JP2024025642A - 静電荷像現像用トナーの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られる静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。【解決手段】樹脂粒子、及び着色剤粒子を、水系媒体中で凝集及び融着させる工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、前記着色剤粒子が、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程により得られる、静電荷像現像用トナーの製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。
電子写真の分野においては、電子写真システムの発展に伴い、高画質化及び高速化に対応した電子写真用トナーの開発が求められている。高画質化に対応して、粒径分布が狭く、小粒径のトナーを得る方法として、微細な樹脂粒子等を水系媒体中で凝集、融着させてトナーを得る、凝集融着法(乳化凝集法、凝集合一法とも呼ばれる)による、所謂ケミカルトナーの製造が行われている。
特許文献1には、高い画像濃度及び優れた帯電安定性が得られるトナーの製造方法を提供することを目的として、樹脂粒子及び着色剤粒子を、水系媒体中で凝集及び融着させる工程を含む、トナーの製造方法であって、前記樹脂粒子が、ポリエステル樹脂セグメント、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、及び、前記ポリエステル樹脂セグメントと前記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含む複合樹脂を含有し、前記着色剤粒子が、着色剤と、スチレン系化合物を含む原料モノマーの付加重合体とを含有し、前記付加重合体が、前記スチレン系化合物由来の構成単位を主鎖に含み、前記着色剤粒子中の前記着色剤と前記付加重合体との質量比が、50/50以上95/5以下である、トナーの製造方法が記載されている。
また、特許文献2には、高温高湿環境下における帯電安定性、及び耐久性に優れるトナーが得られる、静電荷像現像用トナー及びその製造方法を提供することを目的として、樹脂粒子、架橋型着色剤粒子、及び離型剤粒子を、水系媒体中で凝集及び融着させる工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、前記架橋型着色剤粒子は、着色剤粒子を、オキサゾリン基、カルボジイミド基、エポキシ基、及びアジリジン基から選択される官能基を複数有する多官能性化合物と混合する工程を有する製造方法により得られ、前記着色剤粒子が、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子である、静電荷像現像用トナーの製造方法が記載されている。
更に、特許文献3には、従来よりも顔料分散性の向上により着色力が良化し、低温定着性、耐熱保存性にも優れたトナー及びトナーの製造方法を提供することを目的として、結着樹脂、塩基性化合物に由来する構造を有する顔料、酸性官能基を有する樹脂及び定着助剤を含むトナー粒子を含むトナーであって、該結着樹脂と該定着助剤のガラス転移温度が特定の関係を満たし、該酸性官能基を有する樹脂の疎水性パラメータをHP1、該定着助剤の疎水性パラメータをHP2とした時に、HP1が0.60以上であり、HP1とHP2が特定の関係を満たすことを特徴とするトナーが記載されている。
また更に、特許文献4には、湿度環境変化による帯電性能差が低減される静電荷像現像用トナーを提供することを目的として、ポリエステル樹脂(a)と、カルボキシル基及びヒドロキシル基からなる群より選択される部位を有するスチレンアクリル樹脂(b)と、炭素数2以上13以下の一級アルコール(c)と、を含むトナー粒子を有する静電荷像現像用トナーが記載されている。
特開2019-139229号公報 特開2020-201416号公報 特開2017-173811号公報 特開2015-152784号公報
特許文献1に記載の製造方法では、高い画像濃度及び優れた帯電安定性が得られるトナーが得られるが、得られる画像のドット再現性に関して改良の余地があった。また、特許文献2に記載の製造方法により製造されたトナーは、高温高湿環境下における帯電安定性、及び耐久性に優れるトナーが得られるが、得られる画像のドット再現性に関して改良の余地があった。更に、特許文献3に記載のトナーは、着色力が良化し、低温定着性、耐熱保存性にも優れるが、得られる画像の画像濃度及びドット再現性に関して改良の余地があった。また更に、特許文献4に記載のトナーは、湿度環境変化による帯電性能差が低減されるが、得られる画像の画像濃度及びドット再現性に関して改良の余地があった。
本発明は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られる静電荷像現像用トナーが得られる、静電荷像現像用トナーの製造方法、及び該製造法に用いることのできる着色剤粒子分散液の製造方法に関する。
本発明者らは、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程により得られる着色剤粒子を使用することで、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られる静電荷像現像用トナーが得られることを見出した。
本発明は、以下の〔1〕及び〔2〕に関する。
〔1〕 樹脂粒子、及び着色剤粒子を、水系媒体中で凝集及び融着させる工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、前記着色剤粒子が、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程により得られる、静電荷像現像用トナーの製造方法。
〔2〕 以下の工程a~工程cを含む着色剤粒子分散液の製造方法。
工程a:芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体と有機溶媒とを混合した後に、更に水系媒体を混合して、付加重合体の分散液を得る工程、
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、着色剤と付加重合体とを含む粒子の分散液を得る工程
工程c:工程bで得られた着色剤と付加重合体とを含む粒子の分散液と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程
本発明によれば、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られる静電荷像現像用トナーの製造方法、及び該製造方法に用いることのできる着色剤粒子分散液の製造方法が提供される。
[静電荷像現像用トナーの製造方法]
本発明の静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう)の製造方法は、樹脂粒子及び着色剤粒子を、水系媒体中で凝集及び融着させる工程を含む。前記着色剤粒子は、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程により得られる。
以上の製造方法により、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られる静電荷像現像用トナーが得られる。
本発明の製造方法により、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られる静電荷像現像用トナーが得られる詳細なメカニズムは定かではないが、次のように考えられる。
本発明におけるトナーの製造方法は、樹脂粒子と、着色剤粒子と、を水系媒体中で凝集及び融着させる工程を含む。
着色剤粒子は、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程により得られる。
着色剤の分散に用いる付加重合体は、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ基を有する付加重合性モノマー由来の構造を含むことで、芳香族基を有する付加重合性モノマー由来の構造による着色剤の疎水性部位への馴染みと、カルボキシ基を有する付加重合性モノマー由来の構造による水中への分散安定性を両立することが可能であり、水中での着色剤の分散安定性向上に寄与する。一方で、付加重合体で分散された着色剤は水系媒体中での分散安定性が高いことにより、樹脂粒子に比べ水中での凝集性が低く、凝集速度に差が生じる。その結果、付加重合体で分散された着色剤の割合の多い凝集粒子は粒径成長しにくく、融着することで小粒径のトナー粒子としてトナー中に多く存在することとなる。小粒径のトナー粒子は大粒径のトナーと比べ帯電部材との接触頻度が高く過帯電しやすく、過帯電したトナーは、本来現像するはずではない部分に現像されることがあるため、小粒径のトナー粒子を多く含むトナーは画像形成時のドット再現性に悪影響を及ぼす。
これに対し、本発明では、付加重合体の末端カルボキシ基との反応性を有する単官能性化合物と、着色剤と付加重合体とを含有する粒子とを混合して、着色剤粒子を調製することで、着色剤粒子のカルボン酸による静電的斥力が低下し、水系媒体中での高すぎる分散安定性を下げることができる。また、樹脂粒子及び着色剤粒子を凝集する工程では、着色剤粒子表面の単官能性化合物由来の構造と樹脂粒子の表面上のポリマーとの間で分子鎖の立体的な絡まりが起きるため、粒子間の凝集性が向上し、着色剤粒子と樹脂粒子との凝集粒子が生じる。続いて、着色剤粒子と樹脂粒子との凝集粒子が更に凝集することで、着色剤粒子と樹脂粒子の凝集速度の差が緩和され、各粒子間で均一な凝集が起こることにより、目的の粒径のトナー粒子の割合が多く、小粒径トナー粒子の割合の少ないトナーを得ることができると考えられる。それにより、トナー粒子の帯電性が均一になり、ドット再現性が向上したトナーが得られると考えられる。
本明細書における各種用語の定義等を以下に示す。
明細書中、ポリエステル系樹脂のカルボン酸成分には、その化合物のみならず、反応中に分解してカルボン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。
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、吸熱の最大ピーク温度に対する樹脂の軟化点の比(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。
炭化水素基に関して、「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」を括弧とする記載は、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。
「(メタ)アクリル酸」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種を意味する。
「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートから選ばれる少なくとも1種を意味する。
「スチレン系化合物」とは、無置換又は置換のスチレンを意味する。
本発明の一実施態様に係るトナーの製造方法は、例えば
樹脂粒子及び着色剤粒子を水系媒体中で凝集させて凝集粒子を得る工程(以下、「工程1」ともいう)、及び
該凝集粒子を水系媒体中で融着させる工程(以下、「工程2」ともいう)
を含む。
≪工程1≫
工程1では、樹脂粒子及び着色剤粒子を水系媒体中で凝集させて凝集粒子を得る。工程1では、樹脂粒子及び着色剤粒子に加え、離型剤粒子などのその他添加剤を凝集させてもよい。
<樹脂粒子>
工程1において樹脂粒子は、非晶性樹脂A(以下、「樹脂A」ともいう)を含有することが好ましい。
本発明において、樹脂粒子は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、少なくとも樹脂Aを含有することが好ましく、樹脂Aとして、非晶性ポリエステル系樹脂A1(以下、「樹脂A1」ともいう)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A1(樹脂A1)〕
非晶性ポリエステル系樹脂A1は、ジオール化合物を含むアルコール成分と、ジカルボン酸化合物を含むカルボン酸成分との重縮合物である非晶性ポリエステル樹脂又はポリエステル樹脂セグメントを含有する。
樹脂A1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系樹脂が挙げられる。変性されたポリエステル系樹脂としては、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、好ましくはポリエステル樹脂及び複合樹脂である。
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。
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):

(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モル数を示し、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以上であり、16以下、好ましくは8以下、より好ましくは4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が、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物であると、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーが得られるため好ましい。
ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物の量は、アルコール成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上であり、そして、100モル%以下であり、更に好ましくは100モル%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。これらの中でも、1,2-プロパンジオールが好ましい。直鎖又は分岐の脂肪族ジオールが、1,2-プロパンジオールであると、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーが得られるため好ましい。
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(平均付加モル数2以上12以下)付加物が挙げられる。
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。
直鎖又は分岐の脂肪族ジオールの量は、アルコール成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上であり、そして、100モル%以下であり、更に好ましくは100モル%である。
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。
アルコール成分が芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物である場合、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40モル%以上、より好ましくは45モル%以上であり、そして、好ましくは75モル%以下、より好ましくは70モル%以下である。
アルコール成分が芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物以外のアルコール成分である場合、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75モル%以上、より好ましくは80モル%以上であり、そして、好ましくは95モル%以下、より好ましくは90モル%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、アルキル基又はアルケニル基で置換されたコハク酸が好ましい。
アルコール成分が芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物である場合、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10モル%以上、より好ましくは20モル%以上、更に好ましくは25モル%以上であり、そして、好ましくは60モル%以下、より好ましくは50モル%以下、更に好ましくは45モル%以下である。
アルコール成分が芳香族ジオールのアルキレンオキシド付加物以外のアルコール成分である場合、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5モル%以上、より好ましくは8モル%以上、更に好ましくは10モル%以上であり、そして、好ましくは25モル%以下、より好ましくは20モル%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又はその無水物が挙げられる。
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5モル%以上、より好ましくは8モル%以上、更に好ましくは10モル%以上であり、そして、好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、更に好ましくは15モル%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0.8以上、より好ましくは0.9以上であり、そして、好ましくは1.2以下、より好ましくは1.1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。
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。
樹脂A1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、樹脂A1のポリエステル樹脂セグメントのアルコール成分100モル部に対して、好ましくは1モル部以上、より好ましくは5モル部以上、更に好ましくは8モル部以上であり、そして、好ましくは30モル部以下、より好ましくは25モル部以下、更に好ましくは20モル部以下である。
樹脂A1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40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは55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85質量%以下、更に好ましくは75質量%以下、更に好ましくは65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。
樹脂A1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、更に好ましくは35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。
樹脂A1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。
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の質量は、重縮合により生じた水の質量を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。
(樹脂A1の製造方法)
樹脂A1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を含む方法により製造してもよい。樹脂A1が複合樹脂である場合、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。
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単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、重縮合反応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260℃以下、より好ましくは250℃以下である。
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。
(樹脂A1の物性)
樹脂A1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90℃以上であり、そして、好ましくは130℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは110℃以下である。
樹脂A1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、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。
樹脂A1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。
樹脂A1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、樹脂A1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。
〔結晶性樹脂C(樹脂C)〕
本発明において、樹脂粒子は、非晶性樹脂Aに加えて、結晶性樹脂C(以下、「樹脂C」ともいう)を含有していてもよい。樹脂Cとしては、結晶性ポリエステル樹脂が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂については、特開2019-152855号公報が参照される。
樹脂粒子が樹脂Cを含む場合、樹脂Aに対する樹脂Cの質量比(樹脂C/樹脂A)は、好ましくは1/99以上、より好ましくは3/97以上、更に好ましくは5/95以上であり、そして、好ましくは50/50以下、より好ましくは40/60以下、更に好ましくは30/70以下である。
トナーの樹脂成分において、樹脂A及び樹脂Cの合計含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、好ましくは98質量%以下である。
〔樹脂粒子の製造方法〕
樹脂粒子としては、樹脂Aを含有する樹脂粒子Xを用いることが好ましい。樹脂粒子が、更に樹脂Cを含有する場合、樹脂Aを含有する樹脂粒子X、樹脂Cを含有する樹脂粒子Y、及び同一粒子内に樹脂Aと樹脂Cとを含有する樹脂粒子XYのいずれを用いてもよいが、樹脂Aを含有する樹脂粒子Xと、樹脂Cを含有する樹脂粒子Yとを用いることが好ましい。
以下の説明においては、粒子内に樹脂Aを含有する樹脂粒子Xについて説明する。
樹脂粒子Xの分散液は、樹脂Aを水系媒体中に分散させることで得られる。
水系媒体としては、水を主成分とするものが好ましく、樹脂粒子の分散液の分散安定性を向上させる観点、及び環境性の観点から、水系媒体中の水の含有量は、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%以上であり、そして、100質量%以下であり、より更に好ましくは100質量%である。水としては、脱イオン水又は蒸留水が好ましい。水系媒体に含まれうる水以外の成分としては、例えば、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総炭素数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挙げられる。これらの中でも、メチルエチルケトンが好ましい。
分散は、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Aの有機溶媒溶液又は溶融した樹脂A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Aを溶解すれば特に限定されないが、例えば、メチルエチルケトンが挙げられる。
樹脂Aの有機溶媒溶液には、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Aの中和度は、好ましくは10モル%以上、より好ましくは20モル%以上、更に好ましくは30モル%以上、更に好ましくは40モル%以上であり、そして、好ましくは100モル%以下、より好ましくは80モル%以下、更に好ましくは70モル%以下である。
なお、樹脂粒子Xに含まれる樹脂Aの中和度は、下記式によって求めることができる。
中和度(モル%)=〔{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Aの加重平均酸価(mgKOH/g)×樹脂粒子Xを構成する樹脂Aの質量(g)}/(56×1000)〕×100
転相乳化は、樹脂Aの有機溶媒溶液又は溶融した樹脂Aを撹拌しながら、水系媒体を徐々に添加して行う。
水系媒体を添加する際の有機溶媒溶液の温度は、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A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、更に好ましくは70℃以上であり、そして、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80℃以下である。
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、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物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以上であり、そして、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.5μm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、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、好ましくは20%以上、より好ましくは25%以上であり、そして、好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下である。
体積中位粒径D50及びCV値は、後述の実施例に記載の方法で求められる。
樹脂Cを含有する樹脂粒子Y、樹脂A及び樹脂Cを含有する樹脂粒子XYのいずれも、前述の方法に準じて製造することができる。樹脂粒子Y、及び樹脂粒子XYの体積中位粒径D50及びCV値の好適範囲は前述の範囲と同様である。
<着色剤粒子>
着色剤粒子は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程により得られる。着色剤粒子は、例えば、着色剤の表面に付加重合体を有し、好ましくは着色剤の表面が付加重合体で被覆されており、前記付加重合体のカルボキシ基の一部が反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物と共有結合を介して結合している。
〔着色剤〕
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、顔料等のすべてを使用することができ、例えば、カーボンブラック、フタロシアニンブルー(例えば、C.I.Pigment Blue 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、モノアゾエロー(例えば、C.I.Pigment Yellow 74)、ジスアゾ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。
着色剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
〔付加重合体〕
付加重合体は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、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)、及びカルボキシ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)を含む原料モノマーの付加重合体である。そして、付加重合体は、印刷物の画像濃度及びドット再現性をより向上させる観点から、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好ましい。
付加重合体の原料モノマーは、モノマーa及びモノマーbに加えて、より好ましくは、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。
モノマーaの分子量は、好ましくは1,000未満、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。
モノマーaは、好ましくは非イオン性である。
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未満、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、スチレン及びα-メチルスチレンが好ましく、スチレンがより好ましい。
スチレン系化合物a-1の量は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、付加重合体の原料モノマー中、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30質量%以上、更に好ましくは40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90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75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が挙げられる。
芳香族基を有する付加重合性モノマーaの量は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、付加重合体の原料モノマー中、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30質量%以上、更に好ましくは40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90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、更に好ましくは75質量%以下である。
モノマーb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、着色剤粒子の水系媒体中での分散安定性を向上させる観点から、(メタ)アクリル酸が好ましい。
モノマーbの含有量は、付加重合体の原料モノマー中、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。
モノマーcのアルキレンオキシド基の平均付加モル数は、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15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1ミリモル/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。具体的には、(メタ)アクリル酸ステアリルが例示される。
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、付加重合体の原料モノマー中、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは50質量%以下である。
付加重合体の重量平均分子量は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、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10,000以上であり、そして、好ましくは200,000以下、より好ましくは150,000以下、更に好ましくは100,000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、例えば、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とも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特に限定されないが、重合反応を促進するとともに、副反応を抑制する観点から、原料モノマー100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは1質量部以上であり、そして、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。
重合連鎖移動剤としては、例えば、2-メルカプトエタノール、2-メルカプトプロピオン酸、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特に限定されないが、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、より好ましくは0.03質量部以上、更に好ましくは0.1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3質量部以下、更に好ましくは1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。
着色剤粒子中、付加重合体に対する着色剤の質量比(着色剤/付加重合体)は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、好ましくは60/40以上、より好ましくは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98/2以下、より好ましくは97/3以下、更に好ましくは96/4以下である。
〔カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物〕
カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物(以下、単に「単官能性化合物」ともいう)は、着色剤と付加重合体とを含有する粒子と混合する工程において、該粒子表面に存在する付加重合体のカルボキシ基と結合する。したがって、カルボキシ基との反応性を有する官能基(以下、「カルボキシ基反応性基」ともいう)は、単官能性化合物の末端近傍に存在することが好ましく、末端に存在することがより好ましく、官能基付近に他の置換基が存在しないことが更に好ましい。
単官能性化合物が有するカルボキシ基反応性基としては、カルボキシ基と反応する基であればいかなる基でもよいが、反応性、入手容易性、及び安定性の観点から、オキサゾリン基及びエポキシ基が好ましく、エポキシ基がより好ましい。
オキサゾリン基を分子中に1個有する単官能性化合物としては、例えば、2-メチル-2-オキサゾリン、2-n-ブチル-2-オキサゾリン等の直鎖又は分岐のアルキル置換オキサゾリン;2-フェニル-2-オキサゾリン等の置換又は非置換のアリールオキサゾリンが挙げられる。
エポキシ基を分子中に1個有する単官能性化合物としては、例えば、1,2-エポキシドデカン、1,2-エポキシオクタン等の直鎖又は分岐のアルキル置換エポキシド;スチレンオキシド等の置換又は非置換のアリール置換エポキシド;ドデシルグリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル等の直鎖又は分岐のアルキルグリシジルエーテル;フェニルグリシジルエーテル、p-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル等の置換又は非置換のアリールグリシジルエーテル;メトキシポリエチレングリコールグリシジルエーテル、ラウリルオキシポリエチレングリコールグリシジルエーテル等のアルコキシポリアルキレングリコールグリシジルエーテル;フェノキシポリエチレングリコールグリシジルエーテル等のアリールオキシポリアルキレングリコールグリシジルエーテルが挙げられる。
エポキシ基を分子中に1個有する単官能性化合物としては、ナガセケムテックス株式会社製の「デナコールシリーズ」などが挙げられる。
〔着色剤粒子の分散液の製造方法〕
着色剤粒子の分散液の製造方法は、着色剤と付加重合体とを含有する粒子と、単官能性化合物とを混合する工程を有する。
この工程は、工程1の前、すなわち、樹脂粒子及び着色剤粒子を水系媒体中で凝集させて凝集粒子を得る工程よりも前に行う。
(着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液の製造方法)
着色剤と付加重合体とを含有する粒子は、例えば、着色剤と付加重合体とを混合して得られる。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子の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。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液の製造方法は、好ましくは、
工程a:付加重合体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と付加重合体とを含有する粒子の分散液を得る工程
を有する方法である。
有機溶媒が含まれることで、着色剤と付加重合体とが有機溶媒に溶解し、着色剤へ付加重合体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、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して、着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液を得る工程であることが好ましい。
工程aにおいて、まず付加重合体と有機溶媒とを混合、溶解することが好ましい。付加重合体と有機溶媒とを混合することにより、付加重合体が有機溶媒に溶解することがより好ましい。
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。
続いて、付加重合体と有機溶媒との混合物に、水系媒体を混合して付加重合体の分散液を得る。
水系媒体としては、水を主成分とするものが好ましく、付加重合体の粒子の分散液の分散安定性を向上させる観点、及び環境性の観点から、水系媒体中の水の含有量は、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。水としては、脱イオン水又は蒸留水が好ましい。水系媒体に含まれうる水以外の成分としては、例えば、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総炭素数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挙げられる。
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。
付加重合体の中和度は、好ましくは60モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは75モル%以上であり、そして、好ましくは100モル%以下、より好ましくは98モル%以下、更に好ましくは95モル%以下である。
なお、付加重合体の中和度は、下記式によって求めることができる。
中和度(モル%)=〔{中和剤の添加質量(g)/中和剤の当量}/{付加重合体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
工程a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。
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。
混合時間は、好ましくは5分間以上、より好ましくは8分間以上であり、そして、好ましくは3時間以下、より好ましくは1時間以下、更に好ましくは0.5時間以下である。
工程bでは、工程aで得られた分散液と着色剤とを分散処理して着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液を得る。なお、分散処理は、工程aで得られた分散液と着色剤とを混合した後に行うことが好ましい。
工程bにおいて、着色剤と付加重合体の質量比〔着色剤/付加重合体〕は、前述の通りである。
工程b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(Microfluidics社製)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、ビーズミル、ホモジナイザーが好ましく、ホモジナイザーがより好ましい。
工程bにおいて、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7以上、更に好ましくは10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。
得られた着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液から、有機溶媒を除去することが好ましい。
また、着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液は、金網等で濾過し、粗大粒子等を除去するのが好ましい。
また、有機溶媒、防腐剤、防黴剤等の各種添加剤を、着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液に添加してもよい。また、所望の固形分濃度となるように、適宜水系媒体を添加してもよい。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液中、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%以下である。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液の固形分濃度は、単官能性化合物との反応性の観点から、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、分散液の安定性の観点から、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。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子の体積中位粒径D50は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物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0.07μm以上、更に好ましくは0.08μm以上であり、そして、好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.2μm以下、更に好ましくは0.15μm以下である。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子のCV値は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物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15%以上であり、そして、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子の体積中位粒径D50及びCV値は、実施例の方法によって測定される。
(着色剤粒子の分散液の製造方法)
着色剤粒子は、着色剤と付加重合体とを含有する粒子と、単官能性化合物とを混合する工程により得られる。
着色剤粒子の分散液の製造方法に特に制限はなく、着色剤と付加重合体とを含有する粒子に含まれる付加重合体のカルボキシ基と単官能性化合物とが、カルボキシ基反応性基を介して反応すればよい。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子と単官能性化合物とを混合する工程は、好ましくは
工程c:工程bで得られた着色剤と付加重合体とを含む粒子の分散液と、単官能性化合物とを混合する工程
を有する方法である。
単官能性化合物の混合量は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、着色剤と付加重合体とを含有する粒子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1.5質量部以上、更に好ましくは2質量部以上であり、そして、好ましくは25質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。
また、工程cにおいて、着色剤と付加重合体とを含有する粒子が含有する付加重合体中のカルボキシ基のモル数に対する単官能性化合物中のカルボキシ基反応性基のモル数の比(単官能性化合物中のカルボキシ基反応性基/付加重合体中のカルボキシ基)が、好ましくは0.20以上、より好ましくは0.30以上、更に好ましくは0.40以上、更に好ましくは0.45以上であり、そして、好ましくは0.80以下、より好ましくは0.70以下、更に好ましくは0.60以下、更に好ましくは0.55以下である。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子と単官能性化合物との混合した後に、単官能性化合物と混合した着色剤と付加重合体とを含有する粒子を加熱する工程を有することが好ましい。なお、加熱は、混合時に加熱していてもよく、混合後に加熱してもよく、特に限定されない。加熱時の温度は、着色剤粒子が有するカルボキシ基と、単官能性化合物が有するカルボキシ基と反応性を有する官能基との反応を促進する観点から、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、副反応を抑制する観点から、好ましくは95℃以下、より好ましくは90℃以下、更に好ましくは85℃以下である。
着色剤と付加重合体とを含有する粒子と単官能性化合物との混合時間は、混合時の温度にも依存するが、着色剤と付加重合体とを含有する粒子が有するカルボキシ基と、単官能性化合物が有するカルボキシ基と反応性を有する官能基とが十分に反応する観点、及び生産性の観点から、好ましくは30分間以上、より好ましくは1時間以上、更に好ましくは2時間以上であり、そして、好ましくは12時間以下、より好ましくは6時間以下、更に好ましくは4時間以下である。
なお、上記の加熱時には、混合しながら加熱することが好ましい。
着色剤粒子の分散液中、着色剤は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは12質量%以上であり、そして、好ましくは45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。
着色剤粒子の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。
着色剤粒子の体積中位粒径D50は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物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0.07μm以上、更に好ましくは0.08μm以上であり、そして、好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.2μm以下、更に好ましくは0.15μm以下である。
着色剤粒子のCV値は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物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15%以上であり、そして、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下である。
着色剤粒子の量は、樹脂粒子100質量部に対して、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、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7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20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。
本発明において、工程1では、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させる。上記成分に加えて、離型剤粒子を含有することが好ましい。
すなわち、離型剤を、離型剤粒子の形態で添加し、樹脂粒子及び着色剤粒子とともに凝集することが好ましい。
〔離型剤〕
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等の炭化水素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。
これらの中でも、離型剤としては、炭化水素ワックス、エステルワックスが好ましく、炭化水素ワックスがより好ましい。
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130℃以下、更に好ましくは100℃以下である。
離型剤の量は、トナー中、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、更に好ましくは10質量%以下である。
(離型剤粒子の分散液)
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Sとを混合して得ることが好ましい。離型剤と樹脂粒子Sを用いて離型剤粒子を調製することで、樹脂粒子S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S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S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としては、前述の樹脂Aで挙げた複合樹脂と同様の樹脂を用いることができる。また、離型剤粒子分散液及び複合樹脂Dについては、特開2021-182045が参照される。
工程1において、水系媒体中での樹脂粒子及び着色剤粒子の凝集は、離型剤の他に、他の添加剤の存在下で行ってもよい。
水系媒体としては、樹脂粒子の製造方法で示した水系媒体を用いることができ、好ましい範囲なども同様である。
他の添加剤としては、例えば、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が挙げられる。
〔界面活性剤〕
工程1では、各粒子の分散液を混合し、混合分散液を調製する際、樹脂粒子、着色剤粒子、及び必要に応じて添加される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及び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、それぞれの種類の界面活性剤について、樹脂粒子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0.2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、更に好ましくは3質量部以下である。
前述の樹脂粒子の分散液、着色剤粒子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、第四級塩等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、無機系凝集剤が挙げられる。無機系凝集剤としては、例えば、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、無機アンモニウム塩が更に好ましく、硫酸アンモニウムが更に好ましい。
凝集剤を用いて、例えば、0℃以上40℃以下の樹脂粒子及び着色剤粒子を含む混合分散液に、樹脂粒子中の樹脂の総量100質量部に対し5質量部以上60質量部以下の凝集剤を添加し、樹脂粒子及び着色剤粒子を水系媒体中で凝集させて、凝集粒子を得る。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。
凝集粒子が、トナー粒子として適度な粒径に成長したところで凝集を停止させてもよい。
凝集を停止させる方法としては、分散液を冷却する方法、凝集停止剤を添加する方法、分散液を希釈する方法等が挙げられる。不必要な凝集を確実に防止する観点からは、凝集停止剤を添加して凝集を停止させる方法が好ましい。
〔凝集停止剤〕
凝集停止剤としては、界面活性剤が好ましく、アニオン性界面活性剤がより好ましい。アニオン性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、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を用いてもよい。凝集停止剤は、水溶液で添加してもよい。
凝集停止剤の添加量は、不必要な凝集を確実に防止する観点から、樹脂粒子中の樹脂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、トナーへの残留を低減する観点から、好ましくは60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。
凝集粒子の体積中位粒径D50は、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9μm以下、更に好ましくは8μm以下である。凝集粒子の体積中位粒径D50は、後述の実施例に記載の方法で求められる。
なお、本発明において、工程1の後、工程2の前に、工程1で得られた凝集粒子(凝集粒子1)に非晶性樹脂(好ましくは非晶性ポリエステル系樹脂)を含む樹脂粒子X’を付着させて、凝集粒子2を得る工程(工程1’)を有していてもよい。
ここで、樹脂粒子X’に使用される非晶性ポリエステル系樹脂としては、上述した樹脂A1が例示される。樹脂粒子X’は、前述の樹脂粒子Xと同様の方法により得られる。
また、トナーの製造方法が工程1’を有する場合には、工程1’において凝集粒子2が、トナー粒子として適度な粒径に成長したところで凝集を停止させることが好ましく、上述の凝集停止剤を添加して凝集を停止させる方法が好ましい。
≪工程2≫
工程2では、例えば、凝集粒子を水系媒体内で融着させる。
融着によって、凝集粒子に含まれる各粒子を融着し、融着粒子が得られる。
融着は、凝集粒子の融着性を向上させる観点から、樹脂粒子に含まれる樹脂のうち最も高いガラス転移温度を有する樹脂のガラス転移温度以上の温度で保持する。
凝集粒子を融着させる際の保持温度は、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、樹脂のガラス転移温度より、好ましくは5℃高い温度以上、より好ましくは10℃高い温度以上、更に好ましくは15℃高い温度以上であり、そして、樹脂のガラス転移温度より、好ましくは35℃高い温度以下、より好ましくは30℃高い温度以下、更に好ましくは25℃高い温度以下である。
その際、樹脂のガラス転移温度以上の温度で保持する時間は、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。
融着により得られた融着粒子の体積中位粒径D50は、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9μm以下、更に好ましくは8μm以下である。
融着により得られる融着粒子の円形度は、好ましくは0.955以上、より好ましくは0.960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。
融着は、上記好ましい円形度に達した後に終了することが好ましい。
円形度は、実施例に記載の方法により測定される。
<後処理工程>
工程2の後に後処理工程を行ってもよく、融着粒子を単離することによってトナー粒子が得られる。工程2で得られた融着粒子は、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も除去することが好ましいため、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。乾燥方法としては、例えば、真空低温乾燥法、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、冷凍乾燥法、フラッシュジェット法が挙げられる。
[トナー粒子]
トナー粒子の体積中位粒径D50は、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られるトナーを得る観点から、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9μm以下、更に好ましくは8μm以下である。
トナー粒子の体積中位粒径D50は、実施例に記載の方法により測定できる。
[静電荷像現像用トナー]
トナーは、トナー粒子を含む。
トナー粒子を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トナーとして使用することが好ましい。
〔外添剤〕
外添剤としては、例えば、疎水性シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化セリウム、カーボンブラック等の無機材料の微粒子、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、シリコーン樹脂等のポリマー微粒子が挙げられる。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種以上を使用してもよい。また、粒径の異なる疎水性シリカを2種以上使用してもよい。
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。
トナーは、電子写真方式の印刷において、静電荷像現像に用いられる。トナーは、例えば、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。
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)」等の標記において、かっこ内の数値Xは、アルキレンオキシドの平均付加モル数を意味する。また、「部」及び「%」は、特に断りのない限り、「質量部」及び「質量%」を意味する。
[測定方法]
〔樹脂の軟化点、結晶性指数、及びガラス転移温度〕
(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)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。吸熱の最大ピーク温度(2)以下のベースラインの延長線と、該ピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで最大傾斜を示す接線との交点温度をガラス転移温度とした。
〔樹脂の酸価〕
JIS K0070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。
〔離型剤の融点〕
示差走査熱量計「Q-20」(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0.01~0.02g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、着色剤粒子、及び離型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、しっかりと撹拌した試料分散液をとり、蒸留水を加え、吸光度が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Dvを測定した。また、CV値は次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Dv)×100
〔樹脂粒子の水分散液、離型剤粒子の水分散液、及び着色剤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2.5分/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
凝集粒子の体積中位粒径D50は、次の通り測定した。
・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、改めて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を求めた。
〔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0.001~0.05質量%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
トナー粒子の体積中位粒径D50は、次の通り測定した。
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測定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、及び粒径が2μm以下のトナー粒子の体積比率を求めた。
[評価方法]
〔印刷物の画像濃度〕
上質紙「J紙A4サイズ」(富士フイルムビジネスイノベーション株式会社製)に市販のプリンタ「Microline(登録商標)5400」(沖電気工業株式会社製)を用いて、トナーの紙上の付着量が0.35mg/cmとなるベタ画像を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130℃にし、A4縦方向に1枚あたり1.5秒の速度でトナーを定着させて、印刷物を得た。
印刷物の下に上質紙「エクセレントホワイト紙A4サイズ」(沖電気工業株式会社製)を30枚敷き、出力した印刷物のベタ画像部分の反射画像濃度を、測色計「SpectroEye」(GretagMacbeth社製、光射条件;標準光源D50、観察視野2°、濃度基準DINNB、絶対白基準)を用いて測定し、画像上の任意の10点を測定した値を平均して画像濃度とした。数値が大きいほど、画像濃度に優れる。
〔ドット再現性〕
上質紙「J紙A4サイズ」(富士フイルムビジネスイノベーション株式会社製)に市販のプリンタ「Microline(登録商標)5400」(沖電気工業株式会社製)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印字した。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白抜けが少なくドットが明瞭である。
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、ドット内の白抜けもない。
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、ドット内の白抜けもない。
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、ドット内の白抜けは見られない。
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、ドット内の白抜けも確認できる。
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、ドット内の白抜けも目立つ。
[樹脂粒子の製造]
〔非晶性ポリエステル樹脂A1の製造〕
製造例A1(樹脂A1-1の製造)
表1に示すフマル酸以外のポリエステル樹脂の原料モノマー(A)、エステル化触媒を、窒素導入管、98℃の熱水を通した分留管を装着した脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れた。窒素雰囲気下、反応系を180℃で1時間保温した後に180℃から230℃まで10℃/hで昇温し、その後230℃で5時間保持し、重縮合させた。その後、180℃まで冷却した後、フマル酸及びラジカル重合禁止剤(4-tert-ブチルカテコール)5gを反応系に投入し、180℃から210℃まで10℃/hで昇温し、210℃で1時間反応を行い、210℃、10kPaにて表1に示す軟化点まで反応を行い、樹脂A1-1を得た。物性値を表1に示す。
製造例A2(樹脂A1-2の製造)
表1に示すフマル酸以外の原料モノマー(A)を、窒素導入管を装備した脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、反応系を160℃まで昇温した。その後、両反応性モノマー、原料モノマー(B)及びラジカル重合開始剤(ジブチルパーオキシド)の混合物を滴下ロートにより反応系に1時間かけて滴下した。滴下後、160℃に保持したまま、1時間付加重合反応を熟成させた後、200℃まで上昇させ、8.0kPaの減圧下で1時間反応させた後、表1に示すエステル化触媒及びエステル化助触媒を反応系に入れた後、235℃で6時間重縮合反応させ、更に235℃、8.0kPaにて1時間反応を行った。180℃まで冷却した後、フマル酸及びラジカル重合禁止剤(4-tert-ブチルカテコール)5gを反応系に投入し、180℃から210℃まで10℃/hで昇温し、210℃にて1時間反応を行い、210℃、10kPaにて表1に示す軟化点まで反応を行って、樹脂A1-2を得た。物性を表1に示す。
製造例A3(樹脂A1-3の製造)
表1に示すトリメリット酸無水物以外の原料モノマー(A)及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、反応系を235℃に昇温して6時間反応させた。8.0kPaの減圧下で1時間反応させ、更に210℃に降温した後、反応系にトリメリット酸無水物を添加し、210℃にて1時間反応させ、210℃、40kPaにて表1に示す軟化点まで反応させて、樹脂A1-3を得た。物性を表1に示す。
〔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3L容の容器に、樹脂A1-1を200g、メチルエチルケトン200gを入れ、73℃にて2時間かけて溶解させた。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、200r/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。得られた溶液を、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分散液を得た。その後、撹拌を継続しながら分散液を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。物性値を表2に示す。
製造例X2及び3(樹脂粒子分散液X-2及びX-3の製造)
樹脂A1-1を表2に示す樹脂とした他は製造例X1と同様に樹脂粒子分散液X-2及びX-3を得た。
[離型剤粒子の製造]
〔複合樹脂Dの製造〕
製造例D1(樹脂D-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10L容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4,313g、テレフタル酸818g、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)30g、及び没食子酸3.0gを入れ、窒素雰囲気下、反応系を撹拌しながら、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2,756g、メタクリル酸ステアリル689g、アクリル酸142g、及びジブチルパーオキシド413gの混合物を3時間かけて反応系に滴下した。その後、反応系を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、コハク酸727g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D-1を得た。物性値を表3に示す。
製造例S1(樹脂粒子分散液S-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3L容の容器に、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。得られた溶液を、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を得た。その後、280r/minで撹拌を行いながら水系分散液を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S-1を得た。樹脂粒子分散液S-1中の樹脂粒子の体積中位粒径D50は0.90μm、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)
1L容のビーカーに、脱イオン水120g、樹脂粒子分散液S-1を86g、及びパラフィンワックス「HNP-9」(日本精蝋株式会社製、融点75℃)40gを添加し、90~95℃に温度を保持して溶融させて撹拌し、溶融混合物を得た。
得られた溶融混合物を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分間分散処理を行った後に、室温(20℃)まで冷却した。得られた分散物に脱イオン水を加え、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。離型剤粒子分散液W-1中の離型剤粒子の体積中位粒径D50は0.28μm、CV値は20%であった。
製造例W2(離型剤粒子分散液W-2の製造)
製造例W1において、パラフィンワックス「HNP-9」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℃)に変更した以外は同様にして、離型剤粒子分散液W-2を得た。離型剤粒子分散液W-2中の離型剤粒子の体積中位粒径D50は0.24μm、CV値は20%であった。
[着色剤粒子の製造]
〔付加重合体の製造〕
製造例E1(付加重合体E-1の製造)
アクリル酸(富士フイルム和光純薬株式会社製)31質量部、スチレン(富士フイルム和光純薬株式会社製)59質量部、α-メチルスチレン(富士フイルム和光純薬株式会社製)10質量部を混合し、原料モノマー混合物を調製した。
反応容器内に、メチルエチルケトン10質量部、重合連鎖移動剤である2-メルカプトプロピオン酸0.3質量部、及び前記原料モノマー混合物の10質量%を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行った。
一方、滴下ロートに、前記原料モノマー混合物の残りと、前記重合連鎖移動剤0.27質量部、メチルエチルケトン40質量部、及びアゾ系ラジカル重合開始剤(富士フイルム和光純薬株式会社製、V-501;4,4’-アゾビス(4-シアノ吉草酸))1.1質量部の混合液を入れ、窒素雰囲気下、反応容器内の前記モノマー混合液を撹拌しながら65℃まで昇温し、滴下ロート中の混合液を3時間かけて滴下した。滴下終了から65℃で2時間経過後、前記重合開始剤0.15質量部をメチルエチルケトン2.5質量部に溶解した溶液を加え、更に65℃で2時間、70℃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物性を表4に示す。
製造例E2(付加重合体E-2の合成)
メタクリル酸(富士フイルム和光純薬株式会社製)16質量部、スチレン(富士フイルム和光純薬株式会社製)44質量部、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、固形分濃度50質量%)30質量部(固形分として15質量部)、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」(日油株式会社製)25質量部を混合し、原料モノマー混合物を調製した。
反応容器内に、メチルエチルケトン18質量部及び重合連鎖移動剤である2-メルカプトエタノール0.03質量部、及び前記原料モノマー混合物の10質量%を入れて混合し、窒素ガス置換を十分に行った。
一方、滴下ロートに、前記原料モノマー混合液の残りの90質量%(103.5質量部)と前記重合連鎖移動剤0.27質量部、メチルエチルケトン42質量部及び重合開始剤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)3質量部を混合した混合液を入れ、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3質量部をメチルエチルケトン5質量部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-2を得た。得られた付加重合体の物性を表4に示す。
製造例F1(着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液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5L容の容器に、付加重合体E-1を17g及びメチルエチルケトン630gを入れ20℃に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11g(付加重合体E-1の中和度が80モル%になる量)を添加し、更に脱イオン水を955g添加して、ディスパー翼で2000r/minにて20℃にて10分撹拌した。
次いで、ピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、「ECB301」)300gを加え、ディスパー翼で6400r/min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。冷却後、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が28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と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-1を得た。得られた分散液F-1中の粒子の体積中位粒径D50は0.08μm、CV値は20%であった。
製造例F2(着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-2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5L容の容器に、付加重合体E-1を75g及びメチルエチルケトン630gを入れ20℃に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51g(付加重合体E-1の中和度が80モル%になる量)を添加し、更に脱イオン水を955g添加して、ディスパー翼で2000r/minにて20℃にて10分撹拌した。
次いで、ピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、「ECB301」)300gを加え、ディスパー翼で6400r/min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。冷却後、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が28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と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-2を得た。得られた分散液F-2中の粒子の体積中位粒径D50は0.08μm、CV値は20%であった。
製造例F3(着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-3の製造)
表5に示す着色剤に変更した以外はF1と同様に着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-3を作製した。分散液F-3中の粒子の物性を表5に示す。
製造例F4~F6(着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-4~F-6の製造)
表5に示す着色剤に変更した以外はF2と同様に着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-4~F-6を作製した。分散液F-4~F-6中の粒子の物性を表5に示す。
製造例F7(着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-7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5L容の容器に、付加重合体E-2を75g及びメチルエチルケトン630gを入れ20℃に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101g(付加重合体E-1の中和度が91モル%になる量)を添加し、更に脱イオン水を955g添加して、ディスパー翼で2000r/minにて20℃にて10分撹拌した。
次いで、ピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、「ECB301」)300gを加え、ディスパー翼で6400r/min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。冷却後、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が28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と付加重合体とを含有する粒子の分散液F-7を得た。得られた分散液F-7中の粒子の体積中位粒径D50は0.12μm、CV値は20%であった。
製造例F8(着色剤分散液F-8の製造)
内容積1Lのビーカーに、ピグメントブルー15:3(大日精化工業株式会社製、「ECB301」)100g、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)167g、及び脱イオン水102gを混合し、ホモミキサー「T.K.AGI HOMOMIXER 2M-03」(プライミクス株式会社製)を用いて、20℃で、撹拌翼の回転速度8000r/minで1時間分散させた後、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。その後、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度が28質量%になるように脱イオン水を加えることにより、着色剤分散液F-8を得た。得られた分散液F-8中の粒子の体積中位粒径D50は0.12μm、CV値は22%であった。

*1:ECB301は、シアン顔料「ECB301」(大日精化工業株式会社製、C.I.ピグメントブルー15:3)を意味する。
*2:5GX01は、イエロー顔料「ハンザイエロー5GX01」(クラリアント社製、C.I.ピグメントイエロー74)を意味する。
*3:MAGENTA Rは、マゼンタ顔料「FASTOGEN SUPER MAGENTA R」クラリアント社製、C.I.ピグメントレッド122)を意味する。
*4:Regal 330Rは、カーボンブラック顔料「Regal 330R」(キャボット社製、C.I.ピグメントブラック7)を意味する。
*5:Printex F80は、カーボンブラック顔料「Printex F80」(オリオンエンジニアドカーボンズ社製、C.I.ピグメントブラック7)を意味する。
*6:G-15は、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)を意味する。
*7:着色剤/界面活性剤の質量比率を意味する。
[着色剤粒子分散液の製造]
製造例G1(着色剤粒子分散液G-1の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-1 500g(固形分濃度28質量%)、p-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-146、分子量197、エポキシ当量255g/eq)3.8g、脱イオン水215gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-1を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G2(着色剤粒子分散液G-2の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-2 500g(固形分濃度28質量%)、p-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-146、分子量197、エポキシ当量255g/eq)15.4g、脱イオン水261gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-2を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G3(着色剤粒子分散液G-3の製造)
使用する分散液の種類を表6のように変更した以外は、製造例G1と同様にして、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-3を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G4~G6(着色剤粒子分散液G-4~G-6の製造)
使用する分散液の種類を表6のように変更した以外は、製造例G2と同様にして、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-4~G-6を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G7(着色剤粒子分散液G-7の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-1 500g(固形分濃度28質量%)、p-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-146、分子量197、エポキシ当量255g/eq)2.3g、脱イオン水209gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-7を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G8(着色剤粒子分散液G-8の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-1 500g(固形分濃度28質量%)、p-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-146、分子量197、エポキシ当量255g/eq)5.3g、脱イオン水221gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-8を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G9(着色剤粒子分散液G-9の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-1 500g(固形分濃度28質量%)、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-121、分子量186、エポキシ価187g/eq)2.8g、脱イオン水211gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-9を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G10(着色剤粒子分散液G-10の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-1 500g(固形分濃度28質量%)、ラウリルアルコールEO(15)グリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-171、分子量903、エポキシ価971g/eq)14.6g、脱イオン水259gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-10を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G11(着色剤粒子分散液G-11の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-1 500g(固形分濃度28質量%)、フェノールEO(5)グリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-145、分子量370、エポキシ価400g/eq)6.0g、脱イオン水224gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-11を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G12(着色剤粒子分散液G-12の製造)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積1Lの4つ口フラスコに、分散液F-6 500g(固形分濃度28質量%)、p-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-146、分子量197、エポキシ価255g/eq)7.0g、脱イオン水228gを加えて混合し、スターラーで撹拌しながら80℃で3時間加熱した。3時間経過後、室温まで降温し、200メッシュのフィルターを通し、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-12を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。
製造例G13~15(着色剤粒子分散液G-13~G-15の製造)
使用する分散液の種類を表6のように変更し、単官能性化合物を使用せず、加えた脱イオン水を200gとした以外は、製造例G1と同様にして、固形分濃度20質量%の着色剤粒子分散液G-13~G-15を得た。得られた着色剤粒子の体積中位粒径D50及びCV値を表6に示す。

*1:H-1は、p-tert-ブチルフェニルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-146、分子量197、エポキシ価255g/eq)を意味する。
*2:H-2は、2-エチルヘキシルグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-121、分子量186、エポキシ価187g/eq)を意味する。
*3:H-3は、ラウリルアルコールEO(15)グリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-171、分子量903、エポキシ価971g/eq)を意味する。
*4:H-4は、フェノールEO(5)グリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX-145、分子量370、エポキシ価400g/eq)を意味する。
*5:着色剤と付加重合体とを含有する粒子100質量部に対する単官能性化合物の量(質量部)を意味する。
*6:付加重合体中のカルボキシル基量に対する単官能性化合物中のカルボキシ基反応性基のモル比(カルボキシ基反応性基/カルボキシ基)を意味する。
[トナーの製造]
実施例1(トナー1の製造)
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、ワックス粒子分散液W-1を29g、ワックス粒子分散液W-2を28g、単官能性化合物反応型着色剤粒子分散液G-1を44g、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15g、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17g、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40gを脱イオン水568gに溶解した水溶液に4.8質量%水酸化カリウム水溶液を添加してpH8.6に調整した溶液を、25℃で10分かけて滴下した後、61℃まで2時間かけて昇温し、凝集粒子の体積中位粒径D50が6.2μmになるまで、61℃で保持し、凝集粒子の分散液を得た。
得られた凝集粒子の分散液に、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%)48g、脱イオン水313g、及び0.1モル/Lの硫酸水溶液40g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、0.1モル/Lの硫酸水溶液20gを添加し、更に75℃で15分保持した。その後、再度0.1モル/Lの硫酸水溶液20gを添加し、円形度が0.970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、分散液を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、25℃で2時間吸引濾過した。その後、真空定温乾燥機「DRV622DA」(ADVANTEC社製)を用いて、33℃で24時間真空乾燥を行って、トナー粒子を得た。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。得られたトナーの物性、及びトナーの評価結果を表7に示す。
実施例2~14、及び比較例1~3(トナー2~17の作製)
使用する樹脂粒子分散液の種類及び着色剤粒子分散液の種類を表7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2~17を得た。得られたトナーの物性、及びトナーの評価結果を表7に示す。
表7に示す通り、実施例及び比較例の結果から、本発明の製造方法により得られた静電荷像現像用トナーを用いることで、画像濃度及びドット再現性が高い印刷物が得られることが示された。
一方、着色剤と付加重合体とを含有する粒子の分散液を着色剤分散液として用いた比較例1及び比較例2の製造方法により得られたトナー、及びアニオン性界面活性剤を使用して着色剤を分散させた着色剤粒子分散液を用いた比較例3の製造方法により得られたトナーを用いることで得られた印刷物は、ドット再現性が低く、画像濃度に劣るものであった。

Claims (9)

  1. 樹脂粒子、及び着色剤粒子を、水系媒体中で凝集及び融着させる工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
    前記着色剤粒子が、着色剤と、芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体とを含有する粒子と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程により得られる、
    静電荷像現像用トナーの製造方法。
  2. 前記混合する工程の後に、混合物を50℃以上の温度で加熱する工程を有する、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  3. 前記カルボキシ基との反応性を有する官能基が、オキサゾリン基又はエポキシ基から選択される、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  4. 前記原料モノマーが、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更に含む、請求項1~3のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  5. 前記付加重合体中のカルボキシ基のモル数に対する前記単官能性化合物中の前記カルボキシ基との反応性を有する官能基のモル数の比(単官能性化合物中のカルボキシ基との反応性を有する官能基/付加重合体中のカルボキシ基)が、0.30以上0.70以下である、請求項1~4のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  6. 前記付加重合体に対する前記着色剤の質量比(着色剤/付加重合体)が、60/40以上98/2以下である、請求項1~5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  7. 前記着色剤と前記付加重合体とを含む前記粒子が、以下の工程a及び工程bを含む製造方法により得られる、請求項1~6のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
    工程a:付加重合体と有機溶媒とを混合した後に、更に水系媒体を混合して、付加重合体の分散液を得る工程、
    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、着色剤と付加重合体とを含む粒子の分散液を得る工程
  8. 前記樹脂粒子が、非晶性ポリエステル系樹脂を含有する、請求項1~7のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  9. 以下の工程a~工程cを含む着色剤粒子分散液の製造方法。
    工程a:芳香族基を有する付加重合性モノマー及びカルボキシ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体と有機溶媒とを混合した後に、更に水系媒体を混合して、付加重合体の分散液を得る工程、
    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、着色剤と付加重合体とを含む粒子の分散液を得る工程
    工程c:工程bで得られた着色剤と付加重合体とを含む粒子の分散液と、カルボキシ基との反応性を有する官能基を分子中に1個有する単官能性化合物とを混合する工程
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