JP2011081042A - 静電荷像現像用トナー及びトナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくともポリグリセリン脂肪酸エステル、結着樹脂及び炭化水素ワックスを含有するトナーにおいて、該ワックスが、炭素数40以上の成分が炭化水素ワックス全量中80%以上であり、且つ炭素数40以上の炭化水素のうち、非ノルマル体成分が炭化水素ワックス全量中18%以上、40%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナーを用いることにより解決した。
【選択図】 なし
Description
これらの湿式法を用いれば混練/粉砕法と比べ原料の分散の制御が容易であり、小粒径で、且つ粒度分布が狭いトナーを得ることができることから、上述の高解像度化の要求に応えることができる。
特に乳化重合凝集法は、小粒径トナーや粒度分布の狭いトナーを得るのに適しているだけでなく、トナー形状の制御も容易である利点を有している。
られている。
(2)ポリグリセリン脂肪酸エステルを、トナー100質量部中に0.01質量部以上、10質量部以下含有することを特徴とする前記(1)に記載の静電荷像現像用トナー。
(3)ポリグリセリン脂肪酸エステルの酸価が1mg−KOH/g以上であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の静電荷像現像用トナー。
(4)体積中位径(Dv50)が、4μm以上7μm以下であり、且つ体積中位径と個数中位径(Dn50)の比で表される粒径分布Dv50/Dn50が1.1以下であることを特徴とす
る前記(1)乃至(3)に記載の静電荷像現像用トナー。
(5)重合法によって製造されることを特徴とする前記(1)乃至(4)に記載の静電荷像現像用トナー。
(6)炭化水素ワックスを分散媒に分散させてワックス分散液を製造する工程において、ポリグリセリン脂肪酸エステルを添加することを特徴とする前記(1)乃至(5)に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
(7)ワックス分散液中のワックス分散体の体積中位径が0.01μm以上、1μm以下であることを特徴とする前記(6)に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
本発明は、これらの知見を基に、低温定着トナーにおいて定着時に発生するダストを抑制しつつ、定着性と耐ブロッキング性を確保し、画質に優れた静電荷像現像用トナーを提供する。
また、本発明のワックスは、さらにダストの発生を抑えるために、炭素数が30以上の成分が炭化水素ワックス全量中90%以上であることが好ましく、95%以上がさらに好ましく、100%でもよい。
しい。本発明において、ダスト抑制の点から、炭素数が40以上の成分が80%以上であることが必須であるが、炭素数が多くなることは分子量が高くなることであり、ノルマル体のみであると結晶性が高くなり、溶融粘度が上昇する。従って非ノルマル体の割合が小さすぎる場合、ワックスの融点上昇に引きずられ、トナーの溶融粘度も上がり、トナーの定着下限温度の上昇及び定着温度範囲の高温側への移動が発生し、省エネや高速印字性能が低下してしまう場合がある。また、ワックスの炭素数が40以上の成分のうち、非ノルマル体が全体の40%以下であることが必須であり、36%以下が好ましく、33%以下がより好ましい。非ノルマル体の割合が大きすぎる場合、造粒時のワックス滲み出しが多くなり、トナーの流動性を悪化させてしまう傾向がある。また、流動性は、トナーの粒径が小さくなるほど悪化する傾向であるため、本発明のワックスは、体積平均粒径が4〜7μmの小粒径トナーに特に適している。
混合するワックスは、公知のワックスを任意に使用することができるが、具体的には、パラフインワックス、フィッシャートロプシュワックスなどの炭化水素系ワックスが、トナー特性とダスト抑制を両立させるために好ましい。
本発明において、ポリグリセリン脂肪酸エステルを用いることにより、トナーを懸濁重
合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法などの重合法によって製造する際に、ワックス粒子および他の微粒子の水系溶媒中での安定性、および、最終トナー中のワックスの分散性を向上させることが可能となる。ワックスは結晶性部位として長鎖の炭化水素基を含有することから疎水性が強く、水系溶媒中や極性樹脂中での分散が困難であるが、本発明のポリグリセリン脂肪酸エステルが水系溶媒および極性樹脂との界面に存在することで、分散性が向上する。特に、本発明のワックスは極性基を含まないことから、疎水性が強く、水中およびトナー中の分散性に劣る傾向であるため、本発明によって、特に大きな効果を得ることが出来る。
水酸基価は、定法により求められる1g中に含まれる遊離の水酸基をアセチル化するために必要な酢酸を中和するに要する水酸化カリウムのmg数をいう。水酸基価が低すぎると、原料保管から粒子製造にいたる全工程にわたって、水系溶媒中での原料、中間生成物および最終トナー母粒子の分散・凝集バランスを制御する能力に劣る傾向がある。逆に、水酸基価が高すぎると、親水性の増加により空気中の湿度の影響を受けやすくなり、トナーとしての耐環境性を失する傾向がある。また、製造工程において、製造容器および配管内壁面への親和性が増加して付着が生じ、粒子の分散・凝集バランスにも影響を与え、安定した性能のトナーを得ることが難しくなる場合がある。
gに含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数をいう。酸価が上記範囲内であることにより、水系溶媒中での高い粒子制御能力が得られる。
ワックス分散液製造工程とは、ワックスを分散媒に分散させる工程を指す。分散媒は特に限定されないが、例えば水系媒体や有機溶剤などが挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、脱イオン水、脱塩水等の水、アルコール類、酢酸エステル、或いはケトン、これらの混合物などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいが、2種以上を併用することもできる。
本発明において、重合法におけるワックスの配合方法としては、予め水中にワックスを分散させておくことが好ましい。また、乳化重合凝集法においては、上記平均径範囲に分散したワックス分散液を乳化重合時に添加するか、あるいは凝集工程で添加することが好ましい。
また、トナー中に好適な分散粒径でワックスを分散させるためには、乳化重合時にワックスをシードとして添加する、いわゆるシード重合とすることが好ましい。シードとして添加することにより、ワックスがトナー中に微細かつ均一に分散するため、トナーの帯電性や耐熱性の悪化を抑制することができる。
ワックスの分散性が向上することで、ワックスのトナー表面への露出やトナーからの遊離が抑制される。トナー表面に露出したワックスや遊離ワックスは、画像形成装置の各所を汚染することによる、かぶり、PC汚染、汚れ、残像(ゴースト)、かすれ(ベタ追従性)、クリーニング性などの画質低下が起きたり、保存中のトナーがブロッキングしたり、トナー表面の外添剤が徐々にトナー中に埋没し、トナーの流動性、保存性、帯電性悪化等を引き起こす傾向がある。
重合開始剤および懸濁安定剤は、何れも、重合性単量体添加前、添加と同時、添加後のいずれの時期に重合系に添加してもよく、必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。
その他、反応系には、pH調整剤、重合度調節剤、消泡剤等を適宜添加することができる。
攪拌による剪断力とのバランスから粒子凝集体の粒径が制御されるが、加熱するか、或いは電解質を加えることによって凝集力を大きくすることができる。
本発明において、電解質を添加して凝集を行う場合の電解質としては、有機塩、無機塩のいずれでも良いが、具体的には、NaCl、KCl、LiCl、Na2SO4、K2SO4、Li2SO4、MgCl2、CaCl2、MgSO4、CaSO4、ZnSO4、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、CH3COONa、C6H5SO3Na等が挙げられる。これらの
うち、2価以上の多価の金属カチオンを有する無機塩が好ましい。
電解質を用いないで加熱のみによって凝集を行う場合の凝集温度は、重合体一次粒子のガラス転移温度をTgとすると、(Tg−20)℃以上が好ましく、(Tg−10)℃以上が更に好ましい。また、Tg以下が好ましく、(Tg−5)℃以下が好ましい。
樹脂微粒子は、通常、界面活性剤により水または水を主体とする液中に分散した分散液として用いるが、帯電制御剤を凝集処理後に加える場合には、粒子凝集体を含む分散液に帯電制御剤を加えた後に樹脂微粒子を加えることが好ましい。
濾別および洗浄する工程においては、例えば、トナー母粒子の捕集性、耐目詰まり性、ケーキ形成性、通水性、濾布取替え時の簡便性などが要求される。これらの要求特性を同時に満たすことは容易ではなく、特に、湿式法で得られるトナー母粒子は小粒径の粒子であるため、同時に満たすことが困難である。
また、濾別および洗浄する工程で処理されるトナー母粒子分散液(スラリー)中には、トナー母粒子だけでなく、各製造過程で使用される原材料、界面活性剤、添加剤などに由来するさまざまな副生物、夾雑物などの不純物が存在するため、これらの不純物を濾過洗浄工程で適切に除去する効果的な濾過洗浄が行われないときには、最終的に得られる静電荷像現像用トナーの性能は劣悪なものとなる。すなわち、不純物が適切に除去されていないトナー母粒子から得られるトナーは、保存安定性の点で劣る傾向がある上、画像形成するときには、画像にカブリを生じる、画像形成時の温度・湿度変化によって画像濃度などの画質変動がある、画像形成装置内でトナーが飛散する、長期間使用したときに一定した画質の画像が得られないなど、画像形成特性の点で好ましくない結果をもたらすことになる。そのため、不純物を十分に除去できる濾過洗浄が望まれる。
本発明技術は、これらの各々の要求特性をみたす濾過洗浄を実現するものである。
無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化カルシウム等の各種炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化セリウム、シリカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物、リン酸カルシウム等のリン酸化合物、二硫化モリブデン等の硫化物、フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物、ステアリ
ン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の各種金属石鹸、滑石、ベントナイト、各種カーボンブラックや導電性カーボンブラック、マグネタイト、フェライト等を用いることができる。有機微粒子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂等の微粒子を用いることができる。
また、外添微粒子は、異なる二種以上を併用することもでき、表面処理されたものと表面処理されていないものを併用することや、異なる表面処理がされたものを併用することもでき、正帯電性のものと負帯電性のものを適宜組み合わせて使用することもできる。
外添微粒子の添加方法としては、ヘンシェルミキサー等の高速攪拌機を用いる方法や、圧縮剪断応力を加えることの出来る装置による方法等が挙げられる。
ング工程でトナーのすり抜けを起こしてクリーニング不良を発生させやすい傾向があり、前記平均円形度は、好ましくは0.995以下、より好ましくは0.990以下である。平均円形度は、実施例記載の方法で測定し、そのように測定して得た値として定義される。
各粒子径、円形度、電気伝導度等は次のように測定した。
1ミクロン未満の体積平均径(MV)を有す粒子の体積平均径(MV)は、日機装株式会社製型式Microtrac Nanotrac150(以下ナノトラックと略す)および同社解析ソフトMicrotrac Particle Analyzer Ver10.1.2-019EEを用い、電気伝導度が0.5μS/cmのイオン交換水を溶媒とし、溶媒屈折率:1.333、測定時間:600秒、測定回数:1回の測定条件で取り扱い説明書に記載された方法で測定した。その他の設定条件は、粒子屈折率:1.59、透過性:透過、形状:真球形、密度:1.04とした。
ワックス乳化時の終点を決めるために、高速測定可能なレーザー回折散乱式粒径分布測定装置である堀場製作所製のPartica LA−950V2(以下LA950と略す
)を用いた。その際の終点粒径はメジアン径にて設定した。用いた溶媒は電気伝導度が0.5μS/cmのイオン交換水とし、溶媒屈折率:1.333、可視光透過率70%〜90%の濃度範囲でサンプル量を調整して測定した。
外添工程を経て、最終的に得られたトナーの測定前処理として次の様にした。内径47mm、高さ51mmの円筒形のポリエチレン(PE)製ビーカーに、スパチュラーを用いてトナーを0.100g、スポイトを用いて20質量%DBS水溶液(第一工業製薬社製、ネオゲンS−20A)を0.15g添加した。この際、ビーカーの縁等にトナーが飛び散らない様にビーカーの底部にのみトナー及び20%DBS水溶液を入れた。次に、スパチュラーを用いてトナーと20%DBS水溶液がペースト状になるまで3分間攪拌した。この際もビーカーの縁等にトナーが飛び散らない様にした。
続いて、分散媒アイソトンIIを30g添加し、スパチュラーを用いて2分間攪拌し全体を目視で均一な溶液とした。次に、長さ31mm直径6mmのフッ素樹脂コート回転子をビーカーの中に入れて、スターラーを用いて400rpmで20分間分散させた。この際、3分間に1回の割合でスパチュラーを用いて気液界面とビーカーの縁に目視で観察される巨視的な粒をビーカー内部に落とし込み均一な分散液となるようにした。続いて、これを目開き63μmのメッシュで濾過し、得られたろ液を「トナー分散液」とした。
なお、トナー母粒子の製造工程中の粒径の測定については、凝集中のスラリーを63μ
mのメッシュで濾過したろ液を「スラリー液」とした。
粒子の中位径(Dv50とDn50)はベックマンコールター社製マルチサイザーIII
(アパーチャー径100μm)(以下、「マルチサイザー」と略記する)を用い、分散媒には同社製アイソトンIIを用い、上述の「トナー分散液」又は「スラリー液」を、分散質濃度0.03質量%になるように希釈して、マルチサイザーIII解析ソフトで、KD値は
118 .5として測定した。測定粒子径範囲は2.00から64.00μmまでとし、
この範囲を対数目盛で等間隔となるように256分割に離散化し、それらの体積基準での統計値をもとに算出したものを体積中位径(Dv50)、個数基準での統計値をもとに算出したものを個数中位径(Dn50)とした。
本発明における「平均円形度」は、以下のように測定し、以下のように定義する。すなわち、トナー母粒子を分散媒(アイソトンII、ベックマンコールター社製)に、5720〜7140個/μLの範囲になるように分散させ、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製、FPIA3000)を用いて、以下の装置条件にて測定を行い、その値を「平均円形度」と定義する。本発明においては、同様の測定を3回行い、3個の「平均円形度」の相加平均値を、「平均円形度」として採用する。
・モード :HPF
・HPF分析量 :0.35μL
・HPF検出個数:8,000〜10,000個
以下は、上記装置で測定され、上記装置内で自動的に計算されて表示されるものであるが、「円形度」は下記式で定義される。
[円形度]=[粒子投影面積と同じ面積の円の周長]/[粒子投影像の周長]
そして、HPF検出個数である8,000〜10,000個を測定し、この個々の粒子の円形度の算術平均(相加平均)が「平均円形度」として装置に表示される。
重合時の乳化物安定性について、重合体一次粒子分散液作製時、器壁への付着および沈
殿等による攪拌への影響を評価した。
5:付着・沈殿ともに無し。
4:若干の付着が見られるが、影響無し。
3:付着・沈殿が見られるが、攪拌可能。
2:器壁への付着または沈殿によりスムーズな攪拌が行えない。
1:器壁への付着または沈殿により、攪拌が停止する。
<着色剤分散液の調整>
プロペラ翼を備えた攪拌機の容器に、トルエン抽出液の紫外線吸光度が0.02であり、真密度が1.8g/cm3のファーネス法で製造されたカーボンブラック(三菱化学社製、三菱カーボンブラックMA100S)20部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンS−20D)1部、非イオン界面活性剤(花王社製、エマルゲン120)4部、導電率が1μS/cmのイオン交換水75部を加えて予備分散して顔料プレミックス液を得た。プレミックス後の分散液中カーボンブラックの体積累積50%径Dv50は約90μmであった。上記プレミックス液を原料スラリーとして湿式ビーズミルに供給し、ワンパス分散を行った。なお、ステータの内径は120mmφ、セパレータの径が60mmφ、分散用のメディアとして直径が50μmのジルコニアビーズ(真密度6.0g/cm3)を用いた。ステータの有効内容積は約2リットルであり、メデイアの充填容積は1.4リットルとしたので、メディア充填率は70%である。ロータの回転速度を一定(ロータ先端の周速が約11m/sec)として、供給口より前記プレミックススラリを無脈動定量ポンプにより供給速度約40リットル/hrで供給し、所定粒度に達した時点で排出口より製品を取得した。なお、運転時にはジャケットから約10℃の冷却水を循環させながら行い、着色剤分散液を得た。
ワックス1としてHiMic−1090(日本精蝋製:融点89℃)28.5部に、デカグリセリンデカベヘネート(酸価3.2 水酸基価27)1.5部、20%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(第一工業製薬社製、ネオゲンS20D、以下20%DBS水溶液と略す)2.8部、脱塩水67.3部を加えて100℃に加熱し、加圧循環ラ
イン付きのホモジナイザー(ゴーリン社製、LAB60−10TBS型)を用いて10MPaの加圧条件で1次循環乳化を行った。LA950で粒子径を数分おきに測定し、メジアン径が500nm前後まで下がったら更に圧力条件を25MPaに上げて引き続き2次循環乳化を行う。メジアン径が230nm以下になるまで分散してワックス分散液A1を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、227nmであった。
攪拌装置(3枚翼)、加熱冷却装置、濃縮装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に、上記ワックス分散液A1 35.7部(182.0kg)、脱塩水259部を仕込み、攪拌しながら窒素気流下で90℃に昇温した。
その後、上記液の攪拌を続けたまま、そこへ下記の「重合性モノマー類等」と「乳化剤水溶液」との混合物を5時間かけて添加した。この混合物を滴下開始した時間を「重合開始」とし、下記の「開始剤水溶液」を重合開始30分後から4.5時間かけて添加し、更に重合開始5時間後から、下記の「追加開始剤水溶液」を2時間かけて添加し、更に攪拌を続けたまま内温90℃のまま1時間保持した。
[重合性モノマー類等]
スチレン 74.5部
アクリル酸ブチル 25.5部
アクリル酸 1.5部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.7部
トリクロロブロモメタン 1.0部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.1部
[開始剤水溶液]
8質量%過酸化水素水溶液 15.5部
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 15.5部
[追加開始剤水溶液]
8質量%L(+)−アスコルビン酸水溶液 14.2部
重合反応終了後冷却し、乳白色の重合体一次粒子分散液B1を得た。ナノトラックを用いて測定した体積平均径(Mv)は275nmであり、固形分濃度は22.6質量%であった。
下記の各成分を用いて、以下の凝集工程(コア材凝集工程・シェル被覆工程)・円形化工程を実施することによりトナー母粒子C1を製造した。
重合体一次粒子分散液B1 固形分として80部 (分散液B1:280.0kg/固形分:63.3kg コア用)
重合体一次粒子分散液B1 固形分として20部 (分散液B1: 70.0kg/固形分:15.8kg シェル用)
着色剤微粒子分散液 着色剤固形分として6.0部
20%DBS水溶液 円形化工程では、固形分として6部
攪拌装置(ダブルヘリカル翼)、加熱冷却装置及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器(容積1000L、内径850mm)に重合体一次粒子分散液B1を仕込み、内温10℃で10分間均一に混合した。続いて内温10℃で、101rpmで攪拌させて、硫酸カリウムの5質量%水溶液を、K2SO4として0.12部を1分かけて連続添加してから、着色剤微粒子分散液を5分かけて連続添加し、内温10℃で均一に混合した。
その後、硫酸アルミニウムの0.5質量%水溶液を固形分で0.3部を30分かけて連続添加してから、回転数101rpmのまま内温を48.0℃に70分かけて昇温(0.5℃/分)した。次いで、30分毎に1℃昇温した後(0.03℃/分)、54.0℃で保持し、マルチサイザーを用いて体積中位径を測定し5.12μmまで成長させた。
その後、内温54.0℃、回転数101rpmのまま、重合体一次粒子分散液B1を15分かけて連続添加してそのまま60分保持した。このとき、粒子のDv50が5.44μmであった。
続いて、そのままの回転数のまま20%DBS水溶液(固形分として6部)と水0.04部の混合水溶液を30分かけて添加しながら90℃に昇温し、その後、30分毎に1℃昇温させ95℃まで昇温して、2.5時間かけて平均円形度が0.968になるまで、この条件で加熱及び攪拌を続けた。その後、50分かけて20℃まで冷却し、トナー母粒子C1のスラリーを得た。このとき、粒子の体積中位径は5.55μm、個数中位径は5.17μm、分布Dv50/Dn50は1.07、平均円形度は0.968であった。
得られたスラリーを全量、目開き24μmの篩を装着した湿式電磁篩振盪機(AS200/株式会社レッチェ)を用いて、粗大粒子の除去を目的に濾過処理を行い、攪拌装置付きのタンクにて一旦蓄えた。その後、このスラリーを濾布(ポリエステル TR815C、中尾フィルター工業/厚み0.3mm/通気度48(cc/cm2/min))が装着された横型遠心分離機(HZ40Si型/三菱化工機株式会社)へ、加速度800G条件で遠心脱水洗浄を行った。電気伝導度が1μS/cmのイオン交換水を、リムから溢れない速度でスラリー固形分の約50倍量加えると、濾液の電気伝導度が2μS/cmとなった。最後に十分水を振り切り、掻き取り装置でケーキを回収した。
ここで得られたケーキをステンレス製バットに高さ20mmとなる様に敷き詰め、40℃に設定された送風乾燥機内で48時間乾燥することにより、トナー母粒子C1を得た。
得られたトナー母粒子C1 2500gに、外添剤としてクラリアント社製H05TDシリカ50gと同社製H30TDシリカ15gを混ぜて、ヘンシェルミキサー(三井鉱山製)で混合し、150メッシュで篩別して現像用トナーD1を得た。
<ワックス分散液A2の調製>
組成をワックス1 26.7部、ペンタエリスリトールテトラステアレート(酸価3.0、水酸基価1.0)3.0部、デカグリセリンデカベヘネート(水酸基価27)0.3部、20%DBS水溶液2.8部、脱塩水67.3部とした以外はA1と同様の方法で、ワ
ックス分散液A2を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、215nmであった。
ワックス分散液A1の代わりにワックス分散液A2 35.3部とし、水の量を260部とした以外はB1と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B2を得た。体積平均粒径(MV)は248nm、固形分濃度は22.7質量%であった。
重合体一次粒子分散液B1の代わりにB2を用い、49℃まで0.5℃/分で昇温した以外はC1と同様の方法で現像用母粒子C2を得た。体積中位径(Dv50)は5.68μm、Dv50/Dn50は1.08であり、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.968であった。
現像用母粒子C1の代わりにC2を用いた以外はD1と同様の方法で現像用トナーD2を得た。
<ワックス分散液A3の調製>
組成をワックス2(HNP−0190/日本精蝋製:融点89℃) 26.7部、ペンタエリスリトールテトラステアレート(酸価3.0、水酸基価1.0)3.0部、デカグリセリンデカベヘネート(水酸基価27)0.3部、20%DBS水溶液2.8部、脱塩水
67.3部とした以外はA1と同様の方法で、ワックス分散液A3を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、228nmであった。
ワックス分散液A2の代わりにワックス分散液A3を用いたこと、アクリル酸ブチルをアクリル酸2エチルヘキシルに変更してモノマー組成比を下記の様に変更した以外はB2と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B3を得た。
[重合性モノマー類等]
スチレン 79.8部
アクリル酸ブチル 20.3部
アクリル酸 1.5部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.7部
トリクロロブロモメタン 1.0部
重合体一次粒子分散液B2の代わりにB3を用い、50℃まで0.5℃/分で昇温した以外はC2と同様の方法で現像用母粒子C3を得た。体積中位径(Dv50)は5.62μm、Dv50/Dn50は1.07であり、であり、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.968であった。
現像用母粒子C1の代わりにC3を用いた以外はD1と同様の方法で現像用トナーD3を得た。
<ワックス分散液A4の調製>
組成をワックス5(HNP-9/日本精蝋製)とした以外はA1と同様の方法で、ワッ
クス分散液A4を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、230nmであった。
ワックス分散液A1の代わりにワックス分散液A4とした以外はB1と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B4を得た。体積平均粒径(MV)は260nm、固形分濃度は22.6質量%であった。
重合体一次粒子分散液B1の代わりにB4を用い、47℃まで0.5℃/分で昇温した以外はC1と同様の方法で現像用母粒子C4を得た。体積中位径(Dv50)は5.77μm、Dv50/Dn50は1.09であり、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.967であった。
現像用母粒子C1の代わりにC4を用いた以外はD1と同様の方法で現像用トナーD4を得た。
<ワックス分散液A5の調製>
組成をワックス6(HNP-1/日本精蝋製)、圧力を20MPaとした以外はA4と
同様の方法で、ワックス分散液A5を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、228nmであった。
ワックス分散液A4の代わりにワックス分散液A5 35.7部とした以外はB4と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B5を得た。体積平均粒径(MV)は262nm、固形分濃度は22.6質量%であった。
重合体一次粒子分散液B4の代わりにB5を用いた以外はC4と同様の方法で現像用母
粒子C5を得た。体積中位粒径(Dv50)は5.75μm、分布は1.10であり、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.967であった。
現像用母粒子C4の代わりにC5を用いた以外はD4と同様の方法で現像用トナーD5を得た。
<ワックス分散液A6の調製>
組成をワックス3(HiMic−1080/日本精蝋製)とした以外はA2と同様の方法で、ワックス分散液A6を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、220nmであった。
ワックス分散液A2の代わりにワックス分散液A6とした以外はB2と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B6を得た。体積平均粒径(MV)は247nm、固形分濃度は22.8質量%であった。
重合体一次粒子分散液B2の代わりにB6を用い、46℃まで0.5℃/分で昇温した以外はC2と同様の方法で現像用母粒子C6を得た。体積中位径(Dv50)は5.65μm、Dv50/Dn50は1.08であり、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.968であった。
現像用母粒子C2の代わりにC6を用いた以外はD2と同様の方法で現像用トナーD6を得た。
<ワックス分散液A7の調製>
組成をワックス4(HiMic−1070/日本精蝋製)とした以外はA2と同様の方法で、ワックス分散液A7を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、208nmであった。
ワックス分散液A2の代わりにワックス分散液A7とした以外はB2と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B7を得た。体積平均粒径(MV)は277nm、固形分濃度は22.4質量%であった。重合後に槽内を確認すると攪拌翼への付着と沈降物が多く見られた。
重合体一次粒子分散液B6の代わりにB7を用いた以外はC6と同様の方法で現像用母粒子C7を得た。体積中位径(Dv50)は5.88μm、Dv50/Dn50は1.13であり、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.967であった。
現像用母粒子C2の代わりにC7を用いた以外はD2と同様の方法で現像用トナーD7を得た。
<ワックス分散液A8の調製>
ワックス2を1/3量にワックス3を2/3量を加えて予め100℃以上で融解させて攪拌混合する。これをワックス7として26.7部、ペンタエリスリトールテトラステアレート(酸価3.0、水酸基価1.0)3.0部、デカグリセリンデカベヘネート(水酸基価27)0.3部、20%DBS水溶液2.8部、脱塩水67.3部を加えて105℃に
加熱し、加圧循環ライン付きのホモジナイザーを用いて10MPaの加圧条件で1次循環乳化を行った。LA950で粒子径を数分おきに測定し、メジアン径が500nm前後まで下がったら更に圧力条件を28MPaに上げて引き続き2次循環乳化を行う。メジアン径が230nm以下になるまで分散してワックス分散液A8を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、217nmであった。
ワックス分散液A2の代わりにワックス分散液A8とした以外はB2と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B8を得た。体積平均粒径(MV)は252nm、固形分濃度は22.7質量%であった。
重合体一次粒子分散液B2の代わりにB8を用いた以外はC2と同様の方法で現像用母粒子C8を得た。体積中位粒径(Dv50)は5.59μm、Dv50/Dn50は1.07であ
り、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.968であった。
現像用母粒子C2の代わりにC8を用いた以外はD2と同様の方法で現像用トナーD8を得た。
<ワックス分散液A9の調製>
ワックス1を30.0部、20%DBS水溶液4.1部、脱塩水66.9部を加えて10
5℃に加熱し、加圧循環ライン付きのホモジナイザーを用いて10MPaの加圧条件で1次循環乳化を行った。LA950で粒子径を数分おきに測定し、メジアン径が500nm前後まで下がったら更に圧力条件を30MPaに上げて引き続き2次循環乳化を行う。分布がブロードでなかなか体積中位径が230nm以下にならなかった為、ワックス分散体の体積中位径を247nmまでとした。このワックス分散液をA9とした。
ワックス分散液A2の代わりにワックス分散液A9とした以外はB2と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B9を調整したが、重合中に器壁への付着が多量に生じて攪拌が停止し、重合を継続できなかった。
<ワックス分散液A10の調製>
ワックス5を1/4量にワックス1を3/4量を加えて予め100℃以上で融解させて攪拌混合する。これをワックス8とした以外はA8と同様の方法で、ワックス分散液A10を作製した。ワックス分散体の体積中位径は、214nmであった。
ワックス分散液A2の代わりにワックス分散液A10とした以外はB2と同様の方法で、重合体一次粒子分散液B10を得た。体積平均粒径(MV)は253nm、固形分濃度は22.7質量%であった。
重合体一次粒子分散液B8の代わりにB10を用いた以外はC8と同様の方法で現像用母粒子C9を得た。体積中位径(Dv50)は5.65μm、Dv50/Dn50は1.08であ
り、フロー式粒子分析装置で測定した平均円形度は0.969であった。
現像用母粒子C2の代わりにC9を用いた以外はD2と同様の方法で現像用トナーD9を得た。
未定着のトナー像を担持した記録紙を用意し、加熱ローラの表面温度を100℃から215℃まで5℃刻みで変化させ、定着ニップ部に搬送し、120mm/secの速度で排出されたときの定着状態を観察した。定着時に加熱ローラにトナーのオフセットあるいは用紙巻き付きが生じず、定着後の記録紙上のトナーが十分に記録紙に接着している温度領域を定着温度領域とする。定着機の加熱ローラは、離型層がPFA(テトラフルオロエチレンーパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)でできており、シリコーンオイルの塗布なしで評価した。
◎(良好) :定着温度+50℃以上でオフセットする。
○(実用可) :定着温度+40℃以上50℃未満でオフセットする。
△(不十分) :定着温度+30℃以上40℃未満でオフセットする。
×(使用不可):定着温度+30℃未満でオフセットする。
3段のメッシュを用いた振動篩測定法によってトナーの凝集性を確認した。凝集度測定方法は以下の通り。
ホソカワミクロン社製のパウダーテスターを使用して3種の篩を重ねて固定し、サンプルを載せて振動台を作動させる。測定条件は次の通りである。
メッシュ目開き(上) 250μm(60mesh)
メッシュ目開き(中) 150μm(100mesh)
メッシュ目開き(下) 75μm(200mesh)
振巾目盛1.0mm
試料採取量2.0g
振動時間90秒
(上段メッシュに残った粉体重量/試料採取量)×100
(中段メッシュに残った粉体重量/試料採取量)×100×0.6
(下段メッシュに残った粉体重量/試料採取量)×100×0.2
上記3つの計算値の合計をもって凝集度(%)とする。 その判定は以下の通り。
○(実用可) :10%未満
△(不十分) :10%以上20%未満
×(使用不可) :20%以上
現像用トナー10gを内径3cm、高さ6cmの円筒形の容器に入れ、20gの荷重をのせ、50℃、40%RHの環境下に24時間放置した後、トナーを容器から取り出し、上から荷重をかけることでトナーの固結の程度を確認した。
◎(良好) :荷重をかけなくても崩れ、固結なし。
○(実用可) :固結しているが50g未満の荷重で崩れる。
△(不十分) :固結しており、50g以上200g未満の荷重で崩れる。
×(使用不可):固結しており、200g以上の荷重をかけないと崩れない。
現像用トナーをカラーページプリンターML9600PS(沖データ社製)のカートリッジに4本ともに入れ、ブルーエンジェルマーク認定の測定法(RAL_UZ122_2006)に従って粉塵を捕集し、フィルター上に捕集された物質の質量測定からダストの放散速度を求めた。具体的には、予め放散試験チャンバー(VOC−010/容積1000L/エスペック社製)をベーキング処理をしてブランク測定を行った後、前述のプリンターとダスト測定用フィルターを設置して、60分間は槽内の温度湿度が規定値(23±2℃/50±5%)に収まる様に待機。遠隔操作でプリンターを作動させると同時にフィルターからの吸引を開始し、規定枚数印字して2時間後まで吸引捕集を行った。尚、印字パターンはVE110−7,Version2006−06−01(RAL_UZ122/RALC00.PDF)を用いた。
(1)温湿度補正後のダスト質量
mSt=(mMFbrutto−mMFtara)+(mRF1−mRF2)
mMFtara:ダスト試料採取前の質量が安定した測定フィルターの重量(mg)
mMFbrutto:ダスト試料採取後の質量が安定した測定フィルターの重量(mg)
mRF1:試験前の基準フィルターの重量(mg)
mRF2:試験後の基準フィルターの重量(mg)
(2)ダスト放散速度 EFuSt=(mSt×n×V×to)/(VS×tp)
n:換気回数(h−1)
to:総サンプリング時間(min)
tp:印刷時間(min)
V:チャンバー容積(m3)
VS:フィルターを通過して吸引された空気の体積(m3)
Claims (7)
- 少なくともポリグリセリン脂肪酸エステル、結着樹脂及び炭化水素ワックスを含有するトナーにおいて、該ワックスが、炭素数40以上の成分が炭化水素ワックス全量中80%以上であり、且つ炭素数40以上の炭化水素のうち、非ノルマル体成分が炭化水素ワックス全量中18%以上、40%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
- ポリグリセリン脂肪酸エステルを、トナー100質量部中に0.01質量部以上、10質量部以下含有することを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- ポリグリセリン脂肪酸エステルの酸価が1mg−KOH/g以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 体積中位径(Dv50)が、4μm以上7μm以下であり、且つ体積中位径と個数中位径(Dn50)の比で表される粒径分布Dv50/Dn50が1.1以下であることを特徴とする請求項1乃至3に記載の静電荷像現像用トナー。
- 重合法によって製造されることを特徴とする請求項1乃至4に記載の静電荷像現像用トナー。
- 炭化水素ワックスを分散媒に分散させてワックス分散液を製造する工程において、ポリグリセリン脂肪酸エステルを添加することを特徴とする請求項1乃至5に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- ワックス分散液中のワックス分散体の体積中位径が0.01μm以上、1μm以下であることを特徴とする請求項6に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
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