JP7009221B2 - トナーの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式に用いられる乾式トナーの製造方法に関する。
電子写真法においては、一般に、現像により像形成部材上に形成されたトナー像は紙などの被記録媒体に移された後、これに加熱を与える加熱定着法が採用されている。加熱定着法の中でも加熱手段に加熱ローラーを用いた定着方式は、熱の伝達効率がよいために、近年幅広く採用されている。
しかしながら、この方法では、トナー像と定着ローラー表面が加熱溶融状態で圧接触するため、トナーの一部が、定着ローラー表面に付着し、次の被記録媒体上に移転して被記録媒体に汚れを発生させる、所謂ホットオフセット現象が生じたりすることがある。そこで、この問題に対応する方法としてトナー中に離型剤としてアルキルワックスなどのオレフィン系化合物、アミドワックス、シリコーンワックスなどを含有させる提案がなされている。(特許文献1~4)。
しかし、十分な離型剤量を内包させなければ定着時にトナー外部に染み出す離型剤の量が不足しホットオフセットが発生してしまう場合があり、一方でトナー内部の離型剤ドメイン径が大きくなりすぎるとトナーの帯電特性が悪化してしまうという懸念がある。特に溶融混練粉砕トナーにおいては、離型剤分散剤をトナーに用いることで、結着樹脂との親和性を高めることで離型剤を含有させやすくし、さらに混練時の離型剤分散状態を安定化することで分散状態を制御することが提案されている(特許文献5)。
特開2007-264333号公報 特開2001-166524号公報 特開平11-316472号公報 特開平2-3073号公報 特開2008-203785号公報
上述のように、電子写真用トナーにおいて耐ホットオフセット性改善のために離型剤としてアルキルワックスなどの汎用ワックスを含有させることが知られている。トナー中のワックスドメインが大きすぎるとトナーの帯電性などを悪化させてしまうという問題がありこの解決のためにトナー内部のワックスドメインを小径に制御することは帯電維持性の観点から重要である。乳化凝集法は、結着樹脂、離型剤等のトナー構成因子の乳化微粒子を凝集することで凝集体を形成させ、該凝集体を加熱熟成することで合一しトナーを製造する方法であり、トナーの粒径や円形度等の制御に優れた手法である。しかし前記加熱熟成工程において溶融した離型剤同士がくっつき、ドメインとして成長してしまうため、ワックスドメイン径を微小に制御することは困難である。溶融混練粉砕法においては、混練時にトナー構成材料にかかるせん断力が大きくなるとワックスドメイン径が小さくなることが知られているが、バインダー樹脂成分と離型剤成分の親和性が悪いほどドメイン径を小さく制御することが困難になってしまう。
そこで、本発明の課題は、溶融混練粉砕トナーにおいて、結着樹脂と離型剤の親和性が低い場合であってもトナー中の離型剤ドメイン径を制御し、帯電性と耐ホットオフセット性を両立できるトナーの製造方法を提供することにある。
本発明者らの鋭意検討の結果、酸価を有する樹脂A及び離型剤を有機溶剤に溶解させて溶解物を得る工程、前記溶解物を水系媒体中で分散させ、前記有機溶剤を除去することで樹脂A-離型剤複合微粒子の水系分散液を得る工程、前記水系分散液中で前記樹脂A-離型剤複合微粒子を凝集させて、凝集体を得る工程、並びに、前記凝集体及び結着樹脂を溶融混練し、粉砕することによりトナー粒子を得るトナーの製造方法を用いると離型剤ドメイン径及びドメイン径分布を制御することが出来ることを見出した。
すなわち、本発明は、酸価を有する樹脂A及び離型剤を有機溶剤に溶解させて溶解物を得る工程、
前記溶解物を水系媒体中で分散させ、前記有機溶剤を除去することで樹脂A-離型剤複合微粒子の水系分散液を得る工程、
前記水系分散液中で前記樹脂A-離型剤複合微粒子を凝集させて、凝集体を得る工程、並びに、
前記凝集体及び結着樹脂を溶融混練し、粉砕することによりトナー粒子を得る工程を有するトナーの製造方法であって、
前記結着樹脂と前記離型剤とのSP値の差の絶対値が3以上であり、
前記樹脂Aと前記結着樹脂とのSP値の差の絶対値が0以上1以下であり、
得られるトナーが、
前記酸価を有する樹脂A、前記結着樹脂及び前記離型剤を含有し、
体積平均粒径が4.0μm以上8.0μm以下であり、
透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたトナーの断面観察における離型剤ドメイン径が長軸で200nm以上400nm以下であり、離型剤ドメイン径の長軸の分布の半値幅が100nm以下である
ことを特徴とするトナーの製造方法に関する
本発明によれば、トナー中の樹脂成分と離型剤成分の親和性が低い場合であっても、ワックスドメイン径およびドメイン径分布の制御が可能で、また、ワックスドメイン径の制御によりトナーの耐ホットオフセット性と帯電性に優れたトナーを提供することが出来る。
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明のトナー製造方法では以下の(1)~(4)の工程を経て実施される。
(1)酸価を有する樹脂A及び離型剤を有機溶剤に溶解させて溶解物を得る工程
(2)前記溶解物を水系媒体中で分散させ、前記有機溶剤を除去することで樹脂A-離型剤複合微粒子の水系分散液を得る工程
(3)前記水系分散液中で前記樹脂A-離型剤複合微粒子を凝集させて、凝集体を得る工程
(4)前記凝集体及び結着樹脂を溶融混練し、粉砕する工程
工程(1)~(3)は、酸価を有する樹脂A及び離型剤の乳化複合微粒子凝集体を形成する工程である。
工程(1)において、樹脂Aのガラス転移温度Tg及び離型剤の融点以上で混合しても均一に混ざりあうことはないが、有機溶剤中に溶解させることで均一に混合することが出来る。有機溶剤は、樹脂A及び離型剤を溶融させるものであればよいが、後に述べる工程(2)における除去工程において、エバポレータなどで除去しやすいものが好ましい。
工程(2)は前記溶解物にホモジナイザーなどによりせん断を付与しながら水系媒体をゆっくり添加する、もしくは水系媒体を添加後にホモジナイザーなどによりせん断を付与することで共乳化液を作製する。その後、加熱又は減圧して溶剤を除去することにより、樹脂A-離型剤複合微粒子の水系分散液を得ることが出来る。離型剤は疎水性であり、樹脂Aは酸価を有することから、水系媒体側に樹脂Aの酸性極性基が飛び出すことで粒子として安定化されることが考えられるため、該複合微粒子表層は樹脂Aが存在し、該複合粒子の内部に離型剤が存在する微小なコアシェル構造をとるものと考えられる。この際、前記水系媒体中に前記酸性極性基を中和し分散性を向上させるために水酸化ナトリウムやアミンなどの塩基性化合物を添加することが好ましい。また、複合微粒子の安定化のためにあらかじめ水系媒体中に界面活性体などを溶解させてもよい。
工程(3)において、凝集体を形成させる方法としては、前記複合微粒子の酸性極性基および微粒子分散液中の界面活性剤を凝集の反応点とし、塩酸などの酸を加えることで凝集する酸凝集や金属カチオン溶液などを加えることで金属架橋による凝集を用いる。具体的には、凝集剤を上記樹脂A-離型剤複合微粒子の水系分散液中に添加・混合し、温度を上げたり、機械的動力等を適宜加えたりする方法が好適に例示できる。工程(3)における凝集剤として金属カチオンを用いた場合、洗浄工程を経ても樹脂A-離型剤複合微粒子凝集体に金属カチオンが残存し、製造されるトナーの帯電性を悪化させる可能性があるため、凝集剤として塩酸などを用いた酸凝集を行うことが好ましい。
前記複合微粒子の凝集の際、顔料微粒子や結着樹脂微粒子のトナー構成材料も併せて凝集し、加熱熟成を行うことで、乳化凝集トナーを製造することが出来る。しかし、前記加熱熟成工程において樹脂A-離型剤複合微粒子内部の離型剤コア同士が融合してしまい、離型剤コアのドメインサイズを保持することが出来ない。
本発明者らの鋭意検討の結果、工程(4)のように前記樹脂A-離型剤複合微粒子凝集体と結着樹脂を混合後、せん断をかけながら加熱することで、複合微粒子凝集体の凝集状態が力学的に壊砕されつつ複合微粒子が結着樹脂中に分散するため、複合微粒子内部の離型剤コアがドメインサイズを維持することを見出した。該溶融混練物を粉砕分級することで内包されるドメイン径を制御したトナーを得ることが出来る。具体的には、工程(3)において凝集した複合粒子凝集体を濾別、風乾して得た乾燥物と結着樹脂微粒子および必要に応じて顔料などを、ヘンシェルミキサーなどの混合機を用いてプレ混合した後、二軸混練機などを用いて加熱溶融混練し、得られた混練物をハンマーミルなどで粉砕することでトナー粗砕物を得ることが出来る。さらに、前記粗砕物をクリプトロンシステム(川崎重工業社製)などの機械式粉砕機で微粉砕することでトナー微粒子を得ることが出来る。後、必要に応じて分級することでトナーを得ることが出来る。
また、本発明のトナーは、高精細な画像を得るという観点から、体積基準のメジアン径が4.0μm以上8.0μm以下であることが必要であり、エルボージェット(日鉄鉱業社製)などを用いて分級し体積平均粒径を調整することが好ましい。
高速定着においては、トナー内部の離型剤は染み出しにくく、表層近傍の離型剤ドメインから溶融し外部に染み出すため、離型剤ドメインが小さすぎると定着時の紙分離性が十分でない場合がある。一方で、粗大ドメインが存在するとトナーの体積抵抗が下がってしまい帯電性が悪化するという懸念がある。このため離型剤透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたトナーの断面観察における離型剤ドメイン径が長軸で200nm以上400nm以下であり、離型剤ドメイン径の長軸の分布の半値幅が100nm以下であることが好ましい。
本発明の製造法によるトナー中の離型剤ドメイン径は前記複合微粒子中の離型剤コアの大きさを反映する。複合微粒子中の離型剤コアの大きさは複合微粒子の粒径と微粒子中の離型剤の割合で制御できる。複合微粒子の粒径は有機溶剤中に溶融させた樹脂A及び離型剤の溶融物の濃度や工程(2)の分散工程における処理温度などの該有機溶剤溶融物の粘度に関連するパラメーターや分散時に付与するせん断力の大きさに影響し、前記粘度が低粘度且つ前記せん断力が大きい時粒径が小さくなる。複合微粒子の大きさは200nm以上1μm以下の範囲内にあることが好ましい。200nm以上であればトナー中の離型剤ドメイン径も200nm以上を満たしやすく、1μm以下だと、複合微粒子製造時の粒度分布にばらつきが生じ難く、結果としてトナー中のドメイン径分布もシャープなものになる。
前記樹脂A-離型剤複合微粒子凝集体中の離型剤含有量は3質量%以上50質量%以下であることが好ましく、より好ましくは10質量%以上50質量%以下である。離型剤含有量が少ないときは、離型剤ドメイン径が小さくなってしまいやすい。一方で、離型剤含有量が多いときは工程(2)において樹脂Aが離型剤を内包しきらずに複合粒子のほかに離型剤単一の微粒子が発生して、工程(4)における混練時に該離型剤微粒子が溶融混練中に合一しトナー内部で粗大化してしまうため、ドメイン径分布が広くなってしまう。
本発明における離型剤は、一般的にトナーに用いられる汎用ワックスを用いることが出来る。例えば、ポリエチレン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により融点(軟化点)を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類;ステアリン酸ステアリル等のエステルワックス類;カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス、エステルワックス等の鉱物・石油系ワックス;及びそれらの変性物などが挙げられる。
上記離型剤は、耐ブロッキング性の観点からその融点が40℃以上のものが好ましく、耐ホットオフセット性向上の観点からその融点が150.0℃以下のものが好ましい。また40.0℃以上130.0℃以下のものがより好ましく、40.0℃以上110.0℃以下であるものが特に好ましい。また上記離型剤は、トナーを構成する樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下で使用することが好ましい。
本発明におけるトナーの結着樹脂のSP値と、上記離型剤のSP値との差の絶対値が3以上であれば、トナーの結着樹脂として用いられる公知の樹脂から選択して用いることができる。結着樹脂のSP値と離型剤のSP値が近しい場合は、トナー定着時の離型剤の染み出し速度が遅くなり光沢が低くなってしまうという問題がある。具体的な結着樹脂の例として、スチレン-アクリル共重合体のようなビニル系重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂のような非ビニル系重合体、変性ポリエステルのような前記非ビニル系重合体と他重合体とのグラフト重合体等が挙げられる。なかでも、着色剤との相溶性、帯電性等の観点から、ポリエステル樹脂および変性ポリエステル樹脂がより好ましい。本発明においては、上記の樹脂は単独で用いても良いが、2種以上組み合わせて用いてもよい。また、主たる結着樹脂として非晶性ポリエステル樹脂を用いる場合、結晶性ポリエステルを併用すると結晶性ポリエステルは常温時の保管時は結晶状態であり保存性は良好であり、定着時は溶融可塑効果を生みだすため耐ブロッキング性と低温定着性の両立の観点から好ましい。
上記結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、上記非晶性ポリエステル樹脂100.0質量部に対して、1.0質量部以上15.0質量部以下であることが好ましく、2.0質量部以上10.0質量部以下であることがより好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の含有量が上述の範囲であると、低温定着性が向上する。結晶性ポリエステル樹脂の含有量が15.0質量部を超える場合、トナー粒子中に結晶性ポリエステル樹脂を微分散させにくくなる傾向に有り、低温定着性が低下する傾向になる。
耐ブロッキング性と低温定着性の観点から非晶性ポリエステルのガラス転移温度は、40℃以上80℃以下であることが好ましい。前記非晶性ポリエステルの軟化温度(Tm)は、70℃以上150℃以下であることが好ましく、80℃以上140℃以下であることがより好ましく、80℃以上130℃以下であることがさらに好ましい。
軟化温度(Tm)が上記の温度範囲内であれば、耐ブロッキング性と耐オフセット性との両立が良好に図られ、さらに、高温時において定着時のトナー溶融成分の紙への染込みが程度となり、良好な表面平滑性が得られる。
結晶性ポリエステルを用いる場合、融点が50℃以上100℃以下であることが好ましい。結晶性ポリエステルの融点が100℃以下であると、定着時に起こるトナーの溶融が起こりやすく、低温定着性が良化し、50℃以上であると保存安定性やトナー作製の点で問題が生じない。また、該結晶性ポリエステルの融点は、低温定着性の観点から50℃以上90℃以下であることがより好ましく、60℃以上80℃以下であることが特に好ましい。
本発明における樹脂Aは、少なくとも酸基を有する樹脂であり、酸基を有する樹脂とは、分子の末端、側鎖等に、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基等を有する。樹脂Aの酸価は8mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が8mgKOH/g以上であると、酸性極性基が多く工程(2)において形成される複合微粒子が安定化し微粒子の粒径分布がシャープになる。一方、酸価が30mgKOH/g以下であると、親水性が低いために、工程(2)において離型剤を内包しない樹脂A微粒子の存在率が低くなる。該離型剤を内包しない樹脂A微粒子は、樹脂Aの酸価が高いために、離型剤を内包しない樹脂A微粒子よりもさらに小粒径となり、工程(3)の後に水系媒体と複合微粒子凝集体を濾別する際、濾紙などに詰り濾別を難しくしてしまうという懸念がある。また、高酸価の樹脂を内包することでトナーの帯電性が悪化してしまうという懸念もある。
また、上述の工程(4)の溶融混練時において、結着樹脂中に樹脂A-離型剤複合微粒子が良好に分散するためには、前記樹脂Aと前記結着樹脂とのSP値の差の絶対値が0以上1以下であることが必要である。その差が1よりも大きいときは複合粒子表層に存在する樹脂Aと結着樹脂の親和性が低いため、混練時に複合粒子が結着樹脂内に分散せずに複合粒子同士で合一し離型剤ドメインが成長してしまう。また、離型剤と樹脂AのSP値の差の絶対値は3以上であることが好ましい。3以上の場合、離型剤と樹脂Aの親和性が高すぎないために定着時の離型剤の染み出しが良好で耐ホットオフセット性が良化する。
結着樹脂としてポリエステルを用いる場合、該酸価を有する樹脂Aの酸性極性基は、構造類似性から工程(4)において前記複合粒子が分散されやすいカルボキシル基であることが好ましく、さらにはポリエステルであることが好ましい。
本発明のトナー製造方法では、着色剤を用いることが出来る。着色剤としては、公知の有機顔料若しくは油性染料、カーボンブラック、又は磁性粉体などが挙げられる。
シアン系着色剤の例には、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が含まれる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が挙げられる。
マゼンタ系着色剤の例には、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物などが含まれる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、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、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254等が挙げられる。
イエロー系着色剤の例には、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物などが含まれる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180181、191、194等が挙げられる。
黒色系着色剤としては、カーボンブラック、磁性粉体、又は、前記イエロー系着色剤、マゼンタ系着色剤、及びシアン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、単独または混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。上記着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、及びトナーへの分散性の点から選択される。
本発明において、着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
本発明のトナーは、必要に応じて無機微粒子を含有してもよく、トナー粒子に内添してもよいし、外添剤としてトナー粒子と混合してもよい。
外添剤として含有する場合は、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化アルミニウム微粒子のような無機微粒子が好ましい。前記無機微粒子は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。
前記無機微粒子がトナーの流動性向上のために使用される場合は、その比表面積が50m2/g以上400m2/g以下であることが好ましい。一方、前記無機微粒子がトナーの耐久性向上のために使用される場合は、その比表面積が10m2/g以上50m2/g以下であることが好ましい。また、前記流動性向上や耐久性向上を両立させるためには、比表面積が上記範囲の無機微粒子を併用してもよい。
前記無機微粒子を外添剤として含有させる場合は、トナー粒子100.0質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。トナー粒子と無機微粒子との混合は、ヘンシェルミキサーのような公知の混合機を用いるとよい。
本発明のトナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、また、長期にわたり安定した画像を供給するために、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることもできる。
磁性キャリアとしては、例えば、酸化鉄;鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、それらの酸化物粒子;フェライトなどの磁性体;磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア);など、一般に公知のものを使用できる。
本発明のトナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、磁性キャリアとトナーの混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度が、2質量%以上15質量%以下であることが好ましく、より好ましくは4質量%以上13質量%以下である。
<SP値の算出方法>
上記SP値(溶解性パラメータ)は、Fedors法で算出している。算出に当たり使用した蒸発エネルギー(Δei[cal/mole])とモル体積(Δvi[cal/mole])は、井上稔著「接着の基礎理論」刊行会発行 第五章、R.F.Fedors,Polym.Eng.Sci.14,147(1974)に記載の数値を使用している。本発明においては、ポリマー構成単位の構造を元に計算を行っている。
<ガラス転移温度、軟化温度の測定>
上記ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定することができる。
具体的には、0.01g~0.02gの試料をアルミパンに精秤し、昇温速度10℃/minで、0℃から200℃まで昇温する。引き続き、200℃から降温速度10℃/minで-100℃まで冷却し、再度、-100℃から200℃まで昇温速度10℃/minで昇温し、DSC曲線を得る。
得られたDSC曲線において、低温側のベースラインを高温側に延長した直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線のこう配が最大になるような点で引いた接線との交点の温度をガラス転移温度とする。
本発明において、非晶性樹脂の軟化温度(Tm)は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」(島津製作所社製)を用いて測定することができる。
尚、CFT-500Dは、上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させながら溶融してシリンダ底部の細管孔から押し出し、この際のピストンの降下量(mm)と温度(℃)から流動曲線をグラフ化できる装置である。
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化温度(Tm)とする。
尚、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。
まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量(流出終了点、Smaxとする)と、流出が開始した時点におけるピストンの降下量(最低点、Sminとする)との差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax-Smin)/2)。そして、ピストンの降下量がXとSminの和となるときの流動曲線の温度を、1/2法における溶融温度とする。
測定試料は、1.2gの非晶性樹脂を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、標準手動式ニュートンプレス NT-100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて10MPaで、60秒間圧縮成型し、直径8mmの円柱状としたものを用いる。
測定における具体的な操作は、装置に付属のマニュアルに従って行なう。
CFT-500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:40℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):5.0kgf
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
<融点の測定>
離型剤及び結晶性樹脂の融点は示査走査熱量計(DSC)を用いて測定することができる。具体的には、0.01g~0.02gの試料をアルミパンに精秤し、昇温速度10℃/minで、0℃から200℃まで昇温し、DSC曲線を得る。得られたDSC曲線より、融解吸熱ピークのピーク温度を融点とする。
<酸価の算出方法>
酸価とは試料1g中に含有されている酸基を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。測定方法は、JIS-K0070に準じ以下のように測定する。
(1)試薬
・溶剤:テトラヒドロフラン-エチルアルコール混液(2:1)を、使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1規定の水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
・フェノールフタレイン溶液:フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95体積%)100mlに溶かす。
・0.1規定の水酸化カリウムエチルアルコール溶液:水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95体積%)を加えて1リットルとし、2乃至3日放置後ろ過する。標定はJIS K 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
(2)操作
試料として樹脂1乃至20gを正しくはかりとり、これに上記溶剤100ml及び指示薬として上記フェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これを上記0.1規定の水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
(3)計算
次の式によって酸価を算出する。
A=B×f×5.611/S
A:酸価
B:0.1規定の水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
f:0.1規定の水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g)
尚、酸基を有する樹脂が2種以上の樹脂からなる場合、酸基を有する樹脂の平均酸価は、各樹脂の酸価(A1、A2、…、An)と重量比(W1、W2、…、Wn:ただし、W1+W2+…+Wn=1)から以下のように計算される。
酸基を有する樹脂の平均酸価=A1×W1+A2×W2+…+An×Wn
<TEM観察による離型剤ドメインの結晶状態の評価>
前記トナーの透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察及び離型剤ドメインの評価は、以下のようにして実施することができる。
トナー断面をルテニウム染色することによって、離型剤ドメインが明瞭なコントラストとして得られる。離型剤はトナー内部では結晶性のドメインとして存在し、染色の際、結晶構造内部にはルテニウムが入り込みにくいため染まりにくいと考えられる。
強く染色されルテニウム存在量が多い部分では電子線が透過せずに、観察像上では黒くなり、弱く染色されルテニウム存在量が少ない部分では部分は、電子線が透過されやすく、観察像上では白くなることから、離型剤ドメインを観察吸うことが出来る。
オスミウム・プラズマコーター(filgen社、OPC80T)を用いて、保護膜としてトナーにOs膜(5nm)およびナフタレン膜(20nm)を施し、光硬化性樹脂D800(日本電子社)で包埋したのち、超音波ウルトラミクロトーム(Leica社、UC7)により、切削速度1mm/sで膜厚60nm(or70nm)のトナー断面を作製した。
得られた断面を真空電子染色装置(filgen社、VSC4R1H)を用いて、RuO4ガス500Pa雰囲気で15分間染色し、TEM(JEOL社、JEM2800)を用いてSTEM観察を行った。
STEMのプローブサイズは1nm、画像サイズ1024×1024pixelで取得した。
得られた画像については、画像処理ソフト「Image-Pro Plus (Media Cybernetics社製)」にて 2値化(閾値120/255段階)を行う。
離型剤の結晶ドメインはトナー内部で白色に確認でき、得られた画像を2値化することで結晶ドメインを抽出し、そのサイズを計測する。本発明では無作為に選んだ20個のトナーについて断面観察した際に、長さが測定可能な結晶性ポリエステルの結晶ドメインの長軸の長さを全数計測することでトナー中の長軸の離型剤ドメイン平均径およびドメイン径分布を計測した。
<トナーの体積平均粒径の測定方法>
トナーの体積平均粒径は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、体積平均粒径を算出する。
<樹脂A-離型剤複合微粒子の粒径の測定>
樹脂A-離型剤複合微粒子の粒度分布は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装製)を用い、該装置の操作マニュアルに従い測定する。具体的には、前記測定装置の試料導入部で、透過率が測定範囲内(70乃至95%)になるように、測定試料を調整し、体積分布を測定した。体積分布基準の50%粒径は、累積50%に相当する粒子径(メジアン径)である。
以下、本発明を実施例と比較例を用いて更に詳細に説明するが、本発明の態様はこれらに限定されない。実施例4、5、7~10は参考例である。なお、実施例及び比較例の部数は特に断りが無い場合、すべて質量基準である。
<樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体の製造>
工程(1):
トルエン(和光純薬製) 300g
樹脂A1(ポリエステル樹脂) 120g
[組成(モル%)〔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:イソフタル酸:テレフタル酸=100:50:50〕、数平均分子量(Mn)=4,800、重量平均分子量(Mw)=16,500、軟化温度(Tm)=122℃、ガラス転移温度(Tg)=70℃、酸価=10mgKOH/g、SP値=22.5(J/mol)1/2
アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.5g
離型剤(HNP-51、融点78℃、SP値=17.0(J/mol)1/2日本精蝋製)
30g
上記を混合後、70℃の条件で、12時間撹拌し、樹脂を溶解した。
工程(2):
次いで、1N水酸化ナトリウム25gを加え、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス((株)プライミクス製)を用いて70℃、4000rpmで撹拌した。
さらに、撹拌中の前記樹脂A-離型剤混合溶液にイオン交換水360gを1g/minの速度で添加し、樹脂微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い樹脂A-離型剤複合微粒子1濃度20%の樹脂A-離型剤複合微粒子1分散液を得た。該樹脂A-離型剤複合微粒子1の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.51μmであった。
工程(3):
前記樹脂A-離型剤複合微粒子1分散液を加熱用ウォーターバス中で撹拌翼を用いて、撹拌しつつ50℃まで加熱した。さらに、1N塩酸50gを1g/minの速度で添加し、50℃で6時間保持し、微粒子の凝集を進行させたのち25℃に冷却後、凝集体を濾別、洗浄、乾燥を経て樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を得た。
<樹脂A-離型剤複合微粒子2凝集体の製造>
樹脂A1を樹脂A2[組成(モル%)〔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:イソフタル酸:テレフタル酸=100:50:50〕、数平均分子量(Mn)=5,400、重量平均分子量(Mw)=18,500、軟化温度(Tm)=121℃、ガラス転移温度(Tg)=71℃、酸価=16mgKOH/g、SP値=23.3(J/mol)1/2]とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子凝集体1と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子2凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子2の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.50μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子3凝集体の製造>
樹脂A1を樹脂A3[組成(モル%)〔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:イソフタル酸:テレフタル酸=100:50:50〕、数平均分子量(Mn)=5,800、重量平均分子量(Mw)=18,000、軟化温度(Tm)=121℃、ガラス転移温度(Tg)=69℃、酸価=5mgKOH/g、SP値=23.2(J/mol)1/2]とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子3凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子3の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.65μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子4凝集体の製造>
樹脂A1を樹脂A4[組成(モル%)〔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:イソフタル酸:トリメリット酸=100:50:50〕、数平均分子量(Mn)=8,500、重量平均分子量(Mw)=21,000、ピーク分子量(Mp)=12,800、軟化温度(Tm)=123℃、ガラス転移温度(Tg)=68℃、酸価=55mgKOH/g、SP値=23.4(J/mol)1/2]とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子4凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子4の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.40μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子5凝集体の製造>
樹脂A1を樹脂A5[スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸ブチル共重合樹脂、組成(モル%)〔スチレン:メタクリル酸:メタクリル酸ブチル=80:4:16〕、数平均分子量(Mn)=5,800、重量平均分子量(Mw)=21,000、軟化温度(Tm)=134℃、ガラス転移温度(Tg)=69℃、酸価=21mgKOH/g、SP値=21.2(J/mol)1/2]とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子5凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子5の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.61μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子6凝集体の製造>
樹脂A1を樹脂A6[スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸ブチル共重合樹脂、組成(モル%)〔スチレン:メタクリル酸:メタクリル酸ブチル=20:3:77〕、数平均分子量(Mn)=5,600、重量平均分子量(Mw)=20,000、軟化温度(Tm)=132℃、ガラス転移温度(Tg)=71℃、酸価=13mgKOH/g、SP値=19.8(J/mol)1/2]とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子6凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子6の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.69μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子7凝集体の製造>
樹脂A1を樹脂A7[スチレン/メタクリル酸/メタクリル酸ブチル共重合樹脂、組成(モル%)〔スチレン:メタクリル酸:メタクリル酸ブチル=80:5:15〕、数平均分子量(Mn)=5,400、重量平均分子量(Mw)=19,500、軟化温度(Tm)=133℃、ガラス転移温度(Tg)=71℃、酸価=28mgKOH/g、SP値=21.6(J/mol)1/2]とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子7凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子7の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.59μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子8凝集体の製造>
樹脂A1の量を70gとし離型剤の量を80gとした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子8凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子8の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.82μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子9凝集体の製造>
樹脂A1の量を138gとし離型剤の量を12gとした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子9凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子9の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.43μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子10凝集体の製造>
トルエンの量を600g、イオン交換水の量を720g、ロボミックスで撹拌する際の温度を90℃とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子10凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子10の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、1.23μmであった。
<樹脂A-離型剤複合微粒子11凝集体の製造>
トルエンの量を200g、ロボミックスで撹拌する際の温度を50℃とした以外は樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体と同様にして樹脂A-離型剤複合微粒子11凝集体を製造した。また樹脂A-離型剤複合微粒子11の体積分布基準の50%粒径(d50)を、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラック:日機装製)を用いて測定したところ、0.19μmであった。
<樹脂A1乳化液の製造>
トルエン(和光純薬製) 300g
樹脂A1(ポリエステル樹脂) 150g
アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.5g
上記を混合後、70℃の条件で、12時間撹拌し、樹脂を溶解した。
次いで、1N水酸化ナトリウム25gを加え、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス((株)プライミクス製)を用いて70℃、4000rpmで撹拌した。
さらに、撹拌中の前記樹脂A-離型剤混合溶液にイオン交換水360gを1g/minの速度で添加し、樹脂微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い樹脂A1微粒子濃度20%の樹脂A1乳化液を得た。
<着色剤微粒子分散液の製造>
・着色剤 10.0部
(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.5部
・イオン交換水 88.5部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子の濃度10%の水系分散液(着色剤微粒子分散液)を調製した。
<トナー1の製造例>
工程(4):
・樹脂A1 680g
・樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体 400g
・シアン顔料1(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
70g
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度140℃に設定した二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にて溶融及び混練した。得られた溶融混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T-250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。さらにファカルティF-300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子1を得た。ファカルティF-300の運転条件は、分級ローター回転数を130s-1、分散ローター回転数を120s-1とした。
100部のトナー粒子1に、疎水性シリカ(BET:200m2/g)1.0部、及び、イソブチルトリメトキシシランで表面処理した酸化チタン微粒子(BET:80m2/g)1.0部を、ヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)で回転数30s-1、回転時間10min.で混合して、トナー1を得た。トナー1の粒径(体積平均粒径)をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.2μmであった。
<トナー2の製造例>
樹脂A1、樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体、シアン顔料1に加えて結晶性ポリエステル樹脂1(組成(モル比)〔1,9-ノナンジオール:セバシン酸=100:100〕、数平均分子量(Mn)=5,500、重量平均分子量(Mw)=15,500、ピーク分子量(Mp)=11,400、融点=72℃、酸価=13mgKOH/g)75gを用いたこと以外はトナー1と同様にしてトナー2を得た。トナー2の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.3μmであった。
<トナー3の製造例>
樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子2凝集体とした以外はトナー1と同様にしてトナー3を得た。トナー3の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.1μmであった。
<トナー4の製造例>
樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子3凝集体とした以外はトナー1と同様にしてトナー4を得た。トナー4の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.0μmであった。
<トナー5の製造例>
樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子4凝集体とした以外はトナー1と同様にしてトナー5を得た。トナー5の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.4μmであった。
<トナー6の製造例>
樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子7凝集体とした以外はトナー1と同様にしてトナー6を得た。トナー6の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.2μmであった。
<トナー7の製造例>
樹脂A1の量680gを930gとし、樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体400gを樹脂A-離型剤複合微粒子8凝集体150gとした以外はトナー1と同様にしてトナー7を得た。トナー7の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.1μmであった。
<トナー8の製造例>
樹脂A1の量680gを80gとし、樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体400gを樹脂A-離型剤複合微粒子9凝集体1000gとした以外はトナー1と同様にしてトナー8を得た。トナー8の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.3μmであった。
<トナー9の製造例>
樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子10凝集体とした以外はトナー1と同様にしてトナー9を得た。トナー9の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.4μmであった。
<トナー10の製造例>
樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子11凝集体とした以外はトナー1と同様にしてトナー10を得た。トナー1の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ5.9μmであった。
<トナー11の製造例>
樹脂A1を樹脂A7とし、樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子7凝集体とした以外はトナー1と同様にしてトナー11を得た。トナー1の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.2μmであった。
<比較トナー1の製造例>
樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子5凝集体とした以外はトナー1と同様にして比較トナー1を得た。比較トナー1の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.1μmであった。
<比較トナー2の製造例>
樹脂A1を樹脂A6とし、樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子6凝集体とした以外はトナー1と同様にして比較トナー2を得た。比較トナー2の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.2μmであった。
<比較トナー3の製造例>
樹脂A1を樹脂A7とし、樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体を樹脂A-離型剤複合微粒子2凝集体とした以外はトナー1と同様にして比較トナー3を得た。比較トナー3の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.3μmであった。
<比較トナー4の製造例>
樹脂A1の量680gを1000gとし、樹脂A-離型剤複合微粒子1凝集体400gを離型剤80gとした以外はトナー1と同様にして比較トナー4を得た。比較トナー4の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.2μmであった。
<比較トナー5の製造例>
樹脂A1乳化液 68.0g
樹脂A-離型剤複合微粒子1分散液 40.0g
着色剤微粒子分散液 14.0g
イオン交換水 108.0g
上記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した後、1N塩酸7.2gを添加した。続いてホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて5000r/minで10分間分散した。その後、加熱用ウォーターバス中で撹拌翼を用いて、混合液が撹拌されるような回転数を適宜調節しながらで70℃まで加熱した。70℃で20分保持した後、形成された凝集粒子の体積平均粒径を、コールター・カウンター Multisizer 3を用い、体積平均粒径が約6.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
上記凝集粒子の分散液に、1N水酸化ナトリム水溶液3.6gを追加した後、イオン交換水500gを添加し、撹拌を継続しながら、95℃まで加熱した。そして、95℃で12時間保持することで凝集粒子を融合させた。その後、25度まで冷却し、ろ過及びイオン交換水による洗浄を行い、洗浄終了後に真空乾燥機を用いて乾燥することで比較トナー粒子5を得た。さらにファカルティF-300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子1を得た。ファカルティF-300の運転条件は、分級ローター回転数を130s-1、分散ローター回転数を120s-1とした。
100部の比較トナー粒子5に、疎水性シリカ(BET:200m2/g)1.0部、及び、イソブチルトリメトキシシランで表面処理した酸化チタン微粒子(BET:80m2/g)1.0部を、ヘンシェルミキサー(FM-75型、三井鉱山(株)製)で回転数30s-1、回転時間10min.で混合して、比較トナー5を得た。比較トナー1の粒径をコールター・カウンター Multisizer 3を用いて測定したところ6.0μmであった。
トナー1~11、比較トナー1~5に用いた結着樹脂、複合粒子中の樹脂、WAXのSP値及びトナー粒径などを表1に示す。
Figure 0007009221000001
〔実施例1~11、比較例1~5〕
以下の評価方法に基づいて評価し、その結果を表2に示す。
<評価1:帯電性>
前記外添トナー1gと、シリコーン樹脂で表面コートしたフェライトキャリア(平均粒径42μm)9gとを、プラスチックボトルに秤量し、温度35℃、湿度85%RHの環境下で24時間静置した。その後、振盪器(YS-LD、(株)ヤヨイ製)を用いて、温度30℃、湿度80%RHの環境下で、1分間に150往復の速さで30分間振盪し、トナーとキャリアからなる二成分現像剤を調製するとともに、前記トナーを帯電させた。
トナーの帯電量は、ホソカワミクロン(株)のEspartアナライザーにて測定した。Espartアナライザーは、電場と音響場を同時に形成させた検知部(測定部)に試料粒子を導入し、レーザードップラー法で粒子の移動速度を測定して、粒径と帯電量を測定する装置である。装置の測定部に入った試料粒子は、音響場と電場の影響を受け、水平方向に偏倚しながら落下し、この水平方向の速度のビート周波数がカウントされる。カウント値は、コンピュータに割り込みで入力され、リアルタイムでコンピュータ画面に粒子径分布又は単位粒径当たりの帯電量分布が示される。そして、所定の個数分の帯電量が測定されると画面は停止し、その後、帯電量と粒子径の3次元分布や粒径別の帯電量分布、平均帯電量(クーロン/重量)などが画面に表示される。Espartアナライザーの測定部に試料粒子として前記二成分現像剤を導入することで、トナーの摩擦帯電量を測定できる。
評価基準
A:トナーの帯電量が-35μC/g以下
B:トナーの帯電量が-35μC/gより高く、-30μC/g以下
C:トナーの帯電量が-30μC/gより高く、-25μC/g以下
D:トナーの帯電量が-25μC/gより高い
<評価2:低温定着性>
紙 :CS-680(68.0g/m2
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
トナーの載り量 :1.20mg/cm2
評価画像 :上記A4用紙の中心に10cm2の画像を配置
定着試験環境 :低温低湿環境、15℃/10%RH(以下「L/L」)
プロセススピード:450mm/sec
定着温度 :130℃
上記画像形成装置を用い、上記条件で出力した定着画像の低温定着性を評価した。
低温定着性の評価は、下記画像濃度低下率の値を指標とした。
画像濃度低下率は、X-Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X-Rite社製)を用い、先ず、中心部の定着画像の濃度を測定する。次に、定着画像の濃度を測定した部分に対し、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけて、シルボン紙により定着画像を摺擦(5往復)し、定着画像の濃度を再度測定する。そして、摺擦前後での定着画像の濃度の低下率(%)を測定した。
(評価基準)
A:濃度低下率が1.0%未満
B:濃度低下率が1.0%以上5.0%未満
C:濃度低下率が5.0%以上10.0%未満
D:濃度低下率が10.0%以上
<評価3:耐ホットオフセット性>
紙:CS-680(68.0g/m2
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
トナーの載り量:0.08mg/cm2
評価画像:上記A4用紙の中心にYMCKの単色のハーフトーン画像(2cm×2cm)を配置
定着試験環境:常温低湿環境:温度23℃/湿度5%RH(以下「N/L」)
プロセススピード:321mm/sec
定着温度:200℃
上記未定着画像を作製した後、耐ホットオフセット性を評価した。手順としては、まず、定着ベルトの中心位置に無地のはがきを10枚通紙した後に、上記未定着画像を通紙した。カブリの値をホットオフセットの評価指標とした。カブリは、リフレクトメータ(東京電色株式会社製の「REFLECTOMETER MODEL TC-6DS」)によって画出し前の評価紙の平均反射率Dr(%)と定着試験後の白地部の反射率Ds(%)を測定し、下記式を用いて算出した。得られたカブリを下記の評価基準に従って評価した。
カブリ(%)=Dr(%)-Ds(%)
(評価基準)
A:0.2%未満
B:0.2%以上0.5%未満
C:0.5%以上1.0%未満
D:1.0%以上
<評価4:紙分離性>
紙:GFR-070(70.0g/m2
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:1.20mg/cm2
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の長手方向に先端余白3mm空けて29cm×5cmの画像を配置
定着試験環境:高温高湿環境:温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
定着温度:120℃から170℃まで1℃刻みで通紙
プロセススピード:321mm/sec
上記評価画像を出力し、定着分離性を評価した。各定着温度で定着を行い、定着時に巻き付きが起こるかを目視で観測し、巻き付きが見られない上限の温度を定着分離可能温度とした。定着分離可能温度を下記の評価基準に従って評価した。
(評価基準)
A:分離可能温度160℃以上
B:分離可能温度150℃以上160℃未満
C:分離可能温度140℃以上150℃未満
D:分離可能温度140℃未満
Figure 0007009221000002

Claims (5)

  1. 酸価を有する樹脂A及び離型剤を有機溶剤に溶解させて溶解物を得る工程、
    前記溶解物を水系媒体中で分散させ、前記有機溶剤を除去することで樹脂A-離型剤複合微粒子の水系分散液を得る工程、
    前記水系分散液中で前記樹脂A-離型剤複合微粒子を凝集させて、凝集体を得る工程、並びに、
    前記凝集体及び結着樹脂を溶融混練し、粉砕することによりトナー粒子を得る工程を有するトナーの製造方法であって、
    前記結着樹脂と前記離型剤とのSP値の差の絶対値が3以上であり、
    前記樹脂Aと前記結着樹脂とのSP値の差の絶対値が0以上1以下であり、
    得られるトナーが、
    前記酸価を有する樹脂A、前記結着樹脂及び前記離型剤を含有し、
    体積平均粒径が4.0μm以上8.0μm以下であり、
    透過型電子顕微鏡(TEM)を用いたトナーの断面観察における離型剤ドメイン径が長軸で200nm以上400nm以下であり、離型剤ドメイン径の長軸の分布の半値幅が100nm以下である
    ことを特徴とするトナーの製造方法。
  2. 前記樹脂Aの酸価が8mgKOH/g以上30mgKOH/g以下である請求項1に記載のトナーの製造方法。
  3. 前記凝集体中の前記離型剤の含有量が10質量%以上50質量%以下である請求項1または2に記載のトナーの製造方法。
  4. 前記樹脂A-離型剤複合微粒子の粒径が200nm以上1μm以下である請求項1~3のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
  5. 前記凝集体及び結着樹脂に着色剤を加えて溶融混練する請求項1~4のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
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