JP2023135215A - 静電荷像現像用トナーの製造方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナーの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023135215A
JP2023135215A JP2022040310A JP2022040310A JP2023135215A JP 2023135215 A JP2023135215 A JP 2023135215A JP 2022040310 A JP2022040310 A JP 2022040310A JP 2022040310 A JP2022040310 A JP 2022040310A JP 2023135215 A JP2023135215 A JP 2023135215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
toner particles
amount
toner
mass
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022040310A
Other languages
English (en)
Inventor
佳太 山本
Keita Yamamoto
大介 野口
Daisuke Noguchi
勇治 一色
Yuji Isshiki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fujifilm Business Innovation Corp
Priority to JP2022040310A priority Critical patent/JP2023135215A/ja
Priority to US17/950,561 priority patent/US20230314970A1/en
Priority to CN202211300606.8A priority patent/CN116774540A/zh
Publication of JP2023135215A publication Critical patent/JP2023135215A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0804Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
    • G03G9/0806Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium whereby chemical synthesis of at least one of the toner components takes place
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0804Preparation methods whereby the components are brought together in a liquid dispersing medium
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0815Post-treatment
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08702Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08706Polymers of alkenyl-aromatic compounds
    • G03G9/08708Copolymers of styrene
    • G03G9/08711Copolymers of styrene with esters of acrylic or methacrylic acid
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08742Binders for toner particles comprising macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • G03G9/08755Polyesters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08795Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their chemical properties, e.g. acidity, molecular weight, sensitivity to reactants
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08784Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775
    • G03G9/08797Macromolecular material not specially provided for in a single one of groups G03G9/08702 - G03G9/08775 characterised by their physical properties, e.g. viscosity, solubility, melting temperature, softening temperature, glass transition temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Developing Agents For Electrophotography (AREA)

Abstract

【課題】色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法の提供。【解決手段】非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る第1工程と、前記トナー粒子に対して酸性水を接触させる第2工程と、を含む静電荷像現像用トナーの製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、静電荷像現像用トナーの製造方法に関する。
特許文献1には、「水若しくは有機溶媒中、又はそれらの混合溶媒中で造粒して着色樹脂粒子を生成させ、該着色樹脂粒子を洗浄、乾燥してトナー粒子を製造する湿式製法を用いてなる静電荷像現像用トナーの製造方法において、該着色樹脂粒子をケーキ洗浄法によって液状媒体から濾別し、ケーキ状に着色樹脂粒子を保持した状態で、水洗浄し、さらにトナー表面上の酸性基のイオン交換反応を行うことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。」が提案されている。
特開2004-279598号公報
本発明の課題は、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法において、トナー粒子に対して酸性水を接触させない場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法を提供することである。
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち
<1> 非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る第1工程と、
前記トナー粒子に対して酸性水を接触させる第2工程と、を含む静電荷像現像用トナーの製造方法。
<2> 前記第2工程前における前記トナー粒子表面のNa量(Na量Befor)からの前記第2工程後における前記トナー粒子表面のNa量(Na量After)の低下量が0.10mg/L以上2.0mg/L以下であり、
前記第2工程後における前記トナー粒子表面のNa量(Na量After)が0.05mg/L以上0.4mg/L以下である<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3> 前記第2工程後に、前記トナー粒子に対して洗浄水Bを接触させる第3工程を含み、
前記第2工程前における前記トナー粒子表面のアニオン量(アニオン量Befor)からの前記第2工程後における前記トナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After2)の増加量が1mg/L以上5mg/L以下であり、
前記第3工程後における前記トナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After3)が0.001mg/L以上0.1mg/L以下である<1>又は<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4> 前記酸性水が、酸濃度が0.5mmol/L以上8mmol/L以下の酸性水である<1>~<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<5> 前記酸濃度が0.5mmol/L以上8mmol/L以下の酸性水の温度が35℃以下である<4>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<6> 前記酸性水が、硝酸水溶液である<1>~<5>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<7> 前記第2工程の前に、前記トナー粒子に対して洗浄水Aを接触させる工程を含む<1>~<6>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8> 前記洗浄水Aの質量が、前記トナー粒子全体の質量に対して、150質量%以上2000質量%以下である<7>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<9> 前記トナー粒子全体の質量に対する、前記トナー粒子に含有される前記結晶性ポリエステル樹脂の質量が10質量%以上30質量%以下である<1>~<8>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<1>に係る発明によれば、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る工程を含む静電荷像現像用トナーの製造方法において、トナー粒子に対して酸性水を接触させない場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られ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、第2工程前におけるトナー粒子表面のNa量(Na量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)の低下量が0.10mg/L未満、若しくは2.0mg/Lを超える場合、又は第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)が0.05mg/L未満、若しくは0.4mg/Lを超える場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られ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、第2工程後に、トナー粒子に対して洗浄水Bを接触させる第3工程を含まない場合、第2工程前におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After2)の増加量が1mg/L未満、若しくは5mg/Lを超える場合、又は第3工程後におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After3)が0.001mg/L未満、若しくは0.1mg/Lを超える場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られ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、酸性水が、酸濃度が0.5mmol/L未満、又は8mmol/Lを超える酸性水である場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<5>に係る発明によれば、酸濃度が0.5mmol/L以上8mmol/L以下の酸性水の温度が35℃を超える場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<6>に係る発明によれば、酸性水が、硫酸水溶液である場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<7>に係る発明によれば、第2工程の前に、トナー粒子に対して洗浄水Aを接触しない場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<8>に係る発明によれば、洗浄水Aの質量が、トナー粒子全体の質量に対して、150質量%未満、又は2000質量%を超える場合と比較して、色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
<9>に係る発明によれば、トナー粒子全体の質量に対する、トナー粒子に含有される結晶性ポリエステル樹脂の質量が10質量%未満、又は30質量%を超える場合と比較して色筋、又は色点を抑制する静電荷像現像用トナーが得られる静電荷像現像用トナーの製造方法が提供される。
以下、本発明の一例である実施形態について説明する。これらの説明および実施例は、実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書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、本明細書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。
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
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。
本明細書において、「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。
各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。
<静電荷像現像用トナーの製造方法>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「静電荷像現像用トナー」を「トナー」とも称する)の製造方法は、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る第1工程と、トナー粒子に対して酸性水を接触させる第2工程と、を含む。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、上記構成により、色筋、又は色点を抑制するトナーが得られる。その理由は、次の通り推測される。
非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーを湿式製法において製造する場合、トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量が多くなりやすいことがあった。湿式製法では、pHの調整等を目的としてアルカリ、ナトリウム塩等を添加する場合、及び分散安定性を高めるために界面活性剤を添加する場合があり、トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンは既述のアルカリ、ナトリウム塩、界面活性剤等に由来すると考えられる。
非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子の表面には、非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂に含まれるカルボキシ基(-COOH)が含まれる。このカルボキシ基に含まれる水素原子が、トナー粒子の製造においてナトリウムイオンに置換されることでトナー粒子表面にナトリウムイオンが残存すると考えられる。また、ナトリウムイオンを含む界面活性剤を使用した場合、トナー粒子表面に界面活性剤が吸着することによってもトナー粒子表面にナトリウムイオンが残存すると考えられる。
非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂を含むトナー粒子の製造において、非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂は親和性が高く、非結晶化領域を形成しやすい。非結晶化領域は界面活性剤を取り込みやすく、トナー粒子表面に界面活性剤が吸着しやすくなる。非結晶化領域に取り込まれた界面活性剤は除去しにくいため、非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーを湿式製法において製造する場合、トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量が多くなりやすいことがあった。
そして、表面のナトリウムイオンの量が多いトナー粒子を用いて画像を形成すると、色筋(すなわち、意図しない線状の画像)、又は色点(すなわち、意図しない点状の画像)といった画像欠陥が発生しやすいことがあった。
本実施形態に係るトナーの製造方法は、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る第1工程を含む。ビニル系樹脂は、非晶性ポリエステル樹脂、及び結晶性ポリエステル樹脂との親和性が低い。そのため、トナー粒子の製造において、ビニル系樹脂は結着樹脂中で相分離を起こしやすい。ビニル系樹脂が相分離を引き起こすと、結晶性ポリエステル樹脂のセグメント運動を発生させ、結晶性ポリエステル樹脂の結晶化を促進しやすくする。そうすると、上述した非結晶化領域が形成されにくくなり、トナー粒子表面に界面活性剤が吸着しにくくなる。
また、本実施形態に係るトナーの製造方法は、トナー粒子に対して酸性水を接触させる第2工程を含む。トナー粒子に対して酸性水を接触させることで、イオン交換によりナトリウムイオンをプロトンに置換することができる。
以上のことから、本実施形態に係るトナーの製造方法は、トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量が少なくなりやすい。これにより、色筋、又は色点を抑制するトナーが得られる。
以上のことから、本実施形態に係るトナーの製造方法は色筋、又は色点を抑制するトナーが得られると推測される。
(第1工程)
第1工程は、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る工程である。
湿式製法としては、例えば凝集合一法、懸濁重合法、溶解懸濁法等が挙げられる。
これらの中でも、凝集合一法により、トナー粒子を得ることがよい。
以下、湿式製法の一例として凝集合一法によるトナー粒子の製造方法について説明する。
例えば、トナー粒子を凝集合一法により製造する場合、
結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程(樹脂粒子分散液準備工程)と、樹脂粒子分散液中で(必要に応じて他の粒子分散液を混合した後の分散液中で)、樹脂粒子(必要に応じて他の粒子)を凝集させ、凝集粒子を形成する工程(凝集粒子形成工程)と、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して加熱し、凝集粒子を融合・合一して、トナー粒子を形成する工程(融合・合一工程)と、を経て、トナー粒子を製造することが好ましい。
以下、各工程の詳細について説明する。
なお、以下の説明では、着色剤、及び離型剤を含むトナー粒子を得る方法について説明するが、着色剤、離型剤は、必要に応じて用いられるものである。無論、着色剤、及び離型剤以外のその他添加剤を用いてもよい。
-樹脂粒子分散液準備工程-
樹脂粒子分散液準備工程は、結着樹脂となる樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液を準備する工程である。
また、樹脂粒子分散液準備工程において、例えば、着色剤粒子が分散された着色剤粒子分散液、離型剤粒子が分散された離型剤粒子分散液も準備する。
・樹脂粒子分散液
樹脂粒子分散液は、樹脂粒子及び分散媒を含み、必要に応じて界面活性剤を含んでもよい。
樹脂粒子は、非晶性ポリエステル樹脂を含む樹脂粒子、結晶性ポリエステル樹脂を含む樹脂粒子、及びビニル系樹脂を含む樹脂粒子をそれぞれ個別に準備することが好ましい。
すなわち、樹脂粒子分散液は、非晶性ポリエステル樹脂を含む樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液、結晶性ポリエステル樹脂を含む樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液、及びビニル系樹脂を含む樹脂粒子が分散された樹脂粒子分散液をそれぞれ個別に準備することが好ましい。
樹脂粒子分散液に含まれる非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂は、後述のトナー粒子に含まれる結着樹脂の説明における非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂と同義であり、好ましい範囲も同様である。
樹脂粒子の体積平均粒径としては、例えば0.01μm以上1μm以下が好ましく、0.04μm以上0.8μm以下がより好ましく、0.06μm以上0.6μm以下がさらに好ましい。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、堀場製作所製、LA-700)の測定によって得られた粒度分布を用い、分割された粒度範囲(チャンネル)に対し、体積について小粒径側から累積分布を引き、全粒子に対して累積50%となる粒径を体積平均粒径D50vとして測定される。なお、他の分散液中の粒子の体積平均粒径も同様に測定される。
樹脂粒子分散液に用いる分散媒としては、例えば水系媒体が挙げられる。
水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類等が挙げられる。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。
界面活性剤としては、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系界面活性剤等が挙げられる。これらの中でも特に、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤が挙げられる。非イオン系界面活性剤は、アニオン界面活性剤又はカチオン界面活性剤と併用してもよい。
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。
樹脂粒子分散液に含まれる樹脂粒子の含有量としては、例えば、5質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上40質量%以下がより好ましい。
樹脂粒子分散液の作製方法としては、例えば、樹脂粒子及び分散媒を含む溶液を、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、ダイノミル等を用いて分散する方法が挙げられる。
また、樹脂粒子分散液の作製方法としては、例えば、転相乳化法を用いて樹脂粒子分散液中に樹脂粒子を分散させて作製する方法が挙げられる。
なお、転相乳化法とは、分散すべき樹脂を、その樹脂が可溶な疎水性有機溶剤中に溶解せしめ、有機連続相(O相)に塩基を加えて、中和したのち、水媒体(W相)を投入することによって、W/OからO/Wへの、樹脂の変換(いわゆる転相)が行われて不連続相化し、樹脂を、水媒体中に粒子状に分散する方法である。
・着色剤粒子分散液
着色剤粒子分散液は、着色剤を含む粒子及び分散媒を含み、必要に応じて界面活性剤を含んでもよい。
着色剤粒子分散液に含まれる着色剤は、後述のトナー粒子に含まれる着色剤と同義であり、トナー粒子に含まれる着色剤と同一の着色剤が適用される。
着色剤粒子分散液に含まれる分散媒及び界面活性剤は、既述の樹脂粒子分散液に含まれる分散媒及び界面活性剤と同一のものが使用可能である。
着色剤粒子分散液の作製方法としては、例えば、着色剤、分散媒、及び界面活性剤を含む溶液を、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、ダイノミル等を用いて分散する方法が挙げられる。
・離型剤粒子分散液
離型剤粒子分散液は、離型剤を含む粒子及び分散媒を含み、必要に応じて界面活性剤を含んでもよい。
離型剤粒子分散液に含まれる離型剤は、後述のトナー粒子に含まれる離型剤と同義であり、トナー粒子に含まれる離型剤と同一の離型剤が適用される。
離型剤粒子分散液に含まれる分散媒及び界面活性剤は、既述の樹脂粒子分散液に含まれる分散媒及び界面活性剤と同一のものが使用可能である。
離型剤粒子分散液の作製方法としては、例えば、離型剤、分散媒、及び界面活性剤を含む溶液を、加熱することで離型剤を溶融状態とした後、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、ダイノミル等を用いて分散する方法が挙げられる。
-凝集粒子形成工程-
樹脂粒子分散液と共に、着色剤粒子分散液と、離型剤粒子分散液と、を混合して混合分散液を得る。
そして、混合分散液中で、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とをヘテロ凝集させ目的とするトナー粒子の径に近い径を持つ、樹脂粒子と着色剤粒子と離型剤粒子とを含む凝集粒子を形成する。
具体的には、例えば、混合分散液に凝集剤を添加すると共に、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後、樹脂粒子のガラス転移温度(具体的には、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度-30℃以上ガラス転移温度-10℃以下)の温度に加熱し、混合分散液に分散された粒子を凝集させて、凝集粒子を形成する。
凝集粒子形成工程においては、例えば、混合分散液を回転せん断型ホモジナイザーで攪拌下、室温(例えば25℃)で凝集剤を添加し、混合分散液のpHを酸性(例えばpHが2以上5以下)に調整し、必要に応じて分散安定剤を添加した後に、上記加熱を行ってもよい。
凝集剤としては、例えば、混合分散液に添加される分散剤として用いる界面活性剤と逆極性の界面活性剤、無機金属塩、2価以上の金属錯体等が挙げられる。特に、凝集剤として金属錯体を用いた場合には、界面活性剤の使用量が低減され、帯電特性が向上する。
凝集剤の金属イオンと錯体又は類似の結合を形成する添加剤を必要に応じて用いてもよい。この添加剤としては、キレート剤が好適に用いられる。
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等が挙げられる。
キレート剤としては、水溶性のキレート剤を用いてもよい。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、イミノジ酢酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)等が挙げられる。
キレート剤の添加量としては、例えば、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。
-融合・合一工程-
次に、凝集粒子が分散された凝集粒子分散液に対して、例えば、樹脂粒子のガラス転移温度以上(例えば樹脂粒子のガラス転移温度より10から30℃高い温度以上)に加熱して、凝集粒子を融合・合一し、トナー粒子を形成する。
(第2工程)
第2工程は、トナー粒子に対して酸性水を接触させる工程である。
酸性水とは、酸を含有する水溶液である。
トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量をより少なくする観点から、25℃の水中における酸のpKaは-10以上4.5以下であることが好ましく、-10以上2以下であることがより好ましく、-10以上0以下であることが更に好ましい。
酸としては、1価の酸であることが好ましい。
1価の酸は水溶液中で、1つのプロトンと、1価の対アニオンと、に乖離することが可能な酸である。
トナー粒子に対して酸性水を接触させることで、対アニオンがトナー粒子表面に残存することがある。対アニオンがトナー粒子表面に残存すると、トナー粒子が空気中の水分を取り込みやすくなる。トナー粒子が水分を取り込むと、トナー粒子表面が柔らかくなり、例えば高温高湿下の環境で低画像密度の画像を連続して形成すると、トナー粒子表面に外添剤が埋没しやすくなり、トナー同士が接着しやすくなる。トナー同士が接着すると、色筋、又は色点といった画像欠陥が発生しやすくなる。対アニオンの価数が大きいほど、対アニオンがトナー粒子表面に残存した場合にトナー粒子が空気中の水分を取り込みやすくなる。そのため、酸として1価の酸を使用することで、2価以上の酸を使用した場合と比較して、トナー粒子が空気中の水分を取り込みにくくなる。これにより、色筋、又は色点といった画像欠陥が抑制される。
酸としては、無機酸又は有機酸が挙げられる。
無機酸とは、炭素原子を含まない酸である。一方、有機酸とは、炭素原子を含む酸である。
無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ヨウ化水素酸、臭化水素酸、塩素酸、臭素酸、ヨウ素酸、過マンガン酸、チオシアン酸、過塩素酸、過臭素酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸などが挙げられる。
トナー粒子が空気中の水分を取り込みにくくする観点から、無機酸としては、塩酸、硫酸、及び硝酸からなる群から選択される少なくとも1であることが好ましい。
有機酸としては、クエン酸、酢酸、安息香酸、サリチル酸、p-トルエンスルホン酸等が挙げられる。
酸としては、硝酸であることが更に好ましい。
すなわち、酸性水が、硝酸水溶液であることが好ましい。
硝酸は1価の酸であることから、対アニオンがトナー粒子表面に残存した場合において、トナー粒子が空気中の水分を取り込みにくくなる。また、硝酸は他の陰イオンと比較してイオン化傾向が大きいため、水中で効率的にイオン交換が起きやすくなると考えられる。そのため、色筋、又は色点を抑制するトナーがより得られやすくなる。
酸性水は、酸濃度(酸性水1L中に含まれる、酸のモル数)が0.5mmol/L以上8mmol/L以下の酸性水であることが好ましい。
酸濃度を0.5mmol/L以上とすることで、トナー粒子に対して酸性水を接触させた時に、より効率的にトナー粒子表面に残存するナトリウムイオンをプロトンへイオン交換することが可能である。
また、酸濃度を8mmol/L以下とすることで、トナー粒子表面に残存する酸由来の対アニオンの量が低減しやすくなる。
色筋、又は色点を抑制するトナーがより得られやすくなる観点から、酸性水の酸濃度は1.0mmol/L以上6mmol/L以下であることがより好ましく、1.5mmol/L以上4mmol/L以下であることが更に好ましい。
酸濃度が0.5mmol/L以上8mmol/L以下の酸性水(以下、特定酸性水とも称する)の温度は35℃以下であることが好ましい。
イオン交換の効率を高める観点からは、酸からのプロトンの放出量が多い方が好ましい。酸からのプロトンの放出量を多くするためには、酸性水の温度が高い方が好ましい。しかし、酸性水の温度が高すぎると、トナー粒子に接触させた際に、トナー粒子同士の融着を引き起こし易くなり、粗大粒子が発生しやすくなる。
特定酸性水の温度の上限値を35℃とすることで、イオン交換の効率を高めつつ、トナー粒子に接触させたときのトナー粒子同士の融着が抑制される。
イオン交換の効率を高めつつ、トナー粒子に接触させたときのトナー粒子同士の融着を抑制する観点から、特定酸性水の温度は、15℃以上35℃以下であることが好ましく、20℃以上33℃以下であることがより好ましく、25℃以上31℃以下であることが更に好ましい。
酸性水の温度は、接触式の温度計で測定される値である。
接触式の温度計としては、例えば、岡崎製作所社製、品名サーモウェル(PFAコーティング)等が使用可能である。
第2工程前におけるトナー粒子表面のNa量(Na量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)の低下量が0.10mg/L以上2.0mg/L以下であり、第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)が0.05mg/L以上0.4mg/L以下であることが好ましい。
第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)を0.05mg/L以上とすることで、トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量が少なくなりすぎない。そのため、トナー粒子表面が疎水化されすぎることが抑制され、トナー粒子表面に存在する結晶部の表面硬さが相対的に硬くなりにくい。そのため、例えば低温低湿下において低画像密度の画像を形成した場合、外添剤がトナー粒子表面における結晶部以外の部分に偏在しにくくなる。これによりトナー同士が凝集しにくくなり、色筋、又は色点を抑制するトナーが得られやすくなる。また、第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)を0.4mg/L以下とすることで、トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量が少なくなり、色筋、又は色点を抑制するトナーが得られる。
また、第2工程前におけるトナー粒子表面のNa量(Na量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)の低下量を2.0mg/L以下とすることで、第2工程において使用する酸性水の量が多くなりすぎない。そのため、トナー粒子表面に吸着する界面活性剤が適度に残存し、トナー粒子同士が適度に反発する。そのため、トナー粒子同士が凝集しにくくなり、粗大粒子の発生が抑制される。
さらに、第2工程前におけるトナー粒子表面のNa量(Na量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)の低下量を0.10mg/L以上とすることで、例えば、第2工程前におけるトナー粒子表面のNa量(Na量Befor)が0.5mg/L以上の場合において、第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)が0.05mg/L以上0.4mg/L以下の範囲内となりやすくなる。
粗大粒子の発生をより抑制する観点から、Na量BeforからのNa量Afterの低下量は0.50mg/L以上1.8mg/L以下であることがより好ましく、0.80mg/L以上1.5mg/L以下であることが更に好ましい。
色筋、又は色点を抑制するトナーを得る観点から、Na量Afterは0.08mg/L以上0.38mg/L以下であることがより好ましく、0.10mg/L以上0.35mg/L以下であることが更に好ましい。
以下に、Na量Beforの測定手順について説明する。
Na量Beforの測定手順は、(1)検量線の作成、及び(2)検量線によるNa量Beforの算出により行う。
(1)検量線の作成
検量線の作成は、「測定サンプルの回収」、「トナー粒子の表面のNa量の測定」、「ろ液の電気伝導度の測定」、及び「データプロット」により行う。
・測定サンプルの回収
第2工程前のトナー粒子分散液の一部(トナー粒子で100g)を、ろ紙を設置したタンク付ステンレスホルダー(アドバンテック社製KST-90、以下、単に装置とも称する)にトナー粒子100gが装置内に含まれるように投入した後、0.4MPaで加圧ろ過する。ろ液が出なくなったタイミングで、加圧ろ過を停止し、ケーキ(このケーキを初期のケーキともいう)を得て、ろ液を回収する(回収したろ液を、ろ液1とする)。ケーキを崩さないようにケーキからトナー粒子を1gサンプリングし、排風乾燥する。得られた乾燥後のトナー粒子をトナー粒子Aとする。
続けて、残トナー質量(すなわち、ケーキの質量(g)-1g)に対して100質量%のイオン交換水を装置内に投入し、0.4MPaで加圧ろ過し、ろ液を回収した(回収したろ液を、ろ液2とする)。ろ液が出なくなったタイミングで加圧ろ過を停止し、ケーキを崩さないようにトナー粒子1gサンプリングし、排風乾燥する。得られた乾燥後のトナー粒子をトナー粒子Bとする。
同一の操作を繰り返し、トナー粒子(具体的には、トナー粒子A、トナー粒子B、以下回収した順に連番とする)及びろ液(具体的には、ろ液1、ろ液2、以下回収した順に連番とする)を回収しながら、イオン交換水をの合計の投入量が初期のケーキの質量に対して2000質量%となるまで行う。
・トナー粒子の表面のNa量の測定
サンプリングしたトナー粒子(すなわち、トナー粒子A、トナー粒子B、以下連番)を用いてイオンクロマトグラフによりトナー粒子の表面のNa量を測定する。
サンプリングしたトナー粒子0.5gを秤量し、トナー粒子に対して20%に相当する0.1gのノニオン系界面活性剤(三洋化成工業社製ノニポール10)を添加したイオン交換水100gに分散させ、30±1℃に制御された恒温槽で超音波分散器にて30分間分散する。
超音波分散後の液を、吸引ろ過により固液分離して固形トナー粒子を除去し、得られたろ液を測定サンプルとする。なお、測定サンプルの調製はサンプリングしたトナー粒子ごとに行う。
また、トナー粒子を加えないブランクサンプルを調整する。
続いて、測定サンプル及びブランクサンプル中に含まれるNa量を、イオンクロマトグラフ法で測定する。当該イオンクロマトグラフ法には、日本ダイオネクス社製ICS-2000を用い、以下の条件で分析する。
・陽イオン分離カラム :日本ダイオネクス社製、IonPacCS12A
・陽イオンガードカラム:日本ダイオネクス社製、IonPacCG12A
・溶離液 :メタンスルフォン酸20mM(mmol/L)
・流速 :1mL/分
・温度 :35℃
・検出法 :電気伝導度法(サプレッサ式)
上記測定により得られたNa量から、トナー粒子表面のNa量(mg/L)を算出する。
トナー粒子表面のNa量(mg/L)は、測定サンプルのNa量(mg/L)から、ブランクサンプルのNa量(mg/L)を差し引くことで算出する。
・ろ液の電気伝導度の測定
回収したろ液(具体的には、ろ液1、ろ液2、以下連番)の電気伝導度(S/m)をそれぞれ測定する。
・データプロット
x軸を電気伝導度(S/m)とし、y軸をトナー粒子表面のNa量(mg/L)としたグラフに、測定したろ液の電気伝導度、及びトナー粒子表面のNa量をプロットする。具体的には、(x,y)=(ろ液1の電気伝導度,トナー粒子Aの表面のNa量)、(ろ液2の電気伝導度,トナー粒子Bの表面のNa量)、以下同様にプロットし、プロットした点を基に最小二乗法で近似直線を引き、これを検量線とする。
(2)検量線によるNa量Beforの算出
後述する第1.5工程において洗浄水Aとトナー粒子とを接触させた後、ろ過を行い、ろ過終了直前のろ液50mlを回収し、このろ液の電気伝導度を測定し、得た測定値と作成した検量線とからNa量Beforを算出する。
検量線は原料の添加量を変える場合は再度作成する。
つづいてNa量Afterの測定手順について説明する。
Na量Afterの測定手順は、(1)検量線の作成、及び(2)検量線によるNa量Afterの算出により行う。
(1)検量線の作成
検量線の作成は、「測定サンプルの回収」、「トナー粒子の表面のNa量の測定」、「ろ液の電気伝導度の測定」、及び「データプロット」により行う。
・測定サンプルの回収
Na量Beforの測定手順の「(1)検量線の作成 ・測定サンプルの回収」と同一の操作をそれぞれ別の装置を用いて4回行い、ケーキを含む装置を合計4つ用意する。
ケーキを含む装置のうち1つに、ケーキの質量に対して200質量%のイオン交換水を投入し加圧ろ過する。この装置を装置Aとする。
また、別のケーキを含む装置に、ケーキの質量に対して300質量%のイオン交換水を投入し加圧ろ過する。この装置を装置Bとする。
さらに、別のケーキを含む装置にケーキの質量に対して600質量%のイオン交換水を投入し加圧ろ過する。この装置を装置Cとする。
残り1つのケーキを含む装置にはイオン交換水を投入しない。この装置を装置Dとする。
そして装置A~Dそれぞれにおいて以下の作業を行う。
装置に含まれるケーキ(このケーキを初期のケーキ2ともいう)の質量に対して、工程2において使用する酸性水(酸性水に含まれる酸の種類、酸性水の酸濃度、及び酸性水の温度を工程2において使用する酸性水と同一とする)100質量%を装置内に投入し、0.4MPaで加圧ろ過し、ろ液を回収した(回収したろ液を、ろ液2-1とする)。ろ液が出なくなったタイミングで加圧ろ過を停止し、ケーキを崩さないようにトナー粒子1gサンプリングし、排風乾燥する。得られた乾燥後のトナー粒子をトナー粒子2-Aとする。
同一の操作を繰り返し、トナー粒子(具体的には、トナー粒子2-A、トナー粒子2-B、以下回収した順に連番とする)及びろ液(具体的には、ろ液2-1、ろ液2-2、以下回収した順に連番とする)を回収しながら、酸性水を初期のケーキ2の質量に対して合計2000質量%装置内に加えて加圧ろ過する。
・トナー粒子の表面のNa量の測定
サンプリングしたトナー粒子(すなわち、トナー粒子2-A、トナー粒子2-B、以下連番)のトナー粒子表面のNa量(mg/L)を測定する。測定方法は、「Na量Beforの測定手順 (1)検量線の作成 ・トナー粒子の表面のNa量の測定」に記載した方法と同一とする。
・ろ液の電気伝導度の測定
回収したろ液(具体的には、ろ液2-1、ろ液2-2、以下連番)の電気伝導度(S/m)をそれぞれ測定する。
測定方法は、「Na量Beforの測定手順 (1)検量線の作成 ・ろ液の電気伝導度の測定」に記載した方法と同一とする。
・データプロット
x軸を電気伝導度(S/m)とし、y軸をトナー粒子表面のNa量(mg/L)としたグラフに、測定したろ液の電気伝導度、及びトナー粒子表面のNa量をプロットする。具体的には、(x,y)=(ろ液2-1の電気伝導度,トナー粒子2-Aの表面のNa量)、(ろ液2-2の電気伝導度,トナー粒子2-Bの表面のNa量)、以下同様にプロットし、プロットした点を基に最小二乗法で近似直線を引き、これを検量線とする。
以上の手順により、装置A~Dそれぞれをもちいて算出した合計4つの検量線を得る。
また、原料の添加量が変わる場合又は酸濃度が変わる場合は所定の酸濃度で再度検量線を作成する。酸温度が変わる場合も再度検量線を作成する。
(2)検量線によるNa量Afterの算出
そして、第2工程においてトナー粒子に対して酸性水を接触させた後、ろ過を行い、ろ過終了直前のろ液50mlを回収し、このろ液の電導度を測定し、得た測定値と作成した検量線とからNa量Afterを算出する。
なお、Na量Afterを算出に用いる検量線の選択は、以下の通りとする。
装置A~Dの準備の際に装置に投入するケーキの質量に対するイオン交換水の量(質量%)と、後述する第1.5工程において添加するトナー粒子全体の質量に対する洗浄水Aの量(質量%)と、が最も近い装置を使用して得た検量線を選択する。
具体的には、後述する第1.5工程においてトナー粒子全体の質量に対して洗浄水Aを600質量%添加する場合、装置Cを用いて算出した検量線を選択する。
トナー粒子に対して酸性水を接触させる方法としては、特に限定されない。
例えば、トナー粒子に対して酸性水を加えてスラリーとし、スラリーを撹拌する方法が挙げられる(リスラリー法)。
また、トナー粒子をフィルタープレスのろ室に加え、圧搾することでトナー粒子のケーキ層を形成し、ケーキ層に対して酸性水を流す方法が挙げられる(フィルタープレス法)。
トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量をより低減する観点からは、トナー粒子に対して酸性水を接触させる方法は、フィルタープレス法であることが好ましい。
フィルタープレスとしては、横型のフィルタープレス(水平方向に力を加えて圧搾するフィルタープレス)であってもよく、縦型のフィルタープレス(水平方向に対して垂直の方向に力を加えて圧搾するフィルタープレス)であってもよい。
(第1.5工程)
第2工程の前に、トナー粒子に対して洗浄水Aを接触させる工程(以下、「第1.5工程とも称する)を含むことが好ましい。
第2工程の前に、トナー粒子に対して洗浄水Aを接触させることで、酸性水を接触させる前のトナー粒子表面のナトリウムイオンの量が、洗浄水Aを接触させない場合と比較して低減される。そのため、第2工程において使用する酸性水の量が多くなりすぎない。そのため、トナー粒子表面に吸着する界面活性剤が適度に残存し、トナー粒子同士が適度に反発する。そのため、トナー粒子同士が凝集しにくくなり、粗大粒子の発生が抑制される。粗大粒子の発生が抑制されると、色筋、又は色点といった画像欠陥の発生が抑制される。
洗浄水Aは、水であることが好ましい。
水としては特に限定されず、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水などが用いられるが、トナー粒子表面に残留するイオンの量を低減する観点から、イオン交換水及び超純水の少なくとも一方を用いることが好ましい。
洗浄水Aの質量は、トナー粒子全体の質量に対して、150質量%以上2000質量%以下であることが好ましく、200質量%以上1500質量%以下であることがより好ましく、250質量%以上1000質量%以下であることが更に好ましい。
トナー粒子全体の質量に対する洗浄水Aの質量を150質量%以上とすることで、酸性水を接触させる前のトナー粒子表面のナトリウムイオンの量が、より少なくなりやすい。
トナー粒子全体の質量に対する洗浄水Aの質量の上限は特に限定されないが、第1.5工程の時間の短縮化の観点から、2000質量%以下とすることが好ましい。
トナー粒子に対して洗浄水Aを接触させる方法は特に限定されないが、例えば、トナー粒子に対して洗浄水Aを加えてスラリーとし、スラリーを撹拌する方法が挙げられる(リスラリー法)。
また、トナー粒子をフィルタープレスのろ室に加え、圧搾することでトナー粒子のケーキ層を形成し、ケーキ層に対して洗浄水Aを流す方法が挙げられる(フィルタープレス法)。
(第3工程)
第2工程後に、トナー粒子に対して洗浄水Bを接触させる第3工程を含むことが好ましい。
ここで、洗浄水Bは水であることが好ましい。
水の具体例、及び好ましい範囲は洗浄水Aと同様である。
既述の通り、第2工程において添加する酸性水に含まれる酸由来の対アニオンがトナー粒子表面に多く残存すると、トナー粒子が空気中の水分を取り込みやすくなる。そうすると、トナー同士が接着し、色筋、又は色点といった画像欠陥が発生しやすくなる。
第3工程を含むことで、トナー粒子表面に残存する対アニオンの量を低減することができ、色筋、又は色点といった画像欠陥をより抑制することができる。
色筋、又は色点といった画像欠陥をより抑制するトナーを得る観点から、洗浄水Bの質量は、トナー粒子全体の質量に対して、100質量%以上2000質量%以下であることが好ましく、200質量%以上1500質量%以下であることが好ましく、300質量%以上1000質量%以下であることが好ましく、
トナー粒子に対して洗浄水Bを接触させる方法は、既述のトナー粒子に対して洗浄水Aを接触させる方法として挙げた方法と同一の方法が適用可能である。
第2工程後に、トナー粒子に対して洗浄水Bを接触させる第3工程を含み、第2工程前におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After2)の増加量が1mg/L以上5mg/L以下であり、第3工程後におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After3)が0.001mg/L以上0.1mg/L以下であることが好ましい。
アニオン量Beforからのアニオン量After2の増加量を1mg/L以上5mg/L以下とすることで、トナー粒子表面に残存する酸由来の対アニオンが多くなりすぎない。そのため、第3工程において洗浄水Bを接触させることで、トナー粒子表面に残存する酸由来の対アニオンの量をより低減しやすくなる。そのため、色筋、又は色点といった画像欠陥が発生しやすくなる。
また、アニオン量After3を0.001mg/L以上0.1mg/L以下とすることで、トナー粒子表面に残存する酸由来の対アニオンの量が少なくなり、色筋、又は色点を抑制するトナーが得られる。
アニオン量Beforからのアニオン量After2の増加量は1mg/L以上3mg/L以下であることがより好ましく、1mg/L以上2mg/L以下であることが更に好ましい。
アニオン量After3は0.01mg/L以上0.08mg/L以下であることがより好ましく、0.02mg/L以上0.05mg/L以下であることが更に好ましい。
以下に、アニオン量Beforの測定手順について説明する。
アニオン量Beforの測定手順は、(1)検量線の作成、及び(2)検量線によるアニオン量Beforの算出により行う。
(1)検量線の作成
検量線の作成は、「測定サンプルの回収」、「トナー粒子の表面のアニオン量の測定」、「ろ液の電気伝導度の測定」、及び「データプロット」により行う。
・測定サンプルの回収
Na量Beforの測定手順の「(1)検量線の作成 ・測定サンプルの回収」と同一の操作を行う。
・トナー粒子の表面のアニオン量の測定
イオンクロマトグラフ法の測定条件を以下の通りに変更し、測定対象を「Na量」から、「アニオン量(具体的には硝酸イオン、硫酸イオン、塩化物イオン、及び亜硝酸イオンの合計の量。以下同一とする。)」に変更したこと以外はNa量Beforの測定手順の「(1)検量線の作成 ・トナー粒子の表面のNa量の測定」と同一の操作を行う。
・陰イオン分離カラム :サーモサイエンティフィック社製、Dionex IonPac AS18
・陰イオンガードカラム:サーモサイエンティフィック社製、Dionex IonPac ATC-HC600
・溶離液 :水酸化カリウム水溶液40mM(mmol/L)
・流速 :1mL/分
・温度 :35℃
・検出法 :電気伝導度法(サプレッサ式)
・ろ液の電気伝導度の測定
Na量Beforの測定手順の「(1)検量線の作成 ・ろ液の電気伝導度の測定」と同一の操作を行う。
・データプロット
x軸を電気伝導度(S/m)とし、y軸をトナー粒子表面のアニオン量(mg/L)としたグラフに、測定したろ液の電気伝導度、及びトナー粒子表面のアニオン量をプロットする。具体的には、(x,y)=(ろ液1の電気伝導度,トナー粒子Aの表面のアニオン量)、(ろ液2の電気伝導度,トナー粒子Bの表面のアニオン量)、以下同様にプロットし、プロットした点を基に最小二乗法で近似直線を引き、これを検量線とする。
(2)検量線によるアニオン量Beforの算出
後述する第1.5工程において洗浄水Aとトナー粒子とを接触させた後、ろ過を行い、ろ過終了直前のろ液50mlを回収し、このろ液の電気伝導度を測定し、得た測定値と作成した検量線とからアニオン量Beforを算出する。
つづいてアニオン量After2の測定手順について説明する。
アニオン量Afterの測定手順は、(1)検量線の作成、及び(2)検量線によるアニオン量Afterの算出により行う。
(1)検量線の作成
検量線の作成は、「測定サンプルの回収」、「トナー粒子の表面のアニオン量の測定」、「ろ液の電気伝導度の測定」、及び「データプロット」により行う。
・測定サンプルの回収
Na量Afterの測定手順の「(1)検量線の作成 ・測定サンプルの回収」と同一の操作を行う。
・トナー粒子の表面のアニオン量の測定
イオンクロマトグラフ法の測定条件を、アニオン量Beforの測定手順の「(1)検量線の作成 ・トナー粒子の表面のアニオン量の測定」と同一の条件に変更し、測定対象を「Na量」から、「アニオン量」に変更したこと以外はNa量Afterの測定手順の「(1)検量線の作成 ・トナー粒子の表面のNa量の測定」と同一の操作を行う。
・ろ液の電気伝導度の測定
Na量Afterの測定手順の「(1)検量線の作成 ・ろ液の電気伝導度の測定」と同一の操作を行う。
・データプロット
x軸を電気伝導度(S/m)とし、y軸をトナー粒子表面のアニオン量(mg/L)としたグラフに、測定したろ液の電気伝導度、及びトナー粒子表面のアニオン量をプロットする。具体的には、(x,y)=(ろ液2-1の電気伝導度,トナー粒子2-Aの表面のアニオン量)、(ろ液2-2の電気伝導度,トナー粒子2-Bの表面のアニオン量)、以下同様にプロットし、プロットした点を基に最小二乗法で近似直線を引き、これを検量線とする。
(2)検量線によるアニオン量Afterの算出
そして、第2工程においてトナー粒子に対して酸性水を接触させた後、ろ過を行い、ろ過終了直前のろ液50mlを回収し、このろ液の電導度を測定し、得た測定値と作成した検量線とからアニオン量Afterを算出する。
なお、アニオン量Afterを算出に用いる検量線の選択は、「(2)検量線によるNa量Afterの算出」に記載の通りとする。
つづいてアニオン量After3の測定手順について説明する。
第3工程後のトナー粒子を用いてイオンクロマトグラフによりトナー粒子表面のアニオン量を測定する。
第3工程後のトナー粒子0.5gを秤量し、トナー粒子に対して20%に相当する0.1gのノニオン系界面活性剤(三洋化成工業社製ノニポール10)を添加したイオン交換水100gに分散させ、30±1℃に制御された恒温槽で超音波分散器にて30分間分散する。
超音波分散後の液を、吸引ろ過により固液分離して固形トナー粒子を除去し、得られたろ液を測定サンプルとする。
また、トナー粒子を加えないブランクサンプルを調整する。
続いて、測定サンプル及びブランクサンプル中に含まれるアニオン量を、イオンクロマトグラフ法で測定する。当該イオンクロマトグラフ法には、日本ダイオネクス社製ICS-2000を用い、測定条件はアニオン量Beforの測定手順の「(1)検量線の作成 ・トナー粒子の表面のアニオン量の測定」と同一の条件とする。
上記測定により得られたアニオン量から、アニオン量After3(mg/L)を算出する。
アニオン量After3(mg/L)は、測定サンプルのアニオン量(mg/L)から、ブランクサンプルのアニオン量(mg/L)を差し引くことで算出する。
(その他の工程)
本実施形態に係るトナーの製造方法は、第1工程、第1.5工程、第2工程、及び第3工程以外のその他の工程を含んでいてもよい。
その他の工程としては、篩分工程が挙げられる。
篩分工程としては、トナー粒子を含んだ懸濁溶液(スラリー)を、例えば、網を通過させることで懸濁溶液中の粗大粒子を取り除く工程が挙げられる。
ここで網の目開きとしては、トナー粒子の粒径に応じて適宜調整される。例えば、トナー粒子の体積平均粒径D50v(単位:μm)に対する目開きの値(単位:μm)[D50v/目開き]は、2以上6以下であることが好ましく、3以上5以下であることがより好ましい。
また、その他の工程としては、公知の固液分離工程、乾燥工程が挙げられる。
固液分離工程は、特に制限はないが、生産性の点から吸引濾過、加圧濾過等を施すことがよい。また、乾燥工程も特に方法に制限はないが、生産性の点から凍結乾燥、気流乾燥、流動乾燥、振動型流動乾燥等を施すことがよい。
そして、本実施形態に係るトナーは、例えば、得られた乾燥状態のトナー粒子に、外添剤を添加し、混合することにより製造される。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ことがよい。更に、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。
(トナー粒子中における結晶性ポリエステル樹脂の質量)
トナー粒子全体の質量に対する、トナー粒子に含有される結晶性ポリエステル樹脂の質量は10質量%以上30質量%以下であることが好ましく、10質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、12質量%以上20質量%以下であることが更に好ましい。
トナー粒子全体の質量に対する、トナー粒子に含有される結晶性ポリエステル樹脂の質量を30質量%以下とすることで、トナー粒子表面の疎水性が高くなりすぎず、トナー粒子表面に界面活性剤が吸着しにくくなる。そのため、界面活性剤としてナトリウムイオンを含む界面活性剤を使用した場合であっても、トナー粒子表面に残存するナトリウムイオンの量がより少なくなりやすい。
<静電荷像現像用トナー>
本実施形態に係る製造方法によって得られるトナーは、トナー粒子と、必要に応じて、外添剤と、を含んで構成される。
(トナー粒子)
トナー粒子は、結着樹脂と、必要に応じて、着色剤と、離型剤と、その他添加剤と、を含んで構成される。
-結着樹脂-
結着樹脂としては、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含む。
なお、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。
一方、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。なお、非晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
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。
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。
なお、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 K 7121-1987「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以下がより好ましい。
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。
なお、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、周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にし、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。
なお、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。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共に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、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。なお、結晶性ポリエステル樹脂としては、市販品を使用してもよいし、合成したものを使用してもよい。
ここで、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、芳香族を有する重合性単量体よりも直鎖状脂肪族を有する重合性単量体を用いた重縮合体が好ましい。
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。
多価アルコールとしては、例えば、脂肪族ジオール(例えば主鎖部分の炭素数が7以上20以下である直鎖型脂肪族ジオール)が挙げられる。脂肪族ジオールとしては、例えば、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、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,14-エイコサンデカンジオールなどが挙げられる。これらの中でも、脂肪族ジオールとしては、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオールが好ましい。
多価アルコールは、ジオールと共に、架橋構造又は分岐構造をとる3価以上のアルコールを併用してもよい。3価以上のアルコールとしては、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。
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。
ここで、多価アルコールは、脂肪族ジオールの含有量を80モル%以上とすることがよく、好ましくは90モル%以上である。
結晶性ポリエステル樹脂の融解温度は、50℃以上100℃以下が好ましく、55℃以上90℃以下がより好ましく、60℃以上85℃以下がさらに好ましい。
なお、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」により求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、6,000以上35,000以下が好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、非晶性ポリエステルと同様に、周知の製造方法により得られる。
ビニル系樹脂としては、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が挙げられる。
結着樹脂の含有量としては、例えば、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%以下がさらに好ましい。
-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などの種々の顔料、又は、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、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
着色剤は、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。
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。また、着色剤は、複数種を併用してもよい。
着色剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、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。
-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。
なお、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 K 7121-1987「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」により求める。
離型剤の含有量としては、例えば、トナー粒子全体に対して、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。
-その他の添加剤-
その他の添加剤としては、例えば、磁性体、帯電制御剤、無機粉体等の周知の添加剤が挙げられる。これらの添加剤は、内添剤としてトナー粒子に含まれる。
-トナー粒子の特性等-
トナー粒子は、単層構造のトナー粒子であってもよいし、芯部(コア粒子)と芯部を被覆する被覆層(シェル層)とで構成された所謂コア・シェル構造のトナー粒子であってもよい。
ここで、コア・シェル構造のトナー粒子は、例えば、結着樹脂と必要に応じて着色剤及び離型剤等のその他添加剤とを含んで構成された芯部と、結着樹脂を含んで構成された被覆層と、で構成されていることがよい。
トナー粒子の体積平均粒径(D50v)としては、2μm以上10μm以下が好ましく、4μm以上8μm以下がより好ましい。
なお、トナー粒子の各種平均粒径、及び各種粒度分布指標は、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)を使用して測定される。
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%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、アパーチャー径として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。なお、サンプリングする粒子数は50000個である。
測定される粒度分布を基にして分割された粒度範囲(チャンネル)に対して体積、数をそれぞれ小径側から累積分布を描いて、累積16%となる粒径を体積粒径D16v、数粒径D16p、累積50%となる粒径を体積平均粒径D50v、累積数平均粒径D50p、累積84%となる粒径を体積粒径D84v、数粒径D84pと定義する。
これらを用いて、体積粒度分布指標(GSDv)は(D84v/D16v)1/2、数粒度分布指標(GSDp)は(D84p/D16p)1/2として算出される。
トナー粒子の平均円形度としては、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。
トナー粒子の平均円形度は、(円相当周囲長)/(周囲長)[(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)]により求められる。具体的には、次の方法で測定される値である。
まず、測定対象となるトナー粒子を吸引採取し、扁平な流れを形成させ、瞬時にストロボ発光させることにより静止画像として粒子像を取り込み、その粒子像を画像解析するフロー式粒子像解析装置(シスメックス社製のFPIA-3000)によって求める。そして、平均円形度を求める際のサンプリング数は3500個とする。
なお、トナーが外添剤を有する場合、界面活性剤を含む水中に、測定対象となるトナー(現像剤)を分散させた後、超音波処理をおこなって外添剤を除去したトナー粒子を得る。
(外添剤)
外添剤としては、例えば、無機粒子が挙げられる。該無機粒子として、SiO、TiO、Al、CuO、ZnO、SnO、CeO、Fe、MgO、BaO、CaO、KO、NaO、ZrO、CaO・SiO、KO・(TiO)n、Al・2SiO、CaCO、MgCO、BaSO、MgSO等が挙げられる。
外添剤としての無機粒子の表面は、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。
疎水化処理剤の量としては、通常、例えば、無機粒子100質量部に対して、1質量部以上10質量部以下である。
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(PMMA)、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。
外添剤の外添量としては、例えば、トナー粒子に対して、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。
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。
<実施例1>
(第1工程)
-樹脂粒子分散液準備工程-
<<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製>>
・テレフタル酸 :30モル部
・フマル酸 :70モル部
・ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物 : 5モル部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物:95モル部
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、上記の材料を仕込み、1時間かけて温度を220℃まで上げ、上記材料100部に対してチタンテトラエトキシド1部を投入した。生成する水を留去しながら30分間かけて230℃まで温度を上げ、該温度で1時間脱水縮合反応を継続した後、反応物を冷却し、非晶性ポリエステル樹脂(重量平均分子量18000、ガラス転移温度59℃)を得た。
温度調節手段及び窒素置換手段を備えた容器に、酢酸エチル40部及び2-ブタノール25部を投入して混合溶剤とした後、非晶性ポリエステル樹脂100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、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400部を滴下し、乳化を行った。滴下終了後、乳化液を25℃に戻し、体積平均粒径180nm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を20%に調整して、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
<<結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液の調製>>
・デカン二酸 :81部
・ヘキサンジオール:47部
上記の材料をフラスコに仕込み、1時間かけて温度160℃まで上げ、反応系内が均一に攪拌されていることを確認したのち、ジブチル錫オキサイドを0.03部投入した。生成する水を留去しながら6時間かけて200℃まで温度を上げ、200℃で4時間攪拌を継続した。次いで、反応液を冷却し、固液分離を行い、固形物を温度40℃/減圧下で乾燥し、結晶性ポリエステル樹脂(重量平均分子量15000、融点64℃)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂50部と、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK)2部と、イオン交換水200部とを混合し、120℃に加熱してホモジナイザー(ウルトラタラックスT50、IKA社)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーで分散処理した。体積平均粒径が180nmになったところで回収し、固形分20%の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液を得た。
<<ビニル系樹脂粒子分散液の調製>>
還流冷却管、攪拌機、窒素導入管、モノマー滴下口の付いた反応器に下記成分を入れ、室温(25℃)でよく攪拌し、乳化液(1)を作製した。
・スチレン(和光純薬工業(株)製) : 8部
・nブチルアクリレート(和光純薬工業(株)製): 2部
・ドデカンチオール(和光純薬工業(株)製) :0.05部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤(株)製):4部
・イオン交換水:500部
また別途、攪拌機付容器中に下記成分を入れ、撹拌乳化し、乳化液(2)を作製した。
・スチレン(和光純薬工業(株)製) :470部
・nブチルアクリレート(和光純薬工業(株)製):118部
・ドデカンチオール(和光純薬工業(株)製) : 2部
・アニオン性界面活性剤(ニューコール271A、日本乳化剤(株)製):4部
・イオン交換水:846部
乳化液(1)の内部の窒素置換を十分に行った後、さらに窒素を導入しながら温度を75℃まで加熱し、これに過硫酸アンモニウム(APS)10%水溶液を50部添加し、そのまま加熱を20分間行った後、乳化液(2)をポンプにより乳化液(1)の反応器のモノマー滴下口より2時間かけて徐々に滴下し、75℃での反応を継続した。さらに乳化液(2)の滴下終了後、75℃を保持したまま、30分後にAPS10%水溶液を5部添加した。さらに30分後に10%水溶液を5部添加した後、1.5時間75℃を保持した後冷却し、体積平均粒径140nm、固形分30質量%のビニル系樹脂粒子分散液を得た。
<<着色剤粒子分散液の調製>>
・カーボンブラック(三菱化学(株)製、商品名#25B) :20部
・アニオン性界面活性剤(ネオゲンSC、第一工業製薬(株)製): 2部
・イオン交換水:80部
上記成分を混合し、高圧衝撃式分散機アルティマイザー(HJP30006、(株)スギノマシン製)により1時間分散し、体積平均粒径180nm、固形分20質量%の着色剤粒子分散液を得た。
<<離型剤粒子分散液の調製>>
・パラフィンワックス(日本精蝋(株)製、FNP92、吸熱ピークオンセット81℃):45部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):5部
・イオン交換水:200部
以上を混合して95℃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。その後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、離型剤を分散させてなる離型剤粒子分散液(固形分濃度:20%)を調製した。離型剤粒子の体積平均粒径は0.19μmであった。
-凝集粒子形成工程、及び融合・合一工程-
・イオン交換水 :250部
・非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液 :225部
・結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液 :150部
・ビニル系樹脂粒子分散液 :75部
・離型剤粒子分散液 :75部
・着色剤粒子分散液 :38部
・アニオン性界面活性剤(TaycaPower):3.0部
上記の材料(以下、「仕込み材料」とも称する)をジャケット温調付き攪拌槽に入れ、0.1Nの硝酸水溶液を添加してpHを3.5に調整した後、ポリ塩化アルミニウム(王子製紙(株)製、30%粉末品)2部をイオン交換水30部に溶解させたポリ塩化アルミニウム水溶液を添加した。ホモジナイザーを用いて分散処理した後、45℃まで加熱し、体積平均粒径が4.9μmとなるまで保持した。次いで、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液75部を追加し30分間保持した。次いで、体積平均粒径が5.2μmとなったところで、さらに非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液75部を追加し30分間保持した。続いて、10%のNTA(ニトリロ三酢酸)金属塩水溶液(キレスト70、キレスト株式会社製)20部を加え、1Nの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを9.0に調整した。次いで、アニオン性界面活性剤(TaycaPower)1部を投入して攪拌を継続しながら85℃まで加熱し、5時間保持した。次いで、20℃/分の速度で20℃まで冷却し、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を分散するトナー粒子分散液を得た。
(第1.5工程及び第2工程)
トナー粒子分散液をフィルタープレス(東京エンジニアリング株式会社製)に投入し、0.4MPaの圧搾圧力により圧搾し、装置内にケーキを形成させた。ケーキに含まれるトナー粒子に対して600質量%の水(洗浄水A)をケーキ内部に通した。その後、トナー粒子に対して300質量%の酸性水である硝酸水溶液(酸濃度2mmol/l)をケーキ内部に通した。
(第3工程)
トナー粒子に対して500重量%の水(洗浄水B)をケーキ内部に通した。
(その他の工程)
その後、ケーキを取り出し、乾燥させることでトナー粒子を得た。得られたトナー粒子は、体積平均粒径が5.5μmであった。
(外添工程)
トナー粒子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13000rpmで30秒間混合した。目開き45μmの振動篩で篩分して、トナーを得た。
<実施例2~29、実施例31、比較例1~2>
凝集粒子形成工程、及び融合・合一工程における仕込み材料中の非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(表1中における「AmoPES粒子分散液」)、結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(表1中における「CryPES粒子分散液」)、及びビニル系樹脂粒子分散液(表1中における「Vin粒子分散液」)の量、洗浄水Aの量、洗浄水Bの量、酸性水の酸濃度、酸性水の量、及び酸性水の温度を表1の通りとしたこと以外は実施例1と同様にしてトナー粒子を得た。
<実施例30>
酸性水として硫酸水溶液を用いたこと以外は実施例1と同様にしてトナー粒子を得た。
各例において、「第2工程前におけるトナー粒子表面のNa量(Na量Befor)」、「第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)」、「第2工程前におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量Befor)」、「第2工程後におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After2)」、及び「第3工程後におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After3)」をそれぞれ既述の手順に従って測定した。測定値を表1に示す。
なお、表1中の「ΔNa」は、トナー粒子表面のNa量(Na量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のNa量(Na量After)の低下量である。
表1中の「Δアニオン」は、第2工程前におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量Befor)からの第2工程後におけるトナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After2)の増加量である。
また、表1中の「Na量After3」は、(その他の工程)にて乾燥したトナーを第3工程後のトナー粒子とし、既述の手順に従ってイオンクロマトグラフで測定することにより導出した。
表1中、比較例1の「-」は、第2工程を行っていないことを意味する。
各例で得られたトナー粒子に含まれる結着樹脂の組成を表2に示す。
なお、表2に示される値は、トナー粒子全体の質量に対する、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、又はビニル系樹脂の質量である。
<評価>
(画像評価)
下記手順で作製した現像剤を「DocuCentreColor400(富士フイルムビジネスイノベーション(株)製)」改造機の現像器に充填し、画像評価を行った。
-現像剤の作製手順-
<<キャリアの作製>>
フェライト粒子(パウダーテック(株)製、平均粒径50μm)100部とポリメチルメタクリレート樹脂(三菱レイヨン(株)製、重量平均分子量95,000、重量平均分子量10,000以下の成分比率は5%)1.5部を、トルエン500部とともに加圧式ニーダーに入れ、常温で15分間撹拌混合した後、減圧混合しながら70℃まで昇温してトルエンを留去し、その後冷却し、105μmの篩を用いて分級して樹脂被覆キャリアを得た。
<<現像剤の作製>>
各例で得られたトナー10部と樹脂被覆キャリア100部とをV型ブレンダーに入れ20分間攪拌し、次いで、目開き212μmの振動篩で篩分して現像剤を得た。
-実機評価-
高温高湿環境下(30℃、85%RH)で画像密度40%の画像を1000枚印刷した後、低温低湿環境下(10℃、15%RH)で同一の画像を1000枚印刷した。同一の操作を合計3回繰り返した。その後、20℃、50%RHの条件で同一の画像を印刷し、この画像を目視にて確認し、下記評価基準のもと色筋、及び色点の評価を行った。
評価結果を表2に示す。
<<色筋評価基準>>
A(〇):色筋が全く認識されず、非常に良好な画像を得ている。
B(△):色筋がわずかに認識されるが許容できるレベルであり、良好な画像を得ている。
C(×):色筋が目視ではっきり認識される。
<<色点評価基準>>
A(〇):色点が全く認識されず、非常に良好な画像を得ている。
B(△):色点がわずかに認識されるが許容できるレベルであり、良好な画像を得ている。
C(×):色点が目視ではっきり認識される。
(得率評価)
各例の(その他の工程)においてケーキを取り出した後、得率評価用に100gのケーキを分取した。得率評価用に分取したケーキに含まれる水分量を測定し、得率評価用に分取したケーキの質量から減ずることで、得率評価用に分取したケーキに含まれるトナー粒子の質量(以下、質量Aとする)を算出した。
得率評価用に分取したケーキ全量を乾燥し、乾燥後のトナー粒子を得た。乾燥後のトナー粒子全量を目開き100μmの網を使用して篩分けを行い、網を通り抜けたトナー粒子の質量(以下、質量Bとする)を測定した。
下記式から得率を算出し、得率の値を基に下記評価基準にて得率評価を行った。なお、得率の値が高いほど、粗大粒子が少ないトナー粒子が得られていることを示す。評価結果を表2に示す。
式:得率(%)=質量B÷質量A
<<得率評価基準>>
A(〇):得率の値が95%以上である。
B(△):得率の値が90%以上95%未満である。
C(×):得率の値が90%未満である。
上記結果から、本実施例のトナーの製造方法は、色筋、又は色点を抑制するトナーが得られるトナーの製造方法であることがわかる。

Claims (9)

  1. 非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びビニル系樹脂を含むトナー粒子を湿式製法で得る第1工程と、
    前記トナー粒子に対して酸性水を接触させる第2工程と、を含む静電荷像現像用トナーの製造方法。
  2. 前記第2工程前における前記トナー粒子表面のNa量(Na量Befor)からの前記第2工程後における前記トナー粒子表面のNa量(Na量After)の低下量が0.10mg/L以上2.0mg/L以下であり、
    前記第2工程後における前記トナー粒子表面のNa量(Na量After)が0.05mg/L以上0.4mg/L以下である請求項1に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  3. 前記第2工程後に、前記トナー粒子に対して洗浄水Bを接触させる第3工程を含み、
    前記第2工程前における前記トナー粒子表面のアニオン量(アニオン量Befor)からの前記第2工程後における前記トナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After2)の増加量が1mg/L以上5mg/L以下であり、
    前記第3工程後における前記トナー粒子表面のアニオン量(アニオン量After3)が0.001mg/L以上0.1mg/L以下である請求項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。
  4. 前記酸性水が、酸濃度が0.5mmol/L以上8mmol/L以下の酸性水である請求項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。
  5. 前記酸濃度が0.5mmol/L以上8mmol/L以下の酸性水の温度が35℃以下である請求項4に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  6. 前記酸性水が、硝酸水溶液である請求項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。
  7. 前記第2工程の前に、前記トナー粒子に対して洗浄水Aを接触させる工程を含む請求項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。
  8. 前記洗浄水Aの質量が、前記トナー粒子全体の質量に対して、150質量%以上2000質量%以下である請求項7に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
  9. 前記トナー粒子全体の質量に対する、前記トナー粒子に含有される前記結晶性ポリエステル樹脂の質量が10質量%以上30質量%以下である請求項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。
JP2022040310A 2022-03-15 2022-03-15 静電荷像現像用トナーの製造方法 Pending JP2023135215A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022040310A JP2023135215A (ja) 2022-03-15 2022-03-15 静電荷像現像用トナーの製造方法
US17/950,561 US20230314970A1 (en) 2022-03-15 2022-09-22 Method for producing electrostatic image developing toner
CN202211300606.8A CN116774540A (zh) 2022-03-15 2022-10-21 静电荷像显影用色粉的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022040310A JP2023135215A (ja) 2022-03-15 2022-03-15 静電荷像現像用トナーの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023135215A true JP2023135215A (ja) 2023-09-28

Family

ID=87991865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022040310A Pending JP2023135215A (ja) 2022-03-15 2022-03-15 静電荷像現像用トナーの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230314970A1 (ja)
JP (1) JP2023135215A (ja)
CN (1) CN116774540A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20230314970A1 (en) 2023-10-05
CN116774540A (zh) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6859605B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP5842690B2 (ja) 透明トナー、画像形成方法、及び、トナーセット
JP2006146056A (ja) 静電荷像現像用トナー、並びに、これを用いた静電荷像現像剤及び画像形成方法
JP5454538B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、静電荷像現像用トナーの製造方法及び画像形成装置
JP2020160204A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP5831210B2 (ja) 透明トナー及びその製造方法、トナーセット、並びに、画像形成方法
JP2010078719A (ja) 静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用現像剤
JP6632317B2 (ja) トナー
JP2019113686A (ja) 静電荷像現像用白色トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP2022147741A (ja) 静電荷像現像用トナーの製造方法、及び、静電荷像現像用トナー
JP2023135215A (ja) 静電荷像現像用トナーの製造方法
JP2022052624A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP7047527B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成方法及び画像形成装置
JP2022052623A (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
JP6784121B2 (ja) 静電潜像現像用トナー及びその製造方法
JP2006267142A (ja) 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法
JP7435705B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP5929777B2 (ja) 静電荷像現像用トナーセット、静電荷像現像剤セット、トナーカートリッジセット、プロセスカートリッジセット、画像形成装置、及び画像形成方法
US11892800B2 (en) Method for producing toner for electrostatic charge image development, toner for electrostatic charge image development, and electrostatic charge image developer
JP7459991B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び画像形成方法
JP7395899B2 (ja) 画像形成装置
JP6962085B2 (ja) 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法
US20220299899A1 (en) Preparing method of electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developing toner, and electrostatic charge image developer
JP2010077319A (ja) 結晶性ポリエステル樹脂分散液、結晶性ポリエステル樹脂分散液の製造方法、静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジおよび画像形成装置
JP2023130751A (ja) 静電荷像現像用キャリアの製造方法、静電荷像現像剤、画像形成方法、及び、画像形成装置