JP2013109330A - トナーおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくともカルボシキル基を有するバインダー樹脂と着色剤を含有するコア粒子上に、カルボシキル基と架橋反応する水溶性高分子系架橋剤、水溶性高分子系カルボン酸および酸性pH調整剤により逐次処理して得られた架橋被覆層を有することを特徴とするトナー。
【選択図】 なし
Description
トナーのカプセル化の方法として代表的なものには、樹脂粒子を粒子表面に付着融着させる方法、重合性モノマーを粒子表面で反応させる方法、がある。
本発明の実施形態のトナーは極めて薄くかつ強固で柔軟な架橋構造をもつシェル層を有するカプセルトナーである。トナー粒子中において、水溶性系架橋剤(層)は、コア成分であるバインダー樹脂と着色剤を含有する粒子のカルボシキル基と架橋反応し、さらにカルボシキル基を有する水溶性高分子(以下、「水溶性高分子系カルボン酸」という)とも架橋反応している。そのため、粒子表面は、架橋剤と水溶性高分子系カルボン酸と反応した樹脂層(シェル層)が形成されており、その樹脂層はコア成分と化学的な結合をしていると考えられる。そのため、得られたトナーは機械的負荷や化学的負荷に耐えることが可能な強いカプセル構造となる。また、このシェル層は、バインダー樹脂の酸価、架橋剤種類、架橋剤の添加量、高分子系カルボン酸の酸価、高分子系カルボン酸の分子量、高分子系カルボン酸の添加量、反応温度により厚みを調整できる。シェル層の厚みは、厚いほど保存性が良化するが、トナーの定着性を損なわないためには、保存性を維持できる最低限の厚みでシェルを形成するのが良い。膜厚は、コア粒子の半径、コア粒子の比重、シェル材の添加量、シェル材の比重から、計算で求めることができ、0.2nm〜20nmの範囲が望ましい。
本発明の実施形態のトナーを製造するためには、少なくともカルボシキル基を有するバインダー樹脂と着色剤を含有するコア粒子をまず作成する。カルボキシル基を有するバインダー樹脂とは、例えば、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。これらの樹脂の酸価(JIS K0070)は、5〜50mgKOH/g、望ましくは10〜30mgKOH/gが良い。また、これら樹脂のガラス転移温度は30〜80℃、軟化点は60〜180℃がよい。特に、定着性が良好なポリエステル樹脂が望ましい。
水溶性高分子系架橋剤の添加後、さらに、水溶性高分子系カルボン酸および酸性pH調整剤を逐次添加混合して、カルボン酸の水素を活性水素化することで、架橋反応を促進させる。
水溶性高分子系カルボン酸は、水溶性高分子系架橋剤とコア粒子を充分に反応させた後に、添加するのが望ましい。架橋剤とコア粒子の反応時間は温度により異なるが、少なくとも0.5〜12時間必要である。また、水溶性高分子系カルボン酸の添加後、更には酸性pH調整剤の添加後にも、反応温度により異なるが、0.5〜12時間取ることが望ましい。
多価カルボン酸とモノカルボン酸を任意の割合で混合することで、目的にあった架橋、疎水化、水溶性高分子系架橋剤の失活を同時に満たすことができる。
架橋密度の向上と、水溶性架橋剤の官能基に孤立電子対がある窒素を含み、その官能基当量が高い時など、トナー自体のマイナス帯電を安定に得たい場合には、多価カルボン酸を用いるか、あるいはモノカルボン酸と併用する場合は、多価カルボン酸の比率を上げることが好ましい。
呈色性化合物は、代表的にはロイコ染料であり、顕色剤により発色することが可能な電子供与性の化合物である。例えば、ジフェ二ルメタンフタリド類、フェニルインドリルフタリド類、インドリルフタリド類、ジフェニルメタンアザフタリド類、フェニルインドリルアザフタリド類、フルオラン類、スチリノキノリン類、ジアザローダミンラクトン類等が挙げられる。
この温度ヒステリシスを引き起こすことが可能な消色剤は、例えばアルコール類、エステル類、ケトン類、エーテル類、酸アミド類が挙げられる。
特に、メラミン樹脂をシェル成分として使用するIn−Situ法、ウレタン樹脂をシェル成分として使用する界面重合法等が良い。
まず、ビニル系重合性単量体と必要に応じ連鎖移動剤を混合した油相成分を作成する。それらを界面活性剤水溶液である水相成分中に乳化分散し、水溶性の重合開始剤を添加し、加熱することにより重合を行う。油相成分にはトナー成分である離形剤や帯電制御剤等を混合しても良い。また、離形剤や帯電制御剤等の微粒子を水系媒体中に分散した分散体を重合過程で添加し、乳化重合粒子内にこれらの成分を含有させることもできる。この乳化重合により少なくともバインダー樹脂を含むトナー成分の0.01から1μmの微粒子分散体を作成できる。この乳化重合の方法としては、水相成分に油相成を滴下しながら重合しても良いし、分子量調整のために重合開始剤を重合途中に再度添加して良い。
次に少なくともバインダー樹脂を含む第1の微粒子の分散体を、転相乳化法にて作成する方法の具体例を示す。
まず、微粒子分散液に凝集剤を添加する。凝集剤の添加量は、この微粒子の分散安定性により変わり、分散安定性が高い場合は多く、低い場合は少なくなる。また、凝集剤の種類によっても異なる。凝集剤として硫酸アルミニウムを使用する場合、微粒子に対して0.1〜50wt%、望ましくは、0.5〜10wt%添加すると良い。凝集剤を添加した後、例えば硫酸アルミニウムのような強い凝集性の凝集剤の場合、0.1〜10μmの凝集粒子径が得られる。一方、例えば塩化ナトリウムなど弱い凝集性の凝集剤の場合、凝集剤添加時に凝集が起こらないこともある。この添加する際、微粒子の急激な凝集を防ぐため、ロータ−ステーター型の分散機を使用すると良い。また、同じく急激な凝集を防ぐために、凝集剤を添加する前に、微粒子分散液にpH調整、界面活性剤の添加を行っても良い。これらの操作により、最終的に得られるトナーの粒子径を均一にするこが可能となる。
次に、加熱による融着を行う。この凝集粒子に、必要に応じpH調整剤、界面活性剤等の安定化剤の添加を行い、凝集粒子を安定化させた後、少なくともバインダー樹脂のTg以上に加熱を行うことにより、凝集粒子の表面を融着する。この融着により、最終的なトナー粒子のターゲット粒子径になる。
微粒子の種類や固形分濃度、凝集剤の種類によっては、凝集と融着が同時に行われることもある。
混練機としては、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。
乾燥装置としては、例えば真空乾燥機や気流式乾燥機、流動乾燥機などが好適に用いられる。
前記したように、上記のようなコア粒子の水性分散液に水溶性架橋剤ならびに水溶性高分子系カルボン酸および酸性pH調整剤を逐次に加えて、架橋反応を起させて、カプセル化トナー粒子の分散液を得た後、洗浄、固液分離、乾燥することにより、カプセル化トナー粒子が得られる。トナー粒子に外添剤を添加して、トナー得ることができる。
図1に示すように、4連タンデム方式のカラー複写機MFP(Multi-Function Peripheral)(e−studio 4520c)1は上方にスキャナ部2及び排紙部3を備える。
JIS K0070に従って測定した。但し、測定溶媒をアセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))とした。
ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー(以下「GPC」という)によるポリエチレングリコール換算の重量平均分子量であり、下記GPC測定条件により測定した。
<GPC分子量測定条件>
使用カラム:東ソー社製TSKguardColumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL
溶離液:水10999g、アセトニトリル6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物115.6gを溶かし、更に、酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液を用いる。
注入量:0.5%溶離液溶液100μL
溶離液流速:0.8mL/min
カラム温度:40℃
標準物質:ポリエチレングリコール、ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470
検出器:日本Waters社製 410 示差屈折検出器
解析ソフト:日本Waters社製 MILLENNIUM Ver.3.21
得られたトナーは、評価用に改造した電子写真複合機(東芝テック社製「e−STUDIO 3520c」)に投入し、未定着画像を作成し、評価用に改造した定着機(30mm/s)にて、2.5℃刻みに温度を変えて、オフセットを起こさない最低および最高定着温度を求めて、定着性を評価した。
保存性は、電子写真複合機本体中での温度及び輸送中での温度に耐えうる性能として、高温下で凝集や固化しないようなトナー性能である。保存性の評価方法は、トナーを100ccのポリエチレン製瓶へ20g投入し、所定の温度にて設定された恒温漕に8時間放置する。その後、42メッシュ(目開き:0.351mm)の篩が設置されたパウダーテスタPT-E(ホソカワミクロン社製)により、振動計(THERMO VIBRO VM4515S1)のメモリ0.6mmにて10秒間篩い、篩い上に残った重量にて判断する。篩い上に残るトナー量が多いトナーを、保存性が悪いトナーと判断する。この篩上重量は、できるだけ少ないことが望ましく、以下の実施例および比較例における評価は、以下の規準で行なった。A:0.01g以下、B:0.01gを超え、0.1g以下、C:0.1gより多量。
<摩擦帯電粒子の作成>
ポリエステル樹脂トナー(体積平均粒子径5.8μ) 8重量部
磁性キャリア(体積平均粒子径50μ)(パウダーテック社製) 92重量部
以上を混合した後、ターブラミキサーにて1時間撹拌し、摩擦帯電した現像剤を得た。
<コア粒子の作成>
ポリエステル樹脂(Mw:10000、Tg:50℃、Tm:90℃、酸価(AV):25)90重量部
ピグメントブルー15:3(クラリアント社製) 5重量部
ライスワックス 5重量部。
以上の成分を混合した後、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。
得られた混練品を粗粉砕機(ホソカワミクロン社製「バンタムミル」)にて体積平均粒径0.1mm以下に粗粉砕し、粗粒子を得た。
上記粗粒子30重量部、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3重量部、アルカリ性のpH調整剤としてジメチルアミノエタノール2重量部、イオン交換水65重量部を混合させ、分散液を調製した。
上記で得た乾燥状態のコア粒子:10重量部
架橋剤:オキサゾリン基を有する水溶性アクリルポリマー水溶液(日本触媒社製「エポクロスWS700」、オキサゾリン基1モル当たりの質量:220)(固形分25%)1.5重量部
イオン交換水:88.5重量部、を混合分散し、10%水酸化ナトリウム水溶液にてpH8に調整した後、パドル翼にて攪拌しながら50℃まで加熱をした。50℃に到達後、
水溶性高分子型カルボン酸としてポリアクリル酸(日本触媒社製「アクアリックHL415」、分子量1万、固形分45%)を固形分10%に希釈した水溶液を0.1重量部添加し、50℃にて8時間放置した(この時点でのpHは、約7)、その後、さらにコハク酸1%水溶液を20重量部添加して、pHを7から6まで低下させ、50℃にて8時間放置して、架橋反応を終了した。
コア粒子:10重量部
架橋剤:エポクロスWS700(日本触媒社製)(固形分25%)1.5重量部
イオン交換水:88.5重量部
を混合分散し、パドル翼にて攪拌しながら50℃まで加熱をした。50℃に到達後、
ポリアクリル酸(日本触媒社製「アクアリックHL415」、分子量1万)の固形分10%の水溶液
を0.1重量部添加し、50℃にて8時間放置した(この時点でのpHは、約8)、その後、さらにフマル酸1%水溶液を20重量部添加して、pHを8から7まで低下させ、さらに酢酸3%水溶液にてpH6に調整した後、50℃にて8時間放置して、架橋反応を終了した。
ポリアクリル酸水溶液の添加による架橋反応後の反応系に、コハク酸1%水溶液の代わりに、安息香酸ナトリウム1%水溶液を添加する以外は、実施例1と同様にして、電子写真用トナーを得た。
ポリアクリル酸水溶液の添加による架橋反応後の反応系に、コハク酸1%水溶液の代わりに、アビエチン酸ナトリウムを添加する以外は、実施例1と同様にして、電子写真用トナーを得た。
実施例1で用いたコア粒子:10重量部
架橋剤:オキサゾリン基を有する水溶性アクリルポリマー水溶液(日本触媒社製「エポクロスWS700」、オキサゾリン基1モル当たりの質量:220)(固形分25%)1.5重量部
酢酸3%水溶液:0.9重量部
イオン交換水:87.6重量部
を混合分散して、アミドエステル化反応を終結させたのち、10%水酸化ナトリウム水溶液を実施例1と同量添加した後(到達pHは約7)、パドル翼にて攪拌しながら50℃まで加熱をした。50℃に到達後、水溶性高分子型カルボン酸としてポリアクリル酸(日本触媒社製「アクアリックHL415」、分子量1万、固形分45%)を固形分10%に希釈した水溶液を0.1重量部添加し、50℃にて8時間放置した。その後、コハク酸1%水溶液の添加を行なわない以外は実施例1と同様にして、電子写真用トナーを得た。
上記実施例および比較例の概要および得られたトナーの評価結果をまとめて、次表1に示す。
Claims (5)
- 少なくともカルボシキル基を有するバインダー樹脂と着色剤を含有するコア粒子上に、カルボシキル基と架橋反応する水溶性高分子系架橋剤、水溶性高分子系カルボン酸および酸性pH調整剤により逐次処理して得られた架橋被覆層を有することを特徴とするトナー。
- 上記酸性pH調整剤が、上記水溶性高分子系カルボン酸より分子量の低いカルボシキル基を有する水溶性化合物である請求項1に記載のトナー。
- 上記水溶性化合物が、カルボシキル基を一つ有する化合物とカルボシキル基を複数有する化合物の組合せからなる請求項2に記載のトナー。
- 水性分散媒体中で、まずカルボシキル基を有するバインダー樹脂と着色剤を少なくとも含むコア粒子と、カルボシキル基と架橋反応する水溶性高分子系架橋剤とを混合し、次いで、水溶性高分子系カルボン酸および酸性pH調整剤を順次添加して混合して、架橋反応を起させることを特徴とするトナーの製造方法。
- 上記酸性pH調整剤が、上記水溶性高分子系カルボン酸より分子量の低いカルボシキル基を有する水溶性化合物である請求項4に記載のトナーの製造方法。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017151412A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
CN107121903A (zh) * | 2016-02-25 | 2017-09-01 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 静电潜像显影用调色剂 |
JP2018054891A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
JP2018185466A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
JP2019020621A (ja) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 磁性トナー |
JP2019053155A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 正帯電性トナー、2成分現像剤、及びトナー用外添剤 |
JP2019109428A (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | トナー |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006317715A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナー用樹脂粒子分散液 |
JP2008076778A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Sharp Corp | 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 |
JP2009058927A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-03-19 | Kao Corp | 電子写真用トナーの製造方法 |
JP2013019973A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Toshiba Tec Corp | 消色性トナーおよびその製造方法 |
JP2013019971A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Toshiba Tec Corp | 消色性トナーおよびその製造方法 |
JP2013019972A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Toshiba Tec Corp | トナーおよびその製造方法 |
JP2013109326A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Toshiba Tec Corp | トナーおよびその製造方法 |
JP2014078028A (ja) * | 2013-12-10 | 2014-05-01 | Toshiba Tec Corp | 消色性トナーおよびその製造方法 |
-
2012
- 2012-10-17 JP JP2012229777A patent/JP5616941B2/ja active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006317715A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナー用樹脂粒子分散液 |
JP2008076778A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-04-03 | Sharp Corp | 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 |
JP2009058927A (ja) * | 2007-08-08 | 2009-03-19 | Kao Corp | 電子写真用トナーの製造方法 |
JP2013019973A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Toshiba Tec Corp | 消色性トナーおよびその製造方法 |
JP2013019971A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Toshiba Tec Corp | 消色性トナーおよびその製造方法 |
JP2013019972A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Toshiba Tec Corp | トナーおよびその製造方法 |
JP2013109326A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Toshiba Tec Corp | トナーおよびその製造方法 |
JP2014078028A (ja) * | 2013-12-10 | 2014-05-01 | Toshiba Tec Corp | 消色性トナーおよびその製造方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017151412A (ja) * | 2016-02-25 | 2017-08-31 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
CN107121903A (zh) * | 2016-02-25 | 2017-09-01 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 静电潜像显影用调色剂 |
CN107121903B (zh) * | 2016-02-25 | 2020-11-06 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 静电潜像显影用调色剂 |
JP2018054891A (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
JP2018185466A (ja) * | 2017-04-27 | 2018-11-22 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電潜像現像用トナー |
JP2019020621A (ja) * | 2017-07-19 | 2019-02-07 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 磁性トナー |
JP2019053155A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 正帯電性トナー、2成分現像剤、及びトナー用外添剤 |
JP2019109428A (ja) * | 2017-12-20 | 2019-07-04 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | トナー |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5616941B2 (ja) | 2014-10-29 |
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