JP6468641B2 - 電子写真用トナー用結着樹脂の製造方法 - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
〔1〕 スチレン系樹脂成分と重縮合系樹脂成分とを含有する複合樹脂を製造する、電子写真用トナー用結着樹脂の製造方法であって、
工程1:重縮合系樹脂成分の原料モノマーと(メタ)アクリル酸化合物とを、重縮合する工程、
工程2:工程1で得られた重縮合物に、重合開始剤の存在下、スチレン系樹脂成分の原料モノマーを100℃以上180℃以下で付加重合する工程、及び
工程3:工程2の付加重合反応の終了後、180℃を超え250℃以下で重縮合反応を行う工程
を含む、電子写真用トナー用結着樹脂の製造方法、並びに
〔2〕 前記〔1〕記載の製造方法により得られる結着樹脂を含む、電子写真用トナー
に関する。
工程1:重縮合系樹脂成分の原料モノマーと(メタ)アクリル酸化合物とを、重縮合する工程、
工程2:工程1で得られた重縮合物に、重合開始剤の存在下、スチレン系樹脂成分の原料モノマーを100℃以上180℃以下で付加重合する工程、及び
工程3:工程2の付加重合反応の終了後、180℃を超え250℃以下で重縮合反応を行う工程
を含む方法である。
さらに、工程3の重縮合反応により複合樹脂の軟化点を高めることで、樹脂の構造が安定化される。これらの工程1〜3を経ることで、スチレン系樹脂成分の芳香環、又はスチレン系樹脂の芳香環により、電荷安定性が高く、放置後のカブリ(以下、放置カブリともいう)が少ない、トナー用結着樹脂を製造することができると考えられる。
アルキルエステルのアルキル基の炭素数は、反応性が高く、系外に揮発され難いため電荷安定性と放置カブリ抑制の効果が高い観点から、好ましくは1以上、より好ましくは2以上、さらに好ましくは4以上、さらに好ましくは6以上であり、同様の観点から、好ましくは22以下、より好ましくは18以下、さらに好ましくは16以下、さらに好ましくは12以下、さらに好ましくは10以下である。
なお、反応時間は、スチレン系樹脂の原料モノマーの添加時間、スチレン系樹脂の原料モノマー添加終了後の熟成時間、残存するスチレン系樹脂の原料モノマーを除去する時間を含む。
スチレン系樹脂成分の原料モノマーの残存量は、ガスクロマトグラフィー(GC)を用いて、エチルベンゼンを標準物質としてスチレン等の各々の原料モノマーの検量線を作成し、その含有量を求めることができる。なお、ガスクロマトグラフィー(GC)の測定条件は、下記のものを用いることができる。
〔測定機器〕
測定器:GC-14A(島津製作所製)
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
カラム:内径32mm×長さ2.1m
充填剤:PEG-20M(10%),Chromosorb W60/80 AW-DMCS
〔測定条件〕
昇温プログラム:
INITIAL TEMP:100℃
INITIAL TIME:10min
PROGRAM RATE:10℃/min
FINAL TEMP:200℃
FINAL TIME:10min
注入口温度:250℃
検出器温度:250℃
RANG:102
溶媒:酢酸エチル及びヘキサン
正帯電性荷電制御剤としては、ニグロシン染料、例えば「ニグロシンベースEX」、「オイルブラックBS」、「オイルブラックSO」、「ボントロンN-01」、「ボントロンN-04」、「ボントロンN-07」、「ボントロンN-09」、「ボントロンN-11」(以上、オリエント化学工業株式会社製)等;3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料、4級アンモニウム塩化合物、例えば「ボントロンP-51」(オリエント化学工業株式会社製)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY CHARGE PX VP435」(クラリアント社製)等;ポリアミン樹脂、例えば「AFP-B」(オリエント化学工業株式会社製)等;イミダゾール誘導体、例えば「PLZ-2001」、「PLZ-8001」(以上、四国化成工業株式会社製)等;スチレン−アクリル系樹脂、例えば「FCA-701PT」(藤倉化成株式会社製)等が挙げられる。
(A)水系媒体中で予め結着樹脂を含有する一次粒子を形成させた後、一次粒子を凝集・合一させる方法、
(B)水系媒体中で予め結着樹脂を含有する一次粒子を形成させた後、一次粒子を融着させる方法、
(C)結着樹脂を含む原料を水系媒体中で分散させて、粒子化する方法
等が挙げられる。
フローテスター「CFT-500D」(株式会社島津製作所社製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/minで加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とする。
示差走査熱量計「DSCQ20」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミパンに計量し、室温から降温速度10℃/minで0℃まで冷却し、0℃にて1分間保持する。その後、昇温速度50℃/minで測定する。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の最高ピーク温度とする。
示差走査熱量計「DSC Q20」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製)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℃/minで0℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/minで昇温し測定する。吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
JIS K0070の方法に基づき測定する。ただし、測定溶媒のみJIS K0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更する。
(1)測定装置:レーザー回折型粒径測定機「LA-920」(堀場製作所社製)
(2)測定条件:測定用セルに蒸留水を加え、吸光度を適正範囲になる温度で体積中位粒径を測定する。
赤外線水分計「FD-230」(ケツト科学研究所社製)を用いて、測定試料5gを乾燥温度150℃、測定モード96(監視時間2.5min/変動幅0.05%)にて、水分量を測定する。固形分濃度は下記の式に従って算出する。
固形分濃度(質量%)=100−M
M:水分量(質量%)
示差走査熱量計「DSC Q20」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミパンに計量し、昇温速度10℃/minで200℃まで昇温し、その温度から降温速度5℃/minで-10℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/minで180℃まで昇温し測定する。そこで得られた融解吸熱カーブから観察される吸熱の最高ピーク温度を離型剤の融点とする。
平均粒子径は、個数平均粒子径を指し、走査型電子顕微鏡(SEM)写真から500個の粒子の粒径(長径と短径の平均値)を測定し、それらの数平均値とする。
測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター株式会社製)
アパチャー径:100μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマンコールター株式会社製)
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター株式会社製)
分散液:電解液にエマルゲン109P(花王株式会社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB(グリフィン):13.6)を溶解して5質量%に調整したもの
分散条件:前記分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機(機械名:(株)エスエヌディー社製US-1、出力:80W)にて1分間分散させ、その後、前記電解液25mLを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製する。
測定条件:前記電解液100mLに、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度となるように、前記試料分散液を加え、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)を求める。
〔工程1〕
表1〜4に示すトリメリット酸以外の重縮合系樹脂成分の原料モノマー及び(メタ)アクリル酸化合物又はフマル酸化合物と、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2gを、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて4時間反応した。その後、8kPaにて1時間反応した。
〔工程2〕
次に、8kPaの減圧条件を維持したまま温度を160℃に下げ、表1〜4に示すスチレン系樹脂の原料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。滴下終了後、1時間反応を熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去した。
〔工程3〕
8kPaの減圧条件を維持したままトリメリット酸を添加し、200℃に昇温した。200℃で3時間反応した後、20kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、複合樹脂(樹脂A、I〜O)を得た。
〔工程1〕
表1に示すトリメリット酸以外の重縮合系樹脂成分の原料モノマー及び(メタ)アクリル酸化合物と、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2g、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて3時間反応した。その後、40kPaにて0.5時間反応した。
〔工程2〕
次に、40kPaの減圧条件を維持したまま温度を160℃に下げ、表1に示すスチレン系樹脂の原料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。滴下終了後、1時間熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去した。
〔工程3〕
8kPaの減圧条件を維持したままトリメリット酸を添加し、200℃に昇温した。200℃で3時間反応した後、20kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、複合樹脂(樹脂B)を得た。
〔工程1〕
表1に示すトリメリット酸以外の重縮合系樹脂成分の原料モノマー及び(メタ)アクリル酸化合物と、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2gを、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて3時間反応した。
〔工程2〕
次に、温度を160℃に下げ、表1に示すスチレン系樹脂の原料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。滴下終了後、反応を1時間熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去した。
〔工程3〕
8kPaの減圧条件を維持したままトリメリット酸を添加し、200℃に昇温した。200℃で3時間反応した後、20kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、複合樹脂(樹脂C)を得た。
〔工程1〕
表4に示すトリメリット酸以外の重縮合系樹脂成分の原料モノマー及び(メタ)アクリル酸化合物と、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2gを、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、160℃の温度で、表4に示すスチレン系樹脂の原料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。滴下終了後、反応を1時間熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去した。
〔工程2〕
8kPaの減圧条件を維持したまま180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて4時間反応した。その後、8kPaにて1時間反応した。
次に、8kPaの減圧条件を維持したまま200℃に温度を降下させ、トリメリット酸を添加した。200℃で3時間反応した後、20kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、複合樹脂(樹脂D)を得た。
〔工程1〕
表4に示すトリメリット酸以外の重縮合系樹脂成分の原料モノマー及び(メタ)アクリル酸化合物と、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2gを、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて4時間反応した。その後、8kPaにて1時間反応した。
次に、200℃に温度を降下させ、トリメリット酸を添加した。200℃で3時間反応した後、20kPaにて軟化点が120℃になるまで反応を行った。
〔工程2〕
次に、20kPaの減圧条件を維持したまま温度を160℃に下げ、表4に示すスチレン系樹脂の原料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。滴下終了後、反応を1時間熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去して、複合樹脂(樹脂E)を得た。
〔工程1〕
表1に示すトリメリット酸以外の重縮合系樹脂成分の原料モノマー及び(メタ)アクリル酸化合物と、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2gを、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて3時間反応した。
〔工程2〕
次に、温度を150℃に下げ、表1に示すスチレン系樹脂の原料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。滴下終了後、反応を4時間熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去した。
〔工程3〕
8kPaの減圧条件を維持したままトリメリット酸を添加し、200℃に昇温した。200℃で3時間反応した後、20kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、複合樹脂(樹脂F)を得た。
〔工程1〕
表2に示す重縮合系樹脂成分の原料モノマー及び(メタ)アクリル酸化合物と、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2gを、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて3時間反応した。
〔工程2〕
次に、温度を160℃に下げ、表2に示すスチレン系樹脂の原料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。滴下終了後、反応を1時間熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去した。
〔工程3〕
8kPaの減圧条件を維持したまま反応系内を235℃に昇温し、8kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、複合樹脂(樹脂G)を得た。
〔工程1〕
表4に示すトリメリット酸以外の重縮合系樹脂成分の原料モノマー、2-エチルヘキサン酸錫(II)20g、及び没食子酸2gを加えて、温度計、ステンレス製撹拌棒、98℃の熱水を通した分留管を装備した脱水管、流下式コンデンサー、及び窒素導入管を装備した10リットル容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、180℃から235℃まで6時間かけて昇温した後、235℃にて4時間反応した。その後、8kPaにて1時間反応した。
〔工程2〕
次に、8kPaの減圧条件を維持したまま温度を160℃に下げ、表4に示すスチレン系樹脂の原料モノマー、ラジカル重合開始剤、及び(メタ)アクリル酸化合物の混合溶液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、反応を1時間熟成した後、8kPaにて1時間減圧し、残存したスチレン系樹脂の原料モノマー等を除去した。
〔工程3〕
8kPaの減圧条件を維持したままトリメリット酸を添加し、200℃に昇温した。200℃で3時間反応した後、20kPaにて所望の軟化点に達するまで反応を行って、複合樹脂(樹脂H)を得た。
以下の方法により、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により数平均分子量を求める。
(1) 試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mLになるように、試料をテトラヒドロフランに、40℃で溶解させる。次いで、この溶液を孔径0.20μmのPTFEタイプメンブレンフィルター「DISMIC-25JP」(東洋濾紙株式会社製)を用いて濾過して不溶解成分を除き、試料溶液とする。
(2) 分子量測定
下記の測定装置と分析カラムを用い、溶離液としてテトラヒドロフランを、毎分1mLの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させる。そこに試料溶液100μLを注入して測定を行う。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出する。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレン(東ソー株式会社製のA-500(5.0×102)、A-1000(1.01×103)、A-2500(2.63×103)、A-5000(5.97×103)、F-1(1.02×104)、F-2(1.81×104)、F-4(3.97×104)、F-10(9.64×104)、F-20(1.90×105)、F-40(4.27×105)、F-80(7.06×105)、F-128(1.09×106))を標準試料として作成したものを用いる。
測定装置:HLC-8220GPC(東ソー株式会社製)
分析カラム:TSKgel GMHXL+TSKgel G3000HXL(東ソー株式会社製)
前記〔樹脂の軟化点〕と同じ。
(1) 試料の調製
JIS Z8801の篩を用いて、22メッシュの篩を通過し、30メッシュの篩は通過しない粉末状の試料を採取する。試料が塊等の場合は、市販のハンマー、コーヒーミルを用いて、粉砕し、粉末状として篩いにかける。
2-1.試料2.000gを、ガラス瓶(柏洋硝子社製、M-140)に秤量した後、クロロホルム95gを加え、内蓋及び外蓋を取り付ける。
2-2.ボールミルにて5時間攪拌する(周速:200mm/sec)。
2-3.10時間静置する。
3-1.予め計量済み(1000分の1g単位)のナスフラスコ(質量A(g))に取り付けたガラスフィルタ(目開き規格11G-3)を準備する。ガラスフィルタのシールには、減圧が可能なゴム栓を用いる。
3-2.2-3において10時間静置した溶解液の上澄みから20mLをメスピペッドで吸い取り、3-1で準備したガラスフィルタを用いて、減圧濾過する。なお、液面から下2cmまでを上澄みとする。溶解液を濾過する前のナスフラスコ内の減圧度を40kPaに調整する。
3-3.未使用のクロロホルム 20mLをメスピペッドで吸い取り、ガラスフィルタに付着している可溶分を減圧濾過する。
4-1.エバポレータにてナスフラスコ内のクロロホルムを除去する。
ウォーターバス温度:70℃
ナスフラスコ回転数:200r/min
クロロホルム除去中のナスフラスコ内の減圧度:40〜20kPaに調整
時間:10分
4-2.50℃・1torrにて12時間乾燥した後、ナスフラスコの質量B(g)を計量する。
5-1.クロロホルム20mLに溶解したクロロホルム可溶分X(g)を算出する。
X=B−A
5-2.クロロホルム95gに溶解したクロロホルム可溶分Y(g)を、クロロホルムの比重を1.485として算出する。
Y=X×95/(20×1.485)
5-3.試料1gあたりの可溶分Z(質量%)を算出する。
Z=Y/2×100
5-4.クロロホルム不溶分(質量%)=100-Z
なお、クロロホルム不溶分(質量%)は、3回の測定値の平均値とする。
下記式より、算出する。
<試料調製法>
測定試料約30mgを直径5mmのNMR用試料管に秤量し、約0.5mLの重水素化クロロホルムを加え溶解させる。その後、約0.1mLの無水トリフルオロ酢酸を添加し、分析用試料とする。
<NMR測定>
機器:Mercury-400 (VARIAN社製)
観測核:1H
観測範囲:6410.3Hz
データポイント数:65536
パルス幅:45°(4.5μs)
待ち時間:10s
積算回数:128回
測定温度:室温
測定溶媒:重クロロホルム(CDCl3)
試料濃度:1%
<樹脂粒子の水系分散体の調製>
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、表5に示す結着樹脂150g、及び酢酸エチル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、30分間撹拌して、混合物を得た。70℃に保持したまま、280r/min(周速88m/min)で撹拌しながら、イオン交換水675gを77分かけて添加し、転相乳化して、樹脂粒子の粗製分散体を得た。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て、樹脂粒子の水系分散体を得た。
その後、280r/min(周速88m/min)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。その後、水系分散体の固形分濃度を測定し、イオン交換水を加えることにより、水系分散体の固形分濃度を20質量%に調整した。得られた水系分散体中の樹脂粒子の体積中位粒径は135nmであった。
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。
パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、商品名:「HNP9」、融点:85℃)50g、カチオン性界面活性剤(花王(株)製、商品名:「サニゾールB50」)5g、及びイオン交換水200gを95℃に加熱して、ホモジナイザーを用いて、パラフィンワックスを分散させた後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、離型剤粒子を含有する離型剤分散液を得た。離型剤粒子(パラフィンワックス)の体積中位粒径(D50)は450nm、固形分濃度は22質量%であった。
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。
樹脂粒子の水系分散体300g、着色剤分散液8g、離型剤分散液10g、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/min(周速31m/min)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5μmに達した凝集粒子を得た。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。これにより合一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、体積中位粒径が4.8μmのトナー粒子を得た。
得られた上記トナー粒子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、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、平均粒子径16nm)0.6質量部、ST、A0撹拌羽根を装着した10L容のヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製)に投入し、3000r/minにて2分間撹拌して、トナーを得た。
トナー0.4g(4質量部)と、平均粒子径90μmのシリコーンコートフェライトキャリア(関東電化工業社製)9.6g(96質量部)を20mL容のポリプロピレン製の容器に投入し、25℃、50%RHの環境下で10分間ボールミルにて混合した。混合後、「q/m Meter MODEL 210HS」(TREK社製)を用いて帯電量(TC1)を測定した。
さらに、10分間ボールミルにて混合し、「q/m Meter MODEL 210HS」(TREK社製)を用いて帯電量(TC2)を測定した。
TC2/TC1の値を表5に示す。TC2/TC1が1に近いほど、電荷安定性に優れていることを示し、その値は、1.25以下が好ましく、1.10以下がより好ましく、1.05以下がさらに好ましい。
トナー3質量部と、スチレン・メチルメタクリレート樹脂被覆されたフェライト粉(関東電化工業製、平均粒子径100μm)97質量部とを混合して、二成分現像剤を得た。
複写機「AR-505」(シャープ(株)製)に実装し、印字率5%の画像を20枚印字した後、印字率0%の画像を印字し、複写機「AR-505」(シャープ(株)製)の定着機をオフラインで定着可能なように改良した定着機(定着速度150mm/sec)を用い、定着温度を160℃にて定着を行い、カブリが0.03以下になるように複写機本体の印字条件を調整した。
12時間放置後、再び、印字率0%の画像を5枚印字し、5枚目について、L*a*b*を測定した。定着紙には、「CopyBond SF-70NA」(シャープ(株)製、75g/m2)を使用した。
L*a*b*の測定は、白紙を100枚重ねた上に、測定対象の紙を置き、色彩色差計「GRETAG-MCBETH AG CH-8105」(グレタグマクベス社製)を用いて測定した。下記式から算出した色相変化量ΔEを表5に示す。色相変化量が小さいほど、カブリ抑制に優れていることを示し、その値は、0.25以下が好ましく、0.15以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましい。
色相変化量ΔE=[(L* 1−L* 2)2+(a* 1−a* 2)2+(b* 1−b* 2)2]1/2
L* 1、a* 1、b* 1:白紙のL*a*b*値
L* 2、a* 2、b* 2:印字率0%の紙のL*a*b*値
実施例1(製法A)、実施例2(製法B)、及び実施例3(製法C)の対比において、実施例1の製法Aは、工程1の重縮合反応が十分に進行しているため、工程1終了後の重縮合物の数平均分子量が大きく、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が多くなり、電荷安定性と放置カブリにより優れていることが分かる。
実施例3(製法C)と実施例4(製法F)との対比において、実施例3の製法Cは、工程2の付加重合の温度が高いため、反応性が高く、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が多くなり、電荷安定性と放置カブリにより優れていることが分かる。
実施例3(製法C)と実施例5(製法G)との対比において、実施例3の製法Cは、重縮合系樹脂成分の原料モノマーの一部を工程3で添加しており、工程2の付加重合の反応性が高く、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が多くなり、放置カブリに優れていることが分かる。
実施例1(製法A)、実施例6〜7(製法A)との対比において、(メタ)アクリル酸化合物の使用量が、重縮合系樹脂成分の原料モノマーであるカルボン酸成分100モルに対して、8.9モルである実施例1が、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が多くなり、電荷安定性及び放置カブリにより優れていることが分かる。
実施例1(製法A)、実施例8〜10(製法A)との対比において、(メタ)アクリル酸化合物として、2-エチルヘキシルアクリレートを用いた実施例1が、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が多くなり、電荷安定性及び放置カブリにより優れていることが分かる。
実施例1(製法A)と実施例11(製法A)とを比較すると、重縮合系樹脂成分の原料モノマーとして、脂肪族ジオールを用いた実施例1が、電荷安定性により優れていることが分かる。
比較例1(製法D)では、スチレン系樹脂成分を形成してから、重縮合系樹脂成分を形成しているため、スチレン系樹脂成分又は複合樹脂に結合していないスチレン系樹脂の分散性が低くなるためか、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が少なく、電荷安定性及び放置カブリが低下している。
比較例2(製法E)では、工程3を行わず、重縮合系樹脂成分の形成を完了してから、スチレン系樹脂成分を形成しているため、スチレン系樹脂成分又は複合樹脂に結合していないスチレン系樹脂の分散が不十分になるためか、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が少なく、電荷安定性及び放置カブリが低下している。
比較例3(製法H)では、(メタ)アクリル酸化合物をスチレン系樹脂成分の原料モノマーとともに付加重合に供しているため、重縮合系樹脂成分に結合していないスチレン系樹脂成分がほとんど存在しないと考えられ、電荷安定性及び放置カブリが低下している。
比較例4(製法A)では、(メタ)アクリル酸化合物の代わりにフマル酸を使用しており、複合樹脂が高分子量化し易いためか、得られた樹脂中の2μm以下の分散相の割合が少なく、電荷安定性及び放置カブリが低下している。
Claims (8)
- スチレン系樹脂成分と重縮合系樹脂成分とを含有する複合樹脂を製造する、電子写真用トナー用結着樹脂の製造方法であって、
工程1:重縮合系樹脂成分の原料モノマーと、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、及びメタクリル酸エステルからなる群より選ばれた1種又は2種以上である(メタ)アクリル酸化合物とを、重縮合する工程、
工程2:工程1で得られた重縮合物に、重合開始剤の存在下、スチレン系樹脂成分の原料モノマーを100℃以上180℃以下で付加重合する工程、及び
工程3:工程2の付加重合反応の終了後、180℃を超え250℃以下で重縮合反応を行う工程
を含み、前記重縮合系樹脂成分の原料モノマーであるアルコール成分が、炭素数2以上4以下の脂肪族ジオールを含む、電子写真用トナー用結着樹脂の製造方法。 - (メタ)アクリル酸化合物の使用量が、重縮合系樹脂成分の原料モノマーであるカルボン酸成分100モルに対して、1モル以上25モル以下である、請求項1記載の製造方法。
- (メタ)アクリル酸化合物が、(メタ)アクリル酸及びアルキル基の炭素数が1以上22以下である(メタ)アクリル酸アルキルエステルから選ばれる1種又は2種以上である、請求項1又は2記載の製造方法。
- 工程2において、スチレン系樹脂成分の原料モノマーを全量の25質量%混合した時点の、生成した複合樹脂中の二重結合消失率が80%以上である、請求項1〜3いずれか記載の製造方法。
- 工程2において、工程1で得られた重縮合物に、スチレン系樹脂成分の原料モノマー及びラジカル重合開始剤を添加して、付加重合反応を行う、請求項1〜4いずれか記載の製造方法。
- 工程3で、さらに、重縮合系樹脂成分の3価以上の原料モノマーを添加して、重縮合反応を行う、請求項1〜5いずれか記載の製造方法。
- 複合樹脂中、スチレン系樹脂成分と重縮合系樹脂成分の質量比(スチレン系樹脂成分/重縮合系樹脂成分)が、3/97以上45/55以下である、請求項1〜6いずれか記載の製造方法。
- 工程1〜工程3を、同一反応容器中で行う、請求項1〜7いずれか記載の製造方法。
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