JP2007003840A - 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤ならびに画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結着樹脂、着色剤を含有するコア粒子と、コア粒子を被覆するシェル層とを有する静電荷像現像用トナーにおいて、結着樹脂が結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂のうち少なくとも1つを含み、シェル層が非晶性樹脂微粒子を含み、当該非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径、ガラス転移温度及び含有量を特定の範囲に規定することにより、熱保管性と低温定着性の両立が可能であるとともに、充分な耐フィルミング性を有し、画像ディフェクトが発生せず、良好な画像光沢性を有する静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤ならびに画像形成方法を提供することができる。
【選択図】なし
Description
本実施形態に係る静電荷像現像用トナー(以下、「トナー」と略す場合がある)は、低温定着性を有するトナーであるが、結着樹脂、着色剤を含有し、主に低温定着特性を付与するコア粒子部分と、コア粒子を被覆し、主に熱保管性および耐フィルミング性を付与するシェル部分とを有する、いわゆる機能分離型コアシェル型トナーである。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーが有するコア粒子は、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂のうち少なくとも1つを含む結着樹脂および着色剤を含有し、必要に応じてその他の成分を含有する。
コア粒子の結着樹脂成分として用いる結晶性ポリエステル樹脂は、ポリエステルを主骨格とする結晶性樹脂であり、低温定着性および紙との親和性に優れる。その他のモノマを主骨格とする(例えば、ポリエチレン等)結晶性樹脂を主成分として使用した場合には、帯電特性に悪影響を与えたり、紙との親和性に劣るため、使用に適さない。
コア粒子の結着樹脂成分として用いる「非晶性樹脂」とは、樹脂、コア粒子またはトナーの示差走査熱量測定(DSC)において、オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が10℃を超えるとき、あるいは明確な吸熱ピークが認められない樹脂であることを指す。具体的には、自動接線処理システムを備えた島津製作所社製の示差走査熱量計(装置名:DSC−60型)を用いた示差走査熱量測定(DSC)において、10℃/minの昇温速度で昇温したときのオンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が10℃を超えるとき、あるいは明確な吸熱ピークが認められないときに「非晶性」であるとする。また、前記オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度は、12℃を超えることが好ましく、明確な吸熱ピークが認められないことがより好ましい。DSC曲線における「オンセット点」の求め方は上記「結晶性ポリエステル樹脂」の場合と同様である。
本実施形態に係るトナーにおいて、コア粒子を被覆するシェル層は、主に熱保管性および耐フィルミング性を付与する目的で、ガラス転移温度が65℃以上かつ体積平均粒径が20〜800nmの範囲である非晶性樹脂微粒子を含む。
本実施形態に係る非晶性樹脂微粒子は、非晶性架橋微粒子であること、特に、軟化点を有さない非晶性架橋微粒子であることが好ましい。非晶性架橋微粒子とは、上記非晶性樹脂であって、架橋構造を有する樹脂の微粒子である。「軟化点を有さない」とは上記、樹脂、コア粒子またはトナーの示差走査熱量測定(DSC)において、明確な吸熱ピークが認められないことを指す。また、「明確な吸熱ピークが認められない」とは、具体的には前記オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が50℃を超えることをいう。非晶性架橋樹脂は、上記DSC測定において、軟化する前に例えば400℃〜500℃で分解してしまうことが多い。また、非晶性架橋微粒子と非晶性樹脂微粒子の混合系を用いることもできる。
本実施形態で用いられる着色剤としては、公知の着色剤であれば特に限定されないが、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ベンガラ、紺青、酸化チタン等の無機顔料、ファストイエロー、ジスアゾイエロー、ピラゾロンレッド、キレートレッド、ブリリアントカーミン、パラブラウン等のアゾ顔料、銅フタロシアニン、無金属フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、フラバントロンイエロー、ジブロモアントロンオレンジ、ペリレンレッド、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット等の縮合多環系顔料が挙げられる。また、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラロゾンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、デュポンオイルレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオクサレート、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピグメント・レッド122、C.I.ピグメント・57:1、C.I.ピグメント・イエロー12、C.I.ピグメント・イエロー97、C.I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3などの種々の顔料などを例示することができ、これらを1種または2種以上を併せて使用することができる。
本実施形態において用いられる離型剤としては、公知の離型剤であれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン類;加熱により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;カルナウバワックス、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等の鉱物・石油系ワックス;脂肪酸エステル、モンタン酸エステル、カルボン酸エステル等のエステル系ワックスなどが挙げられる。これらの離型剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係るトナーには、更に必要に応じて内添剤、帯電制御剤、無機粉体(無機微粒子)、有機微粒子等の種々の成分を添加することができる。
本実施形態に係るトナーのコア粒子は、凝集合一法、溶解懸濁造粒、溶解懸濁乳化・凝集合一法、ならびに懸濁重合法によって製造可能であるが、生産性や環境対応の観点から、水系媒体中における凝集合一法を採用することが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂のうち少なくとも1つを含む結着樹脂及び着色剤を含有するコア粒子を凝集合一法(乳化凝集法)により形成する方法について具体的に説明する。コア粒子を乳化凝集法により形成する方法は、前記結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂のうち少なくとも1つ、及び必要に応じてその他の結着樹脂(以下、併せて単に「ポリマ」という場合がある。)を乳化し乳化粒子(液滴)を形成する乳化工程と、該乳化粒子(液滴)の凝集体を形成する凝集工程と、該凝集体を融合させ熱融合させる融合工程と、を含む。
乳化工程を、結着樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を使用する場合を例に説明する。乳化工程において、ポリマの乳化粒子(液滴)は、水系媒体と、結晶性ポリエステル樹脂及び必要に応じてその他の結着樹脂を含む混合液(ポリマ液)と、を混合した溶液に、剪断力を与えることにより形成される。
凝集工程においては、得られた樹脂粒子分散液及び必要に応じ着色剤分散液、離型剤分散液を、結着樹脂、ここでは結晶性ポリエステル樹脂の融点付近の温度でかつ融点以下の温度で加熱して凝集し凝集体を形成する。加熱の時間としては、凝集が十分に行われる程度行えばよく、例えば、0.5時間〜10時間程度行えばよい。
融合工程においては、凝集工程と同様の撹拌下で、凝集体の懸濁液のpHを3〜7の範囲にすることにより、凝集の進行を止め、結晶性ポリエステル樹脂の融点以上の温度で加熱を行うことにより凝集体を融合させる。
次に、シェル層を形成する方法について説明する。本実施形態に係るトナーにおいて、シェル層を形成する方法は、前記コア粒子に、非晶性樹脂微粒子を付着させて非晶性樹脂付着粒子を形成する凝集工程と、非晶性樹脂付着粒子を加熱してシェル層を形成する溶融工程と、を含む。非晶性樹脂微粒子を主成分とするシェル層の形成方法については、生産性の観点から水中において行うことが好ましい。
凝集合一法、溶解懸濁造粒、溶解懸濁乳化・凝集合一法、ならびに懸濁重合法を用いてトナー粒子を作製した場合、塩酸、硫酸、硝酸等の強酸の水溶液で分散剤を除去後、ろ液が中性になるまでイオン交換水などですすぎ、更に任意の洗浄工程、固液分離工程、乾燥工程を経て所望のトナーを得る。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの体積平均粒径としては、4μm〜8μmの範囲が好ましく、5μm〜7μmの範囲がより好ましく、また、個数平均粒径としては、3μm〜7μmの範囲が好ましく、4μm〜6μmの範囲がより好ましい。
SF1=(ML2/A)×(π/4)×100
〔ただし、上記式において、MLはトナーの最大長(μm)を表し、Aはトナーの投影面積(μm2)を表す。〕
トナーの形状係数SF1が110より小さい、または140を越えると、長期に渡って、優れた帯電性、クリーニング性、転写性を得ることができない。
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、そのまま一成分現像剤として、あるいは二成分現像剤として用いられる。二成分現像剤として用いる場合にはキャリアと混合して使用される。
本実施形態に係る画像形成方法は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像剤担持体に担持された現像剤を用い、潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写工程と、被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を含む画像形成方法において、現像剤として、本実施形態の静電荷像現像用トナーを含有する静電荷像現像剤を用いる。
加熱乾燥した三口フラスコに、エチレングリコール250重量部、5−スルホイソフタル酸ナトリウムジメチル46重量部、セバシン酸ジメチル430重量部、触媒としてジブチル錫オキサイド0.6重量部を入れた後、減圧操作により容器内の空気を窒素ガスにより不活性雰囲気下とし、機械撹拌にて175℃で6時間撹拌を行った。その後、減圧にて210℃まで徐々に昇温を行い2.5時間撹拌し、粘度が増加したところで空冷し、反応を停止し、結晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。
加熱乾燥した二口フラスコに、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35モル部と、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70モル部と、テレフタル酸85モル部と、n−ドデセニルコハク酸12モル部と、トリメリット酸11モル部と、これらの酸成分(テレフタル酸、n−ドデセニルコハク酸、トリメリット酸の合計モル数)に対して0.05モル部のジブチル錫オキサイドと、を入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、150〜230℃で約12時間共縮重合反応させ、その後、210〜250℃で徐々に減圧して、非結晶性ポリエステル樹脂(1)を合成した。ゲルパーミエーションクロマトグラフィによる分子量測定(ポリスチレン換算)で、得られた非晶性ポリエステル樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は17200であり、数平均分子量(Mn)は7200であった。また、非晶性ポリエステル樹脂(1)のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が24℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は66℃であった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行った。ついで、250℃まで昇温した後、反応系の圧力を20mmHgとして1時間反応を続け、重量平均分子量(Mw)が10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が23℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は88℃であった。上記ポリエステルをメチルエチルケトンおよびテトラヒドロフランの混合溶媒にて溶解した後、イオン交換水を添加することにより、体積平均粒径50nmの水系ミクロ分散体を得た。さらに得られた分散体を蒸留用フラスコに入れ、留分温度が100℃に対するまで蒸留し、冷却後にイオン交換水を加え固形濃度25%とした。
スチレン380重量部、n−ブチルアクリレート179重量部、アクリル酸4重量部、ドデカンチオール24重量部、四臭化炭素4重量部を混合し、溶解したものを、非イオン性界面活性剤(三洋化成(株)製:ノニポール400)6重量部及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンSC)20重量部をイオン交換水990重量部に溶解したものに、フラスコ中で分散して乳化し、10分間ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム4重量部を溶解したイオン交換水50重量部を投入し、窒素置換を行った後、前記フラスコ内を撹拌しながら内容物が70℃になるまでオイルバスで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。こうして、体積平均粒径が95nm、重量平均分子量(Mw)が29900である樹脂粒子を分散させてなる非晶性樹脂分散液3(樹脂粒子濃度:40重量%)を調製した。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が14℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は38℃であった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液4を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が30℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は65℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は50nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液5を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が26℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は150℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は50nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液6を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が24℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は200℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は50nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液7を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が26℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は300℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は50nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液8を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が20℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は88℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は20nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液9を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が28℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は88℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は200nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液10を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が19℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は88℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は500nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液11を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が24℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は88℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は800nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液12を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が17℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は60℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は50nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液7を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が22℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は88℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は15nmであった。
1,5−ナフタレンジカルボン酸メチルエステル180重量部、ジメチルテレフタレート120重量部、ジメチルイソフタレート120重量部、シクロヘキサンジメタノール150重量部、エチレングリコール200重量部、テトラブトキシチタネート0.1重量部を220℃で3時間加熱してエステル交換反応を行い、非晶性樹脂微粒子分散液2の調整と同様にして、重量平均分子量(Mw)は10200、数平均分子量(Mn)は3800の共重合ポリエステル樹脂を含む非晶性樹脂微粒子分散液7を得た。この非晶性樹脂のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず(オンセット点から吸熱ピークのピークトップまでの温度が18℃)、階段状の吸熱量変化が観察された。階段状の吸熱量変化の中間点をとったガラス転移温度は88℃であった。非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径は820nmであった。
複数の撹拌翼を有する撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素導入管を備えた反応容器中に、イオン交換水920重量部を加え、反応容器内を十分に窒素置換した。反応容器中に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム16重量部と、スチレンモノマ70重量部、アクリル酸モノマ15重量部、及びジビニルベンゼンモノマ20重量部の混合物と、過硫酸ナトリウム1.5重量部とを加えて、十分に撹拌して混合溶液を得た。混合溶液を250rpm程度で撹拌しながら、約80℃で約5時間撹拌反応させた。撹拌反応後、混合溶液を冷却し、孔径8μm、2μm、1μm、0.8μm、0.6μm、0.45μm、0.2μm、0.1μm、のフィルタを順次用いて吸引濾過して粗粉を除去した。濾過液を、セラミックフィルタを具備した限外濾過装置(日本ガイシ社製)を用いて、約50リットルのイオン交換水で限外濾過して、最終的に固形分濃度を25重量%に調節して、非晶性架橋微粒子分散液1を得た。得られた非晶性架橋微粒子はほぼ球形粒子であり、平均粒径は約78nmであった。なお、粒子の平均粒径は、分散液の一部を凍結乾燥して得られた乾燥粒子を透過電子顕微鏡(TEM)により観察、写真撮影して、写真から任意の500個の粒径を測定して、その平均値を取ることにより得られた値である。また、非晶性架橋微粒子1のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず、階段状の吸熱量変化も観察されなかった。
複数の撹拌翼を有する撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素導入管を備えた反応容器中に、イオン交換水920重量部を加え、反応容器内を十分に窒素置換した。反応容器中に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム13重量部と、スチレンモノマ102重量部、アクリル酸モノマ18重量部、及びジビニルベンゼンモノマ20重量部の混合物と、過硫酸ナトリウム1.5重量部とを加えて、十分に撹拌して混合溶液を得た。混合溶液を250rpm程度で撹拌しながら、約80℃で約5時間撹拌反応させた。撹拌反応後、混合溶液を冷却し、孔径8μm、2μm、1μm、0.8μm、0.6μm、0.45μm、0.2μm、0.1μm、のフィルタを順次用いて吸引濾過して粗粉を除去した。濾過液を、セラミックフィルタを具備した限外濾過装置(日本ガイシ社製)を用いて、約50リットルのイオン交換水で限外濾過して、最終的に固形分濃度を25重量%に調節して、非晶性架橋微粒子分散液1を得た。得られた非晶性架橋微粒子はほぼ球形粒子であり、平均粒径は約78nmであった。なお、粒子の平均粒径は、分散液の一部を凍結乾燥して得られた乾燥粒子を透過電子顕微鏡(TEM)により観察、写真撮影して、写真から任意の500個の粒径を測定して、その平均値を取ることにより得られた値である。また、非晶性架橋微粒子2のDSCスペクトルを、前述の融点の測定と同様にして、示差走査熱量計(DSC)を用いて測定したところ、明確なピークを示さず、階段状の吸熱量変化も観察されなかった。
エステルワックス(日本油脂(株)製:WE−2、融点65℃)100重量部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株):ネオゲンRK)12重量部、イオン交換水200重量部を95℃に加熱して、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散した後、マントンゴーリン高圧ホモジナイザ(ゴーリン社)で分散処理し、体積平均粒径が210nmである離型剤を分散させてなる離型剤分散液(離型剤濃度:23重量%)を調製した。
シアン顔料(大日精化(株)製、Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン))1500重量部、アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンR)270重量部、イオン交換水8600重量部を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機アルティマイザ((株)スギノマシン製、HJP30006)を用いて約2時間分散して着色剤(シアン顔料)を分散させてなる着色剤分散液を調製した。着色剤分散液における着色剤(シアン顔料)の体積平均粒径は、0.19μm、着色剤粒子濃度は22重量%であった。
結晶性ポリエステル樹脂分散液1:2727重量部
離型剤分散液1:180重量部
着色剤分散液1:72重量部
多硫化カルシウム:1.44重量部
塩化カルシウム:0.92重量部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、pH4.5に調整した後、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を分散させた後、加熱用オイルバス中で55℃まで撹拌しながら加熱した。55℃で2.5時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、体積平均粒径が約5.1μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。更に1時間、63℃で加熱撹拌を保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、体積平均粒径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。
結晶性ポリエステル樹脂分散液1:700重量部
非晶性樹脂微粒子分散液1:2400重量部
離型剤分散液1:180重量部
着色剤分散液1:65.22重量部
ポリ塩化アルミニウム:1.44重量部
塩化カルシウム:0.92重量部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、pH4.5に調整した後、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を分散させた後、加熱用オイルバス中で62℃まで撹拌しながら加熱した。62℃で3時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、体積平均粒径が約5.2μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。更に1時間、62℃で加熱撹拌を保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、体積平均粒径6.2μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
非晶性樹脂微粒子分散液3:800重量部
離型剤分散液1:180重量部
着色剤分散液1:98.2重量部
ポリ塩化アルミニウム:1.86重量部
イオン交換水:2100重量部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中においてウルトラタラックスT50で十分に混合、分散した。ウルトラタラックスで分散操作を継続した。加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら47℃まで加熱した。47℃で60分保持した後、ここに樹脂分散液を緩やかに31重量部を追加した。その後、0.5Mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で系内のpHを6.0にした後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら75℃まで加熱し、5時間保持することにより、コア粒子3を得た。反応終了後、得られたコア粒子3の分散液をについて、ヌッチェ式吸引ろ過によりNo5A濾紙を用いて固液分離を施し、固形分濃度が66%のコア粒子3のウェットケーキを得た。
コア粒子1のウェットケーキ356重量部を3Lフラスコに入れた後、非晶性樹脂微粒子分散液2を102重量部添加し、撹拌を開始した。10分後、イオン交換水を72.3重量部添加した後、pHを測定したところ、4.9であった。この後、0.3mol/Lの硝酸水溶液を徐々に添加することにより、pHを3.0に調整した。30分後、ポリ塩化アルミニウムを0.14重量部添加して30分後、0.5℃/1分の速度で48℃まで昇温した。48℃で2時間経過した後、0.1℃/1分の速度で53℃まで昇温した。この際のpHは7.3であったため、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を徐々に添加することにより、pH7.5に調整し、4時間加熱を続けた。4時間後、電子顕微鏡(SEM)撮影にてコア粒子表面に付着微粒子のシェル層が形成されていることを確認した後、30分で25℃まで降温した。冷却後、コールタカウンタ[TA−II]型(アパーチャ径:50μm、コールタ社製)を用いて測定したところ、体積平均粒径は6.2μmであった。この後、反応生成物を洗浄した後、凍結乾燥機にて乾燥させることによりトナー1を得た。
非晶性樹脂微粒子分散液2を128重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー2を得た。体積平均粒径は6.2μmであった。
コア粒子2のウェットケーキを302重量部用いた他は、トナー1の製造と同様の処置を施すことにより、トナー3を得た。また、このときの体積平均粒径は6.4μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液2を159重量部用いた他は、トナー3の製造と同様の処置を施すことにより、トナー4を得た。また、このときの体積平均粒径は6.4μmであった。
コア粒子3のウェットケーキを242重量部用いた他は、トナー1の製造と同様の処置を施すことにより、トナー5を得た。また、このときの体積平均粒径は6.0μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液2を140重量部用いた他は、トナー5の製造と同様の処置を施すことにより、トナー6を得た。また、このときの体積平均粒径は6.0μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液4を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー7を得た。体積平均粒径は6.2μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液5を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー8を得た。体積平均粒径は6.2μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液6を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー9を得た。体積平均粒径は6.4μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液7を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー10を得た。体積平均粒径は6.4μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液8を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー11を得た。体積平均粒径は6.3μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液9を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー12を得た。体積平均粒径は6.2μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液10を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー13を得た。体積平均粒径は6.2μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液11を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー14を得た。体積平均粒径は6.4μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液2を31.9重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー14を得た。体積平均粒径は6.0μmであった。
コア粒子1のウェットケーキ333重量部を3Lフラスコに入れた後、非晶性架橋微粒子分散液1を102重量部添加し、撹拌を開始した。10分後、イオン交換水を94重量部添加した後、pHを測定したところ、5.3であった。この後、0.3mol/Lの硝酸水溶液を徐々に添加することにより、pHを3.0に調整した。30分後、硫酸アルミニウムを0.14重量部添加して30分後、0.5℃/1分の速度で48℃まで昇温した。48℃で2時間経過した後、0.1℃/1分の速度で53℃まで昇温した。この際のpHは7.3であったため、0.5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を徐々に添加することにより、pH7.5に調整し、4時間加熱を続けた。4時間後、電子顕微鏡(SEM)撮影にてコア粒子表面に付着微粒子のシェル層が形成されていることを確認した後、30分で25℃まで降温した。冷却後、コールタカウンタ[TA−II]型(アパーチャ径:50μm、コールタ社製)を用いて測定したところ、体積平均粒径は5.9μmであった。この後、反応生成物を洗浄した後、凍結乾燥機にて乾燥させることによりトナー16を得た。
非晶性架橋微粒子分散液1を121重量部添加した他は、トナー16の製造と同様の処置を施すことにより、トナー17を得た。このときの平均粒径は5.9μmであった。
コア粒子2のウェットケーキ308重量部およびポリ塩化アルミニウム0.14重量部を用いた他はトナー16の製造と同様の処置を施すことにより、トナー18を得た。また、このときの体積平均粒径は5.7μmであった。
非晶性架橋微粒子分散液1を140重量部添加した他は、トナー18の製造と同様の処置を施すことにより、トナー19を得た。このときの平均粒径は5.7μmであった。
コア粒子3のウェットケーキ258重量部およびポリ水酸アルミニウム0.14重量部を用いた他はトナー16の製造と同様の処置を施すことにより、トナー20を得た。また、このときの体積平均粒径は6.0μmであった。
非晶性架橋微粒子分散液1を159重量部添加した他は、トナー20の製造と同様の処置を施すことにより、トナー21を得た。このときの平均粒径は6.0μmであった。
非晶性架橋微粒子分散液2を102重量部添加した他は、トナー16の製造と同様の処置を施すことにより、トナー22を得た。このときの平均粒径は6.2μmであった。
結晶性ポリエステル樹脂分散液1:2727重量部
非晶性樹脂微粒子分散液2:102重量部
離型剤分散液1:180重量部
着色剤分散液1:72重量部
多硫化カルシウム:1.44重量部
塩化カルシウム:0.92重量部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中に収容させ、pH4.5に調整した後、ホモジナイザ(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を分散させた後、加熱用オイルバス中で55℃まで撹拌しながら加熱した。55℃で2.0時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、体積平均粒径が約6.4μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。更に1時間、62℃で加熱撹拌を保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、体積平均粒径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。この凝集粒子分散液のpHは5.2であった。そこで水酸化ナトリウム(和光純薬社製)を0.5mol/Lに希釈した水溶液を穏やかに添加し、pHを7.5に調整した。撹拌を継続しながらこの凝集粒子分散液を85℃まで昇温して60分間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、合一した球形粒子が観察された。その後、イオン交換水を添加しながら1℃/分の速度で25℃まで降温した。この後、得られた合一後の粒子を洗浄した後、凍結乾燥機にて乾燥させることによりトナー23を得た。このときの体積平均粒径は6.1μmであった。
コア粒子1に特に処置を施さず、洗浄した後、凍結乾燥機にて乾燥させることによりトナー24を得た。このときの体積平均粒径は6.0μmであった。
コア粒子2に特に処置を施さず、洗浄した後、凍結乾燥機にて乾燥させることによりトナー25を得た。このときの体積平均粒径は6.2μmであった。
コア粒子3に特に処置を施さず、洗浄した後、凍結乾燥機にて乾燥させることによりトナー26を得た。このときの体積平均粒径は5.8μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液2を510重量部用いた他は、トナー1の製造と同様の処置を施すことにより、トナー27を得た。また、このときの体積平均粒径は6.0μmであった。
非晶性架橋微粒子分散液1を446重量部添加した他は、トナー16の製造と同様の処置を施すことにより、トナー28を得た。このときの平均粒径は5.9μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液12を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー29を得た。体積平均粒径は6.3μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液13を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー30を得た。体積平均粒径は6.4μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液14を102重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー31を得た。体積平均粒径は6.2μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液2を26重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー32を得た。体積平均粒径は6.0μmであった。
非晶性樹脂微粒子分散液2を172重量部添加した他は、トナー1の製造と同じ処理を施すことにより、トナー33を得た。体積平均粒径は6.9μmであった。
非晶性架橋微粒子分散液1を166重量部添加した他は、トナー16の製造と同様の処置を施すことにより、トナー34を得た。このときの平均粒径は6.8μmであった。
<トナー1の評価>
(定着性)
トナー1に外添剤としてチタニア微粉末をトナー100重量部に対して1.2重量部添加し、撹拌混合機で混合して静電荷像現像用トナーを得た。ついで、このトナー5重量部と樹脂被覆されたフェライト粒子(平均粒径35μm)100重量部を混合して二成分現像剤を調整し、これを市販の電子写真複写機(富士ゼロックス社製 DocuCentre Color500(以下、DCC500))を用いて画像出しを行い、トナー濃度が15g/m2の未定着画像を得た。用紙は富士ゼロックス製J紙を用いた。
トナー1の外添トナー2gを温度55℃、湿度50%の条件下に24時間晒した後、目の開きが53μmで直径10cmの篩分網に秤量した。トナー飛散防止のため上部カバーを覆い被せた後、ホソカワ粉体工学研究所製パウダーテスターにて約90秒間振動させ、篩上のトナー量を計測した。この場合の網上残量に対し、以下の基準で熱保管性を判定した。その結果、53μm篩分網の網上残量は0.20gであり、充分な熱保管性を有していた。
○:網上残量が0.2g未満で、充分な熱保管性を有しており、実用上問題ない
△:網上残量が0.2g以上0.5g未満で、充分な熱保管性を有しており、実用上許容される
×:網上残量が0.5g以上で、熱保管性は不十分であり、実用上問題がある。
富士ゼロックス製DCC500を用いて、1万枚の連続印刷を行った後、定着画像の画像評価を白点の有無、画像濃度、カブリ、光沢度の観点から実施した。画像濃度の評価には、X-Lite 404を用い、測定値に対し以下の基準で判定した。
○:測定値が1.2以上で、実用上問題ない
△:測定値が1〜1.2で、実用上許容される
×:測定値が1未満で、実用上許容されない
○:目視上カブリがなく、実用上問題ない
△:目視上若干カブリが見られるが、実用上許容される
×:目視上カブリが顕著であり、実用上許容されない
○:光沢度が50%以上
△:光沢度が30%以上50%未満
×:光沢度が30%未満
<トナー2〜23の評価>
トナー1の場合と同様の方法でトナー定着性、熱保管性、画像評価を行った。結果を表1に示す。
<トナー24〜34の評価>
トナー1の場合と同様の方法で定着性、熱保管性、画像評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (5)
- 結着樹脂、着色剤を含有するコア粒子と、前記コア粒子を被覆するシェル層とを有する静電荷像現像用トナーであって、
前記結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂のうち少なくとも1つを含み、前記シェル層は、非晶性樹脂微粒子を含み、
前記非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径が20〜800nm、ガラス転移温度が65℃以上であり、前記非晶性樹脂微粒子の含有量がコア粒子の重量に対して5〜25重量%の範囲であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 請求項1に記載の静電荷像現像用トナーであって、
前記非晶性樹脂微粒子が、非晶性架橋微粒子であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 結着樹脂、着色剤を含有するコア粒子と、前記コア粒子を被覆するシェル層とを有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、
結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂のうち少なくとも1つを含む結着樹脂及び着色剤を含有するコア粒子を形成する工程と、
前記コア粒子に、非晶性樹脂微粒子を付着させて非晶性樹脂付着粒子を形成する凝集工程と、
前記非晶性樹脂付着粒子を加熱してシェル層を形成する溶融工程と、
を含み、前記非晶性樹脂微粒子の体積平均粒径が20〜800nm、ガラス転移温度が65℃以上であり、前記非晶性樹脂微粒子の含有量がコア粒子の重量に対して5〜25重量%の範囲であることを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。 - 請求項1〜2のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーを含有することを特徴とする静電荷像現像剤。
- 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、現像剤担持体に担持された現像剤を用い、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像を現像してトナー画像を形成する現像工程と、前記潜像保持体表面に形成されたトナー画像を被転写体表面に転写する転写工程と、前記被転写体表面に転写されたトナー画像を定着する定着工程と、を含む画像形成方法であって、
前記現像剤は、請求項4に記載の静電荷像現像剤であることを特徴とする画像形成方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2005184166A JP2007003840A (ja) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤ならびに画像形成方法 |
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| JP2005184166A JP2007003840A (ja) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤ならびに画像形成方法 |
Publications (1)
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|---|---|
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