KR20000011779A - 전하제어제로서알루미늄아조착체염료의용도 - Google Patents

전하제어제로서알루미늄아조착체염료의용도 Download PDF

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Abstract

하기 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 착체 염료는 전자사진용 토너 및 현상액, 분말 피복 물질, 일렉트릿(electret) 물질, 색 필터, 정전기 분리 공정에서 및 잉크젯 잉크에서 전하 제어제로서 사용된다:

Description

전하 제어제로서 알루미늄 아조 착체 염료의 용도{USE OF ALUMINUM AZO COMPLEX DYES AS CHARGE CONTROL AGENTS}
본 발명은 전자사진 기록 방법용 토너 및 현상액, 표면 피복용 분말 및 분말 피복 물질, 일렉트릿(electret) 물질, 특히 일렉트릿 섬유, 분리 공정 및 색 필터에서의 전하 제어제의 기술 분야에 속한다.
전자사진 기록 방법에서, 잠재 전하상은 광전도체상에서 생성된다. 이 잠재 전하상은 정전기적으로 하전된 토너를 적용하고, 이어서 예를 들면 종이, 직물, 호일 또는 플라스틱에 보내고, 압력, 복사, 열 또는 용매의 작용에 의해 고정시키므로써 현상된다. 전형적인 토너는 1- 또는 2-성분 분말 토너(또한 1- 또는 2-성분 현상액으로서 공지됨)이고; 또한 예를 들면 자기 토너, 액체 토너 또는 중합 토너와 같은 고급 토너가 사용된다. 중합 토너는 예를 들면 현탁 중합(축합) 또는 유화 중합에 의해 형성된 토너를 의미하고, 토너에서 입자 성질을 개선한다. 또한, 대체로 비수성 현탁액에서 제조된 토너를 의미한다.
토너의 품질을 결정하는 척도중 하나는 비전하, q/m(단위 질량당 전하)이다. 정전하의 신호 및 수준 외에, 중요한 결정적인 품질 기준은 목적하는 전하 수준의 빠른 달성 및 연장된 활성 시간동안의 전하의 안정도(constancy)이다. 이외에, 온도 및 대기 습도와 같은 기후 영향에 대한 토너의 불감성이 그의 적합성에 대한 추가의 중요한 기준이다.
양하전성 및 음하전성 토너는 둘 다 공정 방식 및 장치의 형태에 따라 복사기 및 레이저 프린터에 사용된다.
양전하 또는 음전하를 갖는 전자사진용 토너 또는 현상액을 얻기 위해, 전하 제어제를 첨가하는 것이 일반적이다. 토너 결합제의 전하가 일반적으로 활성 시간에 크게 의존하기 때문에, 전하 제어제의 기능은 한편으로는 토너 전하의 신호 및 수준을 고정시키는 것이고, 다른 한편으로는 토너 전하의 안정도를 제공하기 위해 토너 결합제의 전하 드리프트(charge drift)에 대해 반대로 작용하는 것이다.
따라서, 토너 또는 현상액이 연장된 사용 시간동안 높은 전하 드리프트(에이징(ageing))를 나타내지 않도록 할 수 없고 토너 또는 현상액을 전하 역전시킬 수 있는 전하 제어제는 실제 사용에 적합하지 않다.
다른 중요한 실제 요구사항은 전하 제어제가 충분한 열안정성 및 우수한 분산성을 가져야 하는 것이다. 혼련 장치 또는 압출기를 사용하는 경우 전하 제어제가 토너 수지에 혼입되는 전형적인 온도는 100℃ 내지 200℃이다. 따라서, 200℃에서의 열안정성은 매우 유리하다. 또한, 열안정성이 비교적 장시간(약 30분)동안 다양한 결합제 시스템에서 보장되는 것이 중요하다. 이것은 매트릭스 효과가 계속 일어나고, 토너 수지에서 전하 제어제의 조기 분해를 일으켜서 토너 수지를 짙은 황색 또는 짙은 갈색으로 변하게 하고 전하 제어 효과를 전체적으로 또는 부분적으로 잃게하기 때문에 중요하다. 전형적인 토너 결합제는 중합, 중부가 및 중축합 수지, 예를 들면 스티렌, 스티렌-아크릴레이트, 스티렌-부타디엔, 아크릴레이트, 폴리에스테르 및 페놀-에폭시 수지 및 또한 사이클로올레핀 공중합체, 각각 또는 이들의 혼합물이고, 이들은 또한 추가의 성분, 예를 들면 염료 및 안료, 왁스 또는 유동 보조제를 포함할 수 있거나, 고분산 실리카와 같은 성분을 후속적으로 첨가할 수 있다.
우수한 분산성을 위해, 전하 제어제가 최소의 왁스 성질, 무점착성 및 150℃ 이상, 더욱 바람직하게는 200℃ 이상의 융점 또는 연화점을 갖는 것이 매우 유리하다. 점착성은 종종 전하 제어제의 토너 배합물로의 계량 첨가의 과정에서 문제를 일으키고, 물질이 담체 물질에서 액적으로 응집하기 때문에 낮은 융점 또는 연화점은 분산 과정에서 균일한 분포를 이루지 못하게 한다.
전자사진용 토너 및 현상액에서의 사용 외에, 전하 제어제는 또한 특히 마찰 전기적으로 또는 계면동전기적으로 분무된 분말 피복에서 분말 및 피복 물질의 정전하를 개선시키는데 사용될 수 있고, 예를 들면 금속, 목재, 플라스틱, 유리, 세라믹, 콘크리트, 직물, 종이 또는 고무로부터 제조된 제품의 표면을 피복하는데 사용된다. 분말 피복 기법은 예를 들면 정원 가구, 캠핑 도구, 가정용 기구, 자동차 부품, 냉장고 및 선반용 재료와 같은 제품을 피복하거나 복잡한 형태의 기계로 제조된 제품을 피복할 때 사용된다. 분말 피복 물질 또는 분말은 일반적으로 다음의 2개의 방법중 하나에 의해 그의 정전하를 받는다:
코로나 방법에서, 분말 피복 물질 또는 분말은 하전된 코로나를 통해 유도되고 공정에서 하전되고; 마찰 전기 또는 계면동전기 방법에서, 마찰 전기의 원리가 사용된다.
분말 피복 물질 또는 분말은 분무 장치에서 마찰 상대, 일반적으로 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌으로부터 제조된 호스 또는 분무 라인의 전하와 반대인 정전하를 받는다.
2개의 방법을 조합하는 것이 또한 가능하다. 사용되는 전형적인 분말 피복 수지는 통상적인 경화제와 함께, 에폭시 수지, 카복실 및 하이드록실 함유 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지 및 아크릴 수지이다. 수지 혼합물이 또한 사용된다. 예를 들면, 에폭시 수지는 종종 카복실 및 하이드록실 함유 폴리에스테르 수지와 혼합하여 사용된다.
에폭시 수지에 대한 전형적인 경화제 성분의 예는 산 무수물, 이미다졸 및 디시안디아미드 및 이들의 유도체이다. 하이드록실 함유 폴리에스테르 수지에 대한 전형적인 경화제 성분의 예는 산 무수물, 블록된 이소시아네이트, 비스아실우레탄, 페놀 수지 및 멜라민 수지이다. 카복실 함유 폴레에스테르 수지에 대해, 전형적인 경화제 성분은 예를 들면 트리글리시딜 이소시아누레이트 또는 에폭시 수지이다. 아크릴 수지에 사용되는 전형적인 경화제 성분은 예를 들면 옥사졸린, 이소시아네이트, 트리글리시딜 이소시아누레이트 또는 디카복실산이다.
불충분한 하전의 단점은 폴리에스테르 수지, 특히 카복실 함유 폴리에스테르를 사용하거나 또한 하이브리드 분말로서 지칭되는 소위 혼합된 분말을 사용하여 제조된 마찰전기적으로 또는 계면동전기적으로 분무된 분말 및 분말 피복 물질에서 잘 나타날 수 있다. 혼합된 분말은 그의 수지 베이스가 에폭시 수지와 카복실 함유 폴리에스테르 수지의 혼합물을 포함하는 분말 피복 물질을 의미한다. 혼합된 분말은 실제로 가장 일반적으로 사용되는 분말 피복 물질을 위한 기본을 형성한다. 상기 언급된 분말 및 분말 피복 물질의 부적당한 하전은 피복되는 기계로 제조된 제품에서 침착 속도 및 분포능을 부적당하게 한다. "분포능"은 분말 또는 분말 피복 물질이 피복되는 기계로 제조된 제품상에 침착되는 범위의 척도이고, 그의 후면, 천공, 균열 및 특히 그의 내부 가장자리 및 구석을 포함한다.
전하 제어제는 일렉트릿 물질, 특히 일렉트릿 섬유의 하전 및 전하 안정성을 상당히 개선시킬 수 있다는 것이 밝혀졌다(독일 특허 제 DE-A-43 21 289 호). 일렉트릿 섬유는 주로 매우 미세한 먼지를 여과하는 문제와 관련되어 있다. 기술된 필터 물질은 섬유를 구성하는 물질 및 정전하가 섬유에 적용되는 기법에 관해 차이가 있다. 전형적인 일렉트릿 물질은 폴리올레핀, 할로겐화 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌 또는 플루오로중합체, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리테트라플루오로에틸렌 및 과불소화 에틸렌 및 프로필렌; 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르 케톤; 폴리아릴렌 설파이드, 특히 폴리페닐렌 설파이드; 폴리아세탈, 셀룰로스 에스테르, 폴리알킬렌 테레프탈레이트 및 이들의 혼합물을 기본으로 한다. 일렉트릿 물질, 특히 일렉트릿 섬유는 예를 들면 (매우 미세한) 먼지를 여과하는데 사용될 수 있다. 일렉트릿 물질은 다양한 방법, 예를 들면 코로나 하전 또는 마찰 하전으로 이들의 전하를 받을 수 있다.
전하 제어제는 정전기 분리 공정, 특히 중합체의 분리 공정에 사용될 수 있다는 것이 추가로 공지되어 있다. 예를 들면, 외부 적용된 전하 제어제 트리메틸페닐암모늄 테트라페닐보레이트의 예를 사용하면, 히가시야마(Y. Higashiyama)(문헌[J. Electrostatics 30(1993), pp.203-212])는 재활용 목적을 위해 서로로부터 중합체를 분리할 수 있는 방법을 기술한다. 전하 제어제가 없다면, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 마찰 전기 하전 특성은 매우 유사하다. 전하 제어제를 첨가한 후, LDPE는 높은 양전하로 하전되고, HDPE는 높은 음전하로 하전되고, 따라서 물질은 쉽게 분리될 수 있다. 전하 제어제의 외부 적용 외에, 예를 들면 마찰 전압 계열내에서 중합체의 위치를 이동시키고 상응하는 분리 효과를 얻기 위해 대체로 이들의 중합체내로의 혼입을 생각하는 것이 또한 가능하다. 이 방법에서, 서로로부터 다른 중합체, 예를 들면 폴리프로필렌(PP) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및/또는 염화 폴리비닐(PVC)을 분리하는 것이 마찬가지로 가능하다.
예를 들면, 염 무기물은 기재-특이적 정전기 하전을 개선하는 첨가제로 이전에 표면 처리(표면 콘디쇼닝)된다면 특별하게 우수한 선택성으로 마찬가지로 분리될 수 있다(싱에왈드(A. Singewald), 언스트(L. Ernst)의 문헌[Zeitschrift fur Physikal. Chem., Neue Folge, Vol. 124, (1981) pp.223-248]).
전하 제어제는 수많은 참고 문헌으로부터 공지되어 있다. 그러나, 지금까지 공지된 전하 제어제가 많은 단점을 가지며, 이들 단점은 실제에서 사용을 극히 제한하거나 심지어는 몇몇 경우에서 사용 불능으로 만들고; 이런 단점의 예는 부적당한 열안정성, 고유한 냄새, 열악한 분산성 또는 토너 결합제에서 낮은 안정성(분해, 이동)이다. 많은 상업적으로 시판되는 전하 제어제의 특별한 약점은 전하의 목적하는 신호(양 하전 또는 음 하전), 전하 수준 또는 전하 안정도의 견지에서 부적당한 활성이다. 추가의 주요한 양태는 전하 제어제가 생태학적으로 및 독물학적으로 문제가 없어야 한다는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 특히 효과적이고, 생태학적으로 및 독물학적으로 문제가 없는 전하 제어제를 찾아내는 것이다. 목적은 화합물이 전하의 빠른 달성 및 안정도 뿐만 아니라 높은 열안정성을 가져야 한다는 것이다. 더구나, 이들 화합물은 실제로 사용되는 여러 토너 결합제, 예를 들면 폴리에스테르, 폴리스티렌-아크릴레이트 또는 폴리스티렌-부타디엔/에폭시 수지 및 또한 사이클로올레핀 공중합체에서 분해되지 않으면서 쉽게 분산될 수 있어야 한다. 더구나, 이들의 작용은 넓은 적용성을 개시하기 위해 일반적으로 수지/담체 혼합물에 독립적이어야 한다. 이들은 마찬가지로 일반적인 분말 피복 결합제 및 일렉트릿 물질, 예를 들면 폴리에스테르(PES), 에폭시, PES-에폭시 하이브리드, 폴리우레탄, 아크릴 시스템 및 폴리프로필렌에서 분해되지 않으면서 쉽게 분산될 수 있어야 한다.
정전기 효율에 대해, 전하 제어제는 최소 농도(1 % 이하)에서 효과적이어야 하고, 카본 블랙 또는 다른 착색제와 혼합하여 이들의 효율을 잃지 않아야 한다. 이것은 착색제가 종종 토너의 마찰 전기 전하에 악영향을 미친다고 공지되어 있기 때문이다.
놀랍게도, 특정한 알루미늄 아조 착체가 카본 블랙 또는 다른 착색제와의 혼합의 결과로서 전하 제어성을 잃지 않으면서 전하 제어성 및 높은 열안정성을 갖는다는 것이 최근 발견되었다. 더구나, 이들 화합물은 통상적인 토너, 분말 피복 물질 및 일렉트릿 결합제와 우수한 상용성을 갖고 쉽게 분산될 수 있다.
본 발명의 목적은 전하의 빠른 달성 및 안정도 뿐만 아니라 높은 열안정성을 갖는 알루미늄 아조 착체 염료를 전하 제어제로서 제공하는 것이다.
본 발명은 전자사진용 토너 및 현상액에서 전하 제어제로서, 분말 피복 물질, 일렉트릿 물질에서 및 정전기 분리 공정에서 및 잉크젯 잉크에서 및 색 필터에서 전하 개선제로서, 하기 화학식 1 및 1a의 2:1 알루미늄 아조 착체 염료의 용도를 제공한다:
화학식 1
화학식 1a
상기 식에서,
고리 A는 서로 독립적으로 C1-C3알킬, C1-C3알콕시, 시아노, C1-C3알콕시카보닐, 벤조일, 페녹시카보닐, 아미노카보닐, 모노- 또는 디(C1-C4알킬)아미노카보닐, 모노- 또는 디(C1-C3알콕시-C2-C4알킬)아미노카보닐, 페닐아미노카보닐, 아미노설포닐, 모노- 또는 디(C1-C4알킬)아미노설포닐, 모노- 또는 디(C1-C3알콕시-C2-C4알킬)아미노설포닐 및 페닐아미노설포닐로 구성된 군으로부터의 1개 또는 2개의 치환체를 갖고;
모든 R1은 서로 독립적으로 일핵 또는 이핵 방향족 고리 시스템을 완성하는데 필요한 원자기이고, 이 기는 선택적으로 치환체를 가질 수 있고;
2개의 R2는 서로 독립적으로 치환체를 선택적으로 갖는 페닐 라디칼이거나 C1-C12알킬 라디칼 또는 C1-C2알콕시-C2-C8알킬 라디칼이고;
X+는 양이온이다.
방향족 특성을 갖는 일핵 또는 이핵 시스템은 특히 벤젠, 나프탈렌 및 헤테로사이클릭 고리를 의미한다. 헤테로사이클릭 고리는 특히 5원 질소 및/또는 황 함유 고리, 특히 피라졸론 또는 피리돈을 의미한다. 다르게 나타내지 않으면, 방향족 특성을 갖는 모든 고리상의 적합한 치환체는 염료 화학에서 공지된 임의의 치환체, 예를 들면 할로겐이고, 이것은 특히 염소 또는 브롬, 하이드록시, C1-C4알킬, C1-C4알콕시, 시아노겐, 니트로, 티오시아노겐, C1-C3알킬카보닐, 벤조일, C1-C3알킬카보닐옥시, 아미노카보닐, 모노- 또는 디(C1-C4알킬)아미노카보닐, 모노- 또는 디(C1-C3알콕시-C2-C3알킬)아미노카보닐, C1-C3알콕시카보닐, 아미노설포닐, 모노- 또는 디(C1-C4알킬)아미노설포닐 및 모노- 또는 디(C1-C3알콕시-C2-C3알킬)아미노설포닐을 의미한다. 이것이 페닐 라디칼이라면, 동일한 치환체가 또한 R2에 적합하다. 그러나, 이 경우에 할로겐 원자(특히 염소 및 브롬을 포함함), C1-C4알킬, C1-C4알콕시 또는 아세탈이 바람직하다.
화학식 1 및 1a에서, R1은 커플링 성분을 완성하는데 필요한 원자기이고; 화학식 1에서 특히 벤졸 또는 1-페닐-3-메틸피라졸릴 커플링 성분을 완성하는데 필요한 원자기이다. 화학식 1a에서, R1은 바람직하게는 나프탈렌 또는 벤젠 고리를 완성하는데 필요한 원자기이다. 특별하게는, 벤젠 고리는 선택적으로 치환체, 예를 들면 염소, 브롬, C1-C2알킬, C1-C2알콕시, 카복사미드 또는 설폰아미드를 가질 수 있다.
적합한 양이온 X+는 바람직하게는 알칼리 금속 이온, 특별하게는 나트륨 또는 칼륨 이온, 암모늄, 모노-, 디- 또는 트리(C1-C8)알킬암모늄 이온이고, 특히 4-아미노-, 4-하이드록시- 또는 4-케토-2,2,6,6-테트라메틸-피페리디늄 이온이다.
바람직한 염료의 구체적인 예는 하기 화학식 1b, 1c 및 1d에 따른다:
상기 식에서,
다른 치환체중 각각 독립적으로, 2개의 R3은 수소, C1-C3알킬, C1-C2알콕시-C2-C3알킬 또는 페닐, 특별하게는 메틸, 에틸, C1-C2알콕시-C2-C3알킬 또는 페닐이고;
R4는 수소, 할로겐, C1-C2알콕시 또는 C1-C2알킬, 바람직하게는 수소, 염소 또는 메틸, 특별하게는 수소이고;
2개의 R5는 각각 염소, 브롬, C1-C2알킬, C1-C3알콕시 또는 아세틸로 구성된 군으로부터의 2개 이하의 치환체, 바람직하게는 1개 또는 2개의 C1-C2알콕시기 및/또는 염소 또는 브롬 원자 또는 메틸기, 특별하게는 1개 또는 2개의 메톡시기를 포함하는 3개 이하의 치환체를 가질 수 있는 페닐 라디칼 또는 2-에틸헥실 라디칼이고;
X1 +는 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 (C1-C4)알킬암모늄 이온, 특별하게는 4-아미노-, 4-하이드록시- 또는 4-케토-2,2,6,6-테트라메틸-피페리디늄 이온이고, 화학식 1b의 2개의 고리 B는 각각 할로겐, 하이드록시, C1-C2알킬, C1-C3알콕시, 아세틸, 벤조일 또는 4,6-비스(2',4'-디메틸페닐)-트리아진-2-일로 구성된 군으로부터의 1개의 치환체, 특별하게는 각각 1개의 하이드록시 및 1개의 아세틸 또는 벤조일기를 포함하는 1개 또는 2개의 치환체를 가질 수 있거나, 고리 B는 바람직하게는 5'번 및 6'번 위치에 결합된 나프탈렌 고리를 완성하는데 필요한 원자기를 갖는다.
화학식 1b, 1c 및 1d의 화합물에서, 설폰아미드기는 바람직하게는 각각 4번 또는 5번 위치에 결합된다.
화학식 1의 화합물의 제조는 문헌, 예를 들면 미국 특허 제 5,731,422 호로부터 공지되어 있고, 하기 화학식 2의 디아조화 아민을 하기 화학식 3의 화합물과 커플링시킴에 의해, 유사한 공지된 2:1 착체 염료의 제조와 유사한 방법으로 수행된다:
화학식 1a의 염료는 마찬가지로 하기 화학식 2a의 디아조화 아민을 하기 화학식 3a의 화합물과 커플링시킴에 의해, 유사한 공지된 2:1 착체 염료의 제조와 유사한 방법으로 제조된다:
H3C-CO-CH2-CO-NHR2
금속화 및 양이온의 도입은 공지된 방법과 마찬가지로 중간체, 즉 화학식 2, 3, 2a 또는 3a의 화합물의 단계 또는 최종 생성물의 단계에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따라 사용되는 알루미늄 아조 착체는 특별한 수지/토너 시스템에 정확하게 적합할 수 있다. 이것에 첨가되면, 실제로 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 유리 유동성이고, 높고 특히 일정한 전하 제어성, 우수한 열안정성 및 우수한 분산성을 갖는다. 이들 화합물의 추가의 기술적인 잇점은 이들이 여러 결합제 시스템에 대해 불활성이고 따라서 널리 사용될 수 있다는 것이고, 이들이 중합체 매트릭스에 용해되지 않으나 작고 매우 미세하게 분산된 고체로서 존재하는 것이 특별하게 중요하다. 분산은 서로내에서 한 물질의 분포, 즉 본 발명에서 토너 결합제, 분말 피복 결합제 또는 일렉트릿 물질에서 전하 제어제의 분포를 의미한다.
이들의 가장 조악한 형태의 결정성 물질이 응집체로서 존재한다는 것은 공지되어 있다. 결합제내에서 균일한 분포를 이루기 위해, 이들 응집체는 더 작은 응집체 또는 이상적으로는 1차 입자로의 분산 조작에 의해 분쇄되어야 한다. 결합제에 존재하여 분산되는 전하 제어제 입자는 1 μm 미만, 바람직하게는 0.5 μm 미만이어야 하고, 좁은 입자 크기 분포가 유리하다.
d50값에 의해 정의된 입자 크기에 대해, 물질에 따르는 활성의 최적 범위가 있다. 예를 들면, 조악한 입자(1 mm 이하)는 몇몇 경우에서 전혀 분산되지 않거나 상당한 시간 및 에너지를 소비해야만 분산될 수 있지만, 마이크론 이하 범위의 매우 미세한 입자는 먼지 폭증의 가능성과 같은 상승된 안전성 위험을 은폐한다.
입자 크기 및 형태는 합성 및/또는 후처리에 의해 설정되고 변화된다. 필요한 성질은 자주 밀링 및/또는 건조와 같은 조절된 후처리를 통해서만 가능하다. 여러 밀링 기법이 이 목적에 적합하다. 유리한 기법의 예는 공기 제트 밀, 절단 밀, 해머 밀, 비드 밀 및 충격 밀이다.
본 발명과 관련되어 언급된 결합제 시스템은 전형적으로 소수성 물질이다. 전하 제어제에서의 높은 수함량은 습윤화를 못하게 하거나 분산(플러슁)을 증진시킬 수 있다. 따라서, 실제 수분 함량은 특별한 물질에 대해 특정된다.
본 발명의 화합물은 다음의 화학적/물리적 성질을 특징으로 한다:
칼-피셔(Karl-Fischer) 방법에 의해 측정된 수함량은 0.1 내지 30 %, 바람직하게는 1 내지 25 %, 특별하게 바람직하게는 1 내지 20 %이고, 물이 흡착되고/되거나 결합된 형태인 것이 가능하고, 200℃ 이하의 열 및 10-8torr로의 감소된 압력의 작용에 의해 또는 물의 첨가에 의해 그의 비율이 조정되는 것이 가능하다.
광현미경 또는 레이저광 산란에 의한 평가에 의해 측정되고 d50값에 의해 정의된 입자 크기는 0.01 μm 내지 1000 μm, 바람직하게는 0.1 μm 내지 500 μm, 매우 특별하게 바람직하게는 0.2 내지 400 μm이다.
밀링이 좁은 입자 크기 분획을 생성하는 것은 특별하게 유리하다. Δ(d95-d50)의 범위는 500 μm 미만, 특별하게는 200 μm 미만이 바람직하다.
본 발명에 따라 사용되는 알루미늄 아조 화합물은 또한 우수한 실행 하전능을 이루기 위해 양 또는 음 제어를 제공하는 전하 제어제와 혼합될 수 있고, 이들 전하 제어제의 총 농도는 전자사진용 토너, 현상액, 분말 또는 분말 피복 물질의 총 중량을 기준으로하여, 0.01 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%이다.
적합한 전하 제어제의 예는 트리페닐메탄; 암모늄 및 임모늄 화합물; 임미늄 화합물; 불소화 암모늄 및 불소화 임모늄 화합물; 이양이온성 산 아미드; 중합체성 암모늄 화합물; 디알릴암모늄 화합물; 아릴 설파이드 유도체; 페놀 유도체; 포스포늄 화합물 및 불소화 포스포늄 화합물; 칼릭스(n)아렌; 환형 결합된 올리고사카라이드(사이클로덱스트린) 및 이들의 유도체, 특히 붕소 에스테르 유도체, 상호다전해질 착체(IPEC); 폴리에스테르 염; 벤즈이미다졸론; 칼라 인덱스(Color Index)에서 피그먼트(Pigment), 솔벤트 다이(Solvent Dye), 베이식 다이(Basic Dye) 또는 애시드 다이(Acid Dye)로서 나타난 아진, 티아진 또는 옥사진이다.
단독으로, 서로 혼합하여 또는 화학식 1 또는 1a의 염료와 혼합될 수 있는 하기 주어진 전하 제어제가 특별하게 바람직하다. 트리아릴메탄 유도체, 예를 들면 칼라 인덱스 피그먼트 블루 1, 1:2, 2, 3, 8, 9, 9:1, 10, 10:1, 11, 12, 14, 18, 19, 24, 53, 56, 57, 58, 59, 61, 62, 67, 또는 예를 들면 칼라 인덱스 솔벤트 블루 2, 3, 4, 5, 6, 23, 43, 54, 66, 71, 72, 81, 124, 125, 및 이들의 온도 안정성 및 가공성이 적합하다면 애시드 블루 및 베이식 다이하의 칼라 인덱스에 나타난 트리아릴메탄, 예를 들면 칼라 인덱스 베이식 블루 1, 2, 5, 7, 8, 11, 15, 18, 20, 23, 26, 36, 55, 56, 77, 81, 83, 88, 89, 칼라 인덱스 베이식 그린 1, 3, 4, 9, 10이 있고, 매우 특별한 적합성은 차례로 칼라 인덱스 솔벤트 블루 125, 66 및 124가 갖는다. 특별하게 적합한 물질은 트리클로로트리페닐메틸테트라클로로알루미네이트의 높은 결정성 설페이트의 형태인 칼라 인덱스 솔벤트 블루 124이다.
다른 적합한 트리페닐메탄은 미국 특허 제 US-A-5,051,585 호에 기술된 것, 특히 하기 화학식 4의 것이다:
상기 식에서,
R1및 R3은 동일하거나 상이하고, -NH2, 알킬기가 탄소수가 1 내지 4, 바람직하게는 1 또는 2인 모노- 또는 디알킬아미노기, 알킬기가 탄소수가 2 내지 4, 바람직하게는 2인 모노- 또는 디-오메가-하이드록시알킬기, 알킬이 탄소수가 1 내지 4, 바람직하게는 1 또는 2이고 펜알킬기가 지방족 가교에서 탄소수가 1 내지 4, 바람직하게는 1 또는 2이고 페닐 고리가 탄소수가 1 또는 2인 알킬, 탄소수가 1 또는 2인 알콕시 및 설포기인 치환체중 1개 또는 2개를 가질 수 있는 비치환된 또는 N-알킬 치환된 페닐 아미노 또는 펜알킬아미노기이고,
R2는 수소이거나 R1및 R3에 대해 정의된 바와 같고,
R4및 R5는 수소, 할로겐, 바람직하게는 염소, 또는 설포기이거나, R4는 R5와 함께 축합 페닐 고리를 형성하고,
R6, R7, R9및 R10은 각각 수소 또는 탄소수가 1 또는 2인 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸이고,
R8은 수소 또는 할로겐, 바람직하게는 염소이고,
X-는 화학양론적 값의 음이온, 특히 염화물, 설페이트, 몰리브데이트, 포스포로몰리브데이트 또는 붕소 음이온다.
R1및 R3이 페닐아미노기이고 R2가 m-메틸페닐아미노기이고, 라디칼 R4내지 R10이 모두 수소인 화학식 4의 전하 제어제가 특별하게 바람직하다.
미국 특허 제 US-A-5,015,676 호에 기술된 암모늄 및 임모늄 화합물이 또한 적합한다.
추가로 적합한 화합물은 미국 특허 제 US-A-5,069,994 호에 기술된 불소화 암모늄 및 임모늄 화합물, 특히 하기 화학식 5의 것이다:
상기 식에서,
R13은 탄소수가 5 내지 11인 과불소화 알킬이고,
R23, R33및 R43은 동일하거나 상이하고, 탄소수가 1 내지 5, 바람직하게는 1 또는 2인 알킬이고,
Y-는 화학양론적 값의 음이온, 바람직하게는 테트라플루오로보레이트 또는 테트라페닐보레이트이다.
바람직하게는, R13은 탄소수가 5 내지 11인 과불소화 알킬이고, R23및 R33은 에틸이고, R43은 메틸이다.
국제 특허 공개공보 제 WO 91/10172 호에 기술된 이양이온 산 아미드, 특히 하기 화학식 6의 것이 또한 적합한다:
상기 식에서,
R14, R24및 R34는 탄소수가 1 내지 5인 동일한 또는 상이한 알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸이고,
n은 2 내지 5의 정수이고,
Z-는 화학양론적 값의 음이온, 바람직하게는 테트라페닐보레이트 음이온이다.
추가로 적합한 화합물은 독일 특허 제 DE-A-4 142 541 호에 기술된 디알릴암모늄 화합물, 특히 하기 화학식 7의 것, 및 상기 디알릴암모늄 화합물로부터 수득될 수 있는, 독일 특허 제 DE-A-4 029 652 호 또는 독일 특허 제 DE-A-4 103 610 호에 기술된 하기 화학식 8의 중합체성 암모늄 화합물이다:
상기 식에서,
R15및 R25은 탄소수가 1 내지 5, 바람직하게는 1 또는 2인 동일한 또는 상이한 알킬기, 특별하게는 메틸기이고,
A-는 화학양론적 값의 음이온, 바람직하게는 테트라페닐보레이트 음이온이고,
n은 5000 내지 500,000 g/mol의 분자량에 상응하는 값이다. 그러나, 40,000 내지 400,000 g/mol의 분자량을 갖는 화학식 6의 화합물이 특별하게 바람직하다.
독일 특허 제 DE-A-4 031 705 호에 기술된 아릴 설파이드 유도체, 특히 하기 화학식 9의 것이 또한 적합하다:
상기 식에서,
R17, R27, R37및 R47은 탄소수가 1 내지 5, 바람직하게는 2 또는 3인 동일한 또는 상이한 알킬기이고,
R57은 이가 라디칼 -S-, -S-S-, -SO- 및 -SO2-중 하나이다. 예를 들면 R17내지 R47은 프로필기이고, R57은 -S-S-이다.
유럽 특허 제 EP-A-0 258 651 호에 기술된 페놀 유도체, 특히 하기 화학식 10의 것이 또한 적합하다:
상기 식에서,
R18및 R38은 탄소수가 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3인 알킬 또는 알케닐기이고,
R28및 R48은 수소 또는 탄소수가 1 내지 3의 알킬, 바람직하게는 메틸이다. 언급될 수 있는 예는 R18내지 R48이 메틸기이거나 R28및 R48이 수소이고 R18및 R38이 -CH2-CH=CH2이다.
미국 특허 제 US-A-5,021,473 호 및 제 US-A-5,147,748 호에 기술된 포스포늄 화합물 및 불소화 포스포늄 화합물, 특히 하기 화학식 11 및 12의 것이 추가로 적합한 화합물이다:
상기 식에서,
R19, R29, R39및 R49는 탄소수가 1 내지 8, 바람직하게는 3 내지 6인 동일한 또는 상이한 알킬기이고,
Eθ는 화학량론적 값의 음이온, 바람직하게는 할라이드 음이온이고,
R110은 탄소수가 5 내지 15, 바람직하게는 6 내지 10인 많이 불소화된 알킬 라디칼이고,
R210, R310및 R410은 탄소수가 3 내지 10인 알킬이거나 페닐이다.
화학식 11의 화합물에 대해 언급될 수 있는 예는 브롬화 테트라부틸포스포늄이고; 언급될 수 있는 화학식 12의 화합물의 예는 R110이 C8F17-CH2-CH2-이고 R210, R310및 R410이 모두 페닐이고 Eθ가 PF6 θ또는 테트라페닐보레이트 음이온인 화합물이다.
유럽 특허 제 EP-A-0 385 580 호에 기술된 칼릭스(n)아렌, 특히 하기 화학식 13a 및 13b의 화합물이 또한 적합하다:
상기 식에서,
n은 3 내지 12의 수이고,
R은 수소, 할로겐, 바람직하게는 염소, 탄소수가 1 내지 12인 직쇄 또는 분지 알킬; 아르알킬, 예를 들면 벤질 또는 펜에틸, -NO2, -NH2또는 NHR111이고, 이때 R111은 탄소수가 1 내지 8인 알킬, 비치환된 또는 C1-C4알킬 치환된 페닐, 또는 -Si(CH3)3-이다.
유럽 특허 제 EP-A-0 347 695 호에 기술된 벤즈이미다졸론, 특히 하기 화학식 14의 것이 또한 적합하다:
상기 식에서,
R115는 탄소수가 1 내지 5인 알킬이고,
R215는 탄소수가 1 내지 12인 알킬이고,
L은 화학양론적 값의 음이온, 특히 염화물 또는 테트라플루오로보레이트 음이온이다. 언급될 수 있는 예는 R115가 CH3이고 R215이 C11H23인 화합물이다.
독일 특허 제 DE-A-4 418 842 호에 기술된 환형 결합된 올리고사카라이드, 특히 화학식 15의 것이 또한 적합하다:
상기 식에서,
n16은 3 내지 100의 수이고,
R116및 R216은 OH, OR316으로서 정의되고, 이때 R316은 치환 또는 비치환된 알킬-(C1-C18), 아릴-(C6-C12) 또는 토실이고,
X16은 CH2OH 또는 CH2COR316으로서 정의된다. 언급될 수 있는 예는 다음과 같다:
n16= 6, R116및 R216= OH, X16= CH2OH,
n16= 7, R116및 R216= OH, X16= CH2OH,
n16= 8, R116및 R216= OH, X16= CH2OH,
다른 적합한 화합물은 독일 특허 제 DE-A-4 332 170 호에 기술된 중합체 염이고, 그의 음이온 성분은 다음의 개별적인 성분 a), b) 및 c) 및 또한 경우에 따라 d) 및 경우에 따라 e)의 반응 생성물로 구성된 폴리에스테르이고, 그의 양이온 성분은 수소 원자 또는 금속 양이온을 포함한다:
a)는 설포기가 없는, 디카복실산 또는 디카복실산의 반응성 유도체이고,
b)는 그의 작용기가 하이드록실 또는 카복실인 이작용성 방향족, 지방족 또는 지환족 설포 화합물이거나 하이드록실 및 카복실이고,
c)는 지방족, 지환족 또는 방향족 디올, 폴리에테르디올 또는 폴리카보네이트디올이고,
d)는 그의 작용기가 하이드록실 또는 카복실인 다작용성 화합물(작용기가 2개보다 많다)이거나 하이드록시 및 카복실이고,
e)는 모노카복실산이다.
사이클로덱스트린 또는 사이클로덱스트린 유도체를 화학식(식중, R1및 R2는 알킬, 바람직하게는 C1-C4알킬이다)의 화합물과 반응시켜 수득될 수 있는, 예를 들면 독일 특허 제 DE-A-197 11 260 호에 기술된 사이클로올리고사카라이드 화합물이 또한 적합하다.
적합성은 예를 들면 독일 특허 제 DE-A-197 32 995 호에 기술된 상호다전해질 착체로 연장된다.
또한, 표면 활성 이온 화합물 및 소위 금속 비누는 특히 액체 토너에 적합하다.
알킬화 아릴설포네이트, 예를 들면 바륨 페트로네이트, 칼슘 페트로네이트, 바륨 디노닐나프탈렌설포네이트(염기성 및 중성), 칼슘 디노닐설포네이트 또는 나트륨 도데실벤젠설포네이트 및 폴리이소부틸렌숙신이미드(쉐브론즈 올로아(Chevron's Oloa) 1200)가 특별하게 적합하다. 또한, 콩 레시틴 및 N-비닐피롤리돈 중합체가 적합하다. 또한, 포화 및 불포화 치환체, A와 B의 AB 디블록 공중합체(A: 메틸 p-톨루엔설포네이트와 4급화된 2-(N,N)디메틸아미노에틸 메타크릴레이트의 중합체, B: 폴리-2-에틸헥실 메타크릴레이트)를 갖는 인산화 모노- 및 디글리세라이드의 나트륨염이 적합하다.
또한, 2가 및 3가 카복실레이트, 특히 알루미늄 트리스테아레이트, 바륨 스테아레이트, 크롬 스테아레이트, 마그네슘 올레에이트, 칼슘 스테아레이트, 철 나프탈라이트 및 아연 나프탈라이트가 특히 액체 토너에 적합하다.
다음의 칼라 인덱스 수의 아진이 또한 적합하다: C.I. 솔벤트 블랙 5, 5:1, 5:2, 7, 31 및 50; C.I. 피그먼트 블랙 1, C.I. 베이식 레드 2 및 C.I. 베이식 블랙 1 및 2.
본 발명에 따라 사용되는 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 착체 및 선택적으로 추가의 전하 제어제는 총 혼합물을 기준으로하여 0.01 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%, 특별하게 바람직하게는 0.1 내지 5.0 중량%의 농도로 예를 들면 압출 또는 혼련, 비드 밀링에 의하거나 울트라투락스(Ultraturrax)(고속 교반기)를 사용하여 개별적으로 또는 서로 혼합되어 개별 토너, 현상액, 피복, 분말 피복 물질, 일렉트릿 물질의 결합제 또는 정전기적으로 분리되는 중합체로 혼입되거나 잉크젯 잉크의 매질 또는 필터 물질로 균일하게 혼입된다. 따라서, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 건조된 및 분쇄된 분말, 분산액 또는 용액, 압분체, 마스터배치(masterbatch), 제조물, 완성된 페이스트로서 첨가되거나 적합한 지지체, 예를 들면 실리카겔, TiO2, Al2O3또는 카본 블랙상에 수용액 및 비수성 용액으로부터 피복된 화합물로서 첨가되거나 이런 지지체 또는 몇몇 다른 형태로 혼합될 수 있다. 대체로, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 또한 개별 결합제의 제조동안, 즉 이들의 중합, 중부가 또는 중축합 과정에서 첨가될 수 있다.
본 발명은 또한 통상적인 결합제, 예를 들면 스티렌, 스티렌-아크릴레이트, 스티렌-부타디엔, 아크릴레이트, 아크릴, 폴리에스테르 또는 에톡시 수지 또는 폴리에스테르와 에톡시 수지의 혼합물, 및 전자사진용 토너의 총 중량을 기준으로하여 0.01 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%, 특별하게 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 1종 이상의 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물을 포함하고 선택적으로 기술된 1종 이상의 추가의 전하 제어제와 혼합되는 전자사진용 토너를 제공한다.
본 발명은 또한 통상적인 결합제, 예를 들면 우레탄, 아크릴, 폴리에스테르 또는 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물, 및 분말 피복 물질의 총 중량을 기준으로하여 0.01 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%, 특별하게 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 1종 이상의 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물을 포함하고 선택적으로 기술된 1종 이상의 추가의 전하 제어제와 혼합되는 분말 피복 물질을 제공한다.
화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물은 수계(마이크로유화액 잉크) 및 비-수계("용매계")인 잉크젯 잉크 및 고온 용융 공정에 따라 조작되는 잉크에서 착색제로서 적합하다는 것이 추가로 밝혀졌다.
마이크로유화액 잉크는 유기 용매, 물 및 선택적으로 추가의 하이드로트로픽(hydrotropic) 물질(계면 증진제)을 기본으로 한다. 비-수계 잉크는 필수적으로 유기 용매 및 선택적으로 하이드로트로픽 물질을 포함한다.
고온 용융 잉크는 대개 실온에서 고체이고 가열할 때 액화되는 왁스, 지방산, 지방 알콜 또는 설폰아미드를 기본으로 하고, 바람직한 용융 범위는 약 60℃ 내지 약 140℃이다. 본 발명은 또한 20 내지 90 중량%의 왁스 및 1 내지 10 중량%의 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물로 필수적으로 구성되는 고온 용융 잉크젯 잉크를 제공한다. 0 내지 20 중량%의 추가의 중합체("염료 용매"로서), 0 내지 5 중량%의 분산 보조제, 0 내지 20 중량%의 점도 개질제, 0 내지 20 중량%의 가소화제, 0 내지 10 중량%의 접착 첨가제, 0 내지 10 중량%의 투명 안정화제(예를 들면, 왁스의 결정화를 방지함) 및 0 내지 2 중량%의 산화방지제가 또한 존재할 수 있다. 전형적인 첨가제 및 보조제는 예를 들면 미국 특허 제 US-A-5,560,760 호에 기술된다.
본 발명은 또한 1종 이상의 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물을 포함하는 잉크젯 기록 액체를 제공한다. 완성된 기록 액체는 일반적으로 0.5 내지 15 중량%(건조 기준으로 계산됨), 바람직하게는 1.5 내지 8 중량%의 1종 이상, 예를 들면 2 또는 3종의 화학식 1 또는 1a의 화합물을 포함한다.
마이크로유화액 잉크는 0.5 내지 15 중량%, 바람직하게는 1.5 내지 8 중량%의 화학식 1 또는 1a의 화합물, 5 내지 99 중량%의 물 및 0.5 내지 94.5 중량%의 유기 용매 및/또는 하이드로트로픽 화합물을 포함한다.
"용매계" 잉크젯 잉크는 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%의 화학식 1 또는 1a의 화합물, 85 내지 94.5 중량%의 유기 용매 및/또는 하이드로트로픽 화합물을 포함한다. 기록 액체의 제조에 사용되는 물은 바람직하게는 증류수 또는 탈염수의 형태로 사용된다.
기록 액체에 존재하는 용매는 유기 용매 또는 이런 용매의 혼합물을 포함할 수 있다. 적합한 용매의 예는 1가 또는 다가 알콜, 이들의 에테르 및 에스테르, 예를 들면 알칸올, 특히 탄소수가 1 내지 4인 것, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올; 2가 또는 3가 알콜, 특히 탄소수가 2 내지 5인 것, 예를 들면 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2,6-헥산트리올, 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜; 다가 알콜의 저급 알킬 에테르, 예를 들면 에틸렌 글리콜 모노메틸, 모노에틸 또는 모노부틸 에테르 및 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 또는 모노에틸 에테르; 케톤 및 케톤 알콜, 예를 들면 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 펜틸 케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 디아세톤 알콜; 아미드, 예를 들면 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 톨루엔 및 n-헥산이다.
경우에 따라 또한 용매로서 사용될 수 있는 하이드로트로픽 화합물의 예는 포름아미드, 우레아, 테트라메틸우레아, ε-카프로락탐, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 부틸 글리콜, 메틸셀로솔브, 글리세롤, N-메틸피롤리돈, 1,3-디에틸-2-이미다졸리디논, 티오디글리콜, 나트륨 벤젠설포네이트, Na-크실렌설포네이트, Na-톨루엔설포네이트, 나트륨 쿠멘설포네이트, Na-도데실설포네이트, Na-벤조에이트, Na-살리실레이트 또는 나트륨 부틸 모노글리콜 설페이트이다.
본 발명에 따른 기록 액체는 또한 추가로 통상적인 첨가제, 예를 들면 보존제, 양이온성, 음이온성 또는 비이온성 계면활성 물질(계면활성제 및 습윤제) 및 또한 점도조절제, 예를 들면 폴리비닐 알콜, 셀룰로스 유도체, 또는 접착 강도 및 내마멸성을 향상시키기 위한 필름 형성제 또는 결합제로서 수용성 중성 또는 합성 수지를 포함할 수 있다.
아민, 예를 들면 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민 또느 디이소프로필아민은 주로 기록 액체의 pH를 상승시키는 역할을 한다. 이들은 일반적으로 0 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%의 양으로 기록 액체에 존재한다.
본 발명에 따른 잉크젯 잉크는 고온 용융 잉크젯 잉크를 제조하기 위해 분말, 제조물, 현탁액 또는 압분체로서 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물을 마이크로유화액 매질 또는 비수성 매질 또는 왁스에 분산시키므로써 제조될 수 있다. 압분체는 또한 매우 농축된 압분체, 특별하게는 분무-건조된 압분체일 수 있다.
더구나, 화학식 1 또는 1a의 금속 착체는 또한 색 필터용, 감색 및 가색 생성용 착색제로서 적합하다(그레고리(P. Gregory)의 문헌["Topics in Applied Chemistry: High Technology Application of Organic Colorants" Plenum Press, New York 1991, pp.15-25"]).
다음의 실시예에서, 부 및 %는 중량당이다.
실시예
알루미늄 아조 착체 화합물의 제조 실시예
제조 실시예 1
26.0부의 2-아미노페놀-4-(3'-메톡시프로필아미노설포닐)을 200부의 물과 70부의 30% HCl의 혼합물에서 교반한다. 50분의 얼음을 첨가한 후, 26.2부피부의 4n NaNO2용액을 첨가하므로써 아민을 디아조화한다. 생성된 현탁액을 0℃에서 3시간동안 교반하고, 이어서 천천히 190부의 물중의 13.7부의 β-나프톨 및 9.5부의 30 % NaOH 용액에 넣는다. 추가의 70부의 30 % NaOH 용액을 동시에 첨가하므로써, pH를 9.5 내지 10으로 유지한다. 이어서, 생성된 혼합물을 실온에서 8시간동안 교반하고, 이어서 30% HCl을 사용하여 pH를 1.5로 조정하고, 화학식의 모노아조 염료를 형성하고, 여거하고, 4000부의 물로 세척하고, 건조시킨다.
44.19부의 모노아조 염료를 110부의 물과 25부의 30% 강도 NaOH 용액의 혼합물에 현탁하고, 70℃로 가열하고, 1시간동안 교반한다. 현탁액의 pH는 12.3이다. 90℃로 추가로 가열한 후, 340부의 물중의 17.1부의 알루미늄 설페이트(무수)의 용액을 1시간동안 첨가하고, 알루미늄 착체의 큰 부피의 현탁액을 형성하고, pH를 10.9로 낮춘다. 2시간동안 교반하면서, 온도를 45℃로 낮추고, 10부의 물중의 8.58부의 트리아세톤디아민의 용액 및 11.2부의 30 % HCl을 천천히 현탁액에 첨가한다. 형성된 침전물을 약 2.4부의 30 % HCl을 사용하여 pH 5.4로 조정하고, 실온에서 추가의 1시간동안 교반하고, 염이 없어질 때까지 잔사를 물로 세척하고, 건조시키고, 적합한 밀상에서 분쇄한다. 이것은 R3이 메톡시프로필이고 고리 B가 나프틸렌이고 설폰아미드기가 각각 5번 위치인 화학식 1b의 염료를 수득한다.
특성
적청색 분말
DTA: 160 내지 185℃에서 연화, 250℃로부터 분해
pH: 8.7
전도도: 400 μS/cm
잔여 수분: 5.1 %(IR 램프)
ε(1 Khz): 6
tanσ(1 Khz): 0.3
Ωcm: 8·1012Ωcm
결정도: 2 쎄타 5° 내지 2 쎄타 35°의 결정성의 많은 예리한 반사 피크(주피크: 21.7° 및 8.7°)
입자 크기 분포: d50< 10 μm
제조 실시예 2
제조 실시예 1의 과정을 실시한 후, 동몰량(12.12부)의 2-하이드록시-3-메틸아미노설포닐아닐린을 디아조화하고, 10.45부의 1-페닐-3-메틸-5-피라졸론과 커플링하고, 알루미늄 설페이트, 30 % 강도 수산화 나트륨 및 트리아세톤디아민 클로로하이드레이트와 반응시켜 R3이 메틸이고 R4가 수소이고 설폰아미드기가 4-위치인 화학식 1c의 상응하는 2:1 알루미늄 착체 염료를 수득한다.
특성
황적색 분말
DTA: 200 내지 210℃에서 연화, 260℃로부터 분해
pH: 7.5
전도도: 500 μS/cm
잔여 수분: 6.6 %(IR 램프)
ε(1 Khz): 8.7
tanσ(1 Khz): 0.2
Ωcm: 2·1011Ωcm
결정도: 2 쎄타 5° 내지 2 쎄타 35°의 결정성의 많은 예리한 밴드(주피크: 11.1° 내지 14.4° 및 17.7°)
입자 크기 분포: d50< 10 μm
IR 스펙트럼: 1587, 1568, 1474, 1303 cm-1
적용 실시예
적용 실시예 1.1
1부의 제조 실시예 1로부터의 화합물을 30분동안 95부의 토너 결합제(비스페놀 A계 폴리에스테르, 알마크릴(Almacryl, 등록상표) T500)에 혼련기에 의해 균일하게 혼입한다. 이어서, 혼합물을 일반 연구실용 밀상에서 분쇄하고, 이어서 원심 분류기에서 분류한다. 목적하는 입자 분획(4 내지 25 μm)을 50 내지 200 μm의 크기를 갖는 실리콘 피복된 페라이트(벌크 밀도; 2.75 g/cm3)(FBM 96-100; 파우더 테크놀리지(Powder Techn.))로 구성된 담체로 활성화한다.
통상적인 q/m 측정 장치에서 측정한다. 25 μm의 메쉬 크기를 갖는 스크린을 사용하여 토너가 나올 때 담체가 함께 배출되지 않는 것을 보장한다. 약 50 % 상대 대기 습도에서 측정한다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값[μC/g]을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -22
10분 -25
30분 -25
2시간 -25
24시간 -22
적용 실시예 1.2
1부 대신에 5부의 제조 실시예 1로부터의 화합물을 혼입하는 것을 제외하고는, 적용 실시예 1.1의 과정을 사용한다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값[μC/g]을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -35
10분 -34
30분 -29
2시간 -22
24시간 -18
적용 실시예 1.3
토너 결합제로서 폴리에스테르 수지 대신에 스티렌-아크릴레이트 공중합체 60:40(디알렉(Dialec) S309, 다이아몬드 삼록(Diamond Shamrock))을 사용하고 담체로서 스티렌-메타크릴 공중합체(90:10)로 피복된 크기 50 내지 200 μm의 마그네타이트 입자(90 μm 건조 복사 담체, 미국 뉴햄프셔주에 소재한 플라스마 머티리얼즈 인코포레이티드(Plasma Materials Inc.))를 사용한 것을 제외하고는, 1부의 제조 실시예 1로부터의 화합물을 적용 실시예 1.1과 같이 토너 수지에 혼입하고 측정한다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -12
10분 -25
30분 -44
2시간 -55
24시간 -55
적용 실시예 1.4
1부 대신에 단지 0.5부의 제조 실시예 1로부터의 화합물을 사용하는 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 1.3과 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -13
10분 -15
30분 -34
2시간 -40
24시간 -40
적용 실시예 1.5
5부의 카본 블랙(모굴(Mogul, 등록상표) L, 카보트(Cabot), 비교 실시예 A 참조)을 또한 1부의 제조 실시예 1로부터의 화합물에 혼입하는 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 1.3과 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -20
10분 -23
30분 -25
2시간 -25
24시간 -22
적용 실시예 1.6
1부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 적용 실시예 1.1에 기술된 바와 같이 균일하게 카복실 함유 폴리에스테르 수지를 기본으로하는 분말 피복 물질 결합제, 예를 들면 크릴코트(Crylcoat, 등록상표) 430(벨기에에 소재한 UCB) 99부에 혼입한다. 침착 속도를 측정하기 위해, 50 g의 시험 분말 피복 물질을 정의된 압력에서 마찰전기 건을 통해 분무한다. 침착되는 분말 피복 물질의 양을 시차 중량 측정에 의해 측정하고, 침착 속도를 %로 정의하고, 전하 이동으로부터 전류[μA]를 유도하는 것이 또한 가능하다.
압력[바] 전류[μA] 침착 속도[%]
5 0.6 75
3 0.4 55
비교 실시예
순수한 분말 피복 물질 결합제 크릴코트(등록상표) 430의 침착 속도를 측정하기 위해, 첨가제에서 혼련하지 않는 것을 제외하고는, 과정은 상기 기술된 바와 같다.
압력[바] 전류[μA] 침착 속도[%]
3 0.1 5
적용 실시예 1.7
6부의 제조 실시예 1로부터의 화합물을 교반하면서(페달 교반기 또는 용해기) 94부의 메틸 에틸 케톤에 용해시킨다. 생성된 잉크젯 잉크는 다음의 조성을 갖는다: 6부의 제조 실시예 1로부터의 화합물 및 94부의 메틸 에틸 케톤
적용 실시예 1.8
5부의 제조 실시예 1로부터의 화합물을 교반하면서 30부의 글리콜 에테르(다우와놀(Dowanol) Eph, 다우 케미칼(Dow Chemical))에 용해시킨다. 이어서, 이 용액을 교반하면서 15부의 크실렌설포네이트를 함유한 50부의 탈염수의 용액에 첨가한다. 생성된 마이크로유화액 잉크는 다음의 조성을 갖는다: 30부의 글리콜 에테르, 5부의 제조 실시예 1로부터의 화합물, 15부의 크실렌설포네이트(계면 증진제, 하이드로트로픽 물질) 및 50부의 탈염수.
적용 실시예 2.1
1부의 제조 실시예 1로부터의 화합물 대신에 1부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 혼입한 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 1.1과 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -17
10분 -17
30분 -17
2시간 -18
24시간 -16
적용 실시예 2.2
1부의 제조 실시예 1로부터의 화합물 대신에 1부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 혼입한 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 1.3과 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -15
10분 -30
30분 -48
2시간 -48
24시간 -39
적용 실시예 2.3
1부 대신에 단지 0.5부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 혼입한 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 2.2와 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -13
10분 -20
30분 -36
2시간 -40
24시간 -31
적용 실시예 2.4
5부의 카본 블랙(모굴 L, 카보트, 비교 실시예 A 참조)을 또한 1부의 제조 실시예 2로부터의 화합물에 혼입한 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 2.2와 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -30
10분 -40
30분 -40
2시간 -36
24시간 -20
적용 실시예 2.5
고유 정전기적인 양의 마찰 전기 효과를 갖는 5부의 착색제(C.I. 솔벤트 블루 125, 비교 실시예 B 참조)를 또한 1부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 혼입한 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 2.2와 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -5
10분 -4
30분 -3
2시간 -4
24시간 -5
C.I. 솔벤트 블루 125의 고유의 높은 양의 마찰 전기 효과는 1부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 첨가하므로써 음으로 분명하게 역전될 수 있고, 이어서 음전하는 또한 여전히 활성 시간의 함수로서 놀랍게도 우수한 전하 안정도를 갖는다.
적용 실시예 2.6
6부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 교반하면서 94부의 메틸 이소부틸 케톤에 용해시킨다. 생성된 잉크젯 잉크는 다음의 조성을 갖는다: 6부의 제조 실시예 2로부터의 화합물 및 94부의 메틸 이소부틸 케톤.
적용 실시예 2.7
3부의 제조 실시예 2로부터의 화합물을 교반하면서 15부의 글리콜 에테르(다우와놀 Eph)에 용해시킨다. 이어서, 이 용액을 교반하면서 15부의 크실렌설포네이트(독일에 소재한 위트코 서팩턴츠(Witco Surfactants))를 함유한 74부의 탈염수의 용액에 첨가한다. 생성된 마이크로현탁액 잉크는 다음의 조성을 갖는다: 15부의 글리콜 에테르, 3부의 제조 실시예 2로부터의 화합물, 8부의 크실렌설포네이트 및 74부의 탈염수.
적용 실시예 1.5 및 2.4에 대한 비교 실시예 A
1부의 제조 실시예 1로부터의 화합물 대신에 5부의 카본 블랙 모굴 L. 카보트를 혼입하는 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 1.3과 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -16
10분 -16
30분 -15
2시간 -9
24시간 +3
사용된 카본 블랙은 음전하를 양전하로 이동시키는 것이 분명하다.
적용 실시예 2.5에 대한 비교 실시예 B
1부의 제조 실시예 1로부터의 화합물 대신에 5부의 C.I. 솔벤트 블루 125를 혼입하는 것을 제외하고는, 과정은 적용 실시예 1.3과 동일하다.
활성 시간의 함수로서, 다음의 q/m 값을 측정한다:
활성 시간 전하 q/m[μC/g]
5분 -29
10분 -28
30분 -19
2시간 -8
24시간 +9
청색 착색제의 고유의 명확한 양의 마찰 전기 효과는 분명하다.
본 발명의 알루미늄 아조 착체 염료는 전하 제어제로서 전하의 빠른 달성 및 안정도 뿐만 아니라 높은 열안정성을 갖는다.

Claims (13)

  1. 전자사진용 토너 및 현상액에서의 전하 제어제, 및 분말 피복 물질, 일렉트릿(electret) 물질, 정전기 분리 공정, 잉크젯 잉크 및 색 필터에서의 전하 개선제로서 사용하기 위한, 하기 화학식 1 또는 1a의 2:1 알루미늄 아조 착체 염료의 용도:
    화학식 1
    화학식 1a
    상기 식에서,
    고리 A는 서로 독립적으로 C1-C3알킬, C1-C3알콕시, 시아노, C1-C3알콕시카보닐, 벤조일, 페녹시카보닐, 아미노카보닐, 모노- 또는 디(C1-C4알킬)아미노카보닐, 모노- 또는 디(C1-C3알콕시-C2-C4알킬)아미노카보닐, 페닐아미노카보닐, 아미노설포닐, 모노- 또는 디(C1-C4알킬)아미노설포닐, 모노- 또는 디(C1-C3알콕시-C2-C4알킬)아미노설포닐 및 페닐아미노설포닐로 구성된 군으로부터의 1개 또는 2개의 치환체를 갖고;
    모든 R1은 서로 독립적으로 일핵 또는 이핵 방향족 고리 시스템을 완성하는데 필요한 원자기이고, 이 기는 선택적으로 치환체를 가질 수 있고;
    2개의 R2는 서로 독립적으로 치환체를 선택적으로 갖는 페닐 라디칼이거나 C1-C12알킬 라디칼 또는 C1-C2알콕시-C2-C8알킬 라디칼이고;
    X+는 양이온이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    2:1 알루미늄 아조 착체 염료가 하기 화학식 1b, 1c 또는 1d의 화합물인 용도:
    화학식 1b
    화학식 1c
    화학식 1d
    상기 식에서,
    다른 치환체중 각각 독립적으로, 2개의 R3은 수소, C1-C3알킬, C1-C2알콕시-C2-C3알킬 또는 페닐이고;
    R4는 수소, 할로겐, C1-C2알콕시 또는 C1-C2알킬이고;
    2개의 R5는 각각 염소, 브롬, C1-C2알킬, C1-C3알콕시 또는 아세틸로 구성된 군으로부터의 2개 이하의 치환체를 포함하는 3개 이하의 치환체를 가질 수 있는 페닐 라디칼 또는 2-에틸헥실 라디칼이고;
    X1 +는 나트륨, 칼륨, 암모늄 또는 (C1-C4)알킬암모늄 이온이고;
    화학식 1b의 2개의 고리 B는 각각 할로겐, 하이드록시, C1-C2알킬, C1-C3알콕시, 아세틸, 벤조일 또는 4,6-비스(2',4'-디메틸페닐)-트리아진-2-일로 구성된 군으로부터의 1개의 치환체를 포함하는 1개 또는 2개의 치환체를 가질 수 있거나, 고리 B는 바람직하게는 5'번 및 6'번 위치에 결합된 나프탈렌 고리를 완성하는데 필요한 원자기를 갖는다.
  3. 제 2 항에 있어서,
    화학식 SO2NHR3의 기가 4번 또는 5번 위치에 존재하는 화학식 1b, 1c 또는 1d의 화합물의 용도.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양이온 X+또는 X1 +가 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리디늄, 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리디늄 또는 4-케토-2,2,6,6-테트라메틸피페리디늄인 용도.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양 또는 음 제어를 제공하는 추가의 전하 제어제와 혼합되는 용도.
  6. 제 5 항에 있어서,
    추가의 전하 제어제가 트리페닐메탄; 암모늄 및 임모늄 화합물; 임미늄 화합물; 불소화 암모늄 및 불소화 임모늄 화합물; 이양이온성 산 아미드; 중합체성 암모늄 화합물; 디알릴암모늄 화합물; 아릴 설파이드 유도체; 페놀 유도체; 포스포늄 화합물 및 불소화 포스포늄 화합물; 칼릭스(n)아렌; 환형 결합된 올리고사카라이드(사이클로덱스트린) 및 이들의 유도체, 특히 붕소 에스테르 유도체, 상호다전해질 착체(IPEC); 폴리에스테르 염; 벤즈이미다졸론; 아진, 티아진 또는 옥사진으로 구성된 군으로부터 선택되는 용도.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    화학식 1 또는 1a의 2:1 알루미늄 아조 염료 및 선택적으로 첨가되는 다른 전하 제어제의 총 농도가, 전자사진용 토너, 현상액, 분말 피복 물질, 일렉트릿 물질 또는 잉크젯 잉크의 총 혼합물을 기준으로하여, 0.01 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%인 용도.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에서 정의된 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물, 양 또는 음 제어를 제공하는 토너의 총 중량을 기준으로하여 0.01 내지 50중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%의 농도의 1종 이상의 선택적인 전하 제어제, 및 또한 통상적인 토너 결합제를 포함하는 전자사진용 토너.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에서 정의된 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물, 양 또는 음 제어를 제공하는 분말 피복 물질의 총 중량을 기준으로하여 0.01 내지 50중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%의 농도의 1종 이상의 선택적인 전하 제어제, 및 또한 통상적인 분말 피복 물질 결합제를 포함하는 분말 피복 물질.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에서 정의된 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물을 0.5 내지 15 중량% 포함하는 잉크젯 기록 액체.
  11. 제 10 항에 있어서,
    5 내지 99 중량%의 물 및 0.5 내지 94.5 중량%의 유기 용매 및 선택적인 하이드로트로픽(hydrotropic) 화합물을 포함하는 잉크젯 기록 액체.
  12. 제 10 항에 있어서,
    85 내지 94.5 중량%의 유기 용매 및 선택적인 하이드로트로픽 화합물을 포함하는 잉크젯 기록 액체.
  13. 60 내지 140℃에서 용융하는 왁스 20 내지 90 중량%, 및 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에서 정의된 화학식 1 또는 1a의 알루미늄 아조 화합물 1 내지 10 중량%로 필수적으로 구성되는 고온 용융 잉크젯 잉크.
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