JP7130484B2 - トナー粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
その要求に対して、重合によってトナーを製造する方法において、コア-シェル構造を有するトナーで、トナーの粒子径、平均円形度とトナーの硬度を適正な範囲にすることで、良好な保存性と定着性を得ることで高画質かつ耐久性に優れたトナーが得られる方法がある(特許文献1)。
また、ディスク型遠心分離機で固液分離することで不純物を除去し、トナー表面に不純物が残存しないようにし、トナー表面の極性基の配向を壊さないようにすることでトナーの帯電性が良好なトナーを得る方法がある(特許文献2)。
また、遠心沈降板の間隔を制御した遠心沈降装置を用い、遠心力を制御し、トナー粒子分散液のトナー粒子濃度を制御することでトナー粒子表面の極性基の配向を乱したり、トナー粒子の機械的強度を劣化させることなく、不純物を除去することで高画質なトナーを得る方法がある(特許文献3)。
また、上記特許文献2は、濃縮の際に不純物の除去を優先させると濃縮装置内でのトナーの付着が増加したり、トナーがダメージを受けるといった課題がある。その結果、トナーの品質も小型かつ軽量な非磁性一成分現像のフルカラー複写機又はフルカラープリンタなどにおいては、耐久性に関して未だ若干の課題が存在している。また、低温低湿環境下における耐久性に関しても未だ若干の課題が存在している。さらに、高画質な画像が得られる小さい粒径のトナーを上記課題の発生を抑制させた上で濃縮しようとすると、トナーを十分に分離できず、清澄液側にトナーが混入し、収率の点で若干の課題が存在する。
また、上記特許文献3は、トナーに掛かる負荷が大きく、トナーへのダメージという点で若干の課題が存在し、機内付着に関しても若干の課題が存在する。また、小型かつ軽量な非磁性一成分現像のフルカラー複写機又はフルカラープリンタなどにおいては、耐久性に関して未だ若干の課題が存在している。さらに、低温低湿環境下における耐久性に関しても未だ若干の課題が存在している。
本発明は、上述の如き問題を解決したトナー粒子の製造方法を提供することである。即ち、遠心分離機においてトナーの機械的強度、帯電性を損なうことなく小粒径のトナーを高い生産効率で提供することにある。
すなわち、本発明は、難水溶性無機微粒子を少なくとも含有する水系媒体を調製する調製工程と、
該調製工程で調製された該水系媒体中に、重合性単量体及び過酸化物系重合開始剤を含む重合性単量体組成物を分散せしめ、造粒して重合性単量体組成物の粒子を形成する造粒工程と、
該造粒工程で形成された該重合性単量体組成物の粒子に含まれる該重合性単量体を重合させてトナー前駆体を生成させ、トナー前駆体分散液を得る重合工程と、
該重合工程で得られた該トナー前駆体分散液中の該トナー前駆体の固形分率を上げる濃縮工程と、
を有するトナー粒子の製造方法において、
該重合工程では、該トナー前駆体に含まれる該重合性単量体の重合転化率が90%以上のときに重合開始剤である過硫酸化合物を添加し、
該重合開始剤に由来するイオン性残基の極性と該難水溶性無機微粒子の水系媒体中の極性が逆極性であり、
該濃縮工程は、遠心分離機を用いて行われる、
ことを特徴とするトナー粒子の製造方法に関する。
該重合工程では、該トナー前駆体に含まれる該重合性単量体の重合転化率が90%以上のときに重合開始剤を添加し、
該重合開始剤に由来するイオン性残基の極性と該難水溶性無機微粒子の水系媒体中の極性が逆極性であり、
該濃縮工程は、遠心分離機を用いて行いトナー粒子を製造することで本発明の効果が得られる。
0.1mV≦ζ≦20mV
であると好ましい。
該難水溶性無機微粒子のゼータ電位およびゼータ電位の平均値に対する標準偏差の測定は、Zetasizer Nano ZS(MALVERN社製)と測定条件および測定データを解析するための付属の専用ソフト「Dispersion Technology software 4.20」(MALVERN社製)を用いて算出した。具体的な測定方法は以下の通りである。
ゼータ電位調整:電荷決定イオン含有水溶液の添加
pH調整:0.1N水酸化ナトリウム水溶液の添加
F(ka)selection Model:Smoluchowski
Dispersant:Water
Temperature:重合時の温度(通常は70℃)
Result Calculation:General Purpose
本発明における難水溶性無機微粒子のトナー前駆体上での被覆率Xは、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ)にて撮影されたトナー表面画像を、画像解析ソフトImage-Pro Plus ver.5.0((株)日本ローパー)により解析して算出する。S-4800の画像撮影条件は以下の通りである。
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナー前駆体を吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
被覆率Xの算出は、S-4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。反射電子像は2次電子像と比べて無機微粒子のチャージアップが少ないため、被覆率Xを精度良く測定することが出来る。エネルギー分散型X線分析装置(EDAX)による元素分析を行い、モース硬度6-13でかつ70nm以上300nm以下の粒子の元素を特定した後、被覆率Xを算出する。
操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。その後、倍率を50000(50k)倍に設定し、上記と同様にフォーカスつまみ、STIGMA/ALIGNMENTつまみを使用して焦点調整を行い、再度オートフォーカスでピントを合わせる。この操作を再度繰り返し、ピントを合わせる。ここで、観察面の傾斜角度が大きいと被覆率の測定精度が低くなりやすいので、ピント調整の際に観察面全体のピントが同時に合うものを選ぶことで、表面の傾斜が極力無いものを選択して解析する。
ABCモードで明るさ合わせを行い、サイズ640×480ピクセルで写真撮影して保存する。この画像ファイルを用いて下記の解析を行う。トナー前駆体一つに対して写真を1枚撮影し、少なくともトナー前駆体30粒子以上について画像を得る。
本発明では解析ソフト(Image-Pro Plus ver.5.0)を用いて、上述した手法で得た画像を2値化処理することで被覆率Xを算出する。このとき、上記一画面を正方形で12分割してそれぞれ解析する。画像解析ソフトの解析条件は以下の通りである。
被覆率a(%)=100-(D/C×100) 式(2)
0.080(μm)≦Dn1(μm)≦1.000(μm) 式(3)
であると好ましく、より好ましくは、
0.080(μm)≦Dn1(μm)≦0.450(μm) 式(4)
である。これは、該造粒工程中の該難水溶性無機微粒子および該重合工程中に追加添加する該難水溶性無機微粒子の個数平均粒径(D1)が式(3)を満たすと、該難水溶性無機微粒子の粒径が適度な大きさであるため、トナー粒子の分散安定性を保持するスペーサー効果とトナー粒子表面を覆う被覆率が十分であることから本発明の効果がより一層発現するためである。
トナー中の重合性単量体の重合転化率の測定は、ガスクロマトグラフィー(GC)により、以下のようにして測定する。
GC:島津製作所社 GC-14A
カラム:J&W Scientific社 DB-WAX(249μm×0.25μm×30m)
キャリアーガス:N2
オーブン:(1)70℃で2分ホールド、(2)5℃/分で220℃まで昇温
注入口:200℃
スプリット比:1:20
検出器:200℃(FID)
本発明において、濃縮を行うために使用される装置としては、トナー前駆体分散液を収容する収容部内に、円錐状に配置させた複数の沈降板を設けた遠心沈降装置(※これ以降は、1)遠心沈降装置と省略する。)
投入したトナー前駆体分散液を遠心分離する外側回転筒と、前記外側回転筒内に相対回転可能に設けられたスクリューコンベアとを有するデカンタ型遠心分離機(※これ以降は、2)デカンタ型遠心分離機と省略する。)
等を使用することが好ましい。
I)トナー前駆体分散液の一部を所定の固形分濃度以上に濃縮し、残りのトナー前駆体分散液中に再度投入・分散し、所定の固形分濃度のトナー前駆体分散液を得る方法。
II)トナー前駆体分散液全量を上記装置により処理し、所定の固形分に濃縮する方法。
0.2≦Q/Σ≦0.8
であると好ましい。これは、濃縮工程前のトナー前駆体分散液から、比重の軽い分離液(清水もしくは清澄液)を分離する、高い分離能力と該濃縮されたトナー前駆体分散液の生産効率が高いレベルで両立するためである。
Σ=2.34×10-3×n2×N×cotα(r13-r23)
(n:回転数、N:ディスクの枚数、α:ディスクの角度、r1:ディスクの外径の半径、r2:ディスクの内径の半径)
である。
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。本発明における酸価は、JIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
滴定装置:電位差滴定装置AT-510(京都電子工業株式会社製)
電極:複合ガラス電極ダブルジャンクション型(京都電子工業株式会社製)
滴定装置用制御ソフトウエア:AT-WIN
滴定解析ソフト:Tview
滴定時における滴定パラメーター並びに制御パラメーターは下記のように行う。
滴定パラメーター
滴定モード:ブランク滴定
滴定様式:全量滴定
最大滴定量:20mL
滴定前の待ち時間:30秒
滴定方向:自動
制御パラメーラー
終点判断電位:30dE
終点判断電位値:50dE/dmL
終点検出判断:設定しない
制御速度モード:標準
ゲイン:1
データ採取電位:4mV
データ採取滴定量:0.1mL
測定サンプル0.100gを250mLのトールビーカーに精秤し、トルエン/エタノール(3:1)の混合溶液150mLを加え、1時間かけて溶解する。前記電位差滴定装置を用い、前記水酸化カリウムエチルアルコール溶液を用いて滴定する。
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(3:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
(式中、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。)
水酸基価は、試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。本発明における水酸基価はJIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
滴定装置:電位差滴定装置AT-510(京都電子工業株式会社製)
電極:複合ガラス電極ダブルジャンクション型(京都電子工業株式会社製)
滴定装置用制御ソフトウエア:AT-WIN
滴定解析ソフト:Tview
滴定時における滴定パラメータ並びに制御パラメータは下記のように行う。
滴定モード:ブランク滴定
滴定様式:全量滴定
最大滴定量:80mL
滴定前の待ち時間:30秒
滴定方向:自動
終点判断電位:30dE
終点判断電位値:50dE/dmL
終点検出判断:設定しない
制御速度モード:標準
ゲイン:1
データ採取電位:4mV
データ採取滴定量:0.5mL
測定サンプル2.00gを200mL丸底フラスコに精秤し、これに上記アセチル化試薬5.00mLを、ホールピペットを用いて正確に加える。この際、試料がアセチル化試薬に溶解しにくいときは、特級トルエンを少量加えて溶解する。
試料を用いない(すなわち、トルエンとエタノール(3:1)の混合溶液のみとする)こと以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
A=[{(B-C)×28.05×f}/S]+D
ここで、A:水酸基価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウムエチルアルコール溶液の添加量(mL)、C:本試験の水酸化カリウムエチルアルコール溶液の添加量(mL)、f: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)、D:樹脂の酸価(mgKOH/g)である。
試料の分子量及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算で算出される。酸基を有する樹脂の分子量を測定する場合は、カラム溶出速度が酸基の量にも依存してしまうため、予め酸基をキャッピングした試料を用意する必要がある。キャッピングにはメチルエステル化が好ましく、市販のメチルエステル化剤が使用できる。具体的には、トリメチルシリルジアゾメタンで処理する方法が挙げられる。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF-801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
試料のガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC測定装置)を用いて測定する。
該ポリエステル樹脂、該結晶性ポリエステル樹脂、該荷電制御樹脂、該スチレンーアクリル樹脂およびトナーの結着樹脂の構造決定は、核磁気共鳴装置(1H-NMR、13C-NMR)並びにFT-IRスペクトルを用いて行うことができる。以下に用いる装置について記す。
(i)1H-NMR、13C-NMR
日本電子製FT-NMR JNM-EX400(使用溶媒 重クロロホルム)
(ii)FT-IRスペクトル
Thermo Fisher Scientific Inc.製 AVATAR360FT-IR
結晶性ポリエステル樹脂およびワックスのDSC吸熱ピーク温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
本発明のトナーにおいては、公知の荷電制御剤を使用することができる。荷電制御剤の含有量は、トナー中の結着樹脂100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
本発明のトナーは、着色剤として顔料を含有する。シアン系着色剤に用いられる顔料としては、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、並びに、塩基染料レーキ化合物が利用できる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3及び15:4。
本発明のトナーにおいては、本発明の効果を阻害しない範囲で各種特性付与を目的として公知の様々な無機、有機の添加剤を用いることが可能である。用いる添加剤は、トナーに添加した時の耐久性の点から、トナー粒子の重量平均径の3/10以下の粒径であることが好ましい。この添加剤の粒径とは、走査型電子顕微鏡におけるトナー粒子の表面観察により求めたその平均粒径を意味する。
トナー粒子の重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、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)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、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)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
(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、専用ソフトの「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30mLを入れる。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)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを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ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)、体積基準メジアン径、個数基準メジアン径を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、「中位径」が体積基準メジアン径(Dv50)である。また、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)であり、「中位径」が個数基準メジアン径(Dn50)である。
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA-3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定した。
本発明に用いられる重合性単量体としては、スチレン以外にもラジカル重合が可能なビニル系重合性単量体が用いても良い。該ビニル系重合性単量体としては、単官能性重合性単量体或いは多官能性重合性単量体を使用することが出来る。単官能性重合性単量体としては、スチレン;α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ο-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2-ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルの如きビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルの如きビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンの如きビニルケトンが挙げられる。
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、撹拌装置を備えたオートクレープ中に、
・1,10-デカンジカルボン酸:210部
・1,10-デカンジカルボン酸ジメチル:50部
・1,10-デカンジオール:295部
・シュウ酸チタン酸カリウム:0.40部
上記ポリエステルモノマーを仕込み、窒素雰囲気下、常圧下で200℃で6時間反応を行い、その後更に10~20mmHgの減圧下で220℃で1.5時間反応してポリエステル樹脂1を得た。得られたポリエステル樹脂1の物性は酸価=1.3mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)=21000、DSC吸熱ピーク=79.8℃であった。
窒素雰囲気下で、滴下ロート、リービッヒ冷却管及び撹拌機を備えた耐圧反応機にキシレン50部とセバシン酸175.0部、及び1,12-ドデカンジオール210.1部を加えて210℃まで昇温した。このときの圧力は0.32MPaであった。これに下記材料をキシレン10部に溶解した混合物を滴下ロートに仕込んだものを2時間かけて加圧下(0.31MPa)で滴下した。
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、撹拌装置を備えたオートクレープ中に、
テレフタレート:29.9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:51.7部
エチレングリコール:4.5部
テトラブトキシチタネート:0.125部
上記ポリエステルモノマーを仕込み、窒素雰囲気下、常圧下で200℃で5時間反応を行い、その後トリメリット酸を2.1部及びテトラブトキシチタネートを0.120部追加し、220℃で3時間反応させ、更に10~20mmHgの減圧下で2時間反応して非晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた非晶性ポリエステル樹脂1の物性は表3に示す。得られた非晶性ポリエステル樹脂の組成は表2に記載の仕込み量通りの組成であった。
表2の原材料モノマー仕込み量にて、非晶性ポリエステル樹脂1と同様の操作を行い、非晶性ポリエステル樹脂2~10を製造した。得られた樹脂の物性を表3に示す。各非晶性ポリエステル樹脂の分子量と酸価の調整に関しては、適宜反応時間を調整して非晶性ポリエステル樹脂の物性が達成されるようにした。
プロピレングリコールモノメチルエーテル100部を窒素置換しながら加熱し液温120℃以上で還流させ、そこへ、下記材料を混合したものを3時間かけて滴下した。
スチレン:91.7部
メチルメタクリレート:2.50部
メタクリル酸:3.30部
2-ヒドロキシエチルアクリレート:2.50部
ジtert-ブチルパーオキサイド(日油(株)製、商品名「パーブチルD」):1.25部
滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温170℃まで昇温しながら常圧蒸留し、液温170℃到達後は1hPaで減圧下1時間蒸留して脱溶剤し、樹脂固形物を得た。該固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n-ヘキサンで再沈殿、析出した固体を濾別することでスチレンーアクリル樹脂1を得た。得られたスチレンーアクリル樹脂1の物性は以下の通りであった。
Mw=15000、酸価=20.0、水酸基価=10.0、Tg(中点法)=90.0℃
シリカ(AEROSIL 200CF、日本アエロジル製)100部をヘキサメチルジシラザン10部で処理し、さらにジメチルシリコーンオイル20部で処理して疎水性シリカ1を得た。疎水性シリカ1の一次粒子径は12nm、疎水化度は97であった。
酸化チタン(P25、日本アエロジル製)100部をトルエン中でγ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン20部で処理し、濾過、乾燥して疎水性酸化チタン1を得た。疎水性酸化チタン1の一次粒子径は25nm、疎水化度は60であった。
反応容器中のイオン交換水1000部に、リン酸ナトリウム(物質(2))14部、ならびに10%塩酸を4.5部投入し、N2パージしながら65℃で60分保温した。T.K.ホモミクサー(特殊機化工業製)を用いて、12000rpmにて撹拌しながら、イオン交換水10部に7.8部の塩化カルシウム(物質(1))を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、その後60分間保持した後、60℃に降温し、難水溶性無機微粒子を含む水系媒体1を調製した。得られた水系媒体1の物性等を表4に示す。
表4に記載される通りに物質(1)、物質(2)の含有量、pHを記載の値にするために10%塩酸部数を調整した以外は分散媒(水系媒体)の製造例1と同様にして、難水溶性無機微粒子を含む水系媒体2~5を製造した。得られた水系媒体2~5の物性等を表4に示す。
・スチレン 58部
・カーボンブラック(Orion Engineerred Carbons社製、商品名「Printex35」) 7部
・荷電制御剤(オリエント社製:ボントロンE-89) 0.25部
上記材料をアトライタ分散機(三井三池化工機株式会社)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて、220rpmで5時間分散させて、重合性単量体組成物を得た。
・スチレン 15部
・n-ブチルアクリレート 25部
・結晶性ポリエステル樹脂2 5部
・非晶性ポリエステル樹脂3 5部
・フィッシャートロプシュワックス 8部
(シューマンサゾール社製、商品名「C80」:DSC吸熱ピーク83.0℃)
を加えた。
濃縮工程に用いる濃縮装置をタナベウィルテック(株)製の連続式デカンタ型遠心分離機に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー2を製造した。得られたトナー2の物性等を表5に示す。
水系媒体1を水系媒体2に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー3を製造した。得られたトナー3の物性等を表5に示す。
水系媒体1を水系媒体3に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー4を製造した。得られたトナー4の物性等を表5に示す。
水系媒体1を水系媒体4に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー5を製造した。得られたトナー5の物性等を表5に示す。
過硫酸カリウムを過硫酸ナトリウムに変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー6を製造した。得られたトナー6の物性等を表5に示す。
過硫酸カリウムを過硫酸アンモニウムに変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー7を製造した。得られたトナー7の物性等を表5に示す。
過硫酸カリウムを過リン酸カリウムに変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー8を製造した。得られたトナー8の物性等を表5に示す。
過硫酸カリウムを過炭酸カリウムに変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー9を製造した。得られたトナー9の物性等を表5に示す。
水系媒体1を水系媒体5に変更し、さらに、過硫酸カリウムを2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)・二塩酸(和光純薬工業社製、商品名「V-50」、10時間半減期温度:56℃)に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー10を製造した。得られたトナー10の物性等を表5に示す。
過硫酸カリウム1.0部を溶解させた水溶液を添加するタイミングを、重合性単量体組成物の重合転化率が91%のときに変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー11を製造した。得られたトナー11の物性等を表5に示す。
濃縮工程に用いる濃縮装置を加圧濾過器(アドバンテック東洋株式会社製:KST-293-10-UH)に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー12を製造した。得られたトナー12の物性等を表5に示す。
水系媒体1を水系媒体5に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー13を製造した。得られたトナー13の物性等を表5に示す。
水系媒体1を水系媒体5に変更し、過硫酸カリウムを2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)・二塩酸(和光純薬工業社製、商品名「V-50」、10時間半減期温度:56℃)に変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー14を製造した。得られたトナー14の物性等を表5に示す。
過硫酸カリウム1.0部を溶解させた水溶液を添加するタイミングを、重合性単量体組成物の重合転化率が88%のときに変更した以外は実施例1と同様にして外添剤を有するトナー15を製造した。得られたトナー15の物性等を表5に示す。
トナー112~115製造時の濃縮工程における生産性の評価を行った。さらに、トナー112~115をそれぞれ評価機を用いて各種画像評価を行った。評価結果は表8に示す。
濃縮工程終了後、濃縮装置を分解し、内部の付着状況を目視で確認した。
カブリの測定は、画像形成装置として後述の評価機を用い、下記の環境下で印字率1%にて2枚印刷する度に1分休止する方式で耐久試験を行い、初期から耐久13000枚印字後に各環境下において6日間放置した。
カブリ量(%)=(プリントアウト前の記録材の白色度)-(プリント後の記録材の非画像形成部(白地部)の白色度)
Claims (4)
- 難水溶性無機微粒子を少なくとも含有する水系媒体を調製する調製工程と、
該調製工程で調製された該水系媒体中に、重合性単量体及び過酸化物系重合開始剤を含む重合性単量体組成物を分散せしめ、造粒して重合性単量体組成物の粒子を形成する造粒工程と、
該造粒工程で形成された該重合性単量体組成物の粒子に含まれる該重合性単量体を重合させてトナー前駆体を生成させ、トナー前駆体分散液を得る重合工程と、
該重合工程で得られた該トナー前駆体分散液中の該トナー前駆体の固形分率を上げる濃縮工程と、
を有するトナー粒子の製造方法において、
該重合工程では、該トナー前駆体に含まれる該重合性単量体の重合転化率が90%以上のときに重合開始剤である過硫酸化合物を添加し、
該重合開始剤に由来するイオン性残基の極性と該難水溶性無機微粒子の水系媒体中の極性が逆極性であり、
該濃縮工程は、遠心分離機を用いて行われる、
ことを特徴とするトナー粒子の製造方法。 - 前記重合開始剤である前記過硫酸化合物に由来するイオン性残基の極性が負である請求項1に記載のトナー粒子の製造方法。
- 前記難水溶性無機微粒子のゼータ電位値の平均値をζとしたとき、
0.1mV<ζ≦20.0mV
である請求項1または2に記載のトナー粒子の製造方法。 - 前記遠心分離機がディスク型遠心分離機である請求項1~3のいずれか1項に記載のトナー粒子の製造方法。
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