JP6544968B2 - 色素構造を有する化合物の製造方法、及びトナー用顔料分散剤の製造方法 - Google Patents

色素構造を有する化合物の製造方法、及びトナー用顔料分散剤の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、顔料分散剤として好適な、色素構造を有する化合物の製造方法、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。
粒子径の小さい顔料は、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。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。
これまでに、高い分散性を有する分散剤として、媒体中で分散性を付与する高分子の末端に、顔料に親和性の高い化合物が結合した分散剤が用いられてきた。例えば、特許文献1では、トナー中の顔料の分散性を向上させるために、チオール系の移動剤を用いたラジカル重合により得られた高分子の末端に、顔料に対して親和性の高い色素化合物が結合した分散剤を用いた例、及びその製造方法が開示されている。
このように、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。
特許文献2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、色素骨格構造を有する化合物を分散剤として用いた例、及びその製造方法が開示されている。特許文献3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。特許文献4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。特許文献5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2012−077297号公報 特開2012−067285号公報 特開2006−030760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1に記載の製造方法では、高分子に対する色素化合物の導入率が十分でないため、所定の環境下においては、顔料分散剤中に高分子単体のみが存在し、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った。このため、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。
また、特許文献2乃至5に記載の方法においても、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、より分散効果の高い顔料分散剤、及びその製造方法が求められている。
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の製造方法、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、
(a)保護基を有するラジカル開始剤を用いて、リビングラジカル重合により、式(A)で表されるビニル系重合性単量体を重合し、末端に保護基としてのtert−ブチル基を有するtert−ブトキシカルボニル基あるいは保護基としてのベンジル基を有するベンゾキシカルボニル基を有する高分子を得る工程;
(b)前記工程(a)により得られた、末端に保護基を有する高分子の保護基を加水分解して、前記高分子を脱保護する工程;及び
(c)前記工程(b)により得られた、脱保護された高分子における、脱保護された部位と、色素とを共有結合を介して結合する工程;
を有する、下記式(1)で表される化合物の製造方法に関する。
Figure 0006544968
[式(1)中、Xは下記式(A)で表されるビニル系重合性単量体に由来する単量体単位を有する高分子部、Lは連結基、Yは色素部を示す。]
Figure 0006544968
[式(A)中、R1は、水素原子、又はアルキル基を表し、R2は、フェニル基、置換基を有するフェニル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキサミド基を表す。]
また、第2の本発明は、上記式(1)で表されるトナー用顔料分散剤の製造方法であって、
(a)保護基を有するラジカル開始剤を用いて、リビングラジカル重合により、上記式(A)で表されるビニル系重合性単量体を重合し、末端に保護基を有する官能基を有する高分子を得る工程;
(b)前記工程(a)により得られた、末端に保護基を有する官能基を有する高分子の保護基を加水分解して、前記高分子を脱保護する工程;及び
(c)前記工程(b)により得られた、脱保護された高分子における、脱保護された部位と、色素とを共有結合を介して結合する工程;
を有する、トナー用顔料分散剤の製造方法に関する。
本発明の製造方法は、顔料に対して親和性の高い色素を、高分子末端に高い導入率で導入することができる。これにより、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化合物を得ることが可能である。また、本発明の製造方法によって得られる顔料組成物、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(102)のCDCl3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(105)のCDCl3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(122)のCDCl3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(123)のCDCl3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(110)のCDCl3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。
本発明の製造方法は、下記工程を有することを特徴とする下記式(1)で表される化合物の製造方法である。
(a)保護基を有するラジカル開始剤を用いて、リビングラジカル重合により、式(A)で表される重合性単量体を重合する工程。
(b)前記工程により得られた末端に保護基を有する高分子を、加水分解により脱保護する工程。
(c)前記工程により得られた脱保護された高分子と、色素とを共有結合を介して結合する工程。
Figure 0006544968
[式(1)中、Xは下記式(A)で表されるビニル系重合性単量体に由来する単量体単位を有する高分子部、Lは連結基、Yは色素部を示す。]
Figure 0006544968
[式(A)中、R1は、水素原子、又はアルキル基を表し、R2は、フェニル基、置換基を有するフェニル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキサミド基を表す。]
尚、以下、式(A)で表される重合性単量体を重合することによって形成され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、色素と連結基とを有し、式(3)、及び式(4)で表される構造を、「色素骨格構造」とも称する。また、色素骨格構造における、高分子部位との結合部を構成する連結基を、「連結基」と称する。また、色素骨格構造が連結基を介して、高分子部位と連結した化合物を、「色素骨格構造を有する化合物」とも称する。
まず初めに、本発明の製造方法における各工程について詳細に説明する。
本発明における工程(a)は、保護基を有するラジカル開始剤を用いて、リビングラジカル重合により、式(A)で表される重合性単量体を重合し、末端に保護基を有する高分子、特にα末端に保護基を有する高分子を製造する工程である。
上記保護基を有するラジカル開始剤は、水酸基、アミノ基、及びカルボキシル基などの官能基を保護した保護基と、重合条件下でラジカルが発生する開始基とを有する。該保護基の導入により、重合中に発生するラジカルが官能基にクエンチされることなく、重合が進行する。更に、リビングラジカル重合で使用される触媒と、開始剤の官能基との相互作用が抑制されるため、重合は官能基に阻害されることなく進行する。そのため、該保護基を有するラジカル開始剤を用いることで、重合性単量体の重合効率が向上する。また、該保護基は、本発明の工程(b)において、触媒存在下、又は酸やアルカリ条件下で加水分解により脱保護され、官能基を再生成するものが好ましい。脱保護により水酸基を生成する官能基としては、例えば、メチルエーテル基(保護基はメチル基)、ベンジルエーテル基(保護基はベンジル基)、p−メトキシベンジルエーテル基(保護基はp−メトキシベンジル基)、トリチルエーテル基(保護基はトリチル基)、及びシリルエーテル基(保護基はシリル基)が挙げられる。脱保護によりアミノ基を生成する官能基としては、例えば、カルバメート基(保護基はエステル基)、及びスルホンアミド基(保護基はスルホン基)が挙げられる。脱保護によりカルボキシル基を生成する官能基としては、例えば、メトキシカルボニル基(保護基はメチル基)、エトキシカルボニル基(保護基はエチル基)、tert−ブトキシカルボニル基(保護基はtert−ブチル基)、及びベンゾキシカルボニル基(保護基はベンジル基)が挙げられる。特に、脱保護の効率の観点から、tert−ブトキシカルボニル基、及びベンゾキシカルボニル基を用いることが好ましい。
また、ラジカルが発生する開始基は、リビングラジカル重合で用いられる触媒や、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、有機ハロゲン化合物、アゾ化合物、有機過酸化物、無機過酸化物、有機金属化合物が挙げられる。特に、高分子の分子量分布制御の観点から、ラジカル発生効率の高い開始基が好ましいため、例えば、ベンジルブロミド、ベンジルクロリド、1−ブロモエチルベンゼン、1−クロロエチルベンゼン、α−ブロモフェニル酢酸エステル、α−クロロフェニル酢酸エステル、2−ブロモイソ酪酸エステル、2−クロロイソ酪酸エステル、2−ブロモプロピオン酸エステル、2−クロロプロピオン酸エステル、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)が開始基として挙げられる。
使用されるラジカル開始剤の使用量は、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、目標とする分子量や分子量分布の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。
工程(a)におけるリビングラジカル重合は、公知の方法を利用できる。具体的には、金属触媒及び配位子を用いて重合する原子移動ラジカル重合(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触媒として用いる可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)法(例えば、特表2000−515181号公報)、又はヨウ素を連鎖移動剤として利用する方法(例えば、Patrick Lacroix−Desmazes、他2名、「Macromolecules」、(米国)、American Chemical Society、2005年、第38巻、第15号、6299−6309頁)などを用いて該高分子を製造することができる。特に、ATRP法、及びRAFT法は、重合開始効率が高いため、α末端に保護基を有する高分子を高効率で製造することができるため、本発明の製造方法において好適に使用することができる。
上記重合法で使用される触媒の量は、重合性単量体100質量部に対し0.01乃至1.0質量部の範囲で、目標とする分子量や分子量分布の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。
本発明の工程(a)におけるATRP法では、配位子の種類を選択することによって、分子量分布を制御することができる。具体的な配位子としては、例えば、2、2’−ビピリジル(Bpy)、4,4’−ジノニル−2,2’−ジピリジル(dNbpy)、N,N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン(PMDETA)、トリス(2−ピリジルメチル)アミン(TPMA)、トリス[2−(ジメチルアミノ)エチル]アミン(Me6TREN)が挙げられる。
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種の遷移金属が好ましい。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+、Mn3+の群から選ばれる金属が挙げられる。中でも、Cu+、Ru2+、Fe2+、Ni2+が好ましく、特に原料入手容易性の点でCu+が好ましい。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、シアン化第一銅等を好適に用いることができる。
本発明の工程(a)におけるRAFT法では、RAFT剤(チオエステル類)の種類を選択することによって、分子量分布を制御することができる。具体的なRAFT剤としては、例えば、N−メチル−N−フェニルジチオカルバミド酸2−シアノメチル等のジチオカルバメート類、ジチオ安息香酸ベンジル、4−シアノ−4−(チオベンゾイルチオ)ペンタン酸、ジチオ安息香酸2−シアノ−2−プロピル等のジチオベンゾエート類、4−シアノ−4−(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸、S−シアノメチル−S−ドデシルトリチオ炭酸、S,S−ジベンジルトリチオ炭酸、2−メチル−2−[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]プロパン酸等のトリチオカーボネート類が挙げられる。特に、重合効率の観点から、アクリル酸エステル系重合性単量体の重合には、S−シアノメチル−S−ドデシルトリチオ炭酸、2−メチル−2−[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]プロパン酸、メタクリル酸エステル系重合体単量体の重合には、ジチオ安息香酸2−シアノ−2−プロピル、4−シアノ−4−(チオベンゾイルチオ)ペンタン酸、S−シアノメチル−S−ドデシルトリチオ炭酸、4−シアノ−4−(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸、スチレン系重合性単量体の重合には、S−シアノメチル−S−ドデシルトリチオ炭酸、S−シアノメチル−S−ドデシルトリチオ炭酸、4−シアノ−4−(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニルペンタン酸、2−メチル−2−[(ドデシルスルファニルチオカルボニル)スルファニル]プロパン酸を用いることが好ましい。
上記RAFT法で使用されるRAFT剤の量は、重合性単量体100質量部に対し0.01乃至10質量部の範囲で、目標とする分子量や分子量分布の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。
リビングラジカル重合における重合様式は、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様式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、又はN,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンの如き非プロトン性溶媒といった極性有機溶剤や、トルエン、アニソール、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60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。
工程(a)で得られた高分子は、再沈殿法、透析、及び酸化アルミニウムを用いたカラムクロマトグラフィーにより、該高分子内に含まれる未反応の重合性単量体、ラジカル開始剤、及び触媒を取り除くことができる。
本発明の製造方法の工程(a)で得られた高分子部位は、下記式(A)で表されるビニル系重合性単量体を重合して得られるものである。即ち、式(2)で表されるユニットを有するものである。
Figure 0006544968
[式(2)、(A)中、R1は、水素原子、又はアルキル基を表し、R2は、フェニル基、置換基を有するフェニル基、カルボキシ基、アルキルカルボニル基、又はカルボキサミド基を表す。]
上記式(2)、(A)中のR1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(2)、(A)中のR1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(2)、(A)中のR2におけるアルコキシカルボニル基としては、特に限定されるものではないが、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、オクトキシカルボニル基、ノノキシカルボニル基、デソキシカルボニル基、ウンデソキシカルボニル基、ドデソキシカルボニル基、ヘキサデソキシカルボニル基、オクタデソキシカルボニル基、エイコソキシカルボニル基、ドコソキシカルボニル基、2−エチルヘキソキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、ベンゾキシカルボニル基、及び2−ヒドロキシエトキシカルボニル基の如き直鎖、又は分岐のアルコキシカルボニル基が挙げられる。
上記式(2)、(A)中のR2におけるカルボキサミド基としては、特に限定されるものではないが、例えば、窒素に結合する1つの水素がアルキル基で置換されたカルボキサミド基(−CONHR)、或いは窒素に結合する2つの水素がアルキル基で置換されたカルボキサミド基(−CONRR)が挙げられる。前者としては、N−メチルアミド基、N−エチルアミド基、N−イソプロピルアミド基、N−n−ブチルアミド基、N−イソブチルアミド基、N−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−ノニルアミド基、N−デシルアミド基、N−ウンデシルアミド基、N−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、及びN−(2−エチルヘキシル)アミド基が挙げられ、後者としては、N,N−ジメチルアミド基、N,N−ジエチルアミド基、N,N−ジイソプロピルアミド基、N,N−ジ−n−ブチルアミド基、N,N−ジイソブチルアミド基、N,N−ジ−sec−ブチルアミド基、N,N−ジオクチルアミド基、N,N−ジノニルアミド基、N,N−ジデシルアミド基、N,N−ジウンデシルアミド基、N,N−ジドデシルアミド基、及びN,N−ジ(2−エチルヘキシル)アミド基が挙げられる。
上記式(2)、(A)中のR2がフェニル基である場合、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、上記色素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(2)、(A)中のR2は上記の中でも、上記色素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、又はアルコキシカルボニル基であることが好ましい。
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(2)中のR2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(2)中のR2がカルボキシ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキサ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。また、上記色素骨格構造を有する化合物の溶解性を著しく低下させない範囲であれば、上記式(A)に含まれない構造を有する重合性単量体を用いても良い。
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。
本発明における工程(b)は、工程(a)により得られた高分子の末端に存在する保護基を加水分解により脱保護し、末端に官能基を有する高分子を製造する工程である。工程(b)により、該高分子の末端には、官能基が再形成される。該高分子の末端の官能基としては、例えば、ヒドロキシル基、アミノ基、及びカルボキシ基が挙げられる。
加水分解による脱保護は、酸やアルカリを用いて行われ、加熱や還流することによって加水分解の速度を高めることもできる。また、触媒による還元反応や電解還元法も利用できる。例えば、パラジウム触媒を用いた水素添加反応などを利用できる。加水分解時に用いる溶媒としては、高分子を溶解し、且つ酸やアルカリを溶かすものが好ましく、具体的には、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドンを、単独、又は混合した溶媒を使用することができる。加水分解で用いられる酸、及びアルカリとしては、強酸、及び強アルカリが好ましく、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが挙げられる。加水分解の温度は、用いる溶媒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、40乃至200℃の温度範囲で行うことが好ましい。
工程(b)で得られた高分子は、上記と同様に、再沈殿法、透析、及びカラムクロマトグラフィーによって、未反応物を取り除くことができる。
本発明における工程(c)は、工程(b)により得られた脱保護された高分子と、色素とを共有結合を介して結合することにより、色素骨格構造を有する化合物を製造する工程である。
工程(c)における結合の形成方法は、公知の方法を利用することができる。その中でも、色素骨格構造中の置換基と脱保護された高分子の有する官能基とを反応させることによって、カルボン酸エステル結合(−COO−)、カルボン酸アミド結合(−CONH−)、スルホン酸エステル結合(−SO2−)、スルホン酸アミド結合(−SO2NH−)、またはエーテル結合(−O−)を形成する方法が、製造容易性、及び反応収率の点で好ましい。
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)、ウィリアムソン法(例えば、Joseph B.Niederl、他1名「Journal of American Chemical Society」、(米国)、American Chemical Society、1940年、第62、3857−3859頁)等が挙げられる。
この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。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。
本発明の製造方法の工程(c)に適用できる色素としては、公知の方法によって得られた色素を使用することができる。具体的には、例えば、アントラセン色素、インジゴ色素、アクリジン色素、アジン色素、オキサジン色素、チアジン色素、キノリン色素、ポリメチン色素、シアニン色素、キノフタロン色素、ヒドラゾン色素、トリアゼン色素、ポルフィン色素、アザポルフィン色素、キナクリドン色素、ホルマザン色素、テトラゾリウム色素、ニトロソ色素、キノンイミド色素、アゾメチン色素、アゾ色素、キノン色素、スピロピラン色素、フタロン色素、フタリド色素、オキサゾール色素、チアジアゾール色素、オキサジアゾール色素、トリアゾール色素、チオフェン色素、フラン色素、スチルベン色素、クマリン色素、イソインドリン色素、ナフトラクタム色素、ナフタル酸イミド色素、フタル酸イミド色素、ペリノン色素、ベンゾキサンテン色素、及びベンゾチオキサンテン色素などが挙げられる。上記列挙した色素としては、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、アゾ色素であることが好ましい。
上記アゾ色素としては、例えば、アセトアセトアニリド、ベンゼン、ナフタレン、チアゾール、ベンゾチアゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアジアゾール、ピラゾール、ピロール、ピラゾール、チオフェン、ピリドン、及びバルビツール酸と、アゾ基が連結した化合物が挙げられる。上記列挙したアゾ色素としては、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、アセトアセトアニリド構造を有することが好ましい。
脱保護された高分子と色素とを反応させるために、該色素は、連結基を形成するための置換基を有している必要がある。連結基を形成するための置換基としては、製造容易性の点で、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、又はカルボキシ基を有する置換基等が好ましい。
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、メチレングリコール基、エチレングリコール基、及びメチレン鎖が3乃至10のオリゴエチレングリコール基等が挙げられる。
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。
カルボキシ基を有する置換基としては、カルボキシ基、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。
該色素骨格構造(連結基を有する色素部位)が、下記式(3)で表わされる構造であることが好ましい。
Figure 0006544968
[式(3)中、
3、R4、及びArの少なくとも一つは、該連結基Lが結合している官能基であり、
該連結基Lが結合していない場合のR3、及びR4は、それぞれ独立して、アルキル基、置換基を有するアルキル基、フェニル基、置換基を有するフェニル基、OR5基、又はNR67基を表し、R5乃至R7は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基、又はアラルキル基を表し、
該連結基Lが結合していない場合のArは、アリール基、又は置換基を有するアリール基を表す。
該連結基LがR3に結合している場合、R3は、該連結基Lが結合していないR3が取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表し、
該連結基LがR4に結合している場合、R4は、該連結基Lが結合していないR4が取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表し、
該連結基がArに結合している場合、Arは、該連結基Lが結合していないArが取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表す。]
前記式(3)で表されるアゾ骨格構造中のR3及びR4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。
前記式(3)中のR3及びR4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、上記した置換基により置換されていてもよい。置換基を有するアルキル基における置換基は、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からなる群より選択される官能基であり、置換基を有するフェニル基における置換基は、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、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシスルホニル基、スルホン酸塩基、カルボキサミド基、スルホンアミド基、ウレア基、チオウレア基、ニトロ基、及びアミノ基からなる群より選択される官能基であり、該ウレア基は、隣り合った2つの炭素原子と5員複素環を形成してもよい。
上記式(3)中のR3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(3)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(3)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、上記した置換基を有していてもよい。置換基を有するアリール基における置換基は、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、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシスルホニル基、スルホン酸塩基、カルボキサミド基、スルホンアミド基、ウレア基、及びチオウレア基からなる群より選択される官能基である。
更に、上記式(3)で表される部分構造が、顔料への親和性及び製造容易性の観点から、下記式(4)で表わされる構造であることが好ましい。
Figure 0006544968
[式(4)中、
3は、アルキル基、又はフェニル基を表し、
8乃至R12、及びR13乃至R17は、下記(i)及び(ii)の少なくとも一方の条件を満たし、
(i)R8乃至R12のうちの少なくとも一つが、該連結基Lである。
(ii)R13乃至R17のうちの少なくとも一つが、該連結基Lである。
8乃至R12、及びR13乃至R17が該連結基でない場合、R8乃至R12、及びR13乃至R17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、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシスルホニル基、スルホン酸塩基、カルボキサミド基、スルホンアミド基、ウレア基、又はチオウレア基で表される基を表す。但し、該ウレア基は、R8乃至R12、及びR13乃至R17の隣り合った2つの炭素原子と環を形成し、5員複素環となっても良い。]
上記式(4)中のR8乃至R12、及びR13乃至R17は、上記の中でも顔料への親和性の観点から、R8乃至R12、及びR13乃至R17のうちの少なくとも一つが該連結基であることが好ましい。さらに、製造容易性の観点から、R8乃至R12、及びR13乃至R17のうちの少なくとも一つが該連結基であり、かつ、該連結基を有さないR8乃至R12、及びR13乃至R17がいずれも水素原子であることがより好ましい。
上記式(3)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箇所または2箇所で置換する場合が好ましい。
尚、上記式(3)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。
Figure 0006544968
[式(5)乃至(6)中のR3、R4、及びArは、式(3)におけるR3、R4、及びArと各々同義である。]
上記の製造方法で得られた色素骨格構造を有する化合物は、通常の有機化合物の単離、精製方法を用いて、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。
上記色素骨格構造を有する化合物は、核磁気共鳴分光分析、HPLC分析、サイズ排除クロマトグラフィーにより同定、純度の測定、及び分子量測定を行うことができる。
本発明の製造方法で形成される高分子部位と色素との連結基Lは、上述のように工程(b)で製造された高分子部位中の脱保護された官能基、工程(c)において色素骨格中の置換基とが結合することにより形成される。特に、該連結基Lは、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。該連結基Lの具体例としては、下記のL1乃至L19が挙げられる。
Figure 0006544968
[上記L1乃至L19中の「*」は、高分子部中の炭素原子との結合位置を表す。また、上記式L1乃至L19中の「**」は、色素骨格構造(色素部)の部分構造の炭素原子との結合位置を表す。]
色素骨格構造の数は、顔料への親和性と、非水溶性溶剤への親和性とのバランスから、高分子部の数1個に対して、1.0乃至1.2個であることが好ましい。
次に、色素骨格構造の製造方法の具体例を、以下のスキームを用いて詳細に説明する。
Figure 0006544968
[式(7)乃至(12)中のR3、及びArは上記式(3)中のR3、及びArと各々同義である。式(8)中のX1は脱離基を表す。P1は、上記式(A)で表されるビニル系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)で表わされる色素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、色素化合物(11)を合成する。工程3では、色素化合物(11)中のニトロ基を還元し、色素化合物(12)を合成する。工程4では、色素化合物(12)が有するアミノ基と高分子部位P1が有する官能基と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R3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、色素化合物(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。
最後に、工程4では、上述のとおり、工程(a)乃至工程(b)で得られた末端に官能基を有する高分子部位P1と、工程3で得られた色素骨格構造とを、公知の方法を利用して共有結合を介して結合させる。例えば、カルボキシル基を有する高分子部位P1とアミノ基を有する色素化合物(12)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色素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(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Ar1]に、高分子部位との連結基を形成する置換基を有する色素化合物を合成し、その色素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、色素骨格構造を有する化合物を合成する。
Figure 0006544968
[式(13)乃至(16)中のR3、及びR8乃至R12は、上記式(4)中のR3、及びR8乃至R12と同義である。X1、及びP1は、上記方法(i)のスキーム中のX1、P1と同義である。式(15)、及び式(16)中のAr1はアリーレン基を表す。式(15)、及び式(16)中のX2は、P1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、上記色素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、色素化合物(16)を合成する。工程7では、色素骨格構造と高分子部位P1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、色素化合物(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P1の合成と同様の方法を利用し、上記色素骨格構造(16)と上記高分子部位P1とを縮合反応等によって、色素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、カルボキシ基を有する高分子部位P1とX2がヒドロキシル基を有する置換基である色素化合物(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色素骨格構造を有する化合物を合成することができる。又、カルボキシ基を有する高分子部位P1とX2がアミノ基を有する置換基である色素化合物(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色素骨格構造を有する化合物を合成することができる。
上記例示した合成方法で得られた上記色素骨格構造を有する化合物、上記式(9)、(11)、(12)、(14)、及び(16)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おこなうことにより、高純度の化合物を得ることが可能である。
上記式(9)、(11)、(12)、(14)、及び(16)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。
上記色素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。
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、上記本発明の製造方法により得られる色素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、この色素骨格構造を有する化合物を含有することで媒体中の顔料分散剤として効果を発揮する。このとき、上記色素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、本発明の製造方法により得られる色素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、上記顔料分散剤と、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、180等のアセトアセトアニリド系顔料、及び、C.I.Pigment Yellow 139、185等のイソインドリン系顔料は本発明の製造方法により得られる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、本発明の製造方法により得られる色素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、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、ジ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(17)で表されるキナクリドン系顔料、下記式(18)で表されるジケトピロロピロール系顔料、下記式(19)で表されるナフトールAS系顔料、及びBONAレーキ系顔料が、本発明の製造方法により得られる色素骨格構造を有する化合物との親和性が高いためより好ましい。
Figure 0006544968
[式(17)中、R18乃至R25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。]
Figure 0006544968
[式(18)中、R26乃至R35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。]
Figure 0006544968
[式(19)中、R36乃至R38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CONHR40基を表し、R39は、アミノ基、カルボン酸基、カルボン酸塩基、又はCONHR41基を表し、R40、及びR41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(17)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、209が挙げられる。
上記式(17)において、本発明の製造方法により得られる色素骨格構造を有する化合物との親和性の観点から、R18、R19、R21乃至R23、及びR25が水素原子であり、R20及びR24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(18)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、264が挙げられる。
上記式(18)において、本発明の製造方法により得られるアゾ骨格構造を有する化合物との親和性の観点から、R26、R27、R29乃至R32、R34、及びR35が水素原子であり、R28、及びR33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(19)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、269が挙げられる。
上記式(19)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(19)中のR36乃至R41は、上記の中でも本発明の製造方法により得られる色素骨格構造を有する化合物との親和性の観点から、R36乃至R38のうち少なくとも一つがCONHR40基であり、R39がCONHR41基であることが好ましい。更に、R41が水素原子であることが、本発明の製造方法により得られる色素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、202等のキナクリドン系顔料、C.I.Pigment Red 255、264、150等のナフトールAS系顔料は、本発明の製造方法により得られる色素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、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、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(20)又は(B)で表されるフタロシアニン顔料が好適に使用できる。
Figure 0006544968
[式(20)中、R42乃至R45はそれぞれ独立して、水素、アルキル基、スルホン酸基、又はスルホン酸塩基を表し、Mは金属原子を表す。]
Figure 0006544968
[式(B)中、R46乃至R49はそれぞれ独立して、水素、アルキル基、スルホン酸基、又はスルホン酸塩基を表す。]
上記式(20)或いは(B)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、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、本発明の製造方法により得られる色素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、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着色剤としては、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一次粒子の個数平均粒径は、特に制限はないが、色調の観点から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一次粒子の個数平均粒径は、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、上記色素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、300m2/g以下であることが好ましく、より好ましくは100m2/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、色素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、「JIS K4652」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、及び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、マゼンタ顔料、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、上記色素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色素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):(色素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。本発明の製造方法により得られる色素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。
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、本発明の製造方法により得られる色素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。
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、上記色素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。
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おこなった際に、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、水系媒体の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。
これらの磁性材料は平均粒径が0.1乃至2.0μm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200Am2/kg(好ましくは50乃至100Am2/kg)、残留磁化は2乃至20Am2/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、磁性材料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
上記色素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おこなった。
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
上記色素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おこなう[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。
Figure 0006544968
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、色素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おこなった。
1H 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。
(4)色素骨格構造の個数
(1)の分子量測定によって得られた、数平均分子量と、(3)の組成分析で得られた、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の比より、一分子あたりの色素骨格構造の数を算出した。
(5)色素骨格構造の導入率
一分子あたりの色素骨格構造の数に100を乗じた値を導入率(%)として算出した。なお、一分子中に一つまでの色素骨格構造しか導入されないと仮定した。
[実施例1]
下記の方法で、色素骨格構造を有する化合物を製造した。
<化合物(102)の製造例>
下記構造で表される色素骨格構造を有する化合物(102)を下記スキームに従い製造した。
Figure 0006544968
先ず、高分子部位(P−2)の合成を行った。アニソール5.0部に、保護基を有するラジカル開始剤である化合物(21)1.1部、スチレン(22)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(23)を40部得た。
Figure 0006544968
得られた高分子化合物(23)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−2)を36部得た。
次に、色素の合成を行った。酢酸140部に化合物(24)25.0部、化合物(25)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部に排出した後、濾過により化合物(26)38.4部を得た(収率96.0%)。
化合物(27)2.45部に、メタノール25.0部、及び濃塩酸6.00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1.37部を水5.50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)。続いて、メタノール40.0部に、化合物(26)4.00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8.86部を水35.0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、水300部を加えて30分間撹拌した後、固体を濾別し、N,N−ジメチルホルムアミドからの再結晶法により精製することで化合物(28)6.37部を得た(収率95.8%)。
Figure 0006544968
N,N−ジメチルホルムアミド150部に化合物(28)6.00部及びパラジウム−活性炭素(パラジウム5%)0.3部を加えて、水素ガス雰囲気下(反応圧力0.1〜0.4MPa)、40℃で3時間撹拌した。反応終了後、溶液を濾別し、濃縮して化合物(29)4.84部を得た(収率87.9%)。
最後に、色素骨格構造を有する化合物(102)の合成を行った。化合物(P−2)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(29)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色素骨格構造を有する化合物(102)を4.56部得た。
尚、得られた化合物が、色素骨格構造を有する化合物(102)の構造を有することは、上記した各装置を用い確認した。以下に、分析結果を示す。
[色素骨格構造を有する化合物(102)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=12,327、数平均分子量(Mn)=10,683
[2]酸価測定の結果:
0.0mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl3、室温)の結果(図1参照):
δ[ppm]=199.4(1C)、175.4(1C)、170.6(1C)、168.4(1C)、162.7(1C)、146.0−144.9(136.9C)、142.1(1C)、138.3(1C)、137.3(1C)、135.0(1C)、130.1(1C)、129.2(1C)、128.2−127.2、125.6−125.5、118.3(1C)、116.4−116.3(2C)、115.6(1C)、112.2(1C)、46.3−40.3、26.3(1C)、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、色素骨格構造を有する化合物(102)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン100個、及びアゾ骨格構造がおよそ0.90個であった。
[実施例2]
<化合物(105)の製造例>
Figure 0006544968
下記構造で表される色素骨格構造を有する化合物(105)を下記スキームに従い、上記と同様の方法で製造した。
先ず、高分子部位(P−5)の合成を行った。アニソール8.0部に、保護基を有するラジカル開始剤である化合物(21)4.32部、スチレン(22)80部、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン1.36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1.12部加えた。溶液を窒素雰囲気下、100℃で3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を43部得た。
Figure 0006544968
得られた高分子化合物43部を、1,4−ジオキサン300部に溶解させ、12mol/L−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−5)を30部得た。
次に、色素骨格構造を有する化合物(105)の合成を行った。化合物(P−5)5.00部をクロロホルム50.0部に溶解させ、塩化チオニル1.18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(29)0.759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色素骨格構造を有する化合物(105)を5.17部得た。
尚、得られた化合物が、色素骨格構造を有する化合物(105)の構造を有することは、上記した各装置を用い確認した。以下に、分析結果を示す。
[色素骨格構造を有する化合物(105)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=2,397、数平均分子量(Mn)=2,235
[2]酸価測定の結果:
0.0mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl3、室温)の結果(図2参照):
δ[ppm]=199.4(1C)、175.5(1C)、168.6(1C)、162.6(1C)、146.0−144.9(22.9)、144.0−143.0(1C)、142.0(1C)、138.3(1C)、137.3(1C)、135.0(1C)、130.0(1C)、129.1(1C)、128.5−127.1、126.7−125.4、124.5、118.7(1C)、116.5(1C)、116.3(1C)、115.6(1C)、112.3(1C)、46.3−41.5、40.6−40.2、26.2(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、色素骨格構造を有する化合物(105)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン20個、及び色素骨格構造がおよそ0.93個であった。
[実施例3]
<化合物(122)の製造例>
Figure 0006544968
下記構造で表される色素骨格構造を有する化合物(122)を下記スキームに従い製造した。
化合物(32)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(26)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(33)15.0部を得た(収率80.2%)。
Figure 0006544968
次に、N,N−ジメチルホルムアミド188部に化合物(33)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(34)10.7部を得た(収率81.7%)。
化合物(P−2)1.00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(34)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色素骨格構造を有する化合物(122)を0.91部得た。
尚、得られた化合物が、色素骨格構造を有する化合物(122)の構造を有することは、上記した各装置を用い確認した。以下に、分析結果を示す。
[色素骨格構造を有する化合物(122)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:
0.97mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl3、室温)の結果(図3参照):
δ[ppm]=199.5(1C)、175.8(1C)、170.7(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、38.0(1C)、35.2(1C)、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、色素骨格構造を有する化合物(122)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン100個、及び色素骨格構造0.92個であった。
[実施例4]
<化合物(123)の製造例>
Figure 0006544968
下記構造で表される色素骨格構造を有する化合物(123)を下記スキームに従い製造した。
化合物(35)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(26)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(36)36.0部を得た(収率94.3%)。
得られた化合物(36)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(37)10.0部を得た(収率50.6%)。
Figure 0006544968
化合物(P−5)5.00部をクロロホルム50.0部に溶解して、塩化チオニル1.18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34.6部に再度溶解させ、化合物(37)0.814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色素骨格構造を有する化合物(123)を4.85部得た。
尚、得られた化合物が、色素骨格構造を有する化合物(123)の構造を有することは、上記した各装置を用い確認した。以下に、分析結果を示す。
[色素骨格構造を有する化合物(123)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=2,450、数平均分子量(Mn)=2,408
[2]酸価測定の結果:
0.0mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl3、室温)の結果(図4参照):
δ[ppm]=199.0(1C)、182.0(1C)、175.7(1C)、163.0(1C)、157.2(1C)、146.0−144.8(27.4C)、138.2(1C)、137.5(1C)、137.0(1C)、130.2−127.1、125.6−125.2、116.4(1C)、112.4(1C)、111.8−110.4(1C)、99.4(1C)、48.7−41.6、40.5−40.3、26.7−25.7
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、色素骨格構造を有する化合物(123)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン20個、及び色素骨格構造0.86個であった。
[実施例5]
<化合物(110)の製造例>
Figure 0006544968
下記構造で表される色素骨格構造を有する化合物(110)を下記スキームに従い製造した。
先ず、高分子部位(P−10)の合成を行った。1,4−ジオキサン3.0部に、スチレン(22)30部、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)0.077部を加え、凍結脱気を3回おこない、窒素雰囲気下で保護基を有する開始剤(RAFT剤)である化合物(38)0.88部を加えた。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を20部得た。
得られた高分子化合物20部を、1,4−ジオキサン50部に溶解させ、12M塩酸水溶液25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−10)を16部得た。
Figure 0006544968
化合物(P−10)10.0部をクロロホルム148.0部に溶解して、塩化チオニル0.75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(37)0.514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色素骨格構造を有する化合物(110)を4.85部得た。
尚、得られた化合物が、色素骨格構造を有する化合物(110)の構造を有することは、上記した各装置を用い確認した。以下に、分析結果を示す。
[色素骨格構造を有する化合物(110)の分析結果]
[1]分子量測定(GPC)の結果:
重量平均分子量(Mw)=8,924、数平均分子量(Mn)=6,941
[2]酸価測定の結果:
0.0mgKOH/g
[3]13C NMR(150MHz、CDCl3、室温)の結果(図5参照):
δ[ppm]=199.0(1C)、175.6(1C)、163.1(1C)、156.9(1C)、146.0−144.9(77.5C)、138.2(1C)、137.5(1C)、137.0(1C)、130.3(1C)、129.1(1C)、128.4−127.2、125.6−125.5、116.3(1C)、112.3(1C)、110.3(1C)、53.1−52.8(1C)、46.3−40.2、36.7(1C)、31.9(1C)、29.6(2C)、29.5(1C)、29.4(1C)、29.3(1C)、29.1(1C)、28.9(1C)、27.9(1C)、26.7−25.7、22.7(1C)、14.1(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、色素骨格構造を有する化合物(110)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン91個、及び色素骨格構造0.85個であった。
[比較例1]
<比較化合物(134)の製造例>
特開2012−077297号公報の実施例1に準じて、下記スキームに従い、色素骨格構造を有する比較化合物(134)を製造した。13C NMR測定の結果から、色素骨格構造を有する化合物(134)を構成する単量体単位数を算出したところ、スチレン60個、及び色素骨格構造がおよそ0.61個であった(表2参照)。
Figure 0006544968
<化合物(101)、(103)及び(104)、(106)乃至(121)、(124)乃至(133)の製造例>
使用した原料を変更する以外は、上記化合物(102)、(105)、(122)、及び(123)の製造例と同様の操作を行い、表2に示した色素骨格構造を有する化合物(101)、(103)及び(104)、(106)乃至(121)、(124)乃至(133)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に上記色素骨格構造を有する化合物の構造を示した。
Figure 0006544968
[表1中、「tert−ブチルエステル」、「メチルエステル」および「ベンジルエステル」は、それぞれ「tert−ブトキシカルボニル」、「メトキシカルボニル」、「ベンゾキシカルボニル」のことである。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は下記単量体単位を表す。(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。]
Figure 0006544968
[式X中、R46は水素原子、又はアルキル基を表す。]
Figure 0006544968
[式Y中、R47、及びR48は水素原子、又はアルキル基を表す。]
Figure 0006544968
[表2中、R3、及びR8乃至R17は、式(4)中のR3、及びR8乃至R17と各々同義である。また、表2中のL2、L8、L15、L18、及びL19は連結基であり、上記のL2、L8、L15、L18、及びL19と各々同義である。表2中の色素骨格構造の導入率は、高分子部位に対する色素骨格構造の導入率を示す。]
表2より明らかなように、本発明の製造方法を用いることで、高分子に対する色素化合物の導入率が向上することが確認された。
[実施例6−1]
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>
Figure 0006544968
イエロー顔料である下記式(Pig−A)で表わされるC.I.Pigment Yellow 155 18.0部、上記色素骨格構造を有する化合物(102)1.80部、非水溶性溶剤であるスチレン180部、ガラスビーズ(直径1mm)130部を混合し、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−Y102)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、色素骨格構造を有する化合物(102)を、色素骨格構造を有する化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)に変更した以外は各々同様の操作をおこなって、イエロー顔料分散体(Dis−Y101)、及び顔料分散体(Dis−Y103)乃至(Dis−Y133)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)で表わされるC.I.Pigment Yellow 155を下記式(Pig−B)で表わされるC.I.Pigment Yellow 180、及び下記式(Pig−C)で表わされるC.I.Pigment Yellow 185に変更した以外は、それぞれ同様な操作をおこなって、イエロー顔料分散体(Dis−Y151)、及び(Dis−Y152)を得た。
Figure 0006544968
<イエロー顔料分散体の調製例4>
イエロー顔料である上記式(Pig−A)で表わされるC.I.Pigment Yellow 155 42.0部、顔料分散剤である色素骨格構造を有する化合物(102)4.2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19.8部を、スチレン180部、及びガラスビーズ(直径1mm)130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イエロー顔料分散体(Dis−Y153)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−Y154)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−Y155)、及び(Dis−Y156)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−Y157)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において色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較用化合物(134)(比較化合物1)、特開2012−067285号公報に記載のに記載のアゾ化合物(比較化合物2)、特開2006−030760号公報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3)、特開平03−113462号公報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4)、及び特開平06−148927号公報に記載のスチレン/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5)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−Y158)乃至(Dis−Y162)を得た。
[実施例6−2]
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>
マゼンタ顔料として、式(Pig−D)で表わされるC.I.Pigment Red 122 18.0部、上記色素骨格構造を有する化合物(102)1.80部、非水溶性溶剤としてスチレン180部、ガラスビーズ(直径1mm)130部を混合し、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−M102)を得た。
Figure 0006544968
<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において色素骨格構造を有する化合物(102)を、色素骨格構造を有する化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)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−M101)、及び顔料分散体(Dis−M103)乃至(Dis−M133)を得た。
<マゼンタ顔料分散体の調製例3>
Figure 0006544968
上記マゼンタ顔料分散体の調製例1において、式(Pig−D)で表わされるC.I.Pigment Red 122を、式(Pig−E)で表わされるC.I.Pigment Red 255、又は式(Pig−F)で表わされる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−M151)、及び(Dis−M152)を得た。
<マゼンタ顔料分散体の調製例4>
マゼンタ顔料として式(Pig−D)で表わされるC.I.Pigment Red 122 42.0部、顔料分散剤として色素骨格構造を有する化合物(102)4.2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19.8部を、スチレン180部、及びガラスビーズ(直径1mm)130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マゼンタ顔料分散体(Dis−M153)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−M154)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−M155)、及び(Dis−M156)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−M157)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において色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較用化合物(134)(比較化合物1)、上記比較化合物2、上記比較化合物3、上記比較化合物4、及び上記比較化合物5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−M158)乃至(Dis−M162)を得た。
[実施例6−3]
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>
シアン顔料である式(Pig−G)で表わされるC.I.Pigment Blue 15:3 18.0部、上記色素骨格構造を有する化合物(102)1.80部、非水溶性溶剤であるスチレン180部、ガラスビーズ(直径1mm)130部を混合し、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−C102)を得た。
Figure 0006544968
<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、色素骨格構造を有する化合物(102)を、色素骨格構造を有する化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)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−C101)、及び顔料分散体(DIS−C103)乃至(DIS−C133)を得た。
<シアン顔料分散体の調製例3>
Figure 0006544968
上記シアン顔料分散体の調製例1において、式(Pig−G)で表わされるC.I.Pigment Blue 15:3を、式(Pig−H)で表わされるC.I.Pigment Blue 16、又は式(Pig−I)で表わされる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−C151)、及び(Dis−C152)を得た。
<シアン顔料分散体の調製例4>
シアン顔料である式(Pig−G)で表わされるC.I.Pigment Blue 15:3 42.0部、顔料分散剤である色素骨格構造を有する化合物(102)4.2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19.8部を、スチレン180部、及びガラスビーズ(直径1mm)130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シアン顔料分散体(Dis−C153)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−C154)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−C155)、及び(Dis−C156)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−C157)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において色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較用化合物(134)(比較化合物1)、上記比較化合物2、上記比較化合物3、上記比較化合物4、及び上記比較化合物5に変更した以外は各々同様の操作をおこなって、それぞれ比較用シアン顔料分散体(Dis−C158)乃至(Dis−C162)を得た。
[実施例6−4]
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>
ブラック顔料であるカーボンブラック(比表面積=65m2/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)30.0部、上記色素骨格構造を有する化合物(102)3.0部、非水溶性溶剤であるスチレン150部、ガラスビーズ(直径1mm)130部を混合し、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−Bk102)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、色素骨格構造を有する化合物(102)を、色素骨格構造を有する化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)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−Bk101)、ブラック顔料分散体(Dis−Bk103)乃至(Dis−Bk133)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=65m2/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)をカーボンブラック(比表面積=77m2/g、平均粒径=28nm、pH=7.5)、又はカーボンブラック(比表面積=370m2/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、それぞれブラック顔料分散体(Dis−Bk151)、及び(Dis−Bk152)を得た。
<ブラック顔料分散体の調製例4>
ブラック顔料として、カーボンブラック(比表面積=65m2/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)42.0部、顔料分散剤として色素骨格構造を有する化合物(102)4.2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33.0部を、スチレン150部、及びガラスビーズ(直径1mm)130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ブラック顔料分散体(Dis−Bk153)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−Bk154)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−Bk155)、及び(Dis−Bk156)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、色素骨格構造を有する化合物(102)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−Bk157)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において色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較用化合物(134)(比較化合物1)、上記比較化合物2、上記比較化合物3、上記比較化合物4、及び上記比較化合物5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−Bk158)乃至(Dis−Bk162)を得た。
[実施例7]
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>
上記イエロー顔料分散体(Dis−Y101)乃至(Dis−Y133)、及び(Dis−Y151)乃至(Dis−Y153)、上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M101)乃至(Dis−M133)、及び(Dis−M151)乃至(Dis−M153)、上記シアン顔料分散体(Dis−C101)乃至(Dis−C133)、及び(Dis−C151)乃至(Dis−C153)、及び上記ブラック顔料分散体(Dis−Bk101)乃至(Dis−Bk133)、及び(Dis−Bk151)乃至(Dis−Bk153)を用いて、塗工膜の光沢試験を行うことで、本発明の色素骨格構造を有する化合物の顔料分散性を評価した。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−Y101)乃至(Dis−Y133)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y154)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−Y151)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y155)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−Y152)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y156)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−Y153)の光沢値の向上率は、基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y157)の光沢値を基準値とした。
上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M101)乃至(Dis−M133)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M154)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−M151)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M155)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−M152)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M156)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−M153)の光沢値の向上率は、基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M157)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−C101)乃至(Dis−C133)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C154)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−C151)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C155)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−C152)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C156)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−C153)の光沢値の向上率は、基準用シアン顔料分散体(Dis−C157)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]
比較用イエロー顔料分散体(Dis−Y158)乃至(Dis−Y162)、比較用マゼンタ顔料分散体(Dis−M158)乃至(Dis−M162)、比較用シアン顔料分散体(Dis−C158)乃至(Dis−C162)、及び比較用ブラック顔料分散体(Dis−Bk158)乃至(Dis−Bk162)、について、実施例7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−Y158)乃至(Dis−Y162)の光沢値の向上率は、上記基準用イエロー顔料分散体(Dis−Y154)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−M158)乃至(Dis−M162)の光沢値の向上率は、上記基準用マゼンタ顔料分散体(Dis−M154)の光沢値を基準値とした。上記シアン顔料分散体(Dis−C158)乃至(Dis−C162)の光沢値の向上率は、上記基準用シアン顔料分散体(Dis−C154)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。
Figure 0006544968
表3より明らかなように、本発明の製造方法により得られた色素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。
[実施例8−1]
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−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、微小な難水溶性の分散安定剤Ca3(PO42を含む水系媒体を調製した。
(懸濁重合工程)
次に下記組成物を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。
・イエロー顔料分散体(Dis−Y102):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[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部
・ジビニルベンゼン単量体:0.1部
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、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、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、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(一次粒子の数平均粒子径7nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.15部(一次粒子の数平均粒子径45nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.5部(一次粒子の数平均粒子径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(Tnr−Y102)を得た。
<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−Y102)を上記イエロー顔料分散体(Dis−Y101)、及びイエロー顔料分散体(Dis−Y103)乃至(Dis−Y133)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−Y101)、及びイエロートナー(Tnr−Y103)乃至(Tnr−Y133)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−Y102)をイエロー顔料分散体(Dis−Y151)、及び(Dis−Y152)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−Y151)、及び(Tnr−Y152)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−Y102)を、イエロー顔料分散体(Dis−Y154)乃至(Dis−Y156)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−Y153)乃至(Tnr−Y155)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−Y102)を、イエロー顔料分散体(Dis−Y158)乃至(Dis−Y162)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−Y156)乃至(Tnr−Y160)を得た。
[実施例8−2]
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−Y102)をマゼンタ顔料分散体(Dis−M102)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−M102)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−M102)を上記マゼンタ顔料分散体(Dis−M101)、及びマゼンタ顔料分散体(Dis−M103)乃至(Dis−M133)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−M101)、及びマゼンタトナー(Tnr−M103)乃至(Tnr−M133)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−M102)をマゼンタ顔料分散体(Dis−M151)、及び(Dis−M152)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−M151)、及び(Tnr−M152)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−M102)を、マゼンタ顔料分散体(Dis−M154)乃至(Dis−M156)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−M153)乃至(Tnr−M155)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−M102)を、マゼンタ顔料分散体(Dis−M158)乃至(Dis−M162)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−M156)乃至(Tnr−M160)を得た。
[実施例8−3]
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−Y102)をシアン顔料分散体(Dis−C102)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−C102)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−C102)を上記シアン顔料分散体(Dis−C101)、及びシアン顔料分散体(Dis−C103)乃至(Dis−C133)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−C101)、及びシアントナー(Tnr−C103)乃至(Tnr−C133)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−C102)をシアン顔料分散体(Dis−C151)、及び(Dis−C152)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−C151)、及び(Tnr−C152)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−C102)を、シアン顔料分散体(Dis−C154)乃至(Dis−C156)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−C153)乃至(Tnr−C155)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−C102)を、シアン顔料分散体(Dis−C158)乃至(Dis−C162)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−C156)乃至(Tnr−C160)を得た。
[実施例8−4]
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−Y102)をブラック顔料分散体(Dis−Bk102)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−Bk102)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−Bk102)を上記ブラック顔料分散体(Dis−Bk101)、及びブラック顔料分散体(Dis−Bk103)乃至(Dis−Bk133)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−Bk101)、及びブラックトナー(Tnr−Bk103)乃至(Tnr−Bk133)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−Bk102)をブラック顔料分散体(Dis−Bk151)、及び(Dis−Bk152)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−Bk151)、及び(Tnr−Bk152)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−Bk102)を、ブラック顔料分散体(Dis−Bk154)乃至(Dis−Bk156)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−Bk153)乃至(Tnr−Bk155)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−Bk102)を、ブラック顔料分散体(Dis−Bk158)乃至(Dis−Bk162)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−Bk156)乃至(Tnr−Bk160)を得た。
[実施例8−5]
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、上記色素骨格構造を有する化合物(102)1.2部、ガラスビーズ(直径1mm)130部を混合し、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)
下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。
・上記イエロー顔料分散体: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部
・酢酸エチル(溶剤):10.0部
(分散懸濁工程)
下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。
・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[セロゲンBS−H、第一工業製薬(株)製]:0.5部
・イオン交換水:99.5部
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。これ以降の操作は実施例7の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−Y202)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)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−Y201)、及びイエロートナー(Tnr−Y203)乃至(Tnr−Y233)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)で表わされるC.I.Pigment Yellow 155を式(Pig−B)で表わされるC.I.Pigment Yellow 180、及び式(Pig−C)で表わされる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−Y251)、及び(Tnr−Y252)を得た。
[比較例4−5]
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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−Y253)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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−Y254)、及び(Tnr−Y255)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較化合物(134)(比較化合物1)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−Y256)乃至(Tnr−Y260)を得た。
[実施例8−6]
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)で表わされるC.I.Pigment Yellow 155(イエロー顔料a)を、式(Pig−D)で表わされる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−M202)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を、化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)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−M201)、及びマゼンタトナー(Tnr−M203)乃至(Tnr−M233)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)で表わされるC.I.Pigment Red 122を、式(Pig−E)で表わされるC.I.Pigment Red 255、又は式(Pig−F)で表わされるC.I.Pigment Red 150(マゼンタ顔料c)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−M251)、及び(Tnr−M252)を得た。
[比較例4−6]
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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−M253)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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−M254)、及び(Tnr−M255)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較用化合物(134)(比較化合物1)、上記比較化合物2、上記比較化合物3、上記比較化合物4、及び上記比較化合物5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−M256)乃至(Tnr−M260)を得た。
[実施例8−7]
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)で表わされるC.I.Pigment Yellow 155を、式(Pig−G)で表わされるC.I.Pigment Blue 15:3に変更した以外は同様の操作を行って、本発明のシアントナー(Tnr−C202)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)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−C201)、及びシアントナー(Tnr−C203)乃至(Tnr−C233)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)で表わされるC.I.Pigment Blue 15:3を、式(Pig−H)で表わされるC.I.Pigment Blue 16、又は式(Pig−I)で表わされる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−C251)、及び(Tnr−C252)を得た。
[比較例4−7]
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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−C253)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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−C254)、及び(Tnr−C255)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較用化合物(134)(比較化合物1)、上記比較化合物2、上記比較化合物3、上記比較化合物4、及び上記比較化合物5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−C256)乃至(Tnr−C260)を得た。
[実施例8−8]
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)で表わされるC.I.Pigment Yellow 155 12部、及び上記色素骨格構造を有する化合物(102)1.2部を、カーボンブラック(比表面積=65m2/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)30部、及び記色素骨格構造を有する化合物(102)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−Bk202)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を化合物(101)、及び化合物(103)乃至(133)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−Bk201)、及びブラックトナー(Tnr−Bk203)乃至(Tnr−Bk233)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=65m2/g、平均粒径=30nm、pH=9.0)をカーボンブラック(比表面積=77m2/g、平均粒径=28nm、pH=7.5)、又はカーボンブラック(比表面積=370m2/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おこなって、本発明のブラックトナー(Tnr−Bk251)、及び(Tnr−Bk252)を得た。
[比較例4−8]
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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−Bk253)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における色素骨格構造を有する化合物(102)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−Bk254)、及び(Tnr−Bk255)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における色素骨格構造を有する化合物(102)を、上記比較用化合物(134)(比較化合物1)、上記比較化合物2、上記比較化合物3、上記比較化合物4、及び上記比較化合物5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−Bk256)乃至(Tnr−Bk260)を得た。
[実施例9]
上記方法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>
上記イエロートナー(Tnr−Y101)乃至(Tnr−Y133)、(Tnr−Y151)乃至(Tnr−Y155)、(Tnr−Y201)乃至(Tnr−Y233)、及び(Tnr−Y251)乃至(Tnr−Y255)、上記マゼンタトナー(Tnr−M101)乃至(Tnr−M133)、(Tnr−M151)乃至(Tnr−M155)、(Tnr−M201)乃至(Tnr−M233)、及び(Tnr−M251)乃至(Tnr−M255)、上記シアントナー(Tnr−C101)乃至(Tnr−C133)、(Tnr−C151)乃至(Tnr−C155)、(Tnr−C201)乃至(Tnr−C233)、及び(Tnr−C251)乃至(Tnr−C255)、及び上記ブラックトナー(Tnr−Bk101)乃至(Tnr−Bk133)、(Tnr−Bk151)乃至(Tnr−Bk155)、(Tnr−Bk201)乃至(Tnr−Bk233)、及び(Tnr−Bk251)乃至(Tnr−Bk255)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。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通紙耐久をおこなった。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/m2紙)に対してトナー載り量0.5mg/cm2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−Y101)乃至(Tnr−Y133)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−Y153)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−Y151)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−Y154)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−Y152)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−Y155)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−Y201)乃至(Tnr−Y233)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−Y253)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−Y251)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−Y254)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−Y252)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−Y255)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−M101)乃至(Tnr−M133)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−M153)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−M151)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−M154)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−M152)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−M155)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−M201)乃至(Tnr−M233)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−M253)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−M251)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−M254)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−M252)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−M255)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−C101)乃至(Tnr−C133)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C153)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−C151)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C154)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−C152)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C155)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−C201)乃至(Tnr−C233)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C253)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−C251)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C254)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−C252)のベタ画像濃度の向上率は、上記基準用シアントナー(Tnr−C255)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−Bk101)乃至(Tnr−Bk133)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−Bk153)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−Bk151)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−Bk154)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−Bk152)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−Bk155)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−Bk201)乃至(Tnr−Bk233)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−Bk253)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−Bk251)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−Bk254)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−Bk252)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−Bk255)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着色力であると判断した。
・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5]
比較用イエロートナー(Tnr−Y156)乃至(Tnr−Y160)、及び(Tnr−Y256)乃至(Tnr−Y260)、比較用マゼンタトナー(Tnr−M156)乃至(Tnr−M160)、及び(Tnr−M256)乃至(Tnr−M260)、比較用シアントナー(Tnr−C156)乃至(Tnr−C160)、及び(Tnr−C256)乃至(Tnr−C260)、比較用ブラックトナー(Tnr−Bk156)乃至(Tnr−Bk160)、及び(Tnr−Bk256)乃至(Tnr−Bk260)について、実施例8と同様の方法で着色力を評価した。
上記比較用イエロートナー(Tnr−Y156)乃至(Tnr−Y160)のベタ画像濃度の向上率は、基準用イエロートナー(Tnr−Y153)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−Y256)乃至(Tnr−Y260)のベタ画像濃度の向上率は、基準用イエロートナー(Tnr−Y253)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−M156)乃至(Tnr−M160)のベタ画像濃度の向上率は、基準用マゼンタトナー(Tnr−M153)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−M256)乃至(Tnr−M260)のベタ画像濃度の向上率は、基準用マゼンタトナー(Tnr−M253)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−C156)乃至(Tnr−C160)のベタ画像濃度の向上率は、基準用シアントナー(Tnr−C153)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−C256)乃至(Tnr−C260)のベタ画像濃度の向上率は、基準用シアントナー(Tnr−C253)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−Bk156)乃至(Tnr−Bk160)のベタ画像濃度の向上率は、基準用ブラックトナー(Tnr−Bk153)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−Bk256)乃至(Tnr−Bk260)のベタ画像濃度の向上率は、基準用ブラックトナー(Tnr−Bk253)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。
Figure 0006544968
Figure 0006544968
表4、及び表5より明らかなように、本発明の製造方法により得られた色素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 (18)

  1. (a)保護基を有するラジカル開始剤を用いて、リビングラジカル重合により、式(A)で表されるビニル系重合性単量体を重合し、末端に保護基としてのtert−ブチル基を有するtert−ブトキシカルボニル基あるいは保護基としてのベンジル基を有するベンゾキシカルボニル基を有する高分子を得る工程;
    (b)前記工程(a)により得られた、末端に保護基を有する高分子の保護基を加水分解して、前記高分子を脱保護する工程;及び
    (c)前記工程(b)により得られた、脱保護された高分子における、脱保護された部位と、色素とを共有結合を介して結合する工程;
    を有する、下記式(1)で表される化合物の製造方法。
    Figure 0006544968
    [式(1)中、Xは下記式(A)で表されるビニル系重合性単量体に由来する単量体単位を有する高分子部、Lは連結基、Yは色素部を示す。]
    Figure 0006544968
    [式(A)中、R1は、水素原子、又はアルキル基を表し、R2は、フェニル基、置換基を有するフェニル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキサミド基を表す。]
  2. 前記リビングラジカル重合が、原子移動ラジカル重合(ATRP)、又は可逆的付加開裂連鎖移動(RAFT)重合であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
  3. 前記重合性単量体が、スチレン、又はアクリル酸エステルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。
  4. 前記連結基L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乃至3のいずれか一項に記載の製造方法。
  5. 前記色素が、アゾ色素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製造方法。
  6. 前記色素部Yと連結基Lとが結合した部位−L−Yが、下記式(3)で表されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の製造方法。
    Figure 0006544968
    [式(3)中、
    3、R4、及びArの少なくとも一つは、該連結基Lが結合している官能基であり、
    該連結基Lが結合していない場合のR3、及びR4は、それぞれ独立して、アルキル基、置換基を有するアルキル基、フェニル基、置換基を有するフェニル基、OR5基、又はNR67基を表し、R5乃至R7は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基、又はアラルキル基を表し、
    該連結基Lが結合していない場合のArは、アリール基、又は置換基を有するアリール基を表す。
    該連結基LがR3に結合している場合、R3は、該連結基Lが結合していないR3が取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表し、
    該連結基LがR4に結合している場合、R4は、該連結基Lが結合していないR4が取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表し、
    該連結基LがArに結合している場合、Arは、該連結基Lが結合していないArが取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表す。]
  7. 前記色素部Yと連結基Lとが結合した部位−L−Yが、式(4)で表されることを特徴とする請求項6に記載の製造方法。
    Figure 0006544968
    [式(4)中、
    3は、アルキル基、又はフェニル基を表し、
    8乃至R12、及びR13乃至R17は、下記(i)及び(ii)の少なくとも一方の条件を満たし、
    (i)R8乃至R12のうちの少なくとも一つが、該連結基Lである。
    (ii)R13乃至R17のうちの少なくとも一つが、該連結基Lである。
    8乃至R12、及びR13乃至R17が該連結基でない場合、R8乃至R12、及びR13乃至R17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、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシスルホニル基、スルホン酸塩基、カルボキサミド基、スルホンアミド基、ウレア基、又はチオウレア基で表される基を表す。但し、該ウレア基は、R8乃至R12、及びR13乃至R17の隣り合った2つの炭素原子と環を形成し、5員複素環となっても良い。]
  8. 下記式(1)で表されるトナー用顔料分散剤の製造方法であって、
    (a)保護基を有するラジカル開始剤を用いて、リビングラジカル重合により、式(A)で表されるビニル系重合性単量体を重合し、末端に保護基を有する官能基を有する高分子を得る工程;(b)前記工程(a)により得られた、末端に保護基を有する官能基を有する高分子の保護基を加水分解して、前記高分子を脱保護する工程;及び
    (c)前記工程(b)により得られた、脱保護された高分子における、脱保護された部位と、色素とを共有結合を介して結合する工程;
    を有する、トナー用顔料分散剤の製造方法。
    Figure 0006544968
    [式(1)中、Xは下記式(A)で表されるビニル系重合性単量体に由来する単量体単位を有する高分子部、Lは連結基、Yは色素部を示す。]
    Figure 0006544968
    [式(A)中、R1は、水素原子、又はアルキル基を表し、R2は、フェニル基、置換基を有するフェニル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、又はカルボキサミド基を表す。]
  9. 前記保護基を有する官能基が、保護基としてのtert−ブチル基を有するtert−ブトキシカルボニル基、又は保護基としてのベンジル基を有するベンゾキシカルボニル基であることを特徴とする請求項8に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
  10. 前記重合性単量体が、スチレン、又はアクリル酸エステルであることを特徴とする請求項8または9に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
  11. 工程(c)が、該脱保護された部位と、該色素が有する置換基とが結合する工程であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか一項に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
  12. 該色素が有する置換基が、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、またはカルボキシ基を有する置換基であることを特徴とする請求項11に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
  13. 前記連結基L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8乃至12のいずれか一項に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
  14. 該脱保護された高分子が有する該脱保護された部位が、カルボキシ基であり、該色素が有する置換基が、アミノ基を有する置換基であり、
    該連結基Lが、該カルボキシ基と該アミノ基とが反応して形成される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11に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
  15. 前記色素が、アゾ色素であることを特徴とする請求項8乃至14のいずれか一項に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
  16. 前記アゾ色素が、化合物(29)、(34)および(37)からなる群から選択される化合物であることを特徴とする請求項15に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
    Figure 0006544968
  17. 前記色素部Yと連結基Lとが結合した部位−L−Yが、下記式(3)で表されることを特徴とする請求項8乃至13のいずれか一項に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
    Figure 0006544968
    [式(3)中、
    3、R4、及びArの少なくとも一つは、該連結基Lが結合している官能基であり、該連結基Lが結合していない場合のR3、及びR4は、それぞれ独立して、アルキル基、置換基を有するアルキル基、フェニル基、置換基を有するフェニル基、OR5基、又はNR67基を表し、R5乃至R7は、それぞれ独立して、水素原子、アルキル基、フェニル基、又はアラルキル基を表し、
    該連結基Lが結合していない場合のArは、アリール基、又は置換基を有するアリール基を表す。
    該連結基LがR3に結合している場合、R3は、該連結基Lが結合していないR3が取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表し、
    該連結基LがR4に結合している場合、R4は、該連結基Lが結合していないR4が取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表し、
    該連結基LがArに結合している場合、Arは、該連結基Lが結合していないArが取りうる上記官能基から水素原子が脱離して形成される基を表す。]
  18. 前記色素部Yと連結基Lとが結合した部位−L−Yが、式(4)で表されることを特徴とする請求項17に記載のトナー用顔料分散剤の製造方法。
    Figure 0006544968
    [式(4)中、
    3は、アルキル基、又はフェニル基を表し、
    8乃至R12、及びR13乃至R17は、下記(i)及び(ii)の少なくとも一方の条件を満たし、
    (i)R8乃至R12のうちの少なくとも一つが、該連結基Lである。
    (ii)R13乃至R17のうちの少なくとも一つが、該連結基Lである。
    8乃至R12、及びR13乃至R17が該連結基でない場合、R8乃至R12、及びR13乃至R17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、カルボキシ基、アルコキシカルボニル基、アルコキシスルホニル基、スルホン酸塩基、カルボキサミド基、スルホンアミド基、ウレア基、又はチオウレア基で表される基を表す。但し、該ウレア基は、R8乃至R12、及びR13乃至R17の隣り合った2つの炭素原子と環を形成し、5員複素環となっても良い。]
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