JP2013109175A - トナーの製造方法とそれにより得られるトナー - Google Patents
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Abstract
【課題】微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるトナーを効率よく製造することが可能なトナーの製造方法とそれにより得られるトナーを提供することを目的とする。
【解決手段】母体粒子を有するトナーの製造方法であって、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、該第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて、第二の液を調製する工程と、第二の液を減圧されている管の内壁面に沿って略鉛直下向きに液膜として流し、該液膜流とされた第二の液を、前記母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して、前記有機溶媒を揮発させる工程とを備え、前記有機溶媒を揮発させる工程において、前記液膜として流す管の上部より、管内部に減圧水蒸気を供給することを特徴とする母体粒子を有するトナーの製造方法。
【選択図】図1
【解決手段】母体粒子を有するトナーの製造方法であって、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、該第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて、第二の液を調製する工程と、第二の液を減圧されている管の内壁面に沿って略鉛直下向きに液膜として流し、該液膜流とされた第二の液を、前記母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して、前記有機溶媒を揮発させる工程とを備え、前記有機溶媒を揮発させる工程において、前記液膜として流す管の上部より、管内部に減圧水蒸気を供給することを特徴とする母体粒子を有するトナーの製造方法。
【選択図】図1
Description
本発明は、複写機、レーザープリンターあるいはファクシミリ等の電子写真プロセスを用いる画像形成技術の高画質化に対応したトナーの製造方法とそれにより得られるトナーに関する。
近年、市場からの高画質化の強い要求から、電子写真装置及びトナーの開発が進められている。高画質化に対応したトナーとしては、粒径分布が狭い球形のトナーが知られている。これにより、現像時のトナーの挙動が揃って、微小ドットの再現性を向上させることができる。しかしながら、小粒径で粒径分布が狭い球形のトナーは、クリーニング性が低下するという問題がある。特に、ブレードクリーニングでは、このようなトナーを安定的にクリーニングすることが困難である。
このため、トナーの形状を異形化する方法が知られている。これにより、トナーの流動性を低下させることができ、ブレードクリーニングで、トナーを除去しやすくなる。しかしながら、トナーを異形化しすぎると、現像時のトナーの挙動が不安定となり、微小ドットの再現性が低下するという問題がある。さらに、定着前の被転写体上のトナー層中でのトナーの充填率が低下するため、定着時のトナー層中での熱伝導度が小さくなり、低温定着性が低下するという問題がある。特に、定着時に印加される圧力が小さい場合に、この傾向が顕著になる。
例えば、特許文献1には、結着樹脂と着色剤とを水と混和しない溶媒中で混合する工程、得られた組成物を分散安定剤の存在下で水系媒体中に分散させる工程、得られた懸濁液から加熱および/または減圧により溶媒を除去し、表面に凹凸を有する粒子を形成する工程、および加熱により球形化または変形する工程を有する静電荷像現像用トナーの製造方法が提案されている。しかしながら、規則性のない不定形トナーが得られるため、帯電安定性が低下するという問題がある。
また、特許文献2には、溶媒中の樹脂及び/又はその前駆体からなる分散液中にフィラーが分散されてなるフィラー含有分散液を水性媒体中に分散し、水中油型分散液を形成し、油滴中にフィラーの少なくとも一部からなる集積層を形成し、水中油型分散液を脱溶媒して樹脂粒子を得るトナー用樹脂粒子の製造法が提案されている。しかしながら、クリーニング性と低温定着性の両立が充分でないという課題がある。
また、トナー組成物を有機溶媒に溶解又は分散した溶解物又は分散物を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散し、得られた乳化分散液を連続真空脱泡機に導入し、剪断力を加えながら有機溶剤を除去してトナーを製造する方法が提案されている(特許文献3参照)。この提案により、文字チリ、細線再現性を低下させることなく容易なクリーニング性を確保することができるが、小粒径で粒径分布が狭い球形のトナーとするには、さらに有機溶剤を除去する工程の効率を向上させる必要がある。
また、ウレタン結合で変性されたポリエステル(i)と変性されていないポリエステル(ii)を含有するバインダーを溶剤に溶解後、水系媒体中で分散造粒法によりトナーを製造する方法が提案されている(特許文献4参照)。あるいは、イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A1)を水系媒体中でアミン類(B)により伸長反応及び/又は架橋反応させてなる樹脂(i)と、(A1)及び(B)と反応しないポリマー(ii)とからなるトナーバインダー、及び着色剤からなるトナーの製造方法が提案されている(特許文献5参照)。
あるいは、高分子量の樹脂(A)と低分子量の樹脂(B)とからなるバインダーと着色剤からなるトナーを水系媒体中で製造する方法が提案されている(特許文献6参照)。
特許文献4〜特許文献6の提案により、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性、画像の光沢性等に優れたトナーが得られるとしている。
あるいは、高分子量の樹脂(A)と低分子量の樹脂(B)とからなるバインダーと着色剤からなるトナーを水系媒体中で製造する方法が提案されている(特許文献6参照)。
特許文献4〜特許文献6の提案により、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性、画像の光沢性等に優れたトナーが得られるとしている。
特許文献7により、重合性単量体と着色剤とを含有する重合性単量体組成物を水系分散媒体中で重合し、着色重合体粒子を生成させた後、洗浄、脱水し、得られたトナー粒子を減圧及び加熱が可能な容器に供給し、トナー粒子のガラス転移温度Tg未満の温度の飽和水蒸気、過熱水蒸気、高湿空気などを容器に投入しながら減圧加熱処理することで未反応の重合性単量体を除去する方法が提案されている。
特許文献8により、重合性単量体と着色剤とを含有する重合性単量体組成物を、重合開始剤により水系媒体中で重合し、蒸留操作を行なう蒸留装置内に空気又は不活性ガスから選ばれる気体を注入することで未反応の重合性単量体を除去する方法が提案されている。
特許文献9により、重合性単量体を含む重合性単量体組成物を分散媒体中に分散し、重合性単量体の重合後半、或いは重合終了後に得られた重合体分散液にキャリアーガスを導入して、重合体分散液中から有機揮発成分を少なくとも除去する方法が提案されている。
しかし、小粒径で粒径分布が狭い球形のトナーを工業的に製造する場合のプロセス、特に、トナー組成物を有機溶媒に溶解又は分散した溶解物又は分散物を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散し、得られた乳化分散液の溶剤を除去する工程に関して十分とは言えない。
しかし、小粒径で粒径分布が狭い球形のトナーを工業的に製造する場合のプロセス、特に、トナー組成物を有機溶媒に溶解又は分散した溶解物又は分散物を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散し、得られた乳化分散液の溶剤を除去する工程に関して十分とは言えない。
本発明は、トナー組成物を有機溶媒に溶解又は分散した溶解物又は分散物を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散し、得られた乳化分散液の溶剤を除去する際に、水分が共沸し、トナーの固形分が濃縮され、粒度分布が悪化するという上記従来技術が有する問題に鑑み、粒度分布を悪化させずに、効率よく溶媒を除去することを可能とし、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるトナーを効率よく製造することが可能なトナーの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討した結果、以下の〔1〕〜〔4〕に記載する発明によって上記課題が解決されることを見出し本発明に至った。
(1)母体粒子を有するトナーの製造方法であって、
少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、
該第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて、第二の液を調製する工程と、
該第二の液を減圧されている管の内壁面に沿って略鉛直下向きに液膜として流し、該液膜流とされた第二の液を、前記母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して、前記有機溶媒を揮発させる工程と、
を備え、
前記有機溶媒を揮発させる工程において、前記液膜として流す管の上部より、管内部に減圧水蒸気を供給することを特徴とする母体粒子を有するトナーの製造方法。
(2)前記結着樹脂前駆体が活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体であることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。
(3)前記液膜として流す内管の中心と減圧水蒸気の供給口の中心が、略鉛直下向きに同心円上に配置されていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の母体粒子を有するトナーの製造方法。
(4)前記トナー材料が、金属カチオンの少なくとも一部が有機カチオンでイオン交換されている変性層状無機鉱物をさらに含むことを特徴とする(1)〜(3)のいずれか一項に記載の母体粒子を有するトナーの製造方法。
少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、
該第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて、第二の液を調製する工程と、
該第二の液を減圧されている管の内壁面に沿って略鉛直下向きに液膜として流し、該液膜流とされた第二の液を、前記母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して、前記有機溶媒を揮発させる工程と、
を備え、
前記有機溶媒を揮発させる工程において、前記液膜として流す管の上部より、管内部に減圧水蒸気を供給することを特徴とする母体粒子を有するトナーの製造方法。
(2)前記結着樹脂前駆体が活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体であることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。
(3)前記液膜として流す内管の中心と減圧水蒸気の供給口の中心が、略鉛直下向きに同心円上に配置されていることを特徴とする(1)又は(2)に記載の母体粒子を有するトナーの製造方法。
(4)前記トナー材料が、金属カチオンの少なくとも一部が有機カチオンでイオン交換されている変性層状無機鉱物をさらに含むことを特徴とする(1)〜(3)のいずれか一項に記載の母体粒子を有するトナーの製造方法。
本発明の母体粒子を有するトナーの製造方法によれば、トナー組成物を有機溶媒に溶解又は分散した溶解物又は分散物を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散し、得られた乳化分散液の溶剤を除去する際に、トナーの粒度分布が悪化するところまで、固形分が濃縮されることなく、有機溶媒を除去することができ、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるトナーを効率よく製造することが可能となる。
上記製造方法により得られる母体粒子を有するトナーは、小粒径でかつ粒度分布が狭く、低温定着性、耐熱保存性、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるため、安定した高品質画像を継続的に出力することができる。
上記製造方法により得られる母体粒子を有するトナーは、小粒径でかつ粒度分布が狭く、低温定着性、耐熱保存性、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるため、安定した高品質画像を継続的に出力することができる。
本発明を実施するための形態を図面と共に説明する。
前述のように、本発明における母体粒子を有するトナーの製造方法は、母体粒子を有するトナーの製造方法であって、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、該第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて、第二の液を調製する工程と、該第二の液を減圧されている管の内壁面に沿って略鉛直下向きに液膜として流し、該液膜流とされた第二の液を、前記母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して、前記有機溶媒を揮発させる工程と、を備え、前記有機溶媒を揮発させる工程において、前記液膜として流す管の上部より、管内部に減圧水蒸気を供給することを特徴とするものである。
前述のように、本発明における母体粒子を有するトナーの製造方法は、母体粒子を有するトナーの製造方法であって、少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、該第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて、第二の液を調製する工程と、該第二の液を減圧されている管の内壁面に沿って略鉛直下向きに液膜として流し、該液膜流とされた第二の液を、前記母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して、前記有機溶媒を揮発させる工程と、を備え、前記有機溶媒を揮発させる工程において、前記液膜として流す管の上部より、管内部に減圧水蒸気を供給することを特徴とするものである。
また、本発明における母体粒子を有するトナーの製造方法は、前記結着樹脂前駆体が、活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体であることを特徴とするものである。さらに、本発明における母体粒子を有するトナーの製造方法は、母体粒子を有するトナーの製造方法であって、前記液膜として流す内管の中心と減圧水蒸気の供給口の中心が、略鉛直下向きに同心円上に配置されていることを特徴とするものである。
以降、本発明の「母体粒子を有するトナー」を略して「トナー」と称することがある。
上記本発明のトナーの製造方法により、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるトナーを効率よく製造することができる。
以降、本発明の「母体粒子を有するトナー」を略して「トナー」と称することがある。
上記本発明のトナーの製造方法により、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるトナーを効率よく製造することができる。
上記本発明のトナーの製造方法において、第二の液の、ブルックフィールド粘度計を用いて測定される回転数60rpm、温度25℃における粘度が50mPa・秒以上800mPa・秒以下であることが好ましい。
第二の液の粘度が50mPa・秒以上であると、第二の液を管の壁面に沿って略鉛直下向きに流す際に、管の壁面上に液膜が均一に形成され易くなり、一方、800mPa・秒以下であることにより、液膜の膜厚が厚くらず、有機溶媒を効率よく揮発させることができる。
また、管の減圧状態、即ち内圧が70kPaを超えると、有機溶媒を効率よく揮発させることが困難になり、管の壁面に沿って流れる第二の液の温度(管内の温度)が母体粒子のガラス転移点を超えると、第二の液の粒子が、凝集しやすくなり、第二の液の凝集物が内壁面に蓄積し、液膜が不均一になり、有機溶媒を効率よく揮発させることが困難になることがあり、長期間の連続運転した後には内管が蓄積物により閉塞し、運転が停止する場合がある。
第二の液の粘度が50mPa・秒以上であると、第二の液を管の壁面に沿って略鉛直下向きに流す際に、管の壁面上に液膜が均一に形成され易くなり、一方、800mPa・秒以下であることにより、液膜の膜厚が厚くらず、有機溶媒を効率よく揮発させることができる。
また、管の減圧状態、即ち内圧が70kPaを超えると、有機溶媒を効率よく揮発させることが困難になり、管の壁面に沿って流れる第二の液の温度(管内の温度)が母体粒子のガラス転移点を超えると、第二の液の粒子が、凝集しやすくなり、第二の液の凝集物が内壁面に蓄積し、液膜が不均一になり、有機溶媒を効率よく揮発させることが困難になることがあり、長期間の連続運転した後には内管が蓄積物により閉塞し、運転が停止する場合がある。
上記本発明のトナーの製造方法において、略鉛直下向きに液膜として流す内管の上部より、減圧水蒸気を供給し、水蒸気を第二の液と接触させ、水蒸気が凝縮する際に第二の液に潜熱を与え有機溶媒が揮発する。このとき、有機溶媒と水が共沸し混合蒸気となって排出されるが、同時に水蒸気が凝縮するため、第二の液の水分量は、減ることはなく、有機溶媒が蒸発に要したエネルギー(顕熱、潜熱)と、共沸した水の顕熱分のエネルギーと、脱溶剤装置が定常温度になるのに要したエネルギー分の水蒸気が凝縮した水分量の分だけ増加すると考えられる。共沸した水と凝縮した水の蒸発潜熱は同じであり、蒸発に要するエネルギーと物質の収支は相殺される。第二の液の水分量は減ることなく、トナー粒子間の距離が保たれ、第二の液の母体粒子の粒度分布が悪化することなく、有機溶媒を除去することができる。
一般に流体は、流量を一定にすると、配管の径の大きさにより、流速を変える性質があり、配管の断面積が大きくなると、断面積から受ける粘性抵抗が増加し、流速は遅くなることが知られている。とくに、管の壁面に沿って液膜流を形成するのと同時に有機溶媒を揮発させる方法においては、液膜流の速度は、断面積の影響を受けやすいと考えられる。本発明のトナーの製造方法において、第二の液から有機溶媒が揮発することによって母体粒子が濃縮されるが、水分量が減ることはなく、粒子間距離を一定に保つことで、液膜の流れを乱すことなく、有機溶媒を除去することができると考えられる。
本発明のトナーの製造方法において、減圧水蒸気を用いて、第二の液を直接加熱することができる。気体の水蒸気と、第二の液が接触すると、水蒸気は凝縮し、液体の水に相変化すると潜熱が奪われ、第二の液の有機溶媒が気化する。100℃の水の潜熱は、539kcal/kgと大きく、相変化を伴う熱交換は、相変化を伴わない熱交換と比較して、大きな熱量を交換できる点で優れている。例えば、内管と外管の間に温水等の熱媒を流し、間接加熱する方法と比較して、減圧水蒸気を用いた直接加熱の方が、伝熱効率がよく、壁面へのスケール付着等による伝熱能力の低下の恐れもない。温水を用いた間接加熱の場合、有機溶媒を除去する効率をよくする為に、第二の液よりも温水の温度を高くし、第二の液と温水の温度差を確保する必要がある。この場合、第二の液の液温を母体粒子のガラス転移点以下にすることが好ましく、母体粒子の凝集を防ぐ為に、温水の温度の上限に制約がある。
一般に、1気圧で100℃未満の沸点をもつ有機溶媒は、水よりも蒸気圧が高く、減圧下で蒸留操作をした場合、有機溶媒が先に揮発し、やがて有機溶媒と水が共沸し、有機溶媒が揮発した後は水が蒸発し、水を単蒸留した時の沸点に等しくなる。水蒸気蒸留の場合、有機溶媒と水の組成比が変化しても、水の沸点より、液温が高くなることはない。すなわち、減圧時の操作圧力が決まれば、蒸留する液の上限温度は決まることを意味し、操作圧力を制御すれば、第二の液の液温を母体粒子のガラス転移点以下にすることは比較的容易であり、母体粒子の凝集を防ぐことができる。
上記本発明のトナーの製造方法において、加熱部の内管と減圧水蒸気の供給口の中心は、鉛直下向きに、同心円上に配置することが好ましい。同心円上に配置することによって、第二の液と減圧水蒸気の流れる方向が一致することで、整流効果があらわれ、管の壁面に沿って液膜流を均一に形成することができる。液膜流が乱れると壁面の濡れが悪くなり、局所的に壁面が乾き、粒子の表面状態が不安定になり、凝集しやすくなり、やがて内管が閉塞する恐れがある。また、凝集物から生成した粗大粒子が、第二の液に混じり、小粒径でかつ粒度分布が狭く、低温定着性、耐熱保存性、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるため、安定した高品質画像を継続的に出力することが困難になることがある。
図1に、本発明に係るトナーの製造方法における有機溶媒を揮発させる工程において用いられる管の一例(概略構成)を示す。
図1において、脱溶剤装置1は、概略、供給部2、加熱部3から構成され、供給口4と、減圧水蒸気供給口5と、内管6と、外管7と、内管排出口8を有する。また、水蒸気供給タンク14から、減圧水蒸気圧力調整弁15により調整された減圧水蒸気が、内管6に、減圧水蒸気供給口5から供給され、内管6の壁面が加熱される。さらに、内管6内は、有機溶媒を揮発させる際には真空ポンプ21を用いて、70kPa以下に減圧される。一方、内管6の上面に設けられた供給口4から前記調製された第二の液を、供給タンク12より供給することにより、内管6の内壁面に沿って略鉛直下向きに流れる液膜(液膜流)が形成される。このとき、液膜流とされる第二の液は、内管6の内壁面を流下しながら、減圧水蒸気と接触して加熱される。真空ポンプ21と圧力調節弁19によって、減圧度が制御され、第二の液の液温は、母体粒子のガラス転移点以下の温度に制御されているため、母体粒子が、軟化して凝集することなく、第二の液から有機溶媒を効率よく揮発させることができる。
図1において、脱溶剤装置1は、概略、供給部2、加熱部3から構成され、供給口4と、減圧水蒸気供給口5と、内管6と、外管7と、内管排出口8を有する。また、水蒸気供給タンク14から、減圧水蒸気圧力調整弁15により調整された減圧水蒸気が、内管6に、減圧水蒸気供給口5から供給され、内管6の壁面が加熱される。さらに、内管6内は、有機溶媒を揮発させる際には真空ポンプ21を用いて、70kPa以下に減圧される。一方、内管6の上面に設けられた供給口4から前記調製された第二の液を、供給タンク12より供給することにより、内管6の内壁面に沿って略鉛直下向きに流れる液膜(液膜流)が形成される。このとき、液膜流とされる第二の液は、内管6の内壁面を流下しながら、減圧水蒸気と接触して加熱される。真空ポンプ21と圧力調節弁19によって、減圧度が制御され、第二の液の液温は、母体粒子のガラス転移点以下の温度に制御されているため、母体粒子が、軟化して凝集することなく、第二の液から有機溶媒を効率よく揮発させることができる。
また、タンク9は、内管6と接続されている。このため、第二の液から揮発した有機溶媒と有機溶媒が揮発した後の第二の液は、一旦タンク9に貯まり、それぞれ気体と液体に分離され、液体は、タンク排出口10を経由して、排出ポンプ16により排出される。一方、気体は、蒸気出口11を経由して、凝縮器17で、冷却水により凝縮され、凝縮液受けタンク18に貯められ、凝縮液排出ポンプ19により排出される。このとき、減圧水蒸気の供給量は、減圧水蒸気圧力調整弁15により調整され、真空ポンプ21、及び圧力調整弁19により、所望の減圧度に制御され、気液平衡により、脱溶剤温度は制御され、第二の液はガラス転移点を超えることなく、脱溶剤することができる。
図2に、本発明に係るトナーの製造方法における有機溶媒を揮発させる工程において用いられる内管と減圧水蒸気供給口を上部より見た図の一例(概略構成)を示す。
図2において、内管6と、減圧水蒸気供給口5の中心が、同心円上に配置することで、減圧水蒸気と内管6の内壁面に沿って略鉛直下向きに流れる液膜(液膜流)流れ方向が一致し、液膜流の乱れを抑えることができる。
図2において、内管6と、減圧水蒸気供給口5の中心が、同心円上に配置することで、減圧水蒸気と内管6の内壁面に沿って略鉛直下向きに流れる液膜(液膜流)流れ方向が一致し、液膜流の乱れを抑えることができる。
前述のように、本発明における第一の液を調製する際にトナー材料として、結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、あるいは結着樹脂及び/又は活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体が用いられる。
ここで、活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体を第一の液に用いる場合、前記活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体を、活性水素基を有する化合物と反応させるが、このような反応は、第二の液を調製する工程で進行させることが好ましい。
ここで、活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体を第一の液に用いる場合、前記活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体を、活性水素基を有する化合物と反応させるが、このような反応は、第二の液を調製する工程で進行させることが好ましい。
前記活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体は、イソシアネート基を有するポリエステル[以下、プレポリマー(A)という]であることが好ましい。
また、前記活性水素基を有する化合物の活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられるが、アルコール性水酸基、アミノ基が好ましい。
また、前記活性水素基を有する化合物の活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられるが、アルコール性水酸基、アミノ基が好ましい。
以下、活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体として、プレポリマー(A)を用いる場合、及び活性水素基を有する化合物として、アミン類(B)を用いる場合について説明する。
なお、プレポリマー(A)と、架橋剤及び/又は伸長剤としての、アミン類(B)を反応させて得られるウレア変性ポリエステルは、高分子量成分の分子量を調節しやすく、乾式トナー、特に、オイルレス低温定着特性(定着用加熱媒体へのオイル塗布機構のない広範な離型性及び定着性)を確保できることから好ましい。中でも、ポリエステルの定着温度域での高流動性及び透明性を維持したまま、オイルレス低温定着特性を確保することができることから、末端が変性されたウレア変性ポリエステルが特に好ましい。
なお、プレポリマー(A)と、架橋剤及び/又は伸長剤としての、アミン類(B)を反応させて得られるウレア変性ポリエステルは、高分子量成分の分子量を調節しやすく、乾式トナー、特に、オイルレス低温定着特性(定着用加熱媒体へのオイル塗布機構のない広範な離型性及び定着性)を確保できることから好ましい。中でも、ポリエステルの定着温度域での高流動性及び透明性を維持したまま、オイルレス低温定着特性を確保することができることから、末端が変性されたウレア変性ポリエステルが特に好ましい。
プレポリマー(A)は、例えば、活性水素基を有するポリエステルをポリイソシアネート(PIC)と反応させることにより得られる。ポリエステルが有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水素基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられるが、アルコール性水酸基が好ましい。
活性水素基として、アルコール性水酸基を有するポリエステルは、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)を重縮合することにより得られる。
ポリオール(PO)としては、ジオール(DIO)及び3価以上のポリオール(TO)が挙げられ、ジオール(DIO)又はジオール(DIO)と3価以上のポリオール(TO)の併用が好ましい。
ポリオール(PO)としては、ジオール(DIO)及び3価以上のポリオール(TO)が挙げられ、ジオール(DIO)又はジオール(DIO)と3価以上のポリオール(TO)の併用が好ましい。
ジオール(DIO)としては、アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等);前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等)付加物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
中でも、炭素数が2〜12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物又はビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物と炭素数が2〜12のアルキレングリコールの併用が特に好ましい。
中でも、炭素数が2〜12のアルキレングリコール及びビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物又はビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物と炭素数が2〜12のアルキレングリコールの併用が特に好ましい。
3価以上のポリオール(TO)としては、3〜8価又は9価以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等);3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
前記ポリカルボン酸(PC)としては、ジカルボン酸(DIC)及び3価以上のポリカルボン酸(TC)が挙げられ、ジカルボン酸(DIC)又はジカルボン酸(DIC)と3価以上のポリカルボン酸(TC)の併用が好ましい。
ジカルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマル酸等);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、炭素数が4〜20のアルケニレンジカルボン酸及び炭素数が8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
3価以上のポリカルボン酸(TC)としては、炭素数が9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸等)等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
なお、ポリカルボン酸(PC)の代わりに、ポリカルボン酸(PC)の無水物又は低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を用いてもよい。
なお、ポリカルボン酸(PC)の代わりに、ポリカルボン酸(PC)の無水物又は低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等)を用いてもよい。
アルコール性水酸基を有するポリエステルを合成する際には、テトラブトキシチタネート、ジブチルスズオキサイド等、公知のエステル化触媒の存在下、150〜280℃に加熱し、必要に応じて減圧しながら生成する水を溜去することが好ましい。このとき、カルボキシル基に対する水酸基の当量比は、通常、1〜2であり、1〜1.5が好ましく、1.02〜1.3がさらに好ましい。
ポリイソシアネート(PIC)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート等);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等);イソシアヌレート類;これらをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたもの等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アルコール性水酸基を有するポリエステルとポリイソシアネート(PIC)を反応させる際には、40〜140℃で反応させることが好ましい。このとき、アルコール性水酸基に対するイソシアネート基の当量比は、通常、1〜5であり、1.2〜4が好ましく、1.5〜2.5がさらに好ましい。この当量比が5を超えると、トナーの低温定着性が低下することがあり、1未満であると、ウレア変性ポリエステルを合成する場合に、ウレア基の含有量が少なくなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
また、アルコール性水酸基を有するポリエステルとポリイソシアネート(PIC)を反応させる際に、必要に応じて、溶媒を添加してもよい。溶媒としては、芳香族溶媒(トルエン、キシレン等);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)、エーテル類(テトラヒドロフラン等)等のイソシアネートに対して不活性な溶媒が挙げられる。
プレポリマー(A)は、重量平均分子量が3000〜20000であることが好ましい。重量平均分子量が3000未満であると、プレポリマー(A)とアミン類(B)の反応速度の制御が困難となって、ウレア変性ポリエステルを安定に製造できなくなることがあり、20000を超えると、プレポリマー(A)とアミン類(B)の反応が十分に進行せず、耐オフセット性が低下することがある。
プレポリマー(A)中におけるポリイソシアネート(PIC)由来の構成成分の含有量は、通常、0.5〜40質量%であり、1〜30質量%が好ましく、2〜20質量%がさらに好ましい。この含有量が0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が低下すると共に、耐熱保存性と低温定着性が両立できなくなることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
プレポリマー(A)1分子当たりのイソシアネート基の含有量(平均値)は、通常、1個以上であり、1.5〜3個が好ましく、1.8〜2.5個がさらに好ましい。この含有量が1個未満であると、ウレア変性ポリエステルの分子量が小さくなって、耐ホットオフセット性が低下することがある。
前記アミン類(B)としては、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、これらのアミノ基をブロックしたもの(B6)等が挙げられ、中でも、ジアミン(B1)又はジアミン(B1)と、3価以上のポリアミン(B2)の併用が好ましい。
ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等);脂環式ジアミン(4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン等);脂肪族ジアミン(エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサ
メチレンジアミン等)等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
メチレンジアミン等)等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
これらのアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、アミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)から得られるケチミン化合物、オキサゾリジン化合物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
本発明において、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際には、必要に応じて、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート等の公知の触媒を用いてもよい。このとき、反応時間は、例えば、プレポリマー(A)とアミン類(B)の組み合わせに応じて適宜選択されるが、通常、10分〜40時間であり、2〜24時間が好ましい。反応温度は、通常、0〜150℃であり、40〜98℃が好ましい。
なお、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際には、アミノ基に対するイソシアネート基の当量比は、通常、0.5〜2であり、2/3〜1.5が好ましく、5/6〜1.2である。この当量比が2を超える場合及び0.5未満である場合は、ウレア変性ポリエステルの分子量が小さくなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
また、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際に、必要に応じて、伸長停止剤を用いて、ウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。
伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等)、これらをブロックしたもの(ケチミン化合物)等が挙げられる。
また、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際に、必要に応じて、伸長停止剤を用いて、ウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。
伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等)、これらをブロックしたもの(ケチミン化合物)等が挙げられる。
本発明においては、第一の液を調製する際に、プレポリマー(A)を添加する代わりに、又は、プレポリマー(A)と共に、ウレア変性ポリエステル、ウレタン変性ポリエステル等の変性ポリエステルを添加してもよい。
なお、ウレア変性ポリエステルは、ウレア結合と共にウレタン結合を有していてもよい。ウレア結合に対するウレタン結合のモル比は、通常、0〜9であり、0.25〜4が好ましく、2/3〜7/3がさらに好ましい。このモル比が9を超えると、耐ホットオフセット性が低下することがある。
なお、ウレア変性ポリエステルは、ウレア結合と共にウレタン結合を有していてもよい。ウレア結合に対するウレタン結合のモル比は、通常、0〜9であり、0.25〜4が好ましく、2/3〜7/3がさらに好ましい。このモル比が9を超えると、耐ホットオフセット性が低下することがある。
変性ポリエステルは、ワンショット法等により製造することができる。例えば、プレポリマー(A)とアミン類(B)を、必要に応じて、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート等の公知の触媒を添加して反応させることにより、ウレア変性ポリエステルが得られる。このとき、反応時間は、例えば、プレポリマー(A)とアミン類(B)の組み合わせに応じて適宜選択されるが、通常、10分〜40時間であり、2〜24時間が好ましい。反応温度は、通常、0〜150℃であり、40〜98℃が好ましい。
なお、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際には、アミノ基に対するイソシアネート基の当量比は、通常、0.5〜2であり、2/3〜1.5が好ましく、5/6〜1.2である。この当量比が2を超える場合及び0.5未満である場合は、ウレア変性ポリエステルの分子量が小さくなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
また、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際に、必要に応じて、伸長停止剤を用いて、ウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。
伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等)、これらをブロックしたもの(ケチミン化合物)等が挙げられる。
また、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際に、必要に応じて、伸長停止剤を用いて、ウレア変性ポリエステルの分子量を調整することができる。
伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等)、これらをブロックしたもの(ケチミン化合物)等が挙げられる。
なお、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させる際には、必要に応じて、溶媒を添加してもよい。溶媒としては、芳香族溶媒(トルエン、キシレン等);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)、エーテル類(テトラヒドロフラン等)等のイソシアネートに対して不活性な溶媒が挙げられる。
プレポリマー(A)100質量部に対する溶媒の使用量は、通常、0〜300質量部であり、0〜100質量部が好ましく、25〜70質量部がさらに好ましい。
また、ウレア変性ポリエステルは、ウレア結合と共にウレタン結合を有していてもよい。ウレア結合に対するウレタン結合のモル比は、通常、0〜9であり、0.25〜4が好ましく、2/3〜7/3がさらに好ましい。このモル比が9を超えると、耐ホットオフセット性が低下することがある。
また、ウレア変性ポリエステルは、ウレア結合と共にウレタン結合を有していてもよい。ウレア結合に対するウレタン結合のモル比は、通常、0〜9であり、0.25〜4が好ましく、2/3〜7/3がさらに好ましい。このモル比が9を超えると、耐ホットオフセット性が低下することがある。
変性ポリエステルは、重量平均分子量が、通常、1万以上であり、2万〜1000万が好ましく、3万〜100万がさらに好ましい。重量平均分子量が1万未満であると、耐ホットオフセット性が低下することがある。
変性ポリエステルは、第一の液を調製する際に、ポリエステルを添加しない場合、数平均分子量が、通常、2000〜15000であり、2000〜10000が好ましく、2000〜8000がさらに好ましい。数平均分子量が2000未満であると、現像された紙が定着ローラへ巻き付くことがあり、15000を超えると、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性が低下することがある。
本発明においては、第一の液を調製する際に、プレポリマー(A)を添加する代わりに、又は、プレポリマー(A)と共に、ポリエステルを添加することが好ましい。これにより、トナーの耐熱保存性及び低温定着性を両立させることができる。
ポリエステルは、前述と同様にして、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)を重縮合することにより得られる。
ポリエステルは、前述と同様にして、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)を重縮合することにより得られる。
ポリエステルは、THF可溶分の重量平均分子量が1000〜30000であることが好ましい。THF可溶分の重量平均分子量が1000未満であると、オリゴマー成分が増加するため、耐熱保存性が低下することがある。また、THF可溶分の重量平均分子量が30000を超えると、第一の液を調製する際に、プレポリマー(A)と共に、ポリエステルを添加する場合に、立体障害により、プレポリマー(A)とアミン類(B)との反応が十分に進行せず、耐オフセット性が低下することがある。
本発明において、数平均分子量及び重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定されたポリスチレン換算の分子量である。
本発明において、数平均分子量及び重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定されたポリスチレン換算の分子量である。
前記ポリエステルは、酸価が1〜50KOHmg/gであることが好ましい。酸価が1KOHmg/g未満であると、トナーを製造する際に塩基性化合物を添加することによる分散安定効果が得られないことがある。また、第一の液を調製する際に、プレポリマー(A)とアミン類(B)と共にポリエステルを添加する場合、プレポリマー(A)とアミン類(B)との反応が進行しやすくなって、製造安定性に問題が生じることがある。一方、酸価が50KOHmg/gを超えると、第一の液を調製する際に、プレポリマー(A)とアミン類(B)と共にポリエステルを添加する場合、プレポリマー(A)とアミン類(B)との反応が十分に進行せず、耐オフセット性が低下することがある。
本発明において、酸価は、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して測定することができる。
本発明において、酸価は、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して測定することができる。
ポリエステルは、ガラス転移点が35〜65℃であることが好ましい。ガラス転移点が35℃未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、65℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
なお、ウレア変性ポリエステルと、ポリエステルを併用することにより、低温定着性及びフルカラー装置に用いた場合の光沢性を向上させることができる。例えば、プレポリマー(A)とアミン類(B)を反応させた溶液にポリエステルを溶解させることができる。
また、ウレア変性ポリエステルと、ウレタン変性ポリエステルを併用してもよい。
また、ウレア変性ポリエステルと、ウレタン変性ポリエステルを併用してもよい。
ウレア変性ポリエステルと、ポリエステルを併用する場合は、低温定着性及び耐ホットオフセット性の面で、ウレア変性ポリエステルは、ポリエステルの少なくとも一部と相溶することが好ましい。このため、ウレア変性ポリエステルのポリエステル成分は、ポリエステルと組成が類似していることが好ましい。
ポリエステルに対するウレア変性ポリエステルの質量比は、通常、5/95〜80/20であり、5/95〜30/70が好ましく、5/95〜25/75がさらに好ましく、7/93〜20/80が特に好ましい。この質量比が5/95未満であると、耐ホットオフセット性が低下すると共に、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがあり、80/20を超えると、低温定着性が低下することがある。
結着樹脂中に含有されるポリエステルの含有量は、50〜100質量%であることが好ましい。この含有量が50質量%未満であると、トナーの耐熱保存性及び低温定着性の両立が困難になることがある。
本発明において、トナー材料は、金属カチオンの少なくとも一部が有機カチオンでイオン交換されている変性層状無機鉱物をさらに含むことが好ましい。
変性層状無機鉱物は、スメクタイト系の基本結晶構造を有する層状無機鉱物の金属カチオンの一部が有機カチオンでイオン交換されているものであることが好ましい。これにより、母体粒子の形状を制御し、トナーの帯電性能を向上させることができる。
層状無機鉱物としては、特に限定されないが、モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
変性層状無機鉱物は、スメクタイト系の基本結晶構造を有する層状無機鉱物の金属カチオンの一部が有機カチオンでイオン交換されているものであることが好ましい。これにより、母体粒子の形状を制御し、トナーの帯電性能を向上させることができる。
層状無機鉱物としては、特に限定されないが、モンモリロナイト、ベントナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
有機カチオンとしては、特に限定されず、4級アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、イミダゾリウムイオン等が挙げられるが、4級アンモニウムイオンが好ましい。
4級アンモニウムイオンとしては、特に限定されないが、トリメチルステアリルアンモニウムイオン、ジメチルステアリルベンジルアンモニウムイオン、ジメチルオクタデシルアンモニウムイオン、オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオン等が挙げられる。
4級アンモニウムイオンとしては、特に限定されないが、トリメチルステアリルアンモニウムイオン、ジメチルステアリルベンジルアンモニウムイオン、ジメチルオクタデシルアンモニウムイオン、オレイルビス(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムイオン等が挙げられる。
本発明においてトナー材料にさらに含むことができる変性層状無機鉱物の市販品としては、BENTONE34、BENTONE52、BENTONE38、BENTONE27、BENTONE57、BENTONE SD1、BENTONE SD2、BENTONE SD3(以上、ELEMENTIS社製)、CRAYTONE34、CRAYTONE40、CRAYTONE HT、CRAYTONE2000、CRAYTONE AF、CRAYTONE APA、CRAYTONE HY(以上、SCP社製)、エスベン、エスベンE、エスベンC、エスベンNZ、エスベンNZ70、エスベンW、エスベンN400、エスベンNX、エスベンNX80、エスベンNO12S、エスベンNEZ、エスベンNO12、エスベンWX、エスベンNE(以上、HOJUN社製)、クニビス110、クニビス120、クニビス127(以上、クニミネ工業社製)等が挙げられる。
前記変性層状無機鉱物は、前記第一の液を調製する際に前記結着樹脂との混合物からなる複合体として用いることが好ましい。変性層状無機鉱物と結着樹脂との複合体、即ち、マスターバッチは、変性層状無機鉱物と結着樹脂の混合物に高せん断力を付与して、混合混練することにより得られる。この際、変性層状無機鉱物と結着樹脂の相互作用を高めるために、有機溶媒を用いてもよい。混合混練する際に高せん断力を印加する高せん断分散装置としては、3本ロールミル等を用いることができる。
また、マスターバッチは、フラッシング法を用いて製造してもよい。具体的には、変性層状無機鉱物を含む水性ペーストを、結着樹脂及び有機溶媒と混合混練することにより、変性層状無機鉱物を結着樹脂側に移行させた後、水分と有機溶媒を除去する。フラッシング法を用いると、変性層状無機鉱物のウエットケーキをそのまま用いることができるため、乾燥する必要がない。
変性層状無機鉱物と結着樹脂との複合体中の変性層状無機鉱物の体積平均粒径は、0.1〜0.55μmであることが好ましい。体積平均粒径が0.1μm未満である場合及び0.55μmを超える場合は、トナーの形状及び帯電性能に及ぼす効果が低下することがある。
また、変性層状無機鉱物と結着樹脂との複合体中の変性層状無機鉱物の粒径が1μm以上の粒子の含有量が0〜15体積%であることが好ましい。粒径が1μm以上の粒子の含有量が15体積%を超えると、トナーの形状及び帯電性能に及ぼす効果が低下することがある。
母体粒子中の変性層状無機鉱物の含有量は、0.1〜5質量%であることが好ましい。この含有量が0.1質量%未満であると、トナーの形状及び帯電性能に及ぼす効果が低下することがあり、5質量%を超えると、定着性能が低下することがある。
本発明において、トナー材料として用いられる着色剤としては、公知の染料及び顔料を使用することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロロオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロムバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
母体粒子中の着色剤の含有量は、通常、1〜15質量%であり、3〜10質量%が好ましい。
母体粒子中の着色剤の含有量は、通常、1〜15質量%であり、3〜10質量%が好ましい。
着色剤としては、顔料と樹脂が複合化された複合体、即ち、マスターバッチを用いてもよい。マスターバッチは、顔料と樹脂の混合物に高せん断力を印加して、混合混練することにより得られる。この際、顔料と結着樹脂の相互作用を高めるために、有機溶媒を用いてもよい。混合混練する際に高せん断力を印加する高せん断分散装置としては、3本ロールミル等を用いることができる。
また、マスターバッチは、フラッシング法を用いて製造してもよい。具体的には、顔料を含む水性ペーストを、樹脂及び有機溶媒と混合混練することにより、顔料を結着樹脂側に移行させた後、水分と有機溶媒を除去する。フラッシング法を用いると、顔料のウエットケーキをそのまま用いることができるため、乾燥する必要がない。
マスターバッチを製造する際に用いられる樹脂としては、前述の変性ポリエステル、ポリエステルの他に、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン及びその置換体の重合体;スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
本発明において、トナー材料として用いられる離型剤としては、特に限定されないが、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス、オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス、パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス、エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
これら以外の離型剤としては、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、ポリn−ステアリルメタクリレート、ポリn−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートの単独重合体又は共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等の低分子量の結晶性高分子、側鎖に長鎖アルキル基を有する結晶性高分子等が挙げられる。
これら以外の離型剤としては、12−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド、ポリn−ステアリルメタクリレート、ポリn−ラウリルメタクリレート等のポリアクリレートの単独重合体又は共重合体(例えば、n−ステアリルアクリレート−エチルメタクリレートの共重合体等)等の低分子量の結晶性高分子、側鎖に長鎖アルキル基を有する結晶性高分子等が挙げられる。
離型剤は、融点が50〜120℃であることが好ましい。これにより、定着ローラにオイル等の離型剤を塗布しない場合の耐ホットオフセット性を向上させることができる。なお、離型剤の融点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定される最大吸熱ピークである。
また、母体粒子中の離型剤の含有量は、1〜20質量%であることが好ましい。
また、母体粒子中の離型剤の含有量は、1〜20質量%であることが好ましい。
前記第一の液を調製する際に用いられる有機溶媒は、揮発除去することを考慮すると、沸点が100℃未満であることが好ましい。このような有機溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、芳香族系溶媒(トルエン、キシレン等)及びハロゲン化炭化水素(塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素)が好ましい。
このとき、結着樹脂及び/又は活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体が可溶な有機溶媒を使用すると、第一の液の粘度が低下し、トナーの粒度分布を狭くすることができる。
このとき、結着樹脂及び/又は活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体が可溶な有機溶媒を使用すると、第一の液の粘度が低下し、トナーの粒度分布を狭くすることができる。
前記第二の液を調製する際に用いられる水系媒体としては、特に限定されないが、水、水と混和可能な溶媒と水の混合溶媒等が挙げられる。水と混和可能な溶媒としては、特に限定されないが、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等);ジメチルホルムアミド;テトラヒドロフラン;セルソルブ類(メチルセルソルブ等);低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン等)等が挙げられる。
第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて第二の液を調製する際には、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等の公知の分散機を用いることができるが、高速せん断式分散機が好ましい。高速せん断式分散機を使用する場合、回転数は、通常、1000〜30000rpmであり、5000〜20000rpmが好ましい。分散時間は、バッチ方式の場合、通常、0.1〜5分である。
第一の液の固形分100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常、50〜2000質量部であり、100〜1000質量部が好ましい。水系媒体の使用量が50質量部未満であると、分散状態が悪くなって、所定の粒径の母体粒子が得られないことがあり、2000質量部を超えると、経済的でない。
第一の液の固形分100質量部に対する水系媒体の使用量は、通常、50〜2000質量部であり、100〜1000質量部が好ましい。水系媒体の使用量が50質量部未満であると、分散状態が悪くなって、所定の粒径の母体粒子が得られないことがあり、2000質量部を超えると、経済的でない。
また、水系媒体は、必要に応じて、分散剤を含有してもよい。これにより、第二の液の分散安定性を向上させると共に、トナーの粒度分布を狭くすることができる。分散剤としては、界面活性剤、無機微粒子分散剤、樹脂微粒子分散剤等を用いることができる。
界面活性剤としては、特に限定されないが、アニオン性界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等);アミン塩型のカチオン性界面活性剤(アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等);4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤(アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等);非イオン性界面活性剤(脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等);両性界面活性剤(アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン等)が挙げられる。中でも、添加量を非常に少量とすることができるため、フルオロアルキル基を有する界面活性剤が好ましい。
フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数が2〜10のフルオロアルキルカルボン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸及び金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)及びその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸及びその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級又は3級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤としては、特に限定されないが、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級又は3級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−121(旭硝子社製)、フロラードFC−135(住友3M社製)、ユニダインDS−202(ダイキン工業社製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製)、エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−300(ネオス社製)等が挙げられる。
無機微粒子分散剤としては、特に限定されないが、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。
樹脂微粒子分散剤としては、特に限定されないが、PMMA微粒子、ポリスチレン微粒子、スチレン−アクリロニトリル共重合体微粒子等が挙げられる。
樹脂微粒子分散剤の市販品としては、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製等が挙げられる。
樹脂微粒子分散剤の市販品としては、PB−200H(花王社製)、SGP(総研社製)、テクノポリマーSB(積水化成品工業社製)、SGP−3G(総研社製)、ミクロパール(積水ファインケミカル社製等が挙げられる。
また、無機微粒子分散剤、樹脂微粒子分散剤と、高分子系保護コロイドを併用してもよい。高分子系保護コロイドとしては、特に限定されないが、酸類(アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等);水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体(アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等);ビニルアルコール;ビニルアルコールとのエーテル類(ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等);ビニルアルコールとカルボン酸のエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等);アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、これらのメチロール化物;酸クロライド類(アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等);窒素原子又はその複素環を有するもの(ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等)等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。また、これら以外の高分子系保護コロイドとしては、ポリオキシエチレン系(ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等);セルロース類(メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等)等が挙げられる。
本発明において、第二の液から有機溶媒を揮発除去して母体粒子を形成させた後、洗浄、乾燥することにより、母体粒子を精製することが好ましい。
本発明において、母体粒子は、体積平均粒径が3〜7μmであることが好ましい。体積平均粒径が3μm未満であると、一成分現像剤として用いる場合に、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着が発生することがある。また、二成分現像剤として用いる場合に、現像装置における長期の攪拌により、キャリアの表面にトナーが融着してキャリアの帯電能力を低下させることがある。一方、体積平均粒径が7μmを超えると、高解像で高画質の画像を形成することが困難になると共に、二成分現像剤として用いる場合に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合に、トナーの粒径の変動が大きくなることがある。
本発明において、母体粒子は、体積平均粒径が3〜7μmであることが好ましい。体積平均粒径が3μm未満であると、一成分現像剤として用いる場合に、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するためのブレード等の部材へのトナーの融着が発生することがある。また、二成分現像剤として用いる場合に、現像装置における長期の攪拌により、キャリアの表面にトナーが融着してキャリアの帯電能力を低下させることがある。一方、体積平均粒径が7μmを超えると、高解像で高画質の画像を形成することが困難になると共に、二成分現像剤として用いる場合に、現像剤中のトナーの収支が行われた場合に、トナーの粒径の変動が大きくなることがある。
また、母体粒子は、数平均粒径(Dn)に対する体積平均粒径(Dv)の比(Dv/Dn)が1.0〜1.2であることが好ましい。この比が1.2を超えると、現像時にトナーの挙動にバラツキが発生し、微小ドットの再現性が低下し、高品位な画像が得られないことがある。
なお、母体粒子の体積平均粒径及び数平均粒径は、コールターカウンター法を用いて測定することができる。
なお、母体粒子の体積平均粒径及び数平均粒径は、コールターカウンター法を用いて測定することができる。
本発明において、母体粒子は、粒径が2μm以下である粒子の含有量が10個数%以下であることが好ましい。粒径が2μm以下である粒子の含有量が10個数%を超えると、二成分現像剤として用いる場合に、現像装置における長期の攪拌により、キャリアの表面にトナーが融着してキャリアの帯電能力を低下させることがある。
また、母体粒子は、平均円形度が0.94〜0.99であることが好ましい。平均円形度が0.94未満であると、トナーの形状が球形から離れすぎるため、転写性が低下して高画質画像が得られないことがある。また、平均円形度が0.99を超えると、感光体や転写ベルトでクリーニング不良が発生し、画像上に汚れが発生することがある。
なお、母体粒子の粒径が2μm以下である粒子の含有量及び平均円形度は、フロー式粒子像分析装置を用いて測定することができる。
なお、母体粒子の粒径が2μm以下である粒子の含有量及び平均円形度は、フロー式粒子像分析装置を用いて測定することができる。
一般に、多色現像で転写するフルカラー複写機を用いた場合は、一色現像で転写する白黒複写機を用いた場合と比較して、感光体上のトナー量が増加するため、従来の不定形トナーを用いるだけでは、転写効率を向上させることが困難である。また、従来の不定形トナーを用いると、感光体とクリーニング部材の間、中間転写体とクリーニング部材の間、感光体と中間転写体の間で、ズリ力や摺擦力が発生するために、感光体の表面や中間転写体の表面にトナーの融着やフィルミングが発生して転写効率が低下しやすい。このとき、フルカラー画像を形成する場合、4色のトナー像が均一に転写されにくくなる。さらに、中間転写体を用いると、色ムラやカラーバランスの面で問題が生じやすく、高画質のフルカラー画像を安定して出力することが困難である。本発明のトナーの製造方法を用いて製造されているトナーは、このような問題を解決することができる。
本発明において、母体粒子は、ガラス転移点が40〜70℃であることが好ましい。ガラス転移点が40℃未満であると、現像機内でのブロッキングや感光体へのフィルミングが発生しやすくなることがあり、70℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
また、母体粒子の表面に帯電制御剤を付着固定化したものを、トナーとして、用いてもよい。このとき、母体粒子と帯電制御剤を容器中で回転体を用いて混合する方法が知られているが、本発明においては、容器内壁より突出した固定部材が存在しない容器中で、回転体の周速が40〜150m/秒で混合することが好ましい。
帯電制御剤としては、特に限定されないが、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、リンの単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系界面活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料等が挙げられる。これら以外の帯電制御剤としては、スルホン酸基、カルボキシル基、4級アンモニウム塩基等の官能基を有する高分子化合物が挙げられる。
帯電制御剤の市販品としては、ニグロシン系染料のボントロン03、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)等が挙げられる。
トナー中の帯電制御剤の含有量は、一義的に限定されるものではないが、通常、母体粒子中の樹脂成分100質量部に対して、0.1〜10質量部であり、0.2〜5質量部が好ましい。この含有量が10質量部を超えると、トナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、トナーの流動性が低下したり、画像濃度が低下したりすることがある。
帯電制御剤は、樹脂との複合体、即ち、マスターバッチとして添加してもよいし、第一の液を調製する際に添加してもよい。
帯電制御剤は、樹脂との複合体、即ち、マスターバッチとして添加してもよいし、第一の液を調製する際に添加してもよい。
また、母体粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するために、母体粒子に無機微粒子を外添したものを、トナーとして用いることが好ましい。無機微粒子としては、特に限定されないが、シリカ、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、酸化スズ、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、炭化ケイ素、窒化ケイ素等が挙げられ、二種以上併用してもよい。このとき、無機微粒子として、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子を併用することが好ましく、疎水性シリカ微粒子と疎水性酸化チタン微粒子の平均粒径が50nm以下であることが特に好ましい。これにより、所望の帯電レベルを得るために現像機の内部でトナーを攪拌混合する際に、トナーから無機微粒子が脱離することを抑制することができる。
無機微粒子は、平均一次粒子径が5nm〜2μmであることが好ましく、5〜500nmがさらに好ましい。また、無機微粒子は、BET法による比表面積が20〜500m2/gであることが好ましい。
トナー中の無機微粒子の含有量は、0.01〜5質量%であることが好ましく、0.01〜2.0質量%がさらに好ましい。
トナー中の無機微粒子の含有量は、0.01〜5質量%であることが好ましく、0.01〜2.0質量%がさらに好ましい。
本発明のトナーの製造方法を用いて製造されているトナーは、磁性キャリアと混合し、2成分系現像剤として用いることができる。磁性キャリアとトナーの混合比は、キャリア100質量部に対して、トナー1〜10質量部であることが好ましい。
磁性キャリアは、粒径が20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリア等の公知のものを用いることができる。
磁性キャリアは、粒径が20〜200μm程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリア等の公知のものを用いることができる。
また、磁性キャリアは、樹脂で被覆されていてもよい。このような樹脂としては、特に限定されないが、アミノ樹脂(尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等)、ポリビニル及びポリビニリデン樹脂(アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、スチレンアクリル共重合樹脂等のポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−アクリル共重合体、フッ化ビニリデン−フッ化ビニル共重合体、テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン−非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等)、ポリカーボネート、シリコーン樹脂等が挙げられる。
また、このような樹脂中には、必要に応じて、導電粉等が含まれていてもよい。導電粉としては、特に限定されないが、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。
導電粉は、平均粒径が1μm以下であることが好ましい。平均粒径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
導電粉は、平均粒径が1μm以下であることが好ましい。平均粒径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
また、本発明のトナーの製造方法を用いて製造されているトナーは、磁性キャリアを使用しない1成分系現像剤、即ち、磁性トナー或いは非磁性トナーとしても用いることができる。
本発明に係るトナーの製造方法により得られるトナーを用いた1成分系現像剤及び2成分系現像剤は、従来公知の画像形成装置を用いて画像を形成する際に適用することができる。
本発明に係るトナーの製造方法により得られるトナーを用いた1成分系現像剤及び2成分系現像剤は、従来公知の画像形成装置を用いて画像を形成する際に適用することができる。
図3は、本発明に係るトナーの製造方法により得られるトナーを用いて画像形成する際に適用できる従来公知の画像形成装置(電子写真式複写機)の一例を示す図である。
図3において、電子写真式複写機100は、図中A方向に回転する感光体ドラム110の周囲に帯電器120が配置されており、原稿から読み取った画像に対応したレーザ光130が照射される。さらに、感光体ドラム110の周囲には、現像装置140と、転写装置150と、クリーニング装置160、除電ランプ170及び給紙装置180が配置されている。現像装置140は、現像ローラ141及び142と、パドル状攪拌部材143と、攪拌部材144と、ドクター145と、トナー補給部146と、補給ローラ147を備えている。また、クリーニング装置160は、クリーニングブレード161とクリーニングブラシ162を備えている。なお、現像装置140の上下に、現像装置140を着脱あるいは支持するためのガイドレール191及び192が配置されている。
図3において、電子写真式複写機100は、図中A方向に回転する感光体ドラム110の周囲に帯電器120が配置されており、原稿から読み取った画像に対応したレーザ光130が照射される。さらに、感光体ドラム110の周囲には、現像装置140と、転写装置150と、クリーニング装置160、除電ランプ170及び給紙装置180が配置されている。現像装置140は、現像ローラ141及び142と、パドル状攪拌部材143と、攪拌部材144と、ドクター145と、トナー補給部146と、補給ローラ147を備えている。また、クリーニング装置160は、クリーニングブレード161とクリーニングブラシ162を備えている。なお、現像装置140の上下に、現像装置140を着脱あるいは支持するためのガイドレール191及び192が配置されている。
以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。なお、部は、質量部を意味する。
[実施例1]
先ず、トナーの製造に必要な樹脂微粒子分散液、ポリエステル、プレポリマー、マスターバッチ(変性層状無機鉱物と樹脂との混合物からなる複合体)、トナー材料分散液、水系媒体をそれぞれ下記により製造した。
先ず、トナーの製造に必要な樹脂微粒子分散液、ポリエステル、プレポリマー、マスターバッチ(変性層状無機鉱物と樹脂との混合物からなる複合体)、トナー材料分散液、水系媒体をそれぞれ下記により製造した。
(樹脂微粒子分散液の製造)
撹拌棒及び温度計を設置した反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩[エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)]11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400rpmで15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。次に、系内温度が75℃になるまで加熱し、5時間反応させた。さらに、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加し、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液(樹脂微粒子分散液1)を得た。得られた[樹脂微粒子分散液1]は、LA−920(HORIBA社製)を用いて測定した体積平均粒径が105nmであった。また、[樹脂微粒子分散液1]の一部を乾燥して単離した樹脂は、ガラス転移点が59℃、重量平均分子量が150000であった。
撹拌棒及び温度計を設置した反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩[エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)]11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400rpmで15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。次に、系内温度が75℃になるまで加熱し、5時間反応させた。さらに、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加し、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液(樹脂微粒子分散液1)を得た。得られた[樹脂微粒子分散液1]は、LA−920(HORIBA社製)を用いて測定した体積平均粒径が105nmであった。また、[樹脂微粒子分散液1]の一部を乾燥して単離した樹脂は、ガラス転移点が59℃、重量平均分子量が150000であった。
(ポリエステルの製造)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管を設置した反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAのプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、イソフタル酸46部及びジブチルスズオキサイド2部を投入し、常圧下、230℃で5時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、[ポリエステル1]を合成した。得られた[ポリエステル1]は、THF可溶分の重量平均分子量が5200、ガラス転移点が45℃、酸価が20mgKOH/gであった。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管を設置した反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAのプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、イソフタル酸46部及びジブチルスズオキサイド2部を投入し、常圧下、230℃で5時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応容器中に無水トリメリット酸44部を添加し、常圧下、180℃で2時間反応させて、[ポリエステル1]を合成した。得られた[ポリエステル1]は、THF可溶分の重量平均分子量が5200、ガラス転移点が45℃、酸価が20mgKOH/gであった。
(プレポリマーの製造)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管を設置した反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物795部、イソフタル酸200部、テレフタル酸65部及びジブチルスズオキサイド2部を投入し、常圧の窒素気流下、210℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応させた後、80℃まで冷却した。さらに、酢酸エチル1300部及びイソホロンジイソシアネート170部を添加して、2時間反応させて、[プレポリマー1]を合成した。得られた[プレポリマー1]は、重量平均分子量が5000であった。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管を設置した反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物795部、イソフタル酸200部、テレフタル酸65部及びジブチルスズオキサイド2部を投入し、常圧の窒素気流下、210℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応させた後、80℃まで冷却した。さらに、酢酸エチル1300部及びイソホロンジイソシアネート170部を添加して、2時間反応させて、[プレポリマー1]を合成した。得られた[プレポリマー1]は、重量平均分子量が5000であった。
(マスターバッチの製造)
水1200部、4級アンモニウムイオンでイオン交換された変性ベントナイトBENTONE57(ELEMENTIS社製)174部及び1570部のポリエステル1を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。得られた混合物を、二本ロールを用いて150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、[マスターバッチ1]を作製した。[マスターバッチ1]中の変性ベントナイトは、体積平均粒径が0.4μm、粒径が1μm以上である粒子の含有量が2体積%であった。
水1200部、4級アンモニウムイオンでイオン交換された変性ベントナイトBENTONE57(ELEMENTIS社製)174部及び1570部のポリエステル1を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。得られた混合物を、二本ロールを用いて150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)で粉砕して、[マスターバッチ1]を作製した。[マスターバッチ1]中の変性ベントナイトは、体積平均粒径が0.4μm、粒径が1μm以上である粒子の含有量が2体積%であった。
(トナー材料分散液〔第一の液〕の調製)
23.4部の[プレポリマー1]、123.6部の[ポリエステル1]、20部の[マスターバッチ1]及び酢酸エチル80部を入れて攪拌した。一方、カルナバワックス15部、カーボンブラック20部及び酢酸エチル120部を、ビーズミルを用いて30分間分散した。得られた2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌した後、ビーズミルを用いて10分間分散した。得られた分散液にイソホロンジアミン2.9部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌して、[トナー材料分散液1]を調製した。
一方、23.4部のプレポリマー1、141.6部のポリエステル1、固形分濃度が30質量%、平均一次粒径が15nmのオルガノシリカゾルMEK−ST(日産化学工業社製)7部及び酢酸エチル64部を入れて攪拌した。一方、カルナバワックス15部、カーボンブラック20部及び酢酸エチル120部を、ビーズミルを用いて30分間分散した。
得られた2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌した後、ビーズミルを用いて10分間分散した。得られた分散液にイソホロンジアミン2.9部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌して、[トナー材料分散液2]を調製した。
23.4部の[プレポリマー1]、123.6部の[ポリエステル1]、20部の[マスターバッチ1]及び酢酸エチル80部を入れて攪拌した。一方、カルナバワックス15部、カーボンブラック20部及び酢酸エチル120部を、ビーズミルを用いて30分間分散した。得られた2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌した後、ビーズミルを用いて10分間分散した。得られた分散液にイソホロンジアミン2.9部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌して、[トナー材料分散液1]を調製した。
一方、23.4部のプレポリマー1、141.6部のポリエステル1、固形分濃度が30質量%、平均一次粒径が15nmのオルガノシリカゾルMEK−ST(日産化学工業社製)7部及び酢酸エチル64部を入れて攪拌した。一方、カルナバワックス15部、カーボンブラック20部及び酢酸エチル120部を、ビーズミルを用いて30分間分散した。
得られた2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌した後、ビーズミルを用いて10分間分散した。得られた分散液にイソホロンジアミン2.9部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで5分間攪拌して、[トナー材料分散液2]を調製した。
(水系媒体の製造)
イオン交換水529.5部、70部の樹脂微粒子分散液1及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を入れ、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで攪拌し、[水系媒体1]を調製した。
イオン交換水529.5部、70部の樹脂微粒子分散液1及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を入れ、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmで攪拌し、[水系媒体1]を調製した。
(第二の液の調製)
120kgの[水系媒体1]に80kgの[トナー材料分散液1]を連続的に加え、攪拌しながら反応させて、第二の液[乳化液1]を200kg得た。得られた[乳化液1]は、ブルックフィールド粘度計を用いて測定される回転数60rpm、温度25℃における粘度が500mPa・秒であった。また、乳化液中の酢酸エチルの含有量は20質量%、乳化液中の固形分(有機溶媒を揮発させる前のスラリーの固形分)量は22質量%であった。
120kgの[水系媒体1]に80kgの[トナー材料分散液1]を連続的に加え、攪拌しながら反応させて、第二の液[乳化液1]を200kg得た。得られた[乳化液1]は、ブルックフィールド粘度計を用いて測定される回転数60rpm、温度25℃における粘度が500mPa・秒であった。また、乳化液中の酢酸エチルの含有量は20質量%、乳化液中の固形分(有機溶媒を揮発させる前のスラリーの固形分)量は22質量%であった。
(有機溶媒の揮発)
図1に示した構成の管(脱溶剤装置1)を用い、図2に示したように内管6と減圧水蒸気供給口5とを同心円上に配置して、上記[乳化液1]中の有機溶媒を下記条件により、揮発させた。
内管6の内壁面の温度を45℃となるように減圧水蒸気圧力調整弁15を開け、蒸気供給量9.3kg/hで、内管6内の圧力を79mmHg(10.5kPa)として、脱溶剤装置1(図1参照)に乳化液180kg、液温18℃を供給速度90kg/時で供給し、液膜流とされた乳化液の温度を前記管の壁面を介して母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して酢酸エチルを揮発させた。このとき、内管6は、伝熱面積(S)が0.27m2、内管6の長さ3m、伝熱面の直径が28.4mm、伝熱面の周囲長(L)が89.2mmである。また、酢酸エチル揮発工程に要した時間、即ち、乳化液180kgを脱溶剤装置1に供給し始めてから、スラリーが供給され終わるまでの時間は2時間であった。脱溶剤工程一段後のスラリーの重量は153kg、スラリー中の酢酸エチルの残存量は2.3質量%、スラリーの固形分は26.2質量%であった。スラリーの温度は40℃以下であった。
図1に示した構成の管(脱溶剤装置1)を用い、図2に示したように内管6と減圧水蒸気供給口5とを同心円上に配置して、上記[乳化液1]中の有機溶媒を下記条件により、揮発させた。
内管6の内壁面の温度を45℃となるように減圧水蒸気圧力調整弁15を開け、蒸気供給量9.3kg/hで、内管6内の圧力を79mmHg(10.5kPa)として、脱溶剤装置1(図1参照)に乳化液180kg、液温18℃を供給速度90kg/時で供給し、液膜流とされた乳化液の温度を前記管の壁面を介して母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して酢酸エチルを揮発させた。このとき、内管6は、伝熱面積(S)が0.27m2、内管6の長さ3m、伝熱面の直径が28.4mm、伝熱面の周囲長(L)が89.2mmである。また、酢酸エチル揮発工程に要した時間、即ち、乳化液180kgを脱溶剤装置1に供給し始めてから、スラリーが供給され終わるまでの時間は2時間であった。脱溶剤工程一段後のスラリーの重量は153kg、スラリー中の酢酸エチルの残存量は2.3質量%、スラリーの固形分は26.2質量%であった。スラリーの温度は40℃以下であった。
次に、得られたスラリーの一部をジャケット付タンク中に入れて、ジャケットの温水温度を45℃として熟成した後、濾別、洗浄、乾燥、風力分級し、球形状の母体粒子を得た。
得られた母体粒子100部及び帯電制御剤ボントロンE−84(オリエント化学社製)0.25部をQ型ミキサー(三井鉱山社製)に仕込み、タービン型羽根の周速を50m/秒に設定して、2分間混合及び1分間休止を5サイクル行った。次に、疎水性シリカH2000(クラリアントジャパン社製)を0.5部添加し、タービン型羽根の周速を15m/秒に設定して、30秒間混合及び1分間休止を5サイクル行って、トナーを作製した。
得られた母体粒子100部及び帯電制御剤ボントロンE−84(オリエント化学社製)0.25部をQ型ミキサー(三井鉱山社製)に仕込み、タービン型羽根の周速を50m/秒に設定して、2分間混合及び1分間休止を5サイクル行った。次に、疎水性シリカH2000(クラリアントジャパン社製)を0.5部添加し、タービン型羽根の周速を15m/秒に設定して、30秒間混合及び1分間休止を5サイクル行って、トナーを作製した。
[実施例2〜5]
実施例1で用いた脱溶剤装置を用いて、有機溶媒の揮発工程における[乳化液1]の供給速度、内管6内の真空度及び蒸気供給量を表1に示す条件とした以外は実施例1と同様にして実施例2〜5のトナーを作成した。
実施例1で用いた脱溶剤装置を用いて、有機溶媒の揮発工程における[乳化液1]の供給速度、内管6内の真空度及び蒸気供給量を表1に示す条件とした以外は実施例1と同様にして実施例2〜5のトナーを作成した。
[実施例6]
実施例1において、図4に示すように乳化液の供給部の側面より減圧水蒸気を供給した以外は、実施例1に倣って有機溶媒を揮発させトナーを作製した。このとき、酢酸エチル揮発工程に要した時間は2時間であり、脱溶剤後のスラリーの重量は160kg、スラリー中の酢酸エチルの残存量は4.8質量%、スラリーの固形分は27.4質量%であったが、内管6の加熱部の上端にトナー蓄積が見られた。比較例2における乳化液〔第二の液〕中の有機溶媒の脱溶媒条件等をまとめて実施例1と同様に下記表1に示す。
実施例1において、図4に示すように乳化液の供給部の側面より減圧水蒸気を供給した以外は、実施例1に倣って有機溶媒を揮発させトナーを作製した。このとき、酢酸エチル揮発工程に要した時間は2時間であり、脱溶剤後のスラリーの重量は160kg、スラリー中の酢酸エチルの残存量は4.8質量%、スラリーの固形分は27.4質量%であったが、内管6の加熱部の上端にトナー蓄積が見られた。比較例2における乳化液〔第二の液〕中の有機溶媒の脱溶媒条件等をまとめて実施例1と同様に下記表1に示す。
[比較例1]
実施例1において、減圧水蒸気を供給する替わりに、脱溶剤装置の内管6と外管7の間に60℃の温水を、40L/分で加熱部の下側から上側に流し、加熱部を間接加熱したこと以外は、実施例1に倣って有機溶媒を揮発させトナーを作製した。このとき、酢酸エチル揮発工程に要した時間は2時間であり、脱溶剤後のスラリーの重量は160kg、スラリー中の酢酸エチルの残存量は2.6質量%、スラリーの固形分は27.4質量%であったが、内管6の加熱部の末端及び、内管排出口供給部の底面にトナー蓄積により、閉塞には至らないが、内管の内壁面がトナー付着物で覆われていた。比較例1における乳化液〔第二の液〕中の有機溶媒の脱溶媒条件等をまとめて実施例1と同様に下記表1に示す。
実施例1において、減圧水蒸気を供給する替わりに、脱溶剤装置の内管6と外管7の間に60℃の温水を、40L/分で加熱部の下側から上側に流し、加熱部を間接加熱したこと以外は、実施例1に倣って有機溶媒を揮発させトナーを作製した。このとき、酢酸エチル揮発工程に要した時間は2時間であり、脱溶剤後のスラリーの重量は160kg、スラリー中の酢酸エチルの残存量は2.6質量%、スラリーの固形分は27.4質量%であったが、内管6の加熱部の末端及び、内管排出口供給部の底面にトナー蓄積により、閉塞には至らないが、内管の内壁面がトナー付着物で覆われていた。比較例1における乳化液〔第二の液〕中の有機溶媒の脱溶媒条件等をまとめて実施例1と同様に下記表1に示す。
上記作製した実施例1〜6、及び、比較例1の母体粒子及びトナーに関して下記評価方法により評価した。
ガラス転移点、体積平均粒径(Dv)、及び体積平均粒径(Dv)と数平均粒径(Dn)の比(Dv/Dn)、母体粒子における粒径が3.17μm以下である粒子の個数%、粒径が8μm以上である粒子の体積%、母体粒子における粒径が2μm以下である粒子の個数%の評価結果を下記表2に示す。
また、画像濃度、画像粒状性、鮮鋭性、地汚れ、トナー飛散、クリーニング性、帯電安定性、定着性(定着下限温度、定着上限温度)、耐熱保存性の評価結果を下記表3に示す。
なお、表2、3に記載以外の前記「数平均分子量及び重量平均分子量」、「マスターバッチ中の変性層状無機鉱物の体積平均粒径及び粒径が1μm以上である粒子の含有量」、「酸価」、「スラリー中の酢酸エチルの残存量」の評価方法に関しても併せて下記に記載する。
ガラス転移点、体積平均粒径(Dv)、及び体積平均粒径(Dv)と数平均粒径(Dn)の比(Dv/Dn)、母体粒子における粒径が3.17μm以下である粒子の個数%、粒径が8μm以上である粒子の体積%、母体粒子における粒径が2μm以下である粒子の個数%の評価結果を下記表2に示す。
また、画像濃度、画像粒状性、鮮鋭性、地汚れ、トナー飛散、クリーニング性、帯電安定性、定着性(定着下限温度、定着上限温度)、耐熱保存性の評価結果を下記表3に示す。
なお、表2、3に記載以外の前記「数平均分子量及び重量平均分子量」、「マスターバッチ中の変性層状無機鉱物の体積平均粒径及び粒径が1μm以上である粒子の含有量」、「酸価」、「スラリー中の酢酸エチルの残存量」の評価方法に関しても併せて下記に記載する。
<数平均分子量及び重量平均分子量>
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて、数平均分子量及び重量平均分子量を測定した。具体的には、40℃のヒートチャンバー中で安定させたカラムに、THFを流速1ml/分で流し、0.05〜0.6質量%に調製した試料(樹脂)のTHF溶液を50〜200μl注入して測定した。なお、試料の分子量は、数種の単分散ポリスチレン標準試料を用いて作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線を作成する際には、例えば、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106の単分散ポリスチレン標準試料(Pressure Chemical社製あるいは東洋ソーダ工業社製)を用いることができる。このとき、少なくとも10点程度の単分散ポリスチレン標準試料を用いるのが適当である。また、検出器としては、RI(屈折率)検出器を用いた。
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて、数平均分子量及び重量平均分子量を測定した。具体的には、40℃のヒートチャンバー中で安定させたカラムに、THFを流速1ml/分で流し、0.05〜0.6質量%に調製した試料(樹脂)のTHF溶液を50〜200μl注入して測定した。なお、試料の分子量は、数種の単分散ポリスチレン標準試料を用いて作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線を作成する際には、例えば、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106の単分散ポリスチレン標準試料(Pressure Chemical社製あるいは東洋ソーダ工業社製)を用いることができる。このとき、少なくとも10点程度の単分散ポリスチレン標準試料を用いるのが適当である。また、検出器としては、RI(屈折率)検出器を用いた。
<マスターバッチ中の変性層状無機鉱物の体積平均粒径、及び粒径が1μm以上である粒子の含有量>
マスターバッチに使用した樹脂に対する変性層状無機鉱物の質量比が0.1となるように、マスターバッチと樹脂を、分散剤Disperbyk−167(BYK Chemie社製)が5質量%溶解した酢酸エチル中に投入し、12時間攪拌した。このとき、マスターバッチと樹脂の総量が全量の5質量%になるように調整した。
得られた試料の粒径を、レーザードップラー粒度分布測定装置nanotrac UPA−150EX(日機装社製)を用いて測定した。測定条件を以下に示す。
分布表示 : 体積
チャンネル数 : 52
測定時間 : 15秒
粒子屈折率 : 1.54
温度 : 25℃
粒子形状 : 非球形
粘度(CP) : 0.441
溶媒屈折率 : 1.37
溶媒名 : 酢酸エチル
なお、測定する試料は、sample Loadingを見ながら、1〜100に入るように、スポイト、注射器等を使用して酢酸エチルで希釈した。
マスターバッチに使用した樹脂に対する変性層状無機鉱物の質量比が0.1となるように、マスターバッチと樹脂を、分散剤Disperbyk−167(BYK Chemie社製)が5質量%溶解した酢酸エチル中に投入し、12時間攪拌した。このとき、マスターバッチと樹脂の総量が全量の5質量%になるように調整した。
得られた試料の粒径を、レーザードップラー粒度分布測定装置nanotrac UPA−150EX(日機装社製)を用いて測定した。測定条件を以下に示す。
分布表示 : 体積
チャンネル数 : 52
測定時間 : 15秒
粒子屈折率 : 1.54
温度 : 25℃
粒子形状 : 非球形
粘度(CP) : 0.441
溶媒屈折率 : 1.37
溶媒名 : 酢酸エチル
なお、測定する試料は、sample Loadingを見ながら、1〜100に入るように、スポイト、注射器等を使用して酢酸エチルで希釈した。
<酸価>
JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して酸価を測定した。具体的には、試料(樹脂)0.5g(酢酸エチル可溶成分では0.3g)をトルエン120mlに添加して室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解させた。但し、試料が溶解しない場合は、ジオキサン、テトラヒドロフラン等を用いた。さらに、エタノール30mlを添加した。
次に、試料の酸価を、電位差自動滴定装置DL−53 Titrator(メトラー・トレド社製)、使用電極DG113−SC(メトラー・トレド社製)及び解析ソフトLabX Light Version 1.00.000を用いて、23℃で測定した。なお、装置の校正は、トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用して行った。測定条件を以下に示す。
JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して酸価を測定した。具体的には、試料(樹脂)0.5g(酢酸エチル可溶成分では0.3g)をトルエン120mlに添加して室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解させた。但し、試料が溶解しない場合は、ジオキサン、テトラヒドロフラン等を用いた。さらに、エタノール30mlを添加した。
次に、試料の酸価を、電位差自動滴定装置DL−53 Titrator(メトラー・トレド社製)、使用電極DG113−SC(メトラー・トレド社製)及び解析ソフトLabX Light Version 1.00.000を用いて、23℃で測定した。なお、装置の校正は、トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用して行った。測定条件を以下に示す。
Stir
Speed[%]25
Time[s]15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration[mol/L]0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume[mL]1.0
Wait time[s]0
Titrant addition Dynamic
dE(set)[mV]8.0
dV(min)[mL]0.03
dV(max)[mL]0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE[mV]0.5
dt[s]1.0
t(min)[s]2.0
t(max)[s]20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum volume[mL]10.0
at potential No
at slope No
after number EQPs Yes
n=1
comb. termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential 1 No
Potential 2 No
Stop for reevaluation No
Speed[%]25
Time[s]15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration[mol/L]0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume[mL]1.0
Wait time[s]0
Titrant addition Dynamic
dE(set)[mV]8.0
dV(min)[mL]0.03
dV(max)[mL]0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE[mV]0.5
dt[s]1.0
t(min)[s]2.0
t(max)[s]20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum volume[mL]10.0
at potential No
at slope No
after number EQPs Yes
n=1
comb. termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential 1 No
Potential 2 No
Stop for reevaluation No
<スラリー中の酢酸エチルの残存量>
トルエン4gをメスフラスコ中に計量して、DMFで500mLに希釈し、内標準液を調製した。次に、スラリー1.5gをDMFで約50mLに希釈した後、内標準液10mLをホールピペットで採取して投入した後、スターラーを用いて、400rpmで4分間攪拌した。さらに、得られたスラリー希釈液をガスクロマトグラフGC−2010(島津製作所社製)のオートサンプラーにセットし、測定した。測定終了後に、内標準物質のトルエンと酢酸エチルの比率から、内標準法によりスラリー中の酢酸エチルの残存量を算出した。なお、スラリー希釈液の注入量を2.0μLとした。測定条件を以下に示す。
試料気化室
注入モード : スプリット
気化室温度 : 180℃
キャリアガス : He
圧力 : 40.2kPa
全流量 : 56.0mL/分
カラム流量 : 1.04mL/分
線速度 : 20.0cm/秒
パージ流量 : 3.0mL/分
スプリット比 : 50.0
カラム
名称 : ZB−50
液相の膜厚 : 0.25μm
長さ : 30.0m
内径 : 0.32mmID
カラム上限温度: 340℃
カラムオーブン
カラム温度 : 60℃
温度プログラム: 60℃ホールド6分→昇温速度60℃/分→230℃ホールド5分
検出器
検出器温度 : 250℃
メイクアップガス : N2/Air
メイクアップ流量 : 30.0mL/分
N2流量 : 47.0mL/分
Air流量 : 400mL/分
トルエン4gをメスフラスコ中に計量して、DMFで500mLに希釈し、内標準液を調製した。次に、スラリー1.5gをDMFで約50mLに希釈した後、内標準液10mLをホールピペットで採取して投入した後、スターラーを用いて、400rpmで4分間攪拌した。さらに、得られたスラリー希釈液をガスクロマトグラフGC−2010(島津製作所社製)のオートサンプラーにセットし、測定した。測定終了後に、内標準物質のトルエンと酢酸エチルの比率から、内標準法によりスラリー中の酢酸エチルの残存量を算出した。なお、スラリー希釈液の注入量を2.0μLとした。測定条件を以下に示す。
試料気化室
注入モード : スプリット
気化室温度 : 180℃
キャリアガス : He
圧力 : 40.2kPa
全流量 : 56.0mL/分
カラム流量 : 1.04mL/分
線速度 : 20.0cm/秒
パージ流量 : 3.0mL/分
スプリット比 : 50.0
カラム
名称 : ZB−50
液相の膜厚 : 0.25μm
長さ : 30.0m
内径 : 0.32mmID
カラム上限温度: 340℃
カラムオーブン
カラム温度 : 60℃
温度プログラム: 60℃ホールド6分→昇温速度60℃/分→230℃ホールド5分
検出器
検出器温度 : 250℃
メイクアップガス : N2/Air
メイクアップ流量 : 30.0mL/分
N2流量 : 47.0mL/分
Air流量 : 400mL/分
<ガラス転移点>
Rigaku THRMOFLEX TG8110(理学電機社製)を用いて、昇温速度10℃/分の条件でガラス転移点を測定した。具体的には、まず、アルミ製試料容器に入れた試料(樹脂又は母体粒子)約10mgをホルダユニットに載せ、電気炉中にセットする。次に、室温から昇温速度10℃℃/分で150℃まで加熱し、150℃で10分間放置した後、室温まで試料を冷却して10分間放置する。さらに、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で再度150℃まで加熱してDSC測定を行った。ガラス転移点は、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)中の解析システムを用いて、ガラス転移点の近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
Rigaku THRMOFLEX TG8110(理学電機社製)を用いて、昇温速度10℃/分の条件でガラス転移点を測定した。具体的には、まず、アルミ製試料容器に入れた試料(樹脂又は母体粒子)約10mgをホルダユニットに載せ、電気炉中にセットする。次に、室温から昇温速度10℃℃/分で150℃まで加熱し、150℃で10分間放置した後、室温まで試料を冷却して10分間放置する。さらに、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分で再度150℃まで加熱してDSC測定を行った。ガラス転移点は、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)中の解析システムを用いて、ガラス転移点の近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
<数平均粒径(Dn)及び体積平均粒径(Dv)>
コールターカウンターTA−II型(コールター社製)を、個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(日科技研社製)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC社製)と接続して、数平均粒径及び体積平均粒径を測定した。具体的には、まず、電解液ISOTON−II(コールター社製)100〜150ml中に、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)ネオゲンSC−A(第一工業製薬社製)0.1〜5mlを加えた。次に、試料(母体粒子)2〜20mgを加え、超音波分散器を用いて約1〜3分間分散させた。得られた試料分散液の数平均粒径及び体積平均粒径を、100μmアパーチャーを用いて測定した。なお、チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを使用し、粒径が2.00〜40.30μmの粒子を測定対象とした。
コールターカウンターTA−II型(コールター社製)を、個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(日科技研社製)及びPC9801パーソナルコンピューター(NEC社製)と接続して、数平均粒径及び体積平均粒径を測定した。具体的には、まず、電解液ISOTON−II(コールター社製)100〜150ml中に、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)ネオゲンSC−A(第一工業製薬社製)0.1〜5mlを加えた。次に、試料(母体粒子)2〜20mgを加え、超音波分散器を用いて約1〜3分間分散させた。得られた試料分散液の数平均粒径及び体積平均粒径を、100μmアパーチャーを用いて測定した。なお、チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを使用し、粒径が2.00〜40.30μmの粒子を測定対象とした。
<粒径が2μm以下である粒子の含有量>
フロー式粒子像分析装置FPIA−2100及び解析ソフトFPIA−2100 Data Processing Program for FPIA version00−10(シスメックス社製)を用いて、平均円形度及び粒径が2μm以下である粒子の含有量を測定した。具体的には、まず、ガラス製の100mlビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)ネオゲンSC−A(第一工業製薬社製)0.1〜0.5ml及び試料(母体粒子)0.1〜0.5gを添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜた後、イオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を、超音波分散器(本多電子社製)を用いて3分間分散させた際の濃度が5000〜15000個/μlとなる場合の平均円形度及び粒径が2μm以下である粒子の含有量を測定した。
また、同様にして、母体粒子における粒径が3.17μm以下である粒子の個数%及び粒径が8μm以上である粒子の体積%を算出した。
フロー式粒子像分析装置FPIA−2100及び解析ソフトFPIA−2100 Data Processing Program for FPIA version00−10(シスメックス社製)を用いて、平均円形度及び粒径が2μm以下である粒子の含有量を測定した。具体的には、まず、ガラス製の100mlビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)ネオゲンSC−A(第一工業製薬社製)0.1〜0.5ml及び試料(母体粒子)0.1〜0.5gを添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜた後、イオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を、超音波分散器(本多電子社製)を用いて3分間分散させた際の濃度が5000〜15000個/μlとなる場合の平均円形度及び粒径が2μm以下である粒子の含有量を測定した。
また、同様にして、母体粒子における粒径が3.17μm以下である粒子の個数%及び粒径が8μm以上である粒子の体積%を算出した。
<画像濃度>
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が50%の画像チャートを150000枚ランニング出力した後、6000ペーパー(リコー社製)にベタ画像を出力し、XRite(X-Rite社製)を用いて画像濃度を測定した。
なお、画像濃度が1.2未満であるものを×、1.2以上1.4未満であるものを△、1.4以上1.8未満であるものを○、1.8以上2.2未満であるものを◎として、判定した。
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が50%の画像チャートを150000枚ランニング出力した後、6000ペーパー(リコー社製)にベタ画像を出力し、XRite(X-Rite社製)を用いて画像濃度を測定した。
なお、画像濃度が1.2未満であるものを×、1.2以上1.4未満であるものを△、1.4以上1.8未満であるものを○、1.8以上2.2未満であるものを◎として、判定した。
<画像粒状性、鮮鋭性>
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色で写真画像を出力し、画像粒状性、鮮鋭性を目視で評価した。
なお、画像粒状性、鮮鋭性がオフセット印刷並みであるものを◎、オフセット印刷よりわずかに悪い程度であるものを○、オフセット印刷よりかなり悪い程度であるものを△、従来の電子写真画像程度(非常に悪い)であるものを×として、判定した。
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色で写真画像を出力し、画像粒状性、鮮鋭性を目視で評価した。
なお、画像粒状性、鮮鋭性がオフセット印刷並みであるものを◎、オフセット印刷よりわずかに悪い程度であるものを○、オフセット印刷よりかなり悪い程度であるものを△、従来の電子写真画像程度(非常に悪い)であるものを×として、判定した。
<地汚れ>
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が50%の画像チャートを30000枚ランニング出力した後、白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープに転写した。
次に、現像剤を転写したテープと未転写のテープの画像濃度の差を、938スペクトロデンシトメーター(X-Rite社製)を用いて測定した。
なお、画像濃度の差が少なく、地汚れが良好なものから順に、◎、○、△、×の4段階でランク付けした。
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が50%の画像チャートを30000枚ランニング出力した後、白紙画像を現像中に停止させ、現像後の感光体上の現像剤をテープに転写した。
次に、現像剤を転写したテープと未転写のテープの画像濃度の差を、938スペクトロデンシトメーター(X-Rite社製)を用いて測定した。
なお、画像濃度の差が少なく、地汚れが良好なものから順に、◎、○、△、×の4段階でランク付けした。
<トナー飛散>
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が50%の画像チャートを50000枚ランニング出力した後、機内のトナーの汚染度合いを評価した。
なお、トナーの汚染度合いが問題ないレベルのものを○、トナーが見られるものの、使用上問題ないレベルのものを△、著しく汚染しており、問題があるものを×として、判定した。
デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が50%の画像チャートを50000枚ランニング出力した後、機内のトナーの汚染度合いを評価した。
なお、トナーの汚染度合いが問題ないレベルのものを○、トナーが見られるものの、使用上問題ないレベルのものを△、著しく汚染しており、問題があるものを×として、判定した。
<クリーニング性>
清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーを、スコッチテープ(住友スリーエム社製)を用いて白紙に移した。
次に、転写残トナーを移した白紙と移していない白紙の反射濃度を、マクベス反射濃度計RD514型を用いて測定した。
なお、反射濃度の差が0.01未満であるものを○(良好)、0.1以上であるものを×(不良)として、判定した。
清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーを、スコッチテープ(住友スリーエム社製)を用いて白紙に移した。
次に、転写残トナーを移した白紙と移していない白紙の反射濃度を、マクベス反射濃度計RD514型を用いて測定した。
なお、反射濃度の差が0.01未満であるものを○(良好)、0.1以上であるものを×(不良)として、判定した。
<帯電安定性>
温度40℃、湿度90%の高温高湿環境又は温度10℃、湿度15%の低温低湿環境において、デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が7%の画像チャートを100000枚ランニング出力する間に、1000枚毎に現像剤を一部サンプリングし、ブローオフ法を用いて、トナーの帯電量を測定した。
トナーの帯電量の変化が5μC/g未満であるものを○、5μC/g以上10μC/g未満であるものを△、10μC/g以上であるものを×として、判定した。
なお、トナーの帯電量は、温度20℃、湿度50%の環境内で、トナー10gとフェライトキャリア100gをステンレス製ポットの内容積の3割まで入れ、100rpmの撹拌速度で10分間攪拌した後、TB-200(東芝ケミカル社製)を用いて測定した。
温度40℃、湿度90%の高温高湿環境又は温度10℃、湿度15%の低温低湿環境において、デジタルフルカラー複写機imagioColor2800(リコー社製)を用い、単色モードで画像面積が7%の画像チャートを100000枚ランニング出力する間に、1000枚毎に現像剤を一部サンプリングし、ブローオフ法を用いて、トナーの帯電量を測定した。
トナーの帯電量の変化が5μC/g未満であるものを○、5μC/g以上10μC/g未満であるものを△、10μC/g以上であるものを×として、判定した。
なお、トナーの帯電量は、温度20℃、湿度50%の環境内で、トナー10gとフェライトキャリア100gをステンレス製ポットの内容積の3割まで入れ、100rpmの撹拌速度で10分間攪拌した後、TB-200(東芝ケミカル社製)を用いて測定した。
<定着下限温度>
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(リコー社製)の定着部を改造した装置に、タイプ6200紙(リコー社製)をセットし、紙送りの線速度を120〜150mm/秒、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を3mmとし、定着温度を変化させて、複写テストを行った。
なお、定着下限温度が140℃未満であるものを◎、140℃以上150℃未満であるものを○、150℃以上160℃未満であるものを□、160℃以上170℃未満であるものを△、170℃以上であるものを×として、判定した。
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(リコー社製)の定着部を改造した装置に、タイプ6200紙(リコー社製)をセットし、紙送りの線速度を120〜150mm/秒、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を3mmとし、定着温度を変化させて、複写テストを行った。
なお、定着下限温度が140℃未満であるものを◎、140℃以上150℃未満であるものを○、150℃以上160℃未満であるものを□、160℃以上170℃未満であるものを△、170℃以上であるものを×として、判定した。
<定着上限温度>
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(リコー社製)の定着部を改造した装置に、タイプ6200紙(リコー社製)をセットし、紙送りの線速度を50mm/秒、面圧を2.0kgf/cm2、ニップ幅を4.5mmとし、定着温度を変化させて、複写テストを行った。
なお、定着上限温度が200℃以上であるものを◎、190℃以上200℃未満であるものを○、180℃以上190℃未満であるものを□、170℃以上180℃未満であるものを△、170℃未満であるものを×として、判定した。
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(リコー社製)の定着部を改造した装置に、タイプ6200紙(リコー社製)をセットし、紙送りの線速度を50mm/秒、面圧を2.0kgf/cm2、ニップ幅を4.5mmとし、定着温度を変化させて、複写テストを行った。
なお、定着上限温度が200℃以上であるものを◎、190℃以上200℃未満であるものを○、180℃以上190℃未満であるものを□、170℃以上180℃未満であるものを△、170℃未満であるものを×として、判定した。
<耐熱保存性>
トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュのふるいを用いて2分間ふるい、金網上のトナーの残存率を測定した。
なお、トナーの残存率が30%以上であるものを×、20%以上30%未満であるものを△、10%以上20%未満であるものを○、10%未満であるものを◎として、判定した。
トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュのふるいを用いて2分間ふるい、金網上のトナーの残存率を測定した。
なお、トナーの残存率が30%以上であるものを×、20%以上30%未満であるものを△、10%以上20%未満であるものを○、10%未満であるものを◎として、判定した。
表3の結果から、トナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させ[第一の液]、第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて粘度が50mPa・秒以上800mPa・秒以下(ブルックフィールド粘度計で測定:回転数60rpm、温度25℃)の第二の液を調製し、第二の液を減圧(70kPa以下)されている内管12の壁面に沿って下向きに流し、第二の液を管6の壁面を流下させつつ、減圧蒸気との接触により、加熱(母体粒子のガラス転移点以下に維持)して、有機溶媒を揮発させた本発明の母体粒子を有するトナーはいずれも、優れた前記評価特性を示している。
一方、比較例1は、有機溶媒を揮発させる工程で加熱部の内管内の固着が見られ、得られたトナーの画像濃度が低く、画像粒状性、鮮鋭性がオフセット印刷よりかなり悪く、地汚れが悪く、トナー飛散及び定着性が十分ではない結果を示している。
すなわち、本発明の母体粒子を有するトナーの製造方法によれば、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるトナーを効率よく得ることができる。
一方、比較例1は、有機溶媒を揮発させる工程で加熱部の内管内の固着が見られ、得られたトナーの画像濃度が低く、画像粒状性、鮮鋭性がオフセット印刷よりかなり悪く、地汚れが悪く、トナー飛散及び定着性が十分ではない結果を示している。
すなわち、本発明の母体粒子を有するトナーの製造方法によれば、微小ドットの再現性及びクリーニング性に優れるトナーを効率よく得ることができる。
1 脱溶剤装置
2 供給部
3 加熱部
4 供給口
5 減圧水蒸気供給口
6 内管
7 外管
8 内管排出口
9 タンク
10 タンク排出口
11 蒸気出口
12 供給タンク
13 供給ポンプ
14 水蒸気供給タンク
15 減圧水蒸気圧力調整弁
16 排出ポンプ
17 凝縮器
18 凝縮液受けタンク
19 圧力調整弁
20 凝縮液排出ポンプ
21 真空ポンプ
Claims (4)
- 母体粒子を有するトナーの製造方法であって、
少なくとも結着樹脂及び/又は結着樹脂前駆体、着色剤、離型剤を含むトナー材料を有機溶媒中で溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、
該第一の液を水系媒体中で乳化又は分散させて、第二の液を調製する工程と、
該第二の液を減圧されている管の内壁面に沿って略鉛直下向きに液膜として流し、該液膜流とされた第二の液を、前記母体粒子のガラス転移点以下に維持しつつ加熱して、前記有機溶媒を揮発させる工程と、
を備え、
前記有機溶媒を揮発させる工程において、前記液膜として流す管の上部より、管内部に減圧水蒸気を供給することを特徴とする母体粒子を有するトナーの製造方法。 - 前記結着樹脂前駆体が活性水素基を有する化合物と該化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する重合体であることを特徴とする請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記液膜として流す内管の中心と減圧水蒸気の供給口の中心が、略鉛直下向きに同心円上に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の母体粒子を有するトナーの製造方法。
- 前記トナー材料が、金属カチオンの少なくとも一部が有機カチオンでイオン交換されている変性層状無機鉱物をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の母体粒子を有するトナーの製造方法。
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