JP3700507B2

JP3700507B2 - 静電荷像現像用トナーの製造法

Info

Publication number: JP3700507B2
Application number: JP35683499A
Authority: JP
Inventors: 修安藤; 和夫三ツ橋; 徳明高橋
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: JP2001175028A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機等の乾式トナーに使用される静電荷像現像用トナーの製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子写真法を用いた複写機及びプリンターは急速に普及している。しかし、低消費電力で、より高精細な画像の得られるものが求められている。このような要求からトナーの特性として低温定着化及びより一層の微細化が求められている。
しかしながら、従来のようなトナー材料の粉砕分級法では、トナーの微細化には限界があり又粉砕の歩留まり等にも限界がある。従って粉砕分級法で上記目標を達成する事は非常に困難である。
また、ビニル系モノマー等を使用して、懸濁重合法、乳化重合凝集法、シード重合法、分散重合法等により得られる粒子をトナーとして使用する事が提案されている。これらの方法の中で乳化重合凝集法は、微細かつ粒度分布の優れたトナーを歩留まり良くつくる事ができる優れた方法である。
【０００３】
乳化重合凝集法によるトナーの製造法では、樹脂粒子、ワックスなどの離型剤粒子、また顔料等の着色剤粒子などのは界面活性剤を用いて分散されている。その為、これらの粒子を合一したトナー粒子表面は界面活性剤が付着しており、トナーの帯電性能、耐環境特性等に悪影響を及ぼす。
従って、このような乳化凝集法によって得られたトナーは洗浄が不可欠である。この問題を解決する為、得られた乳化凝集トナーを苛性ソーダ、苛性カリ等のアルカリ水溶液及び水で洗浄する方法（特開平１０ー２０７１２５）が提案されている。この方法では、アルカリ性の水溶液で洗浄するとアニオン性等の界面活性剤を溶解除去する事が容易になる。しかし、アルカリとしてアルカリ金属類を使用した場合、界面活性剤の除去が不充分である。また、乳化凝集法の樹脂のモノマー成分として用いられるアクリル酸系化合物の塩が生成する可能性も考えられ、これもトナーの諸特性に悪影響を及ぼす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における上記問題を解決する為になされたものである。すなわち本発明の目的は、微細化した新規トナーをより容易に製造する方法を提供する事にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題につき、鋭意検討した結果、少なくとも乳化重合により作製されたポリマー乳化液と着色剤分散液を混合し、２種以上の微粒子を凝集させることにより得られた静電荷像現像用トナーを、アンモニア水溶液を用いて洗浄し、次いで酸性水溶液を用いて洗浄する事により上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明の要旨は少なくとも乳化重合により作製されたポリマー乳化液と着色剤分散液を混合し、２種以上の微粒子を凝集させることにより得られた静電荷像現像用トナーを、アンモニア水溶液を用いて洗浄し、次いで酸性水溶液を用いて洗浄する事を特徴とするトナーの製造方法に存する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に使用されるポリマー乳化液は、トナー用ポリマーとして従来公知のものから選択できる。好ましくは、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、もしくはこれらの樹脂のアクリル酸共重合体等のスチレン系ポリマーを挙げる事ができる。ポリマー乳化液の作製方法としては、乳化重合で作製する方法が好適である。
【０００７】
本発明では、ポリマー乳化液と着色剤分散液と、必要に応じて、帯電制御剤分散液、ワックス分散液を混合し、温度を変化させるかｐＨを変化させる、あるいは塩と添加することにより凝集させてトナー粒子を得る。
本発明に使用される着色剤分散液、帯電制御剤分散液、ワックス分散液は、以下の様にして得る事ができる。例えば、それぞれの物質をポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等で代表されるノニオン系の界面活性剤、アルキルベンゼンスルホン酸塩で代表されるアニオン系の界面活性剤、４級アンモニウム塩で代表されるカチオン系の界面活性剤等と水中に添加し、メディア等を入れた機械的粉砕法を使用する事により容易に作製できる。それぞれの物質の分散径は、通常０．００１〜５μｍ、好ましくは０．０１〜１μｍの範囲である。
【０００８】
本発明に用いる着色剤としては、公知の有機顔料、無機顔料又は染料が使用される。例えば、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、カーボンブラック、ニグロシン染料、金属錯塩染料、金属錯塩染料の誘導体これらの混合物等が挙げられる。
【０００９】
本発明に用いる帯電制御剤としては、公知の化合物が使用される。例えば、ヒドロキシカルボン酸の金属錯体、アゾ化合物の金属錯体、ナフトール系化合物、ナフトール系化合物の金属化合物、ニグロシン系染料、第４級アンモニウム塩及びこれらの混合物が挙げられる。
本発明に用いるワックスとしては、離型性を有するものであればいかなるものも使用可能である。具体的には、カルナバワックス、ライスワックス等の植物系ワックス、アルキル変成シリコン等の固形シリコン系ワックス、ステアリン酸アミド等のアミド系ワックス、高級脂肪酸アルコール系ワックス高級脂肪酸エステル系ワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成炭化水素系ワックス及びこれらの混合物が挙げられる。
【００１０】
次に、本発明において、乳化粒子を凝集により成長させてトナーを製造するプロセスについて説明する。
ポリマー乳化液に着色顔料分散液、帯電制御剤分散液、ワックス分散液等を混入し温度、塩濃度、ｐＨ等を適宜制御する事により凝集造粒しトナーを製造する事ができる。
次いで得られたトナーを粒子をアルカリ性水溶液で洗浄する。アルカリ性水溶液としては従来公知の化合物を使用できるが、界面活性剤除去効果の大きいアンモニアが好適である。アルカリ水溶液の好適なｐＨは１０〜１１の範囲である。
【００１１】
次いで酸性水溶液で洗浄する。酸性水溶液としては従来公知の化合物を使用できるが、硝酸が好適である。酸性水溶液の好適なｐＨは、４〜６の範囲である。
酸性水溶液で洗浄後、水（好ましくはイオン交換水）で洗浄する。
アルカリ、酸、水洗浄処理は、液温度をトナーのＴｇよりも１０℃以上低い温度に調整する事が好ましい。
【００１２】
本発明のトナーには、流動静や現像静を制御する為に公知の外添剤を添加しても良い。外添剤としては、シリカ、アルミナ、チタニア、等の各種無機酸化粒子（必要に応じて疎水化処理する）ビニル系重合体粒子等が使用できる。外添剤の添加量は、トナー粒子に対して０．０５ー５重量部の範囲が好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーは、公知の現像法により現像する事ができる。例えば、カスケード法、磁気ブラシ法、マイクロトーニング法等の２成分現像法、導電性、絶縁性１成分現像法、非磁性１成分現像法等のいずれにも使用できる。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものでない。
＜実施例−１＞
（ポリマー乳化液の作製）
脱塩水８００ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸塩２ｇを９０℃に昇温しスチレン１６０ｇ、ｎ−ブチルアクリレート４０ｇ、アクリル酸６ｇ、トリクロロブロモエタン２ｇからなるモノマー類、及び、２％過酸化水素水８６．８ｇ、２％アスルビン酸水溶液８６．８ｇからなる開始剤類を添加した。９０℃７時間反応を継続してスチレンアクリルポリマーからなる乳化液▲１▼を得た。
【００１４】
（顔料分散液の作製）
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３４０ｇに水１６０ｇ、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル８ｇを添加しサンドグラインダーミルで分散処理してシアン顔料分散液▲１▼を得た。
【００１５】
（帯電制御剤分散液の作製）
４，４’−メチレンビス〔２−〔Ｎ−（４−クロロフェニル）アミド〕−３−ヒドロキシナフタレン〕４０ｇに水１６０ｇ、分散剤としてアルキルナフタレンスルフォン酸塩８ｇを添加しサンドグラインダーミルで分散処理して帯電制御剤分散液▲１▼を得た。
【００１６】
（ワックス分散液の作製）
アルキル変成シリコーン３０ｇに、水７０ｇ、アルキルナフタレンスルフォン酸塩３ｇを添加し、ホモジナイザーで分散処理してワックス分散液▲１▼を得た。
【００１７】
（トナーの凝集工程）
ポリマー分散液▲１▼３５０ｇにシアン顔料分散液▲１▼２３ｇ、帯電制御剤分散液▲１▼３．５ｇ、ワックス分散液▲１▼１０ｇを混合攪拌した。攪拌を継続いしながらこの中に５％食塩水を５０ｍｌ加え７０℃昇温し１時間攪拌を継続した。得られた粒子をコールターカウンターを用いて粒径を測定した所、体積平均径は７．１μｍであり、体積平均径／個数平均径の値は１．１６であり非常に粒度分布の優れたものであった。得られた粒子を吸引濾過した。
【００１８】
（洗浄工程）
得られた粒子を２５℃、ｐＨ１０．５のアンモニア水３５０ｍｌにいれ３０分間攪拌し、攪拌終了後濾過した。この操作を３回繰り返した後、２５℃、ｐＨ４．５の硝酸水溶液３５０ｍｌで洗浄し濾過した。この操作を２回繰り返した後イオン交換水３５０ｍｌで２回洗浄濾過を繰り返した後、乾燥してシアントナー７０ｇを得た。尚、トナー水洗浄最後の濾液のｐＨは、７．４であった。
【００１９】
＜実施例２＞
実施例１において使用するワックスをポリプロピレンワックスに変更する以外は同様にしてシアントナー６８ｇ得た。得られたトナーの体積平均径は７．１μｍであり、体積平均径／個数平均径の値は１．２１であり非常に粒度分布の優れたものであった。
【００２０】
＜実施例３−５＞
実施例２における着色剤をそれぞれＣ．Ｉ．ピグメントイエロー７４、ピグメントレッド５７、カーボンブラック（ＭＡ１００、三菱化学製）にかえた以外は、実施例２と同様にして、イエロートナー（実施例３）、マゼンタトナー（実施例４）、及びブラックトナー（実施例５）を得た。それぞれのトナーの体積平均径は、それぞれ６．５μｍ、７．３μｍ、７．４μｍであった。また、体積平均径／個数平均径は、それぞれ１．１８、１．２１、１．１５でありいずれも良好であった。
【００２１】
＜比較例１＞
実施例１の凝集工程までと同様に凝集し凝集液を濾過する事によりシアントナー粒子を得た。得られたトナー粒子をイオン交換水３５０ｍｌに入れ３０分間攪拌し、攪拌終了後濾過した。この操作を７回繰り返した後、乾燥してシアントナー６９ｇを得た。
【００２２】
＜比較例２＞
実施例１の凝集工程までと同様に凝集し凝集液を濾過する事によりシアントナー粒子を得た。
得られたトナー粒子を４０℃、ｐＨ１０．５の水酸化カリウム水溶液３５０ｍｌに入れ３０分間攪拌し、攪拌終了後濾過した。この操作を３回繰り返した後、賛意水溶液で洗浄することなく４０℃のイオン交換水３５０ｍｌに入れ洗浄濾過を７回繰り返した後、乾燥してシアントナー６９ｇを得た。
【００２３】
＜比較例３＞
実施例１の凝集工程までと同様に凝集し凝集液を濾過する事によりシアントナー粒子を得た。得られたトナー粒子をアルカリ性水溶液で洗浄することなくｐＨ４．５の硝酸水溶液３５０ｍｌに入れ３０分間攪拌し、攪拌終了後濾過した。この操作を３回繰り返した後、４０℃のイオン交換水３５０ｍｌに入れ洗浄濾過を７回繰り返した後、乾燥してシアントナー７０ｇを得た。
【００２４】
（帯電性の評価）
得られたトナー１００ｇに疎水性シリカ１ｇを外添した。このトナー９０ｇをゴムスリーブ、ウレタンブレードからなる非磁性１成分現像槽に投入した。スリーブを１２０ｒｐｍで回転させながらスリーブ上のトナーの帯電量を吸引法で測定した。
この現像槽を高温高湿度（ＨＨ）環境（温度３５℃、湿度８５％）、及び中温中湿度（ＮＮ）環境（温度２５℃、湿度５０％）に２４時間放置した後に同様にして帯電量を測定した。
洗浄法の違いによる帯電特性の違いを表−１にしめす。
また、その他のトナーの帯電特性を表−２にしめす。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
本発明の洗浄法により得られたトナーは、高温高湿下においても良好な帯電特性を示す事がわかる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の静電荷像現像用トナーは、粒度分布がシャープでかつ微細であり、耐環境特性等の他の物性も良好なトナーを簡便な製造法で歩留まり良く製造できる方法である。

Claims

少なくとも乳化重合により作製されたポリマー乳化液と着色剤分散液を混合し、２種以上の微粒子を凝集させることにより得られた静電荷像現像用トナーを、アンモニア水溶液を用いて洗浄し、次いで酸性水溶液を用いて洗浄する事を特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
アルカリ性水溶液のｐＨが、１０〜１１の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の静電荷像現像用トナーの製造法。
酸性水溶液が硝酸水溶液である事を特徴とする請求項１又は２に記載の静電荷像現像用トナーの製造法。
酸性水溶液のｐＨが、４〜６の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の静電荷像現像用トナーの製造法。
請求項１〜４のいずれかの製造法により製造された静電荷像現像用トナー。