JP5963491B2 - 顔料分散体、イエロートナーの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明者らは、前記した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、分散媒体中に、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表されるイエロー顔料を含有した顔料分散体であれば、優れた顔料分散性が得られることを見出した。又、得られた顔料分散体を使用したイエロートナーを製造することにより、高着色力を有するイエロートナーを提供する事を見出し本発明に至った。なお、本発明において、分散媒体とは、水、有機溶剤又はそれらの混合物のことを表す。
本発明の顔料分散体は、結着樹脂、イエロー顔料、ワックス成分等を含有するトナー粒子を作製する際に、着色剤として用いることができる。本発明の顔料分散体を着色剤として用いることにより、分散媒中で分散粘度の増加を抑制できるため、トナー粒子製造工程上のハンドリングが容易になるとともに、着色剤の分散性が良好に保たれる。その結果、高着色力を有するイエロートナーを得ることができる。
以下、本発明の顔料分散体は、液体現像法に用いられる現像剤(以下液体現像剤と呼ぶ)に用いる事が出来る。以下、液体現像剤の製造方法について説明する。
一般式(1)で表される化合物として、化合物(1)、(4)、(5)、(7)、(11)、(12)、(13)を、下記の様にして得た。なお、本実施例における化合物(1)、(4)、(5)、(7)、(11)、(12)、(13)は、前述した一般式(1)で表される化合物の具体例における化合物(1)、(4)、(5)、(7)、(11)、(12)、(13)と対応している。
[化合物(4)の製造]
クレゾール13.0g(120mmol)、1,2,3−プロパントリカルボン酸7.0g(40mmol)、三酸化二ホウ素1.0g(14.4mmol)のキシレン150mL溶液にn−ドデシルアミン44.5g(240mmol)を添加し、6時間加熱還流させ脱水させた。反応終了後、減圧下濃縮した後、アセトニトリル150mLで、50℃で1時間攪拌させ懸濁洗浄を行った。固体をろ過し、化合物(4)10.0g(収率37%)を得た。
[1]1H NMR(400MHz、DMSO−d6、室温):δ[ppm]=0.85(t、9H、J=6.64Hz)、1.17(m、60H)、2.50(t、11H、J=1.83Hz)、7.64(s、1H)、8.03(s、1H)、10.8(s、1H)
[2]質量分析(ESI−TOF):m/z=676.6414(M−H)−
[化合物(5)の製造]
化合物(4)の製造例におけるn−ドデシルアミンを、2−エチルヘキシルアミンに変更したこと以外は、製造例1と同様に製造し、化合物(5)7.3g(収率36%)を得た。
[1]1H NMR(400MHz、DMSO−d6、室温):δ[ppm]=0.80(td、9H、J=7.44、3.51Hz)、0.86(t、9H、J=6.87Hz)、1.2(t、24H、8.47Hz)、1.32(dd、3H、J=11.7、5.72Hz)、2.10(dd、2H、J=14.7、6.87Hz)、2.32(dd、2H、J=14.9、8.01Hz)、2.50(t、1H、J=1.83Hz)、2.96(dtd、6H、J=39.1、13.1、6.41Hz)、7.60(t、1H、6.00Hz)、7.68(t、2H、6.00Hz)
[2]質量分析(ESI−TOF):m/z=508.4524(M−H)−
[化合物(7)の製造]
化合物(4)の製造例におけるn−ドデシルアミンを、3−ブトキシプロピルアミンに変更したこと以外は、製造例1と同様に製造し、化合物(7)4.8g(収率23%)を得た。
[1]1H NMR(400MHz、DMSO−d6、室温):δ[ppm]=0.92−0.82(m、9H)、1.3(td、6H、J=14.9、7.48Hz)、1.46(dt、6H、J=15.7、5.95Hz)、1.57(td、6H、J=13.3、6.4Hz)、2.07(dd、2H、J=14.7、6.41Hz)、2.28(dd、2H、J=14.7、7.79Hz)、2.5(t、1H、J=1.60Hz)、2.99(tt、7H、J=22.4、7.56Hz)、3.36−3.30(m、12H)、7.72(dt、3H、J=29.5、5.61Hz)
[2]質量分析(ESI−TOF):m/z=514.3906(M−H)−
なお、化合物(7)の1H NMRスペクトルを図1に示す。
[化合物(11)の製造]
1,2,3−プロパントリカルボン酸3.5g(20mmol)のジメチルホルムアミド0.2mL溶液に塩化チオニル7.3mL(100mmol)を滴下した後、90℃で2時間撹拌した。減圧下濃縮した後、ジクロロメタン40mLで希釈した。この溶液をトリエチルアミン10mL及びジブチルアミン12.2mL(72mmol)のジクロロメタン100mL溶液に滴下し、5日間撹拌した。反応終了後、ジクロロメタン400mLで希釈した後、水、1mol/L塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。有機層を減圧下濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物(11)7.37g(収率72%)を得た。
[1]1H NMR(400MHz、CDCl3、室温):δ[ppm]=0.99−0.84(m、18H)、1.69−1.23(m、24H)、2.53−2.45(m、2H)、2.63−2.55(m、2H)、3.31−3.12(m、10H)、3.46(t、2H、J=8.01Hz)、3.75−3.68(m、1H)
[2]質量分析(ESI−TOF):m/z=510.4699(M+H)+
[化合物(12)の製造例]
β−アラニン塩酸塩19.4g(126.3mmol)をジクロロメタン150mLに懸濁させ、1,2,3−プロパントリカルボン酸5.56g(31.6mmol)、N−メチルモルホリン13.9mL(126.3mmol)及び1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド(EDCI)24.2g(126.3mmol)を加え、室温で一晩撹拌した。反応溶液をジクロロメタン450mLで希釈した後、水、1mol/L塩酸、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。有機層を減圧下濃縮した後、残渣をエタノール及びジエチルエーテルで洗浄することで、化合物(12)11.2g(収率75%)を得た。
[1]1H NMR(400MHz、CDCl3、室温):δ[ppm]=2.07(dd、2H、J=14.88、6.64Hz)、2.31(ddd、8H、J=32.06、15.57、8.70Hz)、2.96−2.88(m、1H)、3.20(tt、6H、J=19.23、6.56Hz)、7.75(t、1H、J=5.72Hz)、7.85(t、2H、J=5.50Hz)、12.19(s、3H)
[2]質量分析(ESI−TOF):m/z=388.1697(M+H)+
[化合物(13)の製造例]
1,2,3−プロパントリカルボン酸3.5g(20mmol)のメタノール80mL溶液に、N,N−ジエチル−1,3−ジアミノプロパン12.6mL(80mmol)及び4−(4,6−ジメトキシ−1,3,5−トリアジン−2−イル)−4−メチルモルホリニウムクロリド(DMT−MM)22.1g(80mmol)を加え、室温で3日間撹拌した。反応溶液を減圧下濃縮した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、化合物(13)2.1g(収率20%)を得た。
[1]1H NMR(400MHz、CDCl3、室温):δ[ppm]=1.02(tt、18H、J=15.57、6.49Hz)、1.62(dt、6H、J=17.71、5.38Hz)、2.17(s、2H)、2.35(dd、2H、J=14.65、5.04Hz)、2.54−2.44(m、18H)、3.14−3.10(m、1H)、3.28(dq、6H、J=25.87、6.56Hz)、7.56(3H、t、J=5.27Hz)
[2]質量分析(ESI−TOF):m/z=513.4603(M+H)+
<実施例1>
C.I.Pigment Yellow 155(クラリアント社製、商品名「Toner Yellow 3GP」)12部と化合物(1)0.12部の混合物にポリエステル樹脂48部と酢酸エチル120部を混合し、アトライター(日本コークス工業社製)により3時間分散させて、顔料分散体(1)を得た。
実施例1において、酢酸エチルをそれぞれトルエン、エチルメチルケトンに変更したこと以外は、顔料分散体の実施例1と同様に製造し、顔料分散体(2)、(3)を得た。
実施例1において、化合物(1)をそれぞれ化合物(11)、(12)に変更したこと以外は、顔料分散体の実施例1と同様に製造し、顔料分散体(4)、(5)を得た。
実施例1において、ポリエステル樹脂を添加せず、又、酢酸エチルをそれぞれシクロヘキサノン、酢酸エチル/トルエン(60部/60部)混合物に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、顔料分散体(6)、(7)を得た。
実施例1において、ポリエステル樹脂を添加せず、又、化合物(1)を用いる代わりにそれぞれ化合物(7)、(4)、(5)を用い、酢酸エチルをスチレン/キシレン(70部/50部)混合物に変更した。それ以外は実施例1と同様にして、顔料分散体(8)、(9)、(10)を得た。
C.I.Pigment Yellow 155 6部、化合物(1)0.06部、ドデシル硫酸ナトリウム1.2部の混合物に水60部を混合し、アトライター(日本コークス工業社製)により3時間分散させて、顔料分散体(11)を得た。
実施例11において、化合物(1)を化合物(13)に変更したこと以外は、実施例11と同様にして、顔料分散体(12)を得た。
実施例1、2、3、6、7、8、11において、化合物(1)又は化合物(7)を入れない事以外は実施例1、2、3、6、7、8、11と同様な操作で、それぞれ比較用顔料分散体(1)〜(7)を得た。
粒度測定器(グラインドメーター)(テスター産業株式会社)を用い、顔料分散体における顔料の粒の大きさを測定する事によって、顔料分散体の分散性を評価した。顔料の粒の大きさが、2.5μm未満であれば、良好な分散性であると判断した。
A:顔料の粒の大きさが、2.5μm未満である。
B:顔料の粒の大きさが、2.5μm以上4.5μm未満である。
C:顔料の粒の大きさが、4.5μm以上である。
C.I.Pigment Yellow 155 12部と化合物(1)0.12部の混合物にスチレン120部を混合し、アトライター(日本コークス工業社製)により3時間分散させて、顔料分散体(13)を得た。
実施例13において、化合物(1)の使用量を0.12部から1.2部に変更したこと以外は、実施例13と同様にして、顔料分散体(14)を得た。
実施例13において、化合物(1)をそれぞれ化合物(4)、(5)、(7)、(11)に変更したこと以外は、実施例13と同様にして、顔料分散体(15)〜(18)を得た。
実施例13において、C.I.Pigment Yellow 155を、C.I.Pigment Yellow 155/C.I.Pigment Yellow 180(96部/24部)の混合物に変更したこと以外は、実施例13と同様にして、顔料分散体(19)を得た。
実施例19において、化合物(1)を化合物(12)に変更したこと以外は、実施例19と同様にして、顔料分散体(20)を得た。
実施例13において、C.I.Pigment Yellow 155を、C.I.Pigment Yellow 155/C.I.Pigment Yellow 185(90部/30部)の混合物に変更したこと以外は、実施例13と同様にして、顔料分散体(21)を得た。
実施例21において、化合物(1)を化合物(13)に変更したこと以外は、実施例21と同様にして、顔料分散体(22)を得た。
実施例13において、化合物(1)を入れない事以外は、実施例13と同様にして、比較用顔料分散体(8)を得た。
実施例19において、化合物(1)を入れない事以外は、実施例19と同様にして、比較用顔料分散体(9)を得た。
実施例21において、化合物(1)を入れない事以外は、実施例21と同様にして、比較用顔料分散体(10)を得た。
レオメータPHYSICA MCR 300(Anton Paar社)により、顔料分散体の粘度を測定した。そして、顔料分散体(13)〜(18)は比較用顔料分散体(8)に対して、顔料分散体(19)、(20)は比較用顔料分散体(9)に対して、顔料分散体(21)、(22)は比較用顔料分散体(10)に対しての粘度低下率を、それぞれ求めた。
せん断速度:10s−1
A:比較用顔料分散体に対する粘度低下率が、20%以上である。
B:比較用顔料分散体に対する粘度低下率が、10%以上20%未満である。
C:比較用顔料分散体に対する粘度低下率が、10%未満である。
粒度測定器(グラインドメーター)(テスター産業株式会社)を用い、顔料分散体における顔料の粒の大きさを測定する事によって、顔料分散体の分散性を評価した。評価基準については、上記分散性の評価法と同様である。
<実施例23>
高速撹拌装置T.K.ホモミキサー(プライミクス株式会社製)を備えた2L用四つ口フラスコ中に、イオン交換水710部と0.1mol/l−リン酸三ナトリウム水溶液450部を添加し、回転数を12000rpmに調製し、60℃に加温した。ここに1.0mol/l−塩化カルシウム水溶液68部を徐々に添加し、微小な難水溶性分散安定剤リン酸カルシウムを含む水系分散媒体を調製した。
・顔料分散体(13):133.2部
・スチレン単量体:46.0部
・n−ブチルアクリレート単量体:34.0部
・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式会社製 ボントロンE−88)
・極性樹脂:10.0部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg:65℃、Mw:10000、Mn:6000)
・エステルワックス:25.0部
(DSC測定における最大吸熱ピークのピーク温度:70℃、Mn:704)
・ジビニルベンゼン単量体:0.10部
実施例23において、サリチル酸アルミニウム化合物を添加しないこと以外は、実施例23と同様にして、イエロートナー(2)を得た。
実施例23において、顔料分散体(13)を顔料分散体(15)、(16)、(17)、(18)に変更したこと以外は、実施例23と同様にして、それぞれイエロートナー(3)〜(6)を得た。
実施例23において、顔料分散体(13)を顔料分散体(20)に変更したこと以外は、実施例23と同様にして、イエロートナー(7)を得た。
実施例23において、顔料分散体(13)を顔料分散体(21)、(22)に変更したこと以外は、実施例23と同様にして、それぞれイエロートナー(8)、(9)を得た。
実施例24において、顔料分散体(13)を比較用顔料分散体(8)に変更したこと以外は、実施例24と同様にして比較用イエロートナー(1)を得た。
実施例23において、顔料分散体(13)を比較用顔料分散体(9)に変更したこと以外は、実施例23と同様にして比較用イエロートナー(2)を得た。
実施例23において、顔料分散体(13)を比較用顔料分散体(10)に変更したこと以外は、実施例23と同様にして比較用イエロートナー(3)を得た。
(1)トナーの重量平均粒径D4、及び個数平均粒径D1の測定
上記トナーの個数平均粒径(D1)及び重量平均粒径(D4)を、コールター法による粒度分布解析にて測定した。測定装置として、コールターマルチサイザーII(ベックマン・コールター社製)を用い、該装置の操作マニュアルに従い測定を行った。電解液としては、ISOTON−II(ベックマン・コールター社製)を用いた。具体的な測定方法としては、前記電解水溶液100ml中に、分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を、0.1ml程度加え、更に測定試料(トナー)を2mg程度加えた。試料を懸濁した電解液に対して、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行った。得られた分散処理液を、アパーチャーとして100μmアパーチャーを装着した前記測定装置により、2.00μm以上のトナーの体積、個数を測定してトナーの体積分布と個数分布とを算出した。トナーの個数分布から求めた個数平均粒径(D1)と、トナーの体積分布から求めたトナーの重量平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)及びD4/D1を求めた。
フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(シスメックス株式会社製)を用いて測定を行った。円形度は、下式を用いて算出した。
円相当径=(粒子投影面積/2/π)1/2
円形度=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。円形度は粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形の場合には1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
常温常湿環境(温度25℃/湿度60%RH)下において、最大トナー乗り量を0.45mg/cm2に調整した16階調画像サンプルを、カラー複写機CLC−1100改造機(キヤノン(株)製、定着オイル塗布機構を省いた)を用いて準備した。このとき、画像サンプルの基紙としては、CLCカラーコピー用紙(キヤノン(株)製)を用いた。得られた画像サンプルをSpectroLino(GretagMacbeth社製)にて分析した。分析結果はイエロー色の濃度OD(Y)で評価した。OD(Y)が、1.6以上であれば、良好な着色性であると判断した。
A:OD(Y)が1.6以上である。
B:OD(Y)が1.5以上〜1.6未満である。
C:OD(Y)が1.5未満である。
Claims (8)
- 分散媒体中に、一般式(1)で表される化合物と一般式(2)で表されるイエロー顔料を含有する顔料分散体。
[一般式(1)において、R1、R2、R3、R’1、R’2及びR’3は、各々独立して、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜12の直鎖、分岐、又は、環状のアルキル基を表す。該置換の炭素数1〜12の直鎖、分岐、又は、環状のアルキル基の置換基は、炭素数1〜4のアルコキシ基、カルボキシ基、又は炭素数1〜4のジアルキルアミノ基である。]
[一般式(2)において、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12及びR13は、各々独立して、水素原子、アルキル基、カルボン酸エステル基、カルボン酸アミド基又はハロゲン原子を表し、R14、R15、R16及びR17は、各々独立して、水素原子、アルキル基又はハロゲン原子を表す。] - 前記一般式(1)において、R1、R2及びR3が同一の置換基であり、R’1、R’2及びR’3が同一の置換基である請求項1に記載の顔料分散体。
- 前記一般式(1)において、R’1、R’2及びR’3が水素原子である請求項1又は2に記載の顔料分散体。
- 前記一般式(1)における炭素数1〜12の直鎖、分岐、又は、環状のアルキル基が、エチル基、プロピル基、ブチル基、ドデシル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、またはエチルヘキシル基であり、
前記置換の炭素数1〜12の直鎖、分岐、又は、環状のアルキル基の置換基が、ブトキシ基、カルボキシ基、またはジエチルアミノ基である
請求項1に記載の顔料分散体。 - 前記一般式(1)で表される化合物が、下記式(1)、(4)、(5)、(7)、(11)、(12)または(13)のいずれかで表される化合物である請求項1に記載の顔料分散体。
- 前記一般式(2)で表されるイエロー顔料が、C.I.ピグメントイエロー155である請求項1乃至5のいずれか1項に記載の顔料分散体。
- 前記一般式(1)で表される化合物の含有量が、一般式(2)で表されるイエロー顔料100質量部に対して、0.05〜10質量部であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の顔料分散体。
- 結着樹脂、イエロー顔料及びワックス成分を含有するトナー粒子を有するイエロートナーを製造するイエロートナーの製造方法であって、請求項1〜7のいずれか1項に記載の顔料分散体を用いて該トナー粒子を製造する工程を有することを特徴とするイエロートナーの製造方法。
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