JP5006682B2 - 電子写真用トナー - Google Patents
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Description
このような乳化凝集法においては、例えば、得られる樹脂粒子内部に溶剤等が混入しやすくこれらが蒸発した後にその部分に気泡が生じたり、重合開始剤を使用する系にあっては該開始剤から発生するガスにより粒子内部に空孔ができたり、また凝集粒子調製の際に粒子中に気泡を取り込み、その結果、得られたトナー中に空孔が形成されることがあった。
このような乳化凝集法において、トナー中の空孔に着目した技術としては、例えば、凝集剤として多価金属塩を用いて得られた、体積平均粒径D50及び体積平均粒度分布指標を特定の範囲とし、形状係数SFの平均値が105〜150の範囲にあり、かつ、断面における空孔の面積率が5.0%以下である静電潜像現像用トナーが報告されている(特許文献1参照)。また、湿式製法で得られる微粒子を溶解させない溶媒に分散させ、微粒子にストレスをかけ該微粒子を変形させる工程を経て得られる、内部空隙率5%以下の電子写真用トナー、が報告されている(特許文献2参照)。
本発明は、適正なトナー粒子の断面における、全粒子面積に対する空孔面積の比率(空孔比率)を有することにより画像カブリがなく耐久性に優れる電子写真用トナー及びその製造方法に関する。
(1)ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を、水系媒体中で1価の塩の存在下で凝集、及び合一させて得られる電子写真用トナーであって、該トナーの体積中位粒径(D50)が2〜7μmであり、トナー粒子の断面における、全粒子面積に対する空孔面積の比率(全空孔面積/粒子面積)が1.0〜6%である電子写真用トナー、及び
(2)(a)ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を、水系媒体中で1価の塩の存在下で凝集する工程、及び、(b)工程(a)で得られた粒子を結着樹脂の軟化点より40℃低い温度以上、かつ前記結着樹脂の軟化点より15℃低い温度以下温度で合一させる工程を有する、トナー粒子の断面における、粒子面積に対する全空孔面積の比率(全空孔面積/粒子面積)が1.0〜6%である電子写真用トナーの製造方法、
に関する。
本発明の電子写真用トナーについて説明する。
本発明の電子写真用トナーは、ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を、水系媒体中で1価の塩の存在下で凝集、及び合一させて得られる電子写真用トナーであって、該トナーの体積中位粒径(D50)が2〜7μmであり、トナー粒子の断面における、粒子面積に対する全空孔面積の比率(全空孔面積/粒子面積)が1.0〜6%のものである。上記範囲を逸脱する場合は、画像カブリやトナーの耐久性が十分でない。すなわち、上記範囲が6%を超える場合には、トナー内部が粗密であるために耐久性が十分でなく画像カブリも悪い。一方、上記範囲が1%未満では、耐久性はある程度確保できるものの画像カブリが悪い結果となる。従って、上記観点から、上記面積比率は、好ましくは1.0〜5%であり、より好ましくは1.0〜4%である。すなわち、本発明は、全空孔面積の比率を低下させるのみならず、その値が特定の下限値を有する特定の範囲にあることが本発明の目的を達成するうえで必要であることを見出し、この知見の基になされたものである。
すなわち、前記得られたトナー粒子の断面写真をトレーシングペーパーなどに写しとり、トナー部分を切り取り、切り取られたトレーシングペーパーの重量を測定する。その後、空孔部分を切り取り、切り取られたトレーシングペーパーの重量を測定する。得られた各重量は、各部分の面積に対応するため、これらの値からトナー粒子面積に対する全空孔面積の比率(%)を求めることができる。
ポリエステルを含む結着樹脂
結着樹脂には、トナーの定着性及び耐久性の観点から、ポリエステルが含有される。ポリエステルの含有量は、同様の観点から、結着樹脂中、50重量%以上が好ましく、60重量%以上がより好ましく、70重量%以上がより好ましく、80重量%以上が更に好ましく、実質100重量%であることが更に好ましい。
ポリエステル以外の結着樹脂としては、トナーに用いられる公知の樹脂、例えば、スチレン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙げられる。
アルコール成分としては、ポリオキシプロピレン−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレン(炭素数2〜3)オキサイド(平均付加モル数1〜16)付加物、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、水素添加ビスフェノールA、ソルビトール、又はそれらのアルキレン(炭素数2〜4)オキサイド(平均付加モル数1〜16)付加物等が挙げられる。
このアルコール成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
このカルボン酸成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
エステル化触媒としては、酸化ジブチル錫、ジオクチル酸錫等の錫化合物やチタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のチタン化合物等のエステル化触媒を使用することができる。エステル化触媒の使用量は、アルコール成分とカルボン酸成分の総量100重量部に対して、0.01〜1重量部が好ましく、0.1〜0.6重量部がより好ましい。
トナーの耐久性の観点から、ポリエステルの数平均分子量は1,000〜10,000が好ましく、2,000〜8,000がより好ましい。
さらに、本発明のトナー用結着樹脂は、定着性及び耐久性の観点から、軟化点が異なる2種類のポリエステルを含有することができ、一方のポリエステル(イ)の軟化点は70以上115℃未満が好ましく、他方のポリエステル(ロ)の軟化点のポリエステルの軟化点は115℃以上165℃以下が好ましい。ポリエステル(イ)とポリエステル(ロ)の重量比(イ/ロ)は、10/90〜90/10が好ましく、50/50〜90/10がより好ましい。
ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子(以下、「樹脂粒子」という)を分散させる水系媒体は水を主成分とするものである。環境性の観点から、水系媒体中の水の含有量は80重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましく、100重量%がさらに好ましい。
水以外の成分としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等の水に溶解する有機溶媒が挙げられる。これらのなかでは、トナーへの混入を防止する観点から、樹脂を溶解しない有機溶媒である、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコール系有機溶媒が使用できる。本発明では、実質的に有機溶剤を用いることなく、水のみを用いて結着樹脂を微粒化させることが好ましい。
本発明においては、まず、前記水系媒体中でポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を調製するが、該樹脂粒子を含む樹脂分散液の調製は、樹脂粒子の小粒径化及び得られるトナーの粒径分布のシャープさの観点から、結着樹脂を分散、乳化させて行うことが好ましい。
上記水系媒体中で結着樹脂を乳化させて得られる樹脂乳化液中における樹脂粒子には、前記結着樹脂、及び必要に応じて着色剤、離型剤、荷電制御剤などの添加剤を含有させることができる。
着色剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、20重量部以下が好ましく、0.01〜10重量部がより好ましい。
離型剤の含有量は、添加効果及び帯電性への悪影響を考慮して、結着樹脂100重量部に対して、又は着色剤を用いる場合は、結着樹脂と着色剤との合計量100重量部に対して、通常1〜20重量部程度、好ましくは2〜15重量部である。
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100重量部に対して、10重量部以下が好ましく、0.01〜5重量部がより好ましい。
前記アルカリ水溶液は1〜20重量%の濃度のものが好ましく、1〜10重量%の濃度のものがより好ましく、1.5〜7.5重量%の濃度のものが更に好ましい。用いるアルカリについては、ポリエステルが塩になったときその自己分散性能を高めるようなアルカリを用いることが好ましい。具体的には、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどの1価のアルカリ金属の水酸化物などが挙げられる。
分散後、結着樹脂のガラス転移点以上の温度で中和させた後、ガラス転移点以上の温度で水性媒体を添加して転相乳化させる事により、樹脂乳化液を製造することができる。
当該樹脂乳化液の製造に用いる水性媒体としては、前述の水系媒体と同じものを挙げることができる。
このようにして得られた樹脂乳化液の固形分濃度は、乳化液の安定性及び後で実施される凝集工程での樹脂乳化液の取扱い性、凝集の均一性の観点から、5〜50重量%が好ましく、5〜45重量%がより好ましく、10〜40重量%がさらに好ましい。
このようにして得られた樹脂乳化液における樹脂粒子の体積中位粒径(D50)は、後の凝集処理での均一な凝集を行うために、好ましくは0.02〜2μm、より好ましくは0.05〜1μm、さらに好ましくは0.05〜0.6μmである。ここで「体積中位粒径(D50)」とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径を意味する。その測定方法は後述の通りである。
通常、重縮合樹脂は重合時に脱水を伴うために原理的に水系媒体中では進行しない。しかしながら、例えば、水系媒体中にミセルを形成せしめるような界面活性剤とともに重縮合性単量体を水系媒体中に乳化せしめた場合、単量体がミセル中のミクロな疎水場に置かれることによって、脱水作用が生じ、生成した水はミセル外の水系媒体中に排出せしめ重合を進行させることができる。このようにして、低エネルギで、水系媒体に重縮合樹脂の一次粒子が乳化分散した分散液が得られる。
本発明の電子写真用トナーは、上記得られた樹脂粒子を凝集、及び合一させて得られる。凝集工程は、上記得られた樹脂粒子を1価の塩の存在下で凝集させる工程である。凝集工程は、好ましくは、水系媒体中で行う。水系媒体としては、前述の樹脂粒子の調製に用いたものと同様のものを挙げることができる。
前記1価の塩の添加は、均一な凝集を行うために、系内のpHを調整した後で、かつ結着樹脂のガラス転移点以下の温度、好ましくはガラス転移点―10℃以下の温度で行うのが望ましい。また、1価の塩は水系媒体溶液にして添加することができる。1価の塩は、一時に添加しても良いし、断続的あるいは連続的に添加してもよい。さらに、1価の塩の添加時及び添加終了後には十分な攪拌をすることが好ましい。
添加される樹脂粒子としては、特に制限はなく、前記本発明の樹脂粒子と同様にして調製されたものを使用することができる。
上記他の樹脂粒子は、結着樹脂以外に、必要に応じて着色剤、離型剤、荷電制御剤、さらには界面活性剤などの添加剤を適宜含有することができる。
上記他の樹脂粒子は、本発明の樹脂粒子と同じものであっても、異なるものであってもよい。また、この工程においては、上記他の樹脂粒子を、本発明の樹脂粒子に前述のように凝集剤を添加して得られた凝集粒子と混合させてもよい。
上記他の樹脂粒子の凝集粒子に対する添加量は、凝集粒子に対する樹脂粒子による均一な被覆を行う観点から、凝集粒子中の樹脂100重量部に対して、添加する樹脂粒子を構成する樹脂が、好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜90重量部、更に好ましくは20〜80重量部となるような量である。
当該工程においては、上記他の樹脂乳化粒子を1回又は複数回に分割して添加することができる。本発明においては、得られるトナー粒子の狭い粒度分布の達成の観点から、複数回に分割して添加することが好ましい。
前記のように他の樹脂粒子を複数回分割して添加する場合、その回数については特に制限はないが、形成される凝集粒子の粒度分布及び生産性などの観点から、2〜10回が好ましく、2〜8回がより好ましい。
上記のような操作をすることで、コア粒子の表面にシェル粒子が付着凝集したカプセル構造になり、離型剤等の流出を防止したり、カラートナーにおいて、各色間の帯電量を同レベルにすることができると考えられる。
アルキルエーテル硫酸塩としては、下記式(1)で表わされるものが好ましい。
R1−O−(CH2CH2O)pSO3M1 (1)
式中、R1はアルキル基を示し、凝集粒子への吸着性およびトナーへの残留性の観点から、好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数8〜15のアルキル基が挙げられる。pは0〜15の平均付加モル数を示し、粒径制御の観点から、好ましくは1〜10、より好ましくは1〜5の数である。M1は1価のカチオンを示し、粒径制御の観点から、好ましくはナトリウム、カリウム、アンモニウムであり、より好ましくはナトリウム、アンモニウムである。
R2−Ph−SO3M2 (2)
式中、R2は直鎖のアルキル基を示し、式(1)のR1のうち直鎖のものと同じである。Phはフェニル基、M2は1価のカチオンである。直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、硫酸ナトリウム塩が好適に用いられる。
上記界面活性剤の添加量は、凝集停止性およびトナーへの残留性の観点から、凝集粒子を構成する樹脂100重量部に対して、好ましくは0.1〜15重量部、より好ましくは0.1〜10重量部、さらに好ましくは0.1〜8重量部である。
高画質化の観点から、凝集粒子の体積中位粒径は2〜7μmであることが好ましく、2〜6μmがより好ましく、3〜6μmが更に好ましい。
得られた凝集粒子は、凝集粒子を合一させる工程(合一工程)に供される。
合一工程は、凝集工程で凝集された粒子を合一させる工程である。
本発明においては、前記凝集工程で得られた凝集粒子を、中和した結着樹脂の軟化点−40℃以上、かつ結着樹脂の軟化点−15℃以下の温度に加熱して合一させることが好ましい。このときの加熱温度は、目的とするトナーの粒径、粒度分布、形状制御、及び凝集粒子の融着性の観点から、結着樹脂の軟化点−40℃以上、結着樹脂の軟化点−18℃以下であることが好ましく、結着樹脂の軟化点−40℃以上、結着樹脂の軟化点−20℃以下であることが更に好ましい。具体的には、合一温度は、上記観点から、70〜110℃であることが好ましく、75〜100℃であることがより好ましい。また、攪拌速度は凝集粒子が沈降しない速度が好ましい。
また、乾燥工程では、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、冷凍乾燥法、フラッシュジェット法等、任意の方法を採用することができる。トナー母粒子の乾燥後の水分含量は、トナー母粒子の帯電性の観点から、好ましくは1.5重量%以下、さらには1.0重量%以下に調整することが好ましい。
高画質化の観点から、合一粒子の体積中位粒径(D50)は2〜7μmであることが好ましく、2〜6μmがより好ましく、3〜6μmが更に好ましい。
本発明の電子写真用トナーは、上述のように、ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を、水系媒体中で1価の塩の存在下で凝集、及び合一させて得られるものであって、該トナーの体積中位粒径(D50)が2〜7μmであり、トナー粒子の断面における、粒子面積に対する全空孔面積の比率(全空孔面積/粒子面積)が1.0〜6%である。
トナー粒子の体積中位粒径(D50)は2〜7μmであるが、高画質化、及び高速化の観点から、2〜6μmがより好ましく、3〜6μmが更に好ましい。また、トナー粒子の粒度分布(CV値)については、35以下が好ましく、より好ましくは30以下である。CV値は粒度分布の標準偏差/体積平均粒径(D4)×100で示す。本発明において体積平均粒径(D4)とは、体積分率で計算した平均粒径を意味する。
トナーの軟化点は、低温定着性の観点から、60〜140℃であることが好ましく、より好ましくは60〜130℃、さらに好ましくは60〜120℃である。また、ガラス転移点は、耐久性の観点から、30〜80℃が好ましく、40〜70℃がより好ましい。なお、軟化点及びガラス転移点の測定方法は、樹脂におけるこれらの測定方法に準ずる。
外添剤の配合量は、外添剤による処理前のトナー100重量部に対して、1〜5重量部が好ましく、1.5〜3.5重量部がより好ましい。
本発明により得られる電子写真用トナーは、一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分系現像剤として使用することができる。
本発明はまた、(a)ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を、水系媒体中で1価の塩の存在下で凝集する工程、及び、(b)工程(a)で得られた粒子を前記結着樹脂の軟化点−40℃以上、かつ前記結着樹脂の軟化点−15℃以下の温度で合一させる工程を有する、トナー粒子の断面における、粒子面積に対する全空孔面積の比率(全空孔面積/粒子面積)が1.0〜6%である電子写真用トナーの製造方法、に関する。
上記(a)、(b)各工程及び粒子面積に対する全空孔面積の比率については、前述の通りである。
[樹脂及びトナーの酸価]
JIS K0070に従って測定する。但し、測定溶媒をアセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))とした。
(1)軟化点
フローテスター(島津製作所、「CFT−500D」)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。温度に対し、フローテスターのブランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とする。
(2)ガラス転移点
示差走査熱量計(セイコー電子工業社製、DSC210)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で−10℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/分で測定する。軟化点より20℃以上低い温度でピークが観測される場合にはそのピークの温度を、また軟化点より20℃以上低い温度でピークが観測されずに段差が観測されるときは該段差部分の曲線の最大傾斜を示す接線と該段差の低温側のベースラインの延長線との交点の温度を、ガラス転移点として読み取る。
以下の方法により、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分子量分布を測定し、数平均分子量を算出する。
(1)試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mlになるように、樹脂をクロロホルムに溶解させる。次いで、この溶液をポアサイズ2μmのフッ素樹脂フィルター[住友電気工業(株)製、「FP−200」]を用いて濾過して不溶解成分を除き、試料溶液とする。
(2)分子量分布測定
下記装置を用いて、クロロホルムを毎分1mlの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させる。そこに試料溶液100μlを注入して測定を行う。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出する。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレン(東ソー(株)製の2.63×103、2.06×104、1.02×105、ジーエルサイエンス社製の2.10×103、7.00×103、5.04×104)を標準試料として作成したものを用いる。
測定装置:CO−8010(東ソー社製)
分析カラム:GMHLX+G3000HXL(東ソー社製)
(1)測定装置:レーザー散乱型粒径測定機(堀場製作所製、LA−920)
(2)測定条件:測定用セルに蒸留水を加え、吸光度を適正範囲になる温度で体積中位粒径(D50)および体積平均粒径(D4)を測定する。
粒度分布は、CV値(粒度分布の標準偏差/体積平均粒径(D4)×100)で示す。
赤外線水分計(株式会社ケツト科学研究所:FD−230)を用いて、乳化液5gを乾燥温度150℃,測定モード96(監視時間2.5分/変動幅0.05%)にて、ウェットベースの水分%を測定する。固形分は下記の式に従って算出した。
固形分(%)=100−M
M:ウェットベース水分(%)=[(W−W0)/W]×100
W:測定前の試料重量(初期試料重量)
W0:測定後の試料重量(絶対乾燥重量)
・測定機:コールターマルチサイザーII(ベックマンコールター社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:コールターマルチサイザーアキュコンプバージョン1.19(ベックマンコールター社製)
・電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
・分散液:エマルゲン109P(花王社製、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、HLB:13.6)を5重量%濃度となるように前記電解液に溶解させて分散液を得る。
分散条件:前記分散液5mLに測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を作製する。
測定条件:前記試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒度分布から体積中位粒径(D50)、体積平均粒径(D4)を求める。
・粒度分布は、CV値(粒度分布の標準偏差/体積平均粒径(D4)×100)で示す。
トナーを水溶性樹脂(木工用ボンド)で包埋し、試料台(スペシメンキャリア)上に載せる。乾燥後、ウルトラミクロトーム(LEICA製、ULTRACUT R)を用い断面を作製し、四酸化オスミウムで染色する。染色した試料をウルトラミクロトームを用い、−110℃に冷却したダイヤモンドナイフで、トナーの超薄切片(膜厚100nm)を作製した。
温度 試料 −120℃
ダイヤモンドナイフ −110℃
クライオチャンバー −120℃
透過型電子顕微鏡(TEM)(日本電子製、JEM−2100)を用いて、加速電圧80kVでトナー断面の写真を得た後、得られたトナー断面写真をトレーシングペーパーなどに写しとり、トナー部分を切り取り、切り取られたトレーシングペーパーの重量を測定する。その後、空孔部分を切り取り、切り取られたトレーシングペーパーの重量を測定する。得られた各重量は、各部分の断面積に対応するため、これらの値からトナーの断面における全空孔の面積比率(%)を求めた。この測定を無作為に抽出した10個の粒子について行い、その平均値を空孔面積比率(%)とした。
Micromeritics FlowSorbIII(島津製作所社製)を用いて、下記条件でBET比表面積を測定した。
・トナーサンプル量:約0.1g
・脱気条件:40℃、10分間
・吸着ガス:窒素ガス
以下の条件で、個数平均円形度を求めた
・分散液の調製:ポリオキシエチレンラウリルエーテル水溶液(花王社製、エマルゲン109P HLB13.6、5重量%水溶液)5mlにトナー50mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させたのち、蒸留水20mlを添加し、さらに超音波分散機にて1分間分散させトナーの分散液を得た。
・測定装置:フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製FIPA−3000)
・測定モード:HPF測定モード
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン8,320g、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン80g、テレフタル酸1,592g及びジブチル錫オキサイド(エステル化触媒)32g窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、常圧(101.3kPa)下230℃で5時間反応させ、更に減圧下で反応させた。210℃に冷却し、フマル酸1672g、ハイドロキノン8gを加え、5時間反応させた後に、更に減圧下で反応させて、ポリエステル樹脂Aを得た。ポリエステルAの軟化点は110℃、ガラス転移点は66℃、酸価は24.4mgKOH/g、数平均分子量は3,760であった。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1750g、ポリオキシエチレン(2.0)−2、2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1625g、テレフタル酸1145g、ドデセニルコハク酸無水物161g、トリメリット酸無水物480g及び2−エチルヘキサン酸スズ26gを窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、220℃で攪拌し、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が120℃に達するまで反応させて、ポリエステル樹脂Bを得た。ポリエステルBの軟化点は121℃、ガラス転移点は65℃、酸価は21mgKOH/g、数平均分子量は3,394であった。
製造例1で得たポリエステルAの微粉末70重量部及び大日精化製銅フタロシアニンのスラリー顔料(ECB−301:固形分46.2重量%)を顔料分30重量部になるようにヘンシェルミキサーに仕込み5分間混合し湿潤させた。次にこの混合物をニーダー型ミキサーに仕込み徐々に加熱した。ほぼ90〜110℃にて樹脂が溶融し、水が混在した状態で混練し、水を蒸発させながら20分間90〜110℃で混練を続けた。
更に120℃にて混練を続け残留している水分を蒸発させ、脱水乾燥させた。更に120〜130℃にて10分間混練を続けた。冷却後更に加熱三本ロールにより混練し、冷却、粗砕して青色顔料を30重量%の濃度で含有する高濃度着色組成物の粗砕品(マスターバッチA)を得た。これをスライドグラスに乗せて加熱溶融させて顕微鏡で観察したところ、顔料粒子は全て微細に分散しており、粗大粒子は認められなかった。
5リットル容のステンレス釜で、ポリエステル樹脂A 320g、ポリエステル樹脂B 210g、マスターバッチA 100g(ポリエステル樹脂A、ポリエステル樹脂B及びマスターバッチAに用いた樹脂を前記配合割合で混合溶融した樹脂の軟化点は114℃、ガラス転移点は64℃であった)、及び、ノニオン性界面活性剤「エマルゲン120(花王社製)」ポリオキシエチレン(13mol)ラウリルエーテル(HLB:15.3)120gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、120℃で溶融させた。内容物を98℃に安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、5重量%水酸化カリウム水溶液139gを5mL/minで滴下した。続いて、脱イオン水1867gを6mL/minで滴下した。また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は98℃に保持した。冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、樹脂乳化液Aを得た。得られた樹脂乳化液A中の樹脂微粒子の体積中位粒径(D50)は0.13μm、固形分濃度は28重量%であった。
5リットル容のステンレス釜で、ポリエステル樹脂A 800g、ポリエステル樹脂B 525g、マスターバッチA 250g(ポリエステル樹脂A、ポリエステル樹脂B及びマスターバッチAに用いた樹脂を前記配合割合で混合溶融した樹脂の軟化点は114℃、ガラス転移点は64℃であった)、及び、アニオン性界面活性剤「ネオペレックス G−15(花王社製)」ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(固形分:15重量%)100g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン 430(花王社製)」ポリオキシエチレン(26mol)オレイルエーテル(HLB:16.2)15g、及び5重量%水酸化カリウム水溶液689gをカイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、25℃で分散させた。内容物を95℃で安定させ、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下で2時間保持した。続いて、カイ型の攪拌機で200r/minの攪拌下、脱イオン水を15g/minで滴下し、合計2845gを添加した。また、脱イオン水を滴下する間、系内の温度は95℃に保持した。冷却後、150メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、樹脂乳化液Bを得た。得られた樹脂乳化液B中の樹脂微粒子の体積中位粒径(D50)は0.15μm、固形分濃度は31重量%であった。
1リットル容のビーカーで、脱イオン水400gにアルケニルコハク酸ジカリウム水溶液「ラテムルASK(花王(株)社製)、有効濃度28%」3.57gを溶解させた後、カルナウバロウワックス(加藤洋行社製、融点85℃)100gを分散させた。この分散液を90〜95℃に温度を保持しながら、Ultrasonic Homogenizer600W (日本精機社製)で30分間分散処理を行い、離型剤分散液Cを得た。得られた分散液C中の離型剤の体積中位粒径(D50)は0.47μm、CV値は26、固形分濃度は22重量%であった。
(a)凝集工程
(a-1)コア粒子の調整
樹脂乳化液B 200g、離型剤分散液C 15g、脱イオン水55gを脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した2リットル容四つ口フラスコに入れ、室温下混合した。次に、カイ型の攪拌機で攪拌下、この混合物に硫酸アンモニウム(シグマアルドリッチジャパン社製 特級)14gを112gの脱イオン水に溶解させた水溶液を室温で10分かけて滴下した。その後、混合分散液を54℃まで昇温し凝集粒子(コア粒子)を形成させた。
(a-2)シェル粒子の添加
コア粒子に54℃で3時間保持した(コア粒子の調整)。樹脂乳化液B 20gと脱イオン水6gを混合したものを25分間で滴下し、その後54℃で20分間保持した。この操作をさらに2回繰り返した。
その後、さらに、樹脂乳化液B 20gと脱イオン水6gを混合したもの、及び、硫酸アンモニウム1.4gを脱イオン水18gに溶解させた水溶液を別々にかつ同時に25分間で滴下し、その後54℃で20分間保持した。この操作をさらに1回繰り返した。
その後、ポリオキシエチレン(2モル)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム水溶液(固形分:28重量%)17gを脱イオン水150gで希釈した水溶液を添加して凝集粒子を形成した。この時、凝集粒子の体積中位粒径(D50)は5.1μm、CV値は26であった。
凝集粒子を形成した後、77℃まで昇温した。77℃で1時間保持した後、室温まで冷却した。この間で、トナー形状が凝集粒子から合一粒子へ変化した。合一粒子の体積中位粒径(D50)は5.0μm、CV値は27であった。
合一粒子を含有した分散液を、吸引ろ過工程、洗浄工程及び乾燥工程を経てトナー母粒子を得た。このトナー母粒子100重量部に対して1.0重量部の疎水性シリカ(キャボット社製、キャボシールTS720)をヘンシェルミキサーを用いて外添し、シアントナー1とした。シアントナー1の体積中位粒径(D50)は4.8μm、CV値は26であった。酸価は16.4mgKOH/g、空孔面積比率は3.9%、BET比表面積は2.1m2/g、円形度は0.962であった。
(a)凝集工程
(a-1)コア粒子の調整
樹脂分散液B 500g、離型剤分散液C 39g、脱イオン水142gを脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した2リットル容四つ口フラスコに入れ、室温下混合した。次に、カイ型の攪拌機で攪拌下、この混合物に硫酸アンモニウム(シグマアルドリッチジャパン社製 特級)25gを252gの脱イオン水に溶解させた水溶液を室温で10分かけて滴下した。その後、混合分散液を60℃まで昇温し凝集粒子(コア粒子)を形成させ、60℃で3時間保持した。
コア粒子に樹脂分散液B 50gと脱イオン水14gを混合したものを40分間で滴下し、その後60℃で20分間保持した。この操作をさらに2回繰り返した。
その後、さらに、分散液B50gと脱イオン水14gを混合したもの、及び、硫酸アンモニウム2.5gを脱イオン水43gに溶解させた水溶液を別々に同時に40分間で滴下し、その後60℃で20分間保持した。この操作をさらに1回繰り返した。
その後、ポリオキシエチレン(2モル)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム水溶液(固形分:28重量%)42gを脱イオン水378gで希釈した水溶液を添加して凝集粒子を形成した。この時、凝集粒子の体積中位粒径(D50)は5.9μm、CV値は24であった。
凝集粒子を形成した後、80℃まで昇温した。80℃で1時間保持した後、室温まで冷却した。この間で、トナー形状が凝集粒子から合一粒子へ変化した。合一粒子の体積中位粒径(D50)は5.8μm、CV値は23であった。
合一粒子を含有した分散液を、吸引ろ過工程、洗浄工程及び乾燥工程を経てトナー母粒子を得た。このトナー母粒子100重量部に対して1.0重量部の疎水性シリカ(キャボット社製、キャボシールTS720)をヘンシェルミキサーを用いて外添し、シアントナー2とした。シアントナー2の体積中位粒径(D50)は5.7μm、CV値は26であった。酸価は18.9mgKOH/g、空孔面積比率は2.6%、BET比表面積は1.9m2/g、円形度は0.969であった。
樹脂分散液A 500gを脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した2リットル容四つ口フラスコに入れ、カイ型の攪拌機で攪拌下、5重量%塩化カルシウム水溶液33.8gを4mL/minで滴下した。2時間かけて80℃に加熱し、80℃で4時間保持して合一粒子を作製した。合一粒子の体積中位粒径(D50)は7.0μm、CV値は27であった。
合一粒子を含有した分散液を、吸引ろ過工程、洗浄工程及び乾燥工程を経て着色樹脂粒子粉末を得た。この着色樹脂微粒子粉末100重量部に対して1.0重量部の疎水性シリカ(キャボット社製、キャボシールTS720)、をヘンシェルミキサーを用いて外添し、シアントナー3とした。シアントナー3の体積中位粒径(D50)は6.9μm、CV値は26であった。酸価は6.1mgKOH/g、空孔面積比率は0.5%、BET比表面積は1.5m2/g、円形度は0.987であった。
実施例1において、合一温度を77℃から70℃に変えた以外は、実施例1と同様にして対応するトナー4を調整した。シアントナー4の体積中位粒径(D50)は4.6μm、CV値は25であった。酸価は15.6mgKOH/g、空孔面積比率は12.6%、BETは2.6m2/g、円形度は0.962であった。
[紙面カブリ]
非磁性一成分現像装置「MICROLINE 5400」(沖データ社製)にトナーを実装し、標準の現像バイアスで定着画像を印刷した。印刷後、紙面上のカブリの程度を、ブランクの白色度との差(ΔE1)を測定し、紙面上のカブリの程度を評価した。ΔE1が小さいほど良好である。
非磁性一成分現像装置「MICROLINE 5400」(沖データ社製)にトナーを実装し、標準の現像バイアスで未定着画像を印刷した。印刷後、感光体上のカブリをメンディングテープで採取し、ブランクの白色度との差(ΔE2)を測定し、感光体カブリの程度を評価した。ΔE2がが小さいほど良好である
得られたトナーに関して、非磁性1成分の電子写真プリンタの現像器にトナー80gを装着させて、単独で現像器が実際のスピードと同様に攪拌回転する様に治具を作製し、30分攪拌した時、現像ロール上にスジの発生している様子を観察し、下記基準で評価した。
評価基準
4:スジが2本以内
3:スジが3本〜5本
2:スジが6本〜10本
1:スジが11本以上
Claims (5)
- (a)水の含有量が100重量%である水性媒体中でポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を調製し、このポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を、水の含有量が100重量%である水系媒体中で1価の塩の存在下で凝集する工程、及び、
(b)工程(a)で得られた粒子を結着樹脂の軟化点より40℃低い温度以上、かつ前記結着樹脂の軟化点より15℃低い温度以下の温度で合一させる工程
を有する、トナー粒子の断面における、粒子面積に対する全空孔面積の比率(全空孔面積/粒子面積)が1.0〜6%である電子写真用トナーの製造方法。 - (a)工程において、ガラス転移点以上の温度にした結着樹脂に水の含有量が100重量%である水性媒体を添加して転相乳化させることにより、ポリエステルを含む結着樹脂を含有する粒子を調製する、請求項1に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 前記トナーの体積中位粒径(D50)が2〜7μmである請求項1又は2に記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 前記トナーのBET比表面積が1.4〜3m 2 /gである、請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
- 前記トナーの円形度が0.950〜0.985である、請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真用トナーの製造方法。
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