JP5500126B2 - 静電荷像現像用トナーの製造方法 - Google Patents
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Description
中でも乳化凝集法は、乳化重合などによって製造された結着樹脂よりなる結着樹脂微粒子の分散液を、必要に応じて他の着色剤微粒子などのトナー粒子構成成分の分散液と混合し、凝集剤の添加によってこれらを凝集させ、必要に応じて凝集停止剤を添加して粒径制御を行い、さらに結着樹脂微粒子間の融着によって形状制御を行ない、トナー粒子を製造する方法である。
凝集剤としてポリシリカ鉄を用いる場合、当該ポリシリカ鉄は鉄とシリカを主成分とする化合物であって鉄塩の電荷中和反応と重合ケイ酸による架橋作用を生じることから、少量で所望のトナー粒子を得ることができる。
結着樹脂からなる結着樹脂微粒子が分散された水系媒体中に、遷移元素を含有する化合物からなる凝集剤を添加することにより、当該結着樹脂微粒子を凝集させる凝集工程、および、前記結着樹脂微粒子が凝集されている水系媒体中に、前記凝集剤に対して還元作用を示す硫黄原子含有化合物からなる凝集停止剤を添加する凝集停止工程を有し、
前記凝集停止剤が、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化水素、亜硫酸、二酸化硫黄、ピロ亜硫酸ナトリウム、亜二チオン酸、亜二チオン酸ナトリウム、二酸化チオ尿素、α−ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウムおよびα−ヒドロキシメタンスルフィン酸亜鉛より選ばれる硫黄原子含有化合物からなることを特徴とする。
また、本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法においては、前記凝集剤が、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、リン酸二水素マンガン、塩化第2鉄、臭化第2鉄、ヨウ化第2鉄、硫酸第1鉄、硫酸第2鉄、ポリ硝酸第2鉄、硝酸第1鉄、硝酸第2鉄、ポリシリカ鉄、塩化コバルト、塩化チタン、硫酸チタン、塩化ニッケル、臭化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、塩化銅、臭化銅、硫酸銅および硝酸銅より選ばれる金属塩からなるものであることが好ましい。
また、本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法においては、前記凝集剤が、Feの塩であることが好ましい。
本発明のトナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂を含有し、必要に応じて着色剤や離型剤、荷電制御剤なども含有するトナー粒子からなるトナーを製造する方法であって、結着樹脂からなる結着樹脂微粒子が分散された水系媒体中に、遷移元素を含有する化合物からなる凝集剤を添加することにより、当該結着樹脂微粒子を凝集させた凝集粒子を成長させる凝集工程、および、結着樹脂微粒子が凝集されている水系媒体中に、凝集剤に対して還元作用を示す硫黄原子含有化合物からなる凝集停止剤(以下、「特定の凝集停止剤」ともいう。)を添加することにより、凝集粒子の成長を停止させる凝集停止工程を有する方法である。
(1)水系媒体中に着色剤微粒子が分散されてなる分散液を調製する着色剤微粒子分散液調製工程、
(2)水系媒体中に、必要に応じて離型剤、荷電制御剤などの内添剤を含有した結着樹脂微粒子が分散されてなる分散液を調製する結着樹脂微粒子分散液調製工程、
などの工程により着色剤微粒子、結着樹脂微粒子を作製した後、本発明の要件である、
(3)結着樹脂微粒子および着色剤微粒子、並びに必要に応じてその他のトナー構成成分の微粒子を、水系媒体中において、遷移元素を含有する化合物からなる凝集剤を添加することにより凝集させて凝集粒子を成長させる凝集工程、
(4)水系媒体中に特定の凝集停止剤を添加して凝集を停止させて凝集粒子の成長を停止させる凝集停止工程
を経て、凝集粒子を作製した後、さらに、
(5)凝集粒子を熱エネルギーにより熟成させて形状を制御し、トナー粒子を得る熟成工程、
(6)水系媒体からトナー粒子を濾別し、当該トナー粒子から凝集剤、凝集停止剤、界面活性剤などを除去する濾過、洗浄工程、
(7)洗浄処理されたトナー粒子を乾燥する乾燥工程
などの工程を経ることによってトナー粒子を製造し、必要に応じて、
(8)乾燥処理されたトナー粒子に外添剤を添加する外添剤添加工程
を加えることができる。
この着色剤微粒子分散液調製工程は、トナー粒子に着色剤を導入する場合に、必要に応じて行うものである。
着色剤微粒子の分散液は、水系媒体中に着色剤を分散させることにより得られる。
分散の方法としては、分散機を用いるなど、公知の種々の方法を採用することができる。
着色剤微粒子の分散液における着色剤微粒子の平均粒径は、体積基準のメジアン径で例えば10〜300nmの範囲にあることが好ましい。なお、体積基準のメジアン径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定されるものである。
本発明に係る製造方法によって得られるトナーに含有される着色剤としては、カーボンブラック、黒色酸化鉄、染料、顔料などの公知の種々の着色剤を用いることができる。
カーボンブラックとしては、例えばチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどが挙げられ、黒色酸化鉄としては、例えばマグネタイト、ヘマタイト、三酸化チタン鉄などが挙げられる。
染料としては、例えばC.I.ソルベントレッド1、同49、同52、同58、同63、同111、同122、C.I.ソルベントイエロー19、同44、同77、同79、同81、同82、同93、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.ソルベントブルー25、同36、同60、同70、同93、同95などが挙げられる。
顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド5、同48:1、同48:3、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同139、同144、同149、同150、同166、同177、同178、同222、同238、同269、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー14、同17、同74、同93、同94、同138、同155、同156、同158、同180、同185、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントブルー15:3、同60などが挙げられる。
各色のトナーを得るための着色剤は、各色について、1種単独で、または2種以上を組み合わせて使用することができる。
結着樹脂微粒子は、トナーの技術分野において公知の製造方法、例えば、乳化重合法、転相乳化法、懸濁重合法、溶解懸濁法などにより製造することができる。中でも、乳化重合法による製造が好ましい。
乳化重合法においては、結着樹脂を得るための重合性単量体を水系媒体中に分散させて乳化粒子を形成した後、重合開始剤を投入して重合性単量体を重合させることにより、結着樹脂微粒子が形成される。
トナー粒子を構成する結着樹脂としては、スチレン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン−(メタ)アクリル系共重合体樹脂、オレフィン系樹脂などのビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリスルフォン、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、尿素樹脂などの公知の種々の樹脂を用いることができる。これらは1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
(1)スチレンあるいはスチレン誘導体
スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンおよびこれらの誘導体など。
(2)メタクリル酸エステル誘導体
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−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルおよびこれらの誘導体など。
(3)アクリル酸エステル誘導体
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸フェニルおよびこれらの誘導体など。
(4)オレフィン類
エチレン、プロピレン、イソブチレンなど。
(5)ビニルエステル類
プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルなど。
(6)ビニルエーテル類
ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルなど。
(7)ビニルケトン類
ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトンなど。
(8)N−ビニル化合物類
N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンなど。
(9)その他
ビニルナフタレン、ビニルピリジン等のビニル化合物類、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸あるいはメタクリル酸誘導体など。
カルボキシル基を有する重合性単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステルなどが挙げられる。また、スルフォン酸基を有する重合性単量体としては、スチレンスルフォン酸、アリルスルフォコハク酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルフォン酸などが挙げられる。さらに、リン酸基を有する重合性単量体としてはアシドホスホオキシエチルメタクリレートなどが挙げられる。
多価カルボン酸およびその誘導体としては、2価以上のカルボン酸、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、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、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデシルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−オクテニルコハク酸などのジカルボン酸類;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類;トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上のカルボン酸類;これらの酸無水物、あるいは酸塩化物などを挙げることができる。これらは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、多価アルコールおよびその誘導体としては、2価以上のアルコール、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、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−ブチレンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタングリコール、1,6−ヘキサングリコール、1,7−ヘプタングリコール、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、ピナコール、シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘキサン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−1,4−ジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールZ、水素添加ビスフェノールAなどのジオール類;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、ソルビトール、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなどの3価以上の多価脂肪族アルコール類;上記3価以上の多価脂肪族アルコール類のアルキレンオキサイド付加物などを挙げることができる。これらは、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
結着樹脂微粒子分散液調製工程において重合開始剤を使用する場合、従来公知の種々のものを用いることができる。重合開始剤の具体例としては、例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなど)が好ましく用いられる。その他、アゾ系化合物(4,4’−アゾビス4−シアノ吉草酸およびその塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩など)、パーオキシド化合物、アゾビスイソブチロニトリルなどを用いてもよい。
水系媒体には、界面活性剤が添加されていてもよく、界面活性剤としては、従来公知の種々のアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン界面活性剤などを用いることができる。
結着樹脂微粒子分散液調製工程においては、結着樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては特に限定されるものではなく、例えば2−クロロエタノール、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタンおよびスチレンダイマーなどを挙げることができる。
結着樹脂微粒子の体積基準のメジアン径は、電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定されるものである。
本発明に係る製造方法によって得られるトナー粒子中に離型剤が含有される場合においては、離型剤として、特に限定されず、例えば、ポリエチレンワックス、酸化型ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリプロピレンワックス、カルナウバワックス、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャトロプシュワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、脂肪酸エステルなどを用いることができる。
トナー粒子中における離型剤の含有割合としては、結着樹脂100質量部に対して通常0.5〜25質量部とされ、好ましくは3〜15質量部とされる。
トナー粒子中に荷電制御剤が含有される場合においては、荷電制御剤として、公知の種々の化合物を用いることができる。
トナー粒子中における荷電制御剤の含有割合としては、結着樹脂100質量部に対して通常0.1〜10質量部とされ、好ましくは0.5〜5質量部とされる。
凝集工程においては、結着樹脂微粒子および着色剤微粒子、並びに必要に応じてその他のトナー構成成分の微粒子が分散された水系媒体に、凝集剤を加え、凝集により結着樹脂微粒子を成長させて凝集粒子を得る工程である。この凝集工程において、その終始もしくは適宜の間にわたって、結着樹脂微粒子のガラス転移点以上で加熱して凝集粒子を融着させてもよい。
本発明においては、凝集剤として遷移元素を含有する化合物が使用される。
本発明において、遷移元素とは、元素周期表において3族から11族に属する元素のことをいう。
このポリシリカ鉄によれば、鉄由来の電荷中和作用と重合ケイ酸による架橋作用により、塩化第二鉄などの他の鉄系凝集剤を単独で使用した場合よりも高い凝集力が発揮される。
ポリシリカ鉄としては、シリカと鉄のモル比(Si/Fe)が0.25〜3.0の範囲のものが好ましく、凝集粒子の粒度分布の制御性の観点から、0.25〜1.0の範囲のものを使用することが特に好ましい。
ポリシリカ鉄は1種単独で、または2種以上を組み合わせて使用してもよい。
凝集停止工程は、上記の凝集工程において凝集粒子が所望の粒子径になった時点で特定の凝集停止剤を水系媒体に添加することにより、水系媒体における微粒子間の凝集力を低下させて粒径成長を停止させる工程である。
本発明のトナーの製造方法に用いられる特定の凝集停止剤は、凝集剤に対して還元作用を示す硫黄原子含有化合物とされる。
また、前述の凝集剤にはそれ自身が褐色などの色を呈しているものもあり、得られたトナーに色濁りを来すことがあるが、特定の凝集停止剤を添加することにより、凝集剤の遷移元素が還元されることによって、得られたトナーの色濁りが抑制されるという効果も得られる。
特定の凝集停止剤としては、具体的には、例えばチオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化水素、亜硫酸、二酸化硫黄、ピロ亜硫酸ナトリウム、亜二チオン酸、亜二チオン酸ナトリウム、二酸化チオ尿素、α−ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム(ロンガリットC:NaHSO2 ・CH2 O)およびα−ヒドロキシメタンスルフィン酸亜鉛(ロンガリットZ:ZnHSO2 ・CH2 O)などを用いることができ、特に、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウムは、とりわけ凝集剤の還元作用が強く、トナー粒径制御性および粒度分布の先鋭化が効果的に図られると共に、帯電特性が向上する点から、これらを用いることが好ましい。
これらの凝集停止剤は、1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
熟成工程は、必要に応じて行われるものであって、当該熟成工程においては、凝集粒子を熱エネルギーにより所望の形状になるまで熟成させる熟成処理が行われる。
濾過、洗浄工程は、一般的に行われる公知のトナー粒子の製造方法における濾過、洗浄工程に従って行うことができる。
この濾過、洗浄工程において、具体的な濾過、洗浄を行う時点でのトナー粒子分散液のpHは、1.0〜5.0に調整されていることが好ましい。このようなpHに調整されていることによって、トナー粒子中に取り込まれなかった凝集剤、界面活性剤、着色剤などを効果的に洗浄して除去することができる。
この乾燥工程は、一般的に行われる公知のトナー粒子の製造方法における乾燥工程に従って行うことができる。
上記のトナー粒子は、そのままトナーとして用いることができるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、当該トナー粒子に、いわゆる流動化剤、クリーニング助剤などの外添剤を添加した状態で使用してもよい。
流動化剤としては、例えば、数平均1次粒子径が10〜1000nm程度の、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅、酸化鉛、酸化アンチモン、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸亜鉛、フェライト、ベンガラ、フッ化マグネシウム、炭化ケイ素、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ジルコニウム、マグネタイト、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム微粒子、ステアリン酸亜鉛などよりなる無機微粒子などが挙げられる。
これら無機微粒子はシランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイルなどによって、トナー粒子の表面への分散性向上、環境安定性向上のために、表面処理が行われていることが好ましい。
クリーニング助剤としては、例えば、数平均1次粒子径が10〜2000nm程度の、ポリスチレン微粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、スチレン−メチルメタクリレート共重合体微粒子などの有機微粒子が挙げられる。
外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
これらの外添剤の添加量は、その合計の添加量がトナー粒子100質量部に対して好ましくは0.05〜5質量部、より好ましくは0.1〜3質量部とされる。
外添剤の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、コーヒーミルなどの機械式の混合装置を使用することができる。
トナーの平均粒径は、例えば体積基準のメジアン径で3〜8μmであることが好ましく、より好ましくは5〜8μmである。この平均粒径は、製造時において使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、結着樹脂の組成などによって制御することができる。
体積基準のメジアン径が上記の範囲にあることにより、1200dpiレベルの非常に微小なドット画像を忠実に再現することなどができる。
トナー粒子の体積基準の粒度分布における変動係数(Cv値)は、2〜22%であること好ましく、より好ましくは5〜20%である。
体積基準の粒度分布における変動係数(Cv値)は、トナー粒子の粒度分布における分散度を体積基準で表したもので、下記式(Cv)によって定義されるものである。
式(Cv):Cv値(%)=(個数粒度分布における標準偏差)/(個数粒度分布におけるメジアン径)×100
このCv値の値が小さい程、粒度分布がシャープであることを示し、トナー粒子の大きさが揃っていることを意味する。すなわち、Cv値が上記範囲にあることにより、大きさの揃ったトナー粒子が得られることになるので、デジタル方式による画像形成で求められる微細なドット画像や細線をより高精度に再現することが可能である。また、写真画像を形成する場合において、大きさの揃った小径トナーを用いることにより、印刷インクで作製された画像レベルまたはそれ以上の高画質の写真画像を形成することができる。
また、このトナーを構成する個々のトナー粒子について、帯電特性の安定性、低温定着性の観点から、平均円形度が0.930〜1.000であることが好ましく、0.950〜0.995であることがより好ましい。
平均円形度が上記の範囲であることにより、個々のトナー粒子が破砕しにくくなって摩擦帯電付与部材の汚染が抑制されてトナーの帯電性が安定し、また、記録材に転写されたトナー層におけるトナー粒子の充填密度が高くなって定着性が向上し、定着オフセットが発生しにくくなる。
式(y):円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子役影像の周囲長)
以上のように得られたトナーは、磁性または非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来から公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる分散型キャリアなど用いてもよい。
キャリアの体積基準のメジアン径としては20〜100μmであることが好ましく、さらに好ましくは25〜80μmとされる。キャリアの体積基準のメジアン径は、代表的には湿式分散機を備えたレーザ回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック(SYMPATEC)社製)により測定することができる。
例えば、本発明のトナーの製造方法は、結着樹脂が含有されたコア粒子とその外周面を被覆するシェル樹脂よりなるシェル層とよりなるコア−シェル構造のトナー粒子からなるトナーの製造に適用することもできる。
また、結着樹脂微粒子のガラス転移点(Tg)は、「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いて測定した。
(第1段重合)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、乳化剤としてドデシル硫酸ナトリウム8gをイオン交換水3Lに溶解させた溶液を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた後、重合開始剤として過硫酸カリウム10gをイオン交換水200gに溶解させた溶液を添加し、再度液温80℃とし、スチレン480g、n−ブチルアクリレート250g、メタクリル酸68.0gおよびn−オクチル−3−メルカプトプロピオネート16.0gの混合物を1時間かけて滴下後、80℃で2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子a1が分散されてなる樹脂微粒子分散液〔a1〕を調製した。
(第2段重合)
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、乳化剤としてポリオキシエチレン−2−ドデシルエーテル硫酸ナトリウム7gをイオン交換水800mLに添加したした溶液を仕込み、98℃に加熱後、上記の樹脂微粒子分散液〔a1〕260gと、スチレン245g、n−ブチルアクリレート120g、n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート1.5g、パラフィンワックス(融点62℃)20gおよびマイクロクリスタリンワックス(融点82℃)180gを90℃で溶解混合させた単量体溶液とを添加し、循環経路を有する機械式分散機「CREARMIX」(エム・テクニック社製)により1時間混合分散させて、モノマー乳化液を調製した。
次いで、このモノマー乳化液に、重合開始剤(過硫酸カリウム)6gをイオン交換水200mLに溶解させた溶液を添加し、この系を82℃で1時間にわたって加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子a2が分散されてなる樹脂微粒子分散液〔a2〕を調製した。
(第3段重合)
上記の樹脂微粒子分散液〔a2〕に重合開始剤(過硫酸カリウム)11gをイオン交換水400mLに溶解した溶液を添加し、82℃の温度条件下に、スチレン435g、n−ブチルアクリレート130g、メタクリル酸33gおよびn−オクチル−3−メルカプトプロピオネート8gの混合物を1時間かけて滴下した後、2時間にわたって加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、結着樹脂微粒子〔A〕が分散されてなる結着樹脂微粒子分散液〔A〕を調製した。
この結着樹脂微粒子分散液〔A〕について、結着樹脂微粒子〔A〕の体積基準のメジアン径を測定したところ、150nmであった。また、この結着樹脂微粒子〔A〕のガラス転移点は45℃であった。
2Lビーカーにドデシル硫酸ナトリウム2gをイオン交換水500gに溶解させた溶液を仕込み、撹拌しながら、スチレン899g、n−ブチルアクリレート262g、b−カルボキシエチルアクリレート(Sipomer、Rhodia)36gの混合物、A−デカンジオールジアクリレート4.2gおよび1−ドデカンチオール18.8gを添加して、モノマー乳化液を調製した。
3L二重ジャケット反応器に、重合開始剤:過硫酸カリウム15gをイオン交換水500mLに溶解させた溶液と、ドデシル硫酸ナトリウム5gをイオン交換水1200mLに溶解させた溶液とを入れて撹拌し、75℃昇温して、上記のモノマー乳化液を2時間で徐々に滴下しながら添加し、全て添加した後、反応のために温度を75℃のまま8時間維持し、その後、28℃まで冷却することにより、樹脂微粒子〔B〕が分散されてなる結着樹脂微粒子分散液〔B〕を得た。
この結着樹脂微粒子分散液〔B〕について、結着樹脂微粒子〔B〕の体積基準のメジアン径を測定したところ、156nmであった。また、この結着樹脂微粒子〔B〕のガラス転移点は67℃であった。
分散剤としてドデシル硫酸ナトリウム90gをイオン交換水1600mLに溶解させた溶液を撹拌しながら、C.I.ピグメントブルー15:3(銅フタロシアニン)420gを徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子の分散液〔C〕を調製した。
この着色剤微粒子の分散液〔C〕中の着色剤微粒子の体積基準のメジアン径を測定したところ、110nmであった。
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた5Lの反応槽に、イオン交換水500mL、結着樹脂微粒子分散液〔A〕300g、着色剤微粒子の分散液〔C〕35gとを混合した後、塩酸10g、凝集剤:第二塩化鉄(FeCl3 )15gを添加し、撹拌装置を10,000rpmで6分間撹拌した。次いで、2℃/分の昇温速度で85℃まで昇温させ、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)によって凝集粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径(D50)が3μmになった時点で結着樹脂微粒子分散液〔B〕50gを添加し、撹拌を継続し、「マルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)によって凝集粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径(D50)が5.6μmとなった時点で、凝集停止剤:亜硫酸ナトリウム3gをイオン交換水50mLに溶解させた溶液を添加して粒径成長を停止させ、さらに、熟成処理として液温度95℃で2時間にわたって加熱撹拌することにより融着を進行させた。
その後、5℃/分の降温速度で25℃まで降温させ、生成したトナー粒子をバスケット型遠心分離機「MARK III 型式番号60×40」(松本機械(株)製)で固液分離し、トナー粒子のウェットケーキを形成し、このウェットケーキを、前記バスケット型遠心分離機で濾液の電気伝導度が5μS/cmになるまで45℃のイオン交換水で洗浄し、その後「フラッシュジェットドライヤー」(セイシン企業社製)で水分量が0.5質量%となるまで乾燥することにより、トナー粒子〔1X〕よりなるトナー〔1〕を得た。
このトナー〔1〕の体積基準のメジアン径は5.7μmであり、Cv値は16.2%であった。また、平均円形度は0.956であった。
トナーの製造例1において、用いる凝集剤および凝集停止剤の種類を、表1に従って変更したことの他は同様にして、トナー〔2〕〜〔8〕を得た。なお、実施例5において凝集剤として用いる「ポリシリカ鉄」は、「PSI−050」(水道機工社製)であり、シリカと鉄のモル比(Si/Fe)が0.5のものである。
このトナー〔2〕〜〔8〕の体積基準のメジアン径、Cv値および平均円形度を測定した。結果を表1に示す。
トナーの製造例5において、凝集停止剤を添加せず、凝集粒子の体積基準のメジアン径が5.1μmの時点で1Nの水酸化ナトリウムを添加してpHを7に調整したことの他は同様にして、比較用のトナー〔9〕を得たが、効果的な凝集停止がなされず、このトナー〔9〕の体積基準のメジアン径は5.9μm、Cv値は25.2、平均円形度は0.923であった。
トナーの製造例1において、凝集停止剤としてシュウ酸を用い、凝集粒子の体積基準のメジアン径が5.4μmの時点で当該凝集停止剤を投入したことの他は同様にして、比較用のトナー〔10〕を得たが、このトナー〔10〕の体積基準のメジアン径は5.8μm、Cv値は22.3、平均円形度は0.943であった。これは、シュウ酸の凝集停止効果が弱いためと考えられる。
トナーの製造例1において、凝集剤として塩化ナトリウムを用いると共に、凝集停止剤として亜硫酸ナトリウムを用い、凝集粒子の体積基準のメジアン径が5.1μmの時点で当該凝集停止剤を投入したことの他は同様にして、比較用のトナー〔11〕を得たが、効果的な凝集停止がなされず、このトナー〔11〕の体積基準のメジアン径は5.9μm、Cv値は28.0、平均円形度は0.912であった。
トナー〔1〕〜〔11〕の各々に対して、シリコーン樹脂を被覆した体積基準のメジアン径60μmのフェライトキャリアを、トナー濃度が6質量%となるように添加し、混合することにより、現像剤〔1〕〜〔11〕を製造した。
上記の現像剤〔1〕〜〔11〕について、画像形成装置として、市販のフルカラー複写機「bizhub PRO C6501」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)の現像器に投入した状態において、1分間の空駆動を行った後、現像器中の現像剤を採取し、帯電量分布測定装置「イースパートアナライザーII型」(ホソカワミクロン社製)を用いて帯電量分布を測定し、得られたデータから、全トナー粒子に対する逆帯電トナー粒子の含有率(個数%)を算出し、さらにその標準偏差を求めた。結果を表1に示す。
なお、逆帯電トナー粒子の含有率が2.0個数%以下、かつ、その標準偏差が2.50以下であれば実用上問題なく、合格であると判断される。
上記の現像剤〔1〕〜〔11〕について、画像形成装置として、市販のフルカラー複写機「bizhub PRO C6501」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を用い、坪量128/m2 のコート紙上に、10%平網画像を原稿としてこれを出力し、得られた画像を100倍のルーペで観察し、下記の評価基準に従って評価した。結果を表1に示す。
なお、ランク3である場合に実用上問題がなく合格であると判断される。
−評価基準−
3:出力された画像が原稿の10%平網画像に忠実に再現されており、平網画像中の任意の視野10点における微点の平均存在個数が0〜5個である。
2:出力された平網画像中の任意の視野10点における微点の平均存在個数が6〜50個である。
1:出力された画像が明確には認識できず、多数の微点が視認される。
上記の現像剤〔1〕〜〔11〕について、画像形成装置として、市販のフルカラー複写機「bizhub PRO C6501」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製)を用い、坪量128/m2 のコート紙上に、ベタ画像を原稿としてこれを出力する。得られた画像を分光濃度計「X−Rite528」(エックスライト社製)を用いて、CIE1967(L* a* b* )を測定した。測定したCIE1967(L* a* b* )に対してジャパンカラーシアンに対する色差ΔEを下式より算出し、算出されたΔEより下記の評価基準に従って評価した。結果を表1に示す。
式:ΔE={(L* −53.9)2 +{a* −(−37.5)}2 +{b* −(−50.4)}2 }0.5
−評価基準−
3:ΔEが2以下であり、全く色濁りはない。
2:ΔEは2〜3であるが、目視では色濁りは認識されず、実用上問題ないレベル。
1:ΔEは3を超え、目視でも色濁りが認識でき、実用に耐えられないレベル。
一方、比較例に係るトナーは、粒度分布がブロードなものとなり、また、平均円形度も実施例に係るトナーに比して低かった。これは、熟成処理においても結着樹脂微粒子の凝集がさらに進行していたためと考えられる。
Claims (4)
- 結着樹脂を含有するトナー粒子からなる静電荷像現像用トナーを製造する方法であって、
結着樹脂からなる結着樹脂微粒子が分散された水系媒体中に、遷移元素を含有する化合物からなる凝集剤を添加することにより、当該結着樹脂微粒子を凝集させる凝集工程、および、前記結着樹脂微粒子が凝集されている水系媒体中に、前記凝集剤に対して還元作用を示す硫黄原子含有化合物からなる凝集停止剤を添加する凝集停止工程を有し、
前記凝集停止剤が、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム、硫化水素、亜硫酸、二酸化硫黄、ピロ亜硫酸ナトリウム、亜二チオン酸、亜二チオン酸ナトリウム、二酸化チオ尿素、α−ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウムおよびα−ヒドロキシメタンスルフィン酸亜鉛より選ばれる硫黄原子含有化合物からなることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 前記凝集剤が、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cuから選ばれる2価以上の金属の塩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方法。
- 前記凝集剤が、塩化マンガン、硫酸マンガン、硝酸マンガン、リン酸二水素マンガン、塩化第2鉄、臭化第2鉄、ヨウ化第2鉄、硫酸第1鉄、硫酸第2鉄、ポリ硝酸第2鉄、硝酸第1鉄、硝酸第2鉄、ポリシリカ鉄、塩化コバルト、塩化チタン、硫酸チタン、塩化ニッケル、臭化ニッケル、硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、塩化銅、臭化銅、硫酸銅および硝酸銅より選ばれる金属塩からなるものであることを特徴とする請求項2に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
- 前記凝集剤が、Feの塩であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
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