JP5187326B2 - アゾ化合物、アゾ色素、および該アゾ化合物又は該アゾ色素を含む着色組成物及び着色物 - Google Patents
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Description
まず、一般式(1)により表されるアゾ色素について詳細に説明する。
アリールアミノカルボニル基は、塩素原子、パーフルオロアルキル基もしくは−NHCONH−基で置換されていてもよい。
本発明の分散物は、前記一般式(1)で表されるアゾ色素ないし一般式(2)で表されるアゾ化合物、互変異性体、その塩または水和物の少なくとも1種を含むことを特徴とする。これにより、色彩的特性および分散安定性に優れた分散物とすることができる。
本発明の着色組成物は、少なくとも一種の本発明のアゾ色素またはアゾ化合物と樹脂とを含有する着色組成物を意味する。ここで用いられる樹脂は、その用途によって異なるが、例えばカラーフィルタ用途では、アルカリ溶解性を有する樹脂が好ましい。その場合の樹脂は、色素の分散媒として作用し、不飽和カルボン酸から導かれる構成単位からなる共重合体であることが好ましい。
次に、インクジェット記録用インクについて説明する。
インクジェット記録用インク(以下、「インク」という場合がある)は、上記で説明した本発明の分散物を用いる。好ましくは、水溶性溶媒、水等を混合して調整される。ただし、特に問題が無い場合は、前記本発明の分散物をそのまま用いても良い。
本発明において、前記一般式(3)ないし下記一般式(5)で表されるカップリング成分(ナフトール化合物)は公知の方法で合成することができる。また、本発明のアゾ色素およびアゾ化合物は、前記一般式(3)ないし下記一般式(5)で表されるカップリング成分(ナフトール化合物)と、前記一般式(4)ないし下記一般式(6)で表されるジアゾ成分(芳香族アミン)から、既知の方法により調製したジアゾニウム塩(ジアゾ化合物)とのカップリング反応によって製造(合成)することができる。本発明のアゾ色素およびアゾ化合物の具体的な製造方法(合成方法)を、以下、実施例にて具体的に記す。
以下に、前記アゾ色素1の具体的な合成方法をその反応スキーム(下記反応スキームA)とともに示す。本発明に係る他のアゾ色素およびアゾ化合物も同様のスキームで合成することができる。なお、アゾ色素およびアゾ化合物の製造方法(合成方法)は以下の方法に限定されるものではない。
トルエン57.3gに、2,3−ヒドロキシナフトエ酸9.0g(0.048mol)、およびN,N−ジメチルホルムアミド0.12gを加え、85℃に加熱後、塩化チオニル55.63g(0.468mol)を15分間で滴下した。滴下終了後、1時間還流した。別途調製した化合物(A)8.09g(0.050mol)とトルエン26.4gを85℃に加熱した溶液に、上記反応溶液を30分間かけて滴下し、2時間加熱還流した。この反応液を95℃に冷却後、28%アンモニア水溶液0.8gおよび水2.0gを加え、95〜100℃にて15分間攪拌後、トルエンおよび未反応の化合物(A)を水蒸気蒸留により除去した。析出した反応物をろ取し、熱湯で洗浄後、乾燥して化合物(B)を15.2g(収率:95.8%)得た。化合物(B)の赤外吸収スペクトルを図1に示す。
水72gに化合物(C)3.63g(0.015mol)を加えた後、35%塩酸5.73gを加え、−2〜0℃になるよう冷却した。この溶液に25%亜硝酸ナトリウム水溶液4.22g(0.015mol)を加えた後、0〜5℃に保持しながら、30分間攪拌し、ジアゾニウム溶液を調製した。別途、前期の方法で得た化合物(B)5.60g(0.015mol)と、25%水酸化ナトリウム溶液8.81g、メチルアルコール62gからなるカップラー溶液を調製した。調製したジアゾニウム溶液とカップラー溶液を、同時にpH5.4の酢酸バッファー溶液45gとメチルアルコール50gからなる混合溶液に10分間で滴下した。滴下終了後、室温で30分間攪拌した後、さらに、60℃に保持しながら15分間攪拌し、析出した反応物をろ取し、熱湯およびメタノールの混合溶液で洗浄後、乾燥してアゾ色素1を8.59g(収率:98%)得た。アゾ色素1の赤外吸収スペクトルを図2に示す。
(アゾ色素2の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、3−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素2を7.97g(収率98%)得た。アゾ色素2の赤外吸収スペクトルを図3に示す。
(アゾ色素3の合成)
実施例1で使用した3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素3を7.97g(収率97%)得た。アゾ色素3の赤外吸収スペクトルを図4に示す。
(アゾ色素4の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、3−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素4を7.97g(収率97%)得た。アゾ色素4の赤外吸収スペクトルを図5に示す。
(アゾ色素5の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、2−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素5を7.97g(収率95%)得た。アゾ色素5の赤外吸収スペクトルを図6に示す。
(アゾ色素6の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、5−クロロ−2−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素6を7.97g(収率97%)得た。アゾ色素6の赤外吸収スペクトルを図7に示す。
(アゾ色素7の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、3,5−ビス(トリフロオロメチル)アニリンを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素7を7.97g(収率96%)得た。アゾ色素7の赤外吸収スペクトルを図8に示す。
(アゾ色素8の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、4−フルオロ−3−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素8を7.97g(収率96%)得た。アゾ色素8の赤外吸収スペクトルを図9に示す。
(アゾ色素9の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、2−クロロ−5−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素9を7.97g(収率97%)得た。アゾ色素9の赤外吸収スペクトルを図10に示す。
(アゾ色素10の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、4−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズアミドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素10を7.97g(収率95%)得た。アゾ色素10の赤外吸収スペクトルを図11に示す。
(アゾ色素12の合成)
実施例1で使用した3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズ−(2’−クロロ−5’−トリフルオロメチル)アニリドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素12を7.97g(収率96%)得た。アゾ色素12の赤外吸収スペクトルを図12に示す。
(アゾ色素13の合成)
実施例1で使用した化合物(A)のかわりに、3−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、3−アミノ−4−メトキシベンズ−(3’−トリフルオロメチル)アニリドを0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素13を7.97g(収率95%)得た。アゾ色素13の赤外吸収スペクトルを図13に示す。
(アゾ色素14の合成)
実施例1で使用した3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、下記化合物(D)を0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素14を7.97g(収率95%)得た。アゾ色素14の赤外吸収スペクトルを図14に示す。
(アゾ色素15の合成)
実施例1で使用した(A)のかわりに、3−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および3−アミノ−4−メトキシベンズアニリドのかわりに、化合物(D)を0.015mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素15を7.97g(収率97%)得た。アゾ色素15の赤外吸収スペクトルを図15に示す。
以下に、前記アゾ色素61の具体的な合成方法をその反応スキーム(下記反応スキームA)とともに示す。本発明に係る他のアゾ色素およびアゾ化合物も同様のスキームで合成することができる。なお、アゾ色素およびアゾ化合物の製造方法(合成方法)は以下の方法に限定されるものではない。
25%水酸化ナトリウム溶液1.12g、水13.2gからなる混合溶液に、化合物(C)を1.42g(0.007mol)を加えた、−2〜0℃になるよう冷却した。この溶液に25%亜硝酸ナトリウム水溶液1.97g(0.007mol)を加えた後、0〜5℃に保持しながら、15分間攪拌した。この混合溶液を、35%塩酸2.28g、水10。0g、氷、10.0gからなる混合溶液に、−2〜0℃に保持しながら素早く加えた後、0〜5℃に保持しながら30分間攪拌した。別途調製した前期の方法で得た化合物(B)2.61g(0.07mol)と、25%水酸化ナトリウム溶液2.58g、メチルアルコール14.0gからなる混合溶液に、この反応溶液を5℃以下を保持しながら15分間で滴下した。滴下終了後、室温で一晩攪拌した後、塩化ナトリウム10gを加え、65℃に保持しながら1時間攪拌し、析出した反応物をろ取し、20%塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、乾燥してアゾ色素61を3.62g(収率:89.2%)得た。アゾ色素61の赤外吸収スペクトルを図16に示す。
(アゾ色素62の合成)
実施例61で使用した化合物(A)のかわりに、3−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素62を3.58g(収率90%)得た。
(アゾ色素65の合成)
実施例61で使用した化合物(E):2−アニシジン−5−スルホン酸のかわりに、2−アニシジン−5−安息香酸を0.007mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素64を3.77g(収率95%)得た。
(アゾ色素66の合成)
実施例61で使用した化合物(A)のかわりに、3−アミノベンズトリフロリドを0.050mol量、および化合物(E):2−アニシジン−5−スルホン酸のかわりに、2−アニシジン−5−安息香酸を0.007mol量使用した以外は、実施例1と同様の操作を行い、アゾ色素64を3.57g(収率96%)得た。
以下に、本発明の分散物およびそれを用いたインクジェット記録用インクの例を挙げる。
実施例1で製造したアゾ色素1を2.5部、オレイン酸ナトリウム0.5部、グリセリン5部、水42部を混合し、直径0.1mmのジルコニアビーズ100部とともに遊星型ボールミルを用いて毎分300回転、6時間分散を行った。分散終了後、ジルコニアビーズを分離し、分散物1を得た。
実施例67で用いたアゾ色素1に変えて、本発明のアゾ色素2〜66を用いた以外は、実施例67と同様にして分散物2〜66を得た。
実施例1で用いたアゾ色素1に変えてC.I.ピグメント・レッド269(PR269、山陽色素(株)社製、商品名:Permanent Carmine 3810)を用いた以外は実施例1と同様にして比較分散物1を得た。
実施例1で用いたアゾ色素1に変えてC.I.ピグメント・レッド122(PR122、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製、商品名:CROMOPHTAL Jet Magenta DMQ)を用いた以外は実施例1と同様にして比較分散物2を得た。
実施例1で用いたアゾ色素1に変えてC.I.ピグメント・バイオレット19(PV19、クラリアントジャパン(株)社製、商品名:Hostaperm Red E5B02)を用いた以外は実施例1と同様にして比較分散物3を得た。
以下に、分散物の評価項目の評価方法と評価判断基準を示す。尚、分散物の粒径および粘度の測定は以下の方法に従った。
分散物の粒径を、粒度分布計(日機装社製レーザードップラー式粒度分布計「マイクロトラックUPA−150」)を用いて測定した。尚、本実施例および比較例における粒径とは、体積平均粒子径を意味する。
分散物の粘度を、低粘度領域では振動式粘度計(山一電機社製粘度計「VM−100A」)、中粘度領域以上についてはB型粘度計で25℃における粘度を測定した。
前記分散物をポリプロピレン製密閉容器中で分散物の製造直後および70℃、7日間放置後の粒径及び粘度の変化率を測定した。以下に評価判断基準を示す。
A:粒径及び粘度の変化率が±10%以内。
B:粒径及び粘度の変化率が±10%以上±20%以内。
C:粒径及び粘度の変化率が±20%を超える。
結果を表1に示した。
上記実施例および比較例で得られた分散物をNo.3のバーコーターを用いてセイコーエプソン(株)社製フォトマット紙<顔料専用>(型番:KA450MM)に塗布した。得られた塗布物の画像濃度を反射濃度計(X−Rite社製X−Rite938)を用いて測定し、「着色力(OD:Optical Density)」として結果を表1に示した。
色相については、上記で得られた塗布物の色度を目視にて評価した。以下に評価判断基準を示す。
A:黄味が少なく鮮やかさが大きい(良好)。
B:黄味が大きい、もしくは鮮やかさが小さい。
C:黄味が大きく鮮やかさが小さい(不良)。
国際公開第2006/064193号パンフレットの22ページに記載されているDispersant 10で表される高分子分散剤を水酸化カリウム水溶液で中和した。得られた分散剤水溶液75質量部(固形分濃度20%)の中に、前記合成のアゾ色素1を30質量部及びイオン交換水95質量部を加えて、ディスパー攪拌翼にて混合・粗分散した。混合・粗分散した液に直径0.1mmのジルコニアビーズを600質量部を入れて、これを分散機(サンドグラインダミル)で4時間分散した後、ビーズと分散液に分離した。得られた混合物を攪拌しながら、25℃でポリエチレングリコールジグリシジルエ−テル2質量部をゆっくり加え、50℃で6時間攪拌した。更に、分画分子数300Kの限外濾過膜を使って不純物を除去し、これをポアサイズ5μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:25mm、富士フイルム(株)社製)を取り付けた容量20mlのシリンジで濾過し、粗大粒子を除去することにより固形分濃度10%の分散物67を得た。
実施例133で用いたアゾ色素1に変えて、本発明のアゾ色素2〜66を用いた以外は、実施例67と同様にして分散物68〜132を得た。
実施例133で用いたアゾ色素1に変えてC.I.ピグメント・レッド269(PR269、山陽色素(株)社製、商品名:Permanent Carmine 3810)を用いた以外は実施例133と同様にして比較分散物4を得た。
実施例133で用いたアゾ色素1に変えてC.I.ピグメント・レッド122(PR122、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)社製、商品名:CROMOPHTAL Jet Magenta DMQ)を用いた以外は実施例133と同様にして比較分散物5を得た。
実施例133で用いたアゾ色素1に変えてC.I.ピグメント・バイオレット19(PV19、クラリアントジャパン(株)社製、商品名:Hostaperm Red E5B02)を用いた以外は実施例133と同様にして比較分散物6を得た。
実施例133〜198で得られた各分散物67〜132を固形分で5質量%、グリセリン10質量%、2−ピロリドン5質量%、1,2―ヘキサンジオール2質量%、トリエチレングリコールモノブチルエーテル2質量%、プロピレングリコール0.5質量%、イオン交換水75.5質量%になる様に各成分を加えて、得られた混合液をポアサイズ1μmのフィルター(アセチルセルロース膜、外径:25mm、富士フイルム(株)社製)を取り付けた容量20mlのシリンジで濾過し、粗大粒子を除去することにより表5に示すインクジェット記録用インク1〜66(インク1〜66)を得た。
実施例133〜198で得られた各分散物67〜132の代わりに、比較例4〜6で得られた比較分散物4〜6をそれぞれ用いた以外は、実施例199〜264と同様にして比較インクジェット記録用インク1〜3(比較インク1〜3)を得た。
<吐出安定性>
プリンターのカートリッジにインクジェット記録用インクを充填した後に、20〜25℃で40〜60%RHの環境下で、文字と塗り潰しとが混在する画像をA4版の普通紙に100ページ連続的に印刷した。得られた印刷物(印字物)を目視で観察し、以下の指標で評価した。
A:全く印刷乱れが認められない。
B:印刷乱れが認められたが10箇所未満である(実用レベル)。
C:10箇所以上100箇所未満の範囲で印刷乱れが認められた。
D:100箇所以上印刷乱れが認められた。
インクジェット記録用インクをポリプロピレン製密閉容器中でインクジェット記録用インクの製造直後および7日間放置後の粒径及び粘度の変化率を測定した。下記表5に示した。以下に評価判断基準を示す。尚、粒径及び粘度は前記分散物と同様な方法で測定した。
A:粒径及び粘度の変化率が±10%以内。
B:粒径及び粘度の変化率が±10%以上±20%以内。
C:粒径及び粘度の変化率が±20%を超える。
以下に、本発明の着色組成物の一つであるトナーの例を挙げる。
〔粉砕法トナー〕
実施例1〜66で製造した各アゾ色素を用い、ポリエステル樹脂100g、色素5gをボールミルにて攪拌混合後、溶融混練、冷却し、粉砕分級して粉砕法トナーを得た。比較例10〜12として、表6に示す公知の顔料を用いて同様に粉砕法トナーを得た。
〔凝集法トナー〕
実施例1〜66で製造した各アゾ色素を用い、下記の方法により凝集法トナーを製造した。比較例13〜15として、表7に示す公知の顔料を用いて同様に凝集法トナーを得た。
各アゾ色素20gのそれぞれにイオン交換水80g、アルキルベンゼンスルホン酸塩3gを添加し、機械式分散機にて分散処理して各色素の着色分散液を得た。
反応器に、エステルワックスエマルジョン330g(固形分として)、イオン交換水13Kgを入れ90℃に昇温し、アルキルベンゼンスルホン酸塩3g、スチレン2.5Kg、n−ブチルアクリレート650g、メタクリル酸170g、8%過酸化水素水溶液330g、8%アスコルビン酸水溶液330gを添加した。90℃で7時間反応を継続してポリマー乳化液を得た。
上記ポリマー乳化液150gに着色剤分散液9.5gを注入し混合攪拌した。この中に0.5%の硫酸アルミニウム溶液40gを攪拌しながら注入した。60℃に昇温し、2時間攪拌を継続し、ろ過、洗浄、乾燥し凝集法トナーを得た。
〔懸濁重合法トナー〕
実施例1〜66で製造した各アゾ色素を用い、下記の方法により懸濁重合法トナーを製造した。比較例16〜18として、表8に示す公知の顔料を用いて同様に懸濁重合法トナーを得た。
反応器にイオン交換水710gと0.1モル/リットルの燐酸三ナトリウム水溶液450gを加えて65℃に加温し、1.0モル/リットルの塩化カルシウム水溶液68gを徐々に加え、コロイド状燐酸カルシウムを含む分散液を含む水系分散媒体を調製した。
スチレンモノマー165g、n−ブチルアクリレート35gに色素14gを加えてサンドグラインダーで分散させた分散液にエステルワックス30gを加え、80℃で溶解させた。ついでn−オクチル−3−メルカプトプロピオン酸エステルを2g、重合開始剤として2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)11gを加えたものを前記水系分散媒体中に攪拌しながら徐々に加え、水中にモノマーを含む溶液を分散させた。ついで65℃、10時間重合反応を行った。pH調整、ろ過、洗浄、乾燥してトナーを得た。
上記各実施例、比較例で得られたトナーのそれぞれ50gに疎水性シリカ0.3gを外添し、電子写真プリンターで以下の方法で評価を行った。また、重合トナー法においては着色剤の分散性と分散液の安定性も併せて評価した。評価結果を表6〜8に示す。
ベタ画像をOHPシート上にプリントし、画像の透明性を観察した。評価基準は下記の通りである。
A:良好、 B:やや悪い、 C:不良
ベタ画像をOHPシート上にプリントし、画像の着色力を観察した。評価基準は下記の通りである。
A:良好、 B:やや悪い、 C:不良
分散媒への色素の分散性を観察した。評価基準は下記の通りである。
A:良好、 B:やや悪い、 C:不良
色素の凝集や沈降が無く、経時で安定した分散状態を有するか否かを観察した。評価基準は下記の通りである。
A:良好、 B:やや悪い、 C:不良
Claims (16)
- X4がパーフルオロアルキル基、X7がカルバモイル基またはアリールアミノカルボニル基、X10がアルコキシル基である請求項1記載のアゾ色素。
- X1、X2、X3、X5、X6、X8、X9が水素原子である請求項2記載のアゾ色素。
- X1が塩素原子、X4がパーフルオロアルキル基である請求項1記載のアゾ色素。
- X7がカルバモイル基またはアリールアミノカルボニル基、X10がアルコキシル基である請求項4記載のアゾ色素。
- X2、X3、X5、X6、X8、X9が水素原子である請求項4または5記載のアゾ色素。
- X14がパーフルオロアルキル基、X17がカルバモイル基またはアリールアミノカルボニル基、X20がアルコキシル基である請求項7記載のアゾ化合物。
- X11、X12、X13、X15、X16、X18、X19が水素原子である請求項8記載のアゾ化合物。
- X11が塩素原子、X14がパーフルオロアルキル基である請求項7記載のアゾ化合物。
- X17がカルバモイル基またはアリールアミノカルボニル基、X20がアルコキシル基である請求項10記載のアゾ化合物。
- X12、X13、X15、X16、X18、X19が水素原子である請求項10または11記載のアゾ化合物。
- 下記一般式(3)で表されるナフトール化合物と、下記一般式(4)で表される芳香族アミンのジアゾ化合物とを反応することを特徴とする請求項7〜12いずれか記載のアゾ化合物の製造方法。
一般式(3)
一般式(4)
- 請求項1〜6のいずれかに記載のアゾ色素または請求項7〜12のいずれかに記載のアゾ化合物の少なくとも1種を媒体に分散されてなることを特徴とする分散物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のアゾ色素または請求項7〜12のいずれかに記載のアゾ化合物の少なくとも1種と樹脂とを含有することを特徴とする着色組成物。
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