JP5025959B2 - 電子写真用トナーの製造方法 - Google Patents
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0.10<X/Y<0.50 (A)
(式中、Xは、縮重合系樹脂の原料モノマーであるカルボン酸成分中の両反応性モノマーのモル分率(モル%)であり、Yは〔縮重合系樹脂の原料モノマー及び付加重合系樹脂の原料モノマー総量中の付加重合系樹脂の原料モノマーの重量分率(重量%)×両反応性モノマー1分子中の官能基数〕の値である)
を満足することが好ましい。式(A)中、Xは縮重合系樹脂ユニットのグラフトの長さに関係し、Yは付加重合系樹脂ユニットに縮重合系樹脂ユニットがグラフト化するグラフト率に関係する。すなわち、本発明における複合樹脂は、ポリオレフィンワックス及び/又はパラフィンワックスとの相溶性の観点から、特定のグラフト率及びグラフトの長さを有する複合樹脂であることが好ましい。式(A)は、好ましくは0.15<X/Y<0.45、より好ましくは0.20<X/Y<0.40である。なお、本発明において、両反応性モノマーとなり得るモノマーであっても、前記のように縮重合反応にのみ関与する状態で使用されたモノマーは、両反応性モノマーとしては扱わない。
JIS K0070の方法に基づき測定する。但し、測定溶媒のみJIS K0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、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))に変更する。
(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℃/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、試料を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℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/minで昇温し、吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度とする。
(1) 試料の調製
JIS Z8801の篩を用いて、22メッシュの篩を通過し、30メッシュの篩は通過しない粉末状の試料を採取する。試料が塊等の場合は、市販のハンマー、コーヒーミルを用いて、粉砕し、粉末状として篩いにかける。
2-1. 試料2.000gを、ガラス瓶(柏洋硝子社製、M-140)に秤量した後、MEK 95gを加え、内蓋及び外蓋を取り付ける。
2-2. ボールミルにて5時間攪拌する(周速:200mm/sec)。
2-3. 10時間静置する。
3-1. 予め計量済み(1000分の1g単位)のナスフラスコ(重量A(g))に取り付けたガラスフィルタ(目開き規格11G-3)を準備する。ガラスフィルタのシールには、減圧が可能なゴム栓を用いる。
3-2. 2-3において10時間静置した溶解液の上澄みから20mlをメスピペッドで吸い取り、3-1で準備したガラスフィルタを用いて、減圧濾過する。なお、液面から下2cmまでを上澄みとする。溶解液を濾過する前のナスフラスコ内の減圧度を40kPaに調整する。
3-3. 未使用のMEK 20mlをメスピペッドで吸い取り、ガラスフィルタに付着している可溶分を減圧濾過する。
4-1. エバポレータにてナスフラスコ内のMEKを除去する。
ウォーターバス温度:70℃
ナスフラスコ回転数:200r/min
MEK除去中のナスフラスコ内の減圧度:40〜20kPaに調整
時間:10分
4-2. 50℃・1torrにて12時間乾燥した後、ナスフラスコの重量B(g)を計量する。
5-1. MEK 20mlに溶解したMEK可溶分X(g)を算出する。
X=B−A
5-2. MEK 95gに溶解したMEK可溶分Y(g)を、MEKの比重を0.805として算出する。
Y=X×95/(20×0.805)
5-3. 試料1gあたりの可溶分Z(重量%)を算出する。
Z=Y/2×100
5-4. MEK不溶分(重量%)=100-Z
なお、MEK不溶分(重量%)は、3回の測定値の平均値とする。
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℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/分で測定し、融解熱の最大ピーク温度を融点とする。
(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。
表1に示すポリエステルの原料モノマー及びエステル化触媒を、温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットルの四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で、窒素雰囲気にて150℃の温度で攪拌しつつ、表1に示すビニル系樹脂の原料モノマー、両反応性モノマー及び重合開始剤の混合物を滴下ロートより1.5時間かけて滴下した。滴下後、150℃に保持したまま1時間熟成させた後、20℃/hrのペースにて230℃まで昇温してさらに反応させた。その後、230℃にて常圧で6時間反応後、60torrにて真空反応を行った。重合度は、ASTM E28-67に準拠した軟化点より追跡を行い、軟化点が所定の温度に達したときに反応を終了し、ハイブリッド樹脂(樹脂A)を得た。
表1に示すポリエステルの原料モノマー、両反応性モノマー及びエステル化触媒を、温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットルの四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で、窒素雰囲気にて150℃の温度で攪拌しつつ、表1に示すビニル系樹脂の原料モノマー及び重合開始剤の混合物を滴下ロートより1.5時間かけて滴下した。滴下後、150℃に保持したまま1時間熟成させた後、20℃/hrのペースで230℃まで昇温してさらに反応させた。重合度は、ASTM E28-67に準拠した軟化点より追跡を行い、軟化点が所定の温度に達したときに反応を終了し、ハイブリッド樹脂(樹脂B、D)を得た。
表1に示すポリエステルの原料モノマー及びエステル化触媒を、温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットルの四つ口フラスコに入れ、マントルヒーター中で、窒素雰囲気にて150℃の温度で攪拌しつつ、表1に示すビニル系樹脂の原料モノマー、両反応性モノマー及び重合開始剤の混合物を滴下ロートより1.5時間かけて滴下した。滴下後、150℃に保持したまま1時間熟成させた後、20℃/hrのペースで230℃まで昇温してさらに反応させた。重合度は、ASTM E28-67に準拠した軟化点より追跡を行い、軟化点が所定の温度に達したときに反応を終了し、ハイブリッド樹脂(樹脂C)を得た。
表1に示す無水トリメリット酸を除くポリエステルの原料モノマー、両反応性モノマー及びエステル化触媒を、温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、230℃、常圧にて8時間反応させ、さらに60torrにて1時間反応させた。その後、150℃まで冷却し、その温度で攪拌しつつ、表1に示すビニル系樹脂の原料モノマー、両反応性モノマー及び重合開始剤の混合物を滴下ロートより2時間かけて滴下した。その後、150℃に保持したまま1時間熟成させ、20℃/hrのペースにて210℃まで昇温して表1に示す無水トリメリット酸を添加し、反応させた。重合度は、ASTM E28-67に準拠した軟化点より追跡を行い、軟化点が所定の温度に達したときに反応を終了し、樹脂(樹脂E)を得た。
表1に示す無水トリメリット酸を除くポリエステルの原料モノマー及びエステル化触媒を、温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、230℃、常圧にて8時間反応させ、さらに60torrにて1時間反応させた。210℃まで冷却して表1に示す無水トリメリット酸を添加し、反応させた。重合度は、ASTM E28-67に準拠した軟化点より追跡を行い、軟化点が所定の温度に達したときに反応を終了し、ポリエステル(樹脂F)を得た。
温度計、ステンレス製攪拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した2リットルのガラス製の四つ口フラスコにキシレン850gを入れ、窒素置換後150℃に昇温した。そこに表1に示すビニル系樹脂の原料モノマー、両反応性モノマー及び重合開始剤の混合物を滴下ロートより、4時間かけて滴下し、150℃のまま5時間熟成させた。その後、200℃まで昇温し、減圧下でキシレンを留去して、スチレンアクリル樹脂(樹脂G)を得た。
樹脂A200g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:98℃、HLB:15.3)100gを、5リットル容のステンレス容器中でカイ型の攪拌機で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ナトリウム水溶液(濃度:5重量%)75.5gを滴下した。続いて、カイ型の攪拌機で300r/minの攪拌下、脱イオン水を6g/minで滴下し、計1624.5gを添加した。この間、系の温度は95℃に保持し、200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、微粒化した樹脂を含む樹脂分散液を得た。得られた樹脂分散液中の樹脂粒子(一次粒子)の体積中位粒径(D50)は0.45μm、固形濃度は12.0重量%、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
攪拌機、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容の容器にメチルエチルケトン600gを投入し、樹脂B 200gを室温にて添加し、溶解させた。得られた溶液に、トリエチルアミン10gを添加して中和し、続いてイオン交換水2000gを添加した後、250r/minの攪拌速度で、減圧下、50℃以下の温度でメチルエチルケトンを留去し、自己分散型の水系樹脂粒子分散液(樹脂含有量:9.6重量%(固形分換算))を得た。得られた樹脂分散体中に分散するポリエステル粒子の重量平均粒径は0.3μmであった。
樹脂C 100重量部、イエロー着色剤(パリオトールD1155、BASF社製)4.0重量部、荷電制御剤(ボントロン E-84、保土谷化学工業社製)2.5重量部及びパラフィンワックス(HNP-9、日本精蝋(株)製、融点:78℃)4重量部を、ヘンシェルミキサーにて予備混合した後、オープンロール型混練機で溶融混練し、冷却後、粉砕し、混練物の1mmチップ品を得た。
樹脂Aの代わりに樹脂D 100重量部を使用した以外は、実施例1と同様にしてシアントナーを得た。得られたシアントナーの体積中位粒径(D50)は6.8μmであった。
樹脂Aの代わりに樹脂E 100重量部を使用した以外は、実施例1と同様にしてシアントナーを得た。得られたシアントナーの体積中位粒径(D50)は6.7μmであった。
樹脂Aの代わりに樹脂F 100重量部を使用した以外は、実施例1と同様にしてシアントナーを得た。得られたシアントナーの体積中位粒径(D50)は6.8μmであった。
樹脂Aの代わりに樹脂F 70重量と樹脂G 30重量部を使用した以外は、実施例1と同様にしてシアントナーを得た。得られたシアントナーの体積中位粒径(D50)は6.9μmであった。
実施例で得られたトナー各々4gを温度55℃、湿度60%の環境下で72時間放置した。放置後、トナー凝集の発生程度を目視にて観察し、以下の評価基準より保存性を評価した。結果を表2に示す。
◎:72時間後も凝集は全く認められない。
○:72時間後も凝集はほとんど認められない。
△:48時間後で凝集は認められないが72時間後では凝集が認められる。
×:48時間後で既に凝集が認められる。
非磁性一成分現像装置「MICROLINE 18」(沖データ社製、電荷付与ブレードの材質:ステンレス)にトナーを実装し、温度32℃、相対湿度85%の高温高湿下にて印字率5%のチャートを30,000枚印刷した。その際、500枚印刷毎にベタ画像を5枚印刷し、得られた画像に縦筋(白抜け)の有無を目視にて観察し、縦スジが発生している場合は印刷を中止し、縦スジが発生していない場合は印刷を続けた。結果を表2に示す。
Claims (8)
- 結着樹脂とポリオレフィンワックス及び/又はパラフィンワックスとを含有してなる原料を水系媒体中で粒子化する工程を含む、電子写真用トナーの製造方法であって、前記結着樹脂が、少なくとも縮重合系樹脂の原料モノマーを縮重合させ、かつ付加重合系樹脂の原料モノマーを付加重合させて得られる複合樹脂を含有してなる電子写真用トナーの製造方法であって、前記縮重合系樹脂の原料モノマーがポリエステルの原料モノマーであり、前記付加重合系樹脂の原料モノマーがスチレンを含有してなる、電子写真用トナーの製造方法。
- 縮重合系樹脂の原料モノマーと付加重合系樹脂の原料モノマーの重量比(縮重合系樹脂の原料モノマー/付加重合系樹脂の原料モノマー)が、50/50〜95/5である請求項1記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 複合樹脂が、縮重合系樹脂の原料モノマーと付加重合系樹脂の原料モノマーとを予め混合し、縮重合反応と付加重合反応を同一反応容器中で並行して行うことにより得られる樹脂である請求項1又は2記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 複合樹脂が、さらに縮重合系樹脂の原料モノマー及び付加重合系樹脂の原料モノマーのいずれとも反応し得る化合物を縮重合及び付加重合させて得られる樹脂である請求項1〜3いずれか記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 縮重合系樹脂の原料モノマー及び付加重合系樹脂の原料モノマーのいずれとも反応し得る化合物が、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸及びこれらのカルボン酸の誘導体からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項4記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 縮重合系樹脂の原料モノマー及び付加重合系樹脂の原料モノマーのいずれとも反応し得る化合物(両反応性モノマー)がカルボン酸又はその誘導体であって、両反応性モノマーの使用量が、式(A):
0.10<X/Y<0.50 (A)
(式中、Xは、縮重合系樹脂の原料モノマーであるカルボン酸成分中の両反応性モノマーのモル分率(モル%)であり、Yは〔縮重合系樹脂の原料モノマー及び付加重合系樹脂の原料モノマー総量中の付加重合系樹脂の原料モノマーの重量分率(重量%)×両反応性モノマー1分子中の官能基数〕の値である)
を満足する請求項4又は5記載の電子写真用トナーの製造方法。 - 複合樹脂の酸価が5〜30mgKOH/gである請求項1〜6いずれか記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 請求項1〜7いずれか記載の製造方法により得られる電子写真用トナー。
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