JP2014038169A - トナーの製造方法及びトナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結晶性樹脂(A)、離型剤(B)及び有機溶剤(C)を含有する溶液(D)と分散媒体(E)とを混合し、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程の後、分散体(DE)から有機溶剤(C)を除去する工程を経て得られるトナー(X)の製造方法であって、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、並びに有機溶剤(C)を除去する工程が、特定の温度で行われ、かつ、有機溶剤(C)を除去する工程が(D)中の有機溶剤(C)の含有率が(D)の重量に基づき30〜60重量%の時、少なくとも1度は特定のの温度で行われるトナー(X)の製造方法。
【選択図】図1
Description
トナーの溶融粘度を低くするために、結晶性樹脂をバインダー樹脂として用いる方法が古くから知られている。しかしながら、結晶性樹脂を有機溶剤に溶解させ、連続相媒体中に分散させた場合、トナーが多孔質状になりやすく、トナーの耐熱保存性や粉体流動性、紙への転写性が悪化する問題があった。
この問題を解決するため、結晶性樹脂を水中に分散した後、加熱処理する製造方法が開示されている(特許文献2)。
しかしながら、かかる方法ではトナーの表面は平滑になるものの、粒子内部に空孔が残り、低温定着性が悪化し、定着後の光沢が悪化する問題がある。
すなわち本発明は、以下に記載する「トナー(X)の製造方法」及び「トナー」を包含する。
(1)「結晶性樹脂(A)、離型剤(B)及び有機溶剤(C)を含有する溶液(D)と分散媒体(E)とを混合し、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程の後、分散体(DE)から有機溶剤(C)を除去する工程を経て得られるトナー(X)の製造方法であって、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、並びに有機溶剤(C)を除去する工程が、下記条件1のT1以下の温度で行われ、かつ、有機溶剤(C)を除去する工程が(D)中の有機溶剤(C)の含有率が(D)の重量に基づき30〜60重量%の時、少なくとも1度は下記条件2のT2以上の温度で行われるトナー(X)の製造方法。
[条件1]
T1(℃)=(Btp)−7.6×(Cc1)2
(Btp):(B)の融解熱最大ピーク温度
(Cc1):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(B)の含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(B)、(C)の含有率は、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、有機溶剤(C)を除去する工程それぞれにおける(D)中の(B)、(C)の含有率である。)
[条件2]
T2(℃)=(Atp)−((Cc2)/0.0005)1/2
(Atp):(A)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc2):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(A)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(A)、(C)の含有率は、有機溶剤(C)を除去する工程における含有率である。)」
(2)「前記有機溶剤(C)を除去する工程の後、前記分散媒体(E)を除去する工程を含むことを特徴とする前記(1)項に記載のトナー(X)の製造方法。」
(3)「前記溶液(D)中の前記離型剤(B)と、トナー(X)に含有される離型剤(B)のメジアン径がいずれも0.1〜10μmである前記(1)項又は(2)項に記載のトナー(X)の製造方法。」
(4)「前記結晶性樹脂(A)の融解熱の最大ピーク温度が40〜100℃である前記(1)項乃至(3)項のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。」
(5)「前記結晶性樹脂(A)の全吸熱量(△H)が20〜150J/gである前記(1)項乃至(4)項のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。」
(6)「前記結晶性樹脂(A)が結晶性部(a)と非結晶部(a’)とで構成されるブロック樹脂であり、(A)中の(a)の含有率が50重量%以上である前記(1)項乃至(5)項のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。」
(7)「前記結晶性樹脂(A)が、エステル基、ウレタン基及びウレア基を有する前記(1)項乃至(6)項のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。」
(8)「トナー(X)に含有される結晶性部(a)の含有率が30〜100重量%である前記(6)項又は(7)項に記載のトナー(X)の製造方法。」
(9)「トナー(X)の分子量分布が3.5〜100である前記(1)項乃至(8)項のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。」
(10)「結晶性樹脂(A)が、その前駆体(A0)から得られることを特徴とする前記(1)項乃至(9)項のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。」
(11)「前記前駆体(A0)が、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせである前記(10)項に記載のトナー(X)の製造方法。」
(12)「前記有機溶剤(C)を除去する工程が減圧下で行われる前記(1)項乃至(11)項のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。」
(13)「結晶性樹脂(A)、離型剤(B)及び有機溶剤(C)を含有する溶液(D)と分散媒体(E)とを混合し、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程の後、分散体(DE)から有機溶剤(C)を除去する工程を経て得られるトナー(X)であって、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、及び有機溶剤(C)を除去する工程が、下記条件1のT1以下の温度で行われ、かつ、有機溶剤(C)を除去する工程が、(D)中の有機溶剤(C)の含有率が(D)の重量に基づき30〜60重量%の時、少なくとも1度は下記条件2のT2以上の温度で行われ、下記条件3を満たすことを特徴とするトナー(X)。
[条件1]
T1(℃)=(Btp)−7.6×(Cc1)2
(Btp):(B)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc1):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(B)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(B)、(C)の含有率は、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、有機溶剤(C)を除去する工程それぞれにおける含有率である。)
[条件2]
T2(℃)=(Atp)−((Cc2)/0.0005)1/2
(Atp):(A)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc2):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(A)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(A)、(C)の含有率は、有機溶剤(C)を除去する工程における含有率である。)
[条件3]
0.25≦[トナー(X)のかためかさ密度]/[トナー(X)の真比重]≦0.8。」
(14)「前記有機溶剤(C)を除去する工程の後、分散媒体(E)を除去する工程を含む製造過程を経て製造されたことを特徴とする前記(13)項に記載のトナー(X)。」
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明における結晶性樹脂(A)とは、樹脂の軟化点(以下Tmと略記する)と融解熱の最大ピーク温度(以下Taと略記する)との比(Tm/Ta)が0.8〜1.55であり、DSCにおいて、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂を意味する。Tm、Taは以下の方法で測定することができる。
<Tmの測定方法>
高化式フローテスター{例えば「CFT−500D」[(株)島津製作所製]}を用いて、1gの測定試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をグラフから読み取り、この値(測定試料の半分が流出したときの温度)をTmとする。
<Taの測定方法>
示差走査熱量計{例えば「DSC210」[セイコー電子工業(株)製]}を用いて測定
する。
Taの測定に供する(A)は、前処理として、130℃で溶融した後、130℃から70℃まで1.0℃/分の速度で降温し、次に70℃から10℃まで0.5℃/分の速度で降温する。ここで、一度DSCにより、昇温速度20℃/分で昇温して吸発熱変化を測定して、「吸発熱量」と「温度」とのグラフを描き、このとき観測される20〜100℃にある吸熱ピーク温度をTa’とする。複数ある場合は最も吸熱量が大きいピークの温度をTa’とする。最後に試料を(Ta’−10)℃で6時間保管した後、(Ta’−15)℃で6時間保管する。
次いで、前記(A)を、DSCにより降温速度10℃/分で0℃まで冷却した後、昇温
速度20℃/分で昇温して吸発熱変化を測定して同様のグラフを描き、吸熱量の最大ピー
クに対応する温度を、融解熱の最大ピーク温度(Ta)とする。
(A)の全吸熱量(△H)は、以下の方法で測定することができる。
上記(Ta)の測定方法でえられた吸熱最大ピークの面積積分値から算出される吸熱量である。
(A)としては、(A1)〜(A3)を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
結晶性ポリエステル樹脂(A1)としては、ジオール(1)と、ジカルボン酸(2)を構成単位とするものが挙げられる。
これらのうち好ましいのは、アルキレングリコール及びビスフェノール類のAO付加物であり、更に好ましいのはビスフェノール類のAO付加物、及びビスフェノール類のAO付加物とアルキレングリコールとの混合物である。
これらのうち好ましいのは、アルケンジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸であり、更に好ましいのは芳香族ジカルボン酸である。
結晶性ポリウレタン樹脂(A2)としては、前記ジオール(1)及び/又はジアミン(3)と、ジイソシアネート(4)を構成単位とするもの(A2−1)、並びに前記結晶性ポリエステル樹脂(A1)と、前記ジオール(1)及び/又はジアミン(3)と、ジイソシアネート(4)を構成単位とするもの(A2−2)等が挙げられる。
炭素数2〜18の脂肪族ジアミンとしては、鎖状脂肪族ジアミン及び環状脂肪族ジアミン等が挙げられる。
環状脂肪族ポリアミンとしては、炭素数4〜15の脂環式ジアミン{1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4’−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)及び3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン等}及び炭素数4〜15の複素環式ジアミン[ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、及び1,4−ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン等]等が挙げられる。
鎖状脂肪族ジイソシアネートとしては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート及びこれらの混合物等が挙げられる。
環状脂肪族ジイソシアネートとしては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−又は2,6−ノルボルナンジイソシアネート及びこれらの混合物等が挙げられる。
結晶性ビニル樹脂(A3)としては、重合性二重結合を有する単量体を単独重合又は共重合した重合体である。重合性二重結合を有する単量体としては、以下の(5)〜(14)が挙げられる。
(5−1)重合性二重結合を有する脂肪族炭化水素:
(5−1−1)重合性二重結合を有する鎖状炭化水素:炭素数2〜30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、ドデセン及びオクタデセン等);炭素数4〜30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)。
(5−1−2)重合性二重結合を有する環状炭化水素:炭素数6〜30のモノ又はジシクロアルケン(例えばシクロヘキセン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等)及び炭素数5〜30のモノ又はジシクロアルカジエン[例えば(ジ)シクロペンタジエン等]等。
(5−2)重合性二重結合を有する芳香族炭化水素:スチレン;スチレンのハイドロカルビル(炭素数1〜30のアルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体(例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン及びトリビニルベンゼン等);及びビニルナフタレン等。
炭素数3〜15の不飽和モノカルボン酸{例えば(メタ)アクリル酸[「(メタ)アクリル」は、アクリル又はメタクリルを意味する。]、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(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3〜10の不飽和ジカルボン酸のモノアルキル(炭素数1〜10)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及びシトラコン酸モノデシルエステル等)等。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩を構成する塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩及びカリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩及びマグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩及び4級アンモニウム塩等が挙げられる。
アミン塩としては、アミン化合物であれば特に限定されないが、例えば1級アミン塩(エチルアミン塩、ブチルアミン塩及びオクチルアミン塩等)、2級アミン(ジエチルアミン塩及びジブチルアミン塩等)、3級アミン(トリエチルアミン塩及びトリブチルアミン塩等)が挙げられる。4級アンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウム塩、トリエチルラウリルアンモニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩及びトリブチルラウリルアンモニウム塩等が挙げられる。
カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩としては、アクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、マレイン酸モノナトリウム、マレイン酸ジナトリウム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸カリウム、マレイン酸モノカリウム、アクリル酸リチウム、アクリル酸セシウム、アクリル酸アンモニウム、アクリル酸カルシウム及びアクリル酸アルミニウム等が挙げられる。
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等];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等);ポリ[n(重合度。以下同様。)=2〜30]オキシアルキレン(オキシエチレン、オキシプロピレン及びオキシブチレン等。オキシアルキレンは単独又は併用でもよく、併用する場合、付加形式はランダム付加でもブロック付加でもよい。)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及びポリ(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];下記一般式(1)〜(3)で表される化合物;及びこれらの塩等が挙げられる。
なお、塩としては、(6)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体の塩を構成する塩として例示したものが挙げられる。
(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)。
なお、塩としては、(6)カルボキシル基と重合性二重結合を有する単量体を構成する塩として例示したもの挙げられる。
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及び庶糖アリルエーテル等。
(10−1)アミノ基と重合性二重結合を有する単量体:
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−ビニルピリジン、2−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及びこれらの塩等。
(10−2)アミド基と重合性二重結合を有する単量体:
(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及びN−ビニルピロリドン等。
(10−3)ニトリル基と重合性二重結合を有する炭素数3〜10の単量体:
(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。
(10−4)ニトロ基と重合性二重結合を有する炭素数8〜12の単量体:
ニトロスチレン等。
グリシジル(メタ)アクリレート及びp−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
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、クロロスチレン、ブロムスチレン、ジクロロスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等。
(13−1)重合性二重結合を有する炭素数4〜16のエステル:
酢酸ビニル、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)アクリレート及びエイコシル(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、分枝鎖又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、分枝鎖又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及び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と重合性二重結合を有する単量体[ポリエチレングリコール[Mn=300]モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn=500)モノアクリレート、メチルアルコールEO10モル付加物(メタ)アクリレート及び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)アクリレート及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
(13−2)重合性二重結合を有する炭素数3〜16のエーテル:
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、アセトキシスチレン及びフェノキシスチレン等が挙げられる。
(13−3)重合性二重結合を有する炭素数4〜12のケトン:
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン及びビニルフェニルケトン等が挙げられる。
(13−4)重合性二重結合を有する炭素数2〜16の含硫黄化合物:
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が挙げられる。
結晶性樹脂(A)のうち好ましいのは、結晶性ポリエステル樹脂(A1)及び結晶性ポリウレタン樹脂(A2)であり、更に好ましいのは(A2)、特に好ましいのは(A2−2)、最も好ましいのは、(A2−2)のうち、分子中にエステル基、ウレタン基及びウレア基を有するものである。
本発明における非結晶性樹脂(A’)としては、前記の結晶性樹脂(A)として例示した結晶性ポリエステル樹脂(A1)、結晶性ポリウレタン樹脂(A2)及び結晶性ビニル樹脂(A3)と同様の組成であって、TmとTaとの比(Tm/Ta)が1.55より大きい樹脂が挙げられる。
結合剤を使用しない場合、必要により加熱減圧しつつ、(a)を形成する(A)の末端官能基と、(a’)を形成する(A’)の末端官能基の反応を進める。特に酸とアルコールとの反応や酸とアミンとの反応の場合、一方の樹脂の酸価が高く、もう一方の樹脂の水酸基価やアミン価が高い場合、反応がスムーズに進行する。反応温度は180℃〜230℃で行うのが好ましい。
結合剤を使用する場合は、種々の結合剤が使用できる。結合剤としては、前記のジオール(1)、ジカルボン酸(2)、ジアミン(3)、ジイソシアネート(4)及び多官能エポキシ等が挙げられる。
脱水反応としては、(a)と(a’)が共に水酸基を有し、これらを結合剤[例えばジカルボン酸(2)]で結合する反応が挙げられる。脱水反応は、無溶剤下、反応温度180〜230℃で行うことができる。
付加反応としては、(a)と(a’)が共に水酸基を有し、これらを結合剤[例えばジイソシアネート(4)]で結合する反応や、(a)と(a’)の一方が水酸基を有する樹脂であり、もう一方がイソシアネート基を有する樹脂の場合、結合剤を用いずにこれらを結合する反応が挙げられる。付加反応は、(a)と(a’)共に溶解可能な溶剤に溶解させ、必要により結合剤を投入し、反応温度80℃〜150℃で行うことができる。
トナー(X)中の結晶性部(a)の含有率は、低温定着性の観点から、好ましくは30〜95重量%であり、更に好ましくは40〜94重量%、特に好ましくは45〜94重量%である。
本発明における樹脂のMn、Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて、以下の条件で測定することができる。
装置(一例):「HLC−8120」[東ソー(株)製]
カラム(一例):「TSK GEL GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度:40℃
試料溶液:0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液(不溶解分をグラスフィルターでろ別したもの)
溶液注入量:100μl
検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、
18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、
1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
なお、本発明におけるSP値は、Fedorsによる方法[Polym.Eng.Sci.14(2)152,(1974)]により計算することができる。
本発明のトナー(X)の製造方法において、結晶性樹脂(A)としては、その前駆体(A0)から得られたものを使用してもよい。
前駆体(A0)としては、化学反応により樹脂(A)になり得るものであれば特に限定されず、(A)が、結晶性ポリエステル樹脂(A1)又は結晶性ポリウレタン樹脂(A2)である場合、(A0)としては、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせが挙げられる。
(A)が結晶性ビニル樹脂(A3)である場合、(A0)としては、前記の単量体(5)〜(14)が挙げられる。
(A0)のうち、生産性の観点から好ましいのは、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせである。
〔1〕(α)が有する反応性基が、活性水素化合物と反応可能な官能基(α1)であり、(β)が活性水素基含有化合物(β1)である組み合わせ。
〔2〕(α)が有する反応性基が活性水素含有基(α2)であり、(β)が活性水素含有基と反応可能な化合物(β2)である組み合わせ。
前記組合せ〔1〕において、活性水素化合物と反応可能な官能基(α1)としては、イソシアネート基(α1a)、ブロック化イソシアネート基(α1b)、エポキシ基(α1c)、酸無水物基(α1d)及び酸ハライド基(α1e)等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、(α1a)、(α1b)及び(α1c)であり、更に好ましいのは(α1a)及び(α1b)である。
ブロック化イソシアネート基(α1b)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。
前記ブロック化剤としては、オキシム類(アセトオキシム、メチルイソブチルケトオキシム、ジエチルケトオキシム、シクロペンタノンオキシム、シクロヘキサノンオキシム及びメチルエチルケトオキシム等);ラクタム類(γ−ブチロラクタム、ε−カプロラクタム及びγ−バレロラクタム等);炭素数1〜20の脂肪族アルコール類(エタノール、メタノール及びオクタノール等);フェノール類(フェノール、m−クレゾール、キシレノール及びノニルフェノール等);活性メチレン化合物(アセチルアセトン、マロン酸エチル及びアセト酢酸エチル等);塩基性窒素含有化合物(N,N−ジエチルヒドロキシルアミン、2−ヒドロキシピリジン、ピリジンN−オキサイド及び2−メルカプトピリジン等);及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
これらのうち好ましいのはオキシム類であり、更に好ましいのはメチルエチルケトオキシムである。
ポリエーテル(αw)としては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド及びポリテトラメチレンオキサイド等が挙げられる。
ポリエステル(αx)としては、ジオール(1)とジカルボン酸(2)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)等が挙げられる。
エポキシ樹脂(αy)としては、ビスフェノール類(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。
ポリウレタン(αz)としては、ジオール(1)とジイソシアネート(4)の重付加物及びポリエステル(αx)とジイソシアネート(4)の重付加物等が挙げられる。
〔1〕二以上の構成成分のうちの一つを過剰に用いることで構成成分の官能基を末端に残存させる方法。
〔2〕二以上の構成成分のうちの一つを過剰に用いることで構成成分の官能基を末端に残存させ、更に残存した前記官能基と反応可能な官能基及び反応性基を含有する化合物を反応させる方法。
等が挙げられる。
前記〔1〕の方法では、水酸基含有ポリエステルプレポリマー、カルボキシル基含有ポリエステルプレポリマー、酸ハライド基含有ポリエステルプレポリマー、水酸基含有エポキシ樹脂プレポリマー、エポキシ基含有エポキシ樹脂プレポリマー、水酸基含有ポリウレタンプレポリマー及びイソシアネート基含有ポリウレタンプレポリマー等が得られる。
構成成分の比率は、例えば水酸基含有ポリエステルプレポリマーの場合、ポリオール成分とポリカルボン酸成分の比率が、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/1であり、更に好ましくは1.5/1〜1/1、特に好ましくは1.3/1〜1.02/1である。他の骨格、末端基のプレポリマーの場合も、構成成分が変わるだけで比率は同様である。
前記〔2〕の方法では、前記方法〔1〕で得られたプレプリマーに、ポリイソシアネートを反応させることでイソシアネート基含有プレポリマーが得られ、ブロック化ポリイソシアネートを反応させることでブロック化イソシアネート基含有プレポリマーが得られ、ポリエポキシドを反応させることでエポキシ基含有プレポリマーが得られ、ポリ酸無水物を反応させることで酸無水物基含有プレポリマーが得られる。
官能基及び反応性基を含有する化合物の使用量は、例えば、水酸基含有ポリエステルにポリイソシアネートを反応させてイソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーを得る場合、ポリイソシアネートの比率が、イソシアネート基[NCO]と、水酸基含有ポリエステルの水酸基[OH]の当量比[NCO]/[OH]として、好ましくは5/1〜1/1であり、更に好ましくは4/1〜1.2/1、特に好ましくは2.5/1〜1.5/1である。他の骨格、末端基を有するプレポリマーの場合も、構成成分が変わるだけで比率は同様である。
反応性基含有プレポリマー(α)のMnは、好ましくは500〜30,000であり、更に好ましくは1,000〜20,000、特に好ましくは2,000〜10,000である。
反応性基含有プレポリマー(α)のMwは、好ましくは1,000〜50,000であり、更に好ましくは2,000〜40,000、特に好ましくは4,000〜20,000である。
反応性基含有プレポリマー(α)の粘度は、100℃において、好ましくは200Pa・s以下であり、更に好ましくは100Pa・s以下である。200Pa・s以下にすることで、粒度分布の狭いトナー(X)が得られる点で好ましい。
(β1a)としては、前記ジアミン(3)と同様のものが挙げられる。(β1a)として好ましいのは、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、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及びこれらの混合物である。
ジメルカプタン(β1c)としては、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等が挙げられる。
反応停止剤(βs)としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン、モノエタノールアミン及びジエタノールアミン等);モノアミンをブロックしたもの(ケチミン化合物等);モノオール(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール及びフェノール等);モノメルカプタン(ブチルメルカプタン及びラウリルメルカプタン等);モノイソシアネート(ラウリルイソシアネート及びフェニルイソシアネート等);及びモノエポキシド(ブチルグリシジルエーテル等)等が挙げられる。
アミノ基が脱離可能な化合物でブロック化された有機基としては、前記(β1a)の場合と同様のものが挙げられる。
芳香族ジエポキシ化合物としては、多価フェノールのグリシジルエーテル体及びグリシジルエステル体、グリシジル芳香族ポリアミン並びにアミノフェノールのグリシジル化物等が挙げられる。
多価フェノールのグリシジルエステル体としては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル及びテレフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。
グリシジル芳香族ポリアミンとしては、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。
また、前記芳香族ポリエポキシ化合物としては、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り得られるジグリシジルウレタン化合物、前記2反応物にポリオールも反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマー及びビスフェノールAのAO付加物のジグリシジルエーテル体が挙げられる。
多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体としては、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ポリグリシジルエーテル等が挙げられる。
多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体としては、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルグルタレート、ジグリシジルアジペート及びジグリシジルピメレート等が挙げられる。
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等が挙げられる。
また、脂肪族ポリエポキシ化合物としては、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等も挙げられる。
また、環状脂肪族ポリエポキシ化合物としては、前記芳香族ポリエポキシド化合物の水添化物も挙げられる。
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及びクメンパーオキサイド等。
2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、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)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。
ヒドロペルオキシド、過酸化ジアルキル及び過酸化ジアシル等の油溶性過酸化物と、3級アミン、ナフテン酸塩、メルカプタン類、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したもの。
本発明における離型剤(B)としては、以下の[1]〜[7]の離型剤等が挙げられる。
[1]エステル系離型剤(B1)
炭素数36〜60のモノエステル(直鎖又は分岐の1価脂肪酸と、直鎖又は分岐の1価アルコールのエステル)及び、炭素数36〜60の2価以上のエステル(直鎖又は分岐の1価脂肪酸と多価アルコールのエステル及び多価カルボン酸と直鎖又は分岐の1価アルコールのエステル)。
炭素数36〜64のジアルキルエーテル{一般式(4)[R5−O−R6]で表され、式中のR5とR6がそれぞれ直鎖又は分岐のアルキル基であるジアルキルエーテル}、及び炭素数36〜60のアルキレングリコールビスアルキルエーテル{一般式(5)[R7−(O−R8)n−O−R9]で表され、R7とR9がそれぞれ直鎖又は分岐のアルキル基であり、R8が炭素数2〜6のアルキレン基であり、nが1〜5の整数である、アルキレングリコールビスアルキルエーテル}等が挙げられる。
炭素数32〜60のジアルキルケトン{一般式(6)[R10−C(=O)−R11]で表され、式中のR10とR11がそれぞれ直鎖又は分岐のアルキル基であるジアルキルケトン}。
ケトン系離型剤の具体例としては、ジステアリルケトン、ステアリルエイコシルケトン、ジエイコシルケトン、エイコシルベヘニルケトン、ジベヘニルケトン、ステアリルテトラデシルオクタデシルケトン、エイコシルテトラデシルオクタデシルケトン、ベヘニルテトラデシルオクタデシルケトン、ビス(テトラデシルオクタデシル)ケトン、ステアリルヘキサデシルエイコシルケトン、エイコシルヘキサデシルエイコシルケトン、ベヘニルヘキサデシルエイコシルケトン及びビス(ヘキサデシルエイコシル)ケトン等が挙げられる。
炭素数28〜60のモノアミド(直鎖又は分岐の1価脂肪酸と、直鎖又は分岐の1価アミンのアミド)、及び炭素数36〜60の2価以上のアミド(直鎖又は分岐の1価脂肪酸と多価アミンのアミド、多価カルボン酸と直鎖又は分岐の1価アミンのアミド等)。
分岐の1価アミンとしては、イソプロピルアミン、t−ブチルアミン、イソペンチルアミン、イソヘキシルアミン、イソヘプチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、イソデシルアミン、イソドデシルアミン及びイソステアリルアミン等が挙げられる。
炭素数28〜60の直鎖又は分岐の1価又は2価以上のカルボン酸等が挙げられる。具体例としては、モンタン酸、トリアコンタン酸及びヘキサトリアコンタン酸等が挙げられる。
炭素数32〜60の直鎖又は分岐の1価又は2価以上のアルコール等が挙げられる。具体例としては、2−ヘキサデシルオクタデカノール及び2−ヘキサデシルエイコサノール等が挙げられる。
炭素数32〜50のn−パラフィン、炭素数32〜50のイソパラフィン、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセン及びこれらの混合物等)の単独重合体又は共重合体及びポリメチレン(例えばサゾールワックス等のフィシャートロプシュワックス等)が挙げられる。
本発明における有機溶剤(C)としては、芳香族炭化水素溶剤(トルエン、キシレン、エチルベンゼン及びテトラリン等);脂肪族炭化水素溶剤(n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−デカン、ミネラルスピリット及びシクロヘキサン等);ハロゲン溶剤(塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン及びパークロロエチレン等);エステル溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ピルビン酸メチル及びピルビン酸エチル等);エーテル溶剤(ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、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、プロピレングリコールモノメチルエーテル及びプロピレングリコールモノエチルエーテル等);ケトン溶剤(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン及びシクロヘキサノン等);アルコール溶剤(メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール及びトリフルオロエタノール等);アミド溶剤(ジメチルホルムアミド及びジメチルアセトアミド等);スルホキシド溶剤(ジメチルスルホキシド等);複素環式化合物溶剤(N−メチルピロリドン等)並びにこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。また、これらの有機溶剤とアルコール溶剤又は水との混合溶剤を用いることもできる。
これらのうち好ましいのは、トルエン、キシレン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン及びテトラヒドロフランである。
本発明における溶液(D)は、結晶性樹脂(A)、離型剤(B)及び有機溶剤(C)を含有する。
溶液(D)中には、更に添加剤(着色剤、荷電制御剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、耐熱安定剤及び流動化剤等)を含有させることができる。
着色剤の含有率は、(A)の重量に基づいて、好ましくは0.5〜15重量%である。
荷電制御剤の含有率は、(A)の重量に基づいて、好ましくは0〜5重量%である。
流動化剤の含有率は、(A)の重量に基づいて、好ましくは0〜10重量%である。
本発明における分散媒体(E)としては、液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素(E1)、
非水性有機溶剤(E2)及び水性媒体(E3)等が挙げられる。
(E1)のうち、液体状態の二酸化炭素とは、二酸化炭素の温度軸と圧力軸とで表す相図上において、二酸化炭素の三重点(温度=−57℃、圧力0.5MPa)と二酸化炭素の臨界点(温度=31℃、圧力=7.4MPa)を通る気液境界線、臨界温度の等温線及び固液境界線に囲まれた部分の温度・圧力条件である二酸化炭素を表す。
(E1)のうち、超臨界状態の二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度・圧力条件である二酸化炭素を表す(ただし、圧力は、2成分以上の混合ガスの場合、全圧を表す)。
(A)10gを(E2)90g中に分散した非水性分散液を、3,000rpmの条件で10分間遠心分離し、上澄み液約2g(wg)をアルミ容器に採取する。更にこの上澄み液を、減圧乾燥機で、(C)の沸点の温度条件で1時間乾燥を行い、残渣の質量を秤量する。このときの残渣質量をWgとすると、(A)の(E2)に対する溶解度は、以下の式から算出することができる。
溶解度(重量%)=[(W/w)/10]×100・・・関係式(4)
また、(E2)の沸点は、本発明のトナー(X)の製造方法で使用する有機溶剤(C)の沸点よりも5℃以上高いものが好ましい。そのような(E2)を使用することにより、(C)を減圧により除去する工程において、(E2)が除去されることを防ぐことができる。
界面活性剤としては、公知の界面活性剤(例えば特開2004−124059号公報に記載の界面活性剤)等を使用することができる。
本発明における、溶剤(D)と分散媒体(E)とを混合し、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程としては特に制限はなく、例えば、分散機を用いて(E)中に(D)を分散させる方法が挙げられる。
分散機としては、一般に乳化機や分散機として市販されているものであれば特に限定されず、例えばバッチ式乳化機{「ホモジナイザー」(IKA社製)、「ポリトロン」(キネマティカ社製)及び「TKオートホモミキサー」[特殊機化工業(株)製]等}、連続式乳化機{「エバラマイルダー」[(株)荏原製作所製]、「TKフィルミックス」、「TKパイプラインホモミキサー」[特殊機化工業(株)製]、「コロイドミル」[神鋼パンテック(株)製]、「スラッシャー」、「トリゴナル湿式微粉砕機」[サンテック(株)製]、「キャピトロン」(ユーロテック社製)及び「ファインフローミル」[太平洋機工(株)製]等}、高圧乳化機{「マイクロフルイダイザー」[みずほ工業(株)製]、「ナノマイザー」[エス・ジーエンジニアリング(株)製]及び「APVガウリン」(ガウリン社製)等}、膜乳化機{「膜乳化機」[冷化工業(株)製]等}、振動式乳化機{「バイブロミキサー」[冷化工業(株)製]等}、超音波乳化機{「超音波ホモジナイザー」(ブランソン社製)等}等が挙げられる。
分散体(DE)から有機溶剤(C)を除去する工程としては、減圧により除去する方法が挙げられる。ただし、減圧により(C)を除去する場合、同時に(E)も除去されないように、減圧度や温度を調整する必要がある。
また、(E)が(E1)の場合、(C)を減圧により除去すると、(C)が(DE)中で凝縮し、(DE)中のトナー(X)が(DE)中に溶解したり、(X)同士が合一してしまう等の問題が生じる場合がある。
そこで、(E)が(E1)の場合には、(DE)中に、更に(E1)を混合して、(X)中に存在する(C)を(DE)の相に抽出し、次いで(DE)を(E1)で置換し、その後に減圧(−0.01〜−0.10MPa)する方法により行うのが好ましい。
(DE)中に、更に(E1)を混合する場合、(DE)より高い圧力の(E1)を加えてもよく、また(DE)を(DE)より低い圧力の(E1)中に加えてもよいが、連続操作の容易性の観点から好ましいのは後者である。(DE)と混合する(E1)の量は、(X)の合一防止の観点から、(DE)の体積の1〜50倍が好ましく、更に好ましくは1〜40倍、特に好ましくは1〜30倍である。
[条件1]
T1(℃)=(Btp)−7.6×(Cc1)2
(B)のTaは、好ましくは35〜100℃であり、更に好ましくは40〜85℃、最も好ましくは45〜85℃である。
(D)中の(B)、(C)の含有率は、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、有機溶剤(C)を除去する工程それぞれにおける含有率である。各工程中に、(D)中の(B)、(C)の含有率は変化していることから、(Cc1)を算出する際の(D)中の(B)、(C)の含有率は、各工程のある時点における(D)中の(B)、(C)の含有率を意味する。
(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程における(D)中の(B)の含有率は、好ましくは0.1〜20重量%であり、更に好ましくは0.5〜10重量%である。
(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程における(D)中の(C)の含有率は、好ましくは30〜90重量%であり、更に好ましくは35〜80重量%である。
なお、各工程における(D)中の(C)の含有率は、一般的なガスクロマトグラフィーで測定することができる。2種類以上の(C)を含有する場合、その合計量を示す。(DE)中の(D)中の(C)の含有率を測定する際、前処理を行うことが好ましく、たとえば、(DE)を3000G以上かけることができる遠心分離機で(E)と(D)を分離し、(E)を除去した後、(D)をサンプリングし、測定に供してもよい。または、(E)と(D)の間の(C)の分配係数が既知の場合、(DE)の(C)の含有率から計算で算出してもよい。
(D)中の(A)、(B)の含有率は、(D)を作製する際の組成比と上記の(C)の含有率から算出することができる。
ここで、「T2以上の温度で行われる」とは、T2以上の温度で少なくとも60秒以上(C)を除去する工程が行われることを意味し、断続的にT2以上の温度で(C)を除去する場合、合計で60秒以上T2以上の温度で(C)が除去されていてもよい。
[条件2]
T2(℃)=(Atp)−((Cc2)/0.0005)1/2
(D)中の(A)、(C)の含有率は、(C)を除去する工程における含有率である。(C)を除去する工程中に、(D)中の(A)、(C)の含有率は変化していることから、(Cc2)を算出する際の(D)中の(A)、(C)の含有率は、(C)を除去する工程のある時点における(D)中の(A)、(C)の含有率を意味する。
分散媒体(E)を除去する方法としては特に限定しないが、例えば、減圧により除去する方法や、濾過及び/又は遠心分離装置を用いて個液分離を行い乾燥させる方法が挙げられる。
なお、(D)中の(B)のメジアン径は、レーザー式粒度分布測定装置「LA−920」[(株)堀場製作所製]や「マルチサイザーIII」[ベックマン・コールター(株)製]、光学系としてレーザードップラー法を用いる「ELS−800」[大塚電子(株)製]、光散乱法を用いる「LB−550」[(株)島津製作所製]等で測定することができる。
トナー(X)に含有される離型剤(B)のメジアン径は、ダイヤモンドカッターやレーザーを用いて削りだした(X)の断面を、SEM又はTEMで観察して測定することができる。
[条件1]
T1(℃)=(Btp)−7.6×(Cc1)2
(Btp):(B)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc1):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(B)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)][(D)中の(B)、(C)の含有率は、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、有機溶剤(C)を除去する工程それぞれにおける含有率である。]
[条件2]
T2(℃)=(Atp)−((Cc2)/0.0005)1/2
(Atp):(A)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc2):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(A)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(A)、(C)の含有率は、有機溶剤(C)を除去する工程における含有率である。)
[条件3]
0.25≦[トナー(X)のかためかさ密度]/[トナー(X)の真比重]≦0.8
条件3におけるトナー(X)のかためかさ密度とは、「パウダテスタPT−X」[ホソカワミクロン(株)製]で測定される(X)の密度のことである。
条件3におけるトナー(X)の真比重は、一般的な液潤法で測定することができる。
なお、(X)の体積平均粒径は、前記の離型剤(B)のメジアン径の測定と同様の方法で測定することができる。
トナー(X)は、流動性及び溶融レベリング性等の観点から、平均円形度が0.94〜1.0であるものが好ましく、更に好ましくは0.95〜1.0、特に好ましくは0.96〜1.0である。なお、(X)の平均円形度は、光学的に粒子を検知して、投影面積の等しい相当円の周囲長で除した値であり、数値が1.0に近いほど真球に近いことを意味する。(X)の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−2000」[シスメックス(株)製]を用いて測定することができる。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸683.8重量部、1,6−ヘキサンジオール436.9重量部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミテート)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に生成する水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水を留去しながら反応させ、酸価が0.5以下になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕・粒子化し、結晶性部(a−1)を得た。(a−1)の融点は67℃、Mwは12,000、水酸基価は30であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、ドデカン二酸884.0重量部、エチレングリコール741.2重量部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミテート)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水とエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水とエチレングリコールを留去しながら反応させ、Mwが12,000になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕・粒子化し、結晶性部(a−2)を得た。(a−2)の融点は85℃、Mwは12,000、水酸基価は30であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸868.2重量部、エチレングリコール532.3重量部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミテート)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水とエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水とエチレングリコールを留去しながら反応させ、Mwが12,000になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕・粒子化し、結晶性部(a−3)を得た。(a−3)の融点は76℃、Mwは12,000、水酸基価は31であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、セバシン酸756.6重量部、1,4−ブタンジオール377.1重量部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミテート)1重量部を投入し、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水と1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水と1,4−ブタンジオールを留去しながら反応させ、Mwが9,000になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕・粒子化し、結晶性部(a−4)を得た。(a−4)の融点は61℃、Mwは9,000、水酸基価は41であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、トリレンジイソシアネート139重量部、メチルエチルケトン250重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。この溶液にシクロヘキサンジメタノール111重量部を投入し、80℃で12時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性部(a’−1)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(a−1)362重量部、メチルエチルケトン362重量部を投入し、60℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(a’−1)276重量部を投入し、80℃まで昇温し、3時間反応させ、結晶性樹脂(A−1)のメチルエチルケトン溶液を得た。次いでメチルエチルケトンを除去することで、(A−1)を得た。(A−1)の物性を表1に示す。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、ヘキサメチレンジイソシアネート140重量部、メチルエチルケトン250重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。この溶液にシクロヘキサンジメタノール110重量部を投入し、80℃で12時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性部(a’−2)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(a−2)410重量部、メチルエチルケトン410重量部を投入し、60℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(a’−2)180重量部を投入し、80℃まで昇温し、同温度で5時間反応させ、結晶性樹脂(A−2)のメチルエチルケトン溶液を得た。次いでメチルエチルケトンを除去することで、(A−2)を得た。(A−2)の物性を表1に示す。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート195重量部、メチルエチルケトン250重量部を投入し、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。この溶液にプロピレングリコール55重量部を投入し、80℃で12時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する非結晶性部(a’−3)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(a−3)250重量部、メチルエチルケトン250重量部を投入し、60℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、(a’−3)500重量部を加え、80℃まで昇温し、同温度で6時間反応させ、結晶性樹脂(A−3)のメチルエチルケトン溶液を得た。次いでメチルエチルケトンを除去することで、(A−3)を得た。(A−3)の物性を表1に示す。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、(a−4)468重量部、メチルエチルケトン500重量部を投入し、60℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、イソホロンジイソシアネート32重量部を加え、80℃まで昇温し、同温度で8時間反応させ、結晶性樹脂(A−4)のメチルエチルケトン溶液を得た。次いでメチルエチルケトンを除去することで、(A−4)を得た。(A−4)の物性を表1に示す。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、ドデカン二酸796重量部、1,4−ブタンジオール327重量部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミテート)1重量部を投入し、180℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら窒素気流下で生成する水と1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水と1,4−ブタンジオールを留去しながら反応させ、Mwが24,000になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕・粒子化し、結晶性樹脂(A−5)を得た。(A−5)の融点は78℃、Mwは9,000、水酸基価は15であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、(a−1)452重量部、酢酸エチル500重量部を投入し、60℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、トリレンジイソシアネート48重量部を加え、80℃まで昇温し、同温度で1時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する前駆体(A0−1)の溶液を得た。(A0−1)のMwは14,000、融解熱の最大ピーク温度は60℃、イソシアネート含有率は1.0重量%であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、プロピレングリコール557重量部(17.5モル部)、テレフタル酸ジメチルエステル569重量部(7.0モル部)、アジピン酸184重量部(3.0モル部)及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3重量部を投入し、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール及び水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下に1時間反応させた。回収されたプロピレングリコールは175重量部(5.5モル部)であった。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸121重量部(1.5モル部)を加え、常圧密閉下で2時間反応後、220℃、常圧で軟化点が180℃になるまで反応させ、ポリエステル樹脂(Mn=8,500)を得た。
ビーカーに、銅フタロシアニン20重量部と着色剤分散剤「ソルスパーズ28000」[アビシア(株)製]4重量部、得られたポリエステル樹脂20重量部及び酢酸エチル56重量部を投入し、撹拌して均一分散させた後、ビーズミルによって銅フタロシアニンを微分散して、着色剤分散液を得た。着色剤分散液の「LA−920」で測定した体積平均粒径は0.2μmであった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び滴下ボンベを備えた耐圧反応容器に、キシレン454重量部、低分子量ポリエチレン 「サンワックス LEL−400」[軟化点:128℃、三洋化成工業(株)製]150重量部を投入し、窒素置換後撹拌下170℃に昇温し、同温度でスチレン595重量部、メタクリル酸メチル255重量部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート34重量部及びキシレン119重量部の混合溶液を3時間かけて滴下し、更に同温度で30分間保持した。次いで0.039MPaの減圧下でキシレンを留去し、変性ワックスを得た。変性ワックスのグラフト鎖のSP値は10.35(cal/cm3)1/2、Mnは1,900、Mwは5,200、Tgは56.9℃であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、パラフィンワックスHNP−9[融解熱最大ピーク温度:73℃、日本精鑞(株)製]10重量部、製造例11で得られた変性ワックス1重量部及び酢酸エチル33重量部を投入し、撹拌下78℃に昇温し、同温度で30分間撹拌後、1時間かけて30℃まで冷却してパラフィンワックスを微粒子状に晶析させ、更にウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式粉砕し、離型剤(B−1)分散液(L−1)を得た。(B−1)の体積平均粒径は0.25μmであった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、パラフィンワックスHNP−3[融解熱最大ピーク温度:64℃、日本精鑞(株)製]10重量部、製造例11で得られた変性ワックス1重量部及び酢酸エチル33重量部を投入し、撹拌下78℃に昇温し、同温度で30分間撹拌後、1時間かけて30℃まで冷却してパラフィンワックスを微粒子状に晶析させ、更にウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式粉砕し、離型剤(B−2)分散液(L−2)を得た。(B−2)の体積平均粒径は0.50μmであった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、カルナバワックス[融解熱最大ピーク温度:83℃、セラリカ野田(株)製]10重量部、製造例11で得られた変性ワックス1重量部及び酢酸エチル33重量部を投入し、撹拌下78℃に昇温し、同温度で30分間撹拌後、1時間かけて30℃まで冷却してパラフィンワックスを微粒子状に晶析させ、更にウルトラビスコミル(アイメックス製)で湿式粉砕し、離型剤(B−3)分散液(L−3)を得た。(B−3)の体積平均粒径は0.15μmであった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、水690.0重量部、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(株)製]9.0重量部、スチレン90.0重量部、メタクリル酸90.0重量部、アクリル酸ブチル110.0重量部及び過硫酸アンモニウム1.0重量部を投入し、350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。次いで75℃まで昇温し、同温度で5時間反応させた。更に、1重量%過硫酸アンモニウム水溶液30重量部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−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の共重合体)の[微粒子分散液1]を得た。微粒子分散液1に分散されている粒子の体積平均粒径を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置「LA−920」[(株)堀場製作所製]を用いて測定したところ、0.1μmであった。[微粒子分散液1]の一部を取り出し、Tg及びMwを測定したところ、Tgは65℃であり、Mwは150,000であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えた反応容器に、トルエン500重量部を投入し、別のガラス製ビーカーに、トルエン350重量部、「ブレンマーVA」[ベヘニルアクリレート、日油(株)製)]150重量部、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)7.5重量部を投入し、20℃で撹拌、混合して単量体溶液を調製し、滴下ロートに投入した。反応容器の気相部の窒素置換を行った後に密閉下80℃で2時間かけて単量体溶液を滴下し、滴下終了から2時間、85℃で熟成した後、トルエンを130℃で3時間減圧(0.007〜0.026MPa)除去して、アクリル系結晶性樹脂を得た。この樹脂の融点は65℃、数平均分子量50,000であった。
ノルマルヘキサン700重量部、上記のアクリル系結晶性樹脂300重量部を混合した後、ビーズミル「ダイノーミルマルチラボ」[シンマルエンタープライゼス(株)製]で粒径0.3mmのジルコニアビーズを用いて粉砕を行い、乳白色の[微粒子分散液2]を得た。この分散液の体積平均粒径は0.3μmであった。
撹拌装置、加熱冷却装置及び温度計を備えた反応容器に、表2に示す比率で各材料を投入し、40℃で24時間撹拌し、溶液(D−1)〜(D−5)を得た。
撹拌装置を備えた反応容器に、イオン交換水97重量部、[微粒子分散液1]11重量部、カルボキシメチルセルロースナトリウム1重量部、及び「エレミノールMON−7」[ドデシルジフェニルジスルホン酸ナトリウム48.5重量%水溶液、[三洋化成工業(株)製]10重量部を投入し、25℃で2時間撹拌し、分散媒体(E−1)を得た。
撹拌装置を備えた反応容器に、デカン108重量部、[微粒子分散液2]30重量部を投入し、25℃で2時間撹拌し、分散媒体(E−2)を得た。
<現像剤の製造例>
上記製造例、比較例のトナーと、下記製造法のキャリアをトナーとキャリアのそうりょうを1kg、トナー濃度3wt%、12wt%となるようをターブラーミキサーで攪拌強度最強で10分間混合し表2記載の評価に使用した。
(キャリア製造法)
アクリル樹脂溶液(固形分50wt%) 21.0部
グアナミン溶液(固形分70wt%) 6.4部
アルミナ粒子[0.3μm、固有抵抗1014(Ω・cm)] 7.6部
シリコン樹脂溶液[固形分23wt%
(SR2410:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 65.0部
アミノシラン[固形分100wt%
(SH6020:東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)] 0.3部
トルエン 60部
ブチルセロソルブ 60部
をホモミキサーで10分間分散し、アルミナ粒子を含むアクリル樹脂及びシリコン樹脂のブレンド被覆膜形成溶液を得た。
芯材として焼成フェライト粉[(MgO)1.8(MnO)49.5(Fe2O3)48.0:平均粒径;35μm]を用い、上記被覆膜形成溶液を芯材表面に膜厚0.15μmになるようにスピラコーター(岡田精工社製)により塗布し乾燥した。得られたキャリアを電気炉中にて150℃で1時間放置して焼成した。冷却後フェライト粉バルクを目開き106μmの篩を用いて解砕し、[キャリア1]とした。結着樹脂膜厚測定は、透過型電子顕微鏡にてキャリア断面を観察することにより、キャリア表面を覆う被覆膜を観察することができるため、その膜厚の平均値をもって膜厚とした。
ビーカーに分散媒体(E−1)160重量部を投入し、溶液温度が50℃になるように温浴中で温調した。密閉可能な容器に溶液(D−1)150重量部を投入し、同様に50℃になるよう温浴中で温調した。(E−1)、(D−1)が50℃であることを確認し、(D−1)140重量部を(E−1)160重量部に投入し、TK−オートホモミキサー[プライミクス(株)]で10,000rpmで2分間撹拌した後、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、及び冷却管を備えた容器に移した。TK−オートホモミキサーで2分間撹拌後の分散体(DE−1)の温度は51℃であった。(DE−1)を50℃に温調し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有率が0.1重量%以下であることを確認し、得られた分散体(DE−1)を濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、トナー母体粒子(XX−1)を得た。その後、[トナー母体粒子XX−1]100部に疎水性シリカR972(日本アエロジル)1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー粒子(X−1)を得た。
得られた(X−1)の物性を表3に示す。
ビーカーに分散媒体(E−1)160重量部を投入し、溶液温度が30℃になるように温浴中で温調した。密閉可能な容器に溶液(D−1)150重量部を投入し、同様に30℃になるよう温浴中で温調した。(E−1)、(D−1)が30℃であることを確認し、(D−1)140重量部を(E−1)160重量部に投入し、TK−オートホモミキサーで10,000rpmで2分間撹拌した後、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、及び冷却管を備えた容器に移した。TK−オートホモミキサーで2分間撹拌後の分散体(DE−2)の温度は31℃であった。(DE−2)を30℃に温調し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有率が0.1重量%以下であることを確認し、得られた分散体(DE−1)を濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、トナー母体粒子(XX−2)を得た。その後、[トナー母体粒子XX−2]100部に疎水性シリカR972(日本アエロジル)1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー粒子(X−2)を得た。
得られた(X−2)の物性を表3に示す。
図1の実験装置において、まずバルブ(V1)、(V2)を閉じ、ボンベ(B2)、ポンプ(P4)から粒子回収槽(T4)に二酸化炭素(純度99.99体積%)を導入し、14MPa、40℃に調整した。また溶液タンク(T1)に溶液(D−2)を入れ、40℃に調整し、微粒子分散液タンク(T2)に[微粒子分散液2]を投入し、40℃に調整した。次いでボンベ(B1)、ポンプ(P3)から二酸化炭素を分散槽(T3)に導入し、9MPa、40℃に調整し、更にタンク(T2)、ポンプ(P2)から[微粒子分散液2]を導入した。次いで分散槽(T3)の内部を2,000rpmで撹拌しながら、タンク(T1)、ポンプ(P1)から溶液(D−2)を分散槽(T3)内に導入した。導入後の(T3)内部の圧力は14MPaであった。
分散槽(T3)へ投入した各成分の重量比は以下のとおりである。
溶液(D−2) 140重量部
[微粒子分散液2] 35重量部
二酸化炭素 125重量部
なお、導入した二酸化炭素の重量部は、二酸化炭素の温度(40℃)、及び圧力(15MPa)から二酸化炭素の密度を下記非特許文献1に記載の状態式から算出し、これに分散槽(T3)の体積を乗じることにより算出した。
非特許文献1:Journal of Physical and Chemical Refarence data、vol.25、P.1509〜1596
ビーカーに(E−1)160重量部を投入し、溶液温度が60℃になるように温浴中で温調した。密閉可能な容器に(D−3)150重量部を投入し、同様に60℃になるよう温浴中で温調した。(E−1)、(D−3)が60℃であることを確認し、(D−3)140重量部を(E−1)160重量部に投入し、TK−オートホモミキサーで10,000rpmで2分間撹拌した後、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、及び冷却管を備えた容器に移した。TK−オートホモミキサーで2分間撹拌後の分散体(DE−4)の温度は60℃であった。(DE−4)を23℃に温調し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有率を55重量%に調整した。常圧下で(DE−4)の温度を50℃まで昇温し10分間保持した。その後、23℃まで冷却し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有率を40重量%になるまで脱溶剤を行った。再び、常圧下で(DE−4)の温度を50℃まで昇温し10分間保持した。その後、30℃まで冷却し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有量が0.1重量%以下であることを確認し、得られた分散体(DE−4)を濾別し、40℃で24時間減圧で乾燥を行い、トナー母体粒子(XX−4)を得た。その後、[トナー母体粒子XX−4]100部に疎水性シリカR972(日本アエロジル)1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー粒子(X−4)を得た。得られた(X−4)の物性を表3に示す。
ビーカーに(E−1)160重量部を投入し、溶液温度が25℃になるように温浴中で温調した。密閉可能な容器に(D−4)150重量部を投入し、同様に25℃になるよう温浴中で温調した。(E−1)、(D−4)が25℃であることを確認し、(D−4)140重量部を(E−1)160重量部に投入し、TK−オートホモミキサーで10,000rpmで2分間撹拌した後、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、及び冷却管を備えた容器に移した。TK−オートホモミキサーで2分間撹拌後の分散対(DE−5)の温度は27℃であった。(DE−5)を60℃に温調し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有率が0.1重量%以下であることを確認し、得られた分散体(DE−5)を濾別し、40℃で24時間減圧で乾燥を行い、トナー母体粒子(XX−5)を得た。その後、[トナー母体粒子XX−5]100部に疎水性シリカR972(日本アエロジル)1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー粒子(X−5)を得た。得られた(X−5)の物性を表3に示す。
ビーカーに(E−1)160重量部を投入し、溶液温度が50℃になるように温浴中で温調した。密閉可能な容器に(D−5)150重量部を投入し、同様に50℃になるよう温浴中で温調した。(E−1)、(D−5)が50℃であることを確認し、(D−5)140重量部を(E−1)160重量部に投入し、TK−オートホモミキサーで10,000rpmで2分間撹拌した後、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、及び冷却管を備えた容器に移した。TK−オートホモミキサーで2分間撹拌後の分散対(DE−6)の温度は51℃であった。(DE−6)を45℃に温調し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有量が0.1重量%以下であることを確認し、得られた分散体(DE−6)を濾別し、40℃で24時間減圧で乾燥を行い、トナー母体粒子(XX−6)を得た。その後、[トナー母体粒子XX−6]100部に疎水性シリカR972(日本アエロジル)1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー粒子(X−6)を得た。得られた(X−6)の物性を表3に示す。
図1の実験装置において、まずバルブ(V1)、(V2)を閉じ、ボンベ(B2)、ポンプ(P4)から粒子回収槽(T4)に二酸化炭素(純度99.99体積%)を導入し、14MPa、40℃に調整した。また溶液タンク(T1)に溶液(D−2)を入れ、40℃に調整し、微粒子分散液タンク(T2)に[微粒子分散液2]を投入し、40℃に調整した。次いでボンベ(B1)、ポンプ(P3)から二酸化炭素を分散槽T3に導入し、9MPa、40℃に調整し、更にタンク(T2)、ポンプ(P2)から[微粒子分散液2]を導入した。次いで分散槽(T3)の内部を2,000rpmで撹拌しながら、タンク(T1)、ポンプ(P1)から溶液(D−2)を分散槽(T3)内に導入した。導入後の分散槽(T3)内部の圧力は14MPaであった。
分散槽T3へ投入した各成分の重量比は以下の通りである。
溶液(D−2) 140重量部
[微粒子分散液2] 35重量部
二酸化炭素 125重量部
なお、導入した二酸化炭素の重量部は、二酸化炭素の温度(40℃)、及び圧力(15MPa)から二酸化炭素の密度を下記非特許文献1に記載の状態式から算出し、これに分散槽T3の体積を乗じることにより算出した。
非特許文献1:Journal of Physical and Chemical Refarence data、vol.25、P.1509〜1596
ビーカーに(E−1)160重量部を投入し、溶液温度が70℃になるように温浴中で温調した。密閉可能な容器に(D−1)150重量部を投入し、同様に70℃になるよう温浴中で温調した。(E−1)、(D−1)が70℃であることを確認し、(D−1)140重量部を(E−1)160重量部に投入し、TK−オートホモミキサーで10,000rpmで2分間撹拌した後、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、及び冷却管を備えた容器に移した。TK−オートホモミキサーで2分間撹拌後の分散体(DE−8)の温度は70℃であった。(DE−8)を50℃に温調し、減圧により脱溶剤を行い、有機溶剤(C)の含有率が0.1重量%以下であることを確認し、得られた分散体(DE−8)を濾別し、40℃で24時間減圧で乾燥を行い、比較用トナー(R−2)を得た。比較用トナー母体粒子(RR−2)を得た。その後、[トナー母体粒子RR−2]100部に疎水性シリカR972(日本アエロジル)1部をヘンシェルミキサーにて混合してトナー粒子(R−2)を得た。得られた(R−2)の物性を表3に示す。
<現像剤の作成>
キャリア製造例で得られたキャリア(93部)に対して、トナー製造例で得られたトナーを7.0部加えて、ボールミルで20分攪拌して、現像剤実施例1〜6、現像剤比較例1〜2を作成した。
トナー(X−1)〜(X−6)、(R−1)〜(R−2)に「アエロジルR972」[日本アエロジル(株)製]を1.0重量%添加し、よく混ぜて均一にした後、この粉体を紙面上に0.6mg/cm2となるよう均一に載せる。このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いる(上記の重量密度で粉体を均一に載せることができるのであれば他の方法を用いてもよい)。この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)5kg/cm2の条件で通した時のMFT(最低定着温度)を測定した。MFTが低いほど低温定着性に優れることを意味する。
50℃に温調された乾燥機に、トナー(X−1)〜(X−6)、(R−1)〜(R−2)を24時間静置し、ブロッキングの程度を目視で判断し、下記の基準で耐熱保存安定性を評価した。
[評価基準]
○:ブロッキングが発生しない。
△:ブロッキングが発生するが、力を加えると容易に分散する。
×:ブロッキングが発生し、力を加えても分散しない。
「パウダーテスター」[ホソカワミクロン(株)製]を用いて、トナー(X−1)
〜(X−6)、(R−1)〜(R−2)のかさ密度を測定し、かさ密度の数値により、下記の基準で粉体流動性を評価した。かさ密度が大きいものほど、粉体流動性に優れる。
[評価基準]
×:かさ密度が0.30未満
○:かさ密度が0.30以上0.35未満
◎:かさ密度が0.35以上
低温定着性の評価で得られたMFT+20℃で処理した紙の光沢を、光沢度計「VGS−1D」[日本電色工業(株)製]で測定した。数値が大きいほど光沢が高いことを表す。
結果を表4に示す。
なお、この評価試験では、リコー社製 イマジオカラー4000(リコー製デジタルカラー複写機・プリンタ複合機)を使用し、次の現像条件でランニングした。
・現像ギャップ(感光体−現像スリーブ):0.3mm
・ドクターギャップ(現像スリーブ−ドクター):0.65mm
・感光体線速度:200mm/sec
・(現像スリーブ線速度)/(感光体線速度):1.80
・書込み密度:600dpi
・帯電電位(Vd):−600V
・画像部(ベタ原稿)にあたる部分の感光後の電位:−100V
・現像バイアス:DC−500V/交流バイアス成分:2KHz、−100V〜−900V、50%duty
初期剤と10万枚ランニング後の現像剤を採取し帯電量を測定した。現像剤の帯電量は以下の方法で測定できる。
一定量の現像剤を、両端に金属メッシュを備えた導体容器(ケージ)に入れる。メッシュ(ステンレス製)の目開きはトナーとキャリアの粒径の中間のもの(目開き20μm)選び、トナーがメッシュの間を通過するように設定する。ノズルから圧縮窒素ガス(1kgf/cm2)を60秒間吹き付けて、トナーをゲージの外へ飛び出させると、ケージ内にトナーの電荷と逆極性を持ったキャリアが残される。
その電荷量Qと、飛び出したトナーの質量Mを測定し、単位質量当たりの電荷量を帯電量Q/Mとして算出する。トナー帯電量はμc/gで表示される。
10万枚ランニングしたキャリアと初期キャリアについて、トナー成分をメチルエチルケトンで抽出し、その差をスペントトナー量(キャリア重量に対するwt%で表示)する。
0以上〜0.07Wt%未満 : ○ 良好
0.07Wt%以上〜0.15Wt%未満 : △ 使用可能
0.15Wt%以上 : × 不良
上記ランニングの初期および10万枚ランニング後において、高温高湿(温度30℃、相対湿度80%)、もしくは低温低湿(温度10℃、相対湿度15%)下において、A3全面にハーフトーン画像を出力して画像の濃度ムラの度合いを目視にて評価した。
濃度ムラなし : ○ 良好
数箇所ごくわずかな濃度ムラが見られる程度 : △ 使用可能
濃度ムラが明らかに見られる程度 : × 不良
V2 圧力調整バルブ
B1 ボンベ
B2 二酸化炭素ボンベ
P1 ポンプ
P2 ポンプ
P3 ポンプ
P4 ポンプ
T1 溶液タンク
T2 微粒子分散液タンク
T3 分散槽
T4 粒子回収槽
T5 溶剤トラップ槽
F1 フィルター
Claims (14)
- 結晶性樹脂(A)、離型剤(B)及び有機溶剤(C)を含有する溶液(D)と分散媒体(E)とを混合し、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程の後、分散体(DE)から有機溶剤(C)を除去する工程を経て得られるトナー(X)の製造方法であって、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、並びに有機溶剤(C)を除去する工程が、下記条件1のT1以下の温度で行われ、かつ、有機溶剤(C)を除去する工程が(D)中の有機溶剤(C)の含有率が(D)の重量に基づき30〜60重量%の時、少なくとも1度は下記条件2のT2以上の温度で行われるトナー(X)の製造方法。
[条件1]
T1(℃)=(Btp)−7.6×(Cc1)2
(Btp):(B)の融解熱最大ピーク温度
(Cc1):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(B)の含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(B)、(C)の含有率は、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、有機溶剤(C)を除去する工程それぞれにおける(D)中の(B)、(C)の含有率である。)
[条件2]
T2(℃)=(Atp)−((Cc2)/0.0005)1/2
(Atp):(A)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc2):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(A)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(A)、(C)の含有率は、有機溶剤(C)を除去する工程における含有率である。) - 前記有機溶剤(C)を除去する工程の後、前記分散媒体(E)を除去する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載のトナー(X)の製造方法。
- 前記溶液(D)中の前記離型剤(B)と、トナー(X)に含有される離型剤(B)のメジアン径がいずれも0.1〜10μmである請求項1又は2に記載のトナー(X)の製造方法。
- 前記結晶性樹脂(A)の融解熱の最大ピーク温度が40〜100℃である請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。
- 前記結晶性樹脂(A)の全吸熱量(△H)が20〜150J/gである請求項1乃至4のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。
- 前記結晶性樹脂(A)が結晶性部(a)と非結晶部(a’)とで構成されるブロック樹脂であり、(A)中の(a)の含有率が50重量%以上である請求項1乃至5のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。
- 前記結晶性樹脂(A)が、エステル基、ウレタン基及びウレア基を有する請求項1乃至6のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。
- トナー(X)に含有される結晶性部(a)の含有率が30〜100重量%である請求項6又は7に記載のトナー(X)の製造方法。
- トナー(X)の分子量分布が3.5〜100である請求項1乃至8のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。
- 結晶性樹脂(A)が、その前駆体(A0)から得られることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。
- 前記前駆体(A0)が、反応性基を有するプレポリマー(α)と硬化剤(β)の組み合わせである請求項10に記載のトナー(X)の製造方法。
- 前記有機溶剤(C)を除去する工程が減圧下で行われる請求項1乃至11のいずれかに記載のトナー(X)の製造方法。
- 結晶性樹脂(A)、離型剤(B)及び有機溶剤(C)を含有する溶液(D)と分散媒体(E)とを混合し、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程の後、分散体(DE)から有機溶剤(C)を除去する工程を経て得られるトナー(X)であって、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、及び有機溶剤(C)を除去する工程が、下記条件1のT1以下の温度で行われ、かつ、有機溶剤(C)を除去する工程が、(D)中の有機溶剤(C)の含有率が(D)の重量に基づき30〜60重量%の時、少なくとも1度は下記条件2のT2以上の温度で行われ、下記条件3を満たすことを特徴とするトナー(X)。
[条件1]
T1(℃)=(Btp)−7.6×(Cc1)2
(Btp):(B)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc1):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(B)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(B)、(C)の含有率は、(E)中に(D)を分散させて分散体(DE)を得る工程、有機溶剤(C)を除去する工程それぞれにおける含有率である。)
[条件2]
T2(℃)=(Atp)−((Cc2)/0.0005)1/2
(Atp):(A)の融解熱の最大ピーク温度
(Cc2):[(D)中の(C)の含有率(重量%)]/[(D)中の(A)含有率(重量%)+(D)中の(C)の含有率(重量%)]
(但し、(D)中の(A)、(C)の含有率は、有機溶剤(C)を除去する工程における含有率である。)
[条件3]
0.25≦[トナー(X)のかためかさ密度]/[トナー(X)の真比重]≦0.8 - 前記有機溶剤(C)を除去する工程の後、分散媒体(E)を除去する工程を含む製造過程を経て製造されたことを特徴とする請求項13に記載のトナー(X)。
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