JP2932932B2 - ガリウムフタロシアニン化合物の製造方法 - Google Patents

ガリウムフタロシアニン化合物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、ガリウムフタロシアニン化合物
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】フタロシアニン化合物は、塗料、印刷イ
ンキ、触媒或いは電子材料として有用な材料であり、特
に近年は電子写真感光体用材料、光記録用材料及び光電
変換材料として広範に検討がなされている。一般に、フ
タロシアニン化合物は、製造方法、処理方法の違いによ
り多数の結晶型を示すことが知られており、この結晶型
の違いはフタロシアニンの光電変換特性に大きな影響を
及ぼすことが知られている。また、これらの結晶型は、
機械的歪力、硫酸処理、有機溶剤処理及び熱処理等によ
り相互に転移が可能であることが知られている。(例え
ば米国特許第2770629号、同第3160635
号、同第3708292号及び、同第3357989号
明細書等)。電子写真感光体用の材料としては、メタル
フリ−フタロシアニン、オキシチタニウムフタロシアニ
ン、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、銅フタロシア
ニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、クロロルイ
ンジウムフタロシアニン等について、種々の結晶型のも
のが提案されている。更に、特開平5−98181号公
報においては、クロロガリウムフタロシアニンについて
3種の結晶型が電子写真感光体として優れていることが
示されている。
【0003】クロロガリウムフタロシアニンの合成方法
については、(1)3塩化ガリウムと1,3−ジイミノ
イソインドリンを無溶剤下で反応させる方法(D.C.
R.Acad.Sci.,1956,242,102
6)、(2)3塩化ガリウムとフタロニトリルを無溶剤
下で反応させる方法(特公平3−30854号公報)、
(3)3塩化ガリウムとフタロニトリルをブチルセロソ
ルブ中で1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−
ウンデセンを触媒に用いて反応させる方法(特開平1−
221459号公報)、(4)3塩化ガリウムとフタロ
ニトリルをキノリン中反応させる方法(Inorg.C
hem.1980,19,3131)が示されている。
また、他の金属フタロシアニン化合物、例えばオキシチ
タニウムフタロシアニンについては、α−クロロナフタ
レン中での反応、オキシバナジウムフタロシアニンにつ
いてはエチレングリコールでの反応等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フタロシア
ニン化合物を合成する場合、無溶剤条件下で反応を行う
と、副反応により、生成物は種々のものの混合物となり
好ましくない。例えば、クロロガリウムフタロシアニン
の場合は、特公平3−30854号公報に示されている
ような無溶剤条件下ではフタロシアニン環にクロル化が
起こり、種々のハロゲン置換体の混合物となり、好まし
い結晶型が得られにくい。また、溶剤を用いて反応を行
う場合においても、得られた金属フタロシアニン化合物
の電気特性が溶剤や合成条件の影響を強く受ける。例え
ば、オキシチタニウムフタロシアニンをα−クロロナフ
タレン中で製造する場合は、所望の生成物を得るために
は反応温度の制御が必要となる。また、特開平5−98
181号公報に示されている3塩化ガリウムと1,3−
ジイミノイソインドリンをキノリン中で反応させる方法
の場合には、比較的高収率で電子写真特性に優れたクロ
ロガリウムフタロシアニンが得られる。しかしながら、
反応に際して、原料の1,3−ジイミノイソインドリン
や、これとガリウムイオンとの錯生成中間物、生成する
クロロガリウムフタロシアニン及び副生成物等がキノリ
ンに対して比較的低い溶解度を有するため、反応系が不
均一状態になりやすく、そのために、生成したクロロガ
リウムフタロシアニンの純度が低く、物性が合成ロット
によりばらつくという不具合があった。したがって、純
度が高く、品質安定性に優れたクロロガリウムフタロシ
アニン等の金属フタロシアニン化合物を製造することが
必要となり、その製造方法の開発が強く望まれている。
本発明は、従来の技術における上記のような事情に鑑み
てなされてものであって、本発明の目的は、純度が高
く、品質安定性に優れ、更に電子写真特性に優れたガリ
ウムフタロシアニン化合物を製造する方法を提供するこ
とにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、金属フタ
ロシアニン化合物の合成方法について鋭意研究を行った
結果、溶媒として、ジメチルスルホキシドを用いて反応
を行った場合に、キノリン等を反応溶媒として用いたと
きよりも低い反応温度で均一な反応を行わせることがで
き、純度の高い、品質のバラツキの少ない金属フタロシ
アニン化合物が合成できることを見出し、そして特にこ
の方法で合成したクロロガリウムフタロシアニンは、電
子写真特性に優れた性質を有することを発見し、本発明
を完成するに至った。
【0006】本発明のガリウムフタロシアニン化合物の
製造方法は、1,3−ジイミノイソインドリンと3塩化
ガリウムとをジメチルスルホキシド中で反応させること
を特徴とする。
【0007】
【0008】本発明において使用するジメチルスルホキ
シドは、極性非プロトン性溶媒であって、極性が高く、
強い水素結合の形成に適した水素を持たない溶媒で
る。
【0009】反応に際して、純度、反応中の分散等を考
え合わせると、1,3−ジイミノイソインドリンは3塩
化ガリウムに対し、4〜5倍当量前後を用い、ジメチル
スルホキシドは1,3−ジイミノイソインドリンに対し
2〜6倍重量部を用いるのが好ましい。反応温度は、1
40℃ないしジメチルスルホキシドの沸点以下、好まし
くは150℃ないしジメチルスルホキシドの沸点の範囲
に設定されるが、反応温度が低すぎると、ガリウムフタ
ロシアニン化合物が生成するのに時間がかかり、一方、
あまり温度を上げ過ぎると、生成するクロロガリウムフ
タロシアニン等のガリウムフタロシアニン化合物の純度
が下がり、品質安定性も悪くなるので好ましくない。
【0010】上記のようにして得られたガリウムフタロ
シアニン化合物は、次いで、乾式粉砕処理をい、さら
にベンジルアルコール、イソプロピルアルコール、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、シクロヘキ
サノン、トルエン、酢酸ブチル等の溶剤を用いて溶剤処
理を行うことによって結晶変換を行うのが好ましい。以
上のようにして、純度の高い、品質バラツキの少ない電
子写真特性に優れたガリウムフタロシアニン化合物を合
成することができる。
【0011】
【作用】本発明におけるジメチルスルホキシドを用いる
利点は、第一にジメチルスルホキシドは、その溶解能が
キノリンよりも非常に大きいことにある。主原料である
3塩化ガリウムと1,3−ジイミノイソインドリンの溶
媒への高い溶解性によって、キノリン溶媒の場合のよう
なスラリー状態での反応ではなく、溶液状態での反応が
可能となる。その結果、均一な反応を行わせることがで
き、また液−液反応であることから反応速度の増加によ
る時間短縮が可能となる。第二に、ジメチルスルホキシ
ドの溶媒効果による反応促進が考えられる。ジメチルス
ルホキシドの特徴的な性質である高いプロトン受容能と
求核反応の促進効果によって、1,3−ジイミノイソイ
ンドリンの縮合を伴うガリウムフタロシアニン化合物の
生成反応が促進されるものと推測される。事実、キノリ
ン溶媒では200℃で反応していたものが、ジメチルス
ルホキシドを用いると反応温度を約50℃下げても反応
時間を延ばすことなく反応を行わせることが可能にな
る。第三に、生成したガリウムフタロシアニン化合物に
対しても、比較的大きな溶解性を持つため、晶出速度の
コントロ−ルがキノリン溶媒よりも行いやすく、粒径が
大きく純度が高いガリウムフタロシアニン化合物が得ら
れる。第四に、原料の分解物や副反応生成物のジメチル
スルホキシドへの高い溶解性は、生成物が汚染されるこ
とを防止するので、この点でも純度の高い結晶が得られ
るように作用する。
【0012】
【実施例】以下、実施例によって本発明を説明する。な
お、実施例、比較例及び応用例において、「部」は「重
量部」を意味する。 実施例1 1,3−ジイミノイソインドリン17部および3塩化ガ
リウム5部をジメチルスホキシド70部中に入れ、15
0℃において2時間反応させた後、生成物をろ別し、ジ
メチルスルホキシドおよび純水にて洗浄した後、乾燥し
てクロロガリウムフタロシアニン結晶14部を得た。得
られたクロロガリウムフタロシアニン結晶の粉末X線回
折図を図1に示す。また、元素分析値を表1に示す。
【0013】実施例2 実施例1で得られたクロロガリウムフタロシアニン結晶
5部を、遊星型ボールミル(フッチュ社製:P−5型)
で20mmφメノーボール200部と共に13時間乾式
粉砕した。この時点での粉末X線回折図を図2に示す。
このクロロガリウムフタロシアニン結晶0.5部を、ガ
ラスビーズ(1mmφ)30部と共に室温下、ベンジル
アルコール20部中で24時間ミリング処理した後、ガ
ラスビーズをろ別し、メタノールで洗浄し、乾燥して、
クロロガリウムフタロシアニン結晶を得た。得られたク
ロロガリウムフタロシアニン結晶の粉末X線回折図を図
3に示す。
【0014】応用例1 アルミニウム基板上にジルコニウム化合物(商品名:オ
ルガチクッスZC540、松本製薬社製)10部および
シラン化合物(商品名:日本ユニカー社製)1部と2−
プロパノール40部およびブタノール20部からなる溶
液を浸漬コーティング法で塗布し、150℃において1
0分間加熱乾燥して、膜厚0.5μmの下引き層を形成
した。次に実施例2で得られたクロロガリウムフタロシ
アニン結晶0.1部を、ポリビニルブチラール樹脂(商
品名:エスレックBM−S、積水化学社製)0.1部お
よび酢酸n−ブチル10と混合し、ガラスビーズと共に
ペイントシェーカーで1時間処理して分散した後、得ら
れた塗布液を上記下引き層上にワイヤーバーNo.5で
塗布し、100℃において10分間加熱乾燥し、膜厚約
0.15μmの電荷発生層を形成した。また分散後の前
記クロロガリウムフタロシアニン結晶の結晶型はX線回
折によって分散前の結晶型と比較して変化していないこ
とを確認した。次に下記構造式(I)で示される化合物
2部と構造式(II)で示されるポリカーボネート樹脂3
部を、モノクロロベンゼン20部に溶解し、得られた塗
布液を、電荷発生層が形成されたアルミニウム基板上に
浸漬コーティング法で塗布し、120℃において1時間
加熱乾燥して、膜厚20μmの電荷輸送層を形成した。
【化1】 このようにして得られた電子写真用感光体の電子写真特
性を、フラットプレートスキャナーを用いて、常温常湿
(20℃、40%RH)の環境下にて評価した。−2.
5μAのコロナ放電を行い、V0 (V)に帯電させ、1
秒間放置してVDDP (V)を測定し、暗減衰率DDR
〔DDR=(V0 −VDDP )/V0 ×100(%)〕を
計算した。その後、タングステンランプの光を、モノク
ロメータを用いて780nmの単色光にし、感光体表面
上で0.25μW/cm2 になるように調整し、照射し
て、初期感度(dV/dE)(Vcm2 /erg)を測
定した。結果を表2に示す。
【0015】比較例1 1,3−ジイミノイソインドリン17部および3塩化ガ
リウム5部をキノリン70部中に入れ、200℃におい
て2時間反応させた後、生成物をろ別し、N,N−ジメ
チルホルムアミド及びメタノールにて洗浄後、乾燥して
クロロガリウムフタロシアニン結晶14部を得た。得ら
れたクロロガリウムフタロシアニン結晶の粉末X線回折
図を図4に示す。また、元素分析値を表1に示す。
【0016】
【表1】 上記の比較から明らかなように、実施例1の場合は比較
例1のものに比較して高い純度を有することが分かる。
【0017】比較例2 比較例1で得られたクロロガリウムフタロシアニン結晶
を実施例2と同様にして結晶変換を行った。乾式粉砕後
の粉末X線回折図を図5に、溶剤処理後の粉末X線回折
図を図6に示す。 参考例1 比較例2で得られたクロロガリウムフタロシアニン結晶
を用いて応用例1と同様にして電子写真感光体を作製
し、フラットプレートスキャナ−を用いて同様に評価を
行った。結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明の製造方法は、上記のようにジメ
チルスルホキシドを用いて反応させるから、上記実施例
に記載の結果からも明らかなように、高い感光度を有す
る高品質のガリウムフタロシアニン化合物を安定して製
造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1のクロロガリウムフタロシアニン結
晶の粉末X線回折図である。
【図2】 実施例2の乾式粉砕後のクロロガリウムフタ
ロシアニン結晶の粉末X線回折図である。
【図3】 実施例2の溶剤処理後のクロロガリウムフタ
ロシアニン結晶の粉末X線回折図である。
【図4】 比較例1のクロロガリウムフタロシアニン結
晶の粉末X線回折図である。
【図5】 比較例2の乾式粉砕後のクロロガリウムフタ
ロシアニン結晶の粉末X線回折図である。
【図6】 比較例2の溶剤処理後のクロロガリウムフタ
ロシアニン結晶の粉末X線回折図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−98181(JP,A) 特公 昭52−41288(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09B 47/073 G03G 5/06 371

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1,3−ジイミノイソインドリンと3塩
    化ガリウムとをジメチルスルホキシド中で反応させるこ
    とを特徴とするガリウムフタロシアニン化合物の製造方
    法。
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JP2015187206A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 三菱化学株式会社 ガリウムフタロシアニン化合物の製造方法、並びに電子写真感光体、電子写真感光体カートリッジ、及び画像形成装置

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