JP6600192B2 - 静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明においては、低分子量樹脂がスチレン系重合体であるため、低分子量樹脂がスチレン系重合体以外である場合と比べて、得られる結着樹脂を静電荷像現像用トナーに用いる場合にそのトナーがトナーとしての性能をより得やすい。
さらに、本発明においては、高分子量樹脂がスチレン系重合体であるため、高分子量樹脂がスチレン系重合体以外である場合と比べて、得られる静電荷像現像用トナー用結着樹脂において、高分子量樹脂の均質性がより向上する。
本発明は、溶融された低分子量樹脂、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスを混合して混合物を得る混合工程と、この混合物、及び、低分子量樹脂よりも大きい重量平均分子量を有する高分子量樹脂を含む水性分散液とを混合させる溶融混練工程を含む、静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法である。
混合工程は、溶融された低分子量樹脂、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスを混合して混合物を得る工程である。
上記の低分子量樹脂は、いかなる製造方法で製造されたものであってもよいが、ビニル単量体の塊状重合により得られるものが好ましい。この場合、混合工程において、溶融された低分子量樹脂を容易に準備することができる。
本発明で用いられるワックスは、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスの混合物である。本発明においては、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスの融点が55〜160℃であることが好ましい。この場合、融点が55〜160℃の範囲から外れる場合と比べて、得られる結着樹脂を用いてトナーを製造した場合、そのトナーの高温貯蔵時などにワックスがトナーからより分離しにくく、かつそのようなトナーが高温時の耐オフセット性により優れる。
溶融混練工程は、上記混合工程で得られた混合物、及び、低分子量樹脂よりも大きい重量平均分子量を有する高分子量樹脂を含む水性分散液を混合して溶融混練し、静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得る工程である。
上記の高分子量樹脂を含む水性分散液は、高分子量樹脂が乳化状態で分散されたものであれば特に制限されるものではなく、例えば、高分子量樹脂を適宜公知の乳化剤を用いて水中に強制乳化分散させた樹脂水性分散液、乳化重合で得られる樹脂水性分散液等を挙げることができるが、乳化重合で得られた樹脂水性分散液が好ましい。この場合、高分子量樹脂が乳化重合以外の重合法で得られた場合と比べて、高分子量樹脂が保存時及び低分子量樹脂との混合時により安定となる。あるいは、高分子量樹脂の水性分散液は、樹脂粒子が、樹脂自体の持つ極性によって自己安定化した、乳化剤が使用されていない樹脂水性分散液であってもよい。
製造例1
撹拌機、加熱装置、冷却装置、温度計及び滴下ポンプを備え、210℃に制御されているオートクレーブ中に、スチレン(St)100質量部とジ−t−ブチルペルオキシド0.5質量部とを均一に混合した単量体混合液を30分で連続添加し、更に温度210℃に保った状態で30分保持して塊状重合を行い、無溶媒のスチレン系重合体からなる低分子量樹脂を得た。得られた低分子量樹脂は、分子量ピーク値MpLが4,500で、重量平均分子量MwLが5,100であり、数平均分子量MnLが2,400であり、MwLとMnLとの比MwL/MnLが2.1であった。
製造例2
撹拌機と滴下ポンプを備えた容器に、脱イオン水27質量部及びアニオン性乳化剤「ネオゲンR」〔商品名;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム;第一工業製薬(株)製〕1質量部を仕込んで撹拌溶解した後、St 69質量部、アクリル酸ブチル(BA)30質量部及びジビニルベンゼン(DVB)1質量部からなる単量体混合液を滴下しながら攪拌して単量体乳化液を得た。
実施例1
連続混練機である「KRCニーダー」〔商品名;(株)栗本鐵工所製〕を用い、ジャケット温度を200℃に設定して、これに製造例1の低分子量樹脂60質量部(有効成分量約60質量部)、炭化水素系ワックス1.5質量部及びエステル系ワックス「ニッサンエレクトールWEP−3」〔商品名;日油社製〕1.5質量部を連続的に投入して1分間溶融混合して混合物を得た。混合直後、この混合物63質量部、及び、製造例2の高分子量樹脂の水性分散液100質量部(有効成分量約40質量部)を混合し、高分子量樹脂の水性分散液中に含まれる水を蒸発させつつ130〜300℃で60分間溶融混練した。こうして無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得た。
連続混練機である「KRCニーダー」〔商品名;(株)栗本鐵工所製〕を用い、ジャケット温度を200℃に設定して、これに製造例1の低分子量樹脂60質量部(有効成分量約60質量部)、炭化水素系ワックス1.5質量部及びエステル系ワックス「ニッサンエレクトールWEP−3」〔商品名;日油社製〕1.5質量部、並びに、製造例2の高分子量樹脂の水性分散液を連続的に投入して同時に、高分子量樹脂の水性分散液中に含まれる水を蒸発させつつ60分間溶融混合した。こうして無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得た。
連続混練機である「KRCニーダー」〔商品名;(株)栗本鐵工所製〕を用い、ジャケット温度を200℃に設定して、これに製造例1の低分子量樹脂60質量部(有効成分量約60質量部)及びエステル系ワックス「ニッサンエレクトールWEP−3」〔商品名;日油社製〕1.5質量部を連続的に投入して1分間溶融混合して混合物を得た。混合直後、この混合物61.5質量部、及び、製造例2の高分子量樹脂の水性分散液100質量部(有効成分量約40質量部)を混合し、高分子量樹脂の水性分散液中に含まれる水を蒸発させつつ130〜300℃で60分間溶融混練した。こうして無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得た。
連続混練機である「KRCニーダー」〔商品名;(株)栗本鐵工所製〕を用い、ジャケット温度を200℃に設定して、これに製造例1の低分子量樹脂60質量部(有効成分量約60質量部)及び炭化水素系ワックス1.5質量部を連続的に投入して1分間溶融混合して混合物を得た。混合直後、この混合物61.5質量部、及び、製造例2の高分子量樹脂の水性分散液100質量部(有効成分量約40質量部)を混合し、高分子量樹脂の水性分散液中に含まれる水を蒸発させつつ130〜300℃で60分時間溶融混練した。こうして無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得た。
実施例1及び比較例1〜3で得られた静電荷像現像用トナー用結着樹脂について、耐オフセット性、及び、樹脂中のワックスの分散性を評価するために、まず静電荷像現像用トナー用結着樹脂を用いて以下のようにして非磁性トナーを製造した。
上記のようにして得られた実施例1及び比較例1〜3の無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂100質量部、カーボンブラック「MA−100」〔商品名;三菱化学(株)製〕6質量部及びアゾ系鉄錯体「T−77」〔商品名;保土ヶ谷化学(株)製〕2質量部をそれぞれにヘンシェルミキサー「FM5C/1」〔商品名;三井鉱山(株)製〕に投入して混合した後、2軸の混練押出機「KRCS1ニーダー」〔商品名;栗本鐵工所(株)製〕を用いて溶融混練した。冷却後、ハンマーミル「VC−210」〔商品名;(株)ホーライ製〕で粗砕し、次いでジェットミル「LJ−N」〔商品名;日本ニューマチック工業(株)製〕で微粉砕を行った。更に得られた微粉破粉体を風力分級機「MDS−2」〔商品名;日本ニューマチック工業(株)製〕を用いて分級を行い5〜20μmの粒子を得た後、疎水性シリカ「TG−308F」〔キャボット・スペシャルティ・ケミカルズ社製〕1質量部を加えて混合し、非磁性トナーを得た。こうして得られた非磁性トナーについて、耐オフセット性、及び、樹脂中のワックスの分散性を以下のようにして評価した。
耐オフセット性は耐オフセット性試験によって評価した。耐オフセット性試験は、市販の高速複写機「Konica Sitios 7075」(商品名、複写速度75枚/分、コニカミノルタ(株)製)の画像定着部を温度可変に改造した高速複写機を用いて行った。具体的には、この高速複写機の画像定着部の温度を200℃に設定して1000枚連続印字を行ってから白紙を印字して、トナーオフセットによる白紙の汚れ具合と加熱ロールの汚れの程度を目視により観察して、以下の基準に従って耐オフセット性を評価した。結果を表1に示す。なお、「○」は耐オフセット性に優れるとして合格とし、「△」及び「×」は耐オフセット性に優れないとして不合格とした。
○:白紙及び加熱ロール共に汚れなし
△:白紙に汚れはないが、加熱ロールにわずかに汚れが認められる
×:白紙上に汚れが認められる
ワックスの分散性は、非磁性トナーの定着性に基づいて評価した。非磁性トナーの定着性は、印字密着性試験及び印字こすり性試験によって調べた。
印字密着性試験は、耐オフセット性の評価で用いた改造高速複写機を用いて行った。具体的には、この改造高速複写機の画像定着部の温度を200℃に設定して1000枚連続印字を行い、1000枚目の印字の表面に、スコッチメンディングテープ〔商品名;スリーエムジャパン(株)製〕の粘着面を載せ、1kgの円盤の厚さ16mmの円周部分を当接して1往復させた後、メンディングテープを剥がし、印字のテープ貼着前とテープ剥離後の画像濃度を、マクベス反射濃度計〔商品名;マクベス・コールター社製〕を用いて測定し、その結果から次式により求められる印字の定着率の値に基づいて、普通紙に対する非磁性トナーの印字密着性を次の通り評価した。結果を表1に示す。
○:定着率95%以上
△:定着率90%以上95%未満
×:定着率90%未満
印字こすり性試験は、耐オフセット性の評価で用いた改造高速複写機を用いて行った。具体的には、この改造高速複写機の画像定着部の温度を200℃に設定して1000枚連続印字を行い、1000枚目の印字の表面に、複写機用普通紙(75g/m2)を25mm幅で短冊状にしたこすり紙を置き、指で一定の力で、50mmの長さを3往復/秒程度の速度で10往復した。印字表面に置いたこすり紙のこすり面について、マクベス反射濃度計〔商品名;マクベス・コールター社製〕を用いて画像濃度を測定した。その結果から次式により求められる印字のこすり汚れの値に基づいて、普通紙に対する試料トナーの印字こすり性を以下の通り評価した。結果を表1に示す。
こすり汚れ=(試験後のこすり面画像濃度)−(試験前のこすり面画像濃度)
○:こすり汚れ 0.13未満
△:こすり汚れ 0.13以上0.20未満
×:こすり汚れ 0.20以上
ワックスの分散性については、印字密着性試験及び印字こすり性試験の両方で「○」である場合にのみ合格とし、それ以外の場合には不合格とした。
Claims (8)
- 溶融された低分子量樹脂100質量部に対し、炭化水素系ワックス2〜6質量部及びエステル系ワックス2〜6質量部を混合して混合物を得る混合工程と、
前記混合物、及び、前記低分子量樹脂よりも大きい重量平均分子量を有する高分子量樹脂を含む水性分散液を混合して溶融混練し、静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得る溶融混練工程を含み、前記低分子量樹脂及び前記高分子量樹脂がいずれもスチレン系重合体である、静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。 - 前記低分子量樹脂が塊状重合によって得られる、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記低分子量樹脂の重量平均分子量(MwL)が1,000〜50,000の範囲である請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記低分子量樹脂のGPC分子量ピーク値(MpL)が1,500〜30,000の範囲にあり、且つ、前記低分子量樹脂の重量平均分子量と数平均分子量(MnL)との比(MwL/MnL)が4未満である請求項1〜3のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記高分子量樹脂が乳化重合によって得られる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記高分子量樹脂の重量平均分子量(MwH)が10万以上である請求項1〜5のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記高分子量樹脂のGPC分子量ピーク値(MpH)が30万〜300万の範囲にある請求項1〜6のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
- 前記炭化水素系ワックス及び前記エステル系ワックスの融点が55〜160℃である請求項1〜7のいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
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