JP2011028007A - トナーの製造方法 - Google Patents

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健司 林
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幹夫 神山
Hiroaki Obata
裕昭 小畑
Noriyuki Kanehara
規之 金原
Yasuhiko Muramatsu
靖彦 村松
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Abstract

【課題】十分な低温定着性を備え、転写ぬけによる画像不良を低減するトナーを製造する。
【解決手段】トナーの製造方法は、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合して得られたポリエステル樹脂を乳化分散し、ポリエステル樹脂粒子の分散液を調製する工程と、前記ポリエステル樹脂粒子の分散液に、アクリル酸又はメタクリル酸を含有する重合性モノマーを添加してラジカル重合反応させ、得られた重合体とポリエステル樹脂とを含む樹脂粒子の分散液を調製する工程と、前記樹脂粒子の分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合し、前記樹脂粒子及び着色剤粒子を凝集してトナー粒子を形成する工程と、を含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、トナーの製造方法に関する。
電子写真方式を採用するプリンタ等においては省エネルギー化が課題として挙げられ、低温で定着が可能ないわゆる低温定着性を備えたトナーのニーズが高まっている。
従来、低温定着を可能とするためには、よりシャープメルト性の高い結着樹脂をトナーに用いることが、効果的な方法の1つとして知られている。ポリエステル樹脂はそのような特性を持つ結着樹脂として優れている。
一方、トナー画像の高解像度化、高精細化という目的から、トナーの小粒径化、粒度分布のシャープ化が進められている。また、転写効率や流動性を向上させるため、球形のトナーが用いられるようになっている。このような小粒径で球形のトナー粒子を調製する方法として、湿式法が用いられている。
湿式法を用いた具体的な例としては、水系媒体中に分散させたポリエステル樹脂粒子を凝集し、熱又は溶剤によって単一のトナー粒子に融合させる方法が開示されている(例えば、特許文献1、2参照)。
特開2008−170569号公報 特開2008−107769号公報
しかしながら、ポリエステル樹脂は、スチレン−アクリル樹脂と比較して、樹脂分子の主鎖が剛直なため、樹脂粒子表面に電荷を帯びた解離性の官能基が配向し難い。そのため、特許文献1等の従来の製造方法では、凝集速度を制御することが困難であり、トナーの粒度分布を制御することが困難であった。粒度分布を制御できずに発生した粗大粒子によって、トナーが転写されない部分が生じる転写ぬけが問題となっていた。
この問題に対し、特許文献2のように、アクリル酸樹脂を分散安定剤として添加する方法が提案されているが、問題の解消に至るには不十分であった。
本発明の課題は、十分な低温定着性を備え、転写ぬけによる画像不良を低減するトナーを製造することである。
請求項1に記載の発明によれば、
多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合して得られたポリエステル樹脂を乳化分散し、ポリエステル樹脂粒子の分散液を調製する工程と、
前記ポリエステル樹脂粒子の分散液に、アクリル酸又はメタクリル酸を含有する重合性モノマーを添加してラジカル重合反応させ、得られた重合体とポリエステル樹脂とを含む樹脂粒子の分散液を調製する工程と、
前記樹脂粒子の分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合し、前記樹脂粒子及び着色剤粒子を凝集してトナー粒子を形成する工程と、
を含むトナーの製造方法が提供される。
請求項2に記載の発明によれば、
前記多価カルボン酸は、飽和脂肪族ジカルボン酸又はベンゼンジカルボン酸を含む請求項1に記載のトナーの製造方法が提供される。
本発明によれば、十分な低温定着性を備え、転写抜けによる画像不良を低減するトナーを製造することができる。
以下、本発明に係るトナーの製造方法について説明する。
本発明のトナーの製造方法は、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合して得られたポリエステル樹脂を乳化分散し、ポリエステル樹脂粒子の分散液を調製する工程と、前記ポリエステル樹脂粒子の分散液に、アクリル酸又はメタクリル酸を含有する重合性モノマーを添加してラジカル重合反応させ、得られた重合体とポリエステル樹脂とを含む樹脂粒子の分散液を調製する工程と、前記樹脂粒子の分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合し、前記樹脂粒子及び着色剤粒子を凝集してトナー粒子を形成する工程と、を含む。
トナーの製造には、結着樹脂、着色剤の他、必要に応じて離型剤、外添剤等が用いられる。トナーはコア層とコア層を被覆するシェル層とからなるコアシェル構造を有してもよい。
〈結着樹脂〉
結着樹脂としてはポリエステル樹脂が用いられる。
ポリエステル樹脂を形成するモノマーとしては、公知の2価以上のアルコール成分と、公知の2価以上のカルボン酸成分とが用いられる。
アルコール成分としては、例えば1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール等の脂肪族ジオール、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族ジオールの他、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール等の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2種以上を組み合わせて用いてもよい。
カルボン酸成分としては、カルボン酸、カルボン酸無水物、カルボン酸エステル等が用いられ、好ましくは、カルボン酸成分として、ベンゼンジカルボン酸、飽和カルボン酸が用いられる。例えば、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、シトラコン酸、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−ドデシルコハク酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸;ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸;及びこれらカルボン酸の無水物、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てもよい。
ポリエステル樹脂は、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、120〜250℃の温度で縮重合することにより製造することができる。縮重合の際、必要に応じて公知のエステル化触媒を用いてもよい。なお、乳化性、凝集性の観点から、全モノマー成分中、3価以上の多価カルボン酸を1〜15モル%含むことが好ましい。
本発明においては、上記ポリエステル樹脂と重合性モノマーとをラジカル重合反応させる。
〈重合性モノマー〉
重合性モノマーとしては、例えばスチレン、アクリル酸、メタクリル酸の他、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル等のメタクリル酸エステル誘導体;アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸エステル誘導体;エチレン、プロピレン、イソブチレン等のオレフィン類;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸又はメタクリル酸誘導体等のビニル系モノマーが挙げられる。これらのビニル系モノマーは、1種又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
重合性モノマーとして、イオン性解離基を有するモノマーを用いることが好ましい。イオン性解離基を有する重合性モノマーは、例えばカルボキシル基、スルフォン酸基、リン酸基等の置換基を有するモノマーである。具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸等が挙げられる。
さらに、重合性モノマーとして、ビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の多官能性ビニル類を用いてもよい。これにより、架橋構造のラジカル重合体を得ることもできる。
上記のうち、重合性モノマーとしては、スチレン、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸、アクリル酸が好ましく用いられる。スチレン、メタクリル酸及びブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートは、疎水性モノマーであり、これらの組み合わせにより帯電性、トナーのガラス転移点を調整しやすい利点がある。また、メタクリル酸、アクリル酸は、親水性モノマーとして、ポリエステル樹脂を含む樹脂粒子の分散液の分散安定性を向上させ、前記樹脂粒子の凝集径(凝集粒子の大きさ)を制御しやすいという利点がある。
アクリル酸又はメタクリル酸を含有する重合性モノマーは、カルボキシル基のような電荷を帯びた解離性の官能基を持つ。ポリエステル樹脂を、このような重合性モノマーとラジカル重合させることにより、ポリエステル樹脂粒子の表面に上記解離性の官能基が配向し、ポリエステル樹脂粒子間で反発電荷が生じて、粒子の分散安定性が向上するものと考えられる。分散安定性の向上により、ポリエステル樹脂粒子の凝集速度が緩やかとなり、凝集粒子の粒子径や形状を制御しやすくなる。その結果、低温定着化のためにポリエステル樹脂を用いた場合も、トナーの粒度分布をシャープとし、形状を球状に整形することができ、転写抜けを防止することができる。
〈着色剤〉
着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等の公知の着色剤を任意に用いることができる。
黒の着色剤としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックの他、マグネタイト、フェライト等の磁性粉を用いることができる。
カラーの着色剤としては、C.I.ピグメントレッド5、同48:1、同53:1、同57:1、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同180、同185、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントブルー15;3、同60、C.I.ピグメントグリーン7等の顔料が挙げられる。また、C.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同68、同11、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82,同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同69、同70、同93、同95等の染料を挙げることができる。また、これらを混合してもよい。
〈その他〉
必要に応じて、離型剤、荷電制御剤、外添剤等を用いてもよい。
離型剤としては、特に限定されるものではなく、例えばクエン酸トリベヘネートワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、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、メタロセン触媒を用いたポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、合成エステルワックス等が挙げられる。離型剤の添加によりオフセット現象を抑制することができる。
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩又はその金属錯体等が挙げられる。
外添剤としては、公知の疎水性シリカ、疎水性金属酸化物の他に、酸化セリウム粒子或いは炭素数20〜50の高級アルコール粒子を添加することが耐フィルミング性の観点から特に好ましい。酸化セリウム粒子を添加する場合、耐フィルミング性を高める観点から個数平均粒径が150〜800nmのものを用いることが好ましく、250〜700nmのものを用いることがより好ましい。また、酸化セリウム粒子の添加量は、トナーに対して0.5〜3.5質量%とすることが好ましく、0.5〜3.5質量%の範囲とすることにより、良好なクリーニング性が維持されて耐フィルミング性の効果を安定して得ることができる。また、添加量が過剰なケースでは加熱定着時に溶融したトナー粒子の接着力が抑制されて定着強度が低下するが、上記範囲とすることによりこのような定着強度低下の問題も生じない。
〈トナーの製造方法〉
以下、本発明の製造方法について、具体例を挙げる。
(1)水系媒体中にポリエステル樹脂を乳化分散させ、ポリエステル樹脂粒子の分散液を調製する工程。
ポリエステル樹脂を酢酸エチル等の溶剤に溶解し、水系媒体中に分散機を用いて乳化分散させた後、脱溶剤処理をしてもよい。若しくは、溶剤を用いずに120℃以上の温度下で分散させてもよい。
水系媒体とは、界面活性剤の水溶液をいう。水溶液には、水溶性の有機溶媒0〜50質量%を添加してもよい。水溶性の有機溶媒としては、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が挙げられ、得られる樹脂を溶解しないアルコール系有機溶媒が好ましい。
界面活性剤としては、公知のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等を用いることができる。
アニオン系界面活性剤としては、例えばオレイン酸ナトリウム等の高級脂肪酸塩類;ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム等のアルキルアリールスルフォン酸塩類;ラウリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩類;ポリエトキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウム等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩類;モノオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸ナトリウム等のアルキルスルホコハク酸エステル塩又はその誘導体類等を挙げることができる。
(2)ポリエステル樹脂粒子の分散液に重合性モノマーを添加し、ラジカル重合反応させる工程。
上記(1)のポリエステル樹脂粒子の分散液に、重合性モノマー、重合開始剤を添加し、ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂と重合性モノマーとの重合体からなる樹脂を含む樹脂粒子の分散液を調製する。このとき、重合体の分子量を調整するため、連鎖移動剤を添加してもよい。重合性モノマーは、ポリエステル樹脂に対し、質量比で10〜50%添加することが好ましい。また、この工程において調整される分散液中の樹脂粒子は、その体積基準のメディアン径が50〜200nmであることが好ましい。
重合開始剤としては、水溶性の重合開始剤であれば適宜用いることができる。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;4,4’−アゾビス4−シアノ吉草酸又はその塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等のアゾ系化合物;パーオキシド化合物等が挙げられる。
連鎖移動剤としては、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。例えば、2−クロロエタノール、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン又はスチレンダイマー等が挙げられる。
(3)着色剤を水系媒体中に分散させて得られた着色剤粒子の分散液を得る工程。
機械的エネルギーによって油滴分散を行うが、その分散機としては特に限定されるものではなく、高速回転するローターを備えた攪拌装置クレアミックス(エムテクニック社製)、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、キャビトロン、マントンゴーリン、圧力式ホモジナイザー等を用いることができる。
この工程において調整される分散液中の着色剤粒子は、その体積基準のメディアン径が10〜300nmであることが好ましく、より好ましくは100〜200nm、さらに好ましくは100〜150nmである。例えば、上述の機械的エネルギーの大きさを調整することにより、体積基準のメディアン径を上記範囲内に制御することができる。
(4)樹脂粒子の分散液と着色剤粒子の分散液とを混合した水系媒体中に、凝集剤を添加し、温度調整することにより、樹脂粒子と着色剤粒子の凝集、融着を行いトナー粒子を形成する工程。
凝集剤としては、例えばアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等が挙げられる。これら塩類のアルカリ金属としては、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられる。また、これら塩類のアルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。このうち、特に好ましいのはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムである。前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の対イオン(塩を構成する陰イオン)としては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、炭酸イオン、硫酸イオン等が挙げられる。
離型剤を添加する場合、この工程において上記水系媒体中に離型剤粒子の分散液(ワックスエマルジョン)を添加し、樹脂粒子、着色剤粒子及び離型剤粒子を塩析、凝集させればよい。或いは、上記(2)の工程において離型剤粒子の分散液を添加し、樹脂粒子と離型剤粒子の分散液を調製しておき、(4)の工程において凝集させてもよい。
(5)水系媒体からトナー粒子を濾別し、洗浄処理によって当該トナー粒子から界面活性剤等の不要物を除去する工程。
(6)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥処理する工程。
(7)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する工程。
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
1.各種分散液の調製
トナーの作製に用いるポリエステル樹脂、着色剤、離型剤、シェル用樹脂の各分散液を調製した。
下記調製において、体積基準のメディアン径は、MICROTRAC UPA 150(HONEYWELL社製)により下記測定条件で測定した。
サンプル屈折率:1.59
サンプル比重 :1.05(球状粒子換算)
溶媒屈折率 :1.33
溶媒粘度 :30℃にて0.797、20℃にて1.002
ゼロ点調整 :測定セルにイオン交換水を入れて調整
(1)ポリエステル樹脂分散液C1の調製
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ、精留塔を備えた内容量5リットルのフラスコに、下記多価カルボン酸モノマー及び多価アルコールモノマーを仕込んだ。
(多価カルボン酸モノマー)
テレフタル酸 :19.70質量部
イソフタル酸 : 0.61質量部
5−スルホイソフタル酸: 0.31質量部
(多価アルコールモノマー)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物:76質量部
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物:24質量部
仕込んだモノマーを1時間かけて190℃まで上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認した後、触媒Ti(OBu)4(多価カルボン酸モノマーの全量に対し、0.003質量%)を投入した。
さらに、生成する水を留去しながら同温度から6時間を要して240℃まで昇温した。240℃でさらに6時間脱水縮合反応を継続し、重合を行わせてポリエステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂の分子量をHLC−8 120GPC(東ソー社製、スチレン標準物質により換算)により測定したところ、重量平均分子量21000、数平均分子量2800であった。また、示差走査熱量計DSC−50(島津製作所製、昇温速度3℃/分)により熱特性を測定した結果、ガラス転移温度Tgは52℃であった。
次に、試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈した0.37質量%濃度の希アンモニア水を、別途準備した水性媒体タンクに入れた。一方、得られたポリエステル樹脂を溶融状態のまま、キャビトロンCD1010(ユーロテック社製)に毎分100質量部の速度で移送した。このとき、水性媒体タンクに準備した希アンモニア水を、熱交換器により160℃に加熱しながら毎分0.1リットルの速度で、上記溶融状態のポリエステル樹脂と同時にキャビトロン1010に移送した。キャビトロン1010の回転子の回転速度を60Hz、圧力を5kg/cm2としてキャビトロン1010を運転し、ポリエステル樹脂の乳化分散を行い、体積基準のメディアン径が226nm、固形分量が30質量部のポリエステル樹脂分散液C1を得た。
(2)ポリエステル樹脂分散液C2の調製
上記ポリエステル樹脂分散液C1の調製において、用いた多価カルボン酸モノマーを下記のように変更した他は同様の手順により、ポリエステル樹脂の分散液C2を調製した。
(多価カルボン酸モノマー)
テレフタル酸 :32.00質量部
コハク酸 : 1.35質量部
5−スルホイソフタル酸: 0.34質量部
重合により得られたポリエステル樹脂のガラス転移温度Tgは55℃であった。また、分散液C2中のポリエステル樹脂の体積基準のメディアン径は248nmであった。
(3)着色剤分散液の調製
n−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に攪拌、溶解させ、ここへ25質量部のC.I.ピグメントブルー15:3を徐々に添加した。この溶液を、クリアミックスWモーションCLM-0.8(エムテクニック社製)を用いて分散処理し、体積基準のメディアン径が158nmの着色剤分散液を得た。
(4)離型剤分散液の調製
下記成分を混合した溶液を95℃に加熱し、ウルトラタラックスT50(IKA社製)により十分分散処理を行った。その後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーによりさらに分散処理し、体積基準のメディアン径が240nm、固形分量20質量%の離型剤分散液を得た。
クエン酸トリベヘネートワックス(融点83.2℃):60質量部
イオン性界面活性剤(商品名;ネオゲンRK、第一工業製薬社製):5質量部
イオン交換水:240質量部
(5)シェル用樹脂分散液の調製
攪拌装置、温度センサ、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、水600質量部を仕込み、窒素気流下230rpmの攪拌速度で攪拌しながら、内温を70℃に昇温した。そこへ下記モノマーを添加した。
スチレン :119質量部
n−ブチルアクリレート: 33質量部
メタクリル酸 : 8質量部
n−オクチルメルカプタン: 4.5質量部
次に、重合開始剤として過硫酸カリウム3質量部をイオン交換水40質量部に溶解させた水溶液を添加した。反応系内を70℃にて10時間にわたって加熱、攪拌し、シェル用樹脂分散液を得た。分散液中のシェル用樹脂の重量平均分子量は13200であった。また、シェル用樹脂粒子を構成するシェル用樹脂粒子の個数平均粒径は221nmであり、ガラス転移点温度Tgは55.4℃であった。
2.トナーの作製
下記表1に示すようにポリエステル樹脂分散液C1、C2を用いて、実施例に係るトナー1〜6、比較例に係るトナー7を作製した。
表1は、トナー1〜7の作製に用いたポリエステル樹脂C1、C2、重合性モノマーの混合液1〜3、ラジカル重合により得られた樹脂分散液1〜6の組合せを示している。
Figure 2011028007
(1)トナー1の作製
i)樹脂分散液1の調製
ポリエステル樹脂分散液C1を1450質量部と、離型剤分散液650質量部と、イオン交換水1250質量部とを混合し、この混合液に重合開始剤を添加した。重合開始剤は、過硫酸カリウム10.3質量部をイオン交換水210質量部に溶解させた溶液である。
次に、80℃の温度条件下で、下記重合性モノマーの混合液1を2時間かけて滴下した。
(重合性モノマー混合液1)
スチレン :265.8質量部
n−ブチルアクリレート :140.9質量部
メタクリル酸 : 28.3質量部
n−オクチルメルカプタン: 8.2質量部
滴下終了後、2時間にわたって加熱攪拌し、ラジカル重合反応させた。ラジカル重合終了後、28℃に冷却して、ラジカル重合によって得られた重合体とポリエステル樹脂とを含む樹脂粒子が分散する樹脂分散液1を得た。樹脂分散液1中の樹脂の重量平均分子量は19600であった。
ii)トナー粒子の形成
温度計、冷却管、窒素導入装置、攪拌装置を設けたセパラブルフラスコに、コア用樹脂として樹脂分散液1を400質量部(固形分換算)、イオン交換水を1500質量部、着色剤分散液を165質量部投入した。系内の温度を30℃に保った状態で、25質量%の水酸化ナトリウムを添加し、pH10に調整した。
次に、54.3質量部の塩化マグネシウム・6水和物を、イオン交換水54.3質量部に溶解させた溶液を調製し、上記セパラブルフラスコに添加した。その後、系内の温度を60℃に昇温し、離型剤粒子を含む樹脂粒子と着色剤粒子の凝集反応を開始した。
凝集反応を開始後、定期的にサンプリングを行って、凝集によって形成されたトナー粒子の体積基準におけるメディアン径を測定した。ここでは、測定に粒度分布測定装置コールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)を用いた。メディアン径が5.8μmに達したところで、シェル材としてシェル用樹脂分散液200質量部を添加した。
2質量部の塩化マグネシウム6水和物をイオン交換水2質量部に溶解した溶液を、10分間かけて添加した。その後、トナー粒子の体積基準のメディアン径が6μmに達するまで攪拌を継続した。
次に、温度を60℃に保ち、1時間攪拌を継続した後、エチレンジアミンテトラカルボン酸を20.1質量部添加した。この時点でトナー粒子の円形度は0.951であった。さらに、温度を65℃として4時間攪拌し、トナー粒子の円形度が0.976に達したところで、6℃/分の条件で30℃まで冷却して、反応を完結させた。
iii)洗浄処理
得られたトナー粒子の分散液をバスケット型遠心分離機MARK III型(松本機械製作社製、型式番号60×40)により固液分離し、トナーのウェットケーキを形成した。さらに、濾液の電気伝導度の値が15μS/cm以下になるまで、トナーの洗浄と固液分離を繰り返した。
iv)乾燥処理
洗浄処理されたトナーのウェットケーキを、気流式乾燥機フラッシュジェットドライヤー(セイシン企業社製)に移し、水分量が0.5質量%になるまで乾燥処理した。なお、乾燥処理は40℃、20%RHの気流を吹き付けて行った。乾燥誤、トナーを24℃に放冷した。
v)外添処理
乾燥処理されたトナー100質量部に対し、疎水性シリカ1.0質量部をヘンシェルミキサーにより混合した。回転翼の周速を24m/sとし、20分間混合した後、400MESHの篩を通過させ、トナー1を得た。
(2)トナー2の作製
i)樹脂分散液2の調製
上記樹脂分散液1の調製において、用いた重合性モノマーの混合液1を下記の混合液2に変更した他は同様の手順により、樹脂分散液2を調製した。樹脂分散液2中の樹脂の重量平均分子量は20400であった。
(重合性モノマー混合液1)
スチレン :295.8質量部
n−ブチルアクリレート :130.5質量部
アクリル酸 : 8.7質量部
n−オクチルメルカプタン : 8.1質量部
ii)トナーの作製
上記トナー1の作製において、用いた樹脂分散液1を樹脂分散液2に変更した他は同様の手順により、トナー粒子の形成、洗浄処理、乾燥処理、外添処理を行って、トナー2を作製した。
(3)トナー3の作製
i) 樹脂分散液3の調製
上記樹脂分散液1の調製において、用いた重合性モノマーの混合液1を下記の混合液3に変更した他は同様の手順により、樹脂分散液3を調製した。樹脂分散液3中の樹脂の重量平均分子量は21000であった。
(重合性モノマー混合液3)
スチレン :98.6質量部
n−ブチルアクリレート :43.5質量部
アクリル酸 : 2.9質量部
n−オクチルメルカプタン : 2.7質量部
ii)トナーの作製
上記トナー1の作製において、用いた樹脂分散液1を樹脂分散液3に変更した他は同様の手順により、トナー粒子の形成、洗浄処理、乾燥処理、外添処理を行って、トナー3を作製した。
(4)トナー4の作製
i) 樹脂分散液4の調製
上記樹脂分散液1の調製において、用いたポリエステル樹脂分散液C1をポリエステル樹脂分散液C2に変更した他は同様の手順により、樹脂分散液4を調製した。樹脂分散液4中の樹脂の重量平均分子量は20700であった。
ii)トナーの作製
上記トナー1の作製において、用いた樹脂分散液1を樹脂分散液4に変更した他は同様の手順により、トナー粒子の形成、洗浄処理、乾燥処理、外添処理を行って、トナー4を作製した。
(5)トナー5の作製
i) 樹脂分散液5の調製
上記樹脂分散液4の調製において、用いた重合性モノマーの混合液1を重合性モノマー混合液2に変更した他は同様の手順により、樹脂分散液5を調製した。樹脂分散液5中の樹脂の重量平均分子量は18900であった。
ii)トナーの作製
上記トナー1の作製において、用いた樹脂分散液1を樹脂分散液5に変更した他は同様の手順により、トナー粒子の形成、洗浄処理、乾燥処理、外添処理を行って、トナー5を作製した。
(6)トナー6の作製
i) 樹脂分散液6の調製
上記樹脂分散液4の調製において、用いた重合性モノマーの混合液1を重合性モノマー混合液3に変更した他は同様の手順により、樹脂分散液6を調製した。樹脂分散液6中の樹脂の重量平均分子量は19300であった。
ii)トナーの作製
上記トナー1の作製において、用いた樹脂分散液1を樹脂分散液6に変更した他は同様の手順により、トナー粒子の形成、洗浄処理、乾燥処理、外添処理を行って、トナー6を作製した。
(7)トナー7の作製
上記トナー1の作製において、樹脂分散液1を400質量部用いたところを、ポリエステル樹脂分散液C1を400質量部用いるように変更した他は同様の手順により、トナー7を作製した。
(8)現像剤の調製
作製されたトナー1〜7のそれぞれに、シリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径が60nmのフェライトキャリアを混合し、各トナーの現像剤を調製した。各現像剤におけるトナーの濃度が6質量%となるように混合した。
3.評価実験
各トナー1〜7の現像剤を、市販の複合機bizhub 920(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)に搭載した。複合機の外環境が常温常湿(温度20℃、湿度50%RH)の環境下において、下記評価実験を行った。
(1)低温定着性
秤量350gの印刷用紙を用いてテスト用のベタ塗り画像(画像濃度1.3)を印刷した。1枚印刷する毎に、定着装置の加熱部材の表面温度が80〜150℃の範囲において5℃ずつ変化するよう表面温度を変更して、トナー画像の定着処理を行った。異なる表面温度による定着処理を経てそれぞれ得られた印刷用紙上のトナー画像の定着強度を、下記メンディングテープ剥離法により測定した。
(メンディングテープ剥離法)
i)印刷用紙上のトナー画像部分の絶対反射濃度Dを測定した。絶対反射濃度の測定は、反射濃度計RD-918(マクベス社製)を用いる。その後、トナー画像部分を折り目として印刷用紙を二つ折りする。
ii)二つ折りにした印刷用紙を開き、折り目部分となったトナー画像部分に、メンディングテープno.810-3-12(住友3M社製)を軽く貼り付ける。
iii)1kPaの圧力によりメンディングテープの上を4往復擦る。
iv)180℃の角度、2Nの力でメンディングテープを剥がす。
v)剥離後のトナー画像部分の絶対反射濃度Dを測定する。
vi)下記式により定着強度を算出する。
定着強度(%)=D/D×100
定着強度が90%以上得られたときの定着装置の表面温度を定着可能温度とし、定着可能温度が120℃以下である場合、低温定着性を備えたトナーとして合格と評価した。
(2)転写ぬけ
ハーフトーンのベタ塗り画像(画像濃度0.3)と文字画像とを含むテスト用の画像を印刷用紙1000枚分印刷した。印刷用紙上のトナー画像をルーペで観察して、ベタ塗り画像部分と文字画像部分における転写抜けによる白ポチ(小さな白紙部分)の発生を、下記のように評価した。
◎:1000枚の印刷開始から印刷終了まで、ベタ塗り画像、文字画像ともに白ポチの発生が認められなかった。
○:1000枚の印刷末期に、ベタ塗り画像に若干の白ポチの発生が認められたが、目視では問題の無いレベルだった。
△:1000枚の印刷中期に、ベタ塗り画像に白ポチの発生が認められたが、最後まで目視では問題の無いレベルだった。
×:1000枚の印刷開始から印刷終了まで、ベタ塗り画像、文字画像ともに目視により白ポチが確認された。
4.評価結果
上記表1は、各トナー1〜7の評価結果を示している。
表1に示すように、実施例に係るトナー1〜6は全て低温定着性と転写抜けの低減が両立できている。一方、比較例に係るトナー7は低温定着性は実現できているが、転写抜けが発生してしまっている。

Claims (2)

  1. 多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合して得られたポリエステル樹脂を乳化分散し、ポリエステル樹脂粒子の分散液を調製する工程と、
    前記ポリエステル樹脂粒子の分散液に、アクリル酸又はメタクリル酸を含有する重合性モノマーを添加してラジカル重合反応させ、得られた重合体とポリエステル樹脂とを含む樹脂粒子の分散液を調製する工程と、
    前記樹脂粒子の分散液と、着色剤粒子の分散液とを混合し、前記樹脂粒子及び着色剤粒子を凝集してトナー粒子を形成する工程と、
    を含むトナーの製造方法。
  2. 前記多価カルボン酸は、飽和脂肪族ジカルボン酸又はベンゼンジカルボン酸を含む請求項1に記載のトナーの製造方法。
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