JP5822672B2 - 白色トナーの製造方法 - Google Patents
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〔1〕 結着樹脂、着色剤として酸化チタン粒子、及びシリカ粒子を含有する白色トナーの製造方法であって、
工程1:結着樹脂と酸化チタン粒子とシリカ粒子とを含む成分を混合して混合物を得る工程、
工程2:得られた混合物を溶融混練して混練物を得る工程、及び
工程3:得られた混練物を粉砕し、分級する工程
を含み、工程1における酸化チタン粒子の使用量が、結着樹脂100重量部に対して25〜200重量部であり、工程1におけるシリカ粒子の使用量が、結着樹脂100重量部に対して0.25〜4.5重量部であり、工程1におけるシリカ粒子の個数平均一次粒子径が5〜20nmである、
白色トナーの製造方法、並びに
〔2〕 前記〔1〕記載の白色トナーの製造方法により得られる電子写真用トナー
に関する。
工程1:結着樹脂と酸化チタン粒子とシリカ粒子とを含む成分を混合して混合物を得る工程、
工程2:得られた混合物を溶融混練して混練物を得る工程、及び
工程3:得られた混練物を粉砕し、分級する工程
を含み、多量の酸化チタン粒子とともに、特定の粒径のシリカ粒子を少量添加している点に大きな特徴を有している。本発明の方法によって得られる電子写真用トナーは、耐高温オフセット性に優れ、転写抜けの発生が抑制されたものであるとともに、生産性にも優れるという効果を奏する。
本発明に用いる結着樹脂は、トナーの低温定着性を向上させる観点から、ポリエステルを含有することが好ましい。ポリエステルの含有量は、結着樹脂中、80重量%以上が好ましく、90重量%以上がより好ましく、結着樹脂として、ポリエステルのみを用いることがさらに好ましいが、本発明の効果が損なわれない範囲において、ポリエステル以外の他の樹脂が含有されていてもよい。他の結着樹脂としては、ビニル系樹脂、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。
で表されるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、及び水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。炭素数2〜20の2価のアルコールとして、具体的には、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ビスフェノールA、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物、及び水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
本発明において、白色トナーの白色濃度を向上させる観点から、着色剤として酸化チタン粒子を用いる。酸化チタンの含有量は、着色剤中、90重量%以上が好ましく、着色剤として、酸化チタン粒子のみを用いることがより好ましいが、白色発色性の効果が損なわれない範囲において、酸化チタン粒子以外の他の着色剤が含有されていてもよい。他の着色剤としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、中空樹脂粒子等が挙げられる。
本発明のトナーには、白色トナーの生産性を向上させる観点、トナーの耐高温オフセット性を向上させる観点、及び転写抜けの発生を抑制する観点から、酸化チタン粒子とともにシリカ粒子を添加する。
離型剤としては、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレンポリエチレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の脂肪族炭化水素系ワックス及びそれらの酸化物、カルナウバワックス、モンタンワックス、サゾールワックス及びそれらの脱酸ワックス、脂肪酸エステルワックス等のエステル系ワックス、脂肪酸アミド類、高級アルコール等が挙げられる。これらのなかでは、トナーの耐高温オフセット性を向上させる観点、及びトナーの粉砕性を向上させる観点から、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスが好ましく、同様の観点から、エステル系ワックスではカルナウバワックスが好ましく、炭化水素系ワックスではポリプロピレンワックスが好ましい。
荷電制御剤として、負帯電性荷電制御剤、正帯電性荷電制御剤のいずれも用いることができる。
本発明のトナーは、以下の工程1〜3を含む方法により得られる。
工程1:結着樹脂と酸化チタン粒子とシリカ粒子とを含む成分を混合して混合物を得る工程
工程2:得られた混合物を溶融混練して混練物を得る工程
工程3:得られた混練物を粉砕し、分級する工程
フローテスター(島津製作所社製、CFT-500D)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/min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のノズルから押出す。温度に対し、フローテスターのプ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。
示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、Q-100)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミパンに計量し、昇温速度10℃/minで200℃まで昇温して測定した。吸熱の最高ピーク温度以下のベースラインの延長線とピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの最大傾斜を示す接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製、Q-100)を用いて、試料0.01〜0.02gをアルミパンに計量し、室温から降温速度10℃/minで0℃まで冷却しそのまま1分間静止させた。その後、昇温速度10℃/minで測定した。観測される吸熱ピークのうち、最も高温側にあるピークの温度を吸熱の最高ピーク温度とする。
JIS K0070の方法により測定する。但し、測定溶媒のみJIS K0070の規定のエタノールとエーテルの混合溶媒から、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))に変更した。
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℃/minで0℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/minで昇温し、融解熱の最大ピーク温度を融点とする。
個数平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)にて撮影倍率5000〜50000倍の適切な倍率で、粒径(長径と短径の平均値)を100個の粒子について測定し、それらの平均値を酸化チタン粒子、シリカ粒子及び外添剤の個数平均一次粒子径とする。
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:100μm
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%の濃度となるよう前記電解液に溶解させる。
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、前記電解液25mlを添加し、さらに、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を調製する。
測定条件:前記電解液100mlに、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度となるように、前記試料分散液を加え、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)を求める。
表1に示す無水トリメリット酸を除く原料モノマー及び重合禁止剤を、窒素導入管、脱水管、攪拌機及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、210℃で反応率が90%以上に達するまで反応させた後、8.3kPaにて1時間反応させた。次に、無水トリメリット酸を添加した。210℃、常圧(101.3kPa)の条件にて、軟化点が155℃に達するまで反応させ、非晶質ポリエステルを得た。なお、反応率とは、生成反応水量/理論生成水量×100の値をいう。
表1に示す原料モノマー及びエステル化触媒を、窒素導入管、脱水管、攪拌機及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%以上に達するまで反応させた後、8.3kPaにて軟化点が101℃に達するまで反応させ、非晶質ポリエステルを得た。
表1に示す無水トリメリット酸を除く原料モノマー、エステル化触媒及びエステル化助触媒を、窒素導入管、脱水管、攪拌機及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%以上に達するまで反応させた後、8.3kPaにて1時間反応させた。次に、無水トリメリット酸を添加した。230℃、常圧(101.3kPa)の条件にて、軟化点が130℃に達するまで反応を行い、非晶質ポリエステルを得た。
表1に示すフマル酸を除く原料モノマー、エステル化触媒及びエステル化助触媒を、窒素導入管、脱水管、攪拌機及び熱電対を装備した10L容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%以上に達するまで反応させた後、8.3kPaにて1時間反応させた。次に、180℃まで冷却し、フマル酸及び重合禁止剤を添加し、210℃まで昇温した後、8.3kPaにて軟化点が95.4℃に達するまで反応を行い、非晶質ポリエステルを得た。
表3に示す所定量の結着樹脂、酸化チタン粒子、シリカ粒子と、カルナウバワックス「1号」(加藤洋行社製、融点 85℃)3.0重量部、及び荷電制御剤「ボントロンE-304」(オリエント化学工業社製)0.2重量部を、20L容のヘンシェルミキサー(三井鉱山社製、ST/A0羽根)にて回転数1500r/min(周速21.2m/sec)で3分間混合後、排出弁を開き、回転数1500r/min(周速21.2m/sec)で羽根を回転させ、混合物を排出した。
得られたトナーをMicroLine5400(沖データ社製)に120g実装し、3cm×8cmのべた画像をXerox J紙(A4)(「上質紙、坪量:82g/m2、紙厚:97μm」)の縦方向上から3cmの余白をあけて、付着量0.45mg/cm2に調整して印字し、未定着のまま取り出した。未定着の画像をMicroLine3050(沖データ社製)の定着器を改良した外部定着器にて、定着温度を振って100mm/secの定着速度で定着する。その際、紙の下部、定着ローラーの周期のところに高温オフセットによる汚染が発生していないか、目視にて確認した。高温オフセットによる汚染が確認された最低温度を高温オフセット発生温度とし、耐高温オフセット性の指標とした。温度が高いほど耐高温オフセット性に優れる。結果を表3に示す。
トナーをMicroLine5400(沖データ社製)に実装し、OHPシートにべた画像を10枚印字した。得られたべた画像を黒紙の上に載せ、べた画像に転写不良による抜け(黒点)の有無を目視で確認した。べた画像10枚のうち、黒点が確認されたべた画像の枚数を転写抜けの指標とした。枚数が少ないほど転写抜けが抑制されている。結果を表3に示す。
Claims (3)
- 結着樹脂、着色剤として酸化チタン粒子、及びシリカ粒子を含有する白色トナーの製造方法であって、
工程1:結着樹脂と酸化チタン粒子とシリカ粒子とを含む成分を混合して混合物を得る工程、
工程2:得られた混合物を溶融混練して混練物を得る工程、及び
工程3:得られた混練物を粉砕し、分級する工程
を含み、工程1における酸化チタン粒子の使用量が、結着樹脂100重量部に対して50〜200重量部であり、工程1におけるシリカ粒子の使用量が、結着樹脂100重量部に対して0.25〜4.5重量部であり、工程1におけるシリカ粒子の個数平均一次粒子径が5〜20nmである、
白色トナーの製造方法。 - 工程1における酸化チタン粒子の個数平均一次粒子径が150〜350nmである、請求項1記載の白色トナーの製造方法。
- 結着樹脂が、軟化点が135〜160℃であるポリエステルAと、軟化点が95〜135℃であるポリエステルBからなり、ポリエステルAとポリエステルBの軟化点の差が20℃以上である、請求項1又は2記載の白色トナーの製造方法。
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