JP2022060171A - 画像形成方法 - Google Patents

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JP2022060171A JP2021159284A JP2021159284A JP2022060171A JP 2022060171 A JP2022060171 A JP 2022060171A JP 2021159284 A JP2021159284 A JP 2021159284A JP 2021159284 A JP2021159284 A JP 2021159284A JP 2022060171 A JP2022060171 A JP 2022060171A
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章貴 清水
Akitaka Shimizu
浩司 水畑
Koji Mizuhata
裕司 丸野
Yuji Maruno
邦泰 加納
Kunihiro Kano
将一 村田
Masakazu Murata
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Abstract

【課題】融点が200℃以下のフィルムを有するフィルムラベルへの画像形成方法であって、得られる印刷物のカールが抑制され、更に、ドット再現性に優れた画像形成方法を提供することに関する。【解決手段】静電荷像現像用トナーを用いて、剥離紙、粘着剤層、及びフィルムがこの順で積層されたフィルムラベルのフィルム面に画像を形成する方法であり、前記静電荷像現像用トナーは、コア及び前記コアの表面に存在するシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子を含有し、前記静電荷像現像用トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの樹脂の含有量が、5質量部以上30質量部以下であり、前記静電荷像現像用トナーは、結着樹脂100質量部中に、結晶性樹脂を10質量部以上含有し、前記剥離紙の坪量が65g/m2以上であり、前記フィルムの融点が200℃以下である、画像形成方法。【選択図】なし

Description

本発明は、画像形成方法に関する。
印刷メディアの多様化により、紙以外の印刷メディアへの電子写真印刷が求められ始めている。主要なメディアの一つにポリプロピレンフィルム(以下「PPフィルム」ともいう)やポリエチレンフィルム(以下「PEフィルム」ともいう)があり、ペットボトルラベルや種々のパッケージなどに用いられている。
一方で、紙とポリプロピレンやポリエチレンでは、その材料の極性や表面の状態など印刷メディアとしての特性が大きく異なる。
特許文献1には、ポリエステル系樹脂とポリプロピレン系ワックスとを含有し、下記式(1)で表される吸熱量比ΔHCW/Wが、0.10以上0.80以下である、静電荷像現像トナー用結着樹脂組成物が記載されている。
吸熱量比ΔHCW/W=ΔHCW/ΔH (1)
ΔHCW:前記結着樹脂組成物として測定した場合における、ポリプロピレン系ワックス1g当たりの溶融吸熱ピークの吸熱量
ΔH:ポリプロピレン系ワックスを単独で測定した場合における、ポリプロピレン系ワックス1g当たりの溶融吸熱ピークの吸熱量
当該結着樹脂組成物によれば、PP(ポリプロピレン)フィルムへの定着性に優れるトナーが得られると記載されている。
特許文献2には、非晶性ポリエステル系樹脂A、及び結晶性ポリエステル系樹脂Cを含有する、静電荷像現像用トナーであって、前記非晶性ポリエステル系樹脂Aが、ポリエステル樹脂由来の構成部位、及び、反応性官能基を有する変性ポリオレフィン系重合体A由来の構成部位を有し、前記ポリエステル樹脂由来の構成部位と前記変性ポリオレフィン系重合体A由来の構成部位とが共有結合を介して連結し、前記変性ポリオレフィン系重合体A由来の構成部位の量が、トナー中の樹脂成分の合計量に対して、5質量%以上30質量%以下である、静電荷像現像用トナーが記載されている。当該トナーによれば、ポリプロピレンフィルムへの定着性に優れ、印刷後の画像の耐擦過性に優れると記載されている。
特開2016-218448号公報 特開2020-86459号公報
既存の複写システムではトナーの定着温度がフィルムの耐熱温度に比して高く、剥離紙が粘着されたフィルムラベルのトナー定着時にフィルム自体がシュリンクしやすい。そのため、例えば、従来開発されたトナーでは、PPフィルムやPEフィルムには定着できないという課題を有していた。更に、フィルムラベルがカールするという問題があった。
また、特許文献1や特許文献2に開示されるトナーであっても、フィルムラベルがカールしたり、また、ドット再現性が悪いという課題があった。そのため、ペットボトルのラベル等の使用態様を考慮し、PPフィルムやPEフィルムを有するフィルムラベルへの印刷後、印刷物のカールが抑制され、更に、ドット再現性に優れた印刷方法が求められる。
本発明は、融点が200℃以下のフィルムを有するフィルムラベルへの画像形成方法であって、得られる印刷物のカールが抑制され、更に、ドット再現性に優れた画像形成方法を提供することに関する。
本発明者らは、コアシェル構造を有するトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーであって、特定のシェルの含有量を有し、結晶性樹脂を特定量以上含有するトナーを用いて、特定の坪量を有する剥離紙が粘着されたフィルムラベルであって、フィルムの融点が200℃以下であるフィルムに画像を形成することにより、上記課題が解決されることを見出した。
すなわち、本発明は、次の[1]に関する。
[1] 静電荷像現像用トナーを用いて、剥離紙、粘着剤層、及びフィルムがこの順で積層されたフィルムラベルのフィルム面に画像を形成する方法であり、
前記静電荷像現像用トナーは、コア及び前記コアの表面に存在するシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子を含有し、
前記静電荷像現像用トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの樹脂の含有量が、5質量部以上30質量部以下であり、
前記静電荷像現像用トナーは、結着樹脂100質量部中に、結晶性樹脂を10質量部以上含有し、
前記剥離紙の坪量が65g/m以上であり、
前記フィルムの融点が200℃以下である、
画像形成方法。
本発明によれば、融点が200℃以下のフィルムを有するフィルムラベルへの画像形成方法であって、得られる印刷物のカールが抑制され、更に、ドット再現性に優れた画像形成方法を提供することができる。
[画像形成方法]
本発明の画像形成方法は、静電荷像現像用トナーを用いて、剥離紙、粘着剤層、及びフィルムがこの順で積層されたフィルムラベルのフィルム面に画像を形成する方法であり、前記静電荷像現像用トナーは、コア及び前記コアの表面に存在するシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子を含有し、前記静電荷像現像用トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの樹脂の含有量が、5質量部以上30質量部以下であり、前記静電荷像現像用トナーは、結着樹脂100質量部中に、結晶性樹脂を10質量部以上含有し、前記剥離紙の坪量が65g/m以上であり、前記フィルムの融点が200℃以下である。
本発明の画像形成方法によれば、得られる印刷物のカールが抑制されると共に、得られる印刷画像のドット再現性に優れる。なお、「ドット再現性に優れる画像形成方法」とは、該画像形成方法により得られる画像のドット再現性に優れることを意味する。
上記の効果が得られる詳細な理由は不明であるが、一部は以下のように考えられる。
融点が200℃以下のフィルムで形成されるフィルムラベルにトナーを熱定着させる工程で、フィルムが収縮し、印刷物がカールするという問題が発生する傾向にある。これに対し、坪量が65g/m以上である剥離紙を組み合わせることによって、定着時の熱によるフィルムの収縮が抑制されるため、ラベル印刷物のカールを抑制できると考えられる。しかし同時に画質が悪化しやすいという課題が新たに生じた。
最表面がフィルムで構成されるフィルムラベルの場合、ラベルの最表面が帯電しやすく、帯電性の高いトナーではラベル表面で静電反発しやすく、画質が悪化しやすい。特に、坪量が65g/m以上である剥離紙で構成されるラベルを用いると、このラベルがフィルムと転写ベルト間に介在することで、転写ベルト側への静電引力が弱くなるため、よりラベル表面で静電反発しやすく、ラベル上に転写されたトナーを十分に固定化できず、更にトナーが移動しやすくなり、ドット再現性が悪化するものと考えられた。
これに対し本発明では、静電荷像現像用トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの樹脂の含有量が、5質量部以上30質量部以下であり、かつトナー中の結着樹脂100質量部に対し結晶性樹脂を10質量部以上含むトナーであれば、坪量が65g/m以上である剥離紙を有するラベルに対しても、ドット再現性に優れたラベル印刷物が得られることを見出した。
これは、トナーの結着樹脂100質量部中に結晶性樹脂を10質量部以上含み、かつ、トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの樹脂の含有量が5質量部以上30質量部以下となるように、シェルによってコアを被覆したトナー粒子とすることで、トナーの帯電均一性を向上させつつ、帯電性を適度に低下させることができ、坪量が65g/m以上である剥離紙で構成されるフィルムラベルのように、トナーを固定化する静電引力が弱い状況においても、フィルムとトナーとの間に生じる静電反発を小さく抑えることができるため、トナーの移動が抑制されたためであると推察される。
なお、本発明の効果に関する上記のメカニズムは推定であり、これに限定されるものではない。
本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
樹脂が結晶性であるか非晶性であるかについては、結晶性指数により判定される。結晶性指数は、後述する実施例に記載の測定方法における、樹脂の軟化点と吸熱の最大ピーク温度との比(軟化点(℃)/吸熱の最大ピーク温度(℃))で定義される。結晶性樹脂とは、結晶性指数が0.6以上1.4以下のものである。非晶性樹脂とは、吸熱ピークが観測されないか、観測される場合は、結晶性指数が0.6未満又は1.4超のものである。結晶性指数は、原料モノマーの種類及びその比率、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができる。
明細書中、ポリエステル樹脂のカルボン酸成分には、その化合物のみならず、反応中に分解して酸を生成する無水物、及び各カルボン酸のアルキルエステル(アルキル基の炭素数1以上3以下)も含まれる。
「体積中位粒径(D50)」とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径である。
粒径分布の変動係数(以下、単に「CV値」ともいう)は、下記式で表される値である。下記式における体積平均粒径とは、測定された全ての粒子について、それぞれの粒径とその粒子の体積を掛けた値の合計値を、測定された粒子の総体積で除して得られる粒径である。
CV値(%)=[粒径分布の標準偏差(μm)/体積平均粒径(μm)]×100
<画像形成方法>
本発明の画像形成方法としては、従来公知のトナー(静電荷像現像用トナー)を用いた画像形成方法と同様に、静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成工程と、前記静電潜像担持体上に形成された前記静電潜像を、トナーを用いて現像してトナー像を形成する現像工程と、前記静電潜像担持体上に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写する転写工程と、前記記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着工程とを含む画像形成方法が例示される。本発明において、記録媒体として、剥離剤が粘着されたフィルムラベルを使用し、また、前記フィルムラベルが融点200℃以下のフィルムから構成される。更に、前記剥離紙の坪量が65g/m以上である。
ポリプロピレンフィルムの融点は、延伸の有無等により変化するが、135℃以上170℃以下程度である。一方、ポリエチレンフィルムの融点は、密度等により変化するが、105~150℃程度である。
ポリプロピレンフィルム及びポリエチレンフィルムの融点は、実施例に記載の方法により測定される。
本発明において、定着温度は、好ましくは120℃以下、より好ましくは115℃以下、更に好ましくは110℃以下であり、そして、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは85℃以上である。
<フィルムラベル>
本発明の画像形成方法は、静電荷像現像用トナーを用いて、剥離紙、粘着剤層、及びフィルムがこの順で積層されたフィルムラベルのフィルム面に画像を形成する。すなわち、印刷媒体(被記録体)として、前記フィルムラベルを使用し、該フィルムラベルは剥離紙が粘着されている。
〔フィルム〕
フィルムラベルのフィルム(以下、単に「フィルム」ともいう)は、融点が200℃以下である。融点がより高いフィルムの場合には、加熱定着による印刷物のカールの問題が生じにくい。
なお、フィルムの融点は、200℃以下であれば特に限定されないが、フィルムの耐熱性の観点から、好ましくは90℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは110℃以上である。
フィルムの融点は、実施例に記載の方法により測定される。
フィルムとしては、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ乳酸フィルムなどが例示され、これらの中でも、汎用性等の観点から、ポリプロピレンフィルム又はポリエチレンフィルムであることが好ましい。
ポリプロピレンフィルム及びポリエチレンフィルムは、各種ラベルや、パッケージなどに使用されている。
ポリプロピレンフィルム及びポリエチレンフィルムは、印刷適性を向上させることを目的として、適宜、表面加工が施されていてもよい。
また、ポリプロピレンフィルム及びポリエチレンフィルムは、透明フィルムであってもよく、フィルム中に顔料等が含有され、白色等の任意の色彩を有するものであってもよく、また、表面にトナー受容層が形成されていてもよい。
〔剥離紙〕
本発明において、フィルムラベルは剥離紙が粘着されており、該剥離紙は、坪量が65g/m以上である。剥離紙の坪量を65g/mとすることにより、印刷物のカールが抑制される。
剥離紙の坪量は、65g/m以上であり、好ましくは70g/m以上、より好ましくは75g/m以上であり、そして、ドット再現性の観点から、好ましくは200g/m以下、より好ましくは180g/m以下、更に好ましくは150g/m以下である。
剥離紙の坪量は、実施例に記載の方法により測定される。
剥離紙の厚みは上記の坪量が得られれば特に限定されないが、印刷物のカールを抑制する観点、及びドット再現性を向上させる観点から、好ましくは50μm以上、より好ましくは55μm以上、更に好ましくは60μm以上、更に好ましくは65μm以上であり、そして、好ましくは240μm以下、より好ましくは200μm以下、更に好ましくは180μm以下、更に好ましくは160μm以下である。
剥離紙の厚みは、実施例に記載の方法により測定される。
前記剥離紙は、剥離紙基材に、剥離剤層が形成されていることが好ましい。剥離紙基材としては、グラシン紙、クラフト紙、上質紙等のいずれの紙でもよく、また、剥離紙基材として、例えば、ポリエステルフィルムを使用してもよいが、環境負荷低減の観点から、パルプを主原料として製造された剥離紙であることが好ましい。
剥離紙は、剥離性を付与するために、シリコーン樹脂やフッ素樹脂等の剥離剤を含有する剥離剤層が設けられていることが好ましい。また、剥離紙と剥離剤層との間には、目止め層が設けられていてもよい。目止め層は、天然若しくは合成樹脂を単独で使用して、又はカオリン、炭酸カルシウム、焼成クレー、酸化チタン、シリカ等の無機顔料やプラスチックピグメント等の有機顔料と併用して形成された層である。
また、剥離紙として、グラシン紙、クラフト紙、上質紙等の剥離紙基材に、ポリエチレン等の合成樹脂をラミネートしたポリラミ紙を使用してもよいが、印刷物のカールを抑制する観点から剥離紙基材、必要に応じて目止め層、及び剥離剤層をこの順で有する剥離紙が好ましい。
〔粘着剤〕
粘着剤は、公知の粘着剤から適宜選択すればよく、例えば、アクリル系、ゴム系、シリコーン系などの粘着剤から適宜選択すればよい。
<静電荷像現像用トナー>
本発明の画像形成方法で使用される静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」又は「本発明のトナー」ともいう)は、コア及び前記コアの表面に存在するシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子を含有し、前記静電荷像現像用トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの樹脂の含有量が、5質量部以上30質量部以下であり、結着樹脂100質量部中に、結晶性樹脂(以下、「結晶性樹脂C」ともいう)を10質量部以上含有する。
また、本発明のトナーは、溶融混練法、乳化転相法、重合法、凝集融着法等の公知のいずれの方法により得られたトナーであってもよいが、コアシェル構造のトナー粒子を製造する観点から、凝集融着法によるケミカルトナーが好ましい。
〔コアシェル構造〕
本発明のトナーは、コアシェル構造を有し、コア部が前記結晶性樹脂Cを含有することが好ましく、更に、コア部が前記結晶性樹脂Cに加え、非晶性ポリエステル系樹脂Aを含有することが好ましい。また、コア部が、前記結晶性樹脂C及び非晶性ポリエステル系樹脂Aに加え、着色剤、離型剤を含有することが好ましい。
また、シェルが、非晶性ポリエステル系樹脂Bを含有することが好ましい。
本発明において、トナー粒子中のシェルの含有量は、ドット再現性の観点から、トナー100質量部に対し、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは7質量部以上、更に好ましくは10質量部以上であり、そして、好ましくは30質量部以下、より好ましくは25質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。
トナー中のシェルは、好ましくは、後述する非晶性ポリエステル系樹脂Bを含み、より好ましくはシェルが非晶性ポリエステル系樹脂Bからなる。
トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの結着樹脂の量は、ドット再現性の観点から、5質量部以上であり、好ましくは7質量部以上、より好ましくは10質量部以上であり、そして、30質量部以下であり、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。
〔結着樹脂〕
≪結晶性樹脂C≫
本発明のトナーは、結着樹脂100質量部中に結晶性樹脂Cを10質量部以上含有する。低温定着性、印刷物のカール抑制及びドット再現性の観点から、結着樹脂100質量部中の結晶性樹脂Cの含有量は、10質量部以上であり、好ましくは12質量部以上、より好ましくは15質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、更に好ましくは23質量部以上であり、そして、好ましくは60質量部以下、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは30質量部以下、更に好ましくは27質量部以下である。
また、本発明のトナーは、コアシェル構造であり、かつ、コア部に結晶性樹脂Cを含有することが好ましく、コア部のみに結晶性樹脂Cを含有することがより好ましい。
結晶性樹脂Cは、結晶性ポリエステル樹脂Cであることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂Cは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分の重縮合物である結晶性ポリエステル樹脂である。
結晶性ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分との重縮合物である。
アルコール成分としては、α,ω-脂肪族ジオールが好ましい。
α,ω-脂肪族ジオールの炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは6以上であり、そして、好ましくは16以下、より好ましくは14以下、更に好ましくは12以下である。
α,ω-脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオールが挙げられる。これらの中でも、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールが好ましく、1,10-デカンジオールがより好ましい。
α,ω-脂肪族ジオールの量は、アルコール成分中、好ましくは80mol%以上、より好ましくは85mol%以上、更に好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして100mol%以下であり、更に好ましくは100mol%である。
アルコール成分は、α,ω-脂肪族ジオールとは異なる他のアルコール成分を含有していてもよい。他のアルコール成分としては、例えば、1,2-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール等のα,ω-脂肪族ジオール以外の脂肪族ジオール;ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物等の芳香族ジオール;グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコールが挙げられる。これらのアルコール成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
カルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸が好ましく、直鎖脂肪族ジカルボン酸がより好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、好ましくは4以上、より好ましくは8以上、更に好ましくは10以上であり、そして、好ましくは14以下、より好ましくは12以下である。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、フマル酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸が挙げられる。これらの中でも、セバシン酸、テトラデカン二酸が好ましく、セバシン酸がより好ましい。これらのカルボン酸成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
脂肪族ジカルボン酸の量は、カルボン酸成分中、好ましくは80mol%以上、より好ましくは85mol%以上、更に好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下であり、更に好ましくは100mol%である。
カルボン酸成分は、脂肪族ジカルボン酸とは異なる他のカルボン酸成分を含有していてもよい。他のカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;3価以上の多価カルボン酸が挙げられる。これらのカルボン酸成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
アルコール成分の水酸基に対するカルボン酸成分のカルボキシ基の当量比〔COOH基/OH基〕は、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下である。
結晶性ポリエステル系樹脂Cは、例えば、アルコール成分及びカルボン酸成分を重縮合させる方法により製造される。
重縮合の際には、必要に応じて、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)、酸化ジブチル錫、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)等のエステル化触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下;没食子酸(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸と同じ。)等のエステル化助触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下用いて重縮合してもよい。
また、重縮合にフマル酸等の不飽和結合を有するモノマーを使用する際には、必要に応じてアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上0.5質量部以下のラジカル重合禁止剤を用いてもよい。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、4-tert-ブチルカテコールが挙げられる。
重縮合反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下である。なお、重縮合は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
(結晶性ポリエステル樹脂Cの物性)
結晶性ポリエステル樹脂Cの軟化点は、トナーの保存性の観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは80℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは150℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは100℃以下、更に好ましくは95℃以下である。
結晶性ポリエステル樹脂Cの融点は、トナーの保存性の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上、更に好ましくは70℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは90℃以下、更に好ましくは85℃以下、更に好ましくは80℃以下である。
結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価は、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは35mgKOH/g以下、より好ましくは25mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下である。
結晶性ポリエステル樹脂Cの軟化点、融点、及び酸価は、原料モノマーの種類及びその使用量、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができ、後述の実施例に記載の方法により求められる。なお、結晶性ポリエステル樹脂Cを2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた軟化点、融点、及び酸価の値がそれぞれ前記範囲内であることが好ましい。
非晶性ポリエステル系樹脂Aと結晶性樹脂C(好ましくは結晶性ポリエステル樹脂C)との質量比〔非晶性ポリエステル系樹脂A/結晶性樹脂C〕は、好ましくは40/60以上、より好ましくは50/50以上、更に好ましくは60/40以上、更に好ましくは65/35以上であり、そして、好ましくは95/5以下、より好ましくは90/10以下、更に好ましくは85/15以下、更に好ましくは75/25以下である。
≪非晶性ポリエステル系樹脂A≫
本発明において、トナーは、結着樹脂として、上記結晶性ポリエステル樹脂Cに加え、非晶性ポリエステル系樹脂Aを含有することが好ましく、コア部が非晶性ポリエステル系樹脂Aを含有することがより好ましい。
非晶性ポリエステル系樹脂Aは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分の重縮合物を含む非晶性ポリエステル系樹脂である。
非晶性ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、変性されたポリエステル樹脂が挙げられる。変性されたポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂のウレタン変性物、ポリエステル樹脂のエポキシ変性物、ポリエステル樹脂セグメントと付加重合樹脂セグメントとを含む複合樹脂が挙げられる。これらの中でも、アルコール成分及びカルボン酸成分の重縮合物であるポリエステル樹脂セグメントと、スチレン系化合物を含む原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントとを含む、非晶性複合樹脂であることが好ましい。
アルコール成分としては、例えば、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物、直鎖又は分岐の脂肪族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコールが挙げられる。これらの中でも、低温定着性に優れるトナーを得る観点から、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物が好ましい。
芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物は、好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物であり、より好ましくは式(I):
Figure 2022060171000001

(式中、OR及びROはオキシアルキレン基であり、R及びRはそれぞれ独立にエチレン基又はプロピレン基であり、x及びyはアルキレンオキシドの平均付加mol数を示し、それぞれ正の数であり、xとyの和の値は、1以上、好ましくは1.5以上、更に好ましくは1.8以上であり、16以下、好ましくは8以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下である)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物である。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、例えば、ビスフェノールA〔2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン〕のプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いてもよい。これらの中でも、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物が好ましい。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物の含有量は、アルコール成分中、好ましくは70mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下であり、更に好ましくは100mol%である。
直鎖又は分岐の脂肪族ジオールとしては、例えば、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、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールが挙げられる。
脂環式ジオールとしては、例えば、水素添加ビスフェノールA〔2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン〕、水素添加ビスフェノールAの炭素数2以上4以下のアルキレンオキシド付加物(平均付加mol数2以上12以下)が挙げられる。
3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールが挙げられる。
これらのアルコール成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
カルボン酸成分としては、例えば、ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸、及び、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。これらの中でも、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
芳香族ジカルボン酸の量は、カルボン酸成分中、好ましくは20mol%以上、より好ましくは30mol%以上、更に好ましくは40mol%以上、更に好ましくは50mol%以上であり、そして、好ましくは90mol%以下、より好ましくは85mol%以下、更に好ましくは80mol%以下である。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、そして、好ましくは30以下、より好ましくは20以下である。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アゼライン酸、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸が挙げられる。炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸としては、例えば、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸が挙げられる。これらの中でも、フマル酸、セバシン酸、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸が好ましく、フマル酸、セバシン酸がより好ましい。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸の量は、カルボン酸成分中、好ましくは1mol%以上、より好ましくは3mol%以上、更に好ましくは10mol%以上であり、そして、好ましくは80mol%以下、より好ましくは50mol%以下、更に好ましくは30mol%以下である。
3価以上の多価カルボン酸としては、好ましくは3価のカルボン酸であり、例えばトリメリット酸が挙げられる。好ましくはトリメリット酸又はその無水物である。
3価以上の多価カルボン酸を含む場合、3価以上の多価カルボン酸の量は、カルボン酸成分中、好ましくは3mol%以上、より好ましくは5mol%以上、更に好ましくは8mol%以上であり、そして、好ましくは30mol%以下、より好ましくは25mol%以下、更に好ましくは20mol%以下である。
これらのカルボン酸成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
アルコール成分の水酸基に対するカルボン酸成分のカルボキシ基の当量比〔COOH基/OH基〕は、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下である。
付加重合樹脂セグメントは、例えば、スチレン系化合物を含む原料モノマーの付加重合物である。
スチレン系化合物としては、例えば、無置換又は置換スチレンが挙げられる。スチレンに置換される置換基としては、例えば、炭素数1以上5以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、スルホン酸基又はその塩が挙げられる。
スチレン系化合物としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、tert-ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンスルホン酸又はその塩が挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。
付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中、スチレン系化合物の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。
スチレン系化合物以外の原料モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸エステル;エチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類;塩化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のハロゲン化ビニリデン;N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物が挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、(メタ)アクリル酸アルキルがより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルにおけるアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは6以上であり、そして、好ましくは24以下、より好ましくは22以下、更に好ましくは20以下である。
(メタ)アクリル酸アルキルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸(イソ又はターシャリー)ブチル、(メタ)アクリル酸(イソ)アミル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)オクチル、(メタ)アクリル酸(イソ)デシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル、(メタ)アクリル酸(イソ)パルミチル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリル、(メタ)アクリル酸(イソ)ベヘニル等が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル又は(メタ)アクリル酸ステアリル、より好ましくはアクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、更に好ましくはメタクリル酸ステアリルである。
なお、「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」は、これらの接頭辞が存在する場合としない場合の双方を意味し、これらの接頭辞が存在しない場合には、ノルマルを示す。また、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を示す。
付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中、(メタ)アクリル酸エステルの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中における、スチレン系化合物と(メタ)アクリル酸エステルとの総量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。
非晶性ポリエステル系樹脂Aは、好ましくは、ポリエステル樹脂セグメント及び付加重合樹脂セグメントと共有結合を介して結合した両反応性モノマー由来の構成単位を有する。
「両反応性モノマー由来の構成単位」とは、両反応性モノマーの官能基、付加重合性基が反応した単位を意味する。
付加重合性基としては、例えば、炭素-炭素不飽和結合(エチレン性不飽和結合)が挙げられる。
両反応性モノマーとしては、例えば、分子内に、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する付加重合性モノマーが挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、水酸基及びカルボキシ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する付加重合性モノマーが好ましく、カルボキシ基を有する付加重合性モノマーがより好ましい。
カルボキシ基を有する付加重合性モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸が挙げられる。これらの中でも、重縮合反応と付加重合反応の双方の反応性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、アクリル酸がより好ましい。
両反応性モノマーがカルボキシ基を有する付加重合性モノマーである場合、両反応性モノマー由来の構成単位の量は、非晶性ポリエステル系樹脂Aのポリエステル樹脂セグメントのアルコール成分100mol部に対して、好ましくは1mol部以上、より好ましくは5mol部以上、更に好ましくは8mol部以上であり、そして、好ましくは30mol部以下、より好ましくは25mol部以下、更に好ましくは20mol部以下である。
前記非晶性ポリエステル系樹脂Aは、ポリエステル樹脂セグメント及び付加重合樹脂セグメントに加え、更に、カルボキシ基及び水酸基の少なくともいずれかを有する炭化水素ワックスに由来する構成単位(炭化水素ワックス由来の構成単位)を含んでいてもよい。
非晶性ポリエステル系樹脂A中のポリエステル樹脂セグメントの含有量は、ポリエステル樹脂セグメント及び付加重合樹脂セグメントの合計量に対して、好ましくは35質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは50質量%以上であり、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である。なお、両反応性モノマー由来の構成単位は、ポリエステル樹脂セグメントとする。
非晶性ポリエステル系樹脂A中の付加重合樹脂セグメントの含有量は、ポリエステル樹脂セグメント及び付加重合樹脂セグメントの合計量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、そして、好ましくは60質量%以下、より好ましくは55質量%以下、更に好ましくは45質量%以下である。なお、両反応性モノマー由来の構成単位は、ポリエステル樹脂セグメントとする。
非晶性ポリエステル系樹脂A中の両反応性モノマー由来の構成単位の量は、ポリエステル樹脂セグメント、付加重合樹脂セグメント、及び両反応性モノマー由来の構成単位の合計量に対して、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.8質量%以上であり、そして、好ましくは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下、更に好ましくは4質量%以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂A中の炭化水素ワックス由来の構成単位の量は、ポリエステル樹脂セグメント、付加重合樹脂セグメント、及び両反応性モノマー由来の構成単位の合計量100質量部に対して、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である。
上記量は、ポリエステル樹脂セグメント、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー、両反応性モノマー、ラジカル重合開始剤の量の比率を基準に算出し、ポリエステル樹脂セグメント等における重縮合による脱水量は除いた質量を基準とする。なお、ラジカル重合開始剤を用いた場合、ラジカル重合開始剤の質量は、付加重合樹脂セグメントに含めて計算する。
非晶性ポリエステル系樹脂Aは、例えば、アルコール成分及びカルボン酸成分を重縮合させる工程Aと、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー及び両反応性モノマーを付加重合させる工程Bとを含む方法により製造してもよい。
非晶性ポリエステル系樹脂Aが、更に炭化水素ワックス由来の構成単位を有する場合、上述の工程Aでは、例えば、水酸基及びカルボキシ基の少なくともいずれかを有する炭化水素ワックスの存在下、アルコール成分及びカルボン酸成分の重縮合反応を行う。
工程Aの後に工程Bを行ってもよいし、工程Bの後に工程Aを行ってもよく、工程Aと工程Bを同時に行ってもよい。
工程Aにおいて、カルボン酸成分の一部を重縮合反応に供し、次いで工程Bを実施した後に、カルボン酸成分の残部を重合系に添加し、工程Aの重縮合反応及び両反応性モノマー又は両反応性モノマーに由来する構成部位が有するカルボキシ基との重縮合反応を更に進める方法が好ましい。
工程Aでは、必要に応じて、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)、酸化ジブチル錫、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)等のエステル化触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下;没食子酸(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸と同じ。)等のエステル化助触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下用いて重縮合してもよい。
また、重縮合にフマル酸等の不飽和結合を有するモノマーを使用する際には、必要に応じてアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上0.5質量部以下のラジカル重合禁止剤を用いてもよい。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、4-tert-ブチルカテコールが挙げられる。
重縮合反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下である。なお、重縮合は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
工程Bの付加重合のラジカル重合開始剤としては、例えば、ジブチルパーオキシド等の過酸化物、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物が挙げられる。
ラジカル重合開始剤の使用量は、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー100質量部に対して、好ましくは1質量部以上20質量部以下である。
付加重合の温度は、好ましくは110℃以上、より好ましくは130℃以上であり、そして、好ましくは230℃以下、より好ましくは220℃以下、更に好ましくは210℃以下である。
(非晶性ポリエステル系樹脂Aの物性)
非晶性ポリエステル系樹脂Aの軟化点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは125℃以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂Aのガラス転移温度は、好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上、更に好ましくは40℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは60℃以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂Aの酸価は、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは35mgKOH/g以下、更に好ましくは30mgKOH/g以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂Aの軟化点、ガラス転移温度、及び酸価は、原料モノマーの種類及びその使用量、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができ、また、それらの値は、実施例に記載の方法により求められる。
なお、非晶性ポリエステル系樹脂Aを2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた軟化点、ガラス転移温度及び酸価の値がそれぞれ前述の範囲内であることが好ましい。
非晶性ポリエステル系樹脂Aの含有量は、樹脂粒子Xの樹脂成分の合計量に対して、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、更に好ましくは65質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは87質量%以下である。
≪非晶性ポリエステル系樹脂B≫
本発明において、トナーは、結着樹脂として、上記結晶性ポリエステル樹脂C及び非晶性ポリエステル樹脂Aに加え、非晶性ポリエステル系樹脂Bを含有することが好ましく、シェルが非晶性ポリエステル系樹脂Bを含有することがより好ましい。
非晶性ポリエステル系樹脂Bは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分の重縮合物を含む非晶性ポリエステル系樹脂であることが好ましい。
ポリエステル系樹脂としては、ポリエステル樹脂、変性されたポリエステル樹脂が挙げられる。変性されたポリエステル樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂のウレタン変性物、ポリエステル樹脂のエポキシ変性物、ポリエステル樹脂セグメントと付加重合樹脂セグメントとを含む複合樹脂が挙げられる。これらの中でも、アルコール成分及びカルボン酸成分の重縮合物である非晶性ポリエステル樹脂であることが好ましい。
アルコール成分としては、例えば、所望の芳香環濃度を得る観点から、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物が挙げられる。これらの中でも、低温定着性に優れるトナーを得る観点から、芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物が好ましい。
芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物は、好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物であり、より好ましくは式(I):
Figure 2022060171000002

(式中、OR及びROはオキシアルキレン基であり、R及びRはそれぞれ独立にエチレン基又はプロピレン基であり、x及びyはアルキレンオキシドの平均付加mol数を示し、それぞれ正の数であり、xとyの和の値は、1以上、好ましくは1.5以上、より好ましくは1.8以上であり、16以下、好ましくは8以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下である)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物である。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、ビスフェノールA〔2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン〕のプロピレンオキシド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いてもよい。これらの中でも、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物がより好ましい。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物の含有量は、アルコール成分中、好ましくは70mol%以上、より好ましくは90mol%以上、更に好ましくは95mol%以上であり、そして、100mol%以下であり、更に好ましくは100mol%である。
上記ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物に加え、非晶性ポリエステル系樹脂Aで上述した直鎖又は分岐の脂肪族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコール等を含有してもよい。
これらのアルコール成分は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
カルボン酸成分としては、例えば、ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸、及び、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
芳香族ジカルボン酸としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。これらの中でも、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
芳香族ジカルボン酸の量は、カルボン酸成分中、好ましくは40mol%以上、より好ましくは50mol%以上、更に好ましくは60mol%以上、更に好ましくは70mol%以上であり、そして、好ましくは95mol%以下、より好ましくは90mol%以下、更に好ましくは85mol%以下である。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、そして、好ましくは30以下、より好ましくは20以下である。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アゼライン酸、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸が挙げられる。炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸としては、例えば、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸が挙げられる。これらの中でも、アジピン酸、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸が好ましい。
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸の量は、カルボン酸成分中、好ましくは1mol%以上、より好ましくは3mol%以上、更に好ましくは5mol%以上であり、そして、好ましくは60mol%以下、より好ましくは30mol%以下、更に好ましくは20mol%以下、更に好ましくは15mol%以下である。
3価以上の多価カルボン酸としては、好ましくは3価のカルボン酸であり、例えばトリメリット酸が挙げられる。好ましくはトリメリット酸又はその無水物である。
3価以上の多価カルボン酸を含む場合、3価以上の多価カルボン酸の量は、カルボン酸成分中、好ましくは3mol%以上、より好ましくは5mol%以上、更に好ましくは8mol%以上であり、そして、好ましくは30mol%以下、より好ましくは25mol%以下、更に好ましくは20mol%以下である。
これらのカルボン酸成分は、1種又は2種以上を用いてもよい。
アルコール成分の水酸基に対するカルボン酸成分のカルボキシ基の当量比〔COOH基/OH基〕は、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下である。
ポリエステル系樹脂Bは、例えば、アルコール成分及びカルボン酸成分を重縮合させる工程Aにより製造してもよい。
工程Aは、非晶性ポリエステル系樹脂Aの製造方法において記載した工程Aと同様であり、好ましい範囲も同様である。
工程Aでは、必要に応じて、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)、酸化ジブチル錫、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)等のエステル化触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.01質量部以上5質量部以下;没食子酸(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸と同じ。)等のエステル化助触媒をアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対し0.001質量部以上0.5質量部以下用いて重縮合してもよい。
また、重縮合にフマル酸等の不飽和結合を有するモノマーを使用する際には、必要に応じてアルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上0.5質量部以下のラジカル重合禁止剤を用いてもよい。ラジカル重合禁止剤としては、例えば、4-tert-ブチルカテコールが挙げられる。
重縮合反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、更に好ましくは180℃以上であり、そして、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下である。なお、重縮合は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
(非晶性ポリエステル系樹脂Bの物性)
非晶性ポリエステル系樹脂Bの軟化点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは125℃以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂Bのガラス転移温度は、好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、更に好ましくは50℃以上であり、そして、低温定着性をより向上させる観点から、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂Bの酸価は、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは25mgKOH/g以下である。
非晶性ポリエステル系樹脂Bの軟化点、ガラス転移温度、及び酸価は、原料モノマーの種類及びその使用量、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜調整することができ、また、それらの値は、実施例に記載の方法により求められる。
なお、非晶性ポリエステル系樹脂Bを2種以上組み合わせて使用する場合は、それらの混合物として得られた軟化点、ガラス転移温度及び酸価の値がそれぞれ前述の範囲内であることが好ましい。
非晶性ポリエステル系樹脂Bの含有量は、樹脂粒子Yの樹脂成分の合計量に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、更に好ましくは100質量%である。
〔着色剤〕
本発明のトナーは、着色剤を含有することが好ましく、コア部に着色剤を含有することが好ましい。
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等の全てを使用することができる。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー(例えば、ピグメントブルー15:3)、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンB、ローダミン-Bベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン6B、ジスアゾイエローが挙げられる。トナーは、黒トナー、黒以外のカラートナーのいずれであってもよい。
本発明のトナーが白色トナーである場合、着色剤として、白色顔料を含有することが好ましく、白色顔料は、酸化チタンであることが好ましい。
酸化チタンとしては、ルチル型酸化チタン又はアナターゼ型酸化チタンが用いることができるが、安定性及び入手性の観点から、好ましくはルチル型酸化チタンである。
酸化チタンは、トナー中での良好な分散性を得る観点から、表面処理されたものが好ましい。酸化チタンの表面処理としては、特に限定されず、有機物での表面処理や無機物での表面処理のいずれの処理が施されていてもよい。光触媒性による影響を避ける観点から、無機物で表面処理された酸化チタンが好ましく、シリカ及びアルミナの少なくともいずれか1つで表面処理された酸化チタンがより好ましく、シリカ及びアルミナで表面処理された酸化チタンが更に好ましい。
表面処理した酸化チタンの粉末は、800℃以上1000℃以下で焼成することにより、粒子間の焼結を抑制して、酸化チタンの流動性、分散性を向上させることもできる。
酸化チタンの粒子形状は、粒状、針状等が例示されるが、特に制限されない。
酸化チタンの平均一次粒径は、高い白色度を得る観点から、好ましくは100nm以上、より好ましくは150nm以上、更に好ましくは200nm以上、更に好ましくは220nm以上であり、そして、分散性の観点から、好ましくは500nm以下、より好ましくは400nm以下、更に好ましくは350nm以下である。
なお、酸化チタンの平均一次粒径は、透過電子顕微鏡を用いて測定することができ、具体的には透過電子顕微鏡を用いて、画像解析で500個の酸化チタン一次粒子を抽出してその粒径を測定し、その平均を算出した数平均粒径で表される。また、酸化チタンに長径と短径がある場合は、長径を用いて算出する。
本発明に用いられる酸化チタンの市販品例としては、テイカ株式会社製の商品名:JR、JR-300、JR-605、JR-701、石原産業株式会社製の商品名:タイペークCR-93、CR-90、CR-80等が挙げられる。
着色剤の含有量は、着色剤が白色顔料以外の場合には、トナー粒子中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、そして、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
着色剤が白色顔料の場合には、トナー粒子中の着色剤(白色顔料)の含有量は、、白色度を高める観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、そして、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは45質量%以下である。
〔離型剤〕
本発明のトナーは、離型剤を含有することが好ましく、コア部に離型剤を含有することがより好ましい。
離型剤としては、例えば、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンポリエチレン共重合体ワックス;マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、サゾールワックス等の炭化水素系ワックス又はそれらの酸化物;カルナウバワックス、モンタンワックス又はそれらの脱酸ワックス、脂肪酸エステルワックス等のエステル系ワックス;脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いてもよい。
離型剤の融点は、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上であり、そして、好ましくは160℃以下、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは120℃以下、更に好ましくは100℃以下である。
離型剤の含有量は、トナー粒子中、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上であり、そして、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。
<トナーの製造方法>
上述のコアシェル構造を有するトナーは、以下の工程1~3を有する方法により得ることが好ましい。
工程1:水系媒体中で、結晶性樹脂C及び非晶性ポリエステル系樹脂Aを同一又は異なる粒子中に含有する樹脂粒子Xを凝集させて、凝集粒子1を得る工程、
工程2:工程1で得られた凝集粒子1に対して、非晶性ポリエステル系樹脂Bを含有する樹脂粒子Yを凝集させて、凝集粒子2を得る工程、
工程3:工程2で得られた凝集粒子2を昇温して融着し、融着粒子を得る工程
工程1では、水系媒体中で、樹脂粒子Xを凝集させて、凝集粒子1を得る。ここで、樹脂粒子Xが結晶性樹脂C及び非晶性ポリエステル系樹脂Aを含有することが好ましい。また、樹脂粒子Xに加えて、着色剤粒子、離型剤粒子を凝集させることが好ましく、樹脂粒子Xを含む樹脂粒子分散液と、着色剤粒子を含有する着色剤粒子分散液と、離型剤粒子を含有する離型剤粒子分散液を混合して、これらの粒子を凝集させることがより好ましい。
以下、それぞれの工程について説明する。
〔工程1〕
工程1は、水系媒体中で、結晶性樹脂C及び非晶性ポリエステル系樹脂Aを同一又は異なる粒子中に含有する樹脂粒子Xを凝集させて、凝集粒子1を得る工程である。
工程1において、凝集粒子1は、樹脂粒子Xと共に、着色剤を含む着色剤粒子を凝集させて得ることが好ましい。更に、工程1では、樹脂粒子X及び着色剤粒子と共に、離型剤を含む離型剤粒子を凝集させることが好ましい。
以下、工程1で使用する樹脂粒子X、着色剤粒子、離型剤粒子、及びそれらの製造方法について詳述する。
≪樹脂粒子X≫
工程1で使用する樹脂粒子分散液は、樹脂粒子Xを含有する。樹脂粒子Xは、優れた低温定着性を得るため、非晶性ポリエステル系樹脂A及び結晶性樹脂Cを同一又は異なる樹脂粒子中に含むことが好ましく、得られるトナーの低温定着性をより向上し、非オフセット温度幅をより広げる観点から、好ましくは、非晶性ポリエステル系樹脂A及び結晶性樹脂Cを同一樹脂粒子中に含む。
(樹脂粒子分散液の調製)
樹脂粒子Xを含有する樹脂粒子分散液、好ましくは非晶性ポリエステル系樹脂A及び結晶性樹脂Cを同一又は異なる樹脂粒子中に含む樹脂粒子分散液の調製は、公知の方法を用いて行うことができるが、転相乳化法により分散することが好ましい。転相乳化法としては、例えば、樹脂の有機溶媒溶液又は溶融した樹脂に水系媒体を添加して転相乳化する方法が挙げられる。
転相乳化に用いる有機溶媒としては、樹脂を溶解すれば特に限定されないが、転相を容易にする観点から、例えば、エタノール、イソプロパノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒;ジブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸イソプロピル等の酢酸エステル系溶媒が挙げられる。これらの中でも、水系媒体添加後の混合液からの除去が容易である観点から、ケトン系溶媒及び酢酸エステル系溶媒が好ましく、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸イソプロピルがより好ましい。
有機溶媒溶液には、中和剤を添加することが好ましい。中和剤としては、例えば、塩基性物質が挙げられる。塩基性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア、トリメチルアミン、ジエタノールアミン等の含窒素塩基性物質が挙げられる。
樹脂粒子Xに含まれる樹脂の酸基に対する中和剤の使用当量(mol%)は、微細な樹脂粒子を得て、かつ、分散安定性を向上させる観点から、好ましくは10mol%以上、より好ましくは30mol%以上、更に好ましくは40mol%以上であり、そして、好ましくは90mol%以下、より好ましくは70mol%以下である。
なお、中和剤の使用当量(mol%)は、下記式によって求めることができる。中和剤の使用当量は、100mol%以下の場合、中和度と同義である。
中和剤の使用当量(mol%)=〔{中和剤の添加質量(g)/中和剤の当量}/[{樹脂粒子Xを構成する樹脂の加重平均酸価(mgKOH/g)×樹脂粒子Xを構成する樹脂の質量(g)}/(56×1000)]〕×100
有機溶媒溶液又は溶融した樹脂を撹拌しながら、水系媒体を徐々に添加して転相させる。
水系媒体を添加する際の有機溶媒溶液温度は、樹脂粒子Xの分散安定性を向上させる観点から、好ましくは樹脂粒子Xを構成する樹脂のガラス転移温度以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは60℃以上であり、そして、好ましくは85℃以下、より好ましくは80℃以下である。
非晶性ポリエステル樹脂A及び結晶性樹脂Cの含有量は、前述の通りである。
転相乳化の後に、必要に応じて、得られた分散液から蒸留等により有機溶媒を除去してもよい。この場合、有機溶媒の残存量は、分散液中、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下、更に好ましくは実質的に0質量%である。
分散液中の樹脂粒子Xの体積中位粒径(D50)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.08μm以上、更に好ましくは0.12μm以上であり、そして、好ましくは0.8μm以下、より好ましくは0.4μm以下、更に好ましくは0.3μm以下である。
分散液中の樹脂粒子XのCV値は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは10%以上、より好ましくは20%以上であり、そして、好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下、更に好ましくは30%以下である。
樹脂粒子Xの体積中位粒径(D50)、CV値は、後述の実施例に記載の方法で求められる。
なお、非晶性ポリエステル系樹脂Aを含有する樹脂粒子Xa及び結晶性樹脂Cを含有する樹脂粒子Xcを混合して用いる場合、前述と同様の方法により、樹脂粒子Xa及びXcを得ることができる。
樹脂粒子Xa、樹脂粒子Xcの添加量は、前述の非晶性ポリエステル系樹脂A及び結晶性樹脂Cの含有量となる量が好ましい。
(水系媒体)
本発明において、水系媒体とは、水を主成分とする媒体であり、水系媒体中の水の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、そして、100質量%以下である。水としては、脱イオン水、イオン交換水、又は蒸留水が好ましい。
水と共に水系媒体を構成し得る水以外の成分としては、炭素数1以上5以下のアルキルアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等の炭素数3以上5以下のジアルキルケトン;テトラヒドロフラン等の環状エーテル等の水に溶解する有機溶媒が用いられる。これらの中でも、炭素数1以上5以下のアルキルアルコールが好ましく、より好ましくはメタノール又はエタノールである。
≪着色剤粒子≫
着色剤は、着色剤粒子の分散液として、樹脂粒子と混合し、凝集させることで、凝集粒子に含有させることが好ましい。
着色剤粒子分散液は、着色剤と水系媒体とを、ホモジナイザー、超音波分散機等の分散機を用いて分散して得ることが好ましい。当該分散は、着色剤の分散安定性を向上させる観点から、付加重合体(以下、着色剤の分散に使用する付加重合体を、「付加重合体E」ともいう)又は界面活性剤の存在下で行うことが好ましい。
当該界面活性剤としては、例えば、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤が挙げられ、着色剤粒子の分散安定性を向上させる観点から、好ましくはアニオン性界面活性剤である。アニオン性界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ドデシル硫酸塩、ラウリルエーテル硫酸塩、アルケニルコハク酸塩が挙げられる。これらの中でも、ドデシルベンゼンスルホン酸塩が好ましい。
着色剤粒子分散液中の界面活性剤の含有量は、着色剤の分散安定性を向上させる観点から、着色剤100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上であり、そして、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。
着色剤が白色顔料以外の着色剤である場合、付加重合体E(以下、着色剤が白色顔料以外の着色剤である場合の付加重合体Eを、「付加重合体E1」ともいう)は芳香族基を有する付加重合性モノマーa(以下、単に「モノマーa」ともいう)を含む原料モノマーの付加重合体であることが好ましい。そして、付加重合体E1は芳香族基を有する付加重合性モノマーa由来の構成単位を主鎖に含むことがより好ましい。
付加重合体E1の原料モノマーは、芳香族基を有する付加重合性モノマーaの他、より好ましくはイオン性基を有する付加重合性モノマーb(以下、単に「モノマーb」ともいう)を含有する。
また、付加重合体E1の原料モノマーは、モノマーbに加えて、更に好ましくは、ポリアルキレンオキシド基を有する付加重合性モノマーc(以下、単に「モノマーc」ともいう)又はマクロモノマーd(以下、単に「モノマーd」ともいう)から選ばれる少なくとも1種を更に含有する。
芳香族基を有する付加重合性モノマーaは、好ましくは非イオン性である。
芳香族基を有する付加重合性モノマーaとしては、例えば、スチレン系化合物a-1、芳香族基含有(メタ)アクリレートa-2が挙げられる。
スチレン系化合物a-1としては、例えば、置換又は無置換のスチレンが挙げられる。スチレンに置換される置換基としては、例えば、炭素数1以上5以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、スルホ基又はその塩が挙げられる。
スチレン系化合物a-1の分子量は、好ましくは1,000以下、より好ましくは800以下、更に好ましくは500以下、更に好ましくは300以下であり、そして、好ましくは80以上、より好ましくは90以上、更に好ましくは100以上である。
スチレン系化合物a-1としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、tert-ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンスルホン酸又はその塩が挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。
スチレン系化合物a-1の量は、画質をより向上させる観点から、付加重合体E1の原料モノマー中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、更に好ましくは35質量%以上であり、そして、好ましくは98質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは65質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。
芳香族基含有(メタ)アクリレートa-2としては、例えば、(メタ)アクリル酸ベンジル、フェノキシエチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
芳香族基含有(メタ)アクリレートa-2の分子量は、好ましくは1,000以下、より好ましくは800以下、更に好ましくは500以下、更に好ましくは300以下であり、そして、好ましくは160以上である。
芳香族基含有(メタ)アクリレートa-2を使用する場合には、画質をより向上させる観点から、芳香族基含有(メタ)アクリレートa-2の含有量は、付加重合体E1の原料モノマー中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。
芳香族基を有する付加重合性モノマーaの量は、画像濃度をより向上させる観点から、付加重合体E1の原料モノマー中、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、更に好ましくは35質量%以上であり、そして、好ましくは98質量%以下、より好ましくは95質量%以下、更に好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、更に好ましくは65質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。
モノマーbにおける、イオン性基とは、水中でイオン解離する基を意味する。
イオン性基としては、例えば、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、アミノ基、又はこれらの塩が挙げられる。
イオン性基としては、着色剤粒子の分散安定性を向上させる観点から、好ましくはアニオン性基である。アニオン性としては、酸性基又はこれらの塩が好ましく、カルボキシ基、スルホ基、又はこれらの塩がより好ましく、カルボキシ基、又はこれらの塩が更に好ましい。
カルボキシ基を有する付加重合性モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、2-メタクリロイルオキシメチルコハク酸が挙げられる。
これらの中でも、アニオン性基を有する付加重合性モノマーが好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましく、メタクリル酸が更に好ましい。
モノマーbを含有する場合、モノマーbの量は、付加重合体E1の原料モノマー中、好ましくは2質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。
モノマーcのポリアルキレンオキシド基のアルキレンオキシドの平均付加mol数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、そして、好ましくは30以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは10以下である。
モノマーcは、好ましくは非イオン性である。
モノマーcとしては、例えば、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート;フェノキシ(エチレングリコール-プロピレングリコール共重合)(メタ)アクリレート等のアリールオキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。
モノマーcを含有する場合、モノマーcの量は、付加重合体E1の原料モノマー中、好ましくは3質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。
モノマーdは、例えば、片末端に付加重合性官能基を有するスチレン系化合物重合体(以下、「スチレン系マクロモノマー」ともいう)が挙げられる。付加重合性官能基としては、例えば、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基が挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
モノマーdにおいて、スチレン系化合物としては、スチレンが好ましい。
モノマーdの数平均分子量は1,000以上10,000以下が好ましい。なお、数平均分子量は、溶媒として1mmol/Lのドデシルジメチルアミンを含有するクロロホルムを用いたゲル浸透クロマトグラフィー法により、標準物質としてポリスチレンを用いて測定される。
スチレン系マクロモノマーの市販品としては、例えば、「AS-6」、「AS-6S」、「AN-6」、「AN-6S」、「HS-6」、「HS-6S」(以上、東亞合成株式会社製)等が挙げられる。
モノマーdを含有する場合、モノマーdの量は、付加重合体E1の原料モノマー中、好ましくは3質量%以上、より好ましくは6質量%以上、更に好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。
更に、付加重合体E1の原料モノマーとしては、モノマーa~d以外の付加重合性モノマー(その他のモノマー)を含有していてもよい。
その他のモノマーとしては、例えば、炭素数1以上22以下(好ましくは6以上18以下)のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートが挙げられる。
その他のモノマーを含有する場合、その他のモノマーの量は、付加重合体E1の原料モノマー中、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。
付加重合体E1の重量平均分子量は、画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは3,000以上、より好ましくは5,000以上、更に好ましくは20,000以上、更に好ましくは40,000以上、更に好ましくは48,000以上であり、そして、好ましくは200,000以下、より好ましくは90,000以下、更に好ましくは60,000以下、更に好ましくは53,000以下である。なお、重量平均分子量の測定は実施例に記載の方法により行うことができる。
着色剤が白色顔料、好ましくは酸化チタンである場合、付加重合体E(以下、着色剤が白色顔料である場合の付加重合体Eを、「付加重合体E2」ともいう)は、酸化チタンの分散性に優れ、白色度に優れた画像を得る観点から、イオン性基を有する付加重合性モノマー及びポリアルキレンオキシド基を有する付加重合性モノマーを含む原料モノマーの付加重合物であることが好ましい。
付加重合体E2におけるイオン性基を有する付加重合性モノマーとしては、上述した付加重合体E1におけるモノマーbと同様のモノマーが例示され、好ましい態様も同様である。
付加重合体E2におけるポリアルキレンオキシド基を有する付加重合性モノマーとしては、上述した付加重合体E1におけるモノマーcと同様のモノマーが例示され、好ましい態様も同様である。
なお、付加重合体E2におけるポリアルキレンオキシド基を有する付加重合性モノマーのポリアルキレンオキシド基のアルキレンオキシドの平均付加mol数は、好ましくは1以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは10以上であり、そして、好ましくは60以下、より好ましくは40以下、更に好ましくは30以下である。
イオン性基含有モノマーとしては、分散液中での白色顔料の分散性、及びトナー中での白色顔料の分散性を向上させる観点から、好ましくはカルボキシ基含有モノマー、より好ましくはアクリル酸及びメタクリル酸から選ばれる少なくとも1つであり、更に好ましくはメタクリル酸である。
なお、イオン性基含有モノマーは、塩を形成していていもよく、塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩が挙げられる。
付加重合体E2の原料モノマー中のイオン性基含有モノマーの含有量は、白色顔料の分散性に優れ白色度を向上させる観点、及び低温定着性の観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。
付加重合体E2の原料モノマー中のポリアルキレンオキシド基含有モノマーの含有量は、白色度を向上させる観点及び低温定着性の観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは80質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。
付加重合体E2の原料モノマー中のイオン性基含有モノマーとポリアルキレンオキシド基含有モノマーとの質量比(イオン性基含有モノマー/アルキレンオキシド基含有モノマー)は、白色度を向上させる観点及び低温定着性の観点から、好ましくは5/95以上、より好ましくは10/90以上、更に好ましくは15/85以上であり、そして、好ましくは50/50以下、より好ましくは35/65以下、更に好ましくは20/80以下である。
本発明において、付加重合体E2の原料モノマーは、前記イオン性基含有モノマー及びポリアルキレンオキシド基含有モノマーに加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、更に付加重合体E1において上述したモノマーa、モノマーd、及びモノマーa~d以外の付加重合性モノマー(その他のモノマー)を含有していてもよい。
原料モノマーが前記イオン性基含有モノマー及びポリアルキレンオキシド基含有モノマー以外のモノマーを含有する場合、原料モノマー中の前記イオン性基含有モノマー及びポリアルキレンオキシド基含有モノマー以外のモノマーの含有量は、好ましくは0.1質量%以上であり、そして、好ましくは5質量%以下である。
付加重合体E2の重量平均分子量は、白色顔料の分散性に優れ、白色度をより向上させる観点及び低温定着性の観点から、好ましくは3,000以上、より好ましくは20,000以上、更に好ましくは40,000以上、更に好ましくは48,000以上であり、そして、好ましくは200,000以下、より好ましくは80,000以下、更に好ましくは70,000以下である。なお、重量平均分子量の測定は実施例に記載の方法により行うことができる。
付加重合体Eは、例えば、原料モノマーを公知の重合法により共重合させることによって製造できる。重合法としては、好ましくは、原料モノマーを溶媒中で重合開始剤や重合連鎖移動剤等と共に加熱して重合させる、溶液重合法である。
重合開始剤としては、例えば、ジブチルパーオキシド等の過酸化物、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物が挙げられる。
重合開始剤の添加量は、原料モノマー100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上であり、そして、好ましくは30質量部以下である。
重合連鎖移動剤(単に、「連鎖移動剤」ともいう。)としては、例えば、2-メルカプトエタノール、3-メルカプトプロピオン酸等のメルカプタン類が挙げられる。
重合連鎖移動剤の添加量は、原料モノマー100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下である。
重合反応の終了後、反応溶液から再沈澱、溶媒留去等の公知の方法により、生成したポリマーを単離及び精製してもよい。また、反応終了後の反応溶液を、そのまま付加重合体の分散液として使用してもよい。
着色剤粒子中、白色顔料以外の着色剤と付加重合体E1との質量比(着色剤/付加重合体E1)は、隠蔽性をより向上させる観点及び低温定着性の観点から、好ましくは50/50以上、より好ましくは60/40以上、更に好ましくは70/30以上、更に好ましくは75/25以上であり、そして、好ましくは95/5以下、より好ましくは90/10以下、更に好ましくは85/15以下である。
また、着色剤粒子中、白色顔料(好ましくは酸化チタン)と付加重合体E2との質量比(白色顔料/付加重合体E2)は、白色顔料の分散性に優れ、白色度をより向上させる観点及び低温定着性の観点から、好ましくは50/50以上、より好ましくは70/30以上、更に好ましくは85/15以上、更に好ましくは90/10以上、更に好ましくは95/5以上であり、そして、好ましくは99.5/0.5以下、より好ましくは99.2/0.8以下である。
(着色剤粒子及び着色剤粒子分散液の製造方法)
着色剤粒子は、例えば、着色剤と付加重合体Eとを混合して得られる。
着色剤粒子分散液の製造方法に特に制限はなく、公知の混練機、分散機等を用いて所望の体積中位粒径D50の着色剤粒子を得るよう制御できればよいが、好ましくは、着色剤と、付加重合体Eの分散液とをビーズミル、又は、ホモジナイザーにより混合して得られる。
着色剤粒子分散液の製造方法は、好ましくは、
工程a:付加重合体Eの分散液を得る工程、及び
工程b:工程aで得られた分散液と着色剤とを分散処理して着色剤粒子の分散液(着色剤粒子分散液2)を得る工程
を有する方法である。
着色剤が白色顔料以外の着色剤である場合、工程aは、付加重合体E1と有機溶媒とを混合した後、必要に応じて中和剤を混合し、更に水系媒体を混合して、付加重合体E1の分散液を得る工程(以下、工程a1ともいう)であることが好ましい。有機溶媒が含まれることで、付加重合体E1が有機溶媒に溶解し、着色剤へ付加重合体Eが吸着しやすくなり、より着色剤の分散性を高めることができる。
また、着色剤が白色顔料である場合、工程aは、中和した付加重合体E2の水系分散液を得る工程(以下、工程a2ともいう)であることが好ましい。反応終了後の反応溶液を、そのまま付加重合体の分散液として使用できる場合は、工程aを省略してもよい。
また、工程bが、工程aで得られた分散液と着色剤とをビーズミル、又は、ホモジナイザーにより分散処理する工程であることが好ましい。
着色剤が白色顔料以外の着色剤である場合、工程a1において、まず付加重合体E1と有機溶媒とを混合して、付加重合体E1を溶解することが好ましい。
ここで使用する有機溶媒としては、例えば、炭素数1以上3以下のアルキルアルコール、総炭素数3以上5以下のジアルキルケトン、環状エーテルが挙げられる。これらの中でも、総炭素数3以上5以下のジアルキルケトンが好ましく、メチルエチルケトンがより好ましい。付加重合体E1を溶液重合法で合成した場合には、重合で用いた溶媒をそのまま用いてもよい。
中和剤としては、例えば、塩基性物質が挙げられる。塩基性物質としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物;アンモニア、トリメチルアミン、ジエタノールアミン等の含窒素塩基性物質が挙げられる。
付加重合体Eが付加重合体E1である場合、付加重合体E1の中和度は、好ましくは15mol%以上、より好ましくは20mol%以上、更に好ましくは40mol%以上、更に好ましくは60mol%以上、更に好ましくは70mol%以上、更に好ましくは80mol%以上であり、そして、好ましくは100mol%以下、より好ましくは95mol%以下である。
また、付加重合体Eが付加重合体E2である場合、付加重合体E2の中和度は、好ましくは10mol%以上、より好ましくは20mol%以上、更に好ましくは30mol%以上であり、そして、好ましくは100mol%以下、より好ましくは80mol%以下、更に好ましくは60mol%以下、更に好ましくは50mol%以下である。
なお、付加重合体Eの中和度は、下記式によって求めることができる。
中和度(mol%)=〔{中和剤の添加質量(g)/中和剤の当量}/{付加重合体Eを構成する酸性基を有する付加重合性モノマーの質量割合×付加重合体Eの質量(g)/酸性基を有する付加重合性モノマーの分子量}〕×100
なお、計算上中和度が100を超えた場合には、中和度は100mol%とする。
工程a1において、混合に用いる装置としては、例えば、アンカー翼、ディスパー翼等を備えた混合撹拌装置が挙げられる。
工程a1の混合時の温度は、好ましくは0℃以上、より好ましくは10℃以上であり、そして、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下、更に好ましくは25℃以下である。
工程a1の混合時間は、好ましくは1分間以上、より好ましくは3分間以上、更に好ましくは5分間以上であり、そして、好ましくは30時間以下、より好ましくは10時間以下、更に好ましくは5時間以下、更に好ましくは3時間以下、更に好ましくは1時間以下である。
工程bにおいて、着色剤と付加重合体Eの質量比〔着色剤/付加重合体E〕は、前述の通りである。
工程bでは、工程aで得られた分散液と着色剤とを混合した後、分散処理してもよい。工程bでの混合に用いる装置としては、工程aにおいて混合に用いる装置と同様の装置が例示される。
工程bにおける混合時の温度は、好ましくは0℃以上、より好ましくは10℃以上であり、そして、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下、更に好ましくは25℃以下である。
また、工程bにおける混合時間は、好ましくは1分間以上、より好ましくは10分間以上、更に好ましくは30分間以上であり、そして、好ましくは30時間以下、より好ましくは10時間以下、更に好ましくは5時間以下、更に好ましくは3時間以下である。
工程bの分散処理で用いる装置としては、例えば、ロールミル、ニーダー等の混練機、マイクロフルイダイザー(Microfluidic社製)、スターバースト(株式会社スギノマシン製)等のホモジナイザー、ペイントシェーカー、ビーズミル等のメディア式分散機が挙げられる。これらの装置は、1種又は2種以上を用いてもよい。これらの中でも、顔料を小粒径化する観点から、ホモジナイザー、メディア式分散機が好ましい。
ホモジナイザーを用いる場合、処理圧力は、好ましくは60MPa以上、より好ましくは100MPa以上、更に好ましくは130MPa以上であり、そして、好ましくは270MPa以下、より好ましくは200MPa以下、更に好ましくは180MPa以下である。
また、パス回数は、好ましくは5以上、より好ましくは8以上、更に好ましくは12以上であり、そして、好ましくは30以下、より好ましくは20以下である。
メディア式分散機を用いる場合、メディアの材質は、ジルコニア、チタニア等のセラミックス、ポリエチレン、ポリアミド等の高分子材料、金属等が好ましく、摩耗等の観点から、ジルコニアが好ましい。また、メディアの形状は特に限定されないが、ビーズ状(球状)であることが好ましい。
メディア式分散機を用いる場合、分散時間は、着色剤を十分に微細化する観点から、好ましくは0.3時間以上、より好ましくは1時間以上であり、そして、着色剤分散液の製造効率の観点から、好ましくは100時間以下、より好ましくは50時間以下、更に好ましくは20時間以下である。
得られた着色剤粒子分散液は、必要に応じて有機溶媒を除去することが好ましい。
また、着色剤粒子分散液は、金網等で濾過し、粗大粒子等を除去することが好ましい。また、分散液の生産性及び保存安定性を向上させる観点から、着色剤粒子の付加重合体Eを架橋処理してもよい。
また、有機溶媒、防腐剤、防黴剤等の各種添加剤を、着色剤粒子分散液に添加してもよい。
着色剤が白色顔料以外の着色剤である場合、着色剤粒子分散液中、着色剤は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
また、上記の場合、着色剤粒子分散液の固形分濃度は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。
着色剤が白色顔料である場合、着色剤粒子分散液中、白色顔料の含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。
また、上記の場合、着色剤粒子分散液の固形分濃度は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、そして、好ましくは70質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。
着色剤が白色顔料以外の着色剤である場合、着色剤粒子分散液中の着色剤粒子の体積中位粒径D50は、画像濃度を向上させる観点から、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.07μm以上、更に好ましくは0.08μm以上であり、そして、好ましくは0.4μm以下、より好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.2μm以下である。
また、上記の場合、着色剤粒子分散液中の着色剤粒子のCV値は、画像濃度を向上させる観点から、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上であり、そして、好ましくは45%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは35%以下である。
着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値は、実施例に記載の方法によって測定される。
着色剤が白色顔料である場合、着色剤の体積中位粒径D50は、白色度に優れるトナーを得る観点から、好ましくは0.10μm以上、より好ましくは0.15μm以上、更に好ましくは0.20μm以上であり、そして、好ましくは0.55μm以下、より好ましくは0.45μm以下、更に好ましくは0.35μm以下である。
また、上記の場合、着色剤の体積中位粒径D50のCV値は、白色度を向上させる観点から、好ましくは10%以上、より好ましくは20%以上であり、そして、好ましくは45%以下、より好ましくは35%以下である。
着色剤の体積中位粒径D50及びCV値は、実施例の方法によって測定される。
着色剤が白色顔料以外の着色剤である場合、着色剤粒子の量は、樹脂粒子X100質量部に対して、画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上であり、そして、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。
着色剤が白色顔料である場合、着色剤粒子の量は、樹脂粒子X100質量部に対して、画像濃度をより向上させる観点から、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上であり、そして、好ましくは70質量部以下、より好ましくは60質量部以下、更に好ましくは50質量部以下である。
≪離型剤粒子≫
離型剤は、離型剤粒子の分散液として、樹脂粒子分散液及び着色剤粒子分散液と混合し、凝集させることで、凝集粒子1に含有させることが好ましい。
離型剤粒子の分散液は、界面活性剤を用いて得ることも可能であるが、離型剤と後述する樹脂粒子Zとを混合して得ることが好ましい。離型剤と樹脂粒子Zを用いて離型剤粒子を調製することで、樹脂粒子Zにより離型剤粒子が安定化され、界面活性剤を使用しなくても離型剤を水系媒体中に分散させることが可能となる。離型剤粒子の分散液中では、離型剤粒子の表面に樹脂粒子Zが多数付着した構造を有していると考えられる。
離型剤を分散する樹脂粒子Zを構成する樹脂は、好ましくはポリエステル系樹脂であり、ポリエステル樹脂セグメントと付加重合樹脂セグメントを有する複合樹脂Dを用いることがより好ましい。
複合樹脂Dの軟化点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、更に好ましくは85℃以上であり、そして、好ましくは140℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは100℃以下である。
複合樹脂Dの酸価は、微細な樹脂粒子を得る観点及び微細な離形剤粒子分散液を得る観点から、好ましくは5mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上、更に好ましくは20mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは35mgKOH/g以下、更に好ましくは30mgKOH/g以下である。
複合樹脂Dのその他の樹脂特性の好適範囲、樹脂を構成する原料モノマーの好適例等は、非晶性ポリエステル系樹脂Aで示した例と同様である。樹脂粒子Zの分散液は、例えば、前述の転相乳化法により得ることができる。
樹脂粒子Zの体積中位粒径(D50)は、離型剤粒子の分散安定性の観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.03μm以上であり、そして、好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.2μm以下である。
樹脂粒子ZのCV値は、離型剤粒子の分散安定性の観点から、好ましくは10%以上、より好ましくは15%以上であり、そして、好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下、更に好ましくは30%以下である。
樹脂粒子Zの体積中位粒径(D50)及びCV値は、実施例に記載の方法により測定される。
離型剤粒子分散液は、例えば、離型剤と樹脂粒子Zの分散液と必要に応じて水系媒体とを、離型剤の融点以上の温度で、ホモジナイザー、高圧分散機、超音波分散機等の分散機を用いて分散することによって得られる。
分散時の加熱温度は、好ましくは離型剤の融点以上かつ80℃以上、より好ましくは85℃以上、更に好ましくは90℃以上であり、そして、好ましくは、樹脂粒子Zに含まれる樹脂の軟化点より10℃高い温度未満かつ100℃以下、より好ましくは98℃以下、更に好ましくは95℃以下である。
樹脂粒子Zの量は、離型剤100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上であり、そして、好ましくは100質量部以下、より好ましくは70質量部以下、更に好ましくは50質量部以下である。
離型剤粒子の体積中位粒径(D50)は、凝集により均一な凝集粒子を得る観点から、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.2μm以上、更に好ましくは0.4μm以上であり、そして、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.8μm以下、更に好ましくは0.6μm以下である。
離型剤粒子のCV値は、好ましくは10%以上、より好ましくは20%以上であり、そして、好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下、更に好ましくは30%以下である。
離型剤粒子の体積中位粒径(D50)及びCV値は、実施例に記載の方法により測定される。
凝集粒子1は、その他、荷電制御剤、磁性粉、流動性向上剤、導電性調整剤、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤を含んでいてもよい。
≪混合条件≫
工程1では、水系媒体中で樹脂粒子Xと着色剤粒子とを混合し、樹脂粒子X及び着色剤粒子を凝集させて、凝集粒子を得ることが好ましい。樹脂粒子Xと着色剤粒子との混合は、樹脂粒子Xを含む樹脂粒子分散液と、着色剤粒子を含有する着色剤粒子分散液とを混合することで行うことが好ましい。また、樹脂粒子分散液は、樹脂粒子の水系分散液であり、着色剤粒子分散液は、着色剤粒子の水系分散液であることが好ましい。
工程1において、樹脂粒子X及び着色剤粒子と共に、離型剤粒子を凝集することが好ましい。
(界面活性剤)
工程1では、樹脂粒子分散液と、必要に応じて着色剤粒子分散液及び離型剤粒子分散液とを混合した混合分散液を調製した後に樹脂粒子X、着色剤粒子、及び離型剤粒子を凝集させることが好ましい。
混合分散液を調製する際、樹脂粒子X、及び必要に応じて添加される着色剤粒子、離型剤粒子等の任意成分の分散安定性を向上させる観点から、界面活性剤の存在下で行ってもよい。界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩等のアニオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルケニルエーテル類等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤を使用する場合、その使用量は、界面活性剤の合計量として、樹脂粒子X 100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、そして、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。
前述の樹脂粒子Xの分散液、及び任意成分の混合は、常法により行われる。当該混合により得られた混合分散液に、凝集を効率的に行う観点から、凝集剤を添加することが好ましい。
(凝集剤)
凝集剤としては、例えば、第四級塩のカチオン性界面活性剤、ポリエチレンイミン等の有機系凝集剤;硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム等の無機金属塩;硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等の無機アンモニウム塩;2価以上の金属錯体等の無機系凝集剤が挙げられる。凝集性を向上させ均一な凝集粒子を得る観点から、1価以上5価以下の無機系凝集剤が好ましく、1価以上2価以下の無機金属塩、無機アンモニウム塩がより好ましく、硫酸アンモニウムが更に好ましい。凝集剤はそのまま添加してもよいが水系媒体へ溶解し水溶液として添加することが好ましい。また、凝集剤を水溶液として添加する場合、凝集剤水溶液のpHを調整してもよい。
凝集剤を用いて、例えば、0℃以上40℃以下の樹脂粒子X、並びに必要に応じて着色剤粒子及び離型剤粒子を含む混合分散液に、樹脂粒子X 100質量部に対し、好ましくは5質量部以上50質量部以下の凝集剤を添加し、樹脂粒子X及び着色剤粒子を水系媒体中で凝集させて、凝集粒子1を得る。更に、凝集を促進させる観点から、凝集剤を添加した後に分散液の温度を上げることが好ましい。
工程1で得られた凝集粒子1の体積中位粒径D50は、好ましくは3μm以上、より好ましくは4μm以上、更に好ましくは5μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6.5μm以下である。
所望の体積中位粒径となるまで、凝集する工程を継続することが好ましい。
〔工程2〕
工程2は、工程1で得られた凝集粒子1に対して、非晶性ポリエステル系樹脂Bを含む樹脂粒子Yを凝集させて、凝集粒子2を得る工程である。工程2では、前述した凝集粒子1の分散液に、樹脂粒子Y分散液を添加することにより、凝集粒子1に更に樹脂粒子Yを付着させ、凝集粒子2の分散液を得ることが好ましい。
≪樹脂粒子Y≫
工程2で使用する樹脂粒子分散液は、樹脂粒子Yを含有する。樹脂粒子Yは、優れた低温定着性を得るため、非晶性ポリエステル系樹脂Bを含むことが好ましい。
(樹脂粒子分散液の調製)
樹脂粒子Yは、非晶性ポリエステル系樹脂Bを含有する樹脂成分と、必要に応じて界面活性剤等の任意成分とを水系媒体中に分散させ、樹脂粒子Y分散液として得る方法によって製造することが好ましい。
樹脂粒子Y分散液を得る方法は、樹脂粒子Xの樹脂粒子分散液の場合と同様の方法が例示され、これらの中でも、得られるトナーの低温定着性を向上させる観点から、転相乳化法により樹脂粒子Y分散液を得ることが好ましい。
転相乳化法としても樹脂粒子Xの場合と同様に、樹脂、及び界面活性剤等の任意成分を有機溶媒に溶解させて得られた溶液に、水系媒体を添加して転相乳化する方法が好ましい。使用できる水系媒体及び有機溶媒の好ましい態様は、前記樹脂粒子Xの製造に用いられる水系媒体及び有機溶媒と同様である。また、転相乳化法において非晶性ポリエステル系樹脂Bと有機溶媒との質量比、非晶性ポリエステル系樹脂Bの中和度、添加する水系媒体の量、混合温度等の好ましい範囲は、樹脂粒子Xの製造と同様である。
得られる樹脂粒子Y分散液の固形分濃度は、トナーの生産性を向上させる観点及び樹脂粒子Yの分散安定性を向上させる観点から、好ましくは7質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。なお、固形分は樹脂、界面活性剤等の不揮発性成分の総量である。
樹脂粒子分散液中の樹脂粒子Yの体積中位粒径(D50)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは0.04μm以上、より好ましくは0.06μm以上、更に好ましくは0.08μm以上であり、そして、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.2μm以下、更に好ましくは0.15μm以下である。
また、樹脂粒子Yの粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、樹脂粒子Y分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上であり、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは30%以下、更に好ましくは25%以下である。
樹脂粒子Yの体積中位粒径(D50)及び変動係数(CV値)は、実施例に記載の方法により測定される。
凝集粒子1の分散液に樹脂粒子Y分散液を添加する前に、凝集粒子1の分散液に水系媒体を添加して希釈してもよい。また、凝集粒子1の分散液に樹脂粒子Y分散液を添加するときには、凝集粒子1に樹脂粒子Yを効率的に付着させるために、前記凝集剤を本工程で用いてもよい。
樹脂粒子Y分散液を添加する時の温度は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させる観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、更に好ましくは50℃以上であり、そして、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、更に好ましくは65℃以下である。
樹脂粒子Y分散液は、一定の時間をかけて連続的に添加してもよく、一時に添加してもよく、複数回に分割して添加してもよいが、一定の時間をかけて連続的に添加するか、複数回に分割して添加することが好ましい。前記のように添加することで、樹脂粒子Yが凝集粒子1に選択的に付着しやすくなる。中でも選択的な付着を促進する観点及びトナーの生産性を向上させる観点から、一定の時間を掛けて連続的に添加することが好ましい。連続的に添加する場合の時間は、均一な凝集粒子2を得る観点及びトナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは1時間以上、より好ましくは1.2時間以上であり、そして、好ましくは10時間以下、より好ましくは7時間以下、更に好ましくは3時間以下である。
樹脂粒子Yの添加量は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させる観点から、樹脂粒子Yと樹脂粒子Xとの質量比(樹脂粒子Y/樹脂粒子X)が、好ましくは0.05以上、より好ましくは0.08以上、更に好ましくは0.10以上、更に好ましくは0.12以上であり、そして、好ましくは0.9以下、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.3以下、更に好ましくは0.2以下になる量である。
得られる凝集粒子2の体積中位粒径(D50)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点、並びにトナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させる観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6.5μm以下である。
〔工程3〕
工程3は、工程2で得られた凝集粒子2を昇温して融着し、融着粒子を得る工程である。
工程3では、凝集粒子中の、主として物理的にお互いに付着している状態であった各粒子が融着されて一体となり、コアシェル構造のトナー粒子が形成される。
本工程においては、凝集粒子の融着性を向上させる観点、並びにトナーの低温定着性及びドット再現性を両立させる観点から、非晶性ポリエステル系樹脂Bのガラス転移温度以上の温度で保持する。
融着工程における保持温度は、凝集粒子の融着性を向上させる観点及びトナーの生産性を向上させる観点から、非晶性ポリエステル系樹脂Bのガラス転移温度より、好ましくは2℃高い温度以上、より好ましくは3℃高い温度以上、更に好ましくは5℃高い温度以上であり、そして、非晶性ポリエステル系樹脂Bのガラス転移温度より、好ましくは30℃高い温度以下、より好ましくは25℃高い温度以下、更に好ましくは20℃高い温度以下である。
その際、非晶性ポリエステル系樹脂Bのガラス転移温度以上の温度で保持する時間は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させる観点から、好ましくは1分間以上、より好ましくは10分間以上、更に好ましくは30分間以上であり、そして、好ましくは240分間以下、より好ましくは180分間以下、更に好ましくは120分間以下、更に好ましくは90分間以下である。
なお、所望の円形度となるまで、上記の温度で保持することが好ましい。
工程3で得られる融着粒子(コアシェル粒子)の体積中位粒径(D50)は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させる観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下である。
なお、工程3で得られるコアシェル粒子の体積中位粒径は、凝集粒子2の体積中位粒径と同程度以下であることが好ましい。すなわち、本工程3において、凝集粒子2同士の凝集、融着が生じないことが好ましい。
〔後処理工程〕
本発明においては、工程3の後に後処理工程を行ってもよく、単離することによってトナー粒子を得ることが好ましい。
工程3で得られたコアシェル粒子は、水系媒体中に存在するため、まず、固液分離を行うことが好ましい。固液分離には、吸引濾過法等が好ましく用いられる。
固液分離後に洗浄を行うことが好ましい。このとき、添加した界面活性剤等も除去することが好ましいため、界面活性剤が曇点を有する場合には、界面活性剤の曇点以下で水系媒体により洗浄することが好ましい。洗浄は複数回行うことが好ましい。
次に乾燥を行うことが好ましい。乾燥時の温度は、コアシェル粒子自体の温度が非晶性ポリエステル系樹脂Aのガラス転移温度より低くなるようにすることが好ましく、10℃以上低くなるようにすることがより好ましい。乾燥方法としては、真空低温乾燥法、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、フラッシュジェット法等を用いることが好ましい。
〔トナー粒子〕
乾燥等を行うことによって得られたトナー粒子を静電荷像現像用トナーとしてそのまま用いることもできるが、後述のようにトナー粒子の表面を処理したものを静電荷像現像用トナーとして用いることが好ましい。
トナー粒子の体積中位粒径(D50)は、トナーの生産性を向上させる観点、並びにトナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させる観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、そして、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下である。
トナー粒子のCV値は、トナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは12%以上、より好ましくは14%以上、更に好ましくは16%以上であり、そして、高画質の画像を得る観点から、好ましくは32%以下、より好ましくは30%以下、更に好ましくは29%以下である。
トナー粒子の円形度は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させる観点から、好ましくは0.955以上、より好ましくは0.960以上、更に好ましくは0.965以上であり、そして、好ましくは0.990以下、より好ましくは0.985以下、更に好ましくは0.980以下である。
≪外添剤≫
前記トナー粒子を静電荷像現像用トナーとしてそのまま用いることもできるが、流動化剤等を外添剤としてトナー粒子表面に添加処理したものを静電荷像現像用トナーとして使用することが好ましい。
外添剤としては、疎水性シリカ、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子、カーボンブラック等の無機微粒子及びポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー微粒子等が挙げられ、これらの中でも、疎水性シリカが好ましい。
外添剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。また、粒径が異なる同種の外添剤を併用してもよい。
外添剤を用いてトナー粒子の表面処理を行う場合、外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上であり、そして、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4.5質量部以下、更に好ましくは4質量部以下である。
≪静電荷像現像用トナー≫
上述のようにして得られた静電荷像現像用トナーは、一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分系現像剤として使用することができる。
[印刷物]
本発明の印刷物は、上述した本発明の画像形成方法により得られる印刷物であり、剥離紙、粘着剤層、及びフィルムがこの順で積層されたフィルムラベルのフィルム面に、特定の静電荷像現像用トナーにより画像が形成されており、前記剥離紙の坪量が65g/m以上であり、かつ、前記フィルムの融点が200℃以下である。
本発明の印刷物は、カールが抑制され、更に、ドット再現性に優れた画像が形成された印刷物である。
本発明の印刷物は、各種のフィルムラベルに適用可能であり、例えば、各種パッケージング、屋内外の表示物等に適用が期待される。
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。各性状値は、次の方法により、測定、評価した。
なお、「アルキレンオキシド(X)」等の表記において、かっこ内の数値Xは、アルキレンオキシドの平均付加mol数を意味する。
[測定]
〔樹脂の酸価〕
JIS K0070:1992に従って測定した。但し、測定溶媒をアセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))とした。
〔樹脂の軟化点、結晶性指数、融点、ガラス転移温度〕
(1)軟化点
フローテスター「CFT-500D」(株式会社島津製作所製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/min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た。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
(2)結晶性指数
示差走査熱量計「Q100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで試料をそのまま1分間静止させ、その後、昇温速度10℃/minで180℃まで昇温し熱量を測定した。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度(1)として、(軟化点(℃))/(吸熱の最大ピーク温度(1)(℃))により、結晶性指数を求めた。
(3)融点及びガラス転移温度
示差走査熱量計「Q100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定した。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度(2)とした。結晶性樹脂の時には該ピーク温度を融点とした。
また、非晶性樹脂の場合にピークが観測されるときはそのピークの温度を、ピークが観測されずに段差が観測されるときは該段差部分の曲線の最大傾斜を示す接線と該段差の低温側のベースラインの延長線との交点の温度をガラス転移温度とした。
〔付加重合体E1の重量平均分子量〕
N,N-ジメチルホルムアミドに、リン酸及びリチウムブロマイドをそれぞれ60mmol/Lと50mmol/Lの濃度となるように溶解した液を溶離液として、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔GPC装置「HLC-8320GPC」(東ソー株式会社製)、カラム「TSKgel SuperAWM-H」、「TSKgel SuperAW3000」、「TSKgel guardcolum Super AW-H」(東ソー株式会社製)、流速:0.5mL/min〕により、標準物質として分子量が既知の単分散ポリスチレンキット〔PStQuick B(F-550、F-80、F-10、F-1、A-1000)、PStQuick C(F-288、F-40、F-4、A-5000、A-500)、東ソー株式会社製〕を用いて測定した。
〔付加重合体E2の重量平均分子量〕
溶離液として0.2Mリン酸バッファー/アセトニトリル=9/1(体積比)の溶液を用いて、ゲル浸透クロマトグラフィー法〔東ソー株式会社製GPC装置(HLC-8320GPC)、東ソー株式会社製カラム(PW+G4000PW+G2500PW)、流速:1.0mL/min、温度:40℃〕により、標準物質として、予め重量平均分子量が単分散で特定されているポリエチレングリコールを用いて測定した。
〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計「Q100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定し、吸熱の最大ピーク温度を融点とした。
〔樹脂粒子、離型剤粒子、着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値〕
(1)測定装置:レーザー回折型粒径測定機「LA-920」(株式会社堀場製作所製)
(2)測定条件:測定用セルに蒸留水を加え、吸光度を適正範囲になる濃度で体積中位粒径D50及び体積平均粒径を測定した。また、CV値(粒径分布)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
〔樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液、着色剤粒子分散液の固形分濃度〕
赤外線水分計「FD-230」(株式会社ケツト科学研究所製)を用いて、測定試料5gを乾燥温度150℃、測定モード96(監視時間2.5min/変動幅0.05%)にて、水分(質量%)を測定した。固形分濃度は下記の式に従って算出した。
固形分濃度(質量%)=100-水分(質量%)
〔凝集粒子の体積中位粒径D50及びCV値〕
凝集粒子の体積中位粒径D50は以下の通り測定した。
・測定機:「コールターマルチサイザー(登録商標)III」(ベックマンコールター株式会社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:「マルチサイザー(登録商標)IIIバージョン3.51」(ベックマンコールター株式会社製)
・電解液:「アイソトン(登録商標)II」(ベックマンコールター株式会社製)
・測定条件:試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径D50及び体積平均粒径を求めた。また、CV値(粒径分布)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
〔融着粒子の円形度〕
次の条件で、融着粒子の円形度を測定した。
・測定装置:フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(シスメックス株式会社製)
・分散液の調製:融着粒子の分散液を固形分濃度が0.001質量%以上0.05質量%以下になるように脱イオン水で希釈して調製した。
・測定モード:HPF測定モード
〔トナー粒子の体積中位粒径D50及びCV値〕
トナー粒子の体積中位粒径D50は以下の通り測定した。
測定機、アパチャー径、解析ソフト、電解液は、凝集粒子の体積中位粒径D50と同様のものを用いた。
・分散液:ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマルゲン(登録商標)109P」(花王株式会社製、HLB:13.6)を前記電解液に溶解させ、濃度5質量%の分散液を得た。
・分散条件:前記分散液5mLにトナー測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を作製した。
・測定条件:前記試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径D50及び体積平均粒径を求めた。
また、CV値(%)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
〔トナーの帯電量〕
温度25℃、相対湿度50%にてトナー2.1g及びシリコーンフェライトキャリア(関東電化工業株式会社製、平均粒径:40μm)27.9gを50mL容の円筒形ポリプロピレン製ボトル(ニッコー・ハンセン株式会社製)に入れ、縦横に10回ずつ振り、プレ撹拌を行った。その後、ターブラーミキサー「T2F」(株式会社シンマルエンタープライゼス製)を用いて90r/minの速度にて1時間混合し、「q/m-meter」(エッピング社製)を用いて以下の条件で帯電量を測定した。
・メッシュサイズ:635メッシュ(目開き:24μm、ステンレス製)
・ソフトブロー:ブロー圧(1000V)
・吸引時間:90秒
帯電量は以下の式で求められる。
帯電量(μC/g)=90秒後の総電気量(μC)/吸引されたトナー量(g)
〔剥離紙の坪量〕
ラベルの剥離紙部分を縦10cm×横10cmの大きさに裁断し、ラボ用電子天びん「QUINTIX」(ザルトリウス社製)で重さを測定し、坪量を求めた。
剥離紙の坪量(g/cm)は以下の式で求められる。
剥離紙の坪量(g/cm)=縦10cm×横10cmの大きさに裁断した剥離紙の重さ(g)/0.01(m
ここで、剥離紙の重さは、任意の5カ所を裁断した剥離紙の重さの平均値とした。
〔剥離紙の厚み〕
ラベルの剥離紙の厚みは、剥離紙の任意の5カ所について、マイクロメーター「クーラントプルーフマイクロメータ」(株式会社ミツトヨ製)にて測定し、その平均値を剥離紙の厚みとした。
〔フィルムの融点〕
剥離紙からフィルム部分を剥がしたものを試料とし、アルミパンに試料を0.015g計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した。次いで試料を昇温速度10℃/minで昇温し、熱量を測定した。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を、フィルムの融点とした。
[評価]
〔ラベルのカール抑制率〕
A4サイズにカットしたラベルに、市販のプリンタ「Microline(登録商標)5400」(株式会社沖データ製)を用いて、トナーのラベル上の付着量が0.29~0.31mg/cmとなるベタ画像をA4のラベルの上端から5mmの余白部分を残し、50mmの長さで定着させずに出力した。次に、定着器を温度可変に改造した同プリンタを用意し、定着器の温度を90℃にし、A4縦方向に1枚当たり4秒の速度でトナーを定着させ、印刷物を得た(A4縦で15枚/分相当)。
ラベルのカール抑制率は以下の式で求められ、数値の絶対値が大きいほどカールしにくいラベルであることを表す。
ラベルのカール抑制率(%)=得られたラベル印刷物のA4縦方向の長さ(cm)/定着器通過前のラベルのA4縦方向の長さ(cm)×100
〔ラベル印刷物のドット再現性〕
A4サイズにカットしたラベルに、市販のプリンタ「Microline(登録商標)5400」(株式会社沖データ製)を用いて、1200dpiの解像度において、2dots 2spaceのハーフトーン画像を定着させずに出力した。次に、温度及び回転速度可変の外部定着器を使用し、外部定着器の温度を90℃にし、A4縦方向に1枚当たり4秒の速度でトナーを定着させ、ラベル印刷物を得た(A4縦で15枚/分相当)。カラートナーで印字したラベルに関しては、これを目視により下記の5段階で評価を行った。一方、白トナーで印字したラベルは、ラベルを剥がして、色上質紙「北越紀州製紙株式会社製 超厚口 黒」に張りつけ、これを目視により下記の5段階で評価を行った。数字が大きいほどドット周辺のトナーの飛散やドット内の抜けが少なくドットが明瞭であることを示す。
5:ドット周辺に飛散トナーがほとんど確認されずドットが非常に明瞭であり、ドット内の抜けもない。
4:ドット周辺に飛散トナーがわずかに見られるもののドットは明瞭であり、ドット内の抜けもない。
3:ドット周辺の飛散トナーが見られドットがやや不明瞭となるものの、ドット内の抜けは見られない。
2:ドット周辺の飛散トナーが見られドットがやや不明瞭となり、ドット内の抜けも確認できる。
1:ドット周辺に飛散トナーが目立ちドットが不明瞭であり、ドット内の抜けも目立つ。
[樹脂の製造]
〔非晶性樹脂の製造〕
製造例A1(樹脂A-1の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、ビスフェノールAのプロピレンオキシド(2.2)付加物3253g、テレフタル酸1003g、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)24g、及び3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸2.4gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で5時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、160℃まで冷却し、160℃に保持した状態で、スチレン2139g、メタクリル酸ステアリル535g、アクリル酸107g、及びジブチルパーオキシド321gの混合物を1時間かけて滴下した。その後、30分間160℃に保持した後、200℃まで昇温し、更にフラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて1時間保持した。その後、大気圧に戻した後、190℃まで冷却し、フマル酸129g、セバシン酸94g、トリメリット酸無水物214g、及び4-tert-ブチルカテコール2.4gを加え、210℃まで10℃/hrで昇温し、その後、4kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、樹脂A-1を得た。物性を表1に示す。
製造例B1(樹脂B-1の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した四つ口フラスコの内部を窒素置換し、ビスフェノールAのエチレンオキシド(2.2)付加物3265g、テレフタル酸1334g、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)25g、及び3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸2.5gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で6時間維持した後、更にフラスコ内の圧力を下げ、8.3kPaにて1時間維持した。その後、大気圧に戻した後、180℃まで冷却し、アジピン酸73g、ドデセニルコハク酸無水物135g、トリメリット酸無水物193gを入れ、220℃まで10℃/hrで昇温し、その後、フラスコ内の圧力を下げ、10kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、樹脂B-1を得た。物性を表1に示す。
製造例D1(樹脂D-1の製造)
原料組成を表1に示すように変更した以外は製造例A1と同様にして、樹脂D-1を得た。物性を表1に示す。
Figure 2022060171000003
〔結晶性樹脂の製造〕
製造例C1(樹脂C-1の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、1,10-デカンジオール3416g及びセバシン酸4084gを入れ、撹拌しながら、135℃に昇温し、135℃で3時間保持した後、135℃から200℃まで10時間かけて昇温した。その後、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)23gを加え、更に200℃にて1時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8.3kPaの減圧下にて1時間保持し、樹脂C-1を得た。物性を表2に示す。
Figure 2022060171000004
[樹脂粒子分散液の製造]
製造例X1(樹脂粒子分散液X-1の製造)
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素導入管を備えた内容積3Lの容器に、樹脂A-1を210g、樹脂C-1を90g、及びメチルエチルケトン360gを入れ、73℃にて2時間かけて樹脂を溶解させた。得られた溶液に、5質量%水酸化ナトリウム水溶液を、樹脂の酸価に対して中和度60モル%になるように添加して、30分撹拌した。
次いで、73℃に保持したまま、280r/min(周速度88m/min)で撹拌しながら、脱イオン水600gを60分かけて添加し、転相乳化した。継続して73℃に保持したまま、メチルエチルケトンを減圧下で留去し水系分散体を得た。その後、280r/min(周速度88m/min)で撹拌を行いながら水系分散体を30℃に冷却した後、固形分濃度が20質量%になるように脱イオン水を加えることにより、樹脂粒子分散液X-1を得た。得られた樹脂粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例X2~X4(樹脂粒子分散液X-2~X-4の製造)
使用する樹脂の比率を表3のように変更した以外は、製造例X1と同様にして、樹脂粒子分散液X-2~X-4を得た。得られた樹脂粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
製造例Y1(樹脂粒子分散液Y-1の製造)
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素導入管を備えた内容積3Lの容器に、樹脂B-1を300g、及びメチルエチルケトン360gを入れ、40℃にて2時間かけて樹脂を溶解させた。得られた溶液に、5質量%水酸化ナトリウム水溶液を、樹脂の酸価に対して中和度60モル%になるように添加して、30分撹拌した。
次いで、40℃に保持したまま、280r/min(周速度88m/min)で撹拌しながら、脱イオン水600gを60分かけて添加し、転相乳化した。73℃まで昇温し、メチルエチルケトンを減圧下で留去し水系分散体を得た。その後、280r/min(周速度88m/min)で撹拌を行いながら水系分散体を30℃に冷却した後、固形分濃度が20質量%になるように脱イオン水を加えることにより、樹脂粒子分散液Y-1を得た。得られた樹脂粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表3に示す。
Figure 2022060171000005
製造例Z1(樹脂粒子分散液Z-1の製造)
撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素導入管を備えた内容積3Lの容器に、樹脂D-1を200g及びメチルエチルケトン200gを入れ、73℃にて2時間かけて樹脂を溶解させた。得られた溶液に、5質量%水酸化ナトリウム水溶液を、樹脂D-1の酸価に対して中和度60モル%になるように添加して、30分撹拌した。
次いで、73℃に保持したまま、280r/min(周速度88m/min)で撹拌しながら、脱イオン水700gを50分かけて添加し、転相乳化した。継続して73℃に保持したまま、メチルエチルケトンを減圧下で留去し水系分散液体を得た。その後、280r/min(周速度88m/min)で撹拌を行いながら水系分散液体を30℃に冷却した後、固形分濃度が20質量%になるように脱イオン水を加えることにより、樹脂粒子分散液Z-1を得た。得られた樹脂粒子の体積中位粒径D50は0.09μm、CV値は23%であった。
[離型剤粒子分散液の製造]
製造例W1(離型剤粒子分散液W-1の製造)
内容積1Lのビーカーに、脱イオン水120g、樹脂粒子分散液Z-1 86g、及びパラフィンワックス「HNP-9」(日本精鑞株式会社製、融点75℃)40gを添加し、90~95℃に温度を保持して溶融させ、撹拌し、溶融混合物を得た。
得られた溶融混合物を更に90~95℃に温度を保持しながら、超音波ホモジナイザー「US-600T」(株式会社日本精機製作所製)を用いて、20分間分散処理した後に室温(20℃)まで冷却した。脱イオン水を加え、固形分濃度を20質量%に調整し、離型剤粒子分散液W-1を得た。分散液中の離型剤粒子の体積中位粒径D50は0.47μm、CV値は27%であった。
製造例W2(離型剤粒子分散液W-2の製造)
使用する離型剤種をフィッシャートロプシュワックス「FNP-0090」(日本精蝋株式会社製、融点90℃)に変更した以外は、製造例W1と同様にして離型剤粒子分散液W-2を得た。分散液中の離型剤粒子の体積中位粒径D50は0.45μm、CV値は28%であった。
[付加重合体の製造]
製造例E1(付加重合体E-1の合成)
メタクリル酸(富士フイルム和光純薬株式会社製)16g、スチレン(富士フイルム和光純薬株式会社製)44g、スチレンマクロモノマー「AS-6S」(東亞合成株式会社製、数平均分子量6,000、固形分50%)30g(固形分として15g)、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート「ブレンマーPME-200」(日油株式会社)25gを混合し、モノマー混合液115gを調製した。
反応容器内に、メチルエチルケトン18g及び連鎖移動剤である2-メルカプトエタノール0.03g、及び前記モノマー混合液の10%(11.5g)を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行った。
一方、モノマー混合液の残りの90%(103.5g)と前記連鎖移動剤0.27g、メチルエチルケトン42g及び重合開始剤2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)「V-65」(富士フイルム和光純薬株式会社製)3gを混合した混合液を滴下ロートに入れ、窒素雰囲気下、反応容器内の混合溶液を撹拌しながら75℃まで昇温し、滴下ロート中の混合溶液を3時間かけて滴下した。滴下終了から75℃で2時間経過後、前記重合開始剤3gをメチルエチルケトン5gに溶解した溶液を加え、更に75℃で2時間、80℃で2時間熟成させた。その後、減圧乾燥下にてメチルエチルケトンを留去して、付加重合体E-1を得た。得られた付加重合体の重量平均分子量を表4に示す。
製造例E2(付加重合体E-2の合成)
滴下ロートを備えたガラス製反応容器2Lに水233gを仕込み、窒素雰囲気下で80℃まで昇温した。次に、窒素ガス雰囲気下、滴下溶液1としてメトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキシド(EO)平均付加モル数n=23、新中村化学工業株式会社製、商品名「NKエステルM-230G」)166g、メタクリル酸34gのモノマー溶液と、滴下溶液2として濃度7%の2-メルカプトエタノール水溶液27gと、滴下溶液3として濃度6%の過硫酸アンモニウム水溶液32gの3液を各々同時に90分かけて徐々に反応容器内に滴下した。次に、濃度6%の過硫酸アンモニウム水溶液11gを30分かけて徐々に反応容器内に滴下し、滴下終了後、80℃で1時間熟成させた。その後、40℃まで冷却し、濃度48%の水酸化ナトリウム水溶液13gを加えて中和し(中和度40mol%)、固形分濃度が40%となるように水を加えて、付加重合体E-2の水溶液を得た。得られた付加重合体の重量平均分子量を表4に示す。
Figure 2022060171000006
[着色剤粒子分散液の製造]
製造例F1(着色剤粒子分散液F-1の製造)
ディスパー翼を備えた撹拌機、還流冷却器、滴下ロート、温度計及び窒素導入管を備えた内容積5Lの容器に、付加重合体E-1 75gをメチルエチルケトン620gに溶解させた後、中和剤として5質量%の水酸化ナトリウム水溶液96g、脱イオン水を942g添加し、ディスパー翼で20℃にて10分撹拌した。その後、銅フタロシアニン顔料「ECB-301」(大日精化工業株式会社製)300gを加え、ディスパー翼で6400rpmにて20℃にて2時間撹拌を行った。その後、200メッシュのフィルターを通し、ホモジナイザー「Microfluidizer M-110EH」(Microfluidics社製)を用いて150MPaの圧力で15パス処理した。得られた分散液を撹拌しながら、減圧下70℃でメチルエチルケトンと一部の水を除去した。その後200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が20質量%になるように脱イオン水を加えることにより着色剤粒子分散液F-1を得た。分散液中の着色剤粒子の体積中位粒径D50は0.12μm、CV値は21%であった。
製造例F2(着色剤粒子分散液F-2の製造)
250mLのポリエチレン瓶に、製造例E2で得られた付加重合体E-2の水溶液(固形分濃度40%)を0.765g(有効分0.306g)、酸化チタン(石原産業株式会社製CR-80、ルチル型、Al、Si処理、平均一次粒径250nm)を15g、水を15.3g加えて、ジルコニアビーズ(直径2mm)369gを添加して、卓上型ポットミル架台(アズワン株式会社製)にて25℃で8時間分散を行った。メッシュを用いてジルコニアビーズを除去し、水で固形分濃度を調整して着色剤分散液F-2(固形分濃度30質量%)を得た。体積中位粒径D50は0.26μm、CV値は26%であった。
[トナーの製造]
製造例1(トナー1の作製)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積3Lの4つ口フラスコに、樹脂粒子分散液X-1を500g、離型剤粒子分散液W-1を35g、離型剤粒子分散液W-2を35g、着色剤粒子分散液F-1を63g、ポリオキシエチレン(50)ラウリルエーテル「エマルゲン150」(花王株式会社製、非イオン性界面活性剤)の10質量%水溶液を10g、及び15質量%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液「ネオペレックスG-15」(花王株式会社製、アニオン性界面活性剤)を10g、温度25℃で混合した。次に、当該混合物を撹拌しながら、硫酸アンモニウム35gを脱イオン水519gに溶解した水溶液に、4.8質量%水酸化カリウム水溶液26gを添加した溶液を、25℃で10分かけて滴下した後、65℃まで2時間かけて昇温し、凝集粒子の体積中位粒径D50が5.9μmになるまで、65℃で保持し、凝集粒子1の分散液を得た。
続いて、凝集粒子1の分散液を59℃に冷却し、59℃で保持しながら、樹脂粒子分散液Y-1 75gを90分かけて添加し、凝集粒子1に樹脂粒子が凝集した凝集粒子2の分散液を得た。
得られた凝集粒子2の分散液に、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム「エマールE-27C」(花王株式会社製、アニオン性界面活性剤、有効濃度27質量%)41g、脱イオン水1396g、及び0.1mol/Lの硫酸水溶液26gを混合した水溶液を添加した。その後、75℃まで1時間かけて昇温し、75℃で30分保持した後、0.1mol/Lの硫酸水溶液75gを添加し、更に75℃で15分保持した。その後、再度0.1mol/Lの硫酸水溶液25gを添加し、円形度が0.975になるまで75℃で保持することにより、凝集粒子が融着した融着粒子の分散液を得た。
得られた融着粒子の分散液を30℃に冷却し、吸引濾過して固形分を分離した後、25℃の脱イオン水で洗浄した後、30℃で48時間真空乾燥を行って、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子の物性を表5に示す。
該トナー粒子100質量部、疎水性シリカ「RY50」(日本アエロジル株式会社製、個数平均粒径;0.04μm)2.5質量部、及び疎水性シリカ「キャボシル(登録商標)TS720」(キャボットジャパン株式会社製、個数平均粒径;0.012μm)1.0質量部をヘンシェルミキサーに入れて撹拌し、150メッシュの篩を通過させてトナー1を得た。
製造例2~4(トナー2~4の作製)
使用する樹脂粒子分散液の種類を表5に示すように変更した以外は、製造例1と同様にしてトナーを作製した。得られたトナー粒子の物性を表5に示す。
製造例5~8(トナー5~8の作製)
使用するシェル樹脂粒子分散液の量を表5に示すように変更した以外は、製造例1と同様にしてトナーを作製した。得られたトナー粒子の物性を表5に示す。
製造例9(トナー9の作製)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積3Lの4つ口フラスコに、樹脂粒子分散液X-1を500g、離型剤粒子分散液W-1を35g、離型剤粒子分散液W-2を35g、着色剤粒子分散液F-2を126g、ポリオキシエチレン(50)ラウリルエーテル「エマルゲン150」(花王株式会社製、非イオン性界面活性剤)の10質量%水溶液を10g、及び15質量%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液「ネオペレックスG-15」(花王株式会社製、アニオン性界面活性剤)を8g、温度25℃で混合した。次に、当該混合物を撹拌しながら、硫酸アンモニウム35gを脱イオン水519gに溶解した水溶液に、4.8質量%水酸化カリウム水溶液26gを添加した溶液を、25℃で10分かけて滴下した後、58℃まで2時間かけて昇温し、凝集粒子の体積中位粒径D50が5.9μmになるまで、58℃で保持し、凝集粒子1の分散液を得た。
以降は製造例1と同様にしてトナー9を作製した。得られたトナー粒子の物性を表5に示す。
実施例1
ポリエチレンラベル「CLPE85TC/S692N/G80、エイブリィ・デニソン・ジャパン株式会社製、ポリエチレンフィルム(CLPE85TC)、アクリル系粘着剤(S692N)、剥離紙(G80)(坪量;81g/m)」に対して、トナー1の評価を行い、その結果を表5に示した。
実施例2~9、比較例1、2
ラベルの種類を表5に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー1の評価を行い、その結果を表5に示した。
実施例10~14、比較例3~5
トナーの種類を表5に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして評価を行い、その結果を表5に示した。
実施例15、比較例6
ラベルの種類を表5に示すように変更した以外は、実施例14と同様にして評価を行い、その結果を表5に示した。
Figure 2022060171000007
Figure 2022060171000008
Figure 2022060171000009
以上、実施例及び比較例の結果から、本願発明によれば、カールしにくく、かつドット再現性に優れたラベル印刷物が得られることがわかる。

Claims (8)

  1. 静電荷像現像用トナーを用いて、剥離紙、粘着剤層、及びフィルムがこの順で積層されたフィルムラベルのフィルム面に画像を形成する方法であり、
    前記静電荷像現像用トナーは、コア及び前記コアの表面に存在するシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子を含有し、
    前記静電荷像現像用トナーの結着樹脂100質量部中のシェルの樹脂の含有量が、5質量部以上30質量部以下であり、
    前記静電荷像現像用トナーは、結着樹脂100質量部中に、結晶性樹脂を10質量部以上含有し、
    前記剥離紙の坪量が65g/m以上であり、
    前記フィルムの融点が200℃以下である、
    画像形成方法。
  2. 前記フィルムラベルのフィルムが、ポリプロピレンフィルム又はポリエチレンフィルムである、請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 前記剥離紙の厚みが60μm以上である、請求項1又は2に記載の画像形成方法。
  4. 前記コアが結晶性樹脂を含有する、請求項1~3のいずれかに記載の画像形成方法。
  5. 前記コアが、結着樹脂として、非晶性ポリエステル系樹脂Aを含有する、請求項1~4のいずれかに記載の画像形成方法。
  6. 前記非晶性ポリエステル系樹脂Aが、アルコール成分及びカルボン酸成分の重縮合物であるポリエステル樹脂セグメントと、スチレン系化合物を含む原料モノマーの付加重合物である付加重合樹脂セグメントとを含む、請求項5に記載の画像形成方法。
  7. 前記シェルが、非晶性ポリエステル系樹脂Bを含有する、請求項1~6のいずれかに記載の画像形成方法。
  8. 請求項1~7のいずれかの画像形成方法により得られた、印刷物。
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