説明

アゾ顔料およびアゾ顔料分散体

【課題】着色力、色相等の色彩的特性に優れ、かつ耐光性等の耐久性にも優れるアゾ顔料および顔料分散体を提供する。
【解決手段】(1)で表されるアゾ顔料とこれを含有する顔料分散体。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は新規な含窒素複素環アゾ顔料、該アゾ顔料を含む顔料分散体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、アゾ色素は種々の可視光吸収を有することが多いために、色素として種々の分野で利用されてきた。例えば合成樹脂の着色、印刷インク、昇華型感熱転写材料用色素、インクジェット用インク、カラーフィルター用色素等、種々の分野で用いられるようになってきている。色素としてアゾ色素に要求される大きな性能に吸収スペクトルがある。色素の色相は、色素によって着色した物体の色目、風合い等に大きな影響を与え、視覚に与える効果が大きい。従って、古くから色素の吸収スペクトルに関する研究がなされている。
【0003】
近年における画像記録材料として、カラー画像が主流となり、色素の使用用途も多様化してきた。具体的には、染料や顔料としてインクジェット方式の記録材料、印刷インク等、染料として感熱転写方式の記録材料、電子写真方式の記録材料、転写式ハロゲン化銀感光材料等に盛んに利用されている。また、撮影機器では、CCDなどの撮像素子において、ディスプレイではLCDやPDPにおいて、カラー画像を記録、再現するためにカラーフィルターに染料や顔料として使用されている。更には染料として毛髪の染色にも使用されている。これらのカラー画像記録材料やカラーフィルターでは、フルカラー画像を再現あるいは記録するために、いわゆる加法混色法や減法混色法の3原色の着色剤(染料や顔料)が使用されている。しかし、好ましい色再現域を実現できる吸収特性を有し、且つさまざまな使用条件、環境条件に耐えうる、色相が良く堅牢な着色剤が無いのが現状であり、改善が強く望まれている。
【0004】
一方、色素を顔料化して使用すると、その堅牢性が上がることは周知の事実として知られている。上記の各用途で使用する顔料には、共通して次のような性質を具備している必要がある。即ち、色再現性上好ましい吸収特性を有すること、所望の透明性を発現させるために必要な粒子径および粒子形を有すること、使用される環境条件下における堅牢性、例えば耐光性、耐熱性、オゾンなどの酸化性ガスに対する耐性、その他有機溶剤や亜硫酸ガスなどへの耐薬品堅牢性が良好であること、使用される媒体中において微小粒子まで分散し、かつ、その分散状態が安定であること、等が挙げられる。特に、種々用途においても良好なイエロー色相を有し、光、湿熱および環境中の活性ガス、中でもオゾンなどの酸化性ガスに対して堅牢な顔料が強く望まれている。イエロー顔料としては、C.I.P.Y−74、C.I.P.Y−128等が種々用途に用いられているが、堅牢性が低かったり、色相が短波であったりし、満足のいくものではなく、改良が望まれている。また、堅牢性が比較的高いイエロー顔料としてC.I.P.Y−150等が知られているが、重金属を含有する顔料であり、環境保全的に好ましいものではなく、代替物が望まれている。
【0005】
アゾ顔料は色彩的特性である色相および着色力に優れているため、印刷インキ、インクジェット用インク、電子写真材料、カラートナー、などに広く使用されている。これらのうち、最も典型的に使用されている黄色のアゾ顔料は、ジアリーリド顔料である。ジアリーリド顔料としては例えば、C.I.ピグメント・イエロー12、同13、同17などが挙げられる。しかし、ジアリーリド顔料は堅牢性、とりわけ耐光性が非常に劣るため、印字物が光に曝されることによって顔料が分解して退色してしまい、印字物の長期間の保存に適さない。
【0006】
このような欠点を改良するために、分子量を大きくしたり、強い分子間相互作用を持つ基を導入したりすることによって、堅牢性を改善したアゾ顔料も開示されている(例えば特許文献1〜3参照)。しかしながら、改良された顔料においても、例えば特許文献1に記載の顔料はその耐光性が改善されてはいるが未だ不十分であり、また、例えば特許文献2および3に記載の顔料は色相が緑味で着色力が低くなり、色彩的特性に劣るといった欠点があった。
【0007】
また、色相、堅牢性を改良する目的で特許文献4〜5記載の色素が開発されたが、これらの色素では油溶性の色素であるため、耐溶剤性が低く、堅牢性も十分なものではなかった。
【0008】
イエロー、マゼンタ、シアンの3色、又はさらにブラックを加えた4色による減色混合法を用いてフルカラーを表現する場合、イエロー用の顔料として堅牢性の劣る顔料を用いると、時間の経過とともに印字物のグレーバランスが変化してしまい、また、色彩的特性に劣る顔料を用いると、印刷時の色再現性が低下してしまう。したがって、高い色再現性を長期間維持する印字物を得るために、色彩的特性および堅牢性の両立した黄色顔料および顔料分散体が望まれている。
従来から知られている含窒素5員環をアゾ成分とするアゾ染料は、特許文献6にも開示されている。
【特許文献1】特開昭56−38354号公報
【特許文献2】米国特許2936306号明細書
【特許文献3】特開平11−100519号公報
【特許文献4】特開2005−213357号公報
【特許文献5】特開2005−215286号公報
【特許文献6】特開昭55−161856号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、着色力、色相等の色彩的特性に優れ、かつ耐光性等の耐久性にも優れるアゾ顔料および顔料分散体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、特定の含窒素ヘテロ環アゾ顔料が、良好な色相を有し、かつ光、熱およびオゾンに対して良好な堅牢性を発揮するとの知見を得た。前記課題を解決するための具体的手段を以下に示す。
【0011】
〔1〕
下記一般式(1)で表されるアゾ顔料、その塩、水和物及びその互変異性体。
【0012】
【化1】

【0013】
(一般式(1)中、Rは脂肪族基、アリール基又はヘテロ環基を表し、Rは水素原子又は脂肪族基を表す。Rは、脂肪族基を表し、Rは、脂肪族基又はアリール基を表す。Xは窒素原子、C−Rを表す。Rはシアノ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、カルボキシル基又はスルホニル基を表す。Rは水素原子又は脂肪族基を表す。)
〔2〕
前記一般式(1)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(2)又は(3)で表わされることを特徴とする〔1〕に記載のアゾ顔料、その塩、水和物及びその互変異性体。
【0014】
【化2】

【0015】
(一般式(2)中、Rは脂肪族基、アリール基又はヘテロ環基を表し、Rは水素原子又は脂肪族基を表す。Rは、脂肪族基を表し、Rは、脂肪族基又はアリール基を表す。Rは、シアノ基、カルバモイル基又は脂肪族オキシカルボニル基を表す。)
〔3〕
〔1〕又は〔2〕に記載のアゾ顔料、その塩、水和物及びその互変異性体を少なくとも一種含有することを特徴とする顔料分散体。
【発明の効果】
【0016】
本発明のアゾ顔料は、高い着色力、色相等の色彩的特性に優れ、かつ耐光性、耐オゾン性等の耐久性にも優れる。
さらに、本発明の顔料分散体は、本発明のアゾ顔料を種々の媒体に分散させてなり、色彩的特性、耐久性および分散安定性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
まず、本発明における脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基および置換基について説明する。
本発明における脂肪族基において、その脂肪族部位は直鎖、分岐鎖および環状のいずれであってもよい。また、飽和であっても不飽和であっても良い。具体的には例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等を挙げることができる。さらに脂肪族基は無置換であっても置換基を有していてもよい。
【0018】
また、アリール基は、単環であっても縮合環であっても良い。また、無置換であっても置換基を有していてもよい。また、ヘテロ環基は、そのヘテロ環部位は環内にヘテロ原子(例えば、窒素原子、イオウ原子、酸素原子)を持つものであればよく、飽和環であっても、不飽和環であってもよい。また、単環であっても縮合環であってもよく、さらに無置換であっても置換基を有していてもよい。
【0019】
また、本発明における置換基とは、置換可能な基であればよく、例えば脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、アリールオキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロ環スルホニル基、脂肪族スルホニルオキシ基、アリールスルホニルオキシ基、ヘテロ環スルホニルオキシ基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、アリールスルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アリールアミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、脂肪族スルフィニル基、アリールスルフィニル基、脂肪族チオ基、アリールチオ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシ基、脂肪族オキシアミノ基、アリールオキシアミノ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ハロゲン原子、スルファモイルカルバモイル基、カルバモイルスルファモイル基、ジ脂肪族オキシホスフィニル基、ジアリールオキシホスフィニル基等をあげることができる。
【0020】
<アゾ顔料>
顔料は、色素分子間の強力な相互作用による凝集エネルギーによって、分子同士がお互いに強固に結合しあっている状態のことである。この状態を作るには、分子間のファンデルワールス力、分子間水素結合が必要であることが、例えば、日本画像学会誌、43巻、10頁(2004年)等に記載されている。
分子間のファンデルワールス力を強めるには、分子への芳香族基、極性基および/又はヘテロ原子の導入等が考えられる。また、分子間水素結合を形成させるには、分子へのヘテロ原子に結合した水素原子を含有する置換基の導入および/又は電子供与性の置環基の導入等が考えられる。更に分子全体の極性が高い方が好ましいと考えられる。そのためには、例えば、アルキル基等鎖状の基は短い方が好ましい。
【0021】
これらの観点から、顔料分子は、アミド結合、スルホンアミド結合、エーテル結合、スルホン基、オキシカルボニル基、イミド基、ヘテロ環、ベンゼン環等を含有することが好ましい。
【0022】
本発明のアゾ顔料は下記一般式(1)で表されることを特徴とする。下記一般式(1)で表される特定の構造を有することにより、着色力、色相等の色彩的特性において優れた特性を示し、かつ耐光性、耐オゾン性等の耐久性にも優れた特性を示すことができる。
以下に本発明の一般式(1)で表されるアゾ色素を詳細に説明する。
【0023】
【化3】

【0024】
(一般式(1)中、Rは脂肪族基、アリール基又はヘテロ環基を表し、Rは水素原子又は脂肪族基を表す。Rは、脂肪族基を表し、Rは、脂肪族基又はアリール基を表す。Xは窒素原子、C−Rを表す。Rはシアノ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、カルボキシル基又はスルホニル基を表す。Rは水素原子又は脂肪族基を表す。)
【0025】
で表される脂肪族基としては、総炭素原子数1〜8の脂肪族基であることが好ましく、置換基を有していても良く、飽和であっても不飽和であっても良く、総炭素原子数1〜4の脂肪族基であることがより好ましく、例えばメチル、エチル、ビニル、シクロヘキシル、カルバモイルメチル等が挙げられる。
で表されるアリール基としては、総炭素原子数6〜12のアリール基であることが好ましく、置換基を有していても良く、総炭素原子数6〜10のアリール基であることがより好ましく、例えばフェニル、4-ニトロフェニル、4−アセチルアミノフェニル、4−メタンスルホニルフェニル等が挙げられる。
で表されるヘテロ環基としては総炭素原子数2〜12の炭素原子で結合したヘテロ環基であることが好ましく、置換基を有していても良く、飽和であっても不飽和であっても良く、縮環していても良く、好ましくは、不飽和ヘテロ環であって、5〜6員環であって、縮環していても良く、総炭素原子数2〜12、より好ましくは不飽和5〜6員へテロ環であって、総炭素原子数2〜10であり、例えば2−テトラフラニル、2−ピリミジニル、3−ピリミジニル、2−チアゾリル、2−ベンゾチアゾリル、2-ベンゾオキサゾリル、2−ピリジル、2−ピラジニル、3−イミダゾリル、2−ベンズイミダゾリル等が挙げられる。R1のヘテロ環基に置換しても良い基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能なものであれば何でも良いが、好ましくは、脂肪族基、アリール基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、脂肪族オキシ基、脂肪族チオ基、置換されていてもよいアミノ基、カルバモイルアミノ基、アシルアミノ基、スルホンアミド基、カルバモイル基、スルファモイル基等であって、より好ましくは、脂肪族基、アリール基、ヒドロキシ基、脂肪族チオ基、置換されていてもよいアミノ基、カルバモイルアミノ基、アシルアミノ基、カルバモイル基である。
【0026】
で表される脂肪族基としては、総炭素原子数1〜8の脂肪族基であることが好ましく、置換基を有していても良く、飽和であっても不飽和であっても良く、Rの脂肪族基に置換しても良い基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能な基であれば何でも良い。Rの脂肪族基は、好ましくは総炭素原子数1〜8のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数1〜6のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、ビニル、シクロヘキシル、カルバモイルメチル等が挙げられる。
【0027】
で表される脂肪族基としては、総炭素原子数1〜8の脂肪族基であることが好ましく、置換基を有していても良く、飽和であっても不飽和であっても良く、置換しても良い基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能な基であれば何でも良い。Rの脂肪族基として、好ましくは総炭素原子数1〜8のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数1〜6のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、i−プロピル、シクロヘキシル、t−ブチル等が挙げられる。一般式(1)のRで述べた脂肪族基と同様である。
【0028】
で表される脂肪族基としては、置換基を有していても良く、飽和であっても不飽和であっても良く、置換しても良い基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能な基であれば何でも良い。Rの脂肪族基として、好ましくは総炭素原子数1〜16であり、より好ましくは総炭素原子数1〜12のアルキル基であり、例えば、メチル、エチル、i−プロピル、2-アセチルアミノエチル、2-カルバモイルアミノエチル等が挙げられる。
で表されるアリール基としては、置換基を有していても良く、縮環していても良く、置換しても良い基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能な基であれば何でも良い。Rで表されるアリール基として、好ましくは総炭素原子数6〜16であり、より好ましくは、総炭素原子数6〜12であり、例えば、フェニル、4−アセチルアミノフェニル、3−アセチルアミノフェニル、4−カルバモイルフェニル等が挙げられる。
【0029】
で表されるカルバモイル基としては、置換していてもよいカルバモイル基であることが好ましく、置換基としては前述の置換基の項で述べた基であって、カルバモイル基に置換可能な基であれば何でも良い。Rで表される置換していてもよいカルバモイル基としては、例えば脂肪族カルバモイル基、芳香族カルバモイル基、ヘテロ環カルバモイル基等が挙げられ、好ましくはカルバモイル基、脂肪族カルバモイル基であり、より好ましくは無置換のカルバモイル基である。
で表される脂肪族オキシカルボニル基としては、総炭素原子数1〜8の脂肪族オキシカルボニル基であることが好ましく、置換基を有していても良く、飽和であっても、不飽和であっても良く、置換しても良い基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能な基であれば何でも良い。Rで表される脂肪族オキシカルボニル基は、好ましくは総炭素原子数2〜8であるアルコキシカルボニル基であり、例えば、メトキシカルボニル、エトキシカルボニル等である。
で表されるスルホニル基としては、総炭素原子数1〜8のスルホニル基であることが好ましく、脂肪族スルホニル基、アリールスルホニル基が挙げられ、さらに置換基を有していても良い。Rで表されるスルホニル基は、好ましくは総炭素原子数1〜8であるアルキルスルホニル基であり、より好ましくは総炭素原子数1〜4であるアルキルスルホニル基であり、例えばメタンスルホニル、エタンスルホニル、ブタンスルホニル等である。
【0030】
で表される脂肪族基としては、総炭素原子数1〜8の脂肪族基であることが好ましく、置換基を有していても良く、飽和であっても不飽和であっても良く、Rの脂肪族基に置換しても良い基としては、前述の置換基の項で述べた基で、置換可能な基であれば何でも良い。Rで表される脂肪族基は、好ましくは総炭素原子数1〜8のアルキル基であり、より好ましくは総炭素原子数1〜6のアルキル基であり、例えばメチル、エチル、ビニル、シクロヘキシル、イソプロピル等が挙げられる。
【0031】
本発明の効果の点で、一般式(1)のRは水素原子であることが好ましい。本発明の効果の点で、一般式(1)のRはt−ブチル基であることが好ましい。本発明の効果の点で、一般式(1)のRは脂肪族基であることが好ましい。本発明の効果の点で、一般式(1)のRとしては、シアノ基、置換していても良いカルバモイル基であることが好ましい。本発明の効果の点でRは水素原子であることが好ましい。
【0032】
本発明の効果の点で、一般式(1)で表される色素は、下記一般式(2)又は(3)で表される色素である場合が好ましい。
【0033】
【化4】

【0034】
(一般式(2)又は(3)中、R、R、R及びRは一般式(1)で定義したものと同義である。Rは、シアノ基、カルバモイル基又は脂肪族オキシカルボニル基を表す。)
【0035】
本発明の効果の点で、一般式(2)及び(3)で表される顔料は、Rはヘテロ環であって、Rが水素原子であって、Rが脂肪族基であって、Rが脂肪族基であって、R7がシアノ基、カルバモイル基である場合が好ましい。
本発明の効果の点で、一般式(2)及び(3)中、一般式(2)で表される顔料が好ましい。
【0036】
以下に前記一般式(1)〜(3)で表される顔料の具体例を以下に示すが、本発明に用いられる顔料は、下記の例に限定されるものではない。
【0037】
【化5】

【0038】
【化6】

【0039】
【化7】

【0040】
【化8】

【0041】
【化9】

【0042】
【化10】

【0043】
次に上記一般式(1)〜(3)で表されるアゾ顔料の製造方法の一例について説明する。例えば、下記一般式(4)で表されるヘテロ環アミンを非水系酸性でジアゾニウム化し、下記一般式(5)で表される化合物と酸性状態でカップリング反応を行い、常法による後処理を行って色素(中間体化合物)を得ることができる。更にその得られた色素とR−X(Xは脱離基を表す)により、上記一般式(1)で表されるアゾ顔料を製造することができる。
【0044】
【化11】

【0045】
(式中、R及びXは、前記一般式(1)で定義したものと同義である。)
【0046】
【化12】

【0047】
(式中、R及びRは、前記一般式(1)で定義したものと同義である。)
【0048】
以下に反応スキームを示す。
【0049】
【化13】

【0050】
(式中R〜R、Xは一般式(1)〜(5)で定義したものと同義である。Xの好ましいものとしては、ハロゲン原子、アルキルスルホニル、アリールスルホニル等を表し、例えば 塩素原子、臭素原子、メタンスルホニル、ベンゼンスルホニル等である。)
【0051】
上記一般式(4)で表されるヘテロ環アミンは、市販品で入手することができるものもあるが、一般的には公知慣用の方法で製造することができる。上記一般式(5)で表されるヘテロ環カプラ−は、特開昭60−172982号公報に記載の方法およびそれに準じた方法で製造することができる。上記一般式(4)で表されるヘテロ環アミンのジアゾニウム化反応は例えば、硫酸、リン酸、酢酸などの酸性溶媒中、亜硝酸ナトリウム、ニトロシル硫酸、亜硝酸イソアミル等の試薬と15℃以下の温度で10分〜6時間程度反応させることで行うことができる。カップリング反応は、上述の方法で得られたジアゾニウム塩と上記一般式(5)で表される化合物とを40℃以下、好ましくは25℃以下で10分〜12時間程度反応させることで行うことができる。
このようにして反応させたものは、結晶が析出しているものもあるが、一般的には反応液に水、あるいはアルコール系溶媒を添加し、結晶を析出させ、濾過し、一般式(1)の中間体色素を得る。
本発明の一般式(1)のアゾ顔料は、上述のようにして製造した一般式(1)の中間体をDMF(ジメチルホルムアミド)、 NMP(N−メチルピロリドン)、DMAc(ジメチルアセトアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)等の高沸点有機溶媒、炭酸カリウム、水酸化ナトリウム等塩基、相当するR−Xを50℃〜150℃程度で30分間〜10時間程度反応させる。反応液に結晶が析出している場合には、析出した結晶を濾取することができる。また、反応液にアルコール系溶媒、水等を添加して結晶を析出させて、析出した結晶を濾取することができる。濾取した結晶を必要に応じて洗浄・乾燥して、一般式(1)〜(3)で表されるアゾ顔料を得ることができる。
【0052】
有機顔料は、多形とも呼ばれる複数の異なる結晶形態で存在する。結晶多形は、同じ化学組成を有するが、結晶中におけるビルディングブロック(分子又はイオン)の配置が異なる。結晶構造によって化学的及び物理的性質が決定され、各多形は、レオロジー、色、及び他の色特性によってそれぞれ区別することができる。また、異なる多形は、X-Ray Diffraction(粉末X線回折測定結果)やX-Ray Analysis(X線結晶構造解析結果)によって確認することもできる。
【0053】
本発明における一般式(1)で示される化合物の互変異性体としては、アゾ顔料構造のアゾ基(−N=N−)部の互変異性体である、いわゆるヒドラゾンフォームと呼ばれる構造が存在する。
【0054】
本発明における一般式(1)で示されるアゾ化合物は、例えば下記一般式(1’)で表されるアゾ化合物の互変異性体を少なくとも1種包含する。
【0055】
【化14】

【0056】
また、本発明において一般式(1)で示される化合物は、酸基のある場合には、酸基の一部あるいは全部が塩型のものであってもよく、塩型の顔料と遊離酸型の顔料が混在していてもよい。上記の塩型の例としてNa、Li、K等のアルカリ金属の塩、アルキル基もしくはヒドロキシアルキル基で置換されていてもよいアンモニウムの塩、又は有機アミンの塩が挙げられる。有機アミンの例として、低級アルキルアミン、ヒドロキシ置換低級アルキルアミン、カルボキシ置換低級アルキルアミン及び総炭素原子数2〜4のアルキレンイミン単位を2〜10個有するポリアミン等が挙げられる。これらの塩型の場合、その種類は1種類に限られず複数種混在していてもよい。
【0057】
更に、本発明で使用する顔料の構造において、その1分子中に酸基が複数個含まれる場合は、その複数の酸基は塩型あるいは酸型であり互いに異なるものであってもよい。
【0058】
<顔料分散体>
本発明の顔料分散体は、一般式(1)で表されるアゾ顔料を少なくとも1種を含むことを特徴とする。これにより、色彩的特性、耐久性および分散安定性に優れた顔料分散体とすることができる。
上記の製造方法によって、上記一般式(1)で表される化合物は粗体として得られ、該粗体を再結晶等の精製で高純度品を得る、あるいは本発明の顔料分散体として用いる場合、後処理を行うことが望ましい。この後処理の方法としては、例えば、ソルベントソルトミリング、ソルトミリング、ドライミリング、ソルベントミリング、アシッドペースティング等の摩砕処理、溶媒加熱処理などによる顔料粒子制御工程、樹脂、界面活性剤および分散剤等による表面処理工程が挙げられる。
【0059】
本発明の一般式(1)で表される化合物は後処理として溶媒加熱処理を行うことが好ましい。溶媒加熱処理に使用される溶媒としては、例えば、水、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、クロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の極性非プロトン性有機溶媒、氷酢酸、ピリジン、又はこれらの混合物等が挙げられる。これらの後処理によって顔料の平均粒子径を0.01μm〜1μmに調整することが好ましい。
【0060】
本発明の顔料分散体は、水系であっても非水系であってもよいが、水系の顔料分散体であることが好ましい。本発明の水系顔料分散体において顔料を分散する水性の液体は、水を主成分とし、所望により親水性有機溶剤を添加した混合物を用いることができる。
本発明の顔料分散体における顔料の含有率については、特に制限はない。例えば、0.1〜50質量%とすることができる。
【0061】
前記親水性有機溶剤としては,例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等のアルコール類、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール等の他価アルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールものブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテートトリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコール誘導体、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンイミン、テトラメチルプロピレンジアミン等のアミン、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、アセトニトリル、アセトン等が挙げられる。
【0062】
さらに、本発明の水系顔料分散体には水性樹脂を含んでいてもよい。水性樹脂としては,水に溶解する水溶解性の樹脂、水に分散する水分散性の樹脂,コロイダルディスパーション樹脂、又はそれらの混合物が挙げられる。水性樹脂として具体的には,アクリル系,スチレン−アクリル系,ポリエステル系,ポリアミド系,ポリウレタン系,フッ素系等の樹脂が挙げられる。
【0063】
本発明における水系顔料分散体が水性樹脂を含有する場合、その含有率は特に制限はない。例えば、顔料に対して0〜100質量%とすることができる。
【0064】
さらに,顔料の分散および画像の品質を向上させるため,界面活性剤および分散剤を用いてもよい。界面活性剤としては、アニオン性,ノニオン性,カチオン性,両イオン性の界面活性剤が挙げられ、いずれの界面活性剤を用いてもよいが、アニオン性、又は非イオン性の界面活性剤を用いるのが好ましい。
【0065】
本発明における水系顔料分散体が界面活性剤を含有する場合、その含有率は特に制限はない。例えば、顔料に対して0〜100質量%とすることができる。
【0066】
アニオン性界面活性剤としては,例えば、脂肪酸塩,アルキル硫酸エステル塩,アルキルベンゼンスルホン酸塩,アルキルナフタレンスルホン酸塩,ジアルキルスルホコハク酸塩,アルキルジアリールエーテルジスルホン酸塩,アルキルリン酸塩,ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩,ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩,ナフタレンスルホン酸フォルマリン縮合物,ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル塩,グリセロールボレイト脂肪酸エステル,ポリオキシエチレングリセロール脂肪酸エステル等が挙げられる。
【0067】
非イオン性界面活性剤としては,例えば、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アリールエーテル,ポリオキシエチレンオキシプロピレンブロックコポリマー,ソルビタン脂肪酸エステル,ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル,ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル,グリセリン脂肪酸エステル,ポリオキシエチレン脂肪酸エステル,ポリオキシエチレンアルキルアミン,フッ素系,シリコン系等が挙げられる。
【0068】
本発明の非水系顔料分散体は、前記一般式(4)で表される顔料を非水系ビヒクルに分散してなるものである。非水系ビヒクルに使用される樹脂は、例えば、石油樹脂、カゼイン、セラック、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フェノール樹脂、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート、環化ゴム、塩化ゴム、酸化ゴム、塩酸ゴム、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、乾性油、合成乾性油、スチレン/マレイン酸樹脂、スチレン/アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂塩素化ポリプロピレン、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂等が挙げられる。非水系ビヒクルとして、光硬化性樹脂を用いてもよい。
【0069】
また、非水系ビヒクルに使用される溶剤としては、例えば、トルエンやキシレン、メトキシベンゼン等の芳香族系溶剤、酢酸エチルや酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の酢酸エステル系溶剤、エトキシエチルプロピオネート等のプロピオネート系溶剤、メタノール、エタノール等のアルコール系溶剤、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル系溶剤、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶剤、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクタム、N−メチル−2−ピロリドン、アニリン、ピリジン等の窒素化合物系溶剤、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶剤、カルバミン酸メチルとカルバミン酸エチルの48:52の混合物のようなカルバミン酸エステル等が挙げられる。
【0070】
本発明において、顔料の体積平均粒子径は10nm以上250nm以下であることが好ましい。なお、顔料粒子の体積平均粒子径とは、顔料そのものの粒子径、又は色材に分散剤等の添加物が付着している場合には、添加物が付着した粒子径をいう。本発明において、顔料の体積平均粒子径の測定装置には、ナノトラックUPA粒度分析計(UPA−EX150;日機装社製)を用いた。その測定は、顔料分散体3mlを測定セルに入れ、所定の測定方法に従って行った。尚、測定時に入力するパラメーターとしては、粘度にはインク粘度を、分散粒子の密度には顔料の密度を用いた。
【0071】
より好ましい体積平均粒子径は、20nm以上250nm以下であり、更に好ましくは30nm以上230nm以下である。顔料分散物中の粒子の数平均粒子径が10nm未満である場合には、保存安定性が確保できない場合が存在し、一方、250nmを超える場合には、光学濃度が低くなる場合が存在する。
【0072】
本発明の顔料分散物に含まれる顔料の濃度は、1〜35質量%の範囲であることが好ましく、2〜25質量%の範囲であることがより好ましい。濃度が1質量%に満たないと、インクとして顔料分散物を単独で用いるときに十分な画像濃度が得られない場合がある。濃度が35質量%を超えると、分散安定性が低下する場合がある。
【0073】
本発明の顔料分散体は、上記のアゾ顔料および水系又は非水系の媒体とを、分散装置を用いて分散することで得られる。使用できる分散装置としては、例えば、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、ロールミル、ジェットミル、ペイントシェイカー、アトライター、超音波分散機、ディスパー等が挙げられる。
【0074】
本発明のアゾ顔料の用途としては、染料あるいは顔料として、CCD、CMOSなどの固体撮像素子や、LCD、PDP等ディスプレーに用いられるカラー画像を記録、再現するためのカラーフィルタ、あるいはこれらのカラーフィルタを作製するための硬化性組成物、カラー画像を形成するためのカラー画像記録材料、染色等が挙げられる。具体的には、カラーフィルターおよびこれらのカラーフィルタを作製するための硬化組成物、インクジェット方式記録材料、感熱記録材料、感圧記録材料、電子写真方式を用いる記録材料、転写式ハロゲン化銀感光材料、印刷インク、記録ペン、繊維の染色、毛髪の染色等があり、好ましくはカラーフィルタ作製用硬化組成物、インクジェット方式記録材料、感熱記録材料、電子写真方式を用いる記録材料等への使用が挙げられる。
本発明の顔料は、その用途に適した溶解性、分散性などの物性を置換基の調整によって最適化し使用する。また本発明の顔料は、用いられる系に応じて溶解状態、乳化分散状態、固体分散状態でも使用することができる。
【実施例】
【0075】
以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。例中、部とあるのは質量基準である。
【0076】
合成例1
具体的化合物例D−1の合成
具体的化合物例D−1の合成は、以下のルートで合成した。
【0077】
【化15】

【0078】
(3)の合成
1.8gの化合物(1)を20mlのリン酸に加えて30℃に加温し溶かした。この溶液を氷冷して−5〜0℃に保ち、亜硝酸ナトリウム1.2gを加えて1時間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。別に化合物(2)5.5gをメタノール50mlに懸濁し、この中に上述のジアゾニウム塩溶液を8℃以下で加えた。添加終了と同時に氷浴をはずし、2時間攪拌し、結晶が析出した。反応液に更にメタノール50mlを加え、更に1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノール30mlでかけ洗いし、更に水で充分にかけ洗いした。結晶を乾燥し、化合物(3)6.0gを得た。収率79.0%。
【0079】
D−1の合成
2.5gの化合物(3)にジメチルアセトアミド20部、炭酸カリウム2.5g、2−クロルピリミジン1.1gを加え、100℃で3時間攪拌した。反応液を室温まで戻し、メタノール100mlを加え、室温で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノールで洗浄した。得られた結晶を乾燥せずに水100ml、酢酸2mlに加え、室温で30分間攪拌し、結晶を濾別し、充分水で洗浄した。得られた結晶を乾燥せずにメタノール100mlに加え、加熱還流した。その後空冷下、2時間攪拌し、析出している結晶を濾別し、メタノール50mlで洗浄した。結晶を乾燥し、本発明の化合物D−1を2.2g得た。収率75.9% λmax:455nm ε:3.72×104(DMF)。 図1に赤外吸収チャートを示す。
【0080】
合成例2
具体的化合物例D−3の合成
具体的化合物例D−3の合成は、以下のルートで合成した。
【0081】
【化16】

【0082】
(5)の合成
1.4gの化合物(4)を15mlのリン酸に加えて40℃に加熱し溶かした。この溶液を氷冷して−5〜0℃に保ち、亜硝酸ナトリウム1.2gを加えて1時間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。別に化合物(2)5.9gを上述のジアゾニウム塩溶液に20℃以下で加え、30分間攪拌した。更に、氷浴をはずし、2時間攪拌した。反応液を再び冷却し、15〜25℃で水200mlを添加し、更に20〜25℃で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノール50mlでかけ洗いした。結晶を乾燥し、化合物(5)5.6gを得た。収率77.7%。
【0083】
具体的化合物例D−3の合成
2.2gの化合物(5)にジメチルアセトアミド20ml、炭酸カリウム2.0g、2−クロルベンゾチアゾール1.0gを加え、90℃で5時間攪拌した。反応液を室温まで戻し、水100ml、酢酸2mlを加え、室温で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、水で洗浄した。得られた結晶を乾燥せずにメタノール50mlに加え、70℃加熱攪拌を1時間行なった。その後空冷下、2時間攪拌し、析出している結晶を濾別し、メタノール50mlで洗浄した。結晶を乾燥し、本発明の化合物D−3を1.8g得た。収率62.1% λmax:454nm ε:4.43×10(DMF)。図2に赤外吸収チャートを示す。
【0084】
合成例3
具体的化合物例D−6の合成
具体的化合物例D−6の合成は、以下のルートで合成した。
【0085】
【化17】

【0086】
具体的化合物D−6の合成
2.2gの化合物(3)にジメチルアセトアミド20部、炭酸カリウム2.0g、2−クロルベンゾチアゾール0.9gを加え、100℃で5時間攪拌した。反応液を室温まで戻し、メタノール100mlを加え、室温で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノールで洗浄した。得られた結晶を乾燥せずに水100ml、酢酸2mlに加え、室温で30分間攪拌し、結晶を濾別し、充分水で洗浄した。得られた結晶を乾燥せずにメタノール100mlに加え、加熱還流した。その後空冷下、2時間攪拌し、析出している結晶を濾別し、メタノール50mlで洗浄した。結晶を乾燥し、本発明の化合物D−6を2.0g得た。収率70.4% λmax:464nm ε:5.02×10(DMF)。図3に赤外吸収チャートを示す。
【0087】
合成例4
具体的化合物例D−22の合成
具体的化合物例D−22の合成は、以下のルートで合成した。
【0088】
【化18】

【0089】
化合物(7)の合成
4.2部の化合物(1)を50部のリン酸に加えて60℃に加温し溶かした。この溶液を氷冷して−5〜0℃を保ち亜硝酸ナトリウム2.9部を加えて1時間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。別に化合物(6)5部をメタノール300部に溶解し用意し、この中に上述のジアゾニウム塩溶液を0℃以下で加えた。1時間攪拌した後、氷浴をはずし室温で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノール300部かけ洗いし、更に水で充分にかけ洗いした。結晶を乾燥し、化合物(7)7.6部を得た。収率80.9%。
【0090】
具体的化合物D−22の合成
3.4部の化合物(7)にジメチルアセトアミド100部、炭酸カリウム3.7部、2−クロロベンゾチアゾール6.1部を加え、100℃で3時間攪拌した。反応液を室温まで戻し、メタノール200部、酢酸3部を加え、室温で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノールでかけ洗いし、更に水で充分にかけ洗いした。得られた結晶を乾燥せずにメタノール20部、水10部に加え、65℃過熱攪拌を3時間行った。その後、空冷下1時間攪拌し、析出している結晶を濾別し、メタノール30部で洗浄した。結晶を乾燥し、本発明の具体的化合物(D−22)を1.2部得た。収率55.6%、λmax:442nm ε:3.89×10(DMF)。図4に赤外吸収チャートを示す。
【0091】
合成例5
具体的化合物例D−23の合成
具体的化合物例D−23の合成は、以下のルートで合成した。
【0092】
【化19】

【0093】
化合物(8)の合成
4.6部の化合物(4)を55部のリン酸に加えて60℃に加温し溶かした。この溶液を氷冷して−5〜0℃を保ち亜硝酸ナトリウム4.2部を加えて1時間攪拌し、ジアゾニウム塩溶液を得た。別に化合物(6)7.1部をメタノール300部に溶解し用意し、この中に上述のジアゾニウム塩溶液を0℃以下で加えた。1時間攪拌した後、氷浴をはずし室温で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノール300部かけ洗いし、更に水で充分にかけ洗いした。結晶を乾燥し、化合物(8)9.4部を得た。収率88.7%。
【0094】
具体的化合物D−23の合成
8.2部の(8)にジメチルアセトアミド160部、炭酸カリウム7.4部、2−クロロベンゾチアゾール13.2部を加え、100℃で3時間攪拌した。反応液を室温まで戻し、酢酸7部、メタノール100部、水200部を加え、室温で1時間攪拌した。析出した結晶を濾別し、メタノールでかけ洗いし、更に水で充分にかけ洗いした。得られた結晶を乾燥せずにメタノール160部、水80部に加え、65℃過熱攪拌を3時間行った。その後、空冷下1時間攪拌し、析出している結晶を濾別し、メタノール300部で洗浄した。結晶を乾燥し、本発明の具体的化合物(D−23)を6.0部得た。収率46.7%、λmax:452nm、ε:3.46×10(DMF)。図5に赤外吸収チャートを示す。
【0095】
[実施例1]
具体的化合物例D−1の顔料2.5部、オレイン酸ナトリウム0.5部、グリセリン5部、水42部を混合し、直径0.1mmのジルコニアビーズ100部とともに遊星型ボールミルを用いて毎分300回転、6時間分散を行った。分散終了後、ジルコニアビーズを分離し、黄色の顔料分散体を得た。
【0096】
[比較例1]
実施例1の顔料に変えてC.I.ピグメント・イエロー128(チバスペシャリティ社製CROMOPHTAL YELLOW 8GN)を用いた以外は実施例1と同様にして黄色の顔料分散体を得た。
【0097】
(評価)
<分散安定性>
上記で得られた顔料分散体を動的光散乱粒径測定装置(日機装(株)マイクロトラックUPA150)を用いて、常法により体積平均粒子径を測定した。顔料分散体を作製して2時間後に測定した体積平均粒子径、および70℃で2日間保存後の体積平均粒子径が、共に230nm以下のものを○、いずれかが231nm以上のものを×とした。結果を表1に示す。
<着色力評価>
上記実施例および比較例で得られた顔料分散体をNo.3のバーコーターを用いてアート紙に塗布した。得られた塗布物の画像濃度を反射濃度計(X−Rite社製X−Rite938)を用いて測定した。結果を表1に示す。
<色相評価>
色相については、上記<着色力評価>と同様にして作製した塗布物の画像濃度1.0における反射スペクトルを用いて評価した。評価は、580nmの反射率75%以上且つ430nmの反射率15%以下且つ500nmの反射率が30%〜60%のものを○(良好)、その基準に入らないものを×(不良)として行った。結果を表1に示す。
<耐光性評価>
色相評価に用いた画像濃度1.0の塗布物を、フェードメーターを用いてキセノン光(160000lux)を7日間照射し、キセノン照射前後の画像濃度を反射濃度計を用いて測定し、色素残存率[(照射後濃度/照射前濃度)×100%]として評価した。結果を表1に示す。
【0098】
[実施例2〜4]
実施例1の具体的化合物例D−1を表1のように変更した以外は、同様にして顔料分散体を作成し、同様な評価を行なった。
【0099】
【表1】

【0100】
表1の結果から明らかなように、本発明の顔料分散体は色調に優れ、高い着色力および耐光性を示す。したがって、本発明の顔料分散体は、例えば、インクジェットなどの印刷用のインク、電子写真用のカラートナー、LCD、PDPなどのディスプレーやCCDなどの撮像素子で用いられるカラーフィルター、塗料、着色プラスチック等に好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0101】
【図1】合成例1に従って合成された具体的化合物例D−1の赤外吸収スペクトルの図である。
【図2】合成例2に従って合成された具体的化合物例D−3の赤外吸収スペクトルの図である。
【図3】合成例3に従って合成された具体的化合物例D−6の赤外吸収スペクトルの図である。
【図4】合成例4に従って合成された具体的化合物例D−22の赤外吸収スペクトルの図である。
【図5】合成例5に従って合成された具体的化合物例D−23の赤外吸収スペクトルの図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表されるアゾ顔料、その塩、水和物及びその互変異性体。
【化1】

(一般式(1)中、Rは脂肪族基、アリール基又はヘテロ環基を表し、Rは水素原子又は脂肪族基を表す。Rは、脂肪族基を表し、Rは、脂肪族基又はアリール基を表す。Xは窒素原子、C−Rを表す。Rはシアノ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、カルボキシル基又はスルホニル基を表す。Rは水素原子又は脂肪族基を表す。)
【請求項2】
前記一般式(1)で表されるアゾ顔料が、下記一般式(2)又は(3)で表わされることを特徴とする請求項1に記載のアゾ顔料、その塩、水和物及びその互変異性体。
【化2】

(一般式(2)中、Rは脂肪族基、アリール基又はヘテロ環基を表し、Rは水素原子又は脂肪族基を表す。Rは、脂肪族基を表し、Rは、脂肪族基又はアリール基を表す。Rは、シアノ基、カルバモイル基又は脂肪族オキシカルボニル基を表す。)
【請求項3】
請求項1又は2に記載のアゾ顔料、その塩、水和物及びその互変異性体を少なくとも一種含有することを特徴とする顔料分散体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2009−102544(P2009−102544A)
【公開日】平成21年5月14日(2009.5.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−276782(P2007−276782)
【出願日】平成19年10月24日(2007.10.24)
【出願人】(306037311)富士フイルム株式会社 (25,513)
【Fターム(参考)】