JP5517754B2 - トナー - Google Patents

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本発明は、電子写真法、静電記録法、磁気記録法に用いられるトナーに関するものである。詳しくは、複写機、プリンター、ファクシミリ、プロッター等に利用し得る画像記録装置に用いられる静電荷像を現像するためのトナーに関する。
近年、トナーに含有させる無機金属塩や界面活性剤などの量を規定することで、トナーの帯電安定性と環境安定性の両立を図る方法が提案されている。
例えば帯電特性を制御し現像剤の流動性を制御することを目的として、トナー表面中の荷電制御剤由来の金属元素量を光電子分光法(XPS)により測定する方法が提案されている(特許文献1)。また、分散剤に用いられる金属塩の量を規定することで、環境安定性の優れたトナーが得られることが提案されている(特許文献2)。また、表面の非イオン性界面活性剤と外添剤の種類、被覆率を規定することにより、トナーの低温定着性を高めつつ環境安定性の良いトナーが得られることが挙げられている(特許文献3)。
特開2008−116715 特許第2670468号 特開2008−151950
しかし、本発明者らが検討を重ねたところ、上述したトナーであっても、近年求められている更なる要求を満たす為には若干の課題を有することが明らかとなった。
特許文献1では、XPSにより高度に帯電特性を制御できた結果キャリアスペントが少なく、現像剤の流動性が維持することができているものの、種々の環境における帯電安定性に関しては未だ改善の余地を残している。特許文献2では、トナー中分散剤や金属元素の量を規定することによって、帯電の安定性は向上しているものの、低温定着性と高耐久性を両立という点では課題を残している。特許文献3では、非イオン性界面活性剤を含有させることによりトナー可塑化が達成できるが、より低温定着性を高めた場合の長期保存性に欠けていることがわかった。その理由として、トナー内部に含有された非イオン性界面活性剤が外部に染み出すためであると考えられる。
本発明は、上記の課題を解決するトナーを提供することである。即ち、環境に依存することなく優れた現像性を持ち、高速かつ多数枚印字した場合でも耐久劣化が少なく、長期保存性に優れたトナーを提供する。
本発明は、結着樹脂、着色剤、非イオン性界面活性剤および荷電制御樹脂を有するトナー粒子と、無機微粉体とを有するトナーであって、該非イオン性界面活性剤は、少なくともオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を有する重合体または共重合体を含むポリオキシアルキレン鎖を有し、該非イオン性界面活性剤の親水親油バランス値(HLB値)が3.5以上16.5以下であり、該トナー粒子表面に含まれる該非イオン性界面活性剤の量が500ppm以上9000ppm以下であることを特徴とするトナーに関する。
本発明により、環境に依存することなく優れた現像性を持ち、高速かつ多数枚印字した場合でも耐久劣化が少なく、長期保存性に優れたトナーを提供することができる。
ホソカワミクロン社製ターボプレックス100ATPの概略図 横線で1%の印字率の画像
トナー粒子表面の帯電性を制御する方法として、トナーに荷電制御樹脂を含有させることが挙げられる。荷電制御樹脂は、アミノ基、スルホン基及びその誘導体などの強い極性基を有した重合体や共重合体により構成され、電荷を保持する性質がある。トナー粒子表面の荷電制御樹脂は、トナーの帯電性に強く影響していると考えられ、荷電制御樹脂を用いたトナーの帯電量は大きくなる。しかし、荷電制御樹脂は電荷の移動が起こりにくく、低温低湿環境下ではトナーの過帯電が起こり易い。そのため、長期に渡り画像形成を繰り返すと、トナー担持体上にトナーが強固に保持され、フィルミングや画像濃度の低下が起きてしまう。また、荷電制御樹脂は、帯電されるまでに時間がかかるため、高温高湿環境下に数日放置され帯電量が落ち込んでしまうと、トナーは帯電の十分な立ち上がりが出来ず、カブリが発生しやすくなる。
そこで、本発明者らは、トナー粒子表面に存在する荷電制御樹脂の電荷の移動を起こり易くすることで、帯電の立ち上がりが早く、且つ過帯電が起こりにくいトナーが得られると考えた。鋭意検討した結果、荷電制御樹脂を有したトナー粒子を用いたトナーにおいて、ポリオキシアルキレン鎖を有しHLB値が特定の範囲内である非イオン性界面活性剤の含有量を制御することが有効であることを見出した。
上記非イオン性界面活性剤を用いることで、トナーの帯電特性が良好になる理由については、以下の様に考えられる。荷電制御樹脂を含有するトナーに非イオン性界面活性剤による表面処理を行うと、トナー表面に存在する荷電制御樹脂に対して、非イオン性界面活性剤が配位する。界面活性剤としては、カチオン性、アニオン性、ポリオキシアルキレン鎖を有する非イオン性のものがあるが、このうち、カチオン性、アニオン性といったイオン性の界面活性剤は、極性が非常に強く、水分を吸着しやすいためリークが起こり易い。また、イオン性の界面活性剤は極性部位が1箇所に集中しているため、これが荷電制御樹脂に配位しても電荷の移動が起こりにくいことに変わりはなく、電荷の空間的広がりには寄与しない。そのため、荷電制御樹脂を有するトナーに、イオン性界面活性剤を用いても、高温高湿環境下では依然として帯電不良が起こる場合がある。一方、ポリオキシアルキレン鎖を有する非イオン性界面活性剤は、ポリオキシアルキレン鎖が中程度の極性を有しており、上記イオン性界面活性剤ほど極性が強くない。また、ポリオキシアルキレン鎖全体が極性部位であるため、トナー粒子表面の荷電制御樹脂に対して様々な状態で配向し、これがトナー表面における電荷の空間的な広がりに寄与する。そのため、トナー粒子表面における電荷がある程度自由度を持ちながら保持され、トナーの良好な帯電性が得られる。
上記の様な知見から、本発明者らは、トナー粒子表面に存在する界面活性剤の量が重要であると考えた。鋭意検討の結果、トナー粒子表面における非イオン性界面活性剤の存在量が500ppm以上9000ppm以下であれば、トナー粒子表面に十分な量の界面活性剤が存在し、安定した帯電性が得られることを見出した。トナー粒子表面の非イオン性界面活性剤の含有量が500ppm未満である場合には、トナー粒子表面に十分な量の非イオン性界面活性剤が配位せず、電荷が分散しないため帯電ムラが出来やすく、十分な帯電性を得ることが出来ない。また、トナー粒子表面の非イオン性界面活性剤の量が9000ppmより大きくなる場合には、トナー粒子表面に界面活性剤が過剰に存在するため、著しい帯電性の低下が起こる。また、長期保管した場合には、トナーがブロッキングを起こしやすくなる傾向がある。これは、トナー内部の樹脂成分と非イオン性界面活性剤が相互作用を起こすことで可塑化が起こり、トナー表面へ可塑化された樹脂が染み出すためであると考えられる。トナー粒子表面における非イオン性界面活性剤の好ましい含有量は500ppm以上2000ppm以下であり、より好ましくは500ppm以上1500ppm以下である。
<トナー粒子表面の界面活性剤の存在量>
本発明では、トナー粒子表面における非イオン性界面活性剤の存在量は、以下の測定によって求められる値と定義する。トナー粒子表面の非イオン性界面活性剤の存在量は、H−NMR(核磁気共鳴)測定により以下のようにして求める。まず、サンプルビンにメタノール50mlとトナー5gを精秤し、よく混合する。そして、発振周波数42kHz、電気的出力125Wの卓上型超音波洗浄器(例えば、商品名「B2510J−MTH」、ブランソン社製)にて超音波を30分間照射する。その後、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)を用いて濾過を行う。濾液からエバポレーターによりメタノールを除去したのち10mgのトリメチルシラン(TMS)入り重クロロホルム(1%TMS)で溶解させ、H−NMRで分析する。
あらかじめ、トナー中に含有されている界面活性剤と同一の界面活性剤を用いて得られた、TMS強度基準の検量線を用いて、トナー中の含有している界面活性剤の含有量を算出する。尚、検量線はTMS強度と3.4〜3.8ppm付近のオキシアルキレン基の水素由来のピーク強度比から作成する。測定装置及び測定条件は、下記の通りである。
装置:FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数:1024回
測定温度:40℃
本発明で用いられる非イオン性界面活性剤は、グリフィン法によって算出される親水親油バランス(HLB)値が3.5以上16.5以下である。また、非イオン性界面活性剤のHLB値は、10.0以上16.5以下であることが好ましく、10.0以上15.0以下であることがより好ましい。HLB値が低い非イオン性界面活性剤は、極性が小さく油相に良く溶解し水系とは馴染みにくい。そのためHLB値が3.5未満の場合には、親水部(極性部位)での荷電制御樹脂との相互作用が不十分になるため、低温低湿下での良好な帯電性能を得ることが出来きない。一方、HLB値が高い非イオン性界面活性剤は、極性が大きく、水系に良く溶解する。HLB値が16.5より大きくなると、親水性が高すぎる為に高温高湿環境などでは水分吸着量が増えてしまい、トナーの帯電保持力が著しく低下してしまう。
非イオン性界面活性剤のHLB値はグリフィン法に従い、以下の式のより算出できる。
HLB値=(親水基の式量/界面活性剤の分子量)×20
例えば、オキシエチレンの付加モル数が10であるポリオキシエチレン(10)ラウリルエーテルは、ポリオキシエチレン鎖が親水基で式量440であり、界面活性剤全体の分子量が626であるので(水素の原子量を1、炭素の原子量12、酸素の原子量を16とする)、
HLB値=440/626×20=14.06
である。
グリフィン法によりHLBを算出できない界面活性剤の場合には、以下の操作を行うことによりHLBを測定できる。
まず、乳化試験A及び乳化試験Bを下記の様にして行う。
乳化試験A(流動パラフィンW/O試験)
50mLのサンプル瓶に流動パラフィン20mLとイオン交換水5mLを入れ、これにHLB値を測定する界面活性剤を1g入れる。この混合物を振り混ぜ、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、30分間放置した後に乳化状態を評価する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、混合液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。流動パラフィンのW/O乳化液を得るための所要HLB値が6乃至9である(エマルションの基礎と安定化および評価技術 技術情報協会 p60)。このことから、乳化試験Aの結果、上記混合物が乳化または可溶化した場合、この界面活性剤のHLB値は9以下である。また、上記混合物が2層に分離する場合は、この界面活性剤のHLB値は9より大きいと考えられる。
乳化試験B(流動パラフィンO/W試験)
50mLのサンプル瓶に流動パラフィン5mLとイオン交換水20mLを入れ、これにHLB値を測定したい界面活性剤を1g入れる。この混合物を乳化試験A同様に操作し、乳化状態を評価する。流動パラフィンのO/W乳化液を得るための所要HLB値が12乃至14である(エマルションの基礎と安定化および評価技術 技術情報協会 p60)。このことから、乳化試験Bの結果、上記混合物が乳化または可溶化した場合、この界面活性剤のHLB値は12以上である。また、上記混合物が2層に分離する場合は、この界面活性剤のHLB値は12より小さいと考えられる。
上記乳化試験A及びBを行った結果、乳化試験Aで乳化した場合は下記乳化試験C及びDを行い、乳化試験A及びBの両方で乳化しなかった場合は下記乳化試験D及びEを行い、乳化試験Bで乳化した場合は下記乳化試験E及びFを行う。
まず、乳化試験C及びDに用いられる標準乳化液1を作製する。標準乳化液1は、50mLのサンプル瓶に流動パラフィン20mLとイオン交換水5mLを入れ、これにエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル(HLB=7.5(グリフィン法により算出) 東京化成工業株式会社製)を1g入れる。この混合物を振り混ぜ、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、標準乳化液1を得る。
次に、乳化試験E及びFに用いられる標準乳化液2を作製する。標準乳化液2は、50mLのサンプル瓶に流動パラフィン5mLとイオン交換水20mLを入れ、これにジエチレングリコールモノエチルエーテル(HLB=13.2(グリフィン法により算出)東京化成工業株式会社製)を1g入れる。この混合物を振り混ぜ、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、標準乳化液2を得る。
乳化試験C(流動パラフィンW/O試験)
テトラエチレングリコールモノ−n−ドデシルエーテル(HLB=9.8(グリフィン法により算出)東京化成工業株式会社)と界面活性剤とを混合し、HLB値を測定する界面活性剤の重量分率が10wt%、20wt%、30wt%、40wt%、50wt%となるように、5種類の混合物を作成する。これらの混合物1gを、それぞれ流動パラフィン20mLとイオン交換水5mLを入れた50mLのサンプル瓶に加え、振り混ぜることで5種類のサンプルを作成する。超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、30分間放置して乳化状態を評価する。上記サンプルの乳化状態と標準乳化液1の乳化状態とを比較し、最も近い乳化状態のサンプルを選ぶ。さらに、選んだサンプルを作成する際に加えた界面活性剤の重量分率を±5wt%で変えたサンプルを作成し、これらについても同様にして乳化試験を行う。その中で乳化状態が最も標準乳化液1に近いサンプルを測定対象サンプルとし、これについて、下記式(III)を用いてHLB値を算出する。
乳化試験D(流動パラフィンW/O試験)
エチレングリコールモノ−n−ドデシルエーテル(HLB=3.8(グリフィン法により算出)東京化成工業株式会社)と界面活性剤とを混合し、HLB値を測定する界面活性剤の重量分率が50wt%、60wt%、70wt%、80wt%および90wt%となるように、5種類の混合物を作成する。これらの混合物1gを、それぞれ流動パラフィン20mLとイオン交換水5mLを入れた50mLのサンプル瓶に加え、振り混ぜることで5種類のサンプルを作成する。超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、30分間放置して乳化状態を評価する。上記サンプルの乳化状態と標準乳化液1の乳化状態とを比較し、最も近い乳化状態のサンプルを選ぶ。さらに、選んだサンプルを作成する際に加えた界面活性剤の重量分率を±5wt%で変えたサンプルを作成し、これらについても同様にして乳化試験を行う。その中で乳化状態が最も標準乳化液1に近いサンプルを測定対象サンプルとし、これについて、下記式(III)を用いてHLB値を算出する。
乳化試験E(流動パラフィンO/W試験)
オクタエチレングリコールモノメチルエーテル(HLB=18.4(グリフィン法により算出)東京化成工業株式会社)と界面活性剤とを混合し、HLB値を測定したい界面活性剤の重量分率が50wt%、60wt%、70wt%、80wt%および90wt%となるように、5種類の混合物を作成する。これらの混合物1gを、それぞれ流動パラフィン20mLとイオン交換水5mLを入れた50mLのサンプル瓶に加え、振りまぜることで5種類のサンプルを作成する。超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、30分間放置して乳化状態を評価する。上記サンプルの乳化状態と標準乳化液2の乳化状態とを比較し、最も近い乳化状態のサンプルを選ぶ。さらに、選んだサンプルを作成する際に加えた界面活性剤の重量分率を±5wt%で変えたサンプルを作成し、これらについても同様にして乳化試験を行う。その中で乳化状態が最も標準乳化液1に近いサンプルを測定対象サンプルとし、これについて、下記式(III)を用いてHLB値を算出する。
乳化試験F(流動パラフィンO/W試験)
エチレングリコールモノ−n−ドデシルエーテル(HLB=9.8(グリフィン法により算出)東京化成工業株式会社)と界面活性剤とを混合し、HLB値を測定する界面活性剤の重量分率が50wt%、60wt%、70wt%、80wt%および90wt%となるように、5種類の混合物を作成する。これらの混合物1gを、それぞれ流動パラフィン20mLとイオン交換水5mLを入れた50mLのサンプル瓶に加え、振りまぜることで5種類のサンプルを作成する。超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、30分間放置して乳化状態を評価する。上記サンプルの乳化状態と標準乳化液2の乳化状態とを比較し、最も近い乳化状態のサンプルを選ぶ。さらに、選んだサンプルを作成する際に加えた界面活性剤の重量分率を±5wt%で変えたサンプルを作成し、これらについても同様にして乳化試験を行う。その中で乳化状態が最も標準乳化液1に近いサンプルを測定対象サンプルとし、これについて、下記式(III)を用いてHLB値を算出する。
上記乳化状態の評価は目視で行った。目視で乳化状態が判断できない場合は、ナノトラック(Nanotrac)粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装株式会社製)を用いて乳化粒子粒径を測定して、乳化状態の評価を行った。粒度分布がシャープなものほど乳化状態が良好で、粒度分布がブロードなものほど乳化状態が不安定であるとして評価した。
HLB値がHLBである界面活性剤Aと、HLB値がHLBである界面活性剤Bとの混合物のHLB値:HLBABは、下記式(I)により求められることが知られている(エマルションの基礎と安定化および評価技術 技術情報協会 p56)。
[Wは界面活性剤Aの重量、Wは界面活性剤Bの重量]
界面活性剤Bの重量分率をPとすると、Pは下記式(II)で表される。
これを式(I)に入れ、整理すると下記式(III)となる。
乳化試験C乃至Fにおいて決定した測定対象サンプルから、式(III)を用いて、界面活性剤のHLB値を算出する。式(III)において、HLBABには、試験に用いた標準乳化液(乳化試験Cの場合であれば、エチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル)のHLB値を代入する。HLBには、測定対象サンプルを作製する際に用いた界面活性剤(乳化試験Cの場合であれば、テトラエチレングリコールモノ−n−ドデシルエーテル)のHLB値を代入する。Pには、測定対象サンプルの界面活性剤の重量分率を代入する。これによって、界面活性剤のHLB値であるHLBが算出される。
非イオン性界面活性剤は、アルキレンオキサイドの付加モル数により親水性をコントロールすることができる。そのため、荷電制御樹脂と相互作用する極性部位の大きさの制御が可能で、種々の荷電制御樹脂にあわせた構造が取りやすい。非イオン性界面活性剤中のポリオキシアルキレン鎖の平均付加モル数は、3以上20以下であることが好ましく、より好ましくは5以上15以下である。また、さらに好ましくは8以上12以下である。
非イオン性界面活性剤の持つポリオキシアルキレン鎖の平均付加モル数を制御することは、荷電制御樹脂との相互作用を制御するのに有効な手段となる。実際に平均付加モル数を制御してみたところ、1または2の場合には、荷電制御樹脂と非イオン性界面活性剤との相互作用が弱くなるため、過帯電抑制の効果が弱くなり、画像形成を繰り返した際にフィルミングや濃度低下が起こりやすくなる。また、20を越える場合には、トナーの帯電量の低下が起こり、カブリが悪くなる傾向が見られる。
本発明における非イオン性界面活性剤は、非イオン性界面活性剤は、少なくともオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を有する重合体または共重合体を含むポリオキシアルキレン鎖を有する。さらに、非イオン性界面活性剤がポリオキシアルキレンアルキルエーテルまたはポリオキシアルキレンアルキルエステルであることが好ましい。非イオン性界面活性剤が上記のような構造である場合には、トナーの転写効率が優れている。理由は定かではないが、非イオン性界面活性剤の構造に起因してトナーの付着力が変化することがわかっており、このことから、非イオン性界面活性剤がアルキル鎖を有することでトナー表面の付着力を低下させているのではないかと考えられる。アルキル鎖としては、炭素数4〜24のものが好ましい。
本発明のトナーは、マグネシウム、カルシウム及びバリウムから選ばれる一種以上の金属元素を含む無機金属塩を有することが好ましい。トナー粒子表面に存在する金属元素は10ppm以上2000ppm以下であることが、帯電性能を良化させるために好ましい。また、20ppm以上1500ppm以下であることがより好ましく、30ppm以上1000ppm以下であることが更に好ましい。
また、トナー粒子が水系媒体中で製造される場合においては、分散剤などに含まれる金属元素と荷電制御樹脂中の極性部位が相互作用することで、荷電制御樹脂がトナー粒子表面に分散しやすくなる。その結果、トナー粒子表面の荷電制御樹脂と非イオン性界面活性剤の相互作用をより良好な状態にでき、トナーの帯電性が更に良好になる。
トナー粒子表面への非イオン性界面活性剤の処理は、トナー粒子分散液に非イオン性界面活性剤を混合する方法や、メタノールなどの揮発性の高い溶剤に非イオン性界面活性剤を分散させたのちスプレーで噴霧し混合する方法など、種々の方法が用いられる。その中でも、水やメタノール水溶液などの非イオン性界面活性剤の溶解液に、トナー粒子を分散させて処理を行う方法が好ましい。この方法であれば、非イオン性界面活性剤をトナー粒子表面に均一に分散させることが可能となる。混練粉砕法やスプレードライ法などの方法で得られたトナー粒子であると、非イオン性界面活性剤溶液への分散工程や、過剰な界面活性剤を除去する洗浄工程、および濾過・乾燥工程など手法が煩雑となる。
本発明のトナーは、懸濁重合法、乳化重合法、懸濁造粒法の如き、水系媒体中で造粒する製造法によってトナー粒子を得ることが好ましい。水系媒体中でトナー粒子を造粒した後に、上述したトナー粒子分散液に非イオン性界面活性剤を混合する方法で非イオン性界面活性剤の処理を行うことが特に好ましい。
非イオン性界面活性剤の処理を行った後の、トナー粒子の固液分離方法は、濾過、遠心分離、デカントなどの公知の方法が用いられる。また、トナー粒子の洗浄方法においても、どのような方法を用いても構わないが、ベルト式フィルタープレスなどを用いて得られたトナー粒子ケーキを洗浄する方法が好ましい。以下、本発明に用いられるトナー粒子を得る上で最も好適な懸濁重合法を例示して、該トナーの製造方法を説明する。
結着樹脂を生成するための重合性単量体、着色剤、荷電制御樹脂及び必要に応じて他の添加物を、ホモジナイザー、ボールミル、コロイドミル、超音波分散機の如き分散機によって均一に溶解または分散させる。そして、これに重合開始剤を溶解し、重合性単量体組成物を調製する。次に、重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有した水系媒体中に懸濁し、重合を行うことによってトナー粒子が製造される。重合開始剤は、重合性単量体中に他の添加剤を添加する時に同時に加えても良いし、水系媒体中に懸濁する直前に混合しても良い。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あるいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えることもできる。
トナーの結着樹脂としては、一般的に用いられているスチレン−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、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂が例示される。結着樹脂を生成するための重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体を用いることが可能である。ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することができる。
重合性単量体は、具体的には以下のものが挙げられる。スチレン;o−(m−,p−)メチルスチレン、m−(p−)エチルスチレンの如きスチレン系単量体;アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、メタクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸ベヘニル、メタクリル酸ベヘニル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きアクリル酸エステル系単量体或いはメタクリル酸エステル系単量体;ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸アミド、メタクリル酸アミド。
これらの重合性単量体は、単独、または、一般的には出版物ポリマーハンドブック第2版III−p139〜192(John Wiley&Sons社製)に記載の理論ガラス転移温度(Tg)が、40乃至75℃を示すように重合性単量体を適宜混合して用いられる。
また、トナー粒子を製造する際に、トナーのTHF可溶分を好ましい分子量分布とするために、低分子量ポリマーを添加することが好ましい。低分子量ポリマーは、懸濁重合法によってトナー粒子を製造する場合には、重合性単量体組成物中に添加することができる。低分子量ポリマーとしては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)が2000乃至5000の範囲で、且つ、Mw/Mnが4.5未満、好ましくは3.0未満のものが良好な定着性と現像性とを得られるという点において好ましい。低分子量ポリマーの例としては、低分子量ポリスチレン、低分子量スチレン−アクリル酸エステル共重合体、低分子量スチレン−アクリル共重合体が挙げられる。
結着樹脂と共にポリエステル樹脂やポリカーボネート樹脂の如きカルボキシル基を有する極性樹脂を併用することが好ましい。懸濁重合法によりトナー粒子を製造する場合において、分散工程から重合工程に至る時に極性樹脂を添加すると、トナー粒子表面から中心に向け傾斜性をもって極性樹脂が存在する。これにより、トナー粒子がコアシェル構造をとることができる。極性樹脂の好ましい添加量は、結着樹脂100質量部に対して1乃至25質量部であり、より好ましくは2乃至15質量部である。極性樹脂の添加量が上記の範囲内である場合、トナー粒子中での極性樹脂の存在状態が均一となりやすく、トナー粒子の表面に形成される極性樹脂の層が適度な厚さになる。
極性樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体が挙げられる。その中でも、特にポリエステル樹脂が好ましい。また、ポリエステル樹脂の酸価は4乃至20mgKOH/gの範囲が好ましい。また、ポリエステル樹脂の分子量は3000乃至30000にメインピークの分子量を有することが、トナー粒子の流動性、負摩擦帯電特性を良好にする観点から好ましい。
トナー粒子の機械的強度を高めると共に、トナーのTHF可溶成分の分子量を制御するために、結着樹脂を合成する時に架橋剤を用いてもよい。2官能の架橋剤として、以下のものが挙げられる。ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート(MANDA日本化薬)、及び上記のジアクリレートをジメタクリレートに代えたもの。
多官能の架橋剤としては、以下のものが挙げられる。ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート及びトリアリルトリメリテート。これらの架橋剤の添加量は、重合性単量体100質量部に対して、好ましくは0.05乃至10質量部、より好ましくは0.1乃至5質量部である。
重合開始剤としては、以下のものが挙げられる。2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリルの如きアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロペルオキシド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチル−パーオキシピバレートの如き過酸化物系重合開始剤。これらの重合開始剤の使用量は、目的とする重合度により変化するが、一般的には、重合性ビニル系単量体100質量部に対して3乃至20質量部である。重合開始剤の種類は、重合法により若干異なるが、10時間半減期温度を参考に、単独又は混合して使用される。
本発明のトナーは、着色剤を含有する。本発明に好ましく使用される着色剤として、以下の有機顔料、有機染料、無機顔料が挙げられる。
シアン系着色剤としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー7、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー。
マゼンタ系着色剤としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントレッド23、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド254。
イエロー系着色剤としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー111、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー176、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー191、C.I.ピグメントイエロー194。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、上記イエロー系着色剤/マゼンタ系着色剤/シアン系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、好ましくは重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し1乃至20質量部添加して用いられる。
本発明のトナーは、ワックスを有することが好ましい。トナーに使用可能なワックスとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックスおよびその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックス等天然ワックス及びその誘導体などである。これらの誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス等が挙げられる。これらのワックスの中では、示差走査熱量分析における最大吸熱ピークのピーク温度が40℃乃至110℃であるものが好ましく、更には45℃乃至90℃であるものがより好ましい。より好ましくは、70℃乃至85℃であるパラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスである。
ワックス成分の最大吸熱ピークのピーク温度の測定は、「ASTM D 3418−82」に準じて行う。測定には、例えばパーキンエルマー社製DSC−7を用いる。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。測定サンプルにはアルミニウム製のパンを用い、対照用に空パンをセットし、昇温速度10℃/minで測定を行う。
ワックスを使用する際の含有量としては、結着樹脂100質量部に対して0.5乃至50質量部の範囲が好ましい。
水系媒体調製時に使用する分散安定剤としては、公知の無機系及び有機系の分散安定剤を用いることができる。特に、リン酸三カルシウムなどの、酸に可溶性である無機系の難水溶性の分散安定剤が好ましい。分散安定剤を用いて水系媒体を調製する場合に、これらの分散安定剤の使用量は重合性単量体100質量部に対して、0.2乃至2.0質量部であることが好ましい。また、重合性単量体組成物100質量部に対して300乃至3,000質量部の水を用いて水系媒体を調製することが好ましい。
本発明に用いられる荷電制御樹脂としては、スルホン酸基、スルホン酸塩基又はスルホン酸エステル基(以下、これらをスルホン酸系官能基と称する)を有する重合体又は共重合体を用いることが好ましい。ガラス転移温度(Tg)が35乃至90℃、ピーク分子量が10000乃至30000、重量平均分子量が25000乃至50000であるスチレン共重合体、スチレンアクリル酸エステル系共重合体又はスチレンメタクリル酸エステル系共重合体からなる高分子型化合物であることが好ましい。上記の重合体としては、特にスルホン酸系官能基含有アクリルアミド系モノマー又はスルホン酸系官能基含有メタクリルアミド系モノマーを共重合比で2質量%以上、好ましくは5質量%以上含有することが好ましい。上記荷電制御樹脂を用いた場合、トナー母粒子に求められる熱特性に影響を及ぼすことなく、好ましい帯電特性を付与することができる。更に、スルホン酸系官能基を含有している為、結着樹脂中の荷電制御剤自身の分散性、及び着色剤の分散性が向上し、着色力、透明性、及び帯電特性が改善される。
さらに、上記荷電制御樹脂を用いた場合、荷電制御樹脂中のスルホン酸系官能基と非イオン性界面活性剤中のポリオキシアルキレン基の極性部位間での相互作用を生じ易く、非イオン性界面活性剤がトナー表層に分散しやすくなる。その結果、良好な相互作用の状態を引き起こすことが可能になり、トナーの帯電の更なる環境安定性を達成できる。懸濁重合法によりトナー粒子を製造する場合においては、トナー粒子表面近傍に荷電制御樹脂が分散しやすくなるため、このような効果は特に顕著となる。電制御樹脂は、結着樹脂100質量部に対して、0.3乃至15質量部含有することが好ましく、より好ましくは0.5乃至10質量部である。
荷電制御樹脂の他に、さらに荷電制御剤を用いることも可能である。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノールの如きフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。
また、トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。ニグロシン及び脂肪酸金属塩の如きによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
これら荷電制御剤を単独で或いは2種類以上組み合わせて含有することができる。これら荷電制御剤の中でも、本発明の効果を十分に発揮するためには、含金属サリチル酸系化合物が好ましく、特にその金属がアルミニウムもしくはジルコニウムが好ましい。最も好ましい荷電制御剤としては、3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物である。荷電制御剤の好ましい配合量は、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対して0.01乃至20質量部、より好ましくは0.50乃至10質量部である。
上記荷電制御剤は、荷電制御樹脂や非イオン性界面活性剤よりも強い極性を持っていると考えられ、それにより荷電制御樹脂と非イオン性界面活性剤間の相互作用しているところに対して、上記荷電制御剤がさらに相互作用していることが考えられる。その結果、さらにトナーの帯電立ち上がり性へ影響を与え、より優れた帯電性能が発現する。
本発明において、トナーの流動性を向上させるために、添加剤としてシリカ微粉体、酸化チタン微粉体またはそれらの複酸化物微粉体の如き無機微粉体を有することが好ましい。その中でも、シリカ微粉体及び酸化チタン微粉体が特に好ましい。シリカ微粉体としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカ又はヒュームドシリカ、及び水ガラスから製造される湿式シリカが挙げられる。無機微粉体としては、表面及びシリカ微粉体の内部にあるシラノール基が少なく、またNaO、SO 2−の少ない乾式シリカの方が好ましい。また乾式シリカは、製造工程において、塩化アルミニウム、塩化チタン他の如き金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粉体であっても良い。無機微粉体を疎水化するための処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物が挙げられる。これらの処理剤は単独で用いても或いは併用しても良い。その中でも、シリコーンオイルにより無機微粉体が疎水化処理されることが好ましい。無機微粉体の添加量は、トナー粒子100質量部に対して1.0乃至5.0質量部であることが好ましい。より好ましくは1.0質量部乃至2.5質量部である。
<非イオン性界面活性剤中のポリオキシアルキレン鎖の平均付加モル数の算出>
本発明における、非イオン性界面活性剤中のポリオキシアルキレン鎖の平均付加モル数は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、非イオン性界面活性剤の製造に用いたポリオキシアルキレンをテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。測定された平均分子量をポリオキシアルキレン鎖の構成するアルキレンの単位分子量で割り、小数点以下を切り捨てた値を平均付加モル数とする。
<トナー粒子表面の金属元素の含有量>
トナー粒子表面における金属元素の含有量は、以下の測定によって求められる値と定義する。トナー粒子表面の金属元素の含有量はプラズマ発光分析法(ICP−AES)によって測定する。具体的には、サンプルビンにメタノール45mlとトナー粒子5gを精秤しよく混合した後、10質量%塩酸水溶液を5ml加え発振周波数42kHz、電気的出力125Wの卓上型超音波洗浄器(例えば、商品名「B2510J−MTH」、ブランソン社製)にて超音波を30分間照射する。その後、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)を用いて濾過を行う。得られた濾液中の金属元素濃度をセイコー電子工業社製SP4000型を用いてプラズマ発光分析法により求める。あらかじめ、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化ストロンチウムおよび塩化バリウムの塩酸とメタノールの混合水溶液により得られた検量線を用いて定量分析を行う。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、実施例及び比較例の部数及び%は特に断りが無い場合、すべて質量基準である。
<ポリオキシアルキレン1の製造方法>
三方コックを取り付けた、フラスコに5,10,15,20−テトラフェニルポルフィリン(TPP)を6.0質量部とり、乾燥窒素で容器内を置換したのちジクロロメタンを245質量部加えて溶解させた。この溶液に、ヘキサン溶媒の5.0質量%ジエチルアルミニウムクロリド溶液を35.0質量部加え、5時間室温で反応させた。反応混合物を、減圧下で溶媒除去を行い、5,10,15,20−テトラフェニルポルフィリン(TPP)アルミニウムクロリド触媒を得た。上記TPPアルミニウムクロリド触媒を1.2質量部、ジクロロメタン50質量部で溶解させ、乾燥窒素で容器内を置換し、液体窒素浴につけて冷却した。これに、精製したエチレンオキサイドと精製したプロピレンオキサイドの20:1の混合物0.90質量部をトラップ−トゥ−トラップ法により導入した。窒素下室温で80時間反応させた後、メタノールを300質量部加え重合反応を終了させた。次いで、活性炭を3.0質量部入れて3時間撹拌を行い、混合溶液中の触媒を活性炭に吸着させた。その後、濾過によって触媒を吸着した活性炭の除去を行い、溶媒を減圧下で除去し、ポリオキシアルキレン1を得た。得られたポリオキシアルキレン1の一部をテトラヒドロフランに溶解させ、GPCを測定して分子量分布を測定した。得られたポリオキシアルキレン1の数平均分子量、分子量分布及びアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表1に示す。
<ポリオキシアルキレン2〜13の製造方法>
用いるアルキレンオキサイドの種類や量を表1に示すように変えた以外は、ポリオキシアルキレン1の製造方法と同様にしてポリオキシアルキレン2〜13を製造した。得られたポリオキシアルキレン2〜13の数平均分子量、分子量分布及びアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表1に示す。
ポリオキシアルキレン14乃至19に関しては、精製された試薬を使用した。
ポリオキシアルキレン14 : 東京化成株式会社製 エチレングリコール
ポリオキシアルキレン15 : 東京化成株式会社製 ジエチレングリコール
ポリオキシアルキレン16 : 東京化成株式会社製 トリエチレングリコール
ポリオキシアルキレン17 : 東京化成株式会社製 テトラエチレングリコール
ポリオキシアルキレン18 : 東京化成株式会社製 ペンタエチレングリコール
ポリオキシアルキレン19 : 東京化成株式会社製 オクタエチレングリコール
AO:アルキレンオキサイド
(AOの量(質量部)は、TPPアルミニウムクロリド触媒1.2質量部をジクロロメタン50質量部に溶解させたものに対する量である)
EO:エチレンオキサイド
PO:プロピレンオキサイド
n :AOの平均付加モル数
Mn:AOの数平均分子量
Mw:AOの重量平均分子量
<非イオン性界面活性剤1の製造方法>
還流冷却機及び撹拌装置をつけた三口フラスコに、10.0質量部のポリオキシアルキレン1を加熱撹拌しながら0.15質量部の金属ナトリウムと反応させた。これに、1.5質量部のn−クロロドデカンとヘキサン50質量部の混合物を徐々に加えていき、120℃で3時間反応させた。反応液を冷却させた後、多量のアセトンで反応液を中和し反応副生成物の塩化ナトリウムを析出させて濾過を行い、分子蒸留により精製することで、非イオン性界面活性剤1を得た。得られた非イオン性界面活性剤1は、ポリオキシアルキレン−n−ドデカンエーテルであった。得られた非イオン性界面活性剤1の物性を表2に示す。
<非イオン性界面活性剤2〜24、27〜29の製造方法>
非イオン性界面活性剤1の製造方法において、用いるポリオキシアルキレンの種類や量、及びアルキル鎖を構成するための試薬の種類や量を変更した以外は、非イオン性界面活性剤1と同様の方法で非イオン性界面活性剤2〜24、27〜29を得た。尚、非イオン性界面活性剤24は、ポリオキシアルキレン−n−ドデカン酸エステルであった。得られた非イオン性界面活性剤2〜24、27〜29の物性を表2に示す。
<非イオン性界面活性剤25、26、31〜33>
非イオン性界面活性剤25、26、31〜33は精製された試薬である。
非イオン性界面活性剤25:東京化成株式会社製 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(平均付加モル数 10)
非イオン性界面活性剤26:東京化成株式会社製 ポリオキシエチレンステアリルアミノエステル(平均付加モル数 10)
非イオン性界面活性剤31:キシダ化学株式会社 スクロースモノラウレート(ポリオキシアルキレン鎖を有さない非イオン性界面活性剤)
非イオン性界面活性剤32:キシダ化学株式会社 ポリオキシエチレンドデシル硫酸ナトリウム
非イオン性界面活性剤33:キシダ化学株式会社 セチルトリメチルアンモニウムブロマイド
非イオン性界面活性剤25、26、31〜33の物性を表2に示す。
<非イオン性界面活性剤30の製造方法>
フラスコに6.0質量部の非イオン性界面活性剤2をいれ、次いで1.0質量部の濃硫酸を加え、減圧下に徐々に加熱し反応させた。反応生成物に1.0M水酸化ナトリウムを50質量部加え塩基性とした。得られた反応溶液を精製し、非イオン性界面活性剤30を得た。非イオン性界面活性剤30の物性を表2に示す。
<荷電制御樹脂の製造方法>
還流管、撹拌機、温度計、窒素導入管、滴下装置及び減圧装置を備えた加圧可能な反応容器に、溶媒としてメタノール250質量部、2−ブタノン150質量部及び2−プロパノール100質量部、モノマーとしてスチレン80質量部、2−エチルヘキシルアクリレート15質量部及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸8質量部を添加して撹拌しながら還流温度まで加熱した。重合開始剤であるt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート1質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を30分かけて滴下して5時間撹拌を継続し、更にt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート1質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を30分かけて滴下して、更に5時間撹拌して重合を終了した。さらに、温度を維持したまま脱イオン水を500質量部添加し、有機層と水層の界面が乱れないように毎分80乃至100回転で2時間撹拌した後に、1時間静置し分層した後に、水層を廃棄し有機層に無水硫酸ナトリウムを添加し、脱水した。
次に、重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合体を150メッシュのスクリーンを装着したカッターミルを用いて100μm以下に粗粉砕した。得られた硫黄原子を有する荷電制御樹脂1は、Tg=58℃、Mp=12000、Mw=32000であった。
<未処理粒子1の製造>
スチレン単量体100質量部に対して、C.I.Pigment Blue15:3を25質量部、3,5−ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミ化合物〔ボントロンE88(オリエント化学工業社製)〕を2.0質量部用意した。これらを、アトライター(三井鉱山社製)に導入し、半径1.25mmのジルコニアビーズ(140質量部)を用いて200rpmにて25℃で300分間撹拌を行った。撹拌後、ビーズを除去して、マスターバッチ分散液を得た。
一方、イオン交換水450質量部に0.1M−NaPO水溶液285質量部を投入し60℃に加温した後、1.0M−CaCl水溶液15質量部を徐々に添加してリン酸カルシウム化合物を含む水系媒体を得た。
・マスターバッチ分散液 25質量部
・スチレン単量体 40質量部
・n−ブチルアクリレート単量体 28質量部
・低分子量ポリスチレン 15質量部
(Mw=3000、Mn=1050、Tg=55℃)
・炭化水素系ワックス 8質量部
(フィッシャートロプシュワックス、最大吸熱ピークのピーク温度=78℃、Mw=750)
・ポリエステル樹脂 5.5質量部
(テレフタル酸:イソフタル酸:プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物):エチレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)=30:30:30:10の重縮合物、酸価11、Tg=74℃、Mw=11000、Mn=4000)
・荷電制御樹脂1 3.5質量部
上記材料を65℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、5000rpmにて均一に溶解し分散した。これに、重合開始剤1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエートの70%トルエン溶液8質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
前記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、温度65℃、N雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて12000rpmで10分間撹拌し重合性単量体組成物を造粒し、その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ温度67℃に昇温し、重合性ビニル系単量体の重合転化率が90%に達したところで、0.1mol/lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して水系分散媒体のpHを9に調整した。更に昇温速度40℃/hで80℃に昇温し5時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを留去した。水系媒体を冷却し、未処理粒子1の分散液を得た。
<未処理粒子2の製造方法>
未処理粒子1の製造方法において、0.1M−NaCO水溶液285質量部を投入し60℃に加熱した後、1.0M−MgCl水溶液15質量部を徐々に添加した以外は、未処理粒子1の製造方法と同様にして未処理粒子2を得た。
<未処理粒子3の製造方法>
未処理粒子1の製造方法において、0.1M−NaCO水溶液285質量部を投入し60℃に加熱した後、1.0M−BaCl水溶液15質量部を徐々に添加した以外は、未処理粒子1の製造方法と同様にして未処理粒子3を得た。
<未処理粒子4の製造方法>
(樹脂微粒子分散液の調製)
・スチレン 210質量部
・n−ブチルアクリレート 90質量部
・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(6質量%)を構成成分として含有するスチレン/2エチルへキシルアクリレート共重合体 2.1質量部
・スチレン/メタクリル酸メチル/メタクリル酸の共重合体(共重合比95.85/2.50/1.65、酸価21.0mgKOH/g、Mw=15000) 60質量部
・ドデカンチオール 20質量部
・四臭化炭素 4質量部
上記の成分を混合溶解し、他方、非イオン性界面活性剤ノニポール400(花王社製)6g、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬社製)10gをイオン交換水500gに溶解したものをフラスコ中に収容した。これに、上記の混合溶液を添加して分散し乳化して、10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4gを溶解したイオン交換水溶液50gを投入した。次いで、系内を十分に窒素で置換した後、フラスコを攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより樹脂微粒子分散液を得た。
(着色剤粒子分散液の調製)
・C.I.ピグメントブルー15:3 50質量部
・非イオン性界面活性剤ノニポール400(花王社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA 社製ウルトラタラックス)により10分間分散し、着色剤粒子分散液を得た。
(ワックス粒子分散液の調製)
・ステアリン酸ステアリルワックス(DSCのメイン吸熱ピーク60℃) 50質量部
・カチオン性界面活性剤サニゾールB50(花王社製) 5質量部
・イオン交換水 200質量部
上記成分を95℃に加熱して、IKA 社製ウルトラタラックスT50 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、ワックス粒子分散液を得た。
(未処理粒子の製造)
・樹脂微粒子分散液 200質量部
・着色剤粒子分散液 80質量部
・ワックス粒子分散液 50質量部
・炭酸水素カルシウム 3.5質量部
・荷電制御樹脂1 2.5質量部
上記の成分を丸型ステンレス製フラスコ中でIKA社製のウルトラタラックスT50を用い十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら51℃まで加熱した。51℃で60分保持した後、ここに上記と同じ樹脂微粒子分散液を緩やかに60質量部追加した。
その後、濃度0.5mol/lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて系内のpHを6.5に調整した後、ステンレス製フラスコを密閉し、攪拌を継続しながら97℃まで加熱して3時間保持し、未処理粒子4の分散液を得た。
<未処理粒子5の製造方法>
ポリエステルA (Mw=7000、Mn=3200、Tg=57℃) 40質量部
ポリエステルB (Mw=11000、Mn=4200、Tg=52℃) 40質量部
メチルエチルケトン 80質量部
酢酸エチル 80質量部
エステルワックス(融点73℃) 15質量部
カーボンブラックMA−100[三菱化学(株)製] 5質量部
荷電制御樹脂1 1質量部
からなる混合物を、アトライター(三井金属社製)を用いて3時間分散し、分散液を調整した。
高速撹拌装置TK−ホモミキサーを備えた2リットルの四つ口フラスコ中に、イオン交換水350質量部と、0.1mol/l−NaPO水溶液225質量部を添加して、ホモミキサーの回転数を10000rpmに調整し、65℃に加温せしめた。ここに1.0mol/l−CaCl水溶液34質量部を徐々に添加し、微小な難水溶性分散剤Ca(POを含む水系分散媒体を調製した。
上記分散液272質量部を高速撹拌装置へ投入し、撹拌下65℃で回転数10000rpmを維持しつつ15分間造粒した。その後、高速撹拌装置から通常のプロペラ撹拌装置に変更し、撹拌装置の回転数を150rpmに維持し、内温を95℃に昇温して3時間保持して分散液から溶剤を除去し、未処理粒子5の分散液を調整した。
<未処理粒子6の製造方法>
ハイブリッド樹脂 100質量部
(スチレン、2−エチルヘキシルアクリレート、α−メチルスチレン、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、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、コハク酸、無水トリメリット酸、フマル酸からなるハイブリッド樹脂 重量平均分子量(Mw)81300、数平均分子量(Mn)3000、ピーク分子量(Mp)15400、Tg60℃)
銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメンブルー15:3) 4質量部
パラフィンワックス(最大吸熱ピークのピーク温度67℃) 5質量部
荷電制御樹脂1 1質量部
上記の処方の材料を、ヘンシェルミキサーでよく混合した後、温度130℃に設定した2軸混練機にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて2mm以下に粗粉砕し、粗粉砕物を得た。
得られた粗粉砕物を、ホソカワミクロン社製ACM10を用いて、重量平均粒径100μmに中粉砕し、得られた中粉砕物を図1に示す機械式粉砕機301(ターボ工業社製ターボミルT250−RS型を以下の通り改造した改造機)を用いて微粉砕した。その後、得られた微粉砕物を、図1に示すホソカワミクロン社製ターボプレックス100ATPを用いて粗粒分級を行い、未処理粒子6を得た。
<未処理粒子7の製造方法>
荷電制御樹脂を用いなかったこと以外は未処理粒子1の製造方法と同様にして、未処理粒子7を得た。
<トナー1の製造方法>
未処理粒子1の分散液400質量部に塩酸を加えpHを1.4にし、1時間撹拌することでリン酸カルシウム塩の一部を溶解し、トナー表面に存在するリン酸カルシウム塩の量を調整した。そこへ、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたものを加え、さらに1時間撹拌を続け未処理粒子1の表面処理を行った。
上記分散液を加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、界面活性剤1で処理されたケーキを得た。その後、イオン交換水を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。この洗浄操作を、もう一度繰り返したのち、乾燥してトナー粒子1を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表3に示す。
次いで、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体をトナー粒子100質量部に対して、1.5質量部(数平均一次粒子径:10nm)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で300秒間混合を行いトナー1を得た。
<トナー2〜5、30〜32、56、58、61、65、67の製造方法>
トナー1の製造方法において、用いる界面活性剤を表3に示すように変更し、それ以外は、トナー1と同様の方法で、トナー粒子を得、最終的にトナー2〜5、30〜32、56、58、61、65、67を製造した。各トナー粒子における界面活性剤と金属元素の存在量を表3、4に示す。
<トナー6の製造方法>
未処理粒子1の分散液400質量部に塩酸を加えpHを1.4にし、1時間撹拌することでリン酸カルシウム塩を溶解させた。これを、加圧濾過器にて0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、ケーキを得た。その後、イオン交換水を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。その後、メタノール5質量部に界面活性剤6を0.15質量部溶解させた後、5質量部のイオン交換水と混合してから加圧濾過器に入れ、そこへさらにイオン交換水を足して満水にした0.4MPaの圧力でかけトナーの表面処理を行った。このトナーケーキを乾燥させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表3に示す。
その後、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体をトナー粒子100質量部に対して、1.5質量部(数平均一次粒子径:10nm)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で300秒間混合工程を行いトナー6を得た。
<トナー7〜16、63の製造方法>
トナー6の製造方法において、用いる界面活性剤を表3に示すように変更し、それ以外は、トナー6の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、最終的にトナー7〜16、63を製造した。各トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー17の製造方法>
トナー1の製造法において、イオン交換水10質量部に、界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水10質量部に、界面活性剤2を0.12質量部溶解させるように変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー17を得た。トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー18の製造方法>
トナー1の製造方法において、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水30質量部に界面活性剤2を0.35質量部溶解させるように変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー18を得た。トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー19の製造方法>
トナー1の製造方法において、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水30質量部に界面活性剤2を0.40質量部溶解させるように変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー19を得た。トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー20の製造方法>
トナー1の製造方法において、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水50質量部に界面活性剤2を0.80質量部溶解させるように変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー20を得た。トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー21の製造方法>
トナー1の製造方法において、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水50質量部に界面活性剤2を1.00質量部溶解させるように変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー21を得た。トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー22の製造方法>
トナー1の製造方法において、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水100質量部に界面活性剤2を3.0質量部溶解させるように変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー22を得た。トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー23〜29の製造方法>
トナー6の製造方法において、界面活性剤を変更する以外は、同様にしてトナー粒子を得、トナー23〜29を製造した。各トナー粒子の表面における界面活性剤と金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー33の製造方法>
未処理粒子1の分散液400質量部に塩酸を加えpHを1.4にし、1時間撹拌することでリン酸カルシウム塩を溶解させた。それを、加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、ケーキを得た。その後、イオン交換水を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。上記ケーキを250質量部のイオン交換水に再分散させた後、50質量部の10質量%塩酸加え30分撹拌したのち再び、同様の固液分離と洗浄の工程を行った。さらに再分散および固液分離と洗浄の工程を5回繰り返した。
その後、メタノール5質量部に界面活性剤1を0.15質量部溶解させた後、5質量部のイオン交換水と混合してから加圧濾過器に入れ、そこへさらにイオン交換水を足して満水にした0.4MPaの圧力でかけトナーの表面処理を行った。このケーキを乾燥させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表3に示す。
その後、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体をトナー粒子100質量部に対して1.5質量部(数平均一次粒子径:10nm)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で300秒間混合工程を行いトナー33を得た。
<トナー34の製造方法>
トナー33の製造方法において、再分散および固液分離と洗浄の工程を3回繰り返すように変更した。それ以外は、トナー33の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー34を製造した。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー35の製造方法>
トナー33の製造方法において、再分散および固液分離と洗浄の工程を3回繰り返したところを2回にするように変更した。それ以外は、トナー33の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー35を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー36の製造方法>
トナー33の製造方法において、再分散および固液分離と洗浄の工程を3回繰り返したところを1回にするように変更した。それ以外は、トナー33の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー36を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー37の製造方法>
トナー33の製造方法において、再分散および固液分離と洗浄の工程を3回繰り返したところを無くすように変更した。それ以外は、トナー33の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー37を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー38の製造方法>
トナー33の製造方法において、未処理粒子1の分散液400質量部を加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、ケーキを得た。その後、1質量%塩酸水溶液を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4MPaの圧力で洗浄した。1質量%塩酸水溶液での洗浄をさらに5回繰り返し、さらにイオン交換水で洗浄した。
その後、メタノール5質量部に界面活性剤1を0.15質量部溶解させた後、5質量部のイオン交換水と混合してから加圧濾過器に入れ、そこへさらにイオン交換水を足して満水にした0.4MPaの圧力でかけケーキの表面処理を行った。このケーキを乾燥させてトナー粒子を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
その後、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体をトナー粒子100質量部に対して、1.5質量部(数平均一次粒子径:10nm)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で300秒間混合工程を行い、トナー38を得た。
<トナー39の製造方法>
トナー38の製造方法において、イオン交換水で洗浄したところを、0.03質量%塩化カルシウム水溶液で洗浄するように変更し、それ以外は同様にしてトナー粒子を得、トナー39を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー40の製造方法>
トナー38の製造方法において、1質量%塩酸水溶液での洗浄をさらに5回繰り返したところを、3回繰り返すように変更し、それ以外は同様にしてトナー粒子を得、トナー40を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー41の製造方法>
トナー38の製造方法において、1質量%塩酸水溶液での洗浄をさらに5回繰り返したところを、3回繰り返すように変更した。さらに、イオン交換水で洗浄したところを、0.03質量%塩化カルシウム水溶液で洗浄するように変更した。それ以外は、トナー38の製造方法と同様の方法にしてトナー粒子を得、トナー41を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー42の製造方法>
トナー38の製造方法において、1質量%塩酸水溶液での洗浄をさらに5回繰り返したところを、1回繰り返すように変更した。それ以外は、トナー38の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー42を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー43の製造方法>
トナー38の製造方法において、1質量%塩酸水溶液での洗浄をさらに5回繰り返したところを、1回繰り返すように変更した。さらに、イオン交換水で洗浄したところを、0.03質量%塩化カルシウム水溶液で洗浄するように変更した。それ以外は、トナー38の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー43を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー44の製造方法>
トナー33の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子2に変更した。それ以外は、トナー33の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー44を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表3に示す。
<トナー45の製造方法>
トナー34の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子2に変更した。それ以外は、トナー34の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー45を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー46の製造方法>
トナー43の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子2に変更した。それ以外は、トナー43の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー46を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー47の製造方法>
トナー35の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子3に変更した。それ以外は、トナー35の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー47を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー48の製造方法>
トナー42の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子3に変更した。それ以外は、トナー42の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー48を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー49の製造方法>
トナー43の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子3に変更した。それ以外は、トナー43の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー49を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー50の製造方法>
トナー33の製造方法において、再分散および固液分離と洗浄の工程を5回繰り返したのち、イオン交換水200質量部と10質量部の10質量%塩酸水溶液の混合物に、0.05質量部の炭酸ストロンチウムを溶解させた溶液で洗浄し、さらにイオン交換水で洗浄した。それ以外は、トナー33の製造方法と同様にして、トナー50を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー51の製造方法>
トナー50の製造方法において、0.05質量部の炭酸ストロンチウムの代わりに、0.2質量部の水酸化ナトリウムを用い、それ以外は同様にしてトナー51を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー52の製造方法>
トナー50の製造方法において、0.05質量部の炭酸ストロンチウムの代わりに、0.2質量部の水酸化カリウムを用い、それ以外は同様にしてトナー52を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー53の製造方法>
トナー1の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子4に変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー53を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー54の製造方法>
トナー1の製造方法において、未処理粒子1を未処理粒子5に変更した。それ以外は、トナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー54を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー55の製造方法>
5質量%非イオン性界面活性剤1のメタノール溶液を作り、100質量部の未処理粒子6に上記溶液2.0質量部をスプレー状に吹き付けながら混合した。次いで、ヘキサメチルジシラザンで表面処理された疎水性シリカ微粉体を1.5質量%(数平均一次粒子径:10nm)を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で300秒間混合工程を行いトナー55を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー57の製造方法>
トナー1の製造方法において、0.20質量部の界面活性剤1を用いたところを、0.50質量部の界面活性剤31を用いるように変更した。それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー57を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー59の製造方法>
トナー1の製造方法において、0.20質量部の界面活性剤1を用いたところを、0.05質量部の界面活性剤32を用いるように変更した。それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー59を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー60の製造方法>
トナー1の製造方法において、0.20質量部の界面活性剤1を用いたところを、0.15質量部の界面活性剤30を用いるように変更した。それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー60を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー62の製造方法>
トナー1の製造方法において、0.20質量部の界面活性剤1を用いたところを、0.05質量部の界面活性剤33を用いるように変更した。それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー62を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー64の製造方法>
トナー6の製造方法において、0.15質量部の界面活性剤7を用いたところを、1.00質量部の界面活性剤27を用いるように変更した。それ以外はトナー6の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー64を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー66の製造方法>
トナー1の製造方法において、0.20質量部の界面活性剤1を用いたところを、0.05質量部の界面活性剤28を用いるように変更した。それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー66を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー68の製造方法>
トナー1の製造方法において、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水10質量部に界面活性剤2を0.10質量部溶解させるように変更した。それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー68を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー69の製造方法>
トナー1の製造方法において、イオン交換水10質量部に界面活性剤1を0.20質量部溶解させたところを、イオン交換水100質量部に界面活性剤2を3.5質量部溶解させるように変更した。それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー69を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<トナー70の製造方法>
未処理粒子1に代えて未処理粒子7を用い、それ以外はトナー1の製造方法と同様にしてトナー粒子を得、トナー70を得た。得られたトナー粒子の表面における界面活性剤及び特定金属元素の存在量を表4に示す。
<実施例1〜55、比較例1〜15>
トナー1〜70を用いて下記の方法で評価を行った。評価結果を表5、6に示す。
<ブロッキング性評価>
トナーのブロッキング性評価は、10gのトナーを100mlのポリカップに量り取り50℃の恒温槽の中へ3日間放置した後、200メッシュ(目開き)でふるいをかけ、メッシュ上のトナー残量で評価した。測定装置としては、デジタル振動計(DEGITAL VIBLATIONMETERMODEL 1332 SHOWA SOKKI CORPORATION製)を有するパウダーテスター(ホソカワミクロン社製)を用いた。
測定法としては、セットした200メッシュふるい上にブロッキング評価用のトナーをのせ、デジタル振動計の変位の値を0.50mm(peak−to−peak)になるように調整し、30秒間振動を加えた。その後、各ふるい上に残ったトナーの凝集塊の量からブロッキング性を評価した。
A:メッシュ上のトナー残量が0.5g以下である
B:メッシュ上のトナー残量が0.5gを超え、1.0g以下である
C:メッシュ上のトナー残量が1.0gを超え、2.5g以下である
D:メッシュ上のトナー残量が2.5gを超えている
<転写性、カブリ、フィルミング、濃度安定性、現像スジ評価>
転写性、カブリ、フィルミング、濃度安定性、現像スジの評価は、市販のカラーレーザープリンタ HP Color LaserJet 3525dn(HP社製)を用いて行った。その際、上記プリンターのプロセススピードを240mm/secに変更し、一色のプロセスカートリッジだけの装着でも作動するよう改良した。
市販のブラックカートリッジから中に入っているトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した。そして、実施例において作成したトナー(300g)をカートリッジに充填した。このカートリッジを用い、図2に示すような横線で1%の印字率の画像を50000枚印字した。転写材は、LETTERサイズのXEROX 4024用紙(XEROX社製、75g/m)を用いた。
〔転写性〕
高温高湿環境下(32.5℃、80%RH)において、50000枚プリントアウトした後、ベタ画像をプリントした。このベタ画像について、転写後の感光体上の転写残トナーをマイラーテープでテーピングして剥ぎ取り、該テープをLETTERサイズのXEROX 4024用紙(XEROX社製、75g/m)に貼り付けた。該テープの画像濃度を「GretagMacbeth反射濃度計」(GretagMacbeth社製)を用いて測定することで、トナーの転写性を評価した。数値が小さいほど転写性が優れていることになる。その評価基準は以下の通りである。
A:テープの画像濃度が0.01未満
B:テープの画像濃度が0.01以上0.03未満
C:テープの画像濃度が0.03以上0.10未満
D:テープの画像濃度が0.10以上
〔カブリ〕
高温高湿環境下において、50000枚プリントアウトした後、36時間放置してからプリントアウトした。得られた画像の非画像部の反射率(%)を「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)で測定した。得られた反射率を、同様にして測定した未使用のプリントアウト用紙(標準紙)の反射率(%)から差し引いた数値(%)を用いて評価した。数値が小さい程、画像カブリが抑制されていることになる。転写材としては、LETTERサイズのXEROX 4200用紙(XEROX社製、75g/m)を用いた。
A:0.5未満
B:0.5以上、1.5未満
C:1.5以上、3.0未満
D:3.0以上
〔フィルミング〕
トナー担持体のフィルミング評価は、トナー担持体表面及び画像を目視で評価した。低温低湿環境下(15℃、10%RH)において、50000枚プリントアウトした後、ハーフトーン画像をプリントした。このハーフトーン画像について、濃淡ムラが発生していないか目視で評価した。その後、トナー担持体表面のトナーをエアーで吹き、トナー担持体表面の観察を行った。
A:画像上に濃淡ムラが発生しておらず、トナー担持体表面も良好
B:画像上に濃淡ムラは発生していないが、トナー担持体表面に若干のフィルミングが確認された
C:画像上に軽度な濃淡ムラ発生
D:画像上に顕著な濃淡ムラ発生
〔画像濃度安定性〕
低温低湿環境下および高温高湿環境下において、50000枚プリントアウトした後、連続でベタ画像を3枚印刷し、1枚目と3枚目の画像濃度差により評価した。尚、画像濃度の測定は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定した。転写材としては、A4サイズのCLC用紙(キヤノン社製、80g/m)を用いた。
A:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれにおいても、画像濃度が0.05未満
B:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれかにおいて、画像濃度の差の大きい方が0.05以上、0.10未満
C:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれかにおいて、画像濃度の差の大きい方が0.10以上、0.15未満
D:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれかにおいて、画像濃度の差の大きい方が0.15以上
〔現像スジ〕
50000枚プリントアウトした後、転写紙(LETTERサイズのXEROX 4200用紙(XEROX社製、75g/m))にハーフトーン(トナーの載り量:0.6mg/cm)の画像をプリントアウトし、現像スジの数を数えた。
A:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれにおいても、未発生
B:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれかにおいて、現像スジの多い方の数が1個所以上、3個所以下
C:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれかにおいて、現像スジの多い方の数が4個所以上、6個所以下
D:低温低湿環境下および高温高湿環境下のいずれかにおいて、現像スジの多い方の数が7個所以上
212 渦巻室
219 パイプ
220 デイストリビュータ
222 バグフィルター
224 吸引ブロワー
229 捕集サイクロン
240 ホッパー
301 機械式粉砕機
302 粉体排出口
310 固定子
311 粉体投入口
312 回転軸
313 ケーシング
314 回転子
315 定量供給機
316 ジャケット
317 冷却水供給口
318 冷却水排出口
319 冷風発生装置
320 後室

Claims (9)

  1. 結着樹脂、着色剤、非イオン性界面活性剤および荷電制御樹脂を有するトナー粒子と、無機微粉体とを有するトナーであって、
    該非イオン性界面活性剤は、少なくともオキシエチレン基またはオキシプロピレン基を有するポリオキシアルキレン鎖を有し、
    該非イオン性界面活性剤の親水親油バランス(HLB)値が3.5以上16.5以下であり、
    該トナー粒子表面に存在する該非イオン性界面活性剤の量が500ppm以上9000ppm以下であることを特徴とするトナー。
  2. 前記非イオン性界面活性剤のHLB値が10.0以上15.0以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 前記トナー粒子表面に存在する前記非イオン性界面活性剤の量が500ppm以上2000ppm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトナー。
  4. 前記非イオン性界面活性剤のポリオキシアルキレン鎖の平均付加モル数が3以上20以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナー。
  5. 前記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルまたはポリオキシアルキレンアルキルエステルであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナー。
  6. 前記トナーは、マグネシウム、カルシウムおよびバリウムから選ばれる一種以上の金属元素を有し、該トナー表面に存在する該金属元素が10ppm以上2000ppm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナー。
  7. 前記トナー表面に存在する前記金属元素が20ppm以上1500ppm以下であることを特徴とする請求項6に記載のトナー。
  8. 前記トナー粒子が水系媒体中で製造されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のトナー。
  9. 前記トナー粒子は、重合性単量体を少なくとも含有する重合性単量体組成物を該水系媒体中に加え、該水系媒体中で該重合性単量体組成物を造粒して該重合性単量体組成物の粒子を形成し、該重合性単量体組成物の該粒子に含まれる該重合性単量体を重合して得られることを特徴とする請求項8に記載のトナー。
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