JP4439007B2 - 電子写真用トナーの製造方法 - Google Patents
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〔1〕 結着樹脂及び着色剤を含有してなる電子写真用トナーの製造方法であって、結着樹脂と着色剤とを含有してなる一次粒子を、非イオン性界面活性剤の存在下、水系媒体中で生成させる工程(1)、及び該一次粒子を凝集、合一させる工程(2)を有する電子写真用トナーの製造方法、並びに
〔2〕 前記〔1〕記載の製造方法により得られうる電子写真用トナーであって、結晶性ポリエステルをトナー中60重量%以上含有してなり、体積中位粒径(D50)が1〜7μmである電子写真用トナー
に関する。
JIS K0070に従って測定する。
(1)軟化点
フローテスター(島津製作所、CFT-500D)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。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する。
示差走査熱量計(セイコー電子工業社製、DSC210)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/分で測定する。観測される吸熱ピークのうち、最も高温側にあるピークの温度を吸熱の最高ピーク温度とする。最高ピーク温度が軟化点と20℃以内の差のときには該ピーク温度を融点とし、軟化点より20℃以上低いときには該ピークはガラス転移に起因するピークとする。
示差走査熱量計(セイコー電子工業社製、DSC210)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/分で測定する。軟化点より20℃以上低い温度でピークが観測される場合にはそのピークの温度を、また軟化点より20℃以上低い温度で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高温側のベースラインの延長線との交点の温度を、ガラス転移点として読み取る。なお、ガラス転移点は、樹脂の非晶質部分に特有の物性であり、一般には非晶質ポリエステルで観測されるが、結晶性ポリエステルでも非晶質部分が存在する場合には観測されることがある。
上記に従って測定した軟化点及び吸熱の最高ピーク温度を用い、下記式から、結晶性の度合いとして結晶性指数を算出する。
結晶性指数=軟化点/吸熱の最高ピーク温度
以下の方法により、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分子量分布を測定し、数平均分子量を算出する。
(1)試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mlになるように、結晶性ポリエステルはクロロホルムに、非晶質ポリエステルはテトラヒドロフランに、溶解させる。次いで、この溶液をポアサイズ2μmのフッ素樹脂フィルター(住友電気工業(株)製、FP-200)を用いて濾過して不溶解成分を除き、試料溶液とする。
(2)分子量分布測定
溶解液として、結晶性ポリエステルを測定する場合はクロロホルムを、非晶質ポリエステルを測定する場合はテトラヒドロフランを、毎分1mlの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させる。そこに試料溶液100μlを注入して測定を行う。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出する。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレンを標準試料として作成したものを用いる。
測定装置:CO-8010(東ソー社製)
分析カラム:GMHLX+G3000HXL(東ソー社製)
(1)測定装置:レーザー回折型粒径測定機(堀場製作所製、LA-920)
(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)を測定する。
(1)分散液の調製:分散液(エマルゲン 109P(花王製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:13.6)5重量%水溶液)5mlに測定試料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(アイソトンII(ベックマンコールター社製))25mlを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させ分散液を得る。
(2)測定装置:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター社製)
アパチャー径:100μm
測定粒径範囲:2〜60μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマンコールター社製)
(3)測定条件:ビーカーに電解液100mlと分散液を加え、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度で、3万個の粒子について、体積中位粒径(D50)を求める。
1,6-ヘキサンジオール1652g、ネオペンチルグリコール364g、テレフタル酸2905g及びジブチル錫オキサイド10gを窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、200℃でテレフタル酸の粒が観測されなくなるまで反応させた後、さらに、8.3kPaにて1時間反応させて、樹脂Aを得た。樹脂Aの軟化点は115.6℃、吸熱の最高ピーク温度(融点)は118.6℃、結晶性指数は0.98、酸価は35mgKOH/g、数平均分子量は4450であった。
ポリオキシプロピレン(2.2)-2、2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン16800g、フマル酸5800g及びジブチル錫オキサイド15gを窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で攪拌し、ASTM D36-86に準拠して測定した軟化点が100℃に達するまで反応させて、樹脂Bを得た。樹脂Bの軟化点は98℃、吸熱の最高ピーク温度は63℃、結晶性指数は1.6、ガラス転移点は56℃、酸価は22.4mgKOH/g、数平均分子量は2930であった。
ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン 12250g、ポリオキシエチレン(2.0)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン 21125g、テレフタル酸 15272g及びジブチル錫オキサイド 15gを窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、220℃で攪拌し、ASTM D36-86に準拠して測定した軟化点が112℃に達するまで反応させて、樹脂Cを得た。樹脂Cの軟化点は110℃、吸熱の最高ピーク温度は75℃、結晶性指数は1.51、ガラス転移点は70℃、酸価は5.9mgKOH/g、数平均分子量は4088であった。
ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン16800g、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン15600g、テレフタル酸11000g、アルケニル琥珀酸無水物1544g及びジブチル錫オキサイド15gを窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、4時間230℃で攪拌した。その後、トリメリット酸無水物4600gを加え、ASTM D36-86に準拠して測定した軟化点が125℃に達するまで反応させて、樹脂Dを得た。樹脂Dの軟化点は123℃、吸熱の最高ピーク温度は72℃、結晶性指数は1.70、ガラス転移点は63℃、酸価は20.0mgKOH/g、数平均分子量は3400であった。
5リットル容のステンレス釜で樹脂B 200g及び、着色剤「ECB-301」(大日精化社製、銅フタロシアニン)10g及び非イオン性界面活性剤(ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO=12モル付加)、曇点:98℃、HLB:15.3)40gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、170℃で溶融させた。内容物を非イオン性界面活性剤の曇点より3℃低い95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、中和剤として水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)を90g滴下した。続いて、カイ型の攪拌機で300r/minの攪拌下、脱イオン水を5g/分で滴下し、計1631.5gを添加した。この間、系の温度を95℃に保持し、一次粒子を含む分散液を得た。一次粒子の体積中位粒径は0.13μm、分散液中の固形濃度は16.9重量%、分散液を200メッシュ(目開き:105μm)の金網に通しても金網上には何も残らなかった。
着色剤として、「ECB-301」の代わりにカーボンブラック(商品名:MOGUL L、キャボット社製)10gを使用した以外は、実施例1と同様にして、黒色トナーを得た。なお、凝集工程におけるpHは5.6であった。疎水性シリカを外添する前の着色樹脂微粒子(トナー)の体積中位粒径(D50)は5.8μm、軟化点は91℃であった。
5リットル容のステンレス釜で樹脂A 200g及び、着色剤「ECB-301」(大日精化社製、銅フタロシアニン)10g及び非イオン性界面活性剤(ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO=9モル付加)、曇点:83℃、HLB:13.6)66gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、170℃で溶融させた。内容物を非イオン性界面活性剤の曇点より7℃高い90℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、中和剤として水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)を25.4g滴下した。続いて、カイ型の攪拌機で300r/minの攪拌下、脱イオン水を5g/分で滴下し、計1631.5gを添加した。この間、系の温度を95℃に保持し、一次粒子を含む分散液を得た。一次粒子の体積中位粒径は0.26μm、分散液中の固形濃度は19.8重量%、分散液を200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通すと、金網上には2重量%の残留成分が残った。
樹脂C 65重量部、樹脂D 35重量部及びカーボンブラック「モーガル L」(キャボット製、1次粒子径25nm)5重量部からなる総重量3kgの材料を、10リットル容のヘンシェルミキサーに投入し、羽根回転数を2300r/minで3分間予備混合を行った。なお、樹脂C 65重量部と樹脂D 35重量部からなる混合樹脂の軟化点は117℃であった。
非イオン性界面活性剤の代わりに水100gを使用した以外は、実施例1と同様にして樹脂分散液の調製を試みた。
しかしながら、非イオン性界面活性剤の代わりに使用した水の添加及び水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)の添加により、系の温度が110℃付近まで下がったところで攪拌が困難となり、樹脂分散液の調製ができなくなった。
5Lのステンレス釜で樹脂A 200g、着色剤「ECB-301」(大日精化社製、銅フタロシアニン)10g及びメチルエチルケトン300gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌のもと70℃で樹脂を溶解させ、着色剤を分散させた。カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、中和剤として水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)を90g滴下した後、メチルエチルケトンを分留し、粒度分布において2つのピークを有する一次粒子を含む分散液を得た。一次粒子の体積中位粒径は0.65μm、分散液中の固形濃度は17.6重量%、分散液を200メッシュ(目開き:105μm)の金網に通しても金網上には何も残らなかった。
Claims (7)
- 結着樹脂及び着色剤を含有してなる電子写真用トナーの製造方法であって、結着樹脂と着色剤とを含有してなる一次粒子を、非イオン性界面活性剤の存在下、水系媒体中で生成させる工程(1)、及び該一次粒子を凝集、合一させる工程(2)を有する電子写真用トナーの製造方法であって、前記工程(1)において、少なくとも結着樹脂、着色剤及び非イオン性界面活性剤を含有してなる混合物に、水系媒体を該混合物100gあたり0.1〜50g/分で添加する、電子写真用トナーの製造方法。
- 一次粒子が、少なくとも結着樹脂と着色剤とを溶融混練する工程を経た後得られるものである請求項1記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 溶融混錬を、オープンロール型二軸混練機を用いて行う請求項2記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 非イオン性界面活性剤の使用量が、結着樹脂100重量部に対して5重量部以上である請求項1〜3いずれか記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 結着樹脂がポリエステルを含有してなる請求項1〜4いずれか記載の電子写真用トナーの製造方法。
- トナーの体積中位粒径(D50)が1〜7μmである請求項1〜5いずれか記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 請求項1〜6いずれか記載の製造方法により得られうる電子写真用トナーであって、結晶性ポリエステルをトナー中60重量%以上含有してなり、体積中位粒径(D50)が1〜7μmである電子写真用トナー。
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