JP6160056B2 - 離型剤分散液の製造方法、及び画像形成用トナーの製造方法 - Google Patents

離型剤分散液の製造方法、及び画像形成用トナーの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、離型剤分散液およびそれを用いた画像形成用トナー、現像剤に関する。
電子写真法による画像形成方法は、一般には、光導電性物質を用いて作製された感光体上に、種々の手段を用いて形成された静電荷像を、現像剤を用いて現像した後、現像された像を必要に応じて紙等に転写し、加熱、加圧、溶剤蒸気等によって定着する方法である。
静電荷像を現像する方式には、大別して、絶縁性有機液体中に各種の顔料や染料が分散されている液体現像剤を用いる液体現像方式と、カスケード法、磁気ブラシ法、パウダークラウド法等のように、天然又は合成樹脂にカーボンブラック等の着色剤が分散されている乾式現像剤(以下、トナーと称する)を用いる乾式現像方式があり、近年乾式現像方式が広く使用されている。
一方、静電荷像を現像するために使用されるトナーの製造方法としては、大別して粉砕法と重合法が挙げられる。粉砕法では、熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤等を溶融混合して均一に分散させ、得られた組成物を粉砕、分級することにより、トナーを製造する。粉砕法を用いると、ある程度優れた特性を有するトナーを製造することができるが、トナー用材料に制限がある。例えば、溶融混合により得られる組成物は、経済的に使用することが可能な装置を用いて、粉砕し、分級することができるものでなければならない。このため、溶融混合により得られる組成物は、充分に脆くせざるを得ない。さらに、得られた組成物を粉砕する際に、粒径分布が広くなりやすい。このとき、良好な解像度と階調性のある複写画像を得るためには、例えば、トナーの重量平均粒径を小さくする必要があり、粒径が4μm以下の微粉と15μm以上の粗粉を分級により除去すると、トナーの収率が低下するという問題がある。また、粉砕法では、着色剤、帯電制御剤等を熱可塑性樹脂中に均一に分散させることが困難である。このため、トナーの流動性、現像性、耐久性、画像品質等に悪影響を及ぼす。
そこで、これらの粉砕法における問題点を克服するために、重合法によるトナーの製造方法が知られており、例えば、懸濁重合法や乳化重合凝集法(特許文献1参照)を用いてトナーが製造されている。
またポリエステル系樹脂からなるトナーを水中で有機溶媒を用いて球形化したトナー(特許文献2参照)、イソシアネート基を有するプレポリマーとアミン類を反応させることにより得られるトナー(特許文献3参照)が提案されている。
また、トナーを紙媒体に定着させる工程において、現在ではその効率の高さより、加熱定着が主流となっている。加熱定着の場合、定着ローラとトナーの密着性を抑制するため、定着面へのオイル塗布が施されたが、近年、トナー粒子内部に離型剤を含有するトナーが主となっている。
前記重合法に用いられる離型剤の製造方法としては、たとえば、分散メディアを用いての湿式粉砕法による分散が知られているが、ある一定の粒径以下になると著しい粉砕効率の低下が起こるために所望の粒度分布を得るまでに要する時間が長いこと、メディア同士の衝突による発熱により離型剤粒子の合着が起こり低融点離型剤の粉砕・分散には不向きであること、離型剤の結晶構造に起因した不定形な形状になりやすいこと、乳化の不安定性、メディア同士の衝突によりメディアが削れ離型剤分散液に不純物として混入してトナーとしての帯電性が低下するなどの問題を引き起こすことがある。
上記の湿式粉砕法における問題点を克服するために、超臨界流体又は亜臨界流体を用いる急速膨張法による離型剤分散液製造法が提案されており、この方法によれば極めて短時間に小粒径で均一な離型剤粒子を製造することができるとされる。
しかし、前記急速膨張法は一般に生産性が低いという問題がある。前記急速膨張法は、単位超臨界流体及び亜臨界流体重量当たりの離型剤微粒子生成量が超臨界流体及び亜臨界流体への離型剤溶解度以下に限定されるが、液体溶媒と比較して超臨界流体及び亜臨界流体は低密度である上、溶解力に乏しいため常温(25℃)で固体であるほとんどの高沸点物質の超臨界流体及び亜臨界流体への溶解度は低い。したがって所望の離型剤分散液生産量を確保するために必要な離型剤基準の生産量、すなわち単位時間当たりの離型剤処理量を実現し得る超臨界流体及び亜臨界流体の重量流量は非常に大きくなり、大型の生産設備が必要になる上、超臨界流体及び亜臨界流体の循環再利用も考慮した場合膨大なエネルギー消費量となり非効率的である。
ここで、噴霧造粒法によるトナー製造技術について触れる。噴霧造粒法は樹脂及び離型剤等のトナー構成材料からなる溶融混練物を高圧ガス流体を用いて噴霧し造粒、トナーを得る方法である。噴霧造粒法により得られるトナーを使用すると従来の粉砕法と比較して良好な画像品質が得られるとされる。
前記噴霧造粒法について、複数の装置構成や製造条件による造粒が提案されている。たとえば、加熱・溶融した混練物に超臨界流体を注入、分散しノズルから噴霧造粒する技術がある(特許文献4)。しかし、特許文献4に記載の方法は混練物の噴出のみに主眼を置き超臨界流体を混練物に注入するため、混練物に対する超臨界流体の占める体積分率が低く、ノズルから噴霧する際に混練物の切断分離が不十分で粗大粒子が生成しやすい上、粒子濃度が高いため粒子同士の凝集が起こりやすくサブミクロンオーダーの粒子が非常に少なかった。さらに、粗大粒子が生成しやすいためにノズル内の流路を混連物が封鎖しノズルが詰まりやすいという問題があった。
そこで、この問題を解決するために、混練物をノズルから噴出する際、ノズルから突出される前に混練物に流路の周囲から一定量のガスを衝突させる方法が提案されている。(特許文献5)この方法によればノズルの閉塞を防止可能であるとされる。
しかし、特許文献5に記載の方法でもサブミクロンオーダーの粒子を造粒することは困難であり、サブミクロンオーダーの粒径が求められる離型剤の造粒には不向きであった。
また、分散質と溶剤を含有する混合物の溶融体を圧縮性流体と混合させ、減圧膨張し析出させる技術がある。(特許文献6)しかし、特許文献6に記載の方法では得られる粒子の粒径が大きく、粒度分布が広く不均一となり、均一な小径の微粒子を大量に製造することは困難であった。
本発明は、生産性及び生産エネルギーの両面で効率良く小粒径かつ均一な離型剤微粒子を含有する離型剤分散液を製造する方法、及び該製造方法で得られた離型剤分散液を用いて長期にわたり良好な画像を得ることが可能な画像形成用トナーを提供することを目的とする。
以下の手法を用いることにより、生産性及び生産エネルギーの両面で効率良く小粒径かつ均一な離型剤微粒子を含有する離型剤分散液を製造する方法、及び該製造方法で得られた離型剤分散液を用いて長期にわたり良好な画像を得ることが可能な画像形成用トナーを提供することが可能となる。
本発明の課題は、下記(1)〜(6)項に記載の「離型剤分散液の製造方法」、「画像形成用トナー」及び「画像形成用トナーの製造方法」によって解決される。
(1)「離型剤を溶融させる溶融工程と、次いで、溶融させた離型剤と第一の圧縮性流体とを混合し、溶融体−圧縮性流体の混合物を得る混合工程と、前記混合物に第二の圧縮性流体を供給しつつ、前記溶融体を離型剤の融点以上に温度を保ち噴霧ノズルから急速膨張させ、圧縮性流体を除去し、固化することで得られる離型剤微粒子を造粒する造粒工程と、次いで造粒された離型剤微粒子を、分散剤を添加した液体溶媒中に捕集・分散させる回収工程を有することを特徴とする離型剤分散液の製造方法」、
(2)「前記混合物の粘度が20mPa・s以下であることを特徴とした前記第(1)項に記載の離型剤分散液の製造方法」、
(3)「前記圧縮性流体が、少なくとも超臨界又は亜臨界二酸化炭素を含むことを特徴とした前記第(1)項又は第(2)項に記載の離型剤分散液の製造方法」、
(4)「前記第(1)項乃至第(3)項のいずれかに記載の離型剤分散液の製造方法により得られたことを特徴とする離型剤分散液」、
(5)「前記第(4)項に記載の離型剤分散液を用いて作製されたことを特徴とする画像形成用トナー」、
(6)「前記第(4)項に記載の離型剤分散液及び樹脂成分を用いてトナー母体粒子を作製する工程を有することを特徴とする画像形成用トナーの製造方法」。
以下の詳細かつ具体的な説明から理解されるように、本発明によれば、生産性及び生産エネルギーの両面で効率良く小粒径かつ均一な離型剤微粒子を含有する離型分散液を製造する方法、及び該製造方法で得られた離型剤分散液を用いて長期にわたり良好な画像を得ることが可能な画像形成用トナーを提供することが可能となるという極めて優れた効果が発揮される。
本発明の微粒子離型剤分散液の製法を説明するための粒子造粒装置の一例を示す概略図である。 温度と圧力に対する物質の状態を示す一般的な相図である。 本発明における圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。
次に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
離型剤を溶融させる溶融工程と、次いで、溶融させた離型剤と第一の圧縮性流体とを混合し(溶融体−圧縮性流体)混合物を得る混合工程と、前記混合物に第二の圧縮性流体を供給しつつ、前記溶融体を離型剤の融点以上に温度を保ち噴霧ノズルから急速膨張させ、圧縮性流体を除去し、固化することで得られる離型剤微粒子を造粒する造粒工程と、次いで造粒された離型剤微粒子を分散剤を添加した液体溶媒中に捕集・分散させる回収工程を有することを特徴とする離型剤分散液の製造方法により、生産性及び生産エネルギーの両面で効率良く小粒径かつ均一な離型剤微粒子を含有する離型剤分散液を製造することができること、及び該離型剤分散液を用いて製造したトナーは長期にわたり良好な画像を得ることが可能なことを見出して本発明を完成した。
本発明により、従来のメディア分散法に代わる離型剤分散方法として提案されている急速膨張法における問題である、生産性が超臨界流体又は亜臨界流体への離型剤の溶解度に制限されることなく、生産性及び生産エネルギーの両面で効率良く小粒径かつ均一な離型剤微粒子を含有する離型剤分散液を製造することができる。
すなわち、超臨界流体又は亜臨界流体に離型剤を全量溶解させなくとも、溶融した離型剤と超臨界流体相又は亜臨界流体相を混合した混合物を噴霧造粒処理に給するとで生産性及び生産エネルギーの両面で効率よく離型剤分散液を製造可能になる。このときの混合状態としては、離型剤相と超臨界流体相又は亜臨界流体相から形成されていれば目的に応じて適宜選択することができるが、噴霧造粒させる前に離型剤を液滴化し超臨界流体又は亜臨界流体中に懸濁させた状態であることが特に好ましい。離型剤を懸濁させない場合、急速膨張時の離型剤へのせん断効果が一様でなく離型剤分散液の粒度分布が広くなりやすい。
また、超臨界流体を2段階で供給することにより噴霧造粒時の圧力分布が均一となりせん断効果が一様となることにより粒度分布が狭くなる。ここで、「亜臨界流体」とは、温度又は圧力のいずれか一方が超臨界に達していない流体を意味する。
さらに、本発明では、トナーの造粒法として提案されている従来法では不可能であったサブミクロンオーダーの離型剤粒子の造粒が可能である。
すなわち、前記第(1)項に記載のように、離型剤と圧縮性流体とを静止型混合機を用いて混合することで、混合物中において離型剤が液滴として懸濁した状態を形成することができるため急速膨張時に離型剤が一様かつ効率よくせん断される上、離型剤粒子間の再凝集を抑制することができる。また、溶融させた離型剤を圧縮性流体と混合させて混合物として、比較的少量の圧縮性流体でも20mPa・s以下の低粘度を達成することにより、従来法とは異なり離型剤を更に効率よくかつ好適にせん断することができる。
<微粒化装置>
続いて、本実施形態の粒子の製造方法に用いられる粒子製造装置について説明する。
図1は、本実施形態の粒子の製造方法に用いられる粒子製造装置1の一例を示す模式図である。図1(A)、(B)において、粒子製造装置(1)には、超高圧管等によって接続されて第1の経路を構成する温調器付きタンク(11)、ポンプ(12)、及びバルブ(13)と、超高圧管等によって接続されて第2の経路を構成するボンベ(21)、ポンプ(22)、及びバルブ(23)とが設けられており、これら2つの経路より送り出される物質を混合する静止型混合器(14)と、超高圧管などによって接続されて第3の経路を構成するボンベ(31)、ポンプ(32)、バルブ(33)とバルブ(15)、ノズル(16)、回収タンク(17)が設けられている。
第1の経路上に設置された、温調器付きタンク(11)は、材料を加熱溶融させるための装置である。また、温調器付きタンク(11)には攪拌装置が取り付けられていても良く、これにより材料が溶融するスピードを早くすることができる。ポンプ(12)は、温調器付きタンク(11)内の溶融した材料に圧力を加えて送り出す装置である。ここで、温調器付きタンク(11)より先の配管、ポンプ、バルブはヒータにて温度管理されていることが望ましい。
第2の経路上に設置された、ボンベ(21)は圧縮性流体となる物質(二酸化炭素等)を貯蔵するための耐圧容器である。尚、貯蔵される物質は、ボンベ(21)は圧縮性流体となるものであれば気体や液体等の状態であっても良い。ポンプ(22)は、ボンベ(21)に貯蔵された物質に圧力を加えて送り出す装置である。バルブ(23)は、ポンプ(21)と静止型混合機(14)との間の経路を開閉して流量を調整したり遮断したりするための装置である。静止型混合器(14)は第1の経路より送り出された溶融した材料と第2の経路より送り出された物体とを混合させる静止型混合器である。
静止型混合器としては、内部に流体を分割、混合することができる構造を持つタイプ、もしくは、混合部で乱流を起こすような構造とし、乱流を利用し流体を混合するタイプなどの静止型混合器を使用できる。ここで、静止型混合器もヒータもしくはジャケットなどで温度管理ができることが望ましい。
第3の経路上に設置された、ボンベ(31)は圧縮性流体となる物質(二酸化炭素等)を貯蔵するための耐圧容器である。尚、貯蔵される物質は、ボンベ(31)は圧縮性流体となるものであれば気体や液体等の状態であっても良い。
ポンプ(32)は、ボンベ(31)に貯蔵された物質に圧力を加えて送り出す装置である。バルブ(33)は、ポンプ(32)と静止型混合機(14)との間の経路を開閉して流量を調整したり遮断したりするための装置である。ここで、第3の経路はできるだけ圧力損失を減らしたい場合はノズル(16)直前に設置することもできる(図1(B)参照)。バルブ(15)は、静止型混合器(14)とノズル(16)との間の経路を開閉して溶体の流量や圧力を調整したり遮断したりするための装置である。ノズル(16)は静止型混合器(14)にて得られた混合物を噴射する装置である。ここで、静止型混合器(14)からノズル(16)までの経路をヒータなどで温度管理していることが望ましい。回収タンク(17)には攪拌装置が取り付けられていても良く、これにより造粒された粒子の合一や再凝集が抑制される。
<溶融工程>
続いて、本実施形態の分散液の製造方法における溶融工程について説明する。ここでは、図1の分散液製造装置(1)を用いた一例について説明する。本実施形態の分散液の製造方法における溶融工程は、材料を加熱する方法、圧縮性流体を接触させる方法、もしくは、液体媒体を添加する方法の少なくともいずれかの方法を含む方法にて材料を溶融させる工程である。
先ず、材料が温調器付きタンク(11)内に入れられる。次にタンクを加熱しつつ攪拌することで材料を溶融させる。また、温調付きタンク(11)を高圧セルとして高圧セル内で圧縮性流体と接触させることで、ポンプ(12)で送液可能な粘度となる材料であれば、高圧セルを加熱せずに圧縮性流体のみを利用する方法も可能である。また、溶融工程で液体溶媒を添加してもよい。液体溶媒を添加することで溶融が容易となると共に造粒工程での混合物の粘度が低下するので粒径、粗大粒子率が低下するなど造粒が容易となる。添加する液体溶媒としては材料より粘度が低ければ特に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、回収工程で使用している液体溶媒が好ましい。液体溶媒の添加量としては特に制限はないが、材料に対し50wt%以下が好ましい。50wt%以上添加すると材料の流量が相対的に下がることにより生産性が低下したり、液体溶媒の添加によるコスト増加したりする。
<混合工程>
本実施形態の分散液の製造方法の混合工程において、混合機として静止型混合機が好ましい。静止型混合機を用いることで、噴射される混合物が均一・低粘度となるため、短時間で小粒径かつ狭分布の粒子を得ることが可能となる。静止型混合機としては、内部に流体を分割、混合することができる構造を持つタイプ、もしくは、混合部で乱流を起こすような構造とし、乱流を利用し流体を混合するタイプなどの静止型混合器を使用できる。また、好ましくは静止型混合機の温度制御するために、ヒータもしくはジャケットを設けることが好ましい。
本実施形態の粒子の製造方法の混合工程において、材料と圧縮性流体とを混合させる際の温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、大気圧下での材料の熱分解温度以下であることが好ましい。ここで、熱分解温度は、熱分析装置(TGA:Thermo Gravimetry Analyzer)の測定において試料の熱分解に伴う重量減少が開始する温度を意味する。
材料を低粘度化させる際の温度がこの材料の大気圧での熱分解温度を超えると、材料が劣化して耐久性が低下したり、材料の分子鎖が切断されて分子量が低下したり、材料の酸化により変色又は透明性の低下が生じたり、材料を含むトナーの定着特性が低下したり、材料を含むトナーの耐熱保存性が低下したり、材料を含むトナーの帯電性能が低下したり、加熱処理によるエネルギーの消費が大きくなることがある。
材料と圧縮性流体が混合された混合物の粘度は、20mPa・s以下であることが好ましい。溶体の粘度が20mPa・sより大きい場合には、粗大粒子の発生や、粒子を造粒することが不可能となるなどの可能性がある。
また、混合工程で新たに液体溶媒を添加する経路を設けてもよい。ここで液体溶媒を添加することで造粒工程での混合物の粘度が低下するので粒径、粗大粒子率が低下するなど造粒が容易となる。添加する液体溶媒としては材料より粘度が低ければ特に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、回収工程で使用している液体溶媒が好ましい。液体溶媒の添加量としては特に制限はないが、材料に対し50wt%以下が好ましい。50wt%以上添加すると材料の流量が相対的に下がることにより生産性が低下したり、液体溶媒の添加によるコストが増加したりする。
<造粒工程>
続いて、本実施形態の分散液の製造方法における造粒工程について説明する。本実施形態の分散液の製造方法における造粒工程は、材料と圧縮性流体を混合した混合物を噴射して造粒する工程である。
まず、それぞれボンベ(21)、(31)から供給された二酸化炭素等の物質を、ポンプ(22)、(32)により加圧してバルブ(23)、(33)、静止型混合機(14)等を介してノズル(16)から噴射する。このとき、物質が通る配管等を加熱して、この物質が一定の温度、圧力を維持するように運転条件を調整する。次に、温調器付きタンク(11)内で溶融されて得られた溶体をポンプ(12)で加圧し、バルブ(13)を介して静止型混合機(14)に送液する。次いで、静止型混合機(14)で溶体と二酸化炭素等の物質とが混合されノズル(16)から噴出させる。このとき、温調器付きタンク(11)内の温度及び圧力が一定に維持されるよう、ポンプ(12)、バルブ(15)、温調器等が制御される。
前記噴霧造粒の温度としては、離型剤の融点以上かつ200℃以下であれば特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができる。融点以下の場合離型剤が固体であるため噴霧造粒することができず、200℃以上の場合離型剤が熱分解する可能性がある。噴霧時の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1MPa以上が好ましく、3MPa〜200MPaがより好ましく、5MPa〜100MPaが特に好ましい。圧縮性流体に付与される圧力が、1MPaより小さいと、離型剤溶融液への二酸化炭素の溶解量が少ない上、圧力が低いため噴霧造粒時の微粒子化が不十分になり粒子径が大きくなったり、粗大粒子率が増加したりすることがある。圧力はいくら高くても問題はないが、高圧になるほど装置が重厚になり設備コストは高くなるとともに、生産時のエネルギー効率が悪くなることがある。
<回収工程>
続いて、本実施形態の分散液の製造方法における造粒工程について説明する。実施形態の分散液の製造方法における回収工程は、造粒工程で造粒された離型剤を液体溶媒中に回収・分散させる工程である。
まず、回収タンク(17)に液体溶媒を入れておき、再凝集を防ぐために分散剤を添加し攪拌することで液体溶媒に溶解させる。次いで造粒工程でノズル(16)から分散剤を溶解させた液体溶媒中に直接噴霧させることで回収する。ここで回収タンク(17)内の温度が一定に維持されることが望ましい。また、攪拌することで造粒された粒子が分散剤に接触しやすくなるので粒子の合一や再凝集を防ぐことができる。
[圧縮性流体]
図2及び図3を用いて本実施形態の粒子の製造方法で用いられる圧縮性流体について説明する。図2は、温度と圧力に対する物質の状態を示す一般的な相図である。図3は、本実施形態において圧縮性流体の範囲を定義するための相図である。本実施形態において、圧縮性流体とは、物質が、図2で表される相図の中で、図3に示す(1)、(2)、(3)の何れかの領域に存在するときの状態を意味する。このような領域においては、物質はその密度が非常に高い状態となり、常温常圧時とは異なる挙動を示すことが知られている。なお、物質が(1)の領域に存在する場合には超臨界流体となる。超臨界流体とは、気体と液体とが共存できる限界(臨界点)を超えた温度・圧力領域において非凝縮性高密度流体として存在し、圧縮しても凝縮を起こさず、臨界温度以上かつ臨界圧力(Pc)以上の状態にある流体のことである。また、物質が(2)の領域に存在する場合には液体となるが、本実施形態においては、常温(25℃)、常圧(1気圧)において気体状態である物質を圧縮して得られた液化ガスを表す。また、物質が(3)の領域に存在する場合には気体状態であるが、本実施形態においては、圧力が1/2Pc以上の高圧ガスを表す。尚、圧縮性流体が二酸化炭素の場合には、3.7MPa以上の圧力が必要であり、5MPa以上が好ましく、より好ましくは臨界圧力の7.4MPa以上である。
圧縮性流体としては、圧力を付与した状態で流体となるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、超臨界流体、亜臨界流体、液化流体等が挙げられる。具体的には、超臨界二酸化炭素、液化二酸化炭素、メタンガス、超臨界メタン、エタンガス、超臨界エタン、超臨界プロパン、液化プロパン、プロパンガス、超臨界ブタン、液化ブタン、ブタンガスなどを例に挙げることができる。中でも、二酸化炭素を含むもの、例えば、超臨界二酸化炭素、亜臨界二酸化炭素、液化二酸化炭素、などが好ましい。また、これら群から選ばれる1種以上のものを混合した高圧ガス、超臨界流体であってもよい。
本実施形態において、超臨界流体とは、気体と液体の中間的な性質を持ち、物質移動や熱移動が早く、粘度が低いなどの性質を有すると共に、温度、圧力を変化させことによって、その密度、誘電率、溶解度パラメータ、自由体積などを連続的に大きく変化させることができる流体を意味する。この超臨界流体は、有機溶媒と比べて極めて界面張力が小さいため、微少な起伏(表面)であっても追随し、超臨界流体で濡らすことができる。
この超臨界流体としては、気体と液体とが共存できる限界(臨界点)を超えた温度及び圧力領域において非凝縮性高密度流体として存在し、圧縮しても凝縮を起こさず、臨界温度以上、かつ、臨界圧力以上の状態にある流体が好ましい。また、超臨界流体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、臨界温度、臨界圧力が低いものが好ましい。また、上記の亜臨界流体としては、臨界点近傍の温度及び圧力領域において高圧液体や高圧ガスとして存在する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
このような超臨界流体又は亜臨界流体としては、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化二窒素、アンモニア、窒素、メタン、エタン、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソブタン、クロロトリフロロメタン、などが挙げられる。これらの中でも、特に二酸化炭素は臨界温度が約31.3℃と低く温和な条件で超臨界流体となり取扱い性に優れる上、不燃性で安全性が高く、無極性、無害かつ安価である。また、二酸化炭素は有機物との親和性が高く、すなわち溶融した離型剤中への溶解量が高く噴霧造粒時に高いせん断効果が得られる。
[離型剤]
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えばワックス類等が好適に挙げられる。前記ワックス類としては、例えば、低分子量ポリオレフィンワクス、合成炭化水素系ワックス、天然ワックス類、石油ワックス類、高級脂肪酸及びその金属塩、高級脂肪酸アミド、これらの各種変性ワックス等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記低分子量ポリオレフィンワックスとしては、例えば、低分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。前記合成炭化水素ワックスとしては、例えば、フィッシャートロプシュワックスが挙げられる。
前記天然ワックス類としては、例えば、蜜ろう、カルナウバワックス、キャンデリラワックス、ライスワックス、モンタンワックスなどが挙げられる。前記石油ワックス類としては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等が挙げられる。前記高級脂肪酸としては、例えば、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸等が挙げられる。
前記離型剤の融点としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、40〜160℃が好ましく、50〜120℃がより好ましく、60〜90℃が特に好ましい。前記融点が、40℃未満であると、ワックスが耐熱保存性に悪影響を与えることがあり、160℃を超えると、低温での定着時にコールドオフセットを起こし易いことがある他、定着機への紙の巻き付き等が発生することがある。
前記離型剤の前記トナー粒子における含有量としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0〜40質量部が好ましく、3〜30質量部がより好ましい。
前記含有量が40質量部を超えると、低温定着性の阻害や画質の劣化(光沢度が高すぎる)を生ずることがある。
前記離型剤分散液中の離型剤粒子の粒子径としては、体積基準粒度分布におけるメジアン径(D50)が0.2μm以上1.0μm以下であることが好ましく、0.2μm以上0.8μm以下がより好ましい。メジアン径(D50)が1.0μm以上であると、離型剤のトナー表面露出量が多くなり感光体への汚染、定着性の低下、耐熱保存性の悪化、ケミカルトナーに用いた場合造粒挙動が不安定になるなどの問題を引き起こすことがある。
前記離型剤分散液中の離型剤粒子の粗大粒子割合としては、体積基準粒度分布においてメジアン径(D50)1.0μm以上の積算頻度が30.0%以下であることが好ましい。積算頻度が30.0%以上であると、離型剤のトナー表面露出量が多くなり感光体への汚染、定着性の低下、耐熱保存性の悪化、ケミカルトナーに用いた場合トナーが粗大化するといった問題を引き起こすことがある。
[液体媒体]
前記液体媒体としては、前記離型剤を分散可能であれば特に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、たとえば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等が挙げられる。これらの中でも酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素などが特に好ましい。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記液体媒体の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、たとえば、前記離型剤100重量部に対し、100〜10000重量部が好ましく、300〜5000重量部がより好ましく、800〜2000重量部が特に好ましい。
前記液体媒体の温度としては、液体媒の融点以上かつ液体媒体沸点及び離型剤の融点以下であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20℃〜100℃が好ましい。
前記液体媒体は分散剤を含有していることが好ましい。
[分散剤]
前記分散剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、たとえば、離型剤分散剤類等が好適に挙げられる。前記離型剤分散剤としては、たとえば、離型剤と相溶性の高いユニットと前期液体媒体又は樹脂と相溶性の高いユニットがブロック体として存在するジブロックコポリマー又はグラフトコポリマー及びこれらのオリゴマー、又はエチレン・プロピレン・ブテン・スチレン・α−スチレンなどの不飽和炭化水素と、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などのα、β−不飽和カルボン酸やそのエステルもしくはその無水物との共重合体、ビニル系樹脂とポリエステルとのブロック、もしくはグラフト体などが挙げられる。
上記離型剤のとの相溶性の高いユニットとしては、炭素数が12以上の長鎖アルキル基や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエンとそれらの共重合体があり、樹脂との相溶性の高いユニットとしては、ポリエステル、ビニル系樹脂などが挙げられる。これらを用いることで微粒子化した離型剤の合着・凝集を防止できる。
前記分散剤濃度としては、前記液体媒体に対して分散剤が50wt%以下であることが好ましく、30wt%以下であることがより好ましい。分散剤濃度が50wt%を超えると前記液体媒体の粘度が増加することで流動性が低下し、離型剤微粒子の合着・凝集が起こりやすくなると共に粒度分布が広がることがある。また、前記分散剤濃度を変化させることで離型剤微粒子の粒子径を制御することができる。
<トナー粒子形成工程>
前記トナー粒子形成工程は、上述したトナー粒子を形成する工程である。
(トナー)
前記トナー粒子としては、特に制限はなく、公知のものの中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、懸濁重合法、分散重合法、乳化凝集法、ポリマー溶液懸濁法、ポリマー伸長法等によって製造されたケミカルトナー等が挙げられる。なかでもポリマー溶液を水系媒体中に懸濁させてトナー粒子を得る方法や、ポリマー伸長法によりトナー粒子を得る方法が好ましく、特に、ポリマー伸長法において、活性水素基含有化合物及び該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体を少なくとも反応させて水系媒体中で接着性基材を生成しつつトナー粒子を形成し、必要に応じて、樹脂微粒子、着色剤、離型剤、非反応性ポリエステル樹脂、帯電制御剤等の成分を含んでなるトナー粒子とするのが好ましい。
(活性水素基含有化合物および該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体)
前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体としては、前記活性水素基含有化合物と反応可能な部位を少なくとも有しているものであれば特に制限はなく、公知の樹脂等の中から適宜選択することができ、例えば、ポリオール樹脂,ポリアクリル樹脂,ポリエステル樹脂,エポキシ樹脂,これらの誘導体樹脂、等が挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、溶融時の高流動性、透明性の点で、ポリエステル樹脂が特に好ましい。
前記活性水素基含有化合物と反応可能な部位としては、特に制限はなく、公知の置換基等の中から適宜選択することができるが、例えば、イソシアネート基、エポキシ基、カルボン酸、酸クロリド基、等が挙げられる。これらは、1種単独で含まれていてもよいし、2種以上が含まれていてもよい。これらの中でも、イソシアネート基が特に好ましい。
前記活性水素基含有化合物および該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体の質量平均分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1000以上が好ましく、2000〜1000000がより好ましく、8,000〜100000が特に好ましい。
前記質量平均分子量が、1000未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。またガラス転移温度(Tg)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、30〜70℃が好ましく、40〜65℃がより好ましい。
前記ガラス転移温度(Tg)が30℃未満であると、トナーの耐熱保存性が悪化することがあり、70℃を超えると、低温定着性が十分でないことがある。
前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)との重縮合物であり、かつ前記活性水素基含有ポリエステル樹脂をポリイソシアネート(PIC)と反応させてなるもの、などが挙げられる。
前記ポリオール(PO)としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジオール(DIO),3価以上のポリオール(TO),ジオール(DIO)と3価以上のポリオール(TO)との混合物、等が挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、前記ジオール(DIO)単独、または前記ジオール(DIO)と少量の前記3価以上のポリオール(TO)との混合物、等が好ましい。
前記ジオール(DIO)としては、例えば、アルキレングリコール、アルキレンエーテルグリコール、脂環式ジオール、脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、等が挙げられる。
前記アルキレングリコールとしては、炭素数2〜12のものが好ましく、例えば、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、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。前記アルキレンエーテルグリコールとしては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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エーテルグリコール等が挙げられる。前記脂環式ジオールとしては、例えば、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
前記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記脂環式ジオールに対し、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。前記ビスフェノール類としては例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等が挙げられる。
前記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記ビスフェノール類に対し、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。これらの中でも、炭素数2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物と炭素数2〜12のアルキレングリコールとの混合物が特に好ましい。
前記3価以上のポリオール(TO)としては、3〜8価またはそれ以上のものが好ましく、例えば、3価以上の多価脂肪族アルコール、3価以上のポリフェノール類、3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、等が挙げられる。
前記3価以上の多価脂肪族アルコールとしては、例えば、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、ソルビトール等が挙げられる。
前記3価以上のポリフェノール類としては、例えば、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等が挙げられる。前記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、前記3価以上のポリフェノール類に対し、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサキド等のアルキレンオキサイドを付加物したもの等が挙げられる。
前記ジオール(DIO)と前記3価以上のポリオール(TO)との混合物における、前記ジオール(DIO)と前記3価以上のポリオール(TO)との混合質量比(DIO:TO)としては、100:0.01〜10が好ましく、100:0.01〜1がより好ましい。
前記ポリカルボン酸(PC)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ジカルボン酸(DIC)、3価以上のポリカルボン酸(TC)、ジカルボン酸(DIC)と3価以上のポリカルボン酸との混合物、などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ジカルボン酸(DIC)単独、またはDICと少量の3価以上のポリカルボン酸(TC)との混合物が好ましい。前記ジカルボン酸としては、例えば、アルキレンジカルボン酸、アルケニレンジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、などが挙げられる。
前記アルキレンジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。前記アルケニレンジカルボン酸としては、炭素数4〜20のものが好ましく、例えば、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。前記芳香族ジカルボン酸としては、炭素数8〜20のものが好ましく、例えば、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等が挙げられる。これらの中でも、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸、炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
前記3価以上のポリカルボン酸(TC)としては、3〜8価またはそれ以上のものが好ましく、例えば、芳香族ポリカルボン酸、などが挙げられる。
前記芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数9〜20のものが好ましく、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
前記ポリカルボン酸(PC)としては、前記ジカルボン酸(DIC)、前記3価以上のポリカルボン酸(TC)、および、前記ジカルボン酸(DIC)と前記3価以上のポリカルボン酸との混合物、から選択される何れかの酸無水物又は低級アルキルエステル物を用いることもできる。前記低級アルキルエステルとしては、例えば、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等が挙げられる。
前記ジカルボン酸(DIC)と前記3価以上のポリカルボン酸(TC)との混合物における前記ジコルボン酸(DIC)と前記3価以上のポリカルボン酸(TC)との混合質量比(DIC:TC)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、100:0.01〜10が好ましく、100:0.0.1〜1がより好ましい。
前記ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)とを重縮合反応させる際の混合比率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記ポリオール(PO)における水酸基[OH]と、前記ポリカルボン酸(PC)におけるカルボキシル基[COOH]との当量比([OH]/[COOH])が、通常、2/1〜1/1であるのが好ましく、1.5/1〜1/1であるのがより好ましく、1.3/1〜1.02/1であるのが特に好ましい。
前記ポリオール(PO)の前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.5〜40質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましく、2〜20質量%が特に好ましい。
前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化し、トナーの耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記ポリイソシアネート(PIC)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、これらのフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの、などが挙げられる。前記脂肪族ポリイソシアネートとしては、例えば、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。前記脂環式ポリイソシアネートとしては、例えば、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。前記芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、ジフェニレン−4,4’−ジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジフェニル、3−メチルジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4’−ジイソシアネート等が挙げられる。前記芳香脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。前記イソシアヌレート類としては、例えば、トリス−イソシアナトアルキル−イソシアヌレート、トリイソシアナトシクロアルキル−イソシアヌレート等が挙げられる。これらは、1種単独でも使用することができ、2種以上を併用してもよい。
前記ポリイソシアネート(PIC)と、前記活性水素基含有ポリエステル樹脂(例えば水酸基含有ポリエステル樹脂)とを反応させる際の混合比率としては、該ポリイソシアネート(PIC)におけるイソシアネート基[NCO]と、該水酸基含有ポリエステル樹脂における水酸基[OH]との混合当量比([NCO]/[OH])が、通常、5/1〜1/1であるのが好ましく、3/1〜1.2/1であるのがより好ましく、1.5/1〜1.1/1であるのが特に好ましい。
前記イソシアネート基[NCO]が5を超えると、耐オフセット性が悪化することがあり、1未満であると、合成時にゲル化することがある。
前記ポリイソシアネート(PIC)の前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、0.5〜40質量%が好ましく、1〜30質量%がより好ましく、2〜20質量%が更に好ましい。前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化し、耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)の1分子当たりに含まれるイソシアネート基の平均数としては、2以上が好ましく、2.0〜2.5がより好ましく、2.0〜2.2がより好ましい。
前記イソシアネート基の平均数が、2未満であると、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
(活性水素基含有化合物)
前記活性水素基含有化合物は、前記水系媒体中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体が伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。前記活性水素基含有化合物としては、活性水素基を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体が前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)である場合には、該イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)と伸長反応、架橋反応等の反応により高分子量化可能な点で、前記アミン類(B)が好適である。前記活性水素基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基(アルコール性水酸基又はフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アルコール性水酸基が特に好ましい。
前記アミン類(B)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、前記B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)等、が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、ジアミン(B1)、ジアミン(B1)と少量の3価以上のポリアミン(B2)との混合物、が特に好ましい。
前記ジアミン(B1)としては、例えば、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミン、等が挙げられる。該芳香族ジアミンとしては、例えば、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。該脂環式ジアミンとしては、例えば、4,4’−ジアミノ−3,3’ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミン等が挙げられる。該脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。
前記3価以上のポリアミン(B2)としては、例えば、ジエチレントリミン、トリエチレンテトラミン、等が挙げられる。
前記アミノアルコール(B3)としては、例えば、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン、などが挙げられる。
前記アミノメルカプタン(B4)としては、例えば、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン、などが挙げられる。
前記アミノ酸(B5)としては、例えば、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸、などが挙げられる。
前記B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、例えば、前記(B1)から(B5)のいずれかのアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物、などが挙げられる。
前記アミン類(B)と、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A)との混合比率としては、前記イソシアネート基含有プレポリマー(A)中のイソシアネート基[NCO]と、前記アミン類(B)中のアミノ基[NHx]の混合当量比([NCO]/[NHx])が、1/3〜3/1であるのが好ましく、11/2〜2/1であるのがより好ましく、1/1.5〜1.5/1であるのが特に好ましい。
前記混合当量比([NCO]/[NHx])が、1/3未満であると、低温定着性が低下することがあり、3/1を超えると、分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
(水系媒体)
前記水系媒体としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、水、該水と混和可能な溶媒、これらの混合物、などが挙げられる。
前記トナー粒子に含有可能な前記成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色剤、離型剤、無機微粒子、樹脂微粒子、帯電制御剤、未変性ポリエステル樹脂、高分子重合体粒子、流動性向上剤、クリーニング性向上剤、磁性材料などが挙げられる。
前記着色剤としては、特に制限はなく、公知の染料および顔料の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミュウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ピグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトポン、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記着色剤の前記トナー粒子における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1〜15質量%が好ましく、3〜10質量%がより好ましい。前記含有量が、1質量%未満であると、トナーの着色力の低下が見られ、15質量%を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力の低下、およびトナーの電気特性の低下を招くことがある。
前記着色剤は、樹脂と複合化されたマスターバッチとして使用してもよい。該樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、スチレンまたはその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記スチレンまたはその置換体の重合体としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエン、などが挙げられる。前記スチレン系共重合体としては、例えば、スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、などが挙げられる。
前記マスターバッチは、前記マスターバッチ用樹脂と、前記着色剤とを高せん断力をかけて混合または混練させて製造することができる。この際、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶媒を添加することが好ましい。また、いわゆるフラッシング法も着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができ、乾燥する必要がない点で好適である。このフラッシング法は、着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶媒とともに混合または混練し、着色剤を樹脂側に移行させて水分および有機溶媒成分を除去する方法である。前記混合または混練には、例えば、三本ロールミル等の高せん断分散装置が好適に用いられる。
前記無機微粒子としては特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば,シリカ,アルミナ,酸化チタン,チタン酸バリウム,チタン酸マグネシウム,チタン酸カルシウム,チタン酸ストロンチウム,酸化亜鉛,酸化スズ,ケイ砂,クレー,雲母,ケイ灰石,ケイソウ土,酸化クロム,酸化セリウム,ペンガラ,三酸化アンチモン,酸化マグネシウム,酸化ジルコニウム,硫酸バリウム,炭酸バリウム,炭酸カルシウム,炭化ケイ素,窒化ケイ素,等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記無機微粒子の一次粒子径としては、5nm〜2μmが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。また、前記無機微粒子のBET法による比表面積としては、20〜500m/gが好ましい。前記無機微粒子の前記トナーにおける含有量としては、0.01〜5.0質量%が好ましく、0.01〜2.0質量%がより好ましい。なお、前記無機微粒子は、前記トナーの外添剤として好適に使用することができる。
前記樹脂微粒子としては、水系媒体中で水性分散液を形成しうる樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂でもよく、例えば、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂、などが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、微細な球状の樹脂粒子の水性分散液が得られ易い点で、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂およびポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種で形成されているのが好ましい。
なお、前記ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合または共重合したポリマーであり、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、などが挙げられる。
また、前記樹脂微粒子としては、少なくとも2つの不飽和基を有する単量体を含んでなる共重合体を用いることもできる。前記少なくとも2つの不飽和基を持つ単量体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(「エレミノールRS−30」;三洋化成工業製)、ジビニルベンゼン、1,6−ヘキサンジオールアクリレートなどが挙げられる。
前記樹脂微粒子の体積平均粒径としては、20〜400nmが好ましく、30〜350nmがより好ましい。該体積平均粒径が20nm未満であると、前記トナー粒子の表面上に残存する前記樹脂微粒子が皮膜化したり、前記トナー粒子の表面全体を密に覆ってしまうことがあり、その結果、該樹脂微粒子が前記トナー粒子内部の前記結着樹脂、転写材としての定着紙との接着性を阻害し、定着下限温度が上昇してしまうことがあり、400nmを超えると、前記樹脂微粒子がワックス成分の染み出しを阻害し、十分な離型性が得られず、オフセットが発生することがある。
前記樹脂微粒子のトナー粒子被覆率としては、75〜100%が好ましく、80〜100%がより好ましい。該トナー粒子被覆率が、75%未満であると、前記トナー粒子の保存性が悪化してしまい、保管時乃至使用時にブロッキングを発生してしまうことがある。
前記樹脂微粒子の前記トナー粒子における含有量としては、0.5〜8.0質量%が好ましく、0.6〜7.0質量%がより好ましい。該含有量が、0.5質量%未満であると、前記トナーの保存性が悪化してしまい、保管時乃至使用時にブロッキングの発生が見られることがあり、8.0質量%を超えると、前記樹脂微粒子がワックスの染み出しを阻害し、十分な離型性が得られず、オフセットが発生することがある。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色乃至白色に近い材料が好ましく、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体またはその化合物、タングステンの単体またはその化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、などが挙げられる。これらの中でも、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。前記金属としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルミニウム、亜鉛、チタン、ストロンチウム、ホウ素、ケイ素、ニッケル、鉄、クロム、ジルコニウムなどが挙げられる。前記帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、該市販品としては、例えば、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSYVP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージNEGVP2036、コピーチャージNXVP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物、等が挙げられる。
前記帯電制御剤は、前記マスターバッチと共に溶融混練させた後、溶解乃至分散させてもよく、あるいは前記トナー粒子の各成分と共に前記有機溶媒に直接、溶解乃至分散させる際に添加してもよく、あるいはトナー粒子製造後にトナー粒子表面に固定させてもよい。
前記帯電制御剤の前記トナー粒子における含有量としては、前記結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが例えば、前記結着樹脂100質量部に対し、0.1〜10質量部が好ましく、1〜5質量部がより好ましい。
該含有量が0.1質量部未満であると、トナーの帯電特性の悪化が見られることがあり、10質量部を超えると、トナー粒子の帯電性が大きくなりすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させて、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
前記未変性ポリエステル樹脂は、低温定着性、光沢性等を向上させる目的で前記トナー粒子中に含有させることができる。前記未変性ポリエステル樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記ウレア結合生成基含有ポリエステル樹脂と同様のもの、即ちポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)との重縮合物、等が挙げられる。該未変性ポリエステル樹脂は、その一部が前記ウレア結合生成基含有ポリエステル系樹脂(RMPE)と相溶していること、即ち互いに相溶可能な類似の構造であるのが、低温定着性、耐ホットオフセット性の点で好ましい。
前記未変性ポリエステル樹脂の質量平均分子量としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)による測定値で、1000〜30000が好ましく、1500〜10000がより好ましく、2000〜8000が特に好ましい。前記質量平均分子量が、1000未満であると、耐熱保存性が悪化することがあり、10000を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記未変性ポリエステル樹脂の水酸基価としては、5以上が好ましく、10〜120がより好ましく、20〜80が更に好ましい。前記水酸基価が5未満であると、耐熱保存性と低温定着性とが両立し難くなることがある。
前記未変性ポリエステル樹脂の酸価としては、1〜40が好ましく、4〜30がより好ましい。一般に前記トナーに酸価をもたせることによって負帯電性となり易くなる。
前記未変性ポリエステル樹脂を前記トナーに含有させる場合、前記ウレア結合生成基含有ポリエステル系樹脂と該未変性ポリエステル樹脂との混合質量比としては、5/95〜50/50が好ましい。前記未変性ポリエステル樹脂の混合質量比が、95超であると、耐ホットオフセット性が悪化し、耐熱保存性と低温定着性とが両立し難くなることがあり、50未満であると、低温定着の悪化がみられることがある。
前記高分子重合体粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ソープフリー乳化重合、懸濁重合、分散重合等によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル共重合体、シリコーン樹脂、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合樹脂、熱硬化性樹脂、などで形成された粒子が挙げられる。
前記流動性向上剤は、表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止可能なものを意味し、例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、などが挙げられる。
クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好適である。
前記トナー粒子は、その形状、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、以下のような、熱特性、画像濃度、平均円形度、体積平均粒径、体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)などを有していることが好ましい。
前記熱特性は、フローテスター特性とも言われ、例えば、軟化温度(Ts)、流出開始温度(Tfb)、1/2法軟化点(T1/2)などとして評価される。
これらの熱特性は、適宜選択した方法により測定することができ、例えば、高架式フローテスターCFT500型(島津製作所製)を用いて測定したフローカーブから求めることができる。
前記軟化温度(Ts)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、50℃以上が好ましく、80〜120℃がより好ましい。前記軟化温度(Ts)が、50℃未満であると、耐熱保存性および低温保存性の少なくともいずれかが悪化することがある。
前記流出開始温度(Tfb)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、60℃以上が好ましく、70〜150℃がより好ましい。前記流出開始温度(Tfb)が、60℃未満であると、耐熱保存性および低温保存性の少なくともいずれかが悪化することがある。
前記1/2法軟化点(T1/2)は、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、60℃以上が好ましく、80〜170℃がより好ましい。前記1/2法軟化点(T1/2)が、60℃未満であると、耐熱保存性および低温保存性の少なくともいずれかが悪化することがある。
前記画像濃度は、分光計(X−ライト社製、938スペクトロデンシトメータ)を用いて測定した濃度値が、1.90以上が好ましく、2.00以上がより好ましく、2.10以上が特に好ましい。
前記画像濃度が、1.90未満であると、画像濃度が低く、高画質が得られないことがある。
前記画像濃度は例えば、imagio Neo450(株式会社リコー製)を用いて、複写紙(TYPE6000<70W>;株式会社リコー製)に現像剤の付着量が1.00±0.05mg/cmのベタ画像を定着ローラの表面温度が160±2℃で形成し、得られたベタ画像における任意の6箇所の画像濃度を、分光計(X−ライト社製、938スペクトロデンシトメータ)を用いて測定しその平均値を算出することにより、測定することができる。
前記平均円形度は、前記トナーの形状と投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値であり、例えば、0.900〜0.980が好ましく、0.950〜0.975がより好ましい。なお、前記平均円形度が0.94未満の粒子が15%以下であるのが好ましい。
前記平均円形度が、0.900未満であると、満足できる転写性やチリのない高画質画像が得られないことがあり、0.980を超えると、ブレードクリーニングなどを採用している画像形成システムでは、感光体上および転写ベルトなどのクリーニング不良が発生し、画像上の汚れ、例えば、写真画像等の画像面積率の高い画像形成の場合において、給紙不良等で未転写の画像を形成したトナーが感光体上に転写残トナーとなって蓄積した画像の地汚れが発生してしまうことがあり、あるいは、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまうことがある。
前記平均円形度は例えば、トナー粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法などにより計測することができ、例えば、フロー式粒子像分析装置FPIA−3000(シスメックス社製)等を用いて計測することができる。
前記トナーの体積平均粒径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、3〜8μmが好ましい。
前記体積平均粒径が、3μm未満であると、二成分現像剤では現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがあり、8μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
前記トナーにおける体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)としては、1.00〜1.25が好ましく、1.10〜1.25がより好ましい。
前記体積平均粒径と個数平均粒径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)が、1.25を超えると、二成分現像剤では、現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがあり、また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーが薄層化し、ブレード等の部材へのトナー融着が発生し易くなることがあり、また、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
前記体積平均粒径、及び、前記体積平均粒子径と個数平均粒子径との比(体積平均粒径/個数平均粒径)は、例えば、コールターエレクトロニクス社製の粒度測定器「コールターカウンターTAII」を用いて測定することができる。
前記トナーの製造方法は、活性水素基含有化合物および該活性水素基含有化合物と反応可能な重合体を少なくとも反応させて水系媒体中で接着性基材を生成させつつ粒子状のトナーを得る工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
前記工程では例えば水系媒体相の調製、有機溶媒相の調製、乳化・分散、その他(前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(プレポリマー)の合成、前記活性水素基含有化合物の合成など)を行う。
前記水系媒体相の調製は、例えば、前記樹脂微粒子を前記水系媒体に分散させることにより行うことができる。該樹脂微粒子の該水系媒体中の添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、0.5〜10質量%が好ましい。
前記有機溶媒相の調製は、前記有機溶媒中に前記活性水素基含有化合物、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体、前記着色剤、前記離型剤、前記帯電制御剤、前記未変性ポリエステル樹脂等のトナー原料を、溶解乃至分散させることにより行うことができる。
なお、前記トナー原料の中で、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(プレポリマー)以外の成分は、前記水系媒体相調製において、前記樹脂微粒子を前記水系媒体に分散させる際に該水系媒体中に添加混合してもよいし、あるいは、前記有機溶媒相を前記水系媒体相に添加する際に、該有機溶媒相と共に前記水系媒体相に添加してもよい。
前記有機溶媒としては、前記トナー原料を溶解乃至分散可能な溶媒であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、除去の容易性の点で沸点が150℃未満の揮発性のものが好ましく、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、等が挙げられる。これらの中でも、酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素、などが特に好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機溶媒の使用量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記トナー原料100質量部に対し、40〜300質量部が好ましく、60〜140質量部がより好ましく、80〜120質量部が更に好ましい。
前記乳化・分散は、先に調製した前記有機溶媒相を、先に調製した前記水系媒体相中に乳化・分散させることにより行うことができる。そして、該乳化・分散の際、前記活性水素基含有化合物と前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体とを伸長反応乃至架橋反応させると、前記接着性基材が生成する。
前記接着性基材(例えば、前記ウレア変性ポリエステル樹脂は、例えば、(1)前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(例えば、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A))を含む前記有機溶媒相を、前記活性水素基含有化合物(例えば、前記アミン類(B))と共に、前記水系媒体相中に乳化・分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、(2)前記有機溶媒相を、予め前記活性水素基含有化合物を添加した前記水系媒体中に乳化・分散させ、分散体を形成し、該水系媒体相中で両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよく、あるいは(3)前記有機溶媒相を、前記水系媒体中に添加混合させた後で、前記活性水素基含有化合物を添加し、分散体を形成し、該水系媒体相中で粒子界面から両者を伸長反応乃至架橋反応させることにより生成させてもよい。なお、前記(3)の場合、生成するトナー表面に優先的に変性ポリエステル樹脂が生成され、該トナー粒子において濃度勾配を設けることもできる。
前記乳化・分散により、前記接着性基材を生成させるための反応条件としては特に制限はなく、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体と前記活性水素基含有化合物との組合せに応じて適宜選択することができ、反応時間としては、10分間〜40時間が好ましく、2時間〜24時間がより好ましく、反応温度としては、0〜150℃が好ましく、40〜98℃がより好ましい。
前記水系媒体相中において、前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(例えば、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A))を含む前記分散体を安定に形成する方法としては、例えば、前記水系媒体相中に、前記有機溶媒に溶解乃至分散させた前記活性水素基含有化合物と反応可能な重合体(例えば、前記イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマー(A))、前記着色剤、前記離型剤、前記帯電制御剤、前記未変性ポリエステル樹脂などの前記トナー原料を加えて、せん断力により分散させる方法、等が挙げられる。
前記分散は、その方法としては特に制限はなく、公知の分散機等を用いて適宜選択することができ、該分散機としては、例えば、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機、などが挙げられる。これらの中でも、前記分散体の粒径を2〜20μmに制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。
前記高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記回転数としては、1000〜30000rpmが好ましく、5000〜20000rpmがより好ましく、前記分散時間としては、バッチ方式の場合は、0.1〜5分が好ましく前記分散温度としては、加圧下において0〜150℃が好ましく、40〜98℃がより好ましい。なお、前記分散温度は高温である方が一般に分散が容易である。
前記乳化・分散において、前記水系媒体の使用量としては、前記トナー原料100質量部に対し、50〜2000質量部が好ましく、100〜1000質量部がより好ましい。
前記使用量が、50質量部未満であると、前記トナー原料の分散状態が悪く、所定の粒径のトナー粒子が得られないことがあり、2000質量部を超えると、生産コストが高くなることがある。
前記乳化・分散においては必要に応じて、粒度分布をシャープにし、安定に分散を行う観点から、分散剤を用いることが好ましい。前記分散剤としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド、等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、界面活性剤が好ましい。
前記界面活性剤としては、例えば、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、などが挙げられる。
前記陰イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するものが好適に挙げられる。該フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数2〜10のフルオロアルキルカルボン酸またはその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[オメガ−フルオロアルキル(炭素数6〜11)オキシ]−1−アルキル(炭素数3〜4)スルホン酸ナトリウム、3−オメガ−フルオロアルカノイル(炭素数6〜8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(炭素数11〜20)カルボン酸またはその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(炭素数7〜13)またはその金属塩、パーフルオロアルキル(炭素数4〜12)スルホン酸またはその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(炭素数6〜16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。該フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製);フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製);ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ社製);エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(ト−ケムプロダクツ社製);フタージェントF−100、F150(ネオス社製)等が挙げられる。
前記陽イオン界面活性剤としては、例えば、アミン塩型界面活性剤、四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤等が挙げられる。前記アミン塩型界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等が挙げられる。前記四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等が挙げられる。該陽イオン界面活性剤の中でも、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級または三級アミン酸、パーフルオロアルキル(炭素数6〜10個)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族四級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩、などが挙げられる。該カチオン界面活性剤の市販品としては、例えば、サーフロンS−121(旭硝子社製);フロラードFC−135(住友3M社製);ユニダインDS−202(ダイキン工業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製);エクトップEF−132(ト−ケムプロダクツ社製);フタージェントF−300(ネオス社製)等が挙げられる。
前記非イオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等が挙げられる。前記両性界面活性剤としては、例えば、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等が挙げられる。
前記難水溶性の無機化合物分散剤としては、例えば、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト、等が挙げられる。前記高分子系保護コロイドとしては、例えば、酸類、水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体、ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類、ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類、アミド化合物またはこれらのメチロール化合物、クロライド類、窒素原子若しくはその複素環を有するもの等のホモポリマーまたは共重合体、ポリオキシエチレン系、セルロース類、などが挙げられる。
前記酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。前記水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等が挙げられる。前記ビニルアルコールまたはビニルアルコールとのエーテル類としては例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等が挙げられる。前記ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類としては例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。前記アミド化合物又はこれらのメチロール化合物としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド酸、又はこれらのメチロール化合物、等が挙げられる。前記クロライド類としては例えばアクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等が挙げられる。前記窒素原子若しくはその複素環を有するもの等ホモポリマー又は共重合体としては例えば、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。前記ポリオキシエチレン系としては、例えば、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等が挙げられる。前記セルロース類としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。
前記乳化・分散においては、必要に応じて分散安定剤を用いることができる。
該分散安定剤としては、例えば、リン酸カルシウム塩などの酸、アルカリに溶解可能なものなどが挙げられる。該分散安定剤を用いた場合は、塩酸等の酸によりリン酸カルシウム塩を溶解した後、水洗する方法、酵素により分解する方法などによって、微粒子からリン酸カルシウム塩を除去することができる。
前記乳化・分散においては、前記伸長反応乃至前記架橋反応の触媒を用いることができる。該触媒としては、例えば、ジブチルチンラウレート、ジオクチルチンラウレート、などが挙げられる。
前記乳化・分散において得られた乳化スラリーから、有機溶媒を除去する。該有機溶媒の除去は、(1)反応系全体を徐々に昇温させて、液滴中の前記有機溶媒を完全に蒸発除去する方法、(2)乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧して液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、併せて水系分散剤を蒸発除去する方法、などが挙げられる。
前記有機溶媒の除去が行われると、トナー粒子が形成される。本法においては、該トナー粒子をウエットケーキとして濾取し、洗浄、乾燥等を行うことができ、更にその後、所望により分級等を行うことができる。該分級は、例えば、液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができ、乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行ってもよい。
こうして、得られたトナー粒子を、前記着色剤、離型剤、前記帯電制御剤等の粒子と共に混合したり、更に機械的衝撃力を印加することにより、該トナー粒子の表面から該離型剤等の粒子が脱離するのを防止することができる。
前記機械的衝撃力を印加する方法としては、例えば、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し加速させて粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法、などが挙げられる。この方法に用いる装置としては、例えば、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢、などが挙げられる。
以上の工程により、前記トナー粒子が形成される。
[現像剤]
本発明の現像剤は、本発明のトナーを少なくとも含有してなり、キャリアなどの適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命向上等の点で前記二成分現像剤が好ましい。本発明のトナーとしての前記トナーを用いた前記一成分現像剤の場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化する為のブレード等の部材へのトナーの融着がなく、現像装置の長期の使用(撹拌)においても、良好で安定した現像性および画像が得られる。また、本発明の前記トナーを用いた前記二成分現像剤の場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
(キャリア)
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記芯材の材料としては、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−亜鉛(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよい、2種以上を併用してもよい。
前記芯材の粒径としては、体積平均粒径で、10〜150μmが好ましく、40〜100μmがより好ましい。
前記平均粒径(体積平均粒径(D50))が、10μm未満であると、キャリア粒子の分布において、微粉系が多くなり、1粒子当たりの磁化が低くなってキャリア飛散を生じることがあり、150μmを超えると比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特にベタ部の再現が悪くなることがある。
前記樹脂層の材料としては特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、アミノ系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、弗化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、シリコーン樹脂、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アミノ系樹脂としては例えば、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる前記ポリビニル系樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等が挙げられる。前記ポリスチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル共重合樹脂等が挙げられる。前記ハロゲン化オレフィン樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。
前記樹脂層には必要に応じて導電粉等を含有させてもよく、該導電粉としては、例えば金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、等が挙げられる。これらの導電粉の平均粒子径としては、1μm以下が好ましい。前記平均粒子径が1μmを超えると電気抵抗の制御が困難になることがある。
前記樹脂層は、例えば、前記シリコーン樹脂等を溶媒に溶解させて塗布溶液を調製した後、該塗布溶液を前記芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。前記塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、などが挙げられる。
前記溶媒としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブチルアセテート、等が挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
前記樹脂層の前記キャリアにおける量としては、0.01〜5.0質量%が好ましい。
前記量が、0.01質量%未満であると、前記芯材の表面に均一な前記樹脂層を形成することができないことがあり、5.0質量%を超えると、前記樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
前記現像剤が前記二成分現像剤である場合、前記キャリアの該二成分現像剤における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、90〜98質量%が好ましく、93〜97質量%がより好ましい。
本発明の現像剤は、前記トナーを含有しているので画像形成時において、臭気の発生がなく、優れた帯電性を確保することができ、高画質な画像を安定に形成することができる。
本発明の現像剤は、磁性一成分現像方法、非磁性一成分現像方法、二成分現像方法等の公知の各種電子写真法による画像形成に好適に用いることができ、以下の本発明のトナー入り容器、プロセスカートリッジ、画像形成装置および画像形成方法に特に好適に用いることができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお下記例中、部とあるのは質量基準である。
[実施例1]
融点86.4℃のマイクロクリスタリンワックス(東洋アドレ Be Square 180white)を図1で示される粒子製造装置(1)の温調付きタンク(11)に投入、加熱し溶融させた。次に、バルブ(23)だけでなく、バルブ(33)をも開き、ポンプ(22)、ポンプ(32)とヒータとを使用し、130℃、30MPaを維持するように、超臨界二酸化炭素をノズル(16)より噴射した。この状態でバルブ(13)を開き、ポンプ(12)を作動させ、超臨界二酸化炭素と溶融させたマイクロクリスタリンワックスを静止型混合機(14)にて混合した。このときに得られた混合物の粘度は1.9mPa・sであった。尚、溶融体の粘度の測定には、Hydramotion社製の振動式粘度計(XL7)を使用した。高圧セルに試料と圧縮性流体(二酸化炭素)を入れ、130℃、30MPaの条件で、粘度が一定になったところをその温度、圧力における粘度とした。次に得られた混合物を離型剤分散剤としてスチレン−アクリロニトリル−ブチルアクリレート共重合体(共重合体組成比80/10/10)を3wt%含む酢酸エチル溶液中に噴射することにより[離型剤分散液1]を得た。このときの[離型剤分散液1]の固形分濃度は10.2%であった。
得られた離型剤分散液の離型剤分散粒子径をレーザー散乱式粒子径測定装置(堀場製作所LA−920)にて測定した。具体的には、酢酸エチル約200mLに10wt%離型剤分散剤を2mL加えた後、[離型剤分散液1]を透過率85±2%になるまで加え、超音波処理を1.75分間行い測定した。体積基準粒度分布におけるメジアン径は0.49μm、1.0μm以上の粗大粒子率は0.0%であった。
[実施例2]
実施例1においてマイクロクリスタリンワックスと同時に酢酸エチルをマイクロクリスタリンワックスに対して10wt%を投入した以外は実施例1と同様に操作して、[離型剤分散液2]を得た。
[実施例3]
実施例1において、処理温度、処理圧力、離型剤種類、圧縮性流体種類を表1で示されるとおりに変更する以外は、実施例2と同様に操作して、[離型剤分散液3]を得た。
[実施例4]
実施例2において、処理温度、処理圧力、離型剤種類、圧縮性流体種類を表1で示されるとおりに変更する以外は、実施例2と同様に操作して、[離型剤分散液4]を得た。
[実施例5]
実施例2において、処理温度、処理圧力、離型剤種類、圧縮性流体種類を表1で示されるとおりに変更する以外は、実施例2と同様に操作して、[離型剤分散液5]を得た。
[実施例6]
実施例2において、処理温度、処理圧力、離型剤種類、圧縮性流体種類を表1で示されるとおりに変更する以外は、実施例2と同様に操作して、[離型剤分散液6]を得た。
[実施例7]
実施例2において、処理温度、処理圧力、離型剤種類、圧縮性流体種類を表1で示されるとおりに変更する以外は、実施例2と同様に操作して、[離型剤分散液7]を得た。
[実施例8]
実施例2において、処理温度、処理圧力、離型剤種類、圧縮性流体種類を表1で示されるとおりに変更する以外は、実施例2と同様に操作して、[離型剤分散液8]を得た。
[実施例9]
実施例2において、処理温度、処理圧力、離型剤種類、圧縮性流体種類を表1で示されるとおりに変更する以外は、実施例2と同様に操作して、[離型剤分散液9]を得た。
[比較例1]
実施例1において第二圧縮性流体を使用しなかったこと以外は、実施例1と同様に操作して、[離型剤分散液10]を得た。
[比較例2]
比較例1においてマイクロクリスタリンワックスと同時に酢酸エチルをマイクロクリスタリンワックスに対して10wt%を投入した以外は、比較例1と同様に操作して、[離型剤分散液11]を得た。
[比較例3]
比較例1において処理温度を下げた以外は、比較例1と同様に操作して、[離型剤分散液2]を得た。
[比較例4]
実施例1において圧縮性流体を窒素とした以外は、実施例1と同様に操作して、[離型剤分散液13]を得た。
Figure 0006160056
[トナーの作製]
<トナー形成工程(ポリマー伸長法によるトナーの作製)>
(有機微粒子エマルションの合成)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、105nmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは59℃であり、質量平均分子量は15万であった。
(水相の調整)
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7):三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
(低分子ポリエステルの合成)
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧,230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時聞反応した後、反応容器に無水トリメリト酸44部を入れ、180℃,常圧で2時間反応し、[低分子ポリエステル1]を得た。[低分子ポリエステル1]は、数平均分子量2500、質量平均分子量6700、Tg43℃、酸価25であった。
(ポリエステルプレポリマーの合成)
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリツト酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、更に10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、質量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー]の遊離イソシアネート質量%は、1.53%であった。
(ケチミンの合成)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物]を得た。[ケチミン化合物]のアミン価は418であった。
(マスターバッチ(MB)の作製)
水1200部、カーボンブラック(Printex35 デクサ製)540部〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕、ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕、[マスターバッチ]を得た。
[実施例10]
(油相の作成)
撹拌翼をセットした容器に、[離型剤分散液1]186部、を仕込み、酢酸エチル101部を仕込んだ。次いで容器内容物を攪拌しながら容器に[マスターバッチ1]60部、[低分子ポリエステル1]246部を投入し、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]600部を容器に移しTKホモミキサーで回転数8000rpmで1時間混合し、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度は55%であった。
(乳化→脱溶媒)
[顔料・WAX分散液1]600部、[プレポリマー1]を60部、[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで1分間混合し[乳化スラリー1]を得た。撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶媒した後、40℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。[分散スラリー1]は、体積平均粒径5.16μm、個数平均粒径4.56μm(マルチサイザーIIで測定)であった。
(現像剤の作製)
得られた重合体(トナー)100質量部に疎水化処理された平均粒子径12nmのシリカ(日本アエロジル社製、商品名「RX200」)0.8部を添加し、ヘンシェルミキサーを用いて表面処理を行い、常法により[現像剤1]を作製した。
[実施例11]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤2]を得た。
[実施例12]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤3]を得た。
[実施例13]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤4]を得た。
[実施例14]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤5]を得た。
[実施例15]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤6]を得た。
[実施例16]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤7]を得た。
[実施例17]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤8]を得た。
[実施例18]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤9]を得た。
[比較例5]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤10]を得た。
[比較例6]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤11]を得た。
[比較例7]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤12]を得た。
[比較例8]
実施例10において、使用する離型剤分散液を表2に示すとおりに変更した以外は、実施例10と同様に操作して[現像剤13]を得た。
Figure 0006160056
得られた[現像剤1]〜[現像剤13]について、画像形成装置(2成分現像剤の評価には、株式会社リコー製、IPSio Color 8100を使用、1成分現像剤の評価には、株式会社リコー製、imagio Neo C200を使用)に装填し、画像を出力して、以下のようにして評価した。結果を表3に示す。
<画像濃度>
普通紙の転写紙(株式会社リコー製、TYPE6200)に低付着量となる0.3±0.1mg/cmの付着量におけるベタ画像出力後、画像濃度を分光計(X−ライト社製、938スペクトロデンシトメータ)により測定し、画像濃度1.4以上を◎、1.35以上1.4未満を○、1.3以上1.35未満を△、1.3未満を×とした。
<クリーニング性>
画像面積率95%チャートを1000枚出力後の清掃工程を通過した感光体上の転写残トナーをスコッチテープ(住友スリーエム株式会社製)で白紙に移し、それをマクベス反射濃度計RD514型で測定し、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
◎:ブランクとの差が0.005未満である。
○:ブランクとの差が0.005〜0.010である。
△:ブランクとの差が0.011〜0.02である。
×:ブランクとの差が0.02を超える。
<帯電安定性>
各トナーを用いて、画像面積率12%の文字画像パターンを用いて、連続10万枚出力耐久試験を実施し、そのときの帯電量の変化を評価した。スリーブ上から現像剤を少量採取し、ブローオフ法により帯電量変化を求め、下記基準により評価した。
〔評価基準〕
○:帯電量の変化が5μc/g未満である。
△:帯電量の変化が5μc/g以上10μc/g以下である。
×:帯電量の変化が10μc/gを超える。
<フィルミング性>
画像面積率100%、75%、及び50%の帯チャートを1000枚出力後の現像ローラ、及び感光体上のフィルミングを観察し、下記基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:まったくフィルミングが発生していない。
○:うっすらとフィルミングの発生を確認できる。
△:スジ状にフィルミングが発生している。
×:全面にフィルミングが発生している。
<定着性>
定着ローラとしてテフロン(登録商標)ローラを用いた電子写真方式の複写機(MF−200、リコー社製)の定着部を改造した装置を用い、定着ベルトの温度を変化させて、普通紙と厚紙の転写紙タイプ6200(リコー社製)及び複写印刷用紙<135>(NBSリコー社製)に、トナーの付着量が0.85±0.1mg/cmのベタ画像を形成した。このとき、普通紙でホットオフセットの発生しない上限温度を定着上限温度とした。また、厚紙でベタ画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる下限温度を定着下限温度とした。A〜Cの評価が合格基準である。
〔定着上限温度の評価基準〕
◎:190℃以上
○:180℃以上190℃未満
△:170℃以上180℃未満
×:170℃未満
〔定着下限温度の評価基準〕
◎:135℃未満
○:135℃以上145℃未満
△:145℃以上155℃未満
×:155℃以上
Figure 0006160056
1 粒子製造装置
11 温調器付きタンク
12,22,32 ポンプ
13,23,33 バルブ
14 静止型混合機
15 圧力調整弁
16 ノズル
17 回収タンク
41(破線部) リボンヒータ
特許第2537503号公報 特開平9−34167号公報 特開平11−149180号公報 特開2005−258394号公報 特開2008−70583号公報 特開2011−115780号公報

Claims (5)

  1. 離型剤を溶融させる溶融工程と、次いで、溶融させた離型剤と第一の圧縮性流体とを混合し溶融体−圧縮性流体の混合物を得る混合工程と、前記混合物に第二の圧縮性流体を供給しつつ、前記溶融体を離型剤の融点以上に温度を保ち噴霧ノズルから急速膨張させ、圧縮性流体を除去し、固化することで得られる離型剤微粒子を造粒する造粒工程と、次いで造粒された離型剤微粒子を、分散剤を添加した液体溶媒中に捕集・分散させる回収工程を有することを特徴とする離型剤分散液の製造方法。
  2. 前記混合物の粘度が20mPa・s以下であることを特徴とした請求項1に記載の離型剤分散液の製造方法。
  3. 前記圧縮性流体が、少なくとも超臨界又は亜臨界二酸化炭素を含むことを特徴とした請求項1又は2に記載の離型剤分散液の製造方法。
  4. 前記溶融工程、及び前記混合工程の少なくともいずれかで、液体溶媒を添加する請求項1乃至3のいずれかに記載の離型剤分散液の製造方法。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の離型剤分散液の製造方法により得られた離型剤分散液及び樹脂成分を用いてトナー母体粒子を作製する工程を有することを特徴とする画像形成用トナーの製造方法。
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