JP6082659B2 - 静電荷像現像用トナーの製造方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナーの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、静電荷像現像用トナーの製造方法、及びその方法によって得られる静電荷像現像用トナーに関する。
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のトナーの開発が要求されている。
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、凝集合一法(乳化凝集法又は凝集融着法ともいう)によるトナーの製造が行われている。バインダー樹脂には、スチレンアクリル樹脂や、低温定着性に優れたポリエステル樹脂が用いられ、複数の性能を同時に満たすために、複数の樹脂の複合化等も検討されている。
例えば、特許文献1には、定着ラチチュードを広くし、熱保管性、帯電性を向上させることを目的として、結晶性ポリエステル樹脂と、非晶性ポリエステル樹脂と、着色剤と、を含むコア粒子の表面にシェルを設けたコアシェル構造であって、コア粒子が、スチレン系樹脂とポリエステル樹脂とが結合している複合樹脂を含み、更にシェルが、ポリスチレンと(メタ)アクリルとの共重合樹脂を含むことを特徴とする静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献2には、低温定着性、高温高湿度下での帯電性、耐熱保存性の改善を目的として、炭素数4〜12のα,ω−アルカンジオールと炭素数8〜12の脂肪族ジカルボン酸とを縮重合して得られる結晶性ポリエステル及び融点60〜90℃の離型剤を含有するコア、並びにポリエステル樹脂からなる側鎖セグメント及び付加重合系樹脂からなる主鎖セグメントから構成されるグラフトポリマーからなるシェルを含有するコアシェル型の電子写真用トナーであって、側鎖セグメントと主鎖セグメントとの質量比が95/5〜55/45である、電子写真用トナーが開示されている。
特許文献3には、低温定着性、保存性を向上し、均一な画像を形成することを目的として、結着樹脂が、特定の構造を含有する結晶性ポリエステル樹脂が含まれると共に、スチレンアクリル樹脂とポリエステル樹脂とを含むハイブリッド樹脂成分を含有し、結晶性ポリエステル樹脂の含有量と前記ハイブリッド樹脂成分の含有量が特定の関係を満たし、着色剤、結着樹脂、離型剤を含有し、トナーの個数平均粒径が3.5〜6.5μmであり、トナーのピークトップ分子量が2500〜4800であることを特徴とする画像形成用トナーが開示されている。
特開2007−93809号公報 特開2013−15771号公報 特開2008−116580号公報
電子写真印刷の高速化に伴い、印刷時には少ないエネルギーで定着する必要があり、そのため、用いられるトナーには低温での定着性が求められている。しかし、低温で定着させるためには、トナーに用いる樹脂の軟化点やガラス転移温度を下げる必要があり、それによって、トナーの高温での保存性、いわゆる耐熱保存性の低下が問題となっている。さらに、低温定着性を高めるために、たとえば特許文献1〜3においても、通常の保存温度では固体であり、定着時の高温では低粘度となる、結晶性樹脂を用いる試みがなされているが、それによってもこれらの両立は不十分である。またさらには結晶性樹脂を混合することで相溶性が悪い場合には樹脂間の界面の剥離が起きるためか、印刷物を折り曲げた際に割れが生じるという現象も生じる。そのため、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーが求められている。
本発明の課題は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れる静電荷像現像用トナーを得ることができる静電荷像現像用トナーの製造方法、及び当該製造方法により得られる静電荷像現像用トナーを提供することにある。
本発明者は、耐熱保存性、低温定着性及び得られた印字物の耐折り曲げ性を左右する要因は、トナー中の樹脂の分散状態にあると考え、検討を行った。その結果、特定の結晶性ポリエステルを含有する樹脂粒子と、ポリエステルセグメント、付加重合系樹脂セグメントを含む、特定の非晶質複合樹脂を含有する樹脂粒子を凝集し、融着させることにより、耐熱保存性、低温定着性及び得られた印字物の耐折り曲げ性に優れた静電荷像現像用トナーを得ることができることを見出した。
すなわち、本発明は、以下の〔1〕及び〔2〕を提供する。
〔1〕 モル平均炭素数が8〜12であるモノマーを用いて得られるポリエステル部分を有する結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子と、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子と、を含む凝集体Xを、水系媒体中で得る工程I、及び
前記凝集体Xを融着する工程II、を有し、
前記結晶性ポリエステル(A)と非晶質複合樹脂(B)の質量比(結晶性ポリエステル(A)/非晶質複合樹脂(B))が1/99〜40/60である、静電荷像現像用トナーの製造方法。
〔2〕上記の製造方法によって得られる、静電荷像現像用トナー。
本発明によれば、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印字物の耐折り曲げ性に優れる静電荷像現像用トナーを得ることができる静電荷像現像用トナーの製造方法、及びその方法によって得られる静電荷像現像用トナーを提供することができる。
[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の製造方法は、モル平均炭素数が8〜12であるモノマーを用いて得られるポリエステル部分を有する結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子と、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子と、を含む凝集体Xを、水系媒体中で得る工程I、及び前記凝集体Xを融着する工程II、を有し、前記結晶性ポリエステル(A)と非晶質複合樹脂(B)の質量比(結晶性ポリエステル(A)/非晶質複合樹脂(B))が1/99〜40/60である、静電荷像現像用トナーの製造方法である。
以下、「静電荷像現像用トナー」のことを単に「トナー」ということがある。
本発明の製造方法によって得られた静電荷像現像用トナーが、低温定着性、耐熱保存性、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れる理由は定かではないが、次のように考えられる。
本発明の製造方法においては、結晶性ポリエステルを含有する樹脂粒子と非晶質複合樹脂を含有する樹脂粒子を水系媒体中で凝集、融着してトナーを得る。本発明においては、結晶性ポリエステルが非晶質複合樹脂よりも少ないため、得られるトナーは結晶性ドメインが非晶質複合樹脂中に分散した構造となり、低温定着性と耐熱保存性に優れるものとなると考えられる。
本発明の非晶質複合樹脂は比較的多量の両反応性モノマーを接合点として、ポリエステルセグメントと付加重合系樹脂セグメントが結合した構造をしているため、分岐構造を数多く有しているものと考えられる。また、結晶性ポリエステルは長鎖の炭化水素部分を有しており疎水性であるため、付加重合系樹脂セグメントとなじみがよく、融着時に粒子間表面を強固につないでいるものと考えられる。これにより、トナーとなったときに結晶性ドメインは残存し、かつ樹脂間の剥離もないため、低温定着性と耐熱保存性を両立しつつ、得られた印刷物の耐折り曲げ性にも優れるものと考えられる。
本発明において、前記結晶性ポリエステル(A)と非晶質複合樹脂(B)の質量比(結晶性ポリエステル(A)/非晶質複合樹脂(B))は、1/99〜40/60である。1/99未満であると、トナーの低温定着性が悪くなり、40/60を超えると、トナーの耐熱保存性が悪くなると共に、得られた印刷物の耐折り曲げ性も悪くなる。
当該観点から、当該質量比(結晶性ポリエステル(A)/非晶質複合樹脂(B))は、好ましくは5/95以上、より好ましくは10/90以上、更に好ましくは15/85以上であり、また、好ましくは60/40以下、より好ましくは50/50以下、更に好ましくは45/55以下である。
<工程I>
工程Iは、モル平均炭素数が8〜12であるモノマーを用いて得られるポリエステル部分を有する結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子と、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子と、を含む凝集体Xを、水系媒体中で得る工程である。
本発明において、「ポリエステル部分」とは、カルボン酸とアルコールとの重合体からなる部分のことであり、また、「結晶性ポリエステル」及び「非晶質ポリエステル」における「ポリエステル」とは、当該ポリエステル部分を含み、かつ付加重合系樹脂セグメント等の他の部分を含んでもよい樹脂のことである。
工程Iは、前記結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子を、前記水系媒体中で凝集させて、コア用凝集体xを得る工程Iaと、前記水系媒体中に更に非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を混合し、前記コア用凝集体x及び前記非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を凝集させて、前記凝集体Xを得る工程Ibと、を有していてもよい(工程Iの第1態様)。このようにして得られる凝集体Xを用いて、後述する工程IIを実施することにより、コア用凝集体に由来する部分をコア、非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子に由来する部分をシェルとする、コアシェル構造のトナーを得ることができる。
また、上記工程Ibは省略してもよい。すなわち、工程Iは、結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子を、前記水系媒体中で凝集させて、凝集体Xを得る工程を有していてもよい(工程Iの第2態様)。このようにして得られる凝集体Xを用いて、後述する工程IIを実施することにより、単一構造、すなわち非コアシェル構造のトナーを得ることができる。
以下、工程Iの第1態様について説明するが、工程Iの第2態様は、工程Iの第1態様において、工程Ibを省略したものである。
(結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子)
結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子は、モル平均炭素数が8〜12であるモノマーを用いて得られるポリエステル部分を有する結晶性ポリエステル(A)を含有する。このように、当該樹脂粒子が結晶性ポリエステル(A)を含有するため、得られるトナーは、結晶性ドメインが非晶質複合樹脂中に分散した構造となり、低温定着性と耐熱保存性に優れるものとなると考えられる。また、この結晶性ポリエステル(A)のポリエステル部分の原料モノマーは、モル平均炭素数が8〜12であり、長鎖の炭化水素部分を有しており疎水性であるため、非晶質複合樹脂(B)の付加重合系樹脂セグメントとなじみがよく、融着時に粒子間表面を強固につないでいるものと考えられる。これにより、トナーとなったときに結晶性ドメインは残存し、かつ樹脂間の剥離もないため、低温定着性と耐熱保存性を両立しつつ、得られた印刷物の耐折り曲げ性にも優れるものと考えられる。
この結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子は、本発明の効果を阻害しない範囲内で結晶性ポリエステル(A)以外の成分を含有してもよいが、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、結晶性ポリエステル(A)以外の成分は含有しないことが好ましい。結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子中における結晶性ポリエステル(A)の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90〜100質量%、更に好ましくは95〜100質量%、より更に好ましくは99〜100質量%であり、より更に好ましくは実質的に100質量%である。
本発明において、結晶性ポリエステル(A)等の樹脂の結晶性は、軟化点と示差走査熱量計(DSC)による吸熱の最大ピーク温度との比、即ち、「軟化点/吸熱の最大ピーク温度」で定義される結晶性指数によって表される。一般に、この結晶性指数が1.4を超えると樹脂は非晶質であり、0.6未満では結晶性が低く非晶質部分が多い。本発明において、「結晶性樹脂」とは、結晶性指数が0.6〜1.4、好ましくは0.8〜1.2、更に好ましくは0.9〜1.1である樹脂をいい、「非晶質樹脂」とは、結晶性指数が1.4を超えるか、0.6未満の樹脂をいう。
上記の「吸熱の最大ピーク温度」とは、実施例に記載する測定方法の条件下で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のことを指す。最大ピーク温度が軟化点と20℃以内の差であれば、最大ピーク温度を結晶性樹脂(結晶性樹脂)の融点とし、軟化点との差が20℃を超えるピークは非晶質樹脂のガラス転移に起因するピークとする。
樹脂の結晶性は、原料モノマーの種類とその比率、及び製造条件(例えば、反応温度、反応時間、冷却速度)等により調整することができる。
この結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子の体積中位粒径は、凝集の容易性の観点、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、好ましくは10nm以上、より好ましくは50nm以上、更に好ましくは70nm以上、より更に好ましくは80nm以上であり、また、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下、更に好ましくは110nm以下、より更に好ましくは100nm以下である。
この結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子は、結晶性ポリエステル(A)に水系媒体を添加し、転相乳化することにより好適に製造することができる。
≪結晶性ポリエステル(A)≫
結晶性ポリエステル(A)は、モル平均炭素数が8〜12であるモノマーを用いて得られるポリエステル部分を有する。このポリエステル部分は、アルコール成分及びカルボン酸成分を原料モノマーとして用い、これらを縮重合して得ることができる。
このポリエステル部分の原料モノマーのモル平均炭素数は、8〜12である。このように結晶性ポリエステル(A)は長鎖の炭化水素部分を有しており疎水性であるため、非晶質複合樹脂(B)の付加重合系樹脂セグメントとなじみがよく、融着時に粒子間表面を強固につないでいるものと考えられる。これにより、トナーとなったときに結晶性ドメインは残存し、かつ樹脂間の剥離もないため、低温定着性と耐熱保存性を両立しつつ、得られた印刷物の耐折り曲げ性にも優れるものと考えられる。
当該観点から、このモル平均炭素数は、好ましくは8〜11、より好ましくは9〜11である。
「ポリエステル部分の原料モノマーのモル平均炭素数」とは、ポリエステルを構成するアルコール成分及びカルボン酸成分の炭素数のモル平均値を意味し、下記の計算式により算出される。
〔モル平均炭素数〕=[(アルコール成分炭素数×アルコール成分モル数)+(カルボン酸成分炭素数×カルボン酸成分モル数)]/[アルコール成分モル数+カルボン酸成分モル数]
ここで、原料モノマーにおけるモル平均炭素数の算出において、カルボン酸成分の炭素数は、カルボキシ基部分の炭素数を除いた炭素数とする。
結晶性ポリエステル(A)のポリエステル部分は、炭素数4〜12のジカルボン酸を含有するカルボン酸成分と炭素数8〜12のジオールを含有するアルコール成分とを縮重合することにより好適に得られる。
この結晶性ポリエステル(A)は、当該ポリエステル部分のみからなっていてもよく、他の部分を有していてもよい。この結晶性ポリエステル(A)は、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含む結晶性複合樹脂であることが好ましい。このように結晶性ポリエステル(A)が付加重合系樹脂セグメントを含むことにより、付加重合系樹脂セグメントを含む非晶質複合樹脂(B)との相溶性が良好になり、得られるトナーは、結晶性ドメインが非晶質複合樹脂中に分散した構造となって、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるものとなると考えられる。
この結晶性ポリエステル(A)は、上記ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、更に両反応性モノマー由来の構成部分を含む結晶性複合樹脂であることがより好ましい。ここで「両反応性モノマー」とは、ポリエステルと付加重合系樹脂の両方との反応性を有するモノマーのことである。この両反応性モノマーを接合点として、ポリエステルセグメントと付加重合系樹脂セグメントとが良好に結合する。
以下に、結晶性ポリエステル(A)が結晶性複合樹脂である場合について説明する。
≪結晶性複合樹脂≫
結晶性複合樹脂は、上記ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、更に両反応性モノマー由来の構成部分を含む結晶性複合樹脂であることがより好ましい。
〔ポリエステルセグメント〕
ポリエステルセグメントの原料モノマーにおけるモル平均炭素数は、上記のポリエステル部分と同様、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、8〜12であり、好ましくは8〜11、より好ましくは9〜11である。
結晶性ポリエステル(A)のポリエステルセグメントは、同様の観点から、炭素数4〜12のジカルボン酸を含有するカルボン酸成分と炭素数8〜12のジオールを含有するアルコール成分とを縮重合して得られるものであることが好ましい。
同様の観点から、ポリエステルセグメントの原料となるモノマーのうち、これら炭素数4〜12のジカルボン酸と炭素数8〜12のジオールの合計量は、カルボン酸成分とアルコール成分の合計量の好ましくは80モル%以上、より好ましくは90〜100モル%、更に好ましくは95〜100モル%、より更に好ましくは99〜100モル%である。
結晶性ポリエステル(A)のポリエステルセグメントの原料モノマーであるカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられ、脂肪族ジカルボン酸が好ましい。また、これらカルボン酸の酸無水物及びそれらのアルキル(炭素数1以上3以下)エステルであってもよい。これらのカルボン酸成分は、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。
脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、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、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸が挙げられる。これらの中でも、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸が好ましく、アジピン酸、セバシン酸及びドデカン二酸がより好ましく、アジピン酸及びセバシン酸が更に好ましく、セバシン酸がより更に好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の含有量は、同様の観点から、カルボン酸成分中、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80〜100モル%、更に好ましくは90〜100モル%、より更に好ましくは95〜100モル%、より更に好ましくは100モル%である。
結晶性ポリエステル(A)のポリエステルセグメントの原料モノマーであるアルコール成分としては、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、3価以上の多価アルコール等が挙げられる。これらのアルコール成分は、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。
ポリエステルセグメントの原料モノマーであるアルコール成分は、ポリエステルの結晶性を高める観点から、脂肪族ジオールが好ましい。脂肪族ジオールとしては、同様の観点から、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、1,11−ウンデカンジオール等が挙げられ、好ましくは1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールであり、より好ましくは1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールであり、更に好ましくは1,12−ドデカンジオールである。
脂肪族ジオールの含有量は、同様の観点から、アルコール成分中、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80〜100モル%、更に好ましくは90〜100モル%、より更に好ましくは95〜100モル%、より更に好ましくは100モル%である。
ポリエステルセグメントの原料モノマーであるアルコール成分100モル部に対するカルボン酸成分の割合は、反応性及び物性調整の観点から、好ましくは90モル部以上、より好ましくは95モル部以上、更に好ましくは98モル部以上、より更に好ましくは100モル部以上であり、また、好ましくは150モル部以下、より好ましくは120モル部以下、更に好ましくは110モル部以下である。
〔付加重合系樹脂セグメント〕
付加重合系樹脂セグメントとしては、非晶質複合樹脂(B)との相容性の向上により分散性が向上することにより、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、スチレン系樹脂が好ましい。従って、好適な付加重合系樹脂の原料モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体が好ましく、スチレンがより好ましい。
なお、付加重合系樹脂セグメントには、後述する両反応性モノマー由来の構成成分が含まれる。また、付加重合系樹脂の原料モノマーには、両反応性モノマーも含まれる。
スチレン誘導体の含有量は、同様の観点から、付加重合系樹脂の原料モノマー中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは85質量%以上、より更に好ましくは88質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上、より更に好ましくは92質量%以上、より更に好ましくは93質量%以上であり、また、好ましくは99質量%以下、より好ましくは97質量%以下、更に好ましくは96質量%以下、より更に好ましくは95質量%以下、より更に好ましくは94.5質量%以下、より更に好ましくは94質量%以下である。
スチレン誘導体以外に用いられ得る付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;エチレン、プロピレン等のエチレン性不飽和モノオレフィン類;ブタジエン等のジオレフィン類;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;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のエチレン性モノカルボン酸のエステル;ビニルメチ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ビニリデンハロゲン化物;N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物類等が挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味する。
これらの中では、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、上記の観点から、1〜22が好ましく、8〜18がより好ましい。なお、該アルキルエステルの炭素数は、エステルを構成するアルコール成分由来の炭素数を言う。具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられ、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましい。「(イソ又はターシャリー)」、「(イソ)」は、これらの基が存在している場合とそうでない場合の双方を含むことを意味し、これらの基が存在していない場合には、ノルマルであることを示す。また、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの双方の場合を含むことを示す。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、付加重合系樹脂セグメントの原料モノマー中、50質量%以下が好ましく、30質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましい。
なお、スチレン誘導体と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含む原料モノマーを付加重合させて得られる樹脂をスチレン−(メタ)アクリル樹脂ともいう。
結晶性複合樹脂の原料モノマー中における、前記付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーの含有量は、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、ポリエステル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10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上、より更に好ましくは40質量部以上、より更に好ましくは45質量部以上であり、また、好ましくは75質量部以下、より好ましくは70質量部以下、更に好ましくは65質量部以下、より更に好ましくは60質量部以下、より更に好ましくは55質量部以下である。
〔両反応性モノマー由来の構成成分〕
両反応性モノマー由来の構成成分に用いられる両反応性モノマーとしては、分子内に、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有する化合物が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、水酸基及び/又はカルボキシル基を有する化合物が好ましく、カルボキシル基とエチレン性不飽和結合とを有する化合物がより好ましい。このような両反応性モノマーを用いることにより、結晶性ポリエステル(A)の複合樹脂中での分散性をより向上させることができる。
具体的には、両反応性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及び無水マレイン酸等が挙げられる。縮重合反応及び付加重合反応の反応性の観点から、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
両反応性モノマー由来の構成部分の含有量は、分岐構造を多くすることにより、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、上記結晶性ポリエステル(A)の付加重合系樹脂セグメント中、好ましくは3質量%以上、より好ましくは4質量%以上、更に好ましくは5質量%以上、より更に好ましくは5.5質量%以上、より更に好ましくは6質量%以上であり、また、好ましくは15質量%以下、より好ましくは12質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、より更に好ましくは8質量%以下、より更に好ましくは7質量%以下である。
〔結晶性複合樹脂の物性〕
本発明に用いられる結晶性複合樹脂の軟化点は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、好ましくは80℃以上、より好ましくは82℃以上、更に好ましくは84℃以上、より更に好ましくは85℃以上、より更に好ましくは86℃以上であり、また、好ましくは120℃以下、より好ましくは100℃以下、更に好ましくは95℃以下、より更に好ましくは92℃以下、より更に好ましくは90℃以下である。
また、本発明に用いられる結晶性複合樹脂の融点は、同様の観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは75℃以上、更に好ましくは80℃以上であり、また、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。
結晶性複合樹脂の酸価は、同様の観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは5mgKOH/g以上、更に好ましくは10mgKOH/g以上、より更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、また、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは35mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下、より更に好ましくは18mgKOH/g以下である。
なお、軟化点、融点、及び酸価は、原料モノマー組成、分子量、触媒量等の調整又は反応条件の選択により容易に調整することができる。
結晶性複合樹脂中における、ポリエステルセグメント、付加重合系樹脂セグメント及び両反応性モノマー由来の構成部分の含有量の合計は、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、更に好ましくは99モル%以上、より更に好ましくは100モル%である。
≪結晶性複合樹脂の製造方法≫
結晶性複合樹脂は、以下の(1)〜(3)のいずれかの方法により製造することが好ましい。なお、両反応性モノマーは、反応性の観点から、他の付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーと共に反応系に供給されることが好ましい。また、反応性の観点から、エステル化触媒、エステル化助触媒等の触媒を用いてもよく、更に重合開始剤及び重合禁止剤を用いてもよい。
(1)アルコール成分及びカルボン酸成分による縮重合反応の工程(A)の後に、両反応性モノマー以外の付加重合系樹脂セグメントの原料モノマー及び必要に応じて両反応性モノマーによる付加重合反応の工程(B)を行う方法。
なお、工程(A)において、カルボン酸成分の一部を縮重合反応に供し、次いで工程(B)を実施した後に、再度反応温度を上昇させ、カルボン酸成分の残部を重合系に添加し、工程(A)の縮重合反応及び必要に応じて両反応性モノマーとの反応をさらに進める方法がより好ましい。
(2)付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーによる付加重合反応の工程(B)の後に、ポリエステルセグメントの原料モノマーによる縮重合反応の工程(A)を行う方法。
アルコール成分及びカルボン酸成分については、付加重合反応時に反応系内に存在させておき、縮重合反応に適した温度でエステル化触媒及び必要に応じて更にエステル化助触媒を添加させることにより縮重合反応を開始することもできるし、縮重合反応に適した温度条件下で反応系内に後から添加することにより縮重合反応を開始することもできる。前者の場合は、縮重合反応に適した温度でエステル化触媒及び必要に応じて更にエステル化助触媒を添加することで分子量及び分子量分布が調節できる。
(3)アルコール成分及びカルボン酸成分による縮重合反応の工程(A)と付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーによる付加重合反応の工程(B)とを並行して行う方法。
この方法では、付加重合反応に適した反応温度条件下で工程(A)と工程(B)とを行い、反応温度を上昇させ、縮重合反応に適した温度条件下で、必要に応じて、ポリエステルセグメントの3価以上の原料モノマー等を架橋剤として重合系に添加し、更に工程(A)の縮重合反応を行うことが好ましい。その際、縮重合反応に適した温度条件下では、ラジカル重合禁止剤を添加して縮重合反応だけを進めることもできる。両反応性モノマーは付加重合反応と共に縮重合反応にも関与する。
以上の中でも、方法(1)が、縮重合反応の反応温度の自由度が高いという点から好ましい。
上記(1)〜(3)の方法は、同一容器内で行うことが好ましい。
縮重合反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは145℃以上、更に好ましくは150℃以上であり、また、好ましくは180℃以下、より好ましくは170℃以下、更に好ましくは165℃以下である。
付加重合反応の温度は、好ましくは120℃以上であり、より好ましくは140℃以上であり、更に好ましくは160℃以上であり、より更に好ましくは200℃以上であり、また、好ましくは260℃以下であり、より好ましくは250℃以下であり、更に好ましくは245℃以下であり、より更に好ましくは240℃以下である。
また、重合の後半に反応系を減圧することにより、縮重合反応を促進させることが好ましい。
〔エステル化触媒〕
上記縮重合に好適に用いられるエステル化触媒としては、チタン化合物及びSn−C結合を有していない錫(II)化合物が挙げられ、これらは1種又は2種以上を併せて使用することができる。
チタン化合物としては、Ti−O結合を有するチタン化合物が好ましく、総炭素数1〜28のアルコキシ基、アルケニルオキシ基又はアシルオキシ基を有する化合物がより好ましい。
Sn−C結合を有していない錫(II)化合物としては、Sn−O結合を有する錫(II)化合物、Sn−X(Xはハロゲン原子を示す)結合を有する錫(II)化合物等が好ましく挙げられ、Sn−O結合を有する錫(II)化合物がより好ましく、中でも、反応性、分子量調整及び樹脂の物性調整の観点から、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)が更に好ましい。
上記エステル化触媒の存在量は、反応性、分子量調整及び樹脂の物性調整の観点から、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0.1質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上、更に好ましくは0.3質量部以上、より更に好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは3質量部以下、より好ましくは2質量部以下、更に好ましくは1質量部以下である。
〔エステル化助触媒〕
エステル化助触媒は、用いなくてもよいが、用いてもよい。エステル化助触媒としては、ピガロール化合物が好ましい。このピロガロール化合物は、互いに隣接する3個の水素原子が水酸基で置換されたベンゼン環を有するものであり、ピロガロール、没食子酸、没食子酸エステル、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,3,4−テトラヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、エピガロカテキン、エピガロカテキンガレート等のカテキン誘導体等が挙げられ、反応性の観点から、没食子酸が好ましい。
(非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子)
非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子は、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む非晶質複合樹脂(B)を含有する。このように、非晶質複合樹脂(B)は比較的多量の両反応性モノマーを接合点として、ポリエステルセグメントと付加重合系樹脂セグメントが結合した構造をしているため、分岐構造を数多く有しているものと考えられる。これにより、トナーとなったときに結晶性ドメインが非晶質複合樹脂中に良好に分散した構造となり、得られるトナーが低温定着性と耐熱保存性を両立しつつ、得られた印刷物の耐折り曲げ性にも優れるものと考えられる。
この非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子は、本発明の効果を阻害しない範囲内で非晶質複合樹脂(B)以外の成分を含有してもよいが、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、非晶質複合樹脂(B)以外の成分は含有しないことが好ましい。非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子中における非晶質複合樹脂(B)の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90〜100質量%、更に好ましくは95〜100質量%、より更に好ましくは99〜100質量%である。
この非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子の体積中位粒径は、凝集の容易性の観点、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、好ましくは10nm以上、より好ましくは50nm以上、更に好ましくは70nm以上、より更に好ましくは80nm以上であり、また、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下、更に好ましくは110nm以下、より更に好ましくは100nm以下である。
この非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子は、非晶質複合樹脂(B)に水系媒体を添加し、転相乳化することにより好適に製造することができる。
≪非晶質複合樹脂(B)≫
非晶質複合樹脂(B)は、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む。
〔ポリエステルセグメント〕
非晶質複合樹脂(B)のポリエステルセグメントの原料モノマーであるカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられ、脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸の一方又は双方を含むことが好ましく、双方を含むことがより好ましい。また、これらカルボン酸の酸無水物及びそれらのアルキル(炭素数1以上3以下)エステルであってもよい。これらのカルボン酸成分は、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。
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸が挙げられる。これらの中でも、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、テレフタル酸が好ましい。
芳香族ジカルボン酸の含有量は、同様の観点から、カルボン酸成分中、好ましくは55モル%以上、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは65モル%以上であり、また、好ましくは80モル%以下、より好ましくは75モル%以下、更に好ましくは70モル%以下である。
脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数2〜6の脂肪族ジカルボン酸を含有することが好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、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、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸が挙げられる。また、脂肪族ジカルボン酸の例には、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等の炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸も含まれる。これらの中でも、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、フマル酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸が好ましく、フマル酸がより好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の含有量は、同様の観点から、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15モル%以上、更に好ましくは20モル%以上、より更に好ましくは25モル%以上であり、また、好ましくは50モル%以下、より好ましくは45モル%以下、更に好ましくは40モル%以下、より更に好ましくは35モル%以下である。
脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸のモル比〔脂肪族ジカルボン酸/芳香族ジカルボン酸〕は、同様の観点から、好ましくは20/80〜50/50、より好ましくは25/75〜45/55、更に好ましくは30/70〜40/60である。
カルボン酸成分中における、脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸の総量は、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95〜100モル%、更に好ましくは99〜100モル%、より更に好ましくは100モル%である。
非晶質複合樹脂(B)のポリエステルセグメントの原料モノマーであるアルコール成分としては、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、3価以上の多価アルコール等が挙げられるが、芳香族ジオールが好ましい。これらのアルコール成分は、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。
非晶質複合樹脂(B)のポリエステルセグメントのアルコール成分は、トナーの耐熱保存性、耐久性及び低温定着性の観点から、下記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を含有することが好ましい。
Figure 0006082659
(式中、Rは、炭素数2又は3のアルキレン基を示す。x及びyはアルキレンオキシ基の平均付加モル数であり、正の数を示し、xとyの和は、好ましくは1以上、より好ましくは1.5以上、更に好ましくは2以上であり、また、好ましくは16以下、より好ましくは5以下、更に好ましくは3以下である。)
前記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物として、具体的には、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシプロピレン付加物、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシエチレン付加物等が挙げられる。
前記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物は、トナーの耐熱保存性、耐久性及び低温定着性の観点から、アルコール成分中、好ましくは70〜100モル%、より好ましくは80〜100モル%、更に好ましくは90〜100モル%含有される。
非晶質複合樹脂(B)のポリエステルセグメントの原料モノマーであるアルコール成分100モル部に対するカルボン酸成分の割合は、反応性及び物性調整の観点から、好ましくは70モル部以上、より好ましくは80モル部以上、更に好ましくは85モル部以上、より更に好ましくは90モル部以上であり、また、好ましくは110モル部以下、より好ましくは100モル部以下、更に好ましくは95モル部以下である。
〔付加重合系樹脂セグメント〕
付加重合系樹脂セグメントとしては、結晶性ポリエステル(A)との相容性の向上により、複合樹脂中の結晶性ポリエステルの分散性を向上させることにより、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、スチレン系樹脂が好ましい。従って、好適な付加重合系樹脂の原料モノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等のスチレン誘導体が好ましく、スチレンがより好ましい。
なお、付加重合系樹脂セグメントには、後述する両反応性モノマー由来の構成成分が含まれる。また、付加重合系樹脂の原料モノマーには、両反応性モノマーも含まれる。
スチレン誘導体の含有量は、同様の観点から、付加重合系樹脂の原料モノマー中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは75質量%以上であり、また、好ましくは97質量%以下、より好ましくは96.8質量%以下、更に好ましくは96.5質量%以下、更により好ましくは96質量%以下、より更に好ましくは85質量%以下である。
スチレン誘導体以外に用いられ得る付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル;エチレン、プロピレン等のエチレン性不飽和モノオレフィン類;ブタジエン等のジオレフィン類;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;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のエチレン性モノカルボン酸のエステル;ビニルメチ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ビニリデンハロゲン化物;N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物類等が挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味する。
これらの中では、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数は、上記の観点から、1〜22が好ましく、8〜18がより好ましい。なお、該アルキルエステルの炭素数は、エステルを構成するアルコール成分由来の炭素数を言う。具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、(イソ)プロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(イソ又はターシャリー)ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、(イソ)オクチル(メタ)アクリレート、(イソ)デシル(メタ)アクリレート、(イソ)ステアリル(メタ)アクリレート等が挙げられ、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、2−エチルヘキシルアクリレートがより好ましい。「(イソ又はターシャリー)」、「(イソ)」は、これらの基が存在している場合とそうでない場合の双方を含むことを意味し、これらの基が存在していない場合には、ノルマルであることを示す。また、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの双方の場合を含むことを示す。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの含有量は、同様の観点から、付加重合系樹脂の原料モノマー中、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15質量%以上、より更に好ましくは18質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは25質量%以下である。
なお、スチレン誘導体と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含む原料モノマーを付加重合させて得られる樹脂をスチレン−(メタ)アクリル樹脂ともいう。
非晶質複合樹脂の原料モノマー中における、前記付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーの含有量は、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、ポリエステル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10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上、より更に好ましくは40質量部以上、より更に好ましくは45質量部以上であり、また、好ましくは75質量部以下、より好ましくは70質量部以下、更に好ましくは65質量部以下、より更に好ましくは60質量部以下、より更に好ましくは55質量部以下である。
〔両反応性モノマー由来の構成成分〕
両反応性モノマー由来の構成成分に用いられる両反応性モノマーとしては、分子内に、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有する化合物が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、水酸基及び/又はカルボキシル基を有する化合物が好ましく、カルボキシル基とエチレン性不飽和結合とを有する化合物がより好ましい。このような両反応性モノマーを用いることにより、結晶性ポリエステル(A)の分散性をより向上させることができる。
具体的には、両反応性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸及び無水マレイン酸等が挙げられる。縮重合反応及び付加重合反応の反応性の観点から、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。
両反応性モノマー由来の構成部分の含有量は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、上記非晶質複合樹脂(B)の付加重合系樹脂セグメント中、好ましくは3質量%以上、より好ましくは3.2質量%以上、更に好ましくは3.5質量%以上、より更に好ましくは4質量%以上であり、また、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下、より更に好ましくは4.5質量%以下である。
〔非晶質複合樹脂(B)の物性〕
本発明に用いられる非晶質複合樹脂(B)の軟化点は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、好ましくは90℃以上、より好ましくは95℃以上、更に好ましくは100℃以上、より更に好ましくは105℃以上、より更に好ましくは110℃以上であり、また、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、更に好ましくは125℃以下、より更に好ましくは120℃以下、より更に好ましくは115℃以下である。
また、本発明に用いられる非晶質複合樹脂(B)のガラス転移温度は、同様の観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは52℃以上、更に好ましくは55℃以上であり、また、好ましくは75℃以下、より好ましくは65℃以下、更に好ましくは62℃以下である。
非晶質複合樹脂(B)の酸価は、同様の観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは5mgKOH/g以上、更に好ましくは10mgKOH/g以上、より更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、また、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは35mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下、より更に好ましくは18mgKOH/g以下である。
なお、軟化点、ガラス転移温度、及び酸価は、原料モノマー組成、分子量、触媒量等の調整又は反応条件の選択により容易に調整することができる。
非晶質複合樹脂(B)中における、ポリエステルセグメント、付加重合系樹脂セグメント及び両反応性モノマー由来の構成部分の含有量の合計は、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、更に好ましくは99モル%以上、より更に好ましくは100モル%である。
≪非晶質複合樹脂(B)の製造方法≫
非晶質複合樹脂(B)は、前述の結晶性ポリエステル(A)の一態様としての結晶性複合樹脂の場合と同様、前述の(1)〜(3)のいずれかの方法により製造することが好ましい。なお、両反応性モノマーは、反応性の観点から、他の付加重合系樹脂セグメントの原料モノマーと共に反応系に供給されることが好ましい。また、反応性の観点から、エステル化触媒、エステル化助触媒等の触媒を用いてもよく、更に重合開始剤及び重合禁止剤を用いてもよい。
以上の中でも、方法(1)が、縮重合反応の反応温度の自由度が高いという点から好ましい。
上記(1)〜(3)の方法は、同一容器内で行うことが好ましい。
縮重合反応の温度は、好ましくは220℃以上、より好ましくは225℃以上、更に好ましくは230℃以上であり、また、好ましくは245℃以下、より好ましくは240℃以下、更に好ましくは238℃以下である。
付加重合反応の温度は、好ましくは120℃以上であり、より好ましくは140℃以上であり、更に好ましくは160℃以上であり、より更に好ましくは200℃以上であり、また、好ましくは235℃以下であり、より好ましくは230℃以下であり、更に好ましくは225℃以下であり、より更に好ましくは220℃以下である。
また、重合の後半に反応系を減圧することにより、反応を促進させることが好ましい。
〔エステル化触媒〕
上記縮重合に好適に用いられるエステル化触媒としては、前述の結晶性ポリエステル(A)の一態様としての結晶性複合樹脂の製造のときに用いるものと同様のものを好適に使用することができる。
上記エステル化触媒の存在量は、反応性、分子量調整及び樹脂の物性調整の観点から、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0.1質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上、更に好ましくは0.3質量部以上、より更に好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは3質量部以下、より好ましくは2質量部以下、更に好ましくは1質量部以下である。
〔エステル化助触媒〕
エステル化助触媒は、前述の結晶性ポリエステル(A)の一態様としての結晶性複合樹脂の製造のときに用いるものと同様のものを好適に使用することができ、反応性の観点から、没食子酸が好ましい。
エステル化助触媒を用いる場合、縮重合反応におけるエステル化助触媒の存在量は、反応性の観点から、縮重合反応に供される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、より好ましくは0.01質量部以上、更に好ましくは0.02質量部以上であり、また、好ましくは0.1質量部以下、より好ましくは0.05質量部以下、更に好ましくは0.03質量部である。ここで、エステル化助触媒の存在量とは、縮重合反応に供したエステル化助触媒の全配合量を意味する。
エステル化助触媒とエステル化触媒との質量比(エステル化助触媒/エステル化触媒)は、反応性の観点から、好ましくは0.01以上、より好ましくは0.02以上、更に好ましくは0.03以上であり、また、好ましくは0.1以下、より好ましくは0.08以下、更に好ましくは0.05以下である。
(水系媒体)
前述のとおり、工程1では、結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子と、非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子とを、水系媒体中で得る。
水系媒体としては水を主成分とするものが好ましい。
水以外の成分としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の炭素数1〜5の脂肪族アルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のジアルキル(炭素数1〜3)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。これらのなかでは、トナーへの混入を防止する観点から、樹脂を溶解しない有機溶媒である、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系有機溶媒がより好適に使用できる。
水系媒体中の水の含有量は、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。水は、脱イオン水又は蒸留水が好ましい。
(工程Ia)
工程Iaは、前記結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子を、前記水系媒体中で凝集させて、コア用凝集体xを得る工程である。
工程Iaでは、前記結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子の供給源として、結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子を水系媒体中に分散させてなる水系分散体(A)を使用することが好ましい。同様に、前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子の供給源として、非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子を水系媒体中に分散させてなる水系分散体(B)を使用することが好ましい。
これら水系分散体(A)及び水系分散体(B)を混合して混合分散体を得、当該混合分散体中でこれら樹脂粒子を凝集させて、コア用凝集体xを得ることが好ましい。
凝集を効率的に行うために凝集剤を添加することが好ましい。また、着色剤、荷電制御剤、離型剤、導電性調整剤、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、及び老化防止剤等の添加剤を添加してから凝集させてもよい。該添加剤は、水系分散体としてから使用することもできる。
≪水系分散体(A)≫
この水系分散体(A)は、前記結晶性ポリエステル(A)及び有機溶媒を混合して混合物を得る工程(工程1)、この混合物に水系媒体を添加し、転相乳化して樹脂粒子の粗分散体を得る工程(工程2)、この粗分散体から有機溶媒を留去して樹脂粒子の水系分散体を得る工程(工程3)、及び界面活性剤を添加する工程(工程4)を経ることにより、好適に製造することができる。ただし、工程1,3及び4の少なくとも1つを省略してもよい。
〔工程1〕
工程1では、結晶性ポリエステル(A)、有機溶媒及び必要に応じて中和剤を混合して混合物を得る。
有機溶媒としては結晶性ポリエステル(A)の分散性を向上する観点から、溶解性パラメータ(SP値:POLYMER HANDBOOK THIRD EDITION 1989 by John Wiley & Sons,Inc)で表したとき、好ましくは15.0MPa1/2以上、より好ましくは16.0MPa1/2以上、更に好ましくは17.0MPa1/2以上であり、また、好ましくは26.0MPa1/2以下、より好ましくは24.0MPa1/2以下、更に好ましくは22.0MPa1/2以下である。
具体例としては、次の有機溶媒が挙げられる。なお、次の有機溶媒の名称の右側のカッコ内はSP値であり、単位はMPa1/2である。すなわち、具体例としては、エタノール(26.0)、イソプロパノール(23.5)、及びイソブタノール(21.5)等のアルコール系溶媒;アセトン(20.3)、メチルエチルケトン(19.0)、メチルイソブチルケトン(17.2)、及びジエチルケトン(18.0)等のケトン系溶媒;ジブチルエーテル(16.5)、テトラヒドロフラン(18.6)、及びジオキサン(20.5)等のエーテル系溶媒;酢酸エチル(18.6)、酢酸イソプロピル(17.4)等の酢酸エステル系溶媒が挙げられる。これらの中では、結晶性ポリエステル(A)の分散性を向上する観点から、ケトン系溶媒及び酢酸エステル系溶媒が好ましく、メチルエチルケトン、酢酸エチル及び酢酸イソプロピルからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、更にトナーの耐熱保存性の観点から、酢酸エチル及び/又は酢酸イソプロピルが更に好ましく、更に酢酸エチルがより更に好ましい。
有機溶媒と結晶性ポリエステル(A)との質量比(有機溶媒/結晶性ポリエステル(A))は、結晶性ポリエステル(A)の分散性を向上する観点から、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.05以上、更に好ましくは0.1以上であり、また、好ましくは5以下、より好ましくは1.5以下、更に好ましくは1以下、より更に好ましくは0.8以下、より更に好ましくは0.6以下である。
本発明に用いられる中和剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び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、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、及びトリブチルアミン等の有機塩基が挙げられる。これらの中でも、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、pKaが12以下である中和剤が好ましく、pKaが10以下である中和剤がより好ましく、また、同様の観点からpKaが8以上である中和剤がより好ましい。なかでもアンモニア(pKa=9.3)、トリエチルアミン(pKa=9.8)が好ましく、アンモニアがより好ましい。
結晶性ポリエステル(A)の中和剤による中和度は、同様の観点から、好ましくは60モル%以上、より好ましくは70〜100モル%、更に好ましくは80〜100モル%、より更に好ましくは90〜100モル%、より更に好ましくは95〜100モル%である。なお、樹脂の中和度(モル%)は、下記式によって求めることができる。
中和度={[中和剤の質量(g)/中和剤の当量]/〔[樹脂の酸価(mgKOH/g)×樹脂の質量(g)]/(56×1000)〕}×100
なお、混合物には、本発明の効果に影響しない範囲で、更に任意の成分を添加してもよい。例えば、無機塩、前述以外の有機溶媒、後述する界面活性剤等が挙げられる。
当該混合物は、上述した結晶性ポリエステル(A)、有機溶媒、及び必要に応じて中和剤を混合することにより得ることができる。
混合物の製造方法において、各原料の添加順序に限定はないが、結晶性ポリエステル(A)及び有機溶媒を混合した後、中和剤を混合することが好ましい。
混合の際は、アンカー翼等の一般的に用いられる混合撹拌装置、外部循環撹拌装置等で撹拌することが好ましい。
混合時の温度は、工程温度の安定化、工程時間の短縮、溶液の低粘度化などの観点から、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上、更に好ましくは20℃以上であり、また、好ましくは85℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは75℃以下である。また、撹拌は、著しい分相や不溶物の存在等が無い状態となるまで行うのが好ましく、撹拌時間は、撹拌速度や温度条件にもよるが、好ましくは0.5時間以上、より好ましくは1時間以上であり、また、好ましくは5時間以下、より好ましくは3時間以下である。
〔工程2〕
工程2は、上記の混合物に水系媒体を添加し、転相乳化して樹脂粒子の粗分散体を得る工程である。
水系媒体としては水を主成分とするものが好ましい。
水以外の成分としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の炭素数1〜5の脂肪族アルコール;アセトン、メチルエチルケトン等のジアルキル(炭素数1〜3)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。これらのなかでは、トナーへの混入を防止する観点から、樹脂を溶解しない有機溶媒である、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系有機溶媒がより好適に使用できる。
水系媒体中の水の含有量は、樹脂の乳化安定性を向上させる観点から、80質量%以上が好ましく、90〜100質量%がより好ましく、95〜100質量%が更に好ましく、100質量%が更に好ましい。水は、脱イオン水又は蒸留水が好ましい。
水系媒体を添加する際の温度は、樹脂の乳化安定性を向上させる観点から、結晶性ポリエステル(A)の融点以上が好ましい。具体的には、水系媒体を添加する際の温度は、好ましくは20℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは60℃以上、より更に好ましくは65℃以上であり、また、好ましくは90℃以下、より好ましくは85℃以下、更に好ましくは80℃以下、より更に好ましくは75℃以下である。
水系媒体の添加速度は、小粒径の樹脂組成物粒子を得る観点から、転相が終了するまでは、結晶性ポリエステル(A)100質量部に対して、好ましくは0.1質量部/分以上、より好ましくは0.5質量部/分以上、更に好ましくは1質量部/分以上、より更に好ましくは3質量部/分以上、より更に好ましくは4質量部/分以上であり、また、好ましくは50質量部/分以下、より好ましくは30質量部/分以下、更に好ましくは20質量部/分以下、より更に好ましくは10質量部/分以下、より更に好ましくは8質量部/分以下である。転相後の水系媒体の添加速度には制限はない。
水系媒体の使用量は、後の凝集工程で均一な凝集粒子を得る観点から、結晶性ポリエステル(A)100質量部に対して、好ましくは100質量部以上、より好ましくは150質量部以上、更に好ましくは200質量部以上、より更に好ましくは300質量部以上、より更に好ましくは400質量部以上であり、また、好ましくは2000質量部以下、より好ましくは1500質量部以下、更に好ましくは1000質量部以下、より更に好ましくは700質量部以下、より更に好ましくは500質量部以下である。
また、後の凝集工程で均一な凝集粒子を得る観点から、水系媒体と前記有機溶媒との質量比(水系媒体/有機溶媒)が70/30〜98/2になるように前記水系媒体を添加することが好ましい。当該観点から、より好ましくは80/20以上、更に好ましくは85/15以上であり、また、より好ましくは95/15以下、更に好ましくは90/10以下である。
界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤が挙げられる。なかでも、結晶性ポリエステル(A)の分散性の観点から、非イオン性界面活性剤及び/又はアニオン性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。
非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類あるいはポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート等のポリオキシエチレン脂肪酸エステル類、オキシエチレン/オキシプロピレンブロックコポリマー等が挙げられ、これらの中でも樹脂の乳化安定性の観点から、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類が好ましい。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム等の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、これらの中でも樹脂の乳化安定性の観点から、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩が好ましく、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩がより好ましい。
カチオン性界面活性剤としては、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアルキルジメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
結晶性ポリエステル(A)の分散性と樹脂の乳化安定性の観点から、界面活性剤のなかでも、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類及びポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩が好ましく、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩がより好ましい。
得られた結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子の体積中位粒子径(D50)は、トナーの生産性の観点から、好ましくは50nm以上、より好ましくは60nm以上、更に好ましくは70nm以上、より更に好ましくは80nm以上、より更に好ましくは185nm以上であり、また、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下、更に好ましくは110nm以下、より更に好ましくは100nm以下、より更に好ましくは95nm以下である。
〔工程3〕
工程3は、この粗分散体から有機溶媒を留去して樹脂粒子の水系分散体を得る工程である。
有機溶媒の除去方法は、特に限定されず、任意の方法を用いることができるが、水と溶解しているため蒸留するのが好ましい。また、有機溶媒は、完全に除去されず水系分散体中に残留していてもよい。この場合、有機溶媒の残存量は、水系分散体中、1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましく、実質的に0質量%が更に好ましい。
蒸留によって有機溶媒の除去を行う場合、撹拌を行いながら、使用する有機溶媒の沸点以上の温度に昇温して留去するのが好ましい。また、結晶性ポリエステル(A)の分散安定性を維持する観点から、減圧下で、その圧力における使用する有機溶媒の沸点以上の温度に昇温して留去するのがより好ましい。なお、減圧した後昇温しても、昇温した後減圧してもよい。結晶性ポリエステル(A)の分散安定性を維持する観点から、温度及び圧力を一定にして留去するのが好ましい。
〔工程4〕
工程4は、樹脂粒子の水系分散体に界面活性剤を添加する工程である。
工程4において添加する界面活性剤の量は、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、工程1〜4で添加する界面活性剤の総添加量の、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80〜100質量%、更に好ましくは90〜100質量%、より更に好ましくは95〜100質量%、より更に好ましくは99〜100質量%である。
また、工程4において添加する界面活性剤の量は、同様の観点から、結晶性ポリエステル(A)100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、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。
界面活性剤添加時は、アンカー翼等の一般的に用いられる混合撹拌装置、外部循環撹拌装置等で撹拌することが好ましい。
アンカー翼等の混合撹拌装置を用いた場合、撹拌の周速は、分散性の観点から、好ましくは20m/分以上、より好ましくは40m/分以上、更に好ましくは60m/分以上、より更に好ましくは80m/分以上であり、また、好ましくは200m/分以下、より好ましくは150m/分以下、更に好ましくは100m/分以下である。
工程4の界面活性剤添加時の温度は、界面活性剤の水への分散性などの観点から、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上、更に好ましくは20℃以上であり、また、好ましくは50℃以下、好ましくは40℃以下、好ましくは35℃以下である。
工程1〜工程4を含む水系分散体の製造工程を経て得られる水系分散体の固形分濃度は、分散体の安定性及び取扱い容易性等の観点から、適宜水を加えることにより、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
≪水系分散体(B)≫
この水系分散体(B)は、結晶性ポリエステル(A)に代えて非晶質複合樹脂(B)を用いること以外は上記の水系分散体(A)と同様にして、工程1〜工程4を経ることにより、好適に製造することができる。
(凝集剤)
凝集剤は、第四級塩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;無機金属塩、無機アンモニウム塩等の無機系凝集剤が用いられる。トナーの粒径分布、耐熱保存性及び印刷物の光沢性の観点から、無機系凝集剤が好ましく、なかでも無機金属塩が好ましい。
無機金属塩としては、例えば、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム等が挙げられる。無機金属塩の中心金属の価数は、トナーの粒径分布、耐熱保存性、印刷物の光沢性の観点から、2価以上であることが好ましい。
凝集剤を添加する場合、その添加量は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子の総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.005質量部以上、更に好ましくは0.01質量部以上、より更に好ましくは0.1質量部以上、より更に好ましくは0.2質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下、更に好ましくは1質量部以下、より更に好ましくは0.8質量部以下、より更に好ましくは0.5質量部以下である。
凝集剤は、水系媒体に溶解させて添加することが好ましく、凝集剤の添加時及び添加終了後は十分撹拌することが好ましい。
凝集工程において、系内の固形分濃度は、均一な凝集を起こさせるために、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、また、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。
凝集工程において、凝集剤を均一に分散し、均一な凝集を起こさせる観点から、凝集剤の添加時の温度は、好ましくは10℃以上、より好ましくは15℃以上、更に好ましくは18℃以上であり、また、好ましくは40℃以下、より好ましくは35℃以下、更に好ましくは30℃以下である。凝集剤を添加した後の保持温度は、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、更に好ましくは47℃以上であり、また、好ましくは65℃以下、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは55℃以下である。
(着色剤)
着色剤としては、特に制限はなく公知の着色剤が挙げられ、目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、カーボンブラック、無機系複合酸化物、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、及びマラカイトグリーンオクサレート等の種々の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、及びチアゾール系等の各種染料が挙げられる。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
着色剤の添加量は、画像品質を向上する観点から、結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子の総量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0.5質量部以上、更に好ましくは1.0質量部以上、より更に好ましくは2.0質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは8質量部以下、より更に好ましくは5質量部以下である。
この着色剤は、着色剤微粒子を含有する着色剤分散液として添加してもよい。この着色剤微粒子の体積中位粒径(D50)は、好ましくは50nm以上、より好ましくは100nm以上であり、また、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下である。
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては、クロム系アゾ染料、鉄系アゾ染料、アルミニウムアゾ染料、及びサリチル酸金属錯体等が挙げられる。各種荷電制御剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
荷電制御剤を添加する場合、その添加量は、画像品質を向上する観点から、結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子の総量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0.3質量部以上、更に好ましくは0.5質量部以上、より更に好ましくは0.6質量部以上であり、また、好ましくは8質量部以下、より好ましくは7質量部以下、更に好ましくは5質量部以下、より更に好ましくは2質量部以下である。
この荷電制御剤は、荷電制御剤微粒子を含有する荷電制御剤分散液として添加してもよい。この荷電制御剤微粒子の体積中位粒径(D50)は、好ましくは100nm以上、より好ましくは300nm以上であり、また、好ましくは800nm以下、より好ましくは500nm以下である。
(工程Ib)
工程Ibは、前記水系媒体中に更に非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を混合し、前記コア用凝集体x及び前記非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を凝集させて、凝集体Xを得る工程である。
すなわち、工程Iaにより、水系媒体中には、結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子を含むコア用凝集体xが存在する。工程Ibでは、このコア用凝集体xを含んでいる当該水系媒体中に、更に非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を混合し、コア用凝集体x及び非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を凝集させる。これにより、コア用凝集体xの最表面に結晶性ポリエステル(3)が付着し、コア用凝集体xと、その表面を覆う結晶性ポリエステル(3)とからなる凝集体Xを得る。
凝集後、必要に応じて凝集停止剤を加えてもよい。なお、凝集停止剤を用いる場合、凝集停止剤として界面活性剤を用いることが好ましく、アニオン性界面活性剤を用いることがより好ましい。アニオン性界面活性剤のうち、アルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、及び直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましく、アルキルエーテル硫酸塩を用いることが更に好ましい。
この非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子の体積中位粒径は、凝集の容易性の観点、低温定着性、耐熱保存性及び印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、好ましくは10nm以上、より好ましくは50nm以上、更に好ましくは100nm以上、より更に好ましくは110nm以上であり、また、好ましくは200nm以下、より好ましくは150nm以下、更に好ましくは140nm以下、より更に好ましくは130nm以下である。
この非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子は、非晶質ポリエステル(C)に水系媒体を添加し、転相乳化することにより好適に製造することができる。
この非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子の供給源としては、非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を水系媒体中に分散させてなる水系分散体(C)を使用することが好ましい。
≪非晶質ポリエステル(C)≫
非晶質ポリエステル(C)は、カルボン酸成分及びアルコール成分を縮重合させることにより得られる。
非晶質ポリエステル(C)のカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられ、脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸の一方又は双方を含むことが好ましく、双方を含むことがより好ましい。また、これらカルボン酸の酸無水物及びそれらのアルキル(炭素数1以上3以下)エステルであってもよい。これらのカルボン酸成分は、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。
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸が挙げられる。これらの中でも、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、テレフタル酸が好ましい。
芳香族ジカルボン酸の含有量は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、カルボン酸成分中、好ましくは20モル%以上、より好ましくは30モル%以上、更に好ましくは80モル%以上、より更に好ましくは90モル%であり、また、好ましくは95モル%以下である。
脂肪族ジカルボン酸としては、炭素数2〜6の脂肪族ジカルボン酸を含有することが好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、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、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸、ドデカン二酸が挙げられる。また、脂肪族ジカルボン酸の例には、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等の炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸も含まれる。これらの中でも、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、フマル酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸が好ましく、フマル酸及びドデセニルコハク酸がより好ましい。
脂肪族ジカルボン酸の含有量は、同様の観点から、カルボン酸成分中、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、更に好ましくは3モル%以上、より更に好ましくは5モル%以上であり、また、好ましくは80モル%以下、より好ましくは70モル%以下、更に好ましくは20モル%以下、より更に好ましくは10モル%以下である。
非晶質ポリエステル(C)の原料モノマーであるアルコール成分としては、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、3価以上の多価アルコール等が挙げられるが、芳香族ジオールが好ましい。これらのアルコール成分は、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。
非晶質ポリエステル(C)のアルコール成分は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、前述の式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を含有することが好ましい。
前記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物として、具体的には、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシプロピレン付加物、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシエチレン付加物等が挙げられる。
前記式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、アルコール成分中、好ましくは70モル%以上100モル%以下、より好ましくは80モル%以上100モル%以下、更に好ましくは90モル%以上100モル%以下含有される。
非晶質ポリエステル(C)の原料モノマーであるアルコール成分100モル部に対するカルボン酸成分の割合は、反応性及び物性調整の観点から、好ましくは70モル部以上、より好ましくは80モル部以上、更に好ましくは85モル部以上、より更に好ましくは90モル部以上であり、また、好ましくは110モル部以下、より好ましくは100モル部以下、更に好ましくは95モル部以下である。
トナーのシェル部の耐熱性をコア部よりも高くして、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、非晶質ポリエステル(C)の軟化点は、結晶性ポリエステル(A)の軟化点よりも高いことが好ましい。当該観点から、この非晶質ポリエステル(C)と結晶性ポリエステル(A)の軟化点の温度差は、好ましくは2℃以上、より好ましくは4℃以上、更に好ましくは5℃以上、より更に好ましくは8℃以上、より更に好ましくは10℃以上であり、また、好ましくは35℃以下、より好ましくは30℃以下、更に好ましくは25℃以下、より更に好ましくは20℃以下、より更に好ましくは15℃以下である。
この非晶質ポリエステル(C)の軟化点は、好ましくは85℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは95℃以上、より更に好ましくは100℃以上、より更に好ましくは105℃以上であり、また、好ましくは140℃以下、より好ましくは135℃以下、更に好ましくは130℃以下、より更に好ましくは120℃以下、より更に好ましくは115℃以下である。
また、この非晶質ポリエステル(C)のガラス転移温度は、同様の観点から、好ましくは45℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは55℃以上、より更に好ましくは60℃以上であり、また、好ましくは85℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは75℃以下、より更に好ましくは70℃以下である。
また、同様の観点から、この非晶質ポリエステル(C)のガラス転移温度は、非晶質複合樹脂(B)のガラス転移温度より、好ましくは5℃以上、より好ましくは6℃以上であり、また、好ましくは15℃以下、より好ましくは10℃以下である。
この非晶質ポリエステル(C)の酸価は、同様の観点から、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは5mgKOH/g以上、更に好ましくは10mgKOH/g以上、より更に好ましくは12mgKOH/g以上であり、また、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは35mgKOH/g以下、更に好ましくは20mgKOH/g以下、より更に好ましくは18mgKOH/g以下である。
≪水系分散体(C)≫
この水系分散体(C)は、結晶性ポリエステル(A)に代えて非晶質ポリエステル(C)を用いること以外は上記の水系分散体(A)と同様にして、工程1〜工程4を経ることにより、好適に製造することができる。
<工程II>
工程IIは、前記凝集体Xを融着する工程である。
工程IIにおける系内の温度は、目的とするトナーの粒径、粒度分布、形状制御及び粒子の融着性の観点、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優れるトナーを得る観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは75℃以上であり、また、好ましくは100℃以下、より好ましくは90℃以下である。また、撹拌速度は、凝集粒子が沈降しない速度が好ましい。
<後工程>
工程IIにより得られた融着粒子を、適宜、ろ過等の固液分離工程、洗浄工程、乾燥工程に供することにより、本発明の静電荷像現像用トナーを好適に得ることができる。
洗浄工程では、添加した非イオン性界面活性剤も洗浄により完全に除去することが好ましく、非イオン性界面活性剤の曇点以下での水系溶液での洗浄が好ましい。洗浄は複数回行うことが好ましい。
また、乾燥工程では、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等、任意の方法を採用することができる。トナーの乾燥後の水分含量は、帯電性の観点から、好ましくは1.5質量%以下、更には1.0質量%以下に調整することが好ましい。
更に流動性を向上する等の目的のために外添剤を添加しても良い。外添剤としては、表面を疎水化処理したシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子、及びカーボンブラック等の無機微粒子;ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、及びシリコーン樹脂等のポリマー微粒子等、公知の微粒子が使用できる。
外添剤の個数平均粒子径は、トナーの流動性の観点から、好ましくは4〜200nm、より好ましくは8〜30nmである。
外添剤を添加する場合、その添加量は、トナーの流動性、帯電度の環境安定性及び保存安定性の観点から、外添剤による処理前のトナー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、更に好ましくは0.5質量部以上、より更に好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下、更に好ましくは3質量部以下、より更に好ましくは2質量部以下である。
トナーの体積中位粒子径(D50)は、トナーの耐熱保存性、耐久性及び低温定着性の観点から、好ましく3.0μm以上、より好ましくは3.5μm以上、更に好ましくは4.0μm以上、より更に好ましくは4.5μm以上であり、また、好ましくは8.5μm以下、より好ましくは8.0μm以下、更に好ましくは7.5μm以下、より更に好ましくは7.0μm以下、より更に好ましくは5.0μm以下である。
また、トナーの粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、同様の観点から、好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下、更に好ましくは30%以下であり、また、樹脂粒子(A)分散液の生産性を向上させる観点から、5%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、15%以上が更に好ましい。なお、CV値は、下記式で表される値であり、実施例に記載の方法で求められる。
CV値(%)=[粒径分布の標準偏差(μm)/体積中位粒径(μm)]×100
[静電荷像現像用トナー]
本発明の静電荷像現像用トナーは、前述の製造方法により製造することができる。
前述の工程Iの第1態様(工程Ia及びIbを実施)を採用することにより、非晶質ポリエステルをシェル部分に含有するコアシェル型の静電荷像現像用トナーを得ることができる。また、前述の工程Iの第2態様(工程Iaを実施)を採用することにより、非コアシェル型(単一構造)の静電荷像現像用トナーを得ることができる。
結晶性ポリエステル(A)及び非晶質複合樹脂(B)の総量と非晶質ポリエステル(C)との質量比〔結晶性ポリエステル(A)及び非晶質複合樹脂(B)の総量/非晶質ポリエステル(C)〕は、低温定着性と耐熱保存性を両立し、得られた印刷物の耐折り曲げ性に優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80/20以上、より更に好ましくは85/15以上であり、また、好ましくは100/0以下、より好ましくは99/1以下、更に好ましくは95/5以下、より更に好ましくは90/10以下である。
上述した実施形態に関し、本発明は以下の静電荷像現像用トナーの製造方法及び静電荷像現像用トナーを開示する。
<1> モル平均炭素数が8〜12であるモノマーを用いて得られるポリエステル部分を有する結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子と、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子と、を含む凝集体Xを、水系媒体中で得る工程I、及び
前記凝集体Xを融着する工程II、を有し、
前記結晶性ポリエステル(A)と非晶質複合樹脂(B)の質量比(結晶性ポリエステル(A)/非晶質複合樹脂(B))が1/99〜40/60である、静電荷像現像用トナーの製造方法。
<2> 工程Iは、前記結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子を、前記水系媒体中で凝集させて、コア用凝集体xを得る工程Iaと、前記水系媒体中に更に非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を混合し、前記コア用凝集体x及び前記非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を凝集させて、前記凝集体Xを得る工程Ibと、を有する、<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3> 非晶質ポリエステル(C)の体積中位粒径が、10nm以上200nm以下である、<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4> 工程Iにおける、前記結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子の体積中位粒径が30nm以上300nm以下であり、前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子の体積中位粒径が30nm以上300nm以下である、<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> 非晶質複合樹脂(B)のポリエステルセグメントが、芳香族ジカルボン酸を含有するカルボン酸成分とアルコール成分とを縮重合して得られるものである、<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> 非晶質複合樹脂(B)のポリエステルセグメントが、炭素数2〜6の脂肪族ジカルボン酸を含有するカルボン酸成分とアルコール成分とを縮重合して得られるものである、<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> 炭素数2〜6の脂肪族ジカルボン酸が、フマル酸である、<6>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8> 結晶性ポリエステル(A)のポリエステル部分が、炭素数4〜12のジカルボン酸を含有するカルボン酸成分と炭素数8〜12のジオールを含有するアルコール成分とを縮重合して得られるものである、<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> 結晶性ポリエステル(A)のポリエステル部分の原料となるモノマーのうち、炭素数4〜12のジカルボン酸と炭素数8〜12のジオールの合計量が、カルボン酸成分とアルコール成分の合計量の80モル%以上である、<1>〜<8>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<10> 結晶性ポリエステル(A)が、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含む結晶性複合樹脂である、<1>〜<9>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<11> 結晶性ポリエステル(A)が、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む結晶性複合樹脂である、<1>〜<10>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<12> 結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子が、結晶性ポリエステル(A)に水系媒体を添加して、転相乳化して得られるものである、<1>〜<11>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<13> <1>〜<12>のいずれかの製造方法によって得られる、静電荷像現像用トナー。
<14> 前記結晶性ポリエステル(A)及び非晶質複合樹脂(B)を含むコア部分と、前記非晶質ポリエステル(C)を含むシェル部分とを含むコアシェル構造を有する、<13>に記載の静電荷像現像用トナー。
<15> シェル部分の非晶質ポリエステル(C)のガラス転移温度が50℃以上80℃以下である、<15>に記載の静電荷像現像用トナー。
<16> シェル部分の非晶質ポリエステル(C)のガラス転移温度が、非晶質複合樹脂(B)のガラス転移温度より、5℃以上高いものである、<14>又は<15>に記載の静電荷像現像用トナー。
<17> 結晶性ポリエステル(A)及び非晶質複合樹脂(B)の総量と非晶質ポリエステル(C)との質量比〔結晶性ポリエステル(A)及び非晶質複合樹脂(B)の総量/非晶質ポリエステル(C)〕が、60/40以上99/1以下である、<14>〜<16>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
樹脂、樹脂粒子、トナー等の各性状等については次の方法により測定、評価した。
[樹脂の酸価]
樹脂の酸価は、JIS K 0070の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K 0070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))に変更した。
[樹脂の軟化点及びガラス転移温度等]
(1)軟化点
フローテスター「CFT−500D」((株)島津製作所製)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)吸熱ピークの最高温度
示差走査熱量計「Q−100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)製)を用いて、室温(20℃)から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料をそのまま1分間静止させ、その後、昇温速度10℃/分で180℃まで昇温しながら測定した。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ピークの最高温度とした。
(3)融点
示差走査熱量計「Q−100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)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℃/分で0℃まで冷却した。次に昇温速度10℃/分で150℃まで昇温しながら測定した。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融点とした。
(4)ガラス転移温度
示差走査熱量計「Q−100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン(株)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℃/分で0℃まで冷却した。次に昇温速度10℃/分で150℃まで昇温しながら測定した。吸熱ピークの最高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をガラス転移温度とした。
[凝集粒子の体積中位粒径(D50)]
凝集粒子の体積中位粒径は以下の通り測定した。
・測定機:「コールターマルチサイザーIII」(ベックマンコールター社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:「マルチサイザーIIIバージョン3.51」(ベックマンコールター社製)
・電解液:「アイソトンII」(ベックマンコールター社製)
・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)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に試料10mg(固形分換算)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、その粒度分布から体積中位粒径(D50)を求めた。
[樹脂粒子、結着樹脂組成物粒子、着色剤粒子、荷電制御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)堀場製作所製)
(2)測定条件:測定用セルに蒸留水を加え、吸光度が適正範囲になる濃度で体積中位粒径(D50)を測定した。
また、CV値(%)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積中位粒径(D50))×100
[水系分散体、結着樹脂組成物粒子、着色剤分散液、荷電制御剤分散液の固形分濃度]
赤外線水分計「FD−230」((株)ケツト科学研究所製)を用いて、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%)の条件にて乾燥させ、試料の水分(質量%)を測定した。固形分は下記式に従って算出した。
固形分濃度(質量%)=100−M
M:試料の水分(質量%)=[(W−W0)/W]×100
W:測定前の試料質量(初期試料質量)
W0:測定後の試料質量(絶対乾燥質量)
[トナーの低温定着性]
複写機「AR−505」(シャープ(株)製)の定着機を装置外での定着が可能なように改良した装置にトナーを実装し、未定着の状態で印刷物を得た(印字面積:2cm×12cm、付着量:0.5mg/cm2)。その後、総定着圧が40kgfになるように調整した定着機(定着速度300mm/sec)を用い、定着ロールの温度を80℃から240℃へと5℃ずつ順次上昇させながら、各温度で未定着状態の印刷物の定着試験を行った。得られた印刷物の画像部分にセロハン粘着テープ「ユニセフセロハン」(三菱鉛筆(株)製、幅:18mm、JIS Z1522)を貼り付け、30℃に設定した定着ローラーに通過させた後、テープを剥がした。テープを貼る前と剥がした後の光学反射密度を反射濃度計「RD−915」(グレタグマクベス社製)を用いて測定し、両者の比率(剥離後/貼付前×100)が最初に90%を越える定着ローラーの温度を最低定着温度とした。最低定着温度が低いほど、低温定着性に優れる。なお、定着紙には、「CopyBond SF-70NA」(シャープ(株)製、75g/m2)を使用した。
[トナーの耐熱保存性]
25mL容の容器(直径約3cm)にトナー5gを入れ、温度55℃ 、湿度75% の環境下で96時間放置した。12時間毎にトナー凝集の発生程度を目視にて観察し、以下の評価基準に従って、耐熱保存性を評価した。凝集が認められない時間が長いほど、耐熱保存性に優れる。
(評価基準)
A:84時間後も凝集は認められない。
B:60時間後で凝集は認められないが84時間後では凝集が認められる。
C:48時間後で凝集は認められないが60時間後では凝集が認められる。
D:36時間後で凝集は認められないが48時間後では凝集が認められる。
E:24時間後で凝集は認められないが36時間後では凝集が認められる。
F:24時間後で凝集が認められる。
[印刷物の耐折曲げ性]
複写機「AR−505」(シャープ(株)製)の定着機を装置外での定着が可能なように改良した装置にトナーを実装し、未定着の状態で印刷物を得た(印字面積:20cm×20cm、付着量:0.5mg/cm2)。その後、総定着圧が40kgfになるように調整した定着機(定着速度300mm/sec)を用い、定着ロールの温度を160℃として定着させた。この画像を、50g/cm2で30秒間内側に折り曲げ、再度開き、破損した画像を柔らかい布でふき取った後の、画像欠損の幅の最大値を印刷物の耐折曲げ性の指標とした。なお、定着紙には、「CopyBond SF-70NA」(シャープ(株)製、75g/m2)を使用した。
[ポリエステルの製造]
製造例1〜4
(結晶性ポリエステルA−1〜A−4の製造)
表1に示すポリエステルセグメントの原料モノマー及びエステル化触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した10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、135℃から160℃まで6時間かけて昇温した後、160℃で反応を行い、反応率が95%以上に到達したのを確認し、表1に示すビニル系樹脂セグメントの原料モノマー、両反応性モノマー及びラジカル重合開始剤の混合溶液を1時間かけて滴下した。その後、30分間160℃に保持したのち、200℃まで3時間かけて昇温し、更に8kPaの減圧下で2時間反応させ、結晶性ポリエステルA−1〜A−4を得た。樹脂の物性は表1に示す。なお、本発明における反応率とは、生成反応水量(mol)/理論生成水量(mol)×100の値をいう。
製造例5、6、8
(非晶質複合樹脂B−1、B−2、B−4の製造)
表2に示すフマル酸以外のポリエステルセグメントの原料モノマー、エステル化触媒及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した10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、235℃まで2時間かけて昇温を行った。その後235℃にて反応率が95%以上に到達したのを確認し、160℃まで冷却し、表2に示すビニル系樹脂セグメントの原料モノマー、両反応性モノマー及びラジカル重合開始剤の混合溶液を1時間かけて滴下した。その後、30分間160℃に保持したのち、200℃まで昇温し、更に8kPaの減圧下で1時間反応させた後、180℃まで冷却した。その後、ラジカル重合禁止剤(4−t−ブチルカテコール)及びフマル酸を加え、2時間かけて210℃まで昇温した。その後、210℃にて1時間反応後、40kPaにて表2に記載の軟化点に達するまで反応を行って、非晶質複合樹脂B−1、B−2、B−4を得た。なお、本発明における反応率とは、生成反応水量(mol)/理論生成水量(mol)×100の値をいう。
製造例7、9、10
(非晶質ポリエステルB−3、C−1、C−2の製造)
表2及び3に示す、フマル酸及びドデセニル無水コハク酸以外のポリエステルの原料モノマー、エステル化触媒及びエステル化助触媒を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した10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、235℃まで2時間かけて昇温を行った。その後、235℃にて10時間反応後、8kPaの減圧下で1時間反応させた後、180℃まで冷却した。その後、表2及び3に示すようにフマル酸、ドデセニル無水コハク酸、及びラジカル重合禁止剤(4−t−ブチルカテコール)を加え、2時間かけて210℃まで昇温した。その後、210℃にて1時間反応後、40kPaにて表2及び3に記載の軟化点に達するまで反応を行って、非晶質ポリエステルB−3、C−1、C−2を得た。
Figure 0006082659
Figure 0006082659
Figure 0006082659
[着色剤分散液の製造]
製造例11
銅フタロシアニン「ECB−301」(大日精化工業(株)製)50g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン150」(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、花王(株)製)5g及びイオン交換水200gを混合し、ホモジナイザーを用いて10分間分散させて、着色剤粒子を含有する着色剤分散液を得た。着色剤粒子の体積中位粒径(D50)は120nmであり、固形分濃度は22質量%であった。
[荷電制御剤分散液の製造]
製造例12
荷電制御剤としてサリチル酸系化合物「ボントロンE−84」(オリエント化学工業(株)製)50g、非イオン性界面活性剤として「エマルゲン150」(花王(株)製)5g及びイオン交換水200gを混合し、ガラスビーズを使用し、サンドグラインダーを用いて10分間分散させて、荷電制御剤粒子を含有する荷電制御剤分散液を得た。荷電制御剤粒子の体積中位粒径(D50)は400nmであり、固形分濃度は22質量%であった。
[水系分散体の製造]
製造例13
(水系分散体A−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、結晶性ポリエステルA−1 150g、酢酸エチル75gを仕込み、70℃にて2時間かけて溶解させた。得られた溶液に、20質量%アンモニア水溶液(pKa:9.3)を、樹脂の酸価に対して中和度100モル%になるように添加して、30分撹拌した(工程1)。
70℃に保持したまま、280r/分(周速88m/分)で撹拌しながら、イオン交換水675gを77分かけて添加し、転相乳化した(工程2)。継続して70℃に保持したまま、酢酸エチルを減圧下で留去した(工程3)。その後、280r/分(周速88m/分)の撹拌を行いながら水系分散体を30℃に冷却した後、アニオン性界面活性剤「エマールE27C」(ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、花王(株)製、固形分28質量%)を16.7g混合し、完全に溶解させた(工程4)。その後分散液の固形分濃度を測定し、20質量%になるようにイオン交換水を加えることにより、水系分散体を得た。得られた水系分散体中の樹脂粒子の体積中位粒径は87nmであった。
製造例14〜23
(水系分散体A−2〜A−4、B−1〜B−4、AB、C−1、C−2の製造)
製造例13において、工程1で用いた樹脂を、表4〜表6に示す樹脂にした以外は、製造例13と同様にして、水系分散体を得た。得られた水系分散体中の樹脂粒子の体積中位粒径を表4〜表6に示す。
Figure 0006082659
Figure 0006082659
Figure 0006082659
[静電荷像現像用トナーの製造]
実施例1
製造例12で得られた水系分散体A−1を60g、水系分散体B−1を240g、着色剤分散液8g、荷電制御剤分散液2g及び脱イオン水52gを3L容の容器に入れ、アンカー型の撹拌機で100r/分(周速31m/分)の撹拌下、20℃で0.1質量%塩化カルシウム水溶液150gを30分かけて滴下した。その後、撹拌しながら50℃まで昇温した。3時間たった時点で体積中位粒径が4μmに達した。その後、トナーのシェルとして水系分散体C−1を33g加え、撹拌してシェルを形成させた。その後、凝集停止剤としてアニオン性界面活性剤「エマールE27C」(花王(株)製、固形分28質量%)4.2gを脱イオン水37gで希釈した希釈液を添加した。次いで80℃まで昇温し、80℃になった時点から1時間80℃を保持した後、加熱を終了した。これにより融着粒子を形成させた後、20℃まで徐冷し、150メッシュ(目開き150マイクロメートル)の金網でろ過した後、吸引ろ過を行い、洗浄、乾燥工程を経てトナー粒子を得た。
(外添工程)
上記トナー粒子100質量部に対して、疎水性シリカ「NAX−50」(日本アエロジル(株)製、個数平均粒子径40nm)1.0質量部、疎水性シリカ「R972」(日本アエロジル(株)製、個数平均粒子径16nm)0.6質量部、酸化チタン「JMT−150IB」(テイカ(株)製、個数平均粒子径15nm)0.5質量部を、ST、A0撹拌羽根を装着した10Lヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製)に投入し、3000rpmにて2分間撹拌して、トナーを得た。得られたトナーの評価結果を表7に示す。
実施例2〜7及び比較例1〜5
実施例1において、用いた水系分散体を表7に示す水系分散体の種類と量に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーの評価結果を表7〜8に示す。
Figure 0006082659
Figure 0006082659
表7〜8から、実施例の静電荷像現像用トナーは、比較例の静電荷像現像用トナーに比べて、いずれも低温定着性、耐熱保存性及び得られた印字物の耐折り曲げ性に優れることがわかる。
本発明の製造方法により得られる静電荷像現像用トナーは、低温定着性、耐熱保存性及び得られた印字物の耐折り曲げ性に優れるため、電子写真法に用いられるトナーとして好適に使用できる。本発明の方法によれば、このような特性を有するトナーを効率的に製造することができる。

Claims (7)

  1. モル平均炭素数が8〜12であるモノマーを用いて得られるポリエステル部分を有する結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子と、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含み、該付加重合系樹脂セグメント中、3質量%以上15質量%以下の両反応性モノマー由来の構成成分を含む非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子と、を含む凝集体Xを、水系媒体中で得る工程I、及び
    前記凝集体Xを融着する工程II、を有し、
    前記結晶性ポリエステル(A)と非晶質複合樹脂(B)の質量比(結晶性ポリエステル(A)/非晶質複合樹脂(B))が1/99〜40/60であり、
    前記非晶質複合樹脂(B)において、付加重合系セグメントの原料モノマーの量が、ポリエステルセグメントの原料モノマー100質量部に対して、30質量部以上55質量部以下である、静電荷像現像用トナーの製造方法。
  2. 工程Iは、前記結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子及び前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子を、前記水系媒体中で凝集させて、コア用凝集体xを得る工程Iaと、前記水系媒体中に更に非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を混合し、前記コア用凝集体x及び前記非晶質ポリエステル(C)を含有する樹脂粒子を凝集させて、前記凝集体Xを得る工程Ibと、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. 工程Iにおける、前記結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子の体積中位粒径が30nm以上300nm以下であり、前記非晶質複合樹脂(B)を含有する樹脂粒子の体積中位粒径が30nm以上300nm以下である、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. 非晶質複合樹脂(B)のポリエステルセグメントが、炭素数2〜6の脂肪族ジカルボン酸を含有するカルボン酸成分とアルコール成分とを縮重合して得られるものである、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. 結晶性ポリエステル(A)のポリエステル部分が、炭素数4〜12のジカルボン酸を含有するカルボン酸成分と炭素数8〜12のジオールを含有するアルコール成分とを縮重合して得られるものである、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. 結晶性ポリエステル(A)が、ポリエステルセグメント及び付加重合系樹脂セグメントを含む結晶性複合樹脂である、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. 結晶性ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子が、結晶性ポリエステル(A)に水系媒体を添加して、転相乳化して得られるものである、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。
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