JP2007193343A - トナーの製造方法とそれを利用して製造されたトナー、前記トナーを利用した画像形成方法及び前記トナーを受容した画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】反応性乳化剤及び着色剤を混合して顔料分散液を製造する工程と、親水性基及び疎水性基を有し、一つ以上の反応性官能基を含むマクロモノマー、一つ以上の重合性単量体、及び連鎖移動剤を顔料分散液に混合してトナー組成物を製造する工程と、組成物を媒質中で乳化重合する工程と、重合されたトナーを分離及び乾燥する工程と、を含むトナーの製造方法であって、マクロモノマー及び連鎖移動剤の含量を調節してトナーの形状を調節することを特徴とするトナーの製造方法である。また、本発明は、製造方法を利用して製造したトナー、トナーを利用する画像形成方法、及びトナーを受容した画像形成装置に関する。
【選択図】図1
Description
球経度(Circularity)=4π×(面積/円周2) ・・・(数式1)
シアン顔料であるPB 15:316g及び反応性乳化剤であるBS−10(第一工業から購入可能)4gを超純度窒素で脱酸素化させた超純水100gに混合させた後、分散攪拌器で約1時間5000 RPMで回転して顔料分散液を製造した。スチレン75g、アクリル酸ブチル15g、及びメタクリル酸5gの単量体混合物;連鎖移動剤であるIOMP(Iso Octyl Mercapto Propionate)1g;マクロモノマーPEG−MA 3g(総重量100g);及び離型剤であるエステルワックス10gを加熱混合した。このとき、加熱温度は、60℃を超えない範囲で加熱した。超純水500gにNaC l1gとPEG−MA 5gとを溶解して混合した水溶液を作って反応槽に入れた。前記得られた顔料液50gを超純水600gに希釈させた後、1リットルの反応器に入れて均質器を利用して均質化した。均質化時間は、2分であり、回転数は、7000RPM(Rotation Per Minute)である。均質後に顔料液を300RPMに攪拌させ、80℃まで加熱させた。反応器の内部温度が適正数値に達すれば、過硫酸カリウム1g、アゾアミド0.5gの開始剤を投入して窒素ガスで反応器の内部をパージした。すなわち、スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸、及びPEG−MAの単量体混合物(7:1.5:0.5:1の比率、100g)を滴下じょうごに入れて徐々に約1時間にわたって投入した。このとき、反応時間は3時間であり、3時間後にNaCl 2gを超純水20gに溶かして反応槽に滴下した。再び、前述した比率の単量体混合物110gを1時間にわたって投入させた。このとき、総反応時間は6時間であり、反応が終われば、攪拌しつつ自然冷却させた。このとき、得られた粒子の体積平均粒径は5.8μmであり、トナー形状は、不規則な形状(不定形)であった。
連鎖移動剤であるIOMP 1gの代わりに2g、PEG−EA 3gの代わりに4gを使用したことを除いては、実施例1と同一に実施した。製造された粒子の体積平均粒径は6.5μmであり、トナーの形状は、不規則な形状とポテト形状との中間形状であった。
連鎖移動剤であるIOMP 1gの代わりに3g、PEG−EA 3gの代わりに5gを使用したことを除いては、実施例1と同一に実施した。製造された粒子の体積平均粒径は6.3μmであり、トナーの形状は、ポテト形状であった。図1は、ポテト形状に製造されたトナー粒子形状を表した写真である。
連鎖移動剤であるIOMP 1gの代わりに5g、PEG−EA 3gの代わりに5gを使用したことを除いては、実施例1と同一に実施した。製造された粒子の体積平均粒径は6.2μmであり、トナーの形状は、球形であった。
連鎖移動剤であるIOMP 1gの代わりに7g、PEG−EA 3gの代わりに5gを使用したことを除いては、実施例1と同一に実施した。製造された粒子の体積平均粒径は6.1μmであり、トナーの形状は、球形であった。
連鎖移動剤を使用しないことを除いては、実施例1と同一に実施した。製造された粒子の体積平均粒径は6.5μmであり、トナーの形状は、凝集体であった。
(ラテックスの製造)
酸素を除去した超純水400gに陰イオン性界面活性剤であるSDS(Sodium Dodecyl Sulfate)0.5gを混ぜた。水溶液を反応槽に入れて温度を80℃まで加熱した。温度が80℃に到達した時、過硫酸カリウム0.2gを超純水30gに溶解させた開始剤溶液を入れた。10分後にスチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸(それぞれ81g、22g、2.5g)105.5gを約30分間滴下した。4時間の反応以後に加熱を中断して自然冷却させた。このように作られたシード溶液で30gを超純水351gに混合した後に80℃に加熱した。エステルワックス17gを単量体スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸それぞれ18g、7g、1.3g及びドデカンチオール0.4gと共に加熱溶解させた。このように準備されたワックス/単量体混合単量体をSDS 1gが溶解された超純水220gに入れて超音波分散器で約10分間均質化させた。均質化された乳化溶液を反応槽に投入して約15分後に開始剤5gと超純水40gとを溶解して投入した。このとき、反応温度は82℃を維持し、約2時間30分間反応を進めた。2時間30分の反応時間が過ぎれば、再び開始剤1.5gに超純水60gを入れてシェル層の形成のための単量体を投入した。この時に投入する単量体の組成は、スチレン、アクリル酸ブチル、メタクリル酸それぞれ56g、20g、4.5gにドデカンチオール3gであった。単量体は、約80分間滴下する方法で投入した。2時間の反応後に反応を終了させて自然冷却させた。
このように準備されたラテックス粒子318gを0.5gのSDS乳化剤が溶解されている超純水に混合した。SDS乳化剤に分散した顔料粒子(Cyan 15:3、40固形体%)水溶液18.2gを混ぜた。RPM 250で攪拌しつつ、ラテックス顔料分散水溶液のpHを10% NaOH緩衝溶液を利用してpH10に適正にした。凝集剤MgCl2 10gに超純水30gを溶解した後、約10分間ラテックス顔料水溶液に滴下した。温度を1℃/分の上昇率で95℃まで上昇させた。約3時間加熱して反応を終了して自然冷却させた。この時に得られた粒子のサイズは、体積平均粒径は、約6.5μmを表した。
5 現像ローラ
6 供給ローラ
7 現像剤規制ブレード
8 現像剤
9 転写手段
13 印刷用紙
Claims (29)
- 反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造する工程と、
親水性基、疎水性基、及び一つ以上の反応性官能基を有するマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体と、連鎖移動剤と、を前記着色剤分散液に混合してトナー組成物を製造する工程と、
前記トナー組成物を媒質中で乳化重合する工程と、
前記重合されたトナーを分離及び乾燥する工程と、
を含むトナーの製造方法であって、
前記マクロモノマー及び前記連鎖移動剤の含量を調節してトナーの形状を調節することを特徴とする、トナーの製造方法。 - 前記マクロモノマーの含量を増加させることによって、前記トナーの形状を不定形から球形に変形することを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記連鎖移動剤の含量を増加させることによって、前記トナーの形状を不定形から球形に変形することを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記反応性乳化剤は、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルモイエティを含み、ビニル基、アクリレート基またはメタクリレート基を有する陰イオン反応性乳化剤のうち選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記反応性乳化剤の重量平均分子量は、100〜1,000であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記反応性乳化剤の含量は、前記着色剤100質量部を基準として5〜50質量部であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記マクロモノマーの重量平均分子量は、500〜100,000であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記マクロモノマーは、ポリエチレングリコール(PEG)−メタクリレート、ポリエチレングリコール(PEG)−エチルエーテルメタクリレート、ポリエチレングリコール(PEG)−ジメタクリレート、ポリエチレングリコール(PEG)−改質ウレタン、ポリエチレングリコール(PEG)−改質ポリエステル、ポリアクリルアミド(PAM)、ポリエチレングリコール(PEG)−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヘキサ官能性ポリエステル、樹脂状ポリエステルアクリレート、カルボキシポリエステルアクリレート、脂肪酸改質エポキシアクリレート、及びポリエステルメタクリレートからなる群から選択された一つであることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記マクロモノマーの含量は、前記トナー組成物の総含量100質量部を基準として1〜50質量部であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記重合性単量体は、ビニル系単量体、カルボキシル基を有する極性単量体、不飽和ポリエステル基を有する単量体、及び脂肪酸基を有する単量体のうち選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記重合性単量体は、スチレン系単量体、アクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリル酸の誘導体、エチレン性不飽和モノオレフィン、ハロゲン化ビニル、ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン、及び窒素含有ビニル化合物からなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記重合性単量体は、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリアミド、エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトン、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、及びN−ビニルピロリドンからなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記着色剤は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック顔料のうち選択された一つであることを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記トナー組成物は、開始剤によってラジカルが発生し、前記ラジカルは、前記重合性単量体と反応することを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記トナー組成物は、ワックス、帯電制御剤、及び離型剤のうち選択された一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を製造し、親水性基、疎水性基、及び一つ以上の反応性官能基を有するマクロモノマーと、一つ以上の重合性単量体と、連鎖移動剤とを前記着色剤分散液と混合してトナー組成物を乳化重合させて製造されたトナーにおいて、
前記マクロモノマー及び前記連鎖移動剤を調節することによってトナーの形状が調節されることを特徴とする、トナー。 - 前記マクロモノマーの含量を増加させることによって、前記トナーの形状が不定形から球形に変更されることを特徴とする、請求項16に記載のトナー。
- 前記連鎖移動剤の含量を増加させることによって、前記トナーの形状が不定形から球形に変更されることを特徴とする、請求項16に記載のトナー。
- 前記トナー粒子の体積平均粒径は、0.5〜20μmであることを特徴とする、請求項16に記載のトナー。
- 前記マクロモノマーの重量平均分子量は、100〜100,000であることを特徴とする、請求項16に記載のトナー。
- 前記マクロモノマーは、ポリエチレングリコール(PEG)−メタクリレート、ポリエチレングリコール(PEG)−エチルエーテルメタクリレート、ポリエチレングリコール(PEG)−ジメタクリレート、ポリエチレングリコール(PEG)−改質ウレタン、ポリエチレングリコール(PEG)−改質ポリエステル、ポリアクリルアミド(PAM)、ポリエチレングリコール(PEG)−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヘキサ官能性ポリエステルアクリレート、樹脂状ポリエステルアクリレート、カルボキシポリエステルアクリレート、脂肪酸改質アクリレート、ポリエステルメタクリレートからなる群から選択された一つであることを特徴とする、請求項16に記載のトナー。
- 前記トナーは、ワックス、帯電制御剤、及び離型剤のうち選択された一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項16に記載のトナー。
- 静電潜像が形成された感光体表面にトナーを付着させて可視像を形成し、前記可視像を転写材に転写する工程を含む画像形成方法において、
前記トナーとして請求項16から22の何れか1項に記載のトナーを使用することを特徴とする、画像形成方法。 - 有機感光体と、前記有機感光体の表面を帯電する手段と、前記有機感光体の表面に静電潜像を形成する手段と、トナーを受容する手段と、前記トナーを供給して有機感光体の表面の静電潜像を現像してトナー像を現像する手段と、前記トナー像を感光体の表面で転写材に転写する手段と、を備える画像形成装置において、
前記トナーが、請求項16から22の何れか1項に記載のトナーであることを特徴とする、画像形成装置。 - 反応性乳化剤及び着色剤を混合して着色剤分散液を得る工程と、
マクロモノマー、一つ以上の重合性単量体、連鎖移動剤、及び着色剤分散液を混合してトナー組成物を得る工程であって、前記マクロモノマーが親水性基、疎水性基、及び一つ以上の反応性官能基を有する工程と、
前記トナー組成物を媒質中で乳化重合させて重合されたトナー粒子を製造する工程と、
前記トナー粒子を分離及び乾燥する工程であって、前記マクロモノマー及び連鎖移動剤は、所定の粒子状を有するトナー粒子を得るための含量で含まれる工程と、
を含むことを特徴とする、電子写真画像装置用トナーの製造方法。 - 前記マクロモノマー及び連鎖移動剤は、実質的に形成されたトナー粒子を製造するための含量で含まれることを特徴とする、請求項25に記載のトナーの製造方法。
- 前記マクロモノマー及び連鎖移動剤は、長く延びた形状のトナー粒子を製造するための含量で含まれることを特徴とする、請求項25に記載のトナーの製造方法。
- 前記トナー粒子の粒径は、0.5〜20μmであることを特徴とする、請求項25に記載のトナーの製造方法。
- 前記トナー粒子の粒径は、0.5〜10μmであることを特徴とする、請求項25に記載のトナーの製造方法。
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