JP2012185363A - トナーの製造方法 - Google Patents

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裕也 千本
Masakichi Kato
政吉 加藤
Takashi Hirasa
崇 平佐
Hayato Ida
隼人 井田
Takao Shibata
隆穂 柴田
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Abstract

【課題】 本発明は、定着ラチチュードが広く、耐熱保存安定性に優れ、かつ形状制御が容易なトナーの製造方法を提供するものである。
【解決手段】 本発明は、以下の工程を少なくとも含むトナーの製造方法である。
(1)結着樹脂を有するコア粒子Aの水系分散体を作製する工程
(2)水系媒体中に分散したシェル用樹脂粒子Bを、架橋反応開始剤により架橋し、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの水系分散体を作製する工程
(3)前記コア粒子Aに前記架橋されたシェル用樹脂粒子Cを付着する工程
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法などに用いられる静電荷像を現像するためのトナーの製造方法に関する。
近年、地球環境の観点から、省エネルギー化への要求が高まっている。電子写真法における画像形成においては、複写機の使用電力を相当程度占める定着工程の省電力化が求められており、そのためにはトナーの定着温度をより低温化させる必要がある。しかしながら、単にトナーの軟化点を下げるといった手法では、トナーの高温時における保存安定性が低下したり、ホットオフセットが発生したりしてしまう。
一方で、トナーの形状は現像、転写、クリーニング性に大きく影響を及ぼすため、搭載するマシンの特徴を考慮した形状を設計することが重要である。即ち、様々なシステムのマシンへ適応させるために、トナーの形状を制御を容易にする必要がある。
特許文献1では、低温定着性と耐ホットオフセット性を両立する(すなわち、定着ラチチュードを広げる)ことを目的として、トナー中に高密度に架橋された構造を有する樹脂を添加する手法が提案されている。
特許文献2や特許文献3では、懸濁重合法や乳化凝集法のようなトナーの製造プロセス中において、トナー中の高分子を架橋させる手法が提案されている。
特開平6−337545号公報 特開2001−117268号公報 特開2010−48954号公報
特許文献1の手法では、低温定着用の低軟化点樹脂が表面に露出するため、耐熱保存安定性が悪化することがあった。
特許文献2、3の手法では、表面に膜状の架橋構造が形成されるため、耐ホットオフセット性や保存安定性に優れるものの、低軟化点の結着樹脂が流出しにくく、低温定着性が悪化することがあった。また、架橋反応を進行させるために高温にする必要があり、トナーが球形化しやすく、形状制御が困難であった。
本発明は、上記のような問題点を改善することを目的としてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、定着ラチチュードが広く、耐熱保存安定性に優れ、かつ形状制御が容易なトナーの製造方法に関する。
本発明は、(1)結着樹脂を有するコア粒子Aの水系分散体を作製する工程、(2)水系媒体中に分散させたシェル用樹脂粒子Bを、架橋反応開始剤により架橋し、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの水系分散体を作製する工程、(3)前記コア粒子Aに前記架橋されたシェル用樹脂粒子Cを付着させる工程、を有するトナーの製造方法に関する。
本発明の製造方法によれば、定着ラチチュードが広く、保存安定性に優れ、かつ形状制御が容易なトナー製造方法を提供することができる。
<(1)結着樹脂を有するコア粒子Aの水系分散体を作製する工程>
本発明に用いられるコア粒子Aは、結着樹脂を有しており、必要に応じて、着色剤や離型剤等の成分を含有してもよい。本発明に用いられるコア粒子Aの水系分散体は任意の方法で製造できる。例えば、乳化凝集法、乳化重合法、懸濁重合法で製造したコア粒子を使用することができる。この中でも、シャープメルト性を有し、低温定着性に優れるポリエステルを適用できる点で、乳化凝集法で製造されたコア粒子を使用することが好ましい。
<(2)水系媒体中に分散させたシェル用樹脂粒子Bを、架橋反応開始剤により架橋し、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの水系分散体を作製する工程>
シェル用樹脂を水系媒体中に分散させることで、シェル用樹脂粒子Bの水系分散体が得られる。次いで、水系媒体中に分散させたシェル用樹脂粒子Bを、架橋反応開始剤を用いて架橋反応させることにより、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの水系分散体が得られる。
上記シェル用樹脂は、結着樹脂と同様の樹脂を用いることができるが、架橋反応が可能な官能基を有する樹脂を含む必要がある。架橋反応が可能な官能基としては、C=C基(不飽和二重結合)やカルボキシル基等が挙げられる。
架橋反応が可能な官能基を有する樹脂としては、以下のものが挙げられる。C=C基(不飽和二重結合)を有する樹脂としては、不飽和ポリエステル、非ビニル縮合系樹脂とビニル系モノマーとのグラフト重合体などが挙げられる。カルボキシル基を有する樹脂としては、不飽和ポリエステル、飽和ポリエステル、スチレンアクリル共重合体のようなカルボキシル基を含むビニル系共重合体、ポリアミド樹脂などが挙げられる。この中でも、低温定着性に優れ、且つ後述するラジカル開始剤との反応性を有する不飽和ポリエステルが好ましい。
不飽和ポリエステルとは、炭素間二重結合をポリエステル樹脂の主鎖および/または側鎖に有するものである。この様なポリエステル樹脂を得るためには、不飽和二重結合を有するカルボン酸化合物および/または不飽和二重結合を有するアルコール化合物を用いて重縮合反応をさせればよい。
不飽和二重結合を有するカルボン酸化合物としては、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、テトラヒドロフタル酸およびこれらのエステル誘導体、アクリル酸、クロトン酸、メタクリル酸およびこれらのエステル誘導体等が挙げられる。また、不飽和二重結合を有するアルコール化合物としては、1,4−ジヒドロキシ−2−ブテン等が挙げられる。
シェル用樹脂粒子Bの水系分散体は、シェル用樹脂を公知の方法で水系媒体に分散することで得られる。例えば、乳化重合法;転相乳化法;樹脂に水系媒体や界面活性剤等を加え、樹脂の溶融温度以上に加熱しながら、クレアミックス、ホモミキサー、ホモジナイザーなどの分散機で高速剪断力をかけることにより分散させる機械乳化法、有機溶剤に樹脂、界面活性剤等を溶解させた後に、せん断力を加えながら貧溶媒を加えることで樹脂を分散させる再沈法が挙げられる。
架橋反応としては、例えば、シェル用樹脂のC=C基(不飽和二重結合)をラジカル反応により架橋するラジカル架橋反応、カルボキシル基をオキサゾリン基と反応させるオキサゾリン架橋反応、カルボキシル基をカルボジイミド基と反応させるカルボジイミド架橋反応、カルボキシル基を多価カチオンと反応させるイオン架橋反応等が挙げられる。従って、架橋反応開始剤としては、架橋の方法に合わせて、ラジカル開始剤、オキサゾリン開始剤、カルボジイミド開始剤、多価カチオン等を用いることができる。この中でも、反応制御が容易であり、架橋密度を高くすることのできるラジカル開始剤を用いることが好ましい。
ラジカル開始剤は、油溶性、水溶性のものがあり、どちらの開始剤を用いてもよいが、トナーの吸湿性や帯電性に影響の少ない油溶性のものが好ましい。
ラジカル開始剤として、以下の化合物が挙げられる。2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)ヒドロクロリド等のアゾビスニトリル類;アセチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチル−α−クミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド;t−ブチルパーオキシアセテート、α−クミルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート等のパーオキシエステル;t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、ジ−イソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド等のヒドロパーオキサイド;t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシカーボネート;過酸化水素等の無機過酸化物類;過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩類。
架橋反応開始剤の量としては、シェル用樹脂100質量部に対し0.1〜20質量部であることが好ましい。架橋反応開始剤の量が上記範囲内であれば、トナー中に架橋反応開始剤が残存することなく、架橋反応が十分に行われる。
架橋反応させる具体的な方法としては、例えば、シェル用樹脂粒子Bの水系分散体に架橋反応開始剤を添加し、液を撹拌しがら加熱することにより、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの水系分散体を得る方法が挙げられる。上記反応開始剤は、固体のまま添加してもよいし、水中に溶解させて添加してもよい。加熱の温度としては、80℃以上100℃以下であり、好ましくは90℃以上100℃以下である。加熱の温度が上記範囲内であれば、架橋反応を進行させることができ、十分な架橋構造が得ることができる。架橋されたシェル用樹脂粒子Cの架橋度は、加熱の温度、加熱の時間、架橋反応開始剤の量を調整することにより制御することができる。
架橋反応により、架橋されたシェル用樹脂粒子C中に、溶剤に不溶である高密度に架橋した構造が形成され、架橋されたシェル用樹脂粒子C中には比較的運動性の高い未架橋部位と、運動性の低い高密度架橋部位が存在すると考えられる。従って、本発明によって得られるトナーは、定着ラチチュードが広く、且つ耐ブロッキング性に優れる。
なお、本発明においては、シェル用樹脂粒子Bを水系媒体中へ分散させた状態で、且つコア粒子Aへの付着を行う前に、シェル用樹脂粒子Bの架橋反応を行うことが重要である。例えば、予め架橋反応が行われたシェル用樹脂を水系媒体中に分散しようとした場合、架橋樹脂は溶剤への溶解性が低いために、前述の転相乳化法や再沈法では、シェル用樹脂粒子の水系分散体が得られない。また、機械乳化法を用いる場合、架橋された樹脂は粘度が高いため、後述する好ましい粒径のシェル用樹脂粒子を得ることが困難である。
また、例えば、シェル用樹脂粒子Bをコア粒子Aに付着させた後に、シェル用樹脂粒子Bの架橋を行った場合、トナー粒子の平均円形度がコア粒子Aの平均円形度から変化してしまい、トナー粒子の形状を制御することが困難になってしまう。
架橋されたシェル用樹脂粒子Cのテトラヒドロフラン不溶分(重量%)は、50重量%以上であることが好ましい。THF不溶分が上記範囲内であれば、高密度架橋部位が十分に存在するため、高温オフセットが抑制され、且つ耐熱保存安定性に優れる。
THF不溶分は以下の方法で測定する。水系分散体から架橋されたシェル用樹脂粒子Cを、例えば塩析や遠心分離等の手法で抽出後、純水で洗浄し、乾燥させて、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの粉体を得る。架橋されたシェル用樹脂粒子Cの粉体1gを、テトラヒドロフラン100gと混ぜ、1日放置する。次いで、これを濾過し、濾紙上に残ったものを回収後、乾燥してテトラヒドロフランを除去する。得られた乾燥物の重量を測定し、次式からテトラヒドロフラン不溶分を算出する。
テトラヒドロフラン不溶分(重量%)=乾燥物の重量×100
架橋されたシェル用樹脂粒子Cの溶融温度Tmは、120℃以上200℃以下であることが好ましい。シェル用樹脂粒子CのTmが上記範囲内であれば、高温オフセットが抑制され、定着ラチチュードが広くなる。また、低温定着性にも優れる。尚、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの溶融温度Tmは、テトラヒドロフラン不溶分の算出方法と同様の手法で、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの粉体を得た後、溶融温度を測定する。溶融温度は、フローテスター(CFT−500D:島津製作所社製)を用いて測定する。具体的には、測定する試料1.2gを秤量し、高さが1.0mmで直径1.0mmのダイを使用し、昇温速度4.0℃/min、予熱時間300秒、荷重5kg、測定温度範囲60〜200℃の条件で測定を行う。上記の試料が1/2流出したときの温度を溶融温度とする。
架橋されたシェル用樹脂粒子Cの体積基準のメジアン径は、0.05〜0.3μmであることが好ましく、0.08〜0.2μmであることがより好ましい。メジアン径が上記範囲内であれば、コア粒子にシェル用樹脂粒子が付着し易く、且つシェル層を適度な厚さに制御することができる。
<(3)コア粒子Aに架橋されたシェル用樹脂粒子Cを付着させる工程>
次に、コア粒子Aに架橋されたシェル用樹脂粒子Cを付着させる工程について説明する。該工程においては、水系媒体中に前述のコア粒子A、架橋されたシェル用樹脂粒子Cを分散させ、そこに金属塩を添加するという手法を用いることができる。または、金属塩及びコア粒子Aを含有する水系媒体中に、架橋されたシェル用樹脂粒子Cを添加することもできる。この様にして、コア粒子Aに架橋されたシェル用樹脂粒子Cを付着させることができる。
金属塩としては、ナトリウム、カリウム等の1価の金属の金属塩;カルシウム、マグネシウム等の2価の金属の金属塩;鉄、アルミニウム等の3価の金属の金属塩が挙げられる。金属塩の添加・混合は、混合液中に含まれる結着樹脂、およびシェル用樹脂のガラス転移温度(Tg)以下の温度で行うことが好ましい。この温度条件下で上記混合を行うと、凝集が安定した状態で進行する。上記混合は、公知の混合装置、ホモジナイザー、ミキサー等を用いて行うことができる。
コア粒子Aに架橋されたシェル用樹脂粒子Cを付着させた後、コア粒子とシェル用樹脂粒子を融合させる工程(シェル融合工程)を含んでもよい。シェル融合工程は、上記コア粒子とシェル用樹脂粒子の付着体を、結着樹脂のTg以上に加熱し融合させる。この工程によって、コア粒子とシェル用樹脂粒子が十分に結着され、後述の洗浄やろ過等の操作で、シェルがトナーから脱離することが抑制される。また、加熱温度や加熱時間を調整することにより、コアの形状をある程度維持したまま、コアシェル構造型トナーを作製することができる。
上記加熱の温度としては、結着樹脂のTgから樹脂が熱分解する温度の間であればよい。加熱・融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、加熱・融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には10分〜10時間である。
なお、シェル融合工程に入る前に、トナー粒子間の融着を防ぐため、キレート剤、pH調整剤、界面活性剤等を適宜投入することができる。キレート剤、pH調整剤、界面活性剤等は、後述する乳化凝集法における融合工程で挙げるものと同様のものが用いられる。
上記工程の後、適切な条件で室温まで冷却し、洗浄、ろ過、乾燥等することにより、コアシェル構造型トナーを得ることができる。更に、得られたコアシェル構造型トナーの表面に、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム等の無機粒体や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂粒子を、乾燥状態で剪断力を印加して添加してもよい。これらの無機粒体や樹脂粒子は、流動性助剤やクリーニング助剤等の外添剤として機能する。
トナーの体積基準のメジアン径は、3.0〜10.0μmであることが好ましく、5.0〜7.0μmであることがより好ましい。トナーのメジアン径が上記範囲内であれば、帯電性が十分得られ、流動性も良好である。
上述した様に、本発明に用いられるコア粒子Aとしては、乳化凝集法で製造されたコア粒子を用いることが好ましい。以下、乳化凝集法によってコア粒子を製造する方法を説明する。乳化凝集法とは、コア粒子の粒子径に対して、十分に小さい結着樹脂粒子を前もって準備し、少なくとも結着樹脂粒子を水系媒体中で凝集することによりコア粒子を製造する製造方法である。乳化凝集法では、結着樹脂粒子の水系分散体の製造工程、凝集工程、融合工程、冷却工程を経てコア粒子が製造される。
<水系媒体中に結着樹脂を分散させ、結着樹脂粒子の水系分散体を作製する工程>
結着樹脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれら非ビニル縮合系樹脂とビニル系モノマーとのグラフト重合体などが挙げられる。これらの樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうち、シャープメルト性を有し、かつ低分子量でも強度に優れるポリエステル樹脂が特に好ましい。
結着樹脂は、水系媒体中に安定に分散するために、樹脂骨格中にカルボン酸基、スルホン酸基、アミノ基といったイオン性基を有していることが好ましく、カルボン酸基を有していることがより好ましい。結着樹脂の酸価は、3〜35mgKOH/gであることが好ましく、8〜25mgKOH/gであることがより好ましい。結着樹脂の酸価が上記範囲内であれば、低湿環境下でのチャージアップが抑制され、水系媒体中における安定性が良好になる。なお、酸価とは試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸など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)(使用直前に、フェノールフタレインを指示薬として、N/10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は、フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95v/v%)100mlに溶かしたものを使用する。N/10水酸化カリウム−エチルアルコール溶液は、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(95v/v%)を加えて1リットルとし、2〜3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
ポリエステル樹脂(試料)1〜20gを正しくはかりとり、溶剤100mlが入った容器に加える。さらに、指示薬として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容器を十分に振る。固体試料の場合は水浴で加温して溶かす。冷却後、これをN/10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)計算式
次の式によって酸価を算出する。
A=B×f×5.611/S
A:酸価
B:N/10水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
f:N/10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)
結着樹脂のガラス転移点(Tg)は30℃以上60℃以下であることが好ましく、40℃以上60℃以下であることがより好ましい。Tgが上記の範囲内であれば、トナーの耐久性に優れると共に、高温多湿環境下におけるトナー粒子同士の凝集が抑制される。さらに、低温定着した際の画像光沢性が良好である。なお、ガラス転移点(Tg)は、JIS K7121に準拠して測定される物性値であり、該規格に記載されている中間点ガラス転移温度を意味するものである。
結着樹脂の溶融温度(Tm)は70℃以上110℃以下であることが好ましく70℃以上100℃以下であることがより好ましく、80℃以上100℃以下が特に好ましい。結着樹脂のTmが上記範囲内であれば、耐ブロッキング性や耐オフセット性が良好である。さらに、高温定着時の定着画像の表面平滑性に優れる。
結着樹脂粒子の水系分散体は公知の方法で調製される。例えば、ビニル系単量体、特にスチレン系単量体を構成要素とする樹脂粒子を含む樹脂粒子分散液の場合は、当該単量体を、界面活性剤などを用いて乳化重合を実施する事で樹脂粒子分散液を調製することができる。また、その他の方法で作製した樹脂(例えば、ポリエステル樹脂)の場合は、油性の溶剤に溶解するものであれば、樹脂をそれらの溶剤に解かして、水系媒体に界面活性剤や高分子電解質と共にホモジナイザーなどの分散機により、水系媒体中に分散させる。その後、加熱又は減圧して溶剤を除去することにより、樹脂粒子分散液を作製することができる。また、樹脂に水系媒体や界面活性剤等を加え、樹脂の溶融温度以上に加熱しながらクレアミックス、ホモミキサー、ホモジナイザーなどの高速剪断力をかける分散機により実質的に有機溶媒を含まない水系媒体で乳化分散することもできる。
<水系媒体中で、結着樹脂粒子を有する凝集粒子を作製する工程(凝集工程)>
凝集工程においては、上述の結着樹脂粒子の水系分散体と、必要に応じて着色剤や離型剤のようなトナー成分の粒子を水系媒体に分散させた水系分散体とを混合して混合液を調製し、調製された混合液中に含まれる粒子を凝集させて、凝集体を形成する。凝集体を形成する方法としては、凝集剤を上記混合液中に添加・混合し、温度、機械的動力等を適宜加える方法が挙げられる。
着色剤としては、公知の有機顔料または染料、カーボンブラック、磁性粉体などが挙げられる。
シアン系の着色剤としては、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、塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、C.I.ピグメントブルー7、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:1、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー15:4、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントブルー62、C.I.ピグメントブルー66等が挙げられる。
マゼンタ系着色剤としては、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、ペリレン化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド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、C.I.ピグメントレッド48:2、C.I.ピグメントレッド48:3、C.I.ピグメントレッド48:4、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド81:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド146、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド169、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド185、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド206、C.I.ピグメントレッド220、C.I.ピグメントレッド221、C.I.ピグメントレッド254等が挙げられる。
イエロー系着色剤としては、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等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー62、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー83、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー95、C.I.ピグメントイエロー97、C.I.ピグメントイエロー109、C.I.ピグメントイエロー110、C.I.ピグメントイエロー111、C.I.ピグメントイエロー120、C.I.ピグメントイエロー127、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー129、C.I.ピグメントイエロー147、C.I.ピグメントイエロー151、C.I.ピグメントイエロー154、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー168、C.I.ピグメントイエロー174、C.I.ピグメントイエロー175、C.I.ピグメントイエロー176、C.I.ピグメントイエロー180、C.I.ピグメントイエロー181、C.I.ピグメントイエロー191、C.I.ピグメントイエロー194等が挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性粉体、あるいは、前記イエロー、マゼンタ、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用いることができる。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナーへの分散性の点から選択される。シアン、マゼンタ、イエロー、又は黒色系着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対し1〜20質量部であることが好ましい。
着色剤粒子の水系分散体は、着色剤粒子を水系媒体に分散させてなる。着色剤粒子は公知の方法で分散されるが、例えば、回転せん断型ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧対向衝突式の分散機等が好ましく用いられる。
離型剤としては、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。
凝集剤としては、ナトリウム、カリウム等の1価の金属の金属塩;カルシウム、マグネシウム等の2価の金属の金属塩;鉄、アルミニウム等の3価の金属の金属塩が挙げられる。
凝集剤の添加・混合は、混合液中に含まれる樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以下の温度で行うことが好ましい。この温度条件下で上記混合を行うと、凝集が安定した状態で進行する。上記混合は、公知の混合装置、ホモジナイザー、ミキサー等を用いて行うことができる。
ここで形成される凝集体の平均粒径としては、特に制限はないが、通常、得ようとするトナー粒子の平均粒径と同じ程度になる様、4.0μm〜7.0μmの範囲内に制御するとよい。例えば、上記凝集剤等の添加・混合時の温度と上記攪拌混合の条件を適宜設定・変更することにより、凝集体の平均粒径の制御を行うことができる。なお、トナー粒子の粒度分布はコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター社製)にて測定できる。
<凝集粒子を融合させる工程(融合工程)>
融合工程においては、上記凝集体を、樹脂のガラス転移点(Tg)以上に加熱し融合することで、表面が平滑化されたコア粒子を製造する。また、本工程における加熱温度や加熱時間を調整することにより、コア粒子の形状を制御することができる。通常、得ようとするトナー粒子の円形度と同じ程度の円形度のコア粒子を作製する。
融合工程に入る前に、トナー粒子間の融着を防ぐため、キレート剤、pH調整剤、界面活性剤等を適宜投入することができる。キレート剤の例としては、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びそのNa塩等のアルカリ金属塩、グルコン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、クエン酸カリウム及びクエン酸ナトリウム、ニトロトリアセテート(NTA)塩、COOH及びOHの両方の官能性を含む多くの水溶性ポリマー類(高分子電解質)が挙げられる。
上記加熱の温度としては、凝集体に含まれる樹脂のガラス転移温度(Tg)から、樹脂が熱分解する温度の間であればよい。
加熱・融合の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、加熱・融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には10分〜10時間である。
<冷却工程>
冷却工程とは、上記コア粒子を含む水系媒体の温度を、結着樹脂のガラス転移点(Tg)より低い温度まで冷却する工程である。冷却をTgより低い温度まで行わないと、後述の付着工程にて、凝集剤を添加した際に、粗大粒子が発生してしまう。具体的な冷却速度は0.1〜50℃/分である。
上記の様な工程を経て得られたコア粒子を、本発明のコア粒子Aとして用いることができる。コア粒子Aに架橋したシェル用樹脂粒子Cを付着させ、トナーを得るための方法は、上述した通りである。
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。
<樹脂のテトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される分子量分布、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)等の測定>
40℃のヒートチャンバ中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を毎分1mlの流速で流し、THF試料溶液を約100μl注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、東ソー社製或いは、昭和電工社製の分子量が10〜10程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。カラムとしては、市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせるのが良く、例えば昭和電工社製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807,800Pの組み合わせや、東ソー社製のTSKgelG1000H(HXL),G2000H(HXL),G3000H(HXL),G4000H(HXL),G5000H(HXL),G6000H(HXL),G7000H(HXL),TSKguardcolumnの組み合わせが挙げられる。
試料は以下のようにして作製する。
樹脂(試料)をテトラヒドロフラン(THF)中に入れ、数時間放置した後、十分振とうし、THFと良く混ぜ(試料の合一体がなくなるまで)、更に12時間以上静置する。この時、THF中への放置時間が24時間以上となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.45〜0.5μm、例えば、マイショリディスクH−25−5:東ソー社製、エキクロディスク25CR:ゲルマン・サイエンス・ジャパン社製などが利用できる)を通過させたものを、GPCの試料とする。試料濃度は、樹脂成分が0.5〜5mg/mlとなるように調整する。
<結着樹脂粒子の水系分散体1の製造>
スルホン酸系アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK)0.15質量部及びN,N−ジメチルアミノエタノール(塩基性物質)3.15質量部を、イオン交換水146.70質量部に溶解して分散媒体液を調製した。この分散媒体液を350mlの耐圧丸底ステンレス容器に入れ、続いて「ポリエステル樹脂A」(組成(モル比)/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(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:フマル酸:トリメリット酸=25:25:26:20:4、Mn;3,500、Mw;10,300、Mw/Mn;2.9、Tm;96℃、Tg;56℃、酸価12mgKOH/g)の粉砕物(径1〜2mm)150質量部を投入し混合した。
次に、高速剪断乳化装置クレアミックス(エム・テクニック社製:CLM−2.2S)を上記耐圧丸底ステンレス容器に密閉接続した。容器内の混合物を、115℃、0.18MPaに加温加圧しながら、クレアミックスのローター回転数を18,000r/minとして、30分間剪断分散した。その後、50℃になるまで、18,000r/minの回転を維持しながら、2.0℃/分の冷却速度で冷却を行い結着樹脂粒子の水系分散体1を得た。また、樹脂粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.2μmであった。
<シェル用樹脂粒子の水系分散体1の製造>
・ポリエステル樹脂A 60質量部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK) 0.3質量部
・N,N−ジメチルアミノエタノール 1.3質量部
・テトラヒドロフラン(和光純薬製) 200質量部
上記材料を混合し、溶解し、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス社製)を用いて4000r/minで攪拌した。さらに、イオン交換水178.4質量部を滴下し、その後、エバポレーターを用いてテトラヒドロフランを除去し、シェル用樹脂粒子の水系分散体1を得た。樹脂粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.1μmであった。
次いで、シェル用樹脂粒子の水系分散体1を40質量部、イオン交換水を60質量部、2重量%硫酸マグネシウム水溶液を10質量部混合し、加熱用ウォーターバス中で45℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。45℃で30分間保持した後、5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液を43質量部加え、60℃に昇温した。60℃で15分間保持した後、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却した。その後、ろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え、30分間攪拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。以上のようにろ過と洗浄を、残留金属塩、界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。次に、得られた固形分を乾燥させることにより、シェル用樹脂粒子の水系分散体1の塩析処理粉体を得た。この塩析処理粉体の溶融温度(Tm)は96℃であった。
<シェル用樹脂粒子の水系分散体2の製造>
・ポリエステル樹脂B 60質量部
(組成(モル比)/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(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:テレフタル酸:フマル酸:トリメリット酸=25:25:26:11:13、Mn;5000、Mw;160000、Mw/Mn;2.9、Tm;145℃、Tg;59℃、酸価18mgKOH/g)
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK) 0.3質量部
・N,N−ジメチルアミノエタノール 3.8質量部
・テトラヒドロフラン(和光純薬製) 200質量部
上記材料を混合し、溶解し、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス社製)を用いて5000r/minで攪拌した。さらに、イオン交換水175.9質量部を滴下し、その後、エバポレーターを用いてテトラヒドロフランを除去し、シェル用樹脂粒子の水系分散体2の製造を得た。樹脂粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.1μmであった。
次いで、シェル用樹脂粒子の水系分散体2を40質量部、イオン交換水を60質量部、2重量%硫酸マグネシウム水溶液を10質量部混合し、加熱用ウォーターバス中で45℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。45℃で30分間保持した後、5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液を43質量部加え、60℃に昇温した。60℃で15分間保持した後、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却した。ろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え、30分間攪拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。以上のようにろ過と洗浄を、残留金属塩、界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。次に、得られた固形分を乾燥させることにより、シェル用樹脂粒子の水系分散体2の塩析処理粉体を得た。この塩析処理粉体の溶融温度(Tm)は132℃であった。
<架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1の製造>
シェル用樹脂粒子の水系分散体1を240質量部秤量し、加熱用ウォーターバス中で90℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。90℃に到達後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを0.6質量部添加し、15分間、90℃で加熱を続けた。次いで、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を得た。樹脂粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.1μmであった。
次いで、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を40質量部、イオン交換水を60質量部、2重量%硫酸マグネシウム水溶液を10質量部混合し、加熱用ウォーターバス中で45℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。45℃で30分間保持した後、5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液を43質量部加え、60℃に昇温した。60℃で15分間保持した後、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却した。ろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え、30分間攪拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。以上のようにろ過と洗浄を、残留金属塩、界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。次に、得られた固形分を乾燥させることにより、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1の塩析処理粉体を得た。この塩析処理粉体の溶融温度(Tm)は140℃であった。
<架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体2の製造>
シェル用樹脂粒子の水系分散体1を240質量部秤量し、加熱用ウォーターバス中で90℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。90℃に到達後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを0.6質量部添加し、5分間、90℃で加熱を続けた。次いで、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体2を得た。樹脂粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.1μmであった。
次いで、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1の製造と同様の手法で、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体2の塩析処理粉体を得た。この塩析処理粉体の溶融温度(Tm)は110℃であった。
<架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体3の製造>
シェル用樹脂粒子の水系分散体1を240質量部秤量し、加熱用ウォーターバス中で90℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。90℃に到達後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを0.6質量部添加し、60分間、90℃で加熱を続けた。次いで、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体3を得た。樹脂粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.1μmであった。
次いで、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1の製造と同様の手法で、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体3の塩析処理粉体を得た。この塩析処理粉体の溶融温度(Tm)は205℃であった。
<架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体4の製造>
シェル用樹脂粒子の水系分散体1を240質量部秤量し、加熱用ウォーターバス中で90℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。90℃に到達後、過硫酸アンモニウムの2%水溶液を30質量部添加し、60分間、90℃で加熱を続けた。次いで、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体4を得た。樹脂粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.1μmであった。
次いで、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1の製造と同様の手法で、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体4の塩析処理粉体を得た。この塩析処理粉体の溶融温度(Tm)は140℃であった。
<着色剤粒子の水系分散体>
・シアン顔料(大日精化社製:Pigment Blue 15:3) 100質量部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK) 15質量部
・イオン交換水 885質量部
上記材料を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業社製)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粒子の水系分散体を調製した。着色剤粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.2μmであった。
<離型剤粒子の水系分散体>
・エステルワックス(ベヘン酸ベヘニル、融点75℃) 100質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK) 10質量部
・イオン交換水 880質量部
上記材料を攪拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック社製)へ循環しながら、ローター外径が3cm、クリアランスが0.3mmの剪断攪拌部位にて、ローター回転数19000r/min、スクリーン回転数19000r/minの条件にて攪拌した。60分間分散処理した後、ローター回転数1000r/min、スクリーン回転数0r/min、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、離型剤粒子の水系分散体を得た。離型剤粒子の体積基準のメジアン径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装社製)を用いて測定し、0.2μmであった。
<コア粒子の水系分散体1の作製>
・結着樹脂粒子の水系分散体1 40質量部
・着色剤微粒子の水系分散体 10質量部
・離型剤微粒子の水系分散体 20質量部
・1重量%硫酸マグネシウム水溶液 20質量部
・イオン交換水 110質量部
上記材料を、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、加熱用ウォーターバス中で45℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。45℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.5μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液40質量部加えた後、攪拌を継続しながら75℃まで昇温して120分間保持し、コア粒子を融合させた。次いで、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、コア粒子の水系分散体1を得た。また、コア粒子の粒径をコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター社製)で測定したところ、体積基準のメジアン径は5.5μmであった。コア粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.950であった。
<コア粒子の水系分散体2の作製>
・結着樹脂粒子の水系分散体1 40質量部
・着色剤微粒子の水系分散体 10質量部
・離型剤微粒子の水系分散体 20質量部
・1重量%硫酸マグネシウム水溶液 20質量部
・イオン交換水 110質量部
上記材料を、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、加熱用ウォーターバス中で45℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。45℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.5μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液40質量部加えた後、攪拌を継続しながら85℃まで昇温して120分間保持しコア粒子を融合させた。次いで、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、コア粒子の水系分散体2を得た。また、コア粒子の粒径をコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター社製)で測定したところ、体積基準のメジアン径は5.4μmであった。コア粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.975であった。
<コア粒子の水系分散体3の作製>
イオン交換水700質量部に、0.1M−NaPO水溶液450質量部を投入し、50℃に加温した後、TK式ホモミキサー(プライミクス社製)を用いて、10,000r/minにて撹拌した。これに1.0M−CaCl水溶液70質量部を徐々に添加し、リン酸カルシウム塩を含む水系媒体を得た。
・スチレン 170質量部
・n−ブチルアクリレート 30質量部
・アクリル酸 20質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 15質量部
・サリチル酸金属化合物 2質量部
・飽和ポリエステル 20質量部
(酸価10mgKOH/g,ピーク分子量;15,000)
・ベヘニルステアレート 30質量部
・ジビニルベンゼン 0.3質量部
上記材料を50℃に加温し、TK式ホモミキサー(プライミクス社製)を用いて、9000r/minにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
そして、前記水系媒体中に前記重合性単量体組成物を投入し、50℃,N雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて8000r/minで撹拌し、重合性単量体組成物を造粒した。
その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ、2時間で60℃に昇温し、4時間後、昇温速度40℃/Hr.で80℃に昇温し、4時間反応させた。重合反応終了後、減圧下で残存モノマーを留去した。冷却後、塩酸を加えリン酸カルシウム塩を溶解させた後、ろ過、水洗を行った。さらに、コア粒子に対して、1部のスルホン酸系アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK)添加し、撹拌することで濃度10%のコア粒子の水系分散体3を得た。
また、コア粒子の粒径をコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター社製)で測定したところ、体積基準のメジアン径は6.0μmであった。コア粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.978であった。
<実施例1>
コア粒子の水系分散体1を500質量部秤量し、1Lトールビーカーに入れ、加熱用ウォーターバス中で25℃で攪拌翼にて攪拌を行った。続いて、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を25.1質量部添加し、10分間攪拌を行った。さらに、2重量%塩化カルシウム水溶液120質量部をゆっくり滴下した。
この状態で、随時、液を少量抽出し、2μmのマイクロフィルターに通し、ろ液が透明になるまで、25℃で攪拌を継続した。ろ液が透明になったのを確認後、5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液70質量部を添加し、60℃に昇温して1.5時間攪拌を行った。その後、得られた液を25℃まで冷却した。液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.949であった。
次に、液をろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え30分間攪拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。以上のようにろ過と洗浄を、残留界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。次に、得られた固形分を乾燥させることにより、トナー粒子1を得た。得られたコアシェル構造型であるトナー粒子1の体積基準のメジアン径は、5.7μmであった。
<実施例2>
コア粒子の水系分散体1を、コア粒子の水系分散体2としたこと以外は、上記の実施例1と同様にして、トナー粒子2を得た。冷却後の液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.975であった。乾燥後のトナー粒子2の体積基準のメジアン径は、5.6μmであった。
<実施例3>
架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体2としたこと以外は、上記の実施例1と同様にして、トナー粒子3を得た。冷却後の液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.951であった。乾燥後のトナー粒子3の体積基準のメジアン径は、5.7μmであった。
<実施例4>
架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体3としたこと以外は、上記の実施例1と同様にして、トナー粒子4を得た。冷却後の液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.947であった。乾燥後の体積基準のメジアン径は5.8μmであった。
<実施例5>
架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体4とし、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体4の添加量を28.1質量部としたこと以外は、上記の実施例1と同様にして、トナー粒子5を得た。冷却後の液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.950であった。乾燥後のトナー粒子5の体積基準のメジアン径は、5.7μmであった。
<実施例6>
コア粒子の水系分散体3を500質量部秤量し、1Lトールビーカーに入れ、加熱用ウォーターバス中で25℃で攪拌翼にて攪拌を行った。続いて、架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を25.3質量部添加し、10分間攪拌を行った。さらに、2重量%塩化カルシウム水溶液25質量部をゆっくり滴下した。
この状態で、随時、液を少量抽出し、2μmのマイクロフィルターに通し、ろ液が透明になるまで、25℃で攪拌を継続した。ろ液が透明になったのを確認後、5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液25質量部を添加し、60℃に昇温して1.5時間攪拌を行った。その後、得られた液を25℃まで冷却した。液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.977であった。
次に、液をろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え、30分間攪拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。以上のようにろ過と洗浄を、残留界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。次に、得られた固形分を乾燥させることにより、トナー粒子6を得た。得られたトナー粒子6の体積基準のメジアン径は6.3μmであった。
<比較例1>
コア粒子の水系分散体1を500質量部秤量し、1Lトールビーカーに入れ、加熱用ウォーターバス中で25℃で攪拌翼にて攪拌を行った。続いて、シェル用樹脂粒子の水系分散体1を25.1質量部添加し、10分間攪拌を行った。さらに、2重量%塩化カルシウム水溶液120質量部をゆっくり滴下した。
この状態で、随時、液を少量抽出し、2μmのマイクロフィルターに通し、ろ液が透明になるまで、25℃で攪拌を継続した。ろ液が透明になったのを確認後、5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液70質量部を添加し、60℃に昇温して1.5時間攪拌を行った。その後、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルを0.06質量部添加し、90℃に昇温後した。さらに90℃で15分間、加熱を継続した。得られた液を25℃まで冷却した。液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.973であった。
次に、液をろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え30分間攪拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。以上のようにろ過と洗浄を、残留界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。次に、得られた固形分を乾燥させることにより、トナー粒子7を得た。得られたトナー粒子7の体積基準のメジアン径は5.8μmであった。
<比較例2>
・結着樹脂粒子の水系分散体1 40質量部
・架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1 12質量部
・着色剤微粒子の水系分散液 10質量部
・離型剤微粒子の水系分散液 20質量部
・1重量%硫酸マグネシウム水溶液 20質量部
・イオン交換水 98質量部
上記材料を、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた後、加熱用ウォーターバス中で45℃まで攪拌翼にて攪拌しながら加熱した。48℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.6μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。5重量%クエン酸三ナトリウム水溶液40質量部加えた後、攪拌を継続しながら78℃まで昇温して120分間保持しコア粒子を融合させた。次いで、攪拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却し、トナー粒子8を得た。また、トナー粒子の粒径をコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター社製)で測定したところ、体積基準のメジアン径は5.5μmであった。トナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.952であった。
<比較例3>
架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を、シェル用樹脂粒子の水系分散体1とし、シェル用樹脂粒子の水系分散体1の添加量を25.0質量部とした以外は、上記の実施例1と同様にして、トナー粒子9を得た。冷却後の液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.951であった。乾燥後のトナー粒子9の体積基準のメジアン径は、5.6μmであった。
<比較例4>
架橋されたシェル用樹脂粒子の水系分散体1を、シェル用樹脂粒子の水系分散体2とし、シェル用樹脂粒子の水系分散体2の添加量を25.0質量部とした以外は、上記の実施例1と同様にして、トナー粒子10を得た。冷却後の液中のトナー粒子の円形度をフロー式粒子像分析装置(シスメックス社製:FPIA−3000)を用い測定したところ、平均円形度が0.949であった。乾燥後のトナー粒子10の体積基準のメジアン径は、5.7μmであった。
上記の実施例及び比較例で得られたトナー粒子1〜10を用いて、下記の評価を実施した。評価結果を表1に示す。
〔形状制御性〕
実施例1〜6で得られたトナー粒子の平均円形度は、コア粒子の平均円形度と同等であった。従って、コア粒子の平均円形度を調整することにより、最終的に得られるトナーの平均円形度を容易に制御することができた。一方、比較例1のように、シェル付着後にシェル用樹脂粒子の架橋を行った場合は、コア粒子とトナー粒子の平均円形度が顕著に変化した。
各トナー粒子100質量部に、BET法で測定した比表面積が200m/gである疎水化処理されたシリカ微粉体1.8質量部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で乾式混合して、外添トナーを得た。この外添トナーについて、下記の評価を行った。
〔定着ラチチュードの評価〕
各外添トナーと、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、みかけ比重2.3g/cm、飽和磁化94emu/g)とを、トナー濃度が10質量%になるようにそれぞれ混合し、二成分現像剤を調製した。市販のフルカラーデジタル複写機(CLC1100、キヤノン社製)を使用し、受像紙(64g/m)上に未定着のトナー画像(0.6mg/cm)を形成した。市販のカラーレーザープリンター(LBP−5500、キヤノン社製)から取り外した定着ユニットを定着温度が調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。常温常湿下、プロセススピードを100mm/秒に設定し、120℃から200℃まで10℃おきに9点定着温度を設定し、各点において前記未定着画像を定着させたときのオフセットの様子を目視にて評価した。評価結果を表1に示す。
A:9点中6点以上の定着温度において、オフセットが発生しなかった。
B:9点中4点又は5点の定着温度において、オフセットが発生しなかった。
C:オフセットが発生しなかった定着温度が、9点中3点以下であった。
〔保存安定性の評価1 耐熱保存性〕
各外添トナーを、50℃条件の恒温槽中に24時間静置し、目視によりブロッキングの程度を評価した。評価結果を表1に示す
A:ブロッキングが発生しなかった。
B:ブロッキングが一部発生したが、振動させると容易にほぐれた。
C:ブロッキングが発生し、力を加えてもほぐれなかった。
〔保存安定性の評価2 高湿下耐熱保存性の評価〕
各外添トナーを、40℃相対湿度95%の条件の恒温高湿槽中で1週間静置し、目視によりブロッキングの程度を評価した。評価結果を表1に示す。
A:ブロッキングが発生しなかった。
B:ブロッキングが一部発生したが、振動させると容易にほぐれた。
C:ブロッキングが発生し、力を加えてもほぐれなかった。

Claims (4)

  1. (1)結着樹脂を有するコア粒子Aの水系分散体を作製する工程、
    (2)水系媒体中に分散させたシェル用樹脂粒子Bを、架橋反応開始剤により架橋し、架橋されたシェル用樹脂粒子Cの水系分散体を作製する工程、
    (3)前記コア粒子Aに前記架橋されたシェル用樹脂粒子Cを付着させる工程、
    を有するトナーの製造方法。
  2. 水系媒体中に前記結着樹脂を分散させ、結着樹脂粒子の水系分散体を作製する工程、
    該水系媒体中で、該結着樹脂粒子を有する凝集粒子を作製する工程、
    該凝集粒子を融合させる工程、
    によって前記コア粒子Aの水系分散体を作製する請求項1に記載のトナーの製造方法。
  3. 前記架橋反応開始剤が、ラジカル開始剤である請求項1又は2に記載のトナーの製造方法。
  4. 前記架橋されたシェル用樹脂粒子Cの溶融温度Tmが、120℃以上200℃以下である請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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