説明

重合体粒子、その製造方法及びトナー用外添剤

【課題】充分な流動性を電子写真トナーに対して付与することができるトナー用外添剤として用いることができる重合体粒子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとを含むモノマー混合物に由来する重合体粒子であり、前記重合体粒子が0.05〜1μmの平均粒子径を有し、使用される単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとが、60〜95重量%と40〜5重量%の割合であり、ウレタンポリ(メタ)アクリレートが、200〜5000の分子量のウレタン部分と、2個以上の(メタ)アクリレート基とからなることを特徴とする重合体粒子が上記課題を解決する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は重合体粒子、その製造方法及びトナー用外添剤に関し、詳しくは、電子写真トナーに添加することにより、トナーに充分な流動性を付与することのできる電子写真トナー用外添剤として利用できる重合体粒子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真法や静電記録法においては、感光体上や静電記録体上に静電荷像を形成し、この静電荷像を磁気ブラシ現像法、カスケード現像法等によって電子写真トナーを用いて現像することでトナー像を形成し、これを複写紙等に転写し定着させて複写物としている。そして、この電子写真法や静電記録法に用いられる電子写真トナーに、種々の添加剤(以下、「電子写真トナー用外添剤」、又は「トナー用外添剤」と記す)を添加することにより、トナーの性能を向上できることが知られている。
【0003】
トナー用外添剤として用いられる微粒子には、電子写真トナーより平均粒子径が小さいこと、形状や大きさが均一であること、トナーに充分な流動性や帯電性を付与できること等が要求される。このようなトナー用外添剤は、トナー粒子間に入り込んでトナー粒子同士の接着を防止し、あるいはトナーに流動性を付与することにより、トナーの種々の性能を向上することができる。
【0004】
従来、トナー用外添剤に用いられる粒子としては、シリカ、チタニア、アルミナ等の無機微粒子又はこれらの無機微粒子の表面を疎水化処理した微粒子が用いられてきた。しかし、このような無機材料からなるトナー用外添剤は、粒子径が0.05μm以下と、トナー粒子に外添するには非常に小さすぎ、且つ硬すぎるために、攪拌によってトナー粒子中に埋没し易く、あるいはトナー粒子から脱離し易くなり、トナーに充分な流動性を付与できないという問題があった。
【0005】
このような問題点を解決するための技術として、スチレン系、あるいはアクリル系重合性モノマーを乳化重合させて得られる重合体粒子等からなるトナー用外添剤が知られている(特許文献1〜3参照)。また、ウレタン−アクリル粒子内混合物水分散体の製造方法が知られている(特許文献4参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特公平2−3172号公報
【特許文献2】特開平5−333585号公報
【特許文献3】特開2003−295501号公報
【特許文献4】特許第4381090号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、特許文献1〜4に記載されている重合体粒子では、逆に機械的強度が小さすぎるために、トナー用外添剤がトナー粒子表面で変形や潰れを生じてしまう。その結果、トナー粒子間の接着防止効果を付与することができなくなってしまい、電子写真用トナーの機能を低下させてしまう場合があることが分かった。また、重合体粒子の機械的強度を向上させる手段として、ジビニルベンゼンやアルキレングリコールジメタクリレート等の二官能性重合性モノマーを共重合させて、重合体粒子を架橋させることが一般的に知られている。しかし、このような方法でも、トナー用外添剤の変形や潰れを充分に抑制することはできず、電子写真用トナーの機能低下を防ぐことはできなかった。
【0008】
本発明は、上述の問題を解決するものであり、その目的とするところは、充分な流動性を電子写真トナーに対して付与することができるトナー用外添剤として用いることができる重合体粒子及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の発明者等は、所定の分子量を有するウレタンポリ(メタ)アクリレートと単官能ビニル系モノマーとを所定割合で含むモノマー混合物由来の重合体粒子が、トナー用外添剤としてトナーに適度な流動性を付与することを意外にも見出すことで本発明に至った。
【0010】
かくして本発明によれば、単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとを含むモノマー混合物に由来する重合体粒子であり、前記重合体粒子が0.05〜1μmの平均粒子径を有し、使用される単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとが、60〜95重量%と40〜5重量%の割合であり、ウレタンポリ(メタ)アクリレートが、200〜5000の分子量のウレタン部分と、2個以上の(メタ)アクリレート基とからなることを特徴とする重合体粒子が提供される。
【0011】
また、本発明によれば、上記の重合体粒子からなるトナー用外添剤が提供される。
【0012】
更に、本発明によれば、上記重合体粒子の製造方法であって、単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとを60〜95重量%と40〜5重量%の割合で含むモノマー混合物を、界面活性剤及び水溶性重合開始剤の存在下、水性媒体中で乳化重合させることにより前記重合体粒子を得ることを特徴とする重合体粒子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0013】
本発明の重合体粒子は、トナー用外添剤として電子写真用トナーに用いられるトナー粒子に充分な流動性を付与することができるので、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電潜像の良好な現像を実現することができる。よって、電子写真機用、複写機用、プリンター用等のトナーに好適に用いられる。
また、ウレタンポリ(メタ)アクリレートが、2〜5個の(メタ)アクリレート基を有する場合、本発明の重合体粒子は、トナー用外添剤としてトナー粒子により優れた流動性を付与することができる。
本発明の重合体粒子からなるトナー用外添剤は、電子写真、静電記録、静電印刷等における静電潜像の良好な現像を実現することができる。
【0014】
また、本発明による重合体粒子の製造方法により、上述のとおり、トナー用外添剤としてトナー粒子に充分な流動性を付与することができる重合体粒子を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施例1による重合体粒子(トナー用外添剤)が擬似トナー粒子表面に付着している状態を示すSEM像である。
【図2】本発明の比較例2による重合体粒子(トナー用外添剤)が擬似トナー粒子表面に付着している状態を示すSEM像である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明による重合体粒子(以下、単に粒子ともいう)は、単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとを含むモノマー混合物に由来する重合体粒子である。重合体粒子の平均粒子径は、0.05〜1μmである。使用される単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとは、60〜95重量%と40〜5重量%の割合となっている。ウレタンポリ(メタ)アクリレートは、200〜5000の分子量のウレタン部分と、2個以上の(メタ)アクリレート基とからなる。(メタ)アクリルとは、アクリル又はメタクリルを示す。
【0017】
単官能ビニル系モノマーとは、炭素−炭素不飽和二重結合を1個有するモノマーをいう。本発明において用いられる単官能ビニル系モノマーは、スチレン系モノマー又は(メタ)アクリルエステル系モノマーが好ましい。
【0018】
スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、α−クロロスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、p−エチルスチレン等が挙げられる。これらの中でも特にスチレンが好ましい。
【0019】
(メタ)アクリルエステル系モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。
上記のスチレン系モノマー又は(メタ)アクリルエステル系モノマーは、それぞれを単独で使用してもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【0020】
ウレタンポリ(メタ)アクリレートとは、ポリオールと有機ポリイソシアネートの反応物に、ヒドロキシル基含有(メタ)アクリレートを反応させてなる化合物をいう。例えば、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のジイソシアネートに2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレートを反応させたウレタンジ(メタ)アクリレート、イソホロンジイソシアネートにペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレートを反応させたウレタンヘキサ(メタ)アクリレート、ジシクロメタンジイソシアネートとポリ(繰り返し単位n=6〜15)テトラメチレングリコールとのウレタン化反応物に2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートとを反応させたポリウレタンジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0021】
本発明で使用されるウレタンポリ(メタ)アクリレートは、ウレタンオリゴマーの末端にラジカル重合性の(メタ)アクリレート基を複数有する。ウレタンオリゴマーとは、イソシアネートとポリオールの共重合体である。
【0022】
ウレタンポリ(メタ)アクリレートの(メタ)アクリレート基は、2個以上であればよく、2〜5個が好ましい。より好ましくは、2〜3個である。(メタ)アクリレート基が2個より少ないと、電子写真トナー用外添剤として使用した場合、外添時に粒子が潰れてしまう場合がある。一方、5個より多いと、乳化重合時の重合安定性が低下して重合中に粒子の凝集や合一が発生する場合がある。この場合、得られる粒子の平均粒子径が1.0μmを超えてしまい、トナー用外添剤として好ましい粒子径の範囲に収まらない場合がある。
【0023】
ウレタンポリ(メタ)アクリレートのウレタン部分の分子量は、200〜5000である。より好ましくは、300〜4500である。分子量が200より少ないと、粒子の機械的強度が乏しくなり、外添時に粒子がつぶれる場合がある。一方、5000より多いと、乳化重合時の重合安定性が低下して、重合中に粒子が凝集又は合一する場合がある。
【0024】
ウレタンポリ(メタ)アクリレートの具体例としては、第一工業製薬社製のニューフロンティアR−1214、R−1220、R−1301、R−1304、R−1308、ダイセルサイテック社製のEBECRYL204、205、210、220、230、270、トクシキ社製のハイコープAU、共栄社化学社製のウレタンアクリレートAH−600、AT−600、UA−306H、サートマー社製ウレタンアクリレートオリゴマーCN−980、981等が挙げられる。
【0025】
単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとの混合割合は、60〜95重量%と40〜5重量%であることが好ましい。より好ましくは、単官能ビニル系モノマー70〜90重量%、ウレタンポリ(メタ)アクリレート30〜10重量%である。ウレタンポリ(メタ)アクリレートの割合が5重量%より少ないと、電子写真トナー用外添剤として使用した場合、外添時に粒子が潰れてしまう場合がある。一方、40重量%より多いと、乳化重合時の重合安定性が低下して重合中に粒子の凝集や合一が発生する場合がある。この場合、得られる粒子の平均粒子径が1.0μmを超えてしまい、トナー用外添剤として好ましい粒子径の範囲に収まらない場合がある。
【0026】
本発明の重合体粒子は、単官能ビニル系モノマー及びウレタンポリ(メタ)アクリレートの他に、本発明の効果を阻害しない範囲で、他のモノマーや添加剤が添加されていてもよい。
【0027】
他のモノマーとしては、例えば、多官能性重合性ビニル系モノマーが挙げられる。具体的には、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレート(アルキレンは炭素数2〜4の範囲が好ましい)等が挙げられる。多官能性重合性ビニル系モノマーの混合割合は、単官能ビニル系モノマー100重量部に対して50重量部以下であることが好ましい。より好ましくは、0.1〜40重量部である。
【0028】
他の添加剤としては、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、消泡剤、増粘剤、熱安定剤、レベリング剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられる。
【0029】
本発明の重合体粒子の平均粒子径は、0.05〜1μmが好ましい。より好ましくは、0.08〜0.6μmである。0.05μmより小さい又は1μmより大きいと、トナー用外添剤として使用した場合、充分な流動性を電子写真トナーに対して付与することができない場合がある。
【0030】
本発明において、重合体粒子を得るための重合方法は、乳化重合により行われる。乳化重合は、水性媒体と、媒体に溶解し難いモノマーと乳化剤(界面活性剤)とを混合し、その混合物に媒体に溶解可能な重合開始剤を加えて行う重合方法である。乳化重合の利点としては、速い速度で高重合度のポリマーが容易に得られることや、水性媒体とするため温度調節が容易であることが挙げられる。以下、乳化重合による重合体粒子の製造方法の一例について説明するが、本発明は、この製造方法のみに限定されるものではない。
【0031】
単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレート、任意に他のモノマーとを含むモノマー混合物、添加剤、界面活性剤及び水溶性重合開始剤を添加、混合することにより混合物を得る。得られた混合物は、水性媒体に投入され、所定温度下で所定時間攪拌されて重合反応が促進される。上記のモノマー等の供給方法としては、一括で反応系に投入する方法、あるいは滴下供給させる方法が挙げられる。なお、水性媒体としては、水、又は水と水溶性溶媒(例えば、低級アルコール)との混合物が挙げられる。また、重合は、窒素のような不活性雰囲気下で行ってもよい。
【0032】
重合体粒子を得るために乳化重合で用いる界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性イオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等
の公知のものを使用してもよい。
【0033】
アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、モノアルキルスルホコハク酸塩等の非反応性のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル硫酸アンモニウム等の反応性のアニオン性界面活性剤が挙げられる。
【0034】
カチオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルメチルアンモニウムクロライド及びジステアリルジメチルアンモニウムクロライドN−ポリオキシアルキレン−N,N,N−トリアルキルアンモニウム塩等が挙げられる。
【0035】
両性イオン界面活性剤としては、ラウリルジメチルアミンオキサイドや、リン酸エステル系又は亜リン酸エステル系界面活性剤が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、オキシエチレン−オキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。
【0036】
界面活性剤の添加量は、その種類により相違するが、単官能ビニル系モノマー及びウレタンポリ(メタ)アクリレートの総量100重量部に対して、0.03〜0.3重量部が好ましい。より好ましくは、0.05〜0.2重量部である。0.03重量部未満だと、トナーに充分な流動性を付与できない場合がある。一方、0.3重量部を超えると、重合体粒子の分散安定性が悪くなり、重合後に重合体粒子が凝集して、トナーに充分な流動性を付与できない場合がある。
【0037】
水溶性重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩類、ベンゾイルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物類、2,2−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩化水素、2,2−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸二水和物、2,2−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩化水素、2,2−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]水和物、2,2−アゾビス{2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン}二塩化水素、2,2−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−エチルプロパン)二塩化水素、2,2−アゾビス{2−メチル−N−[1、1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2−アゾビス(N−ヒドロキシエチルイソブチルアミド)、4,4−アゾビス(4−シアノペンタン酸)、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス(2,4ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物類等が挙げられる。また、前記過硫酸塩類及び有機過酸化物類にナトリウムスルホオキシレートホルムアルデヒド、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素アンモニウム、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸アンモニウム、過酸化水素、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム、L−アスコルビン酸及びその塩、第一銅塩、第一鉄塩等の還元剤を重合開始剤に組み合わせて用いるレドックス系開始剤等も挙げられる。
【0038】
水溶性重合開始剤の添加量は、その種類により相違するが、単官能ビニル系モノマー及びウレタンポリ(メタ)アクリレートの総量100重量部に対して、0.1〜5重量部が好ましい。より好ましくは、0.3〜3重量部である。
【0039】
本発明において乳化重合が行われるときに、連鎖移動剤が添加されてもよい。連鎖移動剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、α−メチルスチレンダイマー、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物、アリルアルコール等のアリル化合物、ジクロロメタン、ジブロモメタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物が挙げられる。連鎖移動剤の添加量は、単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとを含むモノマー混合物100重量部に対して、0.1〜5重量部が好ましい。より好ましくは、0.3〜3重量部である。
【0040】
単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとを含むモノマー混合物と水性媒体との使用割合は、1:20〜1:2の範囲であることが好ましい。より好ましくは、1:15〜1:3である。1:20よりモノマー混合物の割合が少なくなると、生産性が悪くなる場合がある。1:2よりモノマー混合物の割合が多くなると、重合中の粒子の安定性が悪くなり重合後の重合体粒子の凝集物が生じてしまう場合がある。
【0041】
重合系の攪拌回転数は、例えば、5リットル容量の反応器を使用した場合、100〜500rpmであることが好ましい。また、重合温度は、使用するモノマーや重合開始剤の種類により相違するが、30〜100℃であることが好ましく、重合時間は2〜10時間であることが好ましい。
【0042】
重合完了後、重合体粒子は、水系媒体から単離される。単離方法としては、スプレードライヤーに代表される噴霧乾燥法、ドラムドライヤーに代表される加熱された回転ドラムに付着させて乾燥する方法、凍結乾燥法等の公知の方法を用いることができる。乾燥した重合体粒子は、粉砕機、解砕機等で凝集物を解すことが望ましい。
【0043】
上記方法で得られる重合体粒子は、電子写真用トナー用外添剤として好適に使用することができる。
重合体粒子を電子写真用トナー樹脂に外添させる方法としては、機械式粉砕混合方法のような従来の方法・条件で行うことができ、例えばミルミキサー、ヘンシェルミキサー、V型混合機、ターブラミキサー、ハイブリタイザー、ロッキングミキサー等を用いて、重合体粒子と電子写真トナー用バインダー樹脂とを混合し、攪拌することにより行うことができる。
【0044】
上記電子写真用トナー樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばスチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂、スチレン−マレイン樹脂、スチレン−ビニルメチルエーテル樹脂、スチレン−メタクリル酸エステル樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂等が挙げられる。
【0045】
例えば、電子写真トナー樹脂として、平均粒子径10μmのスチレン−アクリル樹脂100重量部に、本発明による重合体粒子1〜5重量部を、ミルミキサーを用いて外添させた場合、本発明による重合体粒子の機械的強度が優れているため、粒子が潰れることなく、トナー樹脂の表面に外添させることができ、トナー同士の接着を効果的に防ぐことができ、トナーの流動性がよくなる。その結果、優れた印刷性を実現できる。
【実施例】
【0046】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、実施例及び比較例中の平均粒子径の測定方法、重合体粒子(トナー用外添剤)が外添されたトナー粒子の流動性の評価方法について説明する。
【0047】
(平均粒子径の測定方法)
ここでいう平均粒子径とは、動的光散乱法あるいは光子相関法と呼ばれる方法を利用して測定した粒子径を意味する。具体的には、乳化重合により得られたアクリル系重合体粒子の水系分散液をイオン交換水で200倍に希釈することで0.1重量%に調製し、25℃においてレーザー光を照射し、重合体粒子から散乱される散乱光強度をマイクロ秒単位の時間変化で測定する。測定された重合体樹脂粒子に起因する散乱強度の分布を、キュムラント解析法により算出された数値が平均粒子径となる。なお、キュムラント解析法とは、平均粒子径を算出するために正規分布に当てはめて解析する方法である。この方法による平均粒子径は、市販の測定装置により簡便に測定可能であり、実施例においては、マルバーン社製の「ゼータサイザーナノZS」が測定に使用される。このような市販の測定装置にはデータ解析ソフトが搭載されており、測定されたデータは自動的に解析される。
【0048】
(流動性の評価方法)
本発明において、流動性は篩通過率により評価される。篩通過率とは、ホソカワミクロン社製のパウダーテスターによる篩通過率の測定値を意味する。測定試料には、実施例、比較例で得られた重合体粒子からなる電子写真トナー用外添剤をトナー用バインダー樹脂粒子に外添処理したもの(以下、これを「擬似トナー」と称する)が用いられる。この擬似トナーの篩通過率の測定値から評価する。
以下、擬似トナーの作製方法(a)、篩通過率の測定方法(b)について説明する。
【0049】
(a)擬似トナーの作製方法
5L容量のオートクレーブにおいて、水2600重量部にピロリン酸マグネシウム26重量部を分散させ、亜硝酸ナトリウム0.13重量部及びフォスファノールLO−529(東邦化学社製)1.3重量部を溶解させる。そこへ、アゾビスイソブチロニトリル10.4重量部、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート3.9重量部を溶解させたスチレン910重量部、メタクリル酸ブチル390重量部の混合溶液を加え、ホモジナイザーにより4000rpmで乳化する。乳化されたものを、ナノマイザーシステムLA−33(ナノマイザー社製)により処理圧0.5MPaで処理することにより、分散液が得られる。得られた分散液を450rpmの攪拌回転数で攪拌しつつ、60℃で6時間に亘って加熱する。その後スルファミン酸1.3重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸Na2.6重量部を溶解させた水100重量部を加え、110℃まで加熱して更に1時間に亘って攪拌を続けながら重合を行う。その後、室温まで冷却し、脱水及び乾燥を行うことにより、トナー用バインダー樹脂が得られる。得られたトナー用バインダー樹脂の平均粒子径は10μmである。
上記トナー用バインダー樹脂15gと本発明の電子写真トナー用外添剤0.45gの混合物をミルミキサー(National社製 MX−X57−Y ファイバーミキサー)で5秒間混合処理し、その後1分間静置保管する。再度5秒間の混合と1分間の静置保管を行い、計5回この操作を繰り返すことにより擬似トナーが得られる。
【0050】
(b)篩通過率の測定方法
まず、上記作製方法(a)により得られた擬似トナー2gを、目開き45μmの金属製の篩に載置する。次に、ホソカワミクロン社製のパウダーテスターに7.2Vのレオスタット電圧を印加して、この篩を93秒間振動させる。振動終了後、篩に残った粉体の重量を測定し、以下の式により算出した値を篩通過率とする。
篩通過率(%)=100−{(篩に残った粉体重量/2g)×100}
この擬似トナーの篩通過率の測定値について、以下の基準で評価する。
○:優れた流動性を付与できる(篩通過率80%以上)
×:流動性付与効果に乏しい(篩通過率80%未満)
【0051】
(実施例1)
攪拌機、温度計を備えた5Lの反応器に、イオン交換水400重量部、アニオン性界面活性剤として、ポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製:商品名「アクアロンKH1025(25%水溶液)」)を0.1重量部、メタクリル酸メチル80重量部、ウレタンポリ(メタ)アクリレートとして、ニューフロンティアR1214(第一工業製薬社製:アクリレート基数2)20重量部を供給し、攪拌回転数250rpmで攪拌しつつ70℃に加熱した。次に、水溶性重合開始剤として、過硫酸アンモニウム0.5重量部を添加し、2時間に亘って攪拌を続けた。その後、80℃で1時間に亘ってさらに攪拌を続け、最後に室温まで冷却させることで重合体粒子の水分散液を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は0.24μmであった。
【0052】
上記重合体粒子の水分散液をスプレードライヤーによって給気温度105℃、排気温度55℃で水分を乾燥させ、得られた粉末を気流式粉砕機で処理することで、重合体粒子の粉末(トナー用外添剤)を得た。
得られたトナー用外添剤を用いて擬似トナーを作製し、篩通過率を測定した。篩通過率は、88%であり、「○:優れた流動性を付与できる」評価の範囲(80%以上)であった。
なお、擬似トナー粒子上のトナー用外添剤をSEMで観察したところ、擬似トナー粒子上でつぶれることなく外添されていた(図1参照)。
また、上記重合体粒子を外添剤とした電子写真トナーを用いて印刷を行い、30000枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察したところ、汚れが全くなく、印刷性が良好(○)であった。
【0053】
(実施例2)
メタクリル酸メチルを70重量部、且つウレタンポリ(メタ)アクリレートを30重量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は0.26μmであった。
【0054】
上記重合体粒子の水分散液をスプレードライヤーによって給気温度105℃、排気温度55℃で水分を乾燥させ、得られた粉末を気流式粉砕機で処理することで、重合体粒子の粉末(トナー用外添剤)を得た。
得られたトナー用外添剤を用いて擬似トナーを作製し、篩通過率を測定した。篩通過率は、89%であり、「○:優れた流動性を付与できる」評価の範囲(80%以上)であった。
なお、擬似トナー粒子上のトナー用外添剤をSEMで観察したところ、擬似トナー粒子上でつぶれることなく外添されていた。
また、上記重合体粒子を外添剤とした電子写真トナーを用いて印刷を行い、30000枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察したところ、汚れが全くなく、印刷性が良好(○)であった。
【0055】
(実施例3)
メタクリル酸メチルを90重量部、且つウレタンポリ(メタ)アクリレートを10重量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は0.22μmであった。
【0056】
上記重合体粒子の水分散液をスプレードライヤーによって給気温度105℃、排気温度55℃で水分を乾燥させ、得られた粉末を気流式粉砕機で処理することで、重合体粒子の粉末(トナー用外添剤)を得た。
得られたトナー用外添剤を用いて擬似トナーを作製し、篩通過率を測定した。篩通過率は、87%であり、「○:優れた流動性を付与できる」評価の範囲(80%以上)であった。
なお、擬似トナー粒子上のトナー用外添剤をSEMで観察したところ、擬似トナー粒子上でつぶれることなく外添されていた。
また、上記重合体粒子を外添剤とした電子写真トナーを用いて印刷を行い、30000枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察したところ、汚れが全くなく、印刷性が良好(○)であった。
【0057】
(実施例4)
ウレタンポリ(メタ)アクリレートをニューフロンティアR1214からニューフロンティアR1301(第一工業製薬社製:アクリレート基数3)としたこと以外は実施例1と同様の方法で重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は0.55μmであった。
【0058】
上記重合体粒子の水分散液をスプレードライヤーによって給気温度105℃、排気温度55℃で水分を乾燥させ、得られた粉末を気流式粉砕機で処理することで、重合体粒子の粉末(トナー用外添剤)を得た。
得られたトナー用外添剤を用いて擬似トナーを作製し、篩通過率を測定した。篩通過率は、83%であり、「○:優れた流動性を付与できる」評価の範囲(80%以上)であった。
なお、擬似トナー粒子上のトナー用外添剤をSEMで観察したところ、擬似トナー粒子上でつぶれることなく外添されていた。
また、上記重合体粒子を外添剤とした電子写真トナーを用いて印刷を行い、30000枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察したところ、汚れが全くなく、印刷性が良好(○)であった。
【0059】
(実施例5)
メタクリル酸メチルをスチレンとしたこと以外は実施例1と同様の方法で重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は0.28μmであった。
【0060】
上記重合体粒子の水分散液をスプレードライヤーによって給気温度105℃、排気温度55℃で水分を乾燥させ、得られた粉末を気流式粉砕機で処理することで、重合体粒子の粉末(トナー用外添剤)を得た。
得られたトナー用外添剤を用いて擬似トナーを作製し、篩通過率を測定した。篩通過率は、85%であり、「○:優れた流動性を付与できる」評価の範囲(80%以上)であった。
なお、擬似トナー粒子上のトナー用外添剤をSEMで観察したところ、擬似トナー粒子上でつぶれることなく外添されていた。
また、上記重合体粒子を外添剤とした電子写真トナーを用いて印刷を行い、30000枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察したところ、汚れが全くなく、印刷性が良好(○)であった。
【0061】
(比較例1)
メタクリル酸メチルを50重量部、且つウレタンポリ(メタ)アクリレートを50重量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で重合体粒子を得たが、重合中の合一が著しく、重合体粒子の平均粒子径は1.56μmであり、目的とする重合体粒子は得られなかった。
【0062】
(比較例2)
メタクリル酸メチルを98重量部、且つウレタンポリ(メタ)アクリレートを2重量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は0.19μmであった。
【0063】
上記重合体粒子の水分散液をスプレードライヤーによって給気温度105℃、排気温度55℃で水分を乾燥させ、得られた粉末を気流式粉砕機で処理することで、重合体粒子の粉末(トナー用外添剤)を得た。
得られたトナー用外添剤を用いて擬似トナーを作製し、篩通過率を測定した。篩通過率は、68%であり、「×:流動性付与効果に乏しい」評価の範囲(篩通過率80%未満)であった。
なお、擬似トナー粒子上のトナー用外添剤をSEMで観察したところ、擬似トナー粒子上でつぶれていた(図2参照)。
また、上記重合体粒子を外添剤とした電子写真トナーを用いて印刷を行い、30000枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察したところ、汚れが多く、実用上問題あるもの(×)であった。
【0064】
(比較例3)
二官能性のウレタンポリ(メタ)アクリレートの代わりにウレタン部位をもたない二官能性重合性モノマーであるエチレングリコールジメタクリレートとしたこと以外は、実施例1と同様の方法で重合体粒子を得た。得られた重合体粒子の平均粒子径は0.20μmであった。
【0065】
上記重合体粒子の水分散液をスプレードライヤーによって給気温度105℃、排気温度55℃で水分を乾燥させ、得られた粉末を気流式粉砕機で処理することで、重合体粒子の粉末(トナー用外添剤)を得た。
得られたトナー用外添剤を用いて擬似トナーを作製し、篩通過率を測定した。篩通過率は、71%であり、「×:流動性付与効果に乏しい」評価の範囲(篩通過率80%未満)であった。
なお、擬似トナー粒子上のトナー用外添剤をSEMで観察したところ、擬似トナー粒子上でつぶれていた。
また、上記重合体粒子を外添剤とした電子写真トナーを用いて印刷を行い、30000枚目以降の紙面における非画像部を目視で観察したところ、汚れが多く、実用上問題あるもの(×)であった。
上述の実施例1〜5及び比較例1〜4を表1にまとめて示す。
【0066】
【表1】

MMA:メタクリル酸メチル
St:スチレン
R1214:第一工業製薬社製 ニューフロンティアR1214(アクリレート基数2、分子量2000)(ウレタンポリ(メタ)アクリレート)
R1301:第一工業製薬社製 ニューフロンティアR1301(アクリレート基数3、分子量3500)(ウレタンポリ(メタ)アクリレート)
EGDMA:エチレングリコールジメタクリレート
KH1025:ポリオキシエチレン−1−(アリルオキシメチル)アルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩(第一工業製薬社製:商品名「アクアロンKH1025(25%水溶液)」)
【0067】
比較例1及び2の結果(評価)は、単官能ビニル系モノマーが60〜95重量部の範囲内になく且つウレタンポリ(メタ)アクリレート5〜40が重量部の範囲内にないことに起因すると考えられる。
比較例3の結果(評価)は、ウレタン部位をもたないモノマーを使用したことに起因すると考えられる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとを含むモノマー混合物に由来する重合体粒子であり、前記重合体粒子が0.05〜1μmの平均粒子径を有し、使用される単官能ビニル系モノマーとウレタンポリ(メタ)アクリレートとが、60〜95重量%と40〜5重量%の割合であり、ウレタンポリ(メタ)アクリレートが、200〜5000の分子量のウレタン部分と、2個以上の(メタ)アクリレート基とからなることを特徴とする重合体粒子。
【請求項2】
前記ウレタンポリ(メタ)アクリレートが、2〜5個の(メタ)アクリレート基を有する請求項1に記載の重合体粒子。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の重合体粒子からなるトナー用外添剤。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の重合体粒子の製造方法であって、前記単官能ビニル系モノマーと前記ウレタンポリ(メタ)アクリレートとを60〜95重量%と40〜5重量%の割合で含むモノマー混合物を、界面活性剤及び水溶性重合開始剤の存在下、水性媒体中で乳化重合させることにより前記重合体粒子を得ることを特徴とする重合体粒子の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2011−184544(P2011−184544A)
【公開日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−50530(P2010−50530)
【出願日】平成22年3月8日(2010.3.8)
【出願人】(000002440)積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Fターム(参考)】