(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記離型剤(a)における前記エステルワックス(a1)の含有量が、1質量%以上49質量%以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
前記離型剤(a2)に対する前記エステルワックス(a1)の質量比〔エステルワックス(a1)/離型剤(a2)〕が1/99〜49/51である、請求項1〜5のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0009】
[トナーの製造方法]
本発明のトナーの製造方法は、次の工程(1)〜(3)を含む。
工程(1):酸価が1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下のエステルワックス(a1)及び前記エステルワックス(a1)以外の離型剤(a2)を含有する離型剤(a)を、pH9.5以上14以下で、界面活性剤を添加しない条件又は界面活性剤の含有量が前記離型剤(a)の全量100質量部に対して0.5質量部以下の条件で、水性媒体中に分散させて離型剤粒子を調製する工程
工程(2):工程(1)で得られた離型剤粒子、樹脂粒子(A)、及び凝集剤を、水性媒体中で混合して凝集粒子を得る工程
工程(3):工程(2)で得られた凝集粒子を融着させて、融着粒子を得る工程
また、工程(2)は、次の工程(2A)及び(2B)を含んでもよい。
工程(2A):工程(1)で得られた離型剤粒子、樹脂粒子(A)、及び凝集剤を、水性媒体中で混合して凝集粒子(1)を得る工程
工程(2B):工程(2A)で得られた凝集粒子(1)に、樹脂粒子(B)を一時に又は複数回分割して添加して、樹脂粒子(B)を付着してなる凝集粒子(2)を得る工程
なお、工程(2A)及び工程(2B)を実施する場合には、工程(3)における「工程(2)で得られた凝集粒子」とは、「工程(2B)で得られた凝集粒子(2)」のことをいう。また、工程(2A)を実施し、工程(2B)を実施しない場合には、工程(3)における「工程(2)で得られた凝集粒子」とは、「工程(2A)で得られた凝集粒子(1)」のことをいう。
【0010】
本発明の製造方法により定着性及び耐久性に優れたトナーが得られる詳細なメカニズムは定かではないが、次のように考えられる。
工程(1)において、離型剤(a)が特定の範囲の酸価のエステルワックス(a1)を含有し、離型剤(a)を分散させてなる分散系内のpHを特定の範囲に調整することで、エステルワックス(a1)の親水性が向上し、エステルワックス(a1)以外の離型剤(a2)とともに、特に界面活性剤を使用しなくても離型剤(a)を分散させることが可能となるものと考えられる。また、エステルワックス(a1)は樹脂との相溶性が良好であり、界面活性剤を使用していないことから、工程(2)において、工程(1)で得られた離型剤粒子を樹脂粒子と凝集させた後でも離型剤(a)が脱離を起こしにくく、その結果、トナーの定着性、耐久性が向上するものと考えられる。
【0011】
<工程(1)>
本発明のトナーの製造方法における工程(1)は、酸価が1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下のエステルワックス(a1)及び前記エステルワックス(a1)以外の離型剤(a2)を含有する離型剤(a)を、pH9.5以上14以下で、界面活性剤を添加しない条件又は界面活性剤の含有量が前記離型剤(a)の全量100質量部に対して0.5質量部以下の条件で、水性媒体中に分散させて離型剤粒子を調製する工程である。
【0012】
[離型剤粒子]
本発明において、離型剤粒子は、離型剤を水性媒体に分散して離型剤粒子の分散液として得られる。
【0013】
(離型剤(a))
本発明における離型剤(a)は、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点、得られるトナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び耐久性を向上させる観点から、酸価が1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下のエステルワックス(a1)及び前記エステルワックス(a1)以外の離型剤(a2)を含有する。
【0014】
(エステルワックス(a1))
本発明において、エステルワックス(a1)とは、エステル結合を有する、酸価が1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下であるワックスのことをいう。
エステルワックス(a1)の酸価は、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点、得られるトナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び耐久性を向上させる観点から、1mgKOH/g以上であり、好ましくは2mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上であり、また、10mgKOH/g以下であり、好ましくは8mgKOH/g以下、より好ましくは7mgKOH/g以下である。
エステルワックス(a1)としては、合成エステルワックス及び天然エステルワックスが挙げられる。合成エステルワックスとしては、長鎖アルコールと脂肪酸からなるエステルが挙げられ、好ましくはベヘニン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、及びペンタエリスリトールの脂肪酸エステルの少なくとも1種である。天然エステルワックスとしては、好ましくはカルナウバワックス及びライスワックスの少なくとも1種である。これらのうち、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点から、より好ましくはカルナウバワックスである。
エステルワックス(a1)の融点は、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び低温定着性を向上させる観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下、より更に好ましくは88℃以下であり、また、トナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは65℃以上、更に好ましくは70℃以上、より更に好ましくは75℃以上である。
なお、本発明においては、離型剤(a)の融点は、実施例に記載の方法によって求められる。
離型剤(a)におけるエステルワックス(a1)の含有量は、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上、より更に好ましくは8質量%以上であり、また、好ましくは49質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である。
【0015】
(離型剤(a2))
前記エステルワックス(a1)以外の離型剤(a2)としては、炭化水素ワックス、シリコーンワックス、脂肪酸アミド、及び酸価が1mgKOH/g未満又は10mgKOH/gを超えるエステルワックス等が挙げられる。なかでも、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点、低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、炭化水素ワックスを含有することが好ましい。炭化水素ワックスの具体例としては、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;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・石油系ワックスが挙げられる。なかでも、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点、低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、より好ましくはパラフィンワックスである。
離型剤(a2)の融点は、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び低温定着性を向上させる観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下、より更に好ましくは80℃以下であり、また、トナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは63℃以上、更に好ましくは65℃以上である。
離型剤(a2)に対するエステルワックス(a1)の質量比〔エステルワックス(a1)/離型剤(a2)〕は、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点、得られるトナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは1/99〜49/51、より好ましくは3/97〜40/60、更に好ましくは5/95〜30/70、より更に好ましく8/92〜20/80である。
離型剤(a)中におけるエステルワックス(a1)及び離型剤(a2)の合計含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%、より更に好ましくは99質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
【0016】
離型剤(a)の融点は、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び低温定着性を向上させる観点から、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下であり、また、トナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは60℃以上、より好ましくは63℃以上、更に好ましくは65℃以上である。
前記エステルワックス(a1)及び離型剤(a2)のいずれの融点も60℃以上100℃以下であることが好ましい。すなわち、離型剤(a)が、融点が60℃以上100℃以下である離型剤の少なくとも2種を含有することが好ましい。融点は、得られるトナーに含有される離型剤中、最も質量比の大きい離型剤の融点を、本発明における離型剤の融点とする。なお、全てが同一の比率の場合は、最も低い値とする。
【0017】
離型剤(a)の使用量は、トナーの離型性を向上させる観点及び定着可能温度範囲を広くする観点から、トナー中の樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。
【0018】
(離型剤粒子の調製)
工程(1)では、酸価が1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下であるエステルワックス(a1)及び離型剤(a2)を、界面活性剤の存在しない条件、又は界面活性剤の含有量が、前記離型剤(a)の全量100質量部に対して0.5質量部以下の条件で、pH9.5以上14以下で、水性媒体中に分散させて離型剤粒子を調製する。pHの調整には、必要に応じて塩基性化合物を使用することができる。
pHが9.5以上であれば、酸価が1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下であるエステルワックス(a1)は十分に親水化され、当該ワックスそれ自体だけでなく、離型剤(a)中の他の成分の水性媒体中への分散安定性に寄与し、微細な離型剤粒子を調製することができる。当該観点から、pHは、好ましくは10以上、より好ましくは11以上、更に好ましくは11.5以上、より更に好ましくは12以上であり、また、融着後の離型剤の脱離及び露出を十分に抑制する観点から、好ましくは13.5以下、より好ましくは13以下、更に好ましくは12.5以下である。
【0019】
離型剤粒子の分散液は、離型剤と水性媒体とを、離型剤の融点以上の温度で、分散機を用いて分散することによって得ることが好ましい。用いる分散機としては、得られるトナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び耐久性を向上させる観点から、ホモジナイザー、高圧分散機、超音波分散機等が好ましく、超音波分散機がより好ましい。分散時間は用いる分散機により適宜設定すればよい。
超音波分散機としては、例えば、超音波ホモジナイザーが挙げられ、市販される装置としては「US−600T」(日本精機社製)が挙げられる。
また、前記分散機を使用する前に、離型剤、任意で塩基性化合物、及び水性媒体を、あらかじめホモミキサー、ボールミル等の混合機で予備分散させておくことが好ましい。
【0020】
水性媒体としては水を主成分とするものが好ましく、環境性の観点及び離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点から、水性媒体中の水の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。水としては、脱イオン水又は蒸留水が好ましく用いられる。
水性媒体中の水以外の成分としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の炭素数1以上5以下のアルキルアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等の炭素数1以上3以下のジアルキルケトン;テトラヒドロフラン等の環状エーテル等の、水に溶解する有機溶媒が挙げられる。これらのなかでは、有機溶媒のトナーへの混入を防止する観点から、樹脂を溶解しない有機溶媒である、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール等の炭素数1以上5以下のアルコールが好ましい。
【0021】
塩基性化合物としては、金属の水酸化物及びアミンの少なくとも1種が挙げられる。
金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アミンとしては、アンモニア、ジメチルアミン、トリエチルアミン、ジエタノールアミン等が挙げられる。これらの塩基性化合物のうち、離型剤粒子を小粒径化する観点、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムである。
【0022】
本発明においては、離型剤粒子の水性媒体への分散は、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点、及び後の凝集工程で均一な凝集粒子を得る観点から、界面活性剤を添加しない条件、又は界面活性剤の含有量が、前記エステルワックス(a1)及び前記離型剤(a2)の合計量100質量部に対して0.5質量部以下の条件で行う。好ましくは、界面活性剤を添加しない条件、すなわち、離型剤粒子の製造工程において、離型剤、任意で塩基性化合物を用い、界面活性剤を混合しない条件である。
【0023】
前記界面活性剤の例としては、後述の樹脂粒子の製造において例示されるものと同じものが挙げられる。そのほか、アニオン性界面活性剤として、ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム−マレイン酸ナトリウム共重合体等の、側鎖にカルボキシ基の塩を有する高分子化合物も含まれる。
【0024】
離型剤粒子の分散液中の界面活性剤の含有量、すなわち、界面活性剤の添加量は、トナーの離型性を向上させる観点及び定着可能温度範囲を広くする観点から、離型剤(a)の合計100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下、更に好ましくは0.05質量部以下であり、0質量部、すなわち界面活性剤を添加しないことがより更に好ましい。
工程(1)では、前記エステルワックス(a1)及び離型剤(a2)を水性媒体中に添加し、離型剤の融点以上の温度で加熱しながら分散させるのが好ましい。
この分散時の加熱温度は、具体的には、離型剤粒子分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは離型剤の融点以上かつ80℃以上、より好ましくは85℃以上、更に好ましくは90℃以上であり、また、好ましくは100℃以下、より好ましくは98℃以下、更に好ましくは95℃以下である。
また分散時の加熱時間は、離型剤粒子分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは10分以上、より好ましくは15分以上、更に好ましくは20分以上であり、また、好ましくは3時間以下、より好ましくは2時間以下、更に好ましくは1時間以下である。
離型剤粒子の分散液の固形分濃度は、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点、取扱いを容易にする観点、及びトナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは25質量%以上である。
離型剤粒子の体積中位粒径(D
50)は、後の凝集工程で均一な凝集粒子を得る観点、及び得られるトナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.10μm以上、更に好ましくは0.20μm以上、より更に好ましくは0.25μm以上であり、また、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.80μm以下、更に好ましくは0.60μm以下、より更に好ましくは0.50μm以下、より更に好ましくは0.40μm以下である。
ここで、体積中位粒径(D
50)とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径であり、実施例に記載の方法で求められる。
離型剤粒子の粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、後の凝集工程で均一な凝集粒子を得る観点、及び得られるトナーの耐久性を向上させる観点から、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは35%以下であり、また、離型剤粒子分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは15%以上、より好ましくは20%以上、更に好ましくは25%以上である。ここで、離型剤粒子の粒径分布は、実施例に記載の方法で求められる。
【0025】
<工程(2)>
工程(2)は、工程(1)で得られた離型剤粒子、樹脂粒子(A)、及び凝集剤を、水性媒体中で混合して凝集粒子を得る工程である。
また、工程(2)は、次の工程(2A)を含んでいてもよく、工程(2A)の後に更に(2B)を含んでもよい。
工程(2A):工程(1)で得られた離型剤粒子、樹脂粒子(A)、及び凝集剤を、水性媒体中で混合して凝集粒子(1)を得る工程
工程(2B):工程(2A)で得られた凝集粒子(1)に、樹脂粒子(B)を一時に又は複数回分割して添加して、樹脂粒子(B)を付着してなる凝集粒子(2)(樹脂粒子(B)付着凝集粒子)を得る工程
次に、工程(2)で使用される各成分、工程(2A)及び工程(2B)について説明する。
【0026】
[樹脂粒子(A)]
本発明における樹脂粒子(A)は、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点からポリエステルを含有することが好ましい。
樹脂粒子(A)を構成する樹脂中のポリエステルの含有量は、同様の観点から、樹脂中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
樹脂粒子(A)を構成する樹脂としては、ポリエステル以外に、トナーに用いられる公知の樹脂、例えば、スチレン−アクリル共重合体、エポキシ、ポリカーボネート、ポリウレタン等を使用することができる。
【0027】
本発明で用いられるポリエステルの原料モノマーは、特に限定されず、任意のアルコール成分と、任意のカルボン酸成分とが用いられる。
カルボン酸成分としては、ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸、並びにそれらの酸無水物及びそれらの炭素数1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられ、なかでもジカルボン酸が好ましい。
ジカルボン酸の具体例としては、芳香族ジカルボン酸及び脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。脂肪族ジカルボン酸としては、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸、炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸等が挙げられる。炭素数1以上20以下のアルキル基又は炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸の具体例としては、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等が挙げられる。これらのなかでも、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、テレフタル酸、フマル酸、ドデセニルコハク酸及びその酸無水物から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
3価以上の多価カルボン酸の具体例としては、トリメリット酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等が挙げられ、なかでもトナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、トリメリット酸及びその酸無水物が好ましく、トリメリット酸無水物がより好ましい。
カルボン酸成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0028】
また、アルコール成分としては、主鎖炭素数2以上12以下の脂肪族ジオール、芳香族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコール、又はそれらの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物等が挙げられる。
アルコール成分の好ましい具体例としては、ポリオキシプロピレン−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−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAの炭素数2以上3以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物、水素添加ビスフェノールA等の脂環式ジオール又はそれらの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等の主鎖炭素数2以上12以下の脂肪族ジオール又はそれらの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール等の3価以上の多価アルコール又はそれらの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物等が挙げられる。前記アルコール成分は、2種以上を組み合わせて用いてもよい。アルコール成分としては、トナーの耐久性を向上させる観点から、ポリオキシプロピレン−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−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAの炭素数2以上3以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物が好ましい。
【0029】
ポリエステルは、例えば、前記アルコール成分と前記カルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、必要に応じエステル化触媒、重合禁止剤等を用いて、180℃以上250℃以下の温度で重縮合することにより製造することができる。
エステル化触媒としては、酸化ジブチル錫、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫等の錫化合物やチタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート等のチタン化合物等のエステル化触媒を使用することができる。エステル化触媒の使用量は、アルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上であり、また、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.8質量部以下である。
重合禁止剤としては、tert−ブチルカテコール等が挙げられる。重合禁止剤の使用量は、アルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.005質量部以上であり、また、好ましくは0.5質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である。
【0030】
樹脂粒子(A)におけるポリエステルは、結晶性ポリエステル、非晶質ポリエステルのいずれも使用することができ、両者を混合して用いることもできるが、本発明においては、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点から、非晶質ポリエステルを含有することが好ましい。樹脂粒子(A)におけるポリエステル中の非晶質ポリエステルの含有量は、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
【0031】
ここで、樹脂の結晶性は、軟化点と示差走査熱量計(DSC)による吸熱の最大ピーク温度との比、すなわち(軟化点(℃))/(吸熱の最大ピーク温度(℃))で定義される結晶性指数によって表される。結晶性樹脂は、結晶性指数が0.6以上1.4以下のものであり、非晶質樹脂は、結晶性指数が1.4を超えるか、0.6未満の樹脂である。結晶性指数は、原料モノマーの種類及びその比率、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜決定することができる。なお、吸熱の最大ピーク温度とは、観測される吸熱ピークのうち、最も高温側にあるピークの温度を指す。最高ピーク温度は、軟化点との差が20℃以内であれば融点とし、軟化点との差が20℃を超える場合はガラス転移に起因するピークとする。
ポリエステルの軟化点は、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点、低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは70℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、また、好ましくは165℃以下、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは130℃以下、より更に好ましくは125℃以下である。
ポリエステルのガラス転移温度は、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点、低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは50℃以上、より好ましくは53℃以上、更に好ましくは55℃以上であり、また、好ましくは85℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下である。
ポリエステルの酸価は、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点、トナーの定着可能温度範囲を広くする観点及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは6mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、また、好ましくは35mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは28mgKOH/g以下である。
軟化点、ガラス転移温度、及び酸価は、アルコール成分とカルボン酸成分の種類、仕込み比率、重縮合の温度、反応時間を調節することにより所望のものを得ることができる。
【0032】
なお、本発明において、ポリエステルには、未変性のポリエステルのみならず、実質的にその特性を損なわない程度に変性されたポリエステルも含まれる。変性されたポリエステルとしては、例えば、特開平11−133668号公報、特開平10−239903号公報、特開平8−20636号公報等に記載の方法によりフェノール、ウレタン、エポキシ等によりグラフト化やブロック化したポリエステルや、ポリエステルユニットを含む2種以上の樹脂ユニットを有する複合樹脂が挙げられる。
【0033】
また、樹脂粒子が複数の樹脂を含有する場合には、前記樹脂粒子を構成する樹脂の軟化点、ガラス転移温度、及び酸価は、各樹脂の混合物としての軟化点、ガラス転移温度、酸価を意味し、各々の値は前記ポリエステルの各特性の値の範囲内であることが好ましい。混合物としての軟化点、ガラス転移温度、酸価は、各々の値の加重平均、すなわち、各樹脂の特性値と含有割合の積の和により求めることができる。
さらに、ポリエステルを含有する場合、樹脂粒子(A)を構成する樹脂は、軟化点が異なる2種類のポリエステルを含有することができ、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点、定着可能温度範囲を広くする観点から、一方のポリエステル(I)の軟化点は70℃以上115℃未満が好ましく、他方のポリエステル(II)の軟化点は115℃以上165℃以下が好ましい。また、2種類のポリエステル樹脂の軟化点の差は、同様の観点から、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上であり、また、好ましくは30℃以下、より好ましくは20℃以下である。ポリエステル(I)とポリエステル(II)との質量比(I/II)は、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点、定着可能温度範囲を広くする観点から、10/90〜90/10が好ましく、10/90〜50/50がより好ましい。
【0034】
樹脂粒子(A)には、本発明の効果を損なわない範囲で、着色剤、離型剤、帯電制御剤を含有させてもよい。また、必要に応じて、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤等の添加剤等を含有させてもよい。
【0035】
(着色剤)
樹脂粒子(A)は、樹脂のみからなる粒子であってもよく、着色剤を含有する着色剤含有樹脂粒子であってもよいが、後の凝集工程で均一な凝集粒子を得る観点から、着色剤を含有することが好ましく、着色剤を含有する着色剤含有樹脂粒子であることが好ましい。
樹脂粒子(A)が着色剤含有樹脂粒子である場合、着色剤の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点及び低温定着性を向上させる観点から、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
着色剤としては、顔料及び染料が用いられ、トナーの画像濃度を向上させる観点から、顔料が好ましい。
顔料の具体例としては、カーボンブラック、無機系複合酸化物、ベンジジンイエロー、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、ベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、銅フタロシアニン、フタロシアニングリーン等が挙げられ、これらの中でも銅フタロシアニンが好ましい。
染料の具体例としては、アクリジン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、インジゴ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系等が挙げられる。
着色剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0036】
[樹脂粒子(A)の製造]
樹脂粒子(A)は、ポリエステルを含有する樹脂、界面活性剤、及び着色剤等の前記の任意成分を水性媒体中で混合し、樹脂粒子(A)の分散液として得る方法によって製造することが好ましい。
水性媒体としては、前記工程(1)の離型剤粒子を得る際に用いられるものが好ましく用いられる。
【0037】
本発明においては、樹脂粒子(A)を分散液として製造するに際して、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、界面活性剤を使用することが好ましい。
界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等が挙げられ、なかでも非イオン性界面活性剤が好ましく、非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤又はカチオン性界面活性剤とを併用することがより好ましく、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤とを併用することが更に好ましい。
非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤とを併用する場合、非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤との質量比(非イオン性界面活性剤/アニオン性界面活性剤)は、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上であり、また、好ましくは10以下、より好ましくは5以下、更に好ましくは2以下である。
【0038】
非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキル又はアルケニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、オキシエチレン/オキシプロピレンブロックコポリマー等が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキル又はアルケニルエーテルとしては、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等が挙げられる。
ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテルとしては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等が挙げられる。
ポリオキシエチレン脂肪酸エステルとしては、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコ−ルモノステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエート等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、ポリオキシエチレンアルキル又はアルケニルエーテルが好ましく、ポリオキシエチレンオレイルエーテルがより好ましい。
アニオン性界面活性剤の例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩等が挙げられ、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルエーテル硫酸塩が好ましい。
アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、アルキルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩が好ましく、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムがより好ましい。また、アルキル基としてはドデシル基が好ましい。アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、ドデシルベンゼンスルホン酸塩が好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩がより好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが更に好ましい。
アルキル硫酸塩としては、アルキル硫酸のアルカリ金属塩が好ましく、アルキル硫酸ナトリウムがより好ましい。また、アルキル基としてはドデシル基が好ましい。アルキル硫酸塩としては、ドデシル硫酸のアルカリ金属塩がより好ましく、ドデシル硫酸ナトリウムが更に好ましい。
アルキルエーテル硫酸塩としては、アルキルエーテル硫酸のアルカリ金属塩が好ましく、アルキルエーテル硫酸ナトリウムがより好ましい。また、アルキル基としてはドデシル基が好ましい。アルキルエーテル硫酸塩としては、ドデシルエーテル硫酸塩が好ましく、ドデシルエーテル硫酸のアルカリ金属塩がより好ましく、ドデシルエーテル硫酸ナトリウムが更に好ましい。
カチオン性界面活性剤の例としては、四級アンモニウム塩が好ましく、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
【0039】
界面活性剤の使用量は、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは1質量部以上である。また、トナーの保存性を向上させる観点から、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、より更に好ましくは5質量部以下である。
【0040】
樹脂粒子(A)を含有する分散液を得る方法としては、樹脂等を水性媒体に添加し、分散機を用いて分散する方法、樹脂等に水性媒体を徐々に添加して乳化する転相乳化法等が挙げられ、得られるトナーの定着可能温度範囲を広くする観点から、転相乳化法が好ましい。以下、転相乳化法について述べる。
【0041】
まず、ポリエステルを含む樹脂、界面活性剤、及び着色剤等の前記の任意成分を溶融して混合し、樹脂混合物を得る。
ポリエステルを含む樹脂が、複数の樹脂からなる場合には、複数の樹脂を予め、混合したものを用いてもよいが、他の成分を添加する際に同時に添加し、溶融して混合することによって得てもよい。
樹脂混合物を得る方法としては、ポリエステルを含む樹脂、界面活性剤、着色剤等の前記の任意成分、及びアルカリ水溶液を容器に入れ、撹拌機によって撹拌しながら、樹脂を溶融して均一に混合する方法が好ましい。
アルカリ水溶液中のアルカリとしては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等やアンモニア等が挙げられるが、樹脂の乳化安定性を向上させる観点から、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムが好ましい。また、前記アルカリ水溶液中のアルカリの濃度は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、更に好ましくは3質量%以上であり、また、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、更に好ましくは7質量%以下である。
【0042】
樹脂を溶融し混合する際の温度は、均質な樹脂粒子を得る観点から、樹脂のガラス転移温度以上が好ましく、結晶性ポリエステルを含む場合には、その融点以上がより好ましい。
【0043】
次に、前記の樹脂混合物に水性媒体を添加して、転相し、樹脂粒子(A)を含有する分散液を得る。
【0044】
水性媒体を添加する際の温度は、均質な樹脂粒子を得る観点から、樹脂のガラス転移温度以上が好ましく、ガラス転移温度より10℃高い温度以上がより好ましく、結晶性ポリエステルを含む場合には、その融点以上が更に好ましく、また、樹脂の軟化点以下であることが好ましく、軟化点より5℃低い温度以下がより好ましい。
【0045】
水性媒体の添加速度は、小粒径の樹脂粒子を得る観点から、転相が終了するまでは、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部/分以上、より好ましくは0.5質量部/分以上であり、また、好ましくは50質量部/分以下、より好ましくは30質量部/分以下、更に好ましくは10質量部/分以下、より更に好ましくは5質量部/分以下である。転相後、樹脂粒子が得られた後の水性媒体の添加速度には制限はない。
水性媒体の使用量は、後の凝集処理で均一な凝集粒子を得る観点から、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは100質量部以上、より好ましくは150質量部以上、更に好ましくは170質量部以上であり、また、好ましくは900質量部以下、より好ましくは500質量部以下、更に好ましくは300質量部以下である。
【0046】
トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、樹脂粒子(A)を構成するポリエステルを架橋することが好ましく、オキサゾリン基を有する化合物により架橋することがより好ましい。
オキサゾリン基を有する化合物は、分子内にオキサゾリン基を複数含有するものが好ましく、オキサゾリン基を含有するポリマーがより好ましい。オキサゾリン基を含有するポリマーの重量平均分子量は、ポリエステルとの反応性を高める観点から、好ましくは500以上、より好ましくは1,000以上であり、また、好ましくは2,000,000以下、より好ましくは1,000,000以下である。
オキサゾリン基を含有するポリマーの市販品としては、日本触媒社製の「エポクロスWSシリーズ」(水溶性タイプ、主鎖アクリル)、「Kシリーズ」(エマルションタイプ、主鎖スチレン/アクリル)等が挙げられる(いずれも商品名)。
前記オキサゾリン基を有する化合物の含有量あるいは添加量は、樹脂との架橋反応性を高め、生産性を向上させる観点から、樹脂粒子分散液中、樹脂100質量部に対して、固形分として好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。
【0047】
オキサゾリン基を有する化合物を添加し、混合することにより、樹脂分散液に分散している樹脂粒子(A)に含まれるポリエステルを架橋する。架橋反応時の温度は、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上であり、また、好ましくは100℃以下、より好ましくは98℃以下である。架橋の存在は、赤外吸収スペクトル分析等の手法でアミド基の存在を分析することにより確認できる。
得られる樹脂粒子(A)の分散液の固形分濃度は、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点、取扱いを容易にする観点、及びトナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。なお、固形分には樹脂、顔料、界面活性剤などの不揮発性成分が含まれる。
【0048】
樹脂粒子(A)の分散液中の樹脂粒子(A)の体積中位粒径(D
50)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは0.02μm以上、より好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上であり、また、好ましくは2.0μm以下、より好ましくは1.5μm以下、更に好ましくは1.0μm以下、より更に好ましくは0.5μm以下、より更に好ましくは0.3μm以下である。
また、樹脂粒子(A)の粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下、更に好ましくは30%以下であり、また、樹脂粒子(A)分散液の生産性を向上させる観点から、5%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、15%以上が更に好ましい。なお、CV値は、下記式で表される値であり、実施例に記載の方法で求められる。
CV値(%)=[粒径分布の標準偏差(μm)/体積中位粒径(μm)]×100
【0049】
〔工程(2A)〕
工程(2A)では、前述の離型剤粒子、樹脂粒子(A)、及び凝集剤を、水性媒体中で混合して凝集粒子(1)を得る。この際、前述の離型剤粒子の分散液、樹脂粒子(A)の分散液、凝集剤、及び必要に応じて更に水性媒体を添加し、混合して凝集粒子(1)の分散液を得るのが好ましい。
[凝集粒子(1)の製造]
凝集粒子(1)は、樹脂粒子(A)、離型剤粒子、凝集剤、及び着色剤等の任意成分を水性媒体中で混合して凝集粒子(1)を得る方法によって製造する。ここで、上記成分を混合させる際に、凝集させ、凝集粒子(1)の分散液として得ることが好ましい。
【0050】
まず、樹脂粒子(A)及び離型剤粒子を水性媒体中で混合して、混合分散液を得る。
なお、樹脂粒子(A)中に着色剤を混合しなかった場合には、本混合分散液中に着色剤を混合することが好ましい。
また、混合分散液には、樹脂粒子(A)以外の樹脂粒子を混合してもよい。樹脂粒子(A)以外の樹脂粒子としては、非晶質ポリエステルを含む樹脂粒子が好ましく、後述の樹脂粒子(B)と同様の組成であるものがより好ましい。
混合の順に制限はなく、いずれかを順に添加してもよいし、同時に添加してもよい。
【0051】
樹脂粒子(A)及び離型剤粒子を含む混合分散液100質量部中、樹脂粒子(A)の含有量は、トナーの低温定着性及び生産性を向上させる観点から、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。
また、樹脂粒子(A)及び離型剤粒子を含む混合分散液100質量部中、水性媒体の含有量は、トナーの生産性を向上させる観点及び凝集を制御して目的の粒径の凝集粒子を得る観点から、好ましくは50質量部以上、より好ましくは60質量部以上であり、また、好ましくは85質量部以下、より好ましくは80質量部以下である。
また、着色剤の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点及び低温定着性を向上させる観点から、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
離型剤粒子の含有量は、トナーの離型性及び帯電性を向上させる観点から、樹脂粒子(A)100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。
混合温度は、凝集を制御して目的の粒径の凝集粒子を得る観点から、好ましくは0℃以上40℃以下である。
【0052】
次に、混合分散液中の粒子を凝集させて、凝集粒子(1)の分散液を好適に得ることができる。凝集を効率的に行うために凝集剤を添加することが好ましい。
凝集剤の具体例としては、第四級塩のカチオン性界面活性剤、ポリエチレンイミン等の有機系凝集剤;無機金属塩、無機アンモニウム塩、2価以上の金属錯体等の無機系凝集剤が挙げられる。
無機金属塩としては、硫酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム等の金属塩、及びポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機金属塩重合体が挙げられる。無機アンモニウム塩としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等が挙げられる。
凝集剤は、過剰な凝集を防ぎつつ目的の粒径のトナーを得る観点から、電解質を用いることが好ましく、塩を用いることがより好ましい。その価数としては1〜5価が好ましく、1〜2価がより好ましく、1価が更に好ましい。すなわち、1価の塩を用いることが好ましい。ここで1価の塩とは、該塩を構成する金属イオン又は陽イオンの価数が1であることを意味する。1価の塩としては、前記無機金属塩、無機アンモニウム塩等が挙げられ、無機アンモニウム塩が好ましい。
凝集剤としては、凝集性を向上させ均一な凝集粒子を得る観点から、無機アンモニウム塩が好ましく、硫酸アンモニウムがより好ましい。
【0053】
凝集剤の使用量は、トナーの耐久性を向上させる観点から、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して、50質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましく、35質量部以下がさらに好ましい。また、樹脂粒子の凝集を制御して目的の粒径を得る観点から、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して1質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。
【0054】
凝集の方法としては、混合分散液の入った容器に、凝集剤を好ましくは水性媒体溶液にして滴下する。凝集剤は、一時に添加しても良いし、連続的あるいは断続的に添加してもよい。また、分割して添加することもできる。凝集剤の添加時及び添加終了後には十分な攪拌をすることが好ましい。凝集を制御して目的の粒径の凝集粒子を得る観点及びトナーの生産性を向上させる観点から、凝集剤の滴下時間は1分以上120分以下が好ましい。また、滴下温度は凝集を制御して目的の粒径の凝集粒子を得る観点から0℃以上50℃以下が好ましい。
更に凝集を促進させ、凝集粒子の粒径を制御し粗大粒子の生成を抑制する観点から、凝集剤を添加した後に分散液の温度を上げることが好ましい。凝集粒子を小粒径でシャープな粒径分布に制御する観点から、前記凝集系内の温度を、樹脂粒子(A)を構成する樹脂のガラス転移温度より25℃高い温度以下の温度とすることが好ましく、粗大粒子の生成を抑制する観点から、より好ましくはガラス転移温度より30℃低い温度以上でガラス転移温度より25℃高い温度以下である。前記温度範囲にて、凝集粒子の体積中位粒径をモニタリングすることによって、凝集の進行を確認することが好ましい。体積中位粒径の測定は実施例に記載の方法によって行う。
【0055】
得られる凝集粒子(1)の体積中位粒径は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点及びトナー飛散を抑制する観点から、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下であり、また、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、更に好ましくは3μm以上である。また、粒径分布の変動係数(CV値)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは30%以下、より好ましくは28%以下、更に好ましくは25%以下である。また、トナーの生産性を向上させる観点から、5%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、15%以上が更に好ましい。凝集粒子(1)の体積中位粒径及びCV値は、具体的には実施例記載の方法で求められる。
【0056】
〔工程(2B)〕
工程(2B)は、工程(2A)で得られた凝集粒子(1)に、樹脂粒子(B)を一時に又は複数回分割して添加して、樹脂粒子(B)を付着してなる凝集粒子(2)(樹脂粒子(B)付着凝集粒子)を得る工程である。この際、工程(2A)で説明した凝集粒子(1)の分散液に、樹脂粒子(B)を一時に又は複数回分割して添加して、樹脂粒子(B)を付着してなる凝集粒子(2)(樹脂粒子(B)付着凝集粒子)の分散液を得るのが好ましい。
本工程(2B)を実施することにより、離型剤等がトナー粒子から流出することをより良好に防止することができる。
【0057】
樹脂粒子(B)を複数回に分割して添加する場合、各々の樹脂粒子(B)の量は同量であることが好ましい。また、樹脂粒子(B)を複数回に分割して添加する場合、その回数については特に制限はないが、形成される凝集粒子(2)の粒径を制御する観点から、好ましくは2回以上であり、また、凝集粒子(2)の生産性を向上させる観点から、好ましくは10回以下、より好ましくは8回以下である。
[樹脂粒子(B)]
本発明においては、凝集粒子(1)に添加される樹脂粒子(B)としては、特に制限はなく、例えば本発明における樹脂粒子(A)と同様にして調製したものを用いることができる。本発明において、樹脂粒子(B)は、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、ポリエステルを含有することが好ましい。ポリエステルの含有量は、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、樹脂粒子(B)を構成する樹脂中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%であり、より更に好ましくは100質量%である。
ポリエステルは、前記の樹脂粒子(A)に用いられるポリエステルと同様のポリエステルを好ましく用いることができる。樹脂粒子(A)に用いられるポリエステルと同一の原料モノマーからなる樹脂を用いてもよく、異なる原料モノマーからなる樹脂を用いてもよい。
【0058】
また、樹脂粒子(B)に用いられるポリエステルは、前記の樹脂粒子(A)に用いられるポリエステルと同様の方法で、酸成分とアルコール成分とを重縮合反応させることによって製造することができる。好ましい酸成分及びアルコール成分の具体例は、前記の樹脂粒子(A)に用いられるポリエステルの場合と同様である。
【0059】
樹脂粒子(B)に用いられるポリエステルのガラス転移温度、軟化点、及び酸価は、樹脂粒子(A)に用いられるポリエステルと同じ範囲が好ましい。
また、樹脂粒子(B)に用いられるポリエステルは、軟化点が異なる2種類のポリエステルを含有することができ、好ましい態様は樹脂粒子(A)に用いられるポリエステルの場合と同様である。
本発明においては、樹脂粒子(B)は、本発明における樹脂粒子(A)と同じものであってもよく、異なるものであってもよいが、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは本発明における樹脂粒子(A)とはガラス転移温度、軟化点等の異なる樹脂粒子(B)である。
樹脂粒子(B)は、ポリエステルを含む樹脂及び着色剤等の前記の任意成分を水性媒体中に分散させ、樹脂粒子(B)を含有する分散液として得る方法によって製造することが好ましい。
樹脂粒子(B)を含有する分散液を得る方法の好ましい態様は、樹脂粒子(A)を含有する分散液を得る方法と同様である。但し、ポリエステル樹脂を架橋しなくともよい。
樹脂粒子(B)の分散液の固形分濃度は、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点、取扱いを容易にする観点、及びトナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは35質量%以下である。なお、固形分は樹脂、界面活性剤等の不揮発性成分の総量である。
【0060】
樹脂粒子(B)の分散液中の樹脂粒子(B)の体積中位粒径は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは0.02μm以上、より好ましくは0.05μm以上、更に好ましくは0.1μm以上であり、また、好ましくは1.5μm以下、より好ましくは1μm以下、更に好ましくは0.5μm以下であり、より更に好ましくは0.3μm以下である。
また、樹脂粒子(B)の粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、40%以下であることが好ましく、35%以下がより好ましく、30%以下が更に好ましい。また、樹脂粒子(B)分散液の生産性を向上させる観点から、5%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、15%以上が更に好ましい。
また、樹脂粒子(B)は、樹脂のみからなる粒子であってもよいが、得られるトナーの画像濃度を向上させる観点及び低温定着性を向上させる観点から、樹脂粒子(A)と同様に、着色剤を含有することが好ましく、着色剤を含有する着色剤含有樹脂粒子であることが好ましい。樹脂粒子(A)及び(B)が共に着色剤含有樹脂粒子であることがより好ましい。
樹脂粒子(B)が着色剤含有樹脂粒子である場合、着色剤の含有量は、トナーの画像濃度及び低温定着性を向上させる観点から、樹脂粒子(B)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
前記樹脂粒子(B)の添加時期は、凝集粒子(1)に付着させることができれば特に制限はないが、凝集粒子(2)の粒径を制御する観点から、最初の凝集剤の添加終了後、融着工程までの間であることが好ましい。
凝集粒子(1)分散液に樹脂粒子(B)分散液を添加するときには、凝集粒子(1)に樹脂粒子(B)を効率的に付着させるために、前記凝集剤を本工程で用いてもよい。
【0061】
本工程における系内の温度は、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、樹脂粒子(A)を構成する樹脂に結晶性ポリエステルが含まれる場合にはその融点より5℃以上低く、樹脂粒子(B)を構成する樹脂のガラス転移温度より3℃高い温度以下が好ましい。当該温度範囲で凝集粒子(2)の製造を行うと、得られるトナーの低温定着性や耐久性が良好になる。その理由は定かではないが、凝集粒子(2)同士の融着が生じないために、粗大粒子の発生が抑制されるためであると考えられる。
【0062】
凝集粒子(2)の分散液における凝集粒子(1)と樹脂粒子(B)の配合比(凝集粒子(1)/樹脂粒子(B))は、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、質量比で、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは1.0以上、より更に好ましくは1.5以上、より更に好ましくは2.0以上であり、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.8以下、更に好ましくは2.7以下である。
凝集粒子(2)の体積中位粒径(D
50)は、高画質の画像が得られるトナーを得る観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、更に好ましくは3μm以上、より更に好ましくは4μm以上であり、また、好ましくは10μm以下、より好ましくは9μm以下、更に好ましくは8μm以下、より更に好ましくは6μm以下である。
【0063】
樹脂粒子(B)を添加し、トナーとして適度な粒径に成長したところで凝集を停止させる。
凝集を停止させる方法としては、分散液を冷却する方法、凝集停止剤を添加する方法等が挙げられるが、不必要な凝集を確実に防止する観点から、凝集停止剤を添加して凝集を停止させる方法が好ましい。
凝集停止剤としては、界面活性剤を用いることが好ましく、アニオン性界面活性剤を用いることがより好ましい。アニオン性界面活性剤としては、アルキルエーテル硫酸塩、アルキル硫酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、及びポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩が挙げられ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩が好ましく、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムがより好ましい。
前記凝集停止剤は1種で用いてもよいが、2種以上組み合わせて使用することもできる。
【0064】
前記凝集停止剤の添加量は、凝集を停止する観点から、凝集粒子(1)を構成する樹脂あるいは凝集粒子(2)を構成する樹脂(すなわち、凝集粒子(1)を構成する樹脂及び樹脂粒子(B)を構成する樹脂の総量)100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは2質量部以上であり、また、トナーへの残留を低減する観点から、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。凝集停止剤は、前記添加量であれば、いかなる形態で添加してもよいが、生産性を向上させる観点から、水溶液で添加することが好ましい。
【0065】
<工程(3)>
工程(3)は、工程(2)で得られた凝集粒子を融着させて、融着粒子を得る工程である。
ここで、「工程(2)で得られた凝集粒子」とは、工程(2B)を実施しない場合には工程(2A)で得られた凝集粒子(1)のことをいい、工程(2B)を実施する場合には工程(2B)で得られた凝集粒子(2)のことをいう。
樹脂粒子(B)付着凝集粒子は、融着の際、凝集粒子(1)中の樹脂粒子や離型剤粒子同士、凝集粒子(2)(樹脂粒子(B)付着凝集粒子)中の樹脂粒子や離型剤粒子同士、樹脂粒子(B)同士、及び、凝集粒子(2)(樹脂粒子(B)付着凝集粒子)中の凝集粒子(1)と樹脂粒子(B)とが、主として物理的に付着している状態であったものが、凝集粒子(1)が一体となり合一されると共に、樹脂粒子(B)同士が、及び凝集粒子(1)と樹脂粒子(B)が融着されて一体となり、融着粒子となっていると推定される。
【0066】
融着時における加熱温度は、凝集粒子の融着性を向上させる観点及びトナーの生産性を向上させる観点から、凝集粒子(2)を構成する樹脂のガラス転移温度以上かつ100℃以下となるような温度であることが好ましく、より好ましくは凝集粒子(2)を構成する樹脂のガラス転移温度以上かつ90℃以下となるような温度、更に好ましくは凝集粒子(2)を構成する樹脂のガラス転移温度以上かつ85℃以下となるような温度である。
本工程における保持時間は、凝集粒子の融着性を向上させる観点、トナーの耐久性、帯電性及び生産性を向上させる観点から、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、更に好ましくは1時間以上であり、また、好ましくは24時間以下、より好ましくは10時間以下、更に好ましくは5時間以下、より更に好ましくは3時間以下である。
高画質の画像を得る観点から、本工程で得られる融着粒子の体積中位粒径は、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、また、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは7μm以下、より更に好ましくは6μm以下である。
なお、本工程で得られる融着粒子の平均粒径は、凝集粒子(2)の平均粒径以下であることが好ましい。すなわち、本工程において、融着粒子同士の凝集、融着が生じないことが好ましい。
【0067】
[後処理工程]
本発明においては、工程(3)の後に後処理工程を行ってもよく、融着粒子を単離することによってトナー粒子を得ることが好ましい。
工程(3)で得られた融着粒子は、水性媒体中に存在するため、まず、固液分離を行うことが好ましい。固液分離には、吸引濾過法等が好ましく用いられる。
固液分離後に洗浄を行うことが好ましい。樹脂粒子(A)及び(B)の製造の際に非イオン性界面活性剤を用いた場合、添加した非イオン性界面活性剤も除去することが好ましいため、非イオン性界面活性剤の曇点以下で水性媒体により洗浄することが好ましい。洗浄は複数回行うことが好ましい。
次に乾燥を行うことが好ましいが、乾燥時の温度は、融着粒子自体の温度が、融着粒子を構成する樹脂のガラス転移温度より5℃以上低く、結晶性ポリエステルを含む場合にはその融点より5℃以上低くなるように設定することが好ましく、10℃以上低くなるように設定することがより好ましい。
乾燥方法としては、真空低温乾燥法、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、冷凍乾燥法、フラッシュジェット法等、任意の方法を採用することができる。トナー粒子の乾燥後の水分含量は、トナーの帯電性を向上させる観点から、好ましくは1.5質量%以下、さらには1.0質量%以下に調整することが好ましい。
トナー粒子又は後述するトナーの体積中位粒径は、高画質の画像を得る観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、また、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは7μm以下、より更に好ましくは6μm以下である。
トナー粒子又は後述するトナーのCV値は、画質を向上させる観点から、好ましくは30%以下、より好ましくは28%以下、更に好ましくは27%以下である。また、トナーの生産性を向上させる観点から、5%以上が好ましく、10%以上がより好ましく、15%以上が更に好ましい。
トナー粒子の体積中位粒径(D
50)及びCV値は、実施例記載の方法で求められる。
【0068】
[静電荷像現像用トナー]
乾燥等を行うことによって得られるトナー粒子を本発明のトナーとしてそのまま用いることもできるが、後述のようにトナー粒子の表面を処理したものを静電荷像現像用トナーとして用いることが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーの軟化点は、トナーの低温定着性及び耐久性を向上させる観点から、好ましくは60℃以上であり、また、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、更に好ましくは120℃以下である。
【0069】
本発明の製造方法によって得られた静電荷像現像用トナーは、前記トナー粒子をそのままトナーとして使用してもよいが、外添剤として流動化剤等の助剤をトナー粒子表面に添加処理したものをトナーとして使用することが好ましい。外添剤としては、表面を疎水化処理したシリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子、カーボンブラック等の無機微粒子やポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー微粒子等が挙げられ、これらの中でも、疎水性シリカが好ましい。
外添剤の添加量は、外添剤による処理前のトナー粒子100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4.7質量部以下である。
本発明により得られる静電荷像現像用トナーは、一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分系現像剤として使用することができる。
【0070】
本明細書において、上記に加えて、以下の静電荷象現像用トナーの製造方法を開示する。
<1>次の工程(1)〜(3)を含む静電荷像現像用トナーの製造方法。
工程(1):酸価が1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下のエステルワックス(a1)及び前記エステルワックス(a1)以外の離型剤(a2)を含有する離型剤(a)を、pH9.5以上14以下で、界面活性剤を添加しない条件又は界面活性剤の含有量が前記離型剤(a)の全量100質量部に対して0.5質量部以下の条件で、好ましくは界面活性剤を添加しない条件、水性媒体中に分散させて離型剤粒子を調製する工程
工程(2):工程(1)で得られた離型剤粒子、樹脂粒子、及び凝集剤を、水性媒体中で混合して凝集粒子を得る工程
工程(3):工程(2)で得られた凝集粒子を融着させて、融着粒子を得る工程
【0071】
<2>前記エステルワックス(a1)が、合成エステルワックス及び天然エステルワックスの少なくとも1種である、<1>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<3>合成エステルワックスは、長鎖アルコールと脂肪酸からなるエステルが挙げられ、好ましくはベヘニン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、及びペンタエリスリトールの脂肪酸エステルの少なくとも1種である、<2>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<4>天然エステルワックスは、カルナウバワックス及びライスワックスの少なくとも1種であり、好ましくはカルナウバワックスである、<2>又は<3>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<5>前記エステルワックス(a1)の酸価は、1mgKOH/g以上であり、好ましくは2mgKOH/g以上、より好ましくは3mgKOH/g以上であり、また、10mgKOH/g以下であり、好ましくは8mgKOH/g以下、より好ましくは7mgKOH/g以下である、<1>〜<4>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0072】
<6>前記エステルワックス(a1)の融点は、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下、より更に好ましくは88℃以下であり、また、好ましくは60℃以上、より好ましくは65℃以上、更に好ましくは70℃以上、より更に好ましくは75℃以上である、<1>〜<5>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<7>前記エステルワックス(a1)の含有量は、好ましくは1質量%以上、より好ましくは3質量%以上、更に好ましくは5質量%以上、より更に好ましくは8質量%以上であり、また、好ましくは49質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下である、<1>〜<6>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<8>前記離型剤(a2)が、炭化水素ワックス、シリコーンワックス、脂肪酸アミド、及び酸価が1mgKOH/g未満又は10mgKOH/gを超えるエステルワックスの少なくとも1種を含有し、好ましくは炭化水素ワックスを含有する、<1>〜<7>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<9>前記炭化水素ワックスは、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;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・石油系ワックスの少なくとも1種を含み、より好ましくはパラフィンワックスを含む、<8>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0073】
<10>前記離型剤(a2)の融点は、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、更に好ましくは90℃以下、より更に好ましくは80℃以下であり、また、好ましくは60℃以上、より好ましくは63℃以上、更に好ましくは65℃以上である、<1>〜<9>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<11>離型剤(a2)に対するエステルワックス(a1)の質量比〔エステルワックス(a1)/離型剤(a2)〕は、離好ましくは1/99〜49/51、より好ましくは3/97〜40/60、更に好ましくは5/95〜30/70、より更に好ましく8/92〜20/80である、<1>〜<10>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<12>離型剤(a)中におけるエステルワックス(a1)及び離型剤(a2)の合計含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%、より更に好ましくは99質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である、<1>〜<11>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<13>離型剤(a)の使用量は、トナー中の樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である、<1>〜<12>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<14>工程(1)において、pHが、好ましくは10以上、より好ましくは11以上、更に好ましくは11.5以上、より更に好ましくは12以上、また、好ましくは13.5以下、より好ましくは13以下、更に好ましくは12.5以下で、離型剤(a)を水性媒体中に分散させて離型剤粒子を調製する、<1>〜<13>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0074】
<15>工程(1)において、pHを、塩基性化合物、好ましくは金属の水酸化物及びアミンの少なくとも1種、より好ましくは水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、ジメチルアミン、トリエチルアミン、及びジエタノールアミンの少なくとも1種、更に好ましくは、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムを用いて調製する、<1>〜<14>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<16>工程(1)において、分散時の加熱温度は、好ましくは離型剤の融点以上かつ80℃以上、より好ましくは85℃以上、更に好ましくは90℃以上であり、また、好ましくは100℃以下、より好ましくは98℃以下、更に好ましくは95℃以下であり、また分散時の加熱時間は、好ましくは10分以上、より好ましくは15分以上、更に好ましくは20分以上であり、また、好ましくは3時間以下、より好ましくは2時間以下、更に好ましくは1時間以下である、<1>〜<15>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<17>工程(1)において、離型剤粒子の分散液の固形分濃度は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは25質量%以上であるである、<1>〜<16>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<18>工程(1)において、離型剤粒子の体積中位粒径(D
50)は、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.10μm以上、更に好ましくは0.20μm以上、より更に好ましくは0.25μm以上であり、また、好ましくは1μm以下、より好ましくは0.80μm以下、更に好ましくは0.60μm以下、より更に好ましくは0.50μm以下、より更に好ましくは0.40μm以下であり、また、離型剤粒子の粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、好ましくは50%以下、より好ましくは40%以下、更に好ましくは35%以下であり、また、離型剤粒子分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは15%以上、より好ましくは20%以上、更に好ましくは25%以上である、<1>〜<17>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<19>工程(2)において、前記樹脂粒子がポリエステルを含有する、<1>〜<18>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0075】
<20>工程(2)は、次の工程(2A)を含んでいてもよく、工程(2A)の後に更に(2B)を含んでもよい、<1>〜<19>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
工程(2A):工程(1)で得られた離型剤粒子、樹脂粒子(A)、及び凝集剤を、水性媒体中で混合して凝集粒子(1)を得る工程
工程(2B):工程(2A)で得られた凝集粒子(1)に、樹脂粒子(B)を一時に又は複数回分割して添加して、樹脂粒子(B)を付着してなる凝集粒子(2)(樹脂(B)粒子付着凝集粒子)を得る工程
<21>樹脂粒子(A)を構成する樹脂中のポリエステルの含有量は、樹脂中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である、<20>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<22>ポリエステルの原料モノマーであるアルコール成分は、好ましくはポリオキシプロピレン−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−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAの炭素数2以上3以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物である、<21>に記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0076】
<23>樹脂粒子(A)におけるポリエステルは、結晶性ポリエステル、非晶質ポリエステルの少なくとも1種であり、好ましくは非晶質ポリエステルを含有し、樹脂粒子(A)におけるポリエステル中の非晶質ポリエステルの含有量は、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である、<20>〜<22>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<24>樹脂粒子(A)におけるポリエステルの軟化点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは90℃以上、更に好ましくは100℃以上であり、また、好ましくは165℃以下、より好ましくは140℃以下、更に好ましくは130℃以下、より更に好ましくは125℃以下である、<20>〜<23>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<25>樹脂粒子(A)におけるポリエステルのガラス転移温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは53℃以上、更に好ましくは55℃以上であり、また、好ましくは85℃以下、より好ましくは80℃以下、更に好ましくは70℃以下である、<20>〜<24>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<26>樹脂粒子(A)におけるポリエステルの酸価は、好ましくは6mgKOH/g以上、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは15mgKOH/g以上であり、また、好ましくは35mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは28mgKOH/g以下である、<20>〜<25>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<27>樹脂粒子(A)を構成する樹脂は、軟化点が異なる2種類のポリエステルを含有し、一方のポリエステル(I)の軟化点は、好ましくは70℃以上115℃未満であり、他方のポリエステル(II)の軟化点は、好ましくは115℃以上165℃以下であり、また、2種類のポリエステル樹脂の軟化点の差は、好ましくは5℃以上、より好ましくは10℃以上であり、また、好ましくは30℃以下、より好ましくは20℃以下であり、ポリエステル(I)とポリエステル(II)との質量比(I/II)は、好ましくは10/90〜90/10、より好ましくは10/90〜50/50である、<20>〜<26>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0077】
<28>工程(2A)は、樹脂粒子(A)及び離型剤粒子を水性媒体中で混合して、混合分散液を得る工程を含み、混合分散液100質量部中、樹脂粒子(A)の含有量は、好ましくは10質量部以上、より好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは40質量部以下、より好ましくは30質量部以下であり、また、混合分散液100質量部中、水性媒体の含有量は、好ましくは50質量部以上、より好ましくは60質量部以上であり、また、好ましくは85質量部以下、より好ましくは80質量部以下であり、また、着色剤の含有量は、樹脂粒子(A)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下であり、また、離型剤粒子の含有量は、樹脂粒子(A)100質量部に対して、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である、<20>〜<27>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<29>工程(2B)において、凝集粒子(1)の分散液に、樹脂粒子(B)を一時に又は複数回、好ましくは2回以上、また、好ましくは10回以下、より好ましくは8回以下に分割して添加して、樹脂粒子(B)を付着してなる凝集粒子(2)(樹脂粒子(B)付着凝集粒子)の分散液を得る、<20>〜<28>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<30>樹脂粒子(B)は、樹脂粒子(A)と同様にして調製したポリエステルを含有し、ポリエステルの含有量は、樹脂粒子(B)を構成する樹脂中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%であり、より更に好ましくは100質量%である、<20>〜<29>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<31>凝集粒子(1)と樹脂粒子(B)の配合比(凝集粒子(1)/樹脂粒子(B))は、質量比で、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.5以上、更に好ましくは1.0以上、より更に好ましくは1.5以上、より更に好ましくは2.0以上であり、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.8以下、更に好ましくは2.7以下である、<20>〜<30>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【0078】
<32>工程(3)において、融着時における加熱温度は、凝集粒子(2)を構成する樹脂のガラス転移温度以上かつ100℃以下となるような温度、好ましくは凝集粒子(2)を構成する樹脂のガラス転移温度以上かつ90℃以下となるような温度、更に好ましくは凝集粒子(2)を構成する樹脂のガラス転移温度以上かつ85℃以下となるような温度である、<1>〜<31>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<33>トナー粒子又は後述するトナーの体積中位粒径は、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、また、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは7μm以下、より更に好ましくは6μm以下である、<1>〜<32>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<34>トナー粒子又は後述するトナーのCV値は、好ましくは30%以下、より好ましくは28%以下、更に好ましくは27%以下であり、また、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上である、<1>〜<33>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
<35>トナー粒子又はトナーの軟化点は、好ましくは60℃以上であり、また、好ましくは140℃以下、より好ましくは130℃以下、更に好ましくは120℃以下である、<1>〜<34>のいずれかに記載の静電荷像現像用トナーの製造方法。
【実施例】
【0079】
ポリエステル、樹脂粒子、トナー等の各性状値は次の方法により測定、評価した。
[樹脂の酸価]
JIS K0070に従って測定した。但し、測定溶媒をアセトンとトルエンの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))とした。
【0080】
[樹脂及びトナーの軟化点]
フローテスター「CFT−500D」(島津製作所社製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/minで加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出した。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
【0081】
[樹脂のガラス転移温度及び結晶性指数]
(1)吸熱の最大ピーク温度及びガラス転移温度
示差走査熱量計「Pyris 6 DSC」(PerkinElmer社製)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/minで測定した。観測されるピークのうち、ピーク面積が最大のピーク温度を吸熱の最大ピーク温度とし、吸熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線と、該ピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで最大傾斜を示す接線との交点温度をガラス転移温度とした。
【0082】
(2)結晶性指数
前記樹脂の軟化点及び(1)により得られる軟化点と吸熱の最大ピーク温度の比(軟化点/吸熱の最大ピーク温度)を算出して、結晶性指数とした。
【0083】
[離型剤の融点]
示差走査熱量計「DSC210」(セイコー電子工業社製)を用いて20℃から昇温速度10℃/minで測定し、最大ピーク温度を融点とした。
【0084】
[樹脂粒子(A)、樹脂粒子(B)及び離型剤粒子の体積中位粒径(D
50)及びCV値]
(1)測定装置:レーザー回折型粒径測定機「LA−920」(堀場製作所社製)
(2)測定条件:測定用セルに蒸留水を加え、吸光度を適正範囲になる温度で体積中位粒径(D
50)を測定した。また、CV値(粒径分布)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積中位粒径(D
50))×100
【0085】
[樹脂粒子(A)、樹脂粒子(B)及び離型剤粒子分散液の固形分濃度]
赤外線水分計「FD−230」(ケット科学研究所社製)を用いて、測定試料5gを乾燥温度150℃、測定モード96(監視時間2.5分/変動幅0.05%)にて、水分%を測定した。固形分濃度は下記の式に従って算出した。
固形分濃度(質量%)=100−M
M:水分(%)=[(W−W
0)/W]×100
W:測定前の試料質量(初期試料質量)
W
0:測定後の試料質量(絶対乾燥質量)
【0086】
[凝集粒子(1)、凝集粒子(2)の体積中位粒径(D
50)及びCV値]
上記粒子の体積中位粒径(D
50)は以下の通り測定した。
・測定機:「コールターマルチサイザーIII」(ベックマンコールター社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:「マルチサイザーIIIバージョン3.51」(ベックマンコールター社製)
・電解液:「アイソトンII」(ベックマンコールター社製)
・測定条件:凝集粒子を含有する試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径(D
50)を求めた。
また、粒径分布としてCV値(%)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積中位粒径(D
50))×100
【0087】
[トナー粒子(融着粒子)の体積中位粒径(D
50)及びCV値]
トナー粒子(融着粒子)の体積中位粒径は以下の通り測定した。
測定機、アパチャー径、解析ソフト、電解液は、凝集粒子の体積中位粒径と同様のものを用いた。
【0088】
・分散液:ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマルゲン109P」(花王社製、HLB:13.6)を前記電解液に溶解させ、濃度5質量%の分散液を得た。
・分散条件:前記分散液5mLにトナー測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を作製した。
・測定条件:前記試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径(D
50)を求めた。
【0089】
また、CV値(%)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積中位粒径(D
50))×100
【0090】
[トナーの定着性評価]
上質紙「J紙A4サイズ」(富士ゼロックス社製)に市販のプリンタ「Microline5400」(沖データ社製)を用いて、トナーの紙上の付着量が0.42〜0.48mg/cm
2となるベタ画像をA4紙の上端から5mmの余白部分を残し、50mmの長さで定着させずに出力した。
次に、定着器を温度可変に改造した同プリンタを用意し、定着器の温度を90℃にし、A4縦方向に1枚あたり1.5秒の速度で定着し、印刷物を得た。
同様の方法で定着器の温度を5℃ずつ上げて、定着し、印刷物を得た。
印刷物の画像上の上端の余白部分からベタ画像にかけて、メンディングテープ「Scotchメンディングテープ810」(3M社製、幅18mm)を長さ50mmに切ったものを軽く貼り付けた後、500gのおもりを載せ、速さ10mm/secで1往復押し当てた。その後、貼付したテープを下端側から剥離角度180度、速さ10mm/secで剥がし、テープ剥離後の印刷物を得た。テープ貼付前及び剥離後の印刷物の下に上質紙「エクセレントホワイト紙A4サイズ」(沖データ社製)を30枚敷き、各印刷物のテープ貼付前及び剥離後の定着画像部分の反射画像濃度を、測色計「SpectroEye」(GretagMacbeth社製、光射条件;標準光源D
50、観察視野2°、濃度基準DINNB、絶対白基準)を用いて測定し、これから下記の式で定着率を算出した。
定着率(%)=(テープ剥離後の反射画像濃度/テープ貼付前の反射画像濃度)×100
定着器の温度を5℃ずつ上げ、5℃刻みの定着温度の各々で前記試験を行い、コールドオフセットが発生する温度、又は、定着率90%未満となる温度を経てホットオフセットが発生する温度まで当該試験を実施した。
なお、コールドオフセットとは、定着器の温度が低温の場合に、未定着画像上のトナーが充分に溶融せずに、定着ローラーにトナーが付着する現象を指し、一方、ホットオフセットとは、定着器の温度が高温の場合に、定着ローラーにトナーが付着する現象を指す。
コールドオフセットまたはホットオフセットの発生は、定着ローラーが一周した際に、再度、紙上にトナーが付着するか否かで判断することができ、本試験では、紙面上のベタ画像に剥がれが起きている場合に、コールドオフセットと判断し、紙面上のベタ画像上端から87mmの部分に定着ローラーに付着したトナーが紙面に付着した場合に、ホットオフセットが発生したと判断した。
コールドオフセットが発生しない、かつ、定着率90%以上となる温度のうち最も低い温度を最低定着温度とし、最低定着温度からホットオフセットが発生した温度の5℃低い温度までの温度幅を定着可能温度範囲(以下「定着幅」ともいう)とした。定着可能温度範囲が広いほど、トナーが定着性に優れることを表す。
【0091】
[トナーの耐久性評価]
非磁性一成分現像装置「Microline5400」(沖データ社製)の現像カートリッジにトナーを入れ、温度25℃、湿度65%の条件下で、70rpm(36枚機相当)で空回し運転を行い、現像ロール表面のスジムラ発生を目視にて観察し、スジムラが発生するまでの時間を測定し、耐久性評価とした。
一成分現像装置においてはトナーがブレード部を通過することで帯電されるが、その際、トナーが外的な要因に対して機械的及び物理的に弱い場合にはブレード部や現像ロールへの固着が発生し、ムラとなって観察される。したがって、ムラ発生までの時間が長いトナーほど、耐久性に優れることを示す。
【0092】
[融着時の上澄みの状態]
融着粒子分散液10gを試験管に取り、遠心分離機で4000rpmで1分間処理して得られたサンプルにおいて、上澄み液の状態を目視で観察し以下の基準で評価した。上澄み液が白濁するものは離型剤が遊離していることを示す。
A:上澄み液は透明である
B:上澄み液が若干白濁している
C:上澄み液が白濁している
【0093】
製造例1
(ポリエステルAの製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した四つ口フラスコの内部を窒素置換し、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3374g、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33g、テレフタル酸672g、及び酸化ジブチル錫10gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、230℃に昇温し、5時間維持した後、更にフラスコ内の圧力を下げ、8.3kPaにて1時間維持した。その後、210℃まで冷却し、大気圧に戻した後、フマル酸696g、tert−ブチルカテコール0.49gを加え、210℃の温度下で5時間維持した後に、更にフラスコ内の圧力を下げ、8.3kPaにて4時間維持させて、ポリエステルAを得た。
ガラス転移温度は65℃、軟化点は107℃であり、結晶性指数は1.5であった。また酸価は24mgKOH/gであった。
ポリエステルAの物性値を表1に示す。
【0094】
製造例2
(ポリエステルBの製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱電対を装備した四つ口フラスコの内部を窒素置換し、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3528g、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1404g、テレフタル酸1248g、ドデセニルコハク酸無水物1541g、及び酸化ジブチル錫20gを入れ、窒素雰囲気下、撹拌しながら、230℃に昇温し、230℃で6時間維持した後、更にフラスコ内の圧力を下げ、8.3kPaにて1時間維持した。その後、215℃まで冷却し、大気圧に戻した後、トリメリット酸無水物300gを入れ、215℃で1時間維持した後、更にフラスコ内の圧力を下げ、8.3kPaにて3時間維持させて、ポリエステルBを得た。
ガラス転移温度は57℃、軟化点は118℃であり、結晶性指数は1.7であった。また酸価は19mgKOH/gであった。
ポリエステルBの物性値を表1に示す。
【0095】
【表1】
【0096】
製造例3
樹脂粒子分散液製造例(樹脂粒子分散液aの製造)
2リットル容のステンレス釜で、ポリエステルA 390.0g、ポリエステルB 210.0g、銅フタロシアニン顔料「ECB−301」(大日精化工業社製)45g、15質量%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液「ネオペレックスG−15」(アニオン性界面活性剤、花王社製)40.0g、ポリオキシエチレンオレイルエーテル「エマルゲン430」(非イオン性界面活性剤、花王社製、HLB:16.2)6.0g、及び5質量%水酸化カリウム水溶液278.5gをカイ型の撹拌機で200r/minの撹拌下、95℃で分散させた。カイ型の撹拌機で200r/minの撹拌下で2時間保持した。続いて、カイ型の撹拌機で200r/minの撹拌下、脱イオン水1222gを6g/minで滴下した。また、系の温度は95℃に保持した。滴下後、25℃まで冷却し、カイ型の撹拌機で200r/minの撹拌下、水溶性のオキサゾリン基を含有する重合体「エポクロスWS−700」(日本触媒社製)28gを添加し、その後95℃まで温度を上げ95℃で1時間保持した。
冷却後、200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、微粒化した樹脂粒子分散液aを得た。得られた樹脂粒子分散液a中の樹脂粒子の体積中位粒径(D
50)は0.18μm、CV値は28%、固形分濃度は31質量%であった。
【0097】
製造例4
樹脂粒子分散液製造例(樹脂粒子分散液bの製造)
2リットル容のステンレス釜で、ポリエステルA 390.0g、ポリエステルB 210.0g、及び、アニオン性界面活性剤「ネオペレックスG−15」(花王社製、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム15質量%水溶液)40.0g、非イオン性界面活性剤「エマルゲン430」(花王社製、ポリオキシエチレン(26moI)オレイルエーテル(HLB:16.2))6.0g、及び5質量%水酸化カリウム水溶液278.5gをカイ型の撹拝機で200r/minの撹拌下、95℃で分散させた。カイ型の撹拌機で200r/minの撹拌下で2時間保持した。続いて、カイ型の撹拌機で200r/minの撹拌下、脱イオン水1222gを6g/minで滴下した。また、系の温度は95℃に保持した。
滴下後、冷却し、200メッシュ(目開き:105μm)の金網を通して、微粒化した樹脂粒子分散液bを得た。得られた樹脂粒子分散液b中の樹脂粒子の体積中位粒径(D
50)は0.14μm、CV値は24%、固形分濃度は31質量%であった。
【0098】
製造例5
離型剤粒子分散液aの製造方法
1リットル容のビーカーに、脱イオン水 225g、5質量%水酸化カリウム水溶液2.0g、パラフィンワックス「HNP−9」(日本精蝋社製、融点75℃)45g、カルナウバワックス(加藤洋行社製、融点83℃、酸価5mgKOH/g)5gを添加し分散させた。この分散液の25℃でのpHを測定したところ、12.5であった。この分散液を95℃へ加熱しワックスを完全に溶解させた後、90〜95℃に温度を保持しながら、超音波ホモジナイザー「US−600T」(日本精機社製)で30分間処理を行った。その後、25℃まで冷却し、脱イオン水を加え、固形分を20質量%に調整し、離型剤分散液aを得た。得られた離型剤分散液の物性を表2に示す。
【0099】
製造例6
離型剤粒子分散液bの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、脱イオン水、塩基性化合物、各ワックスを混合し分散して得られる加熱前の分散液のpHが11.4となるように、5質量%水酸化カリウム水溶液2.0gを、1.0gへと添加量を変更した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。
【0100】
製造例7
離型剤粒子分散液c、eの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、パラフィンワックス「HNP−9」を表に示すワックスにそれぞれ変更した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは離型剤分散液cの製造においては12.6、離型剤分散液eの製造においては12.4であった。
【0101】
製造例8
離型剤粒子分散液dの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、5質量%水酸化カリウム水溶液2.0gを、5質量%水酸化ナトリウム水溶液1.4gへと変更した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは12.7であった。
【0102】
製造例9
離型剤粒子分散液fの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、5質量%水酸化カリウム水溶液を、25質量%アンモニア水溶液へと変更した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは11.3であった。
【0103】
製造例10
離型剤粒子分散液gの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、5質量%水酸化カリウム水溶液2.0gを、トリエチルアミン0.2gへと添加量を変更した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは12.1であった。
【0104】
製造例11
離型剤粒子分散液hの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、5質量%水酸化カリウム水溶液を添加せず、その変わりポリカルボン酸ナトリウム水溶液「ポイズ521」(花王社製、有効濃度40質量%)3.8gへと添加量を変更した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは10.6であった。
【0105】
製造例12
離型剤粒子分散液iの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、パラフィンワックス「HNP−9」 45gとカルナウバワックス 5gの混合から、パラフィンワックス「HNP−9」 50gへ変更した以外は同様にして分散処理を行ったが、離型剤が十分に分散せず、分散液が得られなかった。なお加熱前の分散液のpHは12.6であった。
【0106】
製造例13
離型剤粒子分散液jの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、5質量%水酸化カリウム水溶液を添加しなかったこと以外は同様にして分散処理を行ったが、離型剤が分散せず、分散液が得られなかった。なお加熱前の分散液のpHは7.2であった。
【0107】
製造例14
離型剤粒子分散液kの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、5質量%水酸化カリウム水溶液を添加せず、その変わり、アニオン性界面活性剤「ネオペレックスG15」(花王社製、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、有効濃度15質量%)3.3gへと変更した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは7.6であった。
【0108】
製造例15
離型剤粒子分散液lの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、5質量%水酸化カリウム水溶液を、pH9の5質量%水酸化カリウム/リン酸緩衝溶液へと変更した以外は同様にして分散処理を行ったが、離型剤が分散せず、分散液が得られなかった。なお加熱前の分散液のpHは9.1であった。
【0109】
製造例16
離型剤粒子分散液mの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、パラフィンワックス「HNP−9」 45gとカルナウバワックス 5gの混合から、パラフィンワックス「HNP−9」 50gへ変更し、アニオン性界面活性剤「ネオペレックスG15」(花王社製、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、有効濃度15質量%)3.3gを追加で添加した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは12.2であった。
【0110】
製造例17
離型剤粒子分散液nの製造方法
製造例5(aの製造方法)において、ポリカルボン酸ナトリウム水溶液「ポイズ521」(花王社製、有効濃度40質量%)3.8gを追加で添加した以外は同様にして、離型剤分散液を得た。なお加熱前の分散液のpHは12.7であった。
【0111】
離型剤粒子分散液の製造時において、加熱前の分散液のpHを表2に示す。また、得られた離型剤粒子a〜h、k、m、及びnの体積中位粒径を表2に示す。
【0112】
実施例1
樹脂粒子分散液a 250gと脱イオン水58gと離型剤粒子分散液a 41gを脱水管、撹拌機及び熱電対を装備した2リットル容4つロフラスコに入れ、25℃で混合した。次に、カイ型の撹拌機で撹拌下、この混合物に硫酸アンモニウム18.2gを162gの脱イオン水に溶解させた水溶液を25℃で30分かけて滴下した。次いで、得られた混合溶液を55℃まで昇温し、55℃で保持し体積中位粒径(D
50)が4.0μmの凝集粒子(1)を形成した。
続いて、樹脂粒子(B)の分散液として樹脂粒子分散液b 23gと脱イオン水 7.5gを混合した混合液を60分かけて滴下した。この操作を合計3回繰り返した。次に、樹脂粒子(B)の分散液として樹脂粒子分散液a 28gと脱イオン水9.0gを混合した混合液と、硫酸アンモニウム1.5gを15gの脱イオン水に溶解させた水溶液を同時に60分かけて滴下した。この操作を合計2回繰り返し、体積中位粒径(D
50)が5.0μmの凝集粒子(2)分散液を得た。
得られた凝集粒子(2)分散液に、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム「エマールE−27C」(花王社製、固形分:28質量%)11.6gを脱イオン水450gで希釈した水溶液を添加した後、80℃まで2時間かけて昇温し2時間保持した後、体積中位粒径(D
50)が5.0μmの融着粒子を得た。その後、25℃まで冷却した。この間に、凝集粒子(2)が融着粒子へ変化した。
得られた融着粒子を、固液分離のためのろ過工程、乾燥工程、洗浄工程を経てトナー粒子を得た。このトナー粒子100質量部に対して、疎水性シリカ「lRY50」(日本アエロジル社製、個数平均粒径0.04μm)2.5部、疎水性シリカ「キャボシールTS720」(キャボット社製、個数平均粒径0.012μm)1.0部、及び有機微粒子「ファインスフェアP2000」(日本ペイント社製、個数平均粒径0.5μm)0.8部をヘンシェルミキサーで外添処理し、150メッシュの篩いを通過した微粒子をシアントナーとした。
使用した離型剤粒子分散液の種類、性質等、融着時の上澄み液の状態の評価結果、及び得られたトナーの評価結果を表2に示す。
【0113】
実施例2〜7、比較例1〜7
実施例1において、離型剤粒子分散液を表に示すものへと変更した以外は同様にしてトナーを得た。
使用した離型剤粒子分散液の種類、性質等、融着時の上澄み液の状態の評価結果、及び得られたトナーの評価結果を表2に示す。
【0114】
【表2】