JPH0730267B2 - 結晶型オキシチタニウムフタロシアニン及びその製造方法 - Google Patents

結晶型オキシチタニウムフタロシアニン及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、特定の結晶型のオキシチタニウムフタロシア
ニン及びその製造方法に関するものである。
(従来の技術と発明が解決しようとする問題点) フタロシアニン類は、塗料、印刷インキ、樹脂の着色・
触媒或は電子材料として有用な化合物であり、殊に電子
写真感光体用材料として近年盛んに用いられるようにな
つた。
本発明者らは、オキシチタニウムフタロシアニンの製造
方法について詳細に検討した結果、製造条件の微妙な違
いによつて3種の結晶型(以下夫々「A型」、「B型」
及び「C型」という)が生成することを確認した。夫々
の粉末X線回折図を図−1、図−2及び図−3に示す。
A型は回折角(2θ)9.3゜、26.3゜に、B型は7.6゜、
28.6゜に、C型は7.0゜、15.6゜、23.4゜、25.5゜に夫
々特徴的な回折ピークを有する。
上記3種の結晶は通常混合物として得られることが多い
が、夫々物性が異なるために、混合物のまま用いると物
性の不安定性に由来する種々のトラブルが起こり易い。
従つて、その製造に際しては純粋な結晶型のオキシチタ
ニウムフタロシアニンを取得するのが望ましいことは言
うまでもない。
例えば、オキシチタニウムフタロシアニンは、その使用
形態として各種のポリマーや溶媒等に分散させた後、塗
布、乾燥を経て製品化する場合が多い。併しながら、そ
の結晶型の相異によつてポリマーや溶媒等との相互作用
が異なるために、結晶型の異なつたものの混合物を用い
ると、分散性が阻害されたり、物性が不安定になること
が多い。このような欠点を排除するためには、純粋な結
晶型のオキシチタニウムフタロシアニンを製造する必要
があり、その製造法の開発が強く望まれている所以であ
る。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、純粋なC型結晶を得るべく鋭意検討を重
ねた結果、或る特定の条件下ではオキシチタニウムフタ
ロシアニンのC型結晶のみが選択的に生成することを見
出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は粉末X線回折スペクトルにお
いて、回折角(2θ±0.2゜)7.0゜、15.6゜、23.4゜、
25.5゜に強い回折ピークを有することを特徴とする結晶
型オキシチタニウムフタロシアニンおよび有機溶媒中、
170〜300℃の温度でo−フタロジニトリルと四塩化チタ
ンを縮合し、次いで加水分解してオキシチタニウムフタ
ロシアニンを製造する方法において、縮合後縮合物と有
機溶媒を100℃以下の温度で分離することによつて該オ
キシチタニウムフタロシアニンを得ることを特徴とす
る、オキシチタニウムフタロシアニンの製造方法に存す
る。
以下、本発明を詳細に説明する。
一般的に、オキシチタニウムフタロシアニンは、有機溶
媒中170〜300℃の温度で、o−フタロジニトリルと四塩
化チタンとの縮合反応によつて生成するジクロロチタニ
ウムフタロシアニンを熱時別し、次いで加水分解する
ことによつて製造される。
本発明者らは、上記縮合反応後の縮合物(ジクロロチタ
ニウムフタロシアニン)と反応溶媒の分離条件に着目
し、詳細な検討を行なつた。その結果、両者を分離する
際の温度がオキシチタニウムフタロシアニンの結晶型を
左右する重要な因子であることを見出した。
即ち、縮合物と反応溶媒の分離を100℃以下の温度で行
なうことにより、純粋なC型結晶が選択的且つ容易に得
られることを見出した。該分離温度が100℃以上の場合
は、A型又はB型或はそれらの混合物が得られ、本発明
の目的は達成されない。
縮合物と反応溶媒の分離温度は100℃以下であれば任意
に選択できるが、好ましくは20〜70℃の範囲である。分
離温度が低過ぎると反応液の粘度が高くなり、分離操作
が難かしくなるので避けるのが望ましい。又、分離方法
としては、過法、遠心分離法、沈降法等のいずれも採
用可能である。
縮合反応温度は170〜300℃の範囲であれば任意に選択で
きるが、好ましくは170〜250℃の範囲である。反応温度
が低過ぎると反応に長時間を要するので実用的でない。
又、反応温度が高過ぎると、反応溶媒や生成物が分解す
る恐れがあるので、300℃以上の温度は避けるのが望ま
しい。
o−フタロジニトリルと四塩化チタンの仕込モル比は任
意に選択できるが、4:1の仕込モル比が好適である。4:1
以外の仕込モル比でも本発明の目的は達せられるが、収
率の低下、未反応原料の回収等不利な面が多くなるので
避けるのが望ましい。
縮合反応に用いられる有機溶媒は任意に選択できるが、
沸点が170℃以上のものから選ぶのが好ましい。例えば
α−クロロナフタレン、β−クロロナフタレン、α−ブ
ロモナフタレン、α−メチルナフタレン、α−メトキシ
ナフタレン等のナフタレン類、ジフエニルエーテル、4,
4′−ジクロロジフエニルエーテル、3,3′−ジメチルジ
フエニルエーテル等のジフエニルエーテル類、ジフエニ
ルメタン、4,4′−ジメチルジフエニルメタン、3,3′−
ジクロロジフエニルメタン等のジフエニルメタン類等が
挙げられる。沸点が170℃以下の溶媒、例えばトルエ
ン、クロロベンゼン、エチルベンゼン等を用いることも
できるが、この場合は加圧下で反応する必要があり、反
応装置や操作等が煩雑になるので、上記のような沸点が
170℃以上の有機溶媒が好ましい。
有機溶媒の使用量は、o−フタロジニトリルに対して2
〜15倍量、好ましくは5〜10倍量から選ばれる。この範
囲より少ないと反応液が粘稠になり、均一な混合撹拌が
困難になる。又、この範囲より多くても反応は順調に進
行するが、単位容積当りの収量が少なくなるので経済的
でない。
ジクロロチタニウムフタロシアニンの加水分解は常法に
従い、過剰量の水を用いて熱水処理によつて行なう。熱
水処理はPH5〜7になるまで繰返して行なうのが好まし
い。更に好ましくは、熱処理後キノリン、α−クロロナ
フタレン、N−メチルピロリドン等の有機溶剤中で加熱
処理する。この処理はオキシチタニウムフタロシアニン
の結晶化度を高める効果があり、純度の向上にも役立
つ。
熱水処理温度は任意に選ぶことができるが、好ましくは
50℃以上、更に好ましくは70〜100℃の範囲から選ばれ
る。50℃以下では加水分解速度が小さく、反応の完結に
要する時間が長くなる。又、オキシチタニウムフタロシ
アニンとの親和性を高めるために、C1〜C4の低級アルコ
ールを少量添加するのも有効である。
〔実 施 例〕
以下に実施例、比較例、応用例を挙げて本発明を更に具
体的に説明する。
実施例1 温度計、撹拌器、還流冷却器を備えた1の反応フラス
コに、α−クロロナフタレン600ml、o−フタロジニト
リル92g(0.718モル)及び四塩化チタン20ml(0.182モ
ル)を仕込み、撹拌下油浴上で200℃まで昇温した。200
℃で5時間反応した後、50℃まで冷却して過した。得
られたジクロロチタニウムフタロシアニンの湿ケーキを
α−クロロナフタレン400mlで洗浄し、次いでメタノー
ル800mlを加えて撹拌下60℃で2時間懸洗し、ケーキを
別した。更に脱イオン水800mlを加えて90℃に昇温
に、撹拌下同温度で2時間熱懸洗後ケーキを別して
(この操作を2回繰返す)、オキシチタニウムフタロシ
アニンの湿ケーキを得た。
次いでこの湿ケーキにN−メチルピロリドン700mlを加
えて、撹拌下150℃で2時間懸洗した後、ケーキを別
した(この操作を2回繰返す。)得られた湿ケーキにメ
タノール800mlを加えて、撹拌下60℃で2時間懸洗した
後ケーキを別し、乾燥した結果、精オキシチタニウム
フタロシアニン78g(収率75%)を得た。このものの粉
末X線回折パターンは図−3に一致し、C型結晶である
ことが確認された。又、元素分析値は次の通りであつ
た。
C H N Cl 理論値(%) 66.68 2.80 19.44 0 実測値(%) 66.51 2.71 19.33 0.58 実施例2〜4 縮合反応後の過温度及び縮合反応溶媒を変えた以外
は、実施例1と同様に実験した結果を次表に示す。
比 較 例 縮合反応後の過を130℃の温度で行なつた以外は、実
施例1と同様にしてオキシチタニウムフタロシアニンを
製造した。収量は75g、結晶型はA型とB型の混合物で
あつた。このものの粉末x線回折図を図−4に示す。
応 用 例(電子写真感光体) 実施例1で製造したオキシチタニウムフタロシアニンの
C型結晶0.4gとポリビニルブチラール0.2gを4−メトキ
シ−4−メチル−2−ペンタノン30gと共にサンドグラ
インダーで分散し、この分散液をポリエステルフイルム
上に蒸着したアルミ蒸着層の上にフイルムアプリケータ
ーにより塗布、乾燥して電荷発生層を形成した。塗布膜
厚は0.3g/m2である。
この電荷発生層の上に、N−メチル−3−カルバゾール
カルバルデヒドジフエニルヒドラゾン70部とp−ニトロ
ベンゾイルオキシベンザルマロノニトリル2部及びポリ
カーボネート樹脂(三菱化成工業社製ノバレツクス7025
A)100部からなる膜厚17μmの電荷移動層を積層し、積
層型の感光層を有する電子写真感光体を得た。
この感光体の感度として半減露光量(E1/2)を静電複写
紙試験装置(川口電機製作所製モデルSP−428)により
測定した。即ち、暗所でコロナ電流が22μAになるよう
に設定した印加電圧によるコロナ放電により、感光体を
負帯電し、次いで5luxの照度の白色光により露光し、表
面電位が−450Vから225Vに半減するに要する露光量(E1
/2)を求めたところ、1.14lux・secであつた。この時の
感光体の帯電圧(初期の表面電位)は−480V、暗減衰は
41V/sec、露光10秒後の表面電位(残留電位)は−28Vで
あつた。
以上の如く、本発明の方法によつて製造したオキシチタ
ニウムフタロシアニンのC型結晶は、優れた電子写真特
性を有しており、特に半導体レーザー用感光体として有
用である。
【図面の簡単な説明】
図−1はオキシチタニウムフタロシアニンのA型結晶の
粉末X線回折図であり、回折角(2θ)9.3゜、26.3゜
に特徴的な強い回折ピークを有する。 図−2はオキシチタニウムフタロシアニンのB型結晶の
粉末X線回折図であり、回折角(2θ)7.6゜、28.6゜
に特徴的な強い回折ピークを有する。 図−3はオキシチタニウムフタロシアニンのC型結晶の
粉末X線回折図であり、回折角(2θ)7.0゜、15.6゜
に特徴的な強い回折ピークを有する。 図−4は比較例で得られたオキシチタニウムフタロシア
ニンの粉末X線回折図であり、A型結晶とB型結晶の混
合物である。回折角(2θ)7.6゜、9.3゜、26.3゜、2
8.6゜に、A型及びB型結晶の特徴的な回折ピークを有
する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉末X線回折スペクトルにおいて、回折角
    (2θ±0.2゜)7.0゜、15.6゜、23.4゜、25.5゜に強い
    回折ピークを有することを特徴とする結晶型オキシチタ
    ニウムフタロシアニン。
  2. 【請求項2】有機溶媒中、170〜300℃の温度でo−フタ
    ロジニトリルと四塩化チタンを縮合し、次いて加水分解
    してオキシチタニウムフタロシアニンを製造する方法に
    おいて、縮合後縮合物と有機溶媒を100℃以下の温度で
    分離することによつて、粉末X線回折スペクトルにおい
    て、回折角(2θ±0.2゜)7.0゜、15.6゜、23.4゜、2
    5.5゜に強い回折ピークを有するオキシチタニウムフタ
    ロシアニンを得ることを特徴とする、オキシチタニウム
    フタロシアニンの製造方法。
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