JP2007310256A - 静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液及びその製造方法、静電荷像現像トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤並びに画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を重縮合することにより得られる重縮合性樹脂を含む静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液であって、該樹脂粒子分散液が溶解性パラメータが8以下の化合物を含有することを特徴とする静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液。
【選択図】なし
Description
特許文献3には、沸点が100℃以下である揮発性溶剤にて電子写真用トナー成分を溶解及び分散した液に、疎水性の重縮合性の化合物を溶解させた後、分散安定剤を有する水と混合撹拌して乳化し、前記揮発性溶剤を乳化液中より除去する工程、しかる後、前記重縮合性の化合物と反応する親水性化合物を加え、界面重縮合する工程よりなる、実質的に球状のトナーを製造する方法が開示されている。
また、特許文献4には、少なくともポリエステル樹脂を含有するトナー用原料を加熱溶融することにより該トナー用原料の溶融体を製造し、次いで該溶融体を水性媒体中に乳化させることにより樹脂微粒子を形成させ、その後、該樹脂微粒子を凝集させ、さらに融着させることにより該樹脂微粒子の会合体を製造することを特徴とする静電荷像現像トナーの製造方法が開示されている。
しかし、上記のいずれのトナーも帯電性低下やフィルミングなどの問題に対して十分な効果が得られていなかった。
<1> 重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を重縮合することにより得られる重縮合性樹脂を含む静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液であって、該樹脂粒子分散液が溶解性パラメータが8以下の化合物を含有することを特徴とする静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液、
<2> 重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を、溶解性パラメータ8以下の化合物の存在下に水系媒体中にて重縮合する工程を含む<1>に記載の樹脂粒子分散液の製造方法、
<3> 少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程と、該凝集粒子を加熱して融合させる工程とを含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、前記樹脂粒子分散液が、<1>に記載の樹脂粒子分散液であることを特徴とする静電荷像現像トナーの製造方法、
<4> <3>に記載の製造方法により製造された静電荷像現像トナー、
<5> <4>に記載の静電荷像現像トナーを含む静電荷像現像剤、
<6> 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、前記トナーとして<4>に記載のトナー又は<5>に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
本発明において、重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーを総称して、重縮合成分ともいうこととする。
一方、本発明の静電荷像現像トナー用結着樹脂は、重縮合成分及び溶解性パラメータ8以下の化合物を水系媒体中に乳化分散し、乳化重合させることによって得ることもできる。水系媒体への乳化分散前に溶解性パラメータ8以下の化合物を重縮合成分に添加することが好ましいが、それぞれを乳化分散することもできる。
このとき、後述する触媒を添加することが好ましく、触媒として硫黄酸を使用することが好ましい。触媒は、重縮合成分、溶解性パラメータ8以下の化合物及び水系媒体のいずれに添加することもできるが、水系媒体中に添加することが好ましい。
以下、本発明について詳述する。
<溶解性パラメータが8以下の化合物>
本発明において、樹脂粒子分散液は溶解性パラメータ(SP値ともいう)が8以下の化合物(以下、本発明において、「特定疎水性化合物」ともいう。)を含有する。溶解性パラメータが8以下の化合物(特定疎水性化合物)を含有することにより、重縮合成分の効果的な脱水が行われ、親水性成分の生成を抑制することができる。さらに、所望の粒子径を有する樹脂粒子分散液を低エネルギーで得ることができるので好ましい。溶解性パラメータが8を超える化合物では、効果的な脱水作用を発揮することができない。
溶解性パラメータは8以下であり、7.8以下であることが好ましく、7.5以下であることがより好ましく、7.0以下であることがさらに好ましい。
また、参考までに、SP値をSI単位(J1/2/m3/2)に換算する場合には、2046を乗ずればよい。
具体的には、パラフィン(SP値:7.0)、ポリエチレン(SP値:8.0)、ポイソブチレン(SP値:7.8)、シリコーン樹脂(SP値:7.0)、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(SP値:6.2)などが例示できる。
重縮合成分に対する添加比率としては、重縮合成分100重量%に対して0.01重量%以上50重量%未満であり、好ましくは、0.1重量%以上20重量%未満である。
添加量が上記範囲内であると親水性成分生成の抑制効果のみならず特定疎水性化合物によるトナーとしての特性影響(例えば帯電特性など)を最小限度とすることができるので好ましい。
本発明において、樹脂粒子分散液は重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を重縮合して得られる。
これらの中でも重縮合性単量体を使用することが好ましい。
重縮合に用いる重縮合性単量体としては、例えば、ポリカルボン酸、ポリオール、及び、ポリアミンが挙げられる。重縮合性樹脂としては、例えば、ポリエステル、及び、ポリアミド等が挙げられるが、特に、重縮合性単量体としてポリカルボン酸とポリオールと含んだものを用いて得られたポリエステルが好ましい。
本発明において、ポリカルボン酸は、脂肪族、脂環族、芳香族のポリカルボン酸、それらのアルキルエステルを含み、ポリオールは、多価アルコール、それらのエステル化合物、ヒドロキシカルボン酸などを含む。ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂は、重縮合性単量体を用いた直接エステル化反応、エステル交換反応等により重縮合を行い作製することができる。この場合、重合されるポリエステル樹脂としてはアモルファス(無定形・非晶性)ポリエステル、結晶性ポリエステル、などのいずれかの形態、又はそれらの混合形態をとることができる。
これらの中でも本発明においては、多価カルボン酸としてジカルボン酸を使用し、ポリオールとしてジオールを使用することが好ましい。
これらのポリオールは水に難溶あるいは不溶であるため、ポリオールが水に分散した懸濁液中でエステル合成反応が進行するので好ましい。
結晶性ポリエステルを得るために使用される多価カルボン酸としては、上記カルボン酸のうち、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸(1,10−デカメチレンジカルボン酸)、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、これらの酸無水物、低級エステルあるいは酸塩化物を挙げることができる。また後述する二価以上の多価カルボン酸を併用することもできる。
上記ビスフェノール類が少なくとも一つのアルキレンオキサイド基を有することが好ましい。アルキレンオキサイド基としては、エチレンオキサイド基、プロピレンオキサイド基、ブチレンオキサイド等を挙げることができるが、これらに限定されない。好適には、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドであり、その付加モル数は1〜3が好ましい。この範囲である場合、作製するポリエステルの粘弾性やガラス転移温度がトナーとして使用するために適切に制御することができる。
これらの中でも、テレフタル酸やその低級エステル、ジフェニル酢酸、シクロヘキサンジカルボン酸等を用いることが好ましい。なお、低級エステルとは、炭素数1から8の脂肪族アルコールのエステルをいう。
前記多価カルボン酸及びポリオールは、1種の重縮合性樹脂を作製するために、それぞれ1種ずつを単独で用いても、一方が1種で他方が2種以上用いても、それぞれ2種以上ずつを用いてもよい。また、1種の重縮合性樹脂を作製するためヒドロキシカルボン酸を用いる場合、1種単独で用いても、2種以上を用いてもよく、多価カルボン酸やポリオールを併用してもよい。
ここで、非結晶性樹脂のガラス転移点は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値のことをいう。
また、本発明におけるガラス転移点の測定は、例えば、示差走査熱量測定法(DSC)に従い、例えば、「DSC−20」(セイコー電子工業社製)によって測定でき、具体的には、試料約10mgを一定の昇温速度(10℃/min)で加熱し、ベースラインと吸熱ピークの傾線との交点よりガラス転移点を得ることができる。
また、重縮合性樹脂として非結晶性ポリエステル樹脂を使用する場合、THF可溶分のGPC法による分子量測定で、その重量平均分子量は1,000〜60,000であることが好ましく、3,000〜50,000であることがより好ましく、5,000〜40,000であることがさらに好ましい。
重量平均分子量が上記範囲内であると、耐オフセット性が向上するので好ましい。
本発明において、樹脂の分子量は、THF可溶物を、TSK−GEL、GMH(東ソー(株)製)等を使用し、THF溶媒で測定し、単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して分子量を算出することができる。
また、特定疎水性化合物を含有する非結晶性ポリエステル樹脂及び/又は結晶性ポリエステル樹脂を一種単独で用いることもできるが、複数を組み合わせて使用することも好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂の比率は結晶性ポリエステル:非結晶性ポリエステル=50:50〜5:95であることが好ましく、30:70〜10:90であることがより好ましい。
さらに、特定疎水性化合物を含有しない結晶性ポリエステル樹脂及び/又は非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を併用することもできる。
さらに本発明において、結着樹脂は、上述した重縮合成分の単独重合体、上述した重縮合成分を含む2種以上の単量体を組み合せた共重合体、又はそれらの混合物、グラフト重合体、一部枝分かれや架橋構造などを有していても良い。
ポリアミドを得るために使用されるポリアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,3−プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,4−ブテンジアミン、2,2−ジメチル−1,3−ブタンジアミン、1,5−ペンタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,4−シクロヘキサンビス(メチルアミン)等を挙げることができる。
<触媒>
本発明において、重縮合触媒として硫黄酸を使用することが好ましい。
(硫黄酸)
硫黄酸としては、無機硫黄酸又は有機硫黄酸等が挙げられる。無機硫黄酸としては、硫酸、亜硫酸、及び、これらの塩等が挙げられ、また、有機硫黄酸としては、アルキルスルホン酸、アリールスルホン酸、及び、これらの塩等のスルホン酸類や、アルキル硫酸、アリール硫酸及びその塩等の有機硫酸類が挙げられる。
硫黄酸としては、有機硫黄酸であることが好ましく、界面活性効果を有する有機硫黄酸であることがより好ましい。なお、界面活性効果を有する酸とは、疎水基と親水基とからなる化学構造を有し、少なくとも親水基の一部がプロトンからなる酸の構造を有し、乳化機能と触媒機能とを併せ持つ化合物である。
界面活性効果を有する有機硫黄酸としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルスルホン酸、アルキルジスルホン酸、アルキルフェノールスルホン酸、アルキルナフタリンスルホン酸、アルキルテトラリンスルホン酸、アルキルアリルスルホン酸、石油スルホン酸、アルキルベンゾイミダゾールスルホン酸、高級アルコールエーテルスルホン酸、アルキルジフェニルスルホン酸、長鎖アルキル硫酸エステル、高級アルコール硫酸エステル、高級アルコールエーテル硫酸エステル、高級脂肪酸アミドアルキロール硫酸エステル、高級脂肪酸アミドアルキル化硫酸エステル、硫酸化脂肪、スルホ琥珀酸エステル、樹脂酸アルコール硫酸、及びこれらすべての塩化合物などが挙げられ、必要に応じて複数を組み合わせてもよい。これらの中でも、アルキル基若しくはアラルキル基を有するスルホン酸、アルキル基若しくはアラルキル基を有する硫酸エステル、又は、これらの塩化合物であることが好ましく、前記アルキル基又はアラルキル基の炭素数が7〜20であることがより好ましい。具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸、ペンタデシルベンゼンスルホン酸、イソプロピルベンゼンスルホン酸、しょうのうスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、モノブチルフェニルフェノール硫酸、ジブチルフェニルフェノール硫酸、ドデシル硫酸、ナフテニルアルコール硫酸等が挙げられる。またこれらの硫黄酸はその構造中になんらかの官能基を有していてもよい。
硫黄酸の使用量が上記範囲内であると、特に水中での粒子の安定性を保ち、さらに高い重縮合反応性を有し、またトナーの帯電性を適切に保つことができるので好ましい。
(界面活性効果を有する酸)
界面活性効果を有する酸としては、例えば、各種脂肪酸、高級アルキルリン酸エステル、樹脂酸、及びこれらすべての塩化合物などが挙げられ、必要に応じて複数を組み合わせてもよい。
金属触媒としては以下のものを挙げることができるが、これに限定されるものではない。例えば、有機スズ化合物、有機チタン化合物、有機アンチモン化合物、有機ベリリウム化合物、有機ストロンチウム化合物、有機ゲルマニウム化合物、有機ハロゲン化スズ化合物、希土類含有触媒を挙げられる。
希土類含有触媒としては具体的には、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、ランタノイド元素として、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジウム(Pr)、ネオジウム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)などを含むものが有効である。これらは、特にアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、トリフラート構造を有するものが有効であり、前記トリフラートとしては、構造式では、X(OSO2CF3)3が例示できる。ここでXは、希土類元素であり、これらの中でも、Xは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、イッテルビウム(Yb)、サマリウム(Sm)などであることが好ましい。
また、ランタノイドトリフラートについては、有機合成化学協会誌、第53巻第5号、p44−54に詳しい。
加水分解酵素型触媒としてはエステル合成反応を触媒するものであれば特に制限はない。本発明における加水分解酵素としては、例えば、カルボキシエステラーゼ、リパーゼ、ホスホリパーゼ、アセチルエステラーゼ、ペクチンエステラーゼ、コレステロールエステラーゼ、タンナーゼ、モノアシルグリセロールリパーゼ、ラクトナーゼ、リポプロテインリパーゼ等のEC(酵素番号)3.1群(丸尾・田宮監修「酵素ハンドブック」朝倉書店、(1982)、等参照)に分類されるエステラーゼ、グルコシダーゼ、ガラクトシダーゼ、グルクロニダーゼ、キシロシダーゼ等のグリコシル化合物に作用するEC3.2群に分類される加水分解酵素、エポキシドヒドラーゼ等のEC3.3群に分類される加水分解酵素、アミノペプチダーゼ、キモトリプシン、トリプシン、プラスミン、ズブチリシン等のペプチド結合に作用するEC3.4群に分類される加水分解酵素、フロレチンヒドラーゼ等のEC3.7群に分類される加水分解酵素等を挙げることができる。
上記のエステラーゼのうち、グリセロールエステルを加水分解し脂肪酸を遊離する酵素を特にリパーゼと呼ぶが、リパーゼは有機溶媒中での安定性が高く、収率良くエステル合成反応を触媒し、さらに安価に入手できることなどの利点がある。したがって、本発明においても、収率やコストの面からリパーゼを用いることが望ましい。
リパーゼには種々の起源のものを使用できるが、好ましいものとして、シュードモナス(Pseudomonas)属、アルカリゲネス(Alcaligenes)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、カンジダ(Candida)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、リゾプス(Rhizopus)属、ムコール(Mucor)属等の微生物から得られるリパーゼ、植物種子から得られるリパーゼ、動物組織から得られるリパーゼ、さらに、パンクレアチン、ステアプシン等を挙げることができる。このうち、シュードモナス属、カンジダ属、アスペルギルス属の微生物由来のリパーゼを用いることが望ましい。
塩基性触媒としては、一般の有機塩基化合物、含窒素塩基性化合物、テトラブチルホスホニウムヒドロキシドなどのテトラアルキル又はアリールホスホニウムヒドロキシドを挙げることができるがこれに限定されない。有機塩基化合物としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等のアンモニウムヒドロキシド類、含窒素塩基性化合物としては、トリエチルアミン、ジベンジルメチルアミン等のアミン類、ピリジン、メチルピリジン、メトキシピリジン、キノリン、イミダゾールなど、さらにナトリウム、カリウム、リチウム、セシウム等のアルカリ金属類及びカルシウム、マグネシウム、バリウム等のアルカリ土類金属類の水酸化物、ハイドライド、アミドや、アルカリ、アルカリ土類金属と酸との塩、たとえば炭酸塩、燐酸塩、ほう酸塩、カルボン酸塩、フェノール性水酸基との塩を挙げることができる。
また、アルコール性水酸基との化合物やアセチルアセトンとのキレート化合物等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
触媒の総添加量が上記範囲内であると重縮合の反応性を十分に有する一方、逆反応や副反応を抑制することができるので好ましい。
次に、重縮合反応について説明する。
本発明においては、従来の反応温度よりも低温で重縮合反応させても、結着樹脂を得ることができる。反応温度は70℃以上150℃以下であることが好ましい。より好ましくは、75℃以上130℃以下である。
反応温度が70℃以上であると、重縮合成分好ましくは重縮合性単量体の溶解性、触媒活性度の低下に起因する反応性の低下が生じず、分子量の増加が抑制されることがないので好ましい。また、反応温度が150℃以下であると、低エネルギーで製造することができるので好ましい。また、樹脂の着色や、生成した重縮合性樹脂の分解等を生じることがないので好ましい。
硫黄酸は160℃以上の高温では温度上昇に伴い触媒活性能力が減少していくが、触媒酸の求核付加をきっかけに反応が進む反応機構である為に、重合温度が約70℃〜約150℃と低温の範囲において触媒活性が高く、150℃以下での重縮合反応に好適に使用することができる。
しかし、硫黄酸触媒を用いた場合においては、このような金属元素の混入が抑制でき、高温高湿下においても電荷漏洩が生じにくく、バックグランドカブリも発生しにくいので好ましい。この点においても金属触媒を用いるよりも硫黄酸を用いることが好ましい。
これらの中でも水系媒体中で重縮合性単量体を直接重縮合することにより重縮合性樹脂を得ることが好ましい。
バルク重合の場合、大気圧下で反応が可能であるが、得られるポリエステル分子の高分子量化等を目的とした場合、減圧、窒素気流下等の一般的な条件を用いることができる。
本発明において、バルク重合法にて重縮合成分、好ましくは重縮合性単量体を重縮合する場合には、重縮合成分に特定疎水性化合物(SP値8以下の化合物)及び必要に応じて触媒を添加し、重縮合する方法が例示できる。また、重縮合成分(好ましくは重縮合性単量体)を好ましくは触媒の存在下で重縮合した後、特定疎水性化合物を添加する方法が例示できる。これらの中でも特定疎水性化合物の存在下で重縮合を行うことが好ましい。これにより、微粒かつ微量の親水性成分の生成を抑制することができる。また、粒子径分布に優れた静電荷像現像トナーに好適に使用できる静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液を低エネルギーに効率的に製造することができるので好ましい。特に、特定疎水性化合物の存在下に重縮合を行うことで、効果的な脱水を実現することができるので好ましい。
重縮合成分としては重縮合性単量体を使用することが好ましく、重縮合性単量体としてポリカルボン酸及びポリオールを使用することが好ましく、ジカルボン酸及びジオールを使用することが特に好ましい。また、触媒としては硫黄酸を使用することが好ましく、重縮合は上述のように150℃以下にて行われることが好ましい。
すなわち、硫黄酸(硫黄原子を含むブレンステド酸)を触媒とし、重縮合性単量体を150℃以下の低温で直接重合する際、又は150℃以下の低温で水系媒体中に乳化する際に溶解性パラメータ8以下の疎水性化合物を混合することが好ましく、特に、直接重縮合を特定疎水性化合物の存在下で行うことが好ましい。
重縮合性樹脂は、塩基(塩基性化合物)を加えて乳化分散することが好ましい。塩基は、水中媒体中に添加することが好ましい。塩基としては特に限定されず、公知の塩基を使用することができるが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、各種アミン類が例示でき、これらの中でも水酸化ナトリウム、アンモニアが好ましい。
塩基の添加量は水系媒体中への良好な分散が行われる範囲で適宜選択することができるが、0.001〜1mol/Lであることが好ましく、0.01〜0.5mol/Lであることがより好ましい。
すなわち、重縮合性単量体に、溶解性パラメータ8以下の疎水性化合物を添加し、硫黄酸を触媒として重縮合したのち、塩基を加えて乳化し、樹脂粒子分散液を作製することも好ましく、又は重縮合性単量体を、硫黄酸を触媒として重縮合したのち、溶解性パラメータ8以下の疎水性化合物を混合し、さらに塩基を加えて乳化し、樹脂粒子分散液を作製することも好ましい。
さらに、重縮合成分に付加重合性単量体を添加し、触媒下に重縮合した後、水系媒体中に乳化分散し、重合開始剤を用いて付加重合することもできる。
樹脂粒子が付加重合型ポリマーを含有することにより、親水性成分の生成を抑制することができるので好ましい。
次に、水系媒体中にて行われる水中重合法について述べる。
なお、本発明において、水系媒体とは、水又は水を50重量%以上含み、水に水混和性の有機溶媒が混合されていても良い混合溶媒を意味する。混合溶媒における水の混合割合は、好ましくは60〜100重量%であり、より好ましくは、70〜100重量%である。水混和性の有機溶媒としては、エチルアルコール、メチルアルコール、アセトン、酢酸が例示でき、エチルアルコールが好ましい。水性媒体として、最も好ましくは、水であり、軟水又はイオン交換水が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
より具体的には、重縮合性単量体である多価カルボン酸とポリオール混合物にパラフィン、ポリエチレンワックスなどの特定疎水性化合物と、硫黄酸触媒(DBSA(ドデシルベンゼンスルホン酸)など)を加え、水系媒体中に乳化分散し、加熱撹拌下で、可能な限り150℃以下で重縮合させることで樹脂分散液を実現する方法が例示できる。
なお、乳化分散前に、ある程度重縮合反応を進行させておくことも好ましい。
重合開始剤は、重縮合前、例えば乳化分散時に水系媒体中に添加することもできるが、重縮合後に水系媒体中に添加することが好ましい。
より具体的には、重縮合性単量体に、特定疎水性化合物とスチレンやアクリル酸エステルなどのビニル系単量体を混合し、水系媒体中に乳化した後、硫黄酸を触媒として重縮合し、さらにラジカル開始剤を用いてビニル系単量体を重合し樹脂粒子分散液を作製する方法が好ましい。
付加重合性単量体を加えると重縮合成分を含む混合物乳化時の粘度が低下し、乳化しやすくなるので好ましい。
また、樹脂粒子分散液が付加重合型ポリマーを含有することにより、微粒かつ微量の親水性成分の生成を抑制することができるので好ましい。また、所望の粒子径を有する静電荷像現像剤に好適に使用できる樹脂粒子分散液を低エネルギーで効率良く製造することができるので好ましい。
本発明に用いることのできる付加重合性単量体としては、ラジカル重合性単量体、カチオン重合性単量体、又は、アニオン重合性単量体が挙げられ、ラジカル重合性単量体であることが好ましい。
具体的には、例えば、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ヒドロクロリド等のアゾビスニトリル類、アセチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチル−α−クミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、α−クミルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート等のパーオキシエステル、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ジ−イソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド等のヒドロパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシカーボネート等の有機過酸化物類、過酸化水素等の無機過酸化物類、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類等のラジカル重合開始剤が挙げられる。なお、レドックス重合開始剤を併用することもできる。
重合開始剤は、重縮合性単量体又は重縮合性樹脂を含む混合物に添加することもできるが、水系媒体中に添加することもできる。また、双方に添加することもできる。乳化分散前に添加することもでき、乳化分散後に添加することもできる。
これらの中でも、重縮合性単量体及び付加重合性単量体を含む乳化分散液を重縮合した後、重合開始剤を水系媒体中に添加することが好ましい。
上記メジアン径は動的光散乱法測定機(例えば、堀場製作所製LA920)により測定することができる。
粒度分布は、粒子径の標準偏差を粒子径の算術平均値で割り、100分率で表したものである(変動係数と呼ばれる。)。粒度分布は50%であることが好ましく、40%であることがより好ましく、35%以下であることがさらに好ましい。粒度分布が上記範囲内であると樹脂粒子分散液の安定性が高まりかつ、トナー化の際にもより均一な粒度分布のトナーを得やすくなるために好ましい。
具体的には、好ましくは10〜30,000×g、より好ましくは100〜10,000×g、さらに好ましくは500〜5,000×gにて遠心分離を行うことが好ましい。また、処理時間は2分〜1時間であることが好ましく、0.05〜0.5時間であることがより好ましく、0.05〜0.25時間であることがさらに好ましい。
本発明の樹脂粒子分散液は、上述の遠心分離条件においては、微粒成分の分離が生じないことが好ましく、遠心分離処理後の上澄み成分のメジアン径は、0.05μm以上となることが好ましい。このような樹脂粒子分散液では、樹脂粒子の親水性成分が抑制され、かつ低分子量成分を効果的が抑制されており、帯電性環境依存の改善やフィルミングの抑制を図ることができるので好ましい。
本発明においてトナーの製造方法は、少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程(凝集工程)と、該凝集粒子を加熱して融合させる工程(融合工程)とを含む静電荷像現像トナーの製造方法であることが好ましい。そして、この乳化重合凝集法と呼ばれる製造方法において、樹脂粒子を分散させた分散液として、上記の樹脂粒子分散液を適用することが好ましい。
なおトナー形状は不定形から球形までのものが好ましく用いられる。
また、凝集剤としては界面活性剤の他、無機塩、2価以上の金属塩を好適に用いる事ができる。特に金属塩を用いる場合、凝集性制御及びトナー帯電性の特性において望ましい。
また、予め溶液重合法や隗状重合法等で均一に重合した樹脂粒子の重合体を、その重合体が溶解しない溶媒中へ安定剤とともに添加して機械的に混合分散する方法など、任意の方法により、樹脂粒子を分散させた樹脂粒子分散液を得ることができる。
例えば、水への溶解度の比較的低い溶剤に溶解するものであれば、樹脂をそれらの溶剤に溶解してイオン性の界面活性剤やポリアクリル酸等の高分子電解質とともに、ホモジナイザーなどの分散機で水中に粒子として分散させ、その後、加熱又は減圧して溶剤を蒸発させることにより、樹脂粒子分散液を得ることができる。
ここで用いる界面活性剤は、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン系界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤、及び、種々のグラフトポリマー等を挙げることができ、特に制限されない。
分散手段としては、回転せん断型ホモジナイザーやメデイアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的なものを使用できる。
さらに、凝集処理後、粒子表面からの着色剤の滲出を抑える等の目的で、熱処理を施す等により粒子表面を架橋せしめてもよい。なお、用いられた界面活性剤等は、必要に応じて、水洗浄、酸洗浄、或いはアルカリ洗浄等によって除去してもよい。
帯電制御剤は、乳化分散物(油相)の調製時、乳化分散時や、凝集時等の何れで添加することもできる。また、帯電制御剤は水性分散液等として添加されることが好ましく、添加される帯電制御剤の量は、油相100重量部に対して好ましくは1〜25重量部、さらに好ましくは5〜15重量部となるように添加されることが好ましい。
ここで、油相とは、バルク重合の場合には、少なくとも重縮合性樹脂を含み、水系媒体中に乳化分散される成分である。また、水中重合の場合には、少なくとも重縮合成分を含み、水系媒体中に乳化分散される成分である。
また、本発明の静電荷像現像トナーの製造方法には、必要に応じて、この種トナーに用いられる離型剤として、ワックス類が用いられてもよく、その場合、離型剤の添加は、前記油相の調製時、乳化分散時、凝集時等の何れで添加することもできる。また、離型剤は水性分散液等として添加されることが好ましく、添加される離型剤の量は、油相100重量部に対して好ましくは1〜25重量部、さらに好ましくは5〜15重量部となるように添加されることが好ましい。
本発明の静電荷像現像トナーは着色剤を含有することも好ましい。
本発明のトナーに用いる着色剤としては、カーボンブラック、クロムイエロー(C.I.No.14090)、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー(C.I.No.47005)、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド(C.I.No.26105)、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル(C.I.No.45435)、アニリンブルー(C.I.No.50405)、ウルトラマリンブルー(C.I.No.77103)、カルコオイルブルー(C.I.No.azoic Blue3)、メチレンブルークロライド(C.I.No.52015)、フタロシアニンブルー(C.I.No.74160)、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレレート(C.I.No.42000)、チタンブラック、ランプブラック(C.I.No.77266)などの種々の顔料や、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系、ニグロシン系染料(C.I.No.50415B)、などの各種染料などを1種単独で又は2種以上を併せて使用することができる。
着色剤の使用量は、トナー100重量部に対して0.1〜20重量部であることが好ましく、0.5〜10重量部であることがより好ましい。
前記磁性体としては、フェライト、マグネタイトを始めとする鉄、コバルト、ニッケルなどの強磁性を示す金属若しくは合金又はこれらの元素を含む化合物、あるいは強磁性元素を含まないが適当な熱処理を施すことによって強磁性を示すようになる合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などのマンガンと銅とを含むホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、又は二酸化クロム、その他を挙げることができる。例えば黒色のトナーを得る場合においては、それ自身黒色であり着色剤としての機能をも発揮するマグネタイトを特に好ましく用いることができる。またカラートナーを得る場合においては、金属鉄などのように黒みの少ないものが好ましい。またこれらの磁性体のなかには着色剤としての機能をも果たすものがあり、その場合には着色剤として兼用してもよい。これらの磁性体の含有量は、磁性トナーとする場合にはトナー100重量部当り20〜70重量部が好ましく、より好ましくは40〜70重量部である。
本発明において用いられる無機粒子は、一次粒子径が好ましくは5nm〜2μmであり、より好ましくは5nm〜500nmである粒子である。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。トナーに混合される割合は0.01〜5重量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜2.0重量%である。
このような無機粉末としては例えば、シリカ粉末、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、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、ベンガラ、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、炭化硅素、窒化硅素などが挙げられるが、シリカ粉末が特に好ましい。
本発明の静電荷像現像トナーの製造方法により得られたトナーの累積体積平均粒子径D50は好ましくは3.0〜9.0μmであり、より好ましくは3.0〜7.0μmであり、さらに好ましくは3.0〜5.0μmである。D50が上記範囲内であると、付着力が強く、現像性が良好であるので好ましい。また、画像の解像性が良好であるので好ましい。
以上説明した本発明の静電荷像現像トナーの製造方法により得られるトナーは、静電荷像現像剤として使用される。この現像剤は、この静電荷像現像トナーを含有することの外は特に制限はなく、目的に応じて適宜の成分組成をとることができる。静電荷像現像トナーを、単独で用いると一成分系の静電荷像現像剤として調製され、また、キャリアと組み合わせて用いると二成分系の静電荷像現像剤として調製される。
二成分系の静電荷像現像剤における本発明のトナーとキャリアとの混合割合は、通常、キャリア100重量部に対して、トナー2〜10重量部である。また、現像剤の調製方法は、特に限定されないが、例えば、Vブレンダー等で混合する方法等が挙げられる。
また、静電荷像現像剤(静電荷像現像トナー)は、通常の静電荷現像方式(電子写真方式)の画像形成方法に使用することができる。本発明に好ましく用いられる画像形成方法としては潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、前記トナーとして本発明の静電荷像現像トナー又は静電荷像現像剤を用いる画像形成方法が例示できる。また、任意にクリーニング工程を有する物であることも好ましい。
本発明の画像形成方法において、前記各工程は、それ自体一般的な工程であり、例えば、特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている。なお、本発明の画像形成方法は、それ自体公知のコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。
前記潜像形成工程は、静電潜像担体上に静電潜像を形成する工程である。前記トナー画像形成工程は、現像剤担体上の現像剤層により前記静電潜像を現像してトナー画像を形成する工程である。前記現像剤層としては、前記本発明の静電荷像現像トナーを含有する本発明の静電荷像現像剤を含んでいれば特に制限はない。前記転写工程は、前記トナー画像を転写体上に転写する工程である。
転写されたトナー画像は定着工程により定着されることが好ましい。定着工程としては、転写体を一定温度に加熱した加熱ローラにより定着することが好ましい。転写体と加熱ローラの接触時間は1秒以下であることが好ましく、0.5秒以下であることがより好ましい。接触時間を上記範囲内とすることにより、高速定着を行うことができるので好ましい。
本実施例で使用したガラス転移点及び融点の測定方法、重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnの測定方法、静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の安定性の評価法について説明する。
<融点及びガラス転移点の測定方法>
非晶性樹脂のガラス転移点(Tg)及び結晶性樹脂の融点(Tm)は、示差走査熱量計(島津製作所製:DSC50)を用い、室温から150℃まで昇温速度10℃/分の条件下で測定することにより求めた。なお、ガラス転移点は吸熱部におけるベースラインと立ち上がりラインとの延長線の交点の温度とし、融点は吸熱ピークの頂点の温度とした。
本発明における重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnの値は、下記の測定法によって求めたものである。すなわち、ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフィ(GPC)によって、以下に記す条件で重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを測定した。
温度40℃において、溶媒(テトラヒドロフラン)を毎分1.2mlの流速で流し、濃度0.2g/20mlのテトラヒドロフラン試料溶液を試料質量として3mg注入し測定を行った。試料の分子量測定にあたっては、当該試料の有する分子量が数種の単分散ポリスチレン標準試料により、作製された検量線の分子量の対数とカウント数が直線となる範囲内に包含される測定条件を選択した。
なお、測定結果の信頼性は、上述の測定条件で行ったNBS706ポリスチレン標準試料が、重量平均分子量Mw=28.8×104、数平均分子量Mn=13.7×104となることにより確認した。また、用いるGPCのカラムとしては、前記条件を満足するものであるならばいかなるカラムを採用することができるが、具体的には、TSK−GEL、GMH(東ソー社製)を用いた。
本発明における累積体積平均粒子径及び体積平均粒度分布指標の測定は、測定装置としてコールターカウンターTA−II型(ベックマン−コールター社製)を用い、電解液はISOTON−II(ベックマン−コールター社製)を使用した。
測定法としては、分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの5%水溶液2ml中に、測定試料を0.5〜50mg加えた。これを前記電解液100〜150ml中に添加した。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、前記コールターカウンターTA−II型により、アパーチャー径として100μmアパーチャーを用いて2〜60μmの粒子の粒度分布を測定し、前述のようにして体積平均粒子径、体積平均粒度分布指標(GSDv)を求めた。測定する粒子数は50,000であった。
p−トルエンスルホン酸 0.7重量部
1,6−ヘキサンジオール 59重量部
セバシン酸 101重量部
ポリエチレンワックス 8重量部
(ハイワックス200P 三井化学 SP値 8.0)
上記成分をフラスコ中にて混合し、マントルヒーターで120℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて撹拌しながら脱気し、90℃に8時間保持すると内容物が粘調な溶融体となった。
同じく90℃に加熱したイオン交換水650重量部に1N NaOH2.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子の中心径が240nm、融点が69℃、重量平均分子量が11,000、数平均分子量が4,600、固形分量が20%の結晶性樹脂粒子分散液(C1)を得た。
ドデシルベンゼンスルホン酸 1.0重量部
イオン交換水 1,000重量部
以上の成分を混合して溶解した。
1,9−ノナンジオール 80重量部
1,10−デカメチレンジカルボン酸 115重量部
パラフィンワックス 20重量部
(日本精蝋社製、HNP9;融点70℃、SP値7.0)
(ビニルモノマー)
スチレン 25重量部
n−ブチルアクリレート 7重量部
アクリル酸 3重量部
以上の成分を混合し、約100℃に加熱し融解した後、上記のドデシルベンゼンスルホン酸水溶液に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、さらに超音波バス中で5分乳化後、窒素雰囲気下で乳化物を撹拌しながらフラスコ中で80℃に維持し、8時間保持した。さらに、ラジカル重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.35重量部を溶解したイオン交換水10重量部を添加し、80℃でさらに5時間保持した。
これにより粒子の中心径が220nm、融点が68℃、重量平均分子量が7,500、数平均分子量2,800、固形分量が25%のパラフィンワックス含有結晶性樹脂粒子分散液(C2)を得た。
上澄み部分の固形分は少なかったが、LA920にてメジアン径を測定すると、200nmとなった。このとき固形分量は0.35%であった。
p−トルエンスルホン酸 0.7重量部
1,6−ヘキサンジオール 59重量部
セバシン酸 101重量部
上記成分をフラスコ中にて混合し、マントルヒーターで120℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて撹拌しながら脱気し、90℃に8時間保持すると内容物が粘稠な溶融体となった。
ここに、
ポリエチレンワックス 8重量部
(ハイワックス200P 三井化学 SP値 8.0)
を加え、90℃にてスリーワンモーターにて1時間撹拌した。
同じく90℃に加熱したイオン交換水650重量部に1N NaOH 2.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子の中心径が240nm、融点が69℃、重量平均分子量が10,100、数平均分子量が2,600、固形分量が20%の結晶性樹脂粒子分散液(C3)を得た。
この分散液10重量部をガラス試験管に秤取しKOKUSAN H18の12本アングルタイプのローターにセットし、2,000×gで30分間、遠心処理を行うと、試験管上層部にやや上澄みが生じた。上澄み部分をLA920にてメジアン径を測定すると、180nmとなった。このとき固形分量は2.2%であった。
1,9−ノナンジオール 80重量部
1,10−デカメチレンジカルボン酸 115重量部
パラフィンワックス 20重量部
(日本精蝋社製、HNP9;融点70℃、SP値7.0)
以上の成分をフラスコ中にて混合し、マントルヒーターで120℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて撹拌し、粘稠な溶融体を得た。
これを90℃まで冷却し、以下のビニル系単量体を添加した。
(ビニル系単量体)
スチレン 25重量部
n−ブチルアクリレート 7重量部
アクリル酸 3重量部
ドデシルベンゼンスルホン酸 1.0重量部
イオン交換水 1,000重量部
以上の成分を混合して溶解したものを準備した。
溶融物を約90℃に加熱し融解した後、上記のドデシルベンゼンスルホン酸水溶液に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、さらに超音波バス中で5分乳化後、窒素雰囲気下で乳化物を撹拌しながらフラスコ中で80℃に維持し、8時間保持した。さらに、ラジカル重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.35重量部を溶解したイオン交換水10重量部を添加し、80℃でさらに5時間保持した。
これにより粒子の中心径が240nm、融点が68℃、重量平均分子量が8,100、数平均分子量3,700、固形分量が25%のパラフィンワックス含有結晶性樹脂粒子分散液(C4)を得た。
上澄み部分の固形分は少なかったが、LA920にてメジアン径を測定すると、210nmとなった。このとき固形分量は0.25%であった。
ドデシルベンゼンスルホン酸 1.0重量部
イオン交換水 1,000重量部
以上の成分を混合して溶解した。
1,9−ノナンジオール 80重量部
1,10−デカメチレンジカルボン酸 115重量部
パラフィンワックス 20重量部
(日本精蝋社製、HNP9;融点70℃、SP値7.0)
以上の成分を混合し、約100℃に加熱し融解した後、上記のドデシルベンゼンスルホン酸水溶液に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、さらに超音波バス中で5分乳化後、窒素雰囲気下で乳化物を撹拌しながらフラスコ中で80℃に維持し、8時間保持した。
これにより粒子の中心径が300nm、融点が68℃、重量平均分子量が5,800、数平均分子量2,300、固形分量が20%のパラフィンワックス含有結晶性樹脂粒子分散液(C5)を得た。
上澄み部分の固形分は少なかったが、LA920にてメジアン径を測定すると、240nmとなった。このとき固形分量は0.45%であった。
ポリエチレンワックスをステアリン酸ステアリル(日本油脂社製 SP値 8.8)に変更した以外は、結晶性樹脂粒子分散液(C1)と同じ条件で、結晶性樹脂粒子分散液(C6)を作製した。
これにより粒子の中心径が240nm、融点が69℃、重量平均分子量が11,200、数平均分子量が4,800、固形分量が20%の結晶性樹脂粒子分散液(C6)を得た。
1,4−シクロヘキサンジカルボン酸 175重量部
ビスフェノールA 1エチレンオキサイド付加物 380重量部
(両末端換算2モル付加物)
ドデシルベンゼンスルホン酸 0.5重量部
ポリテトラフルオロエチレンパウダー 15重量部
(マイクロフロンII、(株)パワーハウスアクセル製、0.2ミクロン、SP値6.2)
上記材料を混合し、撹拌機を備えたリアクターにを投入し、窒素雰囲気下120℃で10時間重縮合を実施したところ、均一透明な非結晶性ポリエステル樹脂を得た。GPCによる重量平均分子量は13,000、ガラス転移温度(オンセット)は56℃であった。
この樹脂95重量部に、少量のビニルモノマーとして、スチレン3.5重量部、n−ブチルアクリレート1.2重量部、アクリル酸0.3重量部を加えて膨潤させた後、界面活性剤としてソフト型ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5重量部を加え、さらにイオン交換水300重量部を加え、80℃に加熱して、かつ加熱しながら丸型ガラス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した。
その後、さらに0.5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを5.0に調整した後、ホモジナイザーによる撹拌を継続しながら90℃まで加熱して非結晶性樹脂粒子乳化分散液(A1)を得た。
これにより粒子の中心径が210nm固形分量が20%の非結晶性樹脂粒子分散液(A1)を得た。
上澄み部分の固形分は少なかったが、LA920にてメジアン径を測定すると、180nmとなった。また、このとき固形分量は0.25%であった。
非結晶性樹脂粒子分散液(A1)の作製において、ポリテトラフルオロエチレンパウダーを混合せずに、重縮合を行い、GPCによる重量平均分子量12,000、数平均分子量2800、ガラス転移温度(オンセット)56℃の樹脂を得た。同様の条件で乳化し、これにより粒子の中心径が200nm固形分量が20%の非結晶性樹脂粒子分散液(A2)を作製した。
この分散液10gをガラス試験管に秤取しKOKUSAN H18の12本アングルタイプのローターにセットし、2,000×gで30分間、遠心処理を行うと、試験管上層部に上澄みが生じた。上澄み部分の固形分は少なかったが、LA920にてメジアン径を測定すると、90nmとなった。このとき固形分量は0.15%であった。
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンR) 2重量部
イオン交換水 800重量部
カルナバワックス 200重量部
以上の成分を混合し、100℃に加熱し融解した後、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、さらにゴーリンホモジナイザーを用いて100℃にて乳化を行った。
これにより粒子の中心径が250nm、融点が83℃、固形分量が20%の離型剤粒子分散液(W1)を得た。
サイアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニン B15:3) 50重量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンR) 5重量部
イオン交換水 200重量部
前記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)5分と超音波バスにより10分間分散し、中心径190nm、固形分量21.5%のサイアン着色剤粒子分散液(P1)を得た。
着色剤粒子分散液(1)の調製において、サイアン顔料の代わりにマゼンタ顔料(大日インキ化学社製、PR122)を用いた以外は、着色剤粒子分散液(P1)と同様に調製して、中心径165nm、固形分量21.5%のマゼンタ着色剤粒子分散液(P2)を得た。
<トナー粒子の調製>
結晶性樹脂粒子分散液(C1) 105重量部(樹脂21重量部)
非結晶性樹脂粒子分散液(A1) 210重量部(樹脂42重量部)
着色剤粒子分散液(P1) 40重量部(顔料8.6重量部)
離型剤粒子分散液(W1) 40重量部(離型剤8.0重量部)
ポリ塩化アルミニウム 0.15重量部
イオン交換水 300重量部
前記成分を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら42℃まで加熱し、42℃で60分間保持した後、樹脂粒子分散液(A1)を50重量部(樹脂21重量部)追加して緩やかに撹拌した。
その後、0.5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0に調整した後、撹拌を継続しながら85℃まで加熱した。
水酸化ナトリウム水溶液を追加滴下し、pHが5以下とならないように保持した。反応終了後、冷却し、濾過し、イオン交換水で十分に洗浄した後、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離した。そして、40℃のイオン交換水3リットル中に再分散し、15分、300rpmで撹拌、洗浄した。この洗浄操作を5回繰り返し、ヌッチェ式吸引濾過で固液分離し、次いで、真空乾燥を12時間行いトナー粒子を得た。このトナー粒子の粒子径をコールターカウンターで測定したところ、累積体積平均粒子径D50が4.8μm、体積平均粒度分布指標GSDvが1.20であった。また、ルーゼックスによる形状観察より求めたトナー粒子の形状係数SF1は128のポテト形状であった。
ヘキサメチルジシラザン(以下、「HMDS」と略す場合がある)で表面疎水化処理した一次粒子平均粒子径40nmのシリカ(SiO2)粒子と、メタチタン酸とイソブチルトリメトキシシランの反応生成物である一次粒子平均粒子径20nmのメタチタン酸化合物粒子とを、それぞれ1重量%づつ添加し、ヘンシェルミキサーで混合し、サイアン外添トナーを作製した。
体積平均粒子径40μmのCu−Znフェライト粒子100重量部にγ−アミノプロピルトリエトキシシラン0.1重量部を含有するメタノール溶液を添加し、ニーダーで被覆した後、メタノールを留去し、さらに120℃で2時間加熱して上記シラン化合物を完全に硬化させた。この粒子に、パーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体(共重合比40:60)をトルエンに溶解させたものを添加し、真空減圧型ニーダーを使用してパーフルオロオクチルエチルメタクリレート−メチルメタクレート共重合体のコーティング量が0.5重量%となるように樹脂被覆型キャリアを製造した。
上述のように作製した各トナー5重量部を、得られた樹脂被覆型キャリア100重量部とVブレンダーにて20分混合して、静電荷像現像剤を作製した。これを以下に示す評価において現像剤として使用した。
上記現像剤を使用し、実験室の通常環境において富士ゼロックス社製のDocuCentreColor500の改造機において、現像性、転写性とも良好であり、画像欠陥もなく高品質で良好な初期画質(○)を示した。なお、画質の評価は以下の基準で行った。
○ ・・・ 優良(一切の画像欠陥(背景汚れ、筋)なく鮮明で良好な画像)
△ ・・・ 良 (若干の画像欠陥はみられるが実用上問題なし)
× ・・・ 不良 (画像欠陥が目立ち、使用上問題あり。)
夏環境条件、冬環境条件における画質は、両者とも良好であり、実験室における初期評価結果との差はみられなかった。
さらに、夏環境条件において、連続印字試験を5万枚行ったが、画質の維持性も良好であり、フィルミング発生やトナー帯電性の低下もみられなかった。
実施例3では、結晶性樹脂粒子分散液(C1)を(C4)に変更した以外は実施例1と同様にトナーを作製して評価を行った。
実施例4では、結晶性樹脂粒子分散液(C1)を(C5)に変更した以外は実施例1と同様にトナーを作製して評価を行った。
実施例5では、結晶性樹脂粒子分散液(C1)を(C3)に変更し、非結晶性樹脂粒子分散液を使用しない以外は実施例1と同様にしてトナーを作製し、評価した。
比較例1では、結晶性樹脂粒子分散液(C1)を使用せず、また、非結晶性樹脂粒子分散液(A1)を(A2)に変更して、実施例1と同様にトナーを作製し評価した。
比較例2では結晶性樹脂粒子分散液(C3)を(C6)に変更した以外は実施例5と同様にトナーを作製して評価を行った。
結果を下記表に示す。
Claims (6)
- 重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を重縮合することにより得られる重縮合性樹脂を含む静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液であって、
該樹脂粒子分散液が溶解性パラメータが8以下の化合物を含有することを特徴とする
静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液。 - 重縮合性単量体、それらのオリゴマー及びプレポリマーよりなる群から選ばれる少なくとも1種を、溶解性パラメータ8以下の化合物の存在下に水系媒体中にて重縮合する工程を含む請求項1に記載の樹脂粒子分散液の製造方法。
- 少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程と、
該凝集粒子を加熱して融合させる工程とを含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、
前記樹脂粒子分散液が、請求項1に記載の樹脂粒子分散液であることを特徴とする
静電荷像現像トナーの製造方法。 - 請求項3に記載の製造方法により製造された静電荷像現像トナー。
- 請求項4に記載の静電荷像現像トナーを含む静電荷像現像剤。
- 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー像を形成する現像工程と、
前記潜像保持体表面に形成されたトナー像を被転写体表面に転写する転写工程と、
前記被転写体表面に転写されたトナー像を熱定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、
前記トナーとして請求項4に記載のトナー又は請求項5に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
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