有する化合物(25) 1.2部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記の材料を混合し、アトライター[日本コークス工業(株)製]により3時間分散させ、メッシュで濾過することでイエロー顔料分散体を調製した。
(混合工程)
・上記イエロー顔料分散体 96.0部
・極性樹脂 85.0部
[飽和ポリエステル樹脂(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとフタル酸の重縮合物、Tg=75.9℃、Mw=11000、Mn=4200、酸価11)]
・炭化水素ワックス 9.0部
(フィッシャー・トロプシュワックス、DSC測定における最大吸熱ピーク=80℃、Mw=750)
・サリチル酸アルミニウム化合物 2.0部
[オリエント化学工業(株)製、商品名:ボントロンE−108]
・酢酸エチル(溶剤) 10.0部
上記組成をボールミルで24時間分散することにより、トナー組成物混合液200部を得た。
(分散懸濁工程)
・炭酸カルシウム(アクリル酸系共重合体で被覆) 20.0部
・カルボキシメチルセルロース 0.5部
[セロゲンBS−H、第一工業製薬(株)製]
・イオン交換水 99.5部
上記組成をボールミルで24時間分散することにより、カルボキシメチルセルロースを溶解し、水系媒体を得た。
該水系媒体1200部を、高速撹拌装置T.K.ホモミクサー[プライミクス(株)製]に入れ、回転羽根を周速度20m/secで撹拌しながら、上記トナー組成物混合液1000部を投入し、25℃一定に維持しながら1分間撹拌して懸濁液を得た。
(溶剤除去工程)
上記懸濁液2200部をフルゾーン翼[(株)神鋼環境ソリューション製]により周速度45m/minで撹拌しながら、液温を40℃一定に保ち、ブロワーを用いて上記懸濁液面上の気相を強制吸気し、溶剤除去を開始した。その際、溶剤除去開始から15分後に、イオン性物質として1%に希釈したアンモニア水75部を添加した。続いて溶剤除去開始から1時間後に上記アンモニア水25部を添加した。続いて溶剤除去開始から2時間後に上記アンモニア水25部を添加した。最後に溶剤除去開始から3時間後に上記アンモニア水25部を添加し、総添加量を150部とした。更に液温を40℃に保ったまま、溶剤除去開始から17時間保持し、懸濁粒子から溶剤(酢酸エチル)を除去したトナー分散液を得た。
(洗浄・脱水工程)
溶剤除去工程で得られたトナー分散液300部に、10mol/L塩酸80部を加え、更に0.1mol/L水酸化ナトリウム水溶液により中和処理後、吸引濾過によるイオン交換水洗浄を4回繰り返して、トナーケーキを得た。得られたトナーケーキを真空乾燥機で乾燥し、目開き45μmの篩で篩分しトナー粒子を得た。これ以降の操作はイエロートナーの製造例1と同様の操作を行って、本発明のイエロートナー(Tnr−Y50)を得た。
<イエロートナーの製造例5>
上記イエロートナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を(26)乃至(64)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のイエロートナー(Tnr−Y51)乃至(Tnr−Y89)を得た。
<イエロートナーの製造例6>
上記イエロートナーの製造例4における、式(Pig−A)で表されるC.I.Pigment Yellow 155を式(Pig−B)で表されるC.I.Pigment Yellow 180、或いは、式(Pig−C)で表されるC.I.Pigment Yellow 185に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のイエロートナー(Tnr−Y90)、及び(Tnr−Y91)を得た。
[比較例5−1]
評価の基準値となる基準用イエロートナー、及び比較用イエロートナーを下記方法により製造した。
<基準用イエロートナーの製造例2>
上記イエロートナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用イエロートナー(Tnr−Y92)を得た。
<基準用イエロートナーの製造例3>
上記イエロートナーの製造例6におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用イエロートナー(Tnr−Y93)、及び(Tnr−Y94)を得た。
<比較用イエロートナーの製造例2>
上記イエロートナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用イエロートナー(Tnr−Y95)乃至(Tnr−Y98)を得た。
比較用イエロートナー(Tnr−Y95):
上記比較用化合物(65)(比較化合物1)
比較用イエロートナー(Tnr−Y96):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用イエロートナー(Tnr−Y97):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用イエロートナー(Tnr−Y98):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例5−2]
次に、下記方法で懸濁造粒法によるマゼンタトナーを製造した。
<マゼンタトナーの製造例4>
上記イエロートナーの製造例4における式(Pig−A)で表されるC.I.Pigment Yellow 155を、式(Pig−D)で表されるC.I.Pigment Red 122に変更した以外は同様の操作を行って、本発明のマゼンタトナー(Tnr−M50)を得た。
<マゼンタトナーの製造例5>
上記マゼンタトナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を(26)乃至(64)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のマゼンタトナー(Tnr−M51)乃至(Tnr−M89)を得た。
<マゼンタトナーの製造例6>
上記マゼンタトナーの製造例4における、式(Pig−D)で表されるC.I.Pigment Red 122を、式(Pig−E)で表されるC.I.Pigment Red 255、或いは、式(Pig−F)で表されるC.I.Pigment Red 150に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のマゼンタトナー(Tnr−M90)、及び(Tnr−M91)を得た。
[比較例5−2]
評価の基準値となる基準用マゼンタトナー、及び比較用マゼンタトナーを下記方法により製造した。
<基準用マゼンタトナーの製造例2>
上記マゼンタトナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用マゼンタトナー(Tnr−M92)を得た。
<基準用マゼンタントナーの製造例3>
上記マゼンタトナーの製造例6におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用マゼンタトナー(Tnr−M93)、及び(Tnr−M94)を得た。
<比較用マゼンタトナーの製造例2>
上記マゼンタトナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用マゼンタトナー(Tnr−M95)乃至(Tnr−M98)を得た。
比較用マゼンタトナー(Tnr−M95):
上記比較用化合物(65)(比較化合物1)
比較用マゼンタトナー(Tnr−M96):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用マゼンタトナー(Tnr−M97):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用マゼンタトナー(Tnr−M98):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例5−3]
次に、下記方法で懸濁造粒法によるシアントナーを製造した。
<シアントナーの製造例4>
上記イエロートナーの製造例4における式(Pig−A)で表されるC.I.Pigment Yellow 155を、式(Pig−G)で表されるC.I.Pigment Blue 15:3に変更した以外は同様の操作をおこなって、本発明のシアントナー(Tnr−C50)を得た。
<シアントナーの製造例5>
上記シアントナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を(26)乃至(64)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のシアントナー(Tnr−C51)乃至(Tnr−C89)を得た。
<シアントナーの製造例6>
上記シアントナーの製造例4における式(Pig−G)で表されるC.I.Pigment Blue 15:3を、式(Pig−H)で表されるC.I.Pigment Blue 16、或いは、式(Pig−I)で表されるC.I.Pigment Blue 17:1に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のシアントナー(Tnr−C90)、及び(Tnr−C91)を得た。
[比較例5−3]
評価の基準値となる基準用シアントナー、及び比較用シアントナーを下記方法により製造した。
<基準用シアントナーの製造例2>
上記シアントナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用シアントナー(Tnr−C92)を得た。
<基準用シアントナーの製造例3>
上記シアントナーの製造例6におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用シアントナー(Tnr−C93)、及び(Tnr−C94)を得た。
<比較用シアントナーの製造例2>
上記シアントナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用シアントナー(Tnr−C95)乃至(Tnr−C98)を得た。
比較用シアントナー(Tnr−C95):
上記比較用化合物(65)(比較化合物1)
比較用シアントナー(Tnr−C96):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用シアントナー(Tnr−C97):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用シアントナー(Tnr−C98):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例5−4]
次に、下記方法で懸濁造粒法によるブラックトナーを製造した。
<ブラックトナーの製造例4>
上記イエロートナーの製造例4における式(Pig−A)で表されるC.I.Pigment Yellow 155、及び、上記アゾ骨格構造を有する化合物(25)1.2部を、カーボンブラック(比表面積=65m/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)30部、及び上記アゾ骨格構造を有する化合物(25)3.0部に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のブラックトナー(Tnr−Bk50)を得た。
<ブラックトナーの製造例5>
上記ブラックトナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を(26)乃至(64)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のブラックトナー(Tnr−Bk51)乃至(Tnr−Bk89)を得た。
<ブラックトナーの製造例6>
上記ブラックトナーの製造例4におけるカーボンブラック(比表面積=65m/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)をカーボンブラック(比表面積=77m/g、平均粒径=28nm、pH=7.5)、又はカーボンブラック(比表面積=370m/g、平均粒径=13nm、pH=3.0)に変更した以外は各々同様の操作を行って、本発明のブラックトナー(Tnr−Bk90)、及び(Tnr−Bk91)を得た。
[比較例5−4]
評価の基準値となる基準用ブラックトナー、及び比較用ブラックトナーを下記方法により製造した。
<基準用ブラックトナーの製造例2>
上記ブラックトナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用ブラックトナー(Tnr−Bk92)を得た。
<基準用ブラックトナーの製造例3>
上記ブラックトナーの製造例6におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を加えないこと以外は各々同様の操作を行って、基準用ブラックトナー(Tnr−Bk93)、及び(Tnr−Bk94)を得た。
<比較用ブラックトナーの製造例2>
上記ブラックトナーの製造例4におけるアゾ骨格構造を有する化合物(25)を、以下のものに変更した以外は各々同様の操作を行って、比較用ブラックトナー(Tnr−Bk95)乃至(Tnr−Bk98)を得た。
比較用ブラックトナー(Tnr−Bk95):
上記比較用化合物(65)(比較化合物1)
比較用ブラックトナー(Tnr−Bk96):
特許文献2に記載のディスパロンDA−703−50[楠本化成(株)製、酸価=15mgKOH/g、アミン価=40mgKOH/g](比較化合物2)
比較用ブラックトナー(Tnr−Bk97):
特許文献3に記載のメタクリル酸メチル/スチレンスルホン酸ナトリウム共重合体(比較化合物3)
比較用ブラックトナー(Tnr−Bk98):
特許文献4に記載のスチレン/ブチルアクリレート[共重合比(質量比)=95/5]ブロックコポリマー(Mw=9,718)(比較化合物4)
[実施例6]
上記実施例4−1乃至4−4、及び5−1乃至5−4で得たイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、及びブラックトナーを下記の方法で評価した。
<トナーの着色力評価>
以下のトナーを用いて、画像サンプルを出力し後述する画像特性を比較評価した。
・イエロートナー(Tnr−Y1)乃至(Tnr−Y45)及び(Tnr−Y50)乃至(Tnr−Y94)
・マゼンタトナー(Tnr−M1)乃至(Tnr−M45)、及び(Tnr−M50)乃至(Tnr−M94)
・シアントナー(Tnr−C1)乃至(Tnr−C45)、及び(Tnr−C50)乃至(Tnr−C94)
・ブラックトナー(Tnr−Bk1)乃至(Tnr−Bk45)、及び(Tnr−Bk50)乃至(Tnr−Bk94)
尚、画像特性の比較に際し、画像形成装置(以下LBPとも称する)としてLBP−5300[キヤノン(株)製]の改造機を使用した。改造内容としてはプロセスカートリッジ(以下CRGとも称する)内の現像ブレードを厚み8μmのSUSブレードに交換した。その上でトナー担持体である現像ローラーに印加する現像バイアスに対して−200(V)のブレードバイアスを印加できるようにした。
常温常湿[N/N(23.5℃、60%RH)]環境下にて、転写紙(75g/m紙)に対してトナー載り量0.5mg/cmのベタ画像を作成した。反射濃度計Spectrolino(GretagMacbeth製)を用いてそのベタ画像の濃度を測定した。トナーの着色力はベタ画像濃度の向上率で評価した。
上記イエロートナー(Tnr−Y1)乃至(Tnr−Y40)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用イエロートナー(Tnr−Y43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記イエロートナー(Tnr−Y41)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用イエロートナー(Tnr−Y44)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記イエロートナー(Tnr−Y42)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用イエロートナー(Tnr−Y45)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記イエロートナー(Tnr−Y50)乃至(Tnr−Y89)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用イエロートナー(Tnr−Y92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記イエロートナー(Tnr−Y90)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用イエロートナー(Tnr−Y93)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記イエロートナー(Tnr−Y91)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用イエロートナー(Tnr−Y94)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記マゼンタトナー(Tnr−M1)乃至(Tnr−M40)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用マゼンタトナー(Tnr−M43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記マゼンタトナー(Tnr−M41)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用マゼンタトナー(Tnr−M44)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記マゼンタトナー(Tnr−M42)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用マゼンタトナー(Tnr−M45)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記マゼンタトナー(Tnr−M50)乃至(Tnr−M89)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用マゼンタトナー(Tnr−M92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記マゼンタトナー(Tnr−M90)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用マゼンタトナー(Tnr−M93)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記マゼンタトナー(Tnr−M91)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用マゼンタトナー(Tnr−M94)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記シアントナー(Tnr−C1)乃至(Tnr−C40)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記シアントナー(Tnr−C41)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用トナー(Tnr−C44)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記シアントナー(Tnr−C42)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C45)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記シアントナー(Tnr−C50)乃至(Tnr−C89)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記シアントナー(Tnr−C90)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C93)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記シアントナー(Tnr−C91)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C94)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記ブラックトナー(Tnr−Bk1)乃至(Tnr−Bk40)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用ブラックトナー(Tnr−Bk43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記ブラックトナー(Tnr−Bk41)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用ブラックトナー(Tnr−Bk44)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記ブラックトナー(Tnr−Bk42)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用ブラックトナー(Tnr−Bk45)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記ブラックトナー(Tnr−Bk50)乃至(Tnr−Bk89)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用ブラックトナー(Tnr−Bk92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記ブラックトナー(Tnr−Bk90)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用ブラックトナー(Tnr−Bk93)のベタ画像濃度を基準値として求めた。上記ブラックトナー(Tnr−Bk91)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用ブラックトナー(Tnr−Bk94)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
以下に、各色のベタ画像濃度の向上率の評価基準を示す。
・イエロートナーのベタ画像濃度の向上率の評価基準
A:ベタ画像濃度の向上率が5%以上
B:ベタ画像濃度の向上率が1%以上5%未満
C:ベタ画像濃度の向上率が0%以上1%未満
D:ベタ画像濃度が低下
ベタ画像濃度の向上率が1%以上であれば良好な色調であると判断した。
・マゼンタトナーのベタ画像濃度の向上率の評価基準
A:ベタ画像濃度の向上率が20%以上
B:ベタ画像濃度の向上率が10%以上20%未満
C:ベタ画像濃度の向上率が5%以上10%未満
D:ベタ画像濃度が5%未満
ベタ画像濃度の向上率が10%以上であれば良好な着色力であると判断した。
・シアントナーのベタ画像濃度の向上率の評価基準
A:ベタ画像濃度の向上率が30%以上
B:ベタ画像濃度の向上率が20%以上30%未満
C:ベタ画像濃度の向上率が10%以上20%未満
D:ベタ画像濃度が10%未満
ベタ画像濃度の向上率が20%以上であれば良好な着色力であると判断した。
・ブラックトナーのベタ画像濃度の向上率の評価基準
A:ベタ画像濃度の向上率が60%以上
B:ベタ画像濃度の向上率が40%以上60%未満
C:ベタ画像濃度の向上率が20%以上40%未満
D:ベタ画像濃度の向上率が20%未満
ベタ画像濃度の向上率が40%以上であれば良好な着色力であると判断した。
[比較例6]
以下のトナーについて、実施例6と同様の方法で着色力を評価した。
・比較用イエロートナー(Tnr−Y46)乃至(Tnr−Y49)、及び(Tnr−Y95)乃至(Tnr−Y98)
・比較用マゼンタトナー(Tnr−M46)乃至(Tnr−M49)、及び(Tnr−M95)乃至(Tnr−M98)
・比較用シアントナー(Tnr−C46)乃至(Tnr−C49)、及び(Tnr−C95)乃至(Tnr−C98)
・比較用ブラックトナー(Tnr−Bk46)乃至(Tnr−Bk49)、及び(Tnr−Bk95)乃至(Tnr−Bk98)
上記比較用イエロートナー(Tnr−Y46)乃至(Tnr−Y49)のベタ画像濃度の向上率は、基準用イエロートナー(Tnr−Y43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記比較用イエロートナー(Tnr−Y95)乃至(Tnr−Y98)のベタ画像濃度の向上率は、基準用イエロートナー(Tnr−Y92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記比較用マゼンタトナー(Tnr−M46)乃至(Tnr−M49)のベタ画像濃度の向上率は、基準用マゼンタトナー(Tnr−M43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記比較用マゼンタトナー(Tnr−M95)乃至(Tnr−M98)のベタ画像濃度の向上率は、基準用マゼンタトナー(Tnr−M92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記比較用シアントナー(Tnr−C46)乃至(Tnr−C49)のベタ画像濃度の向上率は、基準用シアントナー(Tnr−C43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記比較用シアントナー(Tnr−C95)乃至(Tnr−C98)のベタ画像濃度の向上率は、基準用シアントナー(Tnr−C92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記比較用ブラックトナー(Tnr−Bk46)乃至(Tnr−Bk49)のベタ画像濃度の向上率は、基準用ブラックトナー(Tnr−Bk43)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
上記比較用ブラックトナー(Tnr−Bk95)乃至(Tnr−Bk98)のベタ画像濃度の向上率は、基準用ブラックトナー(Tnr−Bk92)のベタ画像濃度を基準値として求めた。
懸濁重合法による各色のトナーの着色力評価結果を表4に、懸濁造粒法による各色のトナーの着色力評価結果を表5に示す。
表3より明らかなように、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物を用いることで、顔料分散性が良好な顔料組成物、及び顔料分散体が得られることが確認された。
又、表4、及び5より明らかなように、本発明のアゾ骨格構造を有する化合物を用いることで、顔料の結着樹脂への分散性を改善し、着色力の高いイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、及びブラックトナーが提供されることが確認された。

Claims (13)

  1. 下記式(3)で表される単量体単位を有する高分子を有する化合物であって、下記式(1)で表される部分構造を有することを特徴とする化合物。

    [式(1)中、
    は、アルキル基又はフェニル基を表し、
    Arは、アリール基を表し、
    Ar及びR乃至Rは、下記(i)及び(ii)の少なくとも一方の条件を満たす。
    (i)Arが、アリール基の炭素原子に結合してなる、該高分子との結合部を構成する連結基を有する。
    (ii)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、該高分子との結合部を構成する連結基である。
    該連結基ではないR乃至Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基を表す。
    但し、Ar及びR乃至Rは、下記(iii)及び(iv)の少なくとも一方の条件を満たす。
    (iii)Arは、置換基として、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基を有する。
    (iv)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、下記式(2−1)で表される基又は下記式(2−2)で表される基である。]

    [式(2−1)中、
    *は、式(1)中のAr、又はR乃至Rを有する芳香環との結合位置を表し、
    は、水素原子、アルキル基、アラルキル基、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表し、
    は、酸素原子、硫黄原子又はNR基を表し、
    は、水素原子、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表す。]

    [式(2−2)中、
    *及び**は、式(1)中のAr、又はR乃至Rを有する芳香環との結合位置を表し、
    式(2−2)で表される基は、式(1)中のArもしくはR乃至Rを有する芳香環と結合することによって5員複素環を形成し、
    は、酸素原子、硫黄原子又はNR16基を表し、
    16は、水素原子、アルキルオキシカルボニル基又はアラルキルオキシカルボニル基を表す。]

    [式(3)中、
    は、水素原子又はアルキル基を表し、
    10は、フェニル基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基又はカルボン酸アミド基を表す。]
  2. 式(1)で表される部分構造が、下記式(4)で表される構造であることを特徴とする請求項1に記載の化合物。

    [式(4)中、
    は、アルキル基又はフェニル基を表し、
    11乃至R15、及び、R乃至Rは、下記(v)及び(vi)の少なくとも一方の条件を満たし、
    (v)R11乃至R15のうちの少なくとも一つが、該高分子との結合部を構成する連結基である。
    (vi)R乃至Rのうちの少なくとも一つが、該高分子との結合部を構成する連結基である。
    連結基ではないR11乃至R15、R乃至Rは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、シアノ基、トリフルオロメチル基、カルボキシル基、前記式(2−1)で表される基、又は、前記式(2−2)で表される基を表す。
    但し、R11乃至R15、及び、R乃至Rは、下記(vii)及び(viii)の少なくとも一方の条件を満たす。
    (vii)R11乃至R15のうちの少なくとも一つは、前記式(2−1)で表される基又は前記式(2−2)で表される基である。
    (viii)R乃至Rのうちの少なくとも一つは、前記式(2−1)で表される基又は前記式(2−2)で表される基である。]
  3. 前記連結基が、カルボン酸エステル結合又はカルボン酸アミド結合を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の化合物。
  4. 前記式(1)中のArが、前記(iii)の条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の化合物。
  5. 前記式(1)で表される部分構造が、前記式(2−1)で表される基を有し、前記式(2−1)中のAが、酸素原子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の化合物。
  6. 前記式(1)で表される部分構造が、前記式(2−2)で表される基を有し、前記式(2−2)中のAが、酸素原子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の化合物。
  7. 前記式(1)中のR乃至Rが、前記(ii)の条件を満たすことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の化合物。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の化合物を含有することを特徴とする顔料分散剤。
  9. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の化合物と、顔料とを有することを特徴とする顔料組成物。
  10. 請求項9に記載の顔料組成物と、非水溶性溶剤とを有することを特徴とする顔料分散体。
  11. 該非水溶性溶剤がスチレンであることを特徴とする請求項10に記載の顔料分散体。
  12. 結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーであって、該着色剤が、請求項9に記載の顔料組成物であることを特徴とするトナー。
  13. 該トナー粒子が、懸濁重合法又は懸濁造粒法により製造されることを特徴とする請求項12に記載のトナー。
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