JP7214322B2 - ワックス用粉末油脂組成物およびワックス組成物 - Google Patents
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Description
また、「ワックス」とは、化学的には長鎖の脂肪酸と長鎖の一価アルコールのエステル固形状のものをいうこともあり、油脂とは別異のものであるが、実際には、油脂も広くに「ワックス」として認識されており、例えば、ろう状の物理的性質、すなわち耐水性、可塑性、光沢性、不透明性などを指す物質を指すこともあり、50~90℃で融解するものをいうこともある。このような状況を踏まえると、慣用的に「ワックス」とは、「常温から100℃付近までの適度な温度範囲で融解し、粘度が低い有機物」と定義されてもよいと考えられる。
このように、従来技術では、ワックスの様々な用途に応じて、適度な融点を持ち、低粘度、低揮発性、高感温性等の優れた物性を有するワックスが求められていた。
(a)グリセリンの1位~3位に炭素数xの脂肪酸残基Xを有する1種以上のXXX型トリグリセリドを含む油脂成分を含有する粉末油脂組成物であって、前記炭素数xは10~22から選択される整数であり、前記油脂成分がβ型油脂を含み、前記粉末油脂組成物の粒子は板状形状を有し、前記粉末油脂組成物のゆるめ嵩密度が0.05~0.6g/cm 3 である。
〔2〕前記油脂成分がβ型油脂からなる、〔1〕に記載のワックス組成物。
〔3〕前記XXX型トリグリセリドが、前記油脂成分の全質量を100質量%とした場合、50質量%以上含有する、〔1〕又は〔2〕に記載のワックス組成物。
〔4〕前記炭素数xが16~18から選択される整数である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
〔5〕前記粉末油脂組成物のゆるめ嵩密度が、0.1~0.4g/cm3である、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
〔6〕前記粉末油脂組成物の板状形状が、1.1以上のアスペクト比を有する、〔1〕~〔5〕のいずれかに1つに記載のワックス組成物。
〔7〕前記粉末油脂組成物が、示差走査熱量測定法によってα型油脂が検出されない、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
〔8〕前記粉末油脂組成物が、X線回折測定において4.5~4.7Åに回析ピークを有する、〔1〕~〔7〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
〔9〕前記粉末油脂組成物のX線回折測定におけるピーク強度比(4.6Åのピーク強度/(4.6Åのピーク強度+4.2Åのピーク強度))が0.2以上である、〔1〕~〔8〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
〔10〕前記粉末油脂組成物が、XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を、下記式から得られる冷却温度以上に保ち、冷却固化して得たβ型油脂を含有する、〔1〕~〔9〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
冷却温度(℃)=炭素数x×6.6-68
〔11〕前記粉末油脂組成物が、XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を、前記β型油脂に対応するα型油脂の融点以上の温度に保ち、冷却固化して得たβ型油脂を含有する、〔1〕~〔9〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
〔12〕前記粉末油脂組成物の平均粒径が20μm以下である、〔1〕~〔11〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
〔13〕前記ワックス組成物がトナー用である、〔1〕~〔12〕のいずれか1つに記載のワックス組成物。
<ワックス組成物>
本発明のワックス組成物とは、本発明のワックス用粉末油脂組成物を含有するワックスであれば特に制限されない。ここで、本発明のワックス組成物とは、従来のワックスに本発明のワックス用粉末油脂組成物を配合したものである場合もあるし、本発明のワックス用粉末油脂組成物それ自体がワックス組成物である場合もある。
すなわち、本発明のワックス組成物には、本発明のワックス用粉末油脂組成物の他に、従来、ワックスとして用いられている、種々のワックスが含まれていてもよい。このようなワックスとしては、例えば、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などの植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシンなどの鉱物系ワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス・ペトロラタムなどの石油ワックス、フイッシャ-・トロプシュワックス、ポリエチレンワックスなどの合成炭化水素、モンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、マイクロクリスタリンワックス誘導体などの変性ワックス、硬化ひまし油、硬化ひまし油誘導体などの水素化ワックス、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、12-ヒドロキシステアリン酸などの脂肪酸、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、12-ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸ジエタノ-ルアミドなどの酸アミド、ステアリン酸メチル、ステアリン酸オクタデシル、ステアリン酸グリセリンモノエステル、パルミチン酸ソルビト-ルモノエステル、ステアリン酸エチレングリコ-ルモノエステル、パルミチン酸ショ糖エステル、パルミチン酸デキストリンエステル、ステアリン酸ポリオキシエチレンモノエステルなどのエステル、ステアロン、ラウロンなどのケトン、また、これらを配合した配合ワックス等が挙げられる。
また、本発明のワックス用組成物は、種々の用途に用いられる。ワックスの種類にもよるが、例えば、インキ、塗料、電気電子、建築、建設、機械、金属、自動車、切削加工、医薬品、医薬部外品、化粧品、農業、畜産、林業、水産、食品、化学、繊維、高分子、ゴム、美術、工芸、園芸、スポーツ用具、家庭用品等の産業分野で利用することができる。
本発明のワックス組成物中のワックス用粉末油脂組成物の含量は、そもそも用途に合わせて任意であるが、ワックス組成物全体の質量を100質量%とした場合、好ましくは0.1~100質量%であり、より好ましくは0.5~99質量%であり、更に好ましくは1.0~90質量%である。本発明の所望の効果を発揮するためには、本発明のワックス用粉末油脂組成物を0.1質量%以上含むことが好ましい。なお、前記100質量%とは、ワックス組成物の全てが、ワックス用粉末油脂組成物であることを意味し、本発明のワックス組成物の好ましい態様の1つとして例示することができる。
本発明のワックス組成物は、上述した「ワックス用粉末油脂組成物」、「種々のワックス」の他に、任意に「その他の成分」を含むことができる。従来技術において、通常、ワックスに加えられているその他の成分であれば、本発明の効果を極端に損なわない範囲内で配合することができる。例えば、このような「その他の成分」としては、乳化剤、香料、着色料、増粘安定剤、酸化防止剤等が挙げられる。
また、上記した本発明のワックス組成物の粘度や融点等を調整するために、適宜、「食用油脂」を添加することもできる。このような食用油脂の具体例としては、大豆油、菜種油、綿実油、サフラワー油、ひまわり油、米油、コーン油、ゴマ油、オリーブ油、パーム油、パーム分別油(パーム分別軟質油(パームオレイン、パームスーパーオレイン等)、パーム中融点部、パーム分別硬質油(パームステアリン等)等)、シア脂、シア分別油、サル脂、サル分別油、イリッペ脂、ココアバター、ヤシ油、パーム核油、乳脂、バター等やこれらの混合油、加工油脂(水素添加油、エステル交換油、分別油等)等が挙げられる。これらの食用油脂の1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本発明は、以下の(a)の条件を満たす粉末状の油脂組成物(以下、単に「粉末油脂組成物」ともいう。)を含有する、ワックス用粉末油脂組成物に関する。
(a)グリセリンの1位~3位に炭素数xの脂肪酸残基Xを有する1種以上のXXX型トリグリセリドを含む油脂成分を含有する粉末油脂組成物であって、前記炭素数xは10~22から選択される整数であり、前記油脂成分がβ型油脂を含み、前記粉末油脂組成物の粒子は板状形状を有し、前記粉末油脂組成物のゆるめ嵩密度が0.05~0.6g/cm3である。
本発明のワックス用粉末油脂組成物は、上記の粉末油脂組成物の他、任意に乳化剤、香料、着色料、増粘安定剤、酸化防止剤等を含んでいてもよい。
ワックス用粉末油脂組成物中の上記(a)の条件を満たす粉末油脂組成物の含有量は、ワックス用粉末油脂組成物の全質量を100質量%とした場合、例えば、50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは、70質量%以上、さらに好ましくは、80質量%以上を下限とし、例えば、100質量%以下、好ましくは、99質量%以下、より好ましくは、95質量%以下を上限とする範囲である。ワックス用粉末油脂組成物の100質量%が、上記(a)の条件を満たす粉末油脂組成物であってよい。当該粉末油脂組成物は1種類又は2種類以上用いることができ、好ましくは1種類又は2種類であり、より好ましくは1種類が用いられる。
本発明の粉末油脂組成物は、油脂成分を含有する。当該油脂成分は、少なくともXXX型トリグリセリドを含み、任意にその他のトリグリセリドを含む。
上記油脂成分はβ型油脂を含む。ここで、β型油脂とは、油脂の結晶多形の一つであるβ型の結晶のみからなる油脂である。その他の結晶多形の油脂としては、β’型油脂及びα型油脂があり、β’型油脂とは、油脂の結晶多形の一つであるβ’型の結晶のみからなる油脂である。α型油脂とは、油脂の結晶多形の一つであるα型の結晶のみからなる油脂である。油脂の結晶には、同一組成でありながら、異なる副格子構造(結晶構造)を持つものがあり、結晶多形と呼ばれている。代表的には、六方晶型、斜方晶垂直型及び三斜晶平行型があり、それぞれα型、β’型及びβ型と呼ばれている。また、各多形の融点はα、β’、βの順に融点が高くなり、各多形の融点は、炭素数xの脂肪酸残基Xの種類により異なるので、以下、表1にそれぞれ、トリカプリン、トリラウリン、トリミリスチン、トリパルミチン、トリステアリン、トリアラキジン、トリベヘニンである場合の各多形の融点(℃)を示す。なお、表1は、Nissim Garti et al.、”Crystallization and Polymorphism of Fats and Fatty Acids”、Marcel Dekker Inc.、1988、pp.32-33に基づいて作成した。そして、表1の作成にあたり、融点の温度(℃)は小数点第1位を四捨五入した。また、油脂の組成とその各多形の融点がわかれば、少なくとも当該油脂中にβ型油脂が存在するか否かを検出することができる。
2dsinθ=nλ(n=1,2,3・・・)
この式を満たす位置に回折ピークが現れる。ここでdは格子定数、θは回折(入射)角、λはX線の波長、nは自然数である。短面間隔に対応する回折ピークの2θ=16~27°からは、結晶中の側面のパッキング(副格子)に関する情報が得られ、多形の同定を行なうことができる。特にトリアシルグリセロールの場合、2θ=19、23、24°(4.6Å付近、3.9Å付近、3.8Å付近)にβ型の特徴的ピークが、21°(4.2Å)付近にα型の特徴的なピークが出現する。なお、X線回折測定は、例えば、20℃に維持したX線回折装置((株)リガク、試料水平型X線回折装置UItimaIV)を用いて測定される。X線の光源としてはCuKα線(1.54Å)が最もよく利用される。
本発明の油脂成分は、グリセリンの1位~3位に炭素数xの脂肪酸残基Xを有する1種以上のXXX型トリグリセリドを含む。当該XXX型トリグリセリドは、グリセリンの1位~3位に炭素数xの脂肪酸残基Xを有するトリグリセリドであり、各脂肪酸残基Xは互いに同一である。ここで、当該炭素数xは10~22から選択される整数であり、好ましくは12~22から選択される整数、より好ましくは14~20から選択される整数、更に好ましくは16~18から選択される整数である。
脂肪酸残基Xは、飽和あるいは不飽和の脂肪酸残基であってもよい。具体的な脂肪酸残基Xとしては、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸等の残基が挙げられるがこれに限定するものではない。脂肪酸としてより好ましくは、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸及びベヘン酸であり、さらに好ましくは、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、及びアラキジン酸であり、殊更好ましくは、パルミチン酸及びステアリン酸である。
当該XXX型トリグリセリドの含有量は、油脂成分の全質量を100質量%とした場合、例えば、50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは、70質量%以上、さらに好ましくは、80質量%以上を下限とし、例えば、100質量%以下、好ましくは、99質量%以下、より好ましくは、95質量%以下を上限とする範囲である。XXX型トリグリセリドは1種類又は2種類以上用いることができ、好ましくは1種類又は2種類であり、より好ましくは1種類が用いられる。XXX型トリグリセリドが2種類以上の場合は、その合計値がXXX型トリグリセリドの含有量となる。
本発明の油脂成分は、本発明の効果を損なわない限り、上記XXX型トリグリセリド以外の、その他のトリグリセリドを含んでいてもよい。その他のトリグリセリドは、複数の種類のトリグリセリドであってもよく、合成油脂であっても天然油脂であってもよい。合成油脂としては、トリカプリル酸グリセリル、トリカプリン酸グリセリル等が挙げられる。天然油脂としては、例えば、ココアバター、ヒマワリ油、菜種油、大豆油、綿実油等が挙げられる。本発明の油脂成分中の全トリグリセリドを100質量%とした場合、その他のトリグリセリドは、1質量%以上、例えば、5~50質量%程度含まれていても問題はない。その他のトリグリセリドの含有量は、例えば、0~30質量%、好ましくは0~18質量%、より好ましくは0~15質量%、更に好ましくは0~8質量%である。
本発明の粉末油脂組成物は、上記トリグリセリド等の油脂成分の他、任意に乳化剤、香料、着色料、増粘安定剤、酸化防止剤等のその他の成分を含んでいてもよい。これらその他の成分の量は、本発明の効果を損なわない限り任意の量とすることができるが、例えば、粉末油脂組成物の全質量を100質量%とした場合、0~70質量%、好ましくは0~65質量%、より好ましくは0~30質量%である。その他の成分は、その90質量%以上が、平均粒径が1000μm以下である紛体であることが好ましく、平均粒径が500μm以下の紛体であることがより好ましい。なお、ここでいう平均粒径は、レーザー回折散乱法(ISO133201及びISO9276-1)によって測定した値である。
但し、本発明の好ましい粉末油脂組成物は、実質的に上記油脂成分のみからなることが好ましく、かつ、油脂成分は、実質的にトリグリセリドのみからなることが好ましい。また、「実質的に」とは、油脂組成物中に含まれる油脂成分以外の成分または油脂成分中に含まれるトリグリセリド以外の成分が、粉末油脂組成物または油脂成分を100質量%とした場合、例えば、0~15質量%、好ましくは0~10質量%、より好ましくは0~5質量%であることを意味する。
本発明の粉末油脂組成物は、グリセリンの1位~3位に炭素数xの脂肪酸残基Xを有する1種以上のXXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を溶融状態とし、特定の冷却温度に保ち、冷却固化することにより、噴霧やミル等の粉砕機による機械粉砕等特別の加工手段を採らなくても、粉末状の油脂組成物(粉末油脂組成物)を得ることができる。より具体的には、(a)上記XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を準備し、任意に工程(b)として、工程(a)で得られた油脂組成物原料を加熱し、前記油脂組成物原料中に含まれるトリグリセリドを溶解して溶融状態の前記油脂組成物原料を得、さらに(d)前記油脂組成物原料を冷却固化して、β型油脂を含有し、その粒子形状が板状である粉末油脂組成物を得る。なお、冷却後に得られる固形物に対して、ハンマーミル、カッターミル等、公知の粉砕加工手段を適用して、該粉末油脂組成物を生産することもできる。
冷却温度(℃) = 炭素数x × 6.6 ― 68
から求められる冷却温度以上の温度で行われる。このような温度範囲で冷却すれば、β型油脂を効率よく生成でき、細かい結晶ができるので、粉末油脂組成物を容易に得ることができる。なお、前記「細かい」とは、一次粒子(一番小さい大きさの結晶)が、例えば20μm以下、好ましくは、15μm以下、より好ましくは10μmの場合をいう。また、このような温度範囲で冷却しないと、β型油脂が生成せず、油脂組成物原料よりも体積が増加した空隙を有する固形物ができない場合がある。さらに、本発明では、このような温度範囲で冷却することによって、静置した状態でβ型油脂を生成させ、粉末油脂組成物の粒子を板状形状とさせたものであり、冷却方法は、本発明の粉末油脂組成物を特定するために有益なものである。本発明のワックス用粉末油脂組成物の好ましい平均粒径として、例えば、20μm以下の平均粒径を挙げることができる。平均粒径の測定方法は上述したとおりである。さらに、20μm以下の細かい粒子は人間の感覚では感じとることが困難であるため、20μm以下の粒子を用いることで、ざらついた食感や触感を与えることなく、融点の高い粉末油脂組成物を添加することができる。
また、後述するように、本発明の粉末油脂組成物はトナー用のワックスに用いた場合、それ自体が低揮発性のワックス(離型剤)として機能することが判明した。このことから、他のワックスの一部として本発明の粉末油脂組成物を加えると、当該ワックスの揮発性を低減できることは当業者であれば誰でも予測できることである。さらに、本発明の粉末油脂組成物として、例えば、適度は融点を持つものを用いれば、ワックスの融点を適度に調整することができ、低粘度、低揮発性、高感温性、高硬度の少なくとも1つの特性を向上させることができる。
本発明の粉末油脂組成物は、常温(20℃)で粉末状の固体である。
本発明の粉末油脂組成物のゆるめ嵩密度は、例えば実質的に油脂成分のみからなる場合、0.05~0.6g/cm3、好ましくは0.1~0.5g/cm3であり、より好ましくは0.1~0.4g/cm3又は0.15~0.4g/cm3であり、さらに好ましくは0.2~0.3g/cm3である。ここで「ゆるめ嵩密度」とは、粉体を自然落下させた状態の充填密度である。ゆるめ嵩密度(g/cm3)の測定は、例えば、内径15mm×25mLのメスシリンダーに、当該メスシリンダーの上部開口端から2cm程度上方から粉末油脂組成物の適量を落下させて疎充填し、充填された質量(g)の測定と容量(mL)の読み取りを行い、mL当たりの当該粉末油脂組成物の質量(g)を算出することで求めることができる。また、ゆるめ嵩密度は、(株)蔵持科学器械製作所のカサ比重測定器を使用し、JIS K-6720(又はISO 1060-1及び2)に基づいて測定したカサ比重から算出することもできる。具体的には、試料120mLを、受器(内径40mm×高さ85mmの100mL円柱形容器)の上部開口部から38mmの高さの位置から、該受器に落とす。受器から盛り上がった試料はすり落とし、受器の内容積(100mL)分の試料の質量(Ag)を秤量し、以下の式からゆるめ嵩密度を求めることができる。
ゆるめ嵩密度(g/mL)=A(g)/100(mL)
測定は3回行ってその平均値を取ることが好ましい。
本発明の粉末油脂組成物は、以下の工程、
(a)XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を準備する工程、
(b)工程(a)で得られた油脂組成物原料を任意に加熱等し、前記油脂組成物原料中に含まれるトリグリセリドを溶解して溶融状態の前記油脂組成物原料を得る任意の工程、(d)前記油脂組成物原料を冷却固化して、β型油脂を含有し、その粒子形状が板状である粉末油脂組成物を得る工程、
を含む方法によって製造することができる。
また、上記工程(b)と(d)の間に、工程(c)として粉末生成を促進するための任意工程、例えば(c1)シーディング工程、(c2)テンパリング工程、及び/又は(c3)予備冷却工程を含んでいてもよい。さらに上記工程(d)で得られる粉末油脂組成物は、工程(d)の冷却後に得られる固形物を粉砕して粉末状の油脂組成物を得る工程(e)によって得られるものであってもよい。以下、上記工程(a)~(e)について説明する。
工程(a)で準備されるXXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料は、グリセリンの1位~3位に炭素数xの脂肪酸残基Xを有する1種以上のXXX型トリグリセリドを含む通常のXXX型トリグリセリド等の油脂の製造方法に基づいて製造され、もしくは容易に市場から入手され得る。ここで、上記炭素数x及び脂肪酸残基Xで特定されるXXX型トリグリセリドは、最終的に得られる目的の油脂成分のものと結晶多形以外の点で同じである。当該原料にはβ型油脂が含まれていてもよく、例えば、β型油脂の含有量が0.1質量%以下、0.05質量%以下、又は0.01質量%以下含んでいてもよい。但し、β型油脂は、当該原料を加熱等により溶融状態にすることにより消失するので、当該原料は溶融状態の原料であってもよい。当該原料が、例えば溶融状態である場合に、β型油脂を実質的に含まないことは、XXX型トリグリセリドに限らず、実質的に全ての油脂成分がβ型油脂ではない場合も意味し、β型油脂の存在は、上述したX線回折測定によりβ型油脂に起因する回折ピーク、示差走査熱量測定法によるβ型油脂の確認等によって確認することができる。「β型油脂を実質的に含まない」場合のβ型油脂の存在量は、X線回折ピークのうち、β型の特徴的ピークとα型の特徴的ピークとの強度比率[β型の特徴的ピークの強度/(α型の特徴的ピークの強度+β型の特徴的ピークの強度)](ピーク強度比)から想定できる。上記油脂組成物原料の当該ピーク強度比は、例えば0.2以下であり、好ましくは、0.15以下であり、より好ましくは、0.10以下である。油脂組成物原料には、上述したとおりのXXX型トリグリセリドを1種類又は2種以上含んでいてもよく、好ましくは1種類又は2種類であり、より好ましくは1種類である。
具体的には、例えば、上記XXX型トリグリセリドは、脂肪酸または脂肪酸誘導体とグリセリンを用いた直接合成によって製造することができる。XXX型トリグリセリドを直接合成する方法としては、(i)炭素数Xの脂肪酸とグリセリンとを直接エステル化する方法(直接エステル合成)、(ii)炭素数xである脂肪酸Xのカルボキシル基がアルコキシル基と結合した脂肪酸アルキル(例えば、脂肪酸メチル及び脂肪酸エチル)とグリセリンとを塩基性または酸性触媒条件下にて反応させる方法(脂肪酸アルキルを用いたエステル交換合成)、(iii)炭素数xである脂肪酸Xのカルボキシル基の水酸基がハロゲンに置換された脂肪酸ハロゲン化物(例えば、脂肪酸クロリド及び脂肪酸ブロミド)とグリセリンとを塩基性触媒下にて反応させる方法(酸ハライド合成)が挙げられる。
XXX型トリグリセリドは前述の(i)~(iii)のいずれの方法によっても製造できるが、製造の容易さの観点から、(i)直接エステル合成又は(ii)脂肪酸アルキルを用いたエステル交換合成が好ましく、(i)直接エステル合成がより好ましい。
XXX型トリグリセリドの(i)直接エステル合成における反応温度は、エステル化反応によって生ずる生成水が系外に除去できる温度であればよく、例えば、120℃~300℃が好ましく、150℃~270℃がより好ましく、180℃~250℃がさらに好ましい。反応を180~250℃で行うことで、特に効率的にXXX型トリグリセリドを製造することができる。
XXX型トリグリセリドの(i)直接エステル合成においては、反応後、水洗、アルカリ脱酸及び/又は減圧脱酸、及び吸着処理等の公知の精製処理を行うことで、触媒や原料未反応物を除去することができる。更に、脱色・脱臭処理を施すことで、得られた反応物をさらに精製することができる。
XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料となるその他のトリグリセリドとしては、上記XXX型トリグリセリドの他、本発明の効果を損なわない限り、各種トリグリセリドを含めてもよい。その他のトリグリセリドとしては、例えば、上記XXX型トリグリセリドの脂肪酸残基Xの1つが脂肪酸残基Yに置換したX2Y型トリグリセリド、上記XXX型トリグリセリドの脂肪酸残基Xの2つが脂肪酸残基Yに置換したXY2型トリグリセリド等を挙げることができる。
上記その他のトリグリセリドの量は、例えば、XXX型トリグリセリドの全質量を100質量%とした場合、0~100質量%、好ましくは0~70質量%、より好ましくは1~40質量%である。
その他、パーム極度硬化油は、XXX型トリグリセリドの含量が少ないので、トリグリセリドの希釈成分として使用できる。
上記油脂組成物原料としては、上記トリグリセリドの他、任意に部分グリセリド、脂肪酸、抗酸化剤、乳化剤、水などの溶媒等のその他の成分を含んでいてもよい。これらその他の成分の量は、本発明の効果を損なわない限り任意の量とすることができるが、例えば、XXX型トリグリセリドの全質量を100質量%とした場合、0~5質量%、好ましくは0~2質量%、より好ましくは0~1質量%である。
当該混合は、必要に応じて加熱下で混合してもよい。加熱は、後述の工程(b)における加熱温度と同程度であることが好ましく、例えば、50~120℃、好ましくは60~100℃、より好ましくは70~90℃、さらに好ましくは80℃で行われる。
上記(d)工程の前に、上記工程(a)で準備された油脂組成物原料は、準備された時点で溶融状態にある場合、加熱せずにそのまま冷却されるが、準備された時点で溶融状態にない場合は、任意に加熱され、該油脂組成物原料中に含まれるトリグリセリドを融解して溶融状態の油脂組成物原料を得る。
ここで、油脂組成物原料の加熱は、上記油脂組成物原料中に含まれるトリグリセリドの融点以上の温度、特にXXX型トリグリセリドを融解できる温度、例えば、70~200℃、好ましくは、75~150℃、より好ましくは80~100℃であることが適当である。また、加熱は、例えば、0.1~3時間、好ましくは、0.3~2時間、より好ましくは0.5~1時間継続することが適当である。
上記工程(a)又は(b)で準備された溶融状態の油脂組成物原料は、さらに冷却固化されて、β型油脂を含有し、その粒子形状が板状である粉末油脂組成物を形成する。
ここで、「溶融状態の油脂組成物原料を冷却固化」するためには、冷却温度の上限値として、溶融状態の油脂組成物原料を、当該油脂組成物原料に含まれる油脂成分のβ型油脂の融点より低い温度に保つことが必要である。「油脂組成物原料に含まれる油脂成分のβ型油脂の融点より低い温度」とは、例えば、炭素数が18のステアリン酸残基を3つ有するXXX型トリグリセリドの場合、β型油脂の融点は74℃であるので(表1)、当該融点より1~30℃低い温度(即ち44~73℃)、好ましくは当該融点より1~20℃低い温度(即ち54~73℃)、より好ましくは当該融点より1~15℃低い温度(即ち59~73℃)、特に好ましくは、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃または10℃低い温度である。
より好ましくは、β型油脂を得るためには、冷却温度の下限値として、以下の式から求められる冷却温度以上に保つことが適当である。
冷却温度(℃) = 炭素数x × 6.6 ― 68
(式中、炭素数xは、油脂組成物原料中に含まれるXXX型トリグリセリドの炭素数x)
このような冷却温度以上とするのは、XXX型トリグリセリドを含有するβ型油脂を得るために、当該油脂の結晶化の際、冷却温度をβ型油脂以外のα型油脂やβ’型油脂が結晶化しない温度に設定する必要があるためである。冷却温度は、主にXXX型トリグリセリドの分子の大きさに依存するので、炭素数xと最適な冷却温度の下限値との間には一定の相関関係があることが理解できる。
例えば、油脂組成物原料に含まれるXXX型トリグリセリドが、炭素数が18のステアリン酸残基を3つ有するXXX型トリグリセリドである場合、冷却温度の下限値は50.8℃以上となる。従って、炭素数が18のステアリン酸残基を3つ有するXXX型トリグリセリドの場合、「溶融状態の油脂組成物原料を冷却固化」する温度は、50.8℃以上72℃以下がより好ましいこととなる。
また、XXX型トリグリセリドが2種以上の混合物である場合は、炭素数xが小さい方の冷却温度に合わせてその下限値を決定することができる。例えば、油脂組成物原料に含まれるXXX型トリグリセリドが、炭素数が16のパルミチン酸残基を3つ有するXXX型トリグリセリドと炭素数が18のステアリン酸残基を3つ有するXXX型トリグリセリドとの混合物である場合、冷却温度の下限値は小さい方の炭素数16に合わせて37.6℃以上となる。
さらに、工程(d)の前、上記工程(a)又は(b)と(d)との間に、(c)粉末生成を促進するための任意工程として、工程(d)で使用する溶融状態の油脂組成物原料に対し、シーディング法(c1)、テンパリング法(c2)及び/又は(c3)予備冷却法による処理を行ってもよい。これらの任意工程(c1)~(c3)は、いずれか単独で行ってもよいし、複数の工程を組み合わせて行ってもよい。ここで、工程(a)又は(b)と工程(d)との間とは、工程(a)又は(b)中、工程(a)又は(b)の後であって工程(d)の前、工程(d)中を含む意味である。
シーディング法(c1)及びテンパリング法(c2)は、本発明の粉末油脂組成物の製造において、溶融状態にある油脂組成物原料をより確実に粉末状とするために、最終温度まで冷却する前に、溶融状態にある油脂組成物原料を処置する粉末生成促進方法である。 ここで、シーディング法(c1)とは、粉末の核(種)となる成分を溶融状態にある油脂組成物原料の冷却時に少量添加して、粉末化を促進する方法である。具体的には、例えば、工程(b)で得られた溶融状態にある油脂組成物原料に、当該油脂組成物原料中のXXX型トリグリセリドと炭素数が同じXXX型トリグリセリドを好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上含む油脂粉末を核(種)となる成分として準備する。この核となる油脂粉末を、溶融状態にある油脂組成物原料の冷却時、当該油脂組成物原料の温度が、例えば、最終冷却温度±0~+10℃、好ましくは+5~+10℃の温度に到達した時点で、当該溶融状態にある油脂組成物原料100質量部に対して0.1~1質量部、好ましくは0.2~0.8質量部添加することにより、油脂組成物の粉末化を促進する方法である。
また、テンパリング法(c2)とは、溶融状態にある油脂組成物原料の冷却において、最終冷却温度で静置する前に一度、工程(d)の冷却温度よりも低い温度、例えば5~20℃低い温度、好ましくは7~15℃低い温度、より好ましくは10℃程度低い温度に、好ましくは10~120分間、より好ましくは30~90分間程度冷却することにより、油脂組成物の粉末化を促進する方法である。
さらに、予備冷却法(c3)とは、前記工程(a)又は(b)で得られた溶融状態の油脂組成物原料を、工程(d)にて冷却する前に、前記XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を準備した時の温度と前記油脂組成物原料の冷却時の冷却温度との間の温度で一旦冷却する方法、言い換えれば、工程(a)又は(b)の溶融状態の温度よりも低く、工程(d)の冷却温度よりも高い温度で一旦予備冷却する方法である。(c3)予備冷却法に続いて、工程(d)の油脂組成物原料の冷却時の冷却温度で冷却することが行われる。工程(d)の冷却温度より高い温度とは、例えば、工程(d)の冷却温度よりも2~40℃高い温度、好ましくは3~30℃高い温度、より好ましくは4~30℃高い温度、さらに好ましくは5~10℃程度高い温度であり得る。前記予備冷却する温度を低く設定すればするほど、工程(d)の冷却温度における本冷却時間を短くすることができる。すなわち、予備冷却法とは、シーディング法やテンパリング法と異なり、冷却温度を段階的に下げるだけで油脂組成物の粉末化を促進できる方法であり、工業的に製造する場合に利点が大きい。
上記工程(d)の冷却によって粉末油脂組成物を得る工程は、より具体的には、工程(d)の冷却によって得られる固形物を粉砕して粉末油脂組成物を得る工程(e)によって行われてもよい。
詳細に説明すると、まず、上記油脂組成物原料を融解して溶融状態の油脂組成物を得、その後冷却して溶融状態の油脂組成物原料よりも体積が増加した空隙を有する固形物を形成する。空隙を有する固形物となった油脂組成物は、軽い衝撃を加えることで粉砕でき、固形物が容易に崩壊して粉末状となる。
ここで、軽い衝撃を加える手段は特に特定されないが、振る、篩に掛ける等により、軽く振動(衝撃)を与えて粉砕する(ほぐす)方法が、簡便で好ましい。
なお、該固形物を公知の粉砕加工手段により粉砕してもよい。このような粉砕加工手段の一例としては、ハンマーミル、カッターミル等が挙げられる。
本発明のワックス組成物の製造方法は、上述したワックス用粉末油脂組成物を配合する工程を有していれば、特に制限されない。前記配合工程は、任意の工程であってよく、例えば、ヘンシェルミキサーなどの機械を用いても良い。また、前記配合工程は、種々のワックスに本発明の粉末油脂組成物を配合してもよいし、本発明の粉末油脂組成物に種々のワックスを配合してもよい。また、本発明の粉末油脂組成物それ自体をワックス組成物として製造することもこれに含まれている。
本発明のワックス組成物中のワックス用粉末油脂組成物の含量は、そもそもその用途に合わせて任意であるが、ワックス組成物全体の質量を100質量%とした場合、好ましくは0.1~100質量%であり、より好ましくは0.5~99質量%であり、更に好ましくは1.0~90質量%である。本発明の所望の効果を発揮するためには、本発明のワックス用粉末油脂組成物を0.1質量%以上含むことが好ましい。なお、前記100質量%とは、ワックス組成物のすべてが、ワックス用粉末油脂組成物であることを意味し、本発明のワックス組成物の好ましい態様の1つとして例示できる。
ところで、これまで述べたように、本発明に用いるワックス用粉末油脂組成物は、従来のワックスに代わる、あるいは従来のワックスの物性を向上させることができるので、ワックス物性向上剤として使用することができる。すなわち、本発明は、上記ワックス用粉末油脂組成物を有効成分とする、ワックス物性向上剤にも関する。後述するように、本発明のワックス用粉末油脂組成物は、トナー用のワックスとして用いた場合、従来のワックスよりも低揮発性であるので、前記物性向上の1つは、低揮発性であることが好ましい。
本発明のワックス物性向上剤は、上述のワックス用粉末油脂組成物を有効成分として含有する。本発明のワックス物性向上剤は、上記のワックス用粉末油脂組成物を、好ましくは60質量%以上含有し、より好ましくは80質量%以上含有し、さらに好ましくは100質量%含有する。
また、本発明のワックス物性向上剤は、有効成分であると上述したワックス用粉末油脂組成物を含有したものであればよく、この他に本発明の効果を損なわない範囲で、大豆油、菜種油などの食用油脂、デキストリン、澱粉等の賦形剤等を含有させたものであってもよい。
但し、本発明の好ましいワックス物性向上剤は、実質的に、当該ワックス用粉末油脂組成物のみからなることが好ましい。ここで「実質的に」とは、ワックス物性向上剤中に含まれるワックス用粉末油脂組成物以外の成分が、ワックス物性向上剤を100質量%とした場合、例えば、0~15質量%、好ましくは0~10質量%、より好ましくは0~5質量%であることを意味する。
[分析方法]
・トリグリセリド組成
ガスクロマトグラフィー分析条件
DB1-ht(0.32mm×0.1μm×5m)Agilent Technologies社(123-1131)
注入量 :1.0μL
注入口 :370℃
検出器 :370℃
スプリット比 :50/1 35.1kPa コンスタントプレッシャー
カラムCT :200℃(0min hold)~(15℃/min)~370℃(4min hold)
・X線回折測定
X線回折装置UltimaIV(株式会社リガク社製)を用いて、CuKα(λ=1.542Å)を線源とし、Cu用フィルター使用、出力1.6kW、操作角0.96~30.0°、測定速度2°/分の条件で測定した。この測定により、XXX型トリグリセリドを含む油脂成分におけるα型油脂、β’型油脂、及びβ型油脂の存在を確認した。4.6Å付近のピークのみを有し、4.1~4.2Å付近のピークを有しない場合は、油脂成分のすべてがβ型油脂であると判断した。
なお、上記X線回析測定の結果から、ピーク強度比=[β型の特徴的ピークの強度(2θ=19°(4.6Å))/(α型の特徴的ピークの強度(2θ=21°(4.2Å))+β型の特徴的ピークの強度(2θ=19°(4.6Å)))]をβ型油脂の存在量を表す指標として測定した。
実施例等で得られた粉末油脂組成物のゆるめ嵩密度(g/cm3)は、内径15mm×25mLのメスシリンダーに、当該メスシリンダーの上部開口端から2cm程度上方から粉末油脂組成物を落下させて疎充填し、充填された質量(g)の測定と容量(mL)の読み取りを行い、mL当たりの当該粉末油脂組成物の質量(g)を算出することで求めた。
・結晶(顕微鏡写真)
3Dリアルサーフェスビュー顕微鏡VE-8800(株式会社キーエンス製)にて得られた粉末油脂組成物の結晶の撮影を行った。得られた顕微鏡写真を図4(製造実施例7)及び図5(製造比較例3)に示す。
・アスペクト比
走査型電子顕微鏡S-3400N(株式会社日立ハイテクノロジーズ製)により直接観察し、画像解析式粒度分布測定ソフトウェア(株式会社マウンテック製 Mac-View)を用いて、任意に選択した粒子について、その長軸方向の長さおよび短軸方向の長さを計測し、計測した個数の平均値として測定した。
・平均粒径
粒度分布測定装置(日機装株式会社製 Microtrac MT3300ExII)でレーザー回折散乱法(ISO133201,ISO9276-1)に基づいて測定した。
フローテスター(島津製作所、CFT-500D)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押出す。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を結着樹脂の軟化点とする。
・結着樹脂のガラス転移点
示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、Q-100)を用いて、試料を0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した。次に試料を昇温速度10℃/分で測定した。吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度を結着樹脂のガラス転移点とする。
・結着樹脂の酸価
JIS K0070の方法により測定する。但し、測定溶媒のみJIS K0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に変更する。
・離型剤の融点及び半値幅
示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、DSC Q20)を用いて昇温速度10℃/分で200℃まで昇温し、その温度から降温速度5℃/分で、10℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/分で180℃まで昇温し、そこで得られた融解吸熱カーブから観察される吸熱の最高ピーク温度を離型剤の融点とする。
また、融点の吸熱ピーク全体のベースラインからピークトップまでの高さの中点におけるピーク幅を離型剤の半値幅とする。
・離型剤の溶融粘度
ブルックフィールド法によりB型粘度計(日本STジョンソン社製 LVT)を用いて測定を行い、測定試料を加熱し、離型剤の溶融温度以上の温度である100℃において測定する。
・トナーの体積中位粒径(D50)
測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター社製)
アパチャー径:100μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマンコー
ルター社製)
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:13.6)
を5重量%の濃度となるよう前記電解液に溶解させる。
分散条件:前記分散液5mlに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、前記電解液25mlを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製する。
測定条件:前記電解液100mlに、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度となるように、前記試料分散液を加え、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から体積中位粒径(D50)を求める。
(1)粉末油脂組成物A(ワックス用粉末油脂組成物)
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:79.1質量%、菜種極度硬化油(融点67.3℃)、なお、前記菜種極度硬化油は、その原料油脂に対し、ニッケル触媒の下、水素圧0.1~0.3Mpa、160~230℃の条件にて硬化処理を行い、その後、2~5重量%の蒸気を吹き込んで、200~600Paの減圧下、230~260℃の温度で、60~90分間の脱臭工程を行ったものである。)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、60℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物を機械粉砕することで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比1.6、平均粒径8.0μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.89)を得た。この粉末油脂組成物Aを、ワックス1(離型剤)として用いた。
ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:1286g、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:2218g、テレフタル酸:1603g、2-エチルヘキサン酸錫(II):10g、及び没食子酸:2gを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%に達するまで反応させた後、8.3kPaにて軟化点が108℃に達するまで反応を行い、結着樹脂Aを得た。結着樹脂Aの軟化点は108.9℃、ガラス転移点は67.4℃、酸価は3.9mgKOH/gであった。なお、反応率とは、生成反応水量/理論生成水量×100の値をいう。
ポリオキシプロピレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:3486g、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:3240g、テレフタル酸:1881g、テトラプロペニル無水コハク酸:269g、2-エチルヘキサン酸錫(II):30g、及び没食子酸:2gを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%に達するまで反応させた後、8.3kPaにて1時間反応させた。次に、220℃に温度を下げて常圧に戻し、無水トリメリット酸:789gを投入し、220℃、常圧の条件にて、軟化点が127℃に達するまで反応を行い、結着樹脂Bを得た。結着樹脂Bの軟化点は126.1℃、ガラス転移点は64.5℃、酸価は16.8mgKOH/gであった。
実施例1及び比較例1~3
結着樹脂A:70重量部、結着樹脂B:30重量部、負帯電性荷電制御剤「ボントロンE-304」(オリエント化学社製):1重量部、着色剤「ECB-301」(大日精化社製、フタロシアニンブルー(P.B.15:3)):3.5重量部、及び表2に記載の所定量のワックス1~3を、ヘンシェルミキサーを用いて1分間混合後、以下に示す条件で、溶融混練した。
複写機「AR-505」(シャープ社製)にトナーを実装し、未定着で画像出しを行った(印字面積:2cm×12cm、付着量:0.5mg/cm2)。前記複写機の定着機をオフラインで、90℃から240℃へ5℃ずつ順次定着温度を上昇させながら、400mm/secで用紙に定着させた。なお、定着紙には、「CopyBond SF-70NA」(シャープ社製、75g/m2)を使用した。
定着画像に「ユニセフセロハン」(三菱鉛筆社、幅:18mm、JISZ-1522)を貼り付け、30℃に設定した定着ローラーに通過させた後、テープを剥がした。テープを貼る前と剥がした後の光学反射密度を反射濃度計「RD-915」(マクベス社製)を用いて測定し、両者の比率(剥離後/貼付前)が最初に90%を越える定着ローラーの温度で最低定着温度(低温定着性)を評価した。結果を表2に示す。値が小さいほど、低温定着性に優れていることを示す。
排気部にフィルターを具備していないオイルレス定着方式で非磁性一成分現像方式のプ
リンター「C5800」(沖データ社製)をチャンバー(内容積 W×H×D:1000×1100×810mm=0.891m3)内に設置して、5%の印字率にて2時間印字を行いながら、チャンバー内のエアをポンプで硝子繊維のフィルター(Pall Corporation社製、A/Eタイプ、47mmφ、孔径1μm)を通して50L/分/cm2の条件で捕集し、飛散した微粉末(ダスト)の重量を測定し、1時間あたりの飛散量(mg/h)、すなわち、耐機内汚染を算出した。結果を表2に示す。値が小さいほど、耐機内汚染性に優れていることを示す。
(製造実施例1):x=16
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:89.7質量%、トリパルミチン、東京化成工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、50℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径:119μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.90)を得た。
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:69.9質量%、ハードパームステアリン、日清オイリオグループ株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、50℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.3g/cm3、アスペクト比:1.4、平均粒径99μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.88)を得た。
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:89.7質量%、トリパルミチン、東京化成工業株式会社製)15gを、80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、30℃恒温槽にて0.01時間冷却した後、60℃恒温槽にて2時間静置し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径87μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.89)を得た。
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:89.7質量%、トリパルミチン、東京化成工業株式会社製)15gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、60℃恒温槽にて品温が60℃になるまで冷却した後、トリパルミチン油脂粉末を原料油脂に対して、0.1質量%添加し、60℃恒温槽にて2時間静置し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径92μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.89)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:99.6質量%、トリステアリン、シグマアルドリッチ製)3gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、60℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径30μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.93)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:96.0質量%、トリステアリン、東京化成工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径31μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.88)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:79.1質量%、菜種極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:1.6、平均粒径54μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.89)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:66.7質量%、大豆極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.3g/cm3、アスペクト比:1.4、平均粒径60μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.91)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:84.1質量%、日清ひまわり油(S)(ハイオレイックヒマワリ油)、日清オイリオグループ株式会社製)を定法により完全水素添加処理を行い水素添加物(XXX型:83.9質量%)を得た。得られたハイオレイックヒマワリ油極度硬化油25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:1.6、平均粒径48μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.89)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:66.7質量%、大豆極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)18.75gと、別の1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:11.1質量%、パーム極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)6.25gを混合し、原料油脂とした(XXX型:53.6質量%)。原料油脂を80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.3g/cm3、アスペクト比:1.4、平均粒径63μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.78)を得た。なお、パーム極度硬化油は、XXX型トリグリセリドの含量が極めて少ないので、希釈成分として使用した(以下、同様)。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:96.0質量%、トリステアリン、東京化成工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、70℃恒温槽にて品温が70℃になるまで冷却した後、トリステアリン油脂粉末を原料油脂に対して、0.1質量%添加し、70℃恒温槽にて12時間静置し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径36μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.88)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:79.1質量%、菜種極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)15gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、50℃恒温槽にて0.1時間冷却した後、65℃恒温槽にて6時間静置し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:1.6、平均粒径50μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.90)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:79.1質量%、菜種極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)15gを、80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、40℃恒温槽にて0.01時間冷却した後、65℃恒温槽にて2時間静置し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:1.6、平均粒径52μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.89)を得た。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:79.1質量%、菜種極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、原料油脂を70℃になるまで70℃の恒温槽で保持し、65℃恒温槽にて8時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:1.6、平均粒径60μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.89)を得た。
1位~3位にアラキジン酸残基(炭素数20)を有するトリグリセリド(XXX型:99.5質量%、トリアラキジン、東京化成工業株式会社製)10gを90℃にて0.5時間維持して完全に融解し、72℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径42μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.92)を得た。
1位~3位にベヘン酸残基(炭素数22)を有するトリグリセリド(XXX型:97.4質量%、トリベヘニン、東京化成工業株式会社製)10gを90℃にて0.5時間維持して完全に融解し、79℃恒温槽にて12時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させ、結晶化を完了させた後、室温(25℃)状態まで冷却した。得られた固形物をほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:2.0、平均粒径52μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.93)を得た。
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:89.7質量%、トリパルミチン、東京化成工業株式会社製)12.5gと、1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:96.0質量%、トリステアリン、東京化成工業株式会社)12.5gを混合し、原料油脂とした(XXX型:93.8%)。原料油脂を80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて16時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させた後、ほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.2g/cm3、アスペクト比:1.6、平均粒径74μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.90)を得た。
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:69.9質量%、ハードパームステアリン、日清オイリオグループ株式会社製)12.5gと、1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:79.1質量%、菜種極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)12.5gを混合し、原料油脂とした(XXX型:75.3%)。原料油脂を80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて16時間冷却し、体積が増加した空隙を有する固形物を形成させた後、ほぐすことで粉末状の結晶組成物(ゆるめ嵩密度:0.3g/cm3、アスペクト比:1.4、平均粒径77μm、X線回折測定回析ピーク:4.6Å、ピーク強度比:0.88)を得た。
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:89.7質量%、トリパルミチン、東京化成工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、25℃恒温槽にて4時間冷却したところ、完全に固化し(X線回折測定回析ピーク:4.1Å、ピーク強度比:0.10)、粉末状の結晶組成物には至らなかった。
1位~3位にパルミチン酸残基(炭素数16)を有するトリグリセリド(XXX型:69.9質量%、ハードパームステアリン、日清オイリオグループ株式会社製)12.5gと、1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:11.1質量%、パーム極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)12.5gを混合し、原料油脂とした(XXX型:39.6質量%)。原料油脂を80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、40℃恒温槽にて12時間冷却したところ、完全に固化し(X線回折測定回析ピーク:4.2Å、ピーク強度比:0.12)、粉末状の結晶組成物には至らなかった。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:79.1質量%、菜種極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)25gを80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、40℃恒温槽にて3時間冷却したところ、完全に固化し(X線回折測定回析ピーク:4.1Å、ピーク強度比:0.11)、粉末状の結晶組成物には至らなかった。
1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:66.7質量%、大豆極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)12.5gと、別の1位~3位にステアリン酸残基(炭素数18)を有するトリグリセリド(XXX型:11.1質量%、パーム極度硬化油、横関油脂工業株式会社製)12.5gを混合し、原料油脂とした(XXX型:39.7質量%)。原料油脂を80℃にて0.5時間維持して完全に融解し、55℃恒温槽にて12時間冷却したところ、完全に固化し(X線回折測定回析ピーク:4.2Å、ピーク強度比:0.12)、粉末状の結晶組成物には至らなかった。
Claims (13)
- 以下の(a)の条件を満たす粉末油脂組成物を含有するワックス用粉末油脂組成物、を含有してなるワックス組成物であって、前記ワックス組成物の100質量部に対して、前記粉末油脂組成物を0.1~100質量部含有してなるワックス組成物。
(a)グリセリンの1位~3位に炭素数xの脂肪酸残基Xを有する1種以上のXXX型トリグリセリドを含む油脂成分を含有する粉末油脂組成物であって、前記炭素数xは10~22から選択される整数であり、前記油脂成分がβ型油脂を含み、前記粉末油脂組成物の粒子は板状形状を有し、前記粉末油脂組成物のゆるめ嵩密度が0.05~0.6g/cm 3 である。 - 前記油脂成分がβ型油脂からなる、請求項1に記載のワックス組成物。
- 前記XXX型トリグリセリドが、前記油脂成分の全質量を100質量%とした場合、50質量%以上含有する、請求項1又は2に記載のワックス組成物。
- 前記炭素数xが16~18から選択される整数である、請求項1~3のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記粉末油脂組成物のゆるめ嵩密度が、0.1~0.4g/cm3である、請求項1~4のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記粉末油脂組成物の板状形状が、1.1以上のアスペクト比を有する、請求項1~5のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記粉末油脂組成物が、示差走査熱量測定法によってα型油脂が検出されない、請求項1~6のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記粉末油脂組成物が、X線回折測定において4.5~4.7Åに回析ピークを有する、請求項1~7のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記粉末油脂組成物のX線回折測定におけるピーク強度比(4.6Åのピーク強度/(4.6Åのピーク強度+4.2Åのピーク強度))が0.2以上である、請求項1~8のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記粉末油脂組成物が、XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を、下記式から得られる冷却温度以上に保ち、冷却固化して得たβ型油脂を含有する、請求項1~9のいずれか1項に記載のワックス組成物。
冷却温度(℃)=炭素数x×6.6-68 - 前記粉末油脂組成物が、XXX型トリグリセリドを含む油脂組成物原料を、前記β型油脂に対応するα型油脂の融点以上の温度に保ち、冷却固化して得たβ型油脂を含有する、請求項1~9のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記粉末油脂組成物の平均粒径が20μm以下である、請求項1~11のいずれか1項に記載のワックス組成物。
- 前記ワックス組成物がトナー用である、請求項1~12のいずれか1項に記載のワックス組成物。
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