JP5266750B2 - イエロートナーの製造方法 - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
(2)該重合性単量体混合物にトナー用添加剤を加えて、重合性単量体組成物を調製する工程2;
(3)該重合性単量体組成物を水系分散媒体中に分散させて、該重合性単量体組成物の液滴を形成する工程3;及び
(4)水系分散媒体中に液滴として分散している重合性単量体組成物を重合開始剤により重合して、イエロー着色重合体粒子を生成させる工程4;
を含むイエロートナーの製造方法であって、
(i)該重合性単量体が、芳香族ビニル単量体、アクリル酸の誘導体、及びメタクリル酸の誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の重合性単量体であり、
(ii)該イエロー顔料が、ジスアゾイエロー顔料であり、かつ、
(iii)該第一級アミン化合物が、下記式1
X−R1−NH2 …〔1〕
〔式中、Xは、水素原子、水酸基またはアミノ基である。R1は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる脂肪族型第一級アミン化合物であって、該脂肪族第一級アミン化合物が、脂肪族ジアミン、脂肪族ポリアミン、式1において、Xがアミノ基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物、または、式1において、Xが水酸基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物である脂肪族第一級アミン化合物、及び下記式3
Y−R4−NH2 …〔3〕
〔式中、Yは、炭素数1〜16のアルキル基または炭素数6〜16の芳香族基によって置換されていてもよい含窒素複素環である。R4は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる含窒素複素環型第一級アミン化合物
からなる群より選ばれる少なくとも一種の第一級アミン化合物であるイエロートナーの製造方法が提供される。
本発明の製造方法では、工程1において、重合性単量体とイエロー顔料を含有する混合物を分散機により分散処理して、該重合性単量体中にイエロー顔料が分散した重合性単量体混合物(顔料分散液)を調製する。
X−R1−NH2 …〔1〕
〔式中、Xは、水素原子、アミノ基または水酸基である。XはR1は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる脂肪族型第一級アミン化合物であって、該脂肪族第一級アミン化合物が、脂肪族ジアミン、脂肪族ポリアミン、式1において、Xがアミノ基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物、または、式1において、Xが水酸基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物である脂肪族第一級アミン化合物が含まれる。
脂肪族モノアミンとしては、例えば、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン、ペンチルアミン、イソペンチルアミン、2−ペンタンアミン、t−ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、2−オクタンアミン、2−エチルヘキシルアミン、ノニルアミン、1―アミノデカン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミンなどが挙げられる。本発明では、脂肪族モノアミンは含まれない。
脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1,3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,7−ジアミノヘプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカンなどが挙げられる。
脂肪族ポリアミンとしては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどが挙げられる。
アミノアルコールとしては、例えば、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−ブタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオールなどが挙げられる。本発明では、アミノアルコールは含まれない。
式1において、Xがアミノ基であり、R1がアルキレン基の鎖のメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物としては、例えば、2,2′−オキシビス(エチルアミン)、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、1,11−ジアミノ−3,6,9−トリオキサウンデカン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン、N,N′−ビス(2−アミノエチル)−1,3−プロパンジアミン、N,N′−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミンなどを挙げることができる。
式1において、Xが水酸基であり、R1がアルキレン基の鎖のメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物としては、例えば、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール、N−(3−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、N−(2−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミンなどが挙げられる。
(R2−O)n−Ti−(O−R3−NH2)m …〔2〕
〔式中、R2は、炭素数1〜16のアルキル基である。R3は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。nは、1〜3の整数であり、mは、1〜3の整数であり、n+m=4である。〕
で表わされるチタネート型第一級アミン化合物が挙げられる。
Y−R4−NH2 …〔3〕
〔式中、Yは、炭素数1〜16のアルキル基または炭素数6〜16の芳香族基によって置換されていてもよい含窒素複素環である。R4は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる含窒素複素環型第一級アミン化合物が挙げられる。
X−R1−NH2 …〔1〕
〔式中、Xは、水素原子、水酸基またはアミノ基である。R1は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる脂肪族型第一級アミン化合物であって、該脂肪族第一級アミン化合物が、脂肪族ジアミン、脂肪族ポリアミン、式1において、Xがアミノ基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物、または、式1において、Xが水酸基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物である脂肪族第一級アミン化合物、及び下記式3
Y−R4−NH2 …〔3〕
〔式中、Yは、炭素数1〜16のアルキル基または炭素数6〜16の芳香族基によって置換されていてもよい含窒素複素環である。R4は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる含窒素複素環型第一級アミン化合物
からなる群より選ばれる少なくとも一種の第一級アミン化合物である。
工程1で得られた重合性単量体混合物に、重合性単量体(モノビニル単量体)と着色剤以外のその他のトナー用添加剤を加えて、重合性単量体組成物を調製する。トナー用添加剤には、架橋性単量体、マクロモノマー、分子量調整剤、帯電制御剤、離型剤、重合開始剤など、重合法によって着色重合体粒子を形成することができ、かつ、トナー特性を向上させることができる各種成分が含まれる。
本発明の製造方法では、前記で調製した重合性単量体組成物を水系分散媒体中に分散させて、重合性単量体組成物の液滴(油性液滴)を形成する。水系分散媒体としては、水が用いられるが、所望により、アルコールなどの水と混和性のある有機溶剤を少量添加してもよい。
本発明の製造方法では、水系分散媒体中に液滴として分散している重合性単量体組成物を重合開始剤により重合して、イエロー着色重合体粒子を生成させる。重合温度は、重合開始剤の分解温度にもよるが、通常50℃以上、好ましくは60〜95℃である。重合の反応時間は、通常1〜20時間、好ましくは2〜15時間である。生成した着色重合体粒子を含有する水分散液を濾過し、次いで、洗浄、脱水、及び乾燥の各工程を経て、着色重合体粒子を回収する。
重合により生成した着色重合体粒子(コア−シェル型を含む)を含有する水分散液は、分散安定剤を含んでいるため、着色重合体粒子の表面には、多数の分散安定剤の微粒子が付着している。分散安定化剤として、酸で可溶な無機水酸化物等の無機化合物を使用した場合には、生成した着色樹脂粒子を含有する水分散液に酸を添加し、分散安定化剤を水に溶解させて除去する。分散安定化剤がアルカリで可溶な無機化合物である場合には、着色樹脂粒子を含有する水分散液にアルカリを添加して、分散安定化剤を水に溶解させて除去する。
イエロートナーを非磁性一成分現像剤として使用する場合は、トナー粒子に外添剤を混合することが好ましい。外添剤としては、流動化剤や研磨剤などとして作用する無機粒子及び有機樹脂粒子が挙げられる。無機粒子としては、例えば、二酸化ケイ素(シリカ)、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどが挙げられる。有機樹脂粒子としては、メタクリル酸エステル重合体粒子、アクリル酸エステル重合体粒子、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体粒子、スチレン−アクリル酸エステル共重合体粒子、コアがメタクリル酸エステル共重合体でシェルがスチレン重合体で形成されたコアシェル型粒子などが挙げられる。
円形度(Ci)=粒子の投影面積に等しい円の周囲長/粒子投影像の周囲長
によりそれぞれ求め、下記式
イエロー着色剤のpHは、JIS K5101−26.−1991に規定された方法に従って、以下の手順により、煮沸法により調製したイエロー顔料の水性懸濁液を用いて測定した。
トナー(コア−シェル型を含む)の体積平均粒径Dvは、粒径測定機(ベックマン・コールター社製、商品名「マルチサイザーII」)により測定した。測定は、アパーチャー径=100μm、媒体=アイソトンII、濃度=10%、測定粒子数=100,000個の条件で行った。具体的には、サンプル10mgをビーカーに取り、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸)0.5mLを加えた。このビーカーへ、アイソトンIIを1mL加えて、トナーを湿潤させた後、さらにアイソトンIIを20mL加えた。次いで、超音波分散器で約2分間分散させてから、粒径測定器による測定を行なった。
容器中にイオン交換水10mLと、分散剤としての界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸)0.02gを加え、次いで、トナー0.02gを加えて、超音波分散機で60W、3分間の条件で分散処理を行った。測定時の着色重合体粒子濃度が3,000〜10,000個/μLの範囲内となるように調整し、0.4μm以上の円相当径の着色重合体粒子1,000〜10,000個について、シメックス社製フロー式粒子像分析装置「FPIA−1000」を用いて円形度を測定した。測定値を平均して、平均円形度を求めた。
重合性単量体中にイエロー顔料が分散した混合物(顔料分散液)の粘度は、ブルックフィールド社製のB型粘度計を用い、No.4のスピンドル、25℃の温度、60rpmの回転数の条件で測定した。該混合物の温度(液温)は、該混合物を入れた容器を、25℃の水槽に10分間以上浸漬することによって調整し、その後に測定を実施した。測定時間は、回転開始から1分後とし、そのときの粘度値を読んだ。
市販の非磁性一成分現像方式のプリンター〔正帯電有機感光体現像ドラム、24枚機(印字速度=24枚/分)〕にコピー用紙をセットし、現像装置にトナーを入れ、温度23℃及び相対湿度50%の環境下、1日放置した。その後、2×2ドットライン(幅約85μm)で連続して線画像を形成し、500枚毎に、印字評価システム(YA−MA社製、商品名「RT2000」)によって測定し、線画像の濃度分布データを採取した。
上記(5)で使用したプリンターに印字用紙をセットし、現像装置にトナーを130g入れた。このプリンターを用いて、1%印字濃度で19枚まで連続印字を行い、20枚目に白ベタ印字(0%印字濃度)を行って、現像後の感光体上における非画像部のトナーを粘着テープ〔住友スリーエム(株)製、商品名「スコッチメンディングテープ810−3−18」〕に付着させた。この粘着テープを新しい印字用紙に貼り付け、分光色差計〔日本電色工業(株)製、商品名「SE−2000」〕で色調を測定した。リファレンス(基準サンプル)として、未使用の粘着テープを印字用紙に貼り付け、同様に色調を測定した。それぞれの色調をL*a*b*空間の座標として表し、測定サンプルと基準サンプルの色調から色差ΔEを算出してカブリ値とした。この値が小さいほどカブリが少なく、画質が良好であることを示す。
市販の非磁性一成分現像方式のプリンター(24枚機)にコピー用紙をセットし、現像装置にトナーを入れ、温度23℃及び相対湿度50%(N/N)の環境下で一昼夜放置した。その後、ベタ印字時に現像ロール上に供給されるトナー量が0.4mg/cm2となる一点に固定して、5%印字濃度で初期から連続印字を行った。10枚目のコピー用紙にベタ印字を行い、マクベス式反射型画像濃度測定機を用いて、印字濃度を測定した。
重合性単量体としてスチレンとn−ブチルアクリレート(70部/20部)、第一級アミン化合物として1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン(三井ファイン社製、商品名:EDR−148)0.025部、イエロー顔料としてC.I.ピグメントイエロー155(クラリアント社製、商品名「Toner Yellow 3GP」)6部を、インライン型乳化分散機(株式会社荏原製作所製、商品名:エバラマイルダー)を用いて分散させて、重合性単量体混合物を得た。
第一級アミン化合物を、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンから1,6−ジアミノへキサン(東京化成工業社製)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、着色重合体粒子及びイエロートナーを得た。結果を表1に示す。
第一級アミン化合物を、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンから2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール(東京化成工業社製)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、着色重合体粒子及びイエロートナーを得た。結果を表1に示す。
第一級アミン化合物を、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンからビス(ヘキサメチレン)トリアミン(東京化成工業社製)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、着色重合体粒子及びイエロートナーを得た。結果を表1に示す。
第一級アミン化合物を、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンから1,4−ジアミノブタン(広栄化学工業社製)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、着色重合体粒子及びイエロートナーを得た。結果を表1に示す。
第一級アミン化合物を、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンからトリエチレンテトラミン(東京化成工業社製)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、着色重合体粒子及びイエロートナーを得た。結果を表2に示す。
第一級アミン化合物を、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンからチタネート型カップリング剤(味の素ファインテクノ社製、商品名:「KR44」)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、着色重合体粒子及びイエロートナーを得た。結果を表2に示す。
第一級アミン化合物を、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタンから1−(2−アミノエチル)−2−メチルイミダゾール(AMZ 四国化成社製)に代えたこと以外は、実施例1と同様にして、着色重合体粒子及びイエロートナーを得た。結果を表2に示す。
第一級アミン化合物を加えなかったこと以外は、実施例1と同様にイエロー顔料の分散を行った。重合性単量体混合物の粘度が高く、キャビテーションバブルが発生して、インライン型乳化分散機付属のホールディングタンクから別タンクへの移送に時間がかかった。
第一級アミン化合物の代わりに、特開2007−155861号公報に記載されたアルミニウムカップリング剤(アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート;味の素ファインテクノ株式会社製「プレンアクトAL−M」)に代えたこと以外は、実施例1と同様にイエロー顔料の分散を行った。分散重合性単量体混合物の粘度が高く、キャビテーションが発生して、インライン型乳化分散機付属のホールディングタンクから別タンクへの移送に時間がかかった。
A:1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン
B:1,6−ジアミノへキサン
C:2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール
D:ビス(ヘキサメチレン)トリアミン
E:1,4−ジアミノブタン
F:トリエチレンテトラミン
G:チタネート型カップリング剤(味の素ファインテクノ社製、商品名:「KR44」)
H:1−(2−アミノエチル)−2−メチルイミダゾール
Al−M:アルミニウムカップリング剤(アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート;味の素ファインテクノ株式会社製「プレンアクトAL−M」)
第一級アミン化合物を添加しないでイエロー顔料の分散を行った場合(比較例1)、及びアミノ基を持たないアルミニウムカップリング剤を添加してイエロー顔料の分散を行った場合(比較例2)には、キャビテーションバブルが発生し、得られたイエロートナーの特性も、細線再現性が十分ではなく、印字濃度もやや薄かった。
Claims (6)
- (1)重合性単量体とイエロー顔料を含有する混合物を分散機により分散処理して、該重合性単量体中にイエロー顔料が分散した重合性単量体混合物を調製する工程1であって、該混合物中に第一級アミン化合物を添加して、該第一級アミン化合物の存在下に分散処理を行う工程1;
(2)該重合性単量体混合物にトナー用添加剤を加えて、重合性単量体組成物を調製する工程2;
(3)該重合性単量体組成物を水系分散媒体中に分散させて、該重合性単量体組成物の液滴を形成する工程3;及び
(4)水系分散媒体中に液滴として分散している重合性単量体組成物を重合開始剤により重合して、イエロー着色重合体粒子を生成させる工程4;
を含むイエロートナーの製造方法であって、
(i)該重合性単量体が、芳香族ビニル単量体、アクリル酸の誘導体、及びメタクリル酸の誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の重合性単量体であり、
(ii)該イエロー顔料が、ジスアゾイエロー顔料であり、かつ、
(iii)該第一級アミン化合物が、下記式1
X−R1−NH2 …〔1〕
〔式中、Xは、水素原子、水酸基またはアミノ基である。R1は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる脂肪族型第一級アミン化合物であって、該脂肪族第一級アミン化合物が、脂肪族ジアミン、脂肪族ポリアミン、式1において、Xがアミノ基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物、または、式1において、Xが水酸基で、R 1 の構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されている第一級アミン化合物である脂肪族第一級アミン化合物、及び下記式3
Y−R4−NH2 …〔3〕
〔式中、Yは、炭素数1〜16のアルキル基または炭素数6〜16の芳香族基によって置換されていてもよい含窒素複素環である。R4は、炭素数2〜16のアルキレン基である。ただし、該アルキレン基は、その構成単位であるメチレン基の1個以上が−NH−または−O−によって置換されていてもよい。〕
で表わされる含窒素複素環型第一級アミン化合物
からなる群より選ばれる少なくとも一種の第一級アミン化合物であるイエロートナーの製造方法。 - 該工程1において、重合性単量体100重量部に対して、イエロー顔料1〜20重量部、及び第一級アミン化合物0.005〜1重量部を含有する混合物を分散機により分散処理する請求項1記載の製造方法。
- 該イエロー顔料が、日本工業規格JIS K5101に規定されている煮沸法により、その水性懸濁液のpH測定を行ったとき、6〜10の範囲内のpH値を示すイエロー顔料である請求項1または2記載の製造方法。
- 該イエロー顔料が、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー185、及びC.I.ピグメントイエロー213からなる群より選ばれる少なくとも一種のイエロー顔料である請求項1乃至3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 該工程1において、重合性単量体とイエロー顔料と第一級アミン化合物とを含有する混合物を分散処理して、25℃で測定した粘度が70〜2,000mPa・sの範囲内の重合性単量体混合物を調製する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の製造方法。
- 該工程4において、平均円形度が0.960〜0.995の範囲内のイエロー着色重合体粒子を生成させる請求項1乃至5のいずれか1項に記載の製造方法。
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