JP2008039896A - 電子写真用トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエステルを含む結着樹脂を含有する電子写真用トナーであって、(i)該ポリエステルは1〜60mg/KOHの酸価、及び3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%含む酸成分由来の構成単位を有し、かつ(ii)トナー中の結着樹脂が7,000〜14,000の重量平均分子量を有すると共に、分子量105以上107以下の成分を0.01〜1重量%含有し、該結着樹脂を、水系媒体中で塩基性化合物で中和し乳化する工程、及び(ロ)得られた樹脂乳化液中の樹脂乳化粒子を凝集・合一させる工程、を有する、トナー中の結着樹脂が、7,000〜14,000の重量平均分子量を有し、分子量105以上107以下の成分を0.01〜1重量%含有する電子写真用トナーの製造方法。
【選択図】なし
Description
結着樹脂として用いられるポリエステルには、酸モノマー成分としてトリメリット酸などの多価カルボン酸が用いられることがあり、このようなものとして、例えば特許文献1には、イソフタル酸、テレフタル酸、及びその誘導体より選ばれた芳香族ジカルボン酸成分、トリメリット酸、及びその誘導体より選ばれた芳香族トリカルボン酸成分、ドデセニルコハク酸、オクチルコハク酸、及びその無水物より選ばれたジカルボン酸成分、及び、プロポキシ化及び/又はエトキシ化したエーテル化ジフェノール成分からなる単量体組成物から生成され、水酸基価が10〜20、重量平均分子量(Mw)が13,000〜20,000、数平均分子量(Mn)が5,000〜8,000、Mw/Mnが2〜3.5であるポリエステル樹脂を使用するフルカラートナーが記載されている。
しかしながら、上記のポリエステルの場合、一般に、高分子量分の割合が多くなり、このようなポリエステルを用いたトナーは、耐久性は良好である反面、光沢性や定着性に劣るという問題がある。
(1)ポリエステルを含む結着樹脂を含有する電子写真用トナーであって、(i)該ポリエステルが1〜60mg/KOHの酸価、及び3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%含む酸成分由来の構成単位を有し、かつ(ii)トナーが7,000〜14,000の重量平均分子量を有すると共に、分子量105以上107以下の成分を0.01〜1重量%含有する、電子写真用トナー、及び
(2)(イ)3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%含む酸成分由来の構成単位を有するポリエステルを含有する結着樹脂を、水系媒体中で塩基性化合物で中和し乳化する工程、及び
(ロ)得られた樹脂乳化液中の樹脂乳化粒子を凝集・合一させる工程、
を有する、トナー中の結着樹脂が、7,000〜14,000の重量平均分子量を有し、分子量105以上107以下の成分を0.01〜1重量%含有する電子写真用トナーの製造方法、
を提供する。
結着樹脂には、定着性、光沢性、耐久性などの観点から、ポリエステルが含有される。ポリエステルの含有量は、結着樹脂中、定着性及び耐久性の観点から、80重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましく、100重量%が更に好ましい。ポリエステル以外の結着樹脂としては、トナーに用いられる公知の樹脂、例えば、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙げられる。
酸成分としては、具体的には、シュウ酸、マロン酸、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、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸等の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸;ピロメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸;及びこれらの酸の無水物、アルキル(炭素数1〜3)エステル等が挙げられる。これらの酸成分は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
トナーが2種類以上のポリエステルを含有する場合は、多価カルボン酸の構成単位中の含有量(モル%)は、各ポリエステル中の含有量(モル%)に各ポリエステルの含有比率を乗じて加算して求められた値として求められる。上記酸の構成単位中における3価以上の多価カルボン酸単位の含有量は、印字画像の光沢性、画像濃度特性及び耐久性の観点から、酸の構成単位に対し、6〜12モル%が好ましく、7〜10モルがより好ましい。上記3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%含む酸成分由来の構成単位は、モノマー成分として、3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%、好ましくは6〜12モル%、より好ましくは7〜10モル%含む酸成分モノマーを使用することにより得ることができ、2種以上のポリエステルを組み合わせて使用する場合は、2種以上のポリエステルに使用する全酸成分モノマー中の3価以上の多価カルボン酸含有量が上記範囲にあればよい。
本発明においては、帯電性等の観点から、酸成分として、テレフタル酸、トリメリット酸、イソフタル酸、およびこれらの無水物などの芳香族カルボン酸と、フマル酸、アジピン酸、コハク酸、およびその誘導体、無水物などの脂肪族カルボン酸を併用させることが好ましい。
で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、具体的には、ポリオキシプロピレン−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等の芳香族ジオール;グリセリン、ペンタエリスリトールなどの3価以上の多価アルコール等が挙げられる。これらのアルコール成分は1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いることもできる。
ポリエステルは、例えば、上記アルコール成分とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、必要に応じ公知のエステル化触媒を用いて、180〜250℃の温度で縮重合することにより製造することができる。
また、着色剤の分散性等の観点から、樹脂粘度が高い方が分散に寄与するため好ましいが、製造の際の攪拌モータのオーバーロードなどの観点から、上記ポリエステルの95℃における粘度は、好ましくは4.5×104〜3.5×105 Pa・sであり、より好ましくは4.5×104〜3.0×105 Pa・s、更に好ましくは4.5×104〜2.5×105 Pa・s である。
本発明においては、上記粘度は、フローテスタ、例えば、島津製作所製「CFT-500D」を用い、実施例記載の方法により求めることができる。
また、乳化粒子の着色剤分散性の観点から、第一の樹脂と第二の樹脂のポリエステルの酸価は互いに異なることが好ましく、これらの酸価の差は2mgKOH/g以上であることが好ましく、3mgKOH/g以上であることがより好ましい。
上記第一の樹脂と第二の樹脂の含有割合(第一の樹脂/第二の樹脂)は、定着性や耐久性の観点から、重量比で20/80〜50/50であることが好ましく、30/70〜50/50であることがさらに好ましく、35/65〜45/55であることがより好ましい。
尚、結着樹脂が複数の樹脂を含有する場合には、前記結着樹脂の平均分子量、軟化点、ガラス転移点及び酸価は、いずれも各結着樹脂の混合物としての値を意味する。
以下、上記各工程について説明する。
本工程は、水系媒体中で上記結着樹脂と、必要に応じて、着色剤とを界面活性剤の存在下で混合させる工程(イ−1)及び得られた混合物を乳化させる工程(イ−2)を有する。
工程(イ−1)においては、結着樹脂と、必要に応じて用いられる着色剤、界面活性剤、各種添加剤との混合物を、均一に分散させる観点から該樹脂粒子の軟化点未満の温度で混合し分散させる。ここで、結着樹脂は、あらかじめ2mmφのスクリーンを有するミルを用いて粉砕したものを用いるのが好ましい。該樹脂粒子の軟化点未満、好ましくは軟化点より50℃低い温度(以下、「軟化点−50℃」と記す)以下の温度で混合し、分散させることにより、樹脂粒子同士の融着を抑制し、均一な樹脂分散液を調製することができる。また、分散処理の下限温度は、媒体の流動性及び樹脂乳化液の製造エネルギーの観点から0℃より高い温度が好ましく、10℃以上がより好ましい。混合樹脂を用いる場合は、その混合比率で混合し溶融した混合樹脂の軟化点を結着樹脂の軟化点とする。
着色剤の含有量は、着色力と、画像の透明性の観点から、結着樹脂100重量部に対して、25重量部以下が好ましく、より好ましくは0.01〜10重量部であり、更に好ましくは3〜10重量部である。
水系媒体は、水を主成分とするものであり、環境保全の観点から、水の含有量は、水性媒体中80重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましく、100重量%がさらに好ましい。本発明では、実質的に有機溶媒を用いることなく水のみを用いても結着樹脂を分散させることができる。水以外の成分としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等の水に溶解する有機溶媒が挙げられる。これらのなかでは、トナーへの混入を防止する観点から、樹脂を溶解しない有機溶媒である、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系有機溶媒が好ましい。
離型剤の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により軟化点を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックスなどが挙げられる。
離型剤の含有量は、添加効果及び帯電性への悪影響を考慮して、結着樹脂100重量部に対して、通常1〜20重量部、好ましくは2〜15重量部である。
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、通常10重量部以下、好ましくは0.01〜5重量部である。
中和を前記範囲の温度で行うことにより、中和が十分に行われ、次工程の乳化処理で大きな乳化粒子の生成が抑制される。この点で、中和温度は、該樹脂のガラス転移温度+10℃以上の温度であることが好ましく、また軟化点−5℃以下の温度であることが好ましい。
乳化時の温度は、界面活性剤の乳化能に大きく影響し、乳化能を向上させるには、結着樹脂をできるだけ軟化し、界面活性剤を樹脂中に浸透させやすくする必要がある。このような観点から、乳化させる温度は、85〜100℃が好ましく、90〜100℃がより好ましく、95〜100℃がさらに好ましい。
このようにして得られた樹脂乳化液の固形分濃度は、乳化液の安定性及び後で実施される凝集工程での樹脂乳化液の取扱い性の観点から、7〜50重量%が好ましく、7〜45重量%がより好ましく、10〜40重量%がさらに好ましい。
また、乳化粒子の体積中位粒径(D50)は、凝集工程での均一な凝集を行うために、好ましくは0.02〜2μm、より好ましくは0.05〜1μm、さらに好ましくは0.05〜0.6μmである。
[凝集・合一工程(ロ)]
凝集工程においては、混合液の分散安定性と、結着樹脂及び着色剤等の微粒子の凝集性とを両立させる観点から、系内のpH値は2〜10が好ましく、2〜9がより好ましく、3〜8がさらに好ましい。
同様の観点から、凝集工程における系内の温度は、結着樹脂の軟化点−50℃以上、軟化点−10℃以下が好ましく、軟化点−30℃以上、軟化点−10℃以下がより好ましい。
凝集剤は、水系媒体に溶解させて添加することが好ましく、凝集剤の添加時及び添加終了後には十分な攪拌をすることが好ましい。得られた凝集粒子は、凝集粒子を合一させる工程に供される。
合一工程は、例えば昇温を連続的に行うことにより、あるいは凝集かつ合一が可能な温度まで昇温後、その温度で攪拌を続けることにより、凝集工程と同時に行うこともできる。
洗浄工程では、トナーとして十分な帯電特性及び信頼性を確保する目的から、トナー母粒子表面の金属イオンを除去するため酸を用いることが好ましく、洗浄は複数回行うことが好ましい。
また、乾燥工程では、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、冷凍乾燥法、フラッシュジェット法等、任意の方法を採用することができる。トナー母粒子の乾燥後の水分含量は、帯電性の観点から、好ましくは1.5重量%以下、さらには1.0重量%以下に調整することが好ましい。
本発明の電子写真用トナーは、上述のようにして得られた合一粒子(トナー母粒子)を含むものであるが、該合一粒子のトナー中における含有量は、トナーの帯電性及び定着性の点から、95〜100重量%であることが好ましく、96.5〜99重量%であることが更に好ましい。
トナーの耐久性の観点から、上記トナーの数平均分子量は1,000〜10,000が好ましく、1,000〜5,000がより好ましく、1,000〜4,000がより好ましい。
尚、結着樹脂が複数の樹脂を含有する場合には、前記結着樹脂の平均分子量は、各結着樹脂の混合物としての値を意味する。
また、トナーの軟化点は、低温定着性の観点から、60〜140℃あることが好ましく、より好ましくは60〜130℃、さらに好ましくは60〜120℃である。また、ガラス転移点は、耐久性の観点から、40〜80℃が好ましく、40〜70℃がより好ましい。
トナーの円形度は搬送性と画像の画質の観点から0.95〜0.99が好ましく、0.95から0.985がより好ましい。円形度は、フロー式粒子像分析装置を用いたフロー式画像解析法などの方法で求められ、具体的には、後述の方法で測定できる。
外添剤の配合量は、外添剤による処理前のトナー母粒子100重量部に対して、1〜5重量部が好ましく、1.5〜3.5重量部がより好ましい。ただし、外添剤として疎水性シリカを用いる場合は、外添剤による処理前のトナー母粒子100重量部に対して、疎水性シリカを1〜3重量部用いることが好ましい。
上記工程(イ)及び(ロ)については、前述の通りである。
本発明により得られる電子写真用トナーは、一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分系現像剤として使用することができる。
[樹脂の酸価]
JIS K0070に従って測定する。但し、測定溶媒は、エタノールとエーテルの混合溶媒を、アセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に代えて行った。
(1)軟化点
フローテスター(島津製作所、「CFT−500D」)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。温度に対し、フローテスターのブランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とする。
示差走査熱量計(セイコー電子工業社製、DSC210)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/分で測定する。軟化点より20℃以上低い温度でピークが観測される場合にはそのピークの温度を、また軟化点より20℃以上低い温度でピークが観測されずに段差が観測されるときは該段差部分の曲線の最大傾斜を示す接線と該段差の高温側のベースラインの延長線との交点の温度を、ガラス転移点として読み取る。なお、ガラス転移点は、樹脂の非晶質部分に特有の物性であり、一般には非晶質ポリエステルで観測されるが、結晶性ポリエステルでも非晶質部分が存在する場合には観測されることがある。
レーザー回折型粒径測定機(HORIBA製、「LA−920」)を用いて、測定用セルに蒸留水を加え、吸光度が適正範囲になる濃度で体積中位粒径(D50)を測定する。
測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター社製)
アパチャー径:50μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマンコールター社製)
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:13.6)を5重量%の濃度となるよう前記電解液に溶解させて分散液を得る。
分散条件:前記分散液5mlに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mlを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製する。
測定条件:前記試料分散液を前記電解液100mlに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から体積中位粒径(D50)を求める。
以下の方法により、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分子量分布を測定し、重量平均分子量Mwを算出する。
(1)試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mlになるように、結着樹脂又はトナーをクロロホルムに溶解させる。次いで、この溶液をポアサイズ2μmのフッ素樹脂フィルター[住友電気工業(株)製、「FP−200」]を用いて濾過して不溶解成分を除き、試料溶液とする。
(2)分子量分布測定
下記装置を用いて、クロロホルムを毎分1mlの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させる。そこに試料溶液100μlを注入して測定を行う。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出する。このときの検量線には、数種の単分散ポリスチレン(東ソー(株)製の2.63×103、2.06×107、1.02×105、ジーエルサイエンス社製の2.10×103、7.00×103、5.04×104)を標準試料として作成したものを用いる。
測定装置:CO−8010(東ソー社製)
分析カラム:GMHLX+G3000HXL(東ソー社製)
上記分子量測定により得られた分子量のチャートの該当領域の面積%として算出する。
[トナーの円形度]
(1)分散液の調製:前記[トナーの粒径]の欄における分散液の調製と同様に行う。
(2)測定装置:FPIA−3000(シスメックス社製)
(3)測定条件:測定シース液としてパーティクルシースを用い、HPF測定モードでトータルカウントにより3000粒子以上を測定し、平均円形度を求めた。
市販のプリンタ(OKI製、「ML5400」)を用いて、印字媒体にJ紙(富士ゼロックス製)及び、アート紙(王子製紙製)に標準の現像バイアスでべた画像を印字する。
(1)[印字画像の濃度測定]
該画像を測色計(Gretag−Macbeth社製、「SpectroEye」)を用いて、該画像の下に厚紙を敷き、光射条件を標準光源D50、観察視野2°、濃度基準DIN NBにおいて絶対白基準で測色し、画像濃度を測定する。
(2)[印字画像の光沢度]
該画像を光沢度計(HORIBA製、「IG−330」)を用いて、該画像の下に厚紙を敷き、光射条件を60°において光沢度を測定する。
(3)[耐久性]
画像印字した際に、初期の印字物に縦筋(フィルミング)が発生しているかどうかを目視で確認した。
評価 ○ フィルミング発生なし
NG フィルミング発生
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン8320g、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン80g、テレフタル酸1592g及びジブチル錫オキサイド(エステル化触媒)32gを窒素雰囲気下、常圧下230℃で5時間反応させ、更に減圧下で反応させた。210℃に冷却し、フマル酸1672g、ハイドロキノン8gを加え、5時間反応させた後に、更に減圧下でASTM D36−86に従って測定した軟化点が110℃に達するまで反応させて、重量平均分子量11,000、ガラス転移点63℃、酸価22mgKOH/gのポリエステル樹脂Aを得た。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン17500g、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン16250g、テレフタル酸11454g、ドデセニルコハク酸無水物1608g、トリメリット酸無水物4800g及びジブチル錫オキサイド15gを窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、220℃で攪拌し、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が120℃に達するまで反応させて、重量平均分子量100,000、ガラス転移点65℃、酸価18.5mgKOH/gのポリエステル樹脂Bを得た。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン34090g、フマル酸5800g及びジブチル錫オキサイド15gを窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で攪拌し、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が100℃に達するまで反応させて、重量平均分子量10,000、ガラス転移点60℃、酸価18mgKOH/gのポリエステル樹脂Cを得た。
樹脂製造例3のポリエステル樹脂Cの微粉末70重量部及び大日精化製銅フタロシアニンのスラリー顔料(ECB−301:固形分46.2重量%)を顔料分30重量部になる様にヘンシェルミキサーに仕込み5分間混合し湿潤させた。次にこの混合物をニーダー型ミキサーに仕込み徐々に加熱した。ほぼ90〜110℃にて樹脂が熔融し、水が混在した状態で混練し、水を蒸発させながら20分間90〜110℃で混練を続けた。
更に120℃にて混練を続け残留している水分を蒸発させ、脱水乾燥させた。更に120〜130℃にて10分間混練を続けた。冷却後更に加熱三本ロールにより混練し、冷却、粗砕して青色顔料を30重量%の濃度で含有する高濃度着色組成物の粗砕品(シアンマスターバッチA)を得た。これをスライドグラスに乗せて加熱溶融させて顕微鏡で観察したところ、顔料粒子は全て微細に分散しており、粗大粒子は認められなかった。
結着樹脂であるポリエステル樹脂A19.5重量部、及びポリエステルB10.5重量部、着色剤であるカーボンブラック7.5重量部(商品名:ELFTEX8、キャボット・スペシャルティ・ケミカルス)との混合物をヘンシェルミキサー(容量20リットル)を用いて、羽根回転数を1500回/分に設定し3分間予備混合した。
得られた原料混合物を、2軸押出し型混練機によりマスター混錬を行った。2軸押出し型混練機を使用した際の操作条件は、バレル(混練押出し機外筒部)の設定温度を100℃とし、混練温度を100℃とした。
得られたマスター混練物を冷却ベルトにて冷却後、2mmφのスクリーンを有するミルにて粗砕した。次に、この粗砕物37.5重量部、結着樹脂であるポリエステル樹脂A45.5重量部、及びポリエステルB27.5重量部の混合物をヘンシェルミキサー(容量20リットル)を用いて、羽根回転数を1500回/分に設定し1分間予備混合した。
得られた原料混合物を、2軸押出し型混練機により本混錬を行った。2軸押出し型混練機を使用した際の操作条件は、バレル(混練押出し機外筒部)の設定温度を100℃とし、混練温度を100℃とした。
得られた混練物を冷却ベルトにて冷却後、2mmφのスクリーンを有するミルにて粗粉砕した。その後、衝突板型ジェットミルにて粉砕しブラックマスターバッチBを得た。
5リットル容のステンレス釜で、ポリエステル樹脂A320g、ポリエステル樹脂B210g、シアンマスターバッチA100g及び、陰イオン性界面活性剤「ネオペレックスG−65(花王製)」ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム9.2g及び、中和剤として水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)を278g加え、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、96℃で分散させた。内容物は96℃に達した後2時間攪拌された後、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水1735gを滴下し、200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、微粒化した着色剤含有樹脂乳化液Aを得た。得られた樹脂乳化液中のSALD-2000J(SHIMADZU)でのメジアン径(体積中位粒径)は0.5μm、固形濃度は23.6重量%であった。
5リットル容のステンレス釜で、ポリエステル樹脂A 320g、ポリエステル樹脂B210g、シアンマスターバッチA100g及び、非イオン性界面活性剤「エマルゲン430(花王製)」ポリオキシエチレンオレイルエーテル(HLB:16.2)6g、陰イオン性界面活性剤「ネオペレックスG−65(花王製)」ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム9.2g及び、中和剤として水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)を276g加え、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、95℃で分散させた。内容物は95℃に達した後2時間攪拌された後、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水1138gを滴下し、200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、微粒化した着色剤含有樹脂乳化液Bを得た。得られた樹脂乳化液中の樹脂粒子のLA-920(HORIBA)での体積中位粒径(D50)は0.14μm、固形濃度は31.8重量%であった。
5リットル容のステンレス釜で、ブラックマスターバッチB645g及び、非イオン性界面活性剤「エマルゲン430(花王製)」ポリオキシエチレンオレイルエーテル(HLB:16.2)6g、陰イオン性界面活性剤「ネオペレックスG−25(花王製)」ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム23g及び、中和剤として水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)を252g加え、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、95℃で分散させた。内容物は95℃に達した後2時間攪拌された後、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水1138gを滴下し、200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、微粒化した着色剤含有樹脂乳化液Cを得た。得られた樹脂乳化液中の樹脂粒子のLA-920(HORIBA)での体積中位粒径(D50)は0.19μm、固形濃度は28.3重量%であった。
5リットル容のステンレス釜で、ポリエステルC 442g、シアンマスターバッチA83g及び、非イオン性界面活性剤「エマルゲン120(花王製)」(ポリオキシエチレンラウリルエーテル(EO=9モル付加)、曇点:98℃、HLB:15.3)100gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、170℃で溶融させた。内容物を非イオン性界面活性剤の曇点より3℃低い95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、中和剤として水酸化カリウム水溶液(濃度:5重量%)を226g滴下した。続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を滴下し、計2000gを添加した。この間、系の温度は95℃に保持し、200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、微粒化した着色剤含有樹脂乳化液Dを得た。得られた樹脂乳化液中の樹脂粒子の体積中位粒径は0.15μm、固形濃度は24.8重量%、金網上には樹脂成分は何も残らなかった。
着色剤含有樹脂乳化液A500g、脱イオン水57gを2リットル容の容器に入れ、次に、カイ型の攪拌機で100r/minの攪拌下、60℃で1重量%硫酸水溶液226gを添加した。1分後に25重量%アンモニア水3.1gを添加し、凝集剤として10重量%硫酸ナトリウム水溶液16.4gを添加し、60℃で3分間攪拌した。その後、攪拌しながら、60℃から昇温速度0.16℃/minで加熱した。
分散液の温度が95℃になった時点で加熱を止め、攪拌しながら室温まで冷却した(合一粒子の作製)。内容物を、吸引ろ過、洗浄、乾燥して着色樹脂微粒子を得た。着色樹脂微粒子のSALD-2000J(SHIMADZU)でのメジアン径(体積中位粒径)は4.0μmであった。
この着色樹脂微粒子粉末100重量部に対して1.0重量部の疎水性シリカ(ワッカーケミー製、TS530、1次個数平均粒子径:8nm)をヘンシェルミキサーで外添し、トナーとした。本トナーの体積中位粒径をコールターカウンターで測定したところ3.7μmであった。重量平均分子量、軟化点、ガラス転移点はそれぞれ9680、102℃、59℃であり、また、円形度は0.968であった。
GPCによる分子量の測定から、分子量105以上107以下の成分量は0.3重量%であった。また、べた画像の画像濃度はJ紙で1.33でアート紙で1.76であった。光沢度は50であった。
着色剤含有樹脂乳化液B400gを2リットル容の容器で室温下混合した。次に、カイ型の攪拌機で100r/minの攪拌下、この混合物に凝集剤として硫酸アンモニウム(分子量:132.14)9.8gを318gの脱イオン水に溶かし水溶液を室温で40分かけて滴下した。その後、混合分散液を90minかけて室温から83℃まで昇熱し、更に2.5hrかけて95℃まで昇温し凝集粒子を形成させた後、90℃に固定してLA-920(HORIBA)で体積中位粒径(D50が)6.1μmになるまで、凝集・合一を行った。また、この保持工程中に形状が凝集粒子から合一粒子へ変化することを確認した。
室温まで徐冷し、吸引ろ過工程、洗浄工程及び乾燥工程を経て着色樹脂微粒子粉末を得た。
この着色樹脂微粒子粉末100重量部に対して1.0重量部の疎水性シリカ(ワッカーケミー製、TS530、1次個数平均粒子径:8nm)をヘンシェルミキサーで外添し、トナーとした。本トナーの体積中位粒径をコールターカウンターで測定したところ、4.9μmであった。重量平均分子量、軟化点、ガラス転移点はそれぞれ11448、102℃、54℃であり、また、円形度は0.971であった。
GPCによる分子量の測定から、分子量105以上107以下の成分量は0.5重量%であった。また、べた画像の画像濃度はJ紙で1.42でアート紙で1.87であった。光沢度は25であった。
着色剤含有樹脂乳化液C400gを2リットル容の容器で室温下混合した。次に、カイ型の攪拌機で100r/minの攪拌下、この混合物に凝集剤として硫酸アンモニウム(分子量:132.14)15.4gを643gの脱イオン水に溶かし水溶液を室温で40分かけて滴下した。その後、混合分散液を60minかけて室温から80℃まで昇熱し、更に60minかけて90℃まで昇温することで、凝集粒子を形成させた後、90℃に固定してLA-920(HORIBA)で体積中位粒径(D50が)9.2μmになるまで、凝集・合一を行った。また、この保持工程中に形状が凝集粒子から合一粒子へ変化することを確認した。
室温まで徐冷し、吸引ろ過工程、洗浄工程及び乾燥工程を経て着色樹脂微粒子粉末を得た。
この着色樹脂微粒子粉末100重量部に対して1.0重量部の疎水性シリカ(ワッカーケミー製、TS530、1次個数平均粒子径:8nm)をヘンシェルミキサーで外添し、トナーとした。本トナーの体積中位粒径をコールターカウンターで測定したところ、8.5μmであった。重量平均分子量、軟化点、ガラス転移点はそれぞれ9842、98℃、48℃であり、また、円形度は0.954であった。
GPCによる分子量の測定から、分子量105以上107以下の成分量は0.04重量%)であった。また、べた画像の画像濃度はJ紙で1.35でアート紙で1.75であった。光沢度は17であった。
ポリエステルA3998g、ポリエステルB2625g、シアンマスターバッチA1253gとカルナバワックス375g(加藤洋行(株)製)との混合物をヘンシェルミキサー(容量20リットル)を用いて、羽根回転数を1500回/分に設定し5分間予備混合した。
得られた混合物を、テーブルフィーダーにて、10kg/hの供給速度で、連続式2本オープンロール型混練機「ニーデックス」(三井鉱山(株)製、ロール外径:140cm、有効ロール長:80cm)に供給し、混練物を得た。なお、混練機の運転条件は、高回転ロール(前ロール)の回転数を75r/min、低回転ロール(後ロール)の回転数を50r/min、ロールの間隙を0.1mmに調整した。また、ロール内の加熱及び冷却媒体温度は、高回転ロールの原料投入側を120℃、混練物排出側を100℃、低回転ロールの原料投入側を30℃、混練物排出側を30℃に、それぞれ設定した。
得られた混練物を冷却ベルトにて冷却後、2mmφのスクリーンを有するミルにて粗粉砕した。次に、この粗砕物100重量部に対し、疎水性シリカ「キャボシール TS−530」(キャボット・スペシャルティ・ケミカルス製)1.0重量部をヘンシェルミキサーにて混合し、粗砕物表面にシリカを外添した。
その後、衝突板型ジェットミルにて粉砕し、さらにサイクロン型風力分級機にて粗粉及び微粉を除去し、体積平均粒径が4.5μmのトナー粒子を得た。なお、トナー粒子の平均粒径は、コールターマルチサイザーにて測定した。
さらに、得られたトナー粒子100重量部と「キャボシールTS−530」(キャボット・スペシャルティ・ケミカルス製)1.0重量部をとをヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナー表面にシリカを外添した。重量平均分子量、軟化点、ガラス転移点はそれぞれ19255、84℃、59℃であり、トナー粒子の円形度は0.955であった。
GPCによる分子量の測定から、分子量105以上107以下の成分量は6重量%であった。また、べた画像の画像濃度はJ紙で1.32でアート紙で1.45であった。光沢度は5であった。
ポリエステルA5299g、マスターバッチA1002gとカルナバワックス300g(加藤洋行(株)製)との混合物をヘンシェルミキサー(容量20リットル)を用いて、羽根回転数を1500回/分に設定し5分間予備混合した。得られた混合物を比較例1と同様の手法により、粉砕、分級を行ったが、体積平均粒径が4.5μmのトナー粒子を得るには過粉砕の状態となり、微粉が多く存在した。
GPCによる分子量の測定から、重量平均分子量は10783であり、分子量105以上107以下の成分量は0.01重量%であった。現像性は初期の印字物に縦筋(フィルミング)が発生し、不良であった。
樹脂分散液D350gを1リットル容の容器で室温下混合した。次に、カイ型の攪拌機で100r/minの攪拌下、この混合物に凝集剤として塩化カルシウム2.14g分の水溶液を加え、室温で10分攪拌した。その後、混合分散液を1℃/5minで昇熱し凝集粒子を形成させ、81℃になった時点で加熱をとめた。
室温まで徐冷し、吸引ろ過工程、洗浄工程及び乾燥工程を経て着色樹脂微粒子粉末を得た。
この着色樹脂微粒子粉末100重量部に対して1.0重量部の疎水性シリカ(ワッカーケミー製、TS530、個数平均粒子径:8nm)をヘンシェルミキサーを用いて外添し、シアントナーとした。得られたシアントナーのコールターマルチサイザーでの体積中位粒径(D50)は6.7μmであった。重量平均分子量、軟化点、ガラス転移点はそれぞれ11000、90℃、45℃であり、トナー粒子の円形度は0.965であった。
GPCによる分子量の測定から、分子量105以上107以下の成分量は0.0
1重量%未満(未測定)になると予測される。べた画像の画像濃度はJ紙で1.02でアート紙で1.40であり、画像濃度は低かった。光沢度は35であった。
Claims (8)
- ポリエステルを含む結着樹脂を含有する電子写真用トナーであって、(i)該ポリエステルが1〜60mg/KOHの酸価、及び3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%含む酸成分由来の構成単位を有し、かつ(ii)トナー中の結着樹脂が、7,000〜14,000の重量平均分子量を有すると共に、分子量105以上107以下の成分を0.01〜1重量%含有する、電子写真用トナー。
- 結着樹脂中のポリエステル含有量が80重量%以上である、請求項1記載の電子写真用トナー。
- 3価以上の多価カルボン酸が芳香族カルボン酸である、請求項1又は2に記載の電子写真用トナー。
- 3価以上の多価カルボン酸がトリメリット酸を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- ポリエステルが10〜50mg/KOHの酸価を有する、請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- ポリエステルが、重量平均分子量が異なる少なくとも2種のポリエステルを含有する、請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- (イ)3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%含む酸成分由来の構成単位を有するポリエステルを含有する結着樹脂を、水系媒体中で塩基性化合物で中和し乳化する工程、及び(ロ)得られた樹脂乳化液中の樹脂乳化粒子を凝集・合一させる工程、を有する方法により得られ、かつ、トナー中の結着樹脂が、7,000〜14,000の重量平均分子量を有し、分子量105以上107以下の成分を0.01〜1重量%含有する、電子写真用トナー。
- (イ)3価以上の多価カルボン酸を5〜13モル%含む酸成分由来の構成単位を有するポリエステルを含有する結着樹脂を、水系媒体中で塩基性化合物で中和し乳化する工程、及び
(ロ)得られた樹脂乳化液中の樹脂乳化粒子を凝集・合一させる工程、
を有する、トナー中の結着樹脂が、7,000〜14,000の重量平均分子量を有し、分子量105以上107以下の成分を0.01〜1重量%含有する電子写真用トナーの製造方法。
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