JP6494421B2 - トナーの製造方法およびブロックポリマーの製造方法 - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Description
該製造方法が、
ジオールモノマーと、
ジカルボン酸モノマーと、
末端がカルボキシル基もしくはカルボン酸エステル基であるビニル系重合体Vと、
を重合させることによってブロックポリマーを得る工程Aと、
該ブロックポリマーと結着樹脂とを含有するトナー粒子を得る工程Bと、
を有し、
該ブロックポリマーが、融点を有し、
該ブロックポリマーが、
該ジオールモノマーおよび該ジカルボン酸モノマーから形成される結晶部と、
該ビニル系重合体Vからなる非晶部と、
を有し、
該工程Aにおける該ジオールモノマーの総使用量をMA[g]とし、該ジカルボン酸モノマーの総使用量をMB[g]とし、該ビニル系重合体Vの総使用量をMC[g]としたとき、(MA+MB)/MCが、20/80以上80/20以下であり、
該工程Aが、下記工程1および工程2を有する
ことを特徴とするトナーの製造方法に関する。
工程2:工程1の後、MB×(1−X)[g]の該ジカルボン酸モノマーを追添し、さらに重合反応を行い、該ブロックポリマーを得る工程
該製造方法が、
ジオールモノマーと、
ジカルボン酸モノマーと、
末端がカルボキシル基もしくはカルボン酸エステル基であるビニル系重合体Vと、
を重合させることによってブロックポリマーを得る工程Aを有し、
該ブロックポリマーが、
該ジオールモノマーおよび該ジカルボン酸モノマーから形成される結晶部と、
該ビニル系重合体Vからなる非晶部と、
を有し、
該工程Aにおける該ジオールモノマーの総使用量をMA[g]とし、該ジカルボン酸モノマーの総使用量をMB[g]とし、該ビニル系重合体Vの総使用量をMC[g]としたとき、(MA+MB)/MCが、20/80以上80/20以下であり、
該工程Aが、下記工程1および工程2を有する
ことを特徴とするブロックポリマーの製造方法に関する。
工程2:工程1の後、MB×(1−X)[g]の該ジカルボン酸モノマーを追添し、さらに重合反応を行い、該ブロックポリマーを得る工程
工程4:工程3の後、MB×X[g]の該ジカルボン酸モノマーを追添し、さらに重合反応を行う工程。
メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、および、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体類;
メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、および、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートなどのメタクリル系重合性単量体類。
樹脂およびポリマーの重量平均分子量(Mw)ならびに数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、以下のようにして測定する。
装置:高速GPC装置「HLC−8220GPC」[東ソー(株)製]
カラム:LF−604の2連[昭和電工(株)製]
溶離液:THF
流速:0.6ml/min
オーブン温度:40℃
試料注入量:0.020ml
核磁気共鳴分光分析(1H−NMR)[400MHz、CDCl3、室温(25℃)]を用いて行った。
測定装置:FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数:64回
工程1において反応中の反応液を反応開始後から一定時間毎にサンプリングし、その時点の重量平均分子量(Mw)をMw(t)とする。tは反応開始時からの経過時間である(t/min)。Mw(t)が、Mw(t)/Mw(t−60)<1.05となった時点で、反応の終点と判断する。但し、工程1が工程1aと工程1bを含む場合、サンプリングは工程1a終了後から開始する。
結晶性樹脂の融点(Tm)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
撹拌機、温度計、窒素導入管、および、減圧装置を備えた反応容器に、キシレン57.1質量部を窒素置換しながら加熱し、液温140℃で還流させた。該溶液へスチレン100.0質量部、Dimethyl 2,2’−azobis(2−methylpropionate)22.6質量部を混合したものを3時間かけて滴下し、滴下終了後、溶液を3時間撹拌した。その後、160℃、1hPaにて、キシレンおよび残存スチレンを留去しビニル系重合体(1)を得た。ビニル系重合体(1)は、末端がカルボキシル基もしくはカルボン酸エステル基であるビニル系重合体Vである。
3.33ppm:ビニル系重合体の末端とジオールとのエステル結合ピーク
表1に示すような原料および製造条件を変更すること以外は樹脂A1の製造と同様にして樹脂A2〜10、12〜16を得た。得られた樹脂Aの物性を表2に示す。
樹脂A1の製造と同様にしてビニル系共重合体(1)を得た。
樹脂A1の製造と同様にしてビニル系共重合体(1)を得た。
温度60℃に加温したイオン交換水1300.0質量部に、リン酸三カルシウム9.0質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、撹拌速度15,000rpmにて撹拌し、水系媒体を調製した。
・スチレン 120.0質量部
・シアン着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 19.5質量部
・荷電制御剤(ボントロンE−88、オリエント化学社製) 1.5質量部
・荷電制御樹脂 2.1質量部
(スチレン/アクリル酸2−エチルヘキシル/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体=(質量基準)88.0/6.0/5.0、Mw=33000、Tg=83℃)
・マスターバッチ 47.7質量部
・スチレン 10.7質量部
・n−ブチルアクリレート 14.3質量部
・樹脂A1 35.0質量部
・炭化水素ワックス(Tm=78℃) 9.0質量部
・極性樹脂 5.0質量部
(スチレン−2−ヒドロキシエチルメタクリレート−メタクリル酸−メタクリル酸メチル共重合体、酸価10mgKOH/g、Tg=80℃、Mw=15,000)
・パーブチルPV(10時間半減期温度54.6℃(日本油脂製)) 6.0質量部
を加え、温度60℃にてTK式ホモミキサーを用いて、撹拌速度15,000rpmで20分間撹拌し、造粒した。
表3に示す原材料および添加部数に変更すること以外はトナー1の同様の製造方法でトナー2〜19を得た。トナー2〜19の物性を表3に示す。
・スチレンアクリル樹脂 65.0質量部
[スチレン:n−ブチルアクリレート=78:22(質量比)の共重合物](Mw=30,000、Tg=55℃)
・樹脂A1 35.0質量部
・メチルエチルケトン 100.0質量部
・酢酸エチル 100.0質量部
・炭化水素ワックス(Tm=78℃) 9.0質量部
・シアン着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5質量部
・荷電制御樹脂 1.0質量部
(スチレン/アクリル酸2−エチルヘキシル/2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合体=(質量基準)88.0/6.0/5.0、Mw=33000、Tg=83℃)
上記材料を、アトライター(三井金属社製)を用いて3時間分散し、着色剤分散液を得た。
(樹脂粒子分散液1の調製)
・スチレン 78.0質量部
・n−ブチルアクリレート 22.0質量部
以上を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2.2質量部をイオン交換水120.0質量部に溶解した。これに、分散、乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに重合開始剤として過硫酸アンモニウム1.5質量部を溶解したイオン交換水10.0質量部を投入し、窒素置換を行った。その後、撹拌しながら内容物が温度70℃になるまで加熱し、4時間そのまま乳化重合を継続し、平均粒径が0.29μmである樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液1を調製した。
・樹脂A1 100.0質量部
を溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)1.5質量部およびアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)2.2質量部をイオン交換水120質量部に溶解したものに、分散、乳化した。平均粒径が0.31μmである樹脂粒子を分散させてなる樹脂粒子分散液2を調製した。
・シアン着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 20.0質量部
・アニオン性界面活性剤 3.0質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78.0質量部
以上を混合し、サンドグラインダーミル(日本コークス工業株式会社製)を用いて分散した。この着色剤粒子分散液における粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−700)を用いて測定したところ、含まれる着色剤粒子の平均粒径は、0.20μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
・炭化水素ワックス(Tm=78℃) 50.0質量部
・アニオン性界面活性剤 7.0質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 200.0質量部
以上を温度95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理し、平均粒径が0.50μmであるワックスを分散させてなるワックス粒子分散液を調製した。
・ジ−アルキル−サリチル酸の金属化合物 5.0質量部
(荷電制御剤、ボントロンE−84、オリエント化学工業社製)
・アニオン性界面活性剤 3.0質量部
(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)
・イオン交換水 78.0質量部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。
・樹脂粒子分散液1 150.0質量部
・樹脂粒子分散液2 77.5質量部
・着色剤粒子分散液 27.5質量部
・ワックス粒子分散液 45.0質量部
以上を、撹拌装置,冷却管,温度計を装着した1リットルのセパラブルフラスコに投入し撹拌した。この混合液を1モル/L−水酸化カリウムを用いてpH=5.2に調整した。
下記材料を予め混合物し、二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミル(ホソカワミクロン社製)で粗粉砕し、得られた微粉砕物を分級してトナー粒子を得た。
・結着樹脂 65.0質量部
[スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂[(Mw=30,000、Tg=50℃)]
・樹脂A1 35.0質量部
・C.I.Pigment Blue15:3 5.5質量部
・ジ−アルキル−サリチル酸の金属化合物 3.0質量部
〔オリエント化学工業社製:ボントロンE88〕
・炭化水素ワックス(Tm=78℃) 6.0質量部
定着ユニットを外したカラーレーザープリンター(HP Color LaserJet 3525dn、HP社製)を用意し、シアンカートリッジからトナーを取り出して、代わりに評価するトナーを充填した。次いで、受像紙(キヤノン製オフィスプランナー 64g/m2)上に、充填したトナーを用いて、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(0.6mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から1.0cmの部分に形成した。次いで、取り外した定着ユニットを定着温度とプロセススピードを調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。
A:低温側定着開始点が105℃以下(低温定着性が特に優れている)
B:低温側定着開始点が110℃あるいは115℃(低温定着性に優れている)
C:低温側定着開始点が120℃あるいは125℃(低温定着性が良好である)
D:低温側定着開始点が130℃あるいは135℃(低温定着性にやや劣る)
上記評価方法を用いて、高温定着性の評価も同様に行った。
A:180℃オフセットせず
B:175℃でオフセット発生
C:170℃でオフセット発生
D:155℃でオフセット発生
常温常湿環境下(温度23℃/湿度60%RH)、および、高温湿湿環境下(温度33℃/湿度85%RH)において、カラーレーザープリンター(HP Color LaserJet 3525dn、HP社製)を用い、横線で1%の印字率の画像を20000枚プリントアウト試験終了後、LETTERサイズのXEROX 4200用紙(XEROX社製、75g/m2)にハーフトーン(トナーの載り量:0.6mg/cm2)の画像をプリントアウトし、画像に縦筋状の欠け(現像スジ)の評価をした。耐久性が低い場合、現像スジが発生しやすくなる。
A:未発生
B:現像スジが1カ所以上3カ所以下発生
C:現像スジが4カ所以上6カ所以下発生
各トナー5gを50ccポリカップに取り、温度55℃/湿度10%RHで放置し、凝集塊の有無を調べ評価した。
A:放置後72時間で凝集塊発生せず(耐熱保存性に特に優れる)
B:放置後48時間で軽微な凝集塊が発生(耐熱保存性に優れる)
C:放置後24時間で軽微な凝集塊が発生(耐熱保存性が良好)
D:放置後24時間で凝集塊が発生、軽く指で押しても崩れない(耐熱保存性に劣る)
実施例1〜22では、トナーとして、トナー1〜22をそれぞれ用いて上記評価を行った。その評価結果を表4に示す。
比較例1〜3では、トナーとしてトナー23〜25をそれぞれ用いて上記評価を行った。その評価結果を表4に示す。
Claims (8)
- トナー粒子を有するトナーの製造方法であって、
該製造方法が、
ジオールモノマーと、
ジカルボン酸モノマーと、
末端がカルボキシル基もしくはカルボン酸エステル基であるビニル系重合体Vと、
を重合させることによってブロックポリマーを得る工程Aと、
該ブロックポリマーと結着樹脂とを含有するトナー粒子を得る工程Bと、
を有し、
該ブロックポリマーが、融点を有し、
該ブロックポリマーが、
該ジオールモノマーおよび該ジカルボン酸モノマーから形成される結晶部と、
該ビニル系重合体Vからなる非晶部と、
を有し、
該工程Aにおける該ジオールモノマーの総使用量をMA[g]とし、該ジカルボン酸モノマーの総使用量をMB[g]とし、該ビニル系重合体Vの総使用量をMC[g]としたとき、(MA+MB)/MCが、20/80以上80/20以下であり、
該工程Aが、下記工程1および工程2を有する
ことを特徴とするトナーの製造方法:
工程1:MA[g]の該ジオールモノマーと、MB×X[g]の該ジカルボン酸モノマー(Xは0.3以上0.7以下)と、MC[g]の該ビニル系共重合体Vとを使用して、該ジオールモノマーと該ジカルボン酸モノマーと該ビニル系重合体Vとの重合反応を行う工程、
工程2:工程1の後、MB×(1−X)[g]の該ジカルボン酸モノマーを追添し、さらに重合反応を行い、該ブロックポリマーを得る工程。 - 前記工程1が、下記工程3および工程4を有する請求項1に記載のトナーの製造方法:
工程3:MA[g]の前記ジオールモノマーと、MC[g]の前記ビニル系重合体Vとを使用して、前記ジオールモノマーと前記ビニル系重合体Vとの重合反応を行う工程、
工程4:工程3の後、MB×X[g]の前記ジカルボン酸モノマーを追添し、さらに重合反応を行う工程。 - 前記ブロックポリマーの含有量が、前記結着樹脂と前記ブロックポリマーの質量の和を基準として5.0質量%以上50.0質量%以下である請求項1または2に記載のトナーの製造方法。
- 前記ブロックポリマーの融点が、55℃以上90℃以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
- 前記結着樹脂がスチレンアクリル系樹脂である請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
- ブロックポリマーの製造方法であって、
該製造方法が、
ジオールモノマーと、
ジカルボン酸モノマーと、
末端がカルボキシル基もしくはカルボン酸エステル基であるビニル系重合体Vと、
を重合させることによってブロックポリマーを得る工程Aを有し、
該ブロックポリマーが、
該ジオールモノマーおよび該ジカルボン酸モノマーから形成される結晶部と、
該ビニル系重合体Vからなる非晶部と、
を有し、
該工程Aにおける該ジオールモノマーの総使用量をMA[g]とし、該ジカルボン酸モノマーの総使用量をMB[g]とし、該ビニル系重合体Vの総使用量をMC[g]としたとき、(MA+MB)/MCが、20/80以上80/20以下であり、該工程Aが、下記工程1および工程2を有する
ことを特徴とするブロックポリマーの製造方法:
工程1:MA[g]の該ジオールモノマーと、MB×X[g]の該ジカルボン酸モノマー(Xは0.3以上0.7以下)と、MC[g]の該ビニル系共重合体Vとを使用して、該ジオールモノマーと該ジカルボン酸モノマーと該ビニル系重合体Vとの重合反応を行う工程、
工程2:工程1の後、MB×(1−X)[g]の該ジカルボン酸モノマーを追添し、さらに重合反応を行い、該ブロックポリマーを得る工程。 - 前記工程1が、下記工程3および工程4を有する請求項6に記載のブロックポリマーの製造方法:
工程3:MA[g]の前記ジオールモノマーと、MC[g]の前記ビニル系重合体Vとを使用して、前記ジオールモノマーと前記ビニル系重合体Vとの重合反応を行う工程、
工程4:工程3の後、MB×X[g]の前記ジカルボン酸モノマーを追添し、さらに重合反応を行う工程。 - 前記ブロックポリマーの融点が、55℃以上90℃以下である請求項6または7に記載のブロックポリマーの製造方法。
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