JP2014503853A

JP2014503853A - 静電荷像現像用重合トナー

Info

Publication number: JP2014503853A
Application number: JP2013546018A
Authority: JP
Inventors: ジェブンパク; ヨンジェクォン; ドンウキム; デウンチョイ
Original assignee: Lotte Fine Chemical Co Ltd; Samsung Fine Chemicals Co Ltd
Current assignee: Lotte Fine Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2014-02-13
Also published as: US20140004457A1; EP2657775A2; WO2012087031A2; WO2012087031A3; CN103392152A; KR20120072844A

Abstract

帯電性及び保管性にすぐれた重合トナーに係り、該重合トナーは、結着樹脂及び着色剤を含み、該結着樹脂の誘電率が２．８ないし３．７である。

Description

本発明は、静電荷像現像用重合トナー、それを含んだ電子写真用画像形成用現像剤、及びそれを利用した電子写真用画像形成方法に係り、さらに詳細には、帯電性及び保管性にすぐれた静電荷像現像用重合トナー、それを含んだ電子写真用画像形成用現像剤、及びそれを採用した電子写真用画像の形成方法に関する。

光伝導性物質を使用し、多様な手段によって、感光部材上に静電気的潜像を形成し、この静電荷像をトナーで現像して可視的像を形成した後、トナー画像を紙のような転写受容材料に転写した後、熱及び／または圧力を印加し、転写受容材料に定着された画像を形成する多数の電子写真法が知られている。

最近、電子写真法を利用した画像形成装置は、プリンタ及びファクシミリを含めて多様である。かような画像形成装置は、さらに高い解像度及び鮮明度の現像方式を必要とし、そのために、粒子サイズが小さく、粒度分布の狭いトナーが開発されている。

粒度分布が狭くて円形度にすぐれるトナーを低コストで製造する方法としては、乳化重合法、懸濁重合法などを利用したトナーの製造方法が知られている。しかし、トナーの粒子サイズを小さくする場合、粒子間の凝集力が大きくなり、感光体からの転写が良好に形成されず、画像抜け落ちが発生するという問題点がある。

一方、印刷コストを節減するためには、トナー付着量を減少させる必要があるが、そのために、着色剤使用量を増加させれば、着色剤の分散が良好に起こらず、画像抜け落ち問題がさらに深刻になる。

特許文献１には、湿式組み立て法によって製造され、誘電率ε’が２．６〜３．２、付着量が４ｇ／ｍ^２、画像反射濃度（ＲＤ）が１．２以上、体積平均粒径が３〜７μｍである静電荷像現像用ブラックトナーが開示されており、該ブラックトナーは、トナー付着量を減少させても、所定の画像濃度を確保することができ、転写性及びトナー粒子の円形度にすぐれたものであると記載されている。しかし、前記トナーは、ブラックトナーに限定され、トナーの帯電性及び保管性は、完全に満足すべき程度ではない。

特開２００６−９１０９６号公報

本発明がなそうとする第１の技術的課題は、帯電性及び保管性にすぐれ、印刷コストがあまりかからず、画像品質にすぐれる静電荷像現像用重合トナーを提供するものである。

本発明がなそうとする第２の技術的課題は、前記トナーを含む静電荷像現像剤を提供するものである。

本発明がなそうとする第３の技術的課題は、前記静電荷像現像剤を使用する電子写真用画像の形成方法を提供するものである。

前記第１の技術的課題を達成するために、本発明は、結着樹脂及び着色剤を含む重合トナーであって、前記結着樹脂の誘電率が２．８ないし３．７である重合トナーを提供する。

本発明の一具現例によれば、前記重合トナーは、カラートナーである。

本発明の他の具現例によれば、前記重合トナーは、ブラックトナーであってもよい。

前記第２の技術的課題を達成するために、本発明は、前記重合トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤を提供する。

前記第３の技術的課題を達成するために、本発明は、静電潜像が形成された感光体表面に、前記トナーを付着させてトナー画像を形成し、前記トナー画像を転写材に転写する工程を含む電子写真用画像の形成方法を提供する。

本発明の重合トナーは、帯電性及び保管性にすぐれ、少ない印刷コストで、高品質の画像を得ることができる。

実施例及び比較例によるトナーの誘電率を示したグラフである。実施例及び比較例によるトナーの帯電量を示したグラフである。実施例及び比較例によるトナーの帯電速度を示したグラフである。

以下、本発明の望ましい具現例による重合トナーについて、さらに詳細に説明する。

本発明の一側面による静電荷像現像用トナーは、結着樹脂及び着色剤を含む重合トナーであって、前記結着樹脂の誘電率が２．８ないし３．７である。

本発明によるトナーは、前記範囲内に入る誘電率を有する結着樹脂を含むことにより、結果的に得られるトナーの帯電性及び保管性にすぐれるようになる。

本発明の一具現例によれば、前記トナーは、カラートナーまたはブラックトナーである。

前記トナーがカラートナーである場合、すなわち、シアントナー、イエロートナーまたはマゼンタトナーである場合、前記重合トナーの誘電率は、下記数式（１）を満足する：

前記数式（１）で、Ｂは、結着樹脂の誘電率を意味する。

一方、前記トナーがブラックトナーである場合、前記重合トナーの誘電率は、下記数式（２）を満足する：

前記数式（２）で、Ｂは、結着樹脂の誘電率を意味する。

本発明で、結着樹脂及びトナーの誘電率は、測定方法に特別な制限がなく、例えば、２５℃、５０％の環境下で、トナーサンプルを、５００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で、板状に形成し、それを電極間に設け、Ｅ４９９１ Impedance Analyzer（Agilent社）により、電圧５Ｖ、周波数１ＧＨｚの条件下で測定することができる。

本発明のトナーは、前記範囲内の誘電率を有することにより、帯電性及び保管性にすぐれる。

本発明のトナーに含まれる結着樹脂は、ビニル系単量体、カルボン酸基を有する極性単量体、不飽和エステル基を有する単量体、及び脂肪酸基を有する単量体のうちから選択された１種または２種以上の重合性単量体を重合して製造される。前記重合性単量体の具体的な例としては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレンといったスチレン系単量体；アクリル酸又はメタクリル酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミドといった（メタ）アクリル酸誘導体；エチレン、プロピレン、ブチルレンといったエチレン性不飽和モノーオレフイン；塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニルといったハロゲン化ビニル；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルといったビニルエステル；ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルといったビニルエーテル；ビニルメチルケトン、メチルイソプロペニルケトンといったビニルケトン；２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジン、Ｎ−ビニルピロリドンといった窒素含有ビニル化合物などがあるが、これらに限定されるものではない。

前記重合を進めるためには、一般的に重合開始剤が使用され、かような重合開始剤としては、ベンゾイルペルオキシド系とアゾ系との重合開始剤がある。

前記結着樹脂中の一部を選別し、架橋剤とさらに反応させることができるが、かような架橋剤としては、イソシアネート化合物やエポキシ化合物などが使用される。

また、前記結着樹脂がポリエステル樹脂である場合、前記ポリエステル樹脂は、酸成分とアルコール成分とを重縮合して製造され、酸成分に、主に多価カルボン酸を利用して、アルコール成分に、主に多価アルコール類を利用してポリエステル樹脂を製造する。

多価アルコール成分としては、具体的に、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、ポリオキシプロピレン−（２，０）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（２，２）−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、ポリオキシエチレン−（２，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（２，３）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（２，４）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、ポリオキシプロピレン−（３，３）−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−（６）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、エチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，３−ブチレングリコール、グリセロール及びポリオキシプロピレンなどがある。多価カルボン酸成分としては、具体的には、ポリエステル樹脂製造に一般的に使用される芳香族多価酸及び／またはそのアルキルエステルを含む。かような芳香族多価酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、１，２，４−シクロヘキサントリカルボン酸、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、１，２，５−ヘキサントリカルボン酸、１，２，７，８−オクタンテトラカルボン酸、またはそれらのアルキルエステルがあり、このとき、アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などを挙げることができる。前記芳香族多価酸及びそのアルキルエステルは、単独でまたは２以上が配合された形態で使用される。

前記ポリエステル樹脂の酸価は、５ないし５０であることが望ましく、１０ないし２０であることがさらに望ましい。

本発明に使用するポリエステル樹脂の重量平均分子量は、５，０００ないし５０，０００であることが望ましく、５，０００未満である場合、トナーの保存性と定着性とに望ましくない影響を与え、５０，０００を超える場合、定着性に望ましくない影響を与えることがある。

また、前記ポリエステル樹脂のＰＤＩは、２ないし１０であることが望ましく、ゲル透過クロマトグラフィで測定したピーク分子量（Ｍｐ：ｍａｘ peak position）は、１，０００ないし１０，０００であることが望ましい。本発明で、ゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）でのピーク分子量（Ｍｐ）とは、ＧＰＣ測定で得られた溶出曲線のピーク値から求めた分子量である。ＧＰＣ測定条件は、以下の通りである。
装置：東ソー（株）製品、ＨＬＣ８０２０
カラム：東ソー（株）製品、ＴＳＫｇｅｌＧＭＨＸＬ（カラムサイズ：７．８ｍｍ（ＩＤ）×３０．０ｃｍ（Ｌ））を３つ直列に連結
オーブン温度：４０℃
溶離液：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）

得られた溶出曲線のピーク値に相当する維持時間から、標準ポリスチレンを利用して検量線を作成し、ピーク分子量（Ｍｐ）を求めた。

検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、東ソー（株）製品ＴＳＫ standard、Ａ−５００（分子量５．０×１０^２）、Ａ−２５００（分子量２．７４×１０^３）、Ｆ−２（分子量１．９６×１０^４）、Ｆ−２０（分子量１．９×１０^５）、Ｆ−４０（分子量３．５５×１０^５）、Ｆ−８０（分子量７．０６×１０^５）、Ｆ−１２８（分子量１．０９×１０^６）、Ｆ−２８８（分子量２．８９×^１０６）、Ｆ−７００（分子量６．７７×１０^６）、Ｆ−２０００（分子量２．０×１０^７）を利用した。

また、溶出曲線のピーク値とは、溶出曲線が極大を示す点であり、極大値が２点以上ある場合は、溶出曲線が最大値を付与する点である。溶離液については、特別に制限されるものではなく、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）以外にも、ポリエステル樹脂を溶解させる溶媒、例えば、クロロホルムなどを使用することも可能である。

また、前記ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、４０〜８０℃であることが望ましく、さらに望ましくは、５０〜７５℃である。前記ガラス転移温度が４０℃より低い場合には、ポリエステル樹脂粒子を利用して形成したトナーは、保存安定性に問題が起こることがある。一方、ガラス転移温度が８０℃を超えれば、オフセットが発生しやすく、特に、カラー印刷時は、その問題が深刻になることがある。

前記ポリエステル樹脂は、スルホン酸基を含まないことが望ましい。

前記トナーに含まれる着色剤は、顔料それ自体として使用されてもよいし、顔料が樹脂内に分散された顔料マスターバッチ形態で使用されもする。

前記顔料は、商業的に汎用される顔料であるブラック顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料、及びそれらの混合物のうちから適切に選択されて使用される。

前記着色剤の含量は、トナーを着色し、現像によって可視画像を形成するに十分な程度であるならばよいが、例えば、前記結着樹脂１００重量部を基準にして、１ないし２０重量部であることが望ましい。

一方、前記トナーは、結着樹脂及び着色剤に加えて添加剤をさらに含んでもよい。トナー粒子に含まれる添加剤としては、ワックスのような離型剤、帯電制御剤などが使用される。

ワックスは、トナー画像の定着性を向上させることができるものとして、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレンなどのポリアルキレンワックス；エステルワックス；カルナウバ（carnauba）ワックス；パラフィンワックスなどが使用される。トナーに含まれるワックスの含量は、一般的に、全体トナー組成物の１００重量部に対して、０．１重量部ないし３０重量部の範囲以内である。前記ワックスの含量が０．１重量部未満である場合には、オイルを使用せずに、トナー粒子を定着させることができるオイルレス（oilless）定着を実現し難くて望ましくなく、３０重量部を超える場合には、保管時に、トナーの塊現像が誘発されることがあって望ましくない。

また、前記添加剤は、外添剤をさらに含んでもよい。外添剤は、トナーの流動性を向上させたり、帯電特性を調節させるためのものであり、大粒径シリカ、小粒径シリカ及びポリマービーズを含む。

本発明の具現例によるトナーは、多様な方法で製造される。すなわち、当該技術分野で使用する方法であって、前記物性を有するトナーを製造することができる方法であるならば、特別に限定されるものではない。

例えば、次のような方法で製造される。ラテックス分散液、着色剤分散液及びワックス分散液の混合物に、凝集剤を添加して均質化させた後、凝集段階を経ることにより、トナー粒子を製造する。すなわち、ラテックス分散液、着色剤分散液及びワックス分散液を反応器に投入混合した後で凝集剤を投入し、１０ないし１００分間ｐＨ１．５ないし２．３、及び２０ないし３０℃で１．０ないし２．０ｍ／ｓの撹拌線速度で均質化させた後、反応器を４８ないし５３℃に昇温させ、１．０ないし２．５ｍ／ｓの撹拌線速度で撹拌して凝集を行う。

前記凝集されたトナー粒子は、合一段階を経た後、冷却段階及び乾燥段階を介して、所望のトナー粒子を得る。乾燥したトナー粒子は、シリカなどを使用して外添処理し、帯電電荷量などを調節し、最終レーザプリンタ用トナーを製造することができる。

本発明のトナー粒子は、コア−シェル構造を有することもできるが、コア−シェル構造のトナーを製造する場合には、コア用ラテックス分散液、着色剤分散液及びワックス分散液の混合物に、凝集剤を添加、均質化させた後で凝集段階を経ることにより、一次凝集トナーを製造し、得られた一次凝集トナーにシェル用ラテックス分散液を添加してシェル層を形成した後、合一段階を経ることになる。

また、本発明によるトナーは、界面活性剤及び分散安定剤を含んだ極性溶媒に、ポリエステル樹脂及び有機溶媒を撹拌しながら添加した後で加熱し、ポリエステル樹脂分散液を製造する段階と、前記ポリエステル樹脂分散液に着色剤分散液及びワックス分散液を混合する段階と、前記混合液に凝集剤を添加して均質化させる段階と、前記均質化された混合物を凝集させる段階と、前記凝集されたトナー粒子を合一する段階と、を含む方法で製造される。

前記ポリエステル樹脂分散液は、単一反応器で製造することにより、工程が単純化され、所要時間が短縮される。それだけではなく、分散安定剤による分散液の中和が均一に起こり、分散液において、粒子サイズが均一になる。

また、従来のポリエステル樹脂を有機溶媒に完全に溶解させた後、残りの成分と混合させ、ポリエステル樹脂分散液を製造するところとは異なり、ポリエステル樹脂を前記順序で順次に添加することにより、分散液製造時に、有機溶媒を容易に除去することができる。

前記界面活性剤及び分散安定剤を含んだ極性溶媒は、極性溶媒に界面活性剤及び分散安定剤を順次に投入するか、あるいは同時に投入して製造することができる。

前記極性溶媒に、界面活性剤、分散安定剤、ポリエステル樹脂及び有機溶媒を、前記順序で順次に添加するのが望ましい。

前記ポリエステル樹脂分散液の製造時、加熱は、有機溶媒の沸点以上の温度で行われてもよい。前記加熱は、３時間ないし１５時間行われる。

前記ポリエステル樹脂分散液中の粒子の大きさは、５０ないし３００ｎｍであってもよい。

前記極性溶媒としては、水、メタノール、エタノール、ブタノール、アセトニトリル、アセトン、酢酸エチルなどがあり、水が最も望ましい。前記極性溶媒の含量は、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、１５０ないし５００重量部の量で含まれてもよい。

前記ポリエステル樹脂分散液に使用される有機溶媒としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン及びクロロホルムからなる群から選択された１種以上を使用することができるが、必ずしもそれらに限定されるものではない。前記有機溶媒は、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、１５０ないし５００重量部の量で使用するのが望ましい。

前記ポリエステル樹脂分散液に使用される界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤であることが望ましく、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、１ないし４重量部の量で使用されてもよい。

前記ポリエステル樹脂分散液に使用される分散安定剤としては、一価陽イオン基含有塩基を使用することができ、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸カリウム、アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、水酸化アンモニウム、ジフェニルアミン及びその誘導体、並びにポリ（エチレンアミン）及びその誘導体を１種以上使用することができ、望ましくは、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを有することができる。

使用する分散安定剤の量は、ポリエステル樹脂の酸価と関連性があり、酸価が高いほど分散安定剤の含量を高め、狭い粒度分布を有する分散液の製造が可能である。前記分散安定剤は、ポリエステル樹脂の酸価対比で、２ないし３当量の量で使用するのが望ましい。

前記着色剤分散液は、着色剤を、界面活性剤などの分散剤を利用して、水に分散させて製造することができる。水に分散させる場合、分散剤としては、陰イオン系界面活性剤及び非イオン性界面活性剤が望ましく、陰イオン系界面活性剤がさらに望ましい。分散剤を利用することにより、顔料を水に分散させるのが容易になり、トナーにおいて、顔料の分散粒径を小さくすることができ、さらに優秀な特性を有したトナーを製造することができる。不要な分散剤は、後続する洗浄工程によって除去することができる。

着色剤としては、商業的に汎用される顔料であるブラック顔料、シアン顔料、マゼンタ顔料、イエロー顔料及びそれらの混合物のうち適切に選択されて使用される。

前記着色剤の含量は、トナーを着色して現像によって可視画像を形成するに十分な程度であるならばよいが、例えば、ポリエステル樹脂１００重量部を基準にして、３ないし１５重量部であることが望ましい。前記含量が３重量部未満であるならば、着色効果が不十分であり、１５重量部を超えれば、トナーの電気抵抗が低くなるので、十分な摩擦帯電量を得ることができず、汚染を発生させることがある。

ワックス分散液は、天然ワックスまたは合成ワックスを水に分散させて製造することができる。

ワックスは、公知のワックスを利用することができる。例えば、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス；ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックスなどの合成ワックス；モンタンワックスのような石油系ワックス；アルコール系ワックス；及びエステル系ワックスなどを挙げることができる。ワックスは、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

ワックスを水に分散させる場合、界面活性剤や分散安定剤を使用して、高圧または高速のホモゲナイザなどのような分散器を利用して、分散させて分散液を得る。ワックス含有量は、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、０．５〜２０重量部が望ましく、１〜１０重量部がさらに望ましい。

前記分散液の製造工程で製造した各分散液を混合した後、撹拌しながら凝集剤と酸とを添加して均質化させた後、トナー粒子を凝集する。

凝集工程は、常温で行われることが望ましいが、結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）近辺まで加熱してもよく、撹拌器を利用して、機械的な剪断力によって、各分散液の混合液を撹拌することにより、粒径及び形状が均一な粒子状態で凝集物を形成することができる。

前記凝集剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、電解質または顔料と反対極性のイオンを含んだ有機物などを利用することができる。また、純水によって洗浄しやすく、水に対する溶解度の高い塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）がさらに望ましい。凝集剤の使用量は、総固形分に対して、０．３〜６重量％、望ましくは、１．０〜５重量％である。凝集剤の使用量が０．３重量％より少なければ、凝集が良好に起こらず、６重量％より多くなれば、凝集粒子が過度に大きくなることがある。

凝集剤の量は、凝集時に投入する原料の固形分対比で、０．３〜６重量％を使用しているが、ポリエステル樹脂分散液の製造時に使用した分散安定剤が、凝集過程中に凝集補助の役割を行うので、分散安定剤を凝集に加えてもよい。

凝集工程で酸を添加して混合液のｐＨを調節することができ、望ましいｐＨは、４．５ないし６．５である。

前記凝集段階は、４０ないし６０℃の温度で、反応液を１．０ないし７．０ｍ／ｓｅｃで撹拌して行われる。

凝集を固定（freezing）させるために、前記反応液の温度は維持し、ｐＨを１０に上昇させる。

このとき、ｐＨを上昇させるために、ＮａＯＨ、ＫＯＨまたはＬｉＯＨのような無機塩基を添加する。

その後、トナー粒子を含む混合液を加熱し、凝集されたトナー粒子の粒径及び形状を均一化させる。結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度に加熱し、粒径が１〜２０μｍになるように調節するのが望ましく、それによって、粒径及び形状がほぼ均一なトナー粒子を得ることができる。

結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度に加熱し、粒子の表面性などを改善することができるが、結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度に加熱する前に、ポリエステル樹脂分散液やポリスチレンブチルアクリレート・ラテックスを投入して、凝集工程で生成されたトナー粒子を覆い包み、内部に入っている顔料やワックスが外に漏れることを防止し、トナーを強固に作ることができる。このとき、さらに入れるポリエステル樹脂分散液やポリスチレンブチルアクリレート・ラテックスは、前の段階で使用するポリエステル樹脂分散液と同じ物性（Ｔｇ、分子量）を有する樹脂分散液を使用してもよく、Ｔｇ及び分子量がさらに高い樹脂分散液を使用してもよい。Ｔｇ及び分子量がさらに高い樹脂分散液を使用するとき、Ｔｇは６０〜８５℃であり、分子量は、１０，０００から３００，０００であることが望ましい。かようにさらに投入する樹脂分散液で、凝集段階で生成されたトナー粒子を覆い包んでいる最中に、粒子サイズが大きくなることがあるが、それを防止するために、界面活性剤を添加したり、ｐＨを調節し、混合物をポリエステル樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱し、合一工程を進めることができる。

前記合一工程で得たトナー粒子を水で洗浄して乾燥させる段階である。この工程では、トナーを含む混合液を室温まで冷却し、混合液を濾過し、濾過液を除去してトナーを水で洗浄する。洗浄には、伝導度が１０μＳ／ｃｍ以下である純水を利用することが望ましく、トナーを洗浄した濾過液が、伝導度が５０μＳ／ｃｍ以下になるまで、トナーを洗浄することが望ましい。純水を利用したトナーの洗浄は、バッチ式でもよく、連続的に進めてもよい。純水を利用したトナーの洗浄は、トナーの帯電性に影響を与える不純物、及び凝集に関与しない不要な凝集剤などトナー成分以外の不要な成分を除去するために行われる。

一価金属の無機塩を凝集剤として使用する場合、洗浄工程で、ｐＨ変化による無機塩の再活性化によってトナー粒子が再凝集される余地がなく、一価金属の無機塩は、多価金属の無機塩と比べ、水に対する溶解度がはるかに高いので、洗浄時除去が容易であり、トナー内部に残っている無機塩の量も、顕著に少なくなり、トナー粒子の溶融粘度が高くならずに、定着特性にも望ましい。

前記洗浄段階後、得られたトナーを、流動層乾燥器、フラッシュジェット乾燥器などを利用して乾燥させる。また、乾燥させて得られたトナーに、所望の外添剤を追加してもよい。

本発明の他の側面によれば、前記トナーを含む静電荷像現像剤が提供される。前記静電荷像現像剤は、表面が絶縁物質で被覆されたフェライト、絶縁物質で被覆されたマグネタイト、及び絶縁物質で被覆された鉄粉末からなる群からで選択された１種以上をキャリアとしてさらに含んでもよい。

本発明のさらに他の側面によれば、前記トナーを使用する電子写真用画像の形成方法が提供される。

具体的には、静電潜像が形成された感光体表面に、前記トナーまたは前記静電荷像現像剤を付着させてトナー画像を形成し、前記トナー画像を転写材に転写する工程を含む画像の形成方法が提供される。

本発明によるトナーまたは静電荷像現像剤は、電子写真用画像形成装置に使用され、ここで、電子写真方式の画像形成装置とは、レーザプリンタ、コピー機、ファクシミリなどを意味する。

以下、望ましい実施例を挙げて、本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明がかような実施例に限定されるものではない。

平均粒径測定
クールター・マルチサイザ（multisizer ３ Coulter Counter）で測定した。前記クールター・マルチサイザにおいてアパーチャ（aperture）は、１００μｍを利用し、電解液であるＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（Beckman Coulter社）５０〜１００ｍｌに界面活性剤を適量添加して、ここに、測定試料１０〜１５ｍｇを添加した後、超音波分散器で５分間分散処理することにより、試料を製造した。

ガラス転移温度（Ｔｇ、℃）測定
示差走査熱量計（Netzsch社製）を使用して、試料を１０℃／分の加熱速度で、２０℃から２００℃まで昇温させた後、２０℃／分の冷却速度で１０℃まで急冷させた後、再び１０℃／分の加熱速度で昇温させて測定した。

酸価測定
酸価（ｍｇＫＯＨ／ｇ）は、樹脂をジクロロメタンに溶解させた後で冷却させ、０．１ＮＫＯＨメチルアルコール溶液で滴定して測定した。

分子量測定
分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィ（gel permeation chromatography、Waters Alliance ＧＰＣ２０００ systems）で測定した。使用された溶媒は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）であり、標準ポリスチレンで分子量の検定線を作成して測定した。

実施例１
（コア用及びシェル用のラテックス製造）
撹拌器、温度計及びコンデンサの設置された体積が３０リットルである反応器を、熱伝逹媒体であるオイル槽内に設けた。このように設けられた反応器内に、蒸溜水及び界面活性剤（Dowfax ２Ａ１）を、それぞれ６，６００ｇ及び３２ｇ投入し、反応器温度を７０℃まで上昇させ、１００ｒｐｍの速度で撹拌させた。その後、モノマー、すなわち、スチレン８，３８０ｇ、ブチルアクリレート３，２２０ｇ、２−カルボキシエチルアクリレート３７０ｇ、１，１０−デカンジオールジアクリレート２２６ｇ、蒸溜水５，０７５ｇ、界面活性剤（Dowfax ２Ａ１）２２６ｇ、ポリエチレングリコールエチルエーテルメタクリレート５３０ｇ、鎖移動剤として、１−ドデカンチオール１８８ｇの乳化混合物を、ディスク型インペラで、４００〜５００ｒｐｍで３０分間撹拌した後、前記反応器に１時間徐々に投入した。その後、約８時間反応を進めた後、常温まで徐々に冷却させながら反応を完了した。

反応完了後、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を利用して、結着樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）を測定した結果、前記温度は、６２℃であった。ポリスチレン基準試料を使用して、ＧＰＣ（gel permeation chromatography）によって、結着樹脂の数平均分子量を測定し、その結果、前記数平均分子量は、５０，０００であった。また、インピーダンス分析器（impedance analyzer）によって誘電率を測定した結果、その値が２．８であった。

（顔料分散液１ないし４の製造）
撹拌器、温度計及びコンデンサが設けられた体積３リットル反応器に、シアン顔料（日本・大日精化工業株式会社製、ＥＣＢ３０３）５４０ｇ、界面活性剤（Dowfax ２Ａ１）２７ｇ、蒸溜水２，４５０ｇを入れた後、約１０時間徐々に撹拌しながら予備分散を行った。１０時間の予備分散を行った。後、ビーズミル（ドイツ・Netzsch社、Zeta ＲＳ）を利用して４時間分散させた。結果として、顔料分散液１を得た。

分散完了後、マルチサイザ２０００（Malvern社製）を使用して、シアン顔料粒子の粒度を測定した結果、Ｄ５０（ｖ）が１７０ｎｍであった。ここで、Ｄ５０（ｖ）は、体積平均粒径を基準に、５０％に当たる粒径、すなわち、粒径を測定し、小さい粒子から体積を累積する場合、総体積の５０％にあたる粒径を意味する。

顔料分散液２ないし４は、シアン顔料の代わりに、それぞれイエロー顔料（製造社名：Clariant、製品名：ＰＹ７４）３．７ｋｇ、マゼンタ顔料（製造社名：Clariant、製品名：Ｅ０２及び／ＰＲ−２６９（三洋社））２．３ｋｇ、及びブラック顔料（製造社名：Cabot、製品名：Regal ３３０）３．５ｋｇを使用することを除いては、前記顔料分散液１の製造工程と同一の方法を遂行して製造した。

（ワックス分散液の製造）
撹拌器、温度計及びコンデンサが設けられた体積５リットル反応器に、界面活性剤（Dowfax２Ａ１）６５ｇ及び蒸溜水１，９３５ｇを投入した後、前記混合液を高温で約２時間徐々に撹拌しながら、ワックス（日本ＮＯＦ社、ＷＥ−５）１，０００ｇを、前記反応器に投入した。前記混合液を、ホモゲナイザ（ＩＫＡ社、Ｔ−４５）を使用して３０分間分散させた。結果として、ワックス分散液を得た。

分散完了後、マルチサイザ２０００（Malvern社製）を使用して、分散した粒子の粒度を測定した結果、Ｄ５０（ｖ）が３２０ｎｍであった。

（トナー粒子の製造）
７０リットル反応器に、前記で製造したコア用ラテックス分散液１３，８８１ｇ、着色剤分散液２，２３８ｇ及びワックス分散液２，８７３ｇを投入した後、常温で約１５分間１．２１ｍ／ｓで混合した。凝集剤として、ＰＳＩ（poly silicato iron）と硝酸との混合溶液（ＰＳＩ／１．８８％ＨＮＯ_３＝１／２）を５，７６０ｇ投入した後、２５℃で５０ｒｐｍ（撹拌線速度１．７９ｍ／ｓｅｃ）で、３０分間ｐＨ１．３〜２．３で混合しながら、ホモゲナイザ（ＩＫＡ社、Ｔ−４５）を使用して分散させた。３０分間分散後、反応器の温度を５１℃に昇温させた後、２．４２ｍ／ｓで撹拌し（ピッチドパドル形（pitched paddle type）インペラの寸法直径＝０．３０ｍ、高さ＝０．０７ｍ）、Ｄ_５０，ｖが６．２ないし６．４μｍになるまで凝集を続けた後、シェル用ラテックス分散液５，３９８ｇを約２０分にわたって投入した。平均粒径が６．７〜６．９μｍになるまで撹拌を続けた後、４％水酸化ナトリウム水溶液を反応器に投入し、ｐＨ４になるまでは、１．９０ｍ／ｓで、ｐＨ７になるまで１．５５ｍ／ｓで撹拌した。撹拌速度を維持しながら、反応器の温度を９６℃に昇温させ、トナー粒子を合一させた。ＦＰＩＡ−３０００（sysmex社、日本）を利用して、円形度を測定したとき、０．９８０であるならば、反応器の温度を４０℃に冷却し、ｐＨを９．０に調整し、ＳＵＳシーブ（網目の大きさ：１６μｍ）を使用してトナーを分離させた後、分離したトナーを蒸溜水で４回洗浄した後、１．８８％硝酸水溶液で、ｐＨ１．５に調整して洗浄し、蒸溜水で４回再洗浄し、界面活性剤などをいずれも除去した。その後、洗浄が完了したトナー粒子を流動層乾燥器で、４０℃の温度で５時間乾燥して乾燥したトナー粒子を得た。

実施例２
（ポリエステル樹脂の合成）
撹拌器、窒素ガス導入口、温度計及び冷却器が設けられた３Ｌ反応器を、熱媒体オイル槽内に設けた。かように設けられた反応器内に、テレフタル酸４５ｇ、イソフタル酸３９ｇ、１，２−プロピレングリコール７５ｇ、トリメリット酸３ｇを投入し、触媒として、ジブチルスズオキシドを、単量体全体重量に対して、５００ｐｐｍ投入した。反応器を１５０ｒｐｍで撹拌しながら、温度を１５０℃まで昇温させた。６時間反応を進めて２２０℃まで昇温させ、副反応物の除去のために、反応器を０．１ｔｏｒｒに減圧して、同一圧力条件で１５時間反応を進めてポリエステル樹脂を得た。

ガラス転移温度（Ｔｇ、℃）の測定
示差走査熱量計（Netzsch社製）を使用して、試料を１０℃／分の加熱速度で、２０℃から２００℃まで昇温させた後、２０℃／分の冷却速度で１０℃まで急冷させた後、また１０℃／分の加熱速度で昇温させて測定した。

重量平均分子量及びＭｐ測定
ポリスチレン基準試料を使用した検量線を利用して、ＧＰＣ（gel permeation chromatography）によって、結着樹脂の重量平均分子量を測定した。

ＧＰＣ法によって、得られた溶出曲線のピーク値に相当する維持時間から、ピーク分子量（Ｍｐ）を標準ポリスチレン換算によって求めた。また、溶出曲線のピーク値とは、溶出曲線が極大値を示す点であり、極大値が２点以上ある場合は、溶出曲線の最大値を付与する点である。また、ピーク分子量の位置におけるＧＰＣ曲線の信号強度Ｉ（Ｍｐ）、分子量１０万の位置におけるＧＰＣ曲線の信号強度Ｉ（Ｍ１０００００）とは、それぞれ、ピーク分子量の位置における信号強度とベースラインの信号強度との差、分子量１０万の位置における信号強度とベースラインの信号強度との差であり、電位（ｍＶ）で示したものである。
装置：東ソー（株）製品、ＨＬＣ８０２０
カラム：東ソー（株）製品、ＴＳＫｇｅｌＧＭＨＸＬ（カラムサイズ：７．８ｍｍ（ＩＤ）×３０．０ｃｍ（Ｌ））を３つ直列に連結
オーブン温度：４０℃
溶離液：ＴＨＦ
試料濃度：４ｍｇ／１０ｍｌ
濾過条件：０．４５μｍテフロン（登録商標）メンブレンフィルタで試料溶液を濾過
流速：１ｍｌ／分
注入量：０．１ｍｌ
検出器：ＲＩ
検量線作成用標準ポリスチレン試料：東ソー（株）製品ＴＳＫ standard、Ａ−５００（分子量５．０×１０^２）、Ａ−２５００（分子量２．７４×１０^３）、Ｆ−２（分子量１．９６×１０^４）、Ｆ−２０（分子量１．９×１０^５）、Ｆ−４０（分子量３．５５×１０^５）、Ｆ−８０（分子量７．０６×１０^５）、Ｆ−１２８（分子量１．０９×１０^６）、Ｆ−２８８（分子量２．８９×１０^６）、Ｆ−７００（分子量６．７７×１０^６）、Ｆ−２０００（分子量２．０×１０^７）。

得たポリエステル樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、６６℃であり、酸価は、１１ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量は、１８，０００、Ｍｐは、５，１００、Ｔ_１／２は、１２５℃であった。また、インピーダンス分析器（Impedance analyzer）によって誘電率を測定した結果、その値が３．７であった。

（ポリエステル樹脂分散液の製造）
温度計及びインペラ型撹拌器を装着した３Ｌ反応器に、分散安定剤である４重量％水酸化ナトリウム溶液を４６ｇ（ポリエステル樹脂酸価対比で、２．５当量）投入し、界面活性剤（Dowfax、ダウコーニング社、ポリエステル樹脂量対比で、１重量％）６．６７ｇ及び水９５８ｇを入れた。ここに、ポリエステル樹脂３００ｇを固体状態で投入し、メチルエチルケトン５００ｇを投入した後、７０℃で１時間還流した後、８０℃で４時間以上窒素パージングしながら有機溶媒を除去した。最終的にポリエステル樹脂分散液を得た。

（顔料分散液１ないし４の製造）
シアン顔料（ＥＣＢ３０３、工業社製）３ｋｇを２０Ｌ反応器に入れ、精製水１１．５ｋｇ、ヒドロキシプロピルメチルセルロースアセテートフタレート（AnyCoat−Ｐ、三星精密化学株式会社製）０．６ｋｇを、前記反応器にさらに投入し、５０ｒｐｍの速度で撹拌した。次に、前記反応器内容物をボールミル型反応器に移し、予備分散を行った。予備分散結果、体積平均粒径（Ｄ５０（ｖ））が３．４μｍ（Beckman Coulter社のクールター・マルチサイザを使用して測定）である分散したシアン顔料分散液を得た。その後、反応器内容物をアルティマイザーシステム（Ultimaizer system）（Amstec Ｌｔｄ．，model，ＨＪＰ２５０３０）を使用して、１，５００ｂａｒの圧力で高分散を行った。高分散の結果、体積平均粒径（Ｄ５０（ｖ））が１５０ｎｍ（Microtrac Ｉｎｃ．のMicrotrac ２５２を使用して測定）であるナノサイズに分散した顔料分散液１を得た。

顔料分散液２ないし４は、シアン顔料の代わりに、それぞれイエロー顔料（製造社名：Clariant、製品名：ＰＹ７４）３．７ｋｇ、マゼンタ顔料（製造社名：Clariant、製品名：Ｅ０２及び／ＰＲ−２６９（三洋社））２．３ｋｇ、及びブラック顔料（製造社名：Cabot、製品名：Ｒｅｇａｌ３３０）３．５ｋｇを使用することを除いては、前記顔料分散液１の製造工程と同一の方法を遂行して製造した。

（ワックス分散液の製造）
パラフィンワックス（NIPPON SEIRO、ＨＮＰ１０、融点７２℃）５０ｇ、陰イオン性界面活性剤（Dowfax、ダウコーニング社）１０ｇ、及びイオン交換水１６０ｇをジャケット部分に投入し、ホモゲナイザ（homogenizer、ＩＫＡ社）を９５℃に加熱しながら、３０分間分散した後、圧力吐出型ホモゲナイザ（日本精密機械）に移し、９０℃で約２０分間分散処理を行い、体積平均粒径（Ｄ５０（ｖ））が２３０ｎｍ（Microtrac ＩｎｃのMicrotrac ２５２を使用して測定）であるナノサイズに分散されたワックス分散液を得た。

（トナー粒子の製造）
凝集／凝集固定／合一工程
前記で製造したポリエステル樹脂分散液、顔料分散液及びワックス分散液を混合した。前記混合物の温度を５３℃に上げた後、無機酸（０．３Ｍ硝酸溶液）１０ｇ及びＮａＣｌ（凝集剤、反応液の固形分質量基準で、４．５重量％）を添加し、ＩＫＡホモゲナイザを利用して、１０，０００ｒｐｍで５分間均質化させ、トナー粒子を凝集させた。このとき、ポリエステル樹脂分散液、顔料分散液及びワックス分散液の固形分質量比は８５：７：８であり、反応液全体固形分含量は、１３重量％であった。反応液のｐＨは、０．３Ｍ硝酸溶液で約５．６に調整した。

得られたトナーの平均粒径（ｄ５０）は、６．３±０．５μｍであり、ＧＳＤｖとＧＳＤｐとの値は、１．３以下であった。平均粒径と粒度分布との測定は、クールターカウンター（Coulter Counter；Beckman Coulter）を利用して行った。

凝集温度を維持しながら投入された凝集剤当量の７０％の１ＮＮａＯＨ溶液を定量投入して撹拌した後、温度を９５℃以上に上げ、円形度が０．９８５以上になるまで合一させた。

洗浄工程及び乾燥工程
前記トナー粒子を超純水で数回洗浄し、洗浄水の電気伝導度が５０μＳ／ｃｍ以下になるまで進めた後、投入された０．３Ｍ硝酸を利用して、ｐＨを１．５まで調整した後、超純水で再び洗浄し、洗浄液の伝導度を１０μＳ／ｃｍ以下にした。洗浄完了したトナーのウェットケーキ（wet cake）を含水率１％以下に乾燥させた。

比較例１
ラテックス分散液の製造時、２−カルボキシエチルアクリレート３７０ｇの代わりに、２−カルボキシエチルアクリレート３３０ｇを投入することを除いては、前記実施例１と同一の方法でトナー粒子を製造した。

比較例２
ラテックス分散液の製造時、２−カルボキシエチルアクリレート３７０ｇの代わりに、２−カルボキシエチルアクリレート４１０ｇを投入することを除いては、前記実施例１と同一の方法でトナー粒子を製造した。

比較例３
ポリエステル樹脂分散液の製造時、トリメリット酸３ｇの代わりに、トリメリット酸２ｇを投入することを除いては、前記実施例２と同一の方法でトナー粒子を製造した。

比較例４
ポリエステル樹脂分散液の製造時、トリメリット酸３ｇの代わりに、トリメリット酸４ｇを投入することを除いては、前記実施例２と同一の方法でトナー粒子を製造した。

前記実施例及び比較例で製造したトナー粒子に対する評価は、次のように実施した。

帯電性評価
前記実施例及び比較例で製造したトナー粒子０．５ｇ及びキャリア（１００μｍ、日本画像学会）９．５ｇを、１００ｍＬ広口ビンに投入した後、ＮＮ条件（２５℃、４０％）で６時間放置した。その後、ターブラーミキサー（turbula mixer）（ＷＡＢ社、スイス）を利用して、９６ｒｐｍで６０分間混合した後、帯電量測定器（ＴＢ−２０３、京セラ社）で帯電量及び帯電速度を測定した。

誘電率測定
前記実施例及び比較例で製造したトナー粒子２ｇを、５００ｋｇ／ｃｍ^２圧力で圧着成形し、直径２５ｍｍ及び厚み２ｍｍであるサンプルを製作した。Agilent社Ｅ４９９１ＡＲＦ Impedance／Material Analyzerを利用して１ＧＨｚで誘電率を測定した。

保管性測定
前記実施例及び比較例で製造したトナー粒子１００ｇを、ＨＨ条件（温度３５℃、湿度５０％）で放置した後、５時間ごとにケーキング（caking）発生いかんを観察した。３０時間まで放置後、caking未発生時にＯＫ、１０時間内にケーキング発生時にＸ、１０時間〜３０時間にケーキング発生時に△で評価した。

トナー消耗量評価
前記実施例及び比較例で製造したトナー粒子９．７５ｇを使用して、三星ＣＬＰ−５１０プリンタで、印刷文字比率５％の画像で、Ａ４用紙５００枚を出力した後、現像機及び廃トナーの重量を測定し、初期現像機重量と比べて５００枚当たりのトナー消耗量を算出した：５００枚当たりのトナー消耗量＝（初期現像機重量）−［（出力後の現像機重量）−（出力後の廃トナー重量）］。

画像品質評価
前記実施例及び比較例で製造したトナー粒子９．７５ｇを使用して、三星ＣＬＰ−５１０プリンタで、ＪＩＳ−ＳＣＩＤのＮ２画像を出力し、下記基準で評価した。
Ｏ：画像の細部まで美しく見える
Δ：若干劣る
×：画像の細部が崩れる

前記評価結果を、下記表１ないし表６に示した。

図１は、実施例及び比較例によるトナー粒子の誘電率を示したグラフであり、図２は、実施例及び比較例によるトナー粒子の帯電量を示したグラフであり、図３は、実施例及び比較例によるトナー粒子の帯電速度を示したグラフである。

前記表１ないし表６及び図１ないし図３から分かるように、本発明の一具現例による実施例１及び実施例２のトナー粒子は、帯電性及び保管性にすぐれ、トナー消耗量が少なく、転写効率及び画像品質が優秀であるということが分かる。

Claims

結着樹脂及び着色剤を含む重合トナーであって、前記結着樹脂の誘電率が２．８ないし３．７である重合トナー。
前記重合トナーは、カラートナーであることを特徴とする請求項１に記載の重合トナー。
前記重合トナーの誘電率が、下記数式（１）を満足することを特徴とする請求項２に記載の重合トナー：

前記数式（１）で、Ｂは、結着樹脂の誘電率を意味する。
前記重合トナーは、ブラックトナーであることを特徴とする請求項１に記載の重合トナー。
前記重合トナーの誘電率が下記数式（２）を満足することを特徴とする請求項４に記載の重合トナー：

前記数式（２）で、Ｂは、結着樹脂の誘電率を意味する。
請求項１ないし５のうち、いずれか１項に記載のトナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤。
静電潜像が形成された感光体表面にトナーを付着させてトナー画像を形成し、前記トナー画像を転写材に転写する工程を含む電子写真用画像の形成方法において、前記トナーとして、請求項１ないし５のうち、いずれか１項に記載の重合トナーを使用することを特徴とする電子写真用画像の形成方法。