專利名稱：電荷控制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由萘酚衍生物組成的電荷控制劑。本發(fā)明也涉及含有所述電荷控制劑的電子照相調(diào)色劑。
背景技術(shù)：
用于電子照相系統(tǒng)如復(fù)印機(jī)的顯影劑，包括含載體與調(diào)色劑的雙組分顯影劑，和不含載體的單組分顯影劑。通常用于這兩種類型顯影劑的調(diào)色劑由粘結(jié)劑樹脂微粒組成，在粘結(jié)劑樹脂中分散有著色劑，如顏料和染料。
調(diào)色劑的一個重要的性質(zhì)是摩擦荷電能力，即，需要調(diào)色劑具有的性能包括，它們在與載體或電荷供給裝置接觸時能夠產(chǎn)生適當(dāng)量的正或負(fù)靜電荷，并且電荷量在連續(xù)使用或在不利的環(huán)境中穩(wěn)定。調(diào)色劑的主要組分，粘結(jié)劑樹脂，可以是能夠通過摩擦帶電的，但是所產(chǎn)生靜電荷的量卻是不充分的，因此，可能會發(fā)生影像霧化，導(dǎo)致得到的影像不清晰。為了進(jìn)一步賦予摩擦帶電性能，一般來說，調(diào)色劑中要加入電荷控制劑，以便能適當(dāng)?shù)乜刂旗o電荷。
通常已知的并用于電子照相調(diào)色劑的電荷控制劑包括可帶正電的試劑如苯胺黑染料和季銨鹽，和可帶負(fù)電的試劑如含金屬的單偶氮染料，金屬-水楊酸復(fù)合物以及銅酞菁染料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題這些已知的電荷控制劑，特別是可帶負(fù)電的電荷控制劑，包括顏料或染料作為它們的主要組分，并且可能是強(qiáng)著色劑，因此，盡管有優(yōu)異的荷電能力，但它們不適合用于彩色調(diào)色劑。
另外，金屬復(fù)合物電荷控制劑在樹脂中的分散性差，與樹脂的相容性也差，可能會導(dǎo)致得到的調(diào)色劑帶電不均勻。另外，這一試劑可能很容易會從調(diào)色劑顆粒中脫離出來，粘污在顯影管或載體上，或者在連續(xù)復(fù)印時降低荷電能力。所述問題可能會導(dǎo)致形成的影像密度降低。
此外，含金屬化合物如金屬復(fù)合物的復(fù)合結(jié)構(gòu)制造成本高。類似于鉻的金屬可能會對人體和環(huán)境造成不利影響。因此，需要開發(fā)出不含金屬的電荷控制劑。
為了解決上述問題，本發(fā)明的一個目的在于提供新型的電荷控制劑，它們在粘結(jié)劑樹脂中具有優(yōu)異的分散能力，與粘結(jié)劑樹脂具有良好的相容性，適合于制備彩色調(diào)色劑，并且對人體以及環(huán)境安全。
本發(fā)明的另一個目的在于提供電子照相調(diào)色劑，其顆?？梢栽诙虝r間內(nèi)均勻帶電，且其摩擦荷電性能隨著時間的推移穩(wěn)定。所述調(diào)色劑可以形成高質(zhì)量的影像，影像密度高，不易霧化。
上述問題的解決方法本發(fā)明人使用2-羥基萘-3，6-二羧酸為起始化合物成功地合成了新型的萘酚衍生物，并研究了其物理性能，發(fā)現(xiàn)該衍生物具有優(yōu)異的荷負(fù)電性能，可以作為電荷控制劑用于電子照相調(diào)色劑中。
因此，本發(fā)明提供一種電荷控制劑，其由下式(I)所示的化合物或其鹽組成 其中，Y選自酯化的羧基和基團(tuán)-(CONH)n-X(其中，X選自任選支化和任選取代的可以具有不飽和鍵的烴基，任選取代的芳基和具有共軛雙鍵的雜環(huán)基，n是整數(shù)1或2)；R選自氫原子，堿金屬，任選支化、任選取代的C1-C6烷基和?；约氨交榛?；Q選自任選支化的C1-C6烷基和烷氧基，鹵素原子，硝基，亞硝基，氨基和磺基；和m是0-3的整數(shù)。
在上式中，酯化的羧基Y可以包括C1-C6烷氧基羰基，如甲氧基羰基，乙氧基羰基，丙氧基羰基，異丙氧基羰基，丁氧基羰基，戊氧基羰基，和己氧基羰基；苯氧基羰基和苯甲酰甲氧基羰基。在該基團(tuán)具有芳基片斷時，所述片斷可以具有取代基。
基團(tuán)X可以是任選支化和任選取代的可以具有不飽和鍵的烴基，優(yōu)選C1-C20烷基，如甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，己基，癸基，十二烷基，月桂基和硬脂基；C2-C6烯基，如乙烯基，烯丙基，丙烯基，丁烯基，戊烯基和己烯基；任選取代的芳基，如苯基，萘基，蒽基，蒽醌基或芘基；以及任選取代的具有共軛雙鍵的雜環(huán)基，如苯并咪唑酮基，咔唑基，吡啶基，噻唑基，苯并噻唑基，咪唑基，indryl，噻吩基，吩噻嗪基，吖啶基和喹啉基。
其中基團(tuán)被任選取代的各個定義中的取代基實例可以包括鹵素原子，鹵代低級烷基，硝基，低級烷基，低級烷氧基如甲氧基，氰基，苯基，萘基，苯氧基，呋喃基，氨基，三嗪氨基，嘧啶氨基，噠嗪氨基，吡啶氨基，苯甲酰氨基，磺基，羥基，酯化的羧基如烷氧基羰基和苯氧基羰基，酰胺化的羧基如苯氨基羰基，烷氨基磺?；?，以及可以具有芳基的C2-C6烯基。
當(dāng)取代基包含芳環(huán)時，該化合物在所速芳環(huán)上還可以具有一個或多個取代基，如鹵素原子，低級烷基，低級烷氧基，苯基和氰基。
本發(fā)明說明書中，“低級”表示具有1-6個碳原子的基團(tuán)。
“芳基”表示6元單環(huán)芳基或者由高達(dá)4個芳環(huán)組成的稠環(huán)基。
“具有共軛雙鍵的雜環(huán)基”表示含有至少一個選自N、S和O的雜原子并含有共軛雙鍵的5-或6-元單環(huán)基團(tuán)或稠環(huán)基團(tuán)。當(dāng)它表示稠環(huán)基時，所述基團(tuán)可以具有高達(dá)6個環(huán)。
在本發(fā)明中，式(1)所示萘衍生物的萘核可以任選具有取代基Q。該Q可以選自任選支化的C1-C6烷基和烷氧基，鹵素原子，硝基，亞硝基，氨基和磺基。
表示取代基數(shù)目的m通常為0，也可以高達(dá)3。
R選自氫原子，堿金屬，任選支化和任選取代的C1-C6烷基和?；?，以及苯基烷基。R上的取代基的實例可以包括鹵素原子，低級烷基，低級烷氧基，氨基，氰基，硝基，和亞硝基。
根據(jù)本發(fā)明，式(I)所示萘酚衍生物的鹽沒有特別的限定，可以優(yōu)選為堿金屬鹽，如鈉或鉀鹽。
通過在下述條件下用放電量測定法來測定本發(fā)明萘酚衍生物的荷電量。該衍生物帶負(fù)電，其荷電量的絕對值等于或高于10.0μC/g，優(yōu)選50.0μC/g。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選其中Y為-(CONH)n-X，n為1，X為C8-C18烷基的式(I)萘酚衍生物。其中，特別優(yōu)選以下所示的化合物。
上述萘酚衍生物可以用以下方法制備。
首先，由WO98/17621或日本專利申請公開平10-519205所述的方法，即，通過使2-萘酚化鈉與二氧化碳反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物酸化，然后任選對產(chǎn)物進(jìn)行純化，從而得到2-羥基萘-3，6-二羧酸之后，使得到的2-羥基萘-3，6-二羧酸與碘甲烷在諸如N，N-二甲基甲酰胺的溶劑中反應(yīng)，生成2-羥基萘-3，6-二羰酸的3-甲基酯。
這樣得到的酯與亞硫酰氯等在溶劑如二甲苯、環(huán)丁砜或四氫呋喃中反應(yīng)，生成相應(yīng)的酰氯，然后使酰氯與預(yù)定的烷基胺反應(yīng)，得到2-羥基萘-3，6-二羧酸的3-甲基酯，6-烷基酰胺。
之后，使所得產(chǎn)物與堿如氫氧化鈉在醇水溶液中反應(yīng)，之后用鹽酸中和反應(yīng)物，過濾收集沉淀，洗滌并干燥，得到所需的2-羥基萘-3，6-二羧酸的6-烷基酰胺。
以下闡明含有本發(fā)明電荷控制劑的電子照相調(diào)色劑。本發(fā)明的電荷控制劑可以優(yōu)選用于制造單組分顯影劑或雙組分顯影劑。一般說來，用于電子照相的調(diào)色劑是通過將添加劑如著色劑與電荷控制劑分散在粘結(jié)劑樹脂中制備的。本發(fā)明的調(diào)色劑可以通過與通用調(diào)色劑類似的方式，使用上述萘酚衍生物作為電荷控制劑來制造。
粘結(jié)劑樹脂的實例可以包括聚苯乙烯，丙烯酸聚合物，苯乙烯-丙烯酸共聚物，苯乙烯-甲基丙烯酸共聚物，苯乙烯-丙烯共聚物，苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-馬來酸共聚物，聚烯烴，聚酯，環(huán)氧樹脂，聚氨酯和聚乙烯醇縮丁醛。這些樹脂可以單獨使用，或者兩種或兩種以上結(jié)合使用。
著色劑的實例可以包括碳黑，燈黑，鐵黑，鈷藍(lán)，苯胺黑染料，苯胺藍(lán)，酞菁藍(lán)，酞菁綠，漢薩黃，鉻黃，玫瑰紅，三芳基甲烷染料和單偶氮及雙偶氮染料或顏料。著色劑可以根據(jù)成品調(diào)色劑所需的顏色進(jìn)行選擇。
每100重量份粘結(jié)劑樹脂，所用的著色劑的量可以是1-20重量份，優(yōu)選2-10重量份。
本發(fā)明的調(diào)色劑包括式(I)的萘酚衍生物作為電荷控制劑。每100重量份粘結(jié)劑樹脂所用萘酚衍生物的量可以是0.1-10，優(yōu)選0.1-5重量份。在用量低于0.1重量份的情況下，該衍生物將不能賦予足夠的電荷控制效果，而當(dāng)用量高于10重量份時，所得調(diào)色劑的質(zhì)量可能會變差。
本發(fā)明的電子照相調(diào)色劑可以包括另一種已知的電荷控制劑，如含金屬的單偶氮染料、金屬-水楊酸復(fù)合物和銅酞菁染料，與式(I)萘酚衍生物的組合。
除了上述之外，本發(fā)明的調(diào)色劑可以包括另外的添加劑，如低分子量烯烴聚合物和二氧化硅微粒，用來改進(jìn)調(diào)色劑的固色或流動性能。本發(fā)明的調(diào)色劑可以進(jìn)一步包括用于通用電子照相調(diào)色劑中的任何添加劑，除非其與本發(fā)明的目的相悖。
調(diào)色劑的粒徑?jīng)]有特別的限定，優(yōu)選等于或低于20微米，更優(yōu)選等于或低于10微米。
本發(fā)明的電子照相調(diào)色劑可以用任何已知的方法制造。例如但不限于可以使用如下方法，將上述成分通過干混機(jī)、Henschel混合器、球磨機(jī)等均勻混合；將所得混合物熔融并通過捏合機(jī)如Banbury混合器、加熱輥、或者單或雙軸擠出捏合機(jī)捏合；把均勻捏合的物質(zhì)冷卻并粉碎；和如果需要的話，分級，然后加入外用添加劑，得到調(diào)色劑?；蛘撸谥圃鞎r可以使用任何已知的方法，如聚合法、微膠囊聚合法以及噴霧干燥法。
本發(fā)明的電荷控制劑與樹脂具有優(yōu)良的相容性，因此，該試劑可以與其他成分一起混合到粘結(jié)劑樹脂中，得到均一穩(wěn)定的可荷電調(diào)色劑。本發(fā)明的電荷控制劑可以通過已知的使用機(jī)械沖擊的方法固定或嵌入到含粘結(jié)劑樹脂和著色劑的微粒表面上或與該表面相鄰的區(qū)域中。
優(yōu)于先有技術(shù)的有益效果本發(fā)明的電荷控制劑顯示出高的荷電能力和與樹脂優(yōu)異的相容性，它可以均勻地分散到樹脂中。該電荷控制劑是白色到淺色的，不會影響著色劑的顏色。
本發(fā)明的萘酚衍生物可以通過低成本的簡單方法制造。該衍生物將不會對人體和環(huán)境造成不利影響。因此，此性能適合用于電子照相調(diào)色劑的電荷控制劑，特別是用于可帶負(fù)電的電子照相調(diào)色劑。
含有本發(fā)明電荷控制劑的本發(fā)明的電子照相調(diào)色劑可以在短時間內(nèi)均勻帶電，并且摩擦荷電性能隨著時間的推移穩(wěn)定。因此，通過使用本發(fā)明的調(diào)色劑，可以得到影像密度高、不會霧化的高質(zhì)量影像。另外，可有效避免電荷控制劑粘污在顯影管和載體上，因此，在連續(xù)復(fù)印時調(diào)色劑可以穩(wěn)定地提供高密度影像。此外，本發(fā)明的電荷控制劑對調(diào)色劑提供的顏色影響最小，因此，可用于制造彩色調(diào)色劑。
附圖簡述

圖1是實施例1得到的萘酚衍生物的紅外吸收譜(KBr)。
圖2是實施例2得到的萘酚衍生物的紅外吸收譜(KBr)。
圖3是實施例3得到的萘酚衍生物的紅外吸收譜(KBr)。
圖4是實施例4得到的萘酚衍生物的紅外吸收譜(KBr)。
圖5是實施例5得到的萘酚衍生物的紅外吸收譜(KBr)。
圖6是實施例6得到的萘酚衍生物的紅外吸收譜(KBr)。
圖7是實施例7得到的萘酚衍生物的紅外吸收譜(KBr)。
實施例參考以下實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述。以下實施例目的僅在于闡明本發(fā)明，不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限定。
實施例12-羥基-3-羥基羰基-6-正辛基氨基羰基萘 將17.3克2-羥基-6-羥基羰基-3-甲氧基羰基萘分散在170克四氫呋喃中，向其中加入N，N-二甲基甲酰胺，然后加入12.5克亞硫酰氯并使混合物在50℃反應(yīng)2小時。之后，將殘余的亞硫酰氯與溶劑一起蒸出。將處于170克四氫呋喃中的18.4克N-辛胺加入到反應(yīng)中，并回流反應(yīng)約15小時。反應(yīng)后，蒸出溶劑，然后向反應(yīng)中加入150克甲醇，形成分散液。過濾收集沉淀，用甲醇和水充分洗滌。把這樣得到的15.2克2-羥基-3-甲氧基羰基-6-正辛基氨基羰基萘分散在152克甲醇中，向其中加入5.1克處于100克水中的氫氧化鈉。將反應(yīng)物在70℃反應(yīng)2小時，用碳處理，用鹽酸將pH值調(diào)節(jié)到2-3。過濾收集沉淀，用水充分洗滌并干燥，得到產(chǎn)物14.1克，白色粉末(分解點304℃)。該化合物的紅外吸收譜(KBr)示于圖1。
使用200目(75微米)的金屬網(wǎng)，通過放電粉末靜電荷試驗儀(#TB200，Toshiba chemical Corp，Tokyo，Japan)測定由此得到的2-羥基-3-甲氧基羰基-6-正辛基氨基羰基萘的摩擦帶電性能，條件如下所示。對所述化合物得到的摩擦電荷為-51.9μC/g。
測定條件溫度20℃相對濕度20％鼓氣N2，1.0Kg/cm2放電時間60秒使用鐵酸鹽載體。
實施例2-7以與實施例1相同的方式制備萘酚衍生物，不同之處是使用表1所列的胺或醇代替正辛胺。測定萘酚衍生物的摩擦電荷與分解點。結(jié)果示于表1。各個化合物的紅外吸收譜(KBr)示于圖2-7。
表1 配方實施例以下表明調(diào)色劑配方實施例。在以下組成中，“份”指的是“重量份”。以下所示的配方實例目的在于闡明本發(fā)明而不是以任何方式對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定。
黑色調(diào)色劑將100份苯乙烯-丙烯酸樹脂，6份碳黑，和2份實施例1的化合物用球磨機(jī)均勻混合，然后，將混合物熔融，并用分散捏合機(jī)捏合。捏合后的混合物用振動磨大致粉碎，并用氣流粉碎機(jī)進(jìn)一步粉化，得到黑色調(diào)色劑。
彩色調(diào)色劑(青色)可以以類似于黑色調(diào)色劑的方式制備彩色調(diào)色劑(青色)，不同之處是使用聚酯樹脂代替苯乙烯-丙烯酸樹脂，用酞菁藍(lán)代替碳黑。
彩色調(diào)色劑(黃色)可以以類似于黑色調(diào)色劑的方式制備彩色調(diào)色劑(黃色)，不同之處是使用聚酯樹脂代替苯乙烯-丙烯酸樹脂，用漢薩黃代替碳黑。
彩色調(diào)色劑(洋紅色)可以以類似于黑色調(diào)色劑的方式制備彩色調(diào)色劑(洋紅色)，不同之處是使用聚酯樹脂代替苯乙烯-丙烯酸樹脂，用玫瑰紅代替碳黑。
工業(yè)實用性本發(fā)明提供用于電子照相調(diào)色劑的電荷控制劑以及用于電子照相的新型萘酚衍生物。
權(quán)利要求
1.一種電荷控制劑，其由下式(I)所示的化合物或其鹽組成 其中，Y選自酯化的羧基和基團(tuán)-(CONH)n-X(其中，X選自任選支化和任選取代的可以具有不飽和鍵的烴基，任選取代的芳基和具有共軛雙鍵的雜環(huán)基，n是整數(shù)1或2)；R選自氫原子，堿金屬，任選支化、任選取代的C1-C6烷基和?；?，以及苯基烷基；Q選自任選支化的C1-C6烷基和烷氧基，鹵素原子，硝基，亞硝基，氨基和磺基；和m是0-3的整數(shù)。
2.權(quán)利要求1的電荷控制劑，其中Y是-(CONH)n-X，其中n是1，X是C8-C18烷基。
3.權(quán)利要求1的電荷控制劑，其中該試劑帶負(fù)電荷，其絕對電荷量不低于+10.0μC/g。
4.一種電子照相調(diào)色劑，其至少包括粘結(jié)劑樹脂，著色劑和由式(I)所示的萘酚衍生物或其鹽組成的電荷控制劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種安全的電荷控制劑，其具有優(yōu)良的帶負(fù)電性，且在粘結(jié)劑樹脂中具有優(yōu)異的分散能力，與粘結(jié)劑樹脂具有良好的相容性，甚至可用于制備彩色調(diào)色劑。特別是，提供由下式(I)所示的萘酚衍生物或其鹽組成的電荷控制劑，和含有該試劑的電子照相調(diào)色劑。
文檔編號C07C235/84GK1650237SQ03809439
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月26日
發(fā)明者上野隆三, 北山雅也, 南憲次, 若森浩之, 米谷宣宏 申請人:株式會社上野制藥應(yīng)用研究所