JP4670474B2 - 静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の製造方法、静電荷像現像トナー及びその製造方法 - Google Patents
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Description
ここでは、テトラブチルチタネートなどの従来型の重縮合触媒を用い、単量体として多価カルボン酸として無水トリメリット酸(TMA)、2価カルボン酸としてテレフタル酸(TPA)、イソフタル酸(IPA)、芳香族ジオールとしてポリオキシプロピレン(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−PO)、ポリオキシエチレン(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−EO)、脂肪族ジオールとしてエチレングリコール(EG)などを用い、常圧窒素気流下にて220℃で15時間反応し後、順次減圧し、10mmHgで反応を行い、重量平均分子量約5,000から90,000のポリエステルを作製し、さらにその後、着色剤、ワックスなどと溶融混練した後、溶融混練物MB1を190℃まで加熱して分散乳化機であるキャビトロンCD1010(株式会社ユーロテック)に投入し、0.5重量%の希アンモニア水を加え熱交換機で160℃に加熱しながら毎分1Lの速度でキャビトロンに送り込み、分散後の分散液スラリーを60℃まで冷却して取り出すという方法を用いている。
トナー化のためには、さらにこの分散液を用いて、凝集、融着し、洗浄、乾燥を行っているが、このような方法では、樹脂製造時、樹脂乳化時のエネルギーが莫大なものとなることは明らかであり、実用に供し得ないと考えられる。
また、このような高エネルギー条件下における乳化分散は、樹脂の分解などを招きやすく、組成の偏在の発生や、分散液中で樹脂粒子の粒径分布の均一性を実現することが難しいなどの問題が生じ、これらの材料を用いたトナーにおいては、初期の画質は勿論、連続プリント時の画質安定性などに問題を生じやすい。
<1> 重縮合樹脂共存下、重縮合触媒として界面活性効果を有する酸を用いて重縮合性単量体を重縮合し重縮合樹脂含有物を得る工程、及び、水系媒体中に前記重縮合樹脂含有物を分散し、樹脂粒子のメジアン径が0.05μm以上2.0μm以下である樹脂粒子分散液を得る工程を含むことを特徴とする静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の製造方法、
<2> 少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程、及び、該凝集粒子を加熱して融合させる工程を含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、前記樹脂粒子分散液が、上記<1>に記載の製造方法により得られた静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液であることを特徴とする静電荷像現像トナーの製造方法、
<3> 上記<2>に記載の静電荷像現像トナーの製造方法により得られた静電荷像現像トナー、
<4> 上記<3>に記載の静電荷像現像トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤、
<5> 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー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像を熱定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、前記トナーとして上記<3>に記載の静電荷像現像トナー、又は、前記現像剤として上記<4>に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする画像形成方法。
本発明の静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液(以下、単に本発明の樹脂粒子分散液ともいう。)の製造方法は、重縮合樹脂共存下、重縮合触媒として界面活性効果を有する酸を用いて重縮合性単量体を重縮合し重縮合樹脂含有物を得る工程、及び、水系媒体中に前記重縮合樹脂含有物を分散し、樹脂粒子のメジアン径が0.05μm以上2.0μm以下である樹脂粒子分散液を得る工程を含むことを特徴とする。
上記の組み合わせであると、凝集時の粒度分布が良好であり、トナー内部又は表面における各樹脂粒子の分布を制御でき、低温定着性、長期間使用における信頼性、及び、経時における帯電性に優れるため好ましい。
したがって、本発明の静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の製造方法は、以下に示す実施態様であることが好ましい。
すなわち、結晶性重縮合樹脂共存下、重縮合触媒として界面活性効果を有する酸を用いて、非結晶性重縮合樹脂を与える重縮合性単量体を重縮合し、結晶性重縮合樹脂及び非結晶性重縮合樹脂含有物を得る工程、又は、非結晶性重縮合樹脂共存下、重縮合触媒として界面活性効果を有する酸を用いて、結晶性重縮合樹脂を与える重縮合性単量体を重縮合し、結晶性重縮合樹脂及び非結晶性重縮合樹脂含有物を得る工程と、水系媒体中に前記重縮合樹脂含有物を分散し、樹脂粒子のメジアン径が0.05μm以上2.0μm以下である樹脂粒子分散液を得る工程とを含むことを特徴とする静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の製造方法であることが好ましい。
これによって、初期画質は、勿論のこと、連続プリント時においても安定した高画質を維持できるようになる。
この際、必要に応じて、他の重縮合触媒、界面活性剤なども併用することができる。また、樹脂の分散時に用いる水系媒体に、重縮合触媒である界面活性効果を有する酸を中和するための塩基を添加してもよい。
従来から、樹脂の水中分散乳化時に、水側に分散剤を加える例は多々あるが、この場合、よほど樹脂が低粘度化するような高温を付与しない限り、乳化に作用させることは困難であり、低温での乳化を実現できない。
また、樹脂の乳化性を高めるために、特開2002−351140号公報にあるように、酸価を付与したりして、自己水分散性とすることは、最終的にトナーとして用いる場合、樹脂としての親水性が高いために、帯電性の低下や、高温高湿・低温低湿下におけるトナー帯電性の大きな変化をもたらすために実用的ではない。
ここで用いる界面活性効果を有する酸は、比較的低分子で、水溶解性も高いために、トナー化のための凝集・融合後の洗浄時においてほとんどが除去されるために、トナー帯電性への影響を最小限度に押さえることができる。
乳化分散時の温度としては、150℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、90℃以下がさらに好ましい。上記範囲であると、重縮合樹脂の加水分解が発生せず、また、トナーの帯電性や定着性なども良好であり好ましい。
本発明に用いることのできる界面活性効果を有する酸の使用量は、重縮合性単量体の総重量に対し、0.01〜5重量%であることが好ましく、0.1〜3重量%がより好ましい。
ランタノイドトリフラートについては、例えば、有機合成化学協会誌、第53巻第5号、p44−54に詳述されている。
また、重縮合反応を水系媒体分散液中で行う場合には、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール等の2価のポリオールを用いることが好ましい。これらのポリオールは水に難溶あるいは不溶であるため、ポリオールが水に分散した懸濁液中でエステル合成反応が進行する。
また、上記のような、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物やプロピレンオキサイド付加物を混合して用いたり、酸側にテレフタル酸やフマル酸を単独または混合して用いることができる。
また、非結晶性樹脂のガラス転移点は、ASTM D3418−82に規定された方法(DSC法)で測定した値をいう。
また、共存させる重縮合樹脂としては、前述した重縮合性単量体で挙げた多価カルボン酸、ポリオール、ポリアミンより得られる重縮合樹脂を好ましく挙げることができる。さらに、ポリエーテルポリオール類と多価カルボン酸より得られるポリエステル等も好ましく挙げられ、具体的には、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)プロパンとポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンとフマル酸とテレフタル酸ジメチルとアジピン酸とを反応して得られるポリエステルが挙げられる。
また、重縮合樹脂を水系媒体中に分散乳化する際には、上記各材料を水系媒体に例えば機械的シェアや超音波などを使用し乳化又は分散するが、この乳化分散の際に必要に応じて界面活性剤や高分子分散剤、無機分散剤などを水系媒体中に添加することも可能である。
水系媒体に添加してもよい塩基としては、分散液の酸性度を中和するものであればよいが、例えば、無機水酸化物、無機炭酸化物、アンモニア等の無機塩基、及び、アミン等の有機塩基が挙げられ、その中でもコストや水系媒体への溶解性の面から無機水酸化物が好ましく、水酸化ナトリウムが特に好ましい。
添加する塩基の量としては、水系媒体への溶解性や塩基のpKa等にも依存するが、分散液が弱酸性から中性(pH=4〜8)に保たれる量であることが好ましく、界面活性効果を有する酸1当量に対し、0.05〜2当量であることが好ましい。
アニオン界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウム等などが挙げられる。
カチオン界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼン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、ジステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
非イオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドとポリエチレンオキサイドの組み合わせ、ポリエチレングリコールと高級脂肪酸とのエステル、アルキルフェノールポリエチレンオキサイド、高級脂肪酸とポリエチレングリコールのエステル、高級脂肪酸とポリプロピレンオキサイドのエステル、ソルビタンエステル等を挙げることができる。
また高分子分散剤としては、ポリカルボン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール、無機分散剤としては、炭酸カルシウムなどを例示することが出来るが、これらはなんら本発明を制限するものではない。
さらに通常水系媒体中での単量体エマルジョン粒子のOstwald Ripning現象を防ぐためにしばしば、ヘプタノールやオクタノールに代表される高級アルコール類、ヘキサデカンに代表される高級脂肪族炭化水素類を安定助剤として配合することも可能である。
本発明の静電荷像現像トナーの製造方法は、少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程(凝集工程)、及び、該凝集粒子を加熱して融合させる工程(融合工程)を含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、前記樹脂粒子分散液が、本発明の静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の製造方法により得られた静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液であることを特徴とする。この製造方法は、以下、乳化重合凝集法ともいう。
また、例えば、樹脂の乳化重合、顔料の分散、樹脂粒子の分散、離型剤の分散、凝集、凝集粒子の安定化などに界面活性剤を用いることができる。具体的には硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤、アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン系界面活性剤、またポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン性界面活性剤を併用することも効果的であり、分散手段としては、回転せん断型ホモジナイザーやメデイアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどの一般的なものを使用できる。
まず、着色剤としては次のようなものを使用することができる。黒色顔料としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭、非磁性フェライト、マグネタイト等を挙げることができる。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、カドミウムイエロー、クロムイエロー、ハンザイエロー、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーメネントイエローNCG等を挙げることができる。
橙色顔料としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK等を挙げることができる。
赤色顔料としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デイポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、エオキシンレッド、アリザリンレーキ等を挙げることができる。
青色顔料としては、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、ファストスカイブルー、インダスレンブルーBC、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レートなどを挙げることができる。
紫色顔料としては、マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等を挙げることができる。
緑色顔料としては、酸化クロム、クロムグリーン、ピグメントグリーン、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等を挙げることができる。
白色顔料としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等を挙げることができる。
体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等を挙げることができる。
また、染料としては、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料、例えば、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等が挙げられる。
キャリアとしては、特に限定されないが、通常、鉄粉、フェライト、酸化鉄粉、ニッケル等の磁性体粒子;磁性体粒子を芯材としてその表面をスチレン系樹脂、ビニル系樹脂、エチレン系樹脂、ロジン系樹脂、ポリエステル系樹脂、メラミン系樹脂などの樹脂やステアリン酸等のワックスで被覆し、樹脂被覆層を形成させてなる樹脂被覆キャリア;結着樹脂中に磁性体粒子を分散させてなる磁性体分散型キャリア等が挙げられる。中でも、樹脂被覆キャリアは、トナーの帯電性やキャリア全体の抵抗を樹脂被覆層の構成により制御可能となるため特に好ましい。
二成分系の静電荷像現像剤における本発明のトナーとキャリアとの混合割合は、通常、キャリア100重量部に対して、トナー2〜10重量部である。また、現像剤の調製方法は、特に限定されないが、例えば、Vブレンダー等で混合する方法等が挙げられる。
本発明の画像形成方法は、潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー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像を熱定着する定着工程とを含む画像形成方法であって、前記トナーとして本発明の静電荷像現像用トナー、または、前記現像剤として本発明の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする。
上記の各工程は、いずれも画像形成方法において公知の工程が利用でき、例えば、特開昭56−40868号公報、特開昭49−91231号公報等に記載されている。また、本発明の画像形成方法は、上記した工程以外の工程を含むものであってもよく、例えば、静電潜像担持体上に残留する静電荷像現像剤を除去するクリーニング工程等が好ましく挙げられる。本発明の画像形成方法においては、さらにリサイクル工程をも含む態様が好ましい。前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程において回収した静電荷像現像トナーを現像剤層に移す工程である。このリサイクル工程を含む態様の画像形成方法は、トナーリサイクルシステムタイプのコピー機、ファクシミリ機等の画像形成装置を用いて実施することができる。また、クリーニング工程を省略し、現像と同時にトナーを回収する態様のリサイクルシステムにも適用することができる。
電子写真感光体の場合、該電子写真感光体の表面を、コロトロン帯電器、接触帯電器等により一様に帯電した後、露光し、静電潜像を形成する(潜像形成工程)。次いで、表面に現像剤層を形成させた現像ロールと接触若しくは近接させて、静電潜像にトナーの粒子を付着させ、電子写真感光体上にトナー像を形成する(現像工程)。形成されたトナー像は、コロトロン帯電器等を利用して紙等の被転写体表面に転写される(転写工程)。さらに、被転写体表面に転写されたトナー像は、定着機により熱定着され、最終的なトナー像が形成される。
尚、前記定着機による熱定着の際には、オフセット等を防止するため、通常、前記定着機における定着部材に離型剤が供給される。
・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
500重量部
・ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
24重量部
・フマル酸 78重量部
・テレフタル酸ジメチル 63重量部
・アジピン酸 76重量部
・酸化ジブチル錫 0.5重量部
以上の原料をガラス製3リットルの四つ口フラスコに入れ、温度計、ステンレス製攪拌棒、コンデンサーおよび窒素導入管を取り付け、マントルヒーターにより、窒素気流下にて、220℃で減圧下、15時間重合を行い、得られたポリエステルを共存用非結晶性重縮合樹脂1とした。重量平均分子量は14,000、ガラス転移点は56.0℃であった。
・ドデシルベンゼンスルホン酸 9.0重量部
・1,9−ノナンジオール 200重量部
・1,10−デカンジカルボン酸 287.5重量部
以上の原料をガラス製3リットルの四つ口フラスコに入れ、温度計、ステンレス製攪拌棒、コンデンサーおよび窒素導入管を取り付け、マントルヒーターにより、窒素気流下にて、100℃で減圧下、8時間重合を行い、得られたポリエステルを共存用結晶性重縮合樹脂2とした。重量平均分子量は18,000、融点は74.0℃であった。
・ドデシルベンゼンスルホン酸 3.6重量部
・1,9−ノナンジオール 80.0重量部
・1,10−デカンジカルボン酸 115.0重量部
・共存用非結晶性重縮合樹脂1 195重量部
以上の原料を3リットル四つ口フラスコに入れ混合し、マントルヒーターで120℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて攪拌しながら脱気しながら90℃に8時間保持すると内容物が、より粘調な溶融体となった。
同じく90℃に加熱したイオン交換水1,580重量部に1N NaOH水溶液2.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で15分間乳化した後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子の中心径が340nm、結晶樹脂融点が68℃、非結晶樹脂ガラス転移点54℃、固形分量が20%の結晶・非結晶混合ポリエステル樹脂粒子分散液(1)を得た。トータルとしての重量平均分子量は、14,000となった。
また、樹脂粒子分散液(1)の粒子は、メジアン径が0.03μm以下又は5.0μm以上の粒子の全体比率(以下、大小粒子全体比率と記載)が、4.3%であった。
・ドデシルベンゼンスルホン酸 3.6重量部
・1,6−ヘキサンジオール 59重量部
・セバシン酸 101重量部
・共存用非結晶性重縮合樹脂1 80重量部
3リットル四つ口フラスコに入れ混合し、マントルヒーターで130℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて攪拌しながら脱気しながら90℃に8時間保持すると内容物が、より粘調な溶融体となった。
同じく80℃に加熱したイオン交換水960重量部に1N NaOH水溶液2.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で15分間乳化した後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子の中心径が440nm、結晶樹脂融点が67℃、非結晶樹脂ガラス転移点52℃、トータルの重量平均分子量が17,000、固形分量が20%の結晶性・非結晶混合ポリエステル樹脂粒子分散液(2)を得た。
また、樹脂粒子分散液(2)の粒子は、大小粒子全体比率が4.9%であった。
・ドデシル硫酸 3.0重量部
・1,9−ノナンジオール 80重量部
・アゼライン酸 94重量部
・共存用非結晶性重縮合樹脂1 261重量部
3リットル四つ口フラスコに入れ混合し、マントルヒーターで120℃に加熱し、粘調な混合物として融解した後、スリーワンモーターにて攪拌、減圧しながら120℃に8時間保持すると内容物が、より粘調な溶融体となった。
同じく90℃に加熱したイオン交換水1,740重量部に1N NaOH水溶液2.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で15分間乳化した後、さらに超音波バス中にて90℃に加熱しながら5分乳化、その後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子のメジアン径が620nm、結晶樹脂融点が52℃、重量平均分子量が10,500、固形分量が20%の結晶・非結晶混合ポリエステル樹脂粒子分散液(3)を得た。
非結晶性樹脂のガラス転移点は、結晶性樹脂の融点ピークと重なるために測定できなかった。
また、樹脂粒子分散液(3)の粒子は、大小粒子全体比率が5.5%であった。
・パラトルエンスルホン酸 2.5重量部
・ドデシルベンゼンスルホン酸スカンジウム(希土類含有触媒) 3.6重量部
・テレフタル酸 46重量部
・ポリオキシエチレン(2.4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
34重量部
・エチレングリコール 20重量部
・共存用結晶性重縮合樹脂2 100重量部
1リットル4つ口フラスコ中にて混合し、マントルヒーターで140℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて攪拌しながら脱気しながら140℃に10時間保持すると内容物が粘調な溶融体となった。
同じく90℃に加熱したイオン交換水425重量部に1N NaOH水溶液3.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で15分間乳化した後、さらに超音波バス中にて90℃に加熱しながら5分乳化、その後室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子のメジアン径が240nm、結晶樹脂の融点が70℃、非結晶樹脂のガラス転移点が53℃、トータルの重量平均分子量が12,000、固形分量が20%の結晶・非結晶混合ポリエステル樹脂粒子分散液(4)を得た。
また、樹脂粒子分散液(4)の粒子は、大小粒子全体比率が2.8%であった。
・ドデシルベンゼンスルホン酸 2.4重量部
・リパーゼ(シュードモナス属由来:酵素触媒) 10重量部
・1,9−ノナンジオール 80重量部
・1,10−デカンジカルボン酸 115重量部
・共存用非結晶性重縮合樹脂1 98重量部
上記配合に従って3リットル4つ口フラスコ中にて混合しマントルヒーターで120℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて攪拌しながら脱気しながら80℃に10時間保持すると内容物が粘調な溶融体となった。
同じく80℃に加熱したイオン交換水1,170重量部に1N NaOH水溶液2.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で15分間乳化した後、さらに超音波バス中にて、10分乳化した後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子のメジアン径が210nm、結晶樹脂融点が70℃、非結晶樹脂ガラス転移点が54℃、重量平均分子量が16,000、固形分量が20%の非結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(5)を得た。
また、樹脂粒子分散液(5)の粒子は、大小粒子全体比率が0.9%であった。
・ドデシルベンゼンスルホン酸 3.6重量部
・1,9−ノナンジオール 80.0重量部
・1,10−デカンジカルボン酸 115.0重量部
・共存用非結晶性重縮合樹脂1 195重量部
以上の原料を3リットル四つ口フラスコに入れ混合し、マントルヒーターで120℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて攪拌しながら脱気しながら90℃に8時間保持すると内容物が、より粘調な溶融体となった。
同じく90℃に加熱したイオン交換水1580gを、そのままフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で5分間乳化した後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子の中心径が2,200nm、結晶樹脂融点が67℃、非結晶樹脂ガラス転移点54℃、固形分量が20%の結晶・非結晶混合ポリエステル樹脂粒子分散液(6)を得た。トータルとしての重量平均分子量は、12,700となった。
また、樹脂粒子分散液(6)の粒子は、大小粒子全体比率が12.5%であった。
・ドデシルベンゼンスルホン酸 3.6重量部
・1,4−ブタンジオール 45重量部
・アゼライン酸 94重量部
・共存用非結晶性重縮合樹脂1 140重量部
上記配合に従って500mlフラスコ中にて混合し、マントルヒーターで110℃に加熱し、混合物を融解した後、スリーワンモーターにて攪拌しながら脱気しながら80℃に8時間保持すると内容物が粘調な溶融体となった。
同じく80℃に加熱したイオン交換水1,120重量部に1N NaOH水溶液2.0重量部を溶解した中和用水溶液をフラスコ中に投入し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)で30分間乳化した後、さらに90℃に維持した超音波バス中にて、20分乳化した後、室温水にてフラスコを冷却した。
これにより粒子のメジアン径が45nm、結晶樹脂融点が48℃、重量平均分子量が17000、固形分量が20%の結晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(7)を得た。
また、樹脂粒子分散液(7)の粒子は、大小粒子全体比率が10.5%であった。
非結晶樹脂のガラス転移点の測定は不可能であった。
樹脂粒子分散液(1)の作製において、共存用非結晶性重縮合樹脂1を用いずに、重縮合性単量体の重量を2倍量として樹脂粒子分散液を作製した。
これにより粒子のメジアン径が410nm、結晶樹脂融点が68℃、非結晶樹脂ガラス転移点なし、固形分量が20%の結晶・非結晶混合ポリエステル樹脂粒子分散液(8)を得た。トータルとしての重量平均分子量は4,200となった。
また、樹脂粒子分散液(8)の粒子は、大小粒子全体比率が6.7%であった。
なお、表中、樹脂粒子分散液の安定性の評価基準は、
「◎」をまったく凝集発生なしとし、
「○」をわずかに発生するが問題なしとし、
「△」を、若干の発生とし、
「×」を多量の凝集発生とした。
これに対し、比較例のように、重縮合した樹脂を乳化分散した重縮合樹脂粒子であっても、そのメジアン径が所定の範囲から外れたり、別途、重縮合樹脂を得た後、水系媒体中に分散した重縮合樹脂粒子の場合、そのメジアン径が所定の範囲内であっても、樹脂粒子分散液の安定性に劣ることがわかる。
・スチレン 460重量部
・n−ブチルアクリレート 140重量部
・アクリル酸 12重量部
・ドデカンチオール 9重量部
上記配合に従って、各成分を混合溶解して溶液を調製した。他方、アニオン性界面活性剤(ローディア社製、ダウファックス)12重量部をイオン交換水250重量部に溶解し、前記溶液を加えてフラスコ中で分散し乳化した(単量体乳化液A)。さらに、同じくアニオン性界面活性剤(ローディア社製、ダウファックス)1重量部を555重量部のイオン交換水に溶解し、重合用フラスコに仕込んだ。重合用フラスコを密栓し、還流管を設置し、窒素を注入しながら、ゆっくりと攪拌しながら、75℃まで重合用フラスコをウオーターバスで加熱し、保持する。
また、樹脂粒子分散液(9)の粒子は、大小粒子全体比率が0.2%であった。
・黄色顔料(大日精化社製、Y74) 50重量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製、ネオゲンR) 5重量部
・イオン交換水 200重量部
上記配合に従って、成分を混合溶解し、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックス)5分と超音波バスにより10分間分散し、中心径(メジアン径)240nm、固形分量21.5%のYellow着色剤粒子分散液(1)を得た。
着色剤粒子分散液(1)の調製において、黄色顔料の代わりにシアン顔料(大日精化社製、銅フタロシアニン B15:3)を用いた以外は着色剤粒子分散液(1)と同様に調製して、中心径(メジアン径)190nm、固形分量21.5%のCyan着色剤粒子分散液(2)を得た。
着色剤粒子分散液(1)の調製において、黄色顔料の代わりにマゼンタ顔料(大日インキ化学社製、PR122)を用いた以外は、着色剤粒子分散液(1)と同様に調製して、中心径(メジアン径)165nm、固形分量21.5%のMagenta着色剤粒子分散液(3)を得た。
着色剤粒子分散液(1)の調製において、黄色顔料の代わりに黒顔料(キャボット製、カーボンブラック)を用いた以外は、着色剤粒子分散液(1)と同様に調製して、中心径(メジアン径)170nm、固形分量21.5%のBlack着色剤粒子分散液(4)を得た。
・パラフィンワックス(日本精蝋社製、HNP9;融点70℃) 50重量部
・アニオン性界面活性剤(ローデイア製 ダウファクス) 5重量部
・イオン交換水 200重量部
上記配合に従って、成分を95℃に加熱して、ホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリンホモジナイザー、ゴーリン社製)で分散処理し、中心径(メジアン径)180nm、固形分量21.5%の離型剤粒子分散液を得た。
(トナー粒子の調製)
・樹脂粒子分散液(1) 210重量部(樹脂42重量部)
・樹脂粒子分散液(1) 105重量部(樹脂21重量部):追加添加用
・着色剤粒子分散液(1) 40重量部(着色剤8.6重量部)
・離型剤粒子分散液 40重量部(離型剤8.6重量部)
・ポリ塩化アルミニウム 0.15重量部
・イオン交換水 300重量部
上記配合に従って、成分(追加添加用樹脂粒子分散液(1)除く)を丸型ステンレス製フラスコ中でホモジナイザー(IKA社製、ウルトラタラックスT50)で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら40℃まで加熱し、40℃で60分間保持した後、樹脂粒子分散液(1)を105重量部(樹脂21重量部)追加して緩やかに攪拌した。
上記現像剤を使用し、富士ゼロックス社製のDocuCenterColor500の改造機において、転写用紙として富士ゼロックス社製Jコート紙を使用し、プロセススピードを180mm/secに調整してトナーの定着性を調べたところ、PFAチューブ定着ロールによるオイルレス定着性は良好であり、最低定着温度は110℃以上で、画像は充分な定着性を示すとともに転写用紙は何ら抵抗無く剥離されていることが確認された。なお、最低定着温度は、定着温度を低温(通常、70℃前後)から徐々に昇温していった場合に、画像を定着した後、白色ガーゼを用いて摺擦し、画像の汚染やトナーのガーゼへの付着がみられなくなる定着温度とした。
上記改造機を用い上記と同様の条件で画像品質を調べたところ、定着温度140℃における画像の表面光沢は65%と良好であり、現像性、転写性とも良好であり、画像欠陥もなく高品質で良好な画像(○)を示した。
また、上記改造機を用い上記と同様の条件で定着温度を徐々に昇温し、ホットオフセットの発生を調べたところ、定着温度200℃においてもホットオフセットの発生は見られなかった。
また、上記改造機において、23℃55%RHで20万枚の連続プリント試験を行ったが、初期の良好な画質を最後まで維持した。(連続試験維持性:○)
実施例6において、樹脂粒子分散液(1)から樹脂粒子分散液(2)に変更し、着色剤粒子分散液(1)から着色剤粒子分散液(2)に変更し、95℃加熱時のpHを5.0に維持した以外は、実施例6と同様にしてトナー粒子を得た。
また、上記改造機において、23℃55%RHで20万枚の連続プリント試験を行ったが、初期の良好な画質を最後まで維持した。(連続試験維持性:○)
実施例6において、樹脂粒子分散液(1)から樹脂粒子分散液(3)に変更し、追加添加用の樹脂粒子分散液(1)から樹脂粒子分散液(9)に変更し、着色剤粒子分散液(2)から着色剤粒子分散液(3)に変更し、かつポリ塩化アルミ量を0.12重量部とした以外は、実施例6と同様にしてトナー粒子を得た。
また、上記改造機において、23℃55%RHで20万枚の連続プリント試験を行ったが、初期の良好な画質を最後まで維持した。(連続試験維持性:○)
実施例6において、樹脂粒子分散液(1)から樹脂粒子分散液(4)に、着色剤分散液(1)を(4)に変更した以外は、実施例6と同様にしてトナー粒子を得た。
また、上記改造機において、23℃55%RHで20万枚の連続プリント試験を行ったが、初期の良好な画質を最後まで維持した。(連続試験維持性:○)
実施例7において、樹脂粒子分散液(2)から樹脂粒子分散液(5)に変更した以外は、実施例7と同様にしてトナー粒子を得た。
また、上記改造機において、23℃55%RHで20万枚の連続プリント試験を行ったが、初期の良好な画質を最後まで維持した。(連続試験維持性:○)
実施例7において、樹脂粒子分散液(2)から樹脂粒子分散液(6)に変更し、実施例7と同様にしてトナー粒子を得た。
また、上記改造機において、23℃55%RHでの連続プリント試験を行ったが、初期の画質から、画像中の白抜けがさらに悪化し、4,000枚にて評価を打ち切った。(連続試験維持性:×)
実施例7において、樹脂粒子分散液(2)から樹脂粒子分散液(7)に変更し、実施例7と同様にしてトナー粒子を得た。
また、上記改造機において、23℃55%RHでの連続プリント試験を行ったが、初期状態から、定着後の用紙巻きつきがさらに悪化し、300枚にて評価を打ち切った。(連続試験維持性:××)
実施例6において、樹脂粒子分散液(1)から樹脂粒子分散液(8)に変更し、実施例6と同様にしてトナー粒子を得た。
また、上記改造機において、23℃55%RHでの連続プリント試験を行ったが、初期状態はまだましだったものの、感光体フィルミングによる画像筋の発生と定着後の用紙巻きつきが発生し、3,000枚にて評価を打ち切った。(連続試験維持性:×)
なお、表中、画像品質の評価基準は、
「◎」を極めて良好とし、
「○」を良好とし、
「△」を若干の画像欠陥発生とし、
「×」を多くの画像欠陥発生とした。
また、連続試験維持性の評価は、各実施例及び比較例で上述した通りである。
これに対し、比較例のように、重縮合した樹脂を乳化分散した重縮合樹脂粒子であっても、そのメジアン径が所定の範囲から外れたり、別途、重縮合樹脂を得た後、水系媒体中に分散した重縮合樹脂粒子の場合、そのメジアン径が所定の範囲内であっても、トナー特性(ホットオフセット温度、画質品質、連続試験維持性)が実施例よりも悪化していることがわかる。
Claims (5)
- 結晶性重縮合樹脂共存下、重縮合触媒として界面活性効果を有する酸を用いて、非結晶性重縮合樹脂を与える重縮合性単量体を重縮合し、結晶性重縮合樹脂及び非結晶性重縮合樹脂含有物を得る工程、又は、非結晶性重縮合樹脂共存下、重縮合触媒として界面活性効果を有する酸を用いて、結晶性重縮合樹脂を与える重縮合性単量体を重縮合し、結晶性重縮合樹脂及び非結晶性重縮合樹脂含有物を得る工程と、
水系媒体中に前記結晶性重縮合樹脂及び非結晶性重縮合樹脂含有物を分散し、樹脂粒子のメジアン径が0.05μm以上2.0μm以下である樹脂粒子分散液を得る工程と
を含むことを特徴とする
静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液の製造方法。 - 少なくとも樹脂粒子分散液を含む分散液中で該樹脂粒子を凝集して凝集粒子を得る工程、及び、
該凝集粒子を加熱して融合させる工程
を含む静電荷像現像トナーの製造方法であって、
前記樹脂粒子分散液が、請求項1に記載の製造方法により得られた静電荷像現像トナー用樹脂粒子分散液であることを特徴とする
静電荷像現像トナーの製造方法。 - 請求項2に記載の静電荷像現像トナーの製造方法により得られた静電荷像現像トナー。
- 請求項3に記載の静電荷像現像トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤。
- 潜像保持体表面に静電潜像を形成する潜像形成工程と、
前記潜像保持体表面に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤により現像してトナー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像を熱定着する定着工程と
を含む画像形成方法であって、
前記トナーとして請求項3に記載の静電荷像現像トナー、又は、前記現像剤として請求項4に記載の静電荷像現像剤を用いることを特徴とする
画像形成方法。
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