JP6137964B2 - 顔料分散方法、トナーの製造方法、顔料分散剤及び顔料分散液 - Google Patents
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Description
本発明の顔料分散方法は、有機溶剤、顔料及び顔料分散剤を混合し、撹拌することによって有機溶剤中に顔料を分散させる顔料分散方法であって、前記顔料が、C. I. Pigment Red 31、C. I. Pigment Red 150、C. I. Pigment Red 176及びC. I. Pigment Red 269からなる群より選ばれる少なくとも一つの顔料であり、前記顔料分散剤は、下記式(1)で表される芳香族オキシカルボン酸であることを特徴とする。
本発明のトナーの製造方法は、上記の顔料分散方法により、有機溶剤中に顔料を分散させることで顔料分散液を得る顔料分散工程を有することが特徴である。
まず、第一のトナーの製造方法(懸濁重合法)について説明する。
上記重合開始剤は、重合性単量体中に他の添加剤を添加するときに同時に加えてもよいし、水系媒体中に重合性単量体組成物を造粒する直前に混合してもよい。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あるいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えてもよい。
上記重合性単量体組成物を水系媒体中に分散させるための分散剤としては、公知の無機系及び有機系の分散剤を用いることができる。
トナー粒子は公知のワックスを含有していてもよい。ワックスとしては、例えば、以下のものが挙げられる。
トナー粒子は、公知の極性樹脂を含有していてもよい。尚、極性樹脂とはカルボキシル基、水酸基、スルホン酸基の如き極性基を持つ樹脂のことを意味する。懸濁重合法によりトナーを製造する際に、極性樹脂の種類及び極性を調整することで、様々な構造を有するトナー粒子を形成することが可能である。例えば、トナー粒子に極性樹脂による薄層のシェルを形成したり、極性樹脂の濃度がトナー粒子中心から表面に向けて徐々に高くなるように、極性樹脂を存在させた層を形成することができる。極性樹脂を添加し、トナー粒子にコアシェル構造を持たせることで、トナーの耐久性と定着性を両立させることができる。また、極性樹脂を添加することで、トナーの粒度分布や粒径の制御も可能になる。
トナー粒子は、公知の荷電制御剤を含有していてもよい。
トナーに流動性を与えるために、トナー粒子に公知の無機微粉体を外添してもよい。
次に、第二のトナーの製造方法(溶解懸濁法)について説明する。
・スチレン 100.00質量部
・下記式(1)で表される芳香族オキシカルボン酸(1) 0.88質量部
上記材料を直径20mmのジルコニアビーズを入れたアトライター(三井金属社製)に投入して、撹拌羽根の回転速度を300回転/分として、5時間撹拌し、顔料分散液(A)を得た。
顔料分散液の製造例2〜18については、顔料の種類と添加量、芳香族オキシカルボン酸の種類と添加量、有機溶剤種を表1に示すように変更すること以外は顔料分散液の製造例1と同様の方法で、顔料分散液(B)〜(K)、及び、(a)〜(g)を作製した。
下記の手順に従って、懸濁重合法によってトナー(A)を製造した。
・スチレン 50.0質量部
・n−ブチルアクリレート 50.0質量部
・顔料分散液(A) 100.0質量部
・スルホン酸基含有樹脂(アクリルベースFCA−1001−NS、藤倉化成製)
1.5質量部
・極性樹脂(スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸共重合体)
(共重合比:スチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸=95.85/2.50/1.65、Mp=15800、Mw=14000) 26.0質量部
・負荷電制御剤(ボントロンE−88,オリエント化学製) 1.5質量部
・最大吸熱ピークのピーク温度が77℃の炭化水素ワックス(HNP−51,日本精蝋社製)
16.0質量部
その後、この混合液を温度60℃に加温した後にTK式ホモミキサー(特殊機化工業製)にて、9,000r/minにて攪拌した。
トナーの製造例2〜10においては、表2に示すように顔料分散液の種類を変更したこと以外はトナーの製造例1と同様に懸濁重合法にてトナー(B)〜(J)を製造した。
下記の手順に従って、溶解懸濁法によってトナー(K)を製造した。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 682質量部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 81質量部
・テレフタル酸 283質量部
・無水トリメリット酸 22質量部
・ジブチルチンオキサイド 2質量部
を仕込み、常圧下で、230℃にて8時間反応させた。次いで、10mHg〜15mHgの減圧下で、5時間反応させて、中間体ポリエステルを合成した。得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量(Mn)が2,100、重量平均分子量(Mw)が9,600、ガラス転移温度(Tg)が55℃、酸価が0.5、水酸基価が49であった。
・顔料分散液(K) 100.0質量部
・上記プレポリマー 20.0質量部
・ポリエステル樹脂
(ビスフェノールA/プロピレンオキシド)付加体−テレフタル酸(Mp=11,000、Tg=66℃、酸価=4.9mgKOH/g、Mw/Mn=3.1) 100.0質量部
・スルホン酸基含有樹脂(アクリルベースFCA−1001−NS、藤倉化成製)
1.5質量部
・極性樹脂(スチレン−メタクリル酸メチル−メタクリル酸共重合体)
(共重合比:スチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸=95.85/2.50/1.65、Mp=15800、Mw=14000) 26.0質量部
・負荷電制御剤(ボントロンE−88,オリエント化学製) 1.5質量部
・最大吸熱ピークのピーク温度が77℃の炭化水素ワックス(HNP−51,日本精蝋社製)
16.0質量部
次に水系媒体150質量部を容器に入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用い、回転数12,000rpmで攪拌し、これに上記溶解液100質量部を添加し、10分間混合して乳化スラリーを調製した。
トナーの製造例12〜16においては、表2に示す顔料分散液の種類を変更したこと以外はトナーの製造例1と同様に懸濁重合法にてトナー(a)〜(e)を製造した。
トナーの製造例17及び18においては、表2に示す顔料分散液の種類を変更したこと以外はトナーの製造例11と同様に溶解懸濁法にてトナー(f)〜(g)を製造した。
上記のように作製された顔料分散液(A)〜(K)及び(a)〜(g)について以下の評価方法を用いて評価した。得られた評価結果を表3に示す。
〔塗膜面のグロス値〕
顔料分散液を製造する際のアトライターによる回転時間が1時間、3時間、5時間の時点で顔料分散液をサンプリングし、バーコーター(No.10)を用いて展色紙「スーパーアート紙(金藤)」(セイブンドー社製)上に塗布し、乾燥させた。この乾燥後の塗膜面のグロスを光沢計「PG−3D、光学センサー;75°−75°」(日本電色工業社製)により計測した。グロスの値が高いほど、顔料分散が良好であることを示す。
得られた顔料分散液を100ccのガラス瓶に入れ、25℃の環境下で一週間静置後の顔料分散液の状態を目視で確認した。この評価によって、顔料分散液の安定度を確認することができる。
A:変化無し。
B:上層にわずかな溶剤層が存在しているが、振とうすると元に戻る。
C:顔料が完全に沈降しており、振とうしても元に戻らない。
上記のように作製されたトナー(A)〜(K)及び(a)〜(g)について以下の評価方法を用いて評価した。得られた評価結果を表4に示す。
〔トナー中の顔料分散状態〕
任意のトナー5個を選び、トナー断面のTEM画像を撮影した。得られた画像を目視で観察し、以下の基準でトナー中における顔料分散状態の評価を行った。
A:顔料の凝集体が0個。
B:顔料の凝集体が1個以上4個以下。
C:顔料の凝集体が5個以上9個以下。
D:顔料の凝集体が10個以上、または、0.5μm以上の凝集体が発生。
図1に示す一成分接触現像システムの現像装置(Satera LBP5300;キヤノン製)において、現像剤容器にトナーを70g充填する。なお、転写紙としてはXerox4200(ゼロックス社製、75g/m2紙)を用いた。常温常湿(温度23.5℃,湿度60%RH)環境下にて、図1に示す現像装置を、図2のユニット104a部に装着した。マゼンタ単色モードにてプロセススピードを150mm/sとした。転写紙上にトナー量の載り量が0.40mg/cm2となるようにベタ画像を印字し、そのベタ画像の画像濃度を「マグベス反射計 RD918」(マグベス社製)を用いて測定した。
11 接触帯電部材
12 電源
13 現像ユニット
14 トナー担持体
15 トナー供給ローラ
15aトナー供給ローラ軸
16 規制部材
17 非磁性トナー
23 現像剤容器
24 規制部材支持板金
25 トナー攪拌部材
26 トナー吹き出し防止シート
27 電源
29 帯電ローラ
30 抑圧部材
101a〜d 感光ドラム
102a〜d 一次帯電手段
103a〜d スキャナー
104a〜d 現像部
106a〜d クリーニング手段
108b 給紙ローラ
108c レジストローラ
109a 静電吸着搬送ベルト
109b 駆動ローラ
109c 固定ローラ
109d テンションローラ
109e 固定ローラ
110 定着器
110c 排出ローラ
110d 除電シート
111 定着器枠体
111a 通紙ガイド
112 定着器メンテナンス用扉
112a 定着器固定部材
113 排出トレー
115、116 排出ローラ
117 通紙ガイド
S 記録媒体
Claims (12)
- 有機溶剤、顔料及び顔料分散剤を混合し、撹拌することによって有機溶剤中に顔料を分散させる顔料分散方法であって、
前記顔料が、C.I.Pigment Red 31、C.I.Pigment Red 150、C.I.Pigment Red 176及びC.I.Pigment Red 269からなる群より選ばれる少なくとも一つの顔料であり、
前記顔料分散剤は、下記式(1)で表される芳香族オキシカルボン酸であることを特徴とする顔料分散方法。
式(1)
- 前記顔料と前記芳香族オキシカルボン酸の質量比(顔料の質量:芳香族オキシカルボン酸の質量)が、99.0:1.0乃至70.0:30.0であることを特徴とする請求項1に記載の顔料分散方法。
- 前記有機溶剤が、芳香族系の有機溶剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載の顔料分散方法。
- 前記芳香族系の有機溶剤が、スチレンであることを特徴とする請求項3に記載の顔料分散方法。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の顔料分散方法により、有機溶剤中に顔料を分散させることで顔料分散液を得る顔料分散工程を有することを特徴とするトナーの製造方法。
- 前記有機溶剤が、スチレンを主成分とする重合性単量体を有し、
前記顔料分散液を水系媒体中に分散して顔料分散液の粒子を生成する造粒工程、及び、
得られた顔料分散液の粒子中の前記重合性単量体を重合する重合工程
を有することを特徴とする請求項5に記載のトナーの製造方法。 - 前記顔料分散液に、結着樹脂を溶解する工程、
結着樹脂が溶解した顔料分散液を水系媒体中に分散して顔料分散液の粒子を生成する造粒工程、及び、
得られた顔料分散液の粒子中から前記有機溶剤を除去する脱溶剤工程
を有することを特徴とする請求項5に記載のトナーの製造方法。 - 有機溶剤中に顔料を分散させるための顔料分散剤であって、
前記顔料が、C.I.Pigment Red 31、C.I.Pigment Red 150、C.I.Pigment Red 176及びC.I.Pigment Red 269からなる群より選ばれる少なくとも一つの顔料であり、
前記顔料分散剤が、下記式(1)で示される芳香族オキシカルボン酸であることを特徴とする顔料分散剤。
式(1)
- 有機溶剤、前記有機溶剤中に分散した顔料分散剤および顔料を有する顔料分散液であって、
前記顔料が、C.I.Pigment Red 31、C.I.Pigment Red 150、C.I.Pigment Red 176及びC.I.Pigment Red 269からなる群より選ばれる少なくとも一つの顔料であり、
前記顔料分散剤が、下記式(1)で表される芳香族オキシカルボン酸であることを特徴とする顔料分散液。
式(1)
- 前記顔料と前記芳香族オキシカルボン酸の質量比(顔料の質量:芳香族オキシカルボン酸の質量)が、99.0:1.0乃至70.0:30.0であることを特徴とする請求項9に記載の顔料分散液。
- 前記有機溶剤が、芳香族系の有機溶剤であることを特徴とする請求項9又は10に記載の顔料分散液。
- 前記芳香族系の有機溶剤が、スチレンであることを特徴とする請求項11に記載の顔料分散液。
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