JP2015099351A - 正帯電性トナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕 結着樹脂、正帯電性荷電制御剤及びフッ素系樹脂微粒子を含有するトナー原料組成物と回収粉末とを溶融混練する工程1、
該工程1で得られた溶融混練物を冷却し、粉砕する工程2、及び
該工程2で得られた粉砕物を分級する工程3
を含む正帯電性トナーの製造方法であって、
前記回収粉末が前記工程3で除去した粉末であり、工程1においてトナー原料組成物と溶融混練する該回収粉末の量が、前記トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対し1.5質量部以上であり、
前記トナー原料組成物中の結着樹脂が、軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルを50質量%以上含有し、
工程1における前記トナー原料組成物中のフッ素系樹脂微粒子の含有量が前記トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対し0.3質量部以上4.5質量部以下である、
正帯電性トナーの製造方法、並びに
〔2〕 前記〔1〕記載の製造方法により得られる正帯電性トナー
〔3〕 感光体を帯電させる帯電工程と、感光体を露光する露光工程と、感光体上に形成された静電潜像に、前記〔2〕記載の正帯電性トナーを付着させてトナー像を形成させる現像工程と、形成されたトナー像を印刷紙に転写する転写工程と、転写されたトナー像を印刷紙に定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、前記印刷紙のベック平滑度が、60S以下である、画像形成方法
に関する。
従来から知られている感光体汚染(感光体フィルミング)は、転写残トナーを感光体からクリーニングするクリーニング部において、トナー中の低粘度成分であるワックスや結晶性ポリエステル樹脂、及びトナーの外添剤として使用しているシリカ等が起点となり発生する。
本発明に用いる結着樹脂は、トナー中のフッ素系樹脂微粒子の分散性を向上させ紙粉由来の感光体汚染を抑制する観点、及びトナーの耐スメア性を向上させる観点から、高軟化点のポリエステルを主成分として含有することが好ましい。
で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。炭素数2以上20以下の2価のアルコールとして、具体的には、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
荷電制御剤として、正帯電性荷電制御剤を用いる。正帯電性荷電制御剤としては、ニグロシン染料、例えば「ボントロンN-01」、「ボントロンN-04」、「ボントロンN-07」、「ボントロンN-79」(以上、オリヱント化学工業社製)、「CHUO CCA-3」(中央合成社製)等;3級アミンを側鎖として含有するトリフェニルメタン系染料;4級アンモニウム塩化合物、例えば「ボントロンP-51」(オリヱント化学工業社製)、「TP-415」(保土谷化学工業社製)、セチルトリメチルアンモニウムブロミド、「COPY CHARGE PXVP435」(クラリアント社製)等;イミダゾール誘導体、例えば「PLZ-2001」、「PLZ-8001」(以上、四国化成社製)等の高分子タイプではない正帯電性荷電制御剤や、ポリアミン樹脂、例えば「AFP-B」(オリヱント化学工業社製)等;スチレンアクリル系樹脂、例えば「FCA-201-PS」(藤倉化成社製)等の高分子タイプの正帯電性荷電制御剤が挙げられる。
フッ素系樹脂微粒子としては、ポリテトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、ビニリデンフルオライド、フルオロエチレン等が挙げられるが、これらのなかでも、融点が高く、摩擦係数の低い、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
着色剤としては、トナー用着色剤として用いられる染料、顔料等のすべてを使用することができる。カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンB、ローダミン−Bベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン6B、イソインドリン、ジスアゾエロー等を用いることができる。本発明のトナーは、黒トナー、カラートナーのいずれであってもよい。着色剤としては、トナーの耐スメア性を向上させる観点から、フタロシアニンブルー15:3、フタロシアニンブルー15:4、及びカーボンブラックが好ましく、黒色トナーを得る場合、カーボンブラックが好ましい。
離型剤としては、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンポリエチレン共重合体ワックス、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、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及びそれらの酸化物、合成エステルワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス、サゾールワックス及びそれらの脱酸ワックス等のエステル系ワックス、脂肪酸アミド類、脂肪酸類、高級アルコール類、脂肪酸金属塩等が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を混合して用いられていてもよい。これらの中でも、トナーの耐スメア性を向上させる観点から、ポリプロピレンワックス、パラフィンワックス、合成エステルワックス、及びカルナウバワックスが好ましく、ポリプロピレンワックス及びカルナウバワックスがより好ましい。
本発明に用いられる回収粉末は、分級工程(工程3)で除去した粉末である。分級工程では、所望の粒径に対して、下限分級により小粒径側の微粉と、上限分級により大粒径側の粗粉とを除去するが、本発明では、工程1における溶融混練の効率を高めトナー中のフッ素系樹脂微粒子の分散性を向上させ紙粉由来の感光体汚染を抑制する観点、及びトナーの耐スメア性を向上させる観点から、下限分級により除去された微粉であることが好ましい。かかる回収粉末は、再度溶融混練し、チップ化して使用してもよいが、回収粉末をそのまま再利用することが好ましい。
工程1は、密閉式ニーダー、一軸もしくは二軸の混練機、連続式オープンロール型混練機等の公知の混練機を用いて行うことができるが、二軸混練機で行うのが好ましい。二軸混練機とは、二本の混練軸をバレルが覆い隠す閉鎖型の混練機であり、トナー中のフッ素系樹脂微粒子の分散性を向上させる観点から、軸が同方向に回転できるタイプが好ましい。市販品としては、トナーの生産性を向上させる観点から、高速での二軸の噛み合わせが良好な、池貝鉄工社製二軸押出機PCMシリーズが好ましい。
工程2は、工程1で得られた溶融混練物を冷却し、粉砕する工程である。工程1で得られた樹脂混合物は、1〜3mmの厚さに圧延しながら40℃以下に冷却した後、粉砕工程を行うことが好ましい。
工程3は、工程2で得られた粉砕物を分級する工程である。分級工程に用いられる分級機としては、気流式分級機、慣性式分級機、篩式分級機等が挙げられる。分級工程の際、粉砕が不十分で上限分級側で除去された粉砕物(粗粉)は再度粉砕工程に供してもよく、必要に応じて粉砕工程と分級工程を繰り返してもよい。前記のように、この分級工程で除去した粉末を回収粉末として使用する。
本発明の画像形成方法は、本発明の製造方法により得られた正帯電性トナーを、画像形成する方法である。より、詳細には、感光体を帯電させる帯電工程と、感光体を露光する露光工程と、感光体上に形成された静電潜像に前記正帯電性トナーを付着させてトナー像を形成させる現像工程と、形成されたトナー像を印刷紙に転写する転写工程と、転写されたトナー像を印刷紙に定着する定着工程とを含む画像形成方法である。
本発明に適した印刷紙は、脱墨パルプ(古紙)の含有量が多い紙や、紙力剤・表面コート剤の効果が不十分であるため、表面強度が低い紙等の紙粉が発生し易い紙である。このような紙の平滑度は低く、ベック平滑度が、好ましくは60S以下、より好ましくは50S以下、さらに好ましくは40S以下の紙を用いることが好ましい。なお、ベック平滑度の下限は、10S以上が好ましい。
また、このような紙には、白さを与えたり、紙の表面を平滑にしたりする目的で、炭酸カルシウムを填料として添加されている場合が多い。従って、炭酸カルシウムを好ましくは8質量%以上、より好ましくは10質量%以上含む紙を用いることが好ましい。なお、炭酸カルシウムの含有量の上限は、20質量%以下が好ましい。
該工程1で得られた溶融混練物を冷却し、粉砕する工程2、及び
該工程2で得られた粉砕物を分級する工程3
を含む正帯電性トナーの製造方法であって、
前記回収粉末が前記工程3で除去した粉末であり、工程1においてトナー原料組成物と溶融混練する該回収粉末の量が、前記トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対し1.5質量部以上であり、
前記トナー原料組成物中の結着樹脂が、軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルを50質量%以上含有し、
工程1における前記トナー原料組成物中のフッ素系樹脂微粒子の含有量が前記トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対し0.3質量部以上4.5質量部以下である、
正帯電性トナーの製造方法。
<3> 式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の含有量が、アルコール成分中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは実質的に100モル%、さらに好ましくは100モル%である、前記<2>記載の製造方法。
<4> 軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルのカルボン酸成分が、フマル酸、テレフタル酸、ドデセニルコハク酸及びその酸無水物から選ばれる少なくとも1種を含有する、前記<1>〜<3>いずれか記載の製造方法。
<5> フマル酸、テレフタル酸、ドデセニルコハク酸及びその酸無水物から選ばれる少なくとも1種の含有量が、2価のカルボン酸化合物中、好ましくは50モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上、さらに好ましくは実質的に100モル%、さらに好ましくは100モル%である、前記<4>記載の製造方法。
<6> 軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルのカルボン酸成分が、3価以上のカルボン酸化合物を含有し、3価以上のカルボン酸化合物の含有量が、カルボン酸成分中、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上であり、好ましくは40モル%以下、より好ましくは30モル%以下、さらに好ましくは20モル%以下である、前記<1>〜<5>いずれか記載の製造方法。
<7> 軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルの軟化点が、好ましくは130℃以上、より好ましくは135℃以上、さらに好ましくは137℃以上であり、好ましくは160℃以下、より好ましくは155℃以下、さらに好ましくは150℃以下である、前記<1>〜<6>いずれか記載の製造方法。
<8> 軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルのガラス転移温度が、好ましくは50℃以上、より好ましくは55℃以上、さらに好ましくは58℃以上であり、好ましくは80℃以下、より好ましくは75℃以下、さらに好ましくは70℃以下である、前記<1>〜<7>いずれか記載の製造方法。
<9> 軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルの酸価が、好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、さらに好ましくは20mgKOH/g以下であり、好ましくは1mgKOH/g以上、より好ましくは2mgKOH/g以上である、前記<1>〜<8>いずれか記載の製造方法。
<10> 軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルの含有量が、結着樹脂中、好ましくは65質量%以上、より好ましくは75質量%以上、さらに好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは実質的に100質量%、さらに好ましくは100質量%である、前記<1>〜<9>いずれか記載の製造方法。
<11> 結着樹脂が2種以上のポリエステルを含有し、結着樹脂全体としての軟化点が、好ましくは125℃以上、より好ましくは130℃以上、さらに好ましくは135℃以上、さらに好ましくは137℃以上であり、好ましくは170℃以下、より好ましくは160℃以下、さらに好ましくは155℃以下、さらに好ましくは150℃以下である、前記<1>〜<10>いずれか記載の製造方法。
<12> 結着樹脂が、軟化点が好ましくは10℃以上、より好ましくは20℃以上異なる2種類以上のポリエステルを含有し、最も低い軟化点を持つ樹脂の軟化点が、好ましくは80℃以上、より好ましくは90℃以上、さらに好ましくは100℃以上であり、好ましくは125℃未満、より好ましくは120℃以下、さらに好ましくは110℃以下である、前記<1>〜<11>いずれか記載の製造方法。
<13> 最も高い軟化点を持つ樹脂の軟化点(高軟化点ポリエステル)と最も低い軟化点を持つ樹脂の軟化点(低軟化点ポリエステル)との質量比(高軟化点ポリエステル/低軟化点ポリエステル)が、好ましくは99/1〜65/35、より好ましくは98/2〜75/25、さらに好ましくは95/5〜85/25である、前記<12>記載の製造方法。
<14> トナー原料組成物中のフッ素系樹脂100質量部に対して、回収粉末中のフッ素系樹脂量が、好ましくは1.5質量部以上、より好ましくは2.5質量部以上、さらに好ましくは7質量部以上、さらに好ましくは12質量部以上、微粉を再利用する観点から、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である、前記<1>〜<13>いずれか記載の製造方法。
<15> 正帯電性荷電制御剤がニグロシン染料を含有する、前記<1>〜<14>いずれか記載の製造方法。
<16> 正帯電性荷電制御剤が、さらに4級アンモニウム塩化合物を含有する、前記<15>記載の製造方法。
<17> 4級アンモニウム塩化合物が、式(II)で表される4級アンモニウム塩化合物である、前記<16>記載の製造方法。
<18> 4級アンモニウム塩化合物の含有量が、ニグロシン染料100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、さらに好ましくは15質量部以上であり、好ましくは80質量部以下、より好ましくは70質量部以下、さらに好ましくは60質量部以下、さらに好ましくは50質量部以下である、前記<16>又は<17>記載の製造方法。
<19> 正帯電性荷電制御剤の含有量が、工程1におけるトナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは1質量部以上、さらに好ましくは1.5質量部以上、さらに好ましくは2質量部以上であり、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、さらに好ましくは6質量部以下、さらに好ましくは4質量部以下である、前記<1>〜<18>いずれか記載の製造方法。
<20> フッ素系樹脂微粒子がポリテトラフルオロエチレンである、前記<1>〜<19>いずれか記載の製造方法。
<21> フッ素系樹脂微粒子の個数平均粒径が、好ましくは100nm以上、より好ましくは150nm以上、さらに好ましくは200nm以上であり、好ましくは1μm以下、より好ましくは800nm以下、さらに好ましくは600nm以下である、前記<1>〜<20>いずれか記載の製造方法。
<22> フッ素系樹脂微粒子の含有量が、トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは0.8質量部以上、さらに好ましくは1.0質量部以上、さらに好ましくは1.2質量部以上であり、好ましくは4.0質量部以下、より好ましくは3.5質量部以下、さらに好ましくは3.0質量部以下、さらに好ましくは2.5質量部以下である、前記<1>〜<21>いずれか記載の製造方法。
<23> 溶融混練工程に供する回収粉末の粒径が、好ましくは10.5μm以下、より好ましくは6.3μm以下である、前記<1>〜<22>いずれか記載の製造方法。
<24> 溶融混練工程に供する回収粉末の体積中位粒径(D50)が、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、さらに好ましくは5μm以下、さらに好ましくは4μm以下であり、好ましくは1μm以上である、前記<1>〜<23>いずれか記載の製造方法。
<25> 工程1においてトナー原料組成物と溶融混練する回収粉末の量が、トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対して、1.5質量部以上であり、好ましくは2.5質量部以上、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは6質量部以上、さらに好ましくは12質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下であり、さらに好ましくは25質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下である、前記<1>〜<24>いずれか記載の製造方法。
<26> 工程1においてトナー原料組成物と溶融混練する回収粉末の質量比(回収粉末/トナー原料組成物)が、好ましくは1.0/100〜30/100であり、より好ましくは2.5/100〜25/100、さらに好ましくは5.0/100〜20/100である、前記<1>〜<25>いずれか記載の製造方法。
<27> 工程1における溶融混練を、二軸混練機で行う、前記<1>〜<26>いずれか記載の製造方法。
<28> 工程3において、上限分級側で除去された粉砕物は再度粉砕工程に供し、必要に応じて粉砕工程と分級工程を繰り返す、前記<1>〜<27>いずれか記載の製造方法。
<29> 工程3で得られたトナー中のフッ素系樹脂微粒子の含有量が、トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、さらに好ましくは1.5質量部以上であり、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下、さらに好ましくは3質量部以下である、前記<1>〜<28>いずれか記載の製造方法。
<30> 工程3で得られるトナーの体積中位粒径(D50)が、好ましくは3μm以上、より好ましくは4μm以上、さらに好ましくは6μm以上であり、さらに好ましくは8μm以上であり、好ましくは15μm以下、より好ましくは12μm以下である、前記<1>〜<29>いずれか記載の製造方法。
<31> さらに、工程3で得られた分級物を、外添剤と混合する工程4を含む、前記<1>〜<30>いずれか記載の製造方法。
<32> 外添剤は、シリカが好ましく、疎水化処理された疎水性シリカであるのがより好ましい、前記<31>記載の製造方法。
<33> 外添剤の個数平均粒径が、好ましくは5nm以上、より好ましくは7nm以上であり、好ましくは250nm以下、より好ましくは200nm以下、さらに好ましくは90nm以下である、前記<31>又は<32>記載の製造方法。
<34> 前記<1>〜<33>いずれか記載の製造方法により得られる正帯電性トナー。
<35> そのまま一成分現像用トナーとして、又はキャリアと混合して二成分現像剤として、非磁性現像方式、特に非磁性二成分現像方式の画像形成装置に好適に用いられる、前記<34>記載の正帯電性トナー。
<36> キャリアの飽和磁化が、40〜100Am2/kgが好ましく、50〜90Am2/kgがより好ましい、前記<35>記載の正帯電性トナー。
<37> トナーとキャリアとを混合して得られる二成分現像剤において、トナーの含有量が、好ましくは2質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である、前記<35>又は<36>記載の正帯電性トナー。
<38> 感光体を帯電させる帯電工程と、感光体を露光する露光工程と、感光体上に形成された静電潜像に、前記<34>〜<37>いずれか記載の正帯電性トナーを付着させてトナー像を形成させる現像工程と、形成されたトナー像を印刷紙に転写する転写工程と、転写されたトナー像を印刷紙に定着する定着工程とを含む、画像形成方法。
<39> 印刷紙のベック平滑度が、好ましくは60S以下、より好ましくは50S以下、さらに好ましくは40S以下であり、好ましくは10S以上である、前記<38>記載の画像形成方法。
<40> 印刷紙の炭酸カルシウムの含有量が、好ましくは8質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、好ましくは20質量%以下である、前記<38>又は<39>記載の画像形成方法。
フローテスター「CFT-500D」(島津製作所社製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とする。
示差走査熱量計「DSC210」(セイコー電子工業社製)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で-10℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/分で昇温し測定する。25℃から120℃まで昇温速度10℃/分で昇温し、吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
JIS K0070の方法に基づき測定する。但し、測定溶媒のみJIS K0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、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))に変更する。
個数平均粒径は、走査型電子顕微鏡にて撮影倍率5000〜50000倍の適切な倍率で、粒径(長径と短径の平均値)を100個の粒子について測定し、それらの平均値を個数平均粒径とする。
示差走査熱量計「DSC210」(セイコー電子工業社製)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却する。次に試料を昇温速度10℃/分で180℃まで昇温し測定する。そこで得られる融解吸熱カーブから観察される吸熱の最高ピーク温度を離型剤の融点とする。
走査型電子顕微鏡(SEM)写真から500個の粒子の粒径(長径と短径の平均値)を測定し、それらの平均値を個数平均粒径とする。
測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター社製)
アパチャー径:100μm
解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプ バージョン 1.19(ベックマンコールター社製)
電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:13.6)を5質量%の濃度となるよう前記電解液に溶解させて分散液を得る。
分散条件:前記分散液5mlに測定試料10mgを添加し、超音波分散機(機械名:(株)エスエヌディー社製US-1、出力:80W)にて1分間分散させ、その後、前記電解液25mlを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製する。
測定条件:前記電解液100mlに、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度となるように、前記試料分散液を加え、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から体積中位粒径(D50)を求める。
(1) 外径7mm(内径6mm)、高さ5mmの蓋付プラスティックケースにキャリアをタッピングしながら充填し、プラスティックケースの質量とキャリアを充填したプラスティックケースの質量の差から、キャリアの質量を求める。
(2) 理研電子(株)の磁気特性測定装置「BHV-50H」(V.S.MAGNETOMETER)のサンプルホルダーにキャリアを充填したプラスティックケースをセットし、バイブレーション機能を使用して、プラスティックケースを加振しながら、79.6kA/mの磁場を印加して飽和磁化を測定する。得られた値は充填されたキャリアの質量を考慮し、単位質量当たりの飽和磁化に換算する。
JISP8119(ISO5627)に規定されているベック試験機法により測定する。
ICP発光分析法により測定する。
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2450g(7モル)、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン975g(3モル)、テレフタル酸963g(5.8モル)、ドデセニル無水コハク酸343g(1.3モル)、トリメリット酸無水物289g(1.5モル)、及び酸化ジブチル錫10gを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃に昇温して反応率が90%に達するまで反応させた後、8.3kPaにて軟化点が140℃に達するまで反応を行い、樹脂Aを得た。樹脂Aの軟化点は140℃、ガラス転移温度は62℃、酸価は6.8mgKOH/gであった。なお、反応率とは、反応水量(mol)/理論生成水量(mol)×100の値をいう。
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3812g(10.9モル)、ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン35g(0.1モル)、テレフタル酸546g(3.3モル)、及び酸化ジブチル錫10gを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃に昇温して反応率が90%に達するまで反応させた後、8.3kPaにて1時間反応させた。次に、185℃に温度を下げて常圧(101.3kPa)に戻し、フマル酸826g及びターシャリブチルカテコール2.4gを投入し、210℃まで常圧で4時間かけて反応させた後、8.3kPaにて軟化点が104℃に達するまで反応を行い、樹脂Bを得た。樹脂Bの軟化点は104℃、ガラス転移温度は60℃、酸価は10.4mgKOH/gであった。
〔溶融混練工程〕
表1に示す結着樹脂及びフッ素系樹脂微粒子「ルブロンL-5F」(ダイキン工業社製、ポリテトラフルオロエチレン、個数平均粒径:300nm)と、カーボンブラック「Regal 330R」(キャボット社製)4.5質量部、正帯電性荷電制御剤「ボントロン N-79」(オリヱント化学工業社製)2質量部、正帯電性荷電制御剤「ボントロン P-51」(オリヱント化学工業社製)0.5質量部、離型剤「ビスコール 660P」(三洋化成社製、ポリプロピレンワックス、融点:145℃)1質量部、及び離型剤「カルナバワックス C2」(加藤洋行社製、カルナウバワックス、融点:85℃)3質量部を、ヘンシェルミキサーを用いて1分間予備混合した後、二軸押出機「PCM-87」(池貝鉄工社製)を用いて溶融混練した。溶融混練の条件は、原料のフィード量2.5kg/min、バレル設定温度 100℃、スクリュー混練部 軸回転数 180r/min(軸の回転の周速 0.30m/sec)であった。
得られた溶融混練物をドラムフレーカーにより冷却し、カッターミル(奈良機械製作所社製)を用いて体積中位粒径(D50)が1.5〜2.5mmに粗粉砕した後、衝突板式ジェットミル「I-20型」(日本ニューマチック工業社製)で微粉砕した。
得られた粉砕物を気流分級機「DSF型」(日本ニューマチック工業社製)で分級を行い、体積中位粒径(D50)が10μmの第1トナー母粒子A、及び体積中位粒径(D50)が3.5μmの分級微粉(回収粉末)を得た。
溶融混練工程において、得られた回収粉末を表1に示す量使用した以外は同様にして溶融混練工程(工程1)、粉砕工程(工程2)及び分級工程(工程3)を行い、体積中位粒径(D50)が10μmの第2トナー母粒子を得た。
得られた第2トナー母粒子100質量部と、疎水性シリカ「HDK H30TD」(クラリアント社製、個数平均粒径:8nm)0.3質量部及び疎水性シリカ「キャボシールTG-820F」(キャボット社製、個数平均粒径:8nm)0.2質量部とを、ヘンシェルミキサーにて1500r/minで3分間混合して、トナーを得た。
実施例1において得られた第1トナー母粒子 100質量部と、疎水性シリカ「HDK H30TD」(クラリアント社製)0.3質量部及び疎水性シリカ「キャボシールTG-820F」(キャボット社製)0.2質量部とを、ヘンシェルミキサーにて1500r/minで3分間混合して、トナーを得た。
フッ素系樹脂微粒子を使用しなかった以外は、実施例1と同様にして第1トナー母粒子を得た。
得られた第1トナー母粒子 100質量部と、疎水性シリカ「HDK H30TD」(クラリアント社製、個数平均粒径:8nm)0.3質量部及び疎水性シリカ「キャボシールTG-820F」(キャボット社製、個数平均粒径:8nm)0.2質量部とを、ヘンシェルミキサーにて1500r/minで3分間混合して、トナーを得た。
フッ素系樹脂微粒子の代わりにシリカ「キャボシールTG-820F」(キャボット社製)2質量部を使用した以外は、実施例1と同様にしてトナーを得た。
接触現像方式の現像機「Infoprint4000IS1」(リコー社製:線速1066mm/sec、解像度240dpi、現像システム:3本マグネットロール、セレン感光体、反転現像)の3本マグネットロールの磁極角度を、現像ロールA:7.5度、現像ロールB:0度、現像ロールC:0度に設定した。また、現像ロールAとドクターブレードのギャップを0.70mm、現像ロールBとドクターブレードのギャップを0.95mmに調整した。二成分現像剤を実装し、2.5cm四方のベタ画像を含む、黒化率(印字率)が8%のプリントパターンを18×11インチの連続紙「HSP用紙 G」(インフォプリント・ソリューションズ社製、Infoprint4000用上質紙、18×11インチ(連量55kg)、ベック平滑度:82S、炭酸カルシウム含有量:4質量%)及び幅18インチのロール紙「Domtar 20#紙」(Domtar社製、汎用紙、ベック平滑度:32S、炭酸カルシウム含有量:13質量%)に、常温常湿(24℃・50%)の環境下で10000枚印刷した。10000枚印刷後の感光体表面を10点撮影し画像処理により感光体表面の付着物の面積を測定した。このときの感光体表面における付着物が占める割合の平均値を感光体汚染面積とした。値が小さいほど感光体汚染が抑制されている。
試験例1で得られた感光体表面の付着物をFT−IR(フーリエ変換赤外分光分析測定装置)で分析した。
「Domtar 20#紙」(Domtar社製、汎用紙、ベック平滑度:32S、炭酸カルシウム含有量:13質量%)の表面にカッターの刃をたて、必要量の紙粉を削り出した。この紙粉0.2mgとトナー1.8mg及びKBR(臭化カリウム)を乳鉢で混合しながら十分にすりつぶし、トナーと紙粉の混合比率が9:1の標準サンプルとしてFT-IR法でピーク強度を測定した。同様にトナー及び紙粉を10:0〜0:10の比率で混合した混合物から各比率におけるピーク強度を測定し、紙粉由来のピーク強度とトナー由来のピーク強度の比(紙粉由来のピーク強度/トナー由来のピーク強度)を算出した。これら標準サンプルより得られたピーク強度比と、感光体付着物のピーク強度比を比較し、感光体付着物中の紙粉由来のピーク強度とトナー由来のピーク強度の比が標準サンプルにおける混合比率0:10〜3:7の範囲である場合を紙粉由来の付着物と判定した。
図1は、トナーと紙粉の混合物のFT-IRのスペクトルの一例を示す図である。X軸における波数1000cm-1〜650cm-1の間のピークトップAと、波数2000cm-1〜1700cm-1の間のピークトップBとの接線を引き、これをベースラインとする。また、X軸における波数1750cm-1〜1700cm-1(エステル化合物由来のCO伸縮振動)の間のピークボトムCから、X軸に対する垂線を引く。前記ピークボトムCの吸光度の値(ピーク高さ)から、前記垂線と、前記ベースラインとの交点の吸光度の値を引いたピーク高さをトナーのピーク強度と定義する。同様に、X軸における波数1500cm-1〜1400cm-1(セルロース由来のCH変角振動)の間のピークボトムDから、X軸に対する垂線を引く。前記ピークボトムDの吸光度の値(ピーク高さ)から、前記垂線と、前記ベースラインとの交点の吸光度の値を引いたピーク高さを紙粉のピーク強度と定義する。ただし、トナー由来のピークC及び紙粉由来のピークDは使用するトナー及び紙粉により異なるため、トナー由来及び紙粉由来が判別できる最適なピークを選択できる。
前記定義により得られた標準サンプルのピーク強度比(ピーク強度比=紙粉由来/トナー由来)は、下記であった。
トナーと紙粉の混合比率10:0=0.6
トナーと紙粉の混合比率 9:1=1.5
トナーと紙粉の混合比率 8:2=2.4
トナーと紙粉の混合比率 7:3=3.4
トナーと紙粉の混合比率 6:4=4.3
トナーと紙粉の混合比率 5:5=5.3
トナーと紙粉の混合比率 4:6=6.4
トナーと紙粉の混合比率 3:7=7.4
トナーと紙粉の混合比率 2:8=8.3
トナーと紙粉の混合比率 1:9=9.5
トナーと紙粉の混合比率 0:10=10.6
接触現像方式の現像機「Infoprint4000IS1」(リコー社製:線速1066mm/sec、解像度240dpi、現像システム:3本マグネットロール、セレン感光体、反転現像)に、二成分現像剤を実装し、2.5cm四方のベタ画像を含む、黒化率が8%のプリントパターンを18×11インチの連続紙「HSP用紙 G」(インフォプリント・ソリューションズ社製、Infoprint4000用上質紙、18×11インチ(連量55kg)、ベック平滑度:82S、炭酸カルシウム含有量:4質量%)に、常温常湿(24℃・50%)の環境下で3000枚印刷した。得られた3000枚目の印刷物を、金属ブレードを備えた擦り試験機にセットした。印刷用紙との接触面に「HSP用紙 G」の白紙を巻きつけ、3kgの荷重をかけた金属ブレードにより、黒ベタ部を20往復擦った。擦り前後の白紙の白色度を、「Gretag SPM50」(GretagMacbeth社製、絶対白キャリブレーション;Pol フィルタ、観察視野2℃、照明タイプ;+、Wbase;Abs、Dstd;DIN NB、Sampleモード)を用いて測定し、その差(擦り後の白紙の白色度−擦り前の白紙の白色度)を定着強度の指標として算出した。値が小さいほど擦り定着性に優れる。
Claims (15)
- 結着樹脂、正帯電性荷電制御剤及びフッ素系樹脂微粒子を含有するトナー原料組成物と回収粉末とを溶融混練する工程1、
該工程1で得られた溶融混練物を冷却し、粉砕する工程2、及び
該工程2で得られた粉砕物を分級する工程3
を含む正帯電性トナーの製造方法であって、
前記回収粉末が前記工程3で除去した粉末であり、工程1においてトナー原料組成物と溶融混練する該回収粉末の量が、前記トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対し1.5質量部以上であり、
前記トナー原料組成物中の結着樹脂が、軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルを50質量%以上含有し、
工程1における前記トナー原料組成物中のフッ素系樹脂微粒子の含有量が前記トナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対し0.3質量部以上4.5質量部以下である、
正帯電性トナーの製造方法。 - さらに、工程3で得られた分級物を外添剤と混合する工程4を含む、請求項1記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 工程3で得られたトナー中のフッ素系樹脂微粒子の含有量が、工程1におけるトナー原料組成物中の結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上4質量部以下である、請求項1又は2記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 正帯電性荷電制御剤がニグロシン染料を含有する、請求項1〜3いずれか記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 正帯電性荷電制御剤が、さらに4級アンモニウム塩化合物を含有する、請求項4記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 回収粉末の体積中位粒径が5μm以下である、請求項1〜5いずれか記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 工程3で得られるトナーの体積中位粒径が6〜15μmである、請求項1〜6いずれか記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 工程1における回収粉末中のフッ素系樹脂微粒子量が、トナー原料組成物中のフッ素系樹脂微粒子100質量部に対して、1.5質量部以上である、請求項1〜7いずれか記載の正帯電性トナーの製造方法。
- フッ素系樹脂微粒子が、ポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項1〜8いずれか記載の正帯電性トナーの製造方法。
- フッ素系樹脂微粒子の個数平均粒径が、100nm以上1μm以下である、請求項1〜9いずれか記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 式(I)で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の含有量が、アルコール成分中、好ましくは50モル%以上である、請求項11記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 軟化点が125℃以上170℃以下のポリエステルのカルボン酸成分が、フマル酸、テレフタル酸、ドデセニルコハク酸及びその酸無水物から選ばれる少なくとも1種を含有する、請求項1〜12いずれか記載の正帯電性トナーの製造方法。
- 請求項1〜13いずれか記載の製造方法により得られる正帯電性トナー。
- 感光体を帯電させる帯電工程と、感光体を露光する露光工程と、感光体上に形成された静電潜像に、請求項14記載の正帯電性トナーを付着させてトナー像を形成させる現像工程と、形成されたトナー像を印刷紙に転写する転写工程と、転写されたトナー像を印刷紙に定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、前記印刷紙のベック平滑度が、60S以下である、画像形成方法。
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