WO2006131960A1 - 静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法及びそれを用いたトナーの製造方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法及びそれを用いたトナーの製造方法 Download PDF

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Takashi Terabayashi
Kazuhiro Masuko
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Nippon Carbide Kogyo Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a binder resin for toner for developing an electrostatic charge image in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, and the like. Specifically, the present invention relates to a low molecular weight resin and a high molecular weight resin. And a binder resin for toner for developing electrostatic images, comprising the step (1) of coexisting and mixing raw materials including wax and the step (2) of removing volatile components simultaneously and / or thereafter. It relates to a manufacturing method.
  • the contact heating fixing method represented by a heating roller fixing machine is particularly compared with a non-contact heating fixing method such as a hot plate fixing machine. It is excellent in that it has high thermal efficiency and can be fixed at high speed and at low temperature.
  • a toner image obtained by developing on an electrostatic recording medium (photosensitive drum) using a toner is transferred to a transfer sheet such as paper, and then the transfer sheet is passed through a fixing roller and heated. By fixing the toner image, the toner image is fused to the sheet for fixing.
  • a toner for developing an electrostatic charge image is composed of additive components such as a colorant component, a release agent, a charge control agent and the like composed of a resin component, a pigment, a magnetic powder, and a dye.
  • the lower the melt viscosity of the resin component that is, the lower the molecular weight of the resin component, the better the fixing efficiency, while the higher the melt viscosity of the resin component, that is, the higher the molecular weight of the resin component, the offset. It is said that the phenomenon is difficult to cause. Therefore, the toner binder is used for the purpose of surely fixing at the fixing temperature and preventing an undesirable offset phenomenon.
  • Methods have been investigated in which a mixture of a low molecular weight polymer and a high molecular weight polymer is contained in the resin.
  • Patent Document 1 a high molecular weight polymer is produced by a suspension polymerization method using a polyfunctional polymerization initiator, and a lower molecular weight polymer is further added in the presence of the high molecular weight polymer.
  • the production and drying of the obtained polymer to obtain a solvent-free high molecular weight and low molecular weight polymer mixture and using it as a binder resin for toners has been studied.
  • the suspension polymerization method is a method suitable for producing a high molecular weight polymer.
  • a polyfunctional polymerization initiator when used, a plurality of polymers are formed starting from the initiator. Thus, a high molecular weight polymer such as a star shape can be obtained relatively easily.
  • many disadvantages are likely to occur at the stage of producing low molecular weight polymers using suspension polymerization. That is, in the method of Patent Document 1, when the polymerization with the polyfunctional polymerization initiator reaches a desired conversion rate, a large amount of monofunctional polymerization initiator such as benzoyl peroxide (for example, residual monomer) is used.
  • the polymerization reaction is continued to produce a low molecular weight polymer, but the resulting polymer mixture contains an extremely large amount of monofunctionality.
  • the product may contain decomposition products (for example, benzoic acid, etc.) of the photopolymerization initiator, so that an odor is generated when the resulting toner is used, and the charge amount becomes unstable, resulting in unstable image density.
  • decomposition products for example, benzoic acid, etc.
  • Patent Document 2 discloses that a polyfunctional polymerization initiator is prepared by removing a solvent from a low molecular weight polymer solution obtained by a solution polymerization method and then dissolving the low molecular weight polymer in a polymerizable monomer. Is used to produce a binder resin for toner by polymerizing a high molecular weight polymer by suspension polymerization using The technology is disclosed. However, the method described in Patent Document 2 inevitably involves a complicated and costly process of desolvating and solidifying the low molecular weight polymer obtained by the solution polymerization method.
  • Patent Document 3 a monomer is bulk polymerized to obtain a high molecular weight polymer, and when a desired conversion rate is reached, an organic solvent and a polymerization initiator are added to polymerize the low molecular weight polymer.
  • a low molecular weight polymer obtained by solution polymerization and a high molecular weight polymer obtained by bulk polymerization are combined in an organic solvent, and then the solvent is removed in vacuum to obtain a resin mixture of the high molecular weight polymer and the low molecular weight polymer. It is disclosed.
  • it is necessary to remove the solvent which takes time and costs.
  • Patent Documents 4 and 5 The inventors of the present invention previously filed two applications (Patent Documents 4 and 5) for the purpose of solving the problems of the binder resins described in these documents.
  • a low molecular weight polymer in the form of a solvent-free or organic solution and a high molecular weight polymer as an aqueous emulsified dispersion or sludge are mixed with stirring, and a volatile matter removing process is performed in parallel with or after that.
  • a toner binder resin which is a solvent-free resin mixture, and a toner is produced by further blending a colorant with the toner binder resin.
  • the toner is a styrene polymer having a weight average molecular weight / number average molecular weight ratio of 3.5 or more, and a polyalkylene such as polypropylene having a weight average molecular weight of 1,000 to 45,000.
  • Patent Documents 2, 4, and 5 also disclose blending a wax such as polypropylene with the binder resin obtained by each method.
  • the toner described in Patent Document 2 has the above-mentioned problems in the production stage of the binder resin used, and the binder resin described in Patent Document 6 has its own fixability, Resistance The offset property was completely insufficient.
  • Patent Documents 2 and 6 cannot be free from problems such as toner scavenging and filming, and the inventors' previous inventions described in Patent Documents 4 and 5 described above. However, it has been found that the toner toner is not always perfect in terms of the occurrence of toner stenosis and fine remedy as the toner becomes finer.
  • Patent Document 1 JP-A-2-48675 (Claims, page 4, upper right column, line 12 to lower right column, line 4)
  • Patent Document 2 JP-A-2-168264 (page 4, upper right column, lines 2-8, page 5, upper right column, line 12) -Lower left column, line 5; same page, lower right column, line 1-page 6, upper right column, line 5)
  • Patent Document 3 US Pat. No. 5,084,368 (column 4, line 49 to column 5, line 32, column 6, lines 12 to 57, column 11, line 25 to column 13, line 18, (Patents in columns 19 to 20)
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 11-72954 (full text)
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 11-84725 (full text)
  • Patent Document 6 JP-A-55-153944 (Claims, page 2, upper right column, lines 12-16, page 4, lower left column, line 15-same page, lower right column, line 16, page 6) (Lower left column, lines 15-20, page 7, upper left column, lines 8-16)
  • the inventors of the present invention have continued after the filing of the earlier invention, and have resistance to offset, fixing, toner spent and filming prevention, blocking resistance during storage (non-aggregation), image
  • a method for efficiently and easily producing a binder resin for toner and a toner for developing an electrostatic image capable of obtaining a toner for developing an electrostatic image having good developability at the time of formation and little odor generation Has been eagerly studied to develop
  • a solvent-free low molecular weight resin such as a styrene-based low molecular weight polymer and an aqueous dispersion of a high molecular weight resin such as a styrene polymer, for example, a polypropylene system having a softening point of about 150 ° C.
  • a resin mixture obtained by mixing in the presence of wax and removing volatile components is extremely excellent as a binder resin for toner for developing electrostatic images, and can solve all of the above problems.
  • the above problems As a result, the inventors
  • the binder for an electrostatic charge image developing toner wherein the raw material of step (1) further contains a wax.
  • a method for producing a resin and a method for producing a toner for developing an electrostatic image, wherein a colorant is further added to the binder resin for toner.
  • FIG. 1 is a schematic plan view schematically showing the structure of a closed biaxial continuous kneader that can be suitably used in the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic side view schematically showing the structure of a closed biaxial continuous kneader that can be suitably used in the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing a structure of a closed twin-screw continuous kneader that can be suitably used in the present invention, cut along AA ′ in FIG. 1 and viewed in the direction of the arrow. is there.
  • the method for producing a binder resin for toner for developing an electrostatic charge image comprises a step of mixing coexisting raw materials including a low molecular weight resin, a high molecular weight resin and waxes (1) [hereinafter, a mixing step ( 1) or simply step (1)), and at the same time and Z or after that, the step of removing volatile components (2) (hereinafter referred to as volatile component removal step (2) or simply step (2) and ).
  • the production of the low molecular weight resin is not necessarily limited.
  • it can be produced by a method of obtaining an aqueous resin dispersion; however, among these, it is not necessary to use an organic solvent, an emulsifier, etc., and the production operation is relatively easy and is melted in the mixing step (1).
  • solvent-free resin is a resin in the form of flakes, powders, granules, blocks, melts, etc., and the content of water and organic solvent is 10% by weight or less, It is preferably a resin containing 5% by weight or less, particularly preferably containing substantially no water and no organic solvent.
  • the addition method of the low molecular weight resin to the mixing step (1) is also a method of adding a solventless resin in the form of flakes, powders, granules or blocks; adding the solventless resin in a molten state A method of adding in the form of a resin solution or resin dispersion; When a quantity resin is produced by bulk polymerization, it is possible to add the solventless resin obtained as it is. In the case of solution polymerization, the resulting resin solution can be added as it is, or an organic solvent can be appropriately removed from the resin solution by a known method and added as a solvent-free resin.
  • the aqueous resin dispersion obtained is premixed as it is or with an aqueous dispersion of a high molecular weight resin described later, or further premixed with an aqueous dispersion of a postscript described later. It is also possible to add the low molecular weight resin aqueous dispersion alone or as a sludge as described below as a premix of two or more low molecular weight resin aqueous dispersions.
  • a vinyl monomer and a polymerization initiator dissolved in the monomer are allowed to coexist, and a raw material mixture substantially free of a solvent and a dispersant (e.g., a milky agent) is heated to a polymerization temperature.
  • a dispersant e.g., a milky agent
  • the polymerization method is a batch polymerization method in which all raw materials are reacted in one polymerization tank, a continuous method in which raw material addition, polymerization and polymer removal are continuously performed, or a semi-continuous method in which these are combined.
  • the low molecular weight resin used in the present invention preferably has a molecular weight characteristic in a specific range as measured by the method described below.
  • THF gel GMH xlj (trade name; manufactured by Tosohichi Co., Ltd.) gel bar gel bar chromatography (GPC) apparatus equipped with two columns “HLC_8220” (trade name; manufactured by Tosohichi Co., Ltd.) Samples of various resins were dissolved in tetrahydrofuran (THF) to a concentration of 0.2% by weight, and about 150 ⁇ L of this solution was injected into the apparatus at a temperature of 20 ° C, and then THF was added at 1 mL / min. Measure by flowing at a flow rate.
  • THF tetrahydrofuran
  • the molecular weight of the sample is within the range in which the logarithm of the molecular weight of the calibration curve prepared from several monodisperse polystyrene standard samples and the count number are linear. Select.
  • the molecular weight peak value (Mp) of the low molecular weight resin is preferably in the range of 1 500 30,000, more preferably in the range of 2 000 20 000. If the Mp value is equal to or higher than the above lower limit value, the obtained toner has good fixability, and it is difficult to cause problems such as aggregation in the developing machine and shortening the life as a developer. It is preferable because it is excellent in stability and does not easily cause problems such as solidification at high temperature storage. If Mp is less than or equal to the above upper limit, the toner obtained is less susceptible to problems such as toner spent filming and also has excellent fixability in a low temperature region, and the lower limit temperature of fixing increases. This is preferable because it is less likely to cause defects such as a bad offset temperature.
  • the low molecular weight resin means that the weight average molecular weight (Mw) of the resin is 1 000 50 0
  • a resin having a weight average molecular weight (Mw) of the low molecular weight resin is preferably 1,00.
  • Mw is equal to or greater than the above lower limit, the obtained toner has good fixability, and it is difficult to cause problems such as aggregation in the developing machine and shortening the life as a developer, and also storage stability. It is excellent because it is excellent and hardly causes problems such as solidification at high temperature storage. If the Mw is not more than the above upper limit value, the resulting toner will not be susceptible to spint or wrinkle, but also has excellent fixability in the low temperature range, and the minimum fixing temperature will increase. This is preferable because problems such as a bad offset temperature are unlikely to occur.
  • Mw / Mn is preferably less than 4. It is preferable that Mw / Mn is less than the above upper limit value because it hardly causes poor fixation.
  • the low molecular weight resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin used as a binder resin for toner, and can be used without limitation.
  • a polymer, a styrene polymer, an epoxy resin, a polyester resin, a styrene-butadiene copolymer, and the like can be mentioned, but it is preferable to use a styrene polymer because the performance as a toner can be easily obtained.
  • the styrenic polymer refers to a (co) polymer in which 50% by weight or more of a styrene monomer is (co) polymerized, preferably 60% by weight or more (co-polymerized). A (co) polymer that polymerizes).
  • styrenic monomers include styrene, ⁇ -methylstyrene, 0-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, p_t- Butyl styrene, p_n_hexyl styrene, pn-octylene styrene, pn-nonyl styrene, p_n-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, 3 4 -dichloro Ability to raise styrene, etc. Ability to produce S Of these
  • the other monomer that can be copolymerized with the styrenic monomer is not particularly limited as long as it is a monomer that can be copolymerized with the styrenic monomer.
  • acrylic monomers that are preferred are acrylic monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate.
  • Acid esters for example, the ability to mention methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, etc.
  • methacrylic acid esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, etc.
  • n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-butyl methacrylate, lauryl methacrylate and the like are preferably used.
  • the glass transition temperature (Tg) of the styrene polymer suitably used as the low molecular weight resin in the present invention is preferably in the range of 4080 ° C, more preferably in the range of 5070 °
  • the polymerization temperature of the bulk polymerization which is a preferred method for producing a low molecular weight resin used in the present invention, is preferably 130 250 ° C, more preferably 170 250 ° C, particularly preferably 190 230 ° C. It is a range. If the reaction temperature is equal to or higher than the above lower limit temperature, a favorable reaction rate is exhibited, and problems such as an excessive increase in the molecular weight peak (Mp) of the resulting polymer do not occur. Also, if the reaction temperature is lower than the above upper limit temperature, the depolymerization reaction or the like causes an increase in the number of oligomers having a molecular weight of 500 or less, so that the toner prepared by blending the obtained polymer is stored. This is preferable because it is difficult to cause a tendency to be made fine and fine.
  • any conventionally known oil-soluble polymerization initiator is used.
  • Suitable polymerization initiators include, for example, benzoyl peroxide, t_butyl hydroperoxide, di-t_butyl hydroperoxide, tamen hydroperoxide, t_hexyl hydroperoxide, p -Menthane hydroperoxide and azobisisobutyronitrile.
  • t-butyl hydroperoxide di-t-butylenohydroperoxide
  • a high-temperature decomposable initiator such as The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.03 to 3 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the monomers. It is particularly preferred that
  • the styrene-based low molecular weight polymer obtained as described above has a conversion rate of 90. It is preferable to set the reaction temperature and the reaction residence time so that the reaction temperature is not less than / o, preferably not less than 95%, and more preferably not less than 97%. Can also be made.
  • the bulk polymerized low molecular weight polymer obtained by force is preferable because the chargeability of the toner is particularly high and the generation of odor is small.
  • the low molecular weight resin used in the present invention may be one prepared by conventional solution polymerization.
  • the low molecular weight resin obtained by solution polymerization can be added as it is as a resin solution as described above, but for the above reasons, the organic solvent is appropriately removed from the resin solution by a known method and used as a solvent-free resin. You can also.
  • the solution polymerization that can be used for the production of the low molecular weight resin coexists with the monomer used in the bulk polymerization, a polymerization initiator, and a solvent that dissolves the monomer and the polymerization initiator. And heating these mixtures can be carried out.
  • any solvent that is not particularly limited can be used, for example, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane; for example, cyclohexane, Alicyclic hydrocarbons such as methylcyclohexane; for example, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and jetylbenzene; for example, 1-chlorobutane, amyl chloride, dibrominated ethylene, methylene chloride, di Ethylene chloride, dichloride, propylene, dichloropentane, chlorohonolem, 1,1,2-trichloroethane, 1,2,3-trichloro Halogens such as rupropane, carbon tetrachloride, 1,1,2,2-tetrachloroethane, trichloroethylene, perch
  • aliphatic hydrocarbons such as pent
  • alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, allylic alcohol, propyl alcoholate, butinoreanolenoleol, aminolenolenolenole, hexenoreanolenolenole, otachinenoleonoleol;
  • Amines such as jetylamine, triethinoreamine, butylamine, diaminoreamine, propylene diamine, aniline, dimethylaniline, cyclohexylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, quinoline;
  • ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, methyl hexyl ketone, diisoptyl ketone, cyclohexanone, methyl hexanone;
  • ethyl ether isopropyl ether, n-butyl ether, n-hexyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, methyl cetosolve, ethylcetosolve, butyl cellosolve, methyl carbitol, ethinorecanolbitonore, butyl carbitol Ethers such as cetyl; for example, jetyl carbonate, methyl formate, ethyl formate, butyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, furfuryl acetate, ethyl propionate, propionamptyl, propionic acid Esters such as amyl, ethyl butyrate, butyl butyrate, amyl butyrate, decyl oxalate, dibutyl
  • the polymerization temperature of the solution polymerization is generally in the range of 40 to 250 ° C, preferably 60 to 230.
  • the amount of the solvent in the resin solution is generally more than 10% by weight, for example, 20 to 80% by weight, particularly 30%. An amount of about 70% by weight can be exemplified.
  • the low molecular weight resin used in the present invention is produced by emulsion polymerization
  • the monomer used in the bulk polymerization and the same as those used in the production of high molecular weight resin described later by emulsion polymerization are used.
  • an emulsifier and a polymerization initiator and if necessary, using a known chain transfer agent, it is possible to produce at a polymerization temperature in the emulsion polymerization of a high molecular weight resin described later.
  • a high molecular weight resin is added and mixed together with the low molecular weight resin described above.
  • the addition method of the high molecular weight resin is not necessarily limited.
  • the addition method is in the form of an aqueous dispersion;
  • the dispersion stability of the aqueous dispersion is appropriately reduced by a known method and added as an aqueous sludge.
  • it is more preferable to use it in the form of an aqueous dispersion because it can be used as it is by emulsion polymerization or the like and it is easy to obtain a highly homogenous resin mixture.
  • a method for adding a high molecular weight resin a method in which the aqueous dispersion of the high molecular weight resin is further mixed in advance with the aqueous dispersion of the low molecular weight resin and / or the aqueous dispersion of the waxes described later is added.
  • a method of adding a mixture of such an aqueous dispersion as aqueous sludge, and the like can be employed.
  • the aqueous dispersion of the high molecular weight resin is not particularly limited as long as the high molecular weight resin is dispersed in an emulsified state.
  • the resin is appropriately emulsified in water using a known emulsifier.
  • examples include dispersed aqueous resin dispersions, aqueous resin dispersions obtained by emulsion polymerization, etc., but a resin with a high molecular weight can be obtained and is stable when stored and mixed with a low molecular weight resin. From the viewpoint, an aqueous resin dispersion obtained by emulsion polymerization is preferred.
  • the resin particles are self-stabilized by the polarity of the resin itself, and an emulsifier is used.
  • the molecular weight characteristics of the high molecular weight resin used in the present invention are also measured according to the method described in the above "Measurement of molecular weight characteristics".
  • the molecular weight peak value (Mp) in the GPC measurement chart is 300,000. It is preferable to be in the range of ⁇ 3 million It is in the range of 500,000 to 2 million
  • the Mp is
  • the value is not less than the limit value, it is preferable because the obtained toner exhibits excellent fixability, and it is less likely to cause problems such as a narrowing of the fixable temperature range such as occurrence of hot offset.
  • the high molecular weight resin means that the weight average molecular weight (Mw) of the resin is the low molecular weight resin.
  • the obtained toner exhibits excellent fixability, and it is difficult to cause problems such as a narrowing of the fixable temperature range such as occurrence of hot offset.
  • an intermediate molecular weight resin having an intermediate molecular weight between the low molecular weight resin and the high molecular weight resin may be used in combination with the high molecular weight resin.
  • the high molecular weight resin used in the present invention may be the same type as the low molecular weight resin.
  • a styrene polymer is used for both the high molecular weight resin and the low molecular weight resin. I can do it.
  • the average particle diameter of the dispersed particles is preferably in the range of 30 nm to 1000 nm. If the particle diameter is less than or equal to the upper limit value, the compatibility and dispersibility with the low molecular weight resin is excellent, and the resulting toner has insufficient fixability or is likely to cause hot offset. This is preferable because inconveniences such as a narrow fixing temperature range hardly occur. Further, if the particle size of the resin emulsion dispersion is equal to or greater than the lower limit value, a relatively small amount of emulsifier may be used during emulsion polymerization and the like. Because it is hard to occur, it is preferable.
  • the average particle size of the dispersed particles in the aqueous dispersion of the high molecular weight resin is a value measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device. Specifically, “Master Sizer 2000” [trade name; It is a weight average particle diameter measured using Sysmetas Co., Ltd.].
  • the compatibility dispersibility of a low molecular weight resin such as a solvent-free form and a high molecular weight resin in the form of an aqueous dispersion or an aqueous sludge has an influence on the fixability and durability of the resulting toner. Those having poor dispersibility are not preferred because the so-called hot and cold offsets occur at the same time during fixing, and the life of the developer is likely to be easily changed to spent and finer toner.
  • an aqueous dispersion of a high molecular weight resin used in the present invention is obtained by emulsion polymerization, a monomer, a water-soluble catalyst, an emulsifier and water as a polymerization medium coexist and heated to the polymerization temperature. Is done.
  • the total amount of the above raw materials may be added to the polymerization tank, and the polymerization may be proceeded by raising the temperature to the polymerization temperature.
  • the polymerization can be carried out by intermittently or continuously adding some or all of the monomer, the water-soluble catalyst and the emulsifier.
  • the monomer may be added alone to the polymerization tank, or the monomer may be preliminarily emulsified in an emulsifier aqueous solution, and the monomer emulsion may be added.
  • the polymerization temperature is not particularly limited as long as it is a temperature at which the catalyst decomposes, but it is generally in the range of 30 to 150 ° C, preferably 40 to 100 ° C.
  • the monomer has two or more polymerizable double bonds in addition to the monomer used for polymerizing the resin in the resin solution used as the low molecular weight polymer component.
  • Polyvinyl monomers can be used in combination. Examples of such polyvinyl monomers include aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and divinylnaphthalene; for example, ethylene glycol dimethaacrylate, tetraethylene glycol dimetataliate.
  • Polyol poly (meth) talate toy compounds such as acrylate, unsaturated alcohol such as allyl methacrylate Korupori (meth) Atari Rate compound; New, New - Jibyuruanirin, Jibyurue ether, divinyl Ruff id, other Jibyuru compounds such as preparative Riari cyanurate; there Ru.
  • dibutylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol diatalate and the like are preferably used.
  • the copolymerization ratio of these crosslinkable polyvinyl monomers is determined by the amount of the monomer constituting the high molecular weight resin. It should generally be in the range of 0-2% by weight, preferably 0.01-1% by weight, particularly preferably 0.02-0.8% by weight, based on the total 100% by weight of the body.
  • Examples of the polymerization initiator that can be used in the emulsion polymerization include conventional water-soluble initiators such as hydrogen peroxide; t-butyl hydroperoxide, t-amyl hydroperoxide, and the like.
  • Free radical polymerization initiators such as oxides and azo initiators such as 2,2, -azobis (2-amidinopropane) and 2,2, -azobis (4-cyananovaleric acid) can be used.
  • the amount of polymerization initiator used is preferably in the range of 0.03 to 1 part by weight, more preferably in the range of 0.05 to 0.8 part by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the previous monomers. A range of 0.1 to 0.5 parts by weight is particularly preferred.
  • a water-soluble redottus polymerization initiator obtained by combining the above water-soluble polymerization initiator and a water-soluble reducing agent can also be used.
  • the polymerization initiator used in the water-soluble redox initiator the above-mentioned polymerization initiators can be used, and examples of the reducing agent include sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium metabisulfite, sodium pyrosulfite, and hypophosphorous acid.
  • Acid salts, ascorbic acid, tartaric acid, citrate, dextrose, sodium formaldehyde sulfoxylate, etc. can be used.
  • the amount of peroxide used in the redox catalyst is in the range of 0.03 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the total weight of all monomers. Further, in addition to the above redox polymerization initiator, a trace amount of a transfer metal such as ferrous sulfate or moor salt copper sulfate may be used in combination.
  • the emulsifier that can be used in the emulsion polymerization of the high molecular weight resin aqueous dispersion suitably used in the present invention includes any of anionic emulsifier, nonionic emulsifier, cationic emulsifier, amphoteric emulsifier, and reactive emulsifier. These emulsifiers can be used with known types of emulsifiers in a known manner, and these emulsifiers can be used alone or in combination.
  • the obtained aqueous dispersion of high molecular weight resin can be adjusted in pH by adding ammonia water, an aqueous amine solution, an aqueous alkali hydroxide solution, or the like, if necessary.
  • Aqueous dispersions usually have a solids concentration generally in the range of 10 to 70% by weight, preferably in the range of 20 to 60% by weight, more preferably in the range of 30 to 50% by weight, and the viscosity is usually 10,000 mPas. s (BH type rotational viscometer, 25 ° C, 20 rpm; the same applies to the viscosity measurement conditions below).
  • the high molecular weight resin suitably used in the present invention is produced by water-based emulsion polymerization.
  • a water-soluble organic solvent such as alcohol may be contained as an aqueous medium.
  • the high molecular weight resin used in the present invention is an aqueous sludge of a high molecular weight resin, that is, the dispersion stability of the aqueous dispersion of the high molecular weight resin described above is appropriately reduced by a known method. It is also possible to use in the form of an aqueous sludge containing an aqueous dispersion of resin particles, wherein the resin particles in the high molecular weight resin aqueous dispersion are aggregated. The resin particles in these sludges are dispersed by mechanical stirring because the dispersion stability of the particles is impaired, but they settle easily by standing or diluting with water.
  • the method for reducing the dispersion stability of the dispersed resin particles of the high molecular weight resin is not particularly limited, and for example, an inorganic metal salt is added to the aqueous resin dispersion to perform salting out.
  • a method of adjusting the pH of the aqueous resin dispersion to impair the dispersion stability of the particles, a method of adding organic solvents to make the particles unstable, and a charge opposite to the charge of the resin dispersed particles examples include a method of adding an aqueous solution of an emulsifier, a method of aggregating an aqueous resin dispersion by powerful mechanical stirring, and a method of freezing the resin aqueous dispersion and then aggregating it. From the viewpoint, a method of salting out by adding a metal salt to the aqueous resin dispersion and a method of adjusting the pH of the aqueous resin dispersion to impair the dispersion stability of the particles are preferable.
  • the inorganic metal salt that can be used is not particularly limited as long as it is a water-soluble inorganic metal salt. Examples thereof include halides, sulfates, nitrates, phosphates, acetates, and carbonates of various metals. Examples of the metal of these metal salts include sodium, potassium, magnesium, calcium, iron, zinc, barium, anorium, titanium, and aluminum.
  • the pH of the aqueous resin dispersion When the dispersion stability of the particles is lowered by adjusting the pH of the aqueous resin dispersion, for example, when the dispersion is stabilized with an anionic emulsifier, the pH is lowered. In the case where the dispersion is stabilized with a cationic emulsifier, the pH can be increased. In the former case, ⁇ 1 to 6, particularly ⁇ 1 to 3 is more preferable.
  • hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, carbonic acid or the like or an aqueous solution thereof By stirring the aqueous resin dispersion, hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid, carbonic acid or the like or an aqueous solution thereof is added. be able to. In the latter case, it can be carried out by adding ammonia, various amines or the like or an aqueous solution thereof to an aqueous resin dispersion having a pH of 8
  • the dispersion stability of the particles is lowered by adding an organic solvent
  • it can be carried out by adding an organic solvent that dissolves in water and hardly dissolves the resin to the aqueous resin dispersion.
  • organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; nitriles such as acetonitrile, propionitryl and butyronitrile; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; And cyclic ethers such as tetrahydrofuran.
  • an aqueous sludge is produced by a method in which an aqueous solution of an emulsifier having a charge opposite to that of the dispersed particles in the aqueous resin dispersion is prepared, the dispersed particles having a positive charge are used.
  • emulsifiers such as carboxylic acid, sulfonic acid, and phosphoric acid as emulsifiers.
  • resin-emulsified dispersed particles that are negatively charged such as tertiary and quaternary amines
  • Cationic emulsifiers can be used.
  • sludge can be prepared by adding a polymer flocculant such as polyamine, polyacrylamide, and polyacryl, and water-soluble hydrocolloids such as alginate and cellulose.
  • the resin particles in the sludge produced as described above are filtered and washed, and excess emulsifier, polymerization initiator, etc. in the sludge are washed away with water, and the filtered particles are dispersed in water again to remove the slurry.
  • Power S can be used as a wedge.
  • the mixing ratio of the low molecular weight resin and the high molecular weight resin is not generally defined by the composition and molecular weight of each resin, but in general, the low molecular weight resin and the high molecular weight resin.
  • the low molecular weight resin is preferably in the range of 50 to 80% by weight, more preferably 55 to 75% by weight; high molecular weight resin strength S, preferably 50 to 20% by weight, More preferably, it is in the range of 45 to 25% by weight.
  • the mixing ratio of the low molecular weight resin is equal to or higher than the above lower limit value (the mixing ratio of the high molecular weight resin is equal to or lower than the upper limit value above), not only the offset resistance is good, but also the fixing property in the low temperature region is excellent. This is preferred because it does not cause inconveniences such as an increase in the lower limit temperature. If the mixing ratio of the low molecular weight resin is not more than the above upper limit (the mixing ratio of the high molecular weight resin is not less than the above lower limit), the fixability is good and the fixable temperature range is narrow due to occurrence of hot offset. Because it is hard to cause inconvenience such as becoming.
  • the method for producing a binder resin for an electrostatic charge image developing toner according to the present invention is characterized in that, in the mixing step (1), a wax is added and mixed together with a low molecular weight resin and a high molecular weight resin.
  • a wax is added and mixed together with a low molecular weight resin and a high molecular weight resin.
  • Conventional waxes are used as a release agent to prevent the toner from adhering and transferring to the surface of the hot roll to cause an offset phenomenon, such as a binder resin for toner, a colorant, a charge control agent, and a magnetic substance at the toner production stage.
  • the present inventors have added and mixed the low molecular weight resin, the high molecular weight resin and the wax together so that the above-mentioned problems such as toner spent filming do not occur. It has been found that continuous printing for a long time is possible, and that low temperature offset, which tends to occur with a decrease in hot roll temperature that occurs during continuous printing for
  • the waxes that can be used in the method of the present invention are not particularly limited, but are aliphatic hydrocarbon waxes, fatty acid ester waxes, fatty acid waxes, aliphatic alcohol waxes, and carboxylic acid amide waxes. It can be appropriately selected from waxes and derivatives and blends thereof.
  • the soft spot is in the range of 55 to 160 ° C. from the viewpoint that it is not separated from the toner during high temperature storage of the toner and is excellent in high temperature offset prevention during use. It is preferable to use those having a temperature of 60 to 150 ° C, particularly preferably 60 to 100 ° C.
  • the soft spot of waxes in this specification is a value measured by the ring and ball method softening point described in JIS K 2207.
  • the above aliphatic hydrocarbon waxes include low molecular weight polyolefin wax, Fitzia trophopwax, norafin wax, microcrystalline wax, petrolatum, ozokerite and ceresin.
  • the low molecular weight polyolefin wax is a olefin having 2 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms, such as ethylene, propylene, 1-butene, 1_pentene, 2-methyl-1-butene, 3_methyl- 1-butene, 1-hexene, 4_methyl_1_pentene, 3-methyl-1-pentene, 2_methyl-1-pentene, 1_heptene, 4-methyl-1-hexene, 1-octene, 5 -Methyl-1-heptene, 1_decene, but main constituents include ethylene, propylene, 1-butene, 4_methyl_1_pentene (preferably ethylene, propylene, 1-butene, 4_methyl_1_pentene) (50 mole 0/0 or more, preferably 80 mol% or more) radical polymerisation or under high pressure Orefin based monomer and a Ziegler catalyst such as a mole
  • Fischer 'Tropsch wax is a synthetic hydrocarbon having 16 to 78 carbon atoms obtained from the distillation residue of hydrocarbons synthesized from synthesis gas consisting of carbon monoxide and hydrogen, or hydrogenated to these. is there.
  • Paraffin wax is mainly composed of straight chain hydrocarbons having 20 to 40 carbon atoms separated and refined from petroleum vacuum distillation distillate, and microcrystalline wax is petroleum decompression. It consists mainly of branched chain hydrocarbons with 30 to 60 carbon atoms that are separated and refined from distillation residue oil or heavy distillate oil.
  • Petrolatum is an oil component separated from petroleum distillation residue oil under reduced pressure. It is a viscous semi-solid petrolatum, and ozokerite is mainly composed of hydrocarbons extracted from Tertiary deposits near petroleum deposits, and its refined product is ceresin. .
  • low molecular weight polyolefin wax preferably used.
  • Fitzia tropush wax
  • paraffin wax preferably used.
  • microcrystalline wax preferably used.
  • low molecular weight polyolefin waxes are preferably used.
  • the fatty acid ester-based wax includes carnauba wax mainly composed of fatty acid and alcohol esters having 24 to 32 carbon atoms collected from the leaf power of brazinole palmaceous plants; Candelilla wax mainly composed of 30 and 32 fatty acids, alcohols and their esters collected from plants; of 16-32 fatty acids and alcohols collected from rice bran oil and hydrogenated as needed Rice wax with ester as the main component; Honey nest strength Collected from fatty acid and alcohol esters with 16 to 32 carbon atoms, and beeswax mainly composed of hydrocarbon; carbonized from peat or lignite A fatty acid and alcohol ester of 20 to 32 carbon atoms obtained by extracting no plant koji ingredients, and a montan wax mainly composed of a resin component;
  • the fatty acid-based wax includes, for example, saturated linear fatty acids having about 16 to 30 carbon atoms such as myristic acid, normitic acid, stearic acid, araquinic acid, behenic acid, and montanic acid; Unsaturated fatty acids having about 18 to 30 carbon atoms such as eleostearic acid, vanaric acid, and brush acid; for example, fatty acid metal salts such as calcium laurate, calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate, etc.
  • saturated linear fatty acids having about 16 to 30 carbon atoms such as myristic acid, normitic acid, stearic acid, araquinic acid, behenic acid, and montanic acid
  • Unsaturated fatty acids having about 18 to 30 carbon atoms such as eleostearic acid, vanaric acid, and brush acid
  • fatty acid metal salts such as calcium laurate, calcium stearate, zinc stearate, magnesium stearate, etc.
  • Aliphatic alcohol-based waxes include, for example, cetyl alcohol, stearyl alcohol, arachi nore nole cornole, behenino enore nole cornore, canole nabinole enore no olenore, serino enore nole cornore, mesylyl alcohol, etc. 16-34 saturated aliphatic monohydric alcohol; for example, Sonorbitol Of aliphatic polyhydric alcohol.
  • the carboxylic acid amide wax includes, for example, aliphatic amides such as linolenolic acid amide, oleic acid amide, and lauric acid amide; for example, methylene bis stearic acid amide, ethylene bis-power puric acid amide, ethylene Saturated fatty acid bisamides such as bislauric acid amide, hexamethylene bisstearic acid amide, m-xylene bisstearic acid amide; for example, saturated fatty acid bisamides such as ethylene bisoleic acid amide and hexamethylene bisoleic acid amide
  • the above-described waxes may be oxidized, hydrogenated or hydrolyzed as necessary, or as derivatives obtained by grafting a bull monomer to these waxes, or These waxes and their derivatives or other components can be used as appropriate blends.
  • wax emulsion in the form of an aqueous dispersion in which the above-described waxes are appropriately dispersed in an aqueous medium using a known method can also be used.
  • wax emulsions those based on low molecular weight polyolefin wax include, for example, Hitech ⁇ ⁇ ⁇ -4 ⁇ , ⁇ -4 ⁇ , ⁇ -68 ⁇ , ⁇ -68 ⁇ , ⁇ -103 ⁇ , ⁇ _433 ⁇ , ⁇ -10 00 , ⁇ -6000, ⁇ -6500, ⁇ _7058, ⁇ -5043, ⁇ -5060, S_3121, S-3127, S-3148, S_8512 (trade name; manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.), Chemipearl WP100, W100, W200, W300, W308, W400, W401, W410, W500, W700, W800, W900, W950, W4005, WF640 (trade name; manufactured by
  • the compounding amount of these waxes is generally in the range of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight as the active ingredient based on the total 100 parts by weight of the low molecular weight resin and the high molecular weight resin as the resin components. The range is 8 parts by weight.
  • the blending amount of waxes also depends on the type and amount of pigment blended in the production of the toner. When carbon black is used as the pigment, the blending amount of waxes is based on 100 parts by weight of the resin component.
  • the amount of active ingredient is in the range of 1 to 4 parts by weight; when magnetite is used, the amount of active ingredient is preferably in the range of 2 to 6 parts by weight. From another viewpoint, the compounding amount of the wax is generally 0.1 to 6 parts by weight, preferably 0.5 to 4 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the resin component, the pigment and the charge control agent described later. is there.
  • the blending amount of the wax is not less than the above lower limit values, it is preferable because an excellent offset suppressing effect can be exhibited.
  • the wax content is not more than the above upper limit values, the obtained toner can be stored for a long time.
  • the dispersibility of other toner formulations is not reduced, and the occurrence of filming can be suppressed, and the toner fluidity is deteriorated and the image characteristics are reduced. It is preferable because problems such as lowering are less likely to occur.
  • the addition method of the waxes is not necessarily limited, and is added in a solvent-free solid state such as flakes, powders, granules or blocks.
  • a method of adding in a solvent-free molten state; a method of adding in the form of an aqueous dispersion; and further, an aqueous dispersion of waxes is used as the low molecular weight resin aqueous dispersion and / or high molecular weight resin aqueous solution.
  • a method of adding an aqueous dispersion of waxes in advance mixed with the low molecular weight resin aqueous dispersion and / or the high molecular weight resin aqueous dispersion is preferred. It is further preferred that the waxes and the waxes are added in a premixed form in the form of an aqueous dispersion.
  • the mixing operation is performed while stirring the raw materials containing the low molecular weight resin, the high molecular weight resin, and the wax described above by a mechanical or other method.
  • the step (1) is preferably carried out at a temperature above the glass transition point of the low molecular weight resin, more preferably at a temperature higher than the glass transition point by 20 ° C. or higher.
  • the composition of the mixture of the molecular weight resin and the wax becomes uniform, and the physical properties of the toner produced using the mixture as a binder resin for toner are improved.
  • the above-described advantage of the mixing step (1) is that during the step (1), an aqueous dispersion which is a suitable form as a high molecular weight resin or an aqueous sludge derived from the aqueous dispersion is used.
  • Fine particles derived from resin particles or resin particles, a low molecular weight resin in the form of a solvent-free resin, a resin solution or an aqueous dispersion, and waxes in the form of a solvent-free solid, solvent-free molten state or aqueous dispersion Are in contact with each other, or particles in a mixed aqueous dispersion of high molecular weight resin, low molecular weight resin and / or waxes premixed in the form of an aqueous dispersion or its aqueous sludge are in closer contact. , Work united in a distributed state This is probably because the use is promoted at the above temperature.
  • the mixing step (1) may be performed in an open state or a sealed state under normal pressure, or may be performed in a sealed pressure state in order to control evaporation of volatile components such as moisture and organic solvents. Good.
  • the step (2) of removing volatile components is performed simultaneously with and / or after the mixing step (1).
  • the volatile component removal step (2) is a process of removing most of the volatile components such as water and organic solvent by evaporation from the mixture produced in the mixing step (1).
  • a solvent-free resin mixture is obtained in which 80% or more, preferably 95% or more, more preferably 99 Q / o or more is removed by evaporation. At this time, if volatile impurities such as residual monomers are present in the mixture, these can also be removed simultaneously.
  • Step (2) can be performed by heating the resin mixture obtained in the mixing step (1) to a temperature equal to or higher than the evaporation equilibrium temperature of the volatile components in the mixture, and further reducing the pressure under heating. This can be done more efficiently.
  • the temperature of the resin mixture is the volatile component, which is a medium accompanied by each component immediately after the low molecular weight resin, high molecular weight resin and waxes are mixed.
  • the boiling point of the main one, and in the preferred embodiment of the present method, the boiling point of water may be set to around 100 ° C., but the temperature increases as the removal of these volatile components progresses.
  • the step (2) can be performed after the mixing step (1) is completed, but it is more efficient and preferable to perform both at the same time.
  • the composition of the mixture of the low molecular weight resin, the high molecular weight resin and the wax is highly uniform, most of the volatilization occurs after the mixing step (1) and the volatile component removal step (2). It is preferable to perform a step (3) of kneading the substantially solvent-free resin mixture from which the components have been removed (hereinafter sometimes referred to as a kneading step (3)). When a small amount of volatile components remain, it is preferable to knead them under conditions to further remove them. In the kneading step (3), at least one component of a low molecular weight resin, a high molecular weight resin and waxes is dissolved. It is preferable to carry out in the molten state because a mixture having a more uniform composition can be obtained.
  • the present inventors performed these steps, that is, the mixing step (1) and the volatile component removal step (2) and the kneading step (3) performed as necessary.
  • it should be carried out in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, which is not friendly or reactive to any of low molecular weight resins, waxes and solvents that may accompany them. Accordingly, it has been found that when the obtained solvent-free resin mixture is used as a binder resin for toner, generation of odor during fixing of a printer or a copying machine can be remarkably improved.
  • volatile impurities such as residual monomers and solvents present in the resin mixture can be more efficiently removed.
  • the steps (1) and (2) and the step (3) performed as necessary are not particularly limited as long as these steps can be carried out without inconvenience. It can be performed using at least one means having a function, a mixing function and / or a volatile component removal function.
  • Preferable means and means having the above functions include, for example, a heating kneader, a Banbury mixer 1, a roll mill, a single-screw continuous kneader, a twin-screw continuous kneader, a continuous mixing and desolving machine, and a dryer.
  • a heating kneader a Banbury mixer 1, a roll mill, a single-screw continuous kneader, a twin-screw continuous kneader, a continuous mixing and desolving machine, and a dryer.
  • the above-mentioned steps (1) to (3) can be carried out continuously, and these steps can be carried out efficiently with a single device. It is preferable to use a kneader.
  • twin-screw continuous kneaders there are various types of twin-screw continuous kneaders. Among them, there are two rotating shafts having a self-cleaning property with a plurality of paddles fixed or two screws having a self-cleaning property.
  • the biaxial continuous kneader in which the biaxial opposing paddles rotate in contact with each other while rotating inscribed in the body of the kneader, has a high kneading effect and good workability. More preferred.
  • a more preferred biaxial continuous kneader is one that can convey a fluid having a viscosity of 10 to 108 mPa's to the input loca discharge port by rotation of a paddle or a screw.
  • Such a biaxial continuous kneader is known per se, and examples thereof include those manufactured and sold as KRC kneader (trade name) from Kurimoto Iron Works. [0102]
  • KRC kneader trade name
  • the above "self-cleaning property” means that no special cleaning treatment is required after use since the mixture hardly adheres to the paddle or screw.
  • the low molecular weight resin, the high molecular weight resin and the wax are mixed by rotating a screw or a paddle fixed to the stirring shaft of the apparatus, and the mixing step (1) and the kneading step ( 3) can be implemented.
  • the volatile component removal step (2) can usually be carried out by heating to a temperature equal to or higher than the vaporization equilibrium temperature of the main volatile components in the mixture with an equipped heating jacket or electric heater. This can be done more efficiently by flowing an inert gas through the apparatus or by reducing the pressure in the apparatus.
  • the mixture is heated as necessary, and then introduced into a reduced pressure region to evaporate water.
  • the method of making it into a state can be mentioned.
  • the mixing step (1) and the volatile component removal step (2) in the method of the present invention can be performed with a single device or with a plurality of separate devices. It is preferable to use a single device from the viewpoint of low cost.
  • the mixing step (1), the volatile component removal step (2), and the kneading step (3) can be performed by separate apparatuses, respectively.
  • (1) and the volatile component removal step (2) can be performed with a single first device
  • the kneading step (3) can be performed with another second device
  • the mixing step (1) can be performed with the first device.
  • the volatile component removal step (2) and the kneading step (3) can be performed by another second device.
  • the mixing step (1), the volatile component removal step (2), and the kneading step (3) can be performed with a single apparatus.
  • the mixing step (1) and the volatile component removal step (2) are performed in a single first apparatus, and the kneading step (3 ) Is performed in a separate second device, from the viewpoint of good workability, the mixing step (1), the volatile component removal step (2) and the kneading step (3) are performed in a single device. It is especially preferred.
  • the water content of the resin mixture obtained from the outlet of the first device after the completion of (1) and step (2) is preferably 20% by weight or less. More preferably, it is 5% by weight or less.
  • FIGS. 1 to 3 schematically show the structure of a closed biaxial continuous kneader that can be suitably used in the present invention.
  • 1 is a schematic plan view
  • FIG. 2 is a schematic side view
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1 and viewed in the direction of the arrow.
  • FIGS. 1 to 3 an embodiment in which a mixing process and a water removal process are performed in parallel using a closed biaxial continuous kneader and a kneading process is further performed will be described.
  • the above-described two-shaft continuous kneader is provided with two rotating shafts 2 to which a large number of paddles 1 are fixed, and these paddles 1 are in a state of being held together as shown in FIG. 3 to rotate.
  • the two rotating shafts 2 to which a large number of paddles 1 are fixed are enclosed in a body 11 that is covered with a heating jacket 8, and a space portion between the surface of the paddle 1 and the inner wall surface of the body 11 Has a mixing chamber 12.
  • the heating jacket 8 is heated by circulation of a heat medium such as steam and oil flowing in the heat medium pipe 13 provided therein, or by an electric heater or the like (not shown).
  • a low molecular weight resin that is a solvent-free resin in a molten state a high molecular weight resin that is in the form of an aqueous dispersion, and a wax that is in the form of a molten state or an aqueous dispersion are separately provided. , Continuously supplied to the mixing chamber 12. Further, when both the high molecular weight resin and the wax are in the form of an aqueous dispersion, it is possible to supply a mixture of these in advance as one raw material supply loca. In this case, one of the raw material supply ports 4 to 6 is used. One can be sealed.
  • the supplied low molecular weight resin, high molecular weight resin and waxes are heated in the mixing chamber 12 to a temperature above the glass transition point of the low molecular weight resin by receiving heat from the heating jacket 8, and It is agitated and mixed by rotational movement, and is transferred as a resin mixture in the direction of the discharge port 7 while separating volatile components such as moisture.
  • Volatile components such as moisture in the above feed are mixed with an inert circulating gas such as nitrogen. It is discharged from the evaporation port 10.
  • an inert circulating gas such as nitrogen. It is discharged from the evaporation port 10.
  • the supply speeds of low molecular weight resin, high molecular weight resin and waxes are adjusted so that voids are formed between the moving resin mixture and the inner wall of the fuselage 11 (not shown). Via, it is discharged from the evaporation port 10 together with the introduced inert gas.
  • the temperature of the mixture is 100 to 110 ° C. Then, most of the volatile components in the mixture are removed, and then the kneading treatment is preferably performed at a temperature at which the low molecular weight resin melts. By this kneading treatment, the low molecular weight resin, the high molecular weight resin and the wax are more uniformly dispersed. Even in the resin melting region where the kneading process is performed, the residual volatile components are evaporated and discharged together with an inert gas by 10 forces.
  • the resin obtained from the discharge port 7 can be further continuously introduced into another apparatus to be processed into pellets, flakes, and the like.
  • the mixing process, the volatile component removal process, and the kneading process are performed using the biaxial continuous kneading apparatus as described above, the heating temperature of the heating jacket 8, the mixing process, the volatile component removal process, and the kneading process are performed.
  • the residence time, other conditions, etc. are the types of low molecular weight resins, high molecular weight resins and waxes, the amount of volatile components in these feed components, such as the amount of water in the high molecular weight of the resin aqueous dispersion, It depends on the component supply rate, the inert gas flow rate, the desired composition and water content of the solvent-free resin mixture obtained from the outlet 7, the processing capacity of the equipment, and other factors. However, once the above factors are identified, it is easy to set the above conditions theoretically and experimentally.
  • the temperature of the heating jacket 8 is 120 to 300 ° C, preferably 160 to 250. Set the temperature to ° C and set the residence time from the raw material supply port 4 to 6 to the discharge port 7. The kneading capacity of the apparatus, and the force due to other factors. Normal:! To 60 minutes, preferably 5 to 30 minutes.
  • the apparatus having the evaporation port 10 for the volatile component such as the above-described apparatus, when the opening area of the evaporation port 10 is increased, the removal of the volatile component from the resin mixture containing a large amount of water is effective.
  • the raw material supply ports 4 to 6 provided in the upper part of the fuselage and the opening area of the evaporation port 10 are 15 to 15 times the product of the length L and the width D of the fuselage 11. In the range of 100%, it is preferable from the viewpoint of efficient water removal treatment.
  • the heating jacket 8 does not exist at the upper part of the fuselage 11, and is provided only at the lower part of the fuselage 11, or the heating medium 8 is provided in the rotary shaft 2 or the paddle 1 without the heating jacket 8. Heating can be performed by circulating the gas.
  • Solvent-free resin mixtures such as pellets and flakes obtained as described above have an anti-offset property, fixing property, toner vent and anti-filming property, and anti-blocking property during storage ( It can be used as a binder resin capable of producing an excellent toner for developing an electrostatic charge image with excellent non-aggregation property, developability at the time of image formation, etc. and less odor generation.
  • the toner for developing an electrostatic charge image is produced by blending the toner binder resin thus obtained with additives such as a colorant and, if necessary, a charge control agent and a release agent. It is possible to obtain a toner for developing an electrostatic charge image having a desired particle size by uniformly mixing and melting, finely pulverizing the molten mixture after cooling, finely pulverizing with a jet mill or the like, and then classifying with a classifier. it can.
  • Examples of the colorant include inorganic pigments, organic pigments, and synthetic dyes. Inorganic pigments or organic pigments are preferably used, and one or more pigments and / or one or more pigments are used. Two or more dyes can be used in combination.
  • the amount of the colorant used is preferably 1 to 200 parts by weight, more preferably 3 to 150 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin for toner.
  • examples of the inorganic pigment include metal powder pigments such as zinc powder, iron powder, and copper powder; for example, magnetite, ferrite, bengara, titanium oxide, zinc oxide, silica, chromium oxide, ultramarine, and cobalt blue. , Senoreru bunoréi, Milanel violet, trilead tetroxide etc.
  • Metal oxide pigments For example, carbon black, carbon black, furnace black, and other carbon pigments; for example, zinc sulfide, cadmium red, selenium red, sulfide sulfide, cadmium yellow, and other sulfide pigments; for example, molybdenum Examples thereof include chromate pigments such as red, nitrous yellow, strontium yellow, and chrome yellow; and ferrocyanide pigments such as miloli blue.
  • organic pigments include azo pigments such as benzidine yellow, benzidine orange, permanent red 4R, pyrazolone red, linole red, brilliant scarlet G, and bon maroon light; for example, Orange II, Acid Orange R, Acid dyes such as rhodamine, magenta, makalite green, methyl violet, Victoria blue, etc.
  • the synthetic dyes include atalidine dyes, vanillin black, anthraquinone dyes, azine dyes, azo dyes, azomethine dyes, benzo and naphthoquinone dyes, indigo dyes, indophenols, indoor dilins, indamines, leuco vat dyes.
  • Dye esters naphthalimide dyes, niguecosine, indulin, nitro and nitroso dyes, oxazine and dioxazine dyes, oxidation dyes, phthalocyanine dyes, polymethine dyes, quinophthalone dyes, sulfur dyes, tri- and diarylmethane dyes, thiazine dyes, xanthene dyes, etc.
  • aniline black, niggincin dye and azo dye are used, and more preferable are salicylic acid, naphthoic acid or 8-oxyquinoline in the molecule of the azo dye. Having a residue, chromium, Those that form complex salts with metals such as copper, cobalt, iron, and aluminum are used.
  • charge control agent as a plus, niggin syn-type electron donating dye, Other examples include metal salts of naphthenic acid or higher fatty acids, alkoxynoramines, quaternary ammonium salts, alkylamides, chelates, pigments, fluorination activators, etc. Other examples include complexes, chelating compounds, chlorinated paraffins, chlorinated polyesters, polyesters with excess acid groups, and sulfolamines of copper phthalocyanine.
  • a fluidity improver may be further added to the toner.
  • Any fluidity improver can be used as long as the fluidity can be increased by adding it to the toner particles before and after the addition.
  • Examples thereof include hydrophobic colloidal silica fine powder, colloidal silica fine powder, hydrophobic titanium oxide fine powder, titanium oxide fine powder, hydrophobic alumina fine powder, alumina fine powder, and a mixed powder thereof.
  • the toner produced as described above is suitably used as a two-component developer composed of a toner and a carrier, particularly as a developer using a carrier having a resin coating layer.
  • a carrier having a resin coating layer is typically a carrier in which the surface of carrier core particles made of iron, nickel, ferrite, and glass beads are coated with an insulating resin coating layer.
  • typical examples include fluorine resin, silicon resin, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer resin, polyester resin, and polybutadiene resin.
  • the toner provided by the present invention is not limited to a two-component developer, but a one-component developer that does not use a carrier, such as a magnetic one-component toner containing magnetic powder in the toner,
  • the present invention can also be applied to a non-magnetic one-component toner that does not contain magnetic powder in the toner.
  • binder resin obtained by the production method of the present invention in addition to the binder resin obtained by the production method of the present invention, other binder resins such as a styrene resin and a polyester resin may be supplementally blended and used.
  • the proportion of these auxiliary binder resins in the total binder resin is 30% by weight. % Or less is preferable.
  • the various additives described above are blended together with the low molecular weight resin, the high molecular weight resin and the wax.
  • the toner can be directly produced.
  • Measurement was performed using a Karl Fischer moisture meter, main body CA-05 type, vaporizer VA-05 [trade name; manufactured by Diainstrument Co., Ltd.]. A 0.5 g toner sample was precisely weighed, placed in a vaporizer VA-05, and the residual moisture was measured by a predetermined method.
  • the amount of monomer remaining in the binder resin, which is the main cause of toner odor generation, was measured by the following method.
  • DB_WAX (trade name; manufactured by J & W Scientific) using a gas chromatography (GC) device “GC_14A” (trade name; manufactured by Shimadzu Corporation) with a column, 2.5 weight of binder resin sample in chloroform The solution was dissolved and filtered to a concentration of 1%, and 3 ⁇ L of the filtrate was injected for measurement. The monomer concentration in the sample was calculated from a separately prepared calibration curve for each monomer.
  • a toner sample is added to an electrolyte solution ISOTON R- ⁇ [trade name; manufactured by Coulter 1 'Scientific' Japan Co., Ltd.] and dispersed well, and then a Coulter counter ⁇ - ⁇ type [trade name; Beckman ']
  • the dispersion was adjusted to about 5% with a densitometer manufactured by Coulter Co., Ltd., and the volume average particle diameter of the toner was measured by a predetermined method.
  • Aggregate residual rate is 50% or more and less than 70%.
  • ⁇ Aggregate residual rate is 70% or more and less than 90%.
  • X Aggregate residual rate is 90% or more.
  • Non-magnetic toner sample “F141-1030” (trade name; manufactured by Powder Tech Co., Ltd.) with 5 parts by weight of a silicone resin coated carrier “Konica Sitios” 7075 ”(trade name; copy speed: 75 sheets / min; manufactured by Sharp Corporation) with a variable temperature, and the image chart of 5% image area for copier plain paper (75g / m 2 ) A printing test was conducted.
  • An image fixing test was performed by changing the temperature of the image fixing portion from 130 ° C to 200 ° C, and the temperature at which image fixing was possible was measured.
  • There is no stain on the white paper, but a slight stain is observed on the heating roll.
  • X Dirt is observed on white paper.
  • Fixation rate is 95% or more.
  • Fixing rate is 90% or more and less than 95%.
  • a magnetic toner sample Using a magnetic toner sample, a commercially available laser printer LaserJet 5 (trade name; printing speed 12 sheets / min; manufactured by Hewlett-Packard) was used, and an external fixing device capable of fixing at a variable temperature was used. A print test of an image chart with an image area of 5% on plain paper for copying machines (75 g / m 2 ) was conducted.
  • LaserJet 5 trade name; printing speed 12 sheets / min; manufactured by Hewlett-Packard
  • Stain is not observed on the white paper, but slight contamination is observed on the heating roll.
  • X Dirt is observed on white paper.
  • Fixation rate is 95% or more.
  • a stirrer, heating device, cooling device, thermometer, and dripping pump are provided, and 100 parts by weight of styrene (St) and 0.5 parts by weight of di-butylperoxide are uniformly distributed in an autoclave controlled at 210 ° C.
  • the monomer mixture mixed in the above was continuously added in 30 minutes, and further held for 30 minutes while maintaining the temperature at 210 ° C. to conduct bulk polymerization to obtain a solvent-free low molecular weight styrene resin.
  • the resulting low molecular weight resin has a molecular weight peak value Mp force S4 500 and a weight average molecular weight Mw of 5 10
  • the number average molecular weight was Mn force 3 ⁇ 4, 400, and the ratio of Mw to Mn was Mw / Mn force 3 ⁇ 4.1.
  • a container equipped with a stirrer and a dropping pump was charged with 27 parts by weight of deionized water and 1 part by weight of anionic emulsifier “Neogen R” (trade name; sodium dodecylbenzenesulfonate; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.).
  • Neogen R trade name; sodium dodecylbenzenesulfonate; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.
  • a monomer emulsion consisting of 75 parts by weight of St, 25 parts by weight of butyl acrylate (BA) and 0.05 parts by weight of dibutenebenzene (DVB) was added dropwise to obtain a monomer emulsion. It was.
  • Production Example 4 In a container equipped with a disper and a dripping pump, 100 parts by weight of the aqueous dispersion of resin obtained in Production Example 2 and 50 parts by weight of deionized water were mixed, mixed, and then stirred at a high speed for 2 weights. A 20% by weight aqueous calcium chloride solution was added. After standing, remove the supernatant, add water again to disperse, then dehydrate and wash with a filter press to remove impurities, add water again to disperse, and sludge with a solid content of 54% Got.
  • the KRC kneader (trade name; manufactured by Kurimoto Kyosho Co., Ltd.), which is a continuous kneader schematically shown in Figs. 1 to 3, was used, and the jacket temperature was set to 200 ° C.
  • a solvent-free binder resin for developing an electrostatic charge image containing WAX was obtained.
  • the operating speed condition of the continuous kneader was set so that the time required for obtaining 1 kg of binder resin for toner was about 20 minutes.
  • the obtained binder resin was measured according to the method for measuring residual moisture and residual monomer. As a result, the residual moisture was 0.1% by weight or less, and the residual monomer content was 90 ppm.
  • Example 2 Example of using low melting point solid wax in a molten state
  • Example 1 instead of using 5 parts by weight of WE-65 (about 2 parts by weight of active ingredient), Hitech “P-5060S” [trade name: low molecular weight polypropylene wax emulsion, softening point of wax 145 ° C, active ingredient 40% by weight; manufactured by Toho Chemical Co., Ltd.] (P-5060) Solventless electrostatic charge image development in the same manner as in Example 1 except that 5 parts by weight (active ingredient about 2 parts by weight) is used. A binder resin for toner was obtained. The obtained binder resin was measured according to the method for measuring the residual moisture and residual monomer. As a result, the residual moisture was 0.1% by weight or less and the residual monomer content was 1 OOppm.
  • Example 3 a solvent-free binder resin for developing an electrostatic charge image was obtained in the same manner as in Example 3 except that the amount of P5060 was changed or not added.
  • Table 1 shows the blending amount (active ingredient amount) of each of the low molecular weight resin, high molecular weight resin and P5060, and the residual moisture and residual monomer content of the obtained binder resin.
  • Example 1 instead of using 5 parts by weight of WE-65 (about 2 parts by weight of active ingredient), “Chemical Pearl WP100” [trade name: low molecular weight polypropylene wax emulsion, softening point of wax 148 ° C., Active ingredient 40 wt%; Mitsui Chemicals, Inc.] (WP100) 5 parts by weight (active ingredient approx. 2 parts by weight) or “Biscol 330P” [trade name; low molecular weight polypropylene wax, softening point 152 ° C, active ingredient 100% by weight; manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] (V330P)
  • a binder resin for toner for developing electrostatic images was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2 parts by weight were used. Table 1 shows the types of waxes used and their blending amounts (active ingredient amounts) and the residual moisture and residual monomer content of the resulting binder resin.
  • Example 1 instead of using 60 parts by weight of the low molecular weight resin from Production Example 1 (approximately 60 parts by weight of active ingredient), 92 parts by weight of the low molecular weight resin solution from Production Example 3 (approximately 60 parts by weight of active ingredient) was added. , And toner binder resin Continuous mixing so that the required time per lKg is about 40 minutes.
  • a binder resin for a toner for developing an electrostatic charge image was obtained in the same manner as in Example 1 except that the operating speed conditions of the kneader were set. The obtained binder resin was measured in accordance with the method for measuring the residual moisture and residual monomer. The residual moisture was 0.1% by weight or less, the residual monomer content was 150 ppm, and the residual solvent was 2500 ppm. It was.
  • Example 1 instead of using 100 parts by weight of the aqueous dispersion of the high molecular weight resin of Production Example 1 (approximately 40 parts by weight of active ingredient), 74 parts by weight of the sludge of the high molecular weight resin of Production Example 4 (amount of active ingredient) Except for using about 40 parts by weight), a binding resin for toner for developing an electrostatic charge image was obtained in the same manner as in Example 1.
  • the obtained binder resin was measured in accordance with the method for measuring residual moisture and residual monomer. As a result, the residual moisture was 0.1% by weight or less, and the residual monomer content was 100 ppm.
  • V C-210J (trade name; manufactured by Horai Co., Ltd.), and then finely pulverized with a jet mill“ -N ”(trade name; manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.). . Further, the finely divided powder obtained was classified using a wind classifier “MDS_2” (trade name; manufactured by Nippon Pneumatic Industry Co., Ltd.) to obtain particles of 5 to 20 ⁇ m.
  • TG_308F (Cabot 'Specialty' Chemicals) 1 part by weight was added and mixed to obtain a non-magnetic toner.
  • Table 2 shows the toner characteristics such as the average particle diameter of the toner and the toner storage stability, and the results of various printing physical properties tests of the toner according to the printing test 1.
  • Example 12 instead of using the binder resin for electrostatic charge image developing toner obtained in Example 1, the static electricity obtained in any of Examples 2 to 6 and Examples 8 to 11 was used. A nonmagnetic toner was obtained in the same manner as in Example 12 using the binder resin for charge image developing toner. The above various tests were performed using the obtained nonmagnetic toner. Table 2 shows the composition of the toner, the toner characteristics, and the results of various print physical property tests of the toner according to the print test 1.
  • Example 12 instead of using the binder resin for electrostatic image developing toner obtained in Example 1, 100 parts by weight of the binder resin for electrostatic image developing toner obtained in Comparative Example 1 was used. A nonmagnetic toner was obtained in the same manner as in Example 12 except that 5 parts by weight of a polypropylene (PP) wax “Chemical WP100” was added. Using the obtained nonmagnetic toner, the above various tests were conducted. Table 2 shows the composition of the toner, the toner characteristics, and the results of various print physical property tests of the toner according to the print test 1.
  • PP polypropylene
  • Example 12 instead of using 6 parts by weight of carbon black “MA-100”, 80 parts by weight of magnetite “BL-200” (trade name; manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.) was used. In this way, a magnetic toner having an average particle size of 10.0 ⁇ was obtained. Using the obtained magnetic toner, a physical property test of the toner was performed according to the toner storage stability test and the print test 2 described above. Table 3 shows the composition and test results of the magnetic toner.
  • Example 22 instead of using the binder resin for electrostatic image developing toner obtained in Example 1, the electrostatic image obtained in any of Examples 2 to 3 and Examples 5 to 11: A magnetic toner was obtained in the same manner as in Example 22 using the binder resin for developing toner. Using the obtained magnetic toner, a toner physical property test was conducted according to the toner storage stability test and the print test 2 described above. Table 3 shows the composition and test results of the magnetic toner.
  • Example 22 instead of using the binder resin for electrostatic charge image developing toner obtained in Example 1, 100 parts by weight of the binder resin for electrostatic charge image developing toner obtained in Comparative Example 1 was used. A magnetic toner was obtained in the same manner as in Example 22 except that 9 parts by weight of polypropylene wax “Biscol 330 ⁇ ” was added. Using the obtained magnetic toner, a physical property test of the toner was conducted according to the toner retention test and the print test 2 described above. Table 3 shows the composition and test results of the magnetic toner.
  • a styrene polymer is used as a suitable low molecular weight resin and high molecular weight resin, mainly offset resistance, fixing.
  • a styrene polymer and waxes that usually have poor compatibility and are likely to cause phase separation during kneading. Since they are mixed with a high degree of uniformity, they do not easily cause toner miniaturization, toner scavenging, and filming due to friction between toners in the copier or printer and between the toner and the carrier.
  • the binder resin for toner for developing electrostatic images produced by the method of the present invention has blocking resistance during storage (non-aggregation), offset resistance, fixing property, toner vent and prevention of filming. And is suitable for the production of a toner with low odor generation.

Abstract

 低分子量樹脂及び高分子量樹脂を含む原材料を共存させて混合する工程(1)並びに、それと同時に及び/又はその後に揮発成分を除去する工程(2)を含んでなる静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法であって、工程(1)の原材料がさらにワックス類を含有することを特徴とする製造方法、並びにこのようなトナー用結着樹脂に、更に着色剤を配合することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。  

Description

明 細 書
静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法及びそれを用いたトナー の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は電子写真、静電記録、静電印刷などにおける静電荷像を現像するための トナー用結着樹脂の製造方法に関するものであり、詳しくは、低分子量樹脂、高分子 量樹脂及びワックス類を含む原材料を共存させて混合する工程 (1)並びに、それと同 時に及び/又はその後に揮発成分を除去する工程 (2)を含んでなる静電荷像現像用 トナー用結着樹脂の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 静電荷像を現像する方法として、近年、乾式現像方式の技術開発が急速に進めら れてきた。乾式現像において画像を定着する方法には種々のものが知られているが 、特に加熱ローラー定着機に代表される接触加熱定着方式は、熱板定着機などの 無接触加熱定着方式に比して熱効率が高く、特に高速度定着及び低温度定着が可 能である点で優れている。加熱ローラー定着法では、静電記録体 (感光ドラム)上にト ナーを用いて現像して得られたトナー像を紙などの転写シートに転写した後、該転写 シートを定着ローラーに通して加熱圧着することにより、トナー像をシートに融着させ て定着が行われる。し力しながら、従来のトナーを使用して加熱ローラー定着法によ り定着を行うと、熱ロール表面とトナーが溶融状態で接触するため、トナーが熱ロー ル表面に付着転移し、次の転写シートにこれが再転移して汚す、即ちオフセット現象 を起こすとレ、う問題点があった。
[0003] 一般に、静電荷像現像用トナーは、樹脂成分、顔料、磁性粉、染料などからなる着 色剤成分、離型剤、電荷制御剤等の添加成分によって構成されているが、上記の接 触加熱定着方式では、樹脂成分の溶融粘度が低いほど、即ち樹脂成分の分子量が 低いほど定着効率がよぐ一方樹脂成分の溶融粘度が高いほど、即ち樹脂成分の分 子量が高いほどオフセット現象を起こしにくいとされている。そのため、定着温度で確 実に定着させると共に、好ましくないオフセット現象を防止する目的で、トナー用結着 樹脂中に低分子量重合体と高分子量重合体との混合物を含有させる方法が検討さ れてきた。
[0004] し力しながら、近年の情報化社会の急速な発展によって電子写真等の分野におい てさらなる高速化、画像の鮮明化が求められるようになっており、単に低分子量重合 体と高分子量重合体とを混合して用いるだけでは、上記の定着性と耐オフセット性と を同時に解決することは困難であった。
[0005] このような問題を解決するために、トナー用結着樹脂として、これら低分子量重合体 と高分子量重合体との複合体を用いる種々の方法が検討されてきた (例えば、特許 文献:!〜 3参照)。
[0006] 特許文献 1には、多官能性重合開始剤を用いた懸濁重合法により高分子量の重合 体を製造し、この高分子量の重合体の存在下に、さらに低分子量の重合体を製造し 、得られた重合体を乾燥して無溶媒の高分子量及び低分子量の重合体混合物を得 、これをトナー用結着樹脂として使用することが検討されている。
[0007] 一般に、懸濁重合法は高分子量重合体を製造するために適した方法であり、特に 多官能性の重合開始剤を用いれば、該開始剤を起点として複数の重合体が生成し て比較的容易に星型などの高分子量重合体を得ることが可能である。しかしながら 懸濁重合法を用いて低分子量重合体を製造する段階で多くの不都合の問題が生じ やすい。すなわち特許文献 1の方法では、多官能性重合開始剤による重合が所望の 転換率に達したところで、ベンゾィルペルォキシドなどの単官能性重合開始剤を多 量 (例えば残存の単量体 100重量部に対して約 10重量部など)に追加して重合反応 を継続して低分子量重合体を製造してレ、るが、得られる重合体混合物の中には極め て多量の単官能性重合開始剤の分解生成物 (例えば安息香酸など)を含むことにな るため、得られるトナーの使用に際して臭気が発生し、帯電量が不安定になって画像 濃度が不安定になることが多ぐ得られる画像も夏場など高温高湿の条件下では、そ の保存時などにブロッキングを起こしやすいなどの問題を有している。
[0008] また特許文献 2には、溶液重合法により得た低分子量重合体溶液から脱溶媒固形 化した後、この低分子量重合体を重合性単量体に溶解させ、多官能性重合開始剤 を用いて懸濁重合により高分子量重合体を重合し、トナー用結着樹脂を製造すると レ、う技術が開示されている。し力 ながらこの特許文献 2記載の方法では、溶液重合 法により得た低分子量重合体の脱溶媒固形化するという煩雑でコスト上昇につなが る工程が避けられない。
[0009] さらに特許文献 3には、単量体を塊状重合して高分子量重合体を得、所望の転換 率に達したところで有機溶媒及び重合開始剤を添加して低分子量重合体を重合す るなど、溶液重合による低分子量重合体と塊状重合による高分子量重合体とを有機 溶媒中で組み合わせ、しかる後に溶媒を真空除去して高分子量重合体と低分子量 重合体の樹脂混合物を得る方法が開示されている。し力 ながらこの方法において も、無溶媒の樹脂混合物を得るためには脱溶媒する必要があり、手間がかかってコス ト高になる。
[0010] これら文献に記載された結着樹脂の問題点を解決する目的で、本発明の発明者等 は先に 2つの出願を行った(特許文献 4及び 5)。これらの発明は、無溶媒又は有機 溶液形態の低分子量重合体と、水性乳化分散液又はそのスラッジとしての高分子量 重合体を攪拌混合処理し、それと平行して又はその後に揮発分除去処理を施して無 溶媒樹脂混合物であるトナー用結着樹脂を製造すること、及びこのトナー用結着榭 脂にさらに着色剤を配合してトナーを製造することを特徴とするものである。
[0011] トナーにおける定着性及び耐オフセット性を改善するためには、これら結着樹脂の 改良検討とは別に、トナーの中に低分子量ポリプロピレンなどのワックス類を添加す ることも検討されている(特許文献 6)。特許文献 6に記載された方法によれば、トナー は重量平均分子量/数平均分子量の比が 3.5以上のスチレン系重合体に、重量平 均分子量 1,000〜45,000のポリプロピレンなどのポリアルキレン、カーボンブラックなど の着色剤、必要に応じて電化制御剤、可塑剤などを混合して、ボールミルなどにより 十分に分散させた後、熱ロールなどを用いて溶融混練し、冷却後粉砕'分級すること により得ている。
[0012] また前記の特許文献 2、 4及び 5にも、それぞれの方法によって得られた結着樹脂 に、ポリプロピレンなどのワックス類を配合することについて開示されている。しかしな がら、特許文献 2記載のトナーについては、使用される結着樹脂の製造段階に前記 のような問題点があり、また特許文献 6に記載の結着樹脂は、それ自体の定着性、耐 オフセット性が全く不十分であった。
[0013] 一般に、結着樹脂として広く用いられるスチレン系重合体に対してワックス類を配合 する場合、スチレン系重合体とワックス類とは相溶性が悪いため混練時に相分離を 生じやすい。そしてこのような相分離を起こした界面に、コピー機やプリンター内での トナー同士及び、トナーと、トナーを搬送しトナーの帯電に寄与するキャリアとの摩擦 などの機械的な力が加わると、トナーは容易に破壊されて微細化する現象が生じる。 このような微細物は、キャリア表面に融着してキャリアを汚染する、所謂トナースペント を生じやすぐまたトナー搬送部材である現像スリーブ上に溶融付着する、所謂フィ ノレミングを引き起こすことが多レ、。トナースベントが生じると、キャリアの帯電サイトが減 少し、二成分現像剤としての摩擦帯電量の変動が生じ、結果として画像濃度の変動 やカプリ等が発生するなどの不具合が生じやすい。またフィルミングが生じると、現像 スリーブ表面のトナーに対する帯電能力が経時的に低下して、画像に地汚れや濃度 ムラの発生の原因となる。トナーの定着性及び耐オフセット性の改善効果を一層高め るため、ワックス類の使用量を多くすると、トナースペントゃフィルミングは益々生じや すくなる。
[0014] 前記特許文献 2及び 6のトナーについても、これらトナースベント及びフィルミングな どの不具合を免れることはできず、また前記特許文献 4及び 5に記載された本発明者 等の先の発明によるトナーであっても、トナーの微細化に伴うトナースベントゃフィノレ ミングの発生などの点で必ずしも完全なものとはいえないことが判明した。
[0015] さらに最近では、トナーに着色剤としてカーボンブラックを用いる代わりに、フェライ トゃマグネタイトなどの帯電性の顔料を用いることがしばしば行われ、その場合には 一般にキャリアは使用されず、上記のトナースペントゃフィルミングの問題は生じない 力 このようなトナー配合においては、ワックス類の使用量がカーボンブラックの場合 の 2倍程度とする必要があり、ワックス類と、結着樹脂及び顔料との均質な混和は一 層困難になる。
[0016] 特許文献 1 :特開平 2-48675号公報 (特許請求の範囲、第 4頁右上欄第 12行〜右下 欄第 4行)
特許文献 2:特開平 2-168264号公報 (第 4頁右上欄第 2〜8行、第 5頁右上欄第 12行 〜左下欄第 5行、同頁右下欄第 1行〜第 6頁右上欄第 5行)
特許文献 3:米国特許第 5,084,368号明細書 (第 4欄第 49行〜第 5欄第 32行、第 6欄 第 12〜57行、第 11欄第 25行〜第 13欄第 18行、第 19〜20欄特許請求の範囲) 特許文献 4:特開平 11-72954号公報 (全文)
特許文献 5:特開平 11-84725号公報 (全文)
特許文献 6 :特開昭 55-153944号公報 (特許請求の範囲、第 2頁右上欄第 12〜16行、 第 4頁左下欄第 15行〜同頁右下欄第 16行、第 6頁左下欄第 15〜20行、第 7頁左上 欄第 8〜16行)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0017] 本発明者等は、その先の発明の出願の後も引き続いて、耐オフセット性、定着性、 トナースペント及びフィルミング防止性、保存時の耐ブロッキング性(非凝集性)、画 像形成時の現像性等が良好であり、臭気発生の少ない静電荷像現像用トナーを得 ることができるトナー用結着樹脂及び静電荷像現像用トナーを効率的に、且つ容易 に製造する方法を開発すべく鋭意検討を行ってきた。その結果、先の発明における 、例えばスチレン系低分子量重合体などの無溶媒低分子量樹脂及び、スチレン系重 合体などの高分子量樹脂水性分散液に、例えば軟化点約 150°C程度のポリプロピレ ン系ワックスを共存させて混合し、揮発成分を除去して得た樹脂混合物が、静電荷 像現像用トナー用結着樹脂として前記の問題点をことごとく解消することのできる極 めて優れたものであることを見出し、さらに検討を続けて本発明を完成した。
課題を解決するための手段
[0018] 従って、本発明によれば、低分子量樹脂及び高分子量樹脂を含む原材料を共存さ せて混合する工程 (1)並びに、それと同時に及び Z又はその後に揮発成分を除去す る工程 (2)を含んでなる静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法であって、ェ 程 (1)の原材料がさらにワックス類を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー 用結着樹脂の製造方法、並びにこのようなトナー用結着樹脂に、更に着色剤を配合 することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。 図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明に好適に使用できる密閉型 2軸連続混練機の構造を模式的に示す概 略平面図である。
[図 2]本発明に好適に使用できる密閉型 2軸連続混練機の構造を模式的に示す概 略側面図である。
[図 3]本発明に好適に使用できる密閉型 2軸連続混練機を、図 1における A-A'に沿 つて切断し矢印の方向に見たときの構造を模式的に示す概略断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明についてさらに詳細に説明する。
本発明の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法は、低分子量樹脂、高分 子量樹脂及びワックス類を含む原材料を共存させて混合する工程 (1)〔以下、混合ェ 程 (1)又は単に工程 (1)ということがある〕並びに、それと同時に及び Z又はその後に揮 発成分を除去する工程 (2)〔以下、揮発成分除去工程 (2)又は単に工程 (2)とレ、うことが ある〕を含むことを特徴とする。
[0021] 上記の低分子量樹脂の製造は、必ずしも限定されるものではなぐ縮合重合、付加 重合、ビニル単量体の塊状重合等で無溶媒樹脂を得る方法;溶液重合、乳化重合 等により樹脂溶液又は樹脂水性分散液を得る方法;等により製造することができるが 、これらのうち、有機溶媒や乳化剤などを使用しないですみ、製造操作が比較的容 易で、且つ混合工程 (1)において溶融状態で容易に添加することができ、揮発成分を 除去する工程 (2)において除去すべき揮発成分が極めて少ないなどの観点からビニ ル単量体の塊状重合により製造することが好ましレ、。
[0022] なおここで上記の「無溶媒樹脂」とは、フレーク状、粉体状、粒状、ブロック状、溶融 状態等の樹脂であって、水及び有機溶剤の含有率が 10重量%以下、好ましくは 5重 量%以下、特に好ましくは実質的に水及び有機溶剤を含有しない樹脂をいうものと する。
[0023] また上記混合工程 (1)への低分子量樹脂の添加方法も、無溶媒樹脂をフレーク状、 粉体状、粒状又はブロック状の形態で添加する方法;無溶媒樹脂を溶融状態で添加 する方法;樹脂溶液又は樹脂分散液の形態で添加する方法;などがあるが、低分子 量樹脂を塊状重合により製造する場合には、得られる無溶媒樹脂をそのまま添加す ること力 Sできる。溶液重合による場合には、得られる樹脂溶液をそのまま、又は該樹 脂溶液から有機溶媒を適宜公知の方法で除去して無溶媒樹脂として添加することが できる。さらに乳化重合による場合には、得られる樹脂水性分散液をそのまま、又は 後記する高分子量樹脂の水性分散液と予備混合し、もしくはさらにこれらに後記のヮ ックス類の水性分散液と予備混合して添加することができ、或いは低分子量樹脂水 性分散液を単独で、又は該低分子量樹脂 2種以上の水性分散液の予備混合物を後 記するようにスラッジとして添加することも可能である。
[0024] これら低分子量樹脂の添加方法のうち、連続操作が可能となり、得られる結着樹脂 の均質性が高い等の理由から、無溶媒樹脂を溶融状態で添加することが好ましい。
[0025] 塊状重合は、ビニル単量体と該単量体に溶解する重合開始剤とを共存させ、実質 上溶媒や分散剤'乳ィヒ剤等が存在しない原料混合物を重合温度に加熱することによ り行うことができる。重合の方式は、全ての原料を 1つの重合槽中で反応させるバッチ 重合方式でも、また原料添加、重合及び重合体の取り出しを連続的に行う連続式、 或いはこれらを組み合わせた半連続式であってもよレ、が、連続的に塊状重合を行い 、得られた低分子量樹脂をそのまま溶融状態で高分子量樹脂との混合工程に直接 添加することが効率的であり好ましい。
[0026] 本発明で用いられる低分子量樹脂は、次に記載する方法によって測定される分子 量が特定範囲の分子量特性を有してレ、ることが好ましレ、。
[0027] 分子量特性の測定:
「TSK gel GMH xlj〔商品名;東ソ一 (株)製〕カラムを 2本装着したゲルバーゲルバー ミエーシヨンクロマトグラフィー(GPC)装置「HLC_8220」〔商品名;東ソ一 (株)製〕を用 レ、、各種樹脂の試料をテトラヒドロフラン (THF)に 0.2重量%濃度となるように溶解し、 この溶液を温度 20°Cで約 150 μ L該装置に注入した後、 THFを lmL/分の流速で流 すことにより測定を行う。なお、試料の分子量測定に際しては、該試料の有する分子 量が、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の分子量の対数 とカウント数が直線となる範囲内に包含される測定条件を選択する。
[0028] 得られる GPCの測定チャートにおレ、て、最大の値を示す分子量 (分子量ピーク)を Mpで表し、またコンピューター演算により求められる数平均分子量及び重量平均分 子量をそれぞれ Mn及び Mwで表し、数平均分子量に対する重量平均分子量の比(M w/Mn)を求めて分子量分布の指標とする。
[0029] 低分子量樹脂の分子量ピーク値(Mp )は、好ましくは 1 500 30,000の範囲内、さら に好ましくは 2 000 20 000の範囲内にあるのがよレ、。 Mp値が上記下限値以上であ れば、得られるトナーが良好な定着性を有すると共に、現像機中で凝集して現像剤と しての寿命が短くなるなどの不具合が生じにくぐまた保存安定性にも優れており、高 温保存時に固まるなどの問題が生じにくいので好ましい。また Mpが上記上限値以下 であれば、得られるトナーにトナースペントゃフィルミングなどの不具合が生じにくい のはもとより、低温領域での定着性にも優れており、定着の下限温度が上昇して、コ ルド 'オフセット温度が不良となるなどの不具合が生じにくいので好ましい。
[0030] 本発明において、低分子量樹脂とは樹脂の重量平均分子量 (Mw )が 1 000 50 0
00である樹脂を意味し、該低分子量樹脂の重量平均分子量 (Mw )は好ましくは 1,00
0 30 000、更に好ましくは 1 000 20 000の範囲であるのがよい。 Mwが上記下限値 以上であれば、得られるトナーが良好な定着性を有すると共に、現像機中で凝集し て現像剤としての寿命が短くなるなどの不具合が生じにくぐまた保存安定性にも優 れており、高温保存時に固まるなどの問題が生じにくいので好ましい。また Mwが上 記上限値以下であれば、得られるトナーのスペントイ匕及び微細化などが起きにくいの はもとより、低温領域での定着性にも優れており、定着の下限温度が上昇して、 ルド'オフセット温度が不良となるなどの不具合が生じにくいので好ましい。
[0031] また前記低分子量樹脂の、重量平均分子量 (Mw )と数平均分子量 (Mn )との比(
Mw /Mn )は 4未満であることが好ましい。 Mw /Mnが上記上限値未満上であれば定 着性不良などを引き起こしにくいので好ましい。
[0032] 本発明で用いられる低分子量樹脂は、トナーの結着樹脂として使用される樹脂で あれば、どのような樹脂であっても特に制限はなく使用することができ、例えば、アタリ ル系重合体、スチレン系重合体、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン—ブタ ジェン共重合体等が挙げられるが、トナーとしての性能が得やすレ、ことからスチレン 系重合体を用いることが好ましい。 [0033] 本発明においては、上記スチレン系重合体とは、スチレン系単量体を 50重量%以 上 (共)重合する (共)重合体をレ、い、好ましくは 60重量%以上 (共重合)する(共)重合 体をいう。スチレン系単量体の例としては、スチレン、 α -メチルスチレン、 0-メチルス チレン、 m-メチルスチレン、 p -メチルスチレン、 p -ェチルスチレン、 2, 4-ジメチルスチ レン、 p-n-ブチルスチレン、 p_t-ブチルスチレン、 p_n_へキシルスチレン、 p-n-ォクチ ノレスチレン、 p-n-ノニルスチレン、 p_n -デシルスチレン、 p-n-ドデシルスチレン、 p -メト キシスチレン、 p -フエニルスチレン、 p -クロルスチレン、 3 4 -ジクロルスチレンなどを挙 げること力 Sできる力 このうちスチレンが最も好ましい。
[0034] 上記スチレン系単量体と共重合することのできる他の単量体としては、スチレン系 単量体と共重合が可能な単量体であれば特に制限はなレ、が、アクリル系単量体が好 ましぐこのようなアクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ェ チル、アクリル酸 n -ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸 2-ェチルへキシル等の アクリル酸エステル;例えば、メタアクリル酸メチル、メタクリル酸ェチル、メタクリル酸 n -ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリル等のメタ クリル酸エステルを挙げることができる力 特にアクリル酸 n-ブチル、アクリル酸 2-ェ チルへキシル、メタクリル酸 n-ブチル、メタクリル酸ラウリル等が好適に用いられる。 本発明で低分子量樹脂として好適に用いられるスチレン系重合体のガラス転移温 度(Tg )は、好ましくは 40 80°Cの範囲、さらに好ましくは 50 70°Cの範囲内にある のがよい。
[0035] 本発明に用いられる好ましい低分子量樹脂の製造方法である、前記塊状重合の重 合温度は、好ましく 130 250°C、より好ましくは 170 250°C、特に好ましくは 190 23 0°Cの範囲である。該反応温度が上記下限温度以上であれば、良好な反応速度を示 し、得られる重合体の分子量ピーク(Mp )が高くなりすぎるなどの不都合が生じない ので好ましい。また反応温度が上記上限温度以下であれば、解重合反応などが起つ て分子量 500以下のオリゴマーが増大するなどの不都合が生じにくいので、得られる 重合体を配合して作製したトナーはその保存性及びスペント化'微細化などを起し難 いので好ましい。
[0036] 塊状重合に使用される重合開始剤は、従来公知の任意の油溶性重合開始剤が使 用できる。好適な重合開始剤としては、例えば、ベンゾィルペルォキシド、 t_ブチルヒ ドロペルォキシド、ジ -t_ブチルヒドロペルォキシド、タメンヒドロペルォキシド、 t_へキ シルヒドロペルォキシド、 p-メンタンヒドロペルォキシド、ァゾビスイソブチロニトリルが 挙げられる。本発明においては、反応温度として 170°C以上の高い温度を用いるのが 特に好適であるため、これらの開始剤のうち、 t-ブチルヒドロペルォキシド、ジ -t -ブチ ノレヒドロペルォキシドなどの高温分解性の開始剤を用いることが特に好ましい。重合 開始剤の使用量は、前記単量体の合計 100重量部に基づいて、 0.01〜5重量部であ ること好ましく、 0.03〜3重量部であることがより好ましぐ 0.05〜1重量部であることが 特に好ましい。
[0037] 上記の如くして得られるスチレン系低分子量重合体は、その転換率が 90。/o以上、 好ましくは 95%以上、更に好ましくは 97%以上となる様に反応温度と反応滞留時間を 設置するのが好ましいが、必要に応じて、薄膜蒸留装置などにより残存単量体の回 収を行うこともできる。
[0038] 力べして得られる塊状重合低分子量重合体は、特にトナーの帯電性の保持性が高 ぐ且つ臭気の発生が少ないので好ましい。
[0039] 本発明に用いられる低分子量樹脂は、慣用の溶液重合により作製されたものであ つてもよい。溶液重合により得られた低分子量樹脂は、前記のように樹脂溶液として そのまま添加することもできるが、前記の理由により樹脂溶液から適宜公知の方法に より有機溶媒を除去し無溶媒樹脂として用いることもできる。
[0040] 上記低分子量樹脂の製造に利用することのできる溶液重合は、前記塊状重合で用 いられる単量体、重合開始剤及び、該単量体と重合開始剤とを溶解する溶媒を共存 させ、これらの混合物を加熱することにより行うことができる。
[0041] 上記の溶媒としては、特に制限されるものではなぐいずれの溶媒も使用可能であ り、例えば、ペンタン、へキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;例えば 、シクロへキサン、メチルシクロへキサン等の脂環式炭化水素;例えば、ベンゼン、ト ノレェン、キシレン、ェチルベンゼン、ジェチルベンゼン等の芳香族炭化水素;例えば 、 1-クロルブタン、塩化ァミル、ジ臭化工チレン、塩化メチレン、ジ塩化エチレン、ジ塩 ィ匕プロピレン、ジクロルペンタン、クロロホノレム、 1,1,2-トリクロルェタン、 1,2, 3-トリクロ ルプロパン、四塩化炭素、 1, 1,2,2-テトラクロルェタン、トリクロルエチレン、ペルクロル エチレン、ェピクロルヒドリン、モノクロルベンゼン、ジクロルベンゼン、トリクロルべンゼ ン、弗素化炭化水素等のハロゲン化炭化水素類;
[0042] 例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ァリルアルコール、プロピルアルコー ノレ、ブチノレアノレコーノレ、 アミノレァノレコーノレ、へキシノレアノレコーノレ、オタチノレアノレコー ル等のアルコール類;例えば、ジェチルァミン、トリエチノレアミン、ブチルァミン、ジアミ ノレアミン、プロピレンジァミン、ァニリン、ジメチルァニリン、シクロへキシルァミン、モノ エタノールァミン、ジエタノールァミン、トリエタノールァミン、ピリジン、キノリン等のアミ ン類;例えば、アセトン、メチルェチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソブチル ケトン、メチルアミルケトン、メチルへキシルケトン、ジイソプチルケトン、シクロへキサノ ン、メチルへキサノン等のケトン類;
[0043] 例えば、ェチルエーテル、イソプロピルエーテル、 n-ブチルエーテル、 n-へキシルェ 一テル、ジォキサン、テトラヒドロフラン、メチルセ口ソルブ、ェチルセ口ソルブ、ブチル セロソルブ、メチルカルビトール、ェチノレカノレビトーノレ、ブチルカルビトール、ァセター ル等のエーテル類;例えば、炭酸ジェチル、ギ酸メチル、ギ酸ェチル、ギ酸ブチル、 酢酸メチル、酢酸ェチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸ァミル、酢酸フルフリル、 プロピオン酸ェチル、プロピオンサンプチル、プロピオン酸ァミル、酪酸ェチル、酪酸 ブチル、酪酸ァミル、蓚酸ジェチル、蓚酸ジブチル、乳酸メチル、乳酸ェチル、乳酸 ブチル等のエステル類;例えば、ガソリン、石油エーテル、石油ベンジン、リグ口イン、 ミネラルスピリット、灯油、軽油、重油等の石油系炭化水素;例えば、ニトロメタン、ニト ロェタン、ニトロプロパン、ニトロベンゼン等のニトロ化炭化水素;例えば、ァセトニトリ ノレ、ベンゾニトリル等の二トリル類;例えば 2硫化炭素等のその他の溶媒を挙げること ができ、これらの溶媒は単独で又は複数のものを混合して使用することができる。
[0044] 上記溶媒のうち、得られる低分子量樹脂との相溶性の良さの観点から、脂肪族炭 化水素類、環状脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類、ケトン類、エーテル類、ェ ステル類が好ましレ、。また得られた樹脂溶液をそのまま直接混合工程 (1)に添加する か、或いは該樹脂溶液力 有機溶媒を揮散させて無溶媒樹脂とし、これを混合工程 ( 1)に添加する何れの場合にも、溶媒の蒸発除去性の良さの観点から、これらの溶媒 のうち沸点が 50〜150°Cのものが好ましい。
[0045] 上記溶液重合の重合温度は、一般に 40〜250°Cの範囲であり、好ましくは 60〜230
°C、さらに好ましくは 70〜220°Cの範囲であるのがよい。
[0046] 得られた樹脂溶液をそのまま直接混合工程 (1)に添加する場合、該樹脂溶液中の 溶媒の量は、一般には 10重量%を超える量、例えば 20〜80重量%、特には 30〜70 重量%程度の量を例示できる。
[0047] 本発明に用いられる低分子量樹脂を乳化重合によって製造する場合には、前記塊 状重合で用いられる単量体並びに、後記する高分子量樹脂の乳化重合による製造 で用いられるものと同様の乳化剤及び重合開始剤を用い、また必要に応じて公知の 連鎖移動剤を用いて、後記する高分子量樹脂の乳化重合における重合温度により 製造すること力 Sできる。
[0048] 本発明の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法では、混合工程 (1)におい て、以上述べた低分子量樹脂と共に高分子量樹脂が添加混合される。高分子量榭 脂の添加方法は、必ずしも限定されるものではなぐ水性分散液の形態で添加する 方法;該水性分散液の分散安定性を適宜公知の方法で低下させて水性スラッジとし て添加する方法;などがあるが、乳化重合などで得られるものをそのまま用いることが でき、均質性の高い樹脂混合物が得やすい等の理由力 水性分散液の形態で使用 することがさらに好ましい。高分子量樹脂の添加方法としてはさらに、該高分子量樹 脂の水性分散液を、前記の低分子量樹脂の水性分散液及び/又は後述するヮック ス類の水性分散液と予め混合して添加する方法;このような水性分散液の混合物を 水性スラッジとしてから添加する方法;などを採用することができる。
[0049] 上記の高分子量樹脂の水性分散液は、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ぐ例えば、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、分子量の高い樹脂が得られやすぐ保存時及び低分 子量樹脂との混合時に安定であるという観点から、乳化重合で得られた樹脂水性分 散液が好ましい。さらには樹脂粒子が、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レ、なレ、樹脂粒子であってもよレ、。 [0050] 本発明で使用される高分子量樹脂の分子量特性もまた前記の「分子量特性の測 定」に記載した方法に従って測定される力 その GPCの測定チャートにおける分子量 ピーク値(Mp )は 30万〜 300万の範囲であることが好ましぐ 50万〜 200万の範囲であ
H
ることがより好ましぐ 60万〜 100万の範囲であることがさらに好ましい。該 Mpが該下
H
限値以上であれば、得られるトナーが優れた定着性を示すことはもとより、ホット'オフ セットが発生するなど定着可能温度幅が狭くなるなどの不具合が生じにくいので好ま しい。
[0051] 本発明において上記高分子量樹脂とは樹脂の重量平均分子量 (Mw )が前記低分
H
子量樹脂の重量平均分子量 (MwL)より大きぐ且つ 10万以上である樹脂を意味し、 重量平均分子量 (Mw )は 20万以上であることが更に好ましい。該 Mwが上記下限値
H H
以上であれば、得られるトナーが優れた定着性を示すことはもとより、ホット'オフセッ トが発生するなど定着可能温度幅が狭くなるなどの不具合が生じにくいので好ましい 。さらに必要に応じて、この高分子量樹脂と共に、前記低分子量樹脂とこの高分子量 樹脂との中間的な分子量を有する中分子量樹脂を併用してよい。
[0052] 本発明で使用される高分子量樹脂は、前記低分子量樹脂と同一の種類のものを使 用することができ、例えば高分子量樹脂にも低分子量樹脂にもスチレン系重合体を 使用すること力できる。
[0053] 高分子量樹脂として水性分散液を使用するときには、その分散粒子の平均粒子径 は 30nm〜1000nmの範囲であることが好ましレ、。該粒子径が該上限値以下であれば 、低分子量樹脂との相溶分散性が優れており、得られるトナーの定着性が不十分な ものとなったり、ホット'オフセットが発生しやすくなつて定着可能温度幅が狭くなつた りするなどの不都合が生じにくいので好ましい。また、上記樹脂乳化分散液の粒子径 が該下限値以上であれば、乳化重合時などに比較的少量の乳化剤量の使用ですむ ため、得られるトナーの電気抵抗値が低くなるなどの不具合が生じにくいので好まし レ、。
[0054] なお高分子量樹脂の水性分散液中における分散粒子の平均粒子径は、レーザー 回折式粒度分布測定装置により測定された値であり、具体的には「マスターサイザ一 2000」〔商品名;シスメッタス (株)製〕を用いて測定された重量平均粒子径である。 [0055] 特に無溶媒形態などの低分子量樹脂と、水性分散液又は水性スラッジ形態の高分 子量樹脂との相溶分散性は、得られるトナーの定着性、耐久性に影響があり、相溶 分散性の悪いものは、定着時いわゆるホット'オフセットとコールド 'オフセットが同時 に発生しやすぐまたトナーのスペント化及び微細化が起き易ぐ現像剤としての寿命 が短いので好ましくない。
[0056] 本発明に用いられる高分子量樹脂の水性分散液を、乳化重合で得る場合には、単 量体、水溶性触媒、乳化剤及び重合媒体としての水を共存させ、重合温度に加熱す ることにより行われる。
[0057] 上記原材料は、全量重合槽中に添加し、重合温度に昇温して重合を進めてもよい し、また少なくとも水の一部を容れ重合温度に設定した重合槽に、残りの水並びに、 単量体、水溶性触媒及び乳化剤の一部又は全部を、断続的又は連続的に添加して 重合を進めることもできる。また、単量体は単独で重合槽に添加してもよいし、予め乳 化剤水溶液中に単量体を乳化し、その単量体乳化物を添加してもよい。
[0058] 重合温度は、触媒の分解する温度であれば特に制限されるものではないが、一般 には 30〜150°C、好ましくは 40〜100°Cの範囲であるのがよレ、。
[0059] 上記単量体としては、前記低分子量の重合体成分として使用される樹脂溶液中の 樹脂の重合に使用される単量体のほかに、重合性の二重結合を 2個以上持つポリビ 二ル単量体を併用することができ、このようなポリビニル単量体としては、例えばジビ ニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビエル化合物;例えばエチレングリ コールジメタアタリレート、テトラエチレングリコールジメタタリレート、 1,3-ブタンジォー ノレジメタクリレート、 1,6-へキサンジオールジアタリレート、ネオペンチルグリコールジ( メタ)アタリレート、トリメチロールプロパントリ (メタ)アタリレート、ペンタエリトリトーノレトリ( メタ)アタリレート、等のポリオールポリ (メタ)アタリレートイ匕合物;ァリルメタタリレート等の 不飽和アルコールポリ (メタ)アタリレート化合物; Ν,Ν -ジビュルァニリン、ジビュルエー テル、ジビニルスルフイド、トリァリルシアヌレート等のその他のジビュル化合物;があ る。これらのうち、ジビュルベンゼン、エチレングリコールジメタアタリレート、 1,6 -へキ サンジオールジアタリレートなどが好適に使用される。
[0060] これら架橋性のポリビニル単量体の共重合割合は、高分子量樹脂を構成する単量 体の合計 100重量%に基づいて、一般に 0〜2重量%、好ましくは 0.01〜1重量%、 特に好ましくは 0.02〜0.8重量%の範囲内であるのがよい。
[0061] 前記乳化重合で使用できる重合開始剤としては、従来慣用の任意の水溶性開始 剤を挙げることができ、例えば、過酸化水素; t-ブチルヒドロペルォキシド、 t -アミルヒ ドロペルォキシド等のアルキルヒドロペルォキシド;ジアルキルペルォキシド;過硫酸 アンモニゥム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩;ペルォキシエステル; ペルォキシカルボナート;メチルェチルケトンペルォキシド等のケトンペルォキシド及 び、 2,2, -ァゾビス (2-アミジノプロパン)、 2,2, -ァゾビス (4 -シァノ吉草酸)等のァゾ開始 剤などの遊離ラジカル重合開始剤が使用できる。重合開始剤の使用量は、前単量体 の合計重量 100重量部に基づいて 0.03〜1重量部の範囲であること好ましぐ 0.05〜0 .8重量部の範囲であることがより好ましぐ 0.1〜0.5重量部の範囲であることが特に好 ましい。
[0062] 上記の水溶性重合開始剤と水溶性還元剤とを組み合わせた水溶性レドッタス重合 開始剤もまた使用できる。水溶性レドックス開始剤に使用される重合開始剤としては 上記の重合開始剤が使用でき、また還元剤としては、例えば、亜硫酸ナトリウム、重 亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム、次亜リン酸塩、ァス コルビン酸、酒石酸、クェン酸、ブドウ糖、ナトリウムホルムアルデヒドスルホキシラート などが使用できる。レドックス触媒の過酸化物の使用量は、全単量体の合計重量 100 重量部に基づいて 0.03〜1重量部の範囲で用いられる。更に上記レドックス重合開 始剤に加えて、微量の還移金属、例えば硫酸第一鉄、モール塩硫酸銅等の併用も 使用できる。
[0063] 本発明に好適に用いられる、高分子量樹脂水性分散液の乳化重合で使用すること のできる乳化剤としては、ァニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、カチオン性乳化剤 、両性乳化剤、反応性乳化剤のいずれをも使用することができ、これらの乳化剤は公 知の種類の乳化剤を公知の使用方法で使用することができ、またこれらの乳化剤は 単独で又は併用して使用することができる。
[0064] 得られた高分子量樹脂水性分散液は、必要に応じて、アンモニア水、ァミン水溶液 、水酸化アルカリの水溶液等をカ卩えることにより pH調節を行うこともできる。このような 水性分散液は、通常、固形分濃度が、一般に 10〜70重量%の範囲、好ましくは 20〜 60重量%の範囲、更に好ましくは 30〜50重量%の範囲であり、粘度は、通常 10,000 mPa' s (BH型回転粘度計、 25°C、 20rpm ;粘度測定条件以下同様)以下、 pHは通常 2 〜10の範囲内であることが望ましい。
[0065] 乳化重合を行うと、一般に大部分の単量体は重合体に変化して、残存する単量体 量は極めて微量である。し力、しながら、残留単量体濃度が用途によっては充分低くな い場合には、例えば、 1種類またはそれ以上の開始剤または還元剤の重合後の添カロ 、蒸気あるいは空気の吹き込み等の方法により残存単量体を減少させてもよい。
[0066] 本発明で好適に用いられる高分子量樹脂は水系の乳化重合で製造されるが、その 場合、水性媒体としてアルコール等の水溶性有機溶媒を含有させることもできる。
[0067] 本発明で用いられる高分子量樹脂は、前記のとおり高分子量樹脂の水性スラッジと して、すなわち、以上述べた高分子量樹脂の水性分散液の分散安定性を適宜公知 の方法で低下させた樹脂粒子の水性分散液であって、高分子量樹脂水性分散液中 の樹脂粒子同士が凝集したものを含む水性スラッジの形態で使用することもできる。 これらのスラッジ中の樹脂粒子は粒子の分散安定性が損なわれているため、機械的 撹拌により分散しているが、静置することにより、あるいは水で希釈することにより容易 に沈降する。
[0068] 上記の高分子量樹脂の分散樹脂粒子の分散安定性を低下させる方法としては、特 に制限されるものではないが、例えば、該榭脂水性分散液に無機金属塩を加えて塩 析を行う方法、樹脂水性分散液の pHを調節して粒子の分散安定性を損なわせる方 法、有機溶媒を加えて不安定にする方法、樹脂分散粒子が有する電荷とは逆の電 荷を持つ乳化剤の水溶液を加える方法、樹脂水性分散液に強力な機械的撹拌を行 つて凝集させる方法、樹脂水性分散液を冷凍した後解凍して凝集させる方法等が挙 げられるが、操作の容易性の観点から、樹脂水性分散液に金属塩を加えて塩析を行 う方法、樹脂水性分散液の pHを調節して粒子の分散安定性を損なわせる方法が好 ましい。
[0069] 上記の高分子量樹脂水性分散液に金属塩を加えて塩析する場合には、例えば、 該分散液を撹拌しながら、無機金属塩の水溶液を添加することにより行うことができる 。使用できる無機金属塩としては、水溶性の無機金属塩であれば特に制限はないが 、例えば、各種金属のハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、燐酸塩、酢酸塩、炭酸塩等を 挙げること力 Sでき、これらの金属塩の金属としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム 、カルシウム、鉄、亜鉛、バリウム、ァノレミニゥム、チタン、アルミニウム等を挙げること ができる。
[0070] 樹脂水性分散液の pHを調節して粒子の分散安定性を低下させる場合には、例え ば、該分散液がァニオン性の乳化剤で安定化されている場合には、 pHを下げること により行うことができ、該分散液がカチオン性の乳化剤で安定化されてレ、る場合には pHを上げることにより行うことができる。前者の場合には ρΗ1〜6、特には ρΗ1〜3と することが更に好ましぐ樹脂水性分散液を撹拌しながら塩酸、硫酸、燐酸、酢酸、炭 酸等又はそれらの水溶液を加えることにより行うことができる。また後者の場合には p H8〜14、特には pH12〜14が好ましぐ樹脂水性分散液にアンモニア、各種のァミン 等又はそれらの水溶液を加えることにより行うことができる。
[0071] 有機溶媒を加えて粒子の分散安定性を低下させる場合には、水に溶解し、樹脂を ほとんど溶解しない有機溶媒を樹脂水性分散液中に添加することにより行うことがで きる。このような有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ ノール等のアルコール類;例えばァセトニトリル、プロピオ二トリル、ブチロニトリル等の 二トリル類;例えばアセトン、メチルェチルケトン等のケトン類;例えばジォキサン、テト ラヒドロフラン等の環状エーテル類が挙げられる。
[0072] 樹脂水性分散液中の分散粒子が有する電荷とは逆の電荷を持つ乳化剤の水溶液 をカ卩える方法で水性スラッジを作製する場合には、プラス電荷をしている分散粒子に 対しては、乳化剤としてカルボン酸系、スルホン酸系、燐酸系等のァニオン活性剤を 使用し、マイナス帯電をしている樹脂乳化分散粒子に対しては、 3級ァミン系、 4級ァ ミン系等のカチオン乳化剤を使用することができる。また、ポリアミン系、ポリアクリルァ ミド系、ポリアクリル系等の高分子凝集剤、アルギン酸塩系、セルロース系等の水溶 性親水コロイドを添加してスラッジを作製することもできる。
[0073] 上記のようにして製造したスラッジ中の樹脂粒子をー且濾過洗浄し、スラッジ中の 余分な乳化剤、重合開始剤等を水洗除去し、濾別粒子を再度水中に分散させてスラ ッジとして使用すること力 Sできる。
[0074] 前記低分子量樹脂と高分子量樹脂との混合割合は、それぞれの樹脂の組成や分 子量により、一概に規定されるものではないが、一般的には、該低分子量樹脂及び 高分子量樹脂の合計 100重量%に基づいて、低分子量樹脂が、好ましくは 50〜80重 量%、さらに好ましくは 55〜75重量%の範囲;高分子量樹脂力 S、好ましくは 50〜20重 量%、さらに好ましくは 45〜25重量%の範囲であるのがよい。低分子量樹脂の混合 割合が上記下限値以上 (高分子量樹脂の混合割合が上記上限値以下)であれば、 耐オフセット性が良好であることはもとより、低温領域での定着性にも優れており、定 着下限温度の上昇などの不都合が生じなレ、ので好ましレ、。また低分子量樹脂の混 合割合が上記上限値以下(高分子量樹脂の混合割合が上記下限値以上)であれば 、定着性が良好であると共に、ホット'オフセット発生などにより定着可能温度幅が狭 くなるなどの不都合が生じにくいので好ましレ、。
[0075] 本発明の静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法は、混合工程 (1)において 、低分子量樹脂及び高分子量樹脂と共に、ワックス類を一緒に添加混合することを 特徴とするものである。従来ワックス類は、トナーが熱ロール表面に付着転移してオフ セット現象を起こすことを防止する離型剤として、トナー製造段階でトナー用結着樹 脂、着色剤、帯電制御剤、磁性体などと共に溶融混合されていたが、本発明者等は 、このように低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類を一緒に添加混合すること によって、前記のトナースペントゃフィルミングなどの不具合を生じることなく長時間連 続印刷が可能であり、また長時間連続印刷時に生じる熱ロール温度の低下に伴って 起こりがちな低温オフセットを顕著に改善できることを見出した。
[0076] 本発明方法で用いることのできるワックス類は、特に限定されるものではなぐ脂肪 族炭化水素系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族アルコ ール系ワックス及びカルボン酸アミド系ワックス、並びにそれらの誘導体及び配合物 の中から適宜選択することができる。本発明においては、トナーの高温貯蔵時などに トナーから分離することがなぐ且つ使用時の高温オフセット防止性にも優れている 等の観点から、その軟ィ匕点が 55〜160°Cの範囲であるものを使用することが好ましぐ 更に好ましくは 60〜150°Cの範囲であり、特に好ましくは 60〜100°Cである。 [0077] なお、本明細書におけるワックス類の軟ィ匕点は、 JIS K 2207に記載されている環球 法軟化点により測定された値である。
[0078] 上記の脂肪族炭化水素系ワックスには、低分子量ポリオレフインワックス、フイツシャ 一.トロプッシュワックス、ノ ラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム、 ォゾケライト及びセレシンなどがある。
[0079] 低分子量ポリオレフインワックスは、炭素数 2〜10、好ましくは 2〜6のひ -ォレフィン 、例えばエチレン、プロピレン、 1-ブテン、 1_ペンテン、 2-メチル -1-ブテン、 3_メチル -1-ブテン、 1 -へキセン、 4_メチル _1_ペンテン、 3-メチル -1-ペンテン、 2_メチル -1- ペンテン、 1_ヘプテン、 4-メチル -1-へキセン、 1-オタテン、 5-メチル -1-ヘプテン、 1_ デセンがあるが、エチレン、プロピレン、 1-ブテン、 4_メチル _1_ペンテン(好ましくは エチレン、プロピレン、 1 -ブテン、 4_メチル _1_ペンテン)などを主構成成分(50モル0 /0 以上、好ましくは 80モル%以上)とするォレフィン系単量体を高圧下でラジカル重合 又は、チーグラー触媒などを用いてイオン重合することにより誘導される分子量 500〜 10000程度の重合体である力 該ォレフイン系単量体には、これら α -ォレフィンと共 に、必要に応じて、カルボキシル基、エステル基、ヒドロキシル基、エトキシ基、スルホ ニル基などを有する単量体を含有させることもできる。
[0080] フィッシャー 'トロプッシュワックスとは、一酸化炭素と水素からなる合成ガスから合成 される炭化水素の蒸留残分から、又はこれらに水素添加して得られる炭素数 16〜78 の合成炭化水素である。
[0081] パラフィンワックスとは、石油の減圧蒸留留出油から分離精製される炭素数 20〜40 の直鎖状炭化水素を主成分とするものであり、またマイクロクリスタリンワックスとは、 石油の減圧蒸留残渣油又は重質留出油から分離精製される炭素数 30〜60の分枝 鎖状炭化水素を主成分とするであり、ペトロラタムとは、石油の減圧蒸留残渣油から 分離される油分が多く粘稠性のある半固体状のペトロラタムであり、さらにォゾケライト とは石油鉱床近くの第三紀層の鉱床から採掘される炭化水素を主成分とするもので あり、その精製物がセレシンである。
[0082] これら脂肪族炭化水素系ワックスのうち、低分子量ポリオレフインワックス、フイツシャ 一.トロプッシュワックス、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスが好適に使 用され、特に低分子量ポリオレフインワックスが好適に使用される。
[0083] 前記脂肪酸エステル系ワックスには、ブラジノレのヤシ科植物の葉力 採取される炭 素数 24〜32の脂肪酸及びアルコールのエステルを主成分とするカルナゥバワックス; 北米南部乾燥地帯の多汁植物から採取される炭素数 30と 32の脂肪酸、アルコール 及びそれらのエステルを主成分とするキャンデリラワックス;米糠油から採取され必要 に応じて水素添加される炭素数 16〜32の脂肪酸及びアルコールのエステルを主成 分とするライスワックス;蜂蜜の巣力 採取される炭素数 16〜32の脂肪酸及びアルコ ールのエステル、並びに炭化水素を主成分とする蜜蠟;泥炭乃至褐炭から炭化して レ、ない植物蠟成分を抽出して得られる炭素数 20〜32の脂肪酸及びアルコールのェ ステル、並びに樹脂分を主成分とするモンタンワックス;などがあり、さらに合成脂肪 酸エステル系ワックスとしては、例えばグリセロール、ソルビトール等の多価アルコー ルの脂肪酸エステルなどがある。これらの脂肪酸エステル系ワックスのうち、低温定着 性のよさ等の観点から、カルナゥバワックスなどの使用が好ましい。
[0084] また前記脂肪酸系ワックスには、例えば、ミリスチン酸、ノルミチン酸、ステアリン酸 、ァラキン酸、ベヘン酸、モンタン酸等の炭素数 16〜30程度の飽和直鎖脂肪酸類; 例えば、エライジン酸、エレォステアリン酸、バナリン酸、ブラシン酸等の炭素数 18〜3 0程度の不飽和脂肪酸類;例えば、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、ス テアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩などがあり、脂肪族ァ ノレコール系ワックスには、例えば、セチルアルコール、ステアリルアルコール、ァラキ ノレアノレコーノレ、 ベへニノレアノレコーノレ、 カノレナービノレアノレコーノレ、 セリノレアノレコーノレ、メ リシルアルコールなど炭素数 16〜34程度の飽和脂肪族一価アルコール;例えばソノレ ビトールなどの脂肪族多価アルコールなどがある。
[0085] さらにカルボン酸アミド系ワックスには、例えば、リノ一ノレ酸アミド、ォレイン酸アミド、 ラウリン酸アミド等の脂肪族アミド類;例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、ェチレ ンビス力プリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、へキサメチレンビスステアリン酸 アミド、 m -キシレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド類;例えば、ェチ レンビスォレイン酸アミド、へキサメチレンビスォレイン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスァ ミド類;例えば、 N,N, -ジォレイルアジピン酸アミド、 Ν,Ν' -ジォレイルセバシン酸アミド 、 Ν,Ν' -ジステアリルイソフタル酸アミド等の脂肪族アルコールビスアミド類などがある
[0086] 本発明ではまた、以上述べたワックス類を、必要に応じて、酸化、水素化もしくは加 水分解し、又はこれらワックス類にビュル単量体をグラフト化させた誘導体として、或 いはこれらワックス類及びその誘導体同士又はその他の成分を適宜は配合した配合 物として使用することもできる。
[0087] さらに本発明においては、以上述べたワックス類を、適宜公知の方法を用いて水性 媒体中に分散した水性分散液の形態の、所謂ワックスェマルジヨンを使用することも できる。このようなワックスェマルジヨンのうち、低分子量ポリオレフインワックスに基づ くものには、例えばハイテック Ε-4Α、 Ε-4Β、 Ε-68Α、 Ε- 68Α、 Ε- 103Ν、 Ε_433Ν、 Ε-10 00、 Ε-6000、 Ε-6500、 Ε_7058、 Ρ- 5043、 Ρ- 5060、 S_3121、 S- 3127、 S- 3148、 S_8512〔 商品名;東邦化学工業 (株)製〕、ケミパール WP100、 W100、 W200、 W300、 W308、 W4 00、 W401、 W410、 W500、 W700、 W800、 W900、 W950、 W4005、 WF640〔商品名;三 井化学 (株)製〕ボンドワックス WE-65〔商品名;コニシ (株)製〕などがあり、それらは本 発明におけるワックス類としてそれぞれ好適に使用することができる。
[0088] これらワックス類の配合量は、樹脂成分である低分子量樹脂及び高分子量樹脂の 合計 100重量部に基づいて、有効成分量として、一般に 0.1〜10重量部の範囲、好ま しくは 1〜8重量部の範囲である。またワックス類の配合量は、トナーの製造に際して 配合される顔料の種類や量によっても左右され、顔料としてカーボンブラックを用い るときには、ワックス類の配合量は、樹脂成分 100重量部に基づいて、有効成分量と して 1〜4重量部の範囲;マグネタイトなどを用いるときには、有効成分量として 2〜6 重量部の範囲用いるのが好ましい。別の観点からすると、ワックス類の配合量は、樹 脂成分、顔料及び後記する帯電制御剤の合計 100重量部に対して、一般に 0.1〜6 重量部、好ましくは 0.5〜4重量部の範囲である。
[0089] ワックス類の配合量が上記の各下限値以上であれば、優れたオフセット抑制効果を 発揮できるので好ましぐ一方、上記各上限値以下であれば、得られるトナーの長期 間の保存が可能となると共に、その他のトナー配合物の分散性も低下することがなく フィルミングの発生を押さえることができ、さらにトナーの流動性の劣化や画像特性の 低下などの不具合も生じにくいので好ましい。
[0090] 本発明方法の混合工程 (1)においては、ワックス類の添加方法もまた、必ずしも限定 されるものではなぐフレーク状、粉体状、粒状又はブロック状などの無溶媒固体状 態で添加する方法;無溶媒溶融状態で添加する方法;水性分散液の形態で添加す る方法;などがあり、さらにワックス類の水性分散液を、前記低分子量樹脂水性分散 液及び/又は高分子量樹脂水性分散液と予め混合して添加する方法;このような水 性分散液の混合物を水性スラッジとしてから添加する方法;などを採用することもでき る。これらの添加方法のうち、ワックス類が無溶媒固形状態である場合には、混合装 置に定量的に連続供給できるとの観点から、ワックス類を溶融状態で添加することが 好ましレ、。また、ワックス類が水性分散液である場合には、ワックス類を単独で添加す るよりも樹脂中へのワックス類の分散状態が良好となる、混合装置への連続供給の際 に添加量の変動を少なくできる等の観点からワックス類の水性分散液を、前記低分 子量樹脂水性分散液及び/又は高分子量樹脂水性分散液と予め混合して添加す る方法が好ましぐ高分子量樹脂及びワックス類がそれぞれ水性分散液の形態で予 め混合された状態で添加されることが更に好ましい。
[0091] 本発明における混合工程 (1)では、以上述べた低分子量樹脂、高分子量樹脂及び ワックス類を含む原材料を機械的その他の方法によって攪拌しながら混合操作を行 う。該工程 (1)は、好ましくは上記低分子量樹脂のガラス転移点以上の温度、更に好 ましくは該ガラス転移点よりも 20°C以上高い温度で行うことにより、得られる低分子量 樹脂、高分子量樹脂及びワックス類の混合物の組成が均一になり、該混合物をトナ 一用結着樹脂として用いて作製したトナーの諸物性が向上する。
[0092] このような混合工程 (1)による上記利点は、該工程 (1)の間に、高分子量樹脂として 好適な形態である水性分散液又は該水性分散液より導かれる水性スラッジの中の樹 脂粒子又は樹脂粒子に由来する微粒子と、無溶媒樹脂、樹脂溶液又は水性分散液 の形態の低分子量樹脂と、無溶媒固体状態、無溶媒溶融状態又は水性分散液の形 態のワックス類とが互いに接触し、或いは水性分散液の形態で予め混合された高分 子量樹脂、低分子量樹脂及び/又はワックス類の混合水性分散液もしくはその水性 スラッジの中の粒子がさらに密接に接触して、互いに分散された状態で合一する作 用が上記の温度で促進されるためと考えられる。
[0093] 混合工程 (1)は解放状態又は密閉状態で常圧下に行われてもよぐまた水分や有 機溶媒等の揮発成分の蒸発揮散を制御するために密閉加圧状態で行ってもよい。
[0094] 本発明方法においては、上記混合工程 (1)と同時に及び/又はその後に揮発成分 を除去する工程 (2)を行う。該揮発成分除去工程 (2)は、混合工程 (1)によって生成した 混合物から、水、有機溶媒等の揮発成分の大部分を蒸発により除去する処理であり 、この工程 (2)によって揮発成分の 80%以上、好ましくは 95%以上、更に好ましくは 99 Q/o以上を蒸発により除去された無溶媒状態の樹脂混合物が得られる。このとき該混 合物中に、例えば残留単量体等の揮発性不純物が存在していれば、これらも同時に 除去することができる。
[0095] 工程 (2)は、混合工程 (1)で得られる樹脂混合物を該混合物中の揮発成分の蒸発平 衡温度以上に加熱することにより行うことができ、さらに加熱下に減圧にすることによ り一層効率的に行うことができる。揮発成分除去を常圧で行う場合には、樹脂混合物 の温度は、低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類を混合した直後には、それ ぞれの成分が随伴している媒体である揮発成分のうち主要なものの沸点、本方法の 好適な態様では水の沸点である 100°C近辺に設定されればよいが、これら揮発成分 の除去の進行と共に高温となる。該工程 (2)は前記混合工程 (1)終了後に行うこともで きるが、両者を同時に行う方が効率的であり好ましい。
[0096] 揮発成分除去工程 (2)の開始とともに樹脂混合物中の水分などの揮発成分の減少 が始まり、最終的に大部分の揮発成分が除去されるが、混合工程 (1)と同時に行う場 合には混合工程 (1)の開始とともに混合物中の揮発成分の蒸発が始まり、揮発成分 の減少が始まる。
[0097] さらに、低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類の混合物の組成を高度に均 一とする場合には、混合工程 (1)及び揮発成分除去工程 (2)の後に、大部分の揮発成 分が除去された実質的に無溶媒の樹脂混合物を、更に機械的に練り合わせる工程( 3)〔以下、混練工程 (3)ということがある〕を行うことが好ましい。少量の揮発成分が残存 する時には、これらを更に除去する条件下で混練処理するのがよい。混練工程 (3)は 、低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類の少なくとも何れか一つの成分が溶 融状態の時に行われると、より均一な組成の混合物が得られるために好ましい。
[0098] 本発明者等は、これらの工程、すなわち混合工程 (1)及び揮発成分除去工程 (2)並 びに必要に応じて行われる混練工程 (3)を、本発明に用いられる高分子量樹脂、低 分子量樹脂、ワックス類及びこれらに随伴することのある溶媒類の何れに対しても親 和性や反応性を有しなレ、、窒素やアルゴンなどの不活性気体雰囲気中で行うことに よって、得られる無溶媒の樹脂混合物をトナー用結着樹脂として用いたとき、プリンタ 一や複写機の定着時における臭気の発生を顕著に改善できることを見出した。また これらの工程を密閉状態で該不活性気体を流しながら行うことにより、樹脂混合物中 に存在する残留単量体や溶媒などの揮発性不純物を一層効率的に除去することが できる。
[0099] 本発明において、前記の工程 (1)及び工程 (2)、並びに必要に応じて行われる工程( 3)は、これらの工程が不都合なく実施できる手段であれば特に制限されず、加熱機 能、混合機能及び/又は揮発成分除去機能を有する少なくとも 1種の手段を用いて 遂行されること力 Sできる。
[0100] 上記機能を有する好ましレ、手段としては、例えば、加熱ニーダー、バンバリ一ミキサ 一、ロールミル、 1軸連続混練機、 2軸連続混練機、連続混合脱溶媒機及び乾燥機 等を挙げることができる。これらの手段のうち、前記の工程 (1)〜(3)を連続的に行うこと ができ、これらの工程を一つの装置で効率的に行えるという点で 1軸連続混練機又 は 2軸連続混練機を用いることが好ましい。
[0101] 2軸連続混練機には各種あるが、中でも複数のパドルを固定したセルフクリーニン グ性を有する 2本の回転軸又はセルフクリーニング性を有する 2本のスクリューを有し 、特に、ノ ドルが混練機の胴体に内接して回転するとともに、 2軸の相対するパドル が相互に接触し合って回転する 2軸連続混練機は、混練効果が高ぐまた作業性が 良好であるという観点からより好ましい。さらに好ましい 2軸連続混練機は、粘度 10〜 108mPa' sの流体をパドル又はスクリューの回転により投入ロカ 排出口まで搬送し 得るものである。このような 2軸連続混練機は、それ自体公知であり、例えば (株)栗本 鉄工所から KRCニーダー(商品名)として製造、販売されているものを挙げることがで きる。 [0102] なお、上記「セルフクリーニング性」とは、パドル又はスクリューに混合物が残留付着 することがほとんどなぐ使用後特別に洗浄処理を必要としないことを意味する。
[0103] 上記の装置を用いれば、低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類を該装置の 撹拌軸に固定されたスクリュー又はパドルの回転により混合して、前記混合工程 (1) 及び混練工程 (3)を実施することができる。また揮発成分除去工程 (2)は、通常、装備 されている加熱ジャケット又は電熱ヒーターにより、混合物中の主たる揮発成分の蒸 発平衡温度以上に加熱することにより実施することができるが、加熱に加えて装置内 に不活性気体を流したり、装置内を減圧状態にすることによってより効率的に行うこと ができる。
[0104] また揮発成分除去処理を行う別法として、例えば上記混合物を必要に応じて加熱 後、減圧域に導入し水分を蒸発させる、それ自体公知の、所謂フラッシュ法によって 実質的に無溶媒の状態とする方法を挙げることができる。
[0105] 本発明方法における混合工程 (1)及び揮発成分除去工程 (2)は、単一の装置で行う こともできるし、別々の複数の装置で行うこともできるが、作業の容易さやコストの低廉 さ等の観点から単一の装置で行うことが好ましい。
[0106] 更に混練工程 (3)を行う場合にも、混合工程 (1)、揮発成分除去工程 (2)及び混練ェ 程 (3)をそれぞれ別々の装置で行うこともできるし、また混合工程 (1)及び揮発成分除 去工程 (2)を単一の第 1の装置で行レ、、混練工程 (3)を別の第 2の装置で行うか、又は 混合工程 (1)を第 1の装置で行い、揮発成分除去工程 (2)及び混練工程 (3)を別の第 2 の装置で行うこともできる。さらに混合工程 (1)、揮発成分除去工程 (2)及び混練工程( 3)を単一の装置で行うことも可能である。これらの方法の中では、特に高度に均一な 無溶媒樹脂混合物を得るという観点から、混合工程 (1)及び揮発成分除去工程 (2)を 単一の第 1の装置で行い、混練工程 (3)を別の第 2の装置で行うのが好ましぐ作業性 の良さの観点から、混合工程 (1)、揮発成分除去工程 (2)及び混練工程 (3)を単一の装 置で行うことが特に好ましレ、。
[0107] 上記の混合工程 (1)及び揮発成分除去工程 (2)を単一の第 1の装置で行い、混練ェ 程 (3)を別の第 2の装置で行う場合には、該工程 (1)及び工程 (2)を終えての第 1の装 置の排出口から得られる樹脂混合物の水分含有率は、 20重量%以下であることが好 ましぐ 5重量%以下であることがより好ましい。
[0108] 以下、図面により本発明方法を一層詳細に説明する。
図 1〜図 3には、本発明に好適に使用できる密閉型 2軸連続混練機の構造が模式 的に示されている。図 1は概略平面図であり、図 2は概略側面図であり、図 3は、図 1 における A-A'に沿って切断し矢印の方向に見たときの概略断面図である。
[0109] 次に、図 1〜図 3に従って、密閉型 2軸連続混練機を用いて、混合処理、水分除去 処理を並行して施し、更に混練処理を行う態様を説明する。
[0110] 上記の 2軸連続混練機は多数のパドル 1を固定した 2本の回転軸 2が設けられてお り、これらのパドル 1は、図 3に示すとおり互いに嚙み合った状態でモーター 3によつ て回転する。多数のパドル 1を固定した 2本の回転軸 2は、周囲を加熱ジャケット 8で 覆われた胴体 11中に封入されており、パドル 1の表面と胴体 11の内壁面との間の空 隙部分が混合室 12をなしている。加熱ジャケット 8は、その内部に設けられた熱媒体 用配管 13中を流れる蒸気、オイルなどの熱媒体の循環により、又は電熱ヒーターなど (図示せず)により加熱される。原料供給口 4〜6からは、溶融状態の無溶媒樹脂であ る低分子量樹脂、水性分散液の形態である高分子量樹脂及び、溶融状態又は水性 分散液の形態であるワックス類がそれぞれ別々に、連続的に混合室 12に供給される 。また高分子量樹脂及びワックス類が共に水性分散液の形態であるときには、これら を予め混合したものを 1つの原料供給ロカ 供給することもでき、この場合には原料 供給口 4〜6のうちの 1つを封止しておけばよい。供給された低分子量樹脂、高分子 量樹脂及びワックス類は、混合室 12中で、加熱ジャケット 8からの熱を受けて低分子 量樹脂のガラス転移点以上の温度まで加熱され、回転軸 2の回転運動によって撹拌 、混合され、且つ水分などの揮発成分を分離しつつ、排出口 7方向に樹脂混合物と して移送される。
[0111] これらの低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類の供給及び混合、並びに以 下に記す水分などの揮発成分の除去は、密閉状態で、且つ気体導入口 9から導入さ れる、窒素などの供給原料及び生成混合物に対して不活性な気体の流通雰囲気下 で行うのが好ましい。
[0112] 上記の供給原料中の水分などの揮発成分は、窒素などの不活性流通気体と共に 蒸発口 10から排出される。通常、移動する樹脂混合物と胴体 11の内壁との間に空隙 が生じる様に低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類の供給速度が調整され( 図示せず)、蒸発した揮発成分はこの空隙を経由して、導入不活性気体と共に蒸発 口 10から排出される。
[0113] 原料供給口 4〜6近辺では水分などの揮発成分が多量に存在するため、混合物の 温度は 100〜110°Cであるが、揮発成分の減少と共に混合物の温度は上昇し、最終 的に混合物中の大部分の揮発成分が除去され、その後、好ましくは低分子量樹脂が 溶融する温度で、混練処理が行われる。この混練処理により、低分子量樹脂、高分 子量樹脂及びワックス類はより一層均一に分散される。混練処理が行われる樹脂溶 融領域においても残留揮発成分は蒸発して不活性気体と共に蒸発口 10力 排出さ れる。
[0114] 排出口 7から得られた樹脂は目的とする用途によって、更に連続的に他の装置に 導入しペレット状、フレーク状等に加工することもできる。
[0115] 上記のような 2軸連続混練装置を用いて混合処理、揮発成分除去処理及び混練処 理を行う場合、加熱ジャケット 8の加熱温度、混合処理、揮発成分除去処理及び混練 処理を行うための滞留時間、その他の条件等は、低分子量樹脂、高分子量樹脂及 びワックス類のそれぞれの種類、樹脂水性分散液形態の高分子量中の水分量など のこれら供給成分中の揮発成分量、それら成分の供給速度、不活性気体の流通速 度、排出口 7から得られる無溶媒の樹脂混合物の所期の組成及び水分量、装置の 処理能力、その他の要因によってきまるものであり、一概に述べることはできないが、 上記の要因が特定されれば、理論的にかつ実験的に、上記の諸条件を設定すること は容易である。
[0116] 一般的には、加熱温度を上げる等の方法により水分などの揮発成分の除去速度を 高めると、混合処理及び水分除去処理を行う時間及び装置内の領域が短縮され、混 練処理を行う時間及び装置内の領域が拡大される。
[0117] 低分子量樹脂及び高分子量樹脂が、例えばポリスチレン樹脂で、それぞれ無溶媒 状態及び水性分散液の状態である場合、加熱ジャケット 8の温度を 120〜300°C、好 ましくは 160〜250°Cに設定し、原料供給口 4〜6から排出口 7までの滞留時間を、装 置の混練能力、その他の要因にもよる力 通常:!〜 60分、好ましくは 5〜30分となるよ うに設定することができる。
[0118] 上記装置の如き揮発成分の蒸発口 10を有する装置においては、該蒸発口 10の開 口面積を大きくすると、多量の水を含んだ樹脂混合物からの揮発成分除去処理が効 率的となる。すなわち、 2軸連続混練機において、胴体上部に設けられている原料供 給口 4〜6と、蒸発口 10の開口面積の禾口が、胴体 11の長さ Lと幅 Dの積の 15〜100% の範囲にあることが、水分除去処理を効率的に行う観点から、好ましレ、。上記の値が 100%の場合は、 2軸連続混練機の胴体 11の上部が全長開口している場合であり、 好ましい態様の一つである。この場合加熱ジャケット 8は胴体 11の上部に存在せず、 胴体 11の下部にのみ設けられるか、加熱ジャケット 8を設けずに回転軸 2内あるいは パドル 1内に熱媒体用配管を設けて熱媒体を循環させることにより加熱を行うことがで きる。
[0119] 上記の如くして得られたペレット状、フレーク状などの無溶媒状態の樹脂混合物は 、耐オフセット性、定着性、トナースベント及びフィルミング防止性、保存時の耐ブロッ キング性 (非凝集性)、画像形成時の現像性等が良好で、且つ臭気発生の少ない卓 越した静電荷像現像用トナー製造が可能な結着樹脂として使用することができる。
[0120] 静電荷像現像用トナーの製造は、このようにして得られたトナー用結着樹脂に、着 色剤、必要に応じて帯電制御剤、離型剤等の添加剤を配合して均一に混合溶融し、 溶融混合物を冷却後必要に応じ粗砕した上ジェットミル等で微粉砕後、分級機で分 級することにより、所望の粒子径の静電荷像現像用トナーを得ることができる。
[0121] 上記の着色剤としては、無機顔料、有機顔料及び合成染料を挙げることができ、無 機顔料または有機顔料が好ましく用いられ、また、一種若しくは二種以上の顔料及 び/または一種若しくは二種以上の染料を組み合わせて用いることもできる。着色剤 の使用量はトナー用結着樹脂 100重量部に対して 1〜200重量部であることが好まし く、 3〜150重量部が更に好ましい。
[0122] 上記無機顔料としては、例えば、亜鉛粉、鉄粉、銅粉等の金属粉系顔料;例えば、 マグネタイト、フェライト、ベンガラ、酸化チタン、亜鉛華、シリカ、酸化クロム、ウルトラ マリーン、コバルトブルー、セノレリアンブノレ一、ミラネルバイオレット、四酸化三鉛等の 金属酸化物系顔料;例えば、カーボンブラック、サーマトミックカーボン、ファーネスブ ラック等のカーボン系顔料;例えば、硫化亜鉛、カドミウムレッド、セレンレッド、硫化水 銀、カドミウムエロー等の硫化物系顔料;例えば、モリブデンレッド、ノくリウムエロー、 ストロンチウムエロー、クロムエロー等のクロム酸塩系顔料;例えば、ミロリブルー等の フエロシアン化塩系顔料;などを挙げることができる。
[0123] また有機顔料としては、例えば、ベンジジンエロー、ベンジジンオレンジ、パーマネ ントレッド 4R、ピラゾロンレッド、リノールレッド、ブリリアントスカーレット G、ボンマルー ンライト等のァゾ系顔料;例えば、オレンジ II、ァシットオレンジ R、ェォキシン、キノリン エロー、タートラジンエロー、アシッドグリーン、ピーコックブルー、アルカリブルー等の 酸性染料を沈澱剤で沈澱させた酸性染料系顔料;例えば、ローダミン、マゼンタ、マ カライトグリーン、メチルバイオレット、ビクトリアブルー等の塩基性染料をタンニン酸、 吐酒石、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸などで 沈澱させた塩基性染料系顔料;例えば、ヒドロキシアントラキノン類の金属塩類、ァリ ザリンマーダーレーキ等の媒染染料系顔料;例えば、フタロシアニンブルー、スルホ ン化銅フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料;並びに、例えば、キナクリドンレッド 、キナクリドンバイオレット、力ルバゾールジォキサンバイオレット等のキナクドリン系顔 料及びジォキサン系顔料;などを挙げることができる。
[0124] 前記の合成染料としては、アタリジン染料、ァニリン黒、アントラキノン染料、ァジン 染料、ァゾ染料、ァゾメチン染料、ベンゾ及びナフトキノン染料、インジゴ染料、インド フエノール、インドア二リン、インダミン、ロイコ建染メ染料エステル、ナフタールイミド 染料、ニグ口シン、インジュリン、ニトロ及びニトロソ染料、ォキサジン及びジォキサジ ン染料、酸化染料、フタロシアニン染料、ポリメチン染料、キノフタロン染料、硫化染 料、トリ及びジァリルメタン染料、チアジン染料、キサンテン染料等を挙げることができ るが、好ましくは、ァニリン黒、ニグ口シン染料、ァゾ染料が用いられ、さらに好適なも のとしては、ァゾ染料のうち分子中にサリチル酸、ナフトェ酸または 8 -ォキシキノリン 残基を有し、クロム、銅、コバルト、鉄、アルミニウム等の金属と錯塩を形成するものが 用いられる。
[0125] 前記の帯電制御剤としては、プラス用としてニグ口シン系の電子供与性染料、その 他、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシノレ化ァミン、 4級アンモニゥム 塩、アルキルアミド、キレート、顔料、フッ素処理活性剤等を挙げることができ、また、 マイナス用として電子受容性の有機金属錯体、キレートィヒ合物、その他、塩素化パラ フィン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポリエステル、銅フタロシアニンのスルホ二 ルァミン等を挙げることができる。
[0126] トナーには、必要に応じて、更に流動性向上剤を添加して用いてもよい。流動性向 上剤としては、トナー粒子に添加することにより、流動性が添加前後を比較すると増 カロしうるものであれば、使用可能である。例えば、疎水性コロイダルシリカ微粉体、コ ロイダルシリカ微粉体、疎水性酸化チタン微粉体、酸化チタン微粉体、疎水性アルミ ナ微粉体、アルミナ微粉体、それらの混合粉体等が挙げられる。
[0127] 以上の如くして製造されたトナーは、トナーとキャリアからなる二成分系現像剤とし て、特に樹脂被覆層を有するキャリアを使用する現像剤に好適に用いられる。樹脂 被覆層を有するキャリアとしては、一般に鉄、ニッケル、フェライト、ガラスビーズよりな るキャリア核体粒子の表面を絶縁性樹脂の被覆層により被覆したキャリアが代表的な ものであり、絶縁性樹脂材料としては、一般に、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹 脂、スチレン アクリル共重合樹脂、ポリエステル樹脂、ポリブタジエン樹脂が代表的 なものとして挙げられる。
[0128] 本発明により得られる静電荷像現像用トナーと樹脂被覆層を有するキャリアとを成 分とする二成分系現像剤を用いた場合、キャリア粒子の表面にトナー粒子が付着し て汚染されるスベントが著しく少なぐキャリアとトナーの摩擦帯電特性を制御すること が可能であり、耐久性に優れ使用寿命が長い点で特に高速の電子写真機に好適で ある。
[0129] また本発明により提供されるトナーは、二成分系現像剤のみに限定されるものでは なぐキャリアを用いない一成分系現像剤、例えばトナー中に磁性粉を含有した磁性 一成分トナー、トナー中に磁性粉を含有しない非磁性一成分トナーにも適用できる。
[0130] さらにトナーの製造に際しては、本発明の製造方法により得られる結着樹脂以外に 他のスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂等の結着樹脂を補助的にブレンドして使 用してもよいが、これらの補助的な結着樹脂の全結着樹脂中に占める割合は 30重量 %以下であることが好ましい。
[0131] さらにまた、本発明の製造方法により静電荷像現像用トナー用結着樹脂を製造す る際に、低分子量樹脂、高分子量樹脂及びワックス類と共に、前記の各種添加剤を 配合することにより直接トナーを製造することもできる。
実施例
[0132] 次に本発明を、実施例、比較例、製造例によりさらに具体的に説明する。得られたト ナ一の試料については以下の試験法に従ってその評価を行った。
[0133] 1. 残存水分の測定
カールフィッシャー式水分計、本体 CA-05型、気化機 VA-05〔商品名; (株)ダイヤィ ンスツルメント製〕を用いて測定した。トナーの試料 0.5gを精秤し、気化機 VA-05に投 入して所定の方法により残存水分の測定をした。
[0134] 2. 残存単量体の測定
トナーの臭気発生の主原因となる結着樹脂中に残存する単量体の量を、次の方法 により測定した。
「DB_WAX」〔商品名; J&W Scientific社製〕カラムを装着したガスクロマトグラフィー( GC)装置「GC_14A」〔商品名; (株)島津製作所製〕を用い、結着樹脂試料をクロロホ ルムに 2.5重量%の濃度となるように溶解 '濾過して、濾液を 3 μ L注入して測定を行 つた。なお試料中の単量体濃度は、別途作成した各単量体の検量線より算出した。
[0135] 3. トナー粒子择の測定
トナーの試料を電解液 ISOTON R-Π〔商品名;コールタ一'サイエンティフィック'ジ ャパン (株)製〕に添加してよく分散させた後、コールターカウンター ΤΑ-Π型〔商品名; ベックマン'コールター社製〕の濃度計にて 5%程度になるよう分散液を調整して、所 定の方法によりトナーの体積平均粒子径を測定した。
[0136] 4. トナー保存件
磁性及び非磁性トナーを 100mlのポリエチレン製のビンに容れてしつ力り蓋をし、 50 °Cの条件下に 16時間放置したのち、 「ホソカワミクロンパウダテスタ PT-E」〔商品名; ホソカワミクロン (株)製〕を用いて過酷な条件下でトナーの保存性の測定を行ない、 目 開き 350 μ πιの篩上にサンプルを載せ振動させて篩上の残留量を求め、次式によりト ナー凝集物残存量の値とし、これに基づレ、て次の通り評価を行った。
[0137] [数 1] 誦残存糊 = S^ S(g)
[0138] ◎:凝集物残存率が 50%未満。
〇:;凝集物残存率が 50%以上 70%未満。
△ 凝集物残存率が 70%以上 90%未満。
X 凝集物残存率が 90%以上。
[0139] 5. 印字試験 1 (非磁件トナー)
非磁性トナーの試料 5重量部にシリコン樹脂被覆キャリア「F141-1030」〔商品名;パ ウダ一テック (株)製〕 95重量部配合したものを用レ、、市販の高速複写機「Konica Sitios 7075」〔商品名;複写速度 75枚/分;シャープ (株)製〕の定着部を可変温度に改造し て、複写機用普通紙 (75g/m2)に対する画像面積 5%の画像チャートの印字試験を 行った。
[OHO] 5-1. m ^
画像定着部の温度を 130°Cから 200°Cまで変化させて画像定着試験を行い、画像 定着可能温度を測定した。
[0141] 5-2. 耐オフセット件試験
画像定着部の温度を 200°C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の評価とした。
〇:白紙及び加熱ロール共に汚れなし。
Δ :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。 X:白紙上に汚れが認められる。
[0142] 5-3. 印字密着件試験
前 (5-2)項における連続印字により得られた 1000枚目の印字の表面に、スコッチメ ンデイングテープ〔商品名;住友スリーェム (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、メンデイングテープを剥がし、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、普通紙に対する試料トナーの印字密着性を次の通り評価した。
[0143] [数 2]
定着率 (¾)^ =¾||¾|||^ X 100
ープ貼着目 uの画像濃度
[0144] 〇:定着率 95%以上。
• :定着率 90%以上 95%未満。
X:定着率 90%未満。
[0145] 5-4. 連続印字試験
画像定着部の温度を 200°Cに設定して 10万枚の連続印字を行い、連続印字終了 後の感光体へのトナーフィルミングの度合 (フィルミング防止性)及び最終印字画像 の状態を調べ、以下の基準に従って耐オフセット性及び最終印字画像の状態の評 価とした。
[0146] フィルミング防止性の評価基準
〇:感光体へのトナーフィルミングなし。
△:感光体へのフィルミングは少し見られる力 画像への影響は少ない。
X:感光体へのフィルミング多く実用上の画像として問題がある。
[0147] 最終印字画像の状態一最終印字画像 5枚と初期印字画像 5枚を比較観察
〇:初期印字画像と同様、汚れやカプリがなく鮮明。
△:汚れやカプリが少し見られる力 S、画像への影響が少ない。
X:汚れやカプリが多く実用上の画像として問題がある。
[0148] 6. 印字試験 2 (磁件トナー)
磁性トナーの試料を用レ、、市販のレーザープリンター LaserJet 5」〔商品名;印字速 度 12枚/分;ヒューレットパッカード社製〕を改造して、可変温度で定着できる外部定 着器を用い、複写機用普通紙(75g/m2)に対する画像面積 5%の画像チャートの印 字試験を行った。
[0149] 6-1. 画像定着試験
画像定着部の温度を 130°Cから 200°Cまで変化させて画像定着試験を行い、画像 定着可能温度を測定した。 [0150] 6-2. 耐オフセット件試験
画像定着部の温度を 200°Cに設定して 5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の評価とした。
〇:白紙及び加熱ロール共に汚れなし。
△:白紙に汚れはなレ、が、加熱ロールにわずかに汚れが認められる。 X:白紙上に汚れが認められる。
[0151] 6-3. 印字密着件試験
前 (6-2)項における連続印字により得られた 5枚目の印字を用いる以外は前 (5-3) 項の方法と同様に試験を行い、同様の数式により印字の定着率の値を求め、同様の 評価基準に従って普通紙に対する試料トナーの印字密着性を評価した。
〇:定着率 95%以上。
△:定着率 90%以上 95%未満。
X:定着率 90%未満。
[0152] 6-4. 印字画像状熊試験
前 (5-2)項における連続印字により得られた最終印字画像 5枚の画像状態を目視 により観察し、以下の基準に従って印字画像状態の評価とした。
〇:初期印字画像と同様、汚れやカプリがなく鮮明。
△:わずかに汚れやカプリが発生するが実用上問題ないレベルである。
X:汚れやカプリが発生し実用上問題あり。
[0153] 〔低分子量樹脂の作製〕
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°Cに制御されて いるオートクレーブ中に、スチレン(St) 100重量部とジ- -ブチルペルォキシド 0.5重量 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°Cに保った 状態で 30分保持して塊状重合を行い、無溶媒の低分子量スチレン系樹脂を得た。得 られた低分子量樹脂は、分子量ピーク値 Mp力 S4 500で、重量平均分子量 Mwが 5 10
0、数平均分子量 Mn力 ¾,400であり、 Mwと Mnとの比 Mw /Mn力 ¾.1であった。 [0154] 〔高分子量樹脂の作製〕
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重量部及びァニオン性乳化剤 「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重量部を仕込んで撹拌溶解した後、 St 75重量部、アクリル酸ブチル (BA) 25重量部 及びジビュルベンゼン (DVB) 0.05重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。
[0155] 次に、撹拌機、圧力計、温度計及び滴下ポンプを備えた耐圧反応容器に、脱ィォ ン水 120重量部を仕込み、窒素置換した後、 80°Cに昇温し、上記単量体乳化液の 15 重量%を添加し、さらに 2重量%過硫酸カリウム水溶液 1重量部を添加して 80°Cで初 期重合を行った。初期重合終了後、 85°Cに昇温して残りの単量体乳化液及び 2重量 %過硫酸カリウム 4重量部を 3時間で添加し、その後、同温度にて 2時間保持して乳 化重合を行ない、平均粒子径 130nm、固形分濃度 40重量%のスチレン 'アクリル系樹 脂の水性分散液を得た。
[0156] 重合反応は安定に進行し、得られた樹脂の重合転換率も高かった。樹脂水性分散 液を超遠心分離器で樹脂を分離後、 GPCにより分子量を測定した結果、重量平均分 子量 (Mw ) 97万、分子量ピーク値(Mp ) 72万であった。
H H
[0157] 〔低分子量樹脂の作製〕
製造例 3
攪拌機、加熱装置、冷却装置、温度計及び滴下ポンプを備えたオートクレープを、 窒素ガスで置換した後、内温を 160°Cに保持しながら、スチレン 100重量部、キシレン 50重量部及びジ 'ターシャリー ·ブチル 'パーオキサイド 2.0重量部を均一に混合した 単量体混合溶液を 30分かけて連続的に添加し、添加終了後内部温度を 160°Cに保 持しながら、更に 2時間保持し溶液重合を行ない、冷却して樹脂溶液を得た。得られ た樹脂溶液の固形分は 65%、分子量ピーク Mpが 4,200で重量平均分子量 Mwが 4,8 00であった。
[0158] 〔高分子量樹脂の作製〕
製造例 4 デイスパーと滴下ポンプを備えた容器に、上記製造例 2で得られた樹脂の水性分 散液 100重量部及び脱イオン水 50重量部を仕込み、混合した後、高速で攪拌しなが ら 2重量%塩化カルシウム水溶液 20重量部を添加した。静置した後、上澄みを除去 し、再度水を添加して分散させた後、フィルタープレスで脱水洗浄し、不純物を除去 した後、再度水を添加して分散させて、固形分 54%のスラッジを得た。
[0159] 〔静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造〕
実施例 1
図 1〜3に模式的に示した連続混練機である「KRCニーダー」〔商品名; (株)栗本鐵 ェ所製〕を用レ、、ジャケット温度を 200°Cに設定して、これに製造例 1の低分子量樹脂 60重量部(有効成分量約 60重量部)並びに、製造例 2の高分子量樹脂水性分散液 1 00重量部(有効成分量約 40重量部)及び「ボンドワックス WE-65」〔商品名;パラフィン 系ワックスェマルジヨン、ワックスの軟化点 80°C、有効成分 40重量0 /0 ;コニシ (株)製〕 (WE-65) 5重量部(有効成分約 2重量部)を予め混合したものを別々の材料供給口( 例えば図 1の 4及び 6)から連続的に添加しながら、加熱'混合操作を行い、水分及び 溶媒を蒸発 ·除去して均一に混合された WAXを含有した無溶媒の静電荷像現像用ト ナー用結着樹脂を得た。この時トナー用結着樹脂 lKg当たりを得る所要時間が約 20 分となるように連続混練機の運転速度条件を設定した。得られた結着樹脂について 、前記の残存水分及び残存単量体の測定法に従って測定したところ、残存水分は 0. 1重量%以下、残存単量体含有量は 90ppmであった。
[0160] 実施例 2 (低融点固形ワックスを溶融状態で使用する例)
図:!〜 3に模式的に示した連続混合機である「KRCニーダー」 [商品名;栗本鐡ェ所 製]を用い、ジャケット温度を 200°C、運転速度条件を実施例 1と同一に設定して、これ に製造例 1の低分子量成分 60重量部(有効成分量約 60重量部)並びに、製造例 2の 高分子量樹脂分散液 100重量部(有効成分約 40重量部)更に「HNP— 10」 [商品 名;パラフィン系ワックス、ワックスの軟ィ匕点 80°C、有効成分 100重量%;日本精鱲( 株)製] (HNP-10)を予め 150°Cで溶融状態にしたものを別々の材料供給口から連続的 に添加しながら、過熱 ·混合操作を行い、水分及び溶媒を蒸発 '除去して均一に混 合された Waxを含有した無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得た。得られ た結着樹脂について、前記の残存水分及び残存単量体の測定法に従って測定した ところ、残存水分は 0. 1重量%以下、残存単量体含有量は l lOppmであった。
[0161] 実施例 3
実施例 1において、 WE-65を 5重量部(有効成分約 2重量部)用いる代わりに、ハイ テック「P-5060S」〔商品名;低分子量ポリプロピレン系ワックスェマルジヨン、ワックスの 軟化点 145°C、有効成分 40重量%;東邦化学工業 (株)製〕(P-5060) 5重量部 (有効 成分約 2重量部)を用いる以外は実施例 1と同様にして無溶媒の静電荷像現像用ト ナー用結着樹脂を得た。得られた結着樹脂について、前記の残存水分及び残存単 量体の測定法に従って測定したところ、残存水分は 0. 1重量%以下、残存単量体含 有量は 1 OOppmであつた。
[0162] 実施例 4〜7及び比較例 1
実施例 3において、 P5060の配合量を変え、又はこれを配合しない以外は実施例 3 と同様にして無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得た。低分子量樹脂、高 分子量樹脂及び P5060それぞれの配合量 (有効成分量)並びに、得られた結着樹脂 の残存水分及び残存単量体含有量を表 1に示す。
[0163] 実施例 8〜9
実施例 1において、 WE-65を 5重量部(有効成分約 2重量部)用いる代わりに、「ケミ パール WP100」〔商品名;低分子量ポリプロピレン系ワックスェマルジヨン、ワックスの 軟化点 148°C、有効成分 40重量%;三井化学 (株)製〕(WP100) 5重量部 (有効成分約 2重量部)又は「ビスコール 330P」〔商品名;低分子量ポリプロピレン系ワックス、軟化 点 152°C、有効成分 100重量%;三洋化成工業 (株)製〕(V330P) 2重量部を用いる以 外は実施例 1と同様にして静電荷像現像用トナー用結着樹脂を得た。使用したヮック ス類の種類及びその配合量 (有効成分量)並びに、得られ結着樹脂の残存水分及び 残存単量体含有量を表 1に示す。
[0164] 実施例 10
実施例 1において、製造例 1の低分子量樹脂 60重量部(有効成分量約 60重量部) を用いる代わりに、製造例 3の低分子量樹脂溶液 92重量部(有効成分量約 60重量部 )を用レ、、トナー用結着樹脂 lKg当たりを得る所要時間が約 40分となるように連続混 練機の運転速度条件を設定する以外は実施例 1と同様にして静電荷像現像用トナ 一用結着樹脂を得た。得られた結着樹脂について、前記の残存水分及び残存単量 体の測定法に従って測定したところ、残存水分は 0. 1重量%以下、残存単量体含有 量は 150ppm及び残存溶剤は 2500ppmであった。
[0165] 実施例 11
実施例 1において、製造例 1の高分子量樹脂の水性分散液 100重量部(有効成分 量約 40重量部)を用いる代わりに、製造例 4の高分子量樹脂のスラッジ 74重量部(有 効成分量約 40重量部)を用いる以外は実施例 1と同様にして静電荷像現像用トナー 用結着用樹脂を得た。得られた結着樹脂について、前記の残存水分及び残存単量 体の測定法に従って測定したところ、残存水分は 0. 1重量%以下、残存単量体含有 量は l lOppmであった。
[0166] [表 1]
VII VII VII VII VII VII VII VII
N ( ()%opmp. eg ¾
造例例 3652 WE- 製造例例 14
Figure imgf000040_0001
〔非磁性トナーの製造〕
実施例 12
実施例 1で得られた無溶媒の静電荷像現像用トナー用結着樹脂 100重量部、カー ボンブラック「MA-100」〔商品名;三菱化学 (株)製〕 6重量部及びァゾ系鉄錯体「T-77 」〔商品名;保土ケ谷化学 (株)製〕 2重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;栗本鐵ェ所 (株)製〕を用いて溶融混練した。冷却後、ハンマーミル「V C-210J〔商品名; (株)ホーライ製〕で粗砕し、次いでジヱットミル「 - 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 5〜20 μ m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重量部を加えて混合し、非磁性トナーを得た。
[0168] 得られた非磁性トナーを用いて、前記の各種試験を行った。トナーの平均粒子径 及びトナー保存性などのトナー特性及び印字試験 1によるトナーの各種印字物性試 験の結果を表 2に示す。
[0169] 実施例 13〜21
実施例 12において、実施例 1で得られた静電荷像現像用トナー用結着樹脂を用レ、 る代わりに、実施例 2〜6及び実施例 8〜: 11の何れかで得られた静電荷像現像用ト ナー用結着樹脂を用い、以下実施例 12と同様にして非磁性トナーを得た。得られた 非磁性トナーを用いて、前記の各種試験を行った。トナーの配合組成、トナー特性及 び印字試験 1によるトナーの各種印字物性試験の結果を表 2に示す。
[0170] 比較例 2
実施例 12において、実施例 1で得られた静電荷像現像用トナー用結着樹脂を用レ、 る代わりに、比較例 1で得られた静電荷像現像用トナー用結着樹脂 100重量部を用 レ、、さらにポリプロピレン(PP)系ワックス「ケミパール WP100」 5重量部を添加する以外 は実施例 12と同様にして非磁性トナーを得た。得られた非磁性トナーを用いて、前記 の各種試験を行った。トナーの配合組成、トナー特性及び印字試験 1によるトナーの 各種印字物性試験の結果を表 2に示す。
[0171] [表 2] 非磁性トナーの配合組成、特性値及び印字物性
Figure imgf000042_0001
[0172] 〔磁性トナーの製造〕
実施例 22
実施例 12において、カーボンブラック「MA-100」6重量部を用いる代わりに、マグネ タイト「BL-200」〔商品名;チタン工業 (株)製〕 80重量部を用いる以外は実施例 12と同 様にして、平均粒子径 10.0 μ πιの磁性トナーを得た。得られた磁性トナーを用いて、 前記のトナー保存性試験及び印字試験 2に従ってトナーの物性試験を行った。磁性 トナーの配合組成及び試験結果を表 3に示す。
[0173] 実施例 23〜31
実施例 22において、実施例 1で得られた静電荷像現像用トナー用結着樹脂を用い る代わりに、実施例 2〜3及び実施例 5〜: 11の何れかで得られた静電荷像現像用ト ナー用結着樹脂を用い、以下実施例 22と同様にして磁性トナーを得た。得られた磁 性トナーを用いて、前記のトナー保存性試験及び印字試験 2に従ってトナーの物性 試験を行った。磁性トナーの配合組成及び試験結果を表 3に示す。
[0174] 比較例 3
実施例 22において、実施例 1で得られた静電荷像現像用トナー用結着樹脂を用い る代わりに、比較例 1で得られた静電荷像現像用トナー用結着樹脂 100重量部を用 レ、、さらにポリプロピレン系ワックス「ビスコール 330Ρ」 9重量部を添加する以外は実施 例 22と同様にして磁性トナーを得た。得られた磁性トナーを用いて、前記のトナー保 存性試験及び印字試験 2に従ってトナーの物性試験を行った。磁性トナーの配合組 成及び試験結果を表 3に示す。
[0175] [表 3]
磁性トナーの配合組成、特性値及び印字物性
Figure imgf000044_0001
産業上の利用可能性
[0176] 本発明にかかる静電荷像現像用トナー用結着樹脂には、低分子量樹脂及び高分 子量樹脂の好適なものとして共にスチレン系重合体を用レ、、主として耐オフセット性、 定着性の改善を目的に、ポリプロピレン系などのワックス類が配合されている力 本発 明方法を採用することによって、通常は相溶性が悪く混練時に相分離を生じやすい スチレン系重合体とワックス類が高度の均一性を持って混合されるため、コピー機や プリンター内でのトナー同士及びトナーとキャリアとの摩擦などによるトナーの微細化 、トナースベント、フィルミングを生じにくい。
[0177] また着色剤兼磁性化剤としてフェライトやマグネタイトなどを用いるときには、通常、 カーボンブラックの場合の使用量の 2倍程度のワックス類が使用される力 このような 場合にも本発明方法によれば、ワックス類と、結着樹脂及び顔料との均質な混和が 可能となる。
[0178] 本発明方法により製造された静電荷像現像用トナー用結着樹脂は、保存時の耐ブ ロッキング性(非凝集性)、耐オフセット性、定着性、トナースベント及びフィルミングの 防止性、画像形成時の現像性等が良好であり、臭気発生の少ないトナーの製造に好 適に用いられる。

Claims

請求の範囲
[I] 低分子量樹脂及び高分子量樹脂を含む原材料を共存させて混合する工程 (1)並び に、それと同時に及び Z又はその後に揮発成分を除去する工程 (2)を含んでなる静 電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法であって、工程 (1)の原材料がさらにヮッ タス類を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー用結着樹脂の製造方法。
[2] 低分子量樹脂が塊状重合で得られた樹脂である請求の範囲第 1項に記載の製造方 法。
[3] 低分子量樹脂の重量平均分子量(Mw )が 1 000 50 000の範囲である請求の範囲 第 1又は 2項に記載の製造方法。
[4] 低分子量樹脂の GPC分子量ピーク値(Mp )が 1 500 30 000の範囲にあり、且つ低
L
分子量樹脂の重量平均分子量 (Mw )と数平均分子量 (Mn )との比(Mw /Mn )が 4 未満である請求の範囲第 1 3項の何れか 1項に記載の製造方法。
[5] 低分子量樹脂がスチレン系重合体である請求の範囲第 1 4項の何れ力 1項に記載 の製造方法。
[6] 低分子量樹脂が溶融状態である請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[7] 高分子量樹脂が乳化重合で得られた重合体である請求の範囲第 1項に記載の製造 方法。
[8] 高分子量樹脂の重量平均分子量 (Mw )が 10万以上である請求の範囲第 1又は 7項
H
に記載の製造方法。
[9] 高分子量樹脂の GPC分子量ピーク値 Mpが 30万〜 300万の範囲にある請求の範囲
H
第 1 7又は 8項の何れか 1項に記載の製造方法。
[10] 高分子量樹脂が水性分散液の形態である請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[II] ワックス類が脂肪族炭化水素系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸系ヮック ス、脂肪族アルコール系ワックス及びカルボン酸アミド系ワックス、並びにそれらの誘 導体及び配合物から選ばれる請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[12] ワックス類が脂肪族炭化水素系ワックスである請求の範囲第 1又は 11項に記載の製 造方法。
[13] ワックス類が低分子量ポリオレフインワックスを含む請求の範囲第 1 11又は 12項に 記載の製造方法。
[14] ワックス類の軟化点が 55〜160°Cの範囲である請求の範囲第 1及び 11〜: 13項の何 れか 1項に記載の製造方法。
[15] ワックス類が水性分散液の形態で添加される請求の範囲第 1及び 11〜: 14項の何れ 力、 1項に記載の製造方法。
[16] 高分子量樹脂及びワックス類がそれぞれ水性分散液の形態で予め混合された状態 である請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[17] ワックス類が溶融状態である請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[18] 低分子量樹脂の配合割合が、低分子量樹脂及び高分子量樹脂の合計 100重量部に 基づいて 50〜80重量部の範囲である請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[19] ワックス類の配合量が、低分子量樹脂及び高分子量樹脂の合計 100重量部に基づ いて 0.1〜10重量部の範囲である請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[20] 工程 (1)及び工程 (2)の後に、得られる実質的に無溶媒の樹脂混合物を、更に機械的 に練り合わせる工程 (3)を含む請求の範囲第 1項に記載の製造方法。
[21] 工程 (1)及び工程 (2)、並びに必要に応じて行われる工程 (3)が不活性気体雰囲気中 で行われる請求の範囲第 1又は 20項に記載の製造方法。
[22] 不活性気体が窒素である請求の範囲第 21項に記載の製造方法。
[23] 工程 (1)及び工程 (2)、並びに必要に応じて行われる工程 (3)が加熱機能、混合機能及 び/又は揮発成分除去機能を有する少なくとも 1種の手段を用いて遂行される請求 の範囲第 1又は 20項に記載の製造方法。
[24] 上記手段が、加熱ニーダー、バンバリ一ミキサー、ロールミル、 1軸連続混練機、 2軸 連続混練機、連続混合脱溶媒機及び乾燥機から選ばれる請求の範囲第 23項に記 載の製造方法。
[25] 上記手段が 1軸連続混練機又は 2軸連続混練機である請求の範囲第 23項に記載の 製造方法。
[26] 請求の範囲第 1〜25項の何れか 1項に記載の方法により製造された静電荷像現像 用トナー用結着樹脂。
[27] 請求の範囲第 1〜25項の何れか 1項に記載の方法により製造された静電荷像現像 用トナー用結着樹脂に、更に着色剤を配合することを特徴とする静電荷像現像用ト ナ一の製造方法。
請求の範囲第 27項に記載の方法により製造された静電荷像現像用トナー。
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