JP2019159234A - 液体現像剤 - Google Patents
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Abstract
Description
その中で、細線画像の再現性、階調再現性、カラーの再現性、及び、高速での画像形成能に優れる液体現像剤を用い、電子写真技術を利用した高画質高速デジタル印刷装置の開発が盛んになりつつある。このような状況下で、より良い特性を有する液体現像剤の開発が求められている。
従来から液体現像剤として、炭化水素有機溶剤やシリコーンオイルなどの絶縁性液体からなるキャリア液中に着色樹脂粒子であるトナー粒子を分散させたものが知られている。
本発明は、トナー粒子の分散安定性に優れ、かつ、経時による体積抵抗率の低下が抑制された液体現像剤を提供するものである。
結着樹脂を含有するトナー粒子、キャリア液、及び塩基性トナー粒子分散剤を含有する液体現像剤であって、
該塩基性トナー粒子分散剤が、一級アミンであり、
該結着樹脂の酸価が10mgKOH/g以上であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の酸価が5mgKOH/g以下であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の水酸基価が10mgKOH/g以下であることを特徴とする液体現像剤である。
すなわち、結着樹脂の低分子量成分は時間経過によりトナー粒子からキャリア液中に溶け出し、この低分子量の結着樹脂に結合している塩基性トナー粒子分散剤が存在するためにキャリア液の体積抵抗率が低下する。
これにより、電子写真プロセスにおいてキャリア液に電界がかかりにくくなる。その結果、トナー粒子の泳動性が低下し、感光体表面の静電潜像が乱れて画質が低下する。
結着樹脂の酸価が10mgKOH/g以上であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の酸価が5mgKOH/g以下であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の水酸基価が10mgKOH/g以下である。
また、モノマーユニットとは、ポリマー又は樹脂中のモノマー物質の反応した形態をいう。
結着樹脂を含有するトナー粒子、キャリア液、及び塩基性トナー粒子分散剤を含有する液体現像剤であって、
該塩基性トナー粒子分散剤が、一級アミンであり、
該結着樹脂の酸価が10mgKOH/g以上であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の酸価が5mgKOH/g以下であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の水酸基価が10mgKOH/g以下であることを特徴とする液体現像剤である。
この溶出した成分の酸価又は水酸基価が高い場合、該溶出成分と塩基性トナー粒子分散剤とがイオン結合又は水素結合により結合してキャリア液中に遊離し、キャリア液の体積抵抗率を低下させる。
該成分の溶出が生じたとしても、該成分の酸価が5mgKOH/g以下であれば、該塩基性トナー粒子分散剤を伴って遊離することがない。
また、該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の酸価は、3mgKOH/g以下であることが好ましく、0mgKOH/gであることがより好ましい。
また、該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の水酸基価は、5mgKOH/g以下であることが好ましく、0mgKOH/gであることがより好ましい。
塩基性トナー粒子分散剤が、一級アミンである場合、該塩基性トナー粒子分散剤はトナー粒子表面にイオン結合により保持される。
該結着樹脂の酸価は、13mgKOH/g以上であることが好ましい。該結着樹脂の酸
価の上限値は特に限定されないが、50mgKOH/g以下であることが好ましく、40mgKOH/g以下であることがより好ましい。
なお、該数値範囲は任意に組み合わせることができる。
なお、該数値範囲は任意に組み合わせることができる。
該結着樹脂に含まれる分子量10000以上40000以下の成分は、トナー粒子から溶出されにくい。
該高分子量の樹脂成分の酸価が15mgKOH/g以上である場合、一級アミンであるトナー粒子分散剤が、トナー粒子表面の樹脂由来の酸基と強く結合し、トナー粒子分散剤の遊離という問題が起こりにくくなる。
また、結着樹脂は、キャリア液に不溶であることが好ましい。
ここで、キャリア液に不溶とは、温度25℃で、キャリア液100質量部に対して、溶解する結着樹脂が1質量部以下であることが指標として挙げられる。
ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;
スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン系共重合体;
ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、石油系樹脂など。
これらの中で、トナー粒子分散剤との相互作用の観点から、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体などが好ましい。より好ましくは、ポリエステル樹脂である。
該アルコールとしては、以下のものが挙げられる。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンなどのビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオ
ール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン。
フタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜18のアルキル基若しくはアルケニル基で置換されたコハク酸又はその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸のような不飽和ジカルボン酸類又はその無水物。
また、その他にも以下のモノマーを使用することが可能である。
ソルビット、ソルビタン、さらにはノボラック型フェノール樹脂のオキシアルキレンエーテルなどの多価アルコール類;トリメリット酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸やその無水物などの多価カルボン酸類。
結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の酸価が5mgKOH/g以下であり、
結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の水酸基価が10mgKOH/g以下である結着樹脂を効率的に作製するには、以下の方法が例示できる。
重量平均分子量(Mw)が、好ましくは12000以上60000以下(より好ましくは15000以上40000以下)であり、酸価が、好ましくは15mgKOH/g以上(より好ましくは15mgKOH/g以上40mgKOH/g以下)である高分子量の樹脂A、及び、
重量平均分子量(Mw)が、好ましくは1000以上12000以下(より好ましくは4000以上10000以下)であり、酸価が5mgKOH/g以下、かつ、水酸基価が10mgKOH/g以下である樹脂Bを混合するとよい。
結着樹脂の重量平均分子量(Mw)は、8000以上55000以下であることが好ましく、10000以上50000以下であることがより好ましい。
また、該樹脂Aの軟化点(Tm)は、100℃以上120℃以下であることが好ましく、100℃以上115℃以下であることがより好ましい。
一方、樹脂Bの軟化点(Tm)は、80℃以上110℃以下であることが好ましく、85℃以上105℃以下であることがより好ましい。
樹脂Bの水酸基価は10mgKOH/g以下であることが好ましく、5mgKOH/g以下であることがより好ましく、0mgKOH/gであることがさらに好ましい。
また、該樹脂Aと樹脂Bの質量比は、結着樹脂の重量平均分子量が8000以上550
00以下であれば特段限定されないが、(樹脂A:樹脂B)が、8:2〜1:9であることが好ましく、7:3〜3:7であることがより好ましい。
該樹脂Aと樹脂Bの質量比が上記の範囲にあることで、より高い定着性を得ることができる。
樹脂Bがポリエステル樹脂であれば、炭素数1以上6以下(好ましくは炭素数2以上5以下)の脂肪族モノカルボン酸、及び、炭素数7以上12以下(好ましくは炭素数7以上11以下)の芳香族モノカルボン酸に由来するモノマーユニットからなる群より選ばれる少なくとも一つのモノマーユニットを該樹脂Bの分子末端に存在させるとよい。
ここで、該モノカルボン酸に由来するモノマーユニットとは、モノカルボン酸のカルボキシ基から水酸基を除いた構造である。
また、「分子鎖末端」とは、ポリエステル樹脂が分岐鎖を有している場合は、その分岐鎖の末端も含む。
より具体的には、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、安息香酸などのモノカルボン酸を重合反応終期に作用させ、樹脂Bの水酸基に縮合させるとよい。該方法を用いた場合、酸価を向上させずに、効果的に水酸基価の低い樹脂を製造することができる。
該塩基性トナー粒子分散剤は、一級アミンである。
一級アミンが有するアミノ基(−NH2)が、トナー粒子表面の樹脂由来の酸基と強く結合し、該塩基性トナー粒子分散剤によるトナー粒子の分散安定性を顕著に向上させると共に、該塩基性トナー粒子分散剤の遊離を抑制する。
該トナー粒子分散剤のアミン価は、10mgKOH/g以上200mgKOH/g以下であることが好ましく、20mgKOH/g以上100mgKOH/g以下であることがより好ましい。
該トナー粒子分散剤のアミン価が上記範囲を満たすことで、結着樹脂との相互作用がより顕著になり、キャリア液へのトナー粒子分散剤の溶解がより抑制される。
該トナー粒子分散剤は、キャリア液に溶解するものであってもよいし、分散するものであってもよい。
市販品であれば、アジスパーPB−817(一級アミン:ポリアリルアミンと12−ヒドロキシステアリン酸の自己縮合物との反応物;味の素ファインテクノ(株)製)、ソルスパーズ11200、13940、17000、18000(日本ルーブリゾール社製)などを挙げることができる。
該塩基性トナー粒子分散剤は、アジスパーPB817のように、アミノ基を有するポリマーであって、ポリマーの主鎖の末端以外の位置にアミノ基を有するポリマーであることがさらに好ましい。
液体現像剤中の、該塩基性トナー粒子分散剤の含有量は、分散安定性の観点から、トナー粒子100質量部に対して、0.5質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。
該塩基性トナー粒子分散剤は、1種単独で、又は2種以上を併用して使用することができる。
該キャリア液としては、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン
化炭化水素、ポリシロキサン、シリコーンオイル、動植物油、鉱物油などを挙げることができる。
特に、臭気、無害性、コストの観点から、ノルマルパラフィン系溶媒、イソパラフィン系溶媒が好ましい。
より具体的には、松村石油研究所社製のモレスコホワイトP40(商品名)、同P60(商品名)、同P120(商品名)、アイソパー(商品名、エクソン化学社製)、シェルゾール71(商品名、シェル石油化学社製)、IPソルベント1620(商品名、出光石油化学社製)、IPソルベント2028(商品名、出光石油化学社製)などを挙げることができる。
また、常温で不揮発性であり、電気的に絶縁性のキャリア液であれば、トナー粒子に定着性を付与せず、硬化型のキャリア液を用いてもよい。
硬化型のキャリア液を使用する場合、キャリア液は重合性液状モノマーから選択するとよい。重合性液状モノマーとしては、例えば、アクリルモノマー、ビニルエーテル化合物並びに、エポキシ及びオキセタンなどの環状エーテルモノマーなどを挙げることができる。
該キャリア液は、トナー粒子を構成する結着樹脂とSP値(溶解度パラメーター:Solubility Parameter)の差が2.5以上となっていることが、結着樹脂成分を時間経過により溶解させないためには好ましい。SP値の定義及び計算方法については、例えば、「IUPAC Gold book−solubility parameter、 δ」に記載されている。
該着色剤としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料、無機顔料、又は顔料を分散媒として不溶性の樹脂などに分散させたもの、あるいは顔料表面に樹脂をグラフト化したものなどを用いることができる。
顔料の具体例を以下に示すがこれらに限定されるわけではない。
イエロー色を呈するものとして、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
赤又はマゼンタ色を呈するものとして、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
青又はシアン色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
緑色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントグリーン7、8、36。
オレンジ色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントオレンジ66、51。
黒色を呈する顔料として、以下のものが挙げられる。
カーボンブラック、チタンブラック、アニリンブラック。
白色顔料の具体例としては、以下のものが挙げられる。
塩基性炭酸鉛、酸化亜鉛、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム。
該着色剤の含有量は、トナー粒子中の樹脂成分100質量部に対して、5質量部以上100質量部以下であることが好ましく、10質量部以上80質量部以下であることがより好ましく、15質量部以上50質量部以下であることがさらに好ましい。
ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、ジェットミル、ホモジナイザー、ペイントシェーカー、ニーダー、アジテータ、ヘンシェルミキサー、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミルなど。
該顔料分散剤及び顔料分散助剤としては、水酸基含有カルボン酸エステル、長鎖ポリアミノアマイドと高分子量酸エステルの塩、高分子量ポリカルボン酸の塩、高分子量不飽和酸エステル、高分子共重合物、ポリエステル及びその変性物、変性ポリアクリレート、脂肪族多価カルボン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキル燐酸エステル、及び顔料誘導体などを挙げることができる。
また、日本ルーブリゾール社のソルスパーズシリーズ、及び東洋紡(株)バイロン(登録商標)URシリーズなどの市販の顔料分散剤を用いることも可能である。また、各種顔料に応じたシナジストを用いることも可能である。
該顔料分散剤及び顔料分散助剤の添加量は、顔料100質量部に対して、1質量部以上100質量部以下であることが好ましい。
顔料分散剤及び顔料分散助剤の添加方法は特に限定されないが、顔料を分散する工程で添加することが顔料分散性の観点から好ましい。
具体的な化合物としては、以下のものが挙げられる。
亜麻仁油、大豆油などの油脂;アルキド樹脂、ハロゲン重合体、芳香族ポリカルボン酸、酸性基含有水溶性染料、芳香族ポリアミンの酸化縮合物、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸鉄、ナフテン酸亜鉛、オクチル酸コバルト、オクチル酸ニッケル、オクチル酸亜鉛、ドデシル酸コバルト、ドデシル酸ニッケル、ドデシル酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、2−エチルヘキサン酸コバルトなどの金属石鹸類;石油系スルホン酸金属塩、スルホコハク酸エステルの金属塩などのスルホン酸金属塩類;水素添加レシチン及びレシチンなどの燐脂質;t−ブチルサリチル酸金属錯体などのサリチル酸金属塩類;ポリビニルピロリドン樹脂、ポリアミド樹脂、スルホン酸含有樹脂、ヒドロキシ安息香酸誘導体などが挙げられる。
コアセルベーション法については、例えば、特開2003−241439号公報、国際公開第2007/000974号、又は国際公開第2007/000975号に詳細が記
載されている。
コアセルベーション法では、結着樹脂、塩基性トナー粒子分散剤、該結着樹脂を溶解する溶剤及び該結着樹脂を溶解しない溶剤を混合し、得られた混合液から該結着樹脂を溶解する溶剤を除去して、溶解状態にあった該結着樹脂を析出させることにより、トナー粒子を、該結着樹脂を溶解しない溶剤中に分散させることができる。
例えば、
結着樹脂、顔料、塩基性トナー粒子分散剤及び該結着樹脂を溶解する溶剤を含有する顔料分散液を調製する顔料分散工程、
該顔料分散液に結着樹脂を溶解しない溶剤を添加し、混合液を調製する混合工程、
該混合液から該結着樹脂を溶解する溶剤を留去する留去工程を含む、製造方法が好適に例示できる。
該湿式粉砕法では、結着樹脂及びその他の添加物を、該樹脂の融点以上で混練した後に乾式粉砕し、得られた粉砕物をキャリア液中で湿式粉砕することにより、トナー粒子をキャリア液中に分散させることができる。
トナー粒子の粒度分布〔体積基準の95%粒径(D95)/体積基準の50%粒径(D50)〕は、5以下であることが好ましく、3以下であることがより好ましく、2以下であることがさらに好ましく、1であることが特に好ましい。
該D50及び粒度分布が上記範囲である場合、現像性に優れると共に、トナー画像の膜厚を十分に薄いものとすることができる。
液体現像剤中のトナー粒子濃度は、用いる画像形成装置に応じて、任意に調整して用いることができるが、1質量%以上70質量%以下程度にするとよい。
<トナー粒子中の結着樹脂の構造分析>
液体現像剤からのトナー粒子の分離は、遠心分離と洗浄により行う。
具体的には、液体現像剤50mLを遠沈管に入れ、遠心分離装置(ベックマン・コールター社製:Allegra 64R Centrifuge)を用いて、15000rpm、10分間の条件にて遠心分離処理を行う。
トナー粒子の沈降を確認し、上澄液をデカンテーションにて除去し、除去した上澄液と同量のヘキサンを加える。スパチュラで5分間攪拌し、ヘキサンで十分に洗浄した後、同様の条件で遠心分離処理を行う。ヘキサンを3回加え除去した後、室温条件にてヘキサンを蒸発させ、トナー粒子を得る。
得られたトナー粒子に対し、日本電子(株)製ECA−400(400MHz)を用い、1H−NMR、及び、13C−NMRのスペクトル測定を実施し、トナー粒子を構成する結着樹脂の組成分析を行う。
測定は、内部標準物質としてテトラメチルシランを含む重水素化溶剤中、25℃で実施する。
結着樹脂などの重量平均分子量(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、ポリスチレン換算で算出する。GPCによる重量平均分子量(Mw)の測定方法を以下に示す。
試料濃度が1.0質量%になるように試料を下記溶離液に加え、室温で24時間静置し
溶解させた溶液を、ポア径が0.20μmの耐溶剤性メンブレンフィルターでろ過したものを試料溶液とし、以下の条件で測定する。
装置:高速GPC装置「HLC−8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:LF−804の2連
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40℃
試料注入量:0.025mL
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂[東ソー(株)製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500]により作成した分子量校正曲線を使用する。
結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分、及び、分子量10000以上40000以下の成分は以下の方法で分離する。
上記構造分析で用いた方法で、液体現像剤からトナー粒子を分離する。
分離されたトナー粒子をテトラヒドロフランに溶解させ、得られた可溶成分からテトラヒドロフランを減圧留去することによりトナー粒子の可溶成分を得る。
得られたトナー粒子の可溶成分をクロロホルムに溶解させた後、下記装置に注入し、分子量2000以下の画分、及び、分子量10000以上40000以下の画分をそれぞれ分取する。分取された画分から溶媒を減圧留去し、結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分、及び、分子量10000以上40000以下の成分を得る。
装置:分取GPC LC−980型[日本分析工業社製]
カラム:JAIGEL 3H、JAIGEL 5H[日本分析工業社製]
<酸価の測定方法>
酸価の測定における基本操作はJIS K−0070に基づく。
具体的には、以下の方法により求める。
1)試料0.5〜2.0gを精秤する。このときの質量をM1(g)とする。
2)50mLのビーカーに試料を入れ、テトラヒドロフラン/エタノール(2/1)の混合液25mLを加え溶解する。
3)0.1mol/LのKOHのエタノール溶液を用い、電位差滴定測定装置(自動滴定測定装置「COM−2500」、平沼産業(株)製)を用いて滴定を行う。
4)この時のKOH溶液の使用量をS1(mL)とする。同時にブランクを測定して、この時のKOHの使用量をB1(mL)とする。
5)次式により酸価を計算する。fはKOH溶液のファクターである。
酸価[mgKOH/g]=(S1−B1)×f×5.61/M1
水酸基価の測定における基本操作はJIS K 0070−1992に基づく。
具体的には、以下の方法により求める。
1)特級無水酢酸25gをメスフラスコ100mLに入れ、ピリジンを加えて全量を100mLにし、十分に振りまぜてアセチル化試薬を得る。
得られたアセチル化試薬は、湿気、炭酸ガスなどに触れないように、褐色びんにて保存する。
2)試料0.5〜2.0gを精秤する。このときの質量をM2(g)とする。
3)50mLのビーカーに試料を入れ、テトラヒドロフラン/エタノール(2/1)の
混合液25mLを加え溶解する。
4)これに前記のアセチル化試薬5.0mLを、ホールピペットを用いて正確に加える。この際、フラスコの口に小さな漏斗をのせ、約97℃のグリセリン浴中にフラスコ底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首の温度が浴の熱を受けて上昇するのを防ぐため、丸い穴をあけた厚紙をフラスコの首の付根にかぶせることが好ましい。
5)1時間後、グリセリン浴からフラスコを取り出して放冷する。放冷後、漏斗から水1mLを加えて振り動かして無水酢酸を加水分解する。さらに完全に加水分解するため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱する。
6)0.1mol/LのKOHのエタノール溶液を用い、電位差滴定測定装置(自動滴定測定装置「COM−2500」、平沼産業(株)製)を用いて滴定を行う。
このときの滴定量をC(mL)とする。同時にブランクを測定して、この時のKOHの使用量をD(mL)とする。
7)得られた結果を次式に代入して、水酸基価を算出する。
水酸基価[mgKOH/g]
=〔(D−C)×28.05×f/M2〕+酸価[mgKOH/g]
トナー粒子の体積基準の50%粒径(D50)は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製:LA−950)を用いて測定する。
樹脂などの軟化点は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って測定する。
本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得る。
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。尚、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Smaxと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Sminとの差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax−Smin)/2)。そして、流動曲線においてピストンの降下量がXとSminの和となるときの流動曲線の温度が、1/2法における溶融温度である。
測定試料は、1.0gの樹脂を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(NT−100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。
CFT−500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:30℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
樹脂などのガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC) Q2000(TA Instruments社製)を使用して以下の条件にて測定を行う。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:20℃
測定終了温度:180℃
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、試料約5mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れて示差走査熱量測定を行う。リファレンスとしてはアルミニウム製の空パンを用いる。
該示差走査熱量測定によって得られた昇温時のリバーシングヒートフロー曲線において、比熱変化が出る前と出た後のベースラインを延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と、リバーシングヒートフロー曲線におけるガラス転移の階段状変化部分の曲線とが交わる点の温度をガラス転移温度(Tg、単位:℃)とする。
表1−1において、略号の意味は以下の通りである。
BPA−EO:ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物
BPA−PO:ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物
EG :エチレングリコール
NPG :ネオペンチルグリコール
TPA :テレフタル酸
IPA :イソフタル酸
TMLA :トリメリット酸
BA :安息香酸
Tg :ガラス転移温度(単位:℃)
Tm :軟化点(単位:℃)
AV :酸価(単位:mgKOH/g)
OHV :水酸基価(単位:mgKOH/g)
Mw :重量平均分子量
表1−2において、略号の意味は以下の通りである。
ST :スチレン
BA :ブチルアクリレート
HEMA:2−ヒドロキシエチルメタクリレート
MMA :メチルメタクリレート
Tg :ガラス転移温度(単位:℃)
Tm :軟化点(単位:℃)
AV :酸価(単位:mgKOH/g)
OHV :水酸基価(単位:mgKOH/g)
Mw :重量平均分子量
(液体現像剤1の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂1 25部
・結着樹脂2 38部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
上記材料をヘンシェルミキサーで十分混合した後、ロール内加熱温度100℃の同方向回転二軸押出し機を用い溶融混練を行い、得られた混合物を冷却、粗粉砕して粗粉砕トナー粒子を得た。
次いで、アイソパーD(エクソンモービル社製)80部、上記で得られた粗粉砕トナー粒子20部、及びトナー粒子分散剤(アジスパーPB−817;味の素ファインテクノ(株))4.5部を、サンドミルにより24時間混合することにより、トナー粒子分散体1を得た。
得られたトナー粒子分散体1を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄み液と同じ質量の新たなアイソパーDにて置換、再分散した。
その後、電荷制御剤として水素添加レシチン(レシノールS−10、日光ケミカルズ株式会社製)0.10部を混合し、液体現像剤1を得た。
(液体現像剤2の製造:コアセルベーション法)
・顔料(ピグメントブルー15:3) 30部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 47部
・テトラヒドロフラン 255部
・ガラスビーズ(直径1mm) 130部
上記材料を混合し、アトライター(日本コークス工業社製)で3時間分散させた後に、メッシュで濾過し、顔料スラリーを得た。
・顔料スラリー 180部
・結着樹脂3のテトラヒドロフラン50%溶液 126部
・結着樹脂4のテトラヒドロフラン50%溶液 126部
・トナー粒子分散剤 21部
(アジスパーPB−817、味の素ファインテクノ(株)製)
以上を高速分散機(プライミクス社製、T.K.ロボミクス/T.K.ホモディスパー2.5型翼)を用いて、40℃で混合して、顔料分散液を得た。
100部の顔料分散液に、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて高速攪拌(回転数25000rpm)しながら、アイソパーD(エクソンモービル社製)100部を少しずつ添加し、混合液を得た。
得られた混合液をナスフラスコに移し、ロータリーエバポレーターを用いて、超音波分散しながら50℃でテトラヒドロフランを完全に留去し、トナー粒子分散体2を得た。
10部のトナー粒子分散体2を遠心分離処理し、上澄み液をデカンテーションにより除去し、除去した上澄み液と同じ質量の新たなアイソパーD(エクソンモービル社製)にて置換、再分散した。
その後、電荷制御剤として水素添加レシチン(レシノールS−10、日光ケミカルズ株式会社製)0.10部、及び、80.00部のアイソパーDを加えて混合し、液体現像剤2を得た。
(液体現像剤3の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂5 38部
・結着樹脂4 25部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤3を得た。
(液体現像剤4の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂3 31部
・結着樹脂6 25部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤4を得た。
(液体現像剤5の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂3 31部
・結着樹脂7 31部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤5を得た。
(液体現像剤6の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂8 31部
・結着樹脂4 31部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤6を得た。
(液体現像剤7の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂9 38部
・結着樹脂10 25部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤7を得た。
(液体現像剤8の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂11 38部
・結着樹脂12 25部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤8を得た。
(液体現像剤9の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂13 63部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤9を得た。
(液体現像剤10の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂3 31部
・結着樹脂14 31部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤10を得た。
(液体現像剤11の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂15 63部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更した以外は、同様にして液体現像剤11を得た。
(液体現像剤12の製造:湿式粉砕法)
・結着樹脂3 31部
・結着樹脂4 31部
・顔料(ピグメントブルー15:3) 9部
・顔料分散剤(UR4800:東洋紡社製) 18部
実施例1における粗粉砕トナー粒子の組成を上記に変更し、トナー粒子分散剤(アジスパーPB−817;味の素ファインテクノ(株))4.5部を、アミノ基を含有しないトナー粒子分散剤(ソルスパーズ3000;日本ルーブリゾール社製)5.5部に変更した以外は、同様にして液体現像剤12を得た。
また、得られた液体現像剤を下記の方法で評価した。評価結果を表3に示す。
<液体現像剤の体積抵抗率の維持>
液体現像剤の体積抵抗率は、デジタル超高抵抗/微少電流計R8340A(アドバンテスト社製)を用いて測定した。
測定は、液体現像剤25mLを液体試料用電極SME−8330(日置電機社製)に入れ、室温25℃で直流1000Vを印加することで行った。
まず、液体現像剤を上記方法で体積抵抗率を測定し、放置前体積抵抗率とした。
そして、該液体現像剤を50℃の恒温槽に1週間放置した後、再び上記方法を用いて、放置後体積抵抗率を測定した。
得られた放置前体積抵抗率、及び、放置後体積抵抗率から下記式に示す体積抵抗率の維持率を算出して評価した。
体積抵抗率の維持率=(放置後体積抵抗率/放置前体積抵抗率)×100
(評価基準)
A:維持率が、90.0%以上
B:維持率が、80.0%以上90.0%未満
C:維持率が、60.0%以上80.0%未満
D:維持率が、60.0%未満
25℃において、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、液体現像剤をワイヤーバー(No.6)で塗布(厚み8μm)し、速度30m/min、160℃の条件で熱圧着により定着させた。熱圧着直後の膜表面を触指し、表面タック(粘着性)の有無を確認した。
(評価基準)
3:タックがまったく認められない。
2:わずかにタックが認められる。
1:触指時に膜がはがれる、又は硬化していない。
得られた液体現像剤中のトナー粒子の体積基準の50%粒径(D50)を、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所製:LA−950)を用いて測定し、放置前(D50)とした。
そして、該液体現像剤を50℃の恒温槽に1週間放置した後、再び上記方法を用いて、液体現像剤中のトナー粒子の体積基準の50%粒径(D50)を測定し、放置後(D50)とした。
トナー粒子の分散安定性は、放置前後のトナー粒子のD50の比(放置後のD50/放置前のD50)を用いて評価した。
(評価基準)
3: (放置前後のD50の比)≦1.1
2:1.1<(放置前後のD50の比)≦1.3
1:1.3<(放置前後のD50の比)
表2中、トナー粒子分散剤の種類において、
PB817は、アジスパーPB−817(一級アミン:ポリアリルアミンと12−ヒドロキシステアリン酸の自己縮合物との反応物;味の素ファインテクノ(株)製)を表し、
S3000は、ソルスパーズ3000(酸性分散剤(非アミン系);日本ルーブリゾール社製)を表す。
Claims (3)
- 結着樹脂を含有するトナー粒子、キャリア液、及び塩基性トナー粒子分散剤を含有する液体現像剤であって、
該塩基性トナー粒子分散剤が、一級アミンであり、
該結着樹脂の酸価が10mgKOH/g以上であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の酸価が5mgKOH/g以下であり、
該結着樹脂に含まれる分子量2000以下の成分の水酸基価が10mgKOH/g以下であることを特徴とする液体現像剤。 - 前記結着樹脂に含まれる分子量10000以上40000以下の成分の酸価が15mgKOH/g以上である、請求項1に記載の液体現像剤。
- 前記結着樹脂がポリエステル樹脂である、請求項1又は2に記載の液体現像剤。
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