JP2014215542A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のトナーを構成するトナー粒子中には、離型剤として特定の結晶性化合物が用いられており、その他の離型剤が併用されていてもよい。
特定の結晶性化合物は、上記一般式(1)で示される、その末端にアクリロイル基(H2 C=CH−C(=O)−)またはメタクリロイル基(H2 C=C(CH3 )−C(=O)−)を有するものである。
基R1 を構成する脂肪族炭化水素基が炭素数20〜60のものであることにより、低温定着性および耐熱保管性を両立して得られる。基R1 を構成する脂肪族炭化水素基が炭素数20未満のものである場合は、結晶性化合物の融点が過度に低くなって十分な耐熱保管性が得られない。一方、基R1 を構成する脂肪族炭化水素基が炭素数60を超える場合は、結晶性化合物の融点が過度に高くなって定着分離性が低くなり、ジャムなどの不具合が発生する場合がある。
基R1 を構成する脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のもののいずれであってもよいが、直鎖状のものであることが好ましい。
L中のR3 は、アルキレン基または単結合である。
アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基などの炭素数1〜3のものが挙げられる。
また、L中のYは、−NH−または−O−である。
この理由としては、以下の通りであると推測される。すなわち、トナー粒子に(メタ)アクリロイル基を末端に有する結晶性化合物が含有されていることにより、熱定着後に当該結晶性化合物が画像の表面にブリードアウトする。そして、このブリードアウトした結晶性化合物中の(メタ)アクリロイル基の極性によってニスとの高い親和性が得られると共に、ニスが光硬化型ニスである場合は当該(メタ)アクリロイル基における不飽和結合と当該光硬化型ニスを構成する化合物とが光硬化型ニスの硬化時に反応して化学的に結合されることによって、ニスはじきが抑制されると共に画像とニス層との密着性が向上するものと推測される。また、画像の表面にブリードアウトした特定の結晶性化合物は、(メタ)アクリロイル基が表面側に存在する状態とされやすいために、光硬化型ニスとの反応性が高く、確実にニスはじきを抑制することができると共に画像とニス層との優れた密着性が得られるものと考えられる。
特定の結晶性化合物の分子量が上記の範囲にあることにより、特定の結晶性化合物の溶融時の過度な粘度低下を抑制することができ、さらに、常温時の保存安定性が得られる。このことにより得られる画像に離型剤(特定の結晶性化合物)による画像表面の光沢ムラが生じることが抑制され、さらに画像保存性の良好な画像を得ることができる。
DSC測定は、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて、以下のように行われる。
具体的には、測定手順としては、原料の結晶性ポリエステル3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用する。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行った。
特定の結晶性化合物は、アルコール成分と酸成分とを縮合させてエステル結合によって結合させることによって製造することができる。
特定の結晶性化合物の含有割合が上記の範囲にあることにより、十分な離型性および高い耐熱保管性を確実に両立して得ることができると共に、得られる画像に高いニスの塗布性が得られ、また、画像とニス層との密着性が極めて優れたものとなる。
離型剤の合計の含有割合が上記の範囲にあることにより、十分な離型性および高い耐熱保管性を確実に両立して得られ、さらに透光性や色再現性に優れる。
本発明に係るトナー粒子は、少なくとも結着樹脂および離型剤が含有されてなるものであり、必要に応じて、着色剤や荷電制御剤などの内添剤が含有されてなるものであってよい。
トナー粒子がコア−シェル構造のものとして構成される場合において、離型剤はコア粒子に含有され、シェル層には実質的に離型剤を含まないことが好ましい。これにより、当該トナー粒子について高い製造安定性および保存安定性が得られると共に、離型剤のトナー粒子からのブリードアウトを確実に抑制することができる。
このコア−シェル構造のトナー粒子とは、シェル層がコア粒子を完全に被覆している形態のみならず、コア粒子の一部を被覆しているものであってもよい。また、シェル層を構成する樹脂の一部がコア粒子中にドメインなどを形成しているものであってもよい。さらに、シェル層は、組成の異なる樹脂よりなる2層以上の多層構造を有するものであってもよい。
本発明に係るトナー粒子を構成する結着樹脂としては、特に限定されない。
このような結着樹脂の具体例として、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂などのビニル系重合体、オレフィン系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、アミド樹脂およびエポキシ樹脂などが挙げられ、特に、透明性や重ね合わせ画像の色再現性を向上させるために、透明性が高く、溶融特性が低粘度で高いシャープメルト性を有する、スチレン−アクリル系樹脂が好適に挙げられる。これらは1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
トナー粒子中における結着樹脂の含有割合は、例えば50〜98質量%とされる。
これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
結着樹脂の重量平均分子量(Mw)が上記範囲にあることにより、低温定着性および定着分離性が確実に得られる。一方、結着樹脂の重量平均分子量(Mw)が過大である場合は、低温定着性が十分に得られないおそれがある。また、結着樹脂の重量平均分子量(Mw)が過小である場合は、定着分離性が十分に得られないおそれがある。
結着樹脂のガラス転移点が上記範囲にあることにより、低温定着性および耐熱保管性が両立して得られる。
測定手順としては、試料(結着樹脂)3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、ホルダーにセットする。リファレンスは空のアルミニウム製パンを使用した。測定条件としては、測定温度0℃〜200℃、昇温速度10℃/分、降温速度10℃/分で、Heat−cool−Heatの温度制御で行い、その2nd.Heatにおけるデータをもとに解析を行い、第1の吸熱ピークの立ち上がり前のベースラインの延長線と、第1のピークの立ち上がり部分からピーク頂点までの間で最大傾斜を示す接線を引き、その交点をガラス転移点として示す。
本発明のトナーを構成するトナー粒子中には、着色剤が含有されていてもよい。着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料などを任意に使用することができる。
カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどを用いることができる。
磁性体としては鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイトなどの強磁性金属酸化物などを用いることができる。
また、顔料としてはC.I.ピグメントレッド2、同3、同5、同7、同15、同16、同48:1、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同123、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同208、同209、同222、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー3、同9、同14、同17、同35、同36、同65、同74、同83、同93、同94、同98、同110、同111、同138、同139、同153、同155、同180、同181、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同15:4、同60、中心金属が亜鉛、チタン、マグネシウムなどであるフタロシアニン顔料などを用いることができ、これらの混合物も用いることができる。染料としてはC.I.ソルベントレッド1、同3、同14、同17、同18、同22、同23、同49、同51、同52、同58、同63、同87、同111、同122、同127、同128、同131、同145、同146、同149、同150、同151、同152、同153、同154、同155、同156、同157、同158、同176、同179、ピラゾロトリアゾールアゾ染料、ピラゾロトリアゾールアゾメチン染料、ピラゾロンアゾ染料、ピラゾロンアゾメチン染料、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95などを用いることができ、またこれらの混合物も用いることができる。
本発明のトナーを構成するトナー粒子中には、荷電制御剤が含有されていてもよい。荷電制御剤としては、摩擦帯電により正または負の帯電を与えることのできる物質であり、かつ、無色のものであれば特に限定されず、公知の種々の正帯電性の荷電制御剤および負帯電性の荷電制御剤を用いることができる。
トナー粒子中における荷電制御剤の含有割合は、0.01〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは0.1〜10質量%である。
本発明のトナーの軟化点は、当該トナーに低温定着性を得る観点から、80〜130℃であることが好ましく、より好ましくは90〜110℃である。
具体的には、まず、20℃、50%RHの環境下において、トナー1.1gをシャーレに入れ平らにならし、12時間以上放置した後、成型器「SSP−10A」(島津製作所社製)によって3820kg/cm2 の力で30秒間加圧し、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作成し、次いで、この成型サンプルを、24℃、50%RHの環境下において、フローテスター「CFT−500D」(島津製作所社製)により、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒間、昇温速度6℃/分の条件で、円柱型ダイの穴(1mm径×1mm)より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出し、昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetが、トナーの軟化点とされる。
本発明のトナーの粒径は、例えば体積基準のメジアン径で3〜10μmであることが好ましく、より好ましくは3〜8μmである。体積基準のメジアン径が上記の範囲にあることにより、例えば1200dpi(dpi;1インチ(2.54cm)あたりのドット数)レベルの非常に微小なドット画像を忠実に再現することができる。
本発明のトナーは、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、転写効率の向上の観点から、下記式(T)で示される円形度の算術平均値が0.850〜0.990であることが好ましい。
式(T):円形度=粒子投影像と同等の投影面積を有する真円の周囲長/粒子投影像の周囲長
具体的には、トナー粒子を界面活性剤水溶液に湿潤させ、超音波分散を1分間行い、分散した後、「FPIA−2100」を用い、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度で測定を行う。この範囲であれば、再現性のある測定値が得られる。
本発明のトナーを製造する方法としては、混練・粉砕法、懸濁重合法、乳化重合法、乳化会合法、乳化重合凝集法、ミニエマルション重合凝集法、カプセル化法、その他の公知の方法などを挙げることができるが、これらの中でも乳化会合法を用いることが好ましい。この乳化会合法によれば、製造コストおよび製造安定性の観点から、トナー粒子の小粒径化を容易に図ることができる。
結着樹脂微粒子として多層構造のものを作製する場合には、離型剤を第2段重合によって得られる核樹脂微粒子に入れることが好ましい。
上記のトナー粒子は、そのままで本発明のトナーを構成することができるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、当該トナー粒子に、いわゆる後処理剤である流動化剤、クリーニング助剤などの外添剤を添加して本発明のトナーを構成してもよい。
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、耐熱保管性の向上、環境安定性の向上のために、表面処理が行われていることが好ましい。
本発明のトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。本発明のトナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄などの金属、フェライト、マグネタイトなどの磁性体、これらとアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなるバインダー型キャリアなど用いてもよい。
コートキャリアを構成する被覆樹脂としては、特に限定はないが、例えばオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、エステル樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。また、樹脂分散型キャリアを構成する樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えばスチレン−アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂などを使用することができる。
本発明のトナーは、電子写真方式の画像形成方法に用いられるものであり、接触加熱方式による定着工程を含む画像形成方法に好適に用いることができる。画像形成方法としては、具体的には、以上のような本発明のトナーを使用して、例えば像担持体上に静電的に形成された静電潜像を、現像装置において現像剤を摩擦帯電部材によって帯電させることにより顕在化させてトナー像を得、このトナー像を画像支持体に転写し、その後、画像支持体上に転写されたトナー像を接触加熱方式の定着処理によって当該画像支持体に定着させることにより、画像が得られる。
本発明のトナーを用いた画像形成方法に使用される画像支持体としては、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙あるいはコート紙などの塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、OHP用のプラスチックフィルム、布などの各種を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
上記のような電子写真方式の画像形成方法によって画像を形成した後直ちに、または放置後、画像支持体における画像が形成された面にニスを塗布する工程を経て、ニス層を形成することができる。
ニス層は、画像支持体における画像が形成された面の全体、画像支持体における画像の全体または一部、画像支持体の一部を覆う状態に形成することができる。
本発明のトナーによって形成された画像上にニス層を形成するために用いるニスとしては、水性ニス、油性ニスおよび光硬化型ニスなどが挙げられるが、本発明のトナーによって形成された画像上にニス層を形成するための好ましいニスとしては、画像の表面にブリードアウトした特定の結晶性化合物との反応性を考えると、光硬化型ニスを用いることが好ましい。
光硬化型ニスの中でも、湿度の変化による硬化度の変化がなく安定した硬化が得られることから、特にラジカル重合性の光硬化型ニスを用いることが好ましい。光硬化型ニスは、基本的な構成として、反応性オリゴマー、反応性モノマー、増感剤、界面活性剤および添加剤を含んで構成されていることが好ましい。
また、反応性モノマーとしては、モノアクリレート、ジアクリレート、トリアクリレートなどの中から適宜選択して使用することができる。
増感剤としては、アントラキノン、ベンゾフェノン、2−エチルアントラキノンなどの中から選択して使用することができる。
アニオン界面活性剤としては、スルホコハク酸塩、ジスルホン酸塩、リン酸エステル、硫酸塩、スルホン酸塩、及び、これらの混合物を使用することができる。
ノニオン界面活性剤としては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、イソプロピルアルコール、アセチレン系ジオール、エトキシル化オクチルフェノール、エトキシル化分岐第二級アルコール、ベルフルオロブタンスルホン酸塩及びアルコキシル化アルコール等を使用することができる。
シリコーン界面活性剤としては、ポリエーテル修飾ポリジメチルシロキサン等を使用することができる。
フルオロ界面活性剤としては、例えば、エトキシル化ノニルフェノール等を使用することができる。
界面活性剤を使用することにより、トナーとニスとの界面に吸着性が付与されたり、ニスの表面張力を下げることによりニスのぬれ性の向上を図ることができる。
ニスの塗布には、ロールコータ、フキソソコータ、ロッドコータ、ブレード、ワイヤーバー、エアーナイフ、カーテンコータ、スライドコータ、ドクターナイフ、スクリーンコータ、グラビアコータ(例えば、オフセットグラビアコータ)、スロットコータ、および、押出しコータ、インクジェットコータを含む液体フィルムコーティング装置を使用することができる。このような装置は、例えば、正転および逆転ロールコーティング、オフセットグラビア、カーテンコーティング、リソグラフコーティング、スクリーンコーティング、グラビアコーティングおよびインクジェットコーティングなどの周知の方式のものを使用することができる。
温度計、窒素導入管、撹拌機および冷却管を取り付けた4つ口フラスコに、アルコール成分としてトリアコンタノール(CH3 (CH2 )29OH)(「ユニリン425」(ベーカーペトロライト社製:融点91℃))638gおよび酸成分としてアクリル酸100gを加え、窒素気流下、220℃で反応水を留去しながら、15時間以上常圧で反応させることにより、結晶性化合物〔1〕を得た。
結晶性化合物の合成例1において、アルコール成分および酸成分として、表1に示す化合物を用いることの他は同様にして、結晶性化合物〔2〕〜〔7〕を得た。
なお、テトラコンタノール(CH3 (CH2 )39OH)としては、「ユニリン550」(ベーカーペトロライト社製)を用い、ペンタコサンカルボン酸(CH3 (CH2 )24COOH)としては、「ユニシッド350」(ベーカーペトロライト社製)を用い、ノナコサンカルボン酸(CH3 (CH2 )28COOH)としては、「ユニシッド425」(ベーカーペトロライト社製)を用い、ノナトリアコンタカルボン酸(CH3 (CH2 )38COOH)としては、「ユニシッド550」(ベーカーペトロライト社製)を用いた。
(1)着色剤微粒子分散液の調製工程
n−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部をイオン交換水160質量部に投入し、撹拌、溶解して界面活性剤溶液を調製した。この界面活性剤溶液中に、「C.I.ピグメントブルー15:3」15質量部を徐々に添加し、撹拌装置「クレアミックスWモーションCLM−0.8」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理を行うことにより、着色剤微粒子分散液〔1〕を調製した。この着色剤微粒子分散液〔1〕における着色剤微粒子の粒子径を、電気泳動光散乱計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、174nmであった。
下記に示す第1段重合、第2段重合および第3段重合を経て多層構造を有するコア部用樹脂微粒子〔1〕を作製した。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム4質量部をイオン交換水3040質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。この界面活性剤溶液に、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、温度を75℃とした後、
・スチレン 532質量部
・n−ブチルアクリレート 200質量部
・メタクリル酸 68質量部
・n−オクチルメルカプタン 16.4質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下し、この系を75℃にて2時間にわたって加熱、撹拌することによって重合(第1段重合)を行い、樹脂微粒子〔a1〕の分散液を調製した。この樹脂微粒子〔a1〕の重量平均分子量(Mw)は16,500であった。
撹拌装置を取り付けたフラスコ内において、
・スチレン 101.1質量部
・n−ブチルアクリレート 62.2質量部
・メタクリル酸 12.3質量部
・n−オクチルメルカプタン 1.75質量部
からなる単量体混合液に、離型剤として、
・結晶性化合物〔1〕 93.8質量部
を添加し、90℃に加温して溶解させた。
上記の樹脂微粒子〔a2〕の分散液に、過硫酸カリウム5.45質量部をイオン交換水220質量部に溶解させた重合開始剤溶液を添加し、この系に、80℃の温度条件下で、
・スチレン 293.8質量部
・n−ブチルアクリレート 154.1質量部
・n−オクチルメルカプタン 7.08質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたって加熱撹拌することにより重合(第3段重合)を行った。その後、28℃まで冷却し、水系媒体中にコア部用樹脂微粒子〔1〕が分散されたコア部用樹脂微粒子分散液〔1〕を調製した。このコア部用樹脂微粒子〔1〕の重量平均分子量(Mw)は26,800、体積基準のメジアン径は125nm、ガラス転移点(Tg)は28.1℃であった。
コア部用樹脂微粒子〔1〕の第1段重合において、スチレン548質量部、2−エチヘキシルアクリレート156質量部、メタクリル酸96質量部、n−オクチルメルカプタン16.5質量部からなる単量体混合液を用いたことの他は同様にして、重合反応および反応後の処理を行い、シェル層用樹脂微粒子〔1〕を作製した。なお、シェル層用樹脂微粒子〔1〕のガラス転移点(Tg)は53.0℃であった。
(a)コア部の形成
コア部用樹脂微粒子〔1〕420質量部(固形分換算)と、イオン交換水900質量部と、着色剤微粒子分散液〔1〕200質量部とを、温度センサー、冷却管、窒素導入装置、撹拌装置を取り付けた反応容器に入れて撹拌した。反応容器内の温度を30℃に調整した後、この溶液に5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を加えてpHを8〜11に調整した。
次いで、塩化マグネシウム・6水和物60質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃にて10分間かけて添加した。3分間放置した後に昇温を開始し、この系を80分間かけて80℃(コア部形成温度)まで昇温した。その状態で「マルチサイザー3」(コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、会合粒子の体積基準のメジアン径が5.8μmになった時点で、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を添加して粒径成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度80℃(コア部熟成温度)にて1時間にわたり加熱撹拌することにより融着を継続させ、コア部〔1〕を形成した。
次いで、65℃においてシェル層用樹脂微粒子〔1〕46.8質量部(固形分換算)を添加し、さらに塩化マグネシウム・6水和物2質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、10分間かけて添加した後、80℃(シェル化温度)まで昇温し、1時間にわたり撹拌を継続し、コア部〔1〕の表面に、シェル層用樹脂微粒子〔1〕の粒子を融着させた後、80℃(シェル熟成温度)で所定の円形度まで熟成処理を行い、シェル層を形成させた。ここで、塩化ナトリウム40.2質量部をイオン交換水1000質量部に溶解した水溶液を加え、8℃/分の条件で30℃まで冷却し、生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部表面にシェル層を有する、体積基準のメジアン径が6.5μm、ガラス転移点(Tg)が31℃のトナー粒子〔1〕を得た。
乾燥されたトナー粒子〔1〕100質量部に、ヘキサメチルジシラザン処理したシリカ(平均一次粒径12nm)0.6質量部およびn−オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均一次粒径24nm)0.8質量部を添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池鉱業社製)にて撹拌羽根の周速を35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分間の条件で外添剤添加処理を行うことにより、トナー〔1〕を作製した。
トナー〔1〕の軟化点は107℃であった。
トナーの製造例1のコア部用樹脂微粒子の作製工程の第2段重合において、用いる離型剤の種類およびその使用量を表2に従って変更したことの他は同様にして、トナー〔2〕〜〔9〕を作製した。
(1)混合工程
下記材料を「ヘンシェルミキサー」(三井鉱山社製)により、撹拌羽の周速を25m/秒に設定して5分間かけて混合して混合物を得た。
・ポリエステル樹脂〔B1〕(ビスフェノールA−エチレンオキサイド付加物、テレフタル酸、トリメリット酸の縮合物、重量平均分子量(Mw)20,000) 100質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 3質量部
・結晶性化合物〔1〕 3質量部
(2)混練工程
得られた混合物を二軸押出混練機により120℃に加熱しながら混練して混練物を得、その後、これを冷却した。
(3)粉砕工程
得られた混練物を「ハンマーミル」(ホソカワミクロン社製)により粗粉砕した後、「ターボミルT−400型」(ターボ工業社製)により微粉砕した。
(4)分級工程
得られた微粉末を風力分級機により微分分級を行うことにより、体積基準のメジアン径が8.0μmのトナー粒子〔10〕を得た。
(5)外添剤添加工程
トナー粒子〔10〕100質量部に、ヘキサメチルジシラザン処理したシリカ(平均一次粒径12nm)0.4質量部およびn−オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均一次粒径24nm)0.8質量部を添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池鉱業社製)にて撹拌羽根の周速を35m/秒、処理温度35℃、処理時間8分間の条件で外添剤添加処理を行うことにより、トナー〔10〕を作製した。
トナー〔10〕の軟化点は107℃であった。
(1)結晶性化合物〔6〕分散液の調製工程
結晶性化合物〔6〕270質量部、アニオン性界面活性剤「ネオゲンRK」(第一工業製薬社製、有効成分量:60質量%)13.5質量部(有効成分として、結晶性化合物〔6〕に対して3.0質量%)、イオン交換水21.6質量部を混合し、圧力吐出型ホモジナイザー「ゴーリンホモジナイザ」(ゴーリン社製)を用いて、内液温度120℃にて結晶性化合物〔6〕を溶解した後、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却することで、結晶性化合物分散液〔C1〕を得た。この結晶性化合物分散液〔C1〕中の結晶性化合物〔6〕による微粒子の体積基準のメジアン径は225nmであった。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20.0質量%になるように調整した。
(a)ポリエステル樹脂〔B2〕の合成
・ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物 10モル%
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド2.2モル付加物 40モル%
・テレフタル酸 22モル%
・フマル酸 15モル%
・ドデセニルコハク酸無水物 11モル%
・トリメリット酸無水物 2モル%
撹拌器、温度計、コンデンサーおよび窒素ガス導入管を備えた反応容器に、上記モノマー成分のうちフマル酸およびトリメリット酸無水物以外と、ジオクタン酸スズを上記モノマー成分の合計100質量部に対して0.25質量部投入した。窒素ガス気流下、235℃で6時間反応させた後、200℃に降温して、上記フマル酸およびトリメリット酸無水物を投入し1時間反応させた。温度をさらに220℃まで4時間かけて昇温し、10kPaの圧力下で所望の分子量になるまで重合させ、淡黄色透明なポリエステル樹脂〔B2〕を得た。
得られたポリエステル樹脂〔B2〕は、ガラス転移点(Tg)が59℃、重量平均分子量(Mw)が23,000、数平均分子量(Mn)が7,000であった。
コンデンサー、温度計、水滴下装置、アンカー翼を備えたジャケット付き3リットル反応槽「BJ−30N」(東京理化器械株式会社製)を水循環式恒温槽にて40℃に維持しながら、この反応槽に酢酸エチル160質量部とイソプロピルアルコール100質量部との混合溶剤を投入し、これに上記ポリエステル樹脂〔B2〕300質量部を投入して、スリーワンモーターを用い150rpmで撹拌を施し、溶解させて油相を得た。この撹拌されている油相に10質量%アンモニア水溶液を、滴下時間5分間で14質量部滴下し、10分間混合した後、更にイオン交換水900質量部を毎分7質量部の速度で滴下して転相させて、乳化液を得た。すぐに、得られた乳化液800質量部とイオン交換水700質量部とを2リットルのナスフラスコに入れ、トラップ球を介して真空制御ユニットを備えたエバポレーター(東京理化器械株式会社)にセットした。ナスフラスコを回転させながら、60℃の湯バスで加温し、突沸に注意しつつ7kPaまで減圧し溶剤を除去した。溶剤回収量が1100質量部になった時点で常圧に戻し、ナスフラスコを水冷し、これにより、コア部用樹脂微粒子〔11〕の分散液を得た。得られた分散液に溶剤臭は無かった。この分散液におけるコア部用樹脂微粒子〔11〕の体積基準のメジアン径は130nmであった。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20質量%になるように調整し、これをコア部用樹脂微粒子分散液〔11〕とした。
上記のコア部用樹脂微粒子分散液〔11〕135質量部(固形分換算)を、500mlビーカーに入れ、マグネチックスターラーにて、泡をかみ込まない速さで撹拌しながら、アニオン性界面活性剤「Dowfax2A1」(ダウケミカル社製)3.4質量部を加え、10分間撹拌した後、0.3mol/lの硝酸を用いてpHが3.2になるように調整し、シェル層用樹脂微粒子〔11〕の分散液を得た。
・硫酸アルミニウム粉末「17%硫酸アルミニウム」(浅田化学工業社製)35質量部
・イオン交換水 1965質量部
上記成分を2リットル容器へ投入し、30℃にて、沈殿物が消失するまで撹拌混合することにより硫酸アルミニウム水溶液(SA)を調製した。
(a)コア部の形成
コア部用樹脂微粒子〔11〕280質量部(固形分換算)と、結晶性化合物分散液〔C1〕260質量部と、イオン交換水440質量部と、アニオン性界面活性剤「Dowfax2A1」(ダウケミカル社製)14質量部と、着色剤微粒子分散液〔1〕200質量部とを、温度計、pH計、撹拌器を具備した3リットルの反応容器に入れ、温度25℃にて、0.3M硝酸を加えてpHを3.0に調整した後、ホモジナイザー「ウルトラタラクスT50」(IKAジャパン社製)を用いて5,000rpmで分散しながら、調製した硫酸アルミニウム水溶液(SA)130質量部を添加して6分間分散した。
その後、反応容器に撹拌器、マントルヒーターを設置し、スラリーが充分に撹拌されるように撹拌器の回転数を調整しながら、温度40℃までは0.2℃/分の昇温速度、40℃を超えてからは0.05℃/分の昇温速度で昇温し、10分間ごとに「マルチサイザーII」(アパーチャー径:50μm、ベックマン−コールター社製)にて粒径を測定した。体積基準のメジアン径が5.0μmになったところで温度を保持した。
次いで、シェル層用樹脂微粒子〔11〕全てを5分間かけて投入した。シェル層用樹脂微粒子〔11〕を投入してから30分間保持した後、4質量%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0に調整した。その後、5℃ごとにpHが9.0になるように同様にして調整しながら、昇温速度1℃/分で90℃まで昇温し、90℃で保持した。15分間ごとに光学顕微鏡と走査電子顕微鏡(FE−SEM)にて粒子形状および表面性を観察したところ、2.0時間目で粒子の合一が確認されたので、冷却水にて容器を30℃まで5分間かけて冷却した。
生成した融着粒子を濾過し、45℃のイオン交換水で繰り返し洗浄し、その後、40℃の温風で乾燥することにより、コア部表面にシェル層を有する、体積基準のメジアン径が6.0μm、ガラス転移点(Tg)が36℃のトナー粒子〔11〕を得た。
乾燥されたトナー粒子〔11〕100質量部に、ヘキサメチルジシラザン処理したシリカ(平均一次粒径12nm)0.6質量部およびn−オクチルシラン処理した二酸化チタン(平均一次粒径24nm)0.8質量部を添加し、「ヘンシェルミキサー」(三井三池鉱業社製)にて撹拌羽根の周速を35m/秒、処理温度35℃、処理時間15分間の条件で外添剤添加処理を行うことにより、トナー〔11〕を作製した。
トナー〔11〕の軟化点は101℃であった。
トナーの製造例11のトナー粒子の形成工程におけるコア部の形成過程において、用いるコア部用樹脂微粒子〔11〕を245質量部(固形分換算)、結晶性化合物分散液〔C1〕を500質量部、イオン交換水を360質量部に変更したことの他は同様にして、トナー〔12〕を作製した。
トナーの製造例1のコア部用樹脂微粒子の作製工程の第2段重合において、用いる離型剤の種類およびその使用量を表2に従って変更したことの他は同様にして、トナー〔13〕〜〔14〕を作製した。
トナーの製造例10において、用いる離型剤の種類を表2に従って変更したことの他は同様にして、トナー〔15〕を作製した。
トナーの作製例12において、用いる離型剤の種類を表2に従って変更したことの他は同様にして、トナー〔16〕を作製した。
このトナー〔1〕〜〔16〕にシリコーン樹脂を被覆した体積平均粒径60μmのフェライトキャリアを、前記トナーの濃度が6質量%になるよう混合することにより、現像剤〔1〕〜〔16〕を調製した。
トナー0.5gを内径21mmの10mlガラス瓶に取り蓋を閉めて、タップデンサー「KYT−2000」(セイシン企業製)で室温にて600回振とうした後、蓋を取った状態で温度57.5℃、相対湿度35%RHの環境下に2時間放置した。次いで、トナーを48メッシュ(目開き350μm)の篩上に、トナーの凝集物を解砕しないように注意しながら乗せて、「パウダーテスター」(ホソカワミクロン社製)にセットし、押さえバー、ノブナットで固定し、送り幅1mmの振動強度に調整し、10秒間振動を加えた後、下記式を用いて、篩上の残存したトナー量の比率であるトナー凝集率(質量%)を測定した。そして、下記の評価基準に従って耐熱保管性を評価した。結果を表3に示す。
トナー凝集率(質量%)=篩上の残存トナー質量(g)/0.5(g)×100
−評価基準−
◎:トナー凝集率が10質量%未満(トナーの耐熱保管性が極めて良好)
○:トナー凝集率が10質量%以上15質量%未満(トナーの耐熱保管性が良好)
△:トナー凝集率が15質量%以上20質量%未満(トナーの耐熱保管性やや劣るが許容レベル)(合格)
×:トナー凝集率が20質量%以上(トナーの耐熱保管性が悪く、使用不可)
市販のデジタル複写機「bizhub PRO C6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)の定着装置を改造した評価機に現像剤〔1〕〜〔16〕を搭載し、定着用ヒートローラの表面温度を180℃とし、画像支持体「A4 キンマリY目(坪量52.3g)」(北越製紙社製)に対し搬送方向に5cm幅、画像支持体の先端3mmからなる帯状のシアン色のベタ画像を有するA4画像を、横送りで搬送した際における画像側の定着用ヒートローラと画像支持体との分離性を目視で観察し、下記の評価基準に従って評価した。結果を表3に示す。
−評価基準−
○:画像支持体がカールすることなく定着用ヒートローラと分離する(合格)。
△:画像支持体が定着用ヒートローラと分離爪で分離するが、画像上に分離爪の跡はほとんど目立たない(合格)。
×:画像支持体が定着用ヒートローラと分離爪で分離し、画像上に分離爪跡が残る、もしくは定着用ヒートローラに巻きついてしまい定着用ヒートローラと分離できない(不合格)。
フルカラー高速複合機「bizhub C 6500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)において、現像剤〔1〕〜〔16〕を用いて、定着線速310mm/min(約65枚/分)の設定条件下で、「OKトップコート紙128g/m2 」(王子製紙社製)上に、トナー付着量4g/m2 の画像を定着した。
この画像が定着された画像支持体上に、ニスとして光ラジカル重合性の「UV VECTAコートニス PC−3KW2」(T&K TOKA社製)を、ワイヤーバーを用いて、厚さ3μmに塗布し、高圧水銀ランプを光源とするUV照射装置により画像面の積算光量が80〜100mJ/cm2 になるよう紫外線を照射し、前記ニスを硬化してニス層を形成することにより、テストプリント〔1〕〜〔16〕を得た。
得られたテストプリントのニス層を目視で観察し、下記の評価基準に従ってニスの塗布性を評価した。
−評価基準−
○:ニスはじきが観察されない(合格)。
△:一部にニスはじきが観察される(合格)。
×:全面にニスはじきが観察される(不合格)。
得られたテストプリントのニス層を形成した面に、カッターで一部に傷をつけ、傷をつけた部分および傷をつけない部分に、それぞれテープを貼り、剥がした際のニス層の剥離を下記の評価基準に従って観察した。
−評価基準−
◎:傷をつけた部分にも傷をつけない部分にもニス層の剥離が観察されない(合格)。
○:傷をつけた部分にはニス層の剥離が観察されるが、傷をつけない部分にはニス層の剥離が観察されない(合格)。
△:傷をつけた部分にはニス層の剥離が明確に観察され、傷をつけない部分にも軽微なニス層の剥離が観察される(不合格)。
×:傷をつけない部分にもニス層の剥離が明確に観察される(不合格)。
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