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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024161893
(43)【公開日】2024-11-20
(54)【発明の名称】トナーバインダーの製造方法
(51)【国際特許分類】
   G03G 9/087 20060101AFI20241113BHJP
   G03G 9/08 20060101ALI20241113BHJP
【FI】
G03G9/087 325
G03G9/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024071092
(22)【出願日】2024-04-25
(31)【優先権主張番号】P 2023076471
(32)【優先日】2023-05-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002288
【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】千葉 宙
(72)【発明者】
【氏名】宇井 迪樹
(72)【発明者】
【氏名】本夛 将
【テーマコード(参考)】
2H500
【Fターム(参考)】
2H500AA01
2H500BA22
2H500CA03
2H500CA23
2H500CA40
2H500EA13B
2H500EA41B
2H500EA42B
(57)【要約】
【課題】低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性、長期安定性、連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性及び帯電安定性に優れたトナーバインダーを提供する。
【解決手段】
カルボキシ基を有する単量体を構成単量体として含む非晶性ビニル樹脂(A)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とをエステル化反応する工程を有し、好ましくは、(A)と(B)とのエステル化反応時及び/又は反応後に反応系内を減圧する工程を有するトナーバインダーの製造方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カルボキシ基を有する単量体を構成単量体として含む非晶性ビニル樹脂(A)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とをエステル化反応する工程を有するトナーバインダーの製造方法。
【請求項2】
前記エステル化反応時及び/又は反応後に反応系内を減圧する工程を有する請求項1に記載のトナーバインダーの製造方法。
【請求項3】
前記非晶性ビニル樹脂(A)が、構成単量体としてカルボキシ基を有する単量体を非晶性ビニル樹脂(A)の全構成単量体の重量を基準として4~50重量%含有する請求項1又は2に記載のトナーバインダーの製造方法。
【請求項4】
エステル化反応前の前記非晶性ビニル樹脂(A)と前記炭素数18~30の1価のアルコール(B)の重量比[(A):(B)]が、30:70~70:30である請求項1又は2に記載のトナーバインダーの製造方法。
【請求項5】
トナーバインダーが、吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)を45~100℃の範囲に少なくとも1個有する請求項1又は2に記載のトナーバインダーの製造方法。但し、吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)は、示差走査熱量計を用いて測定され、トナーバインダーを20℃から10℃/分の条件で150℃まで第1回目の昇温を行い、続いて10℃/分の条件で0℃まで冷却し、続いて0℃から10℃/分の条件で150℃まで第2回目の昇温をした際の第2回目の昇温過程での吸熱ピークのピークトップ温度である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トナーバインダーの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子写真装置の小型化、高速化、高画質化の促進とともに、定着工程における消費エネルギーを低減するという省エネルギーの観点から、トナーの低温定着性の向上が強く求められている。しかしながら、一般に低温定着性を向上させようとすると、耐熱保存性が低下し、耐熱保存性を向上させようとすると低温定着性が低下するため、低温定着性と耐熱保存性はトレードオフの関係にあり、低温定着性と耐熱保存性との両立が可能となるトナーバインダーの開発が求められている。
例えば、低温定着性と耐熱保存性の両立を目的として、結着樹脂に非晶性樹脂と結晶性樹脂を併用することで、結晶性樹脂の溶融特性から、耐熱保存性を維持しつつ、低温定着性を改善できるトナーバインダーを含有するトナー組成物が提案されている(特許文献1、2参照)。
しかしながら、上記結晶性樹脂を使用したトナーバインダーの製造法では結晶性単量体や結晶性単量体の合成原料がトナーバインダー中にある濃度範囲で残存するため、長期安定性や連続印刷後のドキュメントオフセット性が十分とはいえず、それらの改善が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005-77930号公報
【特許文献2】特開2019-211763号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性、長期安定性、連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性及び帯電安定性に優れたトナーバインダーを提供することにある。
【0005】
本発明者は、これらの問題点を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、カルボキシ基を有する単量体を構成単量体として含む非晶性ビニル樹脂(A)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とをエステル化反応する工程を有するトナーバインダーの製造方法である。
【発明の効果】
【0006】
本発明により、低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性、長期安定性、連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性及び帯電安定性に優れたトナーバインダーを提供することが可能になった。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明を詳述する。
【0008】
本発明のトナーバインダーの製造方法は、カルボキシ基を有する単量体を構成単量体として含む非晶性ビニル樹脂(A)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とをエステル化反応する工程を有する。
以下に、本発明のトナーバインダーの製造方法を順次、説明する。
【0009】
本発明のトナーバインダーの製造方法において、非晶性ビニル樹脂(A)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とをエステル化反応する工程を有することにより、非晶性ビニル樹脂(A)の側鎖に炭素数18~30のアルキル基が結合したトナーバインダーが得られる。前記トナーバインダーは炭素数18~30のアルキル基を有する単量体を構成単量体として含む結晶性ビニル樹脂を使用した場合よりも、未反応の単量体の残存量が低減でき、炭素数18~30のアルキル基を比較的均一に側鎖に組み込むことができるため、本製造方法により得られるトナーバインダーを用いたトナーの性能(特に長期安定性や連続印刷後のドキュメントオフセット性)を向上することができる。
なお、本発明における「結晶性」とは示差走査熱量測定(DSC測定ともいう)において、DSC曲線が吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)を有することを意味する。また、本発明における「非晶性」とは、示差走査熱量計を用いて試料の転移温度測定を行った場合に、吸熱ピークのピークトップ温度が存在しないことを意味する。
以下に吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)の測定方法を記載する。
示差走査熱量計(例えばTA Instruments(株)製、DSC Q20)を用いて測定する。試料を30℃から10℃/分の条件で180℃まで第1回目の昇温を行い、続いて180℃から10℃/分の条件で0℃まで冷却し、続いて0℃から10℃/分の条件で180℃まで第2回目の昇温をした際の第2回目の昇温過程の吸熱ピークのトップ温度を吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)とする。
【0010】
[非晶性ビニル樹脂(A)]
非晶性ビニル樹脂(A)はカルボキシ基を有する単量体を構成単量体として含む重合体であり、非晶性のビニル樹脂である。
【0011】
カルボキシ基を有する単量体としては、炭素数3~20の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸及びその無水物等が挙げられる。
具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、フマル酸モノアルキルエステル、クロトン酸、イタコン酸、イタコン酸モノアルキルエステル、イタコン酸グリコールモノエーテル、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキルエステル、及び桂皮酸等のカルボキシ基含有ビニルモノマー等が挙げられる。
【0012】
カルボキシ基を有する単量体のうち、低温定着性及び帯電安定性の観点から、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、(無水)マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸及びフマル酸モノアルキルエステルであり、より好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、(無水)マレイン酸及びマレイン酸モノアルキルエステルであり、さらに好ましくは、アクリル酸及びメタクリル酸である。
【0013】
非晶性ビニル樹脂(A)は必要によりその他の単量体を併用してもよく例えば、カルボキシ基を有する単量体以外の単量体(c)が挙げられる。
単量体(c)は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
単量体(c)としては、ビニル炭化水素(c1)、ヒドロキシル基含有ビニルモノマー(c2)、含窒素ビニルモノマー(c3)、エポキシ基含有ビニルモノマー(c4)、ハロゲン元素含有ビニルモノマー(c5)、及びその他のエステルモノマー(c6)等が挙げられる。
【0014】
ビニル炭化水素(c1)としては、鎖状脂肪族ビニル炭化水素、脂環式ビニル炭化水素及び芳香族ビニル炭化水素等が挙げられる。
鎖状脂肪族ビニル炭化水素としては、アルケン及びアルカジエン等が挙げられる。
アルケンの具体的な例としてはエチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン及び前記以外のα-オレフィン等が挙げられる。
アルカジエンの具体的な例としてはブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン等が挙げられる。
脂環式ビニル炭化水素としては、モノ-もしくはジ-シクロアルケンが挙げられ、具体的な例としてはシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ビニルシクロヘキセン、エチリデンビシクロヘプテン及びテルペン類(ピネン、リモネン、インデン等)等が挙げられる。
芳香族ビニル炭化水素としては、スチレン及びそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキル及び/又はアルケニル)置換体等が挙げられ、具体的にはα-メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4-ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン及びビニルナフタレン等が挙げられる。
【0015】
ヒドロキシル基含有ビニルモノマー(c2)としては、ヒドロキシスチレン、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(例えばアクリル酸2-ヒドロキシエチル等)、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1-ブテン-3-オール、2-ブテン-1-オール、2-ブテン-1,4-ジオール、プロパルギルアルコール、2-ヒドロキシエチルプロペニルエーテル及び蔗糖アリルエーテル等が挙げられる。
【0016】
含窒素ビニルモノマー(c3)としては、アミノ基含有ビニルモノマー、アミド基含有ビニルモノマー、4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー及びニトロ基含有ビニルモノマー等が挙げられる。
アミノ基含有ビニルモノマーとしては、アミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t-ブチルアミノエチルメタクリレート、N-アミノエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアミン、モルホリノエチル(メタ)アクリレート、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジン、クロチルアミン、N,N-ジメチルアミノスチレン、メチルα-アセトアミノアクリレート、ビニルイミダゾール、N-ビニルピロール、N-ビニルチオピロリドン、N-アリールフェニレンジアミン、アミノカルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、アミノピロール、アミノイミダゾール、アミノメルカプトチアゾール、及びこれらの塩等が挙げられる。
アミド基含有ビニルモノマーとしては、(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N-ブチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N’-メチレン-ビス(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、メタクリルホルムアミド及びN-メチル-N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-2-ピロリドン、N-ビニルピペリドン及びN-ビニルカプロラクタム等が挙げられる。
4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマーとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド及びジアリルアミン等の3級アミン基含有ビニルモノマーの4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等が挙げられる。
ニトロ基含有ビニルモノマーとしてはニトロスチレン等が挙げられる。
【0017】
環状エーテル基含有ビニルモノマー(c4)としては、グリシジル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート及びp-ビニルフェニルプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【0018】
ハロゲン元素含有ビニルモノマー(c5)としては、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、クロロスチレン、ブロモスチレン、ジクロロスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン及びクロロプレン等が挙げられる。
【0019】
その他のエステルモノマー(c6)としては、例えばアルキル基の炭素数が1~40のアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート((メタ)アクリル酸メチル)、ブチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート(ステアリル(メタ)アクリレート)、ノナデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ヘンエイコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、リグノセリル(メタ)アクリレート、セリル(メタ)アクリレート、モンタニル(メタ)アクリレート、トリアコンチル(メタ)アクリレート及びドトリアコンチル(メタ)アクリレート等]、炭素数5~30のアルキレンエーテル(メタ)アクリレート[メトキシ-トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ-ジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ-ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート及びメトキシジプロピレングルコール(メタ)アクリレート等]、多官能(メタ)アクリレート[エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、及びポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等の多価アルコールのポリ(メタ)アクリレート等]、炭素数4~15の脂肪族ビニルエステル及び炭素数9~15の芳香族ビニルエステル[酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、及びメチル-4-ビニルベンゾエート等]等が挙げられる。
【0020】
これらの単量体(c)の内、長期安定性及び帯電安定性の観点から好ましくはビニル炭化水素(c1)及び含窒素ビニルモノマー(c3)であり、より好ましくは芳香族ビニル炭化水素及びアミド基含有ビニルモノマーである。
【0021】
非晶性ビニル樹脂(A)は、低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性、長期安定性及び連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性の観点から、構成単量体としてカルボキシ基を有する単量体を非晶性ビニル樹脂(A)の全構成単量体の重量を基準として4~50重量%含有することが好ましく、より好ましくは4~30重量%である。カルボキシ基を有する単量体の重量割合が4重量%以上であると低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性がより良好となる。一方、カルボキシ基を有する単量体の重量割合が50重量%以下であると長期安定性、連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性がより良好となる。
【0022】
非晶性ビニル樹脂(A)は、構成単量体としてその他の単量体を含む場合は非晶性ビニル樹脂(A)の全構成単量体の重量を基準として50~96重量%含有することが好ましく、より好ましくは70~96重量%である。
【0023】
非晶性ビニル樹脂(A)は、単量体組成物を公知の方法(例えば、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、リビングラジカル重合、リビングアニオン重合及びリビングカチオン重合等)で重合することで製造できる。ラジカル重合の場合は、例えば、前記単量体を溶媒(トルエン等)中でラジカル反応開始剤(d)とともに反応させる溶液重合法(特開平5-117330号公報等)により合成することが出来る。
また、ラジカル反応開始剤は公知のラジカル反応開始剤(d)を用いてもよい。ラジカル反応開始剤(d)としては、特に制限されず、無機過酸化物(d1)、有機過酸化物(d2)及びアゾ化合物(d3)等が挙げられる。また、これらのラジカル反応開始剤を併用することもできる。
【0024】
無機過酸化物(d1)としては、特に限定されないが、例えば過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム及び過硫酸ナトリウム等が挙げられる。
【0025】
有機過酸化物(d2)としては、特に制限されないが、例えば、ベンゾイルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルクミルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、α、α-ビス(t-ブチルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)へキサン、ジ-t-へキシルパーオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-t-ブチルパーオキシへキシン-3、アセチルパーオキシド、イソブチリルパーオキシド、オクタニノルパーオキシド、デカノリルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、3,3,5-トリメチルヘキサノイルパーオキシド、m-トルイルパーオキシド、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、クミルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート及びt-ブチルパーオキシアセテート等が挙げられる。
【0026】
アゾ化合物(d3)としては、特に制限されないが、例えば、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)及びアゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
【0027】
本発明における非晶性ビニル樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)における重量平均分子量は、低温定着性と連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性の観点から2,000~200,000であることが好ましく、より好ましくは5,000~100,000であり、さらに好ましくは10,000~70,000であり、特に好ましくは20,000~50,000である。
【0028】
本発明において、結晶性ビニル樹脂(A)の数平均分子量(以下、Mnと略称することがある。)、重量平均分子量(以下、Mwと略称することがある。)は、GPCを用いて以下の条件で測定することができる。
装置(一例) : HLC-8120 [東ソー(株)製]
カラム(一例): TSK GEL GMH6 2本 [東ソー(株)製]
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF溶液
移動相 : テトラヒドロフラン(重合禁止剤を含まない)
溶液注入量 : 100μL
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量 500 1,050 2,800 5,970 9,100 18,100 37,900 96,400 190,000 355,000 1,090,000 2,890,000)[東ソー(株)製]
分子量の測定は、0.25重量%になるように試料をテトラヒドロフラン(以下、THFと略記)に溶解し、不溶解分をグラスフィルターでろ別したものを試料溶液とする。
なお、後述するトナーバインダーについても、上記と同様の方法でMn、Mwを求めることができる。
【0029】
本発明における非晶性ビニル樹脂(A)のガラス転移温度(Tg)は、低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性の観点から、好ましくは30~130℃、より好ましくは40~125℃であり、さらに好ましくは50~120℃である。ガラス転移温度は、例えばTA Instruments(株)製のDSC Q20を用いて、ASTM D3418-82に規定の方法(DSC法)で測定することができる。
【0030】
本発明における非晶性ビニル樹脂(A)の酸価は、反応性および帯電安定性の観点から、好ましくは20~400mgKOH/gであり、より好ましくは70~390mgKOH/gである。非晶性ビニル樹脂(A)の酸価は、単量体の酸価及び酸価を有する単量体の含有量で調整できる。(A)の酸価は、例えばJIS K 0070などの方法で測定することができる。
【0031】
[炭素数18~30の1価のアルコール(B)]
炭素数18~30の1価のアルコール(B)は、炭素数が18~30であり、水酸基を一つ有するアルコールであれば特に制限されない。
また、アルコールとしては第一級アルコール、第二級アルコール、第三級アルコールのいずれでもよいが、反応性の観点から、好ましくは第一級アルコールである。
なお、炭素数18~30の1価のアルコール(B)は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0032】
炭素数18~30の1価のアルコール(B)としては、例えば直鎖のアルキル基を有するアルコールと分岐のアルキル基を有するアルコールが挙げられる。
直鎖のアルキル基を有するアルコールとしては、1-オクタデカノール(ステアリルアルコール)、1-ノナデカノール、1-イコサノール、1-ヘンエイコサノール、1-ドコサノール(ベヘニルアルコール)、1-テトラコサノール、及び1-トリアコンタノール等が挙げられる。
分岐のアルキル基を有するアルコールとしては2-デシル-1-テトラデカノール等が挙げられる。
【0033】
これらの炭素数18~30の1価のアルコール(B)の内、好ましくは直鎖のアルキル基を有する1価のアルコールであり、より好ましくは炭素数18~24の1価のアルコールであり、さらに好ましくは1-ドコサノール(ベヘニルアルコール)である。
1価のアルコールの炭素数が18未満であると高温高湿下での耐熱保存性が劣る場合があり、30を超えると低温定着性が劣る場合がある。
【0034】
[エステル化反応]
本発明の製造方法におけるエステル化反応は、カルボキシ基を有する単量体を構成単量体として含む非晶性ビニル樹脂(A)のカルボキシ基部分と炭素数18~30の1価のアルコール(B)の水酸基部分が縮合する反応であれば特に限定されず、例えば、非晶性ビニル樹脂(A)の構成単量体であるカルボキシ基を有する単量体を含む単量体組成物(A0)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とをあらかじめ混合し、炭素数18~30の1価のアルコール(B)の存在下で非晶性ビニル樹脂(A)を得つつエステル化反応する方法や、カルボキシ基を有する単量体を含む単量体組成物(A0)を重合し非晶性ビニル樹脂(A)を得たのち非晶性ビニル樹脂(A)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とを混合しエステル化する方法等が挙げられる。
【0035】
エステル化反応は、密閉容器中で、好ましくは120~280℃、より好ましくは130~230℃、さらに好ましくは140~180℃の温度で反応させることにより行うことができる。また反応時間は、エステル化反応を確実に行う観点から、好ましくは30分以上、より好ましくは2~40時間である。
また、反応性(脱水)の観点から、前記エステル化反応時及び/又は反応後に反応系内を減圧する工程を有することが好ましく、減圧度は好ましくは20kPa以下であり、より好ましくは15kPa以下であり、さらに好ましくは10kPa以下であり、特に好ましくは5kPa以下である。
また、エステル化反応の反応率は、低温定着性及び高温高湿下での耐熱保存性の観点から、好ましくは90%以上であり、更に好ましくは95%であり、特に好ましくは97%以上である。エステル化反応の反応率は、反応前後での炭素数18~30の1価のアルコール(B)の含有量を測定することで求めることができる。
【0036】
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することもできる。
エステル化触媒の例には、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド等)、三酸化アンチモン、チタン含有触媒[例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタン酸カリウム、テレフタル酸チタン、テレフタル酸チタンアルコキシド、特開2006-243715号公報に記載の触媒(チタニウムジイソプロポキシビストリエタノールアミネート、チタニウムジヒドロキシビストリエタノールアミネート、チタニウムモノヒドロキシトリストリエタノールアミネート、チタニルビストリエタノールアミネート及びそれらの分子内重縮合物等)、及び特開2007-11307号公報に記載の触媒(チタントリブトキシテレフタレート、チタントリイソプロポキシテレフタレート及びチタンジイソプロポキシジテレフタレート等)等]、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル等)並びに酢酸亜鉛等が挙げられる。
エステル化触媒の中で好ましくは、反応効率の観点から、チタン含有触媒であり、更に好ましくチタンアルコキシドである。
【0037】
エステル化触媒の含有量は、非晶性ビニル樹脂(A)の重量に基づいて反応効率の観点から好ましく0.1~10重量%であり、より好ましくは0.2~5重量%である。
【0038】
エステル化反応前の前記非晶性ビニル樹脂(A)と前記炭素数18~30の1価のアルコール(B)の重量比[(A):(B)]は、低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性、長期安定性及び帯電安定性の観点から、好ましくは30:70~70:30である。
カルボキシ基を有する単量体が炭素数18~30の1価のアルコール(B)でエステル化される割合は、反応性(結晶性単量体や結晶性単量体合成原料の含有量)の観点からカルボキシ基を有する単量体のモル数に基づいて好ましくは60%~95%である。
エステル交換反応前の前記非晶性ビニル樹脂(A)の構成成分であるカルボキシ基を有する単量体と前記炭素数18~30の1価のアルコール(B)の重量比[(カルボキシ基を有する単量体):(B)]は、低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性、長期安定性及び帯電安定性の観点から、好ましくは5:95~95:5であり、より好ましくは20:80~80:20である。
【0039】
[トナーバインダー]
本発明により得られるトナーバインダーは、非晶性ビニル樹脂(A)と炭素数18~30の1価のアルコール(B)とをエステル化反応した樹脂を含むトナーバインダーである。
本発明により得られるトナーバインダーは、トナーバインダー用樹脂として公知であるその他の樹脂(特開平06-194876号公報に記載の重合体等)を含有しても良い。その他の樹脂は1種類の樹脂でもよく、2種類以上の樹脂の混合物であってもよい。
【0040】
本発明により得られるトナーバインダーは、吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)を45~100℃の範囲に少なくとも1個有することが好ましい。Tmが本範囲にあると、トナーバインダーの低温定着性及び高温高湿下での耐熱保存性のバランスが良い。Tmは、より好ましくは50~90℃である。
トナーバインダーの吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)は、結晶性ビニル樹脂を構成する単量体の種類や構成比率(例えば、カルボキシ基を有する単量体と反応する炭素数18~30の1価のアルコール(B)の炭素数を調整すること及び構成する前記アルコール(B)の重量比率を調整すること等)、重量平均分子量などで調整することができる。例えばアルコール(B)の炭素数を増やす、アルコール(B)の重量比率を増やす等の方法によりトナーバインダーの吸熱ピークのピークトップ温度を上げることができる。
但し、吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)は、示差走査熱量計(例えばTA Instruments(株)製、DSC Q20)を用いて測定され、トナーバインダーを20℃から10℃/分の条件で150℃まで第1回目の昇温を行い、続いて10℃/分の条件で0℃まで冷却し、続いて0℃から10℃/分の条件で150℃まで第2回目の昇温をした際の第2回目の昇温過程での吸熱ピークのピークトップ温度である。
【0041】
本発明により得られるトナーバインダーの重量平均分子量(Mw)は、トナーの耐ホットオフセット性と連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性との両立の観点から、5,000~200,000が好ましく、より好ましくは10,000~200,000、さらに好ましくは20,000~200,000であり、特に好ましくは30,000~150,000である。
トナーバインダーの重量平均分子量は結晶性ビニル樹脂(A)と同様の方法および条件で測定することができる。
【0042】
本発明により得られるトナーバインダーの酸価は、トナーの帯電安定性の観点から、0~40mgKOH/gが好ましく、より好ましくは0~30mgKOH/gである。
トナーバインダーの酸価は非晶性ビニル樹脂(A)と同様の方法および条件で測定することができる。
【0043】
トナーバインダー中の未反応の炭素数18~30の1価のアルコール(B)の含有量は低温定着性及び高温高湿下での耐熱保存性の観点から好ましくは5重量%以下であり、より好ましくは4重量%以下であり、更に好ましくは3重量%以下である。
【0044】
[トナー]
本発明の製造方法により得られるトナーバインダーは、トナーの材料となりうる。本発明の製造方法により得られるトナーバインダーを用いてトナーを製造する際に、当該トナーバインダー以外に、必要により着色剤、離型剤、荷電制御剤及び流動化剤等から選ばれる1種以上の公知の添加剤等を用いることができる。
【0045】
着色剤としては、トナー用着色剤として使用されている染料及び顔料等のすべてを使用することができる。例えば、カーボンブラック、鉄黒、スーダンブラックSM、ファーストイエローG、ベンジジンイエロー、ピグメントイエロー、インドファーストオレンジ、イルガシンレッド、パラニトロアニリンレッド、トルイジンレッド、カーミンFB、ピグメントオレンジR、レーキレッド2G、ローダミンFB、ローダミンBレーキ、メチルバイオレットBレーキ、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、ブリリアントグリーン、フタロシアニングリーン、オイルイエローGG、カヤセットYG、オラゾールブラウンB及びオイルピンクOP等が挙げられ、着色剤は、これらは単独であってもよく、2種以上が混合されたものであってもよい。また、必要により磁性粉(鉄、コバルト、ニッケル等の強磁性金属の粉末若しくはマグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の化合物)を着色剤としての機能を兼ねて含有させることができる。
【0046】
離型剤としては、定試験力押出形細管式レオメータフローテスタによるフロー軟化点〔T1/2〕が50~170℃のものが好ましく、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス及びそれらの酸化物、カルナバワックス、モンタンワックス及びそれらの脱酸ワックス、エステルワックス、脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩及びこれらの混合物等が挙げられる。
【0047】
フロー軟化点〔T1/2〕の測定方法を記載する。
定試験力押出形細管式レオメータフローテスタ{たとえば、(株)島津製作所製、CFT-500D}を用いて、1gの測定試料を昇温速度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のノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をフロー軟化点〔T1/2〕とする。
【0048】
ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1-ブテン、イソブチレン、1-ヘキセン、1-ドデセン、1-オクタデセン及びこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるもの及びそれをさらに熱減成して得られるものを含む]、(例えば低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンポリエチレン共重合体)、オレフィンの(共)重合体の酸素及び/又はオゾンによる酸化物、オレフィンの(共)重合体のマレイン酸変性物[例えばマレイン酸及びその誘導体(無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチル及びマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸及び無水マレイン酸等]及び/又は不飽和カルボン酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1~18)エステル及びマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1~18)エステル等]等との共重合体等が挙げられる。
【0049】
マイクロクリスタリンワックスとしては、例えば、日本精蝋(株)製のHi-Mic-2095、Hi-Mic-1090、Hi-Mic-1080、Hi-Mic-1070、Hi-Mic-2065、Hi-Mic-1045、Hi-Mic-2045等が挙げられる。
【0050】
パラフィンワックスとしては、例えば、日本精蝋(株)製のParaffin WAX-155、Paraffin WAX-150、Paraffin WAX-145、Paraffin WAX-140、Paraffin WAX-135、HNP-3、HNP-5、HNP-9、HNP-10、HNP-11、HNP-12、HNP-51等が挙げられる。
【0051】
フィッシャートロプシュワックスとしては、サゾール社製のSasolwax C80、日本精蝋(株)製のFT-0070等が挙げられる。
【0052】
カルナバワックスとしては、株式会社加藤洋行社製の精製カルナウバワックス 特製1号等が挙げられる。
【0053】
エステルワックスとしては、脂肪酸エステルワックス(例えば、日油株式会社製のニッサンエレクトールWEP-2、WEP-3、WEP-4、WEP-5及びWEP-8等)等が挙げられる。
【0054】
高級アルコール類としては、炭素数30~50の脂肪族アルコールなどであり、例えばトリアコンタノールが挙げられる。脂肪酸類としては、炭素数30~50の脂肪酸などであり、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。
【0055】
脂肪酸アミドとしては、三菱ケミカル株式会社製のダイヤミッドY、ダイヤミッド200等が挙げられる。
【0056】
荷電制御剤としては、正帯電性荷電制御剤及び負帯電性荷電制御剤のいずれを含有していてもよく、ニグロシン染料、3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン染料、4級アンモニウム塩、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体、4級アンモニウム塩基含有ポリマー、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸金属塩、ベンジル酸のホウ素錯体、スルホン酸基含有ポリマー、含フッ素ポリマー及びハロゲン置換芳香環含有ポリマー等が挙げられる。
【0057】
流動化剤としては、シリカ、チタニア、アルミナ、炭酸カルシウム、脂肪酸金属塩、シリコーン樹脂粒子及びフッ素樹脂粒子等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。トナーの帯電性の観点からシリカが好ましい。また、シリカは、トナーの転写性の観点から疎水性シリカであることが好ましい。また、シリカは、トナーの転写性の観点から疎水性シリカであることが好ましい。
【0058】
トナー中のトナーバインダーの含有量はトナー重量に基づき、好ましくは30~97重量%、より好ましくは40~95重量%、更に好ましくは45~92重量%である。
着色剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0.05~60重量%、より好ましくは0.1~55重量%、更に好ましくは0.5~50重量%である。
離型剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0~30重量%、より好ましくは0.5~20重量%、更に好ましくは1~10重量%である。
荷電制御剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0~20重量%、より好ましくは0.1~10重量%、更に好ましくは0.5~7.5重量%である。
流動化剤の含有量はトナー重量に基づき、好ましくは0~10重量%、より好ましくは0~5重量%、更に好ましくは0.1~4重量%である。
また、添加剤の含有量の合計量はトナー重量に基づき、好ましくは3~70重量%、より好ましくは4~58重量%、更に好ましくは5~50重量%である。
【0059】
本発明により得られるトナーバインダーを含有するトナーは、公知の混練粉砕法、乳化転相法、乳化重合法、懸濁重合法、溶解懸濁法及び乳化凝集法等の公知のいずれの方法により得られたものであってもよい。
例えば、混練粉砕法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分をヘンシェルミキサー、ナウターミキサー及びバンバリーミキサー等で乾式ブレンドした後、二軸混練機、エクストルーダー、コンティニアスニーダー及び3本ロール等の連続式の混合装置で溶融混練し、その後ミル機等粗粉砕し、最終的に気流式微粉砕機等を用いて微粒化して、さらにエルボージェット等の分級機で粒度分布を調整することにより、トナー粒子[好ましくは体積平均粒径(D50)が5~20μmの粒子]とした後、流動化剤を混合して製造することができる。
【0060】
トナー粒子(トナー)の体積平均粒径(D50)はコールターカウンター[例えば、商品名:マルチサイザーIII(ベックマン・コールター(株)製)]を用いて測定することができる。
具体的には、電解水溶液であるISOTON-II(ベックマン・コールター社製)100~150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1~5mL加える。さらに測定試料を2~20mg加え、試料を懸濁した電解液を、超音波分散器で約1~3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパチャーとして50μmアパチャーを用いて、トナー粒子の体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナー粒子の体積平均粒径(D50)(μm)、個数平均粒径(μm)、粒度分布(体積平均粒径/個数平均粒径)を求める。
【0061】
また、乳化転相法によりトナーを得る場合、流動化剤を除くトナーを構成する成分を有機溶剤に溶解又は分散後、水を添加する等によりエマルジョン化し、次いで分離、分級して製造することができる。トナーの体積平均粒径は、3~15μmが好ましい。
本発明の製造方法により得られるトナーバインダーを含有するトナーは、必要に応じて鉄粉、ガラスビーズ、ニッケル粉、フェライト、マグネタイト及び樹脂(アクリル樹脂、シリコーン樹脂等)により表面をコーティングしたフェライト等のキャリア粒子と混合されて電気的潜像の現像剤として用いられる。キャリア粒子を用いる場合、トナーとキャリア粒子との重量比は、1/99~99/1が好ましい。また、キャリア粒子の代わりに帯電ブレード等の部材と摩擦し、電気的潜像を形成することもできる。
本発明の製造方法により得られるトナーバインダーを含有するトナーは、キャリア粒子を含まない態様であってもよい。
【0062】
本発明の製造方法により得られるトナーバインダーを含有するトナーは、複写機、プリンター等により支持体(紙、ポリエステルフィルム等)に 定着して記録材料とされる。支持体に定着する方法としては、公知の熱ロール定着方法及びフラッシュ定着方法等が適用できる。
【0063】
本発明の製造方法により得られるトナーバインダーを用いて作製したトナーは、電子写真法、静電記録法や静電印刷法等において、静電荷像または磁気潜像の現像に用いられる。さらに詳しくは、特にフルカラー用に好適な静電荷像または磁気潜像の現像に用いられる。
【実施例0064】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下、特に定めない限り「部」は重量部を示す。
【0065】
<製造例1>[非晶性ビニル樹脂(A-1)の製造]
オートクレーブにキシレン235.0部を仕込み、撹拌下密閉状態で135℃まで昇温後、圧抜きを行い、その後撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。スチレン300.0部、アクリル酸225.0部、N-ビニル-2-ピロリドン225.0部、ジ-t-ブチルパーオキシド1.5部の混合溶液をオートクレーブ内温度が170℃になるようコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン15.0部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、130℃まで冷却後にアクリル酸の反応率を確認した。アクリル酸の反応率が98%未満であったため、さらにジ-t-ブチルパーオキシドを1.9部投入し、反応率を98%以上まで反応させた。170℃で3時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、非晶性ビニル樹脂(A-1)を得た。
【0066】
<製造例2>[非晶性ビニル樹脂(A-2)の製造]
オートクレーブにキシレン235.0部を仕込み、撹拌下密閉状態で135℃まで昇温後、圧抜きを行い、その後撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。スチレン225.0部、アクリル酸375.0部、N-ビニル-2-ピロリドン150.0部、ジ-t-ブチルパーオキシド1.5部の混合溶液をオートクレーブ内温度が150℃になるようコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン15.0部で洗浄した。更に同温度で3.7時間保持した後、130℃まで冷却後にアクリル酸の反応率を確認した。アクリル酸の反応率が98%未満であったため、さらにジ-t-ブチルパーオキシドを1.9部投入し、反応率を98%以上まで反応させた。170℃で3時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、非晶性ビニル樹脂(A-2)を得た。
【0067】
<製造例3>[非晶性ビニル樹脂(A-3)の製造]
オートクレーブにキシレン235.0部を仕込み、撹拌下密閉状態で135℃まで昇温後、圧抜きを行い、その後撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。スチレン412.5部、アクリル酸75.0部、N-ビニル-2-ピロリドン262.5部、ジ-t-ブチルパーオキシド1.5部の混合溶液をオートクレーブ内温度が170℃になるようコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン15.0部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、130℃まで冷却後にアクリル酸の反応率を確認した。アクリル酸の反応率が98%未満であったため、さらにジ-t-ブチルパーオキシドを1.9部投入し、反応率が98%以上まで反応させた。170℃で3時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、非晶性ビニル樹脂(A-3)を得た。
【0068】
<製造例4>[非晶性ビニル樹脂(A-4)の製造]
オートクレーブにキシレン235.0部を仕込み、撹拌下密閉状態で135℃まで昇温後、圧抜きを行い、その後撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。スチレン375.0部、アクリル酸30.0部、N-ビニル-2-ピロリドン262.5部、アクリル酸ブチル82.5部、ジ-t-ブチルパーオキシド1.5部の混合溶液をオートクレーブ内温度が170℃になるようコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン15.0部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、130℃まで冷却後にアクリル酸の反応率を確認した。アクリル酸の反応率が98%未満であったため、さらにジ-t-ブチルパーオキシドを1.9部投入し、反応率が98%以上まで反応させた。170℃で3時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、非晶性ビニル樹脂(A-4)を得た。
【0069】
<製造例5>[非晶性ビニル樹脂(A-5)の製造]
オートクレーブにキシレン235.0部を仕込み、撹拌下密閉状態で135℃まで昇温後、圧抜きを行い、その後撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。スチレン255.0部、メタクリル酸270.0部、N-ビニル-2-ピロリドン225.0部、ジ-t-ブチルパーオキシド1.5部の混合溶液をオートクレーブ内温度が170℃になるようコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン15.0部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、130℃まで冷却後にメタクリル酸の反応率を確認した。メタクリル酸の反応率が98%未満であったため、さらにジ-t-ブチルパーオキシドを1.9部投入し、反応率が98%以上まで反応させた。170℃で3時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、非晶性ビニル樹脂(A-5)を得た。
【0070】
<製造例6>[非晶性ビニル樹脂(A-6)の製造]
オートクレーブにキシレン235.0部を仕込み、撹拌下密閉状態で135℃まで昇温後、圧抜きを行い、その後撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。スチレン300.0部、アクリル酸225.0部、N,N-ジメチルアクリルアミド225.0部、ジ-t-ブチルパーオキシド1.5部の混合溶液をオートクレーブ内温度が170℃になるようコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン15.0部で洗浄した。更に同温度で0.5時間保持した後、130℃まで冷却後にアクリル酸の反応率を確認した。アクリル酸の反応率が98%未満であったため、さらにジ-t-ブチルパーオキシドを1.9部投入し、反応率を98%以上まで反応させた。170℃で3時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、非晶性ビニル樹脂(A-6)を得た。
【0071】
製造例1~6で得た非晶性ビニル樹脂(A-1)~(A-6)の組成及び物性を表1に示す。
【0072】
【表1】
【0073】
<比較製造例1>[結晶性ビニル樹脂(A’-1)の製造]
オートクレーブにキシレン235.0部を仕込み、撹拌下密閉状態で135℃まで昇温後、圧抜きを行い、その後撹拌下密閉状態で170℃まで昇温した。アクリル酸ドコシル468.8部、スチレン147.8部、N-ビニル-2-ピロリドン111.0部、アクリル酸22.5部、ジ-t-ブチルパーオキシド1.5部の混合溶液を50℃に温調し、オートクレーブ内温度が150℃になるようコントロールしながら、3時間かけて滴下し重合を行った。滴下後、滴下ラインをキシレン15.0部で洗浄した。更に同温度で3.7時間保持した後、70℃まで冷却後にアクリル酸ドコシルの反応率を確認した。アクリル酸ドコシルの反応率が98%未満であったため、さらにジ-t-ブチルパーオキシドを1.5部投入し、反応率が98%以上まで反応させた。170℃で3時間0.5~2.5kPaの減圧下で脱溶剤を行い、結晶性ビニル樹脂(A’-1)を得た。結晶性ビニル樹脂(A’-1)の吸熱ピークのピークトップ温度(Tm)は61℃、重量平均分子量(Mw)は33,000、酸価は21mgKOH/gであった。
【0074】
【表2】
【0075】
<実施例1>[トナーバインダー(C-1)の製造]
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、空気導入管、減圧装置、減水装置を備えた加圧反応容器に、非晶性ビニル樹脂(A-1)48.0部と1-ドコサノール52.0部、チタンテトラブトキシド0.2部を加え、その後撹拌下密閉状態で150℃まで昇温した。反応容器内温度を150℃に保持したまま3時間反応させた。その後、170℃で0.5~2.5kPaの減圧下で留出物を留去しながら15時間エステル化を行い、トナーバインダー(C-1)を得た。
【0076】
<実施例2~8、比較例2>[トナーバインダー(C-2)~(C-8)、(C’-2)の製造]
表3に記載した原料の配合部数で、実施例1と同様にトナーバインダーを製造し、実施例2~7に係るトナーバインダー(C-2)~(C-8)、(C’-2)を得た。
【0077】
<比較例1>[トナーバインダー(C’-1)の製造]
比較製造例1にて製造した結晶性ビニル樹脂(A’-1)をトナーバインダー(C’-1)として使用した。
【0078】
実施例1~8で得たトナーバインダー(C-1)~(C-8)と比較例1~2で得たトナーバインダー(C’-1)~(C’-2)の組成及び物性を表3に示す。なお、未反応単量体の残存量として、実施例1~8については炭素数18~30の1価のアルコール(B)の残存量、比較例1についてはアクリル酸ドコシルの残存量、及び、比較例2については(B)以外の1価のアルコール(B')の残存量を示した。
【0079】
【表3】
【0080】
<実施例9>[トナー(T-1)の製造]
実施例1に係るトナーバインダー(C-1)86部に対して、着色剤として顔料のカーボンブラック[三菱ケミカル(株)製、MA-100]7部、離型剤のフィッシャー・トロプッシュワックス[日本精蝋(株)製、FT-0070]5部、荷電制御剤[保土谷化学工業(株)製、T-77]1部を加え下記の方法でトナー化した。
まず、ヘンシェルミキサー[日本コークス工業(株)製、FM10B]を用いて予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製、PCM-30]で混練した。ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[(株)栗本鐵工所製、KJ-25]を用いて微粉砕した後、エルボージェット分級機[(株)マツボー製、EJ-L-3(LABO)型]で分級し、体積平均粒径D50が7μmのトナー粒子を得た。
ついで、トナー粒子100部に流動化剤として疎水性シリカ[日本アエロジル(株)製、アエロジルR972]1部をサンプルミルにて混合して、実施例9に係るトナー(T-1)を得た。
【0081】
<実施例10~16>[トナー(T-2)~(T-8)の製造]
実施例9のトナーバインダー(C-1)を(C-2)~(C-8)に置き換えた以外は実施例9と同様に製造し、トナー(T-2)~(T-8)を得た。
【0082】
<比較例3~4> [トナー(T’-1)~(T’-2)の製造]
実施例9のトナーバインダー(C-1)を(C’-1)~(C’-2)に置き換えた以外は実施例9と同様に製造し、トナー(T’-1)~(T’-2)を得た。
【0083】
[評価方法]
以下に、得られたトナー(T-1)~(T-8)及び(T’-1)~(T’-2)の低温定着性、高温高湿下での耐熱保存性、長期安定性、連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性及び帯電安定性の評価方法を、判定基準を含めて説明する。
【0084】
<低温定着性>
トナーを紙面上に1.00mg/cmとなるよう均一に載せた。このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いた。この紙をソフトローラーに定着速度(加熱ローラーの周速)213mm/秒、加熱ローラーの温度80~180℃の範囲を5℃刻みで通した。次に定着画像へのコールドオフセットの有無を目視し、コールドオフセットの発生温度(MFT)を測定した。
コールドオフセットの発生温度が低いほど、低温定着性に優れることを意味し、この評価条件では、MFTは一般には120℃以下であることが好ましい。
【0085】
<高温高湿下での耐熱保存性>
トナー1gとアエロジルR8200(エボニックジャパン(株)製)0.013gをシェイカーで1時間混合し、混合物を密閉容器に入れ、温度47℃、湿度90%の雰囲気で48時間静置し、パウダーテスターで凝集性を測定し、高温高湿下での耐熱保存性を評価した。
下記方法により求められる凝集度試験の数値が低いほど、高温高湿下での耐熱保存性に優れることを意味する。この評価条件では、4%以下であることが好ましい。
装置: POWDER TESTER model PT-X(ホソカワミクロン製)
篩の目開き: 355μm、250μm、150μm
振動幅: 1mm
振動時間: 30秒
操作方法: パウダーテスターの振動台に、篩を上段355μm、中段250μm、下段150μmの順でセットし、上段の篩にトナーを1g乗せ、1mmの振動幅で30秒間振動させて、各篩上に残存したトナーの重量を測定。
凝集性: 測定に使用したトナー重量と篩後の残存トナー重量から算出。
凝集度(%)=(U/N+M/N×3/5+L/N×1/5)×100
U:上段の重量、M:中段の重量、L:下段の重量、N:サンプルの重量(1g)
【0086】
<長期安定性>
トナー1gを蓋のない容器に入れて、47℃の恒温乾燥機にて30日間静置した。30日静置後のトナーと47℃の乾燥機に入れずに、25℃湿度50%の環境で30日静置したトナーをX線光電子分光分析装置(島津製作所製、AXIS NOVA)にて元素分析し、トナー表面の炭素原子濃度を比較することで長期安定性を評価した。
[判定基準]
炭素原子濃度増加率(%)=[47℃で30日間静置したトナーの炭素原子濃度(%)]/[25℃湿度50%で30日静置したトナーの炭素原子濃度(%)]×100(%)を計算し、結果を表4に示した。この評価では、10%以下が好ましい。
【0087】
<連続印刷後の耐ドキュメントオフセット性>
トナーを市販モノクロ複写機[シャープ(株)製、AR5030]を用いて1万枚連続コピーを行った。1万枚連続コピー後の120℃での定着画像を用いて、画像部と非画像部及び画像部とが重なりあうように向かい合わせて重ね、重ねた部分に対して80g/cm相当になるように重しを載せ、50℃湿度50%の高温高湿槽で24時間放置した。放置後、重ねた2枚の定着画像の画像欠陥の程度を目視で判断し、下記の基準でドキュメントオフセット性(連続印刷した際の紙の耐ブロッキング性)を評価した。
評価基準○、◎では実用に耐えるレベルであるため合格とし、ランク△、×は不合格と判断した。
[評価基準]
◎:画像部、非画像部ともに全く画像移行が見られない。
○:画像部には白抜けは見られない。非画像部にわずかに画像移行が見られる。
△:画像部に白抜けがみられ、非画像部にも画像移行が見られる。
×:重ねた2枚のプリント物が接着したため剥がれなくなっていて、無理やり剥がすと紙の表層ごと剥がれて画像欠損が激しい。
【0088】
<帯電安定性>
トナー0.5gとフェライトキャリア(パウダーテック(株)製、F-150)20gとを50mLのガラス瓶に入れ、23℃、相対湿度50%で8時間以上調湿した。次に、ターブラーシェーカーミキサーにて50rpmで10分間及び60分間摩擦撹拌し、それぞれの時間での帯電量をブローオフ帯電量測定装置[京セラケミカル(株)製]を用いて測定した。
得られた値を用いて「摩擦時間60分後の帯電量/摩擦時間10分後の帯電量×100(%)」を計算し、これを帯電安定性指数とした。
本帯電安定性指数が大きいほど帯電維持率に優れることを意味する。この評価条件では80%以上であると好ましい。
【0089】
上記の評価結果を表4に示す。
【0090】
【表4】
【0091】
表4の評価結果から明らかなように、本発明の製造方法で製造した実施例1~8に係るトナーバインダー(C-1)~(C-8)を含有するトナー(T-1)~(T-8)はいずれもすべての性能評価が優れた結果が得られた。
一方、比較例1~2に係るトナーバインダー(C’-1)~(C’-2)を含有するトナー(T’-1)~(T’-2)は、いくつかの性能項目が不良であった。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明のトナーバインダーは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる電子写真用トナーとして好適に使用できる。
さらに、塗料用添加剤、接着剤用添加剤、電子ペーパー用粒子などの用途として好適である。