説明

赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法、赤外線吸収剤含有樹脂粒子および電子写真用トナー

【課題】 電子写真用トナーの母体粒子として用いた際の定着性に優れる赤外線吸収剤含有樹脂粒子を得る製造方法を提供すること。
【解決手段】 樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)と、有機微粒子(F)が分散媒体(B)に分散された分散液とを混合し、(B)中に(L)を分散させることにより、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着された樹脂粒子(I)を形成させ、次いで分散媒体(B)と溶剤(C)を除去する工程を含むことを特徴とする赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、赤外線吸収剤を含有する樹脂粒子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、樹脂粒子を定着させる方法としては、定着部材を圧接させて加熱および加圧することによる熱圧定着法(ヒートロール方式)がある。樹脂粒子を電子写真用トナーの母体粒子として使用する場合、この方式では、トナーにより画像形成された紙等の被印刷物を加熱ロール間に通して、トナーを被印刷物に熱圧着させるものであるため、定着部で目詰まりを起こす、または画像が押しつぶされることにより解像度が低下する、被印刷物の種類が限られる等の問題を有する。
また、上述のような問題を改良するものとして、赤外線吸収剤をトナー中に含有させ、キセノンフラッシュランプの光、特に赤外光をトナー中の赤外線吸収剤が吸収することで溶融し定着する方法であるフラッシュ定着方式が提案されているが(例えば特許文献1参照)、定着性が必ずしも十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2000−147824号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の解決課題は、電子写真用トナーの母体粒子として用いた際の定着性に優れた赤外線吸収剤含有樹脂粒子を得る製造方法を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明によれば、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)と、有機微粒子(F)が分散媒体(B)に分散された分散液とを混合し、(B)中に(L)を分散させることにより、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着された樹脂粒子(I)を形成させ、次いで分散媒体(B)と溶剤(C)を除去する工程を含むことを特徴とする赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法が提供され、上記課題が解決される。
【0006】
また、本発明によれば、上記の製造方法により得られた赤外線吸収剤含有樹脂粒子が提供される。
【0007】
さらに、本発明によれば、上記の製造方法により得られた赤外線吸収剤含有樹脂粒子を含有する電子写真用トナーが提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法によれば、電子写真用トナーの母体粒子として用いた際の定着性に優れ、粒度分布が十分狭い赤外線吸収剤含有樹脂粒子を得る事ができる。また、粒度分布が狭い樹脂粒子を安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】赤外線吸収剤含有樹脂粒子の作成に用いた実験装置である。
【0010】
以下に本発明を詳述する。
樹脂(G)としては、熱可塑性樹脂(G1)、該熱可塑性樹脂を微架橋した樹脂(G2)、および熱可塑性樹脂を海成分、硬化樹脂を島成分とするポリマーブレンド(G3)が挙げられ、2種以上を併用しても差し支えない。
熱可塑性樹脂(G1)としては、例えばビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の分散体が得られやすいという観点からビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂およびそれらの併用である。
【0011】
ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合または共重合したポリマーである。ビニルモノマーとしては、下記(1)〜(10)が挙げられる。
(1)ビニル炭化水素:
(1−1)脂肪族ビニル炭化水素:アルケン類、例えばエチレン、プロピレン、前記以外のα−オレフィン等;アルカジエン類、例えばブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン。
(1−2)脂環式ビニル炭化水素:モノ−もしくはジ−シクロアルケンおよびアルカジエン類、例えば(ジ)シクロペンタジエン等;テルペン類、例えばピネン等。
(1−3)芳香族ビニル炭化水素:スチレンおよびそのハイドロカルビル(アルキル、シクロアルキル、アラルキルおよび/またはアルケニル)置換体、例えばα−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン等;およびビニルナフタレン。
(2)カルボキシル基含有ビニルモノマー及びその塩:炭素数3〜30の不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸ならびにその無水物およびそのモノアルキル(炭素数1〜24)エステル、例えば(メタ)アクリル酸、(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、桂皮酸等のカルボキシル基含有ビニルモノマー。
(3)スルホン基含有ビニルモノマー、ビニル硫酸モノエステル化物及びこれらの塩:炭素数2〜14のアルケンスルホン酸、例えばビニルスルホン酸;およびその炭素数2〜24のアルキル誘導体、例えばα−メチルスチレンスルホン酸等;スルホ(ヒドロキシ)アルキル−(メタ)アクリレートもしくは(メタ)アクリルアミド、例えば、スルホプロピル(メタ)アクリレート、および硫酸エステルもしくはスルホン酸基含有ビニルモノマー;ならびそれらの塩等。
(4)燐酸基含有ビニルモノマー及びその塩:(メタ)アクリロイルオキシアルキル(C1〜C24)燐酸モノエステル、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリロイルホスフェート、フェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数1〜24)ホスホン酸類、例えば2−アクリロイルオキシエチルホスホン酸。なお、上記(2)〜(4)の塩としては、例えばアルカリ金属塩(ナトリウム塩、カリウム塩等)、アルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)、アンモニウム塩、アミン塩もしくは4級アンモニウム塩が挙げられる。
(5)ヒドロキシル基含有ビニルモノマー: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、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、庶糖アリルエーテル等。
(6)含窒素ビニルモノマー:
(6−1)アミノ基含有ビニルモノマー:アミノエチル(メタ)アクリレート等、
(6−2)アミド基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド等、
(6−3)ニトリル基含有ビニルモノマー:(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアクリレート等、
(6−4)4級アンモニウムカチオン基含有ビニルモノマー: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、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、
(6−5)ニトロ基含有ビニルモノマー:ニトロスチレン等。
(7)エポキシ基含有ビニルモノマー:グルシジル(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、p−ビニルフェニルフェニルオキサイド等。
(8)ハロゲン元素含有ビニルモノマー: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、クロルスチレン、ブロムスチレン、ジクロルスチレン、クロロメチルスチレン、テトラフルオロスチレン、クロロプレン等。
(9)ビニルエステル、ビニル(チオ)エーテル、ビニルケトン、ビニルスルホン類:
(9−1)ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、ビニルブチレート、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルフタレート、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメタクリレート、メチル4−ビニルベンゾエート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ビニルメトキシアセテート、ビニルベンゾエート、エチルα−エトキシアクリレート、炭素数1〜50のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート[メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等]、ジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数2〜8の、直鎖、分枝鎖もしくは脂環式の基である)、ポリ(メタ)アリロキシアルカン類[ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシエタン、テトラアリロキシプロパン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等]等、ポリアルキレングリコール鎖を有するビニルモノマー[ポリエチレングリコール(分子量300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)モノアクリレート、メチルアルコールエチレンオキサイド10モル付加物(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド30モル付加物(メタ)アクリレート等]、ポリ(メタ)アクリレート類[多価アルコール類のポリ(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、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等]等、
(9−2)ビニル(チオ)エーテル、例えばビニルメチルエーテル等、
(9−3)ビニルケトン、例えばビニルメチルケトン等。
(10)その他のビニルモノマー:イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、m−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート等。
【0012】
ビニルモノマーの共重合体としては、上記(1)〜(10)の任意のモノマー同士を任意の割合で共重合したポリマーが挙げられるが、例えばスチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸、ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−スチレンスルホン酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等が挙げられる。
【0013】
ポリエステル樹脂としては、ポリオールと、ポリカルボン酸(その酸無水物、その低級アルキルエステルを含む)との重縮合物などが挙げられる。ポリオールとしてはジオール(11)および3価以上のポリオール(12)が挙げられ、ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸(13)および3価以上のポリカルボン酸(14)が挙げられる。
ポリオールとポリカルボン酸の反応比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/1、さらに好ましくは1.5/1〜1/1、とくに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
【0014】
ジオール(11)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;その他、ポリラクトンジオール(ポリε−カプロラクトンジオールなど)、ポリブタジエンジオールなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。
【0015】
3価以上のポリオール(12)としては、3〜8価またはそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);トリスフェノール類(トリスフェノールPAなど);ノボラック樹脂(フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記トリスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物;上記ノボラック樹脂のアルキレンオキサイド付加物、アクリルポリオール[ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートと他のビニルモノマーの共重合物など]などが挙げられる。
【0016】
ジカルボン酸(13)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデセニルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);炭素数8以上の分岐アルキレンジカルボン酸[ダイマー酸、アルケニルコハク酸(ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸、オクタデセニルコハク酸など)、アルキルコハク酸(デシルコハク酸、ドデシルコハク酸、オクタデシルコハク酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。
【0017】
3価以上(3〜6価又はそれ以上)のポリカルボン酸(14)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。
【0018】
なお、ジカルボン酸(13)または3価以上のポリカルボン酸(14)としては、上述のものの酸無水物または低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。
【0019】
ポリウレタン樹脂としては、ポリイソシアネート(15)と活性水素基含有化合物(D){水、ポリオール[前記ジオール(11)および3価以上のポリオール(12)]、ジカルボン酸(13)、3価以上のポリカルボン酸(14)、ポリアミン(16)、ポリチオール(17)等}との重付加物などが挙げられる。
【0020】
ポリイソシアネート(15)としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ポリイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ポリイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ポリイソシアネートおよびこれらのポリイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物など)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
上記芳香族ポリイソシアネートの具体例としては、1,3−および/または1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−および/または2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、2,4’−および/または4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などが挙げられる。
上記脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)などが挙げられる。
上記脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)などが挙げられる。
上記芳香脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などが挙げられる。
また、上記ポリイソシアネートの変性物には、ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物などが挙げられる。具体的には、変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDIなど)、ウレタン変性TDIなどのポリイソシアネートの変性物およびこれらの2種以上の混合物[たとえば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が含まれる。
これらのうちで好ましいものは6〜15の芳香族ポリイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ポリイソシアネート、および炭素数4〜15の脂環式ポリイソシアネートであり、とくに好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、およびIPDIである。
【0021】
ポリアミン(16)の例としては、下記のものが挙げられる。
・脂肪族ポリアミン類(C2〜C18):
〔1〕脂肪族ポリアミン{C2〜C6アルキレンジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、及びヘキサメチレンジアミンなど)、ポリアルキレン(C2〜C6)ポリアミン〔ジエチレントリアミンなど〕}
〔2〕これらのアルキル(C1〜C4)またはヒドロキシアルキル(C2〜C4)置換体〔ジアルキル(C1〜C3)アミノプロピルアミンなど〕
〔3〕脂環または複素環含有脂肪族ポリアミン〔3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど〕
〔4〕芳香環含有脂肪族アミン類(C8〜C15)(キシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミンなど)、
・脂環式ポリアミン(C4〜C15):1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4´−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)など、
・芳香族ポリアミン類(C6〜C20):
〔1〕非置換芳香族ポリアミン〔1,2−、1,3−および1,4−フェニレンジアミンなど;核置換アルキル基〔メチル、エチル、n−およびi−プロピル、ブチルなどのC1〜C4アルキル基)を有する芳香族ポリアミン、たとえば2,4−および2,6−トリレンジアミンなど〕、およびこれらの異性体の種々の割合の混合物
〔2〕核置換電子吸引基(Cl、Br、I、Fなどのハロゲン;メトキシ、エトキシなどのアルコキシ基;ニトロ基など)を有する芳香族ポリアミン〔メチレンビス−o−クロロアニリンなど〕
〔3〕2級アミノ基を有する芳香族ポリアミン〔上記(4)〜(6)の芳香族ポリアミンの−NH2の一部または全部が−NH−R´(R´はメチル、エチルなどの低級アルキル基で置換したもの〕〔4,4´−ジ(メチルアミノ)ジフェニルメタン、1−メチル−2−メチルアミノ−4−アミノベンゼンなど〕、
・複素環式ポリアミン(C4〜C15):ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、1,4ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジンなど、
・ポリアミドポリアミン:ジカルボン酸(ダイマー酸など)と過剰の(酸1モル当り2モル以上の)ポリアミン類(上記アルキレンジアミン,ポリアルキレンポリアミンなど)との縮合により得られる低分子量ポリアミドポリアミンなど、
・ポリエーテルポリアミン:ポリエーテルポリオール(ポリアルキレングリコールなど)のシアノエチル化物の水素化物など。
【0022】
ポリチオール(17)としては、エチレンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオールなどが挙げられる。
【0023】
エポキシ樹脂としては、ポリエポキシド(18)の開環重合物、ポリエポキシド(18)と活性水素基含有化合物(D){水、ポリオール[前記ジオール(11)および3価以上のポリオール(12)]、ジカルボン酸(13)、3価以上のポリカルボン酸(14)、ポリアミン(16)、ポリチオール(17)等}との重付加物、またはポリエポキシド(18)とジカルボン酸(13)または3価以上のポリカルボン酸(14)の酸無水物との硬化物などが挙げられる。
【0024】
ポリエポキシド(18)としては、分子中に2個以上のエポキシ基を有していれば、特に限定されない。ポリエポキシド(18)として好ましいものは、硬化物の機械的性質の観点から分子中にエポキシ基を2〜6個有するものである。ポリエポキシド(18)のエポキシ当量(エポキシ基1個当たりの分子量)は、好ましくは65〜1000であり、さらに好ましくは90〜500である。エポキシ当量が1000以下であると、架橋構造が密になり硬化物の耐水性、耐薬品性、機械的強度等の物性が向上し、一方、エポキシ当量が65以上のものは、合成するのが容易である。
【0025】
ポリエポキシド(18)の例としては、芳香族系ポリエポキシ化合物、複素環系ポリエポキシ化合物、脂環族系ポリエポキシ化合物あるいは脂肪族系ポリエポキシ化合物が挙げられる。芳香族系ポリエポキシ化合物としては、多価フェノール類のグリシジルエーテル体およびグリシジルエステル体、グリシジル芳香族ポリアミン、並びに、アミノフェノールのグリシジル化物等が挙げられる。多価フェノールのグリシジルエーテル体としては、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等が挙げられる。多価フェノールのグリシジルエステル体としては、フタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、テレフタル酸ジグリシジルエステル等が挙げられる。グリシジル芳香族ポリアミンとしては、N,N−ジグリシジルアニリン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルキシリレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラグリシジルジフェニルメタンジアミン等が挙げられる。さらに、前記芳香族系ポリエポキシ化合物として、P−アミノフェノールのトリグリシジルエーテル、トリレンジイソシアネートまたはジフェニルメタンジイソシアネートとグリシドールとの付加反応によって得られるジグリシジルウレタン化合物、前記2反応物にポリオールも反応させて得られるグリシジル基含有ポリウレタン(プレ)ポリマー、およびビスフェノールAのアルキレンオキシド(エチレンオキシドまたはプロピレンオキシド)付加物のジグリシジルエーテル体も含む。複素環系ポリエポキシ化合物としては、トリスグリシジルメラミンが挙げられる。脂環族系ポリエポキシ化合物としては、ビニルシクロヘキセンジオキシド等が挙げられる。また、脂環族系ポリエポキシ化合物としては、前記芳香族系ポリエポキシド化合物の核水添化物も含む。脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体、多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体、およびグリシジル脂肪族アミンが挙げられる。多価脂肪族アルコールのポリグリシジルエーテル体としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。多価脂肪酸のポリグリシジルエステル体としては、ジグリシジルオキサレート、ジグリシジルマレート、ジグリシジルスクシネート、ジグリシジルグルタレート、ジグリシジルアジペート、ジグリシジルピメレート等が挙げられる。グリシジル脂肪族アミンとしては、N,N,N’,N’−テトラグリシジルヘキサメチレンジアミンが挙げられる。また、脂肪族系ポリエポキシ化合物としては、ジグリシジルエーテル、グリシジル(メタ)アクリレートの(共)重合体も含む。これらのうち、好ましいのは、脂肪族系ポリエポキシ化合物および芳香族系ポリエポキシ化合物である。ポリエポキシドは、2種以上併用しても差し支えない。
【0026】
熱可塑性樹脂を微架橋した樹脂(G2)とは、架橋構造を導入させ樹脂(G)のTgが20〜200℃である樹脂を言うものとする。かかる架橋構造は、共有結合性、配位結合性、イオン結合性、水素結合性等、いずれの架橋形態であってもよい。具体例としては、例えば樹脂(G2)としてポリエステルを選択する場合、重合時にポリオールとポリカルボン酸のいずれか、あるいは両方に3官能以上の官能基数を有するものを使用することにより架橋構造を導入することができる。また樹脂(G2)としてビニル樹脂を選択する場合、重合時に二重結合を2つ以上有するモノマーを添加することにより、架橋構造を導入することができる。
【0027】
熱可塑性樹脂を海成分、硬化樹脂を島成分とするポリマーブレンド(G3)としては、Tgが20〜200℃、且つ軟化開始温度が40〜220℃であるもの、具体的にはビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの混合物が挙げられる。
【0028】
樹脂(G)の数平均分子量(GPCにて測定、以下Mnと略記する。)は、好ましくは1000〜500万、より好ましくは2,000〜500,000、溶解性パラメーター(SP値、詳細は後述する。)は、好ましくは7〜18、より好ましくは8〜16、特に好ましくは9〜14である。また、樹脂粒子(I)の熱特性を改質したい場合には、樹脂(G2)又は樹脂(G3)を使用するとよい。
【0029】
本発明において、樹脂(G)のMnは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて以下の条件で測定される。
装置(一例) : 東ソー(株)製 HLC−8120
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(テトラヒドロフラン)溶液
溶液注入量 : 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 東ソー製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000)
【0030】
樹脂(G)のガラス転移温度(Tg)は好ましくは20℃〜200℃、より好ましくは40℃〜150℃である。20℃以上では粒子の保存安定性が良好である。なお、本発明におけるTgは、DSC測定から求められる値である。
【0031】
樹脂(G)の軟化開始温度は、好ましくは40℃〜220℃、より好ましくは50℃〜200℃である。40℃以上では長期の保存性が良好である。220℃以下では定着温度が上昇せず問題がない。なお、本発明における軟化開始温度は、フローテスター測定から求められる値である。
【0032】
赤外線吸収剤(A)としては、波長650nm以上1300nm以下の範囲に吸収極大波長λmaxを有するものであれば特に制限されずに用いることができ、従来公知のものが使用可能である。
【0033】
赤外線吸収剤(A)としては、例えば酸化インジウム系金属酸化物、酸化スズ系金属酸化物、酸化亜鉛系金属酸化物、スズ酸カドミウム、特定のアミド化合物、ランタノイド系化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、ベンゼンチオール系金属錯体、メルカプトフェノール系金属錯体、芳香族ジアミン系金属錯体、ジイモニウム化合物、アミニウム化合物、ニッケル錯体化合物、フタロシアニン系化合物、アントラキノン系化合物、ナフタロシアニン系化合物等が挙げられる。これらは単独で用いても、混合して用いてもよい。
【0034】
具体的には、ニッケル金属錯体系赤外線吸収剤(三井化学社製:SIR−130、SIR−132)、ビス(ジチオベンジル)ニッケル(みどり化学社製:MIR−101)、ビス[1,2−ビス(p−メトキシフェニル)−1,2−エチレンジチオレート]ニッケル(みどり化学社製:MIR−102)、テトラ−n−ブチルアンモニウムビス(シス−1,2−ジフェニル−1,2−エチレンジチオレート)ニッケル(みどり化学社製:MIR−1011)、テトラ−n−ブチルアンモニウムビス[1,2−ビス(p−メトキシフェニル)−1,2−エチレンジチオレート]ニッケル(みどり化学社製:MIR−1021)、ビス(4−tert−1,2−ブチル−1,2−ジチオフェノレート)ニッケル−テトラ−n−ブチルアンモニウム(住友精化社製:BBDT−NI)、シアニン系赤外線吸収剤(富士フィルム社製:IRF−106、IRF−107)、シアニン系赤外線吸収剤(山本化成社製、YKR2900)、アミニウム、ジイモニウム系赤外線吸収剤(長瀬ケムテック社製:NIR−AM1、IM1)、イモニウム化合物(日本カーリット社製:CIR−1080、CIR−1081)、アミニウム化合物(日本カーリット社製:CIR−960、CIR−961)、アントラキノン系化合物(日本化薬社製:IR−750)、アミニウム系化合物(日本化薬社製:IRG−002、IRG−003、IRG−003K)、ポリメチン系化合物(日本化薬社製:IR−820B)、ジイモニウム系化合物(日本化薬社製:IRG−022、IRG−023)、ジアニン化合物(日本化薬社製:CY−2、CY−4、CY−9)、可溶性フタロシアニン(日本触媒社製:TX−305A)、ナフタロシアニン(山本化成社製:YKR5010)等が挙げられる。
【0035】
赤外線吸収剤(A)の使用量は、樹脂(G)に対し、0.02重量%以上3.0重量%以下であることが好ましく、0.05重量%以上2.5重量%以下であることがさらに好ましい。赤外線吸収剤(A)の含有率が0.02重量%未満であると、赤外線を照射したときの赤外線吸収剤の吸収による発熱量が少なくなるので、電子写真用トナーとして使用する場合、定着性が低下するおそれがある。赤外線吸収剤(A)の含有率が3.0重量%を超えると、赤外線吸収剤による可視光線の吸収量が多くなるおそれがあり、電子写真用トナーとして使用する場合、形成される画像の彩度が低下するおそれがある。
【0036】
溶剤(C)の溶解性パラメーター(SP値)は9〜16〔(cal/cm312、以下同じ〕が好ましく、さらに好ましくは10〜15である。SP値とは、下記に示した様に、凝集エネルギー密度と分子容の比の平方根で表されるものである。
SP=(△E/V)1/2
ここで△Eは凝集エネルギー密度を表す。Vは分子容を表し、その値は、ロバート エフ.フェドールス(Robert F.Fedors)らの計算によるもので、例えばポリマー エンジニアリング アンド サイエンス(Polymer engineering and science)第14巻、147〜154頁に記載されている。
【0037】
溶剤(C)の具体例としては、例えば、ケトン溶剤(アセトン、メチルエチルケトン等)、エーテル溶剤(テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、環状エーテル等)、エステル溶剤(酢酸エステル、ピルビン酸エステル、2−ヒドロキシイソ酪酸エステル、乳酸エステル等)、アミド溶剤(ジメチルホルムアミド等)、アルコール類(メタノール、エタノール、フッ素含有アルコール等)、芳香族炭化水素溶剤(トルエン、キシレン等)、および脂肪族炭化水素溶剤(オクタン、デカン等)などが挙げられる。これらの溶剤の2種以上の混合溶剤、または、これらの有機溶剤と水との混合溶剤を用いることもできる。
【0038】
粒子形成のし易さの観点から、単一溶剤としては、環状エーテル、ピルビン酸エステル、エチレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、2−ヒドロキシイソ酪酸エステル、乳酸エステル、フッ素含有アルコールが好ましい。
上記環状エーテルとしては、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等が挙げられる。
ピルビン酸エステルとしては、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル等が挙げられる。
エチレングリコールモノアルキルエーテルとしては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。
プロピレングリコールモノアルキルエーテルとしては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。
2−ヒドロキシイソ酪酸エステルとしては、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル等が挙げられる。
乳酸エステルとしては、乳酸メチル、乳酸エチル等が挙げられる。
フッ素含有アルコールとしては、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール、トリフルオロエタノール等が挙げられる。
また、混合溶剤としては、アセトンとメタノールと水の混合溶剤、アセトンとメタノールの混合溶剤、アセトンとエタノールの混合溶剤、アセトンと水の混合溶剤、メチルエチルケトンと水の混合溶剤が好ましい。
【0039】
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)は、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)を溶剤(C)に溶解または分散させて製造する。溶解液または分散液(L)の重量に対して樹脂(G)の濃度は、好ましくは10〜90重量%、さらに好ましくは20〜80重量%である。
【0040】
溶解液または分散液(L)は、分散媒体(B)中に分散するため、適度な粘度であることが好ましく、粒度分布の観点から、25℃において、好ましくは100Pa・s以下、さらに好ましくは10Pa・s以下である。樹脂(G)の(B)への溶解度は、好ましくは3%以下、さらに好ましくは1%以下である。
【0041】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法に用いる有機微粒子(F)は、分散媒体(B)に分散し、樹脂粒子(H)表面に固着し得るものであればよい。
【0042】
有機微粒子(F)を構成する樹脂(f)としては、結晶性樹脂(f1)および非結晶性樹脂(f2)から選ばれる少なくとも1種を用いる。非結晶性樹脂(f2)としては、架橋性の非結晶性樹脂が好ましい。これらの中では、結晶性樹脂(f1)が好ましい。
【0043】
結晶性樹脂(f1)の融点は、50〜110℃が好ましく、さらに好ましくは55〜100℃、とくに好ましくは60〜90℃である。結晶性樹脂(f1)の融点が50℃以上であれば樹脂粒子(I)が長期間の保管でもブロッキングしにくい。110℃以下であれば電子写真用トナーとして用いた場合には低温定着性が良好である。融点の測定は示差走査熱量測定(以下、DSCと記載する。)における吸熱ピークより求めることができる。
【0044】
結晶性樹脂(f1)の結晶化度は、分散媒体(B)による膨潤抑制、及び樹脂粒子(H)への吸着性の観点より、好ましくは20〜95%であり、より好ましくは30〜80%である。結晶化度は、DSCを用いて吸熱ピークの面積から融解熱量〔ΔHm(J/g)〕を求め、測定されたΔHmに基づき以下の式により結晶化度(%)を算出する。
結晶化度=(ΔHm/a)×100
上式中、aは結晶化度が100%となるように外挿した場合の融解熱量である。
【0045】
結晶性樹脂(f1)のMnは、樹脂弾性の観点より、好ましくは1000以上であり、更に好ましくは1500以上、特に好ましくは2000以上である。また、溶融粘度の観点より、好ましくは1000000以下であり、更に好ましくは500000以下、特に好ましくは300000以下である。
【0046】
結晶性樹脂(f1)の組成は特に限定されないが、好ましい具体例としては、例えば、脂肪族もしくは芳香族ポリエステル、脂肪族ポリウレタン及び/又はポリウレア、アルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂、(メタ)アクリロニトリルと結晶性ビニルモノマーを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂(f14)、結晶性ポリオレフィン(f15)等が挙げられる。
【0047】
脂肪族もしくは芳香族ポリエステルとしては、前記ジオール(11)、ジカルボン酸(13)を使用することができ、特に炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジオールと炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジカルボン酸を必須構成単位とし、かつ、該ジオールのアルキレン鎖の炭素数と該ジカルボン酸のアルキレン鎖の炭素数の合計数が10〜52であり、必要により炭素数6〜30の芳香族ジカルボン酸を構成単位とする結晶性ポリエステル(f11)が好ましい。
保存安定性の観点から、上記ジオールのアルキレン鎖の炭素数と上記ジカルボン酸のアルキレン鎖の炭素数の合計数が、10以上が好ましく、更に好ましくは12以上であり、特に好ましくは14以上である。また、定着性の観点から、52以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。
【0048】
上記炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジオールのアルキレン鎖の炭素数は、結晶性の観点から、2以上が好ましく、更に好ましくは3以上であり、特に好ましくは4以上である。また、定着性の観点から50以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。直鎖脂肪族ジオールとして好ましいものは、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、及び1,10−デカンジオールである。
炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジカルボン酸のアルキレン鎖の炭素数は、結晶性の観点から、2以上が好ましく、更に好ましくは3以上であり、特に好ましくは4以上である。また、定着性の観点から50以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。直鎖脂肪族ジカルボン酸として好ましいものは、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、及びオクタデカンジカルボン酸である。
また、芳香族ポリエステルの保存安定性の観点から、芳香族ジカルボン酸の炭素数は6〜30が好ましく、更に好ましくは8〜24あり、特に好ましくは8〜20である。炭素数6〜30の芳香族ジカルボン酸として好ましいものは、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、及びナフタレンジカルボン酸である。
【0049】
また、芳香族ポリエステルの場合は、樹脂強度の観点から、ジカルボン酸は直鎖脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸の併用が好ましく、直鎖脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸の合計に対する芳香族ジカルボン酸の比率は、好ましくは90重量以下、更に好ましくは1〜85重量%、特に好ましくは3〜80重量%である。
【0050】
脂肪族ポリウレタン及び/又はポリウレアとしては、前記ジオール(11)、ジアミン〔前記ポリアミン(16)のうち2価のもの〕、及びジイソシアネート〔前記ポリイソシアネート(15)のうち2価のもの〕を使用することができ、特に炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジオール及び/又は炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジアミンと、炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジイソシアネートを必須構成単位とし、かつ、該ジオール及び/又はジアミンのアルキレン鎖の平均炭素数と該ジイソシアネートのアルキレン鎖の炭素数の合計数が10〜52である結晶性ポリウレタン及び/又はポリウレア(a12)が好ましい。
なお、炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジオールと前記ジカルボン酸(13)とを反応させて得られるポリエステルジオールと炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジイソシアネートから得られるポリウレタンも(a12)に含まれる。
脂肪族ポリウレタン及び/又はポリウレアは、保存安定性の観点から、ジオール及び/又はジアミンのアルキレン鎖の炭素数(ジオールとジアミンの混合物を使用する場合は、その重量比で平均されたアルキレン鎖の炭素数)とジイソシアネートのアルキレン鎖の炭素数の合計数が、10以上が好ましく、更に好ましくは12以上であり、特に好ましくは14以上である。また、定着性の観点から、52以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。
【0051】
上記炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジオールの、アルキレン鎖の好ましい炭素数、及び好ましい具体例は、結晶性ポリエステル(a11)における場合と同様である。
上記炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジアミンのアルキレン鎖の炭素数は、結晶性の観点から、2以上が好ましく、更に好ましくは3以上であり、特に好ましくは4以上である。また、定着性の観点から50以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。直鎖脂肪族ジアミンとして好ましいものは、テトラメチレンジアミン、及びヘキサメチレンジアミンである。
また、上記炭素数2〜50のアルキレン鎖を有する直鎖脂肪族ジイソシアネートのアルキレン鎖の炭素数は、結晶性の観点から、2以上が好ましく、更に好ましくは3以上であり、特に好ましくは4以上である。また、定着性の観点から50以下が好ましく、更に好ましくは45以下であり、特に好ましくは40以下、最も好ましくは30以下である。直鎖脂肪族ジイソシアネートとして好ましいものは、テトラメチレンジイソシアネート、及びヘキサメチレンジイソシアネートである。
【0052】
アルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂としては、アルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂(f13)が好ましい。保存安定性の観点から、そのアルキル基の炭素数は、12以上であることが好ましく、更に好ましくは14以上であり、特に好ましくは18以上である。また、定着性の観点から、50以下が好ましく、更に好ましくは40以下であり、特に好ましくは30以下である。保存安定性の観点からアルキル基は直鎖が好ましい。アルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレートとして好ましいものは、オクタデシル(メタ)アクリレート、エイコシル(メタ)アクリレート、及びベヘニルアクリレートである。
アルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂は、アルキル(メタ)アクリレートの単独重合体でも、他の単量体との共重合体でもよい。他の単量体としては、酸性官能基を有する単量体(例えば、カルボキシル基含有ビニルモノマー、スルホン基含有ビニルモノマー等前記ビニルモノマーを適宜選択することができる。
結晶性ビニル樹脂(f13)中のアルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレートの構成単位の含有量は、好ましくは40重量%以上、更に好ましくは45重量%以上、とくに好ましくは60重量%以上である。
【0053】
(メタ)アクリロニトリルと結晶性ビニルモノマーを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂(f14)としては、樹脂粒子への付着性の観点から、(メタ)アクリロニトリルの構成単位の含有量が0.01〜40重量%であることが好ましく、更に好ましくは0.05〜35重量%であり、特に好ましくは0.1〜30重量%である。
併用する結晶性ビニルモノマーとしては、結晶性のビニル樹脂が形成され得るものであれば特に限定されないが、上記のアルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレート、及びエチレン等が挙げられる。
【0054】
結晶性ポリオレフィン(f15)としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
【0055】
脂肪族もしくは芳香族ポリエステルの製造方法としては、低分子ポリオールおよび/またはMnが1000以下のポリアルキレンエーテルジオールとポリカルボン酸とを反応させる方法、ラクトンの開環重合による方法、低分子ジオールと低級アルコール(メタノールなど)の炭酸ジエステルとを反応させる方法などの公知の製造方法が挙げられる。
【0056】
脂肪族ポリウレタン及び/又はポリウレアの製造方法としては、低分子ポリオール(上記の方法で得られるポリエステルポリオールを含む)及び/又は低分子量ジアミンとジイソシアネートを反応させる方法などの公知の製造方法が挙げられる。
【0057】
アルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂、および(メタ)アクリロニトリルと結晶性ビニルモノマーを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂の製造方法としては、溶液重合、塊状重合、懸濁重合などの公知のビニルモノマーの重合法が挙げられる。
【0058】
ポリオレフィンの製造方法としては、付加重合等の公知の重合法が挙げられる。
【0059】
結晶性樹脂(f1)の中で、特に好ましいものは、(f11)、(f12)、(f13)、および(f14)であり、最も好ましくは(f13)である。
【0060】
非結晶性樹脂(f2)としては、例えばビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド、ポリイミド、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート、セルロース及びこれらの混合物等が挙げられる。非結晶性樹脂(f2)の具体例としては、前記樹脂(G)と同様のもの等が挙げられる。非結晶性樹脂(f2)としては、架橋性の非結晶性樹脂が好ましい。
(f2)の組成は特に限定されず、通常用いられている樹脂でよい。
例えば、架橋性ビニル樹脂としては、2個以上のビニル重合性官能基を有するビニルモノマー(ジビニルベンゼン等)を含むビニルモノマーの共重合体等が挙げられる。
架橋性ポリエステル樹脂としては、ポリオールとポリカルボン酸の重縮合物であって、ポリオール及び/又はポリカルボン酸の少なくとも一部として、前記3価以上のポリオール(12)及び/又は3価以上のポリカルボン酸(14)を用いて得られるポリエステル樹脂等が挙げられる。
同様に、他の樹脂の場合も架橋性のモノマーを少なくとも一部用いて得られる樹脂がより好ましい。
【0061】
有機微粒子(F)として、結晶性樹脂(f1)と非結晶性樹脂(f2)を併用してもよい。(f1)と(f2)の混合物の融点は、50〜150℃であることが好ましい。(f2)の含有量は、(f1)と(f2)の合計重量に対して、0〜50重量%であることが好ましい。また非結晶性樹脂(f2)を結晶性樹脂(f1)で被覆した微粒子であってもよい。
【0062】
結晶性樹脂(f1)および/または非結晶性樹脂(f2)を含有する有機微粒子(F)の製法はいかなる製法であってもよいが、具体例としては、乾式で製造する方法〔有機微粒子(F)を構成する樹脂(f)をジェットミル等の公知の乾式粉砕機により乾式粉砕する方法〕、湿式で製造する方法〔(f)の粉末を有機溶剤中に分散し、ビーズミルやロールミル等の公知の湿式分散機により湿式粉砕する方法、(f)の溶剤溶液をスプレードライヤー等により噴霧乾燥する方法、(f)の溶剤溶液を貧溶媒添加や冷却によって過飽和させ析出させる方法、(f)の溶剤溶液を水あるいは有機溶剤中に分散する方法、(f)の前駆体を水中で乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、シード重合法、懸濁重合法等により重合させる方法、(f)の前駆体を有機溶剤中で分散重合等により重合させる方法〕が挙げられる。また上記方法により非結晶性樹脂(f2)の有機微粒子(F’)を合成した後、公知のコーティング法、シード重合法、メカノケミカル法等により、結晶性樹脂(f1)を(F’)表面に形成してもよい。これらのうち、有機微粒子(F)の製造しやすさの観点から、湿式で製造する方法が好ましく、さらに好ましくは、析出させる方法、乳化重合法、分散重合である。
【0063】
有機微粒子(F)はそのまま用いてもよく、また樹脂粒子(H)への吸着性を持たせたり、樹脂粒子(I)の粉体特性や電気特性を改質するために、例えばシラン系、チタネート系、アルミネート系等のカップリング剤による表面処理、各種界面活性剤による表面処理、ポリマーによるコーティング処理等により表面改質されていてもよい。有機微粒子(F)及び樹脂粒子(H)のいずれか一方が、少なくともその表面に酸性官能基を有し、他の一方が少なくともその表面に塩基性官能基を有することが好ましい。
【0064】
有機微粒子(F)及び樹脂粒子(H)はその内部に酸性官能基又は塩基性官能基を有していてもよい。酸性官能基としてはカルボン酸基、スルホン酸基等が挙げられる。塩基性官能基としては第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基等が挙げられる。
【0065】
有機微粒子(F)及び樹脂粒子(H)は少なくともその表面に酸性官能基又は塩基性官能基を付与するために、結晶性樹脂(f1)、樹脂(G)として酸性官能基又は塩基性官能基を有する樹脂を使用してもよいし、有機微粒子(F)及び樹脂粒子(H)にこれら官能基を付与するために表面処理してもよい。
【0066】
酸性官能基を有する結晶性樹脂(f1)としては、酸価を有する脂肪族ポリエステル、酸性官能基を有する単量体(例えば、前記カルボキシル基含有ビニルモノマー、スルホン基含有ビニルモノマーなど)を共重合したビニル樹脂等が挙げられる。
【0067】
塩基性官能基を有する結晶性樹脂(f1)としては、塩基性官能基を有する単量体(例えば、前記アミノ基含有ビニルモノマーなど)を共重合したビニル樹脂等が挙げられる。
【0068】
有機微粒子(F)の製法はいかなる製法であってもよいが、具体例としては、乾式で製造する方法〔有機微粒子(F)を構成する樹脂(f)をジェットミル等の公知の乾式粉砕機により乾式粉砕する方法〕、湿式で製造する方法〔樹脂(f)の粉末を有機溶剤中に分散し、ビーズミルやロールミル等の公知の湿式分散機により湿式粉砕する方法、(f)の溶剤溶液をスプレードライヤー等により噴霧乾燥する方法、(f)の溶剤溶液を貧溶剤添加や冷却によって過飽和させ析出させる方法、(f)の溶剤溶液を水あるいは有機溶剤中に分散する方法、(f)の前駆体を水中で乳化重合法、ソープフリー乳化重合法、シード重合法、懸濁重合法等により重合させる方法、(f)の前駆体を有機溶剤中で分散重合等により重合させる方法〕が挙げられる。
有機微粒子(F)の体積平均粒径は、好ましくは0.01〜0.5μm、特に好ましくは0.015〜0.4μmである。なお、本発明において、体積平均粒径は、動的光散乱式粒度分布測定装置(例えば LB−550:堀場製作所製)、レーザー式粒度分布測定装置(例えば LA−920:堀場製作所製)、マルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)等で測定できる。
【0069】
分散媒体(B)としては、有機微粒子(F)を分散し得るものであれば、いかなる媒体であってもよく、圧縮性流体、有機溶剤、水性媒体(Z)等が挙げられる。
圧縮性流体としては、メタン、エチレン、代替フロン等が挙げられるが、安全性や、取り扱いの容易さなどの点から、液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素(X)が好ましい。
液体状態の二酸化炭素とは、二酸化炭素の温度軸と圧力軸とで表す相図上において、二酸化炭素の三重点(温度=−57℃、圧力0.5MPa)と二酸化炭素の臨界点(温度=31℃、圧力=7.4MPa)を通る気液境界線、臨界温度の等温線、および固液境界線に囲まれた部分の温度・圧力条件である二酸化炭素を表し、超臨界状態の二酸化炭素とは、臨界温度以上の温度・圧力条件である二酸化炭素を表す(ただし、圧力は、2成分以上の混合ガスの場合、全圧を表す)。
有機溶剤としては、前記の溶剤(C)と同様のものが挙げられる。有機微粒子(F)の分散性から、非水性有機溶剤(N)が好ましく、非水性有機溶剤(N)としては、脂肪族炭化水素溶剤(デカン、ヘキサン、ヘプタンなど)、およびエステル溶剤(酢酸エチル、酢酸ブチルなど)が挙げられる。非水性有機溶剤(N)は、前記溶剤(C)のうち、樹脂(G)の溶解度が1%以下である有機溶剤であることが好ましい。樹脂(G)の溶解度が1%以下であれば樹脂粒子(I)同士が合一しにくく好ましい。なお、樹脂(G)の非水性有機溶剤(N)への溶解度は、(N)中に(G)を飽和に達するまで溶解した(G)の不溶解分を含む非水性分散液から、不溶解分を遠心分離により沈降させた上澄みの重量で、さらに減圧乾燥機で非水性有機溶剤(N)の沸点で乾燥を行った後の残渣の重量を除した値とする。
水性媒体(Z)としては、水、または水中に水以外に前記溶剤(C)のうち水と混和性の有機溶剤(アセトン、メチルエチルケトン等)が含有されたものが挙げられる。この際、含有される有機溶剤は、有機微粒子(F)および樹脂粒子(H)の凝集を引き起こさないもの、(F)および(H)を溶解しないもの、および樹脂粒子(I)の造粒を妨げることがないものであればどの種であっても、またどの程度の含有量であってもかまわないが、水と有機溶剤の合計量の40%以下用いて、乾燥後の樹脂粒子(I)中に残らないものが好ましい。
【0070】
分散媒体(B)の選定から、本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法としては、下記(1)〜(3)が好ましい。
赤外線吸収剤含有樹脂粒子を、液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素(X)〔以下、二酸化炭素(X)と記載する場合がある〕中で製造する場合、以下の製造方法(1)であることが好ましい。
製造方法(1)
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)と、有機微粒子(F)が液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素(X)に分散された分散液とを混合し、(X)中に(L)を分散させることにより、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着された樹脂粒子(I)を形成させ、次いで液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素(X)と溶剤(C)を除去することにより赤外線吸収剤含有樹脂粒子を得る製造方法。
【0071】
また、赤外線吸収剤含有樹脂粒子を非水性有機溶剤(N)中で製造する場合、以下の製造方法(2)であることが好ましい。
製造方法(2)
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)と、有機微粒子(F)が非水性有機溶剤(N)中に分散された分散液とを混合し、(N)中に(L)を分散させることにより、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着された樹脂粒子(I)を形成させ、次いで非水性有機溶剤(N)と溶剤(C)を除去することにより赤外線吸収剤含有樹脂粒子を得る製造方法。
【0072】
また、赤外線吸収剤含有樹脂粒子を水性媒体(Z)中で製造する場合、以下の製造方法(3)であることが好ましい。
製造方法(3)
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)と、有機微粒子(F)が水性媒体(Z)中に分散された分散液とを混合し、(Z)中に(L)を分散させることにより、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着された樹脂粒子(I)を形成させ、次いで水性媒体(Z)と溶剤(C)を除去することにより赤外線吸収剤含有樹脂粒子を得る製造方法。
【0073】
製造方法(1)において、分散媒体(B)として、液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素(X)を使用する場合、有機微粒子(F)は、そのガラス転移温度(以下、Tgと記載する場合がある。)又は融点未満の温度において、二酸化炭素(X)による膨潤度(以下、膨潤度と記載する。)が16%以下が好ましく、さらに好ましくは10%以下、とくに好ましくは5%以下である。膨潤度が16%以下の有機微粒子(F)を使用した場合は、樹脂粒子の凝集を抑制しやすく、樹脂粒子の粒度分布が良好となる。
【0074】
膨潤度の測定方法は、磁気浮遊天秤を用いて測定することができる。なお、膨潤度の測定方法の詳細はJ.Supercritical Fluids.19、187−198(2001)に記載されている。
【0075】
製造方法(1)において、有機微粒子(F)を二酸化炭素(X)中に分散する方法はいかなる方法でもよく、例えば、容器内に(F)及び(X)を仕込み、攪拌や超音波照射等により、(F)を直接(X)中に分散する方法や、有機微粒子(F)が溶剤(C)中に分散された分散液を(X)中に導入する方法等が挙げられる。
【0076】
製造方法(1)において、二酸化炭素(X)の重量に対する有機微粒子(F)の重量比率としては、50重量%以下が好ましく、さらに好ましくは30重量%以下であり、特に好ましくは0.1〜20重量%である。この範囲であれば、効率よく樹脂粒子を製造できる。
【0077】
製造方法(1)において、有機微粒子(F)と溶剤(C)の重量比率は、特に制限はないが、溶剤(C)に対して、有機微粒子(F)が50重量%以下が好ましく、更に好ましくは30重量%以下であり、特に好ましくは20重量%以下である。この範囲であれば、効率よく有機微粒子(F)を(X)中に導入することができる。
【0078】
製造方法(1)において、有機微粒子(F)を溶剤(C)中に分散する方法としては特に制限はないが、有機微粒子(F)を溶剤(C)に仕込み、攪拌や超音波照射等により直接分散する方法や、有機微粒子を高温化で溶剤(C)に溶解させて晶析する方法などが挙げられる。
【0079】
このようにして二酸化炭素(X)中に(F)が分散されている分散体(X0)が得られる。有機微粒子(F)としては、膨潤度が前記の範囲であって、(X)に溶解せず、(X)中に安定分散するものが好ましい。
【0080】
製造方法(1)において、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)を二酸化炭素(X)中に分散させる分散工程では、ジメチルシロキサン基およびフッ素を含有する官能基の少なくとも一方の基を有する化合物を分散安定剤(J)として使用することが出来る。分散安定剤(J)は、二酸化炭素に親和性を有するジメチルシロキサン基、含フッ素基と共に、樹脂(G)に親和性を有する化学構造を有する事が好ましい。
【0081】
分散安定剤(J)の添加量は、分散安定性の観点から、樹脂(G)の重量に対し0.01〜50重量%が好ましく、さらに好ましくは0.02〜40重量%、特に好ましくは0.03〜30重量%である。分散安定剤(J)の好ましい重量平均分子量の範囲は100〜10万であり、さらに好ましくは200〜5万、特に好ましくは500〜3万である。この範囲内にすると、(J)の分散安定効果が向上する。
【0082】
製造方法(1)において〔後述の製造方法(2)および(3)においても同様。〕、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)中に、他の添加剤(着色剤、充填剤、帯電防止剤、離型剤、荷電制御剤、酸化防止剤、ブロッキング防止剤、耐熱安定剤、難燃剤など)を含有しても差し支えない。樹脂粒子(H)中に他の添加剤を含有させる方法としては、あらかじめ樹脂(G)、または(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)と添加剤を混合した後、(X)中にその混合物を加えて分散させるのが好ましい。樹脂粒子を例えば電子写真トナー用樹脂粒子として用いる場合、着色剤を添加する。さらに必要により、離型剤を樹脂粒子中に添加する。
【0083】
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)を、二酸化炭素(X)中に有機微粒子(F)が分散された分散体(X0)中に分散させる際、予め赤外線吸収剤(A)と樹脂(G)の溶剤(C)溶液(L0)を混合した後、混合液を(X0)中に導入し分散させてもよいし、別々に(X0)中に導入して分散させてもよいが、予め赤外線吸収剤(A)と(L0)を混合してから(X0)中に分散させるのが好ましい。そうすれば、樹脂(G)中に赤外線吸収剤(A)をより均一に分散させることができる。
【0084】
製造方法(1)において、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)を、二酸化炭素(X)中に有機微粒子(F)が分散されている分散体(X0)中に分散する方法はいかなる方法を用いてもよい。具体例としては、溶解または分散液(L)を攪拌機や分散機等で分散する方法、溶解または分散液(L)を、(X)中に(F)が分散されている分散体(X0)中にスプレーノズルを介して噴霧して液滴を形成し、液滴中の樹脂を過飽和状態とし、樹脂粒子を析出させる方法(ASES:Aerosol Solvent Extraction Systemとして知られている)、同軸の多重管(2重管、3重管等)から溶解または分散液(L)の混合液、分散体(X0)を高圧ガス、エントレーナ等とともにそれぞれ別の管から同時に噴出させて、液滴に外部応力を加え分裂を促進させて、粒子を得る方法(SEDS:Solution Enhanced Dispersion by Supercritical Fluidsとして知られている)、超音波を照射する方法等が挙げられる。
【0085】
このようにして二酸化炭素(X)中に有機微粒子(F)が分散されている分散体(X0)中に、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)を分散し、有機微粒子(F)を表面に吸着させながら、分散された樹脂(G)を粒子成長させることにより、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着した樹脂粒子(I)を形成する。(I)が(X)中に分散されたものを分散体(X1)とする。
分散体(X1)は単一相であることが好ましい。すなわち、溶解または分散液(L)を使用する場合、(I)が分散されている二酸化炭素(X)を含む相の他に、溶剤(C)相が分離する状態は好ましくない。したがって、溶剤相が分離しないように、分散体(X0)に対する溶解または分散液(L)の量を設定することが好ましい。例えば(X0)に対して90重量%以下が好ましく、さらに好ましくは5〜80重量%、特に好ましくは10〜70重量%である。
なお、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)中に含有する(C)の量は、好ましくは10〜90重量%、さらに好ましくは20〜70重量%である。
また、樹脂(G)と二酸化炭素(X)の重量比は、好ましくは(G):(X)が、1:(0.1〜100)、さらに好ましくは1:(0.5〜50)、特に好ましくは1:(1〜20)である。
【0086】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(1)において、二酸化炭素(X)中で行う操作は、以下に述べる温度で行うことが好ましい。すなわち、減圧時に配管内で二酸化炭素が固体に相転移し、流路を閉塞させないようにするために、30℃以上が好ましく、また、有機微粒子(F)、樹脂粒子(H)、樹脂粒子(I)の熱劣化を防止するために、200℃以下が好ましい。さらに30〜150℃が好ましく、より好ましくは34〜130℃、特に好ましくは35〜100℃、最も好ましくは40℃〜80℃である。分散体(X0)、分散体(X1)の温度も同様である。本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(1)において、二酸化炭素(X)中で行う操作は、有機微粒子(F)のTg又は融点以上の温度でも未満の温度でも行うことができるが、Tg又は融点未満の温度において行うことが好ましい。
【0087】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(1)において、二酸化炭素(X)中で行う操作は以下に述べる圧力で行うことが好ましい。すなわち、樹脂粒子(I)を(X)中に良好に分散させるために、好ましくは7MPa以上であり、設備コスト、運転コストの観点から、好ましくは40MPa以下である。さらに好ましくは7.5〜35MPa、より好ましくは8〜30MPa、特に好ましくは8.5〜25MPa、最も好ましくは9〜20MPaである。分散体(X0)及び分散体(X1)を形成する容器内の圧力も同様である。
【0088】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(1)において、二酸化炭素(X)中で行う操作の温度及び圧力は、樹脂(G)が(X)中に溶解せず、且つ(G)が凝集・合一可能な範囲内で設定することが好ましい。通常、低温・低圧ほど目的分散物が(X)中に溶解しない傾向となり、高温・高圧ほど(G)が凝集・合一し易い傾向となる。分散体(X0)、分散体(X1)についても同様である。
【0089】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(1)における二酸化炭素(X)中には、分散媒としての物性値(粘度、拡散係数、誘電率、溶解度、界面張力等)を調整するために、他の物質(Y)を適宜含んでよく、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、空気等の不活性気体等が挙げられる。
【0090】
二酸化炭素(X)と他の物質(Y)の合計中の二酸化炭素(X)の重量分率は、好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上、とくに好ましくは90重量%以上である。
【0091】
樹脂粒子(I)が分散された分散体(X1)から、通常、減圧により二酸化炭素(X)を除去し、赤外線吸収剤含有樹脂粒子を得る。その際、独立に圧力制御された容器を多段に設けることにより段階的に減圧してもよく、また一気に常温常圧まで減圧してもよい。得られる樹脂粒子の捕集方法は特に限定されず、フィルターでろ別する方法や、サイクロン等により遠心分離する方法が例として挙げられる。樹脂粒子は減圧後に捕集してもよく、また減圧前に一旦高圧中で捕集した後、減圧してもよい。高圧下で捕集した後に減圧する場合の、高圧下からの樹脂粒子の取り出し方としては、バッチ操作で捕集容器を減圧してもよく、またロータリーバルブを使用して連続的取り出し操作を行ってもよい。
【0092】
有機微粒子(F)が結晶性樹脂(f1)を含有する場合、樹脂粒子(I)を形成させた後、必要に応じて、さらなる工程として、結晶性樹脂(f1)の、好ましくは、融点マイナス50℃以上、より好ましくは融点マイナス10℃以上、さらに好ましくは融点以上、に加熱することにより、樹脂粒子(G)の表面に付着した有機微粒子(F)を溶融させて、有機微粒子(F)を樹脂粒子(G)の表面に固着、又は有機微粒子(F)由来の皮膜を形成して樹脂粒子(I’)を形成する工程を行うこともできる。(I’)の凝集を抑制するという観点から、加熱する時間は0.01〜1時間が好ましく、さらに好ましくは、0.05〜0.7時間である。
【0093】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(1)により得られる樹脂粒子(I)は、樹脂粒子(H)の表面に一旦有機微粒子(F)が固着されるが、(F)が結晶性樹脂(f1)を含有する場合、結晶性樹脂(f1)と樹脂(G)の組成、溶剤(C)の種類によっては、製造工程中に、有機微粒子(F)が皮膜化されて、(H)の表面に(F)が皮膜化された皮膜が形成される場合がある。
製造方法(1)により最終的に得られる樹脂粒子(I)は、樹脂粒子(H)の表面に、有機微粒子(F)が固着されたもの、(F)由来の皮膜が形成されたもの、(F)の一部が皮膜化されたもののいずれであってもよいが、樹脂(G)に含有させた赤外線吸収剤(A)がより機能しやすくなるためには、樹脂粒子(H)の表面に、有機微粒子(F)が固着されたもの、または、(F)の一部が皮膜化されたものが好ましい。後述する製造方法(2)および(3)についても同様である。
なお、樹脂粒子(I)の表面状態及び形状は、例えば、走査電子顕微鏡(SEM)を用い、樹脂粒子の表面を1万倍または3万倍拡大した写真にて観察できる。
【0094】
樹脂粒子(I)〔樹脂粒子(I’)の場合も含む〕を形成させた後、必要に応じて、さらなる工程として、溶剤(C)を除去又は減少させる工程を行うことが好ましい。すなわち、(I)が(X)中に分散された分散体(X1)中に溶剤(C)を含む場合、そのまま容器を減圧にすると、(X1)中に溶解した溶剤が凝縮し、樹脂粒子(I)を再溶解してしまったり、樹脂粒子(I)を捕集する際に樹脂粒子(I)同士が合一してしまう等の問題が生じる場合がある。溶剤を除去又は減少させる方法としては、例えば、赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)を分散して得られた分散体(X1)に、さらに二酸化炭素(X)を混合して樹脂粒子(I)から溶剤(C)を二酸化炭素(X)の相に抽出し、つぎに、溶剤(C)を含む(X)を溶剤(C)を含まない(X)で置換し、その後に減圧することが好ましい。
【0095】
樹脂粒子(I)が二酸化炭素(X)中に分散された分散体(X1)と(X)の混合方法は、(X1)より高い圧力の(X)を加えてもよく、また(X1)を(X1)より低い圧力の(X)中に加えてもよいが、連続操作の容易性の観点からより好ましくは後者である。(X1)と混合する(X)の量は、樹脂粒子(I)の合一防止の観点から、(X1)の体積の1〜50倍が好ましく、さらに好ましくは1〜40倍、最も好ましくは1〜30倍である。上記のように樹脂粒子(I)中に含有される溶剤を除去ないし減少させ、その後、(X)を除去することにより、樹脂粒子(I)同士が合一することを防ぐことができる。
【0096】
溶剤(C)を含む二酸化炭素(X)を溶剤(C)を含まない(X)で置換する方法としては、樹脂粒子(I)を一旦フィルターやサイクロンで補足した後、圧力を保ちながら、溶剤(C)が完全に除去されるまで二酸化炭素(X)を流通させる方法が挙げられる。流通させる(X)の量は、分散体(X1)からの溶剤除去の観点から、(X1)の体積に対して1〜100倍が好ましく、さらに好ましくは1〜50倍、最も好ましくは1〜30倍である
【0097】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(2)について詳細に説明する。
製造方法(2)に用いる有機微粒子(F)を構成する樹脂(f)および樹脂(G)としては、製造方法(1)において用いられるものと同様のものが挙げられる。樹脂(f)としては、結晶性樹脂(f)が好ましく、さらに好ましくは、アルキル基の炭素数が12〜50であるアルキル(メタ)アクリレートを必須構成単位とする結晶性ビニル樹脂(f13)である。
【0098】
製造方法(2)に用いる非水性有機溶剤(N)は、前記溶剤(C)のうち、樹脂(G)の溶解度が1%以下である有機溶剤であることが好ましい。樹脂(G)の溶解度が1%以下であれば樹脂粒子(I)同士が合一しにくく好ましい。なお、樹脂(G)の非水性有機溶剤(N)への溶解度は、(N)中に(G)を飽和に達するまで溶解した(G)の不溶解分を含む非水性分散液から、不溶解分を遠心分離により沈降させた上澄みの重量で、さらに減圧乾燥機で非水性有機溶剤(N)の沸点で乾燥を行った後の残渣の重量を除した値とする。
具体的には以下の手順により算出する。
上記非水性分散液(25℃)を、3000rpmの条件で10分間遠心分離し、上澄み液約2g(wg)をアルミ容器に採取する。さらにこの上澄み液を減圧乾燥機で、20mmHgの減圧下、非水性有機溶剤(N)の沸点の温度条件で1時間乾燥を行い、残渣の重量を秤量する。このときの残渣重量をWgとすると、樹脂(G)の非水性有機溶剤(N)への溶解度は、W/w×100[%]で算出できる。
非水性有機溶剤(N)としては、具体的には炭化水素系溶剤(ヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン、イソドデカン、および流動パラフィン等)、並びにシリコーンオイルが好ましい。
【0099】
製造方法(2)において、有機微粒子(F)を非水性有機溶剤(N)中に分散する方法はいかなる方法でもよく、例えば、容器内に(F)及び(N)を仕込み、攪拌、噴霧、超音波照射等により、(F)を直接(N)中に分散する方法や、(F)の溶剤分散体を(N)中に導入する方法等が挙げられる。有機微粒子(F)としては、(N)に溶解せず、(N)中に安定分散するものが好ましい。
【0100】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(2)に用いる、樹脂(G)を溶解させる溶剤(C)の溶解度パラメータ(SP値)は、9.5〜20の範囲が好ましく、さらに好ましくは10〜19である。溶剤(C)のSP値がこの範囲であると、溶解または分散液(L)を非水性有機溶剤(N)中に分散する際に、(C)が(N)中に抽出されることなく、樹脂粒子(I)の粒度分布が広くならず好ましい。
溶剤(C)として混合溶剤を使用する場合、SP値は加成則が成立すると仮定し、各々の溶剤のSP値より計算した平均値が上記範囲内であることが好ましい。
【0101】
製造方法(2)に用いる溶剤(C)としては、上記範囲内で樹脂(G)との組み合わせに適したものを適宜選択することができ、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素系溶剤;n−ヘキサン、n−ヘプタン、ミネラルスピリット、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素系溶剤;塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどのハロゲン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系またはエステルエーテル系溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系溶剤;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶剤;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶剤、N−メチルピロリドンなどの複素環式化合物系溶剤、ならびにこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
【0102】
例えば、樹脂(G)としてポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂を選択する場合、好ましい溶剤(C)としては、アセトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン及びこれら2種以上の混合溶剤を挙げることができる。
【0103】
溶剤(C)中に樹脂(G)を溶解させ溶液(L0)を作成する方法は、いかなる方法でもよく、公知の方法を用いることができ、例えば溶剤(C)中に樹脂(G)を投入し、攪拌する方法、加熱する方法等が挙げられる。
【0104】
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)は、(N)中に分散するため、適度な粘度であることが好ましく、粒度分布の観点から好ましくは100Pa・s以下、さらに好ましくは10Pa・s以下である。
【0105】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(2)においては、非水性有機溶剤(N)中に有機微粒子(F)が分散された非水性分散液と、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)とを混合し、(F)の非水性分散液中に(L)を分散させて、(F)の非水性分散液中で、(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)を形成させることにより、樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着した構造の樹脂粒子(I)の非水性分散液を得る。
【0106】
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)を、非水性有機溶剤(N)中に有機微粒子(F)が分散された非水性分散液中に分散させる方法としては、(L)を(F)の非水性分散液中に導入し分散させる方法等が挙げられる。
【0107】
樹脂(G)100重量部に対する(F)の非水性分散液の使用量は、好ましくは50〜2,000重量部、さらに好ましくは100〜1,000重量部である。50重量部以上では(G)の分散状態が良好であり、2,000重量部以下であると経済的である。
【0108】
溶解または分散液(L)を(F)の非水性分散液中に分散させる際には、分散装置を用いることができる。
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(2)で使用する分散装置は、一般に乳化機、分散機として市販されているものであればとくに限定されず、具体例としては、特開2002−284881号公報に記載のものが挙げられる。
【0109】
樹脂粒子(I)の非水性分散液から溶剤(C)および非水性有機溶剤(N)を除去し、樹脂粒子(I)を得る方法としては、
〔1〕溶剤(C)および非水性有機溶剤(N)を減圧下または常圧下で乾燥する方法
〔2〕遠心分離器、スパクラフィルター、フィルタープレスなどにより固液分離し、得られた粉末を乾燥する方法
〔3〕溶剤(C)および非水性有機溶剤(N)を凍結させて乾燥させる方法(いわゆる凍結乾燥)
等が例示される。
上記〔1〕、〔2〕において、得られた粉末を乾燥する際、流動層式乾燥機、減圧乾燥機、循風乾燥機など公知の設備を用いて行うことができる。
また、必要に応じ、風力分級器などを用いて分級し、所定の粒度分布とすることもできる。
なお、上記脱溶剤工程等の製造工程中に、有機微粒子(F)が皮膜化されて、樹脂粒子(H)の表面に(F)が皮膜化された皮膜が形成される場合がある。
【0110】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(3)について詳細に説明する。
製造方法(3)に用いる有機微粒子(F)を構成する樹脂(f)、樹脂(G)、溶剤(C)としては、製造方法(1)において用いられるものと同様のものが挙げられる。
【0111】
有機微粒子(F)の水性分散液を作成する方法としては、とくに限定されないが、以下の〔1〕〜〔8〕が挙げられる。
〔1〕ビニル樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法または分散重合法等の重合反応により、直接、有機微粒子(F)の水性分散液を製造する方法。
〔2〕ポリエステル樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその有機溶剤溶液を必要であれば適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして前躯体を硬化させて、有機微粒子(F)の水性分散液を製造する方法。
〔3〕ポリエステル樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその有機溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい)中に必要により適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化し、硬化剤を加えたりして前躯体を硬化させて、有機微粒子(F)の水性分散液を製造する方法。
〔4〕あらかじめ重合反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であってもよい。以下の本項の重合反応も同様。)により作成した樹脂を機械回転式またはジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
〔5〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
〔6〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加するか、またはあらかじめ有機溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂粒子を析出させ、次いで、有機溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
〔7〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱または減圧等によって有機溶剤を除去する方法。
〔8〕あらかじめ重合反応により作成した樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
【0112】
上記〔1〕〜〔8〕の方法において、併用する乳化剤または分散剤としては、公知の界面活性剤、水溶性ポリマー等を用いることができる。また、乳化または分散の助剤として溶剤(C)、可塑剤等を併用することができる。これらの具体例としては、特開2002−284881号公報に記載のもの等が挙げられる。
【0113】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(3)においては、有機微粒子(F)の水性分散液と、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)とを混合し、(F)の水性分散液中に(L)を分散させることにより、(F)の水性分散液中で、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)を形成させることにより、(H)の表面に(F)が固着された構造の樹脂粒子(I)の水性分散液を得ることができる。
【0114】
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解または分散液(L)を、有機微粒子(F)の水性分散液中に分散させる方法としては、溶解または分散液(L)を(F)の水性分散液中に導入し分散させる方法等が挙げられる。
【0115】
樹脂(G)100重量部に対する(F)の水性分散液の使用量は、好ましくは50〜2,000重量部、さらに好ましくは100〜1,000重量部である。50重量部以上では(G)の分散状態が良好であり、2,000重量部以下であると経済的である。
【0116】
溶解または分散液(L)を(F)の水性分散液中に分散させる場合には、分散装置を用いることができる。分散装置としては、前記のものが挙げられる。
【0117】
樹脂粒子(I)の水性分散液から水性媒体と溶剤(C)を除去して、樹脂粒子(I)を得る方法としては、
〔1〕水性分散液を減圧下または常圧下で乾燥する方法。
〔2〕遠心分離器、スパクラフィルター、フィルタープレスなどにより固液分離し、得られた粉末を乾燥する方法。
〔3〕水性分散液を凍結させて乾燥させる方法(いわゆる凍結乾燥)
等が例示される。
上記〔1〕、〔2〕において、得られた粉末を乾燥する際、流動層式乾燥機、減圧乾燥機、循風乾燥機など公知の設備を用いて行うことができる。
また、必要に応じ、風力分級器などを用いて分級し、所定の粒度分布とすることもできる。
【0118】
これらの赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法(1)〜(3)により得られる樹脂粒子(I)の体積平均粒径は、好ましくは1〜10μmであり、より好ましくは2〜8μmである。
【0119】
本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法〔特に製造方法(1)〜(3)〕によれば、赤外線吸収剤(A)の種類によらず、粒度分布が狭い樹脂粒子を安定して製造することができる。
また、本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法で得られる赤外線吸収剤樹脂粒子(I)は、定着性に優れ、粒度分布が十分狭く、電子写真トナー用として有用である。また、その他の用途として、塗料用添加剤、接着剤用添加剤、スラッシュ成形用樹脂、粉体塗料、静電記録トナー、静電印刷トナー等としても有用である。
【0120】
樹脂粒子を電子写真トナー用樹脂粒子として用いる場合、添加する着色剤としては公知の染料及び顔料を広く用いることができ、具体的には、カーボンブラック、スーダンブラックSM、ファーストイエロ−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、およびオイルピンクOP等が挙げられる。
【0121】
樹脂粒子を電子写真トナー用樹脂粒子として用いる場合、着色剤に加え、必要により、さらに離型剤を樹脂粒子中に添加する。離型剤としては、ワックスが挙げられる。具体的には、合成ワックス、天然ワックスがあり、合成ワックスとしてはポリオレフィンワックス、天然ワックスとしてはパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナウバワックス、カルボニル基含有ワックスおよびこれらの混合物等が挙げられる。
また場合によっては、ワックスの分散性を向上させる目的で、ビニルポリマー鎖がグラフトした変性ワックスを含有してもよい。
【0122】
変性ワックスに用いられるワックスとしては上記ワックスと同様のものが挙げられ、る。ビニルポリマー鎖を構成するビニルモノマーとしては、前記ビニル樹脂を構成するモノマー(1)〜(10)と同様のものが挙げられる。ビニルポリマー鎖はビニルモノマーの単独重合体でもよいし、共重合体でもよい。
【0123】
変性ワックスは、例えばワックスを有機溶剤(例えばトルエンまたはキシレン)に溶解または分散させ、100〜200℃に加熱した後、ビニルモノマーをパーオキサイド系開始剤(ベンゾイルパーオキサイド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、ターシャリブチルパーオキサイドベンゾエート等)とともに滴下して重合後、有機溶剤を留去することにより得られる。
【0124】
ワックスと変性ワックスを混合する方法としては、〔1〕それぞれの融点以上の温度で溶融混練する方法、〔2〕有機溶剤中に溶解あるいは懸濁させた後、冷却晶析、溶剤晶析等により液中に析出、あるいはスプレードライ等により気体中に析出させる方法、〔3〕有機溶剤中に溶解あるいは懸濁させた後、分散機により機械的に湿式粉砕させる方法、等が挙げられる。これらの中では、〔2〕の方法が好ましい。
【0125】
電子写真プロセスにおいて使用される電子写真トナーは、その現像工程において、例えば、静電荷像が形成されている感光体等の像担持体に一旦付着され、次に転写工程において、感光体から転写紙等の転写媒体に転写された後、定着工程において紙面に定着される。電子写真トナーとしては、通常、流動特性を付与するため、トナー用樹脂粒子と各種金属酸化物等の無機粉末等を混合して使用されており、この無機粉末等は外添剤と呼ばれている。本発明の電子写真トナーとしては、本発明の製造方法により得られる赤外線吸収剤含有樹脂粒子(電子写真トナー用樹脂粒子)をそのまま用いることもできるが、電子写真トナー用樹脂粒子に外添剤を添加したものが好ましい。
【0126】
外添剤として、例えば二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅、酸化錫等が知られている。特に、シリカや酸化チタン微粒子とジメチルジクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、シリコーンオイル等の有機珪素化合物とを反応させ、シリカ微粒子表面のシラノール基を有機基で置換し疎水化したシリカ微粒子が好ましく用いられる。
【0127】
外添剤の使用量(重量%)としては、特に制限はないが、定着性と流動性の両立の観点から、電子写真トナー用樹脂粒子の重量に対して0.01〜5%が好ましく、さらに好ましくは0.1〜4%、特に好ましくは0.5〜3%である。
【0128】
なお、製造方法(2)において、樹脂粒子(I)の非水性分散液から溶剤(C)のみを除去することにより、非水性有機溶剤(N)に赤外線吸収剤含有樹脂粒子が分散された分散液を得ることもできる。非水性有機溶剤(N)に赤外線吸収剤含有樹脂粒子が分散された分散液を得る場合、溶剤(C)として、非水性有機溶剤(N)より沸点が低い溶剤を選定し、前記の溶剤除去方法〔1〕により、溶剤(C)のみを除去できる温度において、乾燥させることが好ましい。
【0129】
非水性有機溶剤(N)に赤外線吸収剤含有樹脂粒子が分散された分散液は、液体現像剤、液体トナー等の原料として使用することができる。この場合、前記の着色剤を添加することが好ましい。
【実施例】
【0130】
以下実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の記載において「部」は重量部を示す。
【0131】
製造例1<樹脂(G−1)の調製>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、1,2−プロピレングリコール(以下、プロピレングリコールと記載)831部、テレフタル酸703部、アジピン酸47部、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ、軟化点が87℃になった時点で180℃まで冷却し、さらに無水トリメリット酸24部、テトラブトキシチタネート0.5部を投入し90分反応させた後、取り出した。回収されたプロピレングリコールは442部であった。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化し、ポリエステル樹脂(G−1)を得た。この樹脂のMnは1900、Tgは45℃であった。
【0132】
製造例2<樹脂(G−2)の調製>
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール729部、テレフタル酸683部、アジピン酸67部、無水トリメリット酸38部および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させた。回収されたプロピレングリコールは172部であった。軟化点が160℃になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化し、ポリエステル樹脂(G−2)を得た。この樹脂のMnは5700、Tgは63℃であった。
【0133】
製造例3<樹脂溶液(L0−1)の調製>
攪拌装置のついた容器に、アセトン490部、メタノール175部、イオン交換水35部からなる混合溶剤である溶剤(C−1)に、製造例1で得られた樹脂(G−1)243部、製造例2で得られた樹脂(G−2)57部を仕込み、樹脂(G−1)と樹脂(G−2)が完全に溶解するまで攪拌し、樹脂溶液(L0−1)を得た。
【0134】
製造例4<樹脂(f−1)の調製>
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、滴下ロート、および窒素吹き込み管を備えた反応容器に、トルエン500部を仕込み、別のガラス製ビーカーに、トルエン350部、ベヘニルアクリレート(炭素数22個の直鎖アルキル基を有するアルコールのアクリレート(ブレンマーVA〔日油(株)製〕)120部、メタクリル酸メチル22.5部、(2−パーフルオロデシル)エチルアクリレート(和光純薬製)7.5部、AIBN(アゾビスイソブチロニトリル)10部を仕込み、20℃で撹拌、混合して単量体溶液を調製し、滴下ロートに仕込んだ。反応容器の気相部の窒素置換を行った後に密閉下80℃で2時間かけて単量体溶液を滴下し、滴下終了から2時間、85℃で熟成した後、トルエンを130℃で3時間減圧除去して、樹脂(f−1)を得た。この樹脂の融点は60℃、Mnは8000であった。
【0135】
製造例5<有機微粒子(F−1)の非水性分散液の調製>
ノルマルヘキサン700部、樹脂(f−1)300部を混合した後、ビーズミル(ダイノーミルマルチラボ:シンマルエンタープライゼス製)で粒径0.3mmのジルコニアビーズを用いて粉砕を行い、乳白色の有機微粒子(F−1)の非水性分散液を得た。この分散液中の(F−1)のLA−920(以下の有機微粒子についても同様)で測定した体積平均粒径は0.4μmであった。
【0136】
製造例6<有機微粒子(F−2)の水性分散液の調製>
攪拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン139部、メタクリル酸メチル138部、アクリル酸ブチル184部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成して、有機微粒子(F−2)の水性分散液(固形分濃度20%)を得た。この分散液中の(F−2)の体積平均粒径は0.15μmであった。
【0137】
実施例1
図1の実験装置において、まずバルブV1、V2を閉じ、ボンベB2、ポンプP4より粒子回収槽T4に二酸化炭素(純度99.99%)を導入し、14MPa、40℃に調整した。また樹脂溶液タンクT1に樹脂溶液(L0−1)と赤外線吸収剤(A−1;ナフタロシアニン(アルドリッチ社製))を混合したもの、微粒子分散液タンクT2に有機微粒子(F−1)の非水性分散液を仕込んだ。次にボンベB1、ポンプP3より二酸化炭素を分散槽T3に導入し、9MPa、40℃に調整し、さらにタンクT2、ポンプP2より有機微粒子(F−1)の非水性分散液を導入した。次に分散槽T3の内部を2000rpmで攪拌しながら、タンクT1、ポンプP1より樹脂溶液(L0−1)と赤外線吸収剤(A−1)の混合液を分散槽T3内に導入した。導入後T3の内部の圧力は14MPaとなった。
なお、分散槽T3への仕込み組成の重量比は次の通りである。
樹脂溶液(L0−1) 270部
赤外線吸収剤(A−1) 0.4部
有機微粒子(F−1)の非水性分散液 45部
二酸化炭素 550部
なお導入した二酸化炭素の重量は、二酸化炭素の温度(40℃)、及び圧力(15MPa)から二酸化炭素の密度を下記文献2に記載の状態式より算出し、これに分散槽T3の体積を乗じることにより算出した(以下同様。)。
文献2:Journal of Physical and Chemical Refarence data、vol.25、P.1509〜1596
【0138】
樹脂溶液(L0−1)と赤外線吸収剤(A−1)を混合した液を導入後、1分間攪拌し分散体(X−1)を得た。バルブV1を開き、P3よりT4内に二酸化炭素を導入した後、分散体(X−1)をT4内に導入し、この間圧力が一定に保たれるように、V2の開度を調節した。この操作を30秒間行い、V1を閉めた。この操作によりT4内に導入された樹脂溶液からの溶剤の抽出を行った。さらにT4を60℃に加熱し、15分間保持した。この操作により、有機微粒子(F−1)を樹脂溶液(L0−1)と赤外線吸収剤(A−1)から形成された樹脂粒子(H−1)の表面に固着させ、樹脂粒子(I−1)を生成した。次に圧力ボンベB2、ポンプP4より粒子回収槽T4に二酸化炭素を導入しつつ圧力調整バルブV2により圧力を14MPaに保持することにより、抽出された溶剤を含む二酸化炭素を溶剤トラップ槽T5に排出すると共に、樹脂粒子(I−1)をフィルターF1に捕捉した。圧力ボンベB2、ポンプP4より粒子回収槽T4に二酸化炭素を導入する操作は、上記の分散槽T3に導入した二酸化炭素重量の5倍量を粒子回収槽T4に導入した時点で二酸化炭素の導入を停止した。この停止の時点で、溶剤を含む二酸化炭素を、溶剤を含まない二酸化炭素で置換すると共に樹脂粒子(I−1)をフィルターF1に捕捉する操作は完了した。さらに、圧力調整バルブV2を少しずつ開き、粒子回収槽内を大気圧まで減圧し、フィルターF1に補足されている、樹脂粒子(H−1)の表面に有機微粒子(F−1)が固着された、マルチサイザーIII(以下の樹脂粒子についても同様)による体積平均粒径が5.9μmの赤外線吸収剤含有樹脂粒子(I−1)を得た。
【0139】
実施例2
実施例1において、樹脂溶液(L0−1)の代わりに、(L0−1)に、着色剤としてカーボンブラック加工顔料(チバ・ジャパン製「MICROLITH Black C−K」)を混合した着色樹脂溶液を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、樹脂粒子(H−2)の表面に有機微粒子(F−1)が固着され、均一に着色された、体積平均粒径が5.6μmの赤外線吸収剤含有樹脂粒子(I−2)を得た。
なお、分散槽T3への仕込み組成の重量比は次の通りである。
樹脂溶液(L0−1) 270部
赤外線吸収剤(A−1) 0.4部
着色剤 5部
有機微粒子(F−1)の非水性分散液 45部
二酸化炭素 550部
【0140】
実施例3
ビーカー内にノルマルデカンと有機微粒子(F−1)の非水性分散液を投入し、ホモミキサー(プライミクス社製)で回転数16000rpmで10秒混合した後、撹拌下に樹脂溶液(L0−1)と赤外線吸収剤(A−1)と着色剤としてカーボンブラック加工顔料(チバ・ジャパン製「MICROLITH Black C−K」)を混合した液を一気に投入し、1分間分散して分散体を得た。さらにその分散体をエバポレータで40℃、0.01MPaで脱溶剤、続いて濾別、乾燥を行うことで系中の溶剤を除去し、樹脂粒子(H−3)の表面に有機微粒子(F−1)が固着され、均一に着色された、体積平均粒径が5.2μmの赤外線吸収剤含有樹脂粒子(I−3)を得た。
実施例3における仕込み組成の重量比は次の通りである。
樹脂溶液(L0−1) 270部
赤外線吸収剤(A−1) 0.4部
着色剤 5部
有機微粒子(F−1)の非水性分散液 45部
ノルマルデカン 120部
【0141】
実施例4
ビーカー内で、有機微粒子(F−2)の水性分散液11部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液80部、イオン交換水300部を混合攪拌し、次いで樹脂溶液(L0−1)150部と赤外線吸収剤(A−1)と着色剤としてカーボンブラック加工顔料(チバ・ジャパン製「MICROLITH Black C−K」)を混合した後、TKホモミキサー(特殊機化製)を使用し、回転数12,000rpmで10分間混合した。混合後、撹拌棒および温度計をセットした反応容器に混合液を投入し、50℃で2時間脱溶剤を行い、次いで濾別、乾燥を行い、樹脂粒子(H−4)の表面に有機微粒子(F−2)が固着され、均一に着色された、体積平均粒径が4.9μmの赤外線吸収剤含有樹脂粒子(I−4)を得た。実施例4におけるビーカーへの仕込み組成の重量比は次の通りである。
樹脂溶液(L0−1) 150部
赤外線吸収剤(A−1) 0.2部
着色剤 3部
有機微粒子(F−2)の水性分散液 11部
ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5重量%水溶液
80部
イオン交換水 300部
【0142】
比較例1
実施例2において、赤外線吸収剤(A−1)を使用なかったこと以外は実施例2と同様にして、樹脂粒子(H’−1)の表面に有機微粒子(F−1)が固着され、均一に着色された、体積平均粒径が5.0μmの比較の樹脂粒子(RI−1)を得た。
なお、分散槽T3への仕込み組成の重量比は次の通りである。
樹脂溶液(L0−1) 270部
着色剤 5部
有機微粒子(F−1)の非水性分散液 45部
二酸化炭素 550部
【0143】
比較例2
製造例1で得られた樹脂(G−1)66部、製造例2で得られた樹脂(G−2)15部、赤外線吸収剤(A−1)0.4部、着色剤としてカーボンブラック加工顔料(チバ・ジャパン製「MICROLITH Black C−K」)5部を配合し、連続押出機を用いた混練後、粉砕、分級して体積平均粒径が8.3μmの比較の赤外線吸収剤含有樹脂粒子(RI−2)を得た。
【0144】
<体積平均粒径と個数平均粒径の比(Dv/Dn)の測定方法>
樹脂粒子5mgをドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(濃度0.1%)10gに分散して、コールターカウンター[マルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)]で測定した。
【0145】
実施例1〜4で作成した本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子(I−1)〜(I−4)、比較例1で作成した比較のための樹脂粒子(RI−1)、および比較例2で作成した比較のための赤外線吸収剤含有樹脂粒子(RI−2)の体積平均粒径と個数平均粒径の比(Dv/Dn)を上記の方法で測定した。その結果を表1に示す。
【0146】
<定着性の評価>
定着温度は、以下の方法により評価した。
実施例2〜4で作成した本発明の赤外線吸収剤含有樹脂粒子(I−2)〜(I−4)、比較例1で作成した比較のための樹脂粒子(RI−1)、および比較例2で作成した比較のための赤外線吸収剤含有樹脂粒子(RI−2)にアエロジルR972(日本アエロジル社製)を1.0%添加し、ミキサーを用いてよく混ぜて、アエロジルR972が樹脂粒子表面に均一に付着した評価用電子写真トナーを作成した。
次いで、これらの評価用電子写真トナーを用いて、有機光導電体を感光体とする反転現像方式のレーザプリンター(印字速度100mm/sec)で文字画像を形成し、未定着の画像を使用してフラッシュ定着性を評価した。
フラッシュ定着器の設定条件は、容量160μFのコンデンサを使用し、充電電圧を2050Vとし、フラッシュランプに印加した。発光時間は1000μ秒とした。
定着された画像を用いて、テープ(住友3M製、スコッチメンディングテープ)を画像上に軽く貼り、直径5cmで重量が1kgの円筒状のおもりをのせ、1分間放置した後、180°の角度で剥離し、テープへの付着状態を目視観察し、下記基準に従って判定した。その結果を表1に示す。
○:テープへの付着物無し
△:テープに軽微な付着物がみられる
×:テープに多量の付着物がみられる
【0147】
【表1】

【0148】
実施例1〜4の本発明の樹脂粒子は、Dv/Dnが小さく、粒度分布が十分狭かったのに対し、比較例1および2の樹脂粒子では、Dv/Dnが大きく、粒度分布が広かった。また、実施例2〜4の樹脂粒子から作製された電子写真トナーは、定着性に優れていたのに対し、比較例1および2の樹脂粒子から作製された電子写真トナーでは定着性が著しく悪化した。
【産業上の利用可能性】
【0149】
本発明の製造方法により得られる赤外線吸収剤含有樹脂粒子は、定着性に優れ、粒度分布が十分狭いため、電子写真トナーの母体粒子、塗料用添加剤、化粧品用添加剤、紙塗工用添加剤、スラッシュ成型用樹脂、粉体塗料、電子部品製造用スペーサー、電子測定機器の標準粒子、電子ペーパー用粒子、医療診断用担体、電気粘性用粒子、その他成型用樹脂粒子として有用である。特に、電子写真トナーの母体粒子として有用である。
【符号の説明】
【0150】
T1:樹脂溶液タンク
T2:微粒子分散液タンク
T3:分散槽(最高使用圧力20MPa、最高使用温度100℃、攪拌機つき)
T4:粒子回収槽(最高使用圧力20MPa、最高使用温度100℃)
F1:セラミックフィルター(メッシュ:0.5μm)
T5:溶剤トラップ
B1、B2:二酸化炭素ボンベ
P1、P2:溶液ポンプ
P3、P4:二酸化炭素ポンプ
V1:バルブ
V2:圧力調整バルブ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)が溶剤(C)に溶解または分散された溶解液または分散液(L)と、有機微粒子(F)が分散媒体(B)に分散された分散液とを混合し、(B)中に(L)を分散させることにより、樹脂(G)と赤外線吸収剤(A)と溶剤(C)を含有する樹脂粒子(H)の表面に有機微粒子(F)が固着された樹脂粒子(I)を形成させ、次いで分散媒体(B)と溶剤(C)を除去する工程を含む赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法。
【請求項2】
分散媒体(B)が、液体状態又は超臨界状態の二酸化炭素(X)である請求項1に記載の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法。
【請求項3】
分散媒体(B)が、非水性有機溶剤(N)である請求項1に記載の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法。
【請求項4】
分散媒体(B)が、水性媒体(Z)である請求項1に記載の赤外線吸収剤含有樹脂粒子の製造方法。
【請求項5】
請求項1〜4いずれか記載の製造方法により得られる赤外線吸収剤含有樹脂粒子。
【請求項6】
請求項5に記載の赤外線吸収剤含有樹脂粒子を含有する電子写真用トナー。

【図1】
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【公開番号】特開2012−31270(P2012−31270A)
【公開日】平成24年2月16日(2012.2.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−171484(P2010−171484)
【出願日】平成22年7月30日(2010.7.30)
【出願人】(000002288)三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Fターム(参考)】