JP5517754B2 - トナー - Google Patents
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Description
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、1H−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、1H−NMRで分析する。
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℃
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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 : 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
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。
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。
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。
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。
・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。
未処理粒子1の製造方法において、0.1M−Na3CO3水溶液285質量部を投入し60℃に加熱した後、1.0M−MgCl2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1の製造方法において、0.1M−Na3CO3水溶液285質量部を投入し60℃に加熱した後、1.0M−BaCl2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。
(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。
・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。
・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。
・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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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/m2)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
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/m2)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
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
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/m2)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
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/m2))にハーフトーン(トナーの載り量:0.6mg/cm2)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
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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