JP2014002264A - 静電潜像現像用トナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】処理負荷の高い排水の発生量を低減しつつ、保存安定性、低温定着性、及び定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できる静電潜像現像用トナーを製造できる、静電潜像現像用トナーの製造方法を提供すること。
【解決手段】中和された結着樹脂を含む溶融液を調製する工程と、溶融液に水性液を加えて、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程と、水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程と、着色剤微粒子分散液が加えられた水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程と、凝集粒子を加熱する工程とを含む方法により静電潜像現像用トナーを製造する。
【選択図】なし
【解決手段】中和された結着樹脂を含む溶融液を調製する工程と、溶融液に水性液を加えて、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程と、水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程と、着色剤微粒子分散液が加えられた水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程と、凝集粒子を加熱する工程とを含む方法により静電潜像現像用トナーを製造する。
【選択図】なし
Description
本発明は、静電潜像現像用トナーの製造方法に関する。
一般に電子写真法においては、静電潜像担持体の表面をコロナ放電等により帯電させた後、レーザー等により露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成し、さらにこのトナー像を記録媒体に転写して高品質な画像を得ている。通常これらの現像法に適用するトナーには熱可塑性樹脂等の結着樹脂に、着色剤、電荷制御剤、離型剤、磁性材料等を混合して混練、粉砕、分級を行い平均粒径5〜10μmのトナー粒子としたものが用いられる。そしてトナーに流動性を付与したり、トナーの帯電制御を行ったり、クリーニング性を向上させたりする目的で、シリカや酸化チタン等の無機微粉末等がトナーに外添されている。
かかるトナーに関して、近年、画像の高画質化の要求から、トナーの粒子径を小さくして解像度を向上させることが望まれている。高画質な画像を出力するためには、トナーの平均粒子径を5μm程度に小径化することが有効である。
トナーを小径化する方法としては、例えば、トナー粒子の原料である樹脂や顔料等を乳化分散させて、それらを凝集させてトナー粒子を形成する方法が挙げられる。しかし、この方法では、有機溶剤や、多量の界面活性剤が使用されることが多く、COD値やBOD値の高い排水が多量に生じる問題がある。
このような問題を解決するために、トナーの製造に用いる樹脂乳化液を、有機溶剤を用いずに製造する方法(特許文献1参照)や、トナー粒子の調製に用いる樹脂、顔料等の乳化分散液の調製時に、有機溶剤等を用いないトナーの製造方法(特許文献2参照)が提案されている。
しかし、特許文献1に記載の方法により得られる樹脂乳化液を用いる方法や、特許文献2に記載の方法によりトナーを製造したとしても、トナーに離型剤を所望の量含有させる場合、トナーの製造工程において、多量の分散剤(界面活性剤)を用いる必要がある場合がある。そして、トナーは分散剤を含有しないのが好ましいため、このような方法でトナーを製造する場合、通常、トナーを製造した後に、トナーを水等により洗浄して、トナーから分散剤を除去する。このような場合、分散剤の除去に多量の水等が必要になり、多量の排水が生じてしまう。
分散剤の使用量を減らせば、排水の発生量は、当然低減する。しかし、この場合、トナー中に所望の量の離型剤を含有させにくくなるため、低温定着性や定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できるトナーを得にくくなる。
また、分散剤の使用量を減らす場合、樹脂微粒子、顔料微粒子、及び離型剤微粒子等を凝集させてトナー粒子を形成する際に、離型剤微粒子同士の凝集や、トナー粒子表面への離型剤の染み出しが生じやすくなる。この場合、高温高湿環境下でトナーを保存しても、トナー粒子同士の凝集が生じにくい、保存安定性に優れるトナーを得にくくなる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、排水の発生量を低減しつつ、保存安定性、低温定着性、及び定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できる静電潜像現像用トナーを製造できる、静電潜像現像用トナーの製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の工程(I)〜(V);
工程(I):塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する工程、
工程(II):前記溶融液に水性液を加えることにより、前記結着樹脂と前記離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程、
工程(III):前記水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程、
工程(IV):前記着色剤微粒子分散液が加えられた、前記水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、前記結着樹脂と前記離型剤と前記着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程、及び
工程(V):前記凝集粒子を、前記結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、前記結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する工程、
を含み、
前記結着樹脂が酸価が10mgKOH/g以上であるポリエステ樹脂であり、
前記水性液が、水、又は、離型剤微粒子の水性分散液である、
静電潜像現像用トナーの製造方法に関する。
工程(I):塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する工程、
工程(II):前記溶融液に水性液を加えることにより、前記結着樹脂と前記離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程、
工程(III):前記水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程、
工程(IV):前記着色剤微粒子分散液が加えられた、前記水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、前記結着樹脂と前記離型剤と前記着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程、及び
工程(V):前記凝集粒子を、前記結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、前記結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する工程、
を含み、
前記結着樹脂が酸価が10mgKOH/g以上であるポリエステ樹脂であり、
前記水性液が、水、又は、離型剤微粒子の水性分散液である、
静電潜像現像用トナーの製造方法に関する。
本発明によれば、処理負荷の高い排水の発生量を低減しつつ、保存安定性、低温定着性、及び定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できる静電潜像現像用トナーを製造できる、静電潜像現像用トナーの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の要旨を限定するものではない。
本発明は、以下の工程(I)〜(V)を含む静電潜像現像用トナーの製造方法である。本発明のトナーの製造方法では
工程(I):塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する工程、
工程(II):前記溶融液に水性液を加えることにより、前記結着樹脂と前記離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程、
工程(III):前記水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程、
工程(IV):前記着色剤微粒子分散液が加えられた、前記水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、前記結着樹脂と前記離型剤と前記着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程、及び
工程(V):前記凝集粒子を、前記結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、前記結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する工程、
を含む、静電潜像現像用トナーの製造方法に関する。
以下、本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法において使用されるトナー材料、及び静電潜像現像用トナーの製造方法について順に説明する。
工程(I):塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する工程、
工程(II):前記溶融液に水性液を加えることにより、前記結着樹脂と前記離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程、
工程(III):前記水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程、
工程(IV):前記着色剤微粒子分散液が加えられた、前記水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、前記結着樹脂と前記離型剤と前記着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程、及び
工程(V):前記凝集粒子を、前記結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、前記結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する工程、
を含む、静電潜像現像用トナーの製造方法に関する。
以下、本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法において使用されるトナー材料、及び静電潜像現像用トナーの製造方法について順に説明する。
≪トナー材料≫
本発明の静電潜像現像用トナー(以下トナーともいう)の製造方法により得られるトナーは、結着樹脂と、着色剤と、離型剤とを必須に含み、必要に応じ、電荷制御剤、磁性粉等を含んでいてもよい。また、本発明のトナーの製造方法により得られるトナーは、必要に応じ、その表面に外添剤が付着されたものであってもよい。また、本発明のトナーの製造方法により得られるトナーは、所望のキャリアと混合して2成分現像剤として使用することもできる。以下、トナーの製造に用いる、必須、又は任意の材料である、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、磁性粉と、外添剤と、トナーを2成分現像剤として用いる場合に使用するキャリアとについて順に説明する。
本発明の静電潜像現像用トナー(以下トナーともいう)の製造方法により得られるトナーは、結着樹脂と、着色剤と、離型剤とを必須に含み、必要に応じ、電荷制御剤、磁性粉等を含んでいてもよい。また、本発明のトナーの製造方法により得られるトナーは、必要に応じ、その表面に外添剤が付着されたものであってもよい。また、本発明のトナーの製造方法により得られるトナーは、所望のキャリアと混合して2成分現像剤として使用することもできる。以下、トナーの製造に用いる、必須、又は任意の材料である、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、磁性粉と、外添剤と、トナーを2成分現像剤として用いる場合に使用するキャリアとについて順に説明する。
〔結着樹脂〕
本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法では、結着樹脂として、酸価が10mgKOH/g以上であるポリエステル樹脂が用いられる。ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合や共縮重合によって得られるものを使用できる。ポリエステル樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のアルコール成分やカルボン酸成分が挙げられる。
本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法では、結着樹脂として、酸価が10mgKOH/g以上であるポリエステル樹脂が用いられる。ポリエステル樹脂は、アルコール成分とカルボン酸成分との縮重合や共縮重合によって得られるものを使用できる。ポリエステル樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のアルコール成分やカルボン酸成分が挙げられる。
2価又は3価以上のアルコール成分の具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、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グリコール等のジオール類;ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等のビスフェノール類;ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の3価以上のアルコール類が挙げられる。
2価又は3価以上のカルボン酸成分の具体例としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、1,10−デカンジカルボン酸、マロン酸、或いはn−ブチルコハク酸、n−ブテニルコハク酸、イソブチルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等のアルキル又はアルケニルコハク酸等の2価カルボン酸;1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸等の3価以上のカルボン酸等が挙げられる。これらの2価又は3価以上のカルボン酸成分は、酸ハライド、酸無水物、低級アルキルエステル等のエステル形成性の誘導体として用いてもよい。ここで、「低級アルキル」とは、炭素原子数1から6のアルキル基を意味する。
ポリエステル樹脂の酸価は、10mgKOH/g以上である。ポリエステル樹脂の酸価が低すぎる場合、後述の工程(II)において、水中油型エマルジョンを形成させにくい。また、ポリエステル樹脂の酸価は、ポリエステル樹脂の合成に使用されるアルコール成分が有する水酸基と、カルボン酸成分が有するカルボキシル基との、官能基のバランスを調整することによって調整できる。なお、後述の工程(IV)において、微粒子の凝集が良好に進行しやすい点で、ポリエステル樹脂の酸価は10〜40mgKOH/gが好ましい。
ポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、ポリエステル樹脂のTgは、45〜60℃が好ましい。ポリエステル樹脂のTgが低すぎる場合、トナー粒子全体の強度が低下しやすく、高温多湿環境下でトナー粒子の凝集が生じる場合がある。ポリエステル樹脂のTgが高すぎる場合、トナーを低温で良好に定着しにくくなる場合がある。
ポリエステル樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、比熱の変化点から求めることができる。より具体的には、測定装置としてセイコーインスツルメンツ株式会社製示差走査熱量計DSC−6200を用い、吸熱曲線を測定することで求めることができる。測定試料10mgをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを使用し、測定温度範囲25〜200℃、昇温速度10℃/minで常温常湿下にて測定して得られた吸熱曲線よりガラス転移点を求めることができる。
ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、1,000〜20,000が好ましい。また、数平均分子量(Mn)と質量平均分子量(Mw)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、1〜5が好ましい。ポリエステル樹脂の分子量分布をかかる範囲とすることで、オフセットの発生を抑制しやすくなり、また、オフセットが生じない温度範囲の広いトナーを得やすくなる。ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)と質量平均分子量(Mw)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定することができる。
〔離型剤〕
静電潜像現像用トナーは、定着性や耐オフセット性を向上させる目的で、離型剤を含む。離型剤の種類は、従来からトナー用の離型剤として使用されているものであれば特に限定されない。
静電潜像現像用トナーは、定着性や耐オフセット性を向上させる目的で、離型剤を含む。離型剤の種類は、従来からトナー用の離型剤として使用されているものであれば特に限定されない。
好適な離型剤としては、例えば、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、ポリオレフィン共重合物、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、及びフィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックス、及び酸化ポリエチレンワックスのブロック共重合体等の脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ホホバろう、及びライスワックス等の植物系ワックス;みつろう、ラノリン、及び鯨ろう等の動物系ワックス;オゾケライト、セレシン、及びベトロラクタム等の鉱物系ワックス;モンタン酸エステルワックス、及びカスターワックス等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックス等の脂肪酸エステルを一部、又は全部を脱酸化したワックスがあげられる。
好適に使用できる離型剤としては、さらに、パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸、及びさらに長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルカルボン酸類等の飽和直鎖脂肪酸;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、及びバリナリン酸等の不飽和脂肪酸;ステアリルアルコール、エイコシルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコール、及びさらに長鎖のアルキル基を有する長鎖アルキルアルコール等の飽和アルコール;ソルビトール等の多価アルコール;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、及びラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、及びヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等の飽和脂肪酸ビスアミド;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド類、m−キシレンビスステアリン酸アミド、及びN,N’−ジステアリルイソフタル酸アミド等の芳香族系ビスアミド;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、及びステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩;脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸等のビニル系モノマーをグラフト化させたワックス;ベヘニン酸モノグリセリド等の脂肪酸と多価アルコールとの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物が挙げられる。
離型剤の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的な離型剤の使用量は、後述するトナーの製造方法の工程(I)で調製される溶融液の質量に対して、0.1〜30質量部が好ましく、5〜20質量がより好ましい。離型剤の使用量が過少である場合、形成画像におけるオフセットや像スミアリングの発生の抑制について所望の効果が得られない場合があり、離型剤の使用量が過多である場合、トナー同士の融着によってトナーの保存安定性が低下する場合がある。後述する本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法によれば、多量の離型剤を用いる場合であっても、トナー表面からの離型剤の脱落や、トナー内部からの離型剤の染み出しが抑制されるため、低温定着性と、耐熱保存性とが両立されたトナーを得やすい。
〔着色剤〕
静電潜像現像用トナーに含まれる着色剤は、トナー粒子の色に合わせて、公知の顔料や染料を用いることができる。トナーに添加することができる好適な着色剤の具体例としては以下の着色剤が挙げられる。
静電潜像現像用トナーに含まれる着色剤は、トナー粒子の色に合わせて、公知の顔料や染料を用いることができる。トナーに添加することができる好適な着色剤の具体例としては以下の着色剤が挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラックが挙げられる。また、黒色着色剤としては後述するイエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤等の着色剤を用いて黒色に調色された着色剤も利用することができる。カラートナー用着色剤としては、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、シアン着色剤等が挙げられる。
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、及びアリルアミド化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191、194等が挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、及びペリレン化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、19、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、及び254等が挙げられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物、銅フタロシアニン誘導体、アントラキノン化合物、及び塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が挙げられる。
これら着色剤の各色は、単独又は混合して用いることができる。着色剤の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的には、結着樹脂100質量部に対して、1〜30質量部が好ましい。
〔電荷制御剤〕
静電潜像現像用トナーは、必要に応じ、電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、トナーの帯電レベルの安定性や、所定の帯電レベルに短時間でトナーを帯電可能か否かの指標となる帯電立ち上がり特性を向上させ、耐久性や安定性に優れたトナーを得る目的で使用される。トナーを正帯電させて現像を行う場合、正帯電性の電荷制御剤が使用され、トナーを負帯電させて現像を行う場合、負帯電性の電荷制御剤が使用される。
静電潜像現像用トナーは、必要に応じ、電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、トナーの帯電レベルの安定性や、所定の帯電レベルに短時間でトナーを帯電可能か否かの指標となる帯電立ち上がり特性を向上させ、耐久性や安定性に優れたトナーを得る目的で使用される。トナーを正帯電させて現像を行う場合、正帯電性の電荷制御剤が使用され、トナーを負帯電させて現像を行う場合、負帯電性の電荷制御剤が使用される。
電荷制御剤の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来よりトナーに使用されている電荷制御剤から適宜選択できる。正帯電性の電荷制御剤の具体例としては、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、オルトオキサジン、メタオキサジン、パラオキサジン、オルトチアジン、メタチアジン、パラチアジン、1,2,3−トリアジン、1,2,4−トリアジン、1,3,5−トリアジン、1,2,4−オキサジアジン、1,3,4−オキサジアジン、1,2,6−オキサジアジン、1,3,4−チアジアジン、1,3,5−チアジアジン、1,2,3,4−テトラジン、1,2,4,5−テトラジン、1,2,3,5−テトラジン、1,2,4,6−オキサトリアジン、1,3,4,5−オキサトリアジン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン等のアジン化合物;アジンファストレッドFC、アジンファストレッド12BK、アジンバイオレットBO、アジンブラウン3G、アジンライトブラウンGR、アジンダークグリ−ンBH/C、アジンディ−プブラックEW、及びアジンディープブラック3RL等のアジン化合物からなる直接染料;ニグロシン、ニグロシン塩、ニグロシン誘導体等のニグロシン化合物;ニグロシンBK、ニグロシンNB、ニグロシンZ等のニグロシン化合物からなる酸性染料;ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩類;アルコキシル化アミン;アルキルアミド;ベンジルメチルヘキシルデシルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウムクロライド等の4級アンモニウム塩が挙げられる。これらの正帯電性の電荷制御剤の中では、より迅速な立ち上がり性が得られる点で、ニグロシン化合物が特に好ましい。これらの正帯電性の電荷制御剤は、2種以上を組み合わせて使用できる。
官能基として4級アンモニウム塩、カルボン酸塩、又はカルボキシル基を有する樹脂も正帯電性の電荷制御剤として使用できる。より具体的には、4級アンモニウム塩を有するスチレン系樹脂、4級アンモニウム塩を有するアクリル系樹脂、4級アンモニウム塩を有するスチレン−アクリル系樹脂、4級アンモニウム塩を有するポリエステル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン系樹脂、カルボン酸塩を有するアクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するスチレン−アクリル系樹脂、カルボン酸塩を有するポリエステル系樹脂、カルボキシル基を有するスチレン系樹脂、カルボキシル基を有するアクリル系樹脂、カルボキシル基を有するスチレン−アクリル系樹脂、カルボキシル基を有するポリエステル系樹脂等の1種又は2種以上が挙げられる。これらの樹脂の分子量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、オリゴマーであってもポリマーであってもよい。
正帯電性の電荷制御剤として使用できる樹脂の中では、帯電量を所望の範囲内の値に容易に調節することができる点から、4級アンモニウム塩を官能基として有するスチレン−アクリル系樹脂がより好ましい。4級アンモニウム塩を官能基として有するスチレン−アクリル系樹脂において、スチレン単位と共重合させる好ましいアクリル系コモノマーの具体例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸iso−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸iso−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタアクリル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸n−ブチル、メタアクリル酸iso−ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。
また、4級アンモニウム塩としては、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノ(メタ)アクリルアミド、又はジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドから第4級化の工程を経て誘導される単位が用いられる。ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられ、ジアルキル(メタ)アクリルアミドの具体例としてはジメチルメタクリルアミドが挙げられ、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミドの具体例としては、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミドが挙げられる。また、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシ基含有重合性モノマーを重合時に併用することもできる。
負帯電性の電荷制御剤の具体例としては、例えば、有機金属錯体、キレート化合物等が挙げられる。有機金属錯体、及びキレート化合物としては、アルミニウムアセチルアセトナートや鉄(II)アセチルアセトナート等のアセチルアセトン金属錯体、及び、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸クロム等のサリチル酸系金属錯体又はサリチル酸系金属塩が好ましく、サリチル酸系金属錯体又はサリチル酸系金属塩がより好ましい。これらの負帯電性の電荷制御剤は、2種以上を組み合わせて使用できる。
正帯電性又は負帯電性の電荷制御剤の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。正帯電性又は負帯電性の電荷制御剤の使用量は、典型的には、トナー全量を100質量部とした場合に、1.5〜15質量部が好ましく、2.0〜8.0質量部がより好ましく、3.0〜7.0質量部が特に好ましい。電荷制御剤の使用量が過少である場合、所定の極性にトナーを安定して帯電させ難いため、形成画像の画像濃度が所望する値を下回ったり、画像濃度の長期にわたる維持が困難になったりすることがある。また、かかる場合、電荷制御剤が均一に分散し難く、形成画像にかぶりが生じやすくなったり、潜像担持部の汚染が起こりやすくなったりする。電荷制御剤の使用量が過多である場合、耐環境性の悪化による、高温高湿下での帯電不良に起因する形成画像における画像不良や、潜像担持部の汚染等が起こりやすくなる。
〔磁性粉〕
静電潜像現像用トナーには、所望により、磁性粉を配合することができる。磁性粉の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。好適な磁性粉の例としては、フェライト、マグネタイト等の鉄;コバルト、ニッケル等の強磁性金属;鉄、及び/又は強磁性金属を含む合金;鉄、及び/又は強磁性金属を含む化合物;熱処理等の強磁性化処理を施された強磁性合金;二酸化クロムが挙げられる。
静電潜像現像用トナーには、所望により、磁性粉を配合することができる。磁性粉の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。好適な磁性粉の例としては、フェライト、マグネタイト等の鉄;コバルト、ニッケル等の強磁性金属;鉄、及び/又は強磁性金属を含む合金;鉄、及び/又は強磁性金属を含む化合物;熱処理等の強磁性化処理を施された強磁性合金;二酸化クロムが挙げられる。
磁性粉の粒子径は、本発明の目的を阻害しない範囲で限定されない。具体的な磁性粉の粒子径は、0.1〜1.0μmが好ましく、0.1〜0.5μmがより好ましい。かかる範囲の粒子径の磁性粉を用いる場合、結着樹脂中に磁性粉を均一に分散させやすい。
磁性粉は、トナー中での分散性を改良する目的等で、チタン系カップリング剤やシラン系カップリング剤等の表面処理剤により表面処理されたものを使用できる。
磁性粉の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。具体的な磁性粉の使用量は、トナーを1成分現像剤として使用する場合、トナー全量を100質量部とした場合に、35〜60質量部が好ましく、40〜60質量部がより好ましい。磁性粉の使用量が過多である場合、画像濃度の耐久性が低下したり、定着性が極度に低下したりする場合があり、磁性粉の使用量が過少である場合、形成画像にカブリが発生しやすくなることにより画像濃度の耐久性が低下する場合がある。また、トナーを2成分現像剤として使用する場合、磁性粉の使用量は、トナー全量を100質量部とした場合に、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましい。
〔外添剤〕
本発明の方法により得られる静電潜像現像用トナーは、所望によりその表面を外添剤により処理されていてもよい。外添剤の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来からトナー用に使用されている外添剤から適宜選択できる。好適な外添剤の具体例としては、シリカや、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物が挙げられる。これらの外添剤は、2種以上を組み合わせて使用できる。また、これらの外添剤は、アミノシランカップリング剤やシリコーンオイル等の疎水化剤により疎水化して使用することもできる。疎水化された外添剤を用いる場合、高温高湿下でのトナーの帯電量の低下を抑制しやすく、流動性に優れるトナーを得やすい。
本発明の方法により得られる静電潜像現像用トナーは、所望によりその表面を外添剤により処理されていてもよい。外添剤の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、従来からトナー用に使用されている外添剤から適宜選択できる。好適な外添剤の具体例としては、シリカや、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム等の金属酸化物が挙げられる。これらの外添剤は、2種以上を組み合わせて使用できる。また、これらの外添剤は、アミノシランカップリング剤やシリコーンオイル等の疎水化剤により疎水化して使用することもできる。疎水化された外添剤を用いる場合、高温高湿下でのトナーの帯電量の低下を抑制しやすく、流動性に優れるトナーを得やすい。
外添剤の粒子径は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、典型的には0.01〜1.0μmが好ましい。
外添剤の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。外添剤の使用量は、典型的には、外添処理前のトナー粒子100質量部に対して0.1〜10質量部が好ましく、0.2〜5質量部がより好ましい。
〔キャリア〕
本発明の方法により得られる静電潜像現像用トナーは、所望のキャリアと混合して2成分現像剤として使用することもできる。2成分現像剤を調製する場合、磁性キャリアを用いるのが好ましい。
本発明の方法により得られる静電潜像現像用トナーは、所望のキャリアと混合して2成分現像剤として使用することもできる。2成分現像剤を調製する場合、磁性キャリアを用いるのが好ましい。
静電潜像現像用トナーを2成分現像剤とする場合の好適なキャリアとしては、キャリア芯材が樹脂により被覆されたものが挙げられる。キャリア芯材の具体例としては、鉄、酸化処理鉄、還元鉄、マグネタイト、銅、ケイ素鋼、フェライト、ニッケル、コバルト等の粒子や、これらの材料とマンガン、亜鉛、アルミニウム等との合金の粒子、鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金等の粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム等のセラミックスの粒子、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の高誘電率物質の粒子、樹脂中に上記磁性粒子を分散させた樹脂キャリア等が挙げられる。
キャリア芯材を被覆する樹脂の具体例としては、(メタ)アクリル系重合体、スチレン系重合体、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体、オレフィン系重合体(ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、セルロース樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等)、フェノール樹脂、キシレン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、アミノ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は2種以上を組み合わせて使用できる。
キャリアの粒子径は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、電子顕微鏡により測定される粒子径で、20〜120μmが好ましく、25〜80μmがより好ましい。
本発明の方法により製造されるトナーを2成分現像剤として用いる場合、トナーの含有量は、2成分現像剤の質量に対して、3〜20質量%が好ましく、5〜15質量%が好ましい。2成分現像剤におけるトナーの含有量をこのような範囲とすることにより、形成画像において適度な画像濃度を維持し、現像装置からのトナー飛散の抑制によって画像形成装置内部の汚染や転写紙等へのトナーの付着を抑制できる。
以上説明した材料を用いて、以下説明する方法によって、静電潜像現像用トナーが調製される。
≪静電潜像現像用トナーの製造方法≫
本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法は、以下の工程(I)〜(V)を少なくとも含む。
工程(I):塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する工程、
工程(II):溶融液に水性液を加えることにより、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程、
工程(III):水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程、
工程(IV):着色剤微粒子分散液が加えられた、水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程、及び
工程(V):凝集粒子を、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する工程。
本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法は、以下の工程(I)〜(V)を少なくとも含む。
工程(I):塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する工程、
工程(II):溶融液に水性液を加えることにより、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程、
工程(III):水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程、
工程(IV):着色剤微粒子分散液が加えられた、水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程、及び
工程(V):凝集粒子を、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する工程。
本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法は、上記の工程(I)〜(V)を含むため、排水の発生量を低減しつつ、保存安定性、低温定着性、及び定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できる静電潜像現像用トナーを製造できる。
また、本発明の静電潜像現像用トナーの製造方法は、上記工程(I)〜(V)に加え、必要に応じ、以下の工程(VI)〜(VIII)を含んでいてもよい。
工程(VI):工程(V)で得られたトナーを洗浄する、洗浄工程。
工程(VII):工程(V)で得られたトナーを乾燥する、乾燥工程。
工程(VIII):工程(V)で得られたトナーの表面に外添剤を付着させる、外添工程。
工程(VI):工程(V)で得られたトナーを洗浄する、洗浄工程。
工程(VII):工程(V)で得られたトナーを乾燥する、乾燥工程。
工程(VIII):工程(V)で得られたトナーの表面に外添剤を付着させる、外添工程。
以下、(I)〜(VIII)の工程について順に説明する。
[工程(I)]
工程(I)では、塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する。以下、溶融液の調製、及び界面活性剤について説明する。
工程(I)では、塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する。以下、溶融液の調製、及び界面活性剤について説明する。
〔溶融液の調製〕
溶融液の調製では、まず、結着樹脂を、結着樹脂の融点以上の温度まで加熱して、溶融状態の結着樹脂を得る溶融処理が行われる。溶融処理における加熱温度は、溶融液に含まれる成分が均一に溶融する限り特に限定されないが、結着樹脂であるポリエステル樹脂の融点より10〜30℃高い温度が好ましい。なお、溶融液は、結着樹脂に加え、離型剤を含んでいてもよい。
溶融液の調製では、まず、結着樹脂を、結着樹脂の融点以上の温度まで加熱して、溶融状態の結着樹脂を得る溶融処理が行われる。溶融処理における加熱温度は、溶融液に含まれる成分が均一に溶融する限り特に限定されないが、結着樹脂であるポリエステル樹脂の融点より10〜30℃高い温度が好ましい。なお、溶融液は、結着樹脂に加え、離型剤を含んでいてもよい。
溶融液に離型剤を含有させる方法は特に限定されない。溶融液に離型剤を含有させる好適な方法としては、(i)固体状態の結着樹脂と離型剤とを混合した後に、得られる混合物を溶融させる方法、(ii)離型剤を加熱して溶融させた後に、離型剤に結着樹脂を加えて、両者を加熱して溶融させる方法、及び(iii)結着樹脂を加熱して溶融させた後に、結着樹脂に離型剤を加えて、両者を加熱して溶融させる方法が挙げられる。
また、溶融液には、界面活性剤を含有させることができる。溶融液に、界面活性剤を含有させる場合、後述する工程(II)で、分散安定性に優れる水中油型エマルジョンを形成することができる。他方で、溶融液が界面活性剤を含まないことも好ましい。この場合、トナーを製造する際の洗浄水量を低減することができるからである。
溶融液に配合できる界面活性剤は特に限定されず、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、及びノニオン系界面活性剤からなる群より適宜選択できる。アニオン系界面活性剤の例としては、硫酸エステル塩型界面活性剤、スルホン酸塩型界面活性剤、リン酸エステル塩型界面活性剤、及び石鹸等が挙げられる。カチオン系界面活性剤の例としては、アミン塩型界面活性剤、及び4級アンモニウム塩型界面活性剤等が挙げられる。ノニオン界面活性剤の例としては、ポリエチレングリコール型界面活性剤、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物型界面活性剤、及びグリセリン、ソルビトール、ソルビタン等の多価アルコールの誘導体である多価アルコール型界面活性剤等が挙げられる。これらの界面活性剤の中では、アニオン系界面活性剤、及びノニオン系界面活性剤の少なくとも一方を用いるのが好ましい。これらの界面活性剤は、1種を用いても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
アニオン系界面活性剤として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩が好ましい。ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩の中では、下記式(1)で表わされるものが好ましい。
R1−O−(CH2CH2O)p−SO3M・・・(1)
(式(1)中、R1はアルキル基であり、Mは1価のカチオンであり、pは1〜50の整数である。)
R1−O−(CH2CH2O)p−SO3M・・・(1)
(式(1)中、R1はアルキル基であり、Mは1価のカチオンであり、pは1〜50の整数である。)
R1は、直鎖アルキル基でもよく、分岐鎖アルキル基でもよく、直鎖アルキル基が好ましい。また、R1は、不飽和結合を有していてもよい。R1の炭素原子数は、10〜20が好ましく、12〜18がより好ましい。pは1〜50の整数である。微粒子の粒子径を好適な範囲に制御しやすいことから、pは1〜30の整数が好ましく、2〜20の整数がより好ましい。Mは1価のカチオンである。微粒子の粒子径を好適な範囲に制御しやすいことから、Mはナトリウムイオン、カリウムイオン、又はアンモニウムイオンが好ましく、ナトリウムイオン、又はアンモニウムイオンがより好ましく、ナトリウムイオンが特に好ましい。
なお、上記のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は、ノニオン界面活性剤と共に用いるのが好ましい。この場合に使用されるノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテルが好ましい。後述する工程(II)において水中油型エマルジョンを形成する際に、工程(I)で調製される溶融液の微粒子化が良好に進行し、分散安定性に優れる水中油型エマルジョンを得やすいためである。
界面活性剤の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、界面活性剤の使用量は、結着樹脂の質量に対して、5〜15質量%が好ましい。
溶融状態となった結着樹脂を、撹拌装置にて撹拌しながら、塩基性化合物で中和する中和処理が行われる。溶融状態の結着樹脂を撹拌するために用いられる撹拌装置は、例えば、混合・混錬装置(ハイビスディスパーミックス(プライミクス株式会社))、及びプラネタリーデスパ(浅田鉄工株式会社)等が挙げられ、結着樹脂を溶融状態に保持するため、さらに、温度調整が可能なジャッケトを備える撹拌装置が好ましい。
結着樹脂を中和する塩基性化合物は、結着樹脂として用いられる、酸価が10mgKOH/g以上のポリエステル樹脂を好適に中和することができれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。酸価が10mgKOH/g以上のポリエステル樹脂を好適に中和することができる塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナトリウム、及び炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩、炭酸水素ナトリウム、及び炭酸水素カリウム等のアルカリ金属炭酸水素塩、N,N−ジメチルエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン、トリブタノールアミン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、n−ブチルアミン、イソプロピルアミン、モノメタノールアミン、モルホリン、メトキシプロピルアミン、ピリジン、ビニルピリジン等の含窒素有機塩基が挙げられる。これらの塩基性化合物は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
塩基性化合物の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、溶融状態となった結着樹脂の中和度が、50%以上となる使用量が好ましく、60〜100%となる使用量がより好ましい。なお、中和度は、下式で表される。
中和度(%)=100−(中和後の酸基のモル数/中和前の酸基のモル数)×100
中和度(%)=100−(中和後の酸基のモル数/中和前の酸基のモル数)×100
[工程(II)]
工程(II)では、溶融液に水性液を加えることにより、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる。工程(II)で得られる水中油型エマルジョンは、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有するため、水中油型エマルジョンの形成は、結着樹脂と離型剤とが共存する状態で行われる。工程(I)で得られる溶融液は、離型剤を含まない場合がある。この場合、水性液として、離型剤微粒子の水性分散液を用いることにより、結着樹脂と離型剤とが共存する状態で、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させることができる。以下、水中油型エマルジョンの形成、及び水性液について説明する。
工程(II)では、溶融液に水性液を加えることにより、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる。工程(II)で得られる水中油型エマルジョンは、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有するため、水中油型エマルジョンの形成は、結着樹脂と離型剤とが共存する状態で行われる。工程(I)で得られる溶融液は、離型剤を含まない場合がある。この場合、水性液として、離型剤微粒子の水性分散液を用いることにより、結着樹脂と離型剤とが共存する状態で、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させることができる。以下、水中油型エマルジョンの形成、及び水性液について説明する。
〔水中油型エマルジョンの形成〕
水中油型エマルジョンは、工程(I)得られた溶融液を撹拌しながら、結着樹脂と離型剤とが共存する状態で、溶融液に対して撹水性液を加えて得ることができる。結着樹脂と離型剤との共存下において、溶融液に水性液を加えることによって、離型剤同士の凝集等を抑制しつつ、結着樹脂中に多量の離型剤を含有する、結着樹脂と離型剤とを含む水中油型エマルジョンを形成できる。水性液を加える際、溶融液の急激な温度変化を避けるために、水性液の温度は、溶融液の温度に対し、−10〜+5℃が好ましい。
水中油型エマルジョンは、工程(I)得られた溶融液を撹拌しながら、結着樹脂と離型剤とが共存する状態で、溶融液に対して撹水性液を加えて得ることができる。結着樹脂と離型剤との共存下において、溶融液に水性液を加えることによって、離型剤同士の凝集等を抑制しつつ、結着樹脂中に多量の離型剤を含有する、結着樹脂と離型剤とを含む水中油型エマルジョンを形成できる。水性液を加える際、溶融液の急激な温度変化を避けるために、水性液の温度は、溶融液の温度に対し、−10〜+5℃が好ましい。
なお、工程(II)では、水中油型エマルジョンを形成する際に、必要に応じて界面活性剤を用いることができる。工程(II)で使用できる界面活性剤の種類及び量は、工程(I)について説明した、好適な界面活性剤の種類、及び使用量と同様である。
〔水性液〕
水性液は、水を主成分とする液体であれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に制限されない。水性液に含まれる水は、上水、工業用水、蒸留水、イオン交換水等から適宜選択できる。
水性液は、水を主成分とする液体であれば、本発明の目的を阻害しない範囲で特に制限されない。水性液に含まれる水は、上水、工業用水、蒸留水、イオン交換水等から適宜選択できる。
水性液の工程(I)得られた溶融液に対する添加量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、工程(I)で調製した溶融液の質量の2.5〜20質量倍が好ましい。水性液の添加量が過少である場合、離型剤微粒子の凝集が過度に生じる場合がある。水性液の添加量が過多である場合、排水量が増加する。
また、水性液として、離型剤微粒子の水性分散液を用いることができる。こうすることで、工程(I)にて、離型剤を含まない溶融液を調製したとしても、溶融液に水性液を加えることにより、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させることができる。以下、離型剤微粒子の水性分散液の調製方法について説明する。
(離型剤微粒子の水性分散液)
離型剤を予め100μm以下程度に粗粉砕しておく。離型剤の粗粉砕品を、界面活性剤を含む水性媒体中に添加し、そのスラリーを離型剤の融点以上の温度に加熱する。加熱したスラリーに、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断力を付与し、離型剤微粒子の水性分散液を調製する。
離型剤を予め100μm以下程度に粗粉砕しておく。離型剤の粗粉砕品を、界面活性剤を含む水性媒体中に添加し、そのスラリーを離型剤の融点以上の温度に加熱する。加熱したスラリーに、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断力を付与し、離型剤微粒子の水性分散液を調製する。
分散液に強い剪断力を与える装置としては、NANO3000(株式会社美粒製)、ナノマイザー(吉田機械興業株式会製)、マイクロフルダイザー(MFI社製)、ゴーリンホモジナイザー(マントンゴーリン社製)、及びクレアミックスWモーション(エム・テクニック株式会社製)等が挙げられる。
[工程(III)]
工程(III)では、水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える。以下、着色剤微粒子の水性分散液の調製方法について説明する。
工程(III)では、水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える。以下、着色剤微粒子の水性分散液の調製方法について説明する。
〔着色剤微粒子の水性分散液の調製〕
着色剤微粒子の水性分散液の調製方法は特に限定されないが、界面活性剤を含む水性媒体中で、着色剤と、必要に応じて着色剤の分散剤等の成分とを、公知の分散機によって分散処理することによって、着色剤を含む微粒子が得られる。界面活性剤の種類は特に限定されず、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、及びノニオン界面活性剤の何れも使用できる。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、臨界ミセル濃度(CMC)以上であるのが好ましい。
着色剤微粒子の水性分散液の調製方法は特に限定されないが、界面活性剤を含む水性媒体中で、着色剤と、必要に応じて着色剤の分散剤等の成分とを、公知の分散機によって分散処理することによって、着色剤を含む微粒子が得られる。界面活性剤の種類は特に限定されず、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、及びノニオン界面活性剤の何れも使用できる。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、臨界ミセル濃度(CMC)以上であるのが好ましい。
分散処理に使用する分散機は特に限定されず、例えば、超音波分散機、機械式ホモジナイザー、マントンゴーリン、及び圧力式ホモジナイザー等の加圧式分散機や、サンドグラインダー、ゲッツマンミル、ダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機等を使用できる。
また、着色剤微粒子の水性分散液に分散される着色剤が顔料である場合、マイクロリアクターを用いて着色微粒子の水性分散液を調製するのが好ましい。マイクロリアクターを用いて顔料微粒子の水性分散液を調製する場合、マイクロリアクター内で、第一原液供給部から供給される第一の顔料原液と、第二原液供給部から供給される第二の顔料原液とを混合して顔料微粒子を析出させる。以下、図1を用いて、マイクロリアクターと、マイクロリアクターを用いる顔料微粒子の水性分散液の調製とについて説明する。
<マイクロリアクター>
図1は、顔料微粒子の水性分散液の調製に用いられるマイクロリアクターの断面の模式図である。図1に示すように、マイクロリアクターは、円盤状の二枚のディスクである固定ディスクA及び回転ディスクBを有し、固定ディスクAと、回転ディスクBとは、その間に、高さ1〜100μmの空隙が形成されるように配置される。
図1は、顔料微粒子の水性分散液の調製に用いられるマイクロリアクターの断面の模式図である。図1に示すように、マイクロリアクターは、円盤状の二枚のディスクである固定ディスクA及び回転ディスクBを有し、固定ディスクAと、回転ディスクBとは、その間に、高さ1〜100μmの空隙が形成されるように配置される。
図1に示されるマイクロリアクターでは、第一原液供給部xから樹脂微粒子分散液である第一原液が、第二原液供給部yから凝集剤を含む第二原液が、それぞれ供給される。第一原液と、第二原液との供給により、固定ディスクAと、回転ディスクBとの間に形成される空隙にて顔料微粒子が製造され、顔料微粒子は液排出部zから顔料微粒子の分散液として排出される。
図1に示されるマイクロリアクターは、回転軸cと平行な方向に可動のフローティング構造である固定ディスクAを用いる。これにより、固定ディスクAと、回転ディスクBとによって形成される空隙の高さは、第一原液供給部から供給される、第一の顔料原液の流入によって生じる、固定ディスクAを押し上げる方向(図1において上方向)に働く圧力と、固定ディスクAの自重及び、固定ディスクAを押し下げる方向(図1において下方向)に加えられる圧力とで調整される。つまり、固定ディスクAと、回転ディスクBとの間に形成される空隙の高さは、第一の顔料原液の流量、固定ディスクAの質量、及び/又は固定ディスクAの上側から加わる背圧力を調整することにより調整できる。固定ディスクAへの上側からの圧力としては、ガスによる背圧力等が挙げられる。
固定ディスクA、及び回転ディスクBの材質は、第一原液や第二原液による腐食が生じにくいものであって、十分な強度を有するものであれば特に限定されない。固定ディスクA、及び回転ディスクBの材質の例としては、例えば、カーボン、炭化ケイ素等、或いは耐薬品性に優れる点で、ハステロイ、グラス、セラミック、フッ素樹脂等が挙げられる。
また、固定ディスクAと、回転ディスクBとによって形成される空隙の高さは、第一の顔料原液、第二の顔料原液、及び析出させる顔料微粒子の種類等に応じて調整するのが好ましい。顔料微粒子の水性分散液を調製する場合の空隙の高さは、1〜50μmが好ましく、1〜10μmがより好ましい。
また、固定ディスクAの直径と、回転ディスクBの直径とは同じ大きさのものを用いるのが好ましい。固定ディスクA、及び回転ディスクBの直径は、特に限定されないが、100mm〜300mmであるのが好ましい。
回転ディスクBは、固定ディスクA及び回転ディスクBの中心を通る回転軸cを中心として回転する。回転ディスクBの回転速度は、特に限定されないが、顔料微粒子を含む顔料微粒子の水性分散液を調製する場合、200〜4000rpmが好ましく、300〜3600rpmがより好ましい。
固定ディスクAに設けられた第二原液供給部yの数は、1つであっても、複数であってもよい。第二原液供給部yの数が複数である場合、第二原液供給部から供給される第二の顔料原液は、1種であっても複数であってもよい。第二原液供給部yの形状は、第二の顔料原液の供給量を考慮して適宜設計される。
上記構成を備えるマイクロリアクターとしては、例えば、強制薄膜リアクター(ULREA SS−11(エム・テクニック株式会社製))等が挙げられる。以下、マイクロリアクターを用いる顔料微粒子を含む顔料微粒子分散液の調製について説明する。
<マイクロリアクターを用いる顔料微粒子の水性分散液の調製>
マイクロリアクターを用いる顔料微粒子の水性分散液の調製では、まず、図1に示すように、第一原液供給部xから第一の顔料原液を供給して、固定ディスクAと、回転ディスクBとによって形成される空隙を第一の顔料原液で満たし、薄膜流体を形成する。次いで、第一の顔料原液の薄膜流体に対し、図1に示す、第二原液供給部yから供給される第二の顔料原液を供給して、固定ディスクAと、回転ディスクBとによって形成される空隙内で、第一の顔料原液と、第二の顔料原液とを混合し、顔料微粒子を析出させる。析出した顔料微粒子は、顔料微粒子の水性分散液として、液排出部zにて回収される。
マイクロリアクターを用いる顔料微粒子の水性分散液の調製では、まず、図1に示すように、第一原液供給部xから第一の顔料原液を供給して、固定ディスクAと、回転ディスクBとによって形成される空隙を第一の顔料原液で満たし、薄膜流体を形成する。次いで、第一の顔料原液の薄膜流体に対し、図1に示す、第二原液供給部yから供給される第二の顔料原液を供給して、固定ディスクAと、回転ディスクBとによって形成される空隙内で、第一の顔料原液と、第二の顔料原液とを混合し、顔料微粒子を析出させる。析出した顔料微粒子は、顔料微粒子の水性分散液として、液排出部zにて回収される。
顔料微粒子の水性分散液の調製に用いる第一の顔料原液は、特に限定されず、水、又はアルカリ性水溶液が好ましい。アルカリ水溶液としては、例えば、アンモニア水、水酸化ナトリウム水溶液、及び水酸化カリウム水溶液等が挙げられる。
顔料微粒子の水性分散液の調製に用いる第二の顔料原液は、溶媒に顔料を溶解させた顔料溶液を用いる。顔料を溶解させる溶媒は、顔料を良好に溶解させることができれば特に限定されない。顔料を溶解させる溶媒の好適な例としては、有機溶媒や、酸性水溶液が挙げられる、酸性水溶液が好ましい。酸性水溶液の具体例としては、硫酸、塩酸、硝酸、及びトリフルオロ酢酸等が挙げられ、濃度95%以上である濃硫酸等の強酸を用いるのが特に好ましい。
上記のように、顔料微粒子の水性分散液の調製方法としては、顔料の酸性水溶液(第二の顔料原液)と、水又はアルカリ性水溶液(第一の顔料微粒子分散液)との混合により顔料微粒子を析出させる、アシッドペースティング法が好ましい。
アッシドペースティング法の他の方法としては、第二の顔料原液として顔料の有機溶媒溶液を用い、第一の顔料原液として顔料の貧溶媒を用い、第一の顔料原液と、第二の顔料原液とを混合して顔料を析出させる方法も好ましい。第二の顔料原液に含まれる有機溶媒の好適な例としては、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等の非プロトン性極性有機溶媒が挙げられる。第一の顔料原液として用いる貧溶媒の好適な例としては、水、メタノール、エタノール、メタノール水溶液、エタノール水溶液等が挙げられる。
上記第一の顔料原液、及び第二の顔料原液には、顔料が析出する際の結晶形や、結晶の大きさの制御を目的として、公知の有機溶剤、高分子化合物、及び界面活性剤等を混合してもよい。
なお、顔料微粒子の水性分散液が回収される、液排出部zにて、顔料微粒子の水性分散液と水酸化ナトリウム等のアルカリ性水溶液とを混合するのも好ましい。このような処理を行うことにより、顔料微粒子の表面を親水化することができる。親水化された顔料微粒子は、界面活性剤を用いる場合に良好に分散させやすい。このため、顔料微粒子を親水化することにより、分散安定性に優れる顔料微粒子の水性分散液を得やすくなる。
第一の顔料原液の供給量は、マイクロリアクターの形状によっても変わるが、典型的には、100〜1000ml/分が好ましい。第二の顔料原液の供給量は、第一の顔料原液の供給量によっても変わるが、典型的には、1〜500ml/分が好ましい。また、第一の顔料原液、及び第二の顔料原液の供給時の温度は、用いる顔料原液に応じて異なるが、通常0〜50℃である。
また、固定ディスクAの上側から加える背圧力を高くする、回転ディスクBの回転数を高くする、或いは第二の顔料原液の供給量を下げることにより、顔料微粒子のCv値を小さくすることができる。
以上、マイクロリアクターを用いて、第一の顔料原液と、第二の顔料原液とを混合し、顔料微粒子を析出させて、顔料微粒子の水性分散液を得る方法を説明したが、顔料の合成原料を含む複数の顔料原液を混合して、それらの化学反応によって、生成した顔料を微粒子として析出させる方法により顔料微粒子の水性分散液を得てもよい。このような方法の具体例としては、ジアゾニウム塩を含む顔料原液と、カップラーを含む顔料原液とを混合して、マイクロリアクター内でアゾ顔料の微粒子を析出させる方法が挙げられる。
顔料微粒子の平均一次粒子径、及びCv値は、顔料微粒子の粒度分布を、粒度分布測定装置(マイクロトラック UPA150(日機装株式会社製))等を用いて測定することにより求めることができる。また、顔料微粒子の平均円形度は、顔料微粒子のTEM画像に基づいて求めることができる。
[工程(IV)]
工程(IV)では、水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子を形成させる。以下、凝集剤、及び、凝集粒子の形成について説明する。
工程(IV)では、水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子を形成させる。以下、凝集剤、及び、凝集粒子の形成について説明する。
〔凝集剤〕
水中油型エマルジョンに加えることができる凝集剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に制限されない。好適に用いることができる凝集剤としては、例えば、無機金属塩、無機アンモニウム塩、2価以上の金属錯体等が挙げられる。無機金属塩としては、例えば、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及びポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機金属塩重合体が挙げられる。無機アンモニウム塩としては、例えば硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等が挙げられる。また、4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、ポリエチレンイミン等も凝集剤として使用できる。
水中油型エマルジョンに加えることができる凝集剤は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に制限されない。好適に用いることができる凝集剤としては、例えば、無機金属塩、無機アンモニウム塩、2価以上の金属錯体等が挙げられる。無機金属塩としては、例えば、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及びポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機金属塩重合体が挙げられる。無機アンモニウム塩としては、例えば硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等が挙げられる。また、4級アンモニウム塩型のカチオン性界面活性剤、ポリエチレンイミン等も凝集剤として使用できる。
凝集剤としては、2価の金属の塩、及び1価の金属の塩が好ましく用いられる。2価の金属の塩と1価の金属の塩とは併用されるのが好ましい。2価の金属の塩と1価の金属の塩とでは、微粒子の凝集速度が異なるため、これらを併用することにより、得られる凝集粒子の粒子径を制御しつつ、粒度分布をシャープなものとしやすい。
凝集剤の添加量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されず、0.1〜3.5gが好ましい。また、凝集剤の添加量は、水中油型エマルジョンに含まれる界面活性剤の種類、及び量に応じて、適宜調整するのが好ましい。
〔凝集粒子の形成〕
水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後は、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持する。この範囲の温度に水中油型エマルジョンを保持することによって、結着樹脂、離型剤、及び着色剤の各成分を凝集粒子中に、均一に分散させることができ、得られるトナー粒子を所望の粒子形状に制御しやすい。
水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後は、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持する。この範囲の温度に水中油型エマルジョンを保持することによって、結着樹脂、離型剤、及び着色剤の各成分を凝集粒子中に、均一に分散させることができ、得られるトナー粒子を所望の粒子形状に制御しやすい。
また、水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、粒子の凝集速度を抑制するために、界面活性剤を添加するのが好ましい。粒子の凝集速度の抑制に用いることができる界面活性剤の種類は、上記した溶融液の調整に用いることができる界面活性剤と同様の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤の添加量は、5〜20質量%が好ましい。
なお、凝集粒子が所望の粒子径となるまで凝集が進行した後には、凝集停止剤を添加するのが好ましい。凝集停止剤の例としては、塩化ナトリウム、水酸化ナトリウム等が挙げられる。このようにして凝集粒子を得ることができる。
[工程(V)]
工程(V)では、凝集粒子を、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する。凝集粒子をこのような範囲の温度に加熱することによって、凝集粒子に含まれる成分の合一化を良好に進行させることができ、好適な球形化度のトナーを調製しやすい。
工程(V)では、凝集粒子を、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に加熱する。凝集粒子をこのような範囲の温度に加熱することによって、凝集粒子に含まれる成分の合一化を良好に進行させることができ、好適な球形化度のトナーを調製しやすい。
凝集粒子を加熱することにより、凝集粒子の形状が次第に球形に近づいていく。加熱時の温度と時間を制御することで、粒子の球形化度を所望の値に制御することが可能である。温度上昇により結着樹脂の溶融粘度が低下し、表面張力によって球形化の方向に形状変化が起こるためである。
[工程(VI)]
工程(V)で得られた合一後のトナー粒子は、必要に応じて、水により洗浄される。洗浄方法は特に限定されず、例えば、トナー粒子の分散液から、固液分離によりトナー粒子をウエットケーキとして回収し、得られたウエットケーキを水により洗浄する方法や、トナー粒子の分散液中のトナー粒子を沈降させ、上澄み液を水と置換し、置換後にトナー粒子を水に再分散させる方法等が挙げられる。
工程(V)で得られた合一後のトナー粒子は、必要に応じて、水により洗浄される。洗浄方法は特に限定されず、例えば、トナー粒子の分散液から、固液分離によりトナー粒子をウエットケーキとして回収し、得られたウエットケーキを水により洗浄する方法や、トナー粒子の分散液中のトナー粒子を沈降させ、上澄み液を水と置換し、置換後にトナー粒子を水に再分散させる方法等が挙げられる。
[工程(VII)]
工程(V)で得られた合一後のトナー粒子は、必要に応じて乾燥される。トナー粒子を乾燥する方法は特に限定されない。好適な乾燥方法としては、スプレードライヤー、流動層乾燥機、真空凍結乾燥器、減圧乾燥機等の乾燥機等を用いる方法が挙げられる。これらの方法の中では、乾燥中のトナー粒子の凝集を抑制しやすいことからスプレードライヤーを用いる方法がより好ましい。スプレードライヤーを用いる場合、トナー粒子の分散液と共に、シリカ等の外添剤の分散液を噴霧することによって、トナー粒子の表面に外添剤を付着させることができる。
工程(V)で得られた合一後のトナー粒子は、必要に応じて乾燥される。トナー粒子を乾燥する方法は特に限定されない。好適な乾燥方法としては、スプレードライヤー、流動層乾燥機、真空凍結乾燥器、減圧乾燥機等の乾燥機等を用いる方法が挙げられる。これらの方法の中では、乾燥中のトナー粒子の凝集を抑制しやすいことからスプレードライヤーを用いる方法がより好ましい。スプレードライヤーを用いる場合、トナー粒子の分散液と共に、シリカ等の外添剤の分散液を噴霧することによって、トナー粒子の表面に外添剤を付着させることができる。
[工程(VIII)]
本発明の方法により製造された静電潜像現像用トナーは、必要に応じてその表面に外添剤が付着したものであってもよい。外添剤をトナー粒子の表面に付着させる方法は特に限定されない。好適な方法としては、例えば、ヘンシェルミキサーやナウターミキサー等の混合機により、外添剤がトナー表面に埋没しないように条件を調整して混合する方法が挙げられる。
本発明の方法により製造された静電潜像現像用トナーは、必要に応じてその表面に外添剤が付着したものであってもよい。外添剤をトナー粒子の表面に付着させる方法は特に限定されない。好適な方法としては、例えば、ヘンシェルミキサーやナウターミキサー等の混合機により、外添剤がトナー表面に埋没しないように条件を調整して混合する方法が挙げられる。
以上説明した本発明の方法によれば、排水の発生量を低減しつつ、保存安定性、低温定着性、及び定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できる静電潜像現像用トナーを製造することができる。本発明の方法により製造された静電潜像現像用トナーは、前述の優れた性質を備えるため、種々の画像形成装置において好適に使用される。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
[調製例1]
以下の方法に従い、着色剤として顔料を用いて、顔料微粒子分散液を調製した。
(顔料微粒子分散液の調製)
マイクロリアクターとして、強制薄膜リアクター(ULREA SS−11(エム・テクニック株式会社製))を用いて、アシッドペースティング法により、顔料微粒子分散液を調製した。
第二の顔料原液として、シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン))を濃硫酸(98%)に溶解させて、3%銅フタロシアニン顔料/98%濃硫酸水溶液を得た。
マイクロリアクターの装置条件を以下のように設定し、第一の顔料原液として純水を用い、以下の条件で第一原液供給部xより第一の顔料原液を供給し、以下の条件で第二原液供給部yより第二の顔料原液を供給した。
<装置条件>
プロセス供給圧力:0.3MPa
背圧力:0.02MPa
ディスク回転速度:1700rpm
<第一原液供給部条件>
液温度:5℃
流量:400ml/分
<第二原液供給部条件>
流量:3ml/分
以下の方法に従い、着色剤として顔料を用いて、顔料微粒子分散液を調製した。
(顔料微粒子分散液の調製)
マイクロリアクターとして、強制薄膜リアクター(ULREA SS−11(エム・テクニック株式会社製))を用いて、アシッドペースティング法により、顔料微粒子分散液を調製した。
第二の顔料原液として、シアン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン))を濃硫酸(98%)に溶解させて、3%銅フタロシアニン顔料/98%濃硫酸水溶液を得た。
マイクロリアクターの装置条件を以下のように設定し、第一の顔料原液として純水を用い、以下の条件で第一原液供給部xより第一の顔料原液を供給し、以下の条件で第二原液供給部yより第二の顔料原液を供給した。
<装置条件>
プロセス供給圧力:0.3MPa
背圧力:0.02MPa
ディスク回転速度:1700rpm
<第一原液供給部条件>
液温度:5℃
流量:400ml/分
<第二原液供給部条件>
流量:3ml/分
次いで、冷却ジャケットを有する液排出部zにて、得られた顔料微粒子に対し、6N−NaOH水溶液を、流量24ml/分、液温度10℃で流入させ、ジャケット冷却水温度10℃にて顔料微粒子とNaOH水溶液とを素早く混合して、顔料微粒子の表面に親水基導入処理を行った。
得られた混合液を、撹拌装置(スリーワンモーターType600G(新東科学株式会社製),撹拌翼:インペラー型)にて、翼周速度1m/秒、混合時間2時間、ジャケット温度20℃の条件で撹拌した。撹拌により顔料微粒子が軟凝集を形成した状態で、混合液から、メンブレンフィルター(孔径1μm)を用いて、顔料微粒子のウエットケーキをろ取した。その後、ろ取した顔料微粒子のウエットケーキと、ドデシル硫酸ナトリウム0.5質量%水溶液とを、クレアミックス(エム・テクニック株式会社製)に投入し、回転速度20000rpmで5分間、顔料微粒子の再分散を行い、固形分濃度が20質量%の顔料微粒子分散液(P−1)を得た。
得られた顔料微粒子分散液の顔料微粒子の粒度分布を、粒度分布測定装置(マイクロトラック UPA150(日機装株式会社製))を用いて測定した。得られた顔料微粒子分散液の顔料微粒子の体積平均粒子径は22nmであり、粒度分布のCv値は13%であった。また、顔料微粒子のTEM画像より、顔料微粒子の円形度を測定した。顔料微粒子3000個について円形度を測定したところ、顔料微粒子の平均円形度は0.940であった。なお、Cv値、円形度は下記式により求められる。Cv値は、粒子径分布の広がりの指標となる値であり、Cv値が小さいほど、粒子径分布がシャープであることを意味する。
Cv値=100×標準偏差/体積平均粒子径
円形度=4πS/L2(S:面積、L:周囲長)
Cv値=100×標準偏差/体積平均粒子径
円形度=4πS/L2(S:面積、L:周囲長)
[実施例1]
〔工程(I)〕
以下の方法に従って、結着樹脂と、界面活性剤と、を含む溶融液を調製した。
以下に示す結着樹脂(A1)と、以下に示す離型剤(B1)とを、その質量比((A1)/(B1))が9/1となるように混合した。次いで、得られた混合物を混合・混錬装置(ハイビスディスパーミックス(プライミクス株式会社製))に投入し、撹拌しながら105℃まで加熱して、結着樹脂A1と離型剤B1との混合物を溶融状態にした。このときの混合・混錬装置の撹拌条件は、プラネタリーミクサー:20rpm、ホモディスパー:1200rpmであった。その後、溶融物に塩基性化合物としてトリエタノールアミンを結着樹脂(A1)及び離型剤(B1)の固形分に対して5質量%となる量添加して、30分撹拌を続けた。その後、混合・混錬装置の撹拌条件を、プラネタリーミクサー:40rpm、ホモディスパー:1200rpmに変更して、溶融物にアニオン界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))を結着樹脂(A1)及び離型剤(B1)の固形分に対して5質量%となる量添加し、さらに10分間、撹拌を続けた。
〔工程(I)〕
以下の方法に従って、結着樹脂と、界面活性剤と、を含む溶融液を調製した。
以下に示す結着樹脂(A1)と、以下に示す離型剤(B1)とを、その質量比((A1)/(B1))が9/1となるように混合した。次いで、得られた混合物を混合・混錬装置(ハイビスディスパーミックス(プライミクス株式会社製))に投入し、撹拌しながら105℃まで加熱して、結着樹脂A1と離型剤B1との混合物を溶融状態にした。このときの混合・混錬装置の撹拌条件は、プラネタリーミクサー:20rpm、ホモディスパー:1200rpmであった。その後、溶融物に塩基性化合物としてトリエタノールアミンを結着樹脂(A1)及び離型剤(B1)の固形分に対して5質量%となる量添加して、30分撹拌を続けた。その後、混合・混錬装置の撹拌条件を、プラネタリーミクサー:40rpm、ホモディスパー:1200rpmに変更して、溶融物にアニオン界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))を結着樹脂(A1)及び離型剤(B1)の固形分に対して5質量%となる量添加し、さらに10分間、撹拌を続けた。
<結着樹脂(A1)>
結着樹脂(A1)として、以下の非晶質ポリエステル樹脂の粉末を用いた。
単量体組成:ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/フマル酸/トリメリット酸=25/25/46/4(モル比率)
数平均分子量(Mn):2,500
質量平均分子量(Mw):6,500
分子量分布(Mw/Mn):2.6
融点:90℃
ガラス転移点(Tg):51℃
酸価:20.0mgKOH/g
結着樹脂(A1)として、以下の非晶質ポリエステル樹脂の粉末を用いた。
単量体組成:ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/フマル酸/トリメリット酸=25/25/46/4(モル比率)
数平均分子量(Mn):2,500
質量平均分子量(Mw):6,500
分子量分布(Mw/Mn):2.6
融点:90℃
ガラス転移点(Tg):51℃
酸価:20.0mgKOH/g
<離型剤(B1)>
離型剤(B1)として、以下の離型剤の粉末を用いた。
パラフィンワックス(HNP−9PD(日本油脂株式会社製))
融点:74.9℃
離型剤(B1)として、以下の離型剤の粉末を用いた。
パラフィンワックス(HNP−9PD(日本油脂株式会社製))
融点:74.9℃
〔工程(II)〕
混合・混錬装置の撹拌条件を、プラネタリーミクサー:70rpm、ホモディスパー:2000rpmとして、工程(I)で調製した溶融液に、水性液として95℃の水を、結着樹脂と離型剤との固形分濃度が10質量%となるように加え、水中油型エマルジョン(R−1)を調製した。得られた水中油型エマルジョンに含有する、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子の粒子径を、粒子径測定装置(LA−950V2(株式会社堀場製作所製))を用いて測定した。得られた水中油型エマルジョン(R−1)に含有する、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子について、粒子径Dv50は170nmであった。
混合・混錬装置の撹拌条件を、プラネタリーミクサー:70rpm、ホモディスパー:2000rpmとして、工程(I)で調製した溶融液に、水性液として95℃の水を、結着樹脂と離型剤との固形分濃度が10質量%となるように加え、水中油型エマルジョン(R−1)を調製した。得られた水中油型エマルジョンに含有する、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子の粒子径を、粒子径測定装置(LA−950V2(株式会社堀場製作所製))を用いて測定した。得られた水中油型エマルジョン(R−1)に含有する、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子について、粒子径Dv50は170nmであった。
〔工程(III)〕
ステンレス製の容量500mLの丸底フラスコ容器に、水中油型エマルジョンとして水中油型エマルジョン(R−1)95gと、着色剤微粒子の水性分散液として顔料分散液(P−1)2.5gとを入れ、これらを25℃で混合した。
ステンレス製の容量500mLの丸底フラスコ容器に、水中油型エマルジョンとして水中油型エマルジョン(R−1)95gと、着色剤微粒子の水性分散液として顔料分散液(P−1)2.5gとを入れ、これらを25℃で混合した。
〔工程(IV)〕
フラスコ内を、撹拌羽根により速度200rpmで撹拌した状態で、凝集剤として、濃度50質量%の塩化マグネシウム六水和物水溶液3.5gを、5分間かけてフラスコ内に添加した。凝集剤添加後、アニオン系界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))を結着樹脂の使用量に対して10質量%添加し、フラスコ内温を、1℃/分の昇温速度で結着樹脂A1のTgよりも5℃低い46℃まで昇温した後、0.2℃/分の昇温速度で65℃まで上げ、微粒子を凝集させた。
フラスコ内を、撹拌羽根により速度200rpmで撹拌した状態で、凝集剤として、濃度50質量%の塩化マグネシウム六水和物水溶液3.5gを、5分間かけてフラスコ内に添加した。凝集剤添加後、アニオン系界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))を結着樹脂の使用量に対して10質量%添加し、フラスコ内温を、1℃/分の昇温速度で結着樹脂A1のTgよりも5℃低い46℃まで昇温した後、0.2℃/分の昇温速度で65℃まで上げ、微粒子を凝集させた。
〔工程(V)〕
得られた凝集粒子の分散液を、65℃で2時間撹拌することにより、凝集粒子を合一化させると共に、凝集粒子の形状を球状に制御した。その後、フラスコ内温を10℃/分の速度で、25℃まで低下させて、形状制御された凝集粒子をトナー粒子として含む、トナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.7μmであり、球形化度は0.970であった。
得られた凝集粒子の分散液を、65℃で2時間撹拌することにより、凝集粒子を合一化させると共に、凝集粒子の形状を球状に制御した。その後、フラスコ内温を10℃/分の速度で、25℃まで低下させて、形状制御された凝集粒子をトナー粒子として含む、トナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.7μmであり、球形化度は0.970であった。
〔工程(VI):洗浄工程〕
トナー分散液から、吸引ろ過により、トナーのウエットケーキをろ取した後、ウエットケーキを再度イオン交換水に分散させてトナーを洗浄した。トナー10gをイオン交換水100gに分散させた時の、分散液の電気伝導率が3.0μS/cm以下になるまで、トナーのイオン交換水による同様の洗浄を繰り返した。5回目の洗浄にて、分散液の電気伝導率が3.0μS/cm以下になったので、その後、吸引ろ過により回収したトナーのウエットケーキを、次工程で乾燥させた。なお、トナーを洗浄するために用いたイオン交換水の量は、トナー10gにつき250mLであった。また、分散液の電気伝導率の測定は、電気伝導率計(ES−51(株式会社堀場製作所製))を用いた。
トナー分散液から、吸引ろ過により、トナーのウエットケーキをろ取した後、ウエットケーキを再度イオン交換水に分散させてトナーを洗浄した。トナー10gをイオン交換水100gに分散させた時の、分散液の電気伝導率が3.0μS/cm以下になるまで、トナーのイオン交換水による同様の洗浄を繰り返した。5回目の洗浄にて、分散液の電気伝導率が3.0μS/cm以下になったので、その後、吸引ろ過により回収したトナーのウエットケーキを、次工程で乾燥させた。なお、トナーを洗浄するために用いたイオン交換水の量は、トナー10gにつき250mLであった。また、分散液の電気伝導率の測定は、電気伝導率計(ES−51(株式会社堀場製作所製))を用いた。
〔工程(VII):乾燥工程〕
トナーのウエットケーキを、濃度50質量%のエタノール水溶液に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを連続式表面改質装置(コートマイザー(フロイント産業株式会社製))により乾燥させて、トナーを得た。コートマイザーによる乾燥条件は、熱風温度45℃、ブロアー風量2m3/分であった。
トナーのウエットケーキを、濃度50質量%のエタノール水溶液に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを連続式表面改質装置(コートマイザー(フロイント産業株式会社製))により乾燥させて、トナーを得た。コートマイザーによる乾燥条件は、熱風温度45℃、ブロアー風量2m3/分であった。
このようにして得られた実施例1のトナーについて、粒度分布測定装置(マイクロトラック UPA150(日機装株式会社製))を用い、体積平均粒子径(MV)、球形化度、及び、MV/MN値を測定した。体積平均粒子径(MV)が6.7μm、球形化度が0.978、MV/MN値が1.2であった。
実施例1で得られたトナーを用いて、以下の方法に従って、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。実施例1のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表1に記す。なお、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性については、以下の方法により調製された2成分現像剤を用いて評価を行った。
〔2成分現像剤の調製〕
トナー20gと正帯電性シリカ(90G(日本アエロジル株式会社製、20nm))0.4gとを混合してトナーの表面に外添剤としてシリカを付着させた。フッ素化シリコーン樹脂によりコートされたフェライトキャリア(平均粒子径35μm)と、フェライトキャリアの質量に対して10質量%の外添処理したトナーとを、混合装置(ポリビン混合機)にて30分間混合して2成分現像剤を調製した。
トナー20gと正帯電性シリカ(90G(日本アエロジル株式会社製、20nm))0.4gとを混合してトナーの表面に外添剤としてシリカを付着させた。フッ素化シリコーン樹脂によりコートされたフェライトキャリア(平均粒子径35μm)と、フェライトキャリアの質量に対して10質量%の外添処理したトナーとを、混合装置(ポリビン混合機)にて30分間混合して2成分現像剤を調製した。
<耐環境性>
耐環境性は、トナーを高温高湿下にて保存した場合における、トナーの吸湿量を測定することで評価した。具体的には、トナー1gを、32.5℃80%RH環境下にて静置し、24時間後に回収したトナーの質量を測定した。質量増加分をトナーの吸湿量とした。
耐環境性は、トナーを高温高湿下にて保存した場合における、トナーの吸湿量を測定することで評価した。具体的には、トナー1gを、32.5℃80%RH環境下にて静置し、24時間後に回収したトナーの質量を測定した。質量増加分をトナーの吸湿量とした。
<離型剤含有量>
離型剤含有量は、トナーのDSC測定により、離型剤の吸熱ピークを測定することにより評価した。具体的には、測定装置として、示差走査熱量計(DSC8230D(株式会社リガク製))を用いて、30℃から190℃までの昇温工程と、190℃から30℃までの冷却工程を1サイクルとした場合における、2サイクル目の昇温工程での離型剤の吸熱ピークを測定した。
離型剤含有量は、トナーのDSC測定により、離型剤の吸熱ピークを測定することにより評価した。具体的には、測定装置として、示差走査熱量計(DSC8230D(株式会社リガク製))を用いて、30℃から190℃までの昇温工程と、190℃から30℃までの冷却工程を1サイクルとした場合における、2サイクル目の昇温工程での離型剤の吸熱ピークを測定した。
<低温定着性>
評価機として、外部駆動装置、及び定着温度制御装置を定着試験器に設置したカラー複合機(TASKalfa 550ci(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製))の改造機を用いた。
評価機により、サイズ2cm×3cm、トナー載り量1.5g/cm2の未定着ベタ画像を被記録媒体(C2(富士ゼロックス株式会社製))に形成した。得られた未定着画像を、所定の温度に設定された定着試験器により、線速275mm/秒の条件で定着させた。定着後の画像を、画像部が内側となるように半分に折り曲げ、底面を布帛により被覆された1kgの重りにより、折り目上を5往復摩擦した。次いで、紙を広げ、画像部を重りにより5往復摩擦した。折り曲げ部のトナーの剥がれが1mm以内を合格と判定し、1mm超を不合格と判定した。5℃刻みで定着温度を変えて評価を行い、トナーの剥がれが合格と判定される最低の定着温度を、最低定着温度として、以下の評価基準により低温定着性を評価した。○を合格とし、×を不合格とした。
○:最低定着温度が125℃以下。
×:最低定着温度が130℃以上。
評価機として、外部駆動装置、及び定着温度制御装置を定着試験器に設置したカラー複合機(TASKalfa 550ci(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製))の改造機を用いた。
評価機により、サイズ2cm×3cm、トナー載り量1.5g/cm2の未定着ベタ画像を被記録媒体(C2(富士ゼロックス株式会社製))に形成した。得られた未定着画像を、所定の温度に設定された定着試験器により、線速275mm/秒の条件で定着させた。定着後の画像を、画像部が内側となるように半分に折り曲げ、底面を布帛により被覆された1kgの重りにより、折り目上を5往復摩擦した。次いで、紙を広げ、画像部を重りにより5往復摩擦した。折り曲げ部のトナーの剥がれが1mm以内を合格と判定し、1mm超を不合格と判定した。5℃刻みで定着温度を変えて評価を行い、トナーの剥がれが合格と判定される最低の定着温度を、最低定着温度として、以下の評価基準により低温定着性を評価した。○を合格とし、×を不合格とした。
○:最低定着温度が125℃以下。
×:最低定着温度が130℃以上。
<耐高温オフセット性>
低温定着性の評価と同様の評価機、及び被記録媒体を用い、同様の条件にて形成した評価用画像(ベタ画像)を評価した。
定着温度を140℃から5℃刻みで上げていき、オフセットが発生しなかった最低温度を定着温度として、以下の評価基準により耐高温オフセット性を評価した。○を合格とし、○以外を不合格とした。
○:定着温度が160℃以上。
△:定着温度が140℃以上、160℃未満。
×:定着温度が140℃未満。
低温定着性の評価と同様の評価機、及び被記録媒体を用い、同様の条件にて形成した評価用画像(ベタ画像)を評価した。
定着温度を140℃から5℃刻みで上げていき、オフセットが発生しなかった最低温度を定着温度として、以下の評価基準により耐高温オフセット性を評価した。○を合格とし、○以外を不合格とした。
○:定着温度が160℃以上。
△:定着温度が140℃以上、160℃未満。
×:定着温度が140℃未満。
<定着分離性>
低温定着性の評価と同様の評価機、及び被記録媒体を用いて評価した。
評価機により、先端マージン3mmのベタの未定着画像を得た。得られた未定着画像を、定着温度180℃、線速275mm/秒の条件で、被記録媒を定着試験器に通した。0.1mg/cm2刻みで、トナー載り量を変化させ、被記録媒体が定着ローラーに巻きつかないトナー載り量(mg/cm2)を分離可能トナー載り量とした。下記の基準により定着分離性を評価した。○を合格とし、○以外を不合格とした。
○:トナー載り量が1.5mg/cm2以上。
△:トナー載り量が1.0mg/cm2以上、1.5mg/cm2未満。
×:トナー載り量が1.0mg/cm2未満。
低温定着性の評価と同様の評価機、及び被記録媒体を用いて評価した。
評価機により、先端マージン3mmのベタの未定着画像を得た。得られた未定着画像を、定着温度180℃、線速275mm/秒の条件で、被記録媒を定着試験器に通した。0.1mg/cm2刻みで、トナー載り量を変化させ、被記録媒体が定着ローラーに巻きつかないトナー載り量(mg/cm2)を分離可能トナー載り量とした。下記の基準により定着分離性を評価した。○を合格とし、○以外を不合格とした。
○:トナー載り量が1.5mg/cm2以上。
△:トナー載り量が1.0mg/cm2以上、1.5mg/cm2未満。
×:トナー載り量が1.0mg/cm2未満。
[実施例2]
〔工程(I)及び(II)〕
離型剤として、以下に示す離型剤(B2)を用いた他は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン(R−2)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−2)に含まれる結着樹脂と離型剤とを含む微粒子の粒子径Dv50は120nmであった。
〔工程(I)及び(II)〕
離型剤として、以下に示す離型剤(B2)を用いた他は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン(R−2)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−2)に含まれる結着樹脂と離型剤とを含む微粒子の粒子径Dv50は120nmであった。
<離型剤(B2)>
離型剤(B2)として、以下の離型剤の粉末を用いた。
ペンタエリスリトールベヘン酸エステル(WEP−5(日本油脂株式会社製))
融点:84℃
離型剤(B2)として、以下の離型剤の粉末を用いた。
ペンタエリスリトールベヘン酸エステル(WEP−5(日本油脂株式会社製))
融点:84℃
〔工程(III)〜(V)〕
水中油型エマルジョンとして、水中油型エマルジョン(R−2)を用いた他は、実施例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.5μmであり、球形化度は0.973であった。
水中油型エマルジョンとして、水中油型エマルジョン(R−2)を用いた他は、実施例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.5μmであり、球形化度は0.973であった。
〔工程(VI)〜(VIII)〕
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、実施例2のトナーを得た。実施例2のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.5μm、球形化度が0.973、MV/MN値が1.2であった。また、実施例2のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。実施例2のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表1に記す。
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、実施例2のトナーを得た。実施例2のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.5μm、球形化度が0.973、MV/MN値が1.2であった。また、実施例2のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。実施例2のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表1に記す。
[実施例3]
〔工程(I)〕
離型剤を用いない他は、実施例1と同様にして溶融液を調製した。
〔工程(I)〕
離型剤を用いない他は、実施例1と同様にして溶融液を調製した。
〔工程(II)〕
以下の方法により調製された離型剤微粒子の水性分散液を、水性液として用いた。
(離型剤微粒子の水性分散液の調製)
離型剤として実施例2で用いた離型剤と同様の離型剤(B2)を、工程(I)で用いた結着樹脂(A1)との質量比((A1)/(B2))が9/1となる量用いた。離型剤(B2)と、離型剤(B2)の固形分に対して20質量%となるアニオン系界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))とを、離型剤の固形分濃度が20質量%となるようにイオン交換水に投入し、ナノマイザー(吉田機械興業株式会社製)を用いて、50MPa/90℃環境下にて、15分間、剪断乳化を行い、離型剤微粒子の水性分散液(W−1)を調製した。得られた離型剤微粒子の水性分散液(W−1)に含まれる、離型剤微粒子について、粒子径Dv50は200nmであった。
以下の方法により調製された離型剤微粒子の水性分散液を、水性液として用いた。
(離型剤微粒子の水性分散液の調製)
離型剤として実施例2で用いた離型剤と同様の離型剤(B2)を、工程(I)で用いた結着樹脂(A1)との質量比((A1)/(B2))が9/1となる量用いた。離型剤(B2)と、離型剤(B2)の固形分に対して20質量%となるアニオン系界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))とを、離型剤の固形分濃度が20質量%となるようにイオン交換水に投入し、ナノマイザー(吉田機械興業株式会社製)を用いて、50MPa/90℃環境下にて、15分間、剪断乳化を行い、離型剤微粒子の水性分散液(W−1)を調製した。得られた離型剤微粒子の水性分散液(W−1)に含まれる、離型剤微粒子について、粒子径Dv50は200nmであった。
工程(I)で調製した溶融液に、離型剤微粒子の水性分散液(W−1)を、5cc/分の速度で滴下し、合計添加量が、結着樹脂と離型剤との固形分濃度が10質量%となるまで加えて、水中油型エマルジョン(R−3)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−3)に含有する、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子について、粒子径Dv50は160nmであった。
〔工程(III)〜(V)〕
水中油型エマルジョンとして、水中油型エマルジョン(R−3)を用いた他は、実施例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.0μmであり、球形化度は0.965であった。
水中油型エマルジョンとして、水中油型エマルジョン(R−3)を用いた他は、実施例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.0μmであり、球形化度は0.965であった。
〔工程(VI)〜(VIII)〕
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、実施例3のトナーを得た。実施例3のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.0μm、球形化度が0.965、MV/MN値が1.2であった。また、実施例3のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。実施例3のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表1に記す。
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、実施例3のトナーを得た。実施例3のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.0μm、球形化度が0.965、MV/MN値が1.2であった。また、実施例3のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。実施例3のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表1に記す。
[実施例4]
〔工程(I)及び(II)〕
結着樹脂として、以下に示す結着樹脂(A2)を用い、界面活性剤を用いなかった他は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン(R−4)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−4)に含有する、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子について、粒子径Dv50は130nmであった。
〔工程(I)及び(II)〕
結着樹脂として、以下に示す結着樹脂(A2)を用い、界面活性剤を用いなかった他は、実施例1と同様にして、水中油型エマルジョン(R−4)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−4)に含有する、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子について、粒子径Dv50は130nmであった。
<結着樹脂(A2)>
結着樹脂(A2)として、以下の非晶質ポリエステル樹脂の粉末を用いた。
単量体組成:ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/フマル酸/トリメリット酸=25/25/48/6(モル比率)
数平均分子量(Mn):2,600
質量平均分子量(Mw):6,600
分子量分布(Mw/Mn):2.5
融点:91℃
ガラス転移点(Tg):51℃
酸価:30.0mgKOH/g
結着樹脂(A2)として、以下の非晶質ポリエステル樹脂の粉末を用いた。
単量体組成:ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/フマル酸/トリメリット酸=25/25/48/6(モル比率)
数平均分子量(Mn):2,600
質量平均分子量(Mw):6,600
分子量分布(Mw/Mn):2.5
融点:91℃
ガラス転移点(Tg):51℃
酸価:30.0mgKOH/g
〔工程(III)〜(V)〕
水中油型エマルジョンとして、水中油型エマルジョン(R−4)を用いた他は、実施例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.2μmであり、球形化度は0.971であった。
水中油型エマルジョンとして、水中油型エマルジョン(R−4)を用いた他は、実施例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.2μmであり、球形化度は0.971であった。
〔工程(VI)〜(VIII)〕
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、実施例4のトナーを得た。実施例4のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.2μm、球形化度が0.971、MV/MN値が1.2であった。また、実施例4のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。実施例4のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表1に記す。
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、実施例4のトナーを得た。実施例4のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.2μm、球形化度が0.971、MV/MN値が1.2であった。また、実施例4のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。実施例4のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表1に記す。
[比較例1]
〔工程(I)〕
実施例3と同様にして溶融液を調製した。
〔工程(I)〕
実施例3と同様にして溶融液を調製した。
〔工程(II)〕
工程(I)で調製した溶融液に、水性液として95℃の水を結着樹脂の固形分濃度が10質量%となるように加え、水中油型エマルジョン(R−5)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−5)に含有する、結着樹脂を含む微粒子について、粒子径Dv50は100nmであった。
工程(I)で調製した溶融液に、水性液として95℃の水を結着樹脂の固形分濃度が10質量%となるように加え、水中油型エマルジョン(R−5)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−5)に含有する、結着樹脂を含む微粒子について、粒子径Dv50は100nmであった。
〔工程(III)〕
ステンレス製の容量500mLの丸底フラスコ容器に、水中油型エマルジョンとして水中油型エマルジョン(R−5)87.5gと、離型剤微粒子の水性分散液(W−1)7.5gと、着色剤微粒子の水性分散液として顔料分散液(P−1)2.5gとを入れ、これらを25℃で混合した。
ステンレス製の容量500mLの丸底フラスコ容器に、水中油型エマルジョンとして水中油型エマルジョン(R−5)87.5gと、離型剤微粒子の水性分散液(W−1)7.5gと、着色剤微粒子の水性分散液として顔料分散液(P−1)2.5gとを入れ、これらを25℃で混合した。
〔工程(IV)及び(V)〕
上記工程(III)で得られた混合液を用いて、実施例1と同様にして、トナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は5.9μmであり、球形化度は0.980であった。
上記工程(III)で得られた混合液を用いて、実施例1と同様にして、トナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は5.9μmであり、球形化度は0.980であった。
〔工程(VI)〜(VIII)〕
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、比較例1のトナーを得た。比較例1のトナーは、体積平均粒子径(MV)が5.9μm、球形化度が0.980、MV/MN値が1.2であった。また、比較例1のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。比較例1のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表2に記す。
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、比較例1のトナーを得た。比較例1のトナーは、体積平均粒子径(MV)が5.9μm、球形化度が0.980、MV/MN値が1.2であった。また、比較例1のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。比較例1のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表2に記す。
〔比較例2〕
水性液として、以下の方法により離型剤微粒子の水性分散液を調製した。
(離型剤微粒子の水性分散液の調製)
離型剤として、実施例2で用いた離型剤(B2)を用いる他は、実施例3の離型剤微粒子の水性分散液の調製と同様にして、離型剤微粒子の水性分散液(W−2)を調製した。得られた離型剤微粒子の水性分散液(W−2)に含まれる、離型剤微粒子について、粒子径Dv50は150nmであった。
水性液として、以下の方法により離型剤微粒子の水性分散液を調製した。
(離型剤微粒子の水性分散液の調製)
離型剤として、実施例2で用いた離型剤(B2)を用いる他は、実施例3の離型剤微粒子の水性分散液の調製と同様にして、離型剤微粒子の水性分散液(W−2)を調製した。得られた離型剤微粒子の水性分散液(W−2)に含まれる、離型剤微粒子について、粒子径Dv50は150nmであった。
〔工程(I)〜(V)〕
離型剤微粒子の水性分散液(W−1)7.5gに変えて、離型剤微粒子の水性分散液(W−2)7.5gを用いる他は、比較例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.3μmであり、球形化度は0.972であった。
離型剤微粒子の水性分散液(W−1)7.5gに変えて、離型剤微粒子の水性分散液(W−2)7.5gを用いる他は、比較例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.3μmであり、球形化度は0.972であった。
〔工程(VI)〜(VIII)〕
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、比較例2のトナーを得た。比較例2のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.3μm、球形化度が0.972、MV/MN値が1.2であった。また、比較例2のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。比較例2のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表2に記す。
実施例1同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、比較例2のトナーを得た。比較例2のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.3μm、球形化度が0.972、MV/MN値が1.2であった。また、比較例2のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。比較例2のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表2に記す。
[比較例3]
〔工程(I)及び(II)〕
結着樹脂として結着樹脂(A2)を用いる他は、比較例1と同様にして、水中油型エマルジョン(R−7)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−7)に含有する、結着樹脂を含む微粒子について、粒子径Dv50は80nmであった。
〔工程(I)及び(II)〕
結着樹脂として結着樹脂(A2)を用いる他は、比較例1と同様にして、水中油型エマルジョン(R−7)を調製した。得られた水中油型エマルジョン(R−7)に含有する、結着樹脂を含む微粒子について、粒子径Dv50は80nmであった。
〔工程(III)〜(V)〕
水中油型エマルジョン(R−5)87.5gに変えて、水中油型エマルジョン(R−7)87.5gを用いる他は、比較例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.0μmであり、球形化度は0.965であった。
水中油型エマルジョン(R−5)87.5gに変えて、水中油型エマルジョン(R−7)87.5gを用いる他は、比較例1と同様にしてトナー分散液を得た。フラスコ内のトナー分散液に含まれるトナー粒子の体積平均粒子径は6.0μmであり、球形化度は0.965であった。
〔工程(VI)〜(VIII)〕
実施例3同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、比較例3のトナーを得た。比較例3のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.0μm、球形化度が0.965、MV/MN値が1.2であった。また、比較例3のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。比較例3のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表2に記す。
実施例3同様にして、洗浄工程、乾燥工程、及び外添工程を経て、比較例3のトナーを得た。比較例3のトナーは、体積平均粒子径(MV)が6.0μm、球形化度が0.965、MV/MN値が1.2であった。また、比較例3のトナーについて、耐環境性、離型剤含有量、低温定着性、耐高温オフセット性、及び定着分離性をそれぞれ評価した。比較例3のトナーの評価結果と、工程(VI)の洗浄工程にて使用した洗浄水の量とを、表2に記す。
[比較例4]
〔工程(I)及び(II)〕
結着樹脂として、以下に示す結着樹脂(A3)を用いた他は、実施例1と同様にして、工程(I)及び(II)の処理を行ったが、溶融液の乳化は起こらず、水中油型エマルジョンは得られなかった。
〔工程(I)及び(II)〕
結着樹脂として、以下に示す結着樹脂(A3)を用いた他は、実施例1と同様にして、工程(I)及び(II)の処理を行ったが、溶融液の乳化は起こらず、水中油型エマルジョンは得られなかった。
<結着樹脂(A3)>
結着樹脂(A3)として、以下の非晶質ポリエステル樹脂の粉末を用いた。
単量体組成:ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/フマル酸/トリメリット酸=25/25/30/3(モル比率)
数平均分子量(Mn):2,500
質量平均分子量(Mw):6,600
分子量分布(Mw/Mn):2.6
融点:91℃
ガラス転移点(Tg):51℃
酸価:5.0mgKOH/g
結着樹脂(A3)として、以下の非晶質ポリエステル樹脂の粉末を用いた。
単量体組成:ポリオキシプロピレン(2,2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/ポリオキシエチレン(2,0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン/フマル酸/トリメリット酸=25/25/30/3(モル比率)
数平均分子量(Mn):2,500
質量平均分子量(Mw):6,600
分子量分布(Mw/Mn):2.6
融点:91℃
ガラス転移点(Tg):51℃
酸価:5.0mgKOH/g
実施例1〜4によれば、結着樹脂として酸価が10mgKOH/g以上であるポリエステ樹脂を用いて、所定の条件下で、結着樹脂と離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させた後、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子を形成させ、合一化させた場合、排水の発生量を低減しつつ、保存安定性、低温定着性、及び定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性に優れ、高温でのオフセットの発生を抑制できるトナーが得られることが分かる。これは、吸熱ピークの測定値から分かるように、トナー粒子の形状制御を行う際の、離型剤粒子の脱落や、トナー粒子表面への離型剤の染み出しが抑制されているためと推察される。また、実施例4では、界面活性剤を使用しなかったため、実施例1〜3に比べてさらに排水の発生量を低減できていることが分かる。
これに対し、比較例1、及び2によれば、結着樹脂として酸価が10mgKOH/gのポリエステル樹脂を含有するが、離型剤は含有しない水中油型エマルジョンを形成させた後、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子の形成と、その合一化を行った場合、排水の発生量が多くなり、保存安定性に劣り、高温でのオフセットの発生を抑制しにくいトナーが得られることが分かる。また、比較例1のトナーは、定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性も優れないトナーが得られていることが分かる。これは、吸熱ピークの測定値から分かるように、トナー粒子の形状制御を行う際の、離型剤粒子の脱落や、トナー粒子表面への離型剤の染み出しが抑制されていないためと推察される。
また、比較例3によれば、結着樹脂として酸価が30mgKOH/gのポリエステル樹脂を含有するが、離型剤は含有しない水中油系エマルジョンを形成させた後、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む凝集粒子の形成と、その合一化とを行った場合、排水の発生量を低減でき、保存安定性に優れるトナーが得られるものの、高温でのオフセットの発生を抑制しにくく、定着ローラーと画像が形成された被記録媒体との離型性も優れないトナーが得られていることが分かる。これは、吸熱ピークの測定値から分かるように、トナー粒子の形状制御を行う際の、離型剤粒子の脱落や、トナー粒子表面への離型剤の染み出しが抑制されていないためと推察される。
Claims (5)
- 以下の工程(I)〜(V);
工程(I):塩基性化合物により中和されている結着樹脂を含む溶融液を調製する工程、
工程(II):前記溶融液に水性液を加えることにより、前記結着樹脂と離型剤とが共存する状態で、前記結着樹脂と前記離型剤とを含む微粒子を含有する水中油型エマルジョンを形成させる工程、
工程(III):前記水中油型エマルジョンに、着色剤微粒子の水性分散液を加える工程、
工程(IV):前記着色剤微粒子分散液が加えられた、前記水中油型エマルジョンに凝集剤を加えた後、水中油型エマルジョンを、Tg以上、Tgより15℃高い温度以下に保持して、前記結着樹脂と前記離型剤と前記着色剤とを含む凝集粒子を形成させる工程、及び
工程(V):前記凝集粒子を、前記結着樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃以上高く、前記結着樹脂の融点(Tm)よりも低い温度に保持する工程、
を含み、
前記結着樹脂が酸価が10mgKOH/g以上であるポリエステ樹脂であり、
前記水性液が、水、又は、離型剤微粒子の水性分散液である、
静電潜像現像用トナーの製造方法。 - 前記工程(I)で調製される前記溶融液が、前記中和された結着樹脂と、前記離型剤とを含み、前記工程(II)で使用される前記水性液が前記水である、請求項1に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法。
- 前記工程(I)で調製される前記溶融液の、前記溶融液の質量に対する前記離型剤の含有量が0.1〜30質量%である、請求項2に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法。
- 前記工程(I)で調製される前記溶融液が、前記中和された結着樹脂からなるものであり、前記工程(II)で使用される前記水性液が前記離型剤微粒子の水性分散液である、請求項1に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法。
- 前記ポリエステル樹脂の酸価が、10mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である、請求項1〜4の何れか1項に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法。
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JP2015166843A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-09-24 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法 |
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2012
- 2012-06-18 JP JP2012137272A patent/JP2014002264A/ja active Pending
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