JP5595096B2 - 顔料及びその製造方法、顔料分散体、イエロートナー、イエロートナー母粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角をθとした時、2θ±0.20degが10.0degの時の強度と2θ±0.20degが11.1degの時の強度の相対強度比(11.1deg)/(10.0deg)が、0.7以上であることを特徴とする顔料に関する。
更に、本発明は、重合性単量体、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散し、重合性単量体組成物の粒子を造粒し、該粒子中の重合性単量体を重合してイエロートナー母粒子を製造するイエロートナー母粒子の製造方法であって、
該着色剤が、
i)下記式1で表される構造を有する顔料であって、
ii)CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角をθとしたとき、2θ±0.20degが10.0degの時の強度と2θ±0.20degが11.1degの時の強度の相対強度比(11.1deg)/(10.0deg)が0.7以上である顔料である、
ことを特徴とするイエロートナー母粒子の製造方法に関する。
粉末X線回折装置「RINT 2100」(リガク社製)を用い、CuKα特性X線におけるブラッグ角(2θ±0.20deg)3deg〜35degの範囲で測定を行い、得られたスペクトルから2θが10.0degと11.1degにおけるピークの相対強度比を算出した。
粘弾性測定装置「Physica MCR300」(アントンパール社製)(コーンプレート型測定治具:75mm径、1°)を用い、0s−1〜100s−1の範囲のせん断速度への粘度の依存を調べることによって決定した。表2に記載した粘度値は、10s−1のせん断速度で測定した。
上記トナー粒子の個数平均粒径(D1)及び重量平均粒径(D4)はコールター法による粒度分布解析にて測定する。測定装置として、コールターカウンターTA−IIあるいはコールターマルチサイザーII(コールター社製)を用い、該装置の操作マニュアルに従い測定する。電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて、約1%塩化ナトリウム水溶液を調製する。例えば、ISOTON−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。具体的な測定方法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として、界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を、0.1〜5ml加え、更に測定試料(トナー粒子)を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行う。得られた分散処理液を、アパーチャーとして100μmアパーチャーを装着した前記測定装置により、2.00μm以上のトナーの体積、個数を測定してトナーの体積分布と個数分布とを算出する。それから、トナー粒子の個数平均粒径(D1)と、重量平均粒径(D4)(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)及びD4/D1を求めた。
フロー式粒子像測定装置「FPIA−2100型」(東亜医用電子社製)を用いて測定を行い、下式を用いて算出した。
円相当径=(粒子投影面積/π)1/2×2
円形度=(粒子投影面積と同じ面積の円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
ここで、「粒子投影面積」とは二値化されたトナー粒子像の面積であり、「粒子投影像の周囲長」とは該トナー粒子像のエッジ点を結んで得られる輪郭線の長さと定義する。円形度は粒子の凹凸の度合いを示す指標であり、粒子が完全な球形の場合には1.000を示し、表面形状が複雑になる程、円形度は小さな値となる。
下記方法で顔料を製造した。
アミノテレフタル酸ジメチル41.8質量部を水200質量部に分散させ、10℃で、31%HCl水溶液70質量部を加え、1時間撹拌した。その後、40%亜硝酸ナトリウム水溶液を35質量部加え1.5時間撹拌後、スルファミン酸を加えて過剰の亜硝酸を分解した。次いで、氷冷しながら、4mol/l−酢酸ナトリウムを用いてpH4.5に調製してジアゾニウム塩溶液とした。
強度に関しては、s=強い、m=中位、w=弱い を表す。
2θ 強度 相対強度
5.5° m 25%
10.0° m 33%
11.1° s 45%
16.6° m 26%
17.3° w 8%
19.3° m 18%
21.8° w 13%
26.8° s 100%
(顔料製造例2〜3)
表1に示すように未処理顔料の処理時間を変更すること以外は顔料製造例1と同様にして顔料(2)〜(3)を得た。顔料製造例1と同様に粉末X線回折を測定し、(11.1deg)/(10.0deg)の値を求めた。測定結果を表1に示す。
市販のC.I.Pigment Yellow 155(クラリアント社製 Toner Yellow 3GP)をo−ジクロロベンゼン中で160℃、3時間加熱処理を行い、顔料(4)を得た。顔料製造例1と同様に粉末X線回折を測定し、(11.1deg)/(10.0deg)の値を求めた。測定結果を表1に示す。
処理に用いる溶媒、処理温度及び処理時間を表1に示すように変更すること以外は顔料製造例4と同様にして顔料(5)、(7)及び(8)を得た。顔料製造例1と同様に粉末X線回折を測定し、(11.1deg)/(10.0deg)の値を求めた。測定結果を表1に示す。
市販のC.I.Pigment Yellow 155(クラリアント社製 Novoperm Yellow 4G)をo−ジクロロベンゼン中、180℃で3時間加熱処理を行い、顔料(6)を得た。顔料製造例1と同様に粉末X線回折を測定し、(11.1deg)/(10.0deg)の値を求めた。測定結果を表1に示す。
アミノテレフタル酸ジメチル41.8質量部を水200質量部に分散させ、10℃で、31%HCl水溶液70質量部を加え、1時間撹拌した。その後、40%亜硝酸ナトリウム水溶液を35質量部加え1.5時間撹拌後、スルファミン酸を加えて過剰の亜硝酸を分解した。次いで、氷冷しながら、4mol/l−酢酸ナトリウムを用いてpH4.5に調整してジアゾニウム塩溶液とした。
強度に関しては、s=強い、m=中位、w=弱い を表す。
2θ 強度 相対強度
10.0° s 59%
16.7° m 31%
20.6° m 35%
26.8° s 100%
粉末X線回折の結果より11.1degのピークは見られなかった。
アミノテレフタル酸ジメチル41.8質量部を水200質量部に分散させ、10℃で、31%HCl水溶液70質量部を加え、1時間撹拌した。その後、40%亜硝酸ナトリウム水溶液を35質量部加え1.5時間撹拌後、スルファミン酸を加えて過剰の亜硝酸を分解した。次いで、氷冷しながら、4mol/l−酢酸ナトリウムを用いてpH4.5に調整 した。これに、o−ジクロロベンゼン10質量部と界面活性剤(花王社製エマルゲン911)1質量部を適量の水に混合しエマルジョンとしたものを添加し、ジアゾニウム塩溶液とした。
強度に関しては、s=強い、m=中位、w=弱い を表す。
2θ 強度 相対強度
5.5° w 13%
10.0° s 61%
11.1° m 23%
16.7° m 21%
17.6° w 13%
19.2° m 26%
21.7° w 19%
26.8° s 100%
粉末X線回折の結果より(11.1deg)/(10.0deg)の値は0.37であった。
比較用顔料製造例1と同様な方法で前記式1で表される未処理顔料を得た。
顔料をo−ジクロロベンゼン中で135℃、3時間加熱処理すること以外は比較用顔料製造例3と同様にして比較用の顔料(12)を得た。顔料製造例1と同様に粉末X線回折を測定し、(11.1deg)/(10.0deg)の値を求めた。測定結果を表1に示す。
処理に用いる溶媒、処理温度及び処理時間を表1に示すように変更すること以外は顔料製造例4と同様にして比較用の顔料(13)〜(17)を得た。顔料製造例1と同様に粉末X線回折を測定し、(11.1deg)/(10.0deg)の値を求めた。測定結果を表1に示す。
下記方法で本発明の顔料分散体を調製した。
・スチレン単量体 120質量部
・顔料(1) 12質量部
上記混合物をアトライター(三井鉱山社製)により3時間分散させて顔料分散体(a)を得た。
顔料(1)の代わりに顔料(2)〜(5)を用いること以外は顔料分散体の調製例1と同様にして調製し、顔料分散体(b)〜(e)を得た。
・酢酸エチル 180質量部
・顔料(1) 12質量部
上記混合物をアトライター(三井鉱山社製)により3時間分散させて顔料分散体(f)を得た。
顔料(1)の代わりに顔料(9)〜(12)、(16)、(18)、(19)を用いること以外は顔料分散体の調製例1と同様にして調製し、比較用の顔料分散体(g)〜(k)、(m)、(n)を得た。
顔料(1)の代わりに顔料(9)を用いること以外は顔料分散体の調製例6と同様にして調製し、比較用の顔料分散体(l)を得た。
A:1000mPa・s未満
B:1000mPa・s以上1500mPa・s未満
C:1500mPa・s以上
尚、粘度が1500mPa・s未満であれば顔料分散体のハンドリング性が良好であると判断した。
顔料分散体をバーコート法(Bar No.10)によりアート紙に塗布し一昼夜風乾して「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)にて画像濃度OD(Y)を測定した。着色力の評価を以下のように行った。
A:OD(Y)が1.60以上
B:OD(Y)が1.50以上、1.60未満
C:OD(Y)が1.50未満
ここでOD(Y)値が1.50以上であれば良好な着色力であると判断した。
下記方法で本発明の顔料を含有するトナーを製造した。
高速撹拌装置TK−ホモミキサー(特殊機化工業製)を備えた2L用四つ口フラスコ中にイオン交換水710質量部と0.1mol/l−Na3PO4水溶液450質量部を添加し回転数を12000rpmに調製し、60℃に加温した。ここに1.0mol/l−CaCl2水溶液68質量部を徐々に添加し微小な難水溶性分散安定剤Ca3(PO4)2を含む水系分散媒体を調製した。
・スチレン単量体 46質量部
・n−ブチルアクリレート単量体 34質量部
・サリチル酸アルミニウム化合物 2質量部
(オリエント化学工業社製 ボントロンE−88)
・極性樹脂 10質量部
(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとイソフタル酸との重縮合物、Tg=65℃、Mw=10000、Mn=6000)
・エステルワックス 25質量部
(DSC測定における最大吸熱ピークのピーク温度=70℃、Mn=704)
・ジビニルベンゼン単量体 0.1質量部
上記、処方を60℃に加温し、TK−ホモミキサーを用いて5000rpmにて均一に溶解・分散した。これに重合開始剤である2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)10質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。前記水系分散媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、回転数12000rpmを維持しつつ15分間造粒した。その後高速撹拌器からプロペラ撹拌羽根に撹拌器を変え、内温を60℃で重合を5時間継続させた後、内温を80℃に昇温させ8時間重合を継続させた。重合反応終了後、80℃で、減圧下で残存単量体を留去した後、30℃まで冷却し、重合体微粒子分散体を得た。
評価機としてLBP−2510(キヤノン社製)を用いて、常温常湿(N/N(23.5℃,60%RH))環境下にて、0.1mg/cm2〜1.0mg/cm2の範囲で転写紙(75g/m2紙)に対してトナーのり量の異なる数種類のベタ画像を作成し、それらの画像濃度OD(Y)を「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて測定し、転写紙上のトナー量と画像濃度の関係を求めた後、特に転写紙上のトナーのり量が0.5mg/cm2の場合に対応する画像濃度をもって相対的に着色力を評価した。
A:OD(Y)が1.40以上
B:OD(Y)が1.30以上、1.40未満
C:OD(Y)が1.30未満
OD(Y)値が1.30以上であれば良好な着色力であると判断した。
評価機としてLBP−2510(キヤノン社製)を用いて、常温常湿(N/N(23.5℃,60%RH))環境下にて、転写紙(75g/m2紙)に対してトナー載り量0.5mg/cm2のベタ画像を作成した。得られたベタ画像に対して、アトラスウエザオメータ(Ci4000、東洋精機製作所製)にて、照射時間100時間で照射試験を行った。このときの試験条件は、Black Panel:50℃、Chamber:40℃、Rel.Humidity:70%、Irradiance(at340nm):0.39W/m2とした。試験前後のベタ画像はSpectroLino(Gretag Machbeth社製)にて分析した。L*a*b*表色系における色度(L*、a*、b*)を測定した。色差は下記式によって算出した。
色差(ΔE)={(a*試験後−a*試験前)2+(b*試験後−b*試験前)2+(L*試験後−L*試験前)2}1/2
A:ΔEが3未満
B:ΔEが3以上、7未満
C:ΔEが7以上
ΔEが7未満であれば耐光性が良好と判断した。
顔料分散体(a)の代わりに顔料分散体(b)〜(e)を用いる以外は実施例1と同様にしてイエロートナー(B)〜(E)を製造した。
(混合工程)
下記組成をボールミルで24時間分散することにより、トナー組成物混合液200質量部を得た。
・極性樹脂 84質量部
[飽和ポリエステル(プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAとフタル酸の重縮合物、Tg=75.9℃、Mw=11000、Mn=4200、酸価=11mgKOH/g)]
・炭化水素ワックス 9質量部
(フィッシャー・トロプシュワックス、DSC測定における最大吸熱ピーク=80℃、Mw=750)
・サリチル酸アルミニウム化合物 1質量部
(オリエント化学工業社製 ボントロンE−88)
・酢酸エチル(溶媒) 10質量部
(分散懸濁工程)
下記組成をボールミルで24時間分散することにより、カルボキシメチルセルロースを溶解し、水系媒体を得た。
・カルボキシメチルセルロース 0.5質量部
(商品名:セロゲンBS−H、第一工業製薬社製)
・イオン交換水 99.5質量部
上記より得られた水系媒体1200gを、TK−ホモミキサーに入れ、回転羽根を周速度20m/secで撹拌しながら、前記トナー組成物混合液1000gを投入し、25℃一定に維持しながら1分間撹拌して懸濁液を得た。
分散懸濁工程で得られた懸濁液2200gをフルゾーン翼(神鋼パンテック社製)により周速度45m/minで撹拌しながら、温度を40℃一定に保ち、ブロワーを用いて上記懸濁液面上の気相を強制更新し、溶媒除去を開始した。その際、溶媒除去開始から15分後に、イオン性物質として1%に希釈したアンモニア水75gを添加し、続いて溶媒除去開始から1時間後に該アンモニア水25gを添加した。続いて溶媒除去開始から2時間後に該アンモニア水25gを添加し、最後に溶媒除去開始から3時間後に該アンモニア水25gを添加し、総添加量を150gとした。更に温度を40℃に保ったまま、溶媒除去開始から17時間保持し、懸濁粒子から溶媒(酢酸エチル)を除去したトナー分散体を得た。
溶媒除去工程で得られたトナー分散体300質量部に、10mol/l塩酸80質量部を加え、更に0.1mol/l水酸化ナトリウム水溶液により中和処理後、吸引濾過によるイオン交換水洗浄を4回繰り返して、トナーケーキを得た。得られたトナーケーキを真空乾燥機で乾燥し、目開き45μmの篩で篩分しイエロートナー母粒子(F)を得た。それ以降は、実施例1と同様にして、イエロートナー(F)を製造した。
下記材料を予め混合し、二軸エクストルーダーで溶融混練した。さらに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で微粉砕し、得られた微粉砕物を分級してイエロートナー母粒子(G)とした。
(スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂(共重合比=75/25、Tg=65℃、Mw=80000、Mn=6700))
・顔料(1) 6質量部
・炭化水素ワックス 9質量部
(フィッシャー・トロプシュワックス、DSC測定における最大吸熱ピーク=80℃、Mw=750)
・サリチル酸アルミニウム化合物 2質量部
(オリエント化学工業社製 ボントロンE−88)
上記イエロートナー母粒子(G)を得た以降は、実施例1と同様にして、イエロートナー(G)を得た。
顔料分散体(a)の代わりに顔料分散体(g)〜(k)を用いる以外は実施例1と同様にしてイエロートナー(H)〜(L)を製造した。
顔料分散体(f)の代わりに顔料分散体(l)を用いる以外は実施例6と同様にしてイエロートナー(M)を製造した。
顔料(1)の代わりに顔料(9)を用いる以外は実施例7と同様にしてイエロートナー(N)を製造した。
Claims (8)
- 式1で表される顔料であって、
CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角をθとした時、2θ±0.20degが10.0degの時の強度と2θ±0.20degが11.1degの時の強度の相対強度比(11.1deg)/(10.0deg)が、0.7以上であることを特徴とする顔料。
- 式2で表される化合物をジアゾ化後、式3で表される化合物とカップリングすることにより生成した化合物を、ハロゲン系芳香族溶媒中、160℃以上で加熱処理することにより得られる顔料であることを特徴とする請求項1に記載の顔料。
- 前記ハロゲン系芳香族溶媒がo−ジクロロベンゼンであることを特徴とする請求項2に記載の顔料。
- 式2の化合物をジアゾ化後、式3の化合物とカップリングし、その後、160℃以上のハロゲン系芳香族溶媒中で加熱処理する顔料の製造方法であって、
得られる顔料が請求項1に記載の顔料であることを特徴とする顔料の製造方法。
- 前記ハロゲン系芳香族溶媒がo−ジクロロベンゼンであることを特徴とする請求項4に記載の顔料の製造方法。
- 請求項1に記載の顔料と、分散媒として有機溶剤とを含むことを特徴とする顔料分散体。
- 少なくとも、結着樹脂、着色剤及びワックス成分を含有するイエロートナー母粒子を有するトナーであって、該着色剤が請求項1に記載の顔料であることを特徴とするイエロートナー。
- 重合性単量体、着色剤、及びワックス成分を少なくとも含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に分散し、重合性単量体組成物の粒子を造粒し、該粒子中の重合性単量体を重合してイエロートナー母粒子を製造するイエロートナー母粒子の製造方法であって、
該着色剤が、
i)下記式1で表される構造を有する顔料であって、
ii)CuKα特性X線回折スペクトルにおいて、ブラッグ角をθとしたとき、2θ±0.20degが10.0degの時の強度と2θ±0.20degが11.1degの時の強度の相対強度比(11.1deg)/(10.0deg)が0.7以上である顔料である、
ことを特徴とするイエロートナー母粒子の製造方法。
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