JP6453015B2 - 分散液並びに分散液、樹脂粒子及びトナーの製造方法 - Google Patents
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Description
上記のように粒子径が大きかったり粗大粒子が多く残存する分散液を塗装剤やコーティング剤として使用した場合、レベリング性が劣りムラが発生したり、コート面に破れができてコート面での性能均一性が損なわれる課題があった。
また別の用途として、分散液に樹脂を溶解した樹脂液と、その樹脂液とは相溶しない媒体とを懸濁して、分散質を含んだ樹脂粒子、トナーや液体現像剤を得るとき、その粒子の粒度分布が損なわれたり、また粘度向上剤や定着助剤等として用いた分散質の効果が十分に発揮できなかったりする課題があった。
すなわち本発明は、溶剤(B)中に分散質(A)が分散された分散液(D)であって、分散質(A)がポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリウレア樹脂からなる群から選ばれる1種以上であり、分散質(A)が針状粒子であり、短径(T1)と長径(T2)の比(T1/T2)が0.02〜0.2であり、分散質(A)が以下の[条件1]〜[条件4]を満たす分散液である。
[条件1]融点が30℃〜100℃
[条件2]メジアン径が0.05μm〜3.0μm
[条件3]粗大粒子量が1.0体積%以下
[条件4]非球形状であって、球形換算した際の1次粒子径が10nm〜600nm
本発明によれば、溶剤(B)中に分散質(A)が分散された分散液(D)であって、分散質(A)が上の[条件1]〜[条件4]満たす分散液が提供され、課題が解決される。
また、本発明によれば、分散液(D)と、圧縮性流体(X)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、(X)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、圧縮性流体(X)と溶剤(B)を除去する工程とを含む製造方法より樹脂粒子(I)やトナー(J)が提供される。
本発明の分散液に用いる分散質(A)の融点は30℃〜100℃であり、好ましくは40℃〜80℃、より好ましくは45℃〜75℃、さらに好ましくは50℃〜70℃である。融点が30℃未満の場合、分散液の保存安定性が悪化する課題がある。また塗装、コート剤として使用した場合や、粒子中に分散質(A)含有させた場合、塗装面やコート面及び粒子の耐熱保管性が悪くなる。一方、融点が100℃を超える場合、コート面を被膜化するために多くの熱エネルギーが必要になる問題が発生することや、また粒子中に分散質(A)含有させた際には低温定着性が悪くなる問題が発生する。本発明における融点は、示差走査熱量測定(以下、DSCと記載することもある。)における吸熱ピークより求めたものである。
なお粗大粒子とは(メジアン径×3)μm以上の粒子のことである。ただし(メジアン径×3)≦1.0の場合は1.0μm以上の粒子を粗大粒子とする。
D=6000/(S×ρ)
D:球形換算した際の1次粒子径 [nm]
S:BET比表面積 [m2/g]
ρ:比重 [kg/m3]
で表される。なお上記比重ρには分散質(A)の真比重が適用される。
パラフィンワックスとしては、下記の天然ワックスに含まれるパラフィンワックス以外に炭素数15〜90の合成ワックスも挙げられる。
ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセン及びこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるもの及び熱減成型ポリオレフィンを含む]、オレフィンの(共)重合体の酸素及び/又はオゾンによる酸化物、オレフィンの(共)重合体のマレイン酸変性物[例えばマレイン酸及びその誘導体(無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル及びマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸及び無水マレイン酸等]及び/又は不飽和カルボン酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル及びマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル等]等との共重合体、及びサゾールワックス等が挙げられる。
天然ワックスとしては、例えばカルナバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックス及びライスワックスが挙げられる。
炭素数30〜50の脂肪族アルコールとしては、例えばトリアコンタノールが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪酸としては、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。炭素数30〜50の脂肪酸エステルとしては、例えばステアリン酸ステアリルが挙げられる。
以降の説明において、まず、これら結晶性重縮合ポリエステル樹脂、結晶性ポリウレタン樹脂、結晶性ポリアミド樹脂、結晶性ポリウレア樹脂に用いられるジオール成分、ジカルボン酸成分、ジイソシアネート成分、及びジアミン成分(それぞれ3官能以上のものを含む)についてそれぞれ示す。
ジオール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、鎖炭素数が2〜36の範囲であることが好ましい。また直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。
脂肪族ジオールが分岐型では、ポリエステル樹脂の結晶性が低下し、融点が降下するため、耐トナーブロッキング性、画像保存性、及び、低温定着性が悪化してしまう場合がある。また、炭素数が36を超えると、実用上の材料の入手が困難な場合がある。
直鎖型脂肪族ジオールの含有量が80モル%以上では、ポリエステル樹脂の結晶性が向上し、融点が上昇するため、耐トナーブロッキング性、及び低温定着性がより良好である。
カルボキシル基を有するジオールとしては、ジアルキロールアルカン酸[C6〜24のもの、例えば2,2−ジメチロールプロピオン酸(DMPA)、2,2−ジメチロールブタン酸、2,2−ジメチロールヘプタン酸、2,2−ジメチロールオクタン酸など]が挙げられる。
スルホン酸基もしくはスルファミン酸基を有するジオールとしては、スルファミン酸ジオール[N,N−ビス(2−ヒドロキシアルキル)スルファミン酸(アルキル基のC1〜6)又はそのAO付加物(AOとしてはEO又はPOなど、AOの付加モル数1〜6):例えばN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)スルファミン酸及びN,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)スルファミン酸PO2モル付加物など];ビス(2−ヒドロキシエチル)ホスフェートなどが挙げられる。
これらの中和塩基を有するジオールの中和塩基としては、例えば前記炭素数3〜30の3級アミン(トリエチルアミンなど)及び/又はアルカリ金属(ナトリウム塩など)が挙げられる。
これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコール、カルボキシル基を有するジオール、ビスフェノール類のAO付加物、及びこれらの併用である。
これらのうち好ましいものは、3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール及びノボラック樹脂のAO付加物であり、さらに好ましいものはノボラック樹脂のAO付加物である。
ジカルボン酸成分としては、種々のジカルボン酸が挙げられるが、脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボン酸が好ましく、脂肪族ジカルボン酸は直鎖型のカルボン酸がより好ましい。
なお、ジカルボン酸又は3〜6価又はそれ以上のポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物又は炭素数1〜4の低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
これらジカルボン酸の中では、脂肪族ジカルボン酸(特に直鎖型のカルボン酸)を単独で用いるのが特に好ましいが、脂肪族ジカルボン酸と共に芳香族ジカルボン酸(テレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、及び、これらの低級アルキルエステル類が好ましい。)を共重合したものも同様に好ましい。芳香族ジカルボン酸の共重合量としては20モル%以下が好ましい。
ジカルボン酸成分としては、主には上記のカルボン酸が挙げられるが、この限りではない。これらのうち、結晶性や入手容易性を考慮すると、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、テレフタル酸、及びイソフタル酸が好ましい。
ジイソシアネートとしては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ジイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネート及びこれらのジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物など)及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。また、必要により、3価以上のポリイソシアネートを併用してもよい。
上記脂肪族ジイソシアネートの具体例(3価以上のポリイソシアネートを含む)としては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートなどが挙げられる。
上記脂環式ジイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−及び/又は2,6−ノルボルナンジイソシアネートなどが挙げられる。
上記芳香脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、m−及び/又はp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。
また、上記ジイソシアネートの変性物には、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物などが挙げられる。
具体的には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのジイソシアネートの変性物及びこれらの2種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。
これらのうちで好ましいものは6〜15の芳香族ジイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ジイソシアネート、及び炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネートであり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、及びIPDIである。
ジアミン(必要により用いられる3価以上のポリアミンを含む)の例として、脂肪族ジアミン類(C2〜C18)としては、〔1〕脂肪族ジアミン{C2〜C6 アルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど)、ポリアルキレン(C2〜C6)ジアミン〔ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン,トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなど〕};〔2〕これらのアルキル(C1〜C4)又はヒドロキシアルキル(C2〜C4)置換体〔ジアルキル(C1〜C3)アミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサメチレンジアミン、メチルイミノビスプロピルアミンなど〕;〔3〕脂環又は複素環含有脂肪族ジアミン{脂環式ジアミン(C4〜C15)〔1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4´−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)など〕、複素環式ジアミン(C4〜C15)〔ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、1,4ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど〕;〔4〕芳香環含有脂肪族アミン類(C8〜C15)(キシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミンなど)、等が挙げられる。
開始剤として、グリコールを用いると、末端にヒドロキシル基を有するラクトン開環重合物が得られる。例えば、上記ラクトン類とエチレングリコール、ジエチレングリコール等の前記ジオール成分を触媒の存在下で反応させることにより得ることができる。触媒としては、有機スズ化合物、有機チタン化合物、有機ハロゲン化スズ化合物等が一般的であり、0.1〜5000ppm程度の割合で添加して、100〜230℃で、好ましくは不活性雰囲気下に重合させることによって、ラクトン開環重合物を得ることができる。ラクトン開環重合物は、その末端を例えばカルボキシル基になるように変性したものであってもよい。ラクトン開環重合物は、結晶性の高い熱可塑性脂肪族ポリエステル樹脂である。ラクトン開環重合物は、市販品を用いてもよく、例えば、ダイセル株式会社製のPLACCELシリーズのH1P、H4、H5、H7など(いずれも、融点=約60℃、Tg=約−60℃の高結晶性ポリカプロラクトン)が挙げられる。
開始剤として、グリコールを用いると、末端にヒドロキシル基を有するポリヒドロキシカルボン酸骨格が得られる。例えば、上記環状エステルとエチレングリコール、ジエチレングリコール等の前記ジオール成分を触媒の存在下で反応させることにより得ることができる。触媒としては、有機スズ化合物、有機チタン化合物、有機ハロゲン化スズ化合物等が一般的であり、0.1〜5000ppm程度の割合で添加して、100〜230℃で、好ましくは不活性雰囲気下に重合させることによって、ポリヒドロキシカルボン酸を得ることができる。ポリヒドロキシカルボン酸は、その末端を例えばカルボキシル基になるように変性したものであってもよい。
結晶性ポリオキシアルキレンポリオールの製造方法としては特に限定されず、従来より公知のいずれの方法でもよい。
例えば、キラル体のAOを、通常AOの重合で使用される触媒で開環重合させる方法(例えば、Journal of the American Chemical Society、1956年、第78巻、第18号、p.4787−4792 に記載)や、安価なラセミ体のAOを立体的に嵩高い特殊な化学構造の錯体を触媒として用いて、開環重合させる方法が知られている。
特殊な錯体を用いる方法としては、ランタノイド錯体と有機アルミニウムを接触させた化合物を触媒として用いる方法(例えば、特開平11−12353号公報に記載)やバイメタルμ−オキソアルコキサイドとヒドロキシル化合物をあらかじめ反応させる方法(例えば、特表2001−521957号公報に記載)等が知られている。
また、非常にアイソタクティシティの高いポリオキシアルキレンポリオールを得る方法として、サレン錯体を触媒として用いる方法(例えば、Journal of the American Chemical Society、2005年、第127巻、第33号、p.11566−11567 に記載)が知られている。
上記グリコールとしては、前記ジオール成分等が、カルボキシ変性するのに用いるカルボン酸としては、前記ジカルボン酸成分等が挙げられる
炭素数3のAO[PO、1−クロロオキセタン、2−クロロオキセタン、1,2−ジクロロオキセタン、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン];炭素数4のAO[1,2−BO、メチルグリシジルエーテル];炭素数5のAO[1,2−ペンチレンオキサイド、2,3−ペンチレンオキサイド、3−メチル−1,2−ブチレンオキサイド];炭素数6のAO[シクロヘキセンオキサイド、1,2−へキシレンオキサイド、3−メチル−1,2−ペンチレンオキサイド、2,3−ヘキシレンオキサイド、4−メチル−2,3−ペンチレンオキサイド、アリルグリシジルエーテル];炭素数7のAO[1,2−へプチレンオキサイド];炭素数8のAO[スチレンオキサイド];炭素数9のAO[フェニルグリシジルエーテル]等である。
これらのAOは、単独で、又は、2種類以上を使用することができる。
測定試料約30mgを直径5mmの13C−NMR用試料管に秤量し、約0.5mlの重水素化溶剤を加えて溶解させ、分析用試料とする。ここで重水素化溶剤は、重水素化クロロホルム、重水素化トルエン、重水素化ジメチルスルホキシド、重水素化ジメチルホルムアミド等であり、試料を溶解させることのできる溶剤を適宜選択する。
アイソタクティシティー(%)=[I/(I+S+H)]×100 (1)
但し、式中、Iはアイソタクチック信号の積分値;Sはシンジオタクチック信号の積分値;Hはヘテロタクチック信号の積分値である。
ただし、前記結晶部(b)の形成に用いられる樹脂が、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂であることが好ましいので、加熱時に相溶することを考慮すると、非結晶性部(c)の形成に用いられる樹脂もポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂及びそれらの複合樹脂であることが好ましい。さらに好ましくはポリウレタン樹脂及びポリエステル樹脂である。
前記結晶性部(b)と同様に、ポリエステル樹脂は、アルコール(ジオール)成分と酸(ジカルボン酸)成分とから合成される重縮合ポリエステル樹脂であるのが好ましい。ただし、必要に応じて3官能以上のアルコール成分や酸成分を用いてもよい。またポリウレタン樹脂としては、アルコール(ジオール)成分とイソシアネート(ジイソシアネート)成分とから合成されるポリウレタン樹脂等が挙げられる。ただし、必要に応じて3官能以上のアルコール成分やイソシアネート成分を用いてもよい。ポリウレア樹脂としては、アミン(ジアミン)成分とイソシアネート(ジイソシアネート)成分とから合成されるポリウレア樹脂等が挙げられる。ただし、必要に応じて3官能以上のアミン成分やイソシアネート成分を用いてもよい。ポリアミド樹脂としては、アミン(ジアミン)成分と酸(ジカルボン酸)成分とから合成されるポリアミド樹脂等が挙げられる。ただし、必要に応じて3官能以上のアミン成分や酸成分を用いてもよい。ポリエーテル樹脂としては、アルコール(ジオール)成分にAOを付加して得られるポリオキシアルキレンポリオール等が挙げられる。
これら非結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリウレタン樹脂、非結晶性ポリアミド樹脂、非結晶性ポリウレア樹脂、及び非結晶性ポリエーテル樹脂に用いられるモノマーは、前記ジオール成分、前記ジカルボン酸成分、前記ジイソシアネート成分、前記ジアミン成分、及び前記AOが具体例として挙げられ、非結晶性樹脂となるものであれば、いかなる組合せでも構わない。
結晶部(b)と非結晶性部(c)とで構成されるブロックポリマーは、それぞれの末端官能基の反応性を考慮して結合剤の使用、非使用を選択し、また使用の際は末端官能基にあった結合剤種を選択し、結晶部(b)と(c)を結合させ、ブロックポリマーとすることが出来る。
結合剤を使わない場合、必要により加熱減圧しつつ、(b)を形成する樹脂の末端官能基と(c)を形成する樹脂の末端官能基の反応を進める。特に酸とアルコールとの反応や酸とアミンとの反応の場合、片方の樹脂の酸価が高く、もう一方の樹脂の水酸基価やアミン価が高い場合、反応がスムーズに進行する。反応温度は180℃〜230℃で行うのが好ましい。
結合剤を使う場合は、種々の結合剤が使用できる。多価カルボン酸、多価アルコール、多価イソシアネート、多官能エポキシ、酸無水物等を用いて、脱水反応や、付加反応を行うことで得られる。
多価カルボン酸及び酸無水物としては、前記ジカルボン酸成分と同様のものが挙げられる。多価アルコールとしては、前記ジオール成分と同様のものが挙げられる。多価イソシアネートとしては、前記ジイソシアネート成分と同様のものが挙げられる。多官能エポキシとしては、ビスフェノールA型及び−F型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、水添ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールA又は−FのAO付加体のジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAのAO付加体のジグリシジルエーテル、ジオール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等)の各ジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジ及び/又はトリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールトリ及び/又はテトラグリシジルエーテル、ソルビトールヘプタ及び/又はヘキサグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエン・フェノール付加型グリシジルエーテル、メチレンビス(2,7−ジヒドロキシナフタレン)テトラグリシジルエーテル、1,6−ジヒドロキシナフタレンジグリシジルエーテル、ポリブタジエンジグリシジルエーテルなどが挙げられる。
付加反応の例としては、結晶性部(b)、非結晶性部(c)とも末端に水酸基を有する樹脂であり、これらを結合剤(例えば多価イソシアネート)で結合する反応や、また結晶性部(b)、非結晶性部(c)の片方が末端に水酸基を有する樹脂で、もう一方が末端にイソシアネート基を有する樹脂の場合、結合剤を用いずにこれらを結合する反応が挙げられる。この場合、例えば、結晶性部(b)、非結晶性部(c)ともに溶解可能な溶剤に溶解させ、これに必要であるなら結合剤を投入し、反応温度80℃〜150℃で反応し、結晶性樹脂が得られる。
結晶性ビニル樹脂としては、結晶性基を有するビニルモノマー(m)と、必要により結晶性基を有しないビニルモノマー(n)を構成単位として有するものが好ましい。
結晶性ビニル樹脂としては、ビニルモノマー(m)として、アルキル基の炭素数が12〜50(好ましくは16〜30)の直鎖アルキル(メタ)アクリレート(m1)を含有するものがさらに好ましい。
(m1)としては、各アルキル基がいずれも直鎖状の、ラウリル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、及びベヘニル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
なお、本発明において、アルキル(メタ)アクリレートとは、アルキルアクリレート及び/又はアルキルメタアクリレートを意味し、以下同様の記載法を用いる。
結合剤の具体例、及び結合剤を用いたビニルモノマー(m2)の作製法としては、前記のブロックポリマーの製法と同様の方法が挙げられる。
溶剤(B)に対する分散質(A)の溶解度は、25℃において10重量%以下が好ましく、より好ましくは7重量%以下、特に好ましくは5重量%以下である。
分散剤としては、特に限定はなく、公知のものを使用することができ、分散質(A)との相溶性の高いユニットと、後述する樹脂粒子(I)やトナー(J)を構成する樹脂(F)等の分散液(D)を用いる対象となる樹脂との相溶性の高いユニットがブロック体として存在するポリマーやオリゴマー等が挙げられる。
分散質(A)がワックスの場合、ワックスとの相溶性の高いユニットと樹脂との相溶性の高いユニットのうち、一方に他方がグラフトしているポリマーもしくはオリゴマー〔例えば、ワックスの存在下、ビニルモノマーを重合させて得られるもの〕、不飽和炭化水素(エチレン、プロピレン、ブテン、スチレン、及びα−メチルスチレンなど)と、α,β−不飽和カルボン酸又はそのエステルもしくはその無水物(アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、及び無水イタコン酸など)との共重合体、ビニル樹脂とポリエステル樹脂とのブロックもしくはグラフト共重合体などが挙げられる。
圧縮性流体(X)の圧力は0.5MPa以上であり、好ましくは1.5MPa以上20MPa以下、より好ましくは3.0MPa以上15MPa以下である。この圧力の範囲において、圧縮性流体(X)と分散質及び溶剤との混合液が突出されて、小粒径かつ粗大粒子の少ない分散液が得られやすくなる。
本発明において、液体状態の二酸化炭素とは、二酸化炭素の温度軸と圧力軸とで表す相図上において、二酸化炭素の三重点(温度=−57℃、圧力0.5MPa)と二酸化炭素の臨界点(温度=31℃、圧力=7.4MPa)を通る気液境界線、臨界温度の等温線、及び固液境界線に囲まれた部分の温度・圧力条件である二酸化炭素を表し、超臨界状態
の二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度・圧力条件である二酸化炭素を表す(ただし、圧力は、2成分以上の混合ガスの場合、全圧を表す)。
また、好ましい形態としては、分散質(A)の融点以上の温度(液状を維持できる温度以上)で、分散質(A)と、圧力が0.5MPa以上である圧縮性流体(X)を混合し、その後減圧膨張して、(A)の析出温度以下として(A)を析出させると共に(X)を気化させて除去し溶剤(B)と混合されることで、分散質(A)が、溶剤(B)中に分散された分散液(D)を得る。
なお溶剤(B)は上記工程のどの段階で混ぜ合わされてもよく、予め分散質(A)と混合されていても良い。
なお溶剤(B)は上記工程のどの段階で混ぜ合わされてもよく、予め分散質(A)と混合されていても良い。(A)は溶剤(B)又は圧縮性流体(X)と分離していても、相溶していても良い。
なお溶剤(B)は上記工程のどの段階で混ぜ合わされてもよく、予め分散質(A)と混合されていても良い。
上記記載のように分散質(A)と溶剤(B)の混合について、どの段階で混合されても構わないが、取扱い安さの観点から予め溶剤と混ぜ合わされるほうが好ましい。溶剤(B)の量は、分散質(A)に対して1〜100重量%使用するのが好ましく、さらに好ましくは5〜80重量%、特に好ましくは10〜60重量%である。この範囲内において分散液(D)を、取り扱いしやすい粘度で得ることができる。
(A)と(B)を混合し、(A)が析出しない温度以上の混合物〔好ましくは分散質(A)の溶剤(B)溶液〕とする手順としては特に制限はなく、常温の(A)と(B)を混合した後に加熱しても、加熱した(A)あるいは(B)にもう一方を導入しても、どちらでもよい。
なお、前記の分散剤等の添加剤を用いる場合、この混合物中に添加するのが好ましい。
また、(A)含有混合物と圧縮性流体(X)の攪拌混合時の温度は、過昇温による分散質の凝集防止や、吐出時の(A)含有混合物の温度調整などの点から、好ましくは20〜180℃、より好ましくは30〜120℃、さらに好ましくは35〜100℃、特に好ましくは40〜85℃である。
ラインブレンド方法に用いる装置の出口には、耐圧容器と同様の、混合物取り出し用のノズルを備えているのが好ましい。
ラインブレンドを行う温度は、前記の耐圧容器を用いて混合する場合と同様である。また、装置内の滞留時間は、混合が十分行われるのであれば特に限定されないが、0.1〜1800秒が好ましい。
ラインブレンド後の混合物を大気圧まで減圧膨張させ、圧縮性流体(X)を気化させて除くことで、分散質(A)が溶剤(B)中に分散された分散液(D)が得られる。
樹脂粒子、トナーや液体現像剤を、圧縮性流体(X)中で製造する場合以下の製造方法(1)であることが好ましい。
製造方法(1)
分散液(D)と、圧縮性流体(X)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、(X)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、圧縮性流体(X)と溶剤(B)を除去する工程とを含む樹脂粒子(I)、トナー(J)や液体現像剤(K)の製造方法。
製造方法(2)
分散液(D)と、非水性有機媒体(N)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、非水性有機媒体(N)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、非水性有機媒体(N)と、溶剤(B)とを除去する工程とを含む樹脂粒子(I)、トナー(J)や液体現像剤(K)の製造方法。
製造方法(3)
分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)と、水性媒体(W)とを混合し、水性媒体中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と、溶剤(B)とを含有する液滴(G’)を形成する工程と、水性媒体(W)と溶剤(B)を除去する工程とを含む樹脂粒子(I)、トナー(J)や液体現像剤(K)の製造方法。
製造方法(4)
バインダーとなる樹脂(F”)を構成する前駆体(F’)である重合性単量体を分散媒として、必要であるならば着色剤を攪拌機等によって均一に溶解混合又は分散させる工程、これを重合性単量体及び重合開始剤、分散液(D)から得られる分散質(A)、及びその他必要に応じてワックスや分散ペースト化された顔料など、添加する他の添加剤とともに、攪拌機等によって均一に溶解混合又は分散させ、単量体組成物を作製する工程で得られた単量体組成物を、分散安定化剤を含有する分散媒体(好ましくは水系媒体)中に添加し、攪拌装置として高速撹拌機もしくは超音波分散機のような高速分散機を使用して狙いの粒子径まで微分散させる工程、そして、重合工程において微分散された単量体組成物を光や熱により重合反応させる工程、水性媒体(W)と溶剤(B)を除去する工程により樹脂粒子(I)、トナー(J)や液体現像剤(K)を得る製造方法。
製造方法(5)
分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、分散質(A)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)とを含む粒子を凝集させる工程と、さらに溶剤(B)を除去する工程とを含む樹脂粒子(I)、トナー(J)や液体現像剤(K)の製造方法。
製造方法(6)
分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、少なくとも吐出孔から吐出して液滴化する工程と、上記液滴を固化する乾燥工程とを含む樹脂粒子(I)やトナー(J)の製造方法。上記液滴を固化する一次乾燥する工程と固化したトナー粒子中の溶媒を減少させる二次乾燥工程により樹脂粒子(I)、トナー(J)や液体現像剤(K)を得る製造方法。
製造方法(7)
分散液(D)と、非水性有機媒体(N)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、非水性有機媒体(N)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、溶剤(B)とを除去する工程とを含む液体現像剤(K)を得る製造方法。
製造方法(1)〜(7)に用いられる樹脂(F)及び(F”)としては、分散質(A)に挙げられた結晶性を有する樹脂以外の樹脂であって、非結晶性の樹脂であり、熱可塑性樹脂(F1)、該熱可塑性樹脂を微架橋した樹脂(F2)、及び熱可塑性樹脂を海成分、硬化樹脂を島成分とするポリマーブレンド(F3)が挙げられ、2種以上を併用しても差し支えない。本発明において、非結晶性とは、融点を持たないことを意味する。
熱可塑性樹脂としては、例えばポリ(メタ)アクリル樹脂を含むビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート等が挙げられる。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の分散体が得られやすいという観点からポリエステル樹脂、ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂及びそれらの併用である。
(1)ビニル炭化水素:
(1−1)脂肪族ビニル炭化水素:アルケン類、例えばエチレン、プロピレン、前記以外のα−オレフィン等;アルカジエン類、例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン。
(1−2)脂環式ビニル炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケン及びアルカジエン類、例えば(ジ)シクロペンタジエン等;テルペン類、例えばピネン等。
(1−3)芳香族ビニル炭化水素:スチレン及びそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体、例えばα−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン等;及びビニルナフタレン。
(2)カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩:炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにその無水物及びそのモノアルキル(炭素数1〜24)エステル、例えば(メタ)アクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー。
(3)スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩:炭素数2〜14のアルケンスルホン酸、例えばビニルスルホン酸;及びその炭素数2〜24のアルキル誘導体、例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;スルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレートもしくは(メタ)アクリルアミド、例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレート、及び硫酸エステルもしくはスルホン酸基含有ビニルモノマー;ならびそれらの塩等。
(4)燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩:(メタ)アクリロイルオキシアルキル(C1〜C24)燐酸モノエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート、フェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1〜24)ホスホン酸類、例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸。なお、上記(2)〜(4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩もしくは4級アンモニウム塩が挙げられる。(5)ヒドロキシル基含有ビニルモノマー:ヒドロキシスチレン、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、プロパルギルアルコール、2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル、庶糖アリルエーテル等。
(6)含窒素ビニルモノマー:
(6−1)アミノ基含有ビニルモノマー:アミノエチル(メタ)アクリレート等、
(6−2)アミド基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド等、
(6−3)ニトリル基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアクリレート等、
(6−4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー:ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等、(6−5)ニトロ基含有ビニルモノマー:ニトロスチレン等。
(7)エポキシ基含有ビニルモノマー:グルシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、p−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
(8)ハロゲン元素含有ビニルモノマー:塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン、クロロプレン等。
(9)ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン、ビニルスルホン類:
(9−1)ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、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、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニルモノマー[ポリエチレングリコール(分子量300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(メタ)アクリレート:エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等、
(9−2)ビニル(チオ)エーテル、例えばビニルメチルエーテル等、
(9−3)ビニルケトン、例えばビニルメチルケトン等。
(10)その他のビニルモノマー:イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等。
ポリオールとポリカルボン酸の反応比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/1、さらに好ましくは1.5/1〜1/1、とくに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
上記芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、1,3−及び/又は1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−及び/又は2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,4’−及び/又は4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などが挙げられる。
上記脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)などが挙げられる。
上記脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)などが挙げられる。
上記芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、m−及び/又はp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。
また、上記ポリイソシアネートの変性物には、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物などが挙げられる。具体的には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのポリイソシアネートの変性物及びこれらの2種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。
これらのうちで好ましいものは6〜15の芳香族ポリイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ポリイソシアネート、及び炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネートであり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、及びIPDIである。
・脂肪族ポリアミン類(C2〜C18):
〔1〕脂肪族ポリアミン{C2〜C6アルキレンジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、及びヘキサメチレンジアミンなど)、ポリアルキレン(C2〜C6)ポリアミン〔ジエチレントリアミンなど〕}
〔2〕これらのアルキル(C1〜C4)又はヒドロキシアルキル(C2〜C4)置換体〔ジアルキル(C1〜C3)アミノプロピルアミンなど〕
〔3〕脂環又は複素環含有脂肪族ポリアミン〔3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど〕
〔4〕芳香環含有脂肪族アミン類(C8〜C15)(キシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミンなど)、
・脂環式ポリアミン(C4〜C15):1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4´−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)など、
・芳香族ポリアミン類(C6〜C20):
〔1〕非置換芳香族ポリアミン〔1,2−、1,3−及び1,4−フェニレンジアミンなど;核置換アルキル基〔メチル、エチル、n−及びi−プロピル、ブチルなどのC1〜C4アルキル基)を有する芳香族ポリアミン、たとえば2,4−及び2,6−トリレンジアミンなど〕、及びこれらの異性体の種々の割合の混合物
〔2〕核置換電子吸引基(Cl、Br、I、Fなどのハロゲン;メトキシ、エトキシなどのアルコキシ基;ニトロ基など)を有する芳香族ポリアミン〔メチレンビス−o−クロロアニリンなど〕
〔3〕2級アミノ基を有する芳香族ポリアミン〔上記(4)〜(6)の芳香族ポリアミンの−NH2の一部又は全部が−NH−R´(R´はメチル、エチルなどの低級アルキル
基で置換したもの〕〔4,4´−ジ(メチルアミノ)ジフェニルメタン、1−メチル−2−メチルアミノ−4−アミノベンゼンなど〕、
・複素環式ポリアミン(C4〜C15):ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、1,4ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジンなど、
・ポリアミドポリアミン:ジカルボン酸(ダイマー酸など)と過剰の(酸1モル当り2モル以上の)ポリアミン類(上記アルキレンジアミン,ポリアルキレンポリアミンなど)との縮合により得られる低分子量ポリアミドポリアミンなど、
・ポリエーテルポリアミン:ポリエーテルポリオール(ポリアルキレングリコールなど)のシアノエチル化物の水素化物など。
SP=(ΔE/V)1/2
ここでΔEは凝集エネルギー密度を表す。Vは分子容を表し、その値は、ロバート、エフ.フェードルス(Robert F. Fedors)らの計算によるもので、例えばポリマー エンジニアリング アンド サイエンス(Polymer engineering and science)第14巻、147〜154頁に記載されている。
好ましくは、粒子形成のし易さの観点から、混合溶剤(特に、アセトンとメタノールと水の混合溶剤、アセトンとメタノールの混合溶剤、アセトンとエタノールの混合溶剤、アセトンと水の混合溶剤、及びメチルエチルケトンと水の混合溶剤)である。
製造方法(1)に用いる有機微粒子(E)は、そのガラス転移温度(以下、Tgと記載する場合がある。)又は融点未満の温度において、圧縮性流体(X)による膨潤度(以下、膨潤度と記載する。)が好ましくは16%以下、さらに好ましくは10%以下、とくに好ましくは5%以下である。膨潤度が16%以下の有機微粒子(E)を使用した場合は、樹脂粒子の凝集を抑制しやすく、樹脂粒子やトナーの粒度分布が良好となる。
結晶化度=(ΔHm/a)×100
上式中、aは結晶化度が100%となるように外挿した場合の融解熱量である。
保存安定性の観点から、上記ジオールのアルキレン鎖の炭素数と上記ジカルボン酸のアルキレン鎖の炭素数の合計数が、10以上が好ましく、更に好ましくは12以上であり、特に好ましくは14以上である。また、定着性の観点から、52以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。
また、芳香族ポリエステルの保存安定性の観点から、芳香族ジカルボン酸の炭素数は6〜30が好ましく、更に好ましくは8〜24あり、特に好ましくは8〜20である。炭素数6〜30の芳香族ジカルボン酸として好ましいものは、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、及びナフタレンジカルボン酸である。
なお、炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジオールと前記ジカルボン酸(13)とを反応させて得られるポリエステルジオールと炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジイソシアネートから得られるポリウレタンも(e12)に含まれる。
脂肪族ポリウレタン及び/又はポリウレアは、保存安定性の観点から、ジオール及び/又はジアミンのアルキレン鎖の炭素数(ジオールとジアミンの混合物を使用する場合は、その重量比で平均されたアルキレン鎖の炭素数)とジイソシアネートのアルキレン鎖の炭素数の合計数が、10以上が好ましく、更に好ましくは12以上であり、特に好ましくは14以上である。また、定着性の観点から、52以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。
上記炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジアミンのアルキレン鎖の炭素数は、結晶性の観点から、2以上が好ましく、更に好ましくは3以上であり、特に好ましくは4以上である。また、定着性の観点から50以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。直鎖脂肪族ジアミンとして好ましいものは、テトラメチレンジアミン、及びヘキサメチレンジアミンである。
また、上記炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジイソシアネートのアルキレン鎖の炭素数は、結晶性の観点から、2以上が好ましく、更に好ましくは3以上であり、特に好ましくは4以上である。また、定着性の観点から50以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。直鎖脂肪族ジイソシアネートとして好ましいものは、テトラメチレンジイソシアネート、及びヘキサメチレンジイソシアネートである。
アルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂は、アルキル(メタ)アクリレートの単独重合体でも、他の単量体との共重合体でもよい。他の単量体としては、酸性官能基を有する単量体(例えば、カルボキシル基含有ビニルモノマー、スルホン基含有ビニルモノマー等前記ビニルモノマーを適宜選択することができる。
結晶性ビニル樹脂(e13)中のアルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレートの構成単位の含有量は、好ましくは40重量%以上、更に好ましくは45重量%以上、とくに好ましくは60重量%以上である。
併用する結晶性ビニルモノマーとしては、結晶性のビニル樹脂が形成され得るものであれば特に限定されないが、上記のアルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレート、及びエチレン等が挙げられる。
(e2)の組成は特に限定されず、通常用いられている樹脂でよい。
例えば、架橋性ビニル樹脂としては、2個以上のビニル重合性官能基を有するビニルモノマー(ジビニルベンゼン等)を含むビニルモノマーの共重合体等が挙げられる。
架橋性ポリエステル樹脂としては、ポリオールとポリカルボン酸の重縮合物であって、ポリオール及び/又はポリカルボン酸の少なくとも一部として、前記3価以上のポリオール(12)及び/又は3価以上のポリカルボン酸(14)を用いて得られるポリエステル樹脂等が挙げられる。
同様に、他の樹脂の場合も架橋性のモノマーを少なくとも一部用いて得られる樹脂がより好ましい。
(CH3)3SiO((CH3)2SiO)aSi(CH3)2R
但しaは、平均値で15〜45であり、Rはメタクリル基を含む有機変性基である。Rの例としては、−C3H6OCOC(CH3)=CH2が挙げられる。
(M1−1)としてはアミノ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン等の活性水素を含む官能基を有するポリシロキサンが好ましい。(M1−2)としては、2,2ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、3,3,4,4−テトラフルオロ−1,6−ヘキサンジオール等の含フッ素基ポリオール、含フッ素基(ポリ)アミン、含フッ素基(ポリ)チオール等の活性水素を含む官能基を有するフッ素化合物、ビス(イソシアナトメチル)パーフルオロプロパン、ビス(イソシアナトメチル)パーフルオロブタン、ビス(イソシアナトメチル)パーフルオロペンタン及びビス(イソシアナトメチル)パーフルオロヘキサン等の含フッ素基(ポリ)イソシアネートが好ましい。
樹脂粒子を例えば電子写真トナーの母体粒子として用いる場合、着色剤と、必要により荷電制御剤を樹脂粒子中に含有させる。
分散体(X1)は単一相であることが好ましい。すなわち、(I)が分散されている圧縮性流体(X)を含む相の他に、溶剤(B)相が分離する状態は好ましくない。したがって、溶剤相が分離しないように、分散体(X0)に対する(F)の溶液(L)の量を設定することが好ましい。例えば(X0)に対して90重量%以下が好ましく、さらに好ましくは5〜80重量%、特に好ましくは10〜70重量%である。
なお、樹脂(F)と分散質(A)と溶剤(B)を含有する樹脂粒子中に含有する(B)の量は、好ましくは10〜90重量%、さらに好ましくは20〜70重量%である。
また、樹脂(F)と圧縮性流体(X)の重量比は、好ましくは(F):(X)が、1:(0.1〜100)、さらに好ましくは1:(0.5〜50)、特に好ましくは1:(1〜20)である。
製造方法(1)により最終的に得られる樹脂粒子(I)は、樹脂粒子の表面に、有機微粒子(E)が固着されたもの、(E)由来の皮膜が形成されたもの、(E)の一部が皮膜化されたもののいずれであってもよい。後述する製造方法(2)及び(3)についても同様である。
なお、樹脂粒子(I)の表面状態及び形状は、例えば、走査電子顕微鏡(SEM)を用い、樹脂粒子の表面を1万倍又は3万倍拡大した写真にて観察できる。
製造方法(2)に用いる有機微粒子(E)を構成する樹脂(e)及び樹脂(F)としては、製造方法(1)において用いられるものと同様のものが挙げられる。樹脂(e)としては、結晶性樹脂(e)が好ましく、さらに好ましくは、アルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂(e13)である。
具体的には以下の手順により算出する。
上記非水性分散液(25℃)を、3000rpmの条件で10分間遠心分離し、上澄み液約2g(wg)をアルミ容器に採取する。さらにこの上澄み液を減圧乾燥機で、20mmHgの減圧下、非水性有機媒体(N)の沸点の温度条件で1時間乾燥を行い、残渣の重量を秤量する。このときの残渣重量をWgとすると、樹脂(F)及び/又は(F’)の非水性有機媒体(N)への溶解度は、W/w×100[重量%]で算出できる。
非水性有機媒体(N)としては、具体的には炭化水素系溶剤(ヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン、イソドデカン、及び流動パラフィン等)、並びにシリコーンオイルが好ましい。
溶剤(B)として混合溶剤を使用する場合、SP値は加成則が成立すると仮定し、各々の溶剤のSP値より計算した平均値が上記範囲内であることが好ましい。
樹脂(F)の溶剤(B)溶液(L)は、(N)中に分散するため、適度な粘度であることが好ましく、粒度分布の観点から、25℃において、好ましくは100Pa・s以下、さらに好ましくは10Pa・s以下である。
樹脂粒子を例えば電子写真トナーの母体粒子として用いる場合、着色剤と、必要により荷電制御剤を溶液(L)中に添加する。
本発明の樹脂粒子及びトナーの製造方法で使用する分散装置は、一般に乳化機、分散機として市販されているものであればとくに限定されず、具体例としては、特開2002−284881号公報に記載のものが挙げられる。
〔1〕溶剤(B)及び非水性有機媒体(N)を減圧下又は常圧下で乾燥する方法
〔2〕遠心分離器、スパクラフィルター、フィルタープレスなどにより固液分離し、得られた粉末を乾燥する方法
〔3〕溶剤(B)及び非水性有機媒体(N)を凍結させて乾燥させる方法(いわゆる凍結乾燥)
等が例示される。
上記〔1〕、〔2〕において、得られた粉末を乾燥する際、流動層式乾燥機、減圧乾燥機、循風乾燥機など公知の設備を用いて行うことができる。
また、必要に応じ、風力分級器などを用いて分級し、所定の粒度分布とすることもできる。
なお、上記脱溶剤工程等の製造工程中に、有機微粒子(E)が皮膜化されて、樹脂粒子の表面に(E)が皮膜化された皮膜が形成される場合がある。
製造方法(3)に用いる、有機微粒子(E)を構成する樹脂(e)、樹脂(F)、溶剤(B)、及び溶液(L)としては、製造方法(1)において用いられるものと同様のものが挙げられる。
〔1〕ビニル樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法又は分散重合法等の重合反応により、直接、有機微粒子(E)の水性分散液を製造する方法。
〔2〕ポリエステル樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその有機溶剤溶液を必要であれば適当な分散剤存在下で水性媒体(W)中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして前躯体を硬化させて、有機微粒子(E)の水性分散液を製造する方法。
〔3〕ポリエステル樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその有機溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい)中に必要により適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化し、硬化剤を加えたりして前躯体を硬化させて、有機微粒子(E)の水性分散液を製造する方法。
〔4〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい。以下の本項の重合反応も同様。)により作成した樹脂を機械回転式又はジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水性媒体(W)中に分散させる方法。
〔5〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水性媒体(W)中に分散させる方法。
〔6〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加するか、又はあらかじめ有機溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂粒子を析出させ、次いで、有機溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水性媒体(W)中に分散させる方法。
〔7〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体(W)中に分散させ、これを加熱又は減圧等によって有機溶剤を除去する方法。
〔8〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
〔1〕水性分散液を減圧下又は常圧下で乾燥する方法。
〔2〕遠心分離器、スパクラフィルター、フィルタープレスなどにより固液分離し、得られた粉末を乾燥する方法。
〔3〕水性分散液を凍結させて乾燥させる方法(いわゆる凍結乾燥)
等が例示される。
上記〔1〕、〔2〕において、得られた粉末を乾燥する際、流動層式乾燥機、減圧乾燥機、循風乾燥機など公知の設備を用いて行うことができる。
また、必要に応じ、風力分級器などを用いて分級し、所定の粒度分布とすることもできる。
なお、上記脱溶剤工程等の製造工程中に、有機微粒子(E)が皮膜化されて、樹脂粒子の表面に(E)が皮膜化された皮膜が形成される場合がある。
樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、非水性有機媒体(N)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、溶剤(B)とを除去する工程とを含む液体現像剤(K)を得ることができる。
また製造方法(7)に用いる非水性有機媒体(N2)としては、引火点が50℃〜110℃が好ましく、より好ましくは55℃〜100℃、さらに好ましくは60℃〜90℃である。さらに、臭気、毒性が低いことが好ましい。
具体的には脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、ポリシロキサン等が挙げられる。特に、臭気、無害性、コストの点から、ノルマルパラフィン系溶媒、イソパラフィン系溶媒などの流動パラフィンが好ましい。具体的には、松村石油研究所社製の「モレスコホワイト」(商品名)、エクソンモービル社製の「アイソパー」(商品名)、シェルケミカルズジャパン(株)製の「シェルゾール」(商品名)、出光興産社製の「IPソルベント1620」、「IPソルベント2028」、「IPソルベント2835」(いずれも商品名)等を挙げることができ、上記溶剤を単体で使用しても、複数混合して使用してもかまわない。
[条件5] 0.8≦(QI1st)/(QA1st)×r≦1.05
[条件6] 0.01≦(QI2nd)/(QI1st)≦0.95
(QI1st)/(QA1st)×rは0.8〜1.05の範囲が好ましく、より好ましくは0.82〜1.03、さらに好ましくは0.85〜1.01である。(QI1st)/(QA1st)×rが0.8未満の場合、分散質(A)と樹脂(F)等のそれ以外の成分とが相溶が大きくなり、耐熱保存性が悪くなる。また、1.05を超える場合は、分散質(A)と樹脂(F)等のそれ以外の成分とが、結晶化構造を新たに形成することとなり、低温定着性が悪くなる。
また、(QI2nd)/(QI1st)は0.01〜0.95の範囲が好ましく、より好ましくは0.02〜0.85、さらに好ましくは0.03〜0.75特に好ましくは0.04〜0.65である。(QI2nd)/(QI1st)は0.01未満の場合、上記(QI1st)/(QA1st)×rが0.8未満になりやすく、耐熱保存性が悪くなる。また0.95を超える場合は、分散質溶融時に樹脂(F)等との相溶が少なく低温定着性が悪くなる。
<1回目昇温時の融解熱量、及び2回目昇温時の融解熱量について>
測定試料を30℃に1時間温調した後、速度10℃/分で150℃まで昇温した際に観られるそれぞれ対象物由来の吸熱量を1回目昇温時の融解熱量とする。その後、速度20℃/分で0℃まで冷却した後、すぐに速度10℃/分で150℃まで昇温した際に観られるそれぞれ対象物由来の吸熱量を2回目昇温時の融解熱量とする。
[条件7] 0.8≦(QJ1st)/(QA1st)×r’≦1.05
[条件8] 0.01≦(QJ2nd)/(QJ1st)≦0.95
(QJ1st)/(QA1st)×r’は0.8〜1.05の範囲が好ましく、より好ましくは0.82〜1.03、さらに好ましくは0.85〜1.01である。(QJ1st)/(QA1st)×r’が0.8未満の場合、分散質(A)と樹脂(F)等のそれ以外の成分とが相溶が大きくなり、耐熱保存性が悪くなる。また、1.05を超える場合は、分散質(A)と樹脂(F)等のそれ以外の成分とが、結晶化構造を新たに形成することとなり、低温定着性が悪くなる。
なお、以下において実施例12、26及び32は参考例1〜3を意味する。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、エチレングリコール100部、アジピン酸100部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及びエチレングリコールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し分散質(A−1)を得た。分散質(A−1)の融点は46℃、Mwが3800、Mnは1440であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ドデカン二酸286部、1,6−ヘキサンジオール159部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し分散質(A−2)を得た。分散質(A−2)の融点は65℃、Mwが10000、Mnは4800であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、イソフタル酸100部、1,6−ヘキサンジオール100部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し分散質(A−3)を得た。分散質(A−3)の融点は77℃、Mwが5430、Mnは2600であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、テレフタル酸70部、イソフタル酸30部、1,6−ヘキサンジオール100部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し分散質(A−4)を得た。分散質(A−4)の融点は99℃、Mwが6000、Mnは3300であった。
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器に、1,4−ブタンジオール66部、1,6−ヘキサンジオール86部、及びメチルエチルケトン(MEK)40部を仕込む。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)248部を仕込み80℃で5時間反応し、分散質(A−5)のMEK溶液を得た。溶剤を除いた後の分散質(A−5)の融点は57℃、Mwが9700、Mnは4500であった。
反応容器に、1,9−ノナンジオール50部、及びジエチレングリコール38部を反応容器内に入れ、攪拌下ナトリウムメトキシドの25重量%メタノール溶液0.1部を添加し、160℃に昇温した。昇温終了後、ジメチルカーボネート51部を滴下し、滴下終了から5時間後80℃まで冷却した。触媒除去のために、吸着剤を添加し1時間攪拌した後、濾過を行った。得られた生成物を反応容器に戻し、240℃に昇温させ、0.5kPaに減圧し、未反応物及び溶剤を留去することにより、ポリカーボネートからなる分散質(A−6)を得た。分散質(A−6)は、Mw6200、融点54℃であった。
反応容器に、メチルエチルケトン1000部、1,4−ブタンジオール19部、及びヘキサメチレンジイソシアネート54部を投入し、80℃で7時間反応を行った後、1,6−ヘキサンジオールを成分とする結晶性ポリカーボネート(旭化成ケミカルズ(株)製、商品名「PCDL T6002」、水酸基価56)340部を投入し、80℃で7時間反応を行い、80℃、20kPaで脱溶剤し、ポリカーボネートとポリウレタンとの複合樹脂からなる分散質(A−7)を得た。分散質(A−7)は、Mw11000、融点61℃であった。
混合容器に、結晶性ポリカーボネート(旭化成ケミカルズ(株)製、商品名「PCDL T6002」)150部、及び1,6−ヘキサンジオールとセバシン酸からなる結晶性ポリエステル(豊国製油(株)製、商品名「HS2H−500S」、水酸基価22)350部を投入し、100℃で1時間混合を行い、ポリカーボネートとポリエステルとの混合樹脂からなる分散質(A−8)を得た。分散質(A−8)は、Mw12000、融点64℃であった。
攪拌装置及び脱溶剤装置のついた反応容器に、メチルエチルケトン1000部、1,6−ヘキサンジオール430部、ヘキサメチレンジイソシアネート570部を投入し、80℃で7時間反応を行い、80℃、20kPaで脱溶剤し、分散質(A−9)を得た。分散質(A−9)はMw7,500、融点75℃であった。
攪拌装置及び脱溶剤装置のついた反応容器に、メチルエチルケトン1000部、1,6−ヘキサンジオール210部、1,6−ヘキサンジオールとセバシン酸からなるポリエステルジオール(豊国製油(株)製、商品名「HS 2H−200S」、水酸基価56)500部、ヘキサメチレンジイソシアネート290部を投入し、80℃で7時間反応を行い、80℃、20kPaで脱溶剤し、分散質(A−10)を得た。分散質(A−10)はMw9,000、融点60℃であった。
攪拌装置及び脱溶剤装置のついた反応容器に、メチルエチルケトン1000部、1,6−ヘキサンジオール350部、1,6−ヘキサンジアミン90部、ヘキサメチレンジイソシアネート560部を投入し、80℃で7時間反応を行い、80℃、20kPaで脱溶剤し、分散質(A−11)を得た。分散質(A−11)はMw6,000、融点80℃であった。
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器に、1,2−プロピレングリコール57部、1,6−ヘキサンジオール86部、及びメチルエチルケトン(MEK)40部を仕込む。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)248部を仕込み80℃で5時間反応し、分散質(A’−1)のMEK溶液を得た。溶剤を除いた後の分散質(A’−1)の融点は27℃、Mwが8700、Mnは4200であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,6−ヘキサンジオール35.4部、テレフタル酸45.8部、ドデセニル無水コハク酸8.0部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.1部を入れ、170℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し分散質(A’−2)を得た。分散質(A’−2)の融点は108℃、Mwが12000、Mnは5500であった。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、キシレン454部、低分子量ポリエチレン〔三洋化成工業製 サンワックス LEL−400:軟化点128℃〕150部を投入し、窒素置換後170℃に昇温して十分溶解し、スチレン716部、アクリル酸ブチル46部、アクリロニトリル88部、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサヒドロテレフタレート34部、及びキシレン119部の混合溶液を、170℃で3時間かけて滴下して重合し、さらにこの温度で30分間保持した。次いで脱溶剤を行い、ワックス分散剤(1)を得た。ワックス分散剤(1)の重量平均分子量は5200であった。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−1)24.0部を、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度65℃まで昇温した。次に二酸化炭素を供給し3MPaにして10分間攪拌した後、3MPaをキープしたまま温度を40℃まで降温し、その後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、分散質(A−1)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−1)が分散された分散液(D−1)を得た。メジアン径及び粗大粒子量はレーザー式粒度分布測定装置(LA−920)で測定した(以下の分散質についても同様)。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−2)24.0部を、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度80℃まで昇温した。昇温後二酸化炭素を供給し7MPaにして10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、分散質(A−2)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−2)が分散された分散液(D−2)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、メチルエチルケトン240部、分散質(A−3)24.0部を、耐圧反応容器の容積の30%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度85℃まで昇温した。昇温後二酸化炭素を供給し3MPaにして20分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、分散質(A−3)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−3)が分散された分散液(D−3)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−4)を、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度120℃まで昇温した。昇温後二酸化炭素を供給し10MPaにして10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、分散質(A−4)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−4)が分散された分散液(D−4)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、酢酸エチル240部、分散質(A−5)48.0部を、耐圧反応容器の容積の50%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度50℃まで昇温した。昇温後二酸化炭素を供給し4MPaにして10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、分散質(A−5)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−5)が分散された分散液(D−5)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−6)48.0部を、耐圧反応容器の容積の50%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度60℃まで昇温した。昇温後二酸化炭素を供給し4MPaにして10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、分散質(A−6)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−6)が分散された分散液(D−6)を得た。
図1に示すラインブレンド方法を用いる実験装置〔ラインブレンド装置(M1)としては、スタティックミキサー(ノリタケカンパニーリミテド製;内径3.4mm、エレメント数27)を使用した〕において、まずT1にアセトン240部、分散質(A−7)24.0部を仕込み密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度40℃まで昇温し、分散質(A−7)の溶液を作製した。ボンベB1、ポンプP2より二酸化炭素を0.2L/hの流量で導入し、バルブV1を調整し、3MPaとした。次いで、タンクT1、ポンプP1より分散質(A−7)の溶液を0.5L/hの流量で導入し、3MPaを維持しながら、M1でラインブレンドされた混合液をノズルからT2内(大気圧)に開放することで、分散質(A−7)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−7)が分散された分散液(D−7)を得た。
図1に示すラインブレンド方法を用いる実験装置〔ラインブレンド装置(M1)としては、スタティックミキサー(ノリタケカンパニーリミテド製;内径3.4mm、エレメント数27)を使用した〕において、まずT1にアセトン240部、分散質(A−8)24.0部を仕込み密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度80℃まで昇温し、分散質(A−8)の溶液を作製した。ボンベB1、ポンプP2より二酸化炭素を0.2L/hの流量で導入し、バルブV1を調整し、5MPaとした。次いで、タンクT1、ポンプP1より分散質(A−8)の溶液を0.5L/hの流量で導入し、5MPaを維持しながら、M1でラインブレンドされた混合液をノズルからT2内(大気圧)に開放することで、分散質(A−8)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−8)が分散された分散液(D−8)を得た。
図1に示すラインブレンド方法を用いる実験装置〔ラインブレンド装置(M1)としては、スタティックミキサー(ノリタケカンパニーリミテド製;内径3.4mm、エレメント数27)を使用した〕において、まずT1にメチルエチルケトン240部、分散質(A−9)24.0部を仕込み密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度85℃まで昇温し、分散質(A−9)の溶液を作製した。ボンベB1、ポンプP2より二酸化炭素を0.2L/hの流量で導入し、バルブV1を調整し、8MPaとした。次いで、タンクT1、ポンプP1より分散質(A−9)の溶液を0.5L/hの流量で導入し、8MPaを維持しながら、M1でラインブレンドされた混合液をノズルからT2内(大気圧)に開放することで、分散質(A−9)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−9)が分散された分散液(D−9)を得た。
図1に示すラインブレンド方法を用いる実験装置〔ラインブレンド装置(M1)としては、スタティックミキサー(ノリタケカンパニーリミテド製;内径3.4mm、エレメント数27)を使用した〕において、まずT1にスチレンモノマー240部、分散質(A−10)24.0部を仕込み密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度65℃まで昇温し、分散質(A−10)の溶液を作製した。ボンベB1、ポンプP2より二酸化炭素を0.2L/hの流量で導入し、バルブV1を調整し、10MPaとした。次いで、タンクT1、ポンプP1より分散質(A−10)の溶液を0.5L/hの流量で導入し、10MPaを維持しながら、M1でラインブレンドされた混合液をノズルからT2内(大気圧)に開放することで、分散質(A−10)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−10)が分散された分散液(D−10)を得た。
図1に示すラインブレンド方法を用いる実験装置〔ラインブレンド装置(M1)としては、スタティックミキサー(ノリタケカンパニーリミテド製;内径3.4mm、エレメント数27)を使用した〕において、まずT1に酢酸エチル240部、分散質(A−11)48.0部を仕込み密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度60℃まで昇温し、分散質(A−11)の溶液を作製した。ボンベB1、ポンプP2より二酸化炭素を0.2L/hの流量で導入し、バルブV1を調整し、4MPaとした。次いで、タンクT1、ポンプP1より分散質(A−11)の溶液を0.5L/hの流量で導入し、4MPaを維持しながら、M1でラインブレンドされた混合液をノズルからT2内(大気圧)に開放することで、分散質(A−11)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−11)が分散された分散液(D−11)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、製造例14で得られたワックス分散剤(1)12.0部、アセトン228部、及びパラフィンワックス(HNP−9、融点:76℃、日本精蝋製)24.0部を、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度80℃まで昇温した。昇温後二酸化炭素を供給し5MPaにして10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、パラフィンワックスを析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、パラフィンワックスからなる分散質(A−12)の分散液(D−12)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−4)24.0部を、耐圧反応容器の容積の30%まで仕込み、密閉して攪拌しながら加熱し、系内温度10℃まで冷却し分散質(A−4)を晶析させた。昇温後二酸化炭素を供給し6MPaにして20分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、分散質(A−4)を析出させ、二酸化炭素を気化させ除去して、分散質(A−4)が分散された分散液(D−13)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−1)24.0部を、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、室温(20℃)で二酸化炭素を供給し5MPaにして、10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、二酸化炭素を気化させ除去して、比較の分散質(A−1)が分散された分散液(D’−1)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−2)を24.0部仕込み、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、室温(20℃)で二酸化炭素を供給し3MPaにして、10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、二酸化炭素を気化させ除去して、比較の分散質(A−2)が分散された分散液(D’−2)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−12)を24.0部仕込み、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、二酸化炭素を供給、および昇温して3MPa、40℃にして、10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、二酸化炭素を気化させ除去して、比較の分散質(A−12)が分散された分散液(D’−3)を得た。
攪拌棒及び温度計をセットした耐圧反応容器に、アセトン240部、分散質(A−13)を24.0部仕込み、耐圧反応容器の容積の40%まで仕込み、二酸化炭素を供給、および昇温して7MPa、110℃にして、10分間攪拌した後、容器下部に取り付けたノズルを全開して大気中に開放することで、二酸化炭素を気化させ除去して、比較の分散質(A−14)が分散された分散液(D’−4)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、1,2−プロピレングリコール(以下、プロピレングリコールと記載)831部、テレフタル酸703部、アジピン酸47部、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ、軟化点が87℃になった時点で180℃まで冷却し、さらに無水トリメリット酸24部、テトラブトキシチタネート0.5部を投入し90分反応させた後、取り出した。回収されたプロピレングリコールは442部であった。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し、ポリエステル樹脂(F−1)を得た。ポリエステル樹脂(F−1)のMnは1900、Tgは45℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール729部、テレフタル酸683部、アジピン酸67部、無水トリメリット酸38部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させた。回収されたプロピレングリコールは172部であった。軟化点が160℃になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化し、ポリエステル樹脂(F−2)を得た。この樹脂のMnは5700、Tgは63℃であった。
攪拌装置のついた容器に、アセトン490部、メタノール175部、イオン交換水35部からなる混合溶剤である溶剤(B)に、樹脂(F−1)228部、及び樹脂(F−2)57部を仕込み、樹脂(F−1)と樹脂(F−2)が完全に溶解するまで攪拌し、樹脂溶液(L−1)を得た。
なお、溶剤(B)は、標準状態の樹脂(F−1)と溶剤(B)の等重量混合物における樹脂(F−1)の重量に対する樹脂(F−1)の不溶分重量は0.1重量%以下、溶剤(B)のSP値は11.8であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、1,6−ヘキサンジオール422部(100.0モル部)、セバシン酸692部(98.0モル部)、安息香酸9部(2.0モル部)、及び重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート2.5重量部を入れ、180℃に昇温し、同温度で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させ、次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に生成する水を留去しながら4時間反応させ、更に0.007〜0.026MPaの減圧下で水を留去しながら反応させ、酸価が0.5以下になった時点で取り出しし、結晶性樹脂(f−1)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた別の反応容器に、(f−1)587部、酢酸エチル400部を投入し、60℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.05重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、ヘキサメチレンジイソシアネート12.5部を投入し、90℃まで昇温し、5時間反応させ、樹脂(F−3)の酢酸エチル溶液を得た。次いで酢酸エチルを除去することで、樹脂(F−3)を得た。樹脂(F−3)の融点は70℃、Mwは27400であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、冷却管及び窒素導入管を備えた反応容器に、プロピレングリコール315部(下記回収分161部を除くと63.6モル部)、ビスフェノールAのPO2モル付加物404部(19.0モル部)、テレフタル酸459部(81.2モル部)、安息香酸61部(14.7モル部)、重合触媒としてチタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート2.5部を入れ、210℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら5時間反応させた後、0.007〜0.026MPaの減圧下に1時間反応させた。次いで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸27.3部(4.2モル部)を加え、常圧下で1時間反応させ、非結晶線形ポリエステル樹脂(F−4)を得た。回収されたプロピレングリコールは161部であった。(F−4)のTgは65℃、Mwは5,500であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、(f−1)452部、酢酸エチル500部を投入し、60℃まで昇温し、同温度で2時間撹拌し、溶解させた後、この溶液中の水分量が0.06重量%になるように水を加えた。溶解を確認した後、トリレンジイソシアネート48部を加え、80℃まで昇温し、同温度で1時間反応させ、末端にイソシアネート基を有する前駆体(F’−1)の溶液を得た。前駆体(F’−1)のMwは14,000、融解熱の最大ピーク温度は60℃、イソシアネート含有率は1.0重量%であった。
撹拌装置を備えた反応容器に、結晶性樹脂(F−3)15重量部、非結晶線形ポリエステル樹脂(F−4)を85部及び酢酸エチル153重量部を投入し、撹拌して樹脂溶液(L−2)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、滴下ロート、及び窒素吹き込み管を備えた反応容器に、トルエン500部を仕込み、別のガラス製ビーカーに、トルエン350部、ベヘニルアクリレート(炭素数22個の直鎖アルキル基を有するアルコールのアクリレート、ブレンマーVA、日油製)120部、メタクリル酸メチル22.5部、(2−パーフルオロデシル)エチルアクリレート(和光純薬製)7.5部、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)10部を仕込み、20℃で撹拌、混合して単量体溶液を調製し、滴下ロートに仕込んだ。反応容器の気相部の窒素置換を行った後に密閉下80℃で2時間かけて単量体溶液を滴下し、滴下終了から2時間、85℃で熟成した後、トルエンを130℃で3時間減圧除去して、樹脂(e−1)を得た。この樹脂の融点は60℃、Mnは8000であった。
ノルマルヘキサン700部、樹脂(e−1)300部を混合した後、ビーズミル(ダイノーミルマルチラボ:シンマルエンタープライゼス製)で粒径0.3mmのジルコニアビーズを用いて粉砕を行い、乳白色の有機微粒子(E−1)の非水性分散液を得た。この分散液中の(E−1)の体積平均粒径は0.4μmであった。体積平均粒径はレーザー式粒度分布測定装置(LA−920)で測定した(以下の有機微粒子、顔料についても同様)。
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン139部、メタクリル酸メチル138部、アクリル酸ブチル184部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成して、有機微粒子(E−2)の水性分散液(固形分濃度20%)を得た。この分散液中の(E−2)の体積平均粒径は0.15μmであった。
アセトン800部、銅フタロシアニンブルー4920(大日精化工業株式会社製)200部、顔料分散剤DISPER BYK−106(ビックケミー社製)46部を混合した後、ビーズミル(ダイノーミルマルチラボ:シンマルエンタープライゼス製)で粒径0.3mmのジルコニアビーズを用いて粉砕を行い、顔料分散液(P)を得た。この分散液中の顔料の体積平均粒径は0.3μmであった。
ワックス分散剤(1)12.0部アセトン228部、及びパラフィンワックス(HNP−9、融点:76℃、日本精蝋製)24.0部を溶解混合した後、氷浴中で急速冷却し、ワックスを晶析したものを、ビーズミル(ダイノーミルマルチラボ:シンマルエンタープライゼス製)で粒径0.3mmのジルコニアビーズを用いて粉砕を行い、乳白色のワックス分散液(1)の非水性分散液を得た。この分散液中のワックスの体積平均粒径は0.4μmであった。体積平均粒径はレーザー式粒度分布測定装置(LA−920)で測定した。
銅フタロシアニンブルー4920(大日精化工業株式会社製)100部、アニオン界面活性剤(三洋化成工業製:エレミノールMON−7)2部、イオン交換水250部を混合し、TK式ホモミキサーで分散し、顔料分散液(P’)を得た。
パラフィンワックス(HNP−9、融点:76℃、日本精蝋製)80部、アニオン界面活性剤(三洋化成工業製:エレミノールMON−7)1部、イオン交換水120部を混合し、95℃で溶解させた後、TK式ホモミキサーで分散し、ワックス分散液(1’)を得た。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、セバシン酸159部、アジピン酸28部と1,4−ブタンジオール124部及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)1部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成する水及び1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ、Mwが10000になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し結晶性樹脂(f−2)を得た。結晶性樹脂(f−2)の融点は55℃、Mnは4300、水酸基価は36であった。
攪拌棒及び温度計をセットした反応容器に、トリレンジイソシアネート44部及びMEK100部を仕込んだ。この溶液にシクロヘキサンジメタノール32部を仕込み80℃で2時間反応させた。次にこの非結晶性樹脂を含有する溶液を結晶性樹脂(f−2)140部をMEK140部に溶解させた溶液へ投入し、80℃で4時間反応して樹脂(F−5)を得た。溶剤を除いた後の樹脂(F−5)の融点は55℃、Mnは14000、Mwは28000であった。
樹脂(F−5)100部に対してアセトン100部を加え溶解させた。ホモジナイザーで撹拌下(10000rpm)、樹脂(F−5)のアセトン溶液に水300部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(三洋化成工業製、「エレミノールMON−7」)5部を加え、40℃、100mmHgの減圧下でアセトンを留去することで樹脂(F−5)の水分散液(1)を得た。樹脂(F−5)の水分散液(1)のレーザー式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所製)で測定した体積平均粒径は0.09μmであった。
分散液(D−11)100部とイオン交換水90部混合し、40℃、100mmHgの減圧下で酢酸エチルを留去することで、分散質(A−11)の水性分散液(1)を得た。
撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に、イソホロンジアミン50重量部とメチルエチルケトン300重量部を投入し、50℃で5時間反応を行った後、脱溶剤して硬化剤(β)を得た。(β)の全アミン価は415であった。
図2の実験装置において、まずバルブV2、V3を閉じ、ボンベB3、ポンプP6より粒子回収槽T6に二酸化炭素(純度99.99%)を導入し、14MPa、40℃に調整した。また樹脂溶液タンクT3に樹脂溶液(L−1)、分散液(D−1)を混合したもの、微粒子分散液タンクT4に有機微粒子(E−1)の非水性分散液を仕込んだ。次にボンベB2、ポンプP5より二酸化炭素を分散槽T5に導入し、9MPa、40℃に調整し、さらにタンクT4、ポンプP4より有機微粒子(E−1)の非水性分散液を導入した。次に分散槽T5の内部を2000rpmで攪拌しながら、タンクT3、ポンプP3より樹脂溶液(L−1)と分散液(D−1)の混合液を分散槽T5内に導入した。導入後T3の内部の圧力は14MPaとなった。
なお分散槽T5への仕込み組成は次の通りである。
樹脂溶液(L−1) 270部
分散液(D−1) 80部
有機微粒子(E−1)の非水性分散液 45部
二酸化炭素 550部
なお導入した二酸化炭素の重量は、二酸化炭素の温度(40℃)、及び圧力(15MPa)から二酸化炭素の密度を下記文献3に記載の状態式より算出し、これに分散槽T5の体積を乗じることにより算出した(以下同様。)。
文献3:Journal of Physical and Chemical Refarence data、vol.25、P.1509〜1596
実施例14において、分散液(D−1)の代わりに、実施例2〜7及び13でそれぞれ得られた分散液(D−2)〜(D−7)及び(D−13)を使用したこと以外は実施例15と同様にして、分散質(A−2)〜(A−7)及び(A−4)が均一分散された樹脂粒子(G−2)〜(G−7)及び(G−13)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された、樹脂粒子(I−2)〜(I−7)及び(I−13)を得た。
ビーカー内にノルマルデカン(n−デカン)120部と有機微粒子(E−1)の非水性分散液45部を投入し、ホモミキサー(プライミクス製)で回転数16000rpmで10秒混合した後、撹拌下に樹脂溶液(L−1)270部と分散液(D−8)80部を混合した液を一気に投入し、1分間分散して液滴(G’−1)を得た。さらにその分散体をエバポレータで40℃、0.01MPaで脱溶剤、続いて濾別、乾燥を行うことで系中の溶剤を除去し、分散質(A−8)が均一分散された樹脂粒子(G−8)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された、樹脂粒子(I−8)を得た。
ビーカーに、イオン交換水170.2部、有機微粒子(E−2)の水性分散液11部を、カルボキシメチルセルロースナトリウム1部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液「エレミノールMON−7」[三洋化成工業(株)製]11部及び酢酸エチルを投入し、撹拌して均一に溶解した。次いで50℃に昇温し、同温度でTKオートホモミキサーを10,000rpmに撹拌しながら、前駆体(F’−1)溶液11.2部、硬化剤(β)5.5部と樹脂溶液(L−2)63.8部、分散液(D−9)22部の混合液を投入し2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に移し、50℃で濃度が0.5重量%以下となるまで酢酸エチルを留去し、樹脂粒子の液滴(G’−2)を得た。次いで洗浄、濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、揮発分を0.5重量%以下として、分散質(A−9)が均一分散された樹脂粒子(G−9)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された、樹脂粒子(I−9)を得た。
スチレン72部及びn−ブチルアクリレート18部からなる単量体(得られる共重合体の計算Tg=56℃)と、樹脂(F−3)を10部、帯電制御剤(保土ケ谷化学社製)1部、及びジビニルベンゼン0.3部を室温においてビーズミルで分散を行い、均一混合液を得た。
さらに均一混合液に分散液(D−10)を100部投入し混合した。
ステンレス製ビーカーに樹脂(F−5)の水分散液(1)140部、分散質(A−11)の水性分散液(1)40部、イオン交換水600部、硫酸マグネシウム1部を加え、TK式ホモミキサーを用いて分散させた後、pH7.0に調製してから60℃まで撹拌しながら昇温した。凝集粒子の体積平均粒径が5.0μm付近になるまで、塩酸(0.1mol/L)を添加したところで、pHを一定に保ちながら樹脂(F−5)の水分散液(1)600部を加え、60℃で1時間撹拌後、さらに80℃で加熱撹拌を2時間行った。その後、濾別し、500部のイオン交換水で4回洗浄し、40℃×18時間乾燥を行い樹脂粒子(I−11)を得た。
樹脂溶液(L−1)270部、及び分散液(D−12)80部を混合し、この混合液を目開き1μmのフィルターを通した。
−液柱共鳴条件−
共鳴モード :N=2
液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さ :L=1.8mm
液柱共鳴液室の液共通供給路側のフレームの端部の高さ :h1=80μm
液柱共鳴液室の連通口の高さ :h2=40μm
−トナー母体粒子作製条件−
分散液比重 :ρ=1.1g/cm3
吐出孔の形状 :真円
吐出孔直径 :8.0μm
吐出孔の開口数 :1個(液柱共鳴液室1つ当たり)
液柱共鳴液室の数 :100室
乾燥エアー温度 :40℃
印加電圧 :12.0V
駆動周波数 :280kHz
実施例14において、分散液(D−1)の代わりに、比較の分散液(D’−1)〜(D’−4)を使用したこと以外は実施例14と同様にして、それぞれ分散質(A−1)、(A−2)、(A’−1)、(A’−2)を含有する樹脂粒子(Gx−1)〜(Gx−4)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された、比較樹脂粒子(Ix−1)〜(Ix−4)を得た。
比較樹脂粒子(Ix−1)〜(Ix−3)はいずれも分散質(A−1)、(A−2)、(A’−1)の分散性が悪く、また十分に微細化されていない分散質(A−1)、(A−2)、(A’−1)が樹脂粒子中に含まれずに析出しているのが確認された。一方 比較樹脂粒子(Ix−4)では分散質(A’−2)の分散性は良好であった。
樹脂粒子(I−1)〜(I−12)、比較樹脂粒子(Ix−1)〜(Ix−4)にアエロジルR972(日本アエロジル社製)を1.0%添加し、よく混ぜて均一にした後、この粉体を紙面上に0.6mg/cm2となるよう均一に載せる(このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いる(上記の重量密度で粉体を均一に載せることができるのであれば他の方法を用いてもよい)。この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)5kg/cm2の条件で通した時のMFT(最低定着温度)を測定した。
実施例14において、分散液(D−1)40部の代わりにワックス分散液(1)20部及び顔料分散液(P)20部を併用したこと以外は実施例14と同様にして、分散質(A−1)が均一分散されたトナー母体粒子(J’−1)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された、トナー粒子(J−1)を得た。
ビーカー内にノルマルデカン(n−デカン)120部と有機微粒子(E−1)の非水性分散液45部を投入し、ホモミキサー(プライミクス製)で回転数16000rpmで10秒混合した後、撹拌下に樹脂溶液(L−1)270部と分散液(D−8)40部、顔料分散液(P)20部、ワックス分散液(1)20部を混合した液を一気に投入し、1分間分散して分散体を得た。さらにその分散体をエバポレータで40℃、0.01MPaで脱溶剤、続いて濾別、乾燥を行うことで系中の溶剤を除去し、分散質(A−8)が均一分散されたトナー母体粒子(J’−2)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成されたトナー粒子(J−2)を得た。
ビーカーに、イオン交換水170部、有機微粒子(E−2)の水性分散液110部を、カルボキシメチルセルロースナトリウム1部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液「エレミノールMON−7」[三洋化成工業(株)製]11部及び酢酸エチル30部を投入し、撹拌して均一に溶解した。次いで50℃に昇温し、同温度でTKオートホモミキサーを10,000rpmに撹拌しながら、前駆体(F’−1)溶液11.2部、硬化剤(β)5.5部と樹脂溶液(L−2)63.8部、分散液(D−9)16部、顔料分散液(P)3部、ワックス分散液(1)3部の混合液を投入し2分間撹拌した。次いでこの混合液を撹拌装置、加熱冷却装置、冷却管及び温度計を備えた反応容器に移し、50℃で濃度が0.5重量%以下となるまで酢酸エチルを留去し、トナー母体となる液滴を得た。次いで洗浄、濾別し、40℃で18時間乾燥を行い、揮発分を0.5重量%以下として、分散質(A−9)が均一分散されたトナー母体粒子(J’−3)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された、トナー粒子(J−3)を得た。
スチレン72部及びn−ブチルアクリレート18部からなる単量体(得られる共重合体の計算Tg=56℃)と、樹脂(F−4)を10部、銅フタロシアニンブルー4920(大日精化株式会社製)4.5部、パラフィンワックス(HNP−9、融点:76℃、日本精蝋製)4.5部、帯電制御剤(保土ケ谷化学社製)1部、及びジビニルベンゼン0.3部を室温においてビーズミルで分散を行い、均一混合液を得た。
さらに均一混合液に分散液(D−10)を100部投入し混合した。
ステンレス製ビーカーに樹脂(F−5)の水分散液(1)120部、分散質(A−11)の水性分散液(1)40部、顔料分散液(P)10部、ワックス分散液(1)10部、イオン交換水600部、硫酸マグネシウム1部を加え、TK式ホモミキサーを用いて分散させた後、pH7.0に調製してから60℃まで撹拌しながら昇温した。凝集粒子の体積平均粒径が5.0μm付近になるまで、塩酸(0.1mol/L)を添加したところで、pHを一定に保ちながら樹脂(F−5)の水分散液(1)600部を加え、60℃で1時間撹拌後、さらに80℃で加熱撹拌を2時間行った。その後、濾別し、500部のイオン交換水で4回洗浄し、40℃×18時間乾燥を行いトナー粒子(J−5)を得た。
樹脂溶液(L)の溶解液230部、顔料分散液(P)20部、ワックス分散液(1)20部及び分散液(D−12)80部を混合し、この混合液を目開き1μmのフィルターを通した。
−液柱共鳴条件−
共鳴モード :N=2
液柱共鳴液室の長手方向の両端間の長さ :L=1.8mm
液柱共鳴液室の液共通供給路側のフレームの端部の高さ :h1=80μm
液柱共鳴液室の連通口の高さ :h2=40μm
−トナー母体粒子作製条件−
分散液比重 :ρ=1.1g/cm3
吐出孔の形状 :真円
吐出孔直径 :8.0μm
吐出孔の開口数 :1個(液柱共鳴液室1つ当たり)
液柱共鳴液室の数 :100室
乾燥エアー温度 :40℃
印加電圧 :12.0V
駆動周波数 :280kHz
実施例27において、分散液(D−1)の代わりに、比較の分散液(D’−1)〜(D’−4)に変更したこと以外は実施例27と同様にして、それぞれ分散質(A−1)、(A−2)、(A’−1)、(A’−2)を含有するトナー母体粒子(Jx’−1)〜(Jx’−4)の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された、比較トナー粒子(Jx−1)〜(Jx−4)を得た。
比較トナー粒子(Jx−1)〜(Jx−3)はいずれも分散質(A−1)、(A−2)、(A’−1)の分散性が悪く、また十分に微細化されていない分散質(A−1)、(A−2)、(A’−1)がトナー粒子中に含まれずに析出しているのが確認された。一方 比較トナー粒子(Jx−4)では分散質(A’−2)の分散性は良好であった。
ビーカー内にIPソルベント2028(出光社製)170部と有機微粒子(E−1)の非水性分散液110部を投入し、ホモミキサー(プライミクス製)で回転数16000rpm、10秒混合した後、撹拌下に樹脂溶液(L−1)80部と分散液(D−8)19部、顔料分散液(P)3部を混合した液を一気に投入し、1分間分散して分散体を得た。さらにその分散体をエバポレータで40℃、0.01MPaで脱溶剤を行うことで系中の溶剤を除去し、分散質(A−8)が均一分散された粒子の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された粒子(J−7)がIPソルベント2028に分散した液体現像剤(K−1)を得た。
分散液(D−8)19部を分散液(D’−4)19部に変更する以外は実施例33と同様にし、分散質(A’−2)が均一分散された粒子の表面に有機微粒子(E−1)由来の皮膜が形成された粒子(Jx−5)がIPソルベント2028に分散した液体現像剤(Kx−1)を得た。
液体現像剤(K−1)をスポイトでサンプリングした後、光沢紙面上1点に0.08gの液滴を落とした後、バーコーターを用いて、液膜厚が10μmになるよう引き伸ばした。この液体現像剤(K−1)が塗布された光沢紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)5kg/cm2の条件で通した時のMFT(最低定着温度)を測定した結果、MFTは120℃であった。同様に比較液体現像剤(Kx−1)を測定したところ、MFTは185℃であった。
また、本発明の製造方法により得られる分散液を用いて得られる樹脂粒子は、電子写真トナーの母体粒子、塗料用添加剤、化粧品用添加剤、紙塗工用添加剤、スラッシュ成型用樹脂、粉体塗料、電子部品製造用スペーサー、電子測定機器の標準粒子、電子ペーパー用粒子、医療診断用担体、電気粘性用粒子、その他成型用樹脂粒子として有用である。
また、本発明の製造方法により得られる分散液を用いて得られるトナー及び液体現像剤は、電子写真トナーとして有用である。
T2:分散液受け槽
B1:二酸化炭素ボンベ
P1:溶液ポンプ
P2:二酸化炭素ポンプ
M1:スタティックミキサー
V1:バルブ
T3:樹脂溶液タンク
T4:溶液タンク
T5:分散槽(最高使用圧力20MPa、最高使用温度200℃、攪拌機つき)
T6:粒子回収槽(最高使用圧力20MPa、最高使用温度100℃)
T7:溶剤トラップ
F1:セラミックフィルター(メッシュ:0.5μm)
B2、B3:二酸化炭素ボンベ
Claims (24)
- 溶剤(B)中に分散質(A)が分散された分散液(D)であって、分散質(A)がポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂及びポリウレア樹脂からなる群から選ばれる1種以上であり、分散質(A)が針状粒子であり、短径(T1)と長径(T2)の比(T1/T2)が0.02〜0.2であり、分散質(A)が以下の[条件1] 〜[条件4]を満たす分散液。
[条件1]融点が30℃〜100℃
[条件2]メジアン径が0.05μm〜3.0μm
[条件3]粗大粒子量が1.0体積%以下
[条件4]非球形状であって、球形換算した際の1次粒子径が10nm〜600nm - 分散質(A)が結晶性樹脂であり、分散質(A)と溶剤(B)とのSP値差の絶対値[ΔSP(AB)]が0.01〜3.0である請求項1記載の分散液。
- 分散質(A)、溶剤(B)及び圧力が0.5MPa以上である圧縮性流体(X)を混合し、その後減圧膨張して、(X)を除去する請求項1又は2記載の分散液の製造方法。
- 分散質(A)の融点以上の温度で、分散質(A)、溶剤(B)及び圧力が0.5MPa以上である圧縮性流体(X)を混合する請求項3記載の分散液の製造方法。
- 分散質(A)と圧縮性流体(X)をラインブレンドにより混合する方法である請求項3又は4記載の分散液の製造方法。
- 請求項1又は2記載の分散液(D)と、樹脂(F”)の前駆体(F’)及び/又は樹脂(F)を用いて製造される樹脂粒子(I)の製造方法。
- 樹脂粒子(I)に対する、(I)中の分散質(A)の重量比率をr、示差走査熱量測定における分散質(A)の1回目昇温時の融解熱量をQA1st、樹脂粒子(I)の1回目昇温時の分散質(A)由来の融解熱量をQI1st、樹脂粒子(I)の2回目昇温時の分散質(A)由来の融解熱量をQI2ndとしたときに、下記の[条件5]及び[条件6]を満たす請求項6記載の樹脂粒子(I)の製造方法。
[条件5] 0.8≦(QI1st)/(QA1st)×r≦1.05
[条件6] 0.01≦(QI2nd)/(QI1st)≦0.95 - 樹脂(F)及び/又は(F”)が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエポキシ及びポリ(メタ)アクリル樹脂からなる群から選ばれる1種以上である請求項6又は7記載の樹脂粒子(I)の製造方法。
- 請求項6〜8いずれか記載の樹脂粒子の製造方法において、分散液(D)と、圧縮性流体(X)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、(X)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、圧縮性流体(X)と溶剤(B)を除去する工程とを含む製造方法であって、圧縮性流体(X)が液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素である樹脂粒子(I)の製造方法。
- 請求項6〜8いずれか記載の樹脂粒子の製造方法において、分散液(D)と、非水性有機媒体(N)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、非水性有機媒体(N)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、非水性有機媒体(N)と、溶剤(B)とを除去する工程とを含む樹脂粒子(I)の製造方法。
- 請求項6〜8いずれか記載の樹脂粒子の製造方法において、分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)と、水性媒体(W)とを混合し、水性媒体中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と、溶剤(B)とを含有する液滴(G’)を形成する工程と、水性媒体(W)と溶剤(B)を除去する工程とを含む樹脂粒子(I)の製造方法。
- 請求項6〜11いずれか記載の樹脂粒子の製造方法において、前駆体(F’)を反応させて樹脂(F”)とする工程を含む樹脂粒子(I)の製造方法。
- 請求項6〜8いずれか記載の樹脂粒子の製造方法において、分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、分散質(A)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)とを含む粒子を凝集させる工程と、さらに溶剤(B)を除去する工程とを含む樹脂粒子(I)の製造方法。
- 請求項6〜8いずれか記載の樹脂粒子の製造方法において、分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、少なくとも吐出孔から吐出して液滴化する工程と、上記液滴を固化する乾燥工程とを含む樹脂粒子(I)の製造方法。
- 請求項1又は2記載の分散液(D)と、樹脂(F”)の前駆体(F’)及び/又は樹脂(F)とを用いて製造されるトナー(J)の製造方法。
- トナー(J)に対する、(J)中の分散質(A)の重量比率をr’、示差走査熱量測定における分散質(A)の1回目の昇温時の融解熱量をQA1st、トナー(J)の1回目の昇温時の分散質(A)由来の融解熱量をQJ1st、トナー(J)の2回目の昇温時の分散質(A)由来の融解熱量をQJ2ndとしたときに、下記の[条件7]及び[条件8]を満たす請求項15記載のトナー(J)の製造方法。
[条件7] 0.8≦(QJ1st)/(QA1st)×r’≦1.05
[条件8] 0.01≦(QJ2nd)/(QJ1st)≦0.95 - 樹脂(F)及び/又は(F”)が、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエポキシ及びポリ(メタ)アクリル樹脂からなる群から選ばれる1種以上である請求項15又は16記載のトナー(J)の製造方法。
- 請求項15〜17いずれか記載のトナーの製造方法において、分散液(D)と、圧縮流体(X)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、(X)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と樹脂(F)と溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、圧縮流体(X)と溶剤(B)を除去する工程とを含み、圧縮性流体(X)が液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素であるトナー(J)の製造方法。
- 請求項15〜17いずれか記載のトナーの製造方法において、分散液(D)と非水性有機媒体(N)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、非水性有機媒体(N)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と、溶剤(B)を含有する液滴(G’)を形成する工程と、非水性有機媒体(N)と溶剤(B)を除去する工程とを含むトナー(J)の製造方法。
- 請求項15〜17いずれか記載のトナー(J)の製造方法において、分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)と、水性媒体(W)とを混合し、水性媒体中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)と、溶剤(B)とを含有する液滴(G’)を形成する工程と、水性媒体(W)と溶剤(B)を除去する工程とを含むトナー(J)の製造方法。
- 請求項15〜20いずれか記載の樹脂粒子の製造方法において、前駆体(F’)を反応させて樹脂(F”)とする工程を含むトナー(J)の製造方法。
- 請求項15〜17いずれか記載のトナーの製造方法において、分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、分散質(A)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)とを含む粒子を凝集させる工程と、さらに溶剤(B)を除去する工程とを含むトナー(J)の製造方法。
- 請求項15〜17いずれか記載のトナーの製造方法において、分散液(D)と、樹脂(F)及び/又は前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、少なくとも吐出孔から吐出して液滴化する工程と、上記液滴を固化する乾燥工程とを含むトナー(J)の製造方法。
- 請求項1又は2記載の分散液(D)と、非水性有機媒体(N)と、樹脂(F)及び/又はその前駆体(F’)が溶剤(B)に溶解された溶液(L)とを混合し、非水性有機媒体(N)中に(D)と(L)を分散させることにより、分散質(A)と、樹脂(F)と、溶剤(B)とを含有する液滴(G’)を形成する工程と、溶剤(B)を除去する工程とを含む液体現像剤(K)の製造方法。
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