JP4468482B2 - 重合トナーの製造方法、トナー用結着樹脂の製造方法及びトナー - Google Patents
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Description
また、本発明の他の目的は、未反応の重合性単量体や重合開始剤に由来する分解物残渣の残留が抑制されたトナー用結着樹脂又は重合トナーの製造方法を提供することにある。
モル当りの水素結合解離エネルギーをD2(kJ/mol)、下記一般式(I)中のR2
と水素が結合した下記一般式(IV)で示される化合物の1モル当りの水素結合解離エネルギーをD3(kJ/mol)としたとき、D1乃至D3が、下記式(i)および(ii)の関係を満足し、一般式(I)中のR 1 が、下記一般式(V)で示される構造を有する
ことを特徴とする。
(i)D1−D2≧85kJ/mol
(ii)|D2−D3|≦30kJ/mol
物の1モル当りの水素結合解離エネルギーをD2(kJ/mol)、上記一般式(I)中のR2と水素が結合した上記一般式(IV)で示される化合物の1モル当りの水素結合解
離エネルギーをD3(kJ/mol)としたとき、D1乃至D3が、上記式(i)および(ii)の関係を満足し、一般式(I)中のR 1 が、上記一般式(V)で示される構造を
有することを特徴とする。
水素結合解離エネルギー(D)=HF2+HF3−HF1
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性粉体を例示することができる。また、以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を併用して黒色に調色しても良い。
顔料分散ペーストの作製
スチレン:78.0質量部
カーボンブラック:7.0質量部
上記材料を容器中で十分プレミックスした後、これを20℃以下に保ったままアトライター(三井三池化工機製)を用いて約4時間分散混合し、顔料分散ペーストを作製した。
イオン交換水1150質量部に0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液390質量部を投入し、撹拌しながら60℃に加温した後、1.0モル/リットル−CaCl2水溶液58質量部を添加してさらに撹拌を続け、Ca3(PO4)2からなる分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
ジビニルベンゼン:0.1質量部
飽和ポリエステル樹脂(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA重縮合体、Mw:2万、Tg:60℃、酸価:10mgKOH/g):8.0質量部
荷電制御剤(BONTRON E−84(オリエント化学社)):1.0質量部
上記単量体組成物を60℃に加温し、これにエステルワックス(主成分C19H39COOC20H41、最大吸熱ピーク温度68.6℃)12.0質量部を添加して混合溶解した。
上記トナー粒子100質量部に対して、ヘキサメチルジシラザンおよびシリコーンオイルで処理した、個数平均一次粒径12nm、BET比表面積が120m2/gの疎水性シリカ微粉体を1質量部を加え、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機製)を用いて混合し、トナーを調製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシピバレート6.4質量部を用いたこと、重合時の温度80℃を65℃に下げたこと以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、t−ブチルパーオキシイソブチレート4.7質量部を用いたこと、重合時の温度80℃を94℃に上げたこと以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、t−アミルパーオキシピバレート5.5質量部を用いたこと、重合時の温度80℃を70℃に下げたこと以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。
先ず、重合終了後に反応容器からスラリーの一部を抜き取り、孔径0.5μmの耐溶剤性メンブランフィルターで濾過した後、濾液中のアルコールおよびカルボン酸の濃度をガスクロマトグラフィー測定装置(横河アナリティカルシステムズ社製「6890N」)を用いて測定した。そして、得られた濃度から計算によって、アルコール量およびカルボン酸量を求めた。
転化率(%)=[アルコール又はカルボン酸量(モル)/重合開始剤量(モル)]×100
利用率(%)=[(100−アルコール転化率)+(100−カルボン酸転化率)]/2
まず、試料をテトラヒドロフラン(THF)に浸漬し、樹脂成分の濃度が0.05乃至0.6質量%となるように抽出を行い、この抽出液を孔径0.5μmの耐溶剤性メンブランフィルターで濾過して試料溶液とする。次いで、カラムを40℃のヒートチャンバー中で安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを1ml/minの流速で流し、上記試料溶液を50乃至200μl注入して測定する。
カラム:KF801,802,803,804,805,806,807(Shodex製)
カラム温度:40℃
solv.:THF
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシ−2−エチルブチレート6.8質量部を用いたこと、重合時の温度を81℃としたこと以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、t−ヘキシルパーオキシイソブチレート5.5質量部を重合開始剤に用いたこと、重合時の温度80℃を90℃に上げたこと以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシイソブチレート6.4質量部を用いたこと、重合時の温度80℃を73℃に下げたこと以外は、実施例1と同様にして比較例のトナーを作製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート6.4質量部を用いたこと、重合時の温度80℃を88℃に上げたこと以外は、実施例1と同様にして比較例のトナーを作製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、t−ヘキシルパーオキシ2−エチルヘキサノエート7.2質量部を用いたこと、重合時の温度80℃を85℃に上げたこと以外は、実施例1と同様にして比較例のトナーを作製した。
実施例1において、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート6.0質量部に代えて、3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート7.6質量部を用いたこと、重合時の温度を81℃としたこと以外は、実施例1と同様にして比較例のトナーを作製した。
試験機には、市販のフルカラーレーザービームプリンター(LBP−2040,キヤノン製)の改造機を使用した。この改造機のプロセスカートリッジにトナーを充填し、必要に応じて逐次トナーを補給しながら、常温常湿環境下(23℃、60%RH)、単色モードで16枚/分(A4サイズ紙)のプリント速度で5000枚の画出しを行った。
画出しの初期と耐久後に、通常の複写機用普通紙(75g/m2)を転写材に用いてベタ画像を出力し、画像濃度を測定した。
なお、画像濃度は、「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。
A:特に汚染は見られない。
B:トナーの融着がわずかに見られる。
C:トナーの融着が見られる。
D:トナーの融着が顕著に見られる。
トナー用結着樹脂の作製:
イオン交換水300質量部にポリビニルアルコール0.2質量部を溶解して水系媒体を調製した。一方、スチレン78.0質量部、n−ブチルアクリレート22.0質量部、重合開始剤として実施例1で使用した3−ヒドロキシ−1,1−ジメチルブチルパーオキシイソブチレート2.5質量部を混合し、単量体組成物を調製した。この単量体組成物を前記水系媒体中に投入し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて15分間撹拌して懸濁分散液とした。窒素雰囲気下、上記懸濁分散液を85℃に昇温して重合を開始し、さらに、この温度に24時間保持して重合反応を完結させた。反応終了後、懸濁分散液を冷却し、濾別し、水洗および乾燥して、スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体を得た。
また、反応終了後の反応容器からスラリーの一部を抜き取って、上述した方法により、アルコール転化率、カルボン酸転化率、重合開始剤利用率を計算した。結果を表9に示す。
スチレン/n−ブチルアクリレート共重合体100.0質量部に対し、銅フタロシアニン(Pigment Blue 15:3)7.0質量部、ニグロシン化合物1.0質量部、パラフィンワックス(DSCにおける最大吸熱ピークの極大値74℃)3.0質量部を加え、ヘンシェルミキサーで混合した。
次いで、130℃に加熱した二軸混練押出し機によって溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をジェットミル(日本ニューマチック工業社製)で微粉砕した後、得られた微粉砕物を風力分級機で分級してトナー粒子を得た。
上記トナー粒子100質量部に対して、ヘキサメチルジシラザンおよびシリコーンオイルで処理した、個数平均一次粒径12nm、BET比表面積120m2/gの疎水性シリカ微粉体を1質量部加え、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機製)を用いて混合して、トナーを調製した。得られたトナーは、重量平均粒径(D4)が10.8μmであり、平均円形度が0.928であった。
得られたトナーに関して、実施例1と同様にして画出し試験を行い、評価を行った。評価結果を表10に示す。
Claims (8)
- 少なくとも重合性単量体と着色剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散させ、該水系媒体中で重合開始剤を用いて該重合性単量体を重合する工程を含む重合トナーの製造方法であって、
該重合開始剤が下記一般式(I)で示される構造を有し、且つ、
該重合開始剤の分解によって生成する下記一般式(II)で示されるアルコールの1モル当りの水素結合解離エネルギーをD1(kJ/mol)、下記一般式(I)中のR1と水素が結合した下記一般式(III)で示される化合物の1モル当りの水素結合解離エネルギーをD2(kJ/mol)、下記一般式(I)中のR2と水素が結合した下記一般式(IV)で示される化合物の1モル当りの水素結合解離エネルギーをD3(kJ/mol)としたとき、D1乃至D3が、下記式(i)および(ii)の関係を満足し、
前記一般式(I)中のR 1 が、下記一般式(V)で示される構造を有することを特徴とする重合トナーの製造方法。
(i)D1−D2≧85kJ/mol
(ii)|D2−D3|≦30kJ/mol
- 前記重合開始剤の10時間半減期温度が、50乃至80℃の範囲であることを特徴とする請求項1又は2に記載の重合トナーの製造方法。
- 前記重合開始剤の使用量が、前記重合性単量体100質量部に対し、0.5乃至20質量部であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の重合トナーの製造方法。
- 少なくとも重合開始剤を用いて重合性単量体を重合する工程を含むトナー用結着樹脂の製造方法であって、
前記重合開始剤を用いて重合性単量体を重合する工程が、重合性単量体を水系媒体中に分散させ、該水系媒体中で重合開始剤を用いて該重合性単量体を重合する工程であり、
該重合開始剤が下記一般式(I)で示される構造を有し、且つ、
該重合開始剤の分解によって生成する下記一般式(II)で示されるアルコールの1モル当りの水素結合解離エネルギーをD1(kJ/mol)、下記一般式(I)中のR1と水素が結合した下記一般式(III)で示される化合物の1モル当りの水素結合解離エネルギーをD2(kJ/mol)、下記一般式(I)中のR2と水素が結合した下記一般式(IV)で示される化合物の1モル当りの水素結合解離エネルギーをD3(kJ/mol)としたとき、D1乃至D3が、下記式(i)および(ii)の関係を満足し、
前記一般式(I)中のR 1 が、下記一般式(V)で示される構造を有することを特徴とするトナー用結着樹脂の製造方法。
(i)D1−D2≧85kJ/mol
(ii)|D2−D3|≦30kJ/mol
- 前記重合開始剤の10時間半減期温度が、50乃至80℃の範囲であることを特徴とする請求項5又は6に記載のトナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記重合開始剤の使用量が、前記重合性単量体100質量部に対し、0.5乃至20質量部であることを特徴とする請求項5乃至7のいずれかに記載のトナー用結着樹脂の製造方法。
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