JP2005195782A - 電子写真用トナー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水系媒体中でトナーを生成するトナー製造方法において、少なくともカルボン酸を含む樹脂、着色剤からなるトナー組成物の乳化あるいは懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合してなることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
【選択図】なし
Description
高品位、高画質の画像を得るために、トナーの粒子径を小さくすることによる改良が図られているが、通常の混練・粉砕による製造方法ではその粒子形状が不定形であり、機械内部では現像部内でのキャリアとの攪拌や、一成分系現像剤として用いる場合は現像ローラとトナー供給ローラ、層厚規制ブレードや摩擦帯電ブレードなどとによる接触ストレスによりさらにトナーが粉砕され、極微粒子が発生したり、流動化剤がトナー表面に埋め込まれるために画像品質が低下するという現象が発生する。またその形状ゆえに粉体としての流動性が悪く、多量の流動化剤を必要としたり、トナーボトル内への充填率が低く、コンパクト化への阻害要因となっている。
さらにフルカラー画像を作成するために多色トナーより形成された画像の感光体から転写媒体や紙への転写プロセスも複雑になってきており、粉砕トナーのような不定形の形状では、転写性の悪さから、転写された画像に抜けが生じたり、それを補うためにトナー消費量が多くなるなどの問題が発生している。
1)懸濁重合法、乳化重合凝集法ならびにポリマー懸濁法における分散剤や重付加反応に用いる化合物によるトナーに与える帯電性への影響を低減し、
2)かつ必要な帯電特性を得ること、具体的には、平均帯電レベルが高く且つ経時による安定性に優れ、帯電速度も俊敏で、また湿度や温度といった環境の影響を受けないトナー及びその製造方法を提供すること、
3)シャープな粒度分布、球形形状を有し、さらに定着性に余裕のある高分子量成分の存在する溶融粘度の高いトナーを提供すること、
4)潜像に忠実して現像して高画質のフルカラー画像を再現すること、転写効率が高く高画質のフルカラー画像を再現すること、
5)該トナーを備えたプロセスカートリッジを提供すること、を目的とする。
このようにトナー表面に電荷制御効果を有した機能性有機分子を選択的に存在させることは、従来技術では極めて困難であり、従い十分な帯電制御効果をトナーに付与することもまた非常に困難であった。
(1) 水系媒体中でトナーを生成するトナー製造方法において、少なくともカルボン酸を含む樹脂、着色剤からなるトナー組成物の乳化あるいは懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合してなることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
(6) 重付加反応がイソシアネート基を末端に有する化合物を用いて行われることを特徴とする前記(5)記載の電子写真用トナーの製造方法。
(14) 添加するカルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を該トナー表面のカルボン酸に水素結合させるにあたり、スラリー分散液のpHを1〜7、好ましくは3〜6に調整することを特徴とする前記(1)〜(13)のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
(16) 乳化または懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合させた後に、フッ素系界面活性剤を添加することを特徴とする前記(1)〜(14)のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
X:−SO2−又は−CO−、
R1、R2、R3、R4:水素原子、炭素数1〜10の低級アルキル基又はアリール基、
Y:I又はBr、
r、s:1〜20の整数。)
(19) 4級アンモニウム型のカチオン性界面活性剤が式(8)で示される化合物であることを特徴とする前記(18)記載の電子写真用トナーの製造方法。
(20) 乳化または懸濁分散工程後に乳化または懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合させた後に、電荷制御剤を添加または反応することを特徴とする前記(1)〜(14)のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
(22) 前記(1)〜(16)の製造法によって得られた粒子を乾燥後さらに流動化剤とともに乾式混合する前記(1)〜(16)のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
(23) 前記(1)〜(22)のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法により得られた電子写真用トナー。
(25) 前記画像形成方法が中間転写体に電界によって転写する方法からなる前記(23)に記載の画像形成方法。
(27) 前記画像形成方法が中間転写体に電界によって転写する方法からなる前記(26)に記載の画像形成方法。
また本発明のトナーを用いることにより、画質に優れた現像方法、転写方法、プロセスカートリッジを提供することが可能となる。
トナー表面に水素結合により反応させる芳香族カルボン酸化合物を100倍量の水に分散し、この分散液に等モルのアルカリ、例えば水酸化ナトリウムを5℃〜30℃の室温で加え、攪拌溶解する。次にトナー組成物の乳化または懸濁分散工程後、乳化または懸濁分散液中に芳香族カルボン酸化合物を添加して、すなわち、先ほどの芳香族カルボン酸ナトリウム水溶液を、トナー表面に反応させたい量を精秤し、全量ゆっくり注加する。このスラリーを十分に攪拌した後、リン酸の如き無機酸によりpHを調整しながら室温下で加える。
また中間転写方式は色ずれが抑えられるなどの優れた点があるが、多数回の転写における画像劣化や転写残トナーの増大を本トナーによって改良できることも判明した。
油溶性重合開始剤、重合性単量体中に着色剤、離型剤等を分散させ、これを界面活性剤、その他固体分散剤等が含まれる水系媒体中で懸濁分散する。その後、余剰にある界面活性剤等は洗浄により除去しトナー粒子を得ることが好ましい。重合性単量体としては、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミドあるいはこれらのメチロール化合物、ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン、メタクリル酸ジメチルアミノエチルなどのアミノ基を有すアクリルレート、メタクリレートなどが使用できる。
水溶性重合開始剤、重合性単量体を水中で界面活性剤を用いて乳化し、通常の乳化重合の手法によりラテックスを合成する。別途着色剤、離型剤等を水系媒体中分散した分散体を用意し、混合の後にトナーサイズまで凝集させ、加熱融着させることによりトナーを得る。その後に本発明における帯電制御剤処理を行えば良い。
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
プレポリマーを含むトナー組成物100部に対する水系媒体の使用量は、通常50〜2000重量部、好ましくは100〜1000重量部である。50重量部未満ではトナー組成物の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られない。20000重量部を超えると経済的でない。
伸長および/または架橋反応時間は、プレポリマー(A)の有するイソシアネート基構造とアミン類(B)の組み合わせによる反応性により選択されるが、通常10分〜40時間、好ましくは2〜24時間である。反応温度は、通常、0〜150℃、好ましくは40〜98℃である。また、必要に応じて公知の触媒を使用することができる。具体的にはジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレートなどが挙げられる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
得られた乾燥後のトナーの粉体と離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子などの異種粒子とともに混合したり、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固定化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止することができる。
本発明の処理方法と併用する形で、これらいずれのトナー製造法にも共通して、液中で帯電制御効果付与の表面処理を施すことが可能である。トナー粒子が水中で形成され、用いた界面活性剤等を洗浄によって除去した後に、本工程を行うのが好ましい。水中に存在している余剰の界面活性剤をろ過、遠心分離などの固液分離操作をして除去し、得られたケーキ、スラリーを水系媒体中に再分散する。
またさらに帯電性を調整する目的で再分散したスラリー中に帯電制御剤微粒子分散体を存在させておくこともできる。帯電制御剤は通常粉体の形態であるが、水系媒体中で粒子を製造した時に用いた界面活性剤や帯電付与の目的で添加する逆極性の界面活性剤を用いて別途 水系媒体中で分散することによって微粒子分散体を得ることができる。逆極性の界面活性剤の添加によって帯電制御剤微粒子分散体の水中での荷電が中和され、トナー粒子表面に凝集付着させることができる。
またさらに帯電性を補強する目的で再分散したスラリー中に樹脂微粒子分散体を存在させておくこともできる。樹脂微粒子分散体は乳化重合によって得られたものが好ましい。
帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、含金アゾ錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的にはニグロシン系染料のボントロンN−03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン化合物のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
高分子系微粒子たとえばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られる樹脂微粒子分散体が好ましい。特にメタクリル酸等のカルボキシル基を有すモノマーと共重合されたポリスチレン、フッ素系メタクリル酸エステルやフッ素系アクリル酸エステルを乳化重合、分散重合の際共重合体させたものやシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体微粒子が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としてはアルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンなどのアミン塩型や、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムなどの四級アンモニウム塩型などが挙げられる。
アニオン性の界面活性剤としてはアルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルなどが挙げられる。
本発明においては逆極性の界面活性剤としてフッ素系界面活性剤を用いることによりさらに帯電性能、特に帯電立ち上り性を改良することができる。
好ましく用いられるフルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ〕−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及びその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステルなどが挙げられる。
X:−SO2−又は−CO−、
R1、R2、R3、R4:水素原子、炭素数1〜10の低級アルキル基又はアリール基、
Y:I又はBr、
r、s:1〜20の整数。)
固体微粒子分散剤は水系媒体中で水に難溶の固体状で存在するものであり、平均粒径が0.01〜1μmの微粒子のものが好ましい。
無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー(A)としては、ポリオール(1)とポリカルボン酸(2)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルをさらにポリイソシアネート(3)と反応させた物などが挙げられる。上記ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
本発明においては、プレポリマー(A)、アミン類(B)とともに変性されていないポリエステル(C)をトナーバインダー成分として含有させることもできる。(C)を併用することで、低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、単独使用より好ましい。(C)としては、前記プレポリマー(A)のポリエステル成分と同様なポリオール(1)とポリカルボン酸(2)との重縮合物などが挙げられ、好ましいものもプレポリマー(A)のポリエステル成分と同様である。
本発明の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。
本発明で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。
また、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。本発明のワックスとしては公知のものが使用でき、例えばポリオレフィンワッックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワッックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。
乾式トナーは以下の方法で製造することができるが勿論これらに限定されることはない。
また、現像剤を調製する際には、現像剤の流動性や保存性、現像性、転写性を高めるために、以上のようにして製造された現像剤にさらに先に挙げた疎水性シリカ微粉末等の無機微粒子を添加混合してもよい。 外添剤の混合は一般の粉体の混合機が用いられるがジャケット等装備して、内部の温度を調節できることが好ましい。外添剤に与える負荷の履歴を変えるには、途中または漸次外添剤を加えていけばよい。もちろん混合機の回転数、転動速度、時間、温度などを変化させてもよい。はじめに強い負荷を、次に比較的弱い負荷を与えても良いし、その逆でも良い。
得られたトナーの形状をさらに調節するにはトナーバインダー、着色剤からなるトナー材料を溶融混練後、微粉砕したものをハイブリタイザー、メカノフュージョンなどを用いて機械的に形状を調節する方法や、いわゆるスプレードライ法と呼ばれるトナー材料をトナーバインダーが可溶な溶剤に溶解分散後、スプレードライ装置を用いて脱溶剤して球形トナーを得る方法。また、水系媒体中で加熱することにより球形化する方法などが挙げられるがこれに限定されるものではない。
本発明で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましい。
本発明のトナーを2成分系現像剤に用いる場合には、磁性キャリアと混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア100重量部に対してトナー1〜10重量部が好ましい。磁性キャリアとしては、粒子径20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアなど従来から公知のものが使用できる。また、被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。
また、本発明のトナーはキャリアを使用しない1成分系の磁性トナー或いは、非磁性トナーとしても用いることができる。
(ポリエステル樹脂の合成)
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、テレフタル酸276部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間重縮合反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応して、ピーク分子量4800の変性されていないポリエステルを得た。樹脂100部を 酢酸エチル100部に溶解、混合し、トナーバインダーの酢酸エチル溶液を得た。一部減圧乾燥し、ポリエステル樹脂を単離した。Tgは58℃、酸価は8であった。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行いトナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。ついで20℃にビーカー内温を保ち、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)で12000rpmに攪拌しながら、上記トナー組成物を投入し3分間攪拌乳化した。
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマーを得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、ケチミン化合物を得た。このケチミン化合物のアミン価は418であった。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行った。その後前記イソシアネート含有プレポリマーを固形分換算で20部加え攪拌混合し、トナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。
実施例1の表面処理において使用した4−トリフルオロメチル安息香酸量を0.10重量%に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行いトナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。ついで20℃にビーカー内温を保ち、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)で12000rpmに攪拌しながら、上記トナー組成物を投入し3分間攪拌乳化した。
密閉されたポット内にニグロシン染料型電荷制御剤(商品名 ボントロンN−04、オリヱント化学社製)10部と蒸留水100部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1部を入れ、5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行い、帯電制御剤分散液1を得た。ニグロシン染料型電荷制御剤はすべて1μm以下に分散されていた。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行った。その後イソシアネート含有プレポリマーを固形分換算で20部加え攪拌混合し、トナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。ついで20℃にビーカー内温を保ち、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)で12000rpmに攪拌しながら、上記トナー組成物にケチミン化合物を1部乳化直前に混合した油相を調製後 投入し3分間攪拌乳化した。
実施例1の表面処理において使用した4−トリフルオロメチル安息香酸を4−トリフルオロメチル桂皮酸に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
実施例1の表面処理において使用した4−トリフルオロメチル安息香酸を4−トリフルオロメチルフェノキシ酢酸に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
実施例1の表面処理において使用した4−トリフルオロメチル安息香酸を2−メトキシ安息香酸に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
撹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138部、メタクリル酸83部、メタクリル酸テトラフルオロエチル55部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、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。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸テトラフルオロエチル−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の共重合体)の水性分散液を得た。得られた微粒子分散液をLA−920(堀場製作所社製)で測定した体積平均粒径は、0.25μmであった。
実施例5の帯電制御剤分散液1の代わりに上記合成の樹脂微粒子分散液をトナー固形分に対し樹脂微粒子分散液固形分が1.0重量%となるように徐々に添加した他は同様に操作し、本発明のトナーを得た。
実施例1において、4−トリフルオロメチル安息香酸水溶液に代えて同量の蒸留水のみを加えた他は同様に操作し、比較トナーを得た。
実施例1の表面処理においてカルボン酸誘導体添加後のpH調整を行わず、pH=8で反応を実施した以外は同様に操作し、比較トナーを得た。
また、この時の反応後の分散液をろ過し、このろ液のpHを塩酸により2にまで下げたところ、ほぼ加えたカルボン酸と同量のカルボン酸が析出した。このことから加えたカルボン酸は殆ど反応していないもの考えられる。
実施例1の表面処理においてカルボン酸誘導体添加後のpH調整において、実施例1でpH調整を完了するに必要であったリン酸水溶液を、一気にトナー分散液に添加した以外は同様に操作し、比較トナーを得た。
また、この時の反応後の分散液をろ過し、このろ液のpHを塩酸により2にまで下げたところ、ほぼ加えたカルボン酸と同量のカルボン酸が析出した。このことから加えたカルボン酸は殆ど反応していないもの考えられる。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行いトナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。ついで20℃にビーカー内温を保ち、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)で12000rpmに攪拌しながら、上記トナー組成物を投入し3分間攪拌乳化した。
冷却管、攪拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物724部、イソフタル酸276部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、160℃まで冷却して、これに32部の無水フタル酸を加えて2時間反応した。次いで、80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソフォロンジイソシアネート188部と2時間反応を行いイソシアネート含有プレポリマーを得た。
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、ケチミン化合物を得た。このケチミン化合物のアミン価は418であった。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行った。その後イソシアネート含有プレポリマーを固形分換算で20部加え攪拌混合し、トナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。
実施例10の表面処理において使用した4−メチル桂皮酸量を0.10重量%に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行いトナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。ついで20℃にビーカー内温を保ち、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)で12000rpmに攪拌しながら、上記トナー組成物を投入し3分間攪拌乳化した。
密閉されたポット内にジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩 10部と蒸留水100部及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 1部を入れ、5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行い、帯電制御剤分散液1を得た。ジターシャリーブチルサリチル酸亜鉛塩はすべて1μm以下に分散されていた。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み、5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行った。その後イソシアネート含有プレポリマーを固形分換算で20部加え攪拌混合し、トナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。
実施例10の表面処理において使用した4−メチル桂皮酸を4−メチル安息香酸に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
実施例10の表面処理において使用した4−メチル桂皮酸を4−メチルフェノキシ酢酸に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
実施例10の表面処理において使用した4−メチル桂皮酸を2−クロロフェノキシ酢酸に変更した以外は、同様に操作し本発明のトナーを得た。
撹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138部、メタクリル酸83部、メタクリル酸テトラフルオロエチル55部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、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。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸テトラフルオロエチル−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の共重合体)の水性分散液を得た。得られた微粒子分散液をLA−920(堀場製作所社製)で測定した体積平均粒径は、0.25μmであった。
実施例14の帯電制御剤分散液2の代わりに上記合成の樹脂微粒子分散液をトナー固形分に対し樹脂微粒子分散液固形分が1.0重量%となるように徐々に添加した他は同様に操作し、本発明のトナーを得た。
密閉されたポット内に前記のポリエステル樹脂の酢酸エチル溶液200部、カルナウバワックス5部、銅フタロシアニンブルー顔料4部を仕込み 5mmmφのジルコニアビーズを用いて24時間ボールミル分散を行いトナー組成物を得た。ビーカー内にイオン交換水600部、リン酸三カルシウム60部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部を入れ均一に溶解分散した。ついで20℃にビーカー内温を保ち、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)で12000rpmに攪拌しながら、上記トナー組成物を投入し3分間攪拌乳化した。
また、この時の反応後の分散液をろ過し、このろ液のpHを塩酸により2にまで下げたところ、ほぼ加えたカルボン酸と同量のカルボン酸が析出した。このことから加えたカルボン酸は殆ど反応していないもの考えられる。
実施例10の表面処理においてカルボン酸誘導体添加後のpH調整を行わず、pH=8で反応を実施した以外は同様に操作し、比較トナーを得た。
また、この時の反応後の分散液をろ過し、このろ液のpHを塩酸により2にまで下げたところ、ほぼ加えたカルボン酸と同量のカルボン酸が析出した。このことから加えたカルボン酸は殆ど反応していないもの考えられる。
実施例1の表面処理においてカルボン酸誘導体添加後のpH調整において、実施例1でpH調整を完了するに必要であったリン酸水溶液を、一気にトナー分散液に添加した以外は同様に操作し、比較トナーを得た。
また、この時の反応後の分散液をろ過し、このろ液のpHを塩酸により2にまで下げたところ、ほぼ加えたカルボン酸と同量のカルボン酸が析出した。このことから加えたカルボン酸は殆ど反応していないもの考えられる。
作成したカラートナー5重量部と、以下記載のキャリア95重量部を、ブレンダーで10分間混合し、現像剤を作成した。
(キャリア) 芯材:平均粒径50μmの球形フェライト粒子
コート材構成材料:シラン系カップリング剤を分散したシリコーン樹脂
シラン系カップリング剤とシリコーン樹脂をトルエンに分散させ、分散液を調整後、加温状態にて上記芯材にスプレーコートし、焼成、冷却後、平均コート樹脂膜厚み0.2μmのキャリア粒子を作成した。
温度20℃、湿度50%の試験室で上記キャリア100部と本発明のトナー5部をステンレスのポットに仕込み、ボールミル架台上で一定回転数で回転混合させた。回転スタートから15秒後に停止させ得られた現像剤の帯電量(μC/g)をブローオフ装置によって測定した。
(飽和帯電量)
帯電立ち上り性と同様の操作で10分攪拌後の現像剤の帯電量(μC/g)をブローオフ装置によって測定した。
温度30℃、湿度90%の環境試験室で上記キャリア100部と本発明のトナー5部を1時間放置し、環境試験室でステンレスのポットに仕込み、環境試験室内のボールミル架台上で一定回転数で回転混合させた。回転スタートから10分後に停止させ得られた現像剤の帯電量(μC/g)をブローオフ装置によって測定した。
細線再現性はこの現像剤をタンデム、中間転写方式で、アモルファスシリコン正帯電性感光体を具備するカラー複写機に入れ、画像占有率7%の印字率でリコー社製6000ペーパーを用いてランニングを実施した。その時の初期10枚目の画像と3万枚目の画像の細線部を原稿と比較し、光学顕微鏡で100倍で拡大観察し、ラインの抜けの状態を段階見本と比較しながら4段階で評価した。いずれも◎>○>△>×の順に画像品質が高い。特に×の評価は製品として採用できないレベルである。
定着性は同様に3万枚ランニングした後に、全面カラーベタ画像を定着ローラー表面温度を120℃から200℃まで変化させて出力し、画像上のトナーをテープ転写し、テープの汚れ度合いを4段階の段階見本と比較して評価した。テープの汚れが基準以下の定着温度を定着下限温度とし、ホットオフセットにより画像光沢が減少し始める温度を定着上限温度とし、その差を定着温度域とした。
また本発明のトナーを用いることにより、画質に優れた現像方法、転写方法、プロセスカートリッジを提供することが可能となる。
Claims (28)
- 水系媒体中でトナーを生成するトナー製造方法において、少なくともカルボン酸を含む樹脂、着色剤からなるトナー組成物の乳化あるいは懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合してなることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
- 少なくともカルボン酸を含む樹脂、着色剤からなるトナー組成物を重合性単量体に溶解または分散し、該溶解物または分散物を水系媒体中で界面活性剤の存在する水系媒体中で懸濁分散し、得られた分散液を重合して得られるトナーにおいて、懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合してなることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
- 少なくともカルボン酸基を含む樹脂、着色剤からなるトナー組成物を界面活性剤の存在する水系媒体中で乳化分散し、該乳化分散物を水系媒体中で凝集させ、該凝集物を加熱融着させて得られるトナーにおいて、乳化分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合してなることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
- 少なくともカルボン酸基を含む樹脂、着色剤からなるトナー組成物を有機溶剤に溶解または分散し、該溶解物または分散物を水系媒体中で界面活性剤の存在する水系媒体中で乳化分散し、得られた乳化分散液の有機溶剤を除去して得られるトナーにおいて、乳化分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合してなることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
- 少なくともカルボン酸基を含む樹脂、着色剤からなるトナー組成物を有機溶剤に溶解または分散し、該溶解物または分散物を水系媒体中で界面活性剤の存在する水系媒体中で乳化分散し、該溶解物または分散物を重付加反応させ、反応後または反応させながら有機溶剤を除去して得られるトナーにおいて、乳化分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合してなることを特徴とする電子写真用トナーの製造方法。
- 重付加反応がイソシアネート基を末端に有する化合物を用いて行われることを特徴とする請求項5記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 添加するカルボン酸基を有する有機化合物をナトリウムまたはカリウムまたはリチウム塩として使用することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 添加するカルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を該トナー表面のカルボン酸に水素結合させるにあたり、スラリー分散液のpHを1〜7、好ましくは3〜6に調整することを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 乳化または懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合させた後に、加熱処理を行うことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 乳化または懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合させた後に、フッ素系界面活性剤を添加することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 乳化または懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合させた後に、4級アンモニウム型のカチオン性界面活性剤を添加することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 乳化または懸濁分散工程後に乳化または懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合させた後に、電荷制御剤を添加または反応することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 乳化または懸濁分散工程後に乳化または懸濁分散工程後に該トナー表面のカルボン酸基に、カルボン酸基を一つ以上有する芳香族化合物を水素結合させた後に、体積平均粒径が0.01μm〜1.0μmの範囲である有機微粒子を添加することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 請求項1〜16の製造法によって得られた粒子を乾燥後さらに流動化剤とともに乾式混合する請求項1〜16のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 請求項1〜22のいずれか1項に記載の電子写真用トナーの製造方法により得られた電子写真用トナー。
- 現像ロールおよび該現像ロール上に供給する現像剤の層厚を均一に規制する現像ブレードを備えた複数の現像装置によって、単一の感光体上に形成された各色に分割された静電潜像をそれぞれの色に対応する現像剤により現像する方法で用いられる現像剤が、請求項23に記載の電子写真用トナーを用いた現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
- 前記画像形成方法が中間転写体に電界によって転写する方法からなる請求項23に記載の画像形成方法。
- 現像ロールおよび該現像ロール上に供給する現像剤の層厚を均一に規制する現像ブレードを備えた複数の現像装置によって、現像装置に対応した複数の感光体上に形成された各色に分割された静電潜像をそれぞれの色に対応する現像剤により現像する方法で用いられる現像剤が、請求項23に記載の電子写真用トナーを用いた現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
- 前記画像形成方法が中間転写体に電界によって転写する方法からなる請求項26に記載の画像形成方法。
- 電子写真用トナーまたは該トナーの現像剤の収納手段、帯電手段、潜像保持手段(感光体)、現像手段、クリーニング手段より選ばれる少なくとも一つの手段を一体に支持し、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、前記電子写真用トナーまたは該トナーの現像剤が請求項23に記載のトナーであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
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