JP2015219289A - トナー粒子の製造方法およびトナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)重合性単量体および着色剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に加えて、前記水系媒体中で前記重合性単量体組成物の粒子を形成する工程と、
(ii)前記粒子に含有される前記重合性単量体を重合させて、重合体粒子Aを含有する分散液Aを得る工程と、
(iii)前記分散液Aに含有される前記重合体粒子Aの表面を処理して、表面自由エネルギーが前記重合体粒子Aの表面自由エネルギーよりも小さい重合体粒子Bを含有する分散液Bを得る工程と、
(iv)前記分散液Bに樹脂微粒子Cを添加して、前記重合体粒子Bの表面に前記樹脂微粒子Cを付与して分散液Cを得る工程と、
(v)前記分散液Cを前記樹脂微粒子Cのガラス転移温度(Tg)以上に加熱して、トナー粒子を得る工程と
をこの順に有するトナー粒子の製造方法であって、
前記重合体粒子Aの表面自由エネルギーの値をEAとし、前記重合体粒子Bの表面自由エネルギーの値をEBとし、前記樹脂微粒子Cの表面自由エネルギーの値をECとし、水の表面自由エネルギーの値をEWとする場合に、下記式(1)〜(3):
EW>EA>EC(1)
EA>EB(2)
EW>EC>EB(3)
の関係を満足することを特徴とするトナー粒子の製造方法である。
前記本発明のトナー粒子の製造方法により、前記トナー粒子を製造する工程と、
前記トナー粒子に前記無機微粒子を外添する工程と
をこの順に有することを特徴とするトナーの製造方法である。
(i)重合性単量体および着色剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に加えて、前記水系媒体中で前記重合性単量体組成物の粒子を形成する工程と、
(ii)前記粒子に含有される前記重合性単量体を重合させて、重合体粒子Aを含有する分散液Aを得る工程と、
(iii)前記分散液Aに含有される前記重合体粒子Aの表面を処理して、表面自由エネルギーが前記重合体粒子Aの表面自由エネルギーよりも小さい重合体粒子Bを含有する分散液Bを得る工程と、
(iv)前記分散液Bに樹脂微粒子Cを添加して、前記重合体粒子Bの表面に前記樹脂微粒子Cを付与して分散液Cを得る工程と、
(v)前記分散液Cを前記樹脂微粒子Cのガラス転移温度(Tg)以上に加熱して、トナー粒子を得る工程と
をこの順に有するトナー粒子の製造方法であって、
前記重合体粒子Aの表面自由エネルギーの値をEAとし、前記重合体粒子Bの表面自由エネルギーの値をEBとし、前記樹脂微粒子Cの表面自由エネルギーの値をECとし、水の表面自由エネルギーの値をEWとする場合に、下記式(1)〜(3):
EW>EA>EC(1)
EA>EB(2)
EW>EC>EB(3)
の関係を満足することを特徴とするトナー粒子の製造方法によって達成される。
分散液Bにアルコキシシラン添加すると、R2、R3およびR4(以下「反応基」ともいう。)が加水分解することにより、シラノールとアルコールを生じる。その後、シラノール同士が徐々に縮合してシロキサン結合となり、有機ケイ素重合体が生成する。この際、重合体粒子Aの表面のヒドロキシ基とも縮合し、共有結合が形成されるため、重合体Aの表面に有機ケイ素重合体が付与され、重合体粒子Bと、それを含有する分散液Bを得ることができる。一般的に、有機ケイ素重合体は、表面自由エネルギーの低い材料であるが、加水分解と縮合反応の進み具合によって、その表面自由エネルギーの値は異なる。この反応は、反応温度、反応時間、pHなどによって制御することが可能であり、重合体粒子Bの表面自由エネルギーを確認して条件を決めることが好ましい。表面自由エネルギーは、後述する方法により測定することができる。
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルジエトキシメトキシシラン、メチルエトキシジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、メチルメトキシジクロロシラン、メチルエトキシジクロロシラン、メチルジメトキシクロロシラン、メチルメトキシエトキシクロロシラン、メチルジエトキシクロロシラン、メチルトリアセトキシシラン、メチルジアセトキシメトキシシラン、メチルジアセトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジメトキシシラン、メチルアセトキシメトキシエトキシシラン、メチルアセトキシジエトキシシラン、メチルトリヒドロキシシラン、メチルメトキシジヒドロキシシラン、メチルエトキシジヒドロキシシラン、メチルジメトキシヒドロキシシラン、メチルエトキシメトキシヒドロキシシラン、メチルジエトキシヒドロキシシラン。
アルコキシシランは、1種を用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
ジメチルジエトキシシラン、テトラエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−アニリノプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラン、テトライソシアネートシラン、メチルトリイソシアネートシラン、ビニルトリイソシアネートシラン。
EW>EA>EC(1)
EA>EB(2)
EW>EC>EB(3)
の関係を満足する。
γ=γd+γp+γh (4)
さらに、接触角と各成分との間には、下記式(5)の関係が成立する。
γd L≠0,γp L=γh L=0 (6)
γd L≠0,γp L≠0,γh L=0 (7)
γd L≠0,γp L≠0,γh L≠0 (8)
本発明で用いた液体試料とその表面自由エネルギーを表1に示す。
スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチル、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンなどのスチレン系単量体や、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸−2−ヒドロキシエチルなどのアクリル酸エステル類や、
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n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルなどのメタクリル酸エステル類や、
アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド
などが挙げられる。
t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ヘキシルパーオキシアセテート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネートなどのパーオキシエステル;ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;
ジイソプロピルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート;
1,1−ジ−t−ヘキシルパーオキシシクロヘキサンなどのパーオキシケタール;
ジ−t−ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド;
t−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート
などが挙げられる。
2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)
などが挙げられる。
マグネタイト、マグヘマイト、フェライトなどの酸化鉄や、他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe、Co、Niなどの金属や、これらの金属とAl、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Ca、Mn、Se、Tiなどの金属との合金や、これらの混合物。より具体的には、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ−Fe2O3)、酸化鉄亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄ネオジウム(NdFe2O3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックス;
酸化ポリエチレンワックスなどの脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;
脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物;
カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスなどの脂肪酸エステルを主成分とするワックス;
脱酸カルナバワックスなどの脂肪酸エステルを一部または全部を脱酸化したもの、ベヘニン酸モノグリセリドなどの脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;
植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシ基を有するメチルエステル化合物
などが挙げられる。
下記式(ii)で示されるジオール類
が挙げられる。
表面自由エネルギーの測定には、接触角計(協和界面科学(株)製)を用いる。本接触角計では、測定試料に溶液の液滴を試料の表面に着滴させ、着滴した液滴の画像から測定試料の接触角を測定することができる。使用する溶液としては、n−ヘキサデカン、ジヨードメタン、水の三種類を用い、各々の溶液に対する試料の接触角を測定する。得られた接触角の値を北崎・畑の式を用いて、表面自由エネルギーを算出する。
回転数:500rpm
時間:30秒
測定には、溶媒除去のために真空乾燥機(25℃)にて一晩乾燥させた試料を用いる。
トナー粒子の平均面粗さRa(nm)は走査型プローブ顕微鏡(SPM)を用いて評価した。SPMはエスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製E−sweep(プローブステーションはNanonaviReal)を用いた。観察領域は1μm×1μmとし、xデータ数256、yデータ数256とした。観察にはカンチレバーDF20(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製)を使用した。得られたSPM像は装置付属のソフトウエア(SPIWin)にある平坦化処理を施し、表面粗さRa値を得た。なお、平坦化処理は基本的に3次傾き補正とし、必要に応じてフラット処理を施した。SPM観察は同一条件で作成したトナー粒子を3粒子以上で実施し、Ra値は平均値を用いた。
トナーおよび樹脂微粒子のガラス転移温度(Tg)は、例えば、TAインスツルメント社製の示差走査熱量計(Q1000)を用い、以下のようにして求めることができる。
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置(商品名:コールター・カウンターMultisizer3、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version 3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
樹脂微粒子の体積基準のメジアン径(D50)は、レーザー回折/散乱式粒径分布測定装置を用いて測定した。具体的には、JISZ8825−1(2001年)に準じて測定される。測定装置としては、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置「LA−920」((株)堀場製作所製)を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、LA−920に付属の専用ソフト「HORIBA LA−920 for Windows(登録商標) WET(LA−920)Ver.2.02」を用いる。また、測定溶媒としては、あらかじめ不純固形物などを除去したイオン交換水を用いる。測定手順は、以下のとおりである。
対応した値に設定する。
フロー式粒子像分析装置(商品名:FPIA−3000、シスメックス社製)によって、校正作業時の測定および解析条件で測定した。
酸価は、試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。本発明における酸価は、JISK0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
滴定装置:電位差滴定装置AT−510(京都電子工業(株)製)
電極:複合ガラス電極ダブルジャンクション型(京都電子工業(株)製)
滴定装置用制御ソフトウエア:AT−WIN
滴定解析ソフト:Tview
滴定時における滴定パラメーターならびに制御パラメーターは以下のように行う。
滴定パラメーター
滴定モード:ブランク滴定
滴定様式:全量滴定
最大滴定量:20mL
滴定前の待ち時間:30秒
滴定方向:自動
制御パラメーラー
終点判断電位:30dE
終点判断電位値:50dE/dmL
終点検出判断:設定しない
制御速度モード:標準
ゲイン:1
データ採取電位:4mV
データ採取滴定量:0.1mL
本試験;
測定サンプル0.100gを250mLのトールビーカーに精秤し、トルエン/エタノール(3:1)の混合溶液150mLを加え、1時間かけて溶解させる。上記電位差滴定装置を用い、上記水酸化カリウムエチルアルコール溶液を用いて滴定する。
空試験;
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(3:1)の混合溶液のみとする。)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
A=[(C−B)×f×5.611]/S
(上記式中、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウムエチルアルコール溶液の量(mL)、C:本試験の水酸化カリウムエチルアルコール溶液の量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。)
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器にメチルエチルケトン100.0質量部を仕込み、窒素雰囲気下、温度80℃に昇温した。次いで、以下の単量体からなる混合物に重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート3.0質量部を添加し、撹拌しながら2時間かけて滴下した。
スチレン:72.2質量部
n−ブチルアクリレート(アクリル酸n−ブチル):14.0質量部
アクリル酸:7.8質量部
次いで、上記温度を保持しながら10時間重合反応を行い、冷却後、反応溶液をヘキサン中に滴下して再沈精製を行い、濾過し、乾燥させて樹脂B−1を得た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にキシレン200質量部を仕込み、窒素気流下で還流した。単量体として、
2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸:6.0質量部
スチレン:72.0質量部
2−エチルヘキシルアクリレート:18.0質量部
を混合し、上記反応容器に撹拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥させ、樹脂B−2を得た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に以下の単量体を仕込み、エステル化触媒としてテトラブトキシチタネート0.03質量部を添加し、窒素雰囲気下、220℃に昇温して、撹拌しながら5時間反応を行った。
ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物:46.5質量部
エチレングリコール:8.4質量部
テレフタル酸:23.5質量部
イソフタル酸:15.6質量部
無水トリメリット酸:2.0質量部
次いで、反応容器内を5〜20mmHgに減圧しながら、さらに5時間反応を行い、樹脂B−3を得た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に以下の単量体を仕込み、エステル化触媒としてテトラブトキシチタネート0.03質量部を添加し、窒素雰囲気下、220℃に昇温して、撹拌しながら5時間反応を行った。
ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物:50.0質量部
エチレングリコール:10.0質量部
テレフタル酸:25.0質量部
イソフタル酸:25.0質量部
無水トリメリット酸:5.0質量部
次いで、反応容器内を5〜20mmHgに減圧しながら、さらに5時間反応を行い、樹脂C−1を得た。
単量体の仕込み量を以下のように変更した以外は、合成例1と同様にして樹脂微粒子C−2の水分散体を得た。
スチレン:75.0質量部
n−ブチルアクリレート:20.0質量部
アクリル酸:5.0質量部
〈合成例6:樹脂微粒子C−3〉
単量体の仕込み量を以下のように変更した以外は、合成例1と同様にして樹脂微粒子C−3の水分散体を得た。
スチレン:70.0質量部
アクリル酸:20.0質量部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート:10.0質量部
得られた樹脂微粒子の粒径と物性値を表2に示す。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器にキシレン500.0質量部を仕込み、窒素雰囲気下、昇温して還流させた。次いで、以下の単量体からなる混合物に重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.1質量部を添加し、撹拌しながら2時間かけて滴下した。
スチレン:83.8質量部
メタクリル酸メチル:2.5質量部
メタクリル酸:1.7質量部
n−ブチルアクリレート:12.0質量部
次いで、上記温度を保持しながら10時間重合反応を行い、冷却後、反応溶液をヘキサン中に滴下して再沈精製を行い、濾過し、乾燥させて、極性樹脂F−1を得た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を備えた反応容器にキシレン500.0質量部を仕込み、窒素雰囲気下、昇温して還流させた。次いで、以下の単量体からなる混合物に重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.5質量部を添加し、撹拌しながら2時間かけて滴下した。
メタクリル酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピル:23.0質量部
ライトエステルFM−108(共栄社化学(株)製):22.0質量部
メタクリル酸:53.0質量部
アクリル酸:2.0質量部
次いで、上記温度を保持しながら10時間重合反応を行い、冷却後、反応溶液をヘキサン中に滴下して再沈精製を行い、濾過し、乾燥させて、極性樹脂F−1を得た。
〈トナー1の作製〉
(重合体粒子Aを有する分散液Aの作製)
還流管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた四つ口容器中に0.125mol/LのNa3PO4水溶液1000質量部と1.0mol/LのHCl水溶液24.0質量部を添加し、高速撹拌装置TK−ホモミキサーを用いて12,000rpmで撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.25mol/L−CaCl2水溶液85質量部を徐々に添加し、微細な難水溶性分散安定剤Ca3(PO4)2を含む水系分散媒体を調製した。
スチレン:70.0質量部
n−ブチルアクリレート:30.0質量部
極性樹脂F−1:5.0質量部
ピグメントブルー15:3:6.0質量部
サリチル酸アルミニウム化合物(商品名:ボントロンE−88、オリエント化学工業(株)製):1.2質量部
ジビニルベンゼン:0.04質量部
離型剤(フィッシャートロップシュワックス、吸熱メインピーク温度:77.1℃):9.0質量部
上記材料をアトライターで3時間分散させて得られた重合性単量体組成物1を60℃で20分保持した。その後、重合性単量体組成物1に重合開始剤であるt−ブチルパーオキシピバレート10.0質量部(トルエン溶液50%)を添加した。重合開始剤添加後の重合性単量体組成物1を水系媒体中に投入し、高速撹拌装置の回転数を12,000rpmに維持しつつ10分間造粒した。その後、高速撹拌装置をプロペラ式撹拌器に変えて、内温を70℃に昇温させ、ゆっくり撹拌しながら6時間反応させた。反応を終えた重合体粒子Bを有する分散液Bを少量抜き取り、室温まで冷却し、希塩酸を加えpH=1.5に調整して1時間以上撹拌した後、濾過し、水洗し、乾燥させ、重合体粒子Aの物性を測定した。ガラス転移温度(Tg)は47.2℃であった。また、重量平均粒径(D4)が6.40μm、個数平均粒径(D1)が5.66μmで、D4/D1=1.13であり、良好な粒度分布であることを確認した。さらに、表面自由エネルギーは、70.0mJ/m2であった。
反応を終えた重合体粒子Aを含有する分散液Aの反応装置から還流管を取り外し、蒸留装置を取り付けた。容器内の温度が100℃の蒸留を5時間行った。蒸留留分は500質量部であった。その後、蒸留温度のまま、アルコキシシランとして、メチルトリメトキシシランを6.1質量部加え2時間撹拌した。アルコールを含む留分を100質量部回収した。このようにして重合体粒子Bを含有する分散液Bを得た。分散液Bは少量抜き取り、室温まで冷却し、希塩酸を加えpH=1.5に調整して1時間以上撹拌した後、濾過し、水洗し、乾燥させ、重合体粒子Bの表面自由エネルギーを測定した。表4に示す。
得られた重合体粒子Bを含有する分散液Bを固形分が20%となるよう調製し、500.0質量部(固形分:100.0質量部)を80℃に設定した。80℃を保持し、pHが8.5になるよう炭酸ナトリウム水溶液を添加した。次に、樹脂微粒子C−115.0質量部(固形分:3.0質量部)を緩やかに添加し、200回転/分で60分間撹拌を行った。その後、1.0℃/分の速度で20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え撹拌した。その後、濾過し、水洗し、乾燥させて、トナー粒子1を得た。なお、樹脂微粒子C−1添加直後と固着平滑化工程後のサンプルを一部採取し、SEMにより表面状態を観察した。添加直後は重合体粒子B上に樹脂微粒子C−1が均一に付着している様子が観察された。また、固着平滑化工程後は、平滑化が十分に進行し、樹脂微粒子Bを樹脂微粒子C−1で被覆できていることを確認した。
シリカ微粒子100質量部を、10質量部のヘキサメチルジシラザンで処理し、さらに10質量部のシリコーンオイルで処理して、一次粒径:12nm、BET比表面積:120m2/gの疎水性シリカ微粒子を調製した。次いで、分級したトナー粒子1100.0質量部を量り取り、該疎水性シリカ微粒子1.0質量部を加え、ヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株)製)を用いて混合し、トナー1を得た。
重合体粒子Aを有する分散液Aを作製するところまでは実施例1と同様に行った。その後、表4に示すように原料および製造条件を変更した以外は実施例1の製造方法と同様にしてトナー2〜10を得た。
重合体粒子Aを有する分散液Aを作製するところまでは実施例1と同様に行った。得られた重合体粒子Aを有する分散液Aを固形分が20%となるよう調製し、500.0質量部(固形分:100.0質量部)80℃に設定した。80℃を保持し、pHが8.5になるように炭酸ナトリウム水溶液を添加した。次に、樹脂微粒子B−15.0質量部(固形分:1.0質量部)を添加し、30分間撹拌した(表面処理工程)。このようにして重合体粒子Bを含有する分散液Bを得た。その後、樹脂微粒子C−115.0質量部(固形分:3.0質量部)を緩やかに添加し、200回転/分で60分間撹拌を行った(固着平滑化工程)。その後、1.0℃/分の速度で20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え撹拌した。その後、濾過し、水洗し、乾燥させ、分級して、トナー粒子11を得た。
表5に示すように原料および製造条件を変更した以外は、実施例11の製造方法と同様にしてトナー12〜16を得た。
重合体粒子Aを有する分散液Aを作製するところまでは実施例1と同様に行った。得られた重合体粒子Aを有する分散液Aを固形分が20%となるよう調製し、500.0質量部(固形分:100.0質量部)80℃に設定した。80℃を保持し、pHが8.5になるように炭酸ナトリウム水溶液を添加した。次に、水溶性樹脂(商品名:Joncryl61、BASF社製)1.6質量部(固形分:0.5質量部)を添加し、5分間撹拌した後、pHが6.8になるよう1%塩酸を滴下し、水溶性樹脂を析出させ、30分間撹拌した(表面処理工程)。このようにして、重合体粒子Aの表面に析出させた水溶性樹脂を付着させ、重合体粒子Bを含有する分散液Bを得た。その後、樹脂微粒子C−115.0質量部(固形分:3.0質量部)を緩やかに添加し、200回転/分で60分間撹拌を行った(固着平滑化工程)。その後、1.0℃/分の速度で20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え撹拌した。その後、濾過し、水洗し、乾燥させ、分級して、トナー粒子17を得た。
表6に示すように原料および製造条件に変更した以外は、実施例17の製造方法と同様にしてトナー18〜20を得た。
重合体粒子Aを有する分散液Aを作製するところまでは実施例1と同様に行い、重合体粒子Aを有する分散液Aを得た。得られた重合体粒子Aを有する分散液Aを固形分が20%となるよう調製し、500.0質量部(固形分:100.0質量部)80℃に設定した。80℃を保持し、pHが8.5になるように炭酸ナトリウム水溶液を添加した。次に、樹脂微粒子C−115.0質量部(固形分:3.0質量部)を緩やかに添加し、200回転/分で60分間撹拌を行った(固着平滑化工程)。その後、1.0℃/分の速度で20℃まで冷却した後、pHが1.5になるまで10%塩酸を加え撹拌した。その後、濾過し、水洗し、乾燥させて、トナー粒子21を得た。トナー粒子21の表面状態をSEMにより観察したところ、樹脂微粒子C−1で重合体粒子Aを被覆しているが、樹脂微粒子C−1由来の凹凸が残っていることが確認できた。
比較例1の固着平滑化を60分間から180分間に変更した以外は、比較例1と同様にしてトナー22を得た。トナー粒子22をSEMにより表面状態を観察した。平滑化が進行していることが確認できた。
樹脂微粒子C−1を樹脂微粒子B−2に変更した以外は、実施例17と同様にしてトナー23を得た。表面状態をSEMにより観察したところ、樹脂微粒子B−2由来の凹凸が残っていることが確認できた。
トナー組成物混合液の作製:
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物/ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物/テレフタル酸誘導体の共重合ポリエステル樹脂(ガラス転移温度(Tg):62℃、軟化点:102℃、重量平均分子量(Mw):21000):100質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3:5.00質量部
・パラフィンワックス(融点72.3℃):8.00質量部
・サリチル酸アルミニウム化合物(ボントロンE−88:オリエント化学工業(株)製):1.2質量部
・酢酸エチル:100質量部
上記材料を容器中でよくプレミックスした後に、それを20℃以下に保ったままビーズミルで6時間分散し、トナー組成物混合液を作製した。
イオン交換水240質量部に0.100mol/L−Na3PO4水溶液78.0質量部を投入し、60℃に加温した後、クレアミクス(エム・テクニック社製)を用いて14,000rpmにて撹拌した。これに1.00mol/L−CaCl2水溶液12部を添加し、Ca3(PO4)2を含む分散媒体を得た。さらに、カルボキシメチルセルロース(商品名:セロゲンBS−H、第一工業製薬(株)製)1.00質量部を添加し10分間撹拌した。
極性樹脂F−1を極性樹脂F−2に変更した以外は、実施例1と同様にして重合体粒子Aを有する分散液Aを得た。得られた分散液の一部を室温まで冷却させた後、塩酸を加えてCa3(PO4)2を溶解させ、濾過し、水洗し、乾燥させて、トナー粒子25を得た。ガラス転移温度(Tg)は49.3℃だった。表面自由エネルギーは、23.2mJ/m2であった。また、重量平均粒径(D4)が5.55μm、個数平均粒径(D1)が3.95μmで、D4/D1=1.41であり、粒度分布が悪化した。そのため、表面処理工程以降は実施しなかった。
トナー粒子を導電性テープ上に載せ、白金蒸着を実施した後、上述した平均面粗さRaを測定した。得られた表面粗さRa値を表8に示す。
トナー粒子5.0gを100mLのポリカップに量り取り、これを内部温度55℃の恒温槽に入れて5日間放置した。その後、ポリカップを取り出して、凝集度を測定した。
凝集度(%)={(目開き710μmの篩上の試料質量(g)/5(g)}×100
+{(目開き500μmの篩上の試料質量(g)/5(g)}×100×0.6
+{(目開き250μmの篩上の試料質量(g)/5(g)}×100×0.2
〈2.0μm以下の粒子の含有量〉
トナー粒子1〜24に関して、上述した2.0μm以下の粒子の含有量の測定方法に従って、2.0μm以下の粒子の含有量を求めた。E1およびE2を表8に示す。
カラーレーザープリンター(商品名:LBP−7700C,キヤノン(株)製)を使用し、シアンカートリッジのトナーを取り出して、これにトナーを90g充填した。該シアンカートリッジを温度30℃、湿度80%RHの環境下で10日間静置した。該カートリッジをプリンターのシアンステーションに装着し、常温常湿下(23℃、60%RH)、受像紙(キヤノン(株)製のオフィスプランナー64g/m2)を用いて、印字率2%チャートを8000枚連続して画像出力し、ハーフトーン画像を出力した。8000枚画像出力後の現像ローラー上、および、ハーフトーン画像のハーフトーン部のスジの本数を確認した。結果を表8に示す。
Claims (10)
- (i)重合性単量体および着色剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中に加えて、前記水系媒体中で前記重合性単量体組成物の粒子を形成する工程と、
(ii)前記粒子に含有される前記重合性単量体を重合させて、重合体粒子Aを含有する重合体粒子Aの分散液Aを得る工程と、
(iii)前記分散液Aに含有される前記重合体粒子Aの表面を処理して、表面自由エネルギーが前記重合体粒子Aの表面自由エネルギーよりも小さい重合体粒子Bを含有する分散液Bを得る工程と、
(iv)前記分散液Bに樹脂微粒子Cを添加して、前記重合体粒子Bの表面に前記樹脂微粒子Cを付与して分散液Cを得る工程と、
(v)前記分散液Cを前記樹脂微粒子Cのガラス転移温度(Tg)以上に加熱して、トナー粒子を得る工程と
をこの順に有するトナー粒子の製造方法であって、
前記重合体粒子Aの表面自由エネルギーの値をEAとし、前記重合体粒子Bの表面自由エネルギーの値をEBとし、前記樹脂微粒子Cの表面自由エネルギーの値をECとし、水の表面自由エネルギーの値をEWとする場合に、下記式(1)〜(3):
EW>EA>EC(1)
EA>EB(2)
EW>EC>EB(3)
の関係を満足することを特徴とするトナー粒子の製造方法。 - 前記重合性単量体が、スチレン系単量体、ならびに、アクリル酸エステル類およびメタクリル酸エステル類の少なくとも一方を含む請求項1に記載のトナー粒子の製造方法。
- 前記樹脂微粒子Cが、ポリエステル樹脂を含む請求項1または2に記載のトナー粒子の製造方法。
- 前記工程(iii)が、表面自由エネルギーがECより小さい材料を前記重合体粒子Aの表面に付与することにより、前記重合体粒子Bを含有する前記分散液Bを得る工程である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー粒子の製造方法。
- 前記工程(iii)が、前記分散液Aにアルコキシシランを添加し、その後、前記分散液Aを加熱し、前記アルコキシシラン由来の有機ケイ素重合体を前記重合体粒子Aの表面に付与することにより、前記重合体粒子Bを含有する前記分散液Bを得る工程である請求項4に記載のトナー粒子の製造方法。
- 前記工程(iii)が、前記分散液Aに表面自由エネルギーがECより小さい樹脂微粒子Bを添加し、前記樹脂微粒子Bを前記重合体粒子Aの表面に付与することにより、前記重合体粒子Bを含有する前記分散液Bを得る工程である請求項4に記載のトナー粒子の製造方法。
- 前記樹脂微粒子Bが、ポリエステル樹脂である請求項7に記載のトナー粒子の製造方法。
- 前記工程(iii)が、表面自由エネルギーがECより小さい水溶性樹脂を前記重合体粒子Aの表面に付与することにより、前記重合体粒子Bを含有する前記分散液Bを得る工程である請求項4に記載のトナー粒子の製造方法。
- トナー粒子および前記トナー粒子に外添された無機微粒子を有するトナーを製造するトナーの製造方法であって、
請求項1〜9のいずれか1項に記載の製造方法により、前記トナー粒子を製造する工程と、
前記トナー粒子に前記無機微粒子を外添する工程と
をこの順に有することを特徴とするトナーの製造方法。
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