JP6108875B2 - アゾ化合物、該アゾ化合物を含有する顔料分散剤、顔料組成物、顔料分散体及びトナー - Google Patents

アゾ化合物、該アゾ化合物を含有する顔料分散剤、顔料組成物、顔料分散体及びトナー Download PDF

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Description

本発明は、新規なアゾ化合物、該アゾ化合物を含有する顔料分散剤、顔料組成物、及び顔料分散体、該顔料組成物を着色剤とするトナーに関する。
微細な顔料は、有機溶剤、溶融樹脂等の媒体中で顔料粒子間の凝集力が強い傾向にある。そのため、展色物において、色むらや著しい着色力の低下を引き起こすことがある。更に、展色物の着色表面や塗膜表面に関しては光沢の低下といった問題を生じる。
従来、顔料分散性を向上させる方法として、顔料に親和性を有する部位と、媒体中への分散性を付与するポリマー部位とを有する、ポリマー分散剤が用いられてきた。例えば、特許文献1には、アセトアセトアニリド類の置換体を含むアゾ、又はジスアゾ発色団がポリマーに結合した、トナー用ポリマー顔料分散剤が開示されている。又、特許文献2には、Solsperse(登録商標)として知られる酸、又は塩基性部位を有する櫛型ポリマー分散剤を使用した例が開示されている。一方、特許文献3には、インクジェット記録用顔料の分散剤として、アゾ顔料の分子量の95%より小さい分子量の発色団を水溶性ポリマー主鎖に結合させた、ポリマー分散剤を用いた例が開示されている。
特許第3984840号公報 国際公開第99/42532号パンフレット 米国特許第7582152号明細書
上記のような提案がなされているが、これらの顔料分散剤を使用してトナーを製造した場合、結着樹脂中での十分な顔料分散性を得ることが困難であり、望まれる色調を得ることが難しかった。
本発明は、上記課題を解決することを目的とする。即ち、本発明は、顔料に対する高い親和性、重合性単量体、結着樹脂、及び非水溶性溶剤等に対する高い親和性を併せ持つ顔料分散剤を提供し、該顔料分散剤を用いた顔料組成物をトナー用着色剤として適用することで、良好な色調のトナーを提供することを目的とする。
上記目的は、以下の本発明によって達成される。
本発明は、下記式(1)で表される部分構造と下記式(2)で表される単量体単位を有する高分子とが結合した構造を有する新規アゾ化合物に関する。
Figure 0006108875
[式(1)中、
1及びR2は、OM基、又は無置換アミノ基を表し、Mは、水素原子、又は対カチオンを表し、
3乃至R7は、水素原子、又は該高分子と結合する連結基を表し、R3乃至R7の少なくとも一つは、該高分子と結合する連結基である。]
Figure 0006108875
[式(2)中、
8は、水素原子、又はアルキル基を表し、
9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。]
又、本発明は、上記の新規アゾ化合物を含有する顔料分散剤、顔料組成物、顔料分散体及びトナーを提供する。
本発明により、新規なアゾ化合物が提供される。本発明に係る上記式(1)で表される部分構造が、上記式(2)で表される単量体単位を有する高分子に結合したアゾ化合物は、非水溶性溶剤、特に非極性溶剤への親和性、及びアゾ顔料、特にアセトアセトアニリド系顔料に対する親和性が高いことから、顔料分散剤として用いることで、アゾ顔料の分散性が改善された顔料組成物が提供される。また、該顔料組成物を用いることで、非水溶性溶剤への分散性に優れる顔料分散体、特にスチレンモノマーの顔料分散体が提供される。更に、該顔料組成物を着色剤として用いることで色調良好なトナーが提供される。
本発明に係るアゾ化合物(21)の13C NMRスペクトル図である。 本発明に係るアゾ化合物(25)の13C NMRスペクトル図である。
以下に本発明について更に詳しく説明する。
本発明者らは、上記した従来技術の課題を解決すべく鋭意検討の結果、下記式(1)で表される部分構造が、下記式(2)で表される単量体単位を有する高分子に結合したアゾ化合物が、アゾ顔料及び非水溶性溶剤への親和性が高く、アゾ顔料の非水溶性溶剤への分散性を改善することを見出した。又、該アゾ化合物を用いることで分散性が良好なアゾ顔料組成物が得られ、更に該顔料組成物を用いることで、アゾ顔料の分散状態が良好なアゾ顔料分散体及び良好な色調のトナーが提供されることを見出して、本発明に至った。
Figure 0006108875
[式(1)中、
1及びR2は、OM基、又はアミノ基を表し、Mは、水素原子、又は対カチオンを表し、
3乃至R7は、水素原子、又は該高分子と結合する連結基を表し、R3乃至R7の少なくとも一つは、該高分子と結合する連結基である。]
Figure 0006108875
[式(2)中、
8は、水素原子、又はアルキル基を表し、
9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。]
本発明のアゾ化合物は、上記式(1)で表されるアゾ顔料への親和性が高い色素部位と、上記式(2)で表される単量体単位を有する非水溶性溶剤への親和性が高い高分子部位とで構成される。
先ず、本発明で提供される上記式(1)で表される部分構造である色素部位について詳細に説明する。
上記式(1)中のR1及びR2におけるOM基の対カチオンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、水素原子、リチウム、ナトリウム、及びカリウム等のアルカリ金属イオン;アンモニウム、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、n−プロピルアンモニウム、イソプロピルアンモニウム、ジイソプロピルアンモニウム、n−ブチルアンモニウム、テトラn−ブチルアンモニウム、イソブチルアンモニウム、モノエタノールアンモニウム、ジエタノールアンモニウム、及びトリエタノールアンモニウム等の第4級アンモニウムが挙げられる。
上記式(1)中のR1及びR2におけるアミノ基としては、特に限定されるものではないが、例えば、無置換アミノ基、N−メチルアミノ基、N−ブチルアミノ基、N−ヘキシルアミノ基、N−テトラデシルアミノ基、N−フェニルアミノ基、及びN−ナフチルアミノ基等のモノ置換アミノ基、N,N−ジメチルアミノ基、N,N−ジエチルアミノ基、N,N−ジフェニルアミノ基、及びN,N−メチルプロピルアミノ基の如き二置換アミノ基、アセチルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、tert−ブチルカルボニルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、ナフトイルアミノ基、及びメトキシカルボニルアミノ基の如きアシルアミノ基、メチルスルホニルアミノ基、エチルスルホニルアミノ基、tert−ブチルスルホニルアミノ基、及びiso−プロポキシスルホニルアミノ基の如きスルホニルアミノ基が挙げられる。
上記式(1)中のR1及びR2は、上記に列挙した置換基から任意に選択できるが、顔料への親和性の点から、OM基(Mは水素原子、又はアルカリ金属イオン)、又は無置換アミノ基の場合が好ましく、R1及びR2が同一の置換基である場合が合成容易性の点でより好ましい。
上記式(1)中のR3乃至R7は、水素原子、又は上記式(2)で表される単量体単位を有する高分子と結合する連結基である。上記連結基は、アゾ基に対してオルト位、メタ位、及びパラ位の何れの置換位置でもよい。又、該連結基の置換数は1乃至5を選択できる。好ましいのは、合成容易性の点で、該連結基がアゾ基に対してメタ位又はパラ位で置換する場合であり、更に顔料への親和性の点で、置換数が1乃至2の場合である。
上述した通り、上記色素部位と上記式(2)で表される単量体単位を有する高分子部位は、連結基を介して結合する。連結基としては、例えば、カルボン酸アミド結合、及びスルホン酸アミド結合の如きアミド結合;カルボン酸エステル結合、及びスルホン酸エステル結合の如きエステル結合;エーテル結合、及びチオエーテル結合の如きエーテル結合等の結合を含む二価の連結基が挙げられる。また、連結基としては、上記した結合に加えてアルキレンやフェニレンを有していても良い。該連結基は、合成容易性の観点から導入されるものであり、特にカルボン酸アミド結合を含む場合が好ましい。
次に上記式(2)で表される単量体単位を有する高分子部位について説明する。
上記式(2)中のR8におけるアルキル基としては、例えば、メチル基、及びエチル基が挙げられる。R8は上記アルキル基、及び水素原子から任意に選択できるが、合成容易性の点から水素原子、又はメチル基である場合が好ましい。
上記式(2)中のR9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、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(2)中のR9におけるカルボン酸アミド基としては、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、N,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミド基、及びN−(2−ヒドロキシエチル)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(2)中のR9の置換基は、更に置換されていてもよく、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、色素部位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特に制限されない。この場合、置換してもよい置換基としては、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;アセチル基等のアシル基;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(2)中のR9は上記に列挙した置換基、フェニル基、及びカルボキシル基から任意に選択できるが、上記色素部位を有するアゾ化合物のトナーの結着樹脂への分散性、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場合が好ましい。
上記高分子部位は、上記式(2)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体との親和性を制御することができる。分散媒体がスチレン等の非極性溶剤の場合には、上記式(2)中のR9がフェニル基で表される単量体単位の割合を大きくすることが分散媒体との親和性の点で好ましい。又、分散媒体がアクリル酸エステル等のある程度極性がある溶剤の場合には上記式(2)中のR9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表される単量体単位の割合を大きくすることが分散媒体との親和性の点で好ましい。
上記高分子部位の分子量は、アゾ顔料の分散性を向上させる点で数平均分子量が500以上である場合が好ましい。また、非水溶性溶剤への親和性が良好であるという点で、数平均分子量は200000以下である場合が好ましい。この他、合成容易性の点を考慮すると、該高分子部位の数平均分子量は2000乃至50000の範囲内である場合がより好ましい。
本発明のアゾ化合物中における上記色素部位の置換位置は、ランダムに点在していても、一端に1つ又は複数のブロックを形成して偏在していてもよい。
本発明のアゾ化合物中における上記色素部位の置換数は、多い方がアゾ顔料に対する親和性は高いが、多すぎると非水溶性溶剤への親和性が悪化するため好ましくない。従って、上記色素部位の数は、高分子部位を形成する単量体数100に対して0.5乃至10の範囲内である場合が好ましく、0.5乃至5の範囲内である場合がより好ましい。
上記式(1)で表される色素部位は、下記図に示されるように、下記式(4)及び(5)等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。
Figure 0006108875
[式(4)及び(5)中のR1乃至R7は、式(1)におけるR1乃至R7と各々同義である。]
本発明に係るアゾ化合物を合成する方法としては、例えば、下記(i)乃至(iii)に示す方法が挙げられる。
先ず、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。
Figure 0006108875
[式(7)乃至(8)中のR1及びR2は上記式(1)中のR1及びR2と各々同義である。P1は上記式(2)で表される単量体単位を形成する重合性単量体を少なくとも1種類以上含む重合性単量体を重合して得られる高分子部位である。式(6)及び(8)中のQ1は、P1と反応する置換基を表す。mは1乃至5の整数を表す。]
上記に例示した方法(i)のスキームでは、式(6)で表されるアニリン誘導体と、化合物(7)をジアゾカップリングさせ、化合物(8)を合成する工程1、化合物(8)と高分子部位P1を縮合反応等により結合させる工程2によって、本発明のアゾ化合物を合成することができる。
先ず、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、下記に示す方法が挙げられる。先ず、メタノール等の溶剤、又は水中、アニリン誘導体(6)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化合物(7)とカップリングさせて、化合物(8)を合成する。
上記アニリン誘導体(6)及び化合物(7)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。
本工程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、及びプロパノール等のアルコール類、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、及びジオキサン等のエーテル類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、及びヘプタン等の炭化水素類、ジクロロメタン、ジクロロエタン、及びクロロホルム等の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、N,及び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、ギ酸、酢酸、及びプロピオン酸等の酸類、水等が挙げられる。又、上記溶剤は2種以上を混合して用いることができ、基質の溶解性に応じて、混合使用の際の混合比は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(6)で表される化合物に対し1.0乃至20質量倍の範囲が好ましい。
本工程は、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2で用いる高分子部位P1の合成方法について説明する。高分子部位P1の合成では公知の重合方法を利用できる[例えば、Krzysztof Matyjaszewski、外 1名、「Chemical Reviews」、(米国)、American Chemical Society、2001年、第101巻、2921−2990頁]。
例えば、ラジカル重合、カチオン重合、及びアニオン重合等が挙げられるが、合成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、及び加熱等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、及び酸化還元反応等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、及び光重合開始剤等が挙げられる。より具体的には、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)、及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系重合開始剤、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等の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等の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−アルコール系等のレドックス開始剤等が挙げられる。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等が挙げられる。これらのラジカル重合開始剤は、2種以上を併用してもよい。
ここで使用される重合開始剤の使用量は、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。
上記P1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、塊状重合等何れの方法を用いて合成することも可能であり、特に限定するものではないが、合成時に用いる各成分を溶解し得る溶剤中での溶液重合が好ましい。例えば、メタノール、エタノール、及び2−プロパノール等のアルコール類、アセトン、及びメチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン、及びジエチルエーテル等のエーテル類、エチレングリコールモノアルキルエーテル類、及びそのアセテート類、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類、及びそのアセテート類、ジエチレングリコールモノアルキルエーテル類等の極性有機溶剤や、場合によりトルエン、及びキシレン等の非極性溶剤等を単独で、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のがより好ましい。
重合温度は、用いる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、例えば、−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℃の場合である。
上記P1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。例えば、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、外 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重金属及びリガンドを用いて重合するATRP法[例えば、Masami Kamigaito、外 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号パンフレット)、及びDT法[例えば、Atsushi Goto、外 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高分子部位を合成することができる。
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。
例えば、カルボキシル基、又はスルホン酸基を有する高分子部位P1と、Q1がアミノ基、又はヒドロキシル基を有する置換基である化合物(8)を使用することで、連結基が各々カルボン酸アミド結合、スルホン酸アミド結合、カルボン酸エステル結合、又はスルホン酸エステル結合を有する本発明のアゾ化合物を合成することができる。
これらの結合を形成させる方法としては、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、外 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。
本工程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、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の如き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ることができ、混合使用の際の混合比は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化合物(8)及び上記高分子部位P1の総量に対し1.0乃至20質量倍の範囲が好ましい。
本工程は、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。
又、上記工程2においてヒドロキシル基を有する高分子部位P1と、Q1がヒドロキシル基、又はハロゲン原子を有する置換基である化合物(8)を使用することで、連結基がエーテル結合を有する本発明のアゾ化合物を合成することができる。
上記工程は当業者に熟知された、いわゆる、ウィリアムソン合成条件を適用することができる。ここで、Q1がハロゲン原子を有する置換基である場合は、直接反応に付し、Q1がヒドロキシル基を有する置換基である場合には、予めハロゲン化又はトシル化等により官能基変換してから反応に付すことで本工程を達成することができる。又、本工程は、高分子部位P1にハロゲン原子又はヒドロキシル基を有する場合であっても同様の方法が適用できる。
上記工程2は上述したような種々の方法を用いることができるが、合成容易性の点で連結基がカルボン酸アミド結合を有する置換基を形成可能な方法を選択することが好ましい。
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。
Figure 0006108875
[式(8)及び(10)中のR1、R2、Q1、mは、上記方法(i)スキーム中の式(8)中のR1、R2、Q1、mと各々同義である。式(9)中のQ2は、式(8)中のQ1と反応する置換基を表す。式(9)及び(10)中のR10は水素原子、又はアルキル基を表す。L1は式(8)中のQ1及び式(9)中のQ2が反応することにより形成された二価の連結基を表す。]
上記に例示した方法(ii)のスキームでは、式(8)で表される化合物と、式(9)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化合物(10)を合成する工程3、重合性官能基を有する化合物(10)を、上記式(2)で表される単量体単位を形成する重合性単量体を少なくとも1種類以上含む重合性単量体と共重合する工程4によって、本発明のアゾ化合物を合成することができる。
先ず、工程3について説明する。工程3では方法(i)における工程2と同様の方法を利用し、重合性官能基を有する重合性化合物(10)を合成することができる。例えば、Q2がカルボキシル基を有する置換基であるビニル基含有化合物(9)と、Q1がヒドロキシル基を有する置換基である化合物(8)を使用することで、L1がカルボン酸エステル結合を有する重合性化合物(10)を合成することができる。又、Q2がヒドロキシル基を有する置換基であるビニル基含有化合物(9)と、Q1がスルホン酸基を有する置換基である化合物(8)を使用することで、L1がスルホン酸エステル結合を有する重合性化合物(10)を合成することができる。更に、Q2がカルボキシル基を有する置換基であるビニル基含有化合物(9)と、Q1がアミノ基を有する置換基である化合物(8)を使用することで、L1がカルボン酸アミド結合を有する重合性化合物(10)を合成することができる。
上記ビニル基含有化合物(9)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4について説明する。工程4では上記方法(i)の高分子部位P1の合成と同様の方法にて、上記重合性化合物(10)を、上記式(2)で表される単量体単位を形成する重合性単量体を少なくとも1種類以上含む重合性単量体と共重合することにより、本発明のアゾ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。
Figure 0006108875
[式(8)及び(12)中のR1、R2、Q1、及びmは上記方法(i)のスキーム中の式(8)中のR1、R2、Q1、及びmと各々同義である。式(11)中のQ3は、式(8)中のQ1と反応する置換基を表す。Xは塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を表す。L2は式(8)中のQ1及び式(11)中のQ3が反応することにより形成された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、式(8)で表される化合物と、式(11)で表される化合物を反応させ、有機ハロゲン化合物(12)を合成する工程5、有機ハロゲン化合物(12)を重合開始剤として、上記式(2)で表される単量体単位を形成する重合性単量体を少なくとも1種類以上含む重合性単量体を重合する工程6によって、本発明のアゾ化合物を合成することができる。
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2と同様の方法を利用し、有機ハロゲン化合物(12)を合成することができる。例えば、カルボキシル基を有する化合物(11)とQ1がヒドロキシル基を有する置換基である化合物(8)を使用することで、L2がカルボン酸エステル結合を有する有機ハロゲン化合物(12)を合成することができる。又、ヒドロキシル基を有する化合物(11)と、Q1がスルホン酸基を有する置換基である化合物(8)を使用することで、L2がスルホン酸エステル結合を有する有機ハロゲン化合物(12)を合成することができる。更に、カルボキシル基を有する化合物(11)と、Q1がアミノ基を有する置換基である化合物(8)を使用することで、L2がカルボン酸アミド結合を有する有機ハロゲン化合物(12)を合成することができる。
上記カルボキシル基を有する化合物(11)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等が挙げられ、その酸ハロゲン化物、及び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。
上記ヒドロキシル基を有する化合物(11)としては、例えば、1−クロロエタノール、1−ブロモエタノール、1−ヨードエタノール、1−クロロプロパノール、2−ブロモプロパノール、2−クロロ−2−プロパノール、2−ブロモ−2−メチルプロパノール、2−フェニル−1−ブロモエタノール、及び2−フェニル−2−ヨードエタノール等が挙げられる。
次に、工程6について説明する。工程6ではATRP法を利用し、有機ハロゲン化合物(12)を重合開始剤として、金属触媒、配位子の存在下、上記式(2)で表される単量体単位を形成する重合性単量体を少なくとも1種類以上含む重合性単量体を重合することで、本発明のアゾ化合物を合成することができる。
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+、Ni0、Ni+、Ni2+、Pd0、Pd+、Pt0、Pt+、Pt2+、Rh+、Rh2+、Rh3+、Co+、Co2+、Ir0、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+が原料入手容易性の点で好ましい。一価の銅化合物としては、例えば、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を好適に用いることができる。
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等が挙げられるが、特にN,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミンの様な脂肪族ポリアミン類が原料入手容易性の点で好ましい。
上記例示した合成方法の各工程で得られた化合物は、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や再沈殿法、シリカゲル等を用いたカラムクロマトグラフィー等が挙げられる。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。
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。本発明のアゾ化合物は、アゾ顔料、特にアセトアセトアニリド系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、単独で又は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、本発明のアゾ化合物を含有するものであればよい。そして、本発明の顔料組成物は、塗料、インキ、トナー、及び樹脂成形品に用いられ、顔料と本発明のアゾ化合物を顔料分散剤として少なくとも1種含有することを特徴とする。
本発明の顔料組成物に含有される顔料としては、モノアゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、又はポリアゾ系顔料等が挙げられる。その中でも、C.I.Pigment Yellow 74、93、128、155、175、及び180に代表されるアセトアセトアニリド系顔料は本発明の顔料分散剤との親和性が高いため好ましい。特に、下記式(3)で表されるC.I.Pigment Yellow 155は、本発明のアゾ化合物による分散効果が高いことからより好ましい。上記顔料は単独で用いてもよく、2種以上を混合してもよい。
Figure 0006108875
尚、本発明に使用し得る顔料としては、上記イエロー顔料以外の顔料でも、本発明の顔料分散剤と親和性がある顔料なら好適に用いることができ、限定されるものではない。
例えば、C.I.Pigment Orange 1、5、13、15、16、34、36、38、62、64、67、72、及び74、C.I.Pigment Red 2、3、4、5、12、16、17、23、31、32、41、47、48、48:1、48:2、53:1、57:1、112、144、146、150、166、170、176、185、187、208、210、220、221、238、242、245、253、258、266、及び269、C.I.Pigment Violet 13、25、32、及び50、C.I.Pigment Blue 25、及び26、C.I.Pigment Brown 23、25、及び41等のアゾ顔料が挙げられる。
これらは粗製顔料であってもよく、又、本発明の顔料分散剤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顔料分散剤との質量組成比は、100:1乃至100:100の範囲である場合が好ましい。更に好ましくは、顔料分散性の点で100:10乃至100:50の範囲である場合である。
顔料組成物は湿式又は乾式にて製造が可能である。本発明のアゾ化合物が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が製造できる湿式による製造が好ましい。例えば、下記のようにして得られる。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。更にニーダー、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、又はハイスピードミル等の分散機により機械的剪断力を加えることで顔料の粒子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。
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。例えば、表面活性剤、分散剤、充填剤、標準化剤(standardizers)、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(shading colorants)、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、及び光安定化剤、又はこれらの組み合わせである。又、本発明の顔料分散剤は粗製顔料製造の際に予め添加しておいてもよい。
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、上記顔料組成物と非水溶性溶剤とからなる。上記顔料組成物を非水溶性溶剤に分散させてもよいし、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てもよい。例えば、下記のようにして得られる。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、又はハイスピードミル等の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使用し得る非水溶性溶剤として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、及び酢酸プロピル等のエステル類、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、及びキシレン等の炭化水素類、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等の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使用し得る非水溶性溶剤は重合性単量体であってもよい。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等を挙げることができる。
分散媒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、及びポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。その他ポリウレタン樹脂、及びポリペプチド樹脂等が挙げられる。又、これらの樹脂を2種以上混合して用いることができる。
本発明の顔料組成物は、結着樹脂、及び着色剤を有するトナー粒子を含有するトナーの着色剤として好適である。本発明の顔料組成物を用いることによりトナー粒子中の顔料の分散性が良好に保たれるため、良好な色調を有するトナーが提供される。
本発明に用いられるトナーの結着樹脂としては、一般的に用いられているスチレン−アクリル系樹脂(例えば、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル−アクリル酸共重合体が挙げられる)、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等が挙げられる。重合法により直接トナー粒子を得る方法においては、それらを形成するための単量体が用いられる。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−エチルスチレン等のスチレン系単量体、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等の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等の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等のオレフィン系単量体が好ましく用いられる。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(polymer handbook)」、(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40℃未満の場合にはトナーの保存安定性や耐久安定性の面から問題が生じやすく、一方、75℃を超える場合はトナーのフルカラー画像形成の場合において、透明性が低下する。
本発明のトナーにおける結着樹脂は、ポリスチレン等の非極性樹脂にポリエステル樹脂、及びポリカーボネート樹脂等の極性樹脂を併用して用いることで、着色剤、荷電制御剤、及びワックス等の添加剤のトナー内分布を制御することができる。例えば、懸濁重合法等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。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樹脂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、本発明の顔料組成物を含む着色剤や荷電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、トナー粒子中への上記着色剤の存在状態を好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、上記粒子構成分子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。
架橋剤は、トナーの定着性、耐オフセット性の点で、上記単量体100質量部に対して、好ましくは0.05乃至10質量部の範囲、より好ましくは0.1乃至5質量部の範囲で用いることがよい。
本発明に用いられるトナーの着色剤としては、本発明に示される顔料組成物が必ず使用されるが、本発明の顔料組成物の分散性を阻害しない限りは、上記顔料と他の着色剤を併用することできる。
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、及びアリルアミド化合物に代表される化合物等、公知の着色剤が挙げられる。
本発明において使用し得るワックス成分としては、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、及びペトロラタム等の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等の天然ワックス及びそれらの誘導体等が挙げられ、該誘導体には酸化物や、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等のアルコール、ステアリン酸、及びパルミチン酸等の脂肪酸、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、及び動物ワックス等が挙げられる。これらは単独、又は併せて用いることができる。
本発明のトナーにおいては、必要に応じて荷電制御剤を混合して用いることも可能である。これにより、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。
荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。更に、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、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荷電制御剤が特に好ましい。
荷電制御剤は、例えば、トナーを負帯電に制御するものとして、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、芳香族モノ及びポリカルボン酸や、その金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等の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、及び樹脂系帯電制御剤等が挙げられる。又、トナーを正帯電に制御するものとしては、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等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等の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等の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、フェロシアン化物等)、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、ジシクロヘキシルスズオキサイド等の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、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類、及び樹脂系帯電制御剤等が挙げられる。これらを単独で、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、アルミナ及びそれらの複合酸化物や、これらを表面処理したもの等の微粉体が使用できる。
本発明に係るトナー粒子の製造方法としては特に制限されず、公知の方法を用いることができる。具体的には、粉砕法、乳化重合法、懸濁重合法、及び懸濁造粒法等が挙げられる。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、特に懸濁重合法、及び懸濁造粒法等、水系媒体中で造粒する製造法が好ましい。一般的な粉砕法のトナー粒子の場合、ワックス成分を大量にトナー粒子に添加することは、現像性の面で非常に技術的難易度が高い。水系媒体中でトナー粒子を造粒することで、ワックス成分を大量に使用しても、トナー粒子表面に存在させない手法をとることができる。更に、トナー粒子の粒子形状を精密に制御することにより、各トナー粒子に同一含有量の着色剤が内包化されるため、着色剤による帯電特性の影響も均一なものになり、これによって、現像性と転写性とがバランスよく改善される。
懸濁重合法によりトナー粒子を製造する場合、例えば、下記工程により製造することができる。先ず、本発明に係る顔料組成物を含む着色剤、結着樹脂、ワックス成分、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、水系媒体中で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ことができる。
上記工程における重合性単量体組成物は、上記着色剤を第1の重合性単量体に分散させた分散液を、第2の重合性単量体と混合して調製されたものであることが好ましい。即ち、本発明の顔料組成物を含む着色剤を第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ものとなる。
上記懸濁重合法にて用いられる重合開始剤としては、公知の重合開始剤を挙げることができ、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、及び光重合開始剤等が挙げられる。より具体的には、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロリトニル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、4,4’−アゾビス−4−シアノバレロニトリル、及び2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系化合物、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、及びtert−ブチル−パーオキシピバレート等の過酸化物、過硫酸カリウム、及び過硫酸アンモニウム等の無機過酸化物系重合開始剤、過酸化水素−第1鉄系、BPO−ジメチルアニリン系、及びセリウム(IV)塩−アルコール系等のレドックス開始剤等が挙げられる。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、及びケタール類等が挙げられる。重合開始剤の使用量は、目的とする重合度により異なるが、重合性単量体100質量部に対して0.1乃至20質量部の範囲が好ましく、より好ましくは0.1乃至10質量部の範囲である。重合開始剤の種類は、重合法により若干異なるが、10時間半減温度を参考に、単独又は混合して使用される。
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剤を用いることができる。
上記分散剤のうち、本発明においては、酸に可溶である難水溶性無機分散剤を用いることが好ましい。又、本発明においては、難水溶性無機分散剤を用いて水系媒体を調製する場合に、これらの分散剤が重合性単量体100質量部に対して0.2乃至2.0質量部の範囲となるような割合で使用することが、該重合性単量体組成物の水系媒体中での液滴安定性の点で好ましい。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起こる樹脂とワックス成分の相溶化を抑制し、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。
懸濁造粒法により製造されるトナー粒子は、例えば、下記工程により製造することができる。先ず、本発明に係る顔料組成物を含む着色剤、結着樹脂、及びワックス成分等を、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、減圧により溶剤を除去することにより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、本発明の顔料組成物を含む着色剤を第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ものとなる。
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ハロゲン化炭化水素;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。これらを単独で、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、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場合が好ましく、120乃至1000質量部の範囲である場合がより好ましい。
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、懸濁重合の場合と同様のものを用いることができる。
上記分散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場合が、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。
本発明において、好ましいトナーの重量平均粒径(以下、D4)は3.00乃至15.0μmの範囲であり、より好ましくは4.00乃至12.0μmの範囲である場合である。
又、トナーのD4と個数平均粒径(以下、D1)の比(以下、D4/D1)は1.35以下、好ましく1.30以下がよい。D4/D1が1.35以下であると、カブリの発生や転写性の低下を良好に抑制できる。
尚、本発明のトナーのD4とD1は、トナー粒子の製造方法によってその調整方法は異なる。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濃度や反応撹拌速度、又は反応撹拌時間等をコントロール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、トナー粒子に磁性材料を含有させればよい。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、及びフェライト等の酸化鉄、又は他の金属酸化物を含む酸化鉄、Fe、Co、及びNi等の金属、又は、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等の金属との合金及びこれらの混合物等が挙げられる。
次に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、文中の「部」及び「%」は特に断りのない限り質量基準である。
以下に本実施例で用いられる測定方法について示す。
(1)分子量測定
本発明における高分子部位、及びアゾ化合物の分子量は、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質量%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 :TSKgel α−Mの2連[東ソー(株)製]
溶離液 :DMF(20mM LiBr含有)
流速 :1.0ml/min
オーブン温度:40℃
試料注入量 :0.10ml
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
本発明における高分子部位、及びアゾ化合物の酸価は以下の方法により求められる。
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W(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。
酸価(mgKOH/g)={(S−B)×f×5.61}/W
(3)組成分析
本発明における高分子部位、及びアゾ化合物の構造決定は以下の装置を用いて行った。
ブルカー社製FT−NMR AVANCE−600(使用溶剤 重クロロホルム)
尚、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]
下記方法に従い、上記式(2)で表される単量体単位を少なくとも1種類以上有する高分子部位を合成した。
<高分子部位合成例1:樹脂Aの合成>
Figure 0006108875
[化合物(13)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。]
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℃以上で還流させた。そこへ、スチレン61.7部、アクリル酸3.6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]1.0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、液温を170℃まで昇温しながら常圧蒸留した。液温が170℃に到達した後、1hPaに減圧し、1時間蒸留して脱溶剤することで上記構造の樹脂A(13)を得た。
[樹脂Aの分析結果]
[1]GPCの結果:数平均分子量(Mn)=13324
[2]酸価測定の結果:39mgKOH/g
[3]13C NMR(600MHz、CDCl3、室温)の結果:δ[ppm]=181.57(1C、s)、145.22(13C、m)、127.91(70C、m)、40.26(31C、m)
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構成炭素原子数を定量した数値、及び上記数平均分子量の測定結果により、樹脂Aを構成する単量体単位数を算出すると、平均でスチレン単量体単位数/アクリル酸単量体単位数/=121/9であった。
上記樹脂Aの合成例と同様の操作を行い、下記表1に示す樹脂B乃至Lを合成した。
Figure 0006108875
[表1中、「Me」はメチル基を表す。(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。]
[実施例2]
次に、下記に示す方法に従い、本発明のアゾ化合物を合成した。
<アゾ化合物合成例1:アゾ化合物(21)の合成>
上記式(1)中のR1及びR2がヒドロキシル基、R5が上記樹脂Aとのカルボン酸アミド結合を有する置換基、上記式(2)中のR8が水素原子、R9がフェニル基であるアゾ化合物(21)を下記スキームに従って合成した。
Figure 0006108875
[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。]
先ず、化合物(14)及び(15)を用いて化合物(16)を合成した。化合物(14)10.0部に、エタノール60部、濃塩酸22.4部を加えて10℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム5.1部を水10.0部に溶解させたもの加えて同温度で1時間反応させた(ジアゾニウム塩溶液)。エタノール150.0部に、化合物(15)12.2部を加えて、10℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加えた。その後、酢酸ナトリウム17.5部を水50.0部に溶解させたものを加えて、10℃以下で2時間反応させた。反応終了後、析出した固体を濾過することにより得た固体を、水で分散洗浄を経て濾過することにより色素化合物(16)15.4部を得た(収率77.8%)。
次に、化合物(16)及び(17)を用いて化合物(18)を合成した。N,N−ジメチルホルムアミド150部に化合物(16)10.0部、化合物(17)4.5部を加えて溶解し、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(EDC・HCl)6.2部を加えて室温で3時間撹拌した。反応終了後、溶液を濾過してメタノール/水=2/8混合溶剤2000部に滴下して析出した固体を濾過することで化合物(18)12.1部得た(収率87.1%)。
次に、化合物(18)を用いて化合物(19)を合成した。N,N−ジメチルホルムアミド200部に色素化合物(18)10.0部及びパラジウム−活性炭素(パラジウム5%)2.6部を加えて、水素ガス雰囲気下(反応圧力0.1乃至0.4MPa)、90℃で6時間撹拌した。反応終了後、溶液を濾別し、濃縮してメタノール2000部で再沈殿させることにより精製し、色素化合物(19)8.3部を得た(収率89.2%)。
次に、化合物(19)及び上記樹脂Aを用いて化合物(20)を合成した。クロロホルム700部に樹脂A60.5部、化合物(19)7.6部を加え溶解し、窒素雰囲気下、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(EDC・HCl)24.2部を加えて室温で一晩撹拌した後、更に、ジ(2−エチルヘキシル)アミン300部を加えて室温で一晩撹拌した。反応終了後、溶液を濾別し、濃縮してメタノールで再沈殿させることにより精製し、化合物(20)63.1部を得た。
次に、化合物(20)を用いてアゾ化合物(21)を合成した。テトラヒドロフラン3000部に化合物(20)63.0部を加え溶解し、6M水酸化ナトリウム水溶液300部を加え溶解し、室温で一晩撹拌した。反応終了後、濃塩酸でpHを1以下に調整した後、溶剤を留去して得た残渣をクロロホルムで抽出し、メタノールで再沈殿することで精製し、アゾ化合物(21)54.1部得た。
[アゾ化合物(21)の分析結果]
[1]GPCの結果:数平均分子量(Mn)=15205
[2]13C NMR(600MHz、CDCl3、室温)の結果(図1参照):δ[ppm]=175.99(2C、s)、174.46(1C、s)、170.00(1C、s)、167.00−163.00(2C、m)、152.00−140.00(41C、m)、137.80(2C、s)、135.00−123.00(215C、m)、120.00−113.00(6C、m)、53.00−32.00(98C、m)、31.00−28.00(4C、m)、28.00−26.00(4C、m)、24.00−22.00(8C、m)、13.84(4C、m)、11.00−9.00(4C、m)
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構成炭素原子数を定量した数値、及び上記数平均分子量の測定結果により、アゾ化合物(21)を構成する単量体単位数を算出すると、左側の単量体単位数(スチレン単量体単位数)から順に平均で120/6/3であった。
<アゾ化合物合成例2:アゾ化合物(25)の合成>
上記式(1)中のR1及びR2が無置換アミノ基、R5が上記樹脂Fとのカルボン酸アミド結合を有する置換基、上記式(2)中のR8が水素原子、R9がフェニル基であるアゾ化合物(25)を下記スキームに従って合成した。
Figure 0006108875
[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。]
先ず、化合物(22)及び化合物(23)を用いて化合物(24)を合成した。化合物(22)10.0部に、メタノール100部、濃塩酸14.0部を加えて10℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム5.2部を水15.0部に溶解させたもの加えて同温度で1時間反応させた(ジアゾニウム塩溶液)。メタノール200.0部に、化合物(23)7.4部を加えて、10℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加えた。その後、酢酸ナトリウム14.8部を水50.0部に溶解させたものを加えて、10℃以下で2時間反応させた。反応終了後、析出した固体を濾過することにより得た固体を、水で分散洗浄を経て濾過することにより色素化合物(24)14.7部を得た(収率81.4%)。
次に、化合物(24)及び上記樹脂Fを用いてアゾ化合物(25)を合成した。N,N−ジメチルアセトアミド100部に化合物(25)1.9部、樹脂F10.0部を加えて溶解し、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(EDC・HCl)3.0部を加えて室温で12日間撹拌した。反応終了後、溶液をメタノール1000部で再沈殿させることにより精製し、アゾ化合物(25)9.2部を得た。
[アゾ化合物(25)の分析結果]
[1]GPCの結果:数平均分子量(Mn)=28540
[2]13C NMR(600MHz、CDCl3、室温)の結果(図2参照):δ[ppm]=167.08(1C、s)、165.76(1C、s)、164.37(1C、s)、150.00−143.00(28C、s)、141.14(1C、s)、135.37(1C、s)、135.00−122.00(148C、s)、122.00−117.00(3C、m)、114.93(2C、s)、51.00−38.00(64C、s)
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構成炭素原子数を定量した数値、及び上記数平均分子量の測定結果により、色素化合物(25)を構成する単量体単位数を算出すると、左側の単量体単位数(スチレン単量体単位数)から順に平均で245/9であった。
<アゾ化合物合成例3:アゾ化合物(32)の合成>
上記式(1)中のR1及びR2がヒドロキシル基、R5が上記樹脂Dとのエーテル結合を有する置換基、上記式(2)中のR8が水素原子、R9がフェニル基であるアゾ化合物(32)を下記スキームに従って合成した。
Figure 0006108875
[スキーム中、「Ts」は、トシル基を表す。「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。]
先ず、化合物(26)及び(27)を用いて化合物(28)を合成した。化合物(26)10.0部に、水100部、濃塩酸15.1部を加えて10℃以下に氷冷した。この溶液に、亜硝酸ナトリウム5.1部を水15.0部に溶解させたもの加えて同温度で1時間反応させた(ジアゾニウム塩溶液)。メタノール150.0部に、化合物(27)10.9部を加えて、10℃以下に氷冷し、上記ジアゾニウム塩溶液を加えた。その後、酢酸ナトリウム7.1部を水50.0部に溶解させたものを加えて、10℃以下で2時間反応させた。反応終了後、析出した固体を濾過することにより得た固体を、水で分散洗浄を経て濾過することにより色素化合物(28)15.6部を得た(収率70.8%)。
次に、化合物(28)及び(29)を用いて化合物(30)を合成した。ピリジン50部に色素化合物(28)4.2部を加え溶解し、氷冷下、化合物(29)2.6部を加え溶解し、氷冷下10時間撹拌した。反応終了後、クロロホルムで抽出し、2M塩酸100部で2回、水150部で洗浄し濃縮することにより粗精物を得た。該粗精物をクロロホルムで抽出しヘプタンで再沈殿することで精製し、化合物(30)4.5部得た(収率71.5%)。
次に、化合物(30)及び上記樹脂Dを用いて化合物(31)を合成した。N,N−ジメチルホルムアミド100部に樹脂D9.6部を加え溶解し、氷冷下、水素化ナトリウム0.2部添加し1時間撹拌した。続いて、化合物(30)1.0部を加え溶解し、窒素雰囲気下、液温90℃で27時間撹拌した。反応終了後、溶液をメタノールで再沈殿することにより精製し、化合物(31)8.1部を得た。
次に、化合物(31)を用いてアゾ化合物(32)を合成した。テトラヒドロフラン400部に化合物(31)6.6部を加え溶解し、6M水酸化ナトリウム水溶液5.1部を加え溶解し、室温で一晩撹拌した。反応終了後、濃塩酸でpHを1以下に調整した後、溶剤を留去して得た残渣をクロロホルムで抽出し、メタノールで再沈殿することで精製し、アゾ化合物(32)5.0部を得た。
[アゾ化合物(32)の分析結果]
[1]GPCの結果:数平均分子量(Mn)=13835
[2]13C NMR(600MHz、CDCl3、室温)の結果:δ[ppm]=178.00−173.00(3C、m)、167.76(1C、s)、165.97(1C、s)、144.93(47C、s)、139.91(1C、s)、135.00−123.00(247C、m)、115.56(2C、s)、72.13(1C、s)、68.80(1C、s)、61.79(2C、s)、47.00−33.00(102C、m)
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構成炭素原子数を定量した数値、及び上記数平均分子量の測定結果により、色素化合物(32)を構成する単量体単位数を算出すると、左側の単量体単位数(スチレン単量体単位数)から順に平均で118/5/3であった。
上記アゾ化合物の合成例1乃至3と同様の操作を行い、アゾ化合物(33)乃至(53)を合成した。尚、アゾ化合物(43)乃至(46)の合成においては、片末端にアミノ基を有するポリスチレン樹脂(54)[ポリマーソース社製、商品名:P3954−SNH2、数平均分子量(Mn):9700]を使用し、アゾ化合物(47)の合成においては、片末端にアミノ基を有するポリ(n−ブチルアクリレート)樹脂(55)[ポリマーソース社製、商品名:P9984A−nBuANH2、数平均分子量(Mn):108000]を使用した。下記表2にこれらのアゾ化合物の一覧を示す。表2中、アゾ化合物(41)は参考例である。
Figure 0006108875
Figure 0006108875
[比較例1]
次に、本発明のアゾ化合物の比較例として、下記比較用アゾ化合物(56)乃至(57)を合成した。
本発明のアゾ化合物(21)の色素部位を、特許第3984840号公報に例示されている色素部位に変更し、下記式(56)で表される比較用アゾ化合物を合成した。
Figure 0006108875
[比較用アゾ化合物(56)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。]
又、米国特許第7582152号明細書中の実施例1(DISP−2の調製)に準じて、下記比較用アゾ化合物(57)を合成した。
Figure 0006108875
[比較用アゾ化合物(57)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。]
[実施例3]
本発明の顔料分散体を下記の方法で調製した。
<顔料分散体の調製例1>
・スチレン 180.0部
・式(3)の顔料(C.I.Pigment Yellow 155)
18.0部
・アゾ化合物(21) 3.6部
上記の材料をアトライター[日本コークス工業(株)製]により3時間分散させて顔料分散体(1)を得た。
<顔料分散体の調製例2乃至24>
上記顔料分散体の調製例1においてアゾ化合物(21)を、アゾ化合物(25)、及び(32)乃至(53)に各々変更した以外は同様の操作を行って、それぞれ顔料分散体(2)乃至(24)を得た。参考用のアゾ化合物(41)を用いる顔料分散体(11)は参考例である。
<顔料分散体の調製例25>
上記顔料分散体の調製例1において、アゾ化合物(21)をアゾ化合物(39)に変更し、スチレンをアクリル酸n−ブチルに変更した以外は同様の操作を行って、顔料分散体(25)を得た。
<顔料分散体の調製例26>
上記顔料分散体の調製例1において、スチレンをトルエンに変更した以外は同様の操作を行って、顔料分散体(26)を得た。
<顔料分散体の調製例27乃至30>
上記顔料分散体の調製例1において、上記式(3)で表される顔料を下記式(58)乃至(61)で表される顔料に各々変更した以外は同様の操作を行って、それぞれ顔料分散体(27)乃至(30)を得た。
Figure 0006108875
評価の基準値となる顔料分散体を下記方法により調製した。
<基準用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、アゾ化合物(21)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用顔料分散体(31)を得た。
<基準用顔料分散体の調製例2>
上記顔料分散体の調製例25において、アゾ化合物(39)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用顔料分散体(32)を得た。
<基準用顔料分散体の調製例3>
上記顔料分散体の調製例26において、アゾ化合物(21)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用顔料分散体(33)を得た。
<基準用顔料分散体の調製例4乃至7>
上記顔料分散体の調製例27乃至30において、アゾ化合物(21)を加えないこと以外は同様の操作を行って、基準用顔料分散体(34)乃至(37)を得た。
[比較例2]
比較用の顔料分散体を下記方法により調製した。
<比較用顔料分散体の調製例1乃至3>
上記顔料分散体の調製例1においてアゾ化合物(21)を、上記比較用アゾ化合物(56)乃至(57)に各々変更した以外は同様の操作を行って、それぞれ比較用顔料分散体(38)乃至(39)を得た。
又、比較用顔料分散剤として、米国特許第7582152号明細書に記載されている発色団を含まないポリマー分散剤「Solsperse 24000SC(登録商標)(Lubrizol社製)」をアゾ化合物(21)の代わりに用いたこと以外は上記顔料分散体の調製例1と同様の操作を行って、比較用顔料分散体(40)を得た。
<顔料分散性評価>
アゾ化合物による顔料分散性について、上記顔料分散体の塗工膜の光沢評価によって行った。即ち顔料分散体をスポイトですくい取り、アート紙[王子製紙(株)製、商品名:SA金藤+、坪量209.3g/m2]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:60°)を光沢計GlossMeter VG2000[日本電色工業(株)製]により測定した。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が向上することから、基準用顔料分散体(25)乃至(31)の塗工膜の光沢を基準値として、上記顔料分散体(1)乃至(24)、及び比較用顔料分散体(32)乃至(34)の塗工膜の光沢向上率を下記のように評価した。
A:光沢向上率が20%以上
B:光沢向上率が10%以上20%未満
C:光沢向上率が0%以上10%未満
D:光沢が低下
尚、光沢向上率が10%以上であれば良好な顔料分散性であると判断した。
顔料分散体の種類、顔料分散剤の種類、及び顔料分散体の顔料分散性の評価結果を表3に示した。
Figure 0006108875
(表3中、「−」は評価の基準値である。)
表3より、本発明のアゾ化合物を顔料分散剤として使用した顔料分散体は、良好な顔料分散性を有していることがわかった。この結果より、本発明のアゾ化合物が顔料分散剤として有用であることが確認された。又、比較用顔料分散体との比較より、本発明の色素部位、及び高分子部位が式(3)の顔料に対し顕著な顔料分散性向上効果を示すことが確認された。
<顔料分散体の調製例41>
アゾ顔料として上記式(3)で表される顔料42.0部、顔料分散剤として上記アゾ化合物(21)8.4部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の18.0部を、スチレン180部と混合し、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顔料分散体を得た。
得られた顔料分散体に対して、上記の顔料分散性の評価を行ったところ、同様に良好な顔料分散性が得られることが確認された。
[実施例4]
<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TK−ホモミクサー[プライミクス(株)製]を備えた2リットル用4つ口フラスコ中にイオン交換水710部と0.1mol/l−Na3PO4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−CaCl2水溶液68部を徐々に添加し、微小な難水溶性分散安定剤Ca3(PO42を含む水系媒体を調製した。
(懸濁重合工程)
・上記顔料分散体(1) 132.0部
・スチレン 46.0部
・n−ブチルアクリレート 34.0部
・極性樹脂[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)] 10.0部
・エステルワックス(DSC測定における最大吸熱ピーク=70℃、Mn=704)
25.0部
・サリチル酸アルミニウム化合物[オリエント化学工業(株)製、商品名:ボントロンE−108] 2.0部
・ジビニルベンゼン 0.1部
上記組成物を60℃に加温し、高速撹拌装置TK−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・分散した。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)10.0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。
次に、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、Ca3(PO42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Ca3(PO42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。その後に、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イエロートナー粒子を得た。
得られたイエロートナー粒子100部に対し、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1.0部(一次粒子の数平均径7nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.15部(一次粒子の数平均径45nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.5部(一次粒子の数平均径200nm)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(1)を得た。
<イエロートナーの製造例2乃至24>
上記顔料分散体(1)を上記顔料分散体(2)乃至(24)に各々変更すること以外は、イエロートナーの製造例1と同様にして、本発明のイエロートナー(2)乃至(24)を得た。参考用の顔料分散体(11)を用いるイエロートナー(11)は参考例である。
<イエロートナーの製造例25乃至27>
上記顔料分散体(1)を上記顔料分散体(27)乃至(29)に各々変更すること以外は、イエロートナーの製造例1と同様にして、本発明のイエロートナー(25)乃至(27)を得た。
<イエロートナーの製造例28>
(顔料分散体の調製)
・酢酸エチル 180.0部
・式(3)の顔料(C.I.Pigment Yellow 155)
12.0部
・アゾ化合物(21) 2.4部
上記材料をアトライター[日本コークス工業(株)製]により3時間分散させて顔料分散体(42)を調製した。
(混合工程)
・顔料分散体(42) 96.0部
・極性樹脂[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=11mgKOH/g)] 85.0部
・炭化水素ワックス(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) 9.0部
・サリチル酸アルミニウム化合物[オリエント化学工業(株)製、商品名:ボントロンE−108] 2.0部
・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[第一工業製薬(株)製、商品名:セロゲンBS−H]
0.5部
・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。上記水系媒体1200部を、高速撹拌装置TK−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)
分散懸濁工程で得られた懸濁液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−を用いて上記懸濁液面上の気相を強制更新し、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、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、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、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の篩で篩分しイエロートナー粒子を得た。これ以降は上記イエロートナーの製造例1と同様にしてイエロートナー(28)を得た。
<イエロートナーの製造例29乃至51>
アゾ化合物(21)をアゾ化合物(25)、及び(32)乃至(53)に各々変更すること以外は、上記イエロートナーの製造例28と同様にして、本発明のイエロートナー(29)乃至(51)を得た。参考用のアゾ化合物(41)を用いるイエロートナー(38)は参考例である。
<イエロートナーの製造例52乃至54>
上記式(3)の顔料を上記式(58)乃至(60)で表される顔料に各々変更すること以外は、上記イエロートナーの製造例28と同様にして、本発明のイエロートナー(52)乃至(54)を得た。
<基準用イエロートナーの製造例1乃至4>
上記顔料分散体(1)を、上記基準用顔料分散体(31)、及び基準用顔料分散体(34)乃至(36)に各々変更すること以外は、イエロートナーの製造例1と同様にして、基準用イエロートナー(55)乃至(58)を得た。
<基準用イエロートナーの製造例5>
上記アゾ化合物(21)を加えないこと以外は、イエロートナーの製造例28と同様にして、基準用イエロートナー(59)を得た。
<基準用イエロートナーの製造例6乃至8>
上記アゾ化合物(21)を加えないこと以外は、上記イエロートナーの製造例52乃至54と同様にして、基準用イエロートナー(60)乃至(62)を得た。
〔比較例3〕
<比較用イエロートナーの製造例1乃至3>
上記顔料分散体(1)を、上記比較用顔料分散体(38)乃至(40)に各々変更すること以外は、イエロートナーの製造例1と同様にして、比較用イエロートナー(63)乃至(65)を得た。
<比較用イエロートナーの製造例4乃至6>
上記アゾ化合物(21)を、上記比較用アゾ化合物(56)乃至(57)、及び「Solsperse 24000SC(登録商標)(Lubrizol社製)」に各々変更すること以外は、上記イエロートナーの製造例28と同様にして、比較用イエロートナー(66)乃至(68)を得た。
<イエロートナーの色調評価例>
イエロートナー(1)乃至(68)について、各々のイエロートナー5部に対し、アクリル樹脂でコートされたフェライトキャリア95部を混合し、現像剤とした。定着オイル塗布機構を外したカラー複写機CLC−1100改造機[キヤノン(株)製、]を用いて、温度25℃/湿度60%RHの環境下において画像出しを行った。そしてその画像をCIE(国際照明委員会)により規定されたL***表色系におけるL*、C*を反射濃度計Spectrolino(GretagMacbeth社製)にて、光源:D50、視野:2°の条件で測定した。トナーの色調はL*=95.5におけるC*の向上率で評価した。
上記イエロートナー(1)乃至(27)、及び比較用イエロートナー(63)乃至(65)の画像のC*の向上率は、基準用イエロートナー(55)乃至(58)の画像のC*を基準値とした。
上記イエロートナー(28)乃至(54)、及び比較用イエロートナー(66)乃至(68)の画像のC*の向上率は、基準用イエロートナー(59)乃至(62)の画像のC*を基準値とした。
評価基準は下記の通りである。
A:向上率が5%以上
B:向上率が1%以上5%未満
C:向上率が0%以上1%未満
D:C*が低下
*の向上率が1%以上であれば良好であると判断した。
イエロートナーの種類、イエロートナーの色調評価結果を表4(懸濁重合法)及び表5(懸濁造粒法)に示した。
Figure 0006108875
(表4中、「−」は評価の基準値である。)
Figure 0006108875
(表5中、「−」は評価の基準値である。)
表4及び表5より、本発明のアゾ化合物を顔料分散剤として使用したトナーは彩度が高く、良好な色調であることがわかった。このことから、本発明のアゾ化合物がトナー用の顔料分散剤として有用であることが確認された。
本発明のアゾ化合物はアゾ顔料を非水溶性溶剤に分散させるための分散剤としてとりわけ好適に用いられる。又、本発明のアゾ化合物は、顔料分散剤として使用されるだけでなく、電子写真トナー、インクジェットインク、感熱転写記録シート、カラーフィルター用の着色剤、光記録媒体用の色素としても使用することができる。

Claims (13)

  1. 下記式(1)で表される部分構造と下記式(2)で表される単量体単位を有する高分子とが結合した構造を有するアゾ化合物。
    Figure 0006108875
    [式(1)中、
    1及びR2は、OM基、又は無置換アミノ基を表し、Mは、水素原子、又は対カチオンを表し、
    3乃至R7は、水素原子、又は該高分子と結合する連結基を表し、R3乃至R7の少なくとも一つは、該高分子と結合する連結基である。]
    Figure 0006108875
    [式(2)中、
    8は、水素原子、又はアルキル基を表し、
    9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. 前記(1)中のR1及びR2が、同一の置換基であることを特徴とする請求項1に記載のアゾ化合物。
  3. 前記(1)中の連結基が、アミド結合、エステル結合、及びエーテル結合からなる群よりより選択されるいずれかの結合を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のアゾ化合物。
  4. 前記(1)中の連結基がカルボン酸アミド結合を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のアゾ化合物。
  5. 前記(1)中のR 4 〜R 6 の少なくとも一つが、該高分子と結合する連結基であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のアゾ化合物。
  6. 前記(1)中のR 4 〜R 6 のいずれか一つまたはいずれか二つが、該高分子と結合する連結基であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のアゾ化合物。
  7. 請求項1乃至の何れか1項に記載のアゾ化合物を含有することを特徴とする顔料分散剤。
  8. 請求項に記載の顔料分散剤とアゾ顔料とを含有することを特徴とする顔料組成物。
  9. 前記アゾ顔料が、アセトアセトアニリド系顔料であることを特徴とする請求項に記載の顔料組成物。
  10. 前記アゾ顔料が、下記式(3)で表されるアゾ顔料であることを特徴とする請求項に記載の顔料組成物。
    Figure 0006108875
  11. 請求項乃至10の何れか1項に記載の顔料組成物と非水溶性溶剤を含むことを特徴とする顔料分散体。
  12. 前記非水溶性溶剤がスチレンモノマーであることを特徴とする請求項11に記載の顔料分散体。
  13. 結着樹脂、着色剤、及びワックス成分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1乃至の何れか1項に記載のアゾ化合物とアゾ顔料とを含有することを特徴とするトナー。
JP2013038168A 2012-02-29 2013-02-28 アゾ化合物、該アゾ化合物を含有する顔料分散剤、顔料組成物、顔料分散体及びトナー Active JP6108875B2 (ja)

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