JP2022145175A - 静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】微小トナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法を提供する。【解決手段】静電荷像現像用トナーの製造方法は、凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ凝集粒子の成長を停止する凝集停止工程を有し、凝集停止工程が、凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げること、を含む。【選択図】なし
Description
本開示は、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像剤に関する。
特許文献1には、樹脂粒子の分散液に所定量の凝集剤を添加して樹脂粒子及び凝集剤を含有する分散液を得る工程と、樹脂粒子及び凝集剤を含有する分散液中の樹脂粒子を凝集させ凝集粒子を含有する分散液を得る工程と、凝集粒子を合一させる工程とを有する電子写真用トナーの製造方法が開示されている。
特許文献2には、酸性極性基を有する樹脂を含む樹脂粒子の水系分散液と着色剤を含む着色剤粒子の水系分散液とを混合することで、樹脂粒子と着色剤粒子を有する混合分散液を得る混合工程;混合分散液に2価以上の金属イオンを含有する凝集剤を添加することで、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程;凝集工程で得られた凝集粒子の分散液にキレート剤を添加し、その後、1価の水溶性金属塩を添加し、樹脂のガラス転移点以上に加熱することにより、凝集粒子中の樹脂粒子と着色剤粒子を融合させる融合工程;を含むトナーの製造方法が開示されている。
特許文献3には、樹脂粒子の水系分散液と凝集剤とを混合撹拌して、体積中位粒径が目標値に到達するまで凝集粒子を凝集成長させるステップと、凝集粒子の体積中位粒径が目標値に到達したときに単位質量あたりの攪拌動力を増加するステップとを有する凝集粒子の製造方法が開示されている。
特許文献2には、酸性極性基を有する樹脂を含む樹脂粒子の水系分散液と着色剤を含む着色剤粒子の水系分散液とを混合することで、樹脂粒子と着色剤粒子を有する混合分散液を得る混合工程;混合分散液に2価以上の金属イオンを含有する凝集剤を添加することで、樹脂粒子と着色剤粒子とを凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程;凝集工程で得られた凝集粒子の分散液にキレート剤を添加し、その後、1価の水溶性金属塩を添加し、樹脂のガラス転移点以上に加熱することにより、凝集粒子中の樹脂粒子と着色剤粒子を融合させる融合工程;を含むトナーの製造方法が開示されている。
特許文献3には、樹脂粒子の水系分散液と凝集剤とを混合撹拌して、体積中位粒径が目標値に到達するまで凝集粒子を凝集成長させるステップと、凝集粒子の体積中位粒径が目標値に到達したときに単位質量あたりの攪拌動力を増加するステップとを有する凝集粒子の製造方法が開示されている。
本開示は、凝集停止工程において単位体積当たりの攪拌所要動力が一定である場合に比べて、微小トナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための手段には、下記の態様が含まれる。
<1> 結着樹脂粒子を含む分散液中で前記結着樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して前記凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ前記凝集粒子の成長を停止する凝集停止工程と、
前記凝集粒子を含む分散液を加熱し前記凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する合一工程と、を有し、
前記凝集停止工程が、前記凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む、
静電荷像現像用トナーの製造方法。
<2> 前記凝集停止工程において前記単位体積当たりの攪拌所要動力が0.1kW/m3を下回らない、<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3> 前記凝集停止工程において前記単位体積当たりの攪拌所要動力が3.5kW/m3を上回らない、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4> 前記凝集停止工程において前記凝集粒子を含む分散液のpHが9を超えない、<1>~<3>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<5> 前記凝集停止工程が、
前記アルカリ性水溶液を段階的に添加して前記凝集粒子を含む分散液のpHを段階的に上昇させることと、
前記凝集粒子を含む分散液のpHの段階的な上昇に合わせて、前記単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げることと、を含む、
<1>~<4>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<6> 前記アルカリ性水溶液が、アルカリ金属水酸化物の水溶液、アルカリ土類金属水酸化物の水溶液及び凝集剤をキレートするキレート剤の水溶液からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>~<5>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<7> 前記結着樹脂粒子を含む分散液がさらに離型剤粒子を含み、
前記凝集工程が、前記離型剤粒子をも凝集させて前記凝集粒子を形成する工程である、
<1>~<6>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8> 前記結着樹脂粒子を含む分散液がさらに着色剤粒子を含み、
前記凝集工程が、前記着色剤粒子をも凝集させて前記凝集粒子を形成する工程である、
<1>~<7>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<9> 前記凝集停止工程の前にさらに、前記凝集粒子を含む分散液と、シェル層となる樹脂粒子を含む分散液とを混合して、前記凝集粒子の表面に前記シェル層となる樹脂粒子を凝集させて第二の凝集粒子を形成する第二の凝集工程を有し、
前記凝集停止工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して前記第二の凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ前記第二の凝集粒子の成長を停止する工程であり、
前記合一工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液を加熱し前記第二の凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程であり、
前記凝集停止工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む、
<1>~<8>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<10> <1>~<9>のいずれか1項に記載された静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
<11> <1>~<9>のいずれか1項に記載された静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<1> 結着樹脂粒子を含む分散液中で前記結着樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して前記凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ前記凝集粒子の成長を停止する凝集停止工程と、
前記凝集粒子を含む分散液を加熱し前記凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する合一工程と、を有し、
前記凝集停止工程が、前記凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む、
静電荷像現像用トナーの製造方法。
<2> 前記凝集停止工程において前記単位体積当たりの攪拌所要動力が0.1kW/m3を下回らない、<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3> 前記凝集停止工程において前記単位体積当たりの攪拌所要動力が3.5kW/m3を上回らない、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4> 前記凝集停止工程において前記凝集粒子を含む分散液のpHが9を超えない、<1>~<3>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<5> 前記凝集停止工程が、
前記アルカリ性水溶液を段階的に添加して前記凝集粒子を含む分散液のpHを段階的に上昇させることと、
前記凝集粒子を含む分散液のpHの段階的な上昇に合わせて、前記単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げることと、を含む、
<1>~<4>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<6> 前記アルカリ性水溶液が、アルカリ金属水酸化物の水溶液、アルカリ土類金属水酸化物の水溶液及び凝集剤をキレートするキレート剤の水溶液からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>~<5>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<7> 前記結着樹脂粒子を含む分散液がさらに離型剤粒子を含み、
前記凝集工程が、前記離型剤粒子をも凝集させて前記凝集粒子を形成する工程である、
<1>~<6>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8> 前記結着樹脂粒子を含む分散液がさらに着色剤粒子を含み、
前記凝集工程が、前記着色剤粒子をも凝集させて前記凝集粒子を形成する工程である、
<1>~<7>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<9> 前記凝集停止工程の前にさらに、前記凝集粒子を含む分散液と、シェル層となる樹脂粒子を含む分散液とを混合して、前記凝集粒子の表面に前記シェル層となる樹脂粒子を凝集させて第二の凝集粒子を形成する第二の凝集工程を有し、
前記凝集停止工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して前記第二の凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ前記第二の凝集粒子の成長を停止する工程であり、
前記合一工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液を加熱し前記第二の凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程であり、
前記凝集停止工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む、
<1>~<8>のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<10> <1>~<9>のいずれか1項に記載された静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
<11> <1>~<9>のいずれか1項に記載された静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
<1>、<5>、<6>、<7>、<8>及び<9>に係る発明によれば、凝集停止工程において単位体積当たりの攪拌所要動力が一定である場合に比べて、微小トナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<2>に係る発明によれば、凝集停止工程において単位体積当たりの攪拌所要動力が0.1kW/m3を下回る場合に比べて、粗大なトナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<3>に係る発明によれば、凝集停止工程において単位体積当たりの攪拌所要動力が3.5kW/m3を上回る場合に比べて、微小トナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<4>に係る発明によれば、凝集停止工程において凝集粒子を含む分散液のpHが9を超える場合に比べて、微小トナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<10>に係る発明によれば、微小トナーの混入が低減された静電荷像現像用トナーが提供される。
<11>に係る発明によれば、微小トナーの混入が低減された静電荷像現像剤が提供される。
<2>に係る発明によれば、凝集停止工程において単位体積当たりの攪拌所要動力が0.1kW/m3を下回る場合に比べて、粗大なトナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<3>に係る発明によれば、凝集停止工程において単位体積当たりの攪拌所要動力が3.5kW/m3を上回る場合に比べて、微小トナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<4>に係る発明によれば、凝集停止工程において凝集粒子を含む分散液のpHが9を超える場合に比べて、微小トナーの混入を低減する静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<10>に係る発明によれば、微小トナーの混入が低減された静電荷像現像用トナーが提供される。
<11>に係る発明によれば、微小トナーの混入が低減された静電荷像現像剤が提供される。
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒子径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本開示において「(メタ)アクリル」はアクリル及びメタクリルの少なくとも一方を意味し、「(メタ)アクリレート」はアクリレート及びメタクリレートの少なくとも一方を意味する。
本開示において、「トナー」とは「静電荷像現像用トナー」を指し、「現像剤」とは「静電荷像現像剤」を指し、「キャリア」とは「静電荷像現像用キャリア」を指す。
本開示において、材料粒子を溶媒中で凝集及び合一させてトナー粒子を製造する方法を、EA(Emulsion Aggregation)法という。
<静電荷像現像用トナーの製造方法>
本実施形態に係るトナーの製造方法は、EA法によってトナー粒子を製造することを含むトナーの製造方法であり、下記の凝集工程、凝集停止工程及び合一工程を有する。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、EA法によってトナー粒子を製造することを含むトナーの製造方法であり、下記の凝集工程、凝集停止工程及び合一工程を有する。
凝集工程:結着樹脂粒子を含む分散液中で結着樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する工程。
凝集停止工程:凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ凝集粒子の成長を停止する工程。
合一工程:凝集粒子を含む分散液を加熱し凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程。
凝集停止工程:凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ凝集粒子の成長を停止する工程。
合一工程:凝集粒子を含む分散液を加熱し凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、凝集停止工程が、凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む。単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることによって、微小トナーの混入を低減する。その機序として下記が推測される。
凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させると、凝集粒子の凝集力が低下する傾向がある。この際に、攪拌によって凝集粒子に作用する剪断力が強すぎると凝集粒子が分割してしまい、結果として微小なトナー粒子が製造されることがある。凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加しても単位体積当たりの攪拌所要動力を下げれば、凝集粒子が分割することを抑制し、結果として微小なトナー粒子が製造されることを抑制する。
凝集停止工程において、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げる場合の段階数は、1段階、2段階、3段階、4段階、5段階などのいずれでもよく、2段階、3段階又は4段階が好ましい。
凝集停止工程における単位体積当たりの攪拌所要動力は、凝集粒子どうしの集合を抑制し、粗大なトナー粒子の発生を抑制する観点から、0.1kW/m3を下回らないことが好ましく、0.14kW/m3を下回らないことがより好ましく、0.18kW/m3を下回らないことが更に好ましい。
凝集停止工程における単位体積当たりの攪拌所要動力は、凝集粒子の分割を抑制し、微小なトナー粒子の発生を抑制する観点から、3.5kW/m3を上回らないことが好ましく、3.4kW/m3を上回らないことがより好ましく、3.3kW/m3を上回らないことが更に好ましい。
単位体積当たりの攪拌所要動力(kW/m3)は、凝集粒子を含む分散液の粘度及び攪拌手段の寸法に応じて、攪拌手段の回転速度を変動させて制御することが好ましい。
以下、本実施形態に係るトナーの製造方法の工程及び材料を詳細に説明する。
[凝集工程(第一の凝集工程)]
凝集工程は、少なくとも結着樹脂粒子を含む分散液中で、少なくとも結着樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する工程である。
凝集工程は、少なくとも結着樹脂粒子を含む分散液中で、少なくとも結着樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する工程である。
凝集工程に供する分散液は、離型剤粒子及び着色剤粒子の少なくとも一方をも含んでいてよい。したがって、凝集工程は、結着樹脂粒子と共に、離型剤粒子及び着色剤粒子の少なくとも一方をも凝集させる工程であってよい。
本実施形態に係るトナーの製造方法が後述する第二の凝集工程(シェル層を形成するための工程)を有する場合、上記の凝集工程を「第一の凝集工程」という。第一の凝集工程は、コア・シェル構造のトナーにおけるコアを形成する工程である。
凝集工程に供する分散液は、例えば、結着樹脂粒子を含む樹脂粒子分散液と、離型剤粒子を含む離型剤粒子分散液と、着色剤粒子を含む着色剤粒子分散液とをそれぞれ用意し、これらの粒子分散液を混合して作製する。これらの粒子分散液を混合する順は、限定されない。
以下、樹脂粒子分散液、離型剤粒子分散液及び着色剤粒子分散液に共通することについて「粒子分散液」と総称して説明する。
粒子分散液の実施形態の一例は、界面活性剤によって材料を分散媒中に粒子状に分散させた分散液である。
粒子分散液の分散媒としては、水系媒体が好ましい。水系媒体としては、例えば、水、アルコールが挙げられる。水は、蒸留水、イオン交換水などのイオン含有量を低減した水が好ましい。これら水系媒体は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
材料を分散媒中に分散させる界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤のいずれでもよい。例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン性界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン性界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤;などが挙げられる。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。非イオン性界面活性剤は、アニオン性界面活性剤又はカチオン性界面活性剤と併用してもよい。
材料を分散媒中に粒子状に分散する方法としては、回転せん断型ホモジナイザー、メディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミル等の公知の分散方法が挙げられる。
樹脂を分散媒中に粒子状に分散させる方法としては、転相乳化法が挙げられる。転相乳化法とは、樹脂をその樹脂が可溶な疎水性有機溶剤に溶解し、有機連続相(O相)に塩基を加えて中和したのち、水系媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの転相を行い、樹脂を水系媒体中に粒子状に分散する方法である。
粒子分散液中に分散する粒子の体積平均粒径は、30nm以上300nm以下が好ましく、50nm以上250nm以下がより好ましく、80nm以上200nm以下が更に好ましい。
粒子分散液中の粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製LA-700)で測定した粒度分布において、小径側から累積50%となる粒径を指す。
粒子分散液中の粒子の体積平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製LA-700)で測定した粒度分布において、小径側から累積50%となる粒径を指す。
粒子分散液に含まれる粒子の含有量は、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましく、15質量%以上30質量%以下が更に好ましい。
-結着樹脂-
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α-メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、例えば、スチレン類(例えばスチレン、パラクロロスチレン、α-メチルスチレン等)、(メタ)アクリル酸エステル類(例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2-エチルヘキシル等)、エチレン性不飽和ニトリル類(例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、ビニルエーテル類(例えばビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等)、ビニルケトン類(例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等)、オレフィン類(例えばエチレン、プロピレン、ブタジエン等)等の単量体の単独重合体、又はこれら単量体を2種以上組み合せた共重合体からなるビニル系樹脂が挙げられる。
結着樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂、変性ロジン等の非ビニル系樹脂、これらと前記ビニル系樹脂との混合物、又は、これらの共存下でビニル系単量体を重合して得られるグラフト重合体等も挙げられる。
これらの結着樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
結着樹脂としては、ポリエステル樹脂が好適である。ポリエステル樹脂としては、例えば、非晶性ポリエステル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。
本実施形態においてポリエステル樹脂の「結晶性」とは、示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱量変化ではなく、明確な吸熱ピークを有することを指し、具体的には、昇温速度10℃/minで測定した際の吸熱ピークの半値幅が10℃以内であることを指す。
本実施形態においてポリエステル樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
本実施形態においてポリエステル樹脂の「非晶性」とは、半値幅が10℃を超えること、階段状の吸熱量変化を示すこと、又は明確な吸熱ピークが認められないことを指す。
-非晶性ポリエステル樹脂-
非晶性ポリエステル樹脂は、市販品を使用してもよいし、合成品を使用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂は、市販品を使用してもよいし、合成品を使用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの縮重合体が挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂の重合成分である多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、マロン酸、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、コハク酸、アルケニルコハク酸、アジピン酸、セバシン酸等)、脂環式ジカルボン酸(例えばシクロヘキサンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。これらの中でも、多価カルボン酸としては、例えば、芳香族ジカルボン酸が好ましい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価以上のカルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステル等が挙げられる。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂の重合成分である多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば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、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等)、脂環式ジオール(例えばシクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA等)、芳香族ジオール(例えばビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等)が挙げられる。これらの中でも、多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環式ジオールが好ましく、より好ましくは芳香族ジオールである。
非晶性ポリエステル樹脂の重合成分である多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂の重合成分である多価アルコールとしては、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上の多価アルコールを併用してもよい。3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが挙げられる。
多価アルコールは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、50℃以上80℃以下が好ましく、50℃以上65℃以下がより好ましい。
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121-1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000以上1000000以下が好ましく、7000以上500000以下より好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量(Mn)は、2000以上100000以下が好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の分子量分布Mw/Mnは、1.5以上100以下が好ましく、2以上60以下がより好ましい。
重量平均分子量及び数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定する。GPCによる分子量測定は、測定装置として東ソー製GPC・HLC-8120GPCを用い、東ソー製カラム・TSKgel SuperHM-M(15cm)を使用し、THF溶媒で行う。重量平均分子量及び数平均分子量は、この測定結果から単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量校正曲線を使用して算出する。
非晶性ポリエステル樹脂は、公知の製造方法により得られる。具体的には、例えば、重合温度を180℃以上230℃以下とし、必要に応じて反応系内を減圧し、縮合の際に発生する水やアルコールを除去しながら反応させる方法により得られる。
原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と重縮合させるとよい。
原料の単量体が、反応温度下で溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加え溶解させてもよい。この場合、重縮合反応は溶解補助剤を留去しながら行う。共重合反応において相溶性の悪い単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性の悪い単量体とその単量体と重縮合予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから主成分と重縮合させるとよい。
-結晶性ポリエステル樹脂-
結晶性ポリエステル樹脂は、市販品を使用してもよいし、合成品を使用してもよい。
結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、市販品を使用してもよいし、合成品を使用してもよい。
結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合体が挙げられる。結晶性ポリエステル樹脂は、結晶構造を容易に形成するため、芳香環を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族の重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂の重合成分である多価カルボン酸としては、例えば、脂肪族ジカルボン酸(例えばシュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等)、芳香族ジカルボン酸(例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸等の二塩基酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
多価カルボン酸は、ジカルボン酸と共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のカルボン酸を併用してもよい。3価のカルボン酸としては、例えば、芳香族カルボン酸(例えば1,2,3-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸等)、これらの無水物、又はこれらの低級(例えば炭素数1以上5以下)アルキルエステルが挙げられる。
多価カルボン酸としては、これらジカルボン酸と共に、スルホン酸基を持つジカルボン酸、エチレン性二重結合を持つジカルボン酸を併用してもよい。
多価カルボン酸は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-離型剤-
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤としては、例えば、炭化水素系ワックス;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の天然ワックス;モンタンワックス等の合成又は鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル等のエステル系ワックス;などが挙げられる。離型剤は、これに限定されるものではない。
離型剤の融解温度は、50℃以上110℃以下が好ましく、60℃以上100℃以下がより好ましい。
離型剤の融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」に従って求める。
離型剤の融解温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線から、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」の融解温度の求め方に記載の「融解ピーク温度」に従って求める。
-着色剤-
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート等の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系等の染料;などが挙げられる。着色剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレート等の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系等の染料;などが挙げられる。着色剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤は、必要に応じて表面処理された着色剤を用いてもよく、分散剤と併用してもよい。
複数種類の粒子分散液を混合してなる分散液を「混合分散液」という。
複数種類の粒子分散液の混合後に、混合分散液のpHを3以上4以下の範囲に調整することが好ましい。混合分散液のpHを調整する手段としては、酸性水溶液である硝酸水溶液、塩酸水溶液又は硫酸水溶液の添加が挙げられる。
混合分散液に含まれる粒子の質量比は、下記の範囲が好ましい。
混合分散液が離型剤粒子を含む場合、結着樹脂粒子と離型剤粒子の質量比が、結着樹脂粒子:離型剤粒子=100:3~100:30であることが好ましく、100:5~100:25がより好ましく、100:8~100:20が更に好ましい。
混合分散液が着色剤粒子を含む場合、結着樹脂粒子と着色剤粒子の質量比が、結着樹脂粒子:着色剤粒子=100:5~100:35であることが好ましく、100:7~100:30がより好ましく、100:9~100:25が更に好ましい。
混合分散液が離型剤粒子を含む場合、結着樹脂粒子と離型剤粒子の質量比が、結着樹脂粒子:離型剤粒子=100:3~100:30であることが好ましく、100:5~100:25がより好ましく、100:8~100:20が更に好ましい。
混合分散液が着色剤粒子を含む場合、結着樹脂粒子と着色剤粒子の質量比が、結着樹脂粒子:着色剤粒子=100:5~100:35であることが好ましく、100:7~100:30がより好ましく、100:9~100:25が更に好ましい。
凝集工程は、例えば、
混合分散液を攪拌しながら、混合分散液に凝集剤を添加することと、
混合分散液に凝集剤を添加した後、混合分散液を攪拌しながら混合分散液を加熱し、混合分散液の温度を上昇させることと、を含む。
混合分散液を攪拌しながら、混合分散液に凝集剤を添加することと、
混合分散液に凝集剤を添加した後、混合分散液を攪拌しながら混合分散液を加熱し、混合分散液の温度を上昇させることと、を含む。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に含まれる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体が挙げられる。凝集剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
無機金属塩としては、例えば、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;ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、多硫化カルシウム等の無機金属塩重合体;などが挙げられる。
凝集剤としては、2価以上の金属塩化合物が好ましく、3価金属塩化合物がより好ましく、3価の無機アルミニウム塩化合物が更に好ましい。3価の無機アルミニウム塩化合物としては、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等が挙げられる。
凝集剤の添加量は、制限されるものではない。凝集剤として3価金属塩化合物を使用する場合の3価金属塩化合物の添加量は、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上2.5質量部以下が好ましく、0.15質量部以上2.0質量部以下がより好ましく、0.2質量部以上1.5質量部以下が更に好ましい。
混合分散液を加熱する際の混合分散液の到達温度は、結着樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)を基準にした温度、例えば、結着樹脂粒子の(Tg-30℃)以上(Tg-10℃)以下が好ましい。
混合分散液がTgの異なる結着樹脂粒子を複数種類含有する場合、各Tgのうち最も低い温度を凝集工程におけるTgとする。
混合分散液がTgの異なる結着樹脂粒子を複数種類含有する場合、各Tgのうち最も低い温度を凝集工程におけるTgとする。
[第二の凝集工程]
第二の凝集工程は、コア・シェル構造のトナーを製造する目的で設ける工程であり、第一の凝集工程の後に設ける工程である。第二の凝集工程は、シェル層を形成するための工程である。
第二の凝集工程は、コア・シェル構造のトナーを製造する目的で設ける工程であり、第一の凝集工程の後に設ける工程である。第二の凝集工程は、シェル層を形成するための工程である。
第二の凝集工程は、凝集粒子を含む分散液と、シェル層となる樹脂粒子を含む分散液とを混合し、凝集粒子の表面にシェル層となる樹脂粒子を凝集させて第二の凝集粒子を形成する工程である。
シェル層となる樹脂粒子を含む分散液としては、コアを形成するための結着樹脂粒子分散液から選ばれる少なくとも1種が好適であり、ポリエステル樹脂粒子分散液がより好適である。
第二の凝集工程は、例えば、
凝集粒子を含む分散液を攪拌しながら、凝集粒子を含む分散液に、シェル層となる樹脂粒子を含む分散液を添加することと、
シェル層となる樹脂粒子を含む分散液を添加した後の凝集粒子を含む分散液を攪拌しながら加熱することと、を含む。
凝集粒子を含む分散液を攪拌しながら、凝集粒子を含む分散液に、シェル層となる樹脂粒子を含む分散液を添加することと、
シェル層となる樹脂粒子を含む分散液を添加した後の凝集粒子を含む分散液を攪拌しながら加熱することと、を含む。
凝集粒子を含む分散液を加熱する際の、凝集粒子を含む分散液の到達温度は、シェル層となる樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)を基準にした温度、例えば、シェル層となる樹脂粒子の(Tg-30℃)以上(Tg-10℃)以下が好ましい。
[凝集停止工程]
凝集停止工程は、凝集粒子又は第二の凝集粒子が予め定められた大きさに成長した後、合一工程の加熱を行う前に、凝集粒子又は第二の凝集粒子の成長を停止させる目的で行う工程である。以下に説明する形態は、凝集粒子を含む分散液と第二の凝集粒子を含む分散液とに共通である。
凝集停止工程は、凝集粒子又は第二の凝集粒子が予め定められた大きさに成長した後、合一工程の加熱を行う前に、凝集粒子又は第二の凝集粒子の成長を停止させる目的で行う工程である。以下に説明する形態は、凝集粒子を含む分散液と第二の凝集粒子を含む分散液とに共通である。
凝集停止工程は、凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させる工程である。
アルカリ性水溶液としては、アルカリ金属水酸化物の水溶液、アルカリ土類金属水酸化物の水溶液及び凝集剤をキレートするキレート剤の水溶液からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
アルカリ金属水酸化物の水溶液又はアルカリ土類金属水酸化物の水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、水酸化バリウム水溶液が挙げられ、水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
キレート剤は、凝集工程において使用した凝集剤をキレートする化学物質である。キレート剤としては、例えば、酒石酸、クエン酸、グルコン酸等のオキシカルボン酸;イミノ二酢酸(IDA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)等のアミノカルボン酸;などが挙げられる。
凝集停止工程において、凝集粒子の成長を停止させる目的で、アルカリ性水溶液とは別にキレート剤を、凝集粒子を含む分散液に添加してもよい。
キレート剤の総添加量は、結着樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
キレート剤の総添加量は、結着樹脂粒子100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下が好ましく、0.1質量部以上3.0質量部未満がより好ましい。
凝集停止工程において、アルカリ性水溶液を添加して凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させるところ、凝集粒子の凝集を保ち、凝集粒子の分割を抑制する観点から、凝集粒子を含む分散液のpHは9を超えないことが好ましい。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、凝集停止工程が、凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む。
単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げる場合の段階数は、1段階、2段階、3段階、4段階、5段階などのいずれでもよく、2段階、3段階又は4段階が好ましい。
単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げる場合の段階数は、1段階、2段階、3段階、4段階、5段階などのいずれでもよく、2段階、3段階又は4段階が好ましい。
凝集停止工程において単位体積当たりの攪拌所要動力は、凝集粒子の粒度分布を広げない観点から、0.1kW/m3以上3.5kW/m3以下の範囲であることが好ましく、0.14kW/m3以上3.4kW/m3以下の範囲であることがより好ましく、0.18kW/m3以上3.3kW/m3以下の範囲であることが更に好ましい。
凝集停止工程においては、凝集粒子を含む分散液のpHの段階的な上昇に合わせて、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げることが好ましい。つまり、アルカリ性水溶液を段階的に添加して凝集粒子を含む分散液のpHを段階的に上昇させることと、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げることと、を連動して行うことが好ましい。具体的には、アルカリ性水溶液を添加したのち単位体積当たりの攪拌所要動力を下げることを複数回(例えば、2回、3回、4回、5回)行うことが好ましい。
[合一工程]
合一工程は、凝集粒子を含む分散液を加熱し凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程である。
合一工程は、凝集粒子を含む分散液を加熱し凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程である。
合一工程の前に第二の凝集工程を設けた場合、合一工程は、第二の凝集粒子を含む分散液を加熱し第二の凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程である。第二の凝集工程及び合一工程を経ることで、コア・シェル構造のトナー粒子を製造することができる。
以下に説明する形態は、凝集粒子と第二の凝集粒子とに共通である。
凝集粒子を含む分散液の到達温度は、結着樹脂のガラス転移温度(Tg)以上が好ましく、具体的には、結着樹脂のTgより10℃から30℃高い温度が好ましい。
凝集粒子がTgの異なる結着樹脂を複数種類含有する場合、各Tgのうち最も高い温度を合一工程におけるガラス転移温度とする。
凝集粒子がTgの異なる結着樹脂を複数種類含有する場合、各Tgのうち最も高い温度を合一工程におけるガラス転移温度とする。
合一工程の終了後、分散液中のトナー粒子に、公知の洗浄工程、固液分離工程及び乾燥工程を施して乾燥した状態のトナー粒子を得る。洗浄工程は、帯電性の観点から、イオン交換水による置換洗浄を充分に施すことがよい。固液分離工程は、生産性の観点から、吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。乾燥工程は、生産性の観点から、凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
[外添剤を外添する工程]
本実施形態のトナーの製造方法は、トナー粒子に外添剤を外添する工程を有することが好ましい。
トナー粒子に対する外添剤の外添は、乾燥状態のトナー粒子と外添剤とを混合することによって行う。混合は、例えば、Vブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行う。さらに、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
本実施形態のトナーの製造方法は、トナー粒子に外添剤を外添する工程を有することが好ましい。
トナー粒子に対する外添剤の外添は、乾燥状態のトナー粒子と外添剤とを混合することによって行う。混合は、例えば、Vブレンダー、ヘンシェルミキサー、レーディゲミキサー等によって行う。さらに、必要に応じて、振動篩分機、風力篩分機等を使ってトナーの粗大粒子を取り除いてもよい。
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。無機粒子として、SiO2、TiO2、Al2O3、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、MgO、BaO、CaO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、K2O・(TiO2)n、Al2O3・2SiO2、CaCO3、MgCO3、BaSO4、MgSO4等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面には、疎水化処理が施されていることがよい。疎水化処理は、例えば疎水化処理剤に無機粒子を浸漬する等して行う。疎水化処理剤は特に制限されないが、例えば、シラン系カップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
疎水化処理剤の量は、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部である。
疎水化処理剤の量は、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部である。
外添剤としては、樹脂粒子(ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、メラミン樹脂等の樹脂粒子)、クリーニング活剤(例えば、ステアリン酸亜鉛に代表される高級脂肪酸の金属塩、フッ素系高分子量体の粒子)等も挙げられる。
外添剤の外添量は、トナー粒子の質量に対して、0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上2.0質量%以下がより好ましい。
<トナー>
本実施形態に係る製造方法によって製造されるトナーは、トナー粒子に外添剤を外添した外添トナーであることが好ましい。外添剤の形態は先述のとおりである。
本実施形態に係る製造方法によって製造されるトナーは、トナー粒子に外添剤を外添した外添トナーであることが好ましい。外添剤の形態は先述のとおりである。
本実施形態に係る製造方法によって製造されるトナーは、単層構造のトナーであってもよいし、芯部(コア)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とを有するコア・シェル構造のトナーであってもよい。コア・シェル構造のトナーは、例えば、結着樹脂と離型剤と着色剤とを含む芯部と、結着樹脂を含む被覆層とを有する。
結着樹脂の含有量は、トナー粒子全体に対して、40質量%以上95質量%以下が好ましく、50質量%以上90質量%以下がより好ましく、60質量%以上85質量%以下が更に好ましい。
離型剤の含有量は、トナー全体に対して、1質量%以上20質量%以下が好ましく、5質量%以上15質量%以下がより好ましい。
トナーが着色剤を含有する場合、着色剤の含有量は、トナー全体に対して、1質量%以上30質量%以下が好ましく、3質量%以上15質量%以下がより好ましい。
トナーの体積平均粒径は、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。トナーの体積平均粒径の測定方法は下記のとおりである。
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)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して、トナーの粒度分布を測定する。測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5質量%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。サンプリングする粒子数は50000個である。粒度分布を小径側から描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
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)を用い、電解液はISOTON-II(ベックマン・コールター社製)を使用して、トナーの粒度分布を測定する。測定に際しては、分散剤として、界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい)の5質量%水溶液2ml中に測定試料を0.5mg以上50mg以下加える。これを電解液100ml以上150ml以下中に添加する。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で1分間分散処理を行い、コールターマルチサイザーIIにより、アパーチャー径100μmのアパーチャーを用いて2μm以上60μm以下の範囲の粒径の粒子の粒度分布を測定する。サンプリングする粒子数は50000個である。粒度分布を小径側から描いて、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとする。
トナーの平均円形度は、0.94以上1.00以下が好ましく、0.95以上0.98以下がより好ましい。
トナーの平均円形度は、(粒子投影像と同じ面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)である。フロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA-3000)を用いて、3500個の粒子をサンプリングして求める。
トナーの平均円形度は、(粒子投影像と同じ面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)である。フロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA-3000)を用いて、3500個の粒子をサンプリングして求める。
<現像剤>
本実施形態に係る製造方法によって製造されたトナーは、一成分現像剤として使用してもよく、キャリアと混合し二成分現像剤として使用してもよい。
本実施形態に係る製造方法によって製造されたトナーは、一成分現像剤として使用してもよく、キャリアと混合し二成分現像剤として使用してもよい。
キャリアとしては、特に制限はなく、公知のキャリアが挙げられる。キャリアとしては、例えば、磁性粉からなる芯材の表面に樹脂を被覆した被覆キャリア;マトリックス樹脂中に磁性粉が分散して配合された磁性粉分散型キャリア;多孔質の磁性粉に樹脂を含浸させた樹脂含浸型キャリア;などが挙げられる。
磁性粉分散型キャリア又は樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、この表面を樹脂で被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉分散型キャリア又は樹脂含浸型キャリアは、当該キャリアの構成粒子を芯材とし、この表面を樹脂で被覆したキャリアであってもよい。
磁性粉としては、例えば、鉄、ニッケル、コバルト等の磁性金属;フェライト、マグネタイト等の磁性酸化物;などが挙げられる。
被覆用の樹脂及びマトリックス樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルエーテル、ポリビニルケトン、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、オルガノシロキサン結合を含んで構成されるストレートシリコーン樹脂又はその変性品、フッ素樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。被覆用の樹脂及びマトリックス樹脂には、導電性粒子等、その他添加剤を含ませてもよい。導電性粒子としては、金、銀、銅等の金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、硫酸バリウム、ホウ酸アルミニウム、チタン酸カリウム等の粒子が挙げられる。
芯材の表面を樹脂で被覆するには、被覆用の樹脂及び各種添加剤(必要に応じて使用する)を適当な溶媒に溶解した被覆層形成用溶液により被覆する方法等が挙げられる。溶媒としては、特に限定されるものではなく、使用する樹脂の種類や、塗布適性等を勘案して選択すればよい。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法;被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法;芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法;ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、その後に溶剤を除去するニーダーコーター法;などが挙げられる。
具体的な樹脂被覆方法としては、芯材を被覆層形成用溶液中に浸漬する浸漬法;被覆層形成用溶液を芯材表面に噴霧するスプレー法;芯材を流動エアーにより浮遊させた状態で被覆層形成用溶液を噴霧する流動床法;ニーダーコーター中でキャリアの芯材と被覆層形成用溶液とを混合し、その後に溶剤を除去するニーダーコーター法;などが挙げられる。
二成分現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比(質量比)は、トナー:キャリア=1:100乃至30:100が好ましく、3:100乃至20:100がより好ましい。
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に限定されるものではない。
以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
合成、処理、製造などは、特に断りのない限り、室温(25℃±3℃)で行った。
以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は質量基準である。
合成、処理、製造などは、特に断りのない限り、室温(25℃±3℃)で行った。
<粒子分散液の作製>
[非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)の作製]
・テレフタル酸 :690部
・フマル酸 :310部
・エチレングリコール :400部
・1,5-ペンタンジオール:450部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えた反応槽に上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計1000部に対してチタンテトラエトキシド10部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量96000、ガラス転移温度59℃の非晶性ポリエステル樹脂(A)を得た。
[非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)の作製]
・テレフタル酸 :690部
・フマル酸 :310部
・エチレングリコール :400部
・1,5-ペンタンジオール:450部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えた反応槽に上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計1000部に対してチタンテトラエトキシド10部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量96000、ガラス転移温度59℃の非晶性ポリエステル樹脂(A)を得た。
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた槽に、酢酸エチル550部及び2-ブタノール250部を入れ混合溶剤とした後、非晶性ポリエステル樹脂(A)1000部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10%アンモニア水溶液(樹脂の酸価に対してモル比で3倍量相当量)を入れて30分間攪拌した。次いで、反応容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を攪拌しながらイオン交換水4000部を滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を25℃に戻し、減圧下で溶剤を除去して体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)を得た。
[非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B)の作製]
・テレフタル酸 :690部
・トリメリット酸 :310部
・エチレングリコール :400部
・1,5-ペンタンジオール:450部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えたフラスコに上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計1000部に対してチタンテトラエトキシド10部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量127000、ガラス転移温度59℃の非晶性ポリエステル樹脂(B)を得た。
・テレフタル酸 :690部
・トリメリット酸 :310部
・エチレングリコール :400部
・1,5-ペンタンジオール:450部
攪拌装置、窒素導入管、温度センサ及び精留塔を備えたフラスコに上記の材料を入れ、窒素ガス気流下、1時間を要して温度を220℃まで上げ、上記の材料の合計1000部に対してチタンテトラエトキシド10部を投入した。生成する水を留去しながら0.5時間を要して240℃まで温度を上げ、240℃で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却した。こうして、重量平均分子量127000、ガラス転移温度59℃の非晶性ポリエステル樹脂(B)を得た。
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた槽に、酢酸エチル700部及び2-ブタノール500部を入れ混合溶剤とした後、非晶性ポリエステル樹脂(B)1000部を徐々に投入し溶解させ、ここに、10%アンモニア水溶液(樹脂の酸価に対してモル比で4倍量相当量)を入れて30分間攪拌した。次いで、反応容器内を乾燥窒素で置換し、温度を40℃に保持して、混合液を攪拌しながらイオン交換水4000部を滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を25℃に戻し、減圧下で溶剤を除去して体積平均粒径80nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B)を得た。
[結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C)の作製]
・1,10-デカンジカルボン酸:2600部
・1,6-ヘキサンジオール :1670部
・ジブチル錫オキサイド(触媒): 3部
加熱乾燥した反応槽に上記の材料を入れ、反応槽内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12600、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂を得た。
結晶性ポリエステル樹脂900部とアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)18部とイオン交換水2100部とを混合し、120℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C)を得た。
・1,10-デカンジカルボン酸:2600部
・1,6-ヘキサンジオール :1670部
・ジブチル錫オキサイド(触媒): 3部
加熱乾燥した反応槽に上記の材料を入れ、反応槽内の空気を窒素ガスで置換して不活性雰囲気とし、機械攪拌にて180℃で5時間攪拌還流を行った。次いで、減圧下にて230℃まで徐々に昇温を行い2時間攪拌し、粘稠な状態となったところで空冷し、反応を停止させた。こうして、重量平均分子量12600、融解温度73℃の結晶性ポリエステル樹脂を得た。
結晶性ポリエステル樹脂900部とアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)18部とイオン交換水2100部とを混合し、120℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理を1時間行い、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調整して、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C)を得た。
[スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S)の作製]
・スチレン :3750部
・n-ブチルアクリレート: 250部
・アクリル酸 : 20部
・ドデカンチオール : 240部
・四臭化炭素 : 40部
非イオン性界面活性剤(三洋化成工業製、ノニポール400)60部及びアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)100部をイオン交換水5500部に溶解した界面活性剤水溶液を用意した。上記の重合材料を混合して溶解した混合物を界面活性剤水溶液に分散及び乳化した。次いで、反応槽内を攪拌しながら20分間かけて、過硫酸アンモニウム40部をイオン交換水500部に溶解した水溶液を投入した。次いで、窒素置換を行った後、反応槽内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、70℃に5時間維持して乳化重合を継続した。こうして、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S)を得た。
・スチレン :3750部
・n-ブチルアクリレート: 250部
・アクリル酸 : 20部
・ドデカンチオール : 240部
・四臭化炭素 : 40部
非イオン性界面活性剤(三洋化成工業製、ノニポール400)60部及びアニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製)100部をイオン交換水5500部に溶解した界面活性剤水溶液を用意した。上記の重合材料を混合して溶解した混合物を界面活性剤水溶液に分散及び乳化した。次いで、反応槽内を攪拌しながら20分間かけて、過硫酸アンモニウム40部をイオン交換水500部に溶解した水溶液を投入した。次いで、窒素置換を行った後、反応槽内を攪拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、70℃に5時間維持して乳化重合を継続した。こうして、体積平均粒径160nmの樹脂粒子が分散した樹脂粒子分散液を得た。この樹脂粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S)を得た。
[離型剤粒子分散液(W)の作製]
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FNP92、融解温度92℃):1000部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製) : 10部
・イオン交換水 :3500部
上記の材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径220nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、離型剤粒子分散液(W)とした。
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FNP92、融解温度92℃):1000部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower、テイカ(株)製) : 10部
・イオン交換水 :3500部
上記の材料を混合して100℃に加熱し、ホモジナイザー(IKA社製ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理し、体積平均粒径220nmの離型剤粒子が分散した離型剤粒子分散液を得た。この離型剤粒子分散液にイオン交換水を加えて固形分量を20%に調製して、離型剤粒子分散液(W)とした。
[着色剤粒子分散液(K)の作製]
・カーボンブラック(キャボット社製、Regal330) : 500部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK): 50部
・イオン交換水 :1930部
上記の材料を混合し、アルティマイザ(スギノマシン社製)により240MPaで10分間分散処理し、固形分濃度20%の着色剤粒子分散液(K)を得た。
・カーボンブラック(キャボット社製、Regal330) : 500部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)、ネオゲンRK): 50部
・イオン交換水 :1930部
上記の材料を混合し、アルティマイザ(スギノマシン社製)により240MPaで10分間分散処理し、固形分濃度20%の着色剤粒子分散液(K)を得た。
<実施例1>
[反応槽の用意]
ジャケット付の攪拌槽を用意した。この攪拌槽の底部を導管及び循環ポンプを介して分散機(太平洋機構社製、キャビトロンCD1010)に接続し、分散機の吐出口からの導管を攪拌槽の上方から槽内に液浸させて循環式反応槽を作った。攪拌槽の底部と分散機とを繋ぐ導管に、材料の投入口を設けた。
[反応槽の用意]
ジャケット付の攪拌槽を用意した。この攪拌槽の底部を導管及び循環ポンプを介して分散機(太平洋機構社製、キャビトロンCD1010)に接続し、分散機の吐出口からの導管を攪拌槽の上方から槽内に液浸させて循環式反応槽を作った。攪拌槽の底部と分散機とを繋ぐ導管に、材料の投入口を設けた。
[第一の凝集工程]
・イオン交換水 :5000部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A) :2630部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B) :2630部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C) :1500部
・スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S) : 750部
・離型剤粒子分散液(W) :1500部
・着色剤粒子分散液(K) :1500部
上記の材料を循環式反応槽に入れ、0.1N硝酸を添加してpHを3.8に調整した。
硫酸アルミニウム15部をイオン交換水1000部に溶解させた硫酸アルミニウム水溶液を用意した。循環式反応槽において内容物を循環させ攪拌と分散とをしている間に、前記投入口から硫酸アルミニウム水溶液を添加した。次いで、内容物を30℃に維持しながら10分間循環させ攪拌及び分散を行った。
次いで、分散機を停止し攪拌槽底部の底弁を閉め、イオン交換水3000部を前記投入口から投入し、分散機及び導管を介して攪拌槽に投入し、分散液に攪拌混合した。
次いで、攪拌を継続しながらジャケットで内容物を45℃まで加熱し、凝集粒子の体積平均粒径が4.0μmとなるまで保持した。
・イオン交換水 :5000部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A) :2630部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B) :2630部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(C) :1500部
・スチレンアクリル樹脂粒子分散液(S) : 750部
・離型剤粒子分散液(W) :1500部
・着色剤粒子分散液(K) :1500部
上記の材料を循環式反応槽に入れ、0.1N硝酸を添加してpHを3.8に調整した。
硫酸アルミニウム15部をイオン交換水1000部に溶解させた硫酸アルミニウム水溶液を用意した。循環式反応槽において内容物を循環させ攪拌と分散とをしている間に、前記投入口から硫酸アルミニウム水溶液を添加した。次いで、内容物を30℃に維持しながら10分間循環させ攪拌及び分散を行った。
次いで、分散機を停止し攪拌槽底部の底弁を閉め、イオン交換水3000部を前記投入口から投入し、分散機及び導管を介して攪拌槽に投入し、分散液に攪拌混合した。
次いで、攪拌を継続しながらジャケットで内容物を45℃まで加熱し、凝集粒子の体積平均粒径が4.0μmとなるまで保持した。
[第二の凝集工程]
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)2250部と非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B)2250部の混合液を攪拌層に投入し、30分間保持し、第二の凝集粒子を含む分散液を得た。
非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(A)2250部と非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(B)2250部の混合液を攪拌層に投入し、30分間保持し、第二の凝集粒子を含む分散液を得た。
[凝集停止工程]
第二の凝集粒子を含む分散液にEDTA(エチレンジアミン四酢酸)200部を加え、次いで、pHの調整と単位体積当たりの攪拌所要動力の変動とを下記のとおり3段階行った。
(1)1N水酸化ナトリウム水溶液を添加しpHを5に調整し、且つ、単位体積当たりの攪拌所要動力を3.2kW/m3から2.8kW/m3に下げて5分間保持した。
(2)次いで、1N水酸化ナトリウム水溶液を添加しpHを7に調整し、且つ、単位体積当たりの攪拌所要動力を2.8kW/m3から1.4kW/m3に下げて3分間保持した。
(3)次いで、1N水酸化ナトリウム水溶液を添加しpHを9に調整し、且つ、単位体積当たりの攪拌所要動力を1.4kW/m3から0.3kW/m3に下げて5分間保持した。
第二の凝集粒子を含む分散液にEDTA(エチレンジアミン四酢酸)200部を加え、次いで、pHの調整と単位体積当たりの攪拌所要動力の変動とを下記のとおり3段階行った。
(1)1N水酸化ナトリウム水溶液を添加しpHを5に調整し、且つ、単位体積当たりの攪拌所要動力を3.2kW/m3から2.8kW/m3に下げて5分間保持した。
(2)次いで、1N水酸化ナトリウム水溶液を添加しpHを7に調整し、且つ、単位体積当たりの攪拌所要動力を2.8kW/m3から1.4kW/m3に下げて3分間保持した。
(3)次いで、1N水酸化ナトリウム水溶液を添加しpHを9に調整し、且つ、単位体積当たりの攪拌所要動力を1.4kW/m3から0.3kW/m3に下げて5分間保持した。
[合一工程]
攪拌層内の攪拌を継続しながら、昇温速度0.5℃/分で85℃まで昇温し、85℃で3時間保持した後、15℃/分で30℃まで冷却(1回目冷却)した。次いで、昇温速度0.2℃/分で55℃まで加熱(再昇温)し、30分間保持した後、0.5℃/分で30℃まで冷却(2回目冷却)した。次いで、固形分を濾別し、イオン交換水で洗浄し、乾燥させ、体積平均粒径5.0μmのトナー粒子(1)を得た。
攪拌層内の攪拌を継続しながら、昇温速度0.5℃/分で85℃まで昇温し、85℃で3時間保持した後、15℃/分で30℃まで冷却(1回目冷却)した。次いで、昇温速度0.2℃/分で55℃まで加熱(再昇温)し、30分間保持した後、0.5℃/分で30℃まで冷却(2回目冷却)した。次いで、固形分を濾別し、イオン交換水で洗浄し、乾燥させ、体積平均粒径5.0μmのトナー粒子(1)を得た。
[外添剤の添加]
トナー粒子(1)100部と、疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度10000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナー(1)を得た。トナー(1)の体積平均粒子径は5.0μmであった。
トナー粒子(1)100部と、疎水性シリカ(日本アエロジル株式会社製、RY50)1.5部とを混合し、サンプルミルを用いて回転速度10000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナー(1)を得た。トナー(1)の体積平均粒子径は5.0μmであった。
[キャリアの作製]
球状マグネタイト粉末粒子(体積平均粒子径0.55μm)500部をヘンシェルミキサーで攪拌した後、チタネート系カップリング剤5部を添加し100℃まで昇温して30分間攪拌した。次いで、四つ口フラスコに、フェノール6.25部と、35%ホルマリン9.25部と、チタネート系カップリング剤で処理したマグネタイト粒子500部と、25%アンモニア水6.25部と、水425部とを入れて攪拌し、攪拌しながら85℃で120分間反応させた。次いで、25℃まで冷却し、水500部を添加後、上澄み液を除去して沈殿物を水洗した。水洗した沈殿物を減圧下で加熱して乾燥し、平均粒径35μmのキャリア(CA)を得た。
球状マグネタイト粉末粒子(体積平均粒子径0.55μm)500部をヘンシェルミキサーで攪拌した後、チタネート系カップリング剤5部を添加し100℃まで昇温して30分間攪拌した。次いで、四つ口フラスコに、フェノール6.25部と、35%ホルマリン9.25部と、チタネート系カップリング剤で処理したマグネタイト粒子500部と、25%アンモニア水6.25部と、水425部とを入れて攪拌し、攪拌しながら85℃で120分間反応させた。次いで、25℃まで冷却し、水500部を添加後、上澄み液を除去して沈殿物を水洗した。水洗した沈殿物を減圧下で加熱して乾燥し、平均粒径35μmのキャリア(CA)を得た。
[現像剤の作製]
トナー(1)とキャリア(CA)とをトナー(1):キャリア(CA)=5:95(質量比)の割合でVブレンダーに入れ20分間攪拌し、現像剤(1)を得た。
トナー(1)とキャリア(CA)とをトナー(1):キャリア(CA)=5:95(質量比)の割合でVブレンダーに入れ20分間攪拌し、現像剤(1)を得た。
<実施例2~6、比較例1~2>
実施例1と同様にして、ただし、トナー粒子の製造条件を表1に記載の仕様に変更して、トナー粒子を得た。次いで、実施例1と同様に、トナー粒子に外添剤を添加し、キャリアと混合して、現像剤を得た。
実施例1と同様にして、ただし、トナー粒子の製造条件を表1に記載の仕様に変更して、トナー粒子を得た。次いで、実施例1と同様に、トナー粒子に外添剤を添加し、キャリアと混合して、現像剤を得た。
<性能評価>
外添前のトナー粒子を試料にして下記の評価を行った。
外添前のトナー粒子を試料にして下記の評価を行った。
[粒度分布指標]
トナーの体積平均粒径について先述した測定方法でトナー粒子の粒度分布を測定した。体積基準の累積分布を小径側から描き、累積16%の粒径D16vと、累積50%の粒径D50vとを求めた。D50vをD16vで除算して小径側の粒度分布指標を計算した。その結果を表1に示す。D50v/D16vの値は1に近いほど好ましい。
トナーの体積平均粒径について先述した測定方法でトナー粒子の粒度分布を測定した。体積基準の累積分布を小径側から描き、累積16%の粒径D16vと、累積50%の粒径D50vとを求めた。D50vをD16vで除算して小径側の粒度分布指標を計算した。その結果を表1に示す。D50v/D16vの値は1に近いほど好ましい。
[微小粒子の割合]
粒径3μm以下のトナー粒子を微小粒子と定義し、上記で得た粒度分布において3μm以上のトナー粒子の個数割合(個数%)を求めた。その結果を表1に示す。
粒径3μm以下のトナー粒子を微小粒子と定義し、上記で得た粒度分布において3μm以上のトナー粒子の個数割合(個数%)を求めた。その結果を表1に示す。
[粗大粒子の割合]
粒径15μm以上のトナー粒子を粗大粒子と定義し、上記で得た粒度分布において15μm以上のトナー粒子の体積割合(体積%)を求めた。その結果を表1に示す。
粒径15μm以上のトナー粒子を粗大粒子と定義し、上記で得た粒度分布において15μm以上のトナー粒子の体積割合(体積%)を求めた。その結果を表1に示す。
Claims (11)
- 結着樹脂粒子を含む分散液中で前記結着樹脂粒子を凝集させて凝集粒子を形成する凝集工程と、
前記凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して前記凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ前記凝集粒子の成長を停止する凝集停止工程と、
前記凝集粒子を含む分散液を加熱し前記凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する合一工程と、を有し、
前記凝集停止工程が、前記凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む、
静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記凝集停止工程において前記単位体積当たりの攪拌所要動力が0.1kW/m3を下回らない、請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集停止工程において前記単位体積当たりの攪拌所要動力が3.5kW/m3を上回らない、請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集停止工程において前記凝集粒子を含む分散液のpHが9を超えない、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集停止工程が、
前記アルカリ性水溶液を段階的に添加して前記凝集粒子を含む分散液のpHを段階的に上昇させることと、
前記凝集粒子を含む分散液のpHの段階的な上昇に合わせて、前記単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に下げることと、を含む、
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記アルカリ性水溶液が、アルカリ金属水酸化物の水溶液、アルカリ土類金属水酸化物の水溶液及び凝集剤をキレートするキレート剤の水溶液からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記結着樹脂粒子を含む分散液がさらに離型剤粒子を含み、
前記凝集工程が、前記離型剤粒子をも凝集させて前記凝集粒子を形成する工程である、
請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記結着樹脂粒子を含む分散液がさらに着色剤粒子を含み、
前記凝集工程が、前記着色剤粒子をも凝集させて前記凝集粒子を形成する工程である、
請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記凝集停止工程の前にさらに、前記凝集粒子を含む分散液と、シェル層となる樹脂粒子を含む分散液とを混合して、前記凝集粒子の表面に前記シェル層となる樹脂粒子を凝集させて第二の凝集粒子を形成する第二の凝集工程を有し、
前記凝集停止工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液にアルカリ性水溶液を添加して前記第二の凝集粒子を含む分散液のpHを上昇させ前記第二の凝集粒子の成長を停止する工程であり、
前記合一工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液を加熱し前記第二の凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成する工程であり、
前記凝集停止工程が、前記第二の凝集粒子を含む分散液を攪拌しつつ、単位体積当たりの攪拌所要動力を段階的に又は連続的に下げることを含む、
請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 請求項1~請求項9のいずれか1項に記載された静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナー。
- 請求項1~請求項9のいずれか1項に記載された静電荷像現像用トナーの製造方法により製造された静電荷像現像用トナーを含む静電荷像現像剤。
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