JP2020030380A - トナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】得られるトナーの発色性及び定着性を確保しつつ、製造コストを低減できるトナーの製造方法を提供する。【解決手段】トナーの製造方法は、複合粒子調製工程と、溶融混練工程と、粉砕工程とを備える。複合粒子調製工程では、顔料粒子と、顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む複合粒子の粉体を調製する。溶融混練工程では、結着樹脂と、複合粒子の粉体とを含むトナー材料を溶融混練することにより、溶融混練物を得る。粉砕工程では、溶融混練物を粉砕することにより、粉砕物を得る。複合粒子の粉体において、樹脂粒子の質量は、顔料粒子100質量部に対して2.0質量部以上6.0質量部以下である。【選択図】なし
Description
本発明は、トナーの製造方法に関する。
例えば、特許文献1には、染顔料を含有するマスターバッチを得る工程を含むトナーの製造方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示される製造方法では、得られるトナーの発色性及び定着性を確保しつつ、トナーの製造コストを低減することは難しい。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、得られるトナーの発色性及び定着性を確保しつつ、製造コストを低減できるトナーの製造方法を提供することである。
本発明に係るトナーの製造方法は、複合粒子調製工程と、溶融混練工程と、粉砕工程とを備える。前記複合粒子調製工程では、顔料粒子と、前記顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む複合粒子の粉体を調製する。前記溶融混練工程では、結着樹脂と、前記複合粒子の粉体とを含むトナー材料を溶融混練することにより、溶融混練物を得る。前記粉砕工程では、前記溶融混練物を粉砕することにより、粉砕物を得る。前記複合粒子の粉体において、前記樹脂粒子の質量は、前記顔料粒子100質量部に対して2.0質量部以上6.0質量部以下である。
本発明によれば、得られるトナーの発色性及び定着性を確保しつつ、製造コストを低減できるトナーの製造方法を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、トナーは、トナー粒子の集合体(例えば粉体)である。外添剤は、外添剤粒子の集合体(例えば粉体)である。粉体(より具体的には、トナー粒子の粉体、樹脂粒子の粉体等)に関する評価結果(形状、物性等を示す値)は、何ら規定していなければ、粉体から粒子を相当数選び取って、それら粒子の各々について測定した値の個数平均である。
粉体の体積中位径(D50)の測定値は、何ら規定していなければ、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製「LA−950」)を用いて測定されたメディアン径である。粉体の個数平均一次粒子径は、何ら規定していなければ、走査型電子顕微鏡を用いて測定した、100個の一次粒子の円相当径(ヘイウッド径:一次粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径)の個数平均値である。なお、粒子の個数平均一次粒子径は、特に断りがない限り、粉体中の粒子の個数平均一次粒子径を指す。
帯電性の強さは、何ら規定していなければ、摩擦帯電のし易さである。例えば、日本画像学会から提供される標準キャリア(負帯電性トナー用標準キャリア:N−01、正帯電性トナー用標準キャリア:P−01)と測定対象(例えばトナー)とを混ぜて攪拌することで、測定対象を摩擦帯電させる。摩擦帯電させる前と後とでそれぞれ、例えばQ/mメーター(トレック社製「MODEL 212HS」)で測定対象の帯電量を測定する。摩擦帯電の前後での帯電量の変化が大きい測定対象ほど帯電性が強いことを示す。
以下、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称する場合がある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称する場合がある。「架橋樹脂」とは、架橋構造を有する樹脂を指す。
<トナーの製造方法>
本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。なお、本実施形態に係るトナーの製造方法の説明において、結着樹脂の質量、及び内添剤(トナー母粒子に含まれる成分のうち、結着樹脂以外の成分)の質量は、それぞれトナー材料中の質量を指す。
本実施形態に係るトナーの製造方法について説明する。なお、本実施形態に係るトナーの製造方法の説明において、結着樹脂の質量、及び内添剤(トナー母粒子に含まれる成分のうち、結着樹脂以外の成分)の質量は、それぞれトナー材料中の質量を指す。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、複合粒子調製工程と、溶融混練工程と、粉砕工程とを備える。複合粒子調製工程では、顔料粒子と、顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む複合粒子の粉体を調製する。溶融混練工程では、結着樹脂と、複合粒子の粉体とを含むトナー材料を溶融混練することにより、溶融混練物を得る。粉砕工程では、溶融混練物を粉砕することにより、粉砕物を得る。複合粒子の粉体において、樹脂粒子の質量は、顔料粒子100質量部に対して2.0質量部以上6.0質量部以下である。
なお、本実施形態で使用される顔料粒子は、樹脂中に顔料を高濃度に分散させたマスターバッチ(顔料マスターバッチ)を含まない。また、本実施形態で使用される樹脂粒子は、顔料を含まない。また、複合粒子は、例えば溶融混練工程で解砕されてもよい。
本実施形態に係るトナーの製造方法によれば、得られるトナーの発色性及び定着性を確保しつつ、製造コストを低減できる。その理由は、以下のように推測される。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、顔料マスターバッチを形成する工程を含まないため、工程数を減らすことができる。よって、本実施形態に係るトナーの製造方法によれば、製造コストを低減できる。
また、本実施形態に係るトナーの製造方法では、トナー材料が、顔料粒子と、顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む複合粒子の粉体(以下、複合粒子粉体と記載することがある。)を含む。また、本実施形態に係るトナーの製造方法では、複合粒子粉体における樹脂粒子の質量が、顔料粒子100質量部に対して2.0質量部以上である。これにより、トナー材料の溶融混練時において、顔料粒子の凝集が抑制され、その結果、顔料粒子の結着樹脂への分散性が高くなる。よって、本実施形態に係るトナーの製造方法によれば、顔料マスターバッチを使用しなくても、得られるトナーの発色性を確保することができる。
また、本実施形態に係るトナーの製造方法では、複合粒子粉体における樹脂粒子の質量が、顔料粒子100質量部に対して6.0質量部以下である。このように、本実施形態に係るトナーの製造方法では、得られるトナーの定着性が低下しない程度に樹脂粒子の質量の上限が設定されている。よって、本実施形態に係るトナーの製造方法によれば、得られるトナーの定着性を確保することができる。
本実施形態に係るトナーの製造方法において、複合粒子粉体を容易に調製するためには、顔料粒子の粉体と、樹脂粒子の粉体とを攪拌しながら混合することにより、複合粒子粉体を調製することが好ましい。
得られるトナーの発色性及び定着性を容易に確保するためには、複合粒子を形成するための樹脂粒子の個数平均一次粒子径が、40nm以上120nm以下であることが好ましい。
得られるトナーの発色性を容易に確保するためには、複合粒子において、顔料粒子の表面領域のうち樹脂粒子が覆う領域の面積割合(以下、樹脂粒子の被覆率、又は被覆率と記載する。)は、50%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましい。被覆率の測定方法は、後述する実施例と同じ方法又はその代替方法である。なお、被覆率の上限は、特に限定されず、100%であってもよい。
本実施形態に係るトナーの製造方法で得られるトナー(以下、トナーTAと記載することがある。)は、例えば正帯電性トナーとして、静電潜像の現像に好適に用いることができる。トナーTAは、例えばキャリアと共に2成分現像剤を構成することができる。
トナーTAは、後述する粉砕工程を経て得られる粉砕物(以下、トナー粒子と記載することがある。)の集合体(例えば粉体)である。トナー粒子は、外添剤を備えていてもよい。トナー粒子が外添剤を備える場合には、トナー粒子はトナー母粒子と外添剤とを備える。外添剤はトナー母粒子の表面に付着する。トナー母粒子は、結着樹脂と、顔料粒子と、樹脂粒子とを含む。トナー母粒子は、必要に応じて、顔料粒子及び樹脂粒子以外の内添剤(例えば、離型剤、及び電荷制御剤の少なくとも1つ)を含有してもよい。なお、必要がなければ外添剤を割愛してもよい。外添剤を割愛する場合には、トナー母粒子がトナー粒子に相当する。
画像形成に適したトナーTAを得るためには、トナー母粒子の体積中位径(D50)は、4μm以上9μm以下であることが好ましい。
トナー粒子は、シェル層を備えないトナー粒子であってもよいし、シェル層を備えるトナー粒子(以下、カプセルトナー粒子と記載する。)であってもよい。カプセルトナー粒子では、トナー母粒子が、トナーコアと、トナーコアの表面に形成されたシェル層とを備える。シェル層は、樹脂を含む。例えば、低温で溶融するトナーコアを、耐熱性に優れるシェル層で覆うことで、トナーTAの耐熱保存性及び低温定着性の両立を図ることが可能になる。シェル層を構成する樹脂中に添加剤が分散されていてもよい。シェル層は、トナーコアの表面全体を覆っていてもよいし、トナーコアの表面を部分的に覆っていてもよい。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、複合粒子調製工程、溶融混練工程及び粉砕工程以外に、別の工程(例えば、後述する混合工程、微粉砕工程、分級工程、シェル層形成工程及び外添工程の少なくとも1つ)を更に含んでもよい。以下、各工程について説明する。
[複合粒子調製工程]
複合粒子調製工程では、顔料粒子と、顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む複合粒子粉体を調製する。複合粒子粉体の調製方法としては、例えばFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、顔料粒子の粉体と、樹脂粒子の粉体とを攪拌しながら混合する方法が挙げられる。混合する際、顔料粒子の粉体の質量に対する樹脂粒子の粉体の質量を変更することにより、複合粒子粉体における、顔料粒子100質量部に対する樹脂粒子の質量を調整できる。また、混合する際、顔料粒子の粉体の質量に対する樹脂粒子の粉体の質量を変更することにより、樹脂粒子の被覆率を調整できる。複合粒子調製工程で得られた複合粒子粉体は、後述するトナー材料の一成分となる。トナーTAを用いて高画質の画像を形成するためには、トナー材料中の複合粒子粉体の質量は、トナー材料中の結着樹脂100質量部に対して、顔料粒子換算で1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。以下、顔料粒子、及び樹脂粒子について説明する。
複合粒子調製工程では、顔料粒子と、顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む複合粒子粉体を調製する。複合粒子粉体の調製方法としては、例えばFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、顔料粒子の粉体と、樹脂粒子の粉体とを攪拌しながら混合する方法が挙げられる。混合する際、顔料粒子の粉体の質量に対する樹脂粒子の粉体の質量を変更することにより、複合粒子粉体における、顔料粒子100質量部に対する樹脂粒子の質量を調整できる。また、混合する際、顔料粒子の粉体の質量に対する樹脂粒子の粉体の質量を変更することにより、樹脂粒子の被覆率を調整できる。複合粒子調製工程で得られた複合粒子粉体は、後述するトナー材料の一成分となる。トナーTAを用いて高画質の画像を形成するためには、トナー材料中の複合粒子粉体の質量は、トナー材料中の結着樹脂100質量部に対して、顔料粒子換算で1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。以下、顔料粒子、及び樹脂粒子について説明する。
(顔料粒子)
顔料粒子を構成する顔料としては、例えばイエロー顔料、マゼンタ顔料及びシアン顔料が挙げられる。
顔料粒子を構成する顔料としては、例えばイエロー顔料、マゼンタ顔料及びシアン顔料が挙げられる。
イエロー顔料としては、例えば、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、及びアリールアミド化合物からなる群より選択される一種以上の化合物を使用できる。イエロー顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー(3、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、及び194)、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、並びにC.I.バットイエローが挙げられる。
マゼンタ顔料としては、例えば、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からなる群より選択される一種以上の化合物を使用できる。マゼンタ顔料としては、例えば、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、254及び269)が挙げられる。
シアン顔料としては、例えば、銅フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、及び塩基染料レーキ化合物からなる群より選択される一種以上の化合物を使用できる。シアン顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー(1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、及び66)、フタロシアニンブルー、C.I.バットブルー、並びにC.I.アシッドブルーが挙げられる。
顔料粒子の体積中位径(D50)は、3.0μm以上7.0μm以下であることが好ましく、4.0μm以上6.0μm以下であることがより好ましい。
(樹脂粒子)
樹脂粒子を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。また、樹脂粒子を構成する樹脂として、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合樹脂を使用してもよい。トナー材料の溶融混練時における顔料粒子の凝集を容易に抑制するためには、樹脂粒子は、架橋樹脂を含むことが好ましく、粒子全体の90質量%以上の割合で架橋樹脂を含むことがより好ましく、粒子全体の100質量%の割合で架橋樹脂を含むことが特に好ましい。
樹脂粒子を構成する樹脂は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよい。また、樹脂粒子を構成する樹脂として、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合樹脂を使用してもよい。トナー材料の溶融混練時における顔料粒子の凝集を容易に抑制するためには、樹脂粒子は、架橋樹脂を含むことが好ましく、粒子全体の90質量%以上の割合で架橋樹脂を含むことがより好ましく、粒子全体の100質量%の割合で架橋樹脂を含むことが特に好ましい。
トナーTAの発色性を容易に確保するためには、架橋樹脂としては、スチレン系単量体と、アクリル酸系単量体と、2個以上の不飽和結合(例えば、炭素−炭素二重結合)を有する架橋剤との重合物(以下、特定架橋重合物と記載することがある。)が好ましい。
特定架橋重合物を合成するためのスチレン系単量体としては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、及びp−n−ドデシルスチレンが挙げられる。
特定架橋重合物を合成するためのアクリル酸系単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、(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−プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ラウリル、及び(メタ)アクリル酸フェニルが挙げられる。
特定架橋重合物を合成するための2個以上の不飽和結合を有する架橋剤としては、例えばN,N’−メチレンビスアクリルアミド、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、及び1,6−ヘキサンジオールジメタクリレートが挙げられる。
トナーTAの発色性をより容易に確保するためには、2個以上の不飽和結合を有する架橋剤としては、ジビニルベンゼンが好ましい。
トナーTAの発色性を更に容易に確保するためには、樹脂粒子が、スチレンと、メタクリル酸n−ブチルと、ジビニルベンゼンとの重合物から構成されていることが好ましい。
樹脂粒子の形成方法は、特に限定されない。樹脂粒子の形成方法の一例としては、乳化重合法、シード重合法、及び分散重合法が挙げられる。また、本実施形態では、樹脂粒子として市販品を使用してもよい。
[混合工程]
本実施形態に係るトナーの製造方法では、複合粒子調製工程の後、かつ溶融混練工程の前に混合工程を実施してもよい。混合工程では、例えばFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、結着樹脂、複合粒子粉体及び必要に応じて添加する他の内添剤を混合して混合物(トナー材料)を得る。以下、混合工程において混合される成分(トナー材料に含有される成分)のうち、複合粒子粉体以外の成分について説明する。
本実施形態に係るトナーの製造方法では、複合粒子調製工程の後、かつ溶融混練工程の前に混合工程を実施してもよい。混合工程では、例えばFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、結着樹脂、複合粒子粉体及び必要に応じて添加する他の内添剤を混合して混合物(トナー材料)を得る。以下、混合工程において混合される成分(トナー材料に含有される成分)のうち、複合粒子粉体以外の成分について説明する。
(結着樹脂)
トナー材料は、全成分の大部分(例えば、70質量%以上)を結着樹脂が占める。低温定着性に優れるトナーTAを得るためには、トナー材料は、結着樹脂として熱可塑性樹脂を含有することが好ましく、結着樹脂全体の85質量%以上の割合で熱可塑性樹脂を含有することがより好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、オレフィン系樹脂(より具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、ビニル樹脂(より具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルエーテル樹脂、N−ビニル樹脂等)、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、及びウレタン樹脂が挙げられる。また、これら各樹脂の共重合体、すなわち上記樹脂中に任意の繰返し単位が導入された共重合体(より具体的には、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂等)も、結着樹脂として使用できる。
トナー材料は、全成分の大部分(例えば、70質量%以上)を結着樹脂が占める。低温定着性に優れるトナーTAを得るためには、トナー材料は、結着樹脂として熱可塑性樹脂を含有することが好ましく、結着樹脂全体の85質量%以上の割合で熱可塑性樹脂を含有することがより好ましい。熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、オレフィン系樹脂(より具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、ビニル樹脂(より具体的には、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルエーテル樹脂、N−ビニル樹脂等)、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、及びウレタン樹脂が挙げられる。また、これら各樹脂の共重合体、すなわち上記樹脂中に任意の繰返し単位が導入された共重合体(より具体的には、スチレン−アクリル酸エステル系樹脂、スチレン−ブタジエン系樹脂等)も、結着樹脂として使用できる。
熱可塑性樹脂は、一種以上の熱可塑性単量体を、付加重合、共重合、又は縮重合させることで得られる。なお、熱可塑性単量体は、単独重合により熱可塑性樹脂になる単量体(より具体的には、アクリル酸エステル系単量体、スチレン系単量体等)、又は縮重合により熱可塑性樹脂になる単量体(例えば、縮重合によりポリエステル樹脂になる多価アルコール及び多価カルボン酸の組合せ)である。
低温定着性に優れるトナーTAを得るためには、トナー材料が、結着樹脂としてポリエステル樹脂を含有することが好ましい。ポリエステル樹脂は、一種以上の多価アルコールと一種以上の多価カルボン酸とを縮重合させることで得られる。ポリエステル樹脂を合成するためのアルコールとしては、例えば以下に示すような、2価アルコール(より具体的には、脂肪族ジオール、ビスフェノール等)、及び3価以上のアルコールが挙げられる。ポリエステル樹脂を合成するためのカルボン酸としては、例えば以下に示すような、2価カルボン酸、及び3価以上のカルボン酸が挙げられる。なお、多価カルボン酸の代わりに、多価カルボン酸の無水物、多価カルボン酸ハライド等の縮重合によりエステル結合を形成できる多価カルボン酸誘導体を使用してもよい。
脂肪族ジオールの好適な例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,2−プロパンジオール、α,ω−アルカンジオール(より具体的には、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,12−ドデカンジオール等)、2−ブテン−1,4−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、及びポリテトラメチレングリコールが挙げられる。
ビスフェノールの好適な例としては、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、及びビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物が挙げられる。
3価以上のアルコールの好適な例としては、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、及び1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
2価カルボン酸の好適な例としては、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、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、1,10−デカンジカルボン酸、コハク酸、アルキルコハク酸(より具体的には、n−ブチルコハク酸、イソブチルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸等)、及びアルケニルコハク酸(より具体的には、n−ブテニルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸等)が挙げられる。
3価以上のカルボン酸の好適な例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、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、及びエンポール三量体酸が挙げられる。
(離型剤)
トナー材料は、離型剤を含有していてもよい。離型剤は、例えば、耐オフセット性に優れるトナーTAを得る目的で使用される。耐オフセット性に優れるトナーTAを得るためには、離型剤の質量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
トナー材料は、離型剤を含有していてもよい。離型剤は、例えば、耐オフセット性に優れるトナーTAを得る目的で使用される。耐オフセット性に優れるトナーTAを得るためには、離型剤の質量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
離型剤としては、例えば、エステルワックス、ポリオレフィンワックス(より具体的には、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等)、マイクロクリスタリンワックス、フッ素樹脂ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、キャンデリラワックス、モンタンワックス、及びカスターワックスが挙げられる。エステルワックスとしては、天然エステルワックス(より具体的には、カルナバワックス、ライスワックス等)、及び合成エステルワックスが挙げられる。本実施形態では、一種の離型剤を単独で使用してもよいし、複数種の離型剤を併用してもよい。
結着樹脂と離型剤との相溶性を改善するために、相溶化剤をトナー材料に添加してもよい。
(電荷制御剤)
トナー材料は、電荷制御剤を含有していてもよい。電荷制御剤は、例えば、帯電安定性又は帯電立ち上がり特性に優れるトナーTAを得る目的で使用される。トナーTAの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーTAを帯電させることができるか否かの指標になる。
トナー材料は、電荷制御剤を含有していてもよい。電荷制御剤は、例えば、帯電安定性又は帯電立ち上がり特性に優れるトナーTAを得る目的で使用される。トナーTAの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーTAを帯電させることができるか否かの指標になる。
トナー材料に負帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナーTAのアニオン性(負帯電性)を強めることができる。また、トナー材料に正帯電性の電荷制御剤を含有させることで、トナーTAのカチオン性(正帯電性)を強めることができる。
正帯電性の電荷制御剤の例としては、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,2−オキサジン、1,3−オキサジン、1,4−オキサジン、1,2−チアジン、1,3−チアジン、1,4−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、アジンディープブラックEW、アジンディープブラック3RL等の直接染料;ニグロシンBK、ニグロシンNB、ニグロシンZ等の酸性染料;アルコキシル化アミン;アルキルアミド;ベンジルデシルヘキシルメチルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルアンモニウムクロライド、2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化メチル4級塩等の4級アンモニウム塩;4級アンモニウムカチオン基を含む樹脂が挙げられる。これらの電荷制御剤の一種のみを使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
負帯電性の電荷制御剤の例としては、キレート化合物である有機金属錯体が挙げられる。有機金属錯体としては、アセチルアセトン金属錯体、サリチル酸系金属錯体、及びこれらの塩が好ましい。
帯電安定性に優れるトナーTAを得るためには、電荷制御剤の質量は、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
[溶融混練工程]
溶融混練工程では、結着樹脂と、複合粒子粉体とを含むトナー材料を溶融混練することにより、溶融混練物を得る。トナー材料としては、例えば上述した混合工程で得られる混合物が使用できる。トナー材料を溶融混練する方法としては、例えば、2軸押出機等の溶融混練装置を用いてトナー材料を溶融混練する方法が挙げられる。なお、本実施形態では、混合工程を実施せずに、溶融混練装置にトナー材料の各成分を投入し、溶融混練装置内で、各成分を混合しながら溶融混練してもよい。
溶融混練工程では、結着樹脂と、複合粒子粉体とを含むトナー材料を溶融混練することにより、溶融混練物を得る。トナー材料としては、例えば上述した混合工程で得られる混合物が使用できる。トナー材料を溶融混練する方法としては、例えば、2軸押出機等の溶融混練装置を用いてトナー材料を溶融混練する方法が挙げられる。なお、本実施形態では、混合工程を実施せずに、溶融混練装置にトナー材料の各成分を投入し、溶融混練装置内で、各成分を混合しながら溶融混練してもよい。
トナー材料を均一に溶融混練するためには、トナー材料を100℃以上の温度で溶融混練することが好ましく、トナー材料を115℃以上140℃以下の温度で溶融混練することがより好ましい。
[粉砕工程]
粉砕工程では、溶融混練工程で得られた溶融混練物を、例えば室温(25℃)まで冷却した後、粉砕することにより、粉砕物を得る。溶融混練物を粉砕する方法としては、例えば粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて粉砕する方法が挙げられる。本実施形態に係るトナーの製造方法では、粉砕工程で得られた粉砕物をトナー粒子として用いることができる。また、本実施形態に係るトナーの製造方法では、粉砕工程で得られた粉砕物を用いて以下の工程のうちの1つ以上を実施することで、トナー粒子を製造することもできる。
粉砕工程では、溶融混練工程で得られた溶融混練物を、例えば室温(25℃)まで冷却した後、粉砕することにより、粉砕物を得る。溶融混練物を粉砕する方法としては、例えば粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて粉砕する方法が挙げられる。本実施形態に係るトナーの製造方法では、粉砕工程で得られた粉砕物をトナー粒子として用いることができる。また、本実施形態に係るトナーの製造方法では、粉砕工程で得られた粉砕物を用いて以下の工程のうちの1つ以上を実施することで、トナー粒子を製造することもできる。
[微粉砕工程]
本実施形態において、粉砕工程で得られた粉砕物の小径化が必要な場合は、粉砕物を更に粉砕する工程(微粉砕工程)を実施することができる。微粉砕工程では、粉砕工程で得られた粉砕物を、例えば粉砕機(フロイント・ターボ株式会社製「ターボミルRS型」)を用いて微粉砕することで粉砕物を小径化する。以下、「粉砕物」には、微粉砕工程において微粉砕された粉砕物(微粉砕物)も含まれる。
本実施形態において、粉砕工程で得られた粉砕物の小径化が必要な場合は、粉砕物を更に粉砕する工程(微粉砕工程)を実施することができる。微粉砕工程では、粉砕工程で得られた粉砕物を、例えば粉砕機(フロイント・ターボ株式会社製「ターボミルRS型」)を用いて微粉砕することで粉砕物を小径化する。以下、「粉砕物」には、微粉砕工程において微粉砕された粉砕物(微粉砕物)も含まれる。
[分級工程]
本実施形態において、粉砕物の粒子径を揃える場合は、粉砕物を分級する工程(分級工程)を実施することができる。分級工程では、粉砕物を、例えば風力分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて分級することで粉砕物の粒子径を揃える。
本実施形態において、粉砕物の粒子径を揃える場合は、粉砕物を分級する工程(分級工程)を実施することができる。分級工程では、粉砕物を、例えば風力分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて分級することで粉砕物の粒子径を揃える。
[シェル層形成工程]
本実施形態では、粉砕物の表面にシェル層を形成する工程(シェル層形成工程)を実施してもよい。シェル層形成工程を実施することにより、粉砕物であるトナーコアと、このトナーコアの表面を覆うシェル層とを備えるトナー母粒子が得られる。シェル層の形成方法の例としては、in−situ重合法、液中硬化被膜法、及びコアセルベーション法が挙げられる。以下、「粉砕物」には、上述した方法で得られた粉砕物であるトナーコアと、このトナーコアの表面を覆うシェル層とを備えるトナー母粒子も含まれる。
本実施形態では、粉砕物の表面にシェル層を形成する工程(シェル層形成工程)を実施してもよい。シェル層形成工程を実施することにより、粉砕物であるトナーコアと、このトナーコアの表面を覆うシェル層とを備えるトナー母粒子が得られる。シェル層の形成方法の例としては、in−situ重合法、液中硬化被膜法、及びコアセルベーション法が挙げられる。以下、「粉砕物」には、上述した方法で得られた粉砕物であるトナーコアと、このトナーコアの表面を覆うシェル層とを備えるトナー母粒子も含まれる。
[外添工程]
本実施形態では、粉砕物の表面に外添剤を付着させる工程(外添工程)を実施してもよい。外添工程を実施することにより、粉砕物であるトナー母粒子と、このトナー母粒子の表面に付着した外添剤とを備えるトナー粒子が得られる。粉砕物(トナー母粒子)の表面に外添剤を付着させる方法としては、例えば、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、粉砕物であるトナー母粒子の粉体と、外添剤粒子の粉体とを混合する方法が挙げられる。
本実施形態では、粉砕物の表面に外添剤を付着させる工程(外添工程)を実施してもよい。外添工程を実施することにより、粉砕物であるトナー母粒子と、このトナー母粒子の表面に付着した外添剤とを備えるトナー粒子が得られる。粉砕物(トナー母粒子)の表面に外添剤を付着させる方法としては、例えば、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、粉砕物であるトナー母粒子の粉体と、外添剤粒子の粉体とを混合する方法が挙げられる。
外添剤粒子としては、無機粒子が好ましく、シリカ粒子、及び金属酸化物(より具体的には、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)の粒子が特に好ましい。本実施形態では、一種類の外添剤粒子を単独で使用してもよいし、複数種の外添剤粒子を併用してもよい。
トナー母粒子からの外添剤粒子の脱離を抑制しながら外添剤の機能を十分に発揮させるためには、外添剤の量(複数種の外添剤粒子を使用する場合には、それら外添剤粒子の合計量)が、トナー母粒子100質量部に対して、0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
外添剤粒子は、表面処理されていてもよい。例えば、外添剤粒子としてシリカ粒子を使用する場合、表面処理剤によりシリカ粒子の表面に疎水性及び/又は正帯電性が付与されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、カップリング剤(より具体的には、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤等)、シラザン化合物(より具体的には、鎖状シラザン化合物、環状シラザン化合物等)、及びシリコーンオイル(より具体的には、ジメチルシリコーンオイル等)が挙げられる。表面処理剤としては、シランカップリング剤及びシラザン化合物が特に好ましい。シランカップリング剤の好適な例としては、シラン化合物(より具体的には、メチルトリメトキシシラン、アミノシラン等)が挙げられる。シラザン化合物の好適な例としては、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)が挙げられる。シリカ基体(未処理のシリカ粒子)の表面が表面処理剤で処理されると、シリカ基体の表面に存在する多数の水酸基(−OH)が部分的に又は全体的に、表面処理剤に由来する官能基に置換される。その結果、表面処理剤に由来する官能基(詳しくは、水酸基よりも疎水性及び/又は正帯電性の強い官能基)を表面に有するシリカ粒子が得られる。
以下、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は実施例の範囲に何ら限定されるものではない。
<樹脂粒子の調製>
[樹脂粒子P1の調製]
攪拌装置、冷却管、温度計、及び窒素導入管を備えた容量1Lの4つ口フラスコを、温調槽にセットした。続けて、フラスコ内に、イオン交換水600gと、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20gとを投入した。続けて、回転速度3000rpmの条件でフラスコ内容物を攪拌しながら、窒素雰囲気かつフラスコ内温90℃の条件で、スチレン系単量体としてのスチレン80gと、アクリル酸系単量体としてのメタクリル酸n−ブチル80gと、架橋剤としてのジビニルベンゼン40gと、重合開始剤としてのベンゾイルパーオキサイド15gとをフラスコ内に投入した。続けて、回転速度3000rpmの条件でフラスコ内容物を攪拌しながら、窒素雰囲気かつフラスコ内温90℃の条件でフラスコ内容物を3時間反応させた。その結果、樹脂粒子を含むエマルションが得られた。続けて、得られたエマルションを冷却し、冷却したエマルションの洗浄工程、脱水工程及び乾燥工程を経て、個数平均一次粒子径40nmの樹脂粒子P1の粉体を得た。樹脂粒子P1は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
[樹脂粒子P1の調製]
攪拌装置、冷却管、温度計、及び窒素導入管を備えた容量1Lの4つ口フラスコを、温調槽にセットした。続けて、フラスコ内に、イオン交換水600gと、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム20gとを投入した。続けて、回転速度3000rpmの条件でフラスコ内容物を攪拌しながら、窒素雰囲気かつフラスコ内温90℃の条件で、スチレン系単量体としてのスチレン80gと、アクリル酸系単量体としてのメタクリル酸n−ブチル80gと、架橋剤としてのジビニルベンゼン40gと、重合開始剤としてのベンゾイルパーオキサイド15gとをフラスコ内に投入した。続けて、回転速度3000rpmの条件でフラスコ内容物を攪拌しながら、窒素雰囲気かつフラスコ内温90℃の条件でフラスコ内容物を3時間反応させた。その結果、樹脂粒子を含むエマルションが得られた。続けて、得られたエマルションを冷却し、冷却したエマルションの洗浄工程、脱水工程及び乾燥工程を経て、個数平均一次粒子径40nmの樹脂粒子P1の粉体を得た。樹脂粒子P1は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
[樹脂粒子P2の調製]
フラスコ内へのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの投入量を10gに変更したこと以外は、樹脂粒子P1の調製と同じ方法で、個数平均一次粒子径60nmの樹脂粒子P2の粉体を得た。樹脂粒子P2は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
フラスコ内へのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの投入量を10gに変更したこと以外は、樹脂粒子P1の調製と同じ方法で、個数平均一次粒子径60nmの樹脂粒子P2の粉体を得た。樹脂粒子P2は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
[樹脂粒子P3の調製]
フラスコ内へのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの投入量を5gに変更したこと以外は、樹脂粒子P1の調製と同じ方法で、個数平均一次粒子径80nmの樹脂粒子P3の粉体を得た。樹脂粒子P3は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
フラスコ内へのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの投入量を5gに変更したこと以外は、樹脂粒子P1の調製と同じ方法で、個数平均一次粒子径80nmの樹脂粒子P3の粉体を得た。樹脂粒子P3は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
[樹脂粒子P4の調製]
フラスコ内へのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの投入量を2gに変更したこと以外は、樹脂粒子P1の調製と同じ方法で、個数平均一次粒子径120nmの樹脂粒子P4の粉体を得た。樹脂粒子P4は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
フラスコ内へのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの投入量を2gに変更したこと以外は、樹脂粒子P1の調製と同じ方法で、個数平均一次粒子径120nmの樹脂粒子P4の粉体を得た。樹脂粒子P4は、ジビニルベンゼンを架橋剤として架橋された構造を有する樹脂(架橋樹脂)から構成されていた。
<複合粒子粉体の調製>
[複合粒子粉体CA−1の調製]
100質量部のマゼンタ顔料粒子(C.I.ピグメントレッド269:山陽色素株式会社製「Permanent Carmine 3810」)と、2.0質量部の樹脂粒子P1とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて混合することにより、マゼンタ顔料粒子の表面に樹脂粒子P1を付着させて、複合粒子粉体CA−1を得た。得られた複合粒子粉体CA−1では、樹脂粒子P1の質量は、マゼンタ顔料粒子100質量部に対して2.0質量部であった。混合条件については、回転速度を3000rpmとし、混合時間を5分間とした。なお、混合に使用したマゼンタ顔料粒子の体積中位径(D50)は、5.0μmであった。
[複合粒子粉体CA−1の調製]
100質量部のマゼンタ顔料粒子(C.I.ピグメントレッド269:山陽色素株式会社製「Permanent Carmine 3810」)と、2.0質量部の樹脂粒子P1とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて混合することにより、マゼンタ顔料粒子の表面に樹脂粒子P1を付着させて、複合粒子粉体CA−1を得た。得られた複合粒子粉体CA−1では、樹脂粒子P1の質量は、マゼンタ顔料粒子100質量部に対して2.0質量部であった。混合条件については、回転速度を3000rpmとし、混合時間を5分間とした。なお、混合に使用したマゼンタ顔料粒子の体積中位径(D50)は、5.0μmであった。
[複合粒子粉体CA−2〜CA−10及びCB−1〜CB−5の調製]
混合に使用した樹脂粒子の種類及び使用量を、表1に示すとおりとしたこと以外は、複合粒子粉体CA−1の調製と同じ方法で複合粒子粉体CA−2〜CA−10及びCB−1〜CB−5をそれぞれ調製した。なお、表1の樹脂粒子の使用量は、マゼンタ顔料粒子100質量部に対する質量部数である。また、複合粒子粉体CA−2〜CA−10及びCB−1〜CB−5では、何れも、マゼンタ顔料粒子100質量部に対する樹脂粒子の質量は、表1に示す樹脂粒子の使用量と同じ値であった。
混合に使用した樹脂粒子の種類及び使用量を、表1に示すとおりとしたこと以外は、複合粒子粉体CA−1の調製と同じ方法で複合粒子粉体CA−2〜CA−10及びCB−1〜CB−5をそれぞれ調製した。なお、表1の樹脂粒子の使用量は、マゼンタ顔料粒子100質量部に対する質量部数である。また、複合粒子粉体CA−2〜CA−10及びCB−1〜CB−5では、何れも、マゼンタ顔料粒子100質量部に対する樹脂粒子の質量は、表1に示す樹脂粒子の使用量と同じ値であった。
また、複合粒子粉体CA−1〜CA−10及びCB−1〜CB−5のそれぞれについて、以下に示す方法で樹脂粒子の被覆率を測定した。結果を表1に示す。
[被覆率の測定方法]
測定対象(複合粒子粉体CA−1〜CA−10及びCB−1〜CB−5の何れか)を電界放出形走査電子顕微鏡(日本電子株式会社製「JSM−7600F」)を用いて倍率10万倍で撮影して、複合粒子の反射電子像(表面撮影像)を得た。
測定対象(複合粒子粉体CA−1〜CA−10及びCB−1〜CB−5の何れか)を電界放出形走査電子顕微鏡(日本電子株式会社製「JSM−7600F」)を用いて倍率10万倍で撮影して、複合粒子の反射電子像(表面撮影像)を得た。
続けて、得られた複合粒子の表面撮影像を画像解析ソフトウェア(三谷商事株式会社製「WinROOF」)に取り込み、画像解析ソフトウェア(WinROOF)を用いて画像解析を行った。詳しくは、複合粒子の表面撮影像において、マゼンタ顔料粒子の表面領域のうち樹脂粒子が覆う領域(被覆領域)の輪郭を目視で確認しながら、画像解析ソフトウェア(WinROOF)のペンツールを用いて、被覆領域の輪郭に沿って線を描いた。なお、被覆領域には、互いに積み重なった複数個の樹脂粒子がマゼンタ顔料粒子の表面を覆う領域も含まれる。
そして、画像解析ソフトウェア(WinROOF)の自動計測機能を使って、その線で囲まれた領域(被覆領域)の面積(投影面積)を算出した。複合粒子の表面撮影像(1つの視野:1μm×1μm)中に島状の被覆領域が複数個存在する場合には、それら島状の被覆領域の各々の面積(投影面積)を算出し、全ての被覆領域の合計面積を求めた。そして、マゼンタ顔料粒子の表面領域のうち樹脂粒子が覆う領域の面積割合(被覆率)を求めた。複合粒子1つにつき10個の視野で被覆率を測定し、得られた10個の測定値の算術平均を、その複合粒子における樹脂粒子の被覆率(以下、被覆率RAと記載する。)とした。更に、測定対象(複合粒子粉体)に含まれる10個の複合粒子について、それぞれ被覆率RAを測定し、得られた10個の複合粒子における被覆率RAの算術平均を、測定対象(複合粒子粉体)の評価値(表1に示す被覆率)とした。
<トナーの作製>
以下、トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7の作製方法について説明する。
以下、トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7の作製方法について説明する。
[トナーTA−1の作製]
(混合工程)
85質量部の結着樹脂(花王株式会社製「タフトン(登録商標)NE−410」、成分:ポリエステル樹脂)と、マゼンタ顔料粒子換算で5質量部の複合粒子粉体CA−1と、5質量部の離型剤(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP−9」、成分:エステルワックス)と、5質量部の電荷制御剤(オリヱント化学工業株式会社製「BONTRON(登録商標)P−51」、成分:4級アンモニウム塩)とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−20B」)に投入し、回転速度2000rpmの条件で5分間混合した。これにより、混合物(トナー材料)を得た。
(混合工程)
85質量部の結着樹脂(花王株式会社製「タフトン(登録商標)NE−410」、成分:ポリエステル樹脂)と、マゼンタ顔料粒子換算で5質量部の複合粒子粉体CA−1と、5質量部の離型剤(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP−9」、成分:エステルワックス)と、5質量部の電荷制御剤(オリヱント化学工業株式会社製「BONTRON(登録商標)P−51」、成分:4級アンモニウム塩)とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−20B」)に投入し、回転速度2000rpmの条件で5分間混合した。これにより、混合物(トナー材料)を得た。
(溶融混練工程)
続けて、得られた混合物(トナー材料)を、2軸押出機(株式会社池貝製「PCM−30」)を用いて、材料供給速度6kg/時、軸回転速度160rpm、溶融混練温度(シリンダー温度)120℃の条件で溶融混練した。
続けて、得られた混合物(トナー材料)を、2軸押出機(株式会社池貝製「PCM−30」)を用いて、材料供給速度6kg/時、軸回転速度160rpm、溶融混練温度(シリンダー温度)120℃の条件で溶融混練した。
(粉砕工程、微粉砕工程及び分級工程)
その後、上記溶融混練工程で得られた溶融混練物を、その温度が25℃になるまで冷却した。続けて、冷却された溶融混練物を、粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて粗粉砕した(粉砕工程)。続けて、得られた粗粉砕物を、粉砕機(フロイント・ターボ株式会社製「ターボミルRS型」)を用いて微粉砕した(微粉砕工程)。続けて、得られた微粉砕物を、風力分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて分級した(分級工程)。その結果、体積中位径(D50)7μmのトナー母粒子が得られた。
その後、上記溶融混練工程で得られた溶融混練物を、その温度が25℃になるまで冷却した。続けて、冷却された溶融混練物を、粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて粗粉砕した(粉砕工程)。続けて、得られた粗粉砕物を、粉砕機(フロイント・ターボ株式会社製「ターボミルRS型」)を用いて微粉砕した(微粉砕工程)。続けて、得られた微粉砕物を、風力分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)を用いて分級した(分級工程)。その結果、体積中位径(D50)7μmのトナー母粒子が得られた。
(外添工程)
続けて、得られたトナー母粒子を外添処理した。詳しくは、100質量部のトナー母粒子と、1.5質量部のシリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」)と、1.5質量部の導電性酸化チタン粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」)とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて回転速度3000rpm、ジャケット温度20℃の条件で5分間混合することにより、トナー母粒子の表面に外添剤(シリカ粒子及び導電性酸化チタン粒子)を付着させた。
続けて、得られたトナー母粒子を外添処理した。詳しくは、100質量部のトナー母粒子と、1.5質量部のシリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」)と、1.5質量部の導電性酸化チタン粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」)とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて回転速度3000rpm、ジャケット温度20℃の条件で5分間混合することにより、トナー母粒子の表面に外添剤(シリカ粒子及び導電性酸化チタン粒子)を付着させた。
続けて、上記外添工程で得られた粉体を、200メッシュ(目開き75μm)の篩を用いて篩別を行った。その結果、正帯電性のトナーTA−1が得られた。
[トナーTA−2〜TA−10及びTB−1〜TB−5の作製]
混合工程において、複合粒子粉体CA−1の代わりに後述する表2に記載の複合粒子粉体を使用したこと以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で、トナーTA−2〜TA−10及びTB−1〜TB−5をそれぞれ得た。得られたトナーTA−2〜TA−10及びTB−1〜TB−5は、何れも正帯電性のトナーであった。なお、トナーTA−2〜TA−10及びTB−1〜TB−5の作製において、複合粒子粉体のFMミキサーへの投入量は、何れもマゼンタ顔料粒子換算で5質量部であった。
混合工程において、複合粒子粉体CA−1の代わりに後述する表2に記載の複合粒子粉体を使用したこと以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で、トナーTA−2〜TA−10及びTB−1〜TB−5をそれぞれ得た。得られたトナーTA−2〜TA−10及びTB−1〜TB−5は、何れも正帯電性のトナーであった。なお、トナーTA−2〜TA−10及びTB−1〜TB−5の作製において、複合粒子粉体のFMミキサーへの投入量は、何れもマゼンタ顔料粒子換算で5質量部であった。
[トナーTB−6の作製]
混合工程において、マゼンタ顔料粒子換算で5質量部の複合粒子粉体CA−1の代わりに、5質量部のマゼンタ顔料粒子(C.I.ピグメントレッド269:山陽色素株式会社製「Permanent Carmine 3810」)を使用したこと以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で、正帯電性のトナーTB−6を得た。
混合工程において、マゼンタ顔料粒子換算で5質量部の複合粒子粉体CA−1の代わりに、5質量部のマゼンタ顔料粒子(C.I.ピグメントレッド269:山陽色素株式会社製「Permanent Carmine 3810」)を使用したこと以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で、正帯電性のトナーTB−6を得た。
[トナーTB−7の作製]
参考例として、以下に示す変更点以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で正帯電性のトナーTB−7を作製した。
参考例として、以下に示す変更点以外は、トナーTA−1の作製と同じ方法で正帯電性のトナーTB−7を作製した。
(変更点)
トナーTB−7の作製では、混合工程において、結着樹脂(花王株式会社製「タフトン(登録商標)NE−410」、成分:ポリエステル樹脂)のFMミキサーへの投入量を、80質量部に変更した。トナーTB−7の作製では、混合工程において、マゼンタ顔料粒子換算で5質量部の複合粒子粉体CA−1の代わりに、以下に示す調製方法で得た顔料マスターバッチ10質量部を使用した。
トナーTB−7の作製では、混合工程において、結着樹脂(花王株式会社製「タフトン(登録商標)NE−410」、成分:ポリエステル樹脂)のFMミキサーへの投入量を、80質量部に変更した。トナーTB−7の作製では、混合工程において、マゼンタ顔料粒子換算で5質量部の複合粒子粉体CA−1の代わりに、以下に示す調製方法で得た顔料マスターバッチ10質量部を使用した。
(顔料マスターバッチの調製方法)
FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−20B」)を用いて、50質量部のポリエステル樹脂(花王株式会社製「タフトン(登録商標)NE−410」)と、50質量部のマゼンタ顔料粒子(C.I.ピグメントレッド269:山陽色素株式会社製「Permanent Carmine 3810」)とを混合した。
FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−20B」)を用いて、50質量部のポリエステル樹脂(花王株式会社製「タフトン(登録商標)NE−410」)と、50質量部のマゼンタ顔料粒子(C.I.ピグメントレッド269:山陽色素株式会社製「Permanent Carmine 3810」)とを混合した。
続けて、得られた混合物を、容量3Lの加圧型ニーダー(株式会社モリヤマ製)に投入し、このニーダーを用いて、回転速度100rpmの条件で、次に示す第1溶融混練、第2溶融混練、及び第3溶融混練を、この順に行った。
第1溶融混練:温度110℃、処理時間30分間(開始0分から開始30分まで)
第2溶融混練:温度100℃、処理時間30分間(開始30分から開始60分まで)
第3溶融混練:温度90℃、処理時間30分間(開始60分から開始90分まで)
第1溶融混練:温度110℃、処理時間30分間(開始0分から開始30分まで)
第2溶融混練:温度100℃、処理時間30分間(開始30分から開始60分まで)
第3溶融混練:温度90℃、処理時間30分間(開始60分から開始90分まで)
上記溶融混練(詳しくは、第1溶融混練、第2溶融混練、及び第3溶融混練)により得られた溶融混練物を、その温度が25℃になるまで冷却した後、粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)を用いて設定粒子径1mmの条件で粉砕し、マゼンタ顔料粒子とポリエステル樹脂とを含む顔料マスターバッチ(体積中位径(D50):1mm)を得た。
<評価方法>
各試料(トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7)の評価方法は、以下のとおりである。
各試料(トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7)の評価方法は、以下のとおりである。
[2成分現像剤の調製]
現像剤用キャリア(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の「TASKalfa5551ci」用キャリア)100質量部と、トナー(評価対象:トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7の何れか)10質量部とを、ボールミルを用いて30分間混合して、評価用の2成分現像剤を調製した。
現像剤用キャリア(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の「TASKalfa5551ci」用キャリア)100質量部と、トナー(評価対象:トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7の何れか)10質量部とを、ボールミルを用いて30分間混合して、評価用の2成分現像剤を調製した。
[評価装置の準備]
評価用画像形成装置としては、複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa5551ci」)を用いた。また、Roller−Roller方式の加熱加圧型の定着装置を有するプリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−C5250DN」)から取り出した定着装置を、定着温度を変更できるように改造して、評価用定着装置として用いた。
評価用画像形成装置としては、複合機(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa5551ci」)を用いた。また、Roller−Roller方式の加熱加圧型の定着装置を有するプリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−C5250DN」)から取り出した定着装置を、定着温度を変更できるように改造して、評価用定着装置として用いた。
前述のようにして調製した2成分現像剤を上記複合機(評価用画像形成装置)のマゼンタ用現像装置に投入し、補給用トナー(評価対象:トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7の何れか)を上記複合機(評価用画像形成装置)のマゼンタ用トナーコンテナに投入した。
[発色性の評価]
上記のようにして準備した評価用画像形成装置を用いて、温度23℃かつ湿度60%RHの環境下、紙(A4サイズの普通紙:富士ゼロックス株式会社製「C2」)に、トナー載り量0.5mg/cm2の条件で、ソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、未定着のトナー像が形成された紙を、定着温度170℃の条件で前述の評価用定着装置に通した。
上記のようにして準備した評価用画像形成装置を用いて、温度23℃かつ湿度60%RHの環境下、紙(A4サイズの普通紙:富士ゼロックス株式会社製「C2」)に、トナー載り量0.5mg/cm2の条件で、ソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、未定着のトナー像が形成された紙を、定着温度170℃の条件で前述の評価用定着装置に通した。
続けて、上記のようにして定着処理が施された画像(詳しくは、紙に形成された画像)について、CIE1976(L*,a*,b*)色空間におけるL*値、a*値、及びb*値を、それぞれ反射濃度計(X−Rite社製「SpectroEye(登録商標)」)を用いて測定した。
そして、トナーTB−7(参考例)を基準サンプルとし、以下で説明する色差ΔE*に基づいて各トナーの発色性を評価した。以下、トナーTB−7のL*値、a*値、及びb*値を、それぞれ「基準L*値」、「基準a*値」、及び「基準b*値」と記載することがある。各トナーの色差ΔE*は、式「色差ΔE*={(L*値−基準L*値)2+(a*値−基準a*値)2+(b*値−基準b*値)2}1/2」に従って算出した。色差ΔE*が3.00未満であれば、「発色性を確保できている」と評価した。一方、色差ΔE*が3.00以上である場合、「発色性を確保できていない」と評価した。
[定着性の評価]
上記のようにして準備した評価用画像形成装置を用いて、温度23℃かつ湿度60%RHの環境下、紙(A4サイズの普通紙:富士ゼロックス株式会社製「C2」)に、トナー載り量1.0mg/cm2の条件で、ソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、未定着のトナー像が形成された紙を、定着温度170℃の条件で前述の評価用定着装置に通した。
上記のようにして準備した評価用画像形成装置を用いて、温度23℃かつ湿度60%RHの環境下、紙(A4サイズの普通紙:富士ゼロックス株式会社製「C2」)に、トナー載り量1.0mg/cm2の条件で、ソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、未定着のトナー像が形成された紙を、定着温度170℃の条件で前述の評価用定着装置に通した。
続けて、上記のようにして定着処理が施された画像(詳しくは、紙に形成された画像)について、以下で説明する擦り試験を行う前と後との各々で、画像濃度を測定した。詳しくは、反射濃度計(X−Rite社製「SpectroEye」)を用いて、評価用定着装置に通した紙上の画像の画像濃度(以下、擦り前IDと記載する。)を測定した。続けて、布帛で被覆した1kgの分銅を用いて、紙上の画像を10往復摩擦した。続けて、反射濃度計(X−Rite社製「SpectroEye」)を用いて、紙上の画像の画像濃度(以下、擦り後IDと記載する。)を測定した。続けて、式「定着率=100×擦り後ID/擦り前ID」に従って、定着率(単位:%)を求めた。定着率が90%以上であれば、「定着性を確保できている」と評価した。一方、定着率が90%未満である場合、「定着性を確保できていない」と評価した。
トナーTA−1〜TA−10及びTB−1〜TB−7について、使用した複合粒子粉体の種類、L*値、a*値、b*値、色差ΔE*及び定着率を、それぞれ表2に示す。
トナーTA−1〜TA−10は、複合粒子粉体を含むトナー材料を用いて作製されたトナーであった。トナーTA−1〜TA−10の作製に用いた複合粒子は、顔料粒子(マゼンタ顔料粒子)と、顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含んでいた。トナーTA−1〜TA−10の作製に用いた複合粒子粉体では、樹脂粒子の質量は、顔料粒子100質量部に対して2.0質量部以上6.0質量部以下であった。
表2に示すように、トナーTA−1〜TA−10では、色差ΔE*が3.00未満であった。よって、トナーTA−1〜TA−10は、発色性を確保できていた。トナーTA−1〜TA−10では、定着率が90%以上であった。よって、トナーTA−1〜TA−10は、定着性を確保できていた。
トナーTB−1の作製に用いた複合粒子粉体では、樹脂粒子の質量は、顔料粒子100質量部に対して2.0質量部未満であった。トナーTB−2〜TB−5の作製に用いた複合粒子粉体では、樹脂粒子の質量は、顔料粒子100質量部に対して6.0質量部を超えていた。トナーTB−6の作製に使用したトナー材料は、複合粒子(顔料粒子と、顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む粒子)の粉体を含有していなかった。
表2に示すように、トナーTB−1、TB−5及びTB−6では、色差ΔE*が3.00以上であった。よって、トナーTB−1、TB−5及びTB−6は、発色性を確保できていなかった。トナーTB−2〜TB−5では、定着率が90%未満であった。よって、トナーTB−2〜TB−5は、定着性を確保できていなかった。
以上の結果から、本発明の製造方法によれば、得られるトナーの発色性及び定着性を確保できることが示された。また、本発明の製造方法は、顔料マスターバッチを形成する工程を含まないため、製造コストを低減できる。
本発明の製造方法により得られるトナーは、例えば複合機又はプリンターにおいて画像を形成するために利用することができる。
Claims (6)
- 顔料粒子と、前記顔料粒子の表面に付着した樹脂粒子とを含む複合粒子の粉体を調製する複合粒子調製工程と、
結着樹脂と、前記複合粒子の粉体とを含むトナー材料を溶融混練することにより、溶融混練物を得る溶融混練工程と、
前記溶融混練物を粉砕することにより、粉砕物を得る粉砕工程と
を備え、
前記複合粒子の粉体において、前記樹脂粒子の質量は、前記顔料粒子100質量部に対して2.0質量部以上6.0質量部以下である、トナーの製造方法。 - 前記複合粒子調製工程は、前記顔料粒子の粉体と、前記樹脂粒子の粉体とを攪拌しながら混合することにより、前記複合粒子の粉体を調製する工程である、請求項1に記載のトナーの製造方法。
- 前記樹脂粒子の個数平均一次粒子径は、40nm以上120nm以下である、請求項1又は2に記載のトナーの製造方法。
- 前記複合粒子において、前記顔料粒子の表面領域のうち前記樹脂粒子が覆う領域の面積割合は、50%以上である、請求項1〜3の何れか一項に記載のトナーの製造方法。
- 前記樹脂粒子は、スチレン系単量体と、アクリル酸系単量体と、2個以上の不飽和結合を有する架橋剤との重合物を含む、請求項1〜4の何れか一項に記載のトナーの製造方法。
- 前記2個以上の不飽和結合を有する架橋剤は、ジビニルベンゼンである、請求項5に記載のトナーの製造方法。
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JP2018157265A JP2020030380A (ja) | 2018-08-24 | 2018-08-24 | トナーの製造方法 |
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2018
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