JP2010282208A - 現像剤、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】より均一な粒度分布を有する良好な現像剤を、より低コストで製造する。
【解決手段】現像剤の製造方法は、着色剤及びバインダー樹脂を含有するトナー材料の粗く粒状化された混合物を機械的せん断により微粒化し、凝集、融着する。凝集粒子を含有する分散液の固形分濃度は5.0%から40.0%であり、凝集粒子の体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である。
【選択図】図1
【解決手段】現像剤の製造方法は、着色剤及びバインダー樹脂を含有するトナー材料の粗く粒状化された混合物を機械的せん断により微粒化し、凝集、融着する。凝集粒子を含有する分散液の固形分濃度は5.0%から40.0%であり、凝集粒子の体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、電子写真法、静電印刷法、及び磁気記録法等における静電荷像、磁気潜像を現像するための現像剤、及びその製造方法に関する。
電子写真法では、像担持体上に電気的な潜像を形成し、ついで潜像をトナーによって現像し、紙等の転写材にトナー画像を転写した後、加熱・加圧等の手段によって定着する。使用するトナーは、従来の単色ブラックのみならず、フルカラー画像を形成するために、複数色のトナーを用いて画像を形成している。
トナーは、キャリア粒子と混合して使用される2成分系現像剤と、磁性トナー又は非磁性トナーとして使用される1成分系現像剤とがある。これらトナーの製法は、通常、混練粉砕法により製造される。この混練粉砕法は、バインダー樹脂、顔料、ワックスなどの離型剤、帯電制御剤等を溶融混練し、冷却後に微粉砕し、これを分級して所望のトナー粒子を製造する方法である。混練粉砕法により製造されたトナー粒子表面には、目的に応じ、表面に無機及び/又は有機の微粒子が添加され、トナーが得られる。
混練粉砕法により製造されるトナー粒子の場合、通常、その形状は不定型であり、その表面組成は不均一である。使用材料の粉砕性や粉砕工程の条件により、トナー粒子の形状や表面組成は微妙に変化するが、形状を意図的に制御することは困難である。
また、特に粉砕性の高い材料を用いた場合、現像機内での種々のストレスにより、さらに微粉化されたり、形状が変化し、その結果、2成分系現像剤においては、微粉化されたトナーがキャリア表面へ固着して現像剤の帯電劣化が加速されたり、1成分系現像剤においては、粒度分布が拡大し、微粉化されたトナーが飛散したり、トナー形状の変化に伴い現像性が低下し、画質が劣化するという問題が生じていた。
また、トナーがワックスなどの離型剤を含む場合、バインダー樹脂と離型剤の界面にて粉砕が起きやすいため、トナーの表面に離型剤が露出することがある。特に高弾性を有する粉砕されにくい樹脂と、ポリエチレンのような脆いワックスからなるトナーの場合、トナーの表面にポリエチレンの露出が多く見られる。このようなトナーは、定着時の離型性や感光体上からの未転写トナーのクリーニングには有利であるものの、トナーの表面のポリエチレンが、現像機内での剪断力等の機械力により、トナーから脱離し、現像ロール、像担持体、及びキャリア等に容易に移行し得る。このため、ワックスによる、現像ロール、像担持体、及びキャリア等汚染が生じ易く、現像剤としての信頼性が低下することがあった。
このような事情の下、近年、トナー粒子の形状及び表面組成を意図的に制御したトナーの製造方法として、乳化重合凝集法が提案されている。
乳化重合凝集法は、乳化重合により樹脂分散液を作成し、一方、溶媒に着色剤を分散させた着色剤分散液を作成し、これらを混合してトナー粒径に相当する凝集粒子を形成した後、加熱することによって融合し、トナー粒子を得る方法である。この乳化重合凝集法によると、加熱温度条件を選択することにより、トナー形状を不定形から球形まで任意に制御することができる。
乳化重合凝集法では、少なくとも樹脂微粒子の分散液、及び着色剤の分散液を所定の条件で凝集・融着させることにより得ることができる。しかしながら、乳化重合凝集法は合成し得る樹脂の種類に制約があり、スチレンアクリル系共重合体の製造には好適だが、定着性が良好であることが知られているポリエステル樹脂を適用することができない。
これに対し、ポリエステル樹脂を用いたトナーの製造方法として、有機溶剤に溶解させた溶液に顔料分散液等を添加し、これに水を加える転相乳化法があるが、有機溶剤を除去回収する必要がある。有機溶剤を使用せずに水系媒体中で機械的せん断により微粒子を製造する方法が提案されているが、溶融状態の樹脂等を撹拌装置に供給する必要があり、ハンドリングが困難であった。また、形状制御に対する自由度も低く、トナー形状を不定形から球形まで任意に制御することができなかった。
本発明の目的は、より均一な粒度分布を有する良好な現像剤を、より低コストで製造することにある。
実施形態にかかる現像剤の製造方法は、1ないし13の酸価を有するバインダー樹脂および着色剤を含有する粒状化された混合物を水系媒体と混合し、水系分散液を形成する工程、
得られた分散液を機械的せん断に供することより、該分散液中の混合物を微粒化せしめ、該混合物の体積平均粒径よりも小さい体積平均粒径を有する微粒子を形成する微粒化工程、及び
該分散液中で該微粒子を凝集せしめ、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を融着させ、トナー粒子を形成する凝集・融着工程を含む現像剤の製造方法であって、
前記凝集粒子を含有する分散液は、その固形分濃度が5.0%から40.0%であり、
前記凝集粒子は、その体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である。
得られた分散液を機械的せん断に供することより、該分散液中の混合物を微粒化せしめ、該混合物の体積平均粒径よりも小さい体積平均粒径を有する微粒子を形成する微粒化工程、及び
該分散液中で該微粒子を凝集せしめ、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を融着させ、トナー粒子を形成する凝集・融着工程を含む現像剤の製造方法であって、
前記凝集粒子を含有する分散液は、その固形分濃度が5.0%から40.0%であり、
前記凝集粒子は、その体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である。
実施形態にかかる現像剤の製造方法は、まず、バインダー樹脂および着色剤を含有する粒状化された混合物を水系媒体と混合し、水系分散液を形成する。次に、得られた分散液を機械的せん断に供することより、分散液中の混合物を微粒化せしめ、混合物の体積平均粒径よりも小さい体積平均粒径を有する微粒子を形成する微粒化する。その後、分散液中で微粒子を凝集せしめ、凝集粒子を形成した後、凝集粒子を融着させ、トナー粒子を形成する凝集・融着させる。このembodimentでは、使用されるバインダー樹脂は1ないし13の酸価を有する。また、凝集粒子を含有する分散液はその固形分濃度が5.0%から40.0%に調整される。さらに、凝集粒子はその体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である。
他の態様によれば、現像剤はトナー粒子を含有し、トナー粒子は、バインダー樹脂および着色剤を含有する粒状化された混合物を水系媒体と混合し、水系分散液を形成する工程、得られた分散液を機械的せん断に供することより、分散液中の混合物を微粒化せしめ、混合物の体積平均粒径よりも小さい体積平均粒径を有する微粒子を形成する微粒化工程、分散液中で微粒子を凝集せしめ、凝集粒子を形成した後、凝集粒子を融着させる凝集・融着工程により製造される。この態様において、バインダー樹脂は1ないし13の酸価を有し、凝集粒子を含有する分散液は、その固形分濃度が5.0%から40.0%であり、凝集粒子は、その体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である。
本発明によれば、酸価が低いポリエステル樹脂を水系媒体中で凝集させる方法において、均一な粒度分布を有する良好な電子写真用トナーを、より低資源で製造できるようになる。
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
図1に、一実施態様に係る現像剤の製造方法を表すフローを示す。
まず、少なくともバインダー樹脂及び着色剤を含有する、粗く粒状化された混合物を調製する(Act 1)。粗く粒状化された混合物は、0.015mmないし0.1mmmの体積平均粒径を有し得る。粗く粒状化された混合物は、例えばバインダー樹脂及び着色剤を溶融混練後、粉砕して得ることが出来る。バインダー樹脂としては、例えばポリエステル樹脂等を用いることが出来る。
次に、粗く粒状化された混合物に例えば水などの水系媒体を混合し、水系分散液を形成する(Act 2)。
粗く粒状化された混合物の分散液を形成する工程において、水系媒体に、任意に、界面活性剤及びpH調整剤のうち少なくとも1種を添加することができる。
界面活性剤を添加することにより、混合物表面に吸着した界面活性剤の働きにより容易に水系媒体中に分散することができる。また、pH調整剤を添加することにより、混合品表面の解離性官能基の解離度を増加させたり、極性を高めたりすることにより、自己分散性を向上することができる。水系分散液は、そのpHが好ましくはアルカリである。
続いて、得られた分散液を所望の温度まで加熱させる。分散液の温度は、微細化のためには使用するポリエステル樹脂のガラス転移温度以上にする必要がある。また、温度は高いほど着色粒子が微細化されるため有利であるが、加水分解が促進されるため定着性の悪化等を引き起こす。これら所望の温度に加熱された分散液を機械的せん断に供し、該粗く粒状化された混合物を微細に粒状化して、微粒子を含有する分散液を作成する(Act 3)。
微粒子は、好ましくは1.0μm以下、より好ましくは0.5μm以下の体積平均粒径を有し得る。
図2に、高圧式微粒化機の構成を表す図を示す。
高圧式微粒化機とは、高圧ポンプにより、10MPa〜300MPaの圧力をかけながら、微小なノズルを通過させることにより、せん断をかけ微粒子化する装置である。
図示するように、高圧型湿式微粒化機の一例となる高圧ホモジナイザー210は、ホッパータンク201、送液ポンプ202、高圧ポンプ203、加熱部204、微粒化部205、減圧部206、冷却部207、及び減圧部208を順に配置した構成と、各部を接続する配管とを含む。
ホッパータンク201は、処理液を投入するタンクである。装置稼動時は、装置内に空気を送り込まないよう常に液を満たしておく必要が有る。処理液の粒子径が大きく、沈降性があるものの場合は、さらに攪拌機を設けることができる。
送液ポンプ202は、高圧ポンプ203に処理液を連続的に送るために設置する。また、高圧ポンプ203に設けられた図示しない逆止弁での詰まりを回避するためにも有効である。このポンプ202としては、例えばダイアフラムポンプ、チュービングポンプ、ギアポンプ等が使用できる。
高圧ポンプ203は、プランジャー式ポンプであり、図示しない処理液入口及び処理液出口に逆止弁を有する。プランジャーの数は生産規模に応じ、1から10個使用される。脈流を極力減らすために、2個以上あることが望ましい。
加熱部204は、オイルバス等の加熱器具内に熱交換面積を多くとるためにらせん状に形成された高圧配管209が設置されている。この加熱部204は、分散液の流れる方向に対し、高圧ポンプ203の上流側または下流側のどちらでも問題が無いが、少なくとも微粒化部205の上流側である必要がある。高圧ポンプ203の上流側に加熱部204を設置する場合は、ホッパータンク201に加熱装置を付与しても良いが、高温下での滞留時間が長いため、熱分解が起こり易くなる。
微粒化部205には、強力なせん断をかけるための微小な径を有するノズルが含まれている。ノズルの径及び形状は様々あるが、ノズル径は0.05mmから0.5mmが望ましく、形状は、通過型ノズル、または衝突型ノズルが望ましい。また、このノズルは多段で構成しても良く、多段にする場合は異なるノズル径を複数並べても良い。複数並べる方法は並列でも直列でも良い。ノズルの材質は高圧に耐えることが可能なダイヤモンド等が使用される。
冷却部207には、冷水が連続的に流されるバス内に熱交換面積を多くとるためにらせん状に形成された配管11が設置されている。
必要に応じ、上記冷却部207の前後に減圧部206,8を設けることができる。減圧部206,8の構成としては、微粒化部7のノズル径より、大きくかつ接続配管径より小さい流路を有するセル、または2方向バルブを1つ以上配置する。
この高圧式微粒化機による処理は以下のように行う。
まず、処理液は使用されるバインダー樹脂のガラス転移点温度以上に加熱される。加熱を行う理由は、使用されるバインダー樹脂を溶融させる目的がある。
この加熱温度はバインダー樹脂のガラス転移点温度により異なる。また、連続的に熱交換器を通過させ加熱する方法の場合、分散液の流速及び熱交換の配管の長さにも影響する。流速が速い場合や配管が短い場合は高い温度が必要で、逆に流速が遅い場合や配管が長い場合は充分に分散液が加熱されるため、低い温度で処理が可能となる。例えば、流量が300から400cc/min、熱交換配管が3/8インチ・12mの高圧配管、バインダー樹脂のガラス転移点温度が60℃の場合、加熱温度は、例えば180℃にすることができる。
次に、この加熱された分散液を10MPa以上の圧力をかけながらせん断を与える。この時、せん断を与えるのはノズルである。10MPa以上の高圧をかけながら、ノズルを通過することにより、溶融したバインダー樹脂が微粒化される。この時の圧力は10MPaから300MPaあると良い。
最後に分散液を樹脂のTg以下まで冷却する。この冷却により、溶融した微粒子が固化される。処理液が急速に冷却されるため、冷却による凝集や合一が起こり難くなる。
必要に応じ、上記冷却部の前後に背圧を付与したり、減圧を行っても良い。背圧または減圧とは、ノズル通過後にすぐに大気圧開放するのではなく、1段階(背圧)または、多段階(減圧)で大気圧付近に戻すことを意味する。背圧部または減圧部通過後の圧力は0.1MPa〜10MPa、望ましくは0.1〜5MPaである。この減圧部は径の異なるセル又はバルブを複数個並べるとさらに良い。多段階で減圧することにより粗粒子が少なく粒度分布がシャープな微粒子を得ることができる。
得られた微粒子は、必要に応じて吸引濾過することにより分散媒を除去することができる。
次に、これら分散液をポリエステル樹脂のガラス転移温度以下まで冷却する。
冷却された分散液から着色粒子を分離し、洗浄、乾燥の後にトナーとして用いることもできるし、これら微粒子を所望の大きさになるまで凝集せしめ、凝集粒子を形成することもできる。
凝集粒子を形成する工程では、pHの調整、界面活性剤の添加、水溶性金属塩の添加、有機溶剤の添加、及び温度調整のうち少なくとも1つのプロセスを用いて微粒子を複数個凝集させることができる(Act 4)。これらのプロセスを調整することにより得られる凝集粒子の形状を制御することが可能である。また、凝集粒子を融着せしめ、安定化させるために、この分散液を例えばバインダー樹脂のガラス転移点に対して+5〜+80℃位の温度に加温することができる。
凝集粒子、もしくは、安定化された凝集粒子は、好ましくは1.0から10.0μmの体積平均粒子径を有する。
凝集粒子、もしくは、安定化された凝集粒子は、好ましくは0.8から1.0の円形度を有する。凝集粒子、もしくは、融着により安定化された凝集粒子は、5.0から40.0%の固形分濃度好ましくは10.0%ないし35.0%の固形分濃度を有する。例えば凝集・融着工程において、凝集粒子を融着させた後、分散液の固形分濃度を5.0%から40.0%に調整することができる。
凝集粒子、もしくは、安定化された凝集粒子は、平均粒子径に対する標準偏差の割合が好ましくは30.0%以下である。
凝集粒子を形成した後、この分散液を例えば5℃ないしガラス転移点以下℃まで冷却し、その後、例えばフィルタープレス等を用いて洗浄し(Act 5)、乾燥(Act 6)することにより、トナー粒子が得られる。
図3に、一実施態様により得られた現像剤を適用可能な複写機の構成を表す概略図を示す。
図示するように、4連タンデム方式のカラー複写機MFP(e−studio 4520c)1は上方にスキャナ部2及び排紙部3を備える。
カラー複写機1は、中間転写ベルト(中間転写媒体)10の下側に沿って並列に配置されるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の4組の画像形成ステーション11Y、11M、11C及び11Kを有する。
各画像形成ステーション11Y、11M、11C及び11Kは、それぞれ感光体ドラム(像担持体)12Y、12M、12C及び12Kを有している。感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kの周囲には、その矢印m方向の回転方向に沿って帯電チャージャ13Y、13M、13C及び13K、現像装置14Y、14M、14C及び14K、及び感光体クリーニング装置16Y、16M、16C及び16Kを配置している。感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kの周囲の帯電チャージャ13Y、13M、13C及び13Kから現像装置14Y、14M、14C及び14Kに至る間には、レーザ露光装置(潜像形成装置)17による露光々が照射され、感光体ドラム12Y、12M、12C及び12K上に静電潜像を形成する。
現像装置14Y、14M、14C及び14Kは、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のトナー及びキャリアからなる二成分現像剤を有し、感光体ドラム12Y、12M、12C及び12K上の静電潜像にトナーを供給する。
中間転写ベルト10は、バックアップローラ21、従動ローラ20及び第1〜第3のテンションローラ22〜24により張架される。中間転写ベルト10は、感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kに対向し接触する。中間転写ベルト10の感光体ドラム12Y、12M、12C及び12Kに対向する位置には、感光体ドラム12Y、12M、12C及び12K上のトナー像を中間転写ベルト10に1次転写するための、一次転写ローラ18Y、18M、18C及び18Kが設けられる。この一次転写ローラ18Y、18M、18C及び18Kはそれぞれ導電ローラであり、これら各一次転写部に一次転写バイアス電圧を印加する。
中間転写ベルト10のバックアップローラ21により支持される転写位置である二次転写部には、二次転写ローラ27が配置される。二次転写部では、バックアップローラ21が導電ローラであり、所定の二次転写バイアスが印加されている。印刷対象物のシート紙(最終転写媒体)が、中間転写ベルト10と二次転写ローラ27間を通過すると、シート紙上に、中間転写ベルト10上のトナー像が二次転写される。二次転写終了後、中間転写ベルト10はベルトクリーナ10aによりクリーニングされる。
レーザ露光装置17の下方には二次転写ローラ27方向にシート紙を供給する給紙カセット4を備えている。カラー複写機1の右側には手差しによりシート紙を給紙する手差し機構31を備える。
給紙カセット4から二次転写ローラ27に到る間には、ピックアップローラ4a、分離ローラ28a、搬送ローラ28b及びレジストローラ対36が設けられ、これらにより給紙機構を構成している。手差し機構31の手差しトレイ31aからレジストローラ対36に到る間には、手差しピックアップローラ31b、手差し分離ローラ31cが設けられる。
更に、給紙カセット4或いは手差しトレイ31aから二次転写ローラ27方向にシート紙を搬送する縦搬送路34上には、シート紙の種類を検知するメディアセンサ39が配置される。カラー複写機1は、メディアセンサ39による検知結果から、シート紙の搬送速度、転写条件、定着条件等を制御可能となっている。又、縦搬送路34方向に沿って、2次転写部の下流には定着装置30が設けられる。
給紙カセット4から取り出され、あるいは手差し機構31から給紙されるシート紙は、縦搬送路34に沿って、レジストローラ対36、二次転写ローラ27を経て、定着装置30に搬送される。定着装置30は、一対の加熱ローラ51及び駆動ローラ52に巻かれた定着ベルト53と、定着ベルト53を介して、加熱ローラ51に対向して配置された対向ローラ54とを有する。定着ベルト53及び対向ローラ54間に、二次転写部にて転写されたトナー像をもつシート紙を導入し、加熱ローラ51にて加熱を行うことにより、シート紙に転写されたトナー像を熱処理して定着する。定着装置30の下流には、ゲート33が設けられ、排紙ローラ41方向或いは、再搬送ユニット32方向に振り分ける。排紙ローラ41に導かれたシート紙は、排紙部3に排紙される。又再搬送ユニット32に導かれたシート紙は、再度二次転写ローラ27方向に導かれる。
画像形成ステーション11Yは、感光体ドラム12Yとプロセス手段を一体的に有し、画像形成装置本体に対して着脱自在に設けられている。プロセス手段とは、帯電チャージャ13Yと現像装置14Yと感光体クリーニング装置16Yの少なくとも1つを言う。画像形成ステーション11M、11C及び11Kも画像形成ステーション11Yと同様な構成である。各画像形成ステーション11Y、11M、11C及び11Kは、画像形成装置に対して各々着脱自在であっても良いし、一体の画像形成ユニット11として画像形成装置に対して着脱自在であっても良い。
本発明に使用されるバインダー樹脂としては、例えばポリスチレン、スチレン・ブタジエン共重合体、スチレン・アクリル共重合体などのスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリエチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン・ノルボルネン共重合体、ポリエチレン・ビニルアルコール共重合体などのエチレン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、アリルフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、及びマレイン酸系樹脂が挙げられる。これら樹脂は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。
また、本発明では少なくとも1種類以上の1以上13以下の酸価を有するバインダー樹脂を含有する。
本発明に用いる着色剤としては、カーボンブラックや有機もしくは無機の顔料や染料などがあげられる。例えばカーボンブラックでは、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、ケッチェンブラックなどが挙げられる。また、イエロー顔料の例としては、C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、65、73、74、81、83、93、95、97、98、109、117、120、137、138、139、147、151、154、167、173、180、181、183、185、C.I.バットイエロー1、3、20などが挙げられる。これらを単独で、あるいは混合して使用することもできる。また、マゼンタ顔料の例としては、C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、49、50、51、52、53、54、55、57、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、150、163、184、185、202、206、207、209、238、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35がなど挙げられる。これらを単独で、あるいは混合して使用することもできる。また、シアン顔料の例としては、C.I.ピグメントブルー2、3、15、16、17、C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45などが挙げられる。これらを単独で、あるいは混合して使用することもできる。
粗く粒状化された混合物中には、ワックス、及び帯電制御剤のうち少なくとも1つをさらに添加することができる。
ワックスとして、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス、酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物、または、それらのブロック共重合体、キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう、ライスワックスの如き植物系ワックス、みつろう、ラノリン、鯨ろうの如き動物系ワックス、オゾケライト、セレシン、ペトロラタムの如き鉱物系ワックス、モンタン酸エステルワックス、カスターワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類、脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部または全部を脱酸化したものなどがあげられる。さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類の如き飽和直鎖脂肪酸、ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸の如き不飽和脂肪酸、ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、あるいは更に長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコールの如き飽和アルコール、ソルビトールの如き多価アルコール、リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N′−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N′−ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド類、m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N′−ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムの如き脂肪酸金属塩(−般に金属石けんといわれているもの)、脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス、ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物、植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。
また、摩擦帯電電荷量を制御するための帯電制御剤としては、例えば含金属アゾ化合物が用いられ、金属元素が鉄、コバルト、クロムの錯体、錯塩、あるいはその混合物が望ましい。その他、含金属サリチル酸誘導体化合物も使用可能であり、金属元素がジルコニウム、亜鉛、クロム、ボロンの錯体、錯塩、あるいはその混合物が望ましい。
本発明に使用可能なpH調整剤としては特に制約されないが、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の他に、アミン化合物を使用することができる。アミン化合物として、例えば、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ブチルアミン,イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、イソプロパノールアミン、ジメチルエタノールアミン、ジエチルエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミン、N,N−ジメチル−1,3−ジアミノプロパン、N,N−ジエチル−1,3−ジアミノプロパンなどが挙げられる。
本発明に使用可能な界面活性剤としては、例えば、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性界面活性剤、アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン性界面活性剤、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、及び多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤が挙げられる。
本発明に用いられる機械的せん断装置としては、例えば、ウルトラタラックス(IKAジャパン社製)、TKオートホモミクサー(プライミックス社製)、TKパイプラインホモミクサー(プライミックス社製)、TKフィルミックス(プライミックス社製)、クレアミックス(エム・テクニック社製)、クレアSS5(エム・テクニック社製)、キャビトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工社製)、マイクロフルイダイザー(みづほ工業社製)、アルティマイザー(スギノマシン社製)、ナノマイザー(吉田興業社製)、ジーナスPY(白水化学工業社製)、NANO3000(美粒社製)のようなメディアを使用しない機械的せん断装置、ビスコミル(アイメックス製)、アペックスミル(寿工業社製)、スターミル(アシザワ、ファインテック社製)、DCPスーパーフロー(日本アイリッヒ社製)、エムピーミル(井上製作所社製)、スパイクミル(井上製作所社製)、マイティーミル(井上製作所社製)、SCミル(三井鉱山社製)などのメディアを使用する機械的せん断装置等が挙げられる。
本発明においては、機械的せん断装置を用いて少なくともバインダー樹脂と着色剤を含む混合品、もしくは、混練品を加熱しながら微粒化するが、微粒化後はバインダー樹脂のガラス転移温度以下まで冷却するが、凝集を行う所望の温度まで冷却しても良い。
本発明においては、粗く粒状化された混合物を調製するために、少なくともバインダー樹脂と着色剤を含む混合物を混練することができる。
使用する混練機は、溶融混練が可能であれば特に限定されないが、例えば1軸押出機、2軸押出機、加圧型ニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダーミキサー等が挙げられる。具体的には、FCM(神戸製鋼所社製)、NCM(神戸製鋼所社製)、LCM(神戸製鋼所社製)、ACM(神戸製鋼所社製)、KTX(神戸製鋼所社製)、GT(池貝社製)、PCM(池貝社製)、TEX(日本製鋼所社製)、TEM(東芝機械社製)、ZSK(ワーナー社製)、及びニーデックス(三井鉱山社製)などが挙げられる。
本発明においては、微粒子を凝集させる場合に、水溶性の金属塩を使用することができる。水溶性の金属塩として例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、などの金属塩、及び、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシム等の無機金属塩重合体などである。
本発明においては、微粒子を凝集させる場合に、有機溶剤を使用しても良い。有機溶剤として、例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール等のアルコール類、アセトニトリル、1,4−ジオキサン等が挙げられる。
本発明においては、トナー粒子に対して流動性や帯電性を調整するために、トナー粒子表面に、トナー全重量に対し、0.01〜20重量%の無機微粒子を添加混合してもよい。このような無機微粒子としてはシリカ、チタニア、アルミナ、及びチタン酸ストロンチウム、酸化錫等を単独であるいは2種以上混合して使用することができる。
無機微粒子は疎水化剤で表面処理されたものを使用することが環境安定性向上の観点から好ましい。また、このような無機酸化物以外に1μm以下の樹脂微粒子をクリーニング性向上のために外添してもよい。
無機微粒子等の混合機としては、例えば、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)、スーパーミキサー(カワタ社製)、リボコーン(大川原製作所社製)、ナウターミキサー(ホソカワミクロン社製)、タービュライザー(ホソカワミクロン社製)、サイクロミキサー(ホソカワミクロン社製)、スパイラルピンミキサー(太平洋機工社製)、レーディゲミキサー(マツボー社製)が挙げられる。
本発明においては、更に粗粒などをふるい分けしてもよい。篩に用いられる篩い装置としては、ウルトラソニック(晃栄産業社製)、ジャイロシフター(徳寿工作所社)、バイブラソニックシステム(ダルトン社製)、ソニクリーン(新東工業社製)、ターボスクリーナー(ターボ工業社製)、ミクロシフター(槙野産業社製)、円形振動篩い等が挙げられる。
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより詳細に説明する。
実施例1
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価20)70重量部、低酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価8)18重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径1.2mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.78μmであった。
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価20)70重量部、低酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価8)18重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径1.2mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.78μmであった。
上記樹脂微粒子分散液120重量部にイオン交換水80重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、5.60μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は30.53%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、17.20%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は1.05 (femto C/10 micro−m) であった。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は1.05 (femto C/10 micro−m) であった。
実施例2
実施例1にて用いた樹脂微粒子分散液166重量部にイオン交換水33重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、5.86μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は33.68%であった。
実施例1にて用いた樹脂微粒子分散液166重量部にイオン交換水33重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、5.86μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は33.68%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、21.93%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は0.83 [femto C/10 micro−m] であった。
実施例3
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価18)70重量部、低酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度64.9℃、酸価3)18重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径0.91mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.91μmであった。
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価18)70重量部、低酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度64.9℃、酸価3)18重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径0.91mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.91μmであった。
樹脂微粒子分散液84重量部にイオン交換水385重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、6.75μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は31.62%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、17.80%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は1.21 [femto C/10 micro−m] であった。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は1.21 [femto C/10 micro−m] であった。
実施例4
実施例3にて用いた樹脂微粒子分散液150重量部にイオン交換水50重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、5.60μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は30.08%であった。
実施例3にて用いた樹脂微粒子分散液150重量部にイオン交換水50重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、5.60μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は30.08%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、22.49%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は0.58 [femto C/10 micro−m]であった。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は0.58 [femto C/10 micro−m]であった。
比較例1
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価20)78重量部、低酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価8)18重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径1.2mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.93μmであった。
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価20)78重量部、低酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度60℃、酸価8)18重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径1.2mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.93μmであった。
樹脂微粒子分散液84重量部にイオン交換水385重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、11.2μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は27.10%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、4.95%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は2.67 [femto C/10 micro−m]であった。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は2.67 [femto C/10 micro−m]であった。
比較例2
比較例1にて用いた樹脂微粒子分散液108重量部にイオン交換水295重量部を混合、塩酸を添加した後、92℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、11.61μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は24.79%であった。
比較例1にて用いた樹脂微粒子分散液108重量部にイオン交換水295重量部を混合、塩酸を添加した後、92℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、11.61μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は24.79%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、4.87%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は3.45 [femto C/10 micro−m]であった。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は3.45 [femto C/10 micro−m]であった。
比較例3
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度59.8℃、酸価28.6)88重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径1.2mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.40μmであった。
バインダー樹脂として高酸価ポリエステル樹脂(花王社製、ガラス転移温度59.8℃、酸価28.6)88重量部、着色剤としてシアン5重量部、エステルワックス(東亜化成社製、カルナバワックス)6重量部、及び帯電制御剤として1重量部を混合した後、120℃に温度設定した2軸混練機にて溶融混練し、混練品を得た。得られた混練品をハンマーミル(奈良機械製作所社製)にて体積平均粒径1.2mmに粗粉砕し、粗粒子を得た。粗粒子30重量部、アニオン性界面活性剤と(花王社製、ネペレックスG−65)2重量部、アミン化合物(和光純薬社製、ジメチルアミン)3重量部、イオン交換水133重量部を添加し、美粒社製高圧式ホモジナイザーで180℃、150MPaの条件で微粒化処理した。冷却後得られた樹脂微粒子の体積平均粒径をSALD7000(島津製作所社製)にて測定した結果、0.40μmであった。
樹脂微粒子分散液84重量部にイオン交換水385重量部を混合、塩酸を添加した後、91℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、21.02μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は18.26%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、4.37%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は4.17 [femto C/10 micro−m]であった。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は4.17 [femto C/10 micro−m]であった。
比較例4
比較例3にて用いた樹脂微粒子分散液375重量部にイオン交換水34重量部を混合、塩酸を添加した後、92℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、9.41μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は16.54%であった。
比較例3にて用いた樹脂微粒子分散液375重量部にイオン交換水34重量部を混合、塩酸を添加した後、92℃まで徐々に温度を上げ、樹脂微粒子を所望の体積平均粒子径まで凝集させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の体積平均粒径をコールターカウンター(ベックマンコールター社製)にて測定した結果、9.41μmであった。また平均粒子径に対する標準偏差の割合は16.54%であった。
トナー粒子分散液をホットプレートにて200℃に加熱し、水媒体のみを蒸発させ加熱前後の重さの差から固形分濃度を測定した結果、5.87%であった。
トナー粒子分散液をろ過及びイオン交換水による洗浄を繰り返し行い、ろ液の導電率が50μS/cmとなるまで洗浄した。その後、真空乾燥機にて含水率が1.0 重量%以下になるまで乾燥させ、乾燥粒子を得た。
乾燥後、添加剤として、疎水性シリカ2重量部、酸化チタン0.5重量部をトナー粒子表面に付着させ、電子写真用トナーを得た。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は3.45 [femto C/10 micro−m]であった。
得られたトナーを、シリコーン樹脂で被覆したフェライトキャリアと混合し、温度23.0℃湿度53.0%の環境でターブラーミキサー(シンマルエンタープライゼス社製)で30min攪拌した後、温度30.0℃湿度85.0%の環境で8.0h放置した。放置後のトナー粒子と攪拌後の帯電量をE−SPART(ホソカワミクロン製)にて測定したところ差は3.45 [femto C/10 micro−m]であった。
水系媒体中で機械的せん断力によりポリエステル樹脂および着色剤を含有する粒子の平均粒子径を1.0μm以下に微細化する微粒化工程と、微粒化工程にて微細化された微粒子を凝集剤により凝集させる凝集工程を含み、かつ酸価1ないし13の低酸価バインダーを少なくとも1種類以上含有し、尚且つ凝集粒子は、その平均粒子径が1.0μmから10.0μmでかつ、平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下の電子写真用トナー製造法において、凝集工程における凝集粒子分散液の固形分濃度を従来の方法に比べ、5≦A≦40と高くすることにより粘度が上昇し、各凝集粒子へのせん断力が高まるため、粗大な凝集粒子の少ない凝集粒子分散液を作成することができる。固形分濃度が上記範囲より低い場合は凝集粒子にかかるせん断力が低下しすぎる為、粒径が目標とするトナー粒径より大きくなる、また、固形分濃度がの範囲より高い場合は粘度増加により攪拌が困難になる為、凝集粒子へのせん断力が無くなり、凝集粒子の粒径が増大する、等の問題がある。
また、従来より固形分濃度を上げたことにより、増粘が発生し、せん断力の不均一化、凝集剤の分散阻害、等の弊害があるが、高速ホモジナイザーの使用、容器内における攪拌翼高さの調整等を行うことにより解決できる。
本製法によると、粗大な凝集粒子を抑制することができるため、最終的に均一な粒度分布を有し、湿度に対する環境性能の良好な電子写真用トナーが得られる。また、凝集工程における凝集粒子分散液中の固形分濃度をA:(wt%)とするとき、凝集粒子分散液を5≦A≦40とし、通常の方法に比べ分散液中の固形分濃度を高くすることにより、生産性を高めることも可能である。
1…撹拌槽、3…減圧機構、4…撹拌部材、5,6…ライン、10…湿式粉砕機構
Claims (6)
- 1ないし13の酸価を有するバインダー樹脂および着色剤を含有する粒状化された混合物を水系媒体と混合し、水系分散液を形成する工程、
得られた分散液を機械的せん断に供することより、該分散液中の混合物を微粒化せしめ、該混合物の体積平均粒径よりも小さい体積平均粒径を有する微粒子を形成する微粒化工程、及び
該分散液中で該微粒子を凝集せしめ、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を融着させ、トナー粒子を形成する凝集・融着工程を含む現像剤の製造方法であって、
前記凝集粒子を含有する分散液は、その固形分濃度が5.0%から40.0%であり、
前記凝集粒子は、その体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である現像剤の製造方法。 - 前記凝集粒子を融着させた後、該分散液の固形分濃度を5.0%から40.0%に調整することをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記バインダー樹脂は、ポリエステル樹脂である請求項1に記載の方法。
- 1ないし13の酸価を有するバインダー樹脂および着色剤を含有する粒状化された混合物を水系媒体と混合し、水系分散液を形成する工程、得られた分散液を機械的せん断に供することより、該分散液中の混合物を微粒化せしめ、該混合物の体積平均粒径よりも小さい体積平均粒径を有する微粒子を形成する微粒化工程、及び
該分散液中で該微粒子を凝集せしめ、凝集粒子を形成した後、該凝集粒子を融着させる凝集・融着工程により製造されたトナー粒子を含有する現像剤であって、
前記凝集粒子を含有する分散液は、その固形分濃度が5.0%から40.0%であり、
前記凝集粒子は、その体積平均粒子径が1.0μmから10.0μmであり、かつ体積平均粒子径に対する標準偏差の割合が30.0%以下である現像剤。 - 前記凝集粒子を融着させた後、該分散液の固形分濃度を5.0%から40.0%に調整することをさらに含む請求項4に記載の現像剤。
- 前記バインダー樹脂は、ポリエステル樹脂である請求項4に記載の現像剤。
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