JP2005049858A - トナー用樹脂粒子及びその製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 樹脂(a)とフィラー(b)とを含有してなる、トナー用樹脂粒子:ただし該粒子は3〜10μmの体積平均粒径および110〜300の形状係数(SF−2)を有し;該粒子は(b)の少なくとも一部からなる外殻層(S)を有し;該層(S)は少なくとも0.01μmで且つ粒子断面の最大内接円半径の1/2以下の厚みを有する。該樹脂粒子は(1)溶剤(s)中の樹脂(a)及び/又はその前駆体(a0)からなる分散液(D0)中にフィラー(b)が分散されてなるフィラー含有分散液(D)を水性媒体(W)中に分散し、水中油型分散液(D1)を形成し、油滴(A0)中に(b)の少なくとも一部からなる集積層(S0)を形成し、(2)(D1)を脱溶剤をして樹脂粒子(A)を得る製造法で得られる。
【選択図】 図1
Description
真球状の樹脂粒子であると、紙面へ転写されずに感光体上に残ったトナーをブレードでクリーニングする際、クリーニング性が不良になるという問題が生じる。このような問題に対し、脱溶剤により粒子が体積収縮する前に粒子表面を適度に弾性化し、表面積減少速度を体積収縮速度より小さくして表面に凹凸を有する樹脂粒子を形成する方法がある。粒子表面の弾性化の手段として、樹脂粒子の表面に界面重合法又はin−situ重合法により殻物質を形成する方法(特許文献1参照)が提案されているが、この方法では、殻物質の影響で、低温定着性と耐ホットホフセット性が低下し、定着温度幅が著しく狭くなるという問題がある。
すなわち、本発明は、樹脂(a)とフィラー(b)とを含有してなる、トナー用樹脂粒子:ただし該粒子は3〜10μmの体積平均粒径および110〜300の形状係数(SF−2)を有し;該粒子は(b)の少なくとも一部からなる外殻層(S)を有し;該層(S)は少なくとも0.01μmで且つ粒子断面の最大内接円半径の1/2以下の厚みを有する;並びに、
(1)溶剤(s)中の樹脂(a)及び/又はその前駆体(a0)からなる分散液(D0)中にフィラー(b)が分散されてなるフィラー含有分散液(D)を水性媒体(W)中に分散し、水中油型分散液(D1)を形成し、油滴(A0)中に(b)の少なくとも一部からなる集積層(S0)を形成し、
(2)(D1)を脱溶剤をして樹脂粒子(A)を得る
上記のトナー用樹脂粒子の製造法;
である。
〔1〕ブレードクリーニング性が良好である。
〔2〕低温定着性に優れる。
〔3〕耐ホットオフセット性に優れる。
即ち、樹脂粒子をショ糖飽和溶液(67質量%溶液)(以下、%は特に記載のない限り質量%を意味する。)中に分散させ、−100℃で凍結させた後、クライオミクロトームにて肉厚約1000オングストロームにスライスし、四酸化ルテニウムにて(b*)を含むフィラー(b)を染色した後、透過型電子顕微鏡により倍率10000倍で樹脂粒子断面を撮影し、画像解析装置[例えば、nexus NEW CUBE ver.2.5(NEXUS社製)等]にて、断面積が最大となる断面において、樹脂粒子の表面から粒子内部垂直方向に一定距離の厚みをとった部分の面積において、(b*)を主とする(b)の面積が50%以上を占める最大距離(T)を(b*)により形成される外殻層の厚みとする。尚、上記測定値は、無作為に選んだ樹脂粒子10個についてそれぞれの値を算出した平均値とする。図1に(T)の例を示す。
なお、TEM画像の観察上、外殻層(S)と樹脂(a)の判別が困難な場合は、上記方法により得られた樹脂粒子断面を、組成マッピング可能な各種装置(例えばエネルギー分散型X線分光装置:EDX、電子エネルギー損失分光装置EELS等)によりマッピングを行い、解析により得られた組成分布画像から外殻層(S)を特定し、上記方法により外殻層厚み(T)を算出することができる。
また、(A)の体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)の比:Dv/Dnは、好ましくは1.0〜1.5、さらに好ましくは1.0〜1.4である。Dv/Dnが1.0〜1.5であれば、解像度が良好である。
(A)の(SF−2)は110〜300である。上限は、好ましくは250、更に好ましくは230、特に好ましくは200であり、下限は、更に好ましくは115、特に好ましくは120、最も好ましくは125である。
以上の範囲にあると、トナーのブレードクリーニング性が良好になる。
(SF−2)=100×(P)2/{4π×(Y)} (1)
〔式中、(P)は樹脂粒子の周囲長を示し、(Y)は樹脂粒子の投影面積を示す。〕
フィラー(b*)の体積平均粒径は、0.1μm以上の場合はレーザー式粒度分布測定装置を用い測定することが好ましく、0.1μm以下の場合はBET比表面積と真比重から算出することが好ましい。BET比表面積は通常の窒素吸着法に基づく装置を用い測定できる[例えば、商品名:QUQNTASORB(QUANTACHROME製)]。(b*)のBET比表面積の逆数を(b*)の真比重で除することにより、(b*)の一次粒子径を測定することができる。
(A)中の(b*)の含量は0.01〜20%が好ましく、更に好ましくは0.05〜18%、特に好ましくは0.1〜15%である。
また、(b)中の(b*)の割合は、好ましくは10%以上、更に好ましくは20%以上である。
これらの中でも、外殻層(S)を形成するフィラー(b*)として好ましいものは、金属酸化物であり、さらに好ましくは、シリカ、アルミナ、チタニアである。
これらの中でも、外殻層(S)を形成するフィラー(b*)として好ましいものは、アゾ系、フタロシアニン系、縮合多環系、染色レーキ系等の各種有機系染料あるいは有機系顔料、及びこれらの誘導体である。
3級アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、N,N’−ジメチルアミノジエチルエーテル、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、テトラメチルエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン、N−メチル−N’−(2−ジメチルアミノ)エチルピペラジン、1,2−ジメチルイミダゾール、トリエチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N”,N”−ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン、1,8−ジアザビシクロ(5,4、0)ウンデセン−7、ビス(2−モルホリノエチル)エーテル等が挙げられ、これらは2種以上併用してもよい。この中で特に好ましいのはトリエチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4、0)ウンデセン−7、及びビス(2−モルホリノエチル)エーテルである。
〔1〕フィラー(b)に表面処理剤(d)を添加し、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等により乾式処理する方法。
〔2〕樹脂(a)、フィラー(b)、を必要に応じ溶剤(s)存在下で混練機により溶融混練する方法。(インテグラルブレンド法)
〔3〕溶剤(s)中にフィラー(b)、表面処理剤(d)、必要に応じ樹脂(a)をビーズミル等により分散し、湿式処理する方法。
〔4〕水中にフィラー(b)を分散し、表面処理剤(d)を添加して湿式処理を行った後、水と溶剤(s)を置換する方法。
〔5〕フィラー(b)を含有する分散液(D)中に、表面処理剤(d)を直接添加し、ホモミキサー、エバラマイルダー等の分散機により分散処理する方法。
ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーである。
重合には、公知の重合触媒等が使用できる。
ビニルモノマーとしては、下記(1)〜(10)等が使用できる。
(1)ビニル炭化水素:
(1−1)脂肪族ビニル炭化水素:炭素数2〜12のアルケン(例えばエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン及び炭素数3〜24のα−オレフィン等);炭素数4〜12のアルカジエン(例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン及び1,7−オクタジエン等)等。
炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸(例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸及び桂皮酸等);炭素数3〜30の不飽和ジカルボン酸又はその無水物(例えば、(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、(無水)シトラコン酸及びメサコン酸等);及び炭素数3〜30の不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜24)エステル(例えば、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノオクタデシルエステル、フマル酸モノエチルエステル、イタコン酸モノブチルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル及びシトラコン酸モノエイコシルエステル等)等。
炭素数2〜14のアルケンスルホン酸(例えばビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸及びメチルビニルスルホン酸等);スチレンスルホン酸及びこのアルキル(炭素数2〜24)誘導体(例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレート(例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸及び3−(メタ)アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸等);炭素数5〜18のスルホ(ヒドロキシ)アルキル(メタ)アクリルアミド(例えば、2−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2−ジメチルエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及び3−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸);アルキル(炭素数3〜18)アリルスルホコハク酸(例えば、プロピルアリルスルホコハク酸、ブチルアリルスルホコハク酸、2−エチルヘキシル−アリルスルホコハク酸);ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(オキシエチレン、オキシプロピレン、オキシブチレン:単独、ランダム、ブロックでもよい)モノ(メタ)アクリレートの硫酸エステル[例えば、ポリ(n=5〜15)オキシエチレンモノメタクリレート硫酸エステル、ポリ(n=5〜15)オキシプロピレンモノメタクリレート硫酸エステル等];ポリオキシエチレン多環フェニルエーテル硫酸エステル(例えば、一般式(1−1)又は(1−2)で表される硫酸エステル;一般式(1−3)で表されるスルホン酸;及びこれらの塩等が挙げられる。)等。
尚、塩としては、「(2)カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩」で示した対イオン等が用いられる。
(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸モノエステル(アルキル基の炭素数1〜24)(例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート及びフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等)、(メタ)アクリロイルオキシアルキルホスホン酸(アルキル基の炭素数1〜24)(例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸等)等。
ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、庶糖アリルエーテル等。
(6−1)アミノ基含有ビニルモノマー:
アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4ービニルピリジン、2ービニルピリジン、クロチルアミン、N,N−ジメチルアミノスチレン、メチルα−アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N−ビニルピロール、N−ビニルチオピロリドン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール、これらの塩等。
(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’−メチレン−ビス(メタ)アクリルアミド、桂皮酸アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド、N−メチルN−ビニルアセトアミド、N−ビニルピロリドン等。
(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン及びシアノアクリレート等。
(6−4)4級アンモニウムカチオンからなる基を含有するビニルモノマー:
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの。例えば、ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、トリメチルアリルアンモニウムクロライド等)。
(6−5)炭素数8〜12のニトロ基含有ビニルモノマー:
ニトロスチレン等。
グルシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、p−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
(8)炭素数2〜16のハロゲン含有ビニルモノマー:
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン、クロロプレン等。
(9−1)炭素数4〜16のビニルエステル:
酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系モノマー[ポリエチレングリコール(分子量300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド(以下EOと略記する。)10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールEO30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等。
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル2−エチルヘキシルエーテル、ビニルフェニルエーテル、ビニル2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、ビニル2−ブトキシエチルエーテル、3,4−ジヒドロ1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル、ビニル2−エチルメルカプトエチルエーテル、アセトキシスチレン、フェノキシスチレン等。
炭素数2〜16のビニルスルホン(例えばジビニルサルファイド、p−ビニルジフェニルサルファイド、ビニルエチルサルファイド、ビニルエチルスルホン、ジビニルスルホン及びジビニルスルホキサイド等)等。
イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等。
これらのビニルモノマーのうち、ビニル炭化水素、カルボキシル基含有ビニルモノマー及びそれらの塩、スルホン酸基含有ビニルモノマー及びそれらの塩、ヒドロキシル基含有ビニルモノマー、含窒素ビニルモノマーが好ましく、更に好ましくは、ビニル炭化水素、カルボキシル基含有ビニルモノマー及びそれらの塩、スルホン酸基含有ビニルモノマー及びそれらの塩、特に好ましくは芳香族ビニル系炭化水素、カルボキシル基含有ビニルモノマー及びそれらの塩、スルホン酸基含有ビニルモノマー及びそれらの塩である。
重縮合反応には、公知の重縮合触媒等が使用できる。
ポリオールとしては、ジオール(11)及び3〜6価又はそれ以上のポリオール(12)が用いられる。
ポリカルボン酸、この酸無水物又はこの低級アルキルエステルとしては、ジカルボン酸(13)、3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸(14)、これらの酸無水物及びこれらの低級アルキルエステルが用いられる。
これらのうち、アルキレングリコール及びビスフェノールのAO付加物が好ましく、更に好ましくはビスフェノールのAO付加物、及びこれとアルキレングリコールとの混合物である。
これらのうち、脂肪族多価アルコール及びノボラック樹脂のAO付加物が好ましく、更に好ましくはノボラック樹脂のAO付加物である。
これらのうち、アルケンジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸が好ましく、更に好ましくは芳香族ジカルボン酸である。
尚、ジカルボン酸(13)又は3〜4価又はそれ以上のポリカルボン酸(14)の酸無水物としては、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物が挙げられる。又はこれらの低級アルキルエステルとしては、メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステルなどが挙げられる。
また、エステル樹脂中のエステル基当量(エステル基1当量あたりの分子量)は、50〜2000が好ましく、更に好ましくは60〜1000、特に好ましくは70〜500である。
重付加反応には、公知の重付加反応触媒等が使用できる。
ポリイソシアネートの変性物には、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基及び/又はオキサゾリドン基を含有する変性物などが用いられ、例えば、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI及びトリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDI及びこれらの混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との混合物]等が挙げられる。
これらのうち、芳香族ポリイソシアネート、脂肪族ポリイソシアネート及び脂環式ポリイソシアネートが好ましく、更に好ましくはTDI、MDI、HDI、水添MDI及びIPDIである。
炭素数2〜18の脂肪族ポリアミンとしては、〔1〕脂肪族ポリアミン、〔2〕これらのアルキル(炭素数1〜4)又はヒドロキシアルキル(炭素数2〜4)置換体、〔3〕脂環式又は複素環含有脂肪族ポリアミン及び〔4〕芳香環含有脂肪族アミン(炭素数8〜15)等が用いられる。
〔4〕芳香環含有脂肪族アミン(炭素数8〜15)としては、キシリレンジアミン及びテトラクロル−p−キシリレンジアミン等が挙げられる。
ジチオールとしては、例えば、エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール及び1,6−ヘキサンジチオールなどが挙げられる。
ポリチオールとしては、例えば、カプキュア3800(ジャパンエポキシレジン社製)、ポリビニルチオール等が挙げられる。
開環重合反応、重付加反応及び硬化反応には、公知の触媒等が使用できる。
ポリエポキシド(18)のエポキシ当量(エポキシ基1個当たりの分子量)は、65〜1000が好ましい。上限は、更に好ましくは500、特に好ましくは300であり、下限は、更に好ましくは70、特に好ましくは90である。エポキシ当量がこの範囲を超えると、架橋構造がルーズになりやすく硬化物の耐水性、耐薬品性及び機械的強度等の物性が悪くなりやすい傾向あり、一方、エポキシ当量がこの範囲未満のものは入手(合成を含む)しにくい傾向がある。
芳香族ポリエポキシドとしては、多価フェノールグリシジルエーテル、多価フェノールグリシジルエステル、グリシジル芳香族ポリアミン及びアミノフェノールのグリシジル化物等が用いられる。
グリシジル芳香族ポリアミンとしては、例えば、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン及びN,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。
更に、エポキシドとして、p−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネート又はジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、及びビスフェノールAのAO(EO又はPO2〜20モル)付加物のジグリシジルエーテル体(例えば、ビスフェノールAEO4モル付加物のジグリシジルエーテル体等)も使用できる。
脂環族ポリエポキシドとしては、例えば、ビニルシクロヘキセンジオキサイド、リモネンジオキサイド、ジシクロペンタジエンジオキサイド、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、エチレングリコールビスエポキシジシクロペンチルエール、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)ブチルアミン、ダイマー酸ジグリシジルエステル及び芳香族ポリエポキシドの核水添化物(例えば、ビスフェノールFジグリシジルエーテルの水添加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテの水添加物等が挙げられる。
脂肪族多価アルコールのポリグリシジルエーテルとしては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル及びポリグリセロールンポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルエチレンジアミン等が挙げられる。
脂肪族ポリエポキシドには、ジグリシジルエーテル及びグリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体も含まれる。
これらのうち、好ましいのは、脂肪族系ポリエポキシ化合物及び芳香族系ポリエポキシ化合物である。本発明のポリエポキシドは、2種以上併用しても差し支えない。
すなわち、(a)の数平均分子量(Mn)は、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性の観点から、1000〜20000が好ましく、より好ましくは1500〜17500、特に好ましくは1750〜15000、最も好ましくは2000〜12500である。またピーク分子量は、好ましくは1000〜30000、更に好ましくは1500〜10000、特に好ましくは2000〜8000である。1000以上では耐熱保存性が向上し、10000以下であると低温定着性がより良好である。尚、上記及び以下において樹脂(a)のMn及びMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される(THF溶媒、基準物質ポリスチレン)。
尚、上記及び以下においてTgは、DSC(示差走査熱量測定、昇温速度20℃/分)から求められる。
また、(a)のSP値は、7〜18が好ましく、更に好ましくは8〜16、特に好ましくは9〜14である。
尚、上記及び以下においてSP値は、Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14,No.2,147〜154頁に記載の方法により算出される。
(a)の水酸基価は5以上であることが好ましく、更に好ましくは10〜120、特に好ましくは20〜80である。5以上では耐熱保存性と低温定着性の両立の面で有利である。また(a)の酸価は、好ましくは1〜30、更に好ましくは5〜20である。酸価を持たせることで負帯電性となりやすい傾向がある。また、酸価及び水酸基価がそれぞれこの範囲の上限以下のものは高温高湿度下、低温低湿度下の環境下において、環境の影響を受けにくく、画像の劣化を招く恐れがない。
〔1〕ビニル樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、重合触媒、フィラー(b)、及び後述の溶剤(s)の存在下で懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法又は分散重合法等の重合反応により、樹脂粒子(A)の水性分散体を製造する方法。
樹脂(a)の前駆体(a0)としては化学反応により樹脂(a)になりうるものであれば特に限定されず、例えば、樹脂(a)がビニル樹脂である場合、上記のビニルモノマー(単独で用いても、混合して用いてもよい)及びこれらの溶液等が挙げられる。
油溶性パーオキサイド重合開始剤としては、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシビバレート、3,5,5−トリメチルヘキサノニルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニトリルパーオキサイド、サクシニックアシッドパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、パラクロロベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシマレイックアシッド、t−ブチルパーオキシラウレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジベンゾイルパーオキシヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジイソブチルジパーオキシフタレート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジt−ブチルパーオキシヘキサン、t−ブチルクミルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジt−ブチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、パラメンタンヒドロパーオキサイド、ピナンヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド及びクメンパーオキサイド等が挙げられる。
油溶性アゾ重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カーボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)及び2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられる。
油溶性レドックス重合開始剤としては、例えば、ヒドロペルオキサイド(tret−ブチルヒドロキシペルオキサイド、クメンヒドロキシペルオキサイド等)、過酸化ジアルキル(過酸化ラウロイル等)及び過酸化ジアシル(過酸化ベンゾイル等)等の油溶性過酸化物と、第三アミン(トリエチルアミン、トリブチルアミン等)、ナフテン酸塩、メルカプタン(メルカプトエタノール、ラウリルメルカプタン等)、有機金属化合物(トリエチルアルミニウム、トリエチルホウ素及びジエチル亜鉛等)等の油溶性還元剤とを併用するもの等が挙げられる。
ここで「反応性基」とは硬化剤(a02)と反応可能な基のことをいう。
〔1〕反応性基含有プレポリマー(a01)、硬化剤(a02)、フィラー(b)、及び溶剤(s)を含む油相を、水性媒体中に分散させ、加熱により反応性基含有プレポリマー(a01)及び硬化剤(a02)を反応させて樹脂(a)からなる樹脂粒子(A)を形成させる方法。
〔3〕反応性基含有プレポリマー(a01)が水と反応して硬化するものである場合、反応性基含有プレポリマー(a01)、フィラー(b)、及び溶剤(s)からなる分散液を水性媒体に分散させることで水と反応させて、(a)からなる樹脂粒子(A)を形成させる方法。
組合せ〔1〕:活性水素含有基と反応可能な官能基を有する反応性基含有プレポリマー(a011)と、活性水素含有化合物(a021)とからなる組合せ。
組合せ〔2〕:活性水素含有基を有する反応性基含有プレポリマー(a012)と、活性水素含有基と反応可能な官能基を有する硬化剤(a022)とからなる組合せ。
これらのうち、水中での反応率の観点等から、〔1〕の組合せが好ましい。
尚、ブロック化イソシアネート基は、ブロック化剤によりブロックされたイソシアネート基のことをいう。
これらのうち、オキシムが好ましく、更に好ましくはメチルエチルケトオキシムである。
これらのうち、エステル樹脂、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂が好ましく、更に好ましくはエステル樹脂及びウレタン樹脂である。
エステル樹脂としては、ジオール(11)とジカルボン酸(13)の重縮合物、ポリラクトン(ε−カプロラクトンの開環重合物等)等が挙げらる。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノール(ビスフェノールA、ビスフェノールF及びビスフェノールS等)とエピクロルヒドリンとの付加縮合物等が挙げられる。
ウレタン樹脂としては、ジオール(11)とポリイソシアネート(15)の重付加物、及びエステル樹脂とポリイソシアネート(15)の重付加物等が挙げられる。
〔1〕エステル樹脂、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂等を構成する構成成分のうち、一つを過剰に用いることにより構成成分の反応性基を残存させる方法。
〔2〕エステル樹脂、エポキシ樹脂又はウレタン樹脂等を構成する構成成分のうち、一つを過剰に用いることにより構成成分の官能基を残存させ、更に残存した官能基と反応可能な官能基(反応性基)を含有する化合物を反応させる方法。
カルボキシル基含有エステル樹脂プレポリマー、酸ハライドからなる基を含有するエステル樹脂プレポリマー、水酸基含有ウレタン樹脂プレポリマー及びイソシアネート基含有ウレタン樹脂プレポリマー等についても、構成成分の組成が変わるだけで好ましい比率は同様である。
他のプレポリマーの場合も、構成成分が変わるだけで好ましい比率は同様である。
反応性基含有プレポリマー(a01)のMwは、1,000〜50,000が好ましい。上限は、更に好ましくは40,000、特に好ましくは20,000であり、下限は、更に好ましくは2,000、特に好ましくは4,000である。
これらのうち、アミノ基、水酸基及びこれらの基が脱離可能な化合物でブロック化された有機基が好ましく、更に好ましくは水酸基である。
これらのうち、ポリイソシアネート及びポリエポキシドが好ましく、更に好ましくはポリイソシアネートである。
酸ハライドからなる基を2個以上有する化合物としては、ジカルボン酸(13)又はポリカルボン酸(14)の酸ハライド(酸クロライド、酸ブロマイド及び酸アイオダイド等)等が挙げられる。
樹脂粒子(A)を製造するする際に、必要により、活性水素含有基と反応可能な官能基を有する硬化剤(a022)と共に反応停止剤(a02s)を用いることができる。反応停止剤を(a022)と一定の比率で併用することにより、樹脂粒子(A)を構成する樹脂(a)の分子量の調整が行いやすい。
尚、硬化剤(a02)が水である場合、水は2価の活性水素含有基を有する化合物として取り扱う。
また、これらの反応温度は、0〜150℃が好ましく、更に好ましくは50〜120℃である。
また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的には、例えばイソシアネートと活性水素化合物の反応の場合には、ジブチルチンラウレート及びジオクチルチンラウレート等が挙げられる。
界面活性剤(k)を使用する場合、この使用量は、(a)、(a0)、及びフィラー(b)の質量に基づいて、0.0001〜50%が好ましく、更に好ましくは0.0005〜0.4%、特に好ましくは0.001〜0.3%である。
この塩としては、これらのナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩、アンモニウム塩、4級アンモニウム塩及びアルカノールアミン塩(モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等)などの塩があげられる。
塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩、アンモニウム塩、4級アンモニウム塩及びアルカノールアミン塩(モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等)等が挙げられる。
硫酸化油としては、例えば、ヒマシ油、落花生油、オリーブ油、ナタネ油、牛脂及び羊脂などの硫酸化物の塩等が挙げられる。
硫酸化脂肪酸エステルとしては、例えば、オレイン酸ブチル及びリシノレイン酸ブチル等の硫酸化物の塩等が挙げられる。
硫酸化オレフィンとしては、例えば、商品名:ティーポール(シェル社製)等が挙げられる。
アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩等が挙げられる。
スルホコハク酸ジエステル塩としては、例えば、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルエステルナトリウム塩などが挙げられる。
芳香環含有化合物のスルホン酸塩としては、アルキル化ジフェニルエーテルのモノ又はジスルホン酸塩及びスチレン化フェノールスルホン酸塩などが挙げられる。
高級アルコールリン酸エステル塩としては、例えば、ラウリルアルコールリン酸モノエステルジナトリウム塩及びラウリルアルコールリン酸ジエステルナトリウム塩等が挙げられる。
高級アルコールEO付加物リン酸エステル塩としては、例えば、オレイルアルコールEO5モル付加物リン酸モノエステルジナトリウム塩等が挙げられる。
第4級アンモニウム塩型界面活性剤としては、炭素数3〜40の3級アミンと4級化剤(例えば、メチルクロライド、メチルブロマイド、エチルクロライド、ベンジルクロライド及びジメチル硫酸などのアルキル化剤並びにEOなど)との反応等で得られ、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム)、セチルピリジニウムクロライド、ポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロライド及びステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェートなどが挙げられる。
第1級アミン塩型界面活性剤としては、例えば、炭素数8〜40の脂肪族高級アミン(例えば、ラウリルアミン、ステアリルアミン、硬化牛脂アミン及び、ロジンアミンなどの高級アミン)の無機酸塩又は有機酸塩及び低級アミン(炭素数2〜6)の高級脂肪酸(炭素数8〜40、ステアリン酸、オレイン酸など)塩などが挙げられる。
また、第3級アミン塩型界面活性剤としては、例えば、炭素数4〜40の脂肪族アミン(例えば、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなど)、脂肪族アミン(炭素数2〜40)のEO(2モル以上)付加物、炭素数6〜40の脂環式アミン(例えば、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルヘキサメチレンイミン、N−メチルモルホリン及び1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセンなど)、炭素数5〜30の含窒素ヘテロ環芳香族アミン(例えば、4−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾール及び4,4’−ジピリジルなど)の無機酸塩又は有機酸塩及びトリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミンなどの3級アミンの無機酸塩又は有機酸塩などが挙げられる。
[式中、Rは1価の炭化水素基;nは1又は2;mは1又は2;Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムカチオン、アミンカチオン、アルカノールアミンカチオンなどである。]
AO付加型非イオン界面活性剤は、炭素数8〜40の高級アルコ−ル、炭素数8〜40の高級脂肪酸又は炭素数8〜40のアルキルアミン等に直接AO(炭素数2〜20)を付加させるか、グリコ−ルにAOを付加させて得られるポリアルキレングリコ−ルに高級脂肪酸などを反応させるか、あるいは多価アルコ−ルに高級脂肪酸を反応して得られたエステル化物にAOを付加させるか、高級脂肪酸アミドにAOを付加させることにより得られる。
これらのうち好ましいものは、EO及びEOとPOのランダム又はブロック付加物である。
AOの付加モル数としては10〜50モルが好ましく、該AOのうち50〜100%がEOであるものが好ましい。
そのため、樹脂微粒子(A2)としては、分散する際の温度において、剪断により破壊されない程度の強度を有すること、水に溶解したり、膨潤したりしにくいこと、樹脂(a)若しくはその溶剤溶液又は樹脂(a)の前駆体(a0)若しくはその溶剤溶液に溶解したり、膨潤したりしにくいことが好ましい特性としてあげられる。
〔1〕ビニル樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法または分散重合法等の重合反応により、直接、樹脂微粒子(A2)の水性分散液を製造する方法
〔2〕エステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液を適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして硬化させて樹脂微粒子(A2)の水性分散体を製造する方法
〔3〕エステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化しても良い)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化し、加熱したり、硬化剤を加えて硬化させる方法
〔4〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を機械回転式またジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法
〔5〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法
〔6〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加するか、またはあらかじめ溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂粒子を析出させ、次いで、溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法
〔7〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱または減圧等によって溶剤を除去する方法
〔8〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い)により作成した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法
〔1〕〜〔8〕において使用される分散剤および乳化剤は、樹脂粒子(A)製造法で使用される上述の界面活性剤(k)を使用することができる。
表面被覆率(%)=[樹脂微粒子(A2)に覆われている部分の面積/樹脂微粒子(A2)に覆われている部分の面積+樹脂粒子(A1)が露出している部分の面積]×100
また(s)の沸点は、脱溶剤の際の除去容易性の観点から、120℃以下のものが好ましく、更に好ましくは100℃以下、特に好ましくは40〜80℃である。
溶剤としては、例えば、上記の溶剤(s)のうち、エステル又はエステルエーテル溶剤、エーテル溶剤、ケトン溶剤、アルコール溶剤、アミド溶剤、スルホキシド溶剤、複素環式化合物溶剤及びこれらの2種以上の混合溶剤等が挙げられる。
溶剤を含有する場合、溶剤の含有量は、水性媒体の質量に基づいて、1〜80%が好ましい。上限は、更に好ましくは70%、特に好ましくは30%であり、下限は、更に好ましくは2%、特に好ましくは5%である。
溶剤(s)を使用する場合、樹脂(a)及び前駆体(a0)の種類等によって異なるが、(a)又は(a0)とのSP値の差が3以下である溶剤が好ましい。
尚、上記及び以下において融点は、DSCにより測定されるものである(昇温速度20℃/分)。
〔2〕フィラー(b)を、必要に応じ樹脂(a)、及び/又は樹脂(a)の前駆体(a0)と共に溶剤(s)中に溶解あるいは懸濁した後、冷却晶析、溶剤晶析等により液中に析出させる方法。
〔3〕フィラー(b)を、必要に応じ樹脂(a)、及び/又は樹脂(a)の前駆体(a0)と共に溶剤(s)中に溶解あるいは懸濁し、スプレードライ等により気相中に析出させた後、溶剤(s)中に混合し分散させる方法。
〔4〕フィラー(b)を、必要に応じ樹脂(a)及び/又は樹脂(a)の前駆体(a0)と共に溶剤(s)中に溶解あるいは懸濁した後、分散機により機械的に湿式粉砕、あるいは解砕させる方法。
〔5〕溶剤(s)中で合成した(b)を添加・混合する方法。
〔6〕水中に分散しているフィラー(b)を、表面処理剤(d)を添加して湿式処理を行った後、溶剤置換したオルガノゾルを分散液(D0)中に添加・混合する方法。
上記〔6〕の、湿式法により合成された(b)のオルガノゾルの例としては、水熱合成法、ゾル−ゲル法等により合成された金属酸化物のハイドロゲルや、乳化重合、シード重合、懸濁重合等により得られた有機微粒子の分散液を、上記表面処理剤(d)により疎水化処理し、水を溶剤(s)(好ましくは、メチルエチルケトン、酢酸エチル等)に置換する方法が挙げられる。上記方法による市販のオルガノゾル(例えば日産化学工業製のオルガノシリカゾル[MEK−ST、MEK−ST−UP等]等が挙げられる。)を使用することもできる。
分散安定性の観点から、特に上記〔1〕、〔4〕、〔5〕及び〔6〕の方法が好ましい。
〔1〕一般的な攪拌脱溶剤槽やフィルムエバポレータ等において、加熱及び/又は減圧により脱溶剤する方法。
〔2〕液面、あるいは液中においてエアーブローして脱溶剤する方法。
〔3〕該(D)と該(W)の懸濁液を水で希釈し、(s)を水連続相中に抽出する方法。
〔1〕の方法で、加熱する際の温度は、樹脂(a)が結晶性であれば融点(Tm)以下、また樹脂(a)が非晶性であればガラス転移温度(Tg)以下であることが好ましく、通常TmあるいはTgの5℃以下が好ましく、より好ましくは10℃以下、特に好ましくは20℃以下である。減圧する際の減圧度(ゲージ圧)は、−0.03MPa以下が好ましく、より好ましくは−0.05MPa以下である。
〔3〕の方法は、溶剤(s)が水に対する溶解性を有する場合に、好ましい方法である。一般的には、〔1〕の方法が好ましい。
〔1〕水性分散体を減圧下又は常圧下で乾燥する方法。
〔2〕遠心分離器、スパクラフィルター及び/又はフィルタープレスなどにより固液分離し、必要に応じて水等を加え固液分離を繰り返した後、得られた固体を乾燥する方法。
〔3〕水性分散体を凍結させて乾燥させる方法(いわゆる凍結乾燥)。
また、必要に応じ、風力分級器又はふるい等を用いて分級し、所定の粒度分布とすることもできる。
攪拌装置及び脱水装置のついた反応容器に、ビスフェノールA・EO2モル付加物218部、ビスフェノールA・PO3モル付加物537部、テレフタル酸213部、アジピン酸47部、ジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧、230℃で5時間脱水反応を行った後、3mmHgの減圧下で5時間脱水反応を行った。更に180℃に冷却し、無水トリメリット酸43部を投入し、常圧で2時間反応を行い、[エステル樹脂1]を得た。[エステル樹脂1]はTg44℃、数平均分子量2700、重量平均分子量6500、酸価25であった。
攪拌装置及び脱水装置のついた反応容器に、ビスフェノールA・EO2モル付加物681部、ビスフェノールA・PO2モル付加物81部、テレフタル酸275部、アジピン酸7部、無水トリメリット酸22部、ジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧、230℃で5時間脱水反応を行った後、3mmHgの減圧下で5時間脱水反応を行い、[エステル樹脂2]を得た。[エステル樹脂2]はTg54℃、数平均分子量2200、重量平均分子量9500、酸価0.8、水酸基価53であった。
オートクレーブに、製造例2で得られた[エステル樹脂2]407部、IPDI108部、酢酸エチル485部を投入し、密閉状態で100℃、5時間反応を行い、分子末端にイソシアネート基を有する[プレポリマー溶液1]を得た。[プレポリマー溶液1]のNCO含量は1.7%であった。
撹拌機、脱溶剤装置、及び温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン50部とメチルエチルケトン300部を投入し、50℃で5時間反応を行った後、脱溶剤してケチミン化合物である[硬化剤1]を得た。[硬化剤1]の全アミン価は415であった。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン139部、メタクリル酸138部、、アクリル酸ブチル184部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸ブチル−メタクリル酸EO付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.15μmであった。
攪拌棒をセットした容器に、水955部、製造例5により得られた[微粒子分散液1]15部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(エレミノールMON7、三洋化成工業製)30部を投入し、乳白色の液体[水相1]を得た。
上記<製造例6>において、[微粒子分散液1]15部を入れない以外は、同様にして[水相2]を得た。
製造例1で得られた[エステル樹脂1]300部、銅フタロシアニン15:3(C.I.Pigment Blue15:3)(平均一次粒子径25nm)を500部、エステル系顔料分散剤(ソルスパーズ24000SC、アビシア製)150部、フタロシアニン顔料誘導体(ソルスパーズ5000、アビシア製)50部をヘンシェルミキサーで混合後、二軸押出混練機で混練し、[マスターバッチ1]を得た。
製造例1で得られた[エステル樹脂1]150部、疎水性シリカ(アエロジルR974、平均一次粒子径12nm、日本アエロジル製)50部、ビス(2−モルホリノエチル)エーテル5部、酢酸エチル478部を攪拌混合槽で混合した後、ウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式分散し、[シリカ分散液1]を得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器にカルナバワックス50部、[エステル樹脂1]150部、酢酸エチル470部を添加し、70℃に加熱してカルナバワックスを溶解した後、30℃に冷却してワックスを晶析させ、[ワックス分散液1]を得た。更に[ワックス分散液1]をウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式分散し、[ワックス分散液2]を得た。[ワックス分散液2]の固形分濃度は30%であった。
撹拌棒および温度計をセットしたオートクレーブに、キシレン24部を投入し、メタクリル酸グリシジル/メタクリル酸メチル/スチレン/アクリル酸2−エチルヘキシル(25重量%/33重量%/40重量%/2重量%)の混合モノマー2,000部と重合触媒1部を、170℃で3時間かけて滴下重合をおこなった。180℃まで昇温しながら常圧で脱揮し、180℃になったところで減圧に切り替え、2時間かけて減圧で脱揮をおこない、[ビニル樹脂1]を得た。[ビニル樹脂1]の数平均分子量は10,500、重量平均分子量は120,000、ガラス転移温度は65℃であった。
製造例1で得られた[エステル樹脂1]500部、銅フタロシアニン15:3(C.I.Pigment Blue15:3)(平均一次粒子径25nm)を500部をヘンシェルミキサーで混合後、二軸押出混練機で混練し、[マスターバッチ2]を得た。
製造例9においてビス(2−モルホリノエチル)エーテルを添加せず、それ以外は製造例9と同様にして、[シリカ分散液2]を得た。
ビーカー内に[エステル樹脂1]291部、[ワックス分散液2]325部、酢酸エチル213部、[プレポリマー溶液1]119部、[硬化剤1]13部、及び[マスターバッチ1]39部を投入して溶解・混合均一化した後、[水相1]1500部を添加し、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を使用し、回転数12000rpmで25℃で1分間分散操作を行い、更にフィルムエバポレータで減圧度−0.05MPa(ゲージ圧)、温度40℃、回転数100rpmの条件で30分間脱溶剤し、水性分散体(D1)を得た。
(D1)100部を遠心分離し、更に水60部を加えて遠心分離して固液分離する工程を2回繰り返した後、35℃で1時間乾燥して樹脂粒子(P1)を得た。(P1)の特性値を表1に示す。
ビーカー内に[エステル樹脂1]271部、[ワックス分散液2]330部、[マスターバッチ2]39部、酢酸エチル142部、[プレポリマー1]116部、[硬化剤1]13部、オルガノシリカゾル(MEK−ST−UP、固形分濃度20%、平均一次粒子径15nm、日産化学工業製)86部を投入して溶解・混合均一化した後、[水相1]1500部を添加し、TKホモミキサーを使用し、回転数12000rpmで25℃で1分間分散操作を行い、更にフィルムエバポレータで減圧度−0.05MPa(ゲージ圧)、温度40℃、回転数100rpmの条件で30分間脱溶剤し、水性分散体(D2)を得た。
(D2)100部を遠心分離し、更に水60部を加えて遠心分離して固液分離する工程を2回繰り返した後、35℃で1時間乾燥して樹脂粒子(P2)を得た。(P2)の特性値を表1に、SEM画像を図2、TEM画像を図3に示す。シリカのみが表面に集積し、外殻層を形成しており(図3中、粒子輪郭部が濃い色の帯状になっている様子から見て取れる。)、それにより樹脂粒子表面が凹凸に変形している様子(図2中、粒子があたかも「梅干し」状になっている様子から見て取れる。)が観察された。
上記<実施例2>において、MEK−ST−UP86部を、MEK−ST(固形分濃度30%、平均一次粒子径15nm、日産化学工業製)115部に変更し、同様の方法により水性分散体(D3)及び樹脂粒子(P3)を得た。(P3)の特性値を表1に示す。
ビーカー内に[エステル樹脂1]223部、[ワックス分散液2]324部、[マスターバッチ2]39部、酢酸エチル54部、[プレポリマー1]114部、[硬化剤1]13部、[シリカ分散液1]231部を投入して溶解・混合均一化した後、[水相1]1500部を添加し、TKホモミキサーを使用し、回転数12000rpmで25℃で1分間分散操作を行い、更にフィルムエバポレータで減圧度−0.05MPa(ゲージ圧)、温度40℃、回転数100rpmの条件で30分間脱溶剤し、水性分散体(D4)を得た。
(D4)100部を遠心分離し、更に水60部を加えて遠心分離して固液分離する工程を2回繰り返した後、35℃で1時間乾燥して樹脂粒子(P4)を得た。(P4)の特性値を表1に示す。
上記<実施例4>において、[エステル樹脂1]を、[ビニル樹脂1]に変更し、同様の方法により水性分散体(D5)及び樹脂粒子(P5)を得た。(P5)の特性値を表1に示す。
実施例2においてオルガノシリカゾルを添加せず、それ以外は実施例2と同様にして、水性分散体(CD1)及び樹脂粒子(CP1)を得た。(CP1)の特性値を表1に、SEM画像を図4に示す。図4から(CP1)は真球状粒子であることがわかる。
上記<実施例5>において、[シリカ分散液1]の替わりに[シリカ分散液2]を使用し、同様の方法により水性分散体(CD2)及び樹脂粒子(CP2)を得た。(CP2)の特性値を表1に示す。
実施例1において[マスターバッチ1]の替わりに[マスターバッチ2]を使用し、それ以外は実施例1と同様にして、水性分散体(CD3)及び樹脂粒子(CP3)を得た。(CP3)の特性値を表1に示す。
(a)定着性
転写紙(リコー製 タイプ6200)にベタ画像で、1.0±0.1mg/cm2のトナーが現像される様にトナー量の調整を行ない、定着ベルトの温度が可変となる様に調整を行なって、オフセットの発生しない温度の最低値及び最高値を測定した。また、得られた定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって定着下限温度とした。
(b)クリーニング性
清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム(株)製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、ブランクとの差が0.01以下のものを○(良好)、それを越えるものを×(不良)として評価した。なお評価は、5000枚印刷後に実施した。
Claims (20)
- 樹脂(a)とフィラー(b)とを含有してなる、トナー用樹脂粒子:ただし該粒子は3〜10μmの体積平均粒径および110〜300の形状係数(SF−2)を有し;該粒子は(b)の少なくとも一部からなる外殻層(S)を有し;該層(S)は少なくとも0.01μmで且つ粒子断面の最大内接円半径の1/2以下の厚みを有する。
- 表面中心線平均粗さと体積平均粒径の比が、0.001〜0.1である請求項1記載のトナー用樹脂粒子。
- (体積平均粒径/個数平均粒径)の値が1.0〜1.5である請求項1又は2記載のトナー用樹脂粒子。
- (b)を0.01〜50質量%含有し、該層(S)を構成する(b)を0.01〜20質量%含有する請求項1〜3のいずれか記載のトナー用樹脂粒子。
- 該層(S)が、一次粒子が0.001〜0.5μmの体積平均粒径を有する(b)で構成される請求項1〜4のいずれか記載のトナー用樹脂粒子。
- 該(b)の一次粒子の体積平均粒径と樹脂粒子の体積平均粒径の比が0.1以下である請求項5記載のトナー用樹脂粒子。
- (b)が、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、金属硫酸塩、金属珪酸塩、金属窒化物、金属リン酸塩、金属ホウ酸塩、金属チタン酸塩、金属硫化物、炭素類からなる群から選ばれる無機フィラー(b1)、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂、エステル樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アゾ顔料、フタロシアニン顔料、縮合多環顔料、染色レーキ顔料、有機ワックスからなる群から選ばれる有機フィラー(b2)、又は(b1)と(b2)の組合せである請求項1〜6のいずれか記載のトナー用樹脂粒子。
- 該層(S)が、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤、3級アミン化合物からなる群から選ばれる表面処理剤(d)により処理されてなるフィラー(b)で構成される請求項1〜7のいずれか記載のトナー用樹脂粒子。
- (a)がウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂およびエステル樹脂からなる群から選ばれる1種以上の樹脂である請求項1〜8のいずれか記載のトナー用樹脂粒子。
- ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂およびエステル樹脂からなる群から選ばれる1種以上からなる樹脂の微粒子(A2)の層で表面の少なくとも一部が覆われている、より大きい粒子径を有する樹脂粒子(A1)からなる請求項1〜9のいずれか記載のトナー用樹脂粒子。
- (A1)の表面の少なくとも5%が樹脂微粒子(A2)で覆われている請求項10記載のトナー用樹脂粒子。
- (A2)が、(A1)の体積平均粒径に対する(A2)の体積平均粒径の比が0.001〜0.3となる体積平均粒径を有する請求項10又は11記載のトナー用樹脂粒子。
- (1)溶剤(s)中の樹脂(a)及び/又はその前駆体(a0)からなる分散液(D0)中にフィラー(b)が分散されてなるフィラー含有分散液(D)を水性媒体(W)中に分散し、水中油型分散液(D1)を形成し、油滴(A0)中に(b)の少なくとも一部からなる集積層(S0)を形成し、
(2)(D1)を脱溶剤をして樹脂粒子(A)を得る
請求項1〜12のいずれか記載のトナー用樹脂粒子(A)の製造法。 - 分散液(D)中の(s)の含量が、20〜80質量%である請求項13記載の製造法。
- (a)と(b)の少なくとも一部を、必要により溶剤及び/又は分散剤の存在下、溶融混練することにより得られたマスターバッチ(m)を(s)中に分散することにより、分散液(D)を得る請求項13又は14記載の製造法。
- 湿式法により合成された(b)の少なくとも一部のオルガノゾルを(D0)中に分散することにより、分散液(D)を得る請求項13又は14記載の製造法。
- 溶剤(s)中において、(a)及び/又は(a0)の存在下又は不存在下、(b)の少なくとも一部を粉砕あるいは解砕する請求項13又は14記載の製造法。
- (a0)が少なくとも1個の反応性基を有するプレポリマー(a01)と、それと反応性を有する硬化剤(a02)からなる請求項13〜17のいずれか記載の製造法。
- 反応性基が、イソシアネート基、ブロック化イソシアネート基およびエポキシ基からなる群から選ばれる請求項18記載の製造法。
- 該分散液(D)を、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ビニル樹脂およびエステル樹脂からなる群から選ばれる1種以上からなる樹脂の微粒子(A2)を含有する水性媒体(W)中に分散する請求項13〜19のいずれか記載の製造法。
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