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技術 分散液の製造方法及び分散液、ならびに静電荷像現像用トナーの製造方法及び静電荷像現像用トナー

出願人 富士ゼロックス株式会社
発明者 原敬並河一義
出願日 2006年6月14日 (14年5ヶ月経過) 出願番号 2006-164809
公開日 2007年12月27日 (12年11ヶ月経過) 公開番号 2007-333961
状態 未査定
技術分野 電子写真における現像剤 電子写真における現像剤 混合機の付属装置 コロイド化学 回転撹拌具形混合機
主要キーワード メッシュ詰まり 配管入口 X線解析 分散媒体液 固体密度 分散部分 液体重量 撹拌液
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年12月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (1)

課題

未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、分散液を効率よく製造する。

解決手段

分散媒体に分散媒体よりも密度が小さくかつ常温固体化合物を分散した分散液の製造方法において、分散中の撹拌回転数及び冷却中の撹拌回転数を所定の値にすることにより、離型剤等の未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、離型剤分散液等の分散液を効率よく製造することができる。また、その分散液を用いることにより、転写性帯電性流動性等に優れる静電荷像現像用トナーを製造することができる。

概要

背景

電子写真法においては帯電露光工程により感光体上に静電荷像が形成され、トナーを含む現像剤で静電潜像が現像され、転写定着工程を経て可視化される。現像に用いられる現像剤には、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤と、磁性トナーまたは非磁性トナーを単独で用いる一成分現像剤とがある。トナーの製造には、通常、熱可塑性樹脂等の結着樹脂顔料帯電制御剤ワックスなどの離型剤とともに溶融混練して、冷却した後、微粉砕し、さらに分級する、いわゆる混練粉砕製法が使用されている。

通常の混練粉砕製法では、トナー粒子の形状は不定形であり、またトナー粒子の表面構造は、使用材料粉砕性や粉砕工程の条件により微妙に変化するので、トナー粒子の形状及び表面構造を意図的に制御することは困難である。

近年、トナー形状及び表面構造の制御を意図的に行うことが可能な手段として、湿式製法による電子写真用トナーの製造方法が提案されている。この湿式製法には、形状制御が可能な湿式球形化法、懸濁造粒法、内部組成制御が可能な懸濁重合法、形状制御、表面組成制御、内部組成制御が可能な乳化重合凝集法等がある。

また、これらトナー粒子を化学的に作製することで、従来の混練粉砕製法では現実的には不可能であった体積平均粒径が5μm台といった小粒径トナーを安価で市場に提供が可能となった。さらに、従来の混練粉砕製法では各トナーの粒度分布が広いため、単位面積当たりに必要とするトナー粒子数が増える混練粉砕法小粒径トナーの帯電制御は困難であったが、湿式製法により粒径および形状の均一化が図られ、帯電制御を容易にすることを可能とした。このような状況に鑑み、湿式製法小粒径トナーによる高画質化要望が高まっている。

これらの湿式製法によるトナーの中でも、例えば特許文献1〜3にて開示されている乳化重合凝集法は、小粒径化、粒径の均一化、形状制御性、表面及び内部の構造制御性、全てに於いて最も優れた製造方法であると考えられる。

この乳化重合凝集法に於いて用いられる離型剤は、通常、水系媒体等の分散媒体中に分散した分散液として作製される。トナーに用いられる離型剤は、通常、分散媒体よりも密度が小さくかつ常温固体化合物である。そこで、離型剤分散液は、少なくとも離型剤と分散剤を水系媒体中に含む混合液を離型剤の融点以上に加熱溶融し、分散機により分散し、分散後、撹拌しながら離型剤の融点以下に冷却することによって通常得られる。この際に、撹拌槽で離型剤の融点以上に加熱し、撹拌槽底から配管を通して分散機にて微粒化する方法により製造される場合が多い。

特開昭63−282752号公報
特開平6−250439号公報
特開平11−2922号公報

概要

未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、分散液を効率よく製造する。分散媒体に分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物を分散した分散液の製造方法において、分散中の撹拌回転数及び冷却中の撹拌回転数を所定の値にすることにより、離型剤等の未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、離型剤分散液等の分散液を効率よく製造することができる。また、その分散液を用いることにより、転写性帯電性流動性等に優れる静電荷像現像用トナーを製造することができる。なし

目的

本実施形態では、上記分散液の製造方法により製造した離型剤分散液を使用することにより、特に発色性透過性定着性両立できる信頼性の高い静電荷像現像用トナー及びその製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

分散媒体に前記分散媒体よりも密度が小さくかつ常温固体化合物を分散した分散液の製造方法であって、前記化合物と前記分散媒体とを混合し、前記化合物の融点以上に加熱溶融後、前記化合物を撹拌しながら分散する分散工程と、前記分散の後、撹拌しながら前記化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、を含み、前記分散工程において、前記分散中の撹拌の撹拌回転数N1を下記式(1)で与えられる撹拌回転数N以上とし、前記冷却工程において、前記冷却中の撹拌の撹拌回転数N2を下記式(2)で与えられる撹拌レイノルズ数Reが10000以下となる撹拌回転数とすることを特徴とする分散液の製造方法。N=60×1.5×(g/Di)0.5(Dt/Di)1.4((ρL−ρs)/ρL)0.45(ρL2gDi3/μL2)−0.05(dp/Di)0.2(100X)0.13(1)(ここで、式(1)中、g:重力加速度〔m/s2〕,Di:径〔m〕,Dt:槽径〔m〕,ρs:化合物密度〔kg/m3〕,ρL:分散媒体密度〔kg/m3〕,μL:分散媒体粘度〔kg/m・s〕,X:化合物/分散媒体重量比〔−〕,dp:化合物の粒径〔m〕である。)Re=Di2(N2/60)ρ/μ(2)(ここで、式(2)中、Di:翼径〔m〕,N2:冷却中の撹拌回転数〔rpm〕,ρ:分散液密度〔kg/m3〕,μ:分散液粘度〔kg/m・s〕である。)

請求項2

請求項1に記載の分散液の製造方法であって、前記化合物が離型剤であることを特徴とする分散液の製造方法。

請求項3

請求項1または2に記載の分散液の製造方法により得られることを特徴とする分散液。

請求項4

少なくとも樹脂粒子分散液着色剤分散液及び離型剤分散液を混合後分散させてなる分散液中で前記樹脂粒子着色剤及び離型剤を凝集させて凝集粒子を形成する工程と、加熱して前記凝集粒子を融合する工程と、を含み、前記離型剤分散液が、請求項2記載の分散液の製造方法により製造されたものであることを特徴とする静電荷像現像剤トナーの製造方法。

請求項5

請求項4に記載の静電荷像現像剤トナーの製造方法により得られることを特徴とする静電荷像現像用トナー

技術分野

0001

本発明は、分散液及びその製造方法に関する。また、電子写真法静電記録法等により形成する静電潜像現像剤で現像する際に用いられる静電荷像現像用トナー及びその製造方法に関する。

背景技術

0002

電子写真法においては帯電露光工程により感光体上に静電荷像が形成され、トナーを含む現像剤で静電潜像が現像され、転写定着工程を経て可視化される。現像に用いられる現像剤には、トナーとキャリアとからなる二成分現像剤と、磁性トナーまたは非磁性トナーを単独で用いる一成分現像剤とがある。トナーの製造には、通常、熱可塑性樹脂等の結着樹脂顔料帯電制御剤ワックスなどの離型剤とともに溶融混練して、冷却した後、微粉砕し、さらに分級する、いわゆる混練粉砕製法が使用されている。

0003

通常の混練粉砕製法では、トナー粒子の形状は不定形であり、またトナー粒子の表面構造は、使用材料粉砕性や粉砕工程の条件により微妙に変化するので、トナー粒子の形状及び表面構造を意図的に制御することは困難である。

0004

近年、トナー形状及び表面構造の制御を意図的に行うことが可能な手段として、湿式製法による電子写真用トナーの製造方法が提案されている。この湿式製法には、形状制御が可能な湿式球形化法、懸濁造粒法、内部組成制御が可能な懸濁重合法、形状制御、表面組成制御、内部組成制御が可能な乳化重合凝集法等がある。

0005

また、これらトナー粒子を化学的に作製することで、従来の混練粉砕製法では現実的には不可能であった体積平均粒径が5μm台といった小粒径トナーを安価で市場に提供が可能となった。さらに、従来の混練粉砕製法では各トナーの粒度分布が広いため、単位面積当たりに必要とするトナー粒子数が増える混練粉砕法小粒径トナーの帯電制御は困難であったが、湿式製法により粒径および形状の均一化が図られ、帯電制御を容易にすることを可能とした。このような状況に鑑み、湿式製法小粒径トナーによる高画質化要望が高まっている。

0006

これらの湿式製法によるトナーの中でも、例えば特許文献1〜3にて開示されている乳化重合凝集法は、小粒径化、粒径の均一化、形状制御性、表面及び内部の構造制御性、全てに於いて最も優れた製造方法であると考えられる。

0007

この乳化重合凝集法に於いて用いられる離型剤は、通常、水系媒体等の分散媒体中に分散した分散液として作製される。トナーに用いられる離型剤は、通常、分散媒体よりも密度が小さくかつ常温固体化合物である。そこで、離型剤分散液は、少なくとも離型剤と分散剤を水系媒体中に含む混合液を離型剤の融点以上に加熱溶融し、分散機により分散し、分散後、撹拌しながら離型剤の融点以下に冷却することによって通常得られる。この際に、撹拌槽で離型剤の融点以上に加熱し、撹拌槽底から配管を通して分散機にて微粒化する方法により製造される場合が多い。

0008

特開昭63−282752号公報
特開平6−250439号公報
特開平11−2922号公報

発明が解決しようとする課題

0009

しかし、上記方法では、離型剤は、水系媒体等の分散媒体より密度が小さいため、撹拌槽における撹拌回転数が小さいと分散媒体液面に浮遊し続けて分散機に供給されず、冷却後は粗大粒子となってしまい、未分散物が発生する。

0010

また、分散機に供給され、離型剤の融点以上に加熱して狙い粒径となった分散液であっても、離型剤の融点以下での冷却工程における撹拌回転数が大きいと、離型剤表面の界面活性剤が剥がされる、空気を巻き込み泡状になる等により界面活性剤の効きが悪くなり凝集してしまい、再凝集物が発生する。

0011

そこで、フィルター等の設備を新たに導入し、離型剤分散液の離型剤粒子から未分散物や再凝集物等を取り除く必要があった。しかし、この場合、離型剤の仕込み量に比べて得られる離型剤分散液の固形分濃度が低下する。また、フィルターの目詰まり切替えにより生産性が悪化するというのが実状であった。

0012

特に1m3以上の大きな製造スケールで離型剤分散液を製造する場合、液面から槽底の分散機への配管入口までの高さが高くなり、さらに分散媒体表面の浮遊物が分散機に供給され難くなり、未分散物は増える。

0013

離型剤分散液中に未分散物や再凝集物等の粗大粒子が増えると、特許文献3に開示されているような、『離型剤粒子分散液の離型剤粒子が、体積平均粒径で0.5μmより小さく、かつ1.0μm以上の粒子が5%以下である』という範囲から外れる。その結果、離型剤粒子がトナー表面へ露出して熱や圧力によって粉体特性が悪化する。また、凝集工程で離型剤粒子がトナー粒子に内包されない、合一工程で離型剤粒子が脱落してしまうという問題が生じる。特にカラートナーを得る場合に於いては、離型剤粒子が大きいと乱反射によりOHP透過性下がり色再現性が低下するという問題があった。

0014

これらの問題は、撹拌槽で離型剤の融点以上に加熱し、撹拌槽底から配管を通して分散機にて微粒化する方法以外でも生じ、分散媒体より密度の小さい離型剤が分散媒体液面に浮遊することを防止することが求められている。また、離型剤分散液の製造の他に、結着樹脂の分散液である樹脂粒子分散液等の製造においても同様の問題が起こっていた。

0015

本発明は、分散媒体に分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物を分散した分散液の製造方法において、離型剤等の未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、離型剤分散液等の分散液を効率よく製造する分散液の製造方法及び分散液、ならびにその分散液を用いた、転写性帯電性流動性等に優れる静電荷像現像用トナー及びその製造方法である。

課題を解決するための手段

0016

本発明は、分散媒体に前記分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物を分散した分散液の製造方法であって、前記化合物と前記分散媒体とを混合し、前記化合物の融点以上に加熱溶融後、前記化合物を撹拌しながら分散する分散工程と、前記分散の後、撹拌しながら前記化合物の融点以下に冷却する冷却工程と、を含み、前記分散工程において、前記分散中の撹拌の撹拌回転数N1を下記式(1)で与えられる撹拌回転数N以上とし、前記冷却工程において、前記冷却中の撹拌の撹拌回転数N2を下記式(2)で与えられる撹拌レイノルズ数Reが10000以下となる撹拌回転数とする分散液の製造方法である。
N=60×1.5×(g/Di)0.5(Dt/Di)1.4((ρL−ρs)/ρL)0.45(ρL2gDi3/μL2)−0.05(dp/Di)0.2(100X)0.13 (1)
(ここで、式(1)中、g:重力加速度〔m/s2〕,Di:径〔m〕,Dt:槽径〔m〕,ρs:化合物密度〔kg/m3〕,ρL:分散媒体密度〔kg/m3〕,μL:分散媒体粘度〔kg/m・s〕,X:化合物/分散媒体重量比〔−〕,dp:化合物の粒径〔m〕である。)
Re=Di2(N2/60)ρ/μ (2)
(ここで、式(2)中、Di:翼径〔m〕,N2:冷却中の撹拌回転数〔rpm〕,ρ:分散液密度〔kg/m3〕,μ:分散液粘度〔kg/m・s〕である。)

0017

また、前記分散液の製造方法において、前記化合物が離型剤であることが好ましい。

0018

また、本発明は、前記分散液の製造方法により得られる分散液である。

0019

また、本発明は、少なくとも樹脂粒子分散液、着色剤分散液及び離型剤分散液を混合後分散させてなる分散液中で前記樹脂粒子着色剤及び離型剤を凝集させて凝集粒子を形成する工程と、加熱して前記凝集粒子を融合する工程と、を含み、前記離型剤分散液が、前記分散液の製造方法により製造されたものである静電荷像現像剤トナーの製造方法である。

0020

さらに、本発明は、前記静電荷像現像剤トナーの製造方法により得られる静電荷像現像用トナーである。

発明の効果

0021

本発明では、分散媒体に分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物を分散した分散液の製造方法において、分散中の撹拌回転数及び冷却中の撹拌回転数を所定の値にすることにより、離型剤等の未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、離型剤分散液等の分散液を効率よく製造することができる。また、その分散液を用いることにより、転写性、帯電性、流動性等に優れる静電荷像現像用トナーを製造することができる。

発明を実施するための最良の形態

0022

本発明の実施の形態について以下説明する。

0023

<分散液及び分散液の製造方法>
本発明の実施形態に係る分散液の製造方法は、分散媒体よりも密度が小さく、かつ常温で固体の化合物を分散媒体中に分散する製造方法であり、混合工程、昇温融解工程、分散工程、冷却工程を有することが好ましい。また、前記化合物を分散媒体中に分散するために、界面活性剤等の分散剤を使用することが好ましい。

0024

図1には、本実施形態に係る分散液の製造方法に使用する分散液製造装置の一例の概略を示す。分散液製造装置1は、撹拌槽10と、撹拌羽根12と、分散機14とを備える。

0025

図1において、撹拌槽10の底と分散機14の入口とはバルブ16を介して配管18により接続されている。また、分散機14の出口は配管20により、撹拌槽10の上部に接続されている。以下、各工程について説明する。

0026

〔混合工程〕
混合工程は、分散媒体中に、分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物を、また必要に応じて界面活性剤等の分散剤を混合する工程である。混合工程から冷却工程は撹拌槽10にて行われ、撹拌槽10にて使用される撹拌羽根12はパドル翼タービン翼マリンプロペラ翼エッジタービン翼、アンカー翼ファウドラー翼、各種大型翼マックスブレンド翼、フルゾーン翼等)等の一般に市販されているいかなる翼であってもよいが、特に、本方法では分散媒体よりも密度が小さい化合物を撹拌力により槽底まで送らなければならない点から、パドル翼または大型翼を使用することが好ましい。

0027

〔昇温融解工程〕
昇温融解工程は、前記混合工程で作製された混合液を前記化合物の融点以上に加熱して、溶融させる工程である。加熱温度は、前記化合物の融点以上であればよく特に制限はないが、完全に溶融させるためには、前記化合物の融点の5℃以上であることが好ましい。加熱温度は必要以上に高くする必要はなく、前記化合物の融点の5℃以上であれば十分である。

0028

〔分散工程〕
分散工程は、前記昇温融解工程で作製された混合液中の化合物を撹拌しながら分散機を通過させることにより狙い粒径に分散させる工程である。

0029

分散機は撹拌槽内に設置し、分散してもよいし、撹拌槽外に設置して配管にて接続して循環して分散してもよい。この場合、強制的に循環流れを作るようポンプ等により混合液を分散機に供給してもよい。分散方法としては、撹拌槽で前記化合物の融点以上に加熱し、撹拌槽底部から配管を通して分散機にて微粒化する方法が分散機のメンテナンス等の点から好ましい。例えば、図1のように、撹拌槽10において前記昇温融解工程で作製された混合液22は、バルブ16が開の状態で、撹拌槽10の底部から配管18を通り分散機14に送液され、分散機14において化合物が分散された後、配管20を通り、撹拌槽10の上部から撹拌槽10に送液されて再び撹拌され、循環されるようになっている。なお、配管18は撹拌槽10の底部に限らず、撹拌槽10の下側面部、下鏡部の中心以外に接続されていてもよいが、液の排出等の点から底部に接続されていることが好ましい。

0030

分散機14としては、例えばクレア・ミックス、キャビトロンフィルミックス等の高速回転型分散機ボールミルサンドミルアトライター、ダイノーミル、コボールミル、DCPミル等のメディア式分散機ナノマイザーマイクロフルイダイザーアルティマイザー、ゴーリン、ニロ・ソアビ等の高圧型分散機、などの公知の分散機を用いることができ、分散媒体中に溶融した化合物を分散させる。

0031

この時、分散工程における分散中の撹拌槽10の撹拌羽根12の撹拌回転数N1は下記式(1)で与えられる撹拌回転数N以上である必要があり、Nの1.1倍以上であることが好ましい。また、撹拌回転数N1は、電動機の上限回転数以下またはNの2倍以下であることが好ましい。
N=60×1.5×(g/Di)0.5(Dt/Di)1.4((ρL−ρs)/ρL)0.45(ρL2gDi3/μL2)−0.05(dp/Di)0.2(100X)0.13 (1)
(ここで、式(1)中、g:重力加速度〔m/s2〕,Di:翼径〔m〕,Dt:槽径〔m〕,ρs:化合物密度〔kg/m3〕,ρL:分散媒体密度〔kg/m3〕,μL:分散媒体粘度〔kg/m・s〕,X:化合物/分散媒体重量比〔−〕,dp:化合物の粒径〔m〕である。)

0032

N1がこの撹拌回転数Nより小さいと分散媒体より密度の小さい化合物は分散媒体液面近傍に浮遊してしまい、撹拌槽全体に均一に混合されないため、分散機に供給されず、冷却後は粗大粒子となってしまい、未分散物が生成してしまう。また、撹拌回転数N1がNの2倍を超えると、空気の巻き込みが多くなり、分散物が再凝集してしまう場合がある。N1を撹拌回転数N以上とするために、化合物及び分散媒体の仕込量を最適化することが好ましいが、分散中の分散液の性状に基づいて撹拌槽10の槽径Dt、撹拌羽根12の翼径Di等を最適化してもよい。

0033

〔冷却工程〕
冷却工程は、前記分散工程で作製された混合液を撹拌しながら前記化合物の融点以下に冷却し、分散液を作製する工程である。この時、図1のバルブ16は閉の状態として、液の循環は停止する。

0034

この時、冷却工程における撹拌槽10の撹拌羽根12の撹拌回転数N2は、冷却中の少なくとも化合物の融点以上の温度の段階で、下記式(2)で与えられる撹拌レイノルズ数Reが10000以下となる撹拌回転数とする必要がある。また、撹拌回転数N2は、Reが1500以上となる撹拌回転数とすることが好ましい。
Re=Di2(N2/60)ρ/μ (2)
(ここで、式(2)中、Di:翼径〔m〕,N2:冷却中の撹拌回転数〔rpm〕,ρ:分散液密度〔kg/m3〕,μ:分散液粘度〔kg/m・s〕である。)

0035

分散された化合物は冷却され液体から固体になると剪断力に対して分散状態を保持する力が弱くなり、撹拌レイノルズ数Reが10000を超える場合、分散液中の剪断力が大きくなり、分散剤を使用した場合には化合物表面の界面活性剤等の分散剤が剥がされる、空気を巻き込み泡状になる等により界面活性剤等の分散剤の効きが悪くなり凝集してしまい、再凝集物が発生する。また、撹拌回転数N2が、Reが1500未満となる撹拌回転数とすると、冷却速度が遅くなり、生産性が悪化する場合がある。

0036

ここで、上記式(1)は、「実用化学装置設計ガイド」((社)化学工学会編、1991年発行初版、第355〜360ページ)に記載されている浮遊限界速度Nfを表す式(3)から導いたものである。浮遊限界速度とは、全ての固体粒子が槽底に堆積せずに液体に浮遊する最小の翼回転数をいい、固体粒子の物性、液体の物性、撹拌装置の条件(槽径、翼径等)から計算される。
Nf=60×φ×(g/Di)0.5(Dt/Di)t((ρs−ρL)/ρL)0.45(ρL2gDi3/μL2)−0.05(dp/Di)0.2(100X)0.13 (3)
(ここで、式(3)中、Nf:浮遊限界速度〔L/min〕,g:重力加速度〔m/s2〕,Di:翼径〔m〕,Dt:槽径〔m〕,ρs:固体密度〔kg/m3〕,ρL:液体密度〔kg/m3〕,μL:液体粘度〔kg/m・s〕,X:固体粒子/液体重量比〔−〕,dp:固体粒径〔m〕,φ:定数,t:指数である。)

0037

本実施形態では式(3)の(ρs−ρL)を(ρL−ρs)とすることにより、分散媒体より密度の小さい化合物を均一に混合する条件に適用した。なお、指数t=1.4、定数φ=1.5を用いた。

0038

また、上記式(2)は、「化学工学便覧」((社)化学工学協会編、昭和63年発行、改訂五版、第891〜895ページ)に記載されている撹拌レイノルズ数Reを表す式(4)から導いたものである。
Re=ρnd2/η (4)
(ここで、式(4)中、d:翼径〔m〕,n:撹拌回転数〔s−1〕,ρ:分散液密度〔kg/m3〕,η:分散液粘度〔kg/m・s〕である。)

0039

本実施形態に係る分散液の製造方法は、分散媒体よりも密度が小さく、かつ常温で固体の化合物を分散媒体中に分散する製造方法であり、分散媒体よりも密度が小さく、かつ常温で固体の化合物であれば本方法に適用することができる。なお、本明細書において、「常温」とは25℃のことを指し、「常温で固体の化合物」とは、融点が25℃よりも高い化合物のことをいう。「分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物」としては、静電荷像現像用トナーに用いられる結着樹脂や離型剤、外添剤等が挙げられるが、静電荷像現像用トナーに用いられる結着樹脂や離型剤であることが好ましく、静電荷像現像用トナーに用いられる離型剤であることが特に好ましい。

0040

本実施形態では、分散媒体に分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物を分散した分散液の製造方法において、分散中の撹拌回転数及び冷却中の撹拌回転数を所定の値にすることにより、離型剤等の化合物の未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、離型剤分散液等の分散液を効率よく製造することができ、離型剤等の化合物の仕込み量に対して得率を向上することができる。また、粗大粒子の発生を抑制することができるため、例えば1m3以上の製造スケールであっても離型剤分散液中の離型剤粒子を、体積平均粒径で0.5μmより小さくかつ1.0μm以上の粒子が5%以下とすることができる。

0041

次に、静電荷像現像用トナーの製造に用いられる離型剤分散液の製造方法を例に、以下詳細に本発明の実施形態に係る分散液の製造方法について説明する。工程は前述の通りであり、使用する材料を示す。

0042

(離型剤)
静電荷像現像用トナーの製造に用いられる離型剤は、一般にトナーの結着樹脂との相溶性に乏しい物が好ましい。結着樹脂と相溶性に富む離型剤を用いると、離型剤が結着樹脂と溶け込み結着樹脂の可塑化を促し、高温定着時におけるトナーの粘度を低下させるためオフセットが発生しやすくなる。

0043

上記離型剤は凝集、融合、合一後最終的にトナーの結晶化度が35〜80の範囲に入る限りにおいて任意に用いることが出来、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;加熱により軟化点を示す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ワックスステアリン酸ステアリルベヘン酸ベヘニル等の高脂肪酸高級アルコールとのエステルワックス類;ステアリン酸ブチルオレイン酸プロピルモノステアリン酸グリセリド、ジステアリン酸グリセリド、ペンタエリスリトールテトラベヘネート等の高級脂肪酸単価又は多価低級アルコールとのエステルワックス類;ジエチレングリコールモノステアレートジプロピレングリコールジステアレート、ジステアリン酸ジグリセリド、テトラステアリン酸トリグリセリド等の高級脂肪酸と多価アルコール多量体とからなるエステルワックス類;ソルビタンモノステアレート等のソルビタン高級脂肪酸エステルワックス類;コレステリルステアレート等のコレステロール高級脂肪酸エステルワックス類などを挙げることができる。離型剤の結晶化度はX線解析法にて求めることが出来る。

0044

トナー中の離型剤量は、5〜25重量%の範囲が好ましく、更には8〜20重量%の範囲が特に好ましい。トナー中の離型剤の総量が5重量%未満であると、離型剤の絶対量として不足であるため、熱や圧力により定着画像が対向する用紙や画像に移行する、いわゆるドキュメントオフセットが生じてしまうことがある。25重量%を超えると、定着時に溶融するトナーの粘弾性が極めて低下し、ホットオフセットが発生したり、OHPは離型剤が染み込まないため定着ロールに離型剤が付着し、定着ロールの2回転目以降にもOHPに離型剤痕が残る、ワックスオフセットと呼ばれる現象が発生してしまうことがある。

0045

前記離型剤を用いた分散液中の離型剤粒子の体積平均粒径は、0.5μmより小さく、かつ1.0μm以上の粒子が5%以下であることが好ましい。体積平均粒径が0.5μm以上であると、離型剤がトナー表面へ露出して熱や圧力によって粉体特性が悪化する場合がある。また、離型剤が凝集工程で内包されない、合一工程で離型剤粒子が脱落してしまう問題が生じる場合がある。特にカラートナーを得る場合に於いては、離型剤粒子が大きいと乱反射によりOHP透過性が下がり、色再現性も低下することがある。なお、前記体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定機(日機装製、マイクロトラック9340UPA型)を用いて測定することができる。

0046

(分散媒体)
離型剤の分散に於ける分散媒体は、少なくとも水系であり、水、純水、イオン交換水が用いられる。

0047

(界面活性剤)
分散剤としては非イオン系界面活性剤アニオン系界面活性剤カチオン系界面活性剤等の界面活性剤が用いられる。本実施形態に係るトナーにおいては、一般的にはアニオン系界面活性剤は分散力が強く、樹脂粒子、着色剤の分散に優れているため、離型剤を分散させるための界面活性剤としてもアニオン系界面活性剤を用いることが有利である。

0048

非イオン系界面活性剤は、前記アニオン系界面活性剤またはカチオン系界面活性剤と併用されるのが好ましい。前記界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して使用してもよい。

0049

アニオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリン酸カリウムオレイン酸ナトリウムヒマシ油ナトリウム等の脂肪酸セッケン類;オクチルサルフェート、ラウリルサルフェート、ラウリルエーテルサルフェートノニルフェニルエーテルサルフェート等の硫酸エステル類;ラウリルスルホネートドデシルベンゼンスルホネート、トリイソプロピルナフタレンスルホネートジブチルナフタレンスルホネートなどのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム;ナフタレンスルホネートホルマリン縮合物、モノオクチルスルホサクシネートジオクチルスルホサクシネート、ラウリン酸アミドスルホネート、オレイン酸アミドスルホネート等のスルホン酸塩類;ラウリルホスフェートイソプロピルホスフェート、ノニルフェニルエーテルホスフェート等のリン酸エステル類ジオクチルスルホコハク酸ナトリウムなどのジアルキルスルホコハク酸塩類;スルホコハク酸ラウリル2ナトリウム等のスルホコハク酸塩類;などが挙げられる。

0050

カチオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリルアミン塩酸塩ステアリルアミン塩酸塩、オレイルアミン酢酸塩、ステアリルアミン酢酸塩、ステアリルアミノプロピルアミン酢酸塩等のアミン塩類ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジヒドロキシエチルメチルアンモニウムクロライドオレイルビスポリオキシエチレンメチルアンモニウムクロライド、ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパークレート、アルキルベンゼントリ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の4級アンモニウム塩類;などが挙げられる。

0051

非イオン性界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテルポリオキシエチレンオレイルエーテル等のアルキルエーテル類;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェニルエーテル類;ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンオレート等のアルキルエステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンオレイルアミノエーテル、ポリオキシエチレン大豆アミノエーテル、ポリオキシエチレン牛脂アミノエーテル等のアルキルアミン類;ポリオキシエチレンラウリン酸アミド、ポリオキシエチレンステアリン酸アミド、ポリオキシエチレンオレイン酸アミド等のアルキルアミド類;ポリオキシエチレンヒマシ油エーテル、ポリオキシエチレンナタネ油エーテル等の植物油エーテル類ラウリン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド等のアルカノールアミド類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等のソルビタンエステルエーテル類;などが挙げられる。

0052

界面活性剤の各分散液中における含有量としては、本実施形態の効果を阻害しない程度であれば良く、一般的には少量であり、具体的には0.01〜10重量%程度の範囲であり、より好ましくは0.05〜5重量%の範囲であり、さらに好ましくは0.1〜2重量%程度の範囲である。界面活性剤の含有量が0.01重量%未満であると、樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液等の各分散液が不安定になり、そのため凝集を生じたり、また凝集時に各粒子間の安定性が異なるため、特定粒子遊離が生じる等の問題があり、また、10重量%を超えると、粒子の粒度分布が広くなったり、また、粒径の制御が困難になる等の理由から好ましくない。

0053

<静電荷像現像用トナー及び静電荷像現像用トナーの製造方法>
本実施形態に係る静電荷像現像用トナーは、乳化重合凝集法などヘテロ凝集法により得られる。本実施形態に係る静電荷像現像用トナーの製造方法は、少なくとも樹脂粒子分散液、着色剤分散液及び前記離型剤分散液を混合後分散させてなる分散液中で樹脂粒子、着色剤及び離型剤を凝集させて凝集粒子を形成する工程と、加熱して凝集粒子を融合する工程と、を含む。すなわち、少なくとも樹脂粒子分散液、着色剤分散液、前記離型剤分散液を混合し、凝集粒子分散液を形成した後、樹脂粒子のガラス転移点以上の温度に加熱せしめ融合する。ヘテロ凝集法としては、乳化重合凝集法であることが好ましく、乳化重合凝集法は、混合工程、分散工程、凝集工程、付着工程、融合工程、冷却工程を有することが好ましい。以下、各工程について説明する。

0054

〔混合工程〕
混合工程は体積平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を分散した樹脂粒子分散液、及び着色剤を分散した着色剤分散液、離型剤を分散した離型剤分散液等を混合し、トナー組成物混合液を調製する工程である。ここで、少なくとも離型剤分散液は、本実施形態に係る分散液の製造方法により製造されたものである。

0055

この際、樹脂粒子分散液と着色剤分散液、樹脂粒子と離型剤分散液は直接接触しないように撹拌槽に供給することが好ましい。また、生産性をアップさせるためには、各分散液を同時に供給することが好ましく、同時に壁面で直接接触しないように撹拌槽に供給することがより好ましい。これは撹拌槽への供給ノズルの向きをそれぞれ反対方向に向ける、供給ノズルの距離を分散液同士が接触しない距離まで離す、一方の分散液を壁面を沿わせて供給し、もう一方を直接撹拌液上から供給する、一方または両方の分散液を撹拌液の内部まで配管で挿入する、及び、その他の分散液同士が直接接触しない装置、方法等により実現できる。

0056

更に必要に応じて、内添剤、帯電制御剤、無機粒子有機粒子滑剤研磨剤などの粒子を添加することも可能である。これら粒子の添加方法は、トナー組成物混合液中に、前記粒子を分散させてなる分散液を添加して混合してもよい。また、樹脂粒子分散液、着色剤分散液、離型剤分散液中に前記粒子を分散させてもよい。さらに、後述する分散工程でトナー組成物混合液中に添加してもよい。

0057

混合工程から冷却工程は撹拌槽にて行い、撹拌羽根はパドル翼、タービン翼、マリンプロペラ翼、エッジタービン翼、アンカー翼、ファウドラー翼、各種大型翼(マックスブレンド翼、フルゾーン翼等)等の一般に市販されているいかなる翼であってもよい。

0058

(樹脂粒子分散液)
樹脂粒子分散液に用いる樹脂(結着樹脂)としては、例えば、熱可塑性樹脂などを挙げることができ、具体的には、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種単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。

0059

これら樹脂の中でもビニル系樹脂が特に好ましい。ビニル系樹脂の場合、イオン性界面活性剤などを用いて乳化重合シード重合により樹脂分散液を容易に調製できる点で有利である。

0060

前記ビニル性重合性単量体の具体例としては、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または共重合体;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または共重合体;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または共重合体;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類の単独重合体または共重合体;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または共重合体;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または共重合体;などが挙げられる。

0061

本実施形態における結着樹脂には、必要に応じて架橋剤を添加することもできる。このような架橋剤の具体例としては、ジビニルベンゼンジビニルナフタレン等の芳香族の多ビニル化合物類;フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、テレフタル酸ジビニル、ホモフタル酸ジビニル、トリメシン酸ジビニル/トリビニル、ナフタレンジカルボン酸ジビニル、ビフェニルカルボン酸ジビニル等の芳香族多価カルボン酸の多ビニルエステル類ピリジンジカルボン酸ジビニル等の含窒素芳香族化合物のジビニルエステル類;ピロムチン酸ビニル、フランカルボン酸ビニル、ピロール−2−カルボン酸ビニルチオフェンカルボン酸ビニル等の不飽和複素環化合物カルボン酸のビニルエステル類;ブタンジオールメタクリレートヘキサンジオールアクリレートオクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタアクリル酸エステル類ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類コハク酸ジビニル、フマル酸ジビニル、マレイン酸ビニル/ジビニル、ジグリコール酸ジビニル、イタコン酸ビニル/ジビニル、アセトンジカルボン酸ジビニル、グルタル酸ジビニル、3,3’−チオジプロピオン酸ジビニル、trans−アコニット酸ジビニル/トリビニル、アジピン酸ジビニルピメリン酸ジビニル、スベリン酸ジビニル、アゼライン酸ジビニル、セバシン酸ジビニル、ドデカン二酸ジビニル、ブラシル酸ジビニル等の多価カルボン酸の多ビニルエステル類;等が挙げられる。

0062

本実施形態において、これらの架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いても良い。また、上記架橋剤のうち、本実施形態における架橋剤としては、合一状態で結着樹脂を必要以上に高粘度にしないために、冷却時における離型剤のトナー表面への析出を抑制できるブタンジオールメタクリレート、ヘキサンジオールアクリレート、オクタンジオールメタクリレート、デカンジオールアクリレート、ドデカンジオールメタクリレート等の直鎖多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ネオペンチルグリコールジメタクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン等の分枝、置換多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル類;ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類などを用いることが好ましい。

0063

前記架橋剤の好ましい含有量は、重合性単量体総量の0.05〜5重量%の範囲が好ましく、0.1〜1.0重量%の範囲がより好ましい。

0064

本実施形態におけるトナーに用いる結着樹脂は、重合性単量体のラジカル重合等により製造することができる。

0065

ここで用いるラジカル重合用開始剤としては、特に制限はない。具体的には、過酸化水素過酸化アセチル、過酸化クミル、過酸化tert−ブチル、過酸化プロピオニル過酸化ベンゾイル、過酸化クロロベンゾイル、過酸化ジクロロベンゾイル、過酸化ブロモメチルベンゾイル過酸化ラウロイル過硫酸アンモニウム過硫酸ナトリウム過硫酸カリウムペルオキシ炭酸ジイソプロピルテトラリンヒドロペルオキシド、1−フェニル−2−メチルプロピル−1−ヒドロペルオキシド、過トリフェニル酢酸tert−ブチルヒドロペルオキシド、過蟻酸tert−ブチル、過酢酸tert−ブチル、過安息香酸tert−ブチル、過フェニル酢酸tert−ブチル、過メトキシ酢酸tert−ブチル、過N−(3−トルイルカルバミン酸tert−ブチル等の過酸化物類、2,2’−アゾビスプロパン、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスプロパン、1,1’−アゾ(メチルエチルジアセテート、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩酸塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)硝酸塩、2,2’−アゾビスイソブタン、2,2’−アゾビスイソブチルアミド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオン酸メチル、2,2’−ジクロロ−2,2’−アゾビスブタン、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、1,1’−アゾビス(1−メチルブチロニトリル−3−スルホン酸ナトリウム)、2−(4−メチルフェニルアゾ)−2−メチルマロノジニトリル、4,4’−アゾビス−4−シア吉草酸、3,5−ジヒドロキシメチルフェニルアゾ−2−メチルマロノジニトリル、2−(4−ブロモフェニルアゾ)−2−アリルマロノジニトリル、2,2’−アゾビス−2−メチルバレロニトリル、4,4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸ジメチル、2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサンニトリル、2,2’−アゾビス−2−プロピルブチロニトリル、1,1’−アゾビス−1−クロロフェニルエタン、1,1’−アゾビス−1−シクロヘキサンカルボニトリル、1,1’−アゾビス−1−シクロプタンニトリル、1,1’−アゾビス−1−フェニルエタン、1,1’−アゾビスクメン、4−ニトロフェニルアゾベンジルシアノ酢酸エチル、フェニルアゾジフェニルメタン、フェニルアゾトリフェニルメタン、4−ニトロフェニルアゾトリフェニルメタン、1,1’−アゾビス−1,2−ジフェニルエタンポリビスフェノールA−4,4’−アゾビス−4−シアノペンタノエート)、ポリ(テトラエチレングリコール−2,2’−アゾビスイソブチレート)等のアゾ化合物類、1,4−ビスペンタエチレン)−2−テトラゼン、1,4−ジメトキシカルボニル−1,4−ジフェニル−2−テトラゼン等が挙げられる。

0066

本実施形態におけるトナーに用いる樹脂の分子量調整は、連鎖移動剤を用いて行うこともできる。該連鎖移動剤としては、特に制限はなく、具体的には炭素原子硫黄原子との共有結合を持つものがよく、より具体的には、n−プロピルメルカプタンn−ブチルメルカプタンn−アミルメルカプタン、n−ヘキシルメルカプタン、n−ヘプチルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ノニルメルカプタン、n−デシルメルカプタン等のn−アルキルメルカプタン類;イソプロピルメルカプタン、イソブチルメルカプタン、s−ブチルメルカプタン、tert−ブチルメルカプタン、シクロヘキシルメルカプタン、tert−ヘキサデシルメルカプタン、tert−ラウリルメルカプタン、tert−ノニルメルカプタン、tert−オクチルメルカプタン、tert−テトラデシルメルカプタン等の分鎖型アルキルメルカプタン類;アリルメルカプタン、3−フェニルプロピルメルカプタン、フェニルメルカプタンメルカプトトリフェニルメタン等の含芳香環系メルカプタン類;などを挙げることができる。

0067

本実施形態に用いる結着樹脂のガラス転移点は40℃〜70℃の範囲にあることが好ましい。更に45℃〜60℃の範囲にあることがより好ましい。ガラス転移点が40℃より低いとトナー粉体が熱でブロッキングしやすく、70℃以上であると定着温度が高くなりすぎてしまう場合がある。

0068

また、本実施形態に用いる結着樹脂は、重量平均分子量Mwが6000〜45000の範囲にあることが好ましく、結着樹脂がポリエステル系の場合は6000〜10000の範囲、ビニル樹脂系の場合は24000〜36000の範囲にあることがより好ましい。

0069

重量平均分子量Mwが45000より大きいと、定着時の粘弾性が高く高光沢に必要な平滑な定着画像表面が得られにくく、重量平均分子量Mwが6000より小さいと、定着工程時のトナーの溶融粘度が低く、凝集力に乏しいためホットオフセットが生じてしまう場合がある。また、結着樹脂がポリエステル系の場合、重量平均分子量Mwが10000を超えると、水系媒体中に分散しにくくなる。

0070

本実施形態に用いる結着樹脂の重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnは、3.3以下であるこが好ましく、さらに2.8以下が好ましい。離型剤の定着像表面への移行を速やかなものとするため、及び平滑な定着像表面を得るためには適度な低粘度が有利であり、結着樹脂の分子量分布が狭いことが好ましい。Mw/Mnが3.3より大きいと、高光沢に必要な平滑な定着画像表面が得られにくくなってしまう。

0071

前記分散液中の樹脂粒子の体積平均粒径は、1μm以下が好ましく、0.01〜1μmの範囲がより好ましい。体積平均粒径が1μmを超えると、凝集融合して得られるトナー粒子の粒度分布が広くなったり、遊離粒子が発生してトナーの性能や信頼性の低下を招きやすい。本実施形態では上記体積平均粒径を前記の範囲に調製することにより、凝集粒子中への樹脂粒子の分散を良好にし、トナー粒子間組成偏在を抑制することができ、トナー性能や信頼性のバラツキを低く抑えることができるという利点がある。なお、前記体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定機(日機装製、マイクロトラック9340UPA型)を用いて測定することができる。

0072

上記したような本実施形態のトナーに用いられる樹脂粒子の作製は、乳化重合等の公知の重合方法を用いて、記述したような重量平均分子量Mw及び重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnを満たすことができるのであれば、いかなる重合方法・重合条件により作製されるものであってもよい。また、溶液重合、懸濁重合、塊状重合等で作製した上記Mw、Mw/Mnを満たす結着樹脂を上記粒径範囲に分散して作製してもよい。

0073

(着色剤分散液)
本実施形態におけるトナーに用いられる着色剤としては、例えばカーボンブラッククロムイエロー、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、ピラゾロ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ブリリアントカーミン3Bブリリアントカーミン6Bデュポンオイルレッドピラゾロン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、マラカライトグリーンオキサレート、などの種々の顔料:アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系チアゾール系、キサンテン系などの各種染料などを挙げることができる。これらの着色剤は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。

0074

前記着色剤を用いた着色剤粒子の体積平均粒径は、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.01〜0.5μmの範囲がさらに好ましい。体積平均粒径が1μmを超えると、最終的に得られる静電荷像現像用トナーの粒度分布が広くなったり、遊離粒子が発生しやすくなり、トナーの性能や信頼性の低下を招きやすい。

0075

体積平均粒径を前記の範囲に調製することにより、凝集粒子中への着色剤への分散を良好にし、トナー粒子間の組成の偏在を抑制することができ、トナー性能や信頼性のバラツキを低く抑えることができるという利点がある。そして、体積平均粒子を0.5μm以下にすることにより、トナーの発色性、色再現性、OHP透過性等を一層向上させることができる。なお、前記体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定機(日機装製、マイクロトラック9340UPA型)を用いて測定することができる。

0076

前記凝集粒子における着色剤の含有量は、50重量%以下が好ましく、2〜20重量%の範囲がより好ましい。

0077

本実施形態のトナーに用いられる着色剤分散液の作製は、例えばボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、ナノマイザー、マイクロフルイダイザー、アルティマイザー、ゴーリン等の高圧型分散機、などの公知の分散方法を用いて、記述したような粒径、含有量を満たすことができるのであれば、いかなる方法・条件により作製されるものであってもよい。

0078

また、着色剤分散液を安定化させるために、分散媒体中に前述の界面活性剤を用いてもよい。

0079

(内添剤、帯電制御剤、無機粒子、有機粒子、滑剤、研磨剤などの粒子)
前記内添剤としては、例えば、フェライトマグネタイト還元鉄コバルトマンガンニッケル等の金属、合金、又はこれら金属を含有する化合物などの磁性体などを挙げることができる。

0080

前記無機粒子としては、例えばシリカチタニア炭酸カルシウム炭酸マグネシウムリン酸三カルシウム酸化セリウム通常トナー表面の外添剤を使用することができる。

0081

また、前記有機粒子としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等、通常トナーの表面の外添剤を使用することができる。なお、これらの無機粒子や有機粒子は流動性助剤クリーニング助剤等として使用することができる。

0082

前記滑剤としては、例えばエチレンビスステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミドステアリン酸亜鉛ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩等を挙げることができる。

0083

また、前記研磨剤としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどを挙げることができる。

0084

これらの内添剤、帯電制御剤、無機粒子、有機粒子、滑剤、研磨剤などの粒子は、本実施形態の目的を阻害しない範囲であれば適宜添加することができるが、一般的にごく少量であり、具体的には0.01〜5重量%の範囲が好ましく、0.01〜3重量%の範囲がより好ましい。

0085

また、これらの粒子の体積平均粒径は、1μm以下が好ましく、0.01〜1μmの範囲がより好ましい。体積平均粒径が1μmを超えると、最終的に得られる静電荷像現像用トナーの粒度分布が広くなったり、遊離粒子が発生しやすくなり、トナーの性能や信頼性の低下を招きやすい。本実施形態では、体積平均粒径を前記の範囲に調製することにより、トナー粒子間の組成の偏在を抑制することができ、トナー性能や信頼性のバラツキを低く抑えることができるという利点がある。なお、前記体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定機(日機装製、マイクロトラック9340UPA型)を用いて測定することができる。

0086

(分散媒体)
樹脂粒子、着色剤、上記その他の粒子の分散液に使用される分散媒体は、少なくとも樹脂粒子、着色剤、上記その他の粒子と相溶性のない、水、イオン交換水、蒸留水等が用いられる。

0087

〔分散工程〕
分散工程は前記混合工程に於いて作製したトナー組成物混合液を分散させ、トナー組成物分散液を作製する工程である。

0088

分散させる装置としては、一般に市販されている乳化機(分散機を含む)を用いて行われ、例えば、ウルトラタラックス(IKA社製)、ポリトロンキネマティカ社製)、TKオートホモミクサー(特殊機化工業社製)、ナシナルクッキングミキサー松下電器産業社製)等のバッチ式乳化機、エバラマイルダー(荏原製作所社製)、TKパイプラインホモミクサー、TKホモミックラインフロー、TKフィルミックス(以上、特殊機化工業社製)、コロイドミル(神鋼パンテック社製)、スラッシャー、トリゴナ湿式微粉砕機(以上、三井三池化工機製)、キャビトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工社製)等の連続式乳化機、クレアミクスエムテクニック社製)等のバッチ又は連続両用乳化機、マイクロフルイダイザー(みづほ工業社製)、ナノマイザー(ナノマイザー社製)、アルティマイザー(スギマシン社製)、ゴーリン(ゴーリン社製)、ニロ・ソアビ(ニロ・ソアビ社製)等の高圧乳化機、膜乳化機(冷化工業社製)等の膜乳化機、バイブロミキサー(冷化工業社製)等の振動式乳化機、超音波ホモジナイザーブランソン社製)等の超音波乳化機等が挙げられる。

0089

これら乳化機は槽内に設置し、分散してもよい。また、槽外に設置して配管にて接続して循環して分散してもよい。この場合、強制的に循環流れを作るようポンプにより乳化機に供給してもよい。これら乳化機の分散部分を通過する回数は平均1回以上100回以下であることが好ましい。1回未満であると分散が不充分であり、100回以上であると時間を要し、生産性が悪化する場合がある。

0090

〔凝集工程〕
凝集工程は、前記分散工程に於いて作製したトナー組成物分散液を、撹拌しながら結着樹脂のガラス転移温度プラスマイナス5〜10℃程度の温度範囲で加熱することにより樹脂粒子、着色剤及び離型剤などを凝集させて、トナー組成物凝集粒子分散液を作製する工程である。

0091

トナー組成物凝集粒子はヘテロ凝集等により形成され、該凝集粒子の安定化、粒度/粒度分布制御を目的として、前記凝集粒子とは極性が異なるイオン性界面活性剤や、金属塩等の一価以上の電荷を有する凝集剤が添加される。また、pH変化により凝集粒子を発生させ、凝集粒子の粒径を調整することができる。上記凝集剤の添加は凝集工程及び/又は、前記混合工程及び/又は分散工程で添加してもよい。

0092

(凝集剤)
上記凝集剤としては、一価以上の電荷を有する化合物が好ましく、その具体例としては、イオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤類、塩酸硫酸硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸類塩化マグネシウム塩化ナトリウム硫酸アルミニウム硫酸カルシウム硫酸アンモニウム硝酸アルミニウム硝酸銀硫酸銅炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム蟻酸カリウムシュウ酸ナトリウムフタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩、アミノ酸の金属塩、トリエタノールアミン塩酸塩アニリン塩酸塩等の脂肪族芳香族アミン類無機酸塩類等が挙げられる。

0093

より好ましくは塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸等の無機、有機の金属塩であり、さらに好ましくは硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム等の多価の無機金属塩が凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去等の点で好適に用いることができる。

0094

これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、樹脂粒子に対して、一価の場合は3重量%以下程度、二価の場合は1重量%以下程度、三価の場合は0.5重量%以下程度である。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物が好ましい。さらには無機金属塩の重合体の方がより適している。

0095

なお、凝集粒子の体積平均粒径は3〜10μmの範囲にあることが好ましい。

0096

〔付着工程〕
付着工程は前記分散工程に於いて作製したトナー組成物凝集粒子に粒子を付着させ、トナー組成物微粒子付着粒子分散液を作製する工程である。なお、付着工程は必ずしも行わなくてよい。

0097

付着工程では、添加される粒子は、トナー組成物凝集粒子に、トナー組成物凝集粒子から見て新たに追加される粒子に該当するので、本明細書では「追加粒子」と記載する場合がある。追加粒子としては、樹脂粒子の他に離型剤粒子、着色剤粒子等を単独もしくは複数組み合わせたものであってもよい。付着工程における粒子分散液を追加混合する方法としては、特に制限はなく、例えば徐々に連続的に行ってもよいし、複数回に分割して段階的に行ってもよい。

0098

付着工程を設けることにより、擬似的なシェル構造を形成することができ、着色剤や離型剤などの内添物のトナー表面露出を低減でき、結果として帯電性やキャリアの寿命を向上させ、また、流動性や保管性を悪化させることを無くすことができ、結果としてコストの削減や品質の改善となる点で有利である。特に、本実施形態においては、離型剤を使用するため、付着工程により樹脂粒子を主体とした追加粒子を添加することが好ましい。すなわち、上記のようにして形成された凝集粒子に、樹脂粒子(追加粒子)を追加添加し、凝集粒子の表面に被覆層を形成することが好ましい。

0099

〔融合工程〕
融合工程は前記付着工程に於いて作製したトナー組成物微粒子付着粒子を樹脂粒子のガラス転移点以上の温度に加熱し凝集体を融合させ、トナー組成物融合粒子分散液を作製する工程である。

0100

融合工程においては、前記凝集粒子中の樹脂粒子が、その結着樹脂の例えばガラス転移温度プラス10℃以上の温度条件で溶融し、凝集粒子は不定形から徐々に球形へと変化して行く。このとき凝集粒子の形状は不定形であるが、融合により球形に近くなっていく。所望の形状になった段階でトナーの加熱を中止し、冷却する。

0101

なお、高温で融合したり、高濃度で融合する時には、凝集粒子の粒子間融着を防ぎ、シャープな粒度分布を維持する及び/又は形状変化の速度を調整するために、任意の安定化処理策、例えば樹脂粒子分散液と同電荷の界面活性剤、高分子保護コロイドなどを添加する方法を採用することができる。この場合、凝集過程で添加される反対電荷の界面活性剤とは違い、ここで用いる安定化用界面活性剤は凝集粒子の表面に吸着され、残留界面活性剤の原因となる。

0102

よって、本実施形態における最も好ましい態様とは、凝集工程に於ける分散媒体として水を使用する場合、分散系のpHを3から12の間で調整して粒子の電気的引力反発力を制御することにより、凝集の進行を停止して、分散系を安定化させることができる。この場合、一般的には表面電位カチオンタイプならばより低いpHで、アニオンタイプならばより高いpHで安定化することができるが、pHが上記の範囲を外れると、樹脂粒子の加水分解等の化学的な分解安定性の観点、さらに過渡の安定性は凝集粒子自体の破壊につながる観点から問題となる。この操作は融合工程の始めに行っておくと、昇温中に凝集が進行することなく好ましい。

0103

(pH調整)
また、融合中にpHを調整することにより、形状変化速度を調整することが可能である。pHの調整は、酸及び/又はアルカリを添加することによって行われる。酸は特に限定されないが、塩酸、硝酸、硫酸等の無機酸の0.1〜50重量%水溶液が好ましい。アルカリは特に限定されないが、水酸化ナトリウム水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物の0.1〜50重量%水溶液が好ましい。

0104

〔冷却工程〕
冷却工程は前記融合工程に於いて作製したトナー組成物融合粒子分散液を、樹脂のガラス転移点以下の温度まで、冷却してトナー分散液を作製する工程である。後述する洗浄工程に於いて、界面活性剤を除去し易くするために、冷却中にpH調整を行ってもよい。

0105

本実施形態における静電荷像現像用トナーの製造方法においては、必要に応じて、以下の工程を付加することができる。

0106

〔洗浄工程〕
まず、上記冷却工程で作製したトナー分散液から、水系媒体を除去、洗浄及び脱水する工程である。この洗浄工程では冷却工程で作製したトナー分散液を酸処理および水洗を実施する。さらに品質を良化させるためにアルカリ処理を行ってもよい。

0107

〔乾燥工程〕
さらに、その次の工程は乾燥工程である。この工程では、洗浄工程で作製したトナーケーキを乾燥することにより、トナー粒子とする。

0108

外添工程〕
さらに、その次の工程は外添工程である。この工程では乾燥工程で作製したトナー粒子の表面に、流動性向上その他の目的として、種々の樹脂粉無機化合物を外添剤として添加して、トナー外添粒子とする。

0109

樹脂粉としてPMMAナイロンメラミンベンゾグアナミンフッ素系樹脂球状粒子を用いることができる。種々の公知の無機化合物としては、例えば、SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、CuO、ZnO、SnO2、CeO2、Fe2O3、BAO、CAO、K2O、Na2O、ZrO2、CaO・SiO2、CaCO3、K2O(TiO2)n、MgCO3、Al2O3・2SiO2、BaSO4、MgSO4等を例示することができ、好ましくはSiO2、TiO2、Al2O3が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、またこれらの1種あるいは2種以上を併用しても構わない。

0110

また、外添剤の体積平均粒径は、0.1μm以下のものが好ましく、外添剤の添加量は、トナー粒子に対して、0.1〜20重量%の範囲で用いることができる。

0111

分工程〕
さらに、その次の工程は篩分工程である。この工程では外添工程で作製したトナー外添粒子を篩分することにより、静電荷像現像用トナーとするものである。

0112

これらの工程においては、トナーが凝集や粉砕を起こさない方法である限り、洗浄、乾燥、外添及び篩分は如何なる方法で行ってもよい。

0113

本実施形態では、上記分散液の製造方法により製造した離型剤分散液を使用することにより、特に発色性、透過性定着性両立できる信頼性の高い静電荷像現像用トナー及びその製造方法を提供することができる。

0114

静電荷像現像用現像剤
上記トナーは、目的に応じて成分組成を選択することができる。単独で用いて1成分用現像剤として使用してもよいし、キャリアと組み合わせて2成分現像剤として用いてもよいが、本実施形態においては高プロセススピード対応を目的とするため、高速適性に優れた2成分現像剤として用いるのが好ましい。

0115

ここで用いるキャリアは、特に制限されることはなく、それ自体公知のキャリアを用いることができる。

0116

前記キャリアの具体例として、樹脂被覆キャリアを次に説明する。キャリアの核体粒子芯材)としては、通常の鉄粉、フェライト、マグネタイト造型物などを使用でき、その体積平均粒径D50vは30〜200μmの範囲が適当である。

0117

核体粒子の被覆樹脂としては、例えば、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;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α−メチレン脂肪酸モノカルボン酸類ジメチルアミノエチルメタクリレート等の含窒素アクリル類;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、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン等のビニルピリジン類;ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロベニルケトン等のビニルケトン類、エチレン、プロピレン等のオレフィン類、フッ化ビニリデンテトラフルオロエチレンヘキサフルオロエチレン等のビニル系フッ素含有モノマ;等の単独重合体、又は2種類以上のモノマからなる共重合体、さらに、メチルシリコーンメチルフェニルシリコーン等のシリコーン類、ビスフェノール、グリコール等を含有するポリエステル類、エポキシ樹脂、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、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。

0118

これらの樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。被覆樹脂の使用量は、核体粒子100重量部に対して0.1〜10重量部の範囲が好ましく、0.5〜3.0重量部の範囲がより好ましい。

0119

キャリアの製造には、加熱型ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、UMミキサーなどを使用することができ、被覆樹脂量によっては、加熱型流動転動床、加熱型キルンなどを使用することができる。本実施形態に用いられる現像剤におけるトナーとキャリアとの混合比は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

0120

画像形成方法
本実施形態の静電荷像現像用トナーを用いる画像形成方法は、静電荷像担持体表面に静電荷像を形成する工程と、トナーを含む静電荷像現像剤により現像剤担持体表面の前記静電荷像を現像してトナー画像を形成する工程と、トナー画像を被記録体表面に転写する工程と、トナー画像を熱定着する工程と、を有する画像形成方法である。各工程は、それ自体一般的な工程であり、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おり、本明細書に好適に適用可能である。なお、本実施形態の画像形成方法は、それ自体公知のコピー機ファクシミリ機レーザープリンター等の画像形成装置を用いて実施することができる。また、トナー画像を転写体上に転写する工程では、静電荷像担持体上のトナー画像を直接、被記録体に転写する方式で行われてもよいし、中間転写体を介して被記録体に転写する方式で行われてもよい。

0121

本実施形態の静電荷像現像用トナーに用いる定着装置は、それ自体公知の定着装置を用いることができる。定着装置の加熱部材には離型層を設けることが好ましい。該離型層は、トナーを付着させない目的で、トナーに対して離型性の優れた材料、例えばシリコーンゴムや、フッ素系樹脂等で形成するのが好ましい。該フッ素系樹脂の具体例としては、例えば、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロエチレンとの共重合体が好ましく挙げられる。前記離型層の厚みは、目的に応じて適宜選択することができるが、10〜60μmの範囲が好ましい。

0122

本実施形態におけるトナー構成では、離型剤を含有するためシリコーンオイル等の加熱部材に塗布する離型性液体は不要であるが、高温定着領域確保等の目的でA4用紙1枚当たりにつき1μL以下程度使用してもよい。

0123

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

0124

予め、以下の方法で樹脂粒子分散液、着色剤分散液および離型剤分散液を製造した。

0125

(樹脂粒子分散液1の調製)
油相
スチレン370重量部
n−ブチルアクリレート30重量部
アクリル酸8重量部
ドデカンチオール24重量部
四臭化炭素4重量部
水相1〕
イオン交換水550重量部
非イオン性界面活性剤(三洋化成工業社製、ノニポール400) 6重量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンSC) 10重量部
〔水相2〕
イオン交換水 50重量部
過硫酸アンモニウム4重量部
上記の油相成分および水相1の成分を重合槽中に入れて撹拌混合エマルジョン溶液とした。これに水相2の成分を10分間で投入し、気相部を窒素置換し撹拌しながら70℃まで加熱した。そのまま70℃で5時間重合を行い、体積平均粒径が155nmの樹脂粒子分散液1を得た。なお、樹脂粒子分散液の体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定機(日機装製、マイクロトラック9340UPA型)を用いて測定した。

0126

(樹脂粒子分散液2の調製)
〔油相〕
スチレン290重量部
n−ブチルアクリレート90重量部
β−カルボエチルアクリレート15重量部
ドデカンチオール5重量部
〔水相1〕
イオン交換水195重量部
アニオン性界面活性剤(ローディア社製、DOFAX2A1) 5重量部
〔水相2〕
イオン交換水 395重量部
アニオン性界面活性剤(ローディア社製、DOWFAX2A1) 1重量部
過硫酸アンモニウム4重量部
上記の油相成分および水相1の成分を撹拌槽中に入れて撹拌混合しエマルジョン溶液とした。また、重合槽に水相2の成分を投入し、気相部を窒素置換し撹拌しながら75℃まで加熱した。次にエマルジョン溶液を重合槽内に3時間かけて徐々に滴下し乳化重合を行った。滴下終了後さらに75℃で3時間重合を行い、体積平均粒径が250nmの樹脂粒子分散液2を得た。

0127

(着色剤分散液Kの調製)
カーボンブラック(キャボット社製、Regal330) 50重量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンR) 6重量部
イオン交換水194重量部
上記成分を常温にて十分混合した後、分散機アルティマイザー(株式会社スギノマシン社製)で分散処理を行い、体積平均粒径(D50v)が250nmの着色剤分散液Kを得た。

0128

次に、図1に示す分散液製造装置1を使用して離型剤分散液の調製を行った。

0129

<実施例1>
(離型剤分散液1の調製)
〔混合工程〕
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 450重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 90重量部
イオン交換水960重量部
上記成分を表1に示す3m3の撹拌槽(槽径Dt:1.2m)を使用して撹拌回転数140rpmにて20℃で1時間撹拌し、混合した。

0130

〔昇温融解工程〕
次に混合液を離型剤の融点+10℃である95℃に加熱し、撹拌回転数140rpmにて30分間撹拌した。

0131

〔分散工程〕
分散機としてゴーリンホモジナイザー(ゴーリン社製)を撹拌槽外に設置して、昇温融解した混合液を撹拌槽にて撹拌し、撹拌槽底から配管を通して分散機に循環させながら供給し、35Mpaの条件で9時間分散処理を行った。撹拌槽における撹拌羽根としては、4枚傾斜パドル2段(翼径Di:0.48m)を使用した。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは107.3rpmであったので、撹拌羽根の撹拌回転数N1を140rpmとした。また、化合物密度ρs〔kg/m3〕はメスシリンダ内で水没させて体積を測定し、重量から算出した。分散媒体粘度μL〔kg/m・s〕はE形粘度計(トキメック製ED形)を使用して測定した。化合物の粒径dp〔m〕はノギスを使用して求めた。なお、分散媒体(水)の密度ρLは1000〔kg/m3〕とした。

0132

〔冷却工程〕
分散工程で作製された混合液を撹拌しながら離型剤の融点以下40℃まで60分間かけて冷却し、離型剤分散液1を得た。この時、液の循環は停止した。冷却時における撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが9398となる50rpmとした。なお、分散液密度ρ〔kg/m3〕はメスシリンダによる体積と重量とから算出した。分散液粘度μ〔kg/m・s〕はE形粘度計(トキメック製ED形)を使用して求めた。

0133

冷却後の離型剤分散液1において白色の浮遊物は観察されなかった。また、得られた離型剤分散液1を1mmのメッシュに通したが、メッシュ詰まりはほとんど発生せず、1mmメッシュ上の残留物の重量は0.4kgであった。結果を表1に示す。

0134

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液1の固形分濃度は30重量%であった。固形分濃度は乾燥前重量と150℃、30分間乾燥後の重量より求めた。また、離型剤分散液1における離型剤粒子の体積平均粒径は0.28μmであり、1.0μm以上の粒子は0%であった。なお、離型剤粒子の体積平均粒径及び1.0μm以上の粒子の体積%はレーザー回折式粒度分布測定機(日機装製、マイクロトラック9340UPA型)を用いて測定した。

0135

<実施例2>
(離型剤分散液2の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 600重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 90重量部
イオン交換水810重量部
上記成分を使用した以外は実施例1と同様にして、離型剤分散液2の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは121.8rpmであったので、撹拌羽根の撹拌回転数N1を140rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが8271となる110rpmとした。

0136

冷却後の離型剤分散液2において白色の浮遊物は観察されなかった。また、得られた離型剤分散液2を1mmのメッシュに通したが、メッシュ詰まりはほとんど発生せず、1mmメッシュ上の残留物の重量は0.4kgであった。結果を表1に示す。

0137

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液2の固形分濃度は40重量%であった。また、離型剤分散液2における離型剤粒子の体積平均粒径は0.25μmであり、1.0μm以上の粒子は0%であった。

0138

<実施例3>
(離型剤分散液3の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 150重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 30重量部
イオン交換水320重量部
上記成分を使用し、1.5m3の撹拌槽(槽径Dt:0.85m)、撹拌羽根としては、4枚傾斜パドル2段(翼径Di:0.34m)を使用した以外は実施例1と同様にして、離型剤分散液3の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは143.8rpmであったので、撹拌羽根の撹拌回転数N1を220rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが9431となる100rpmとした。

0139

冷却後の離型剤分散液3において白色の浮遊物は観察されなかった。また、得られた離型剤分散液3を1mmのメッシュに通したが、メッシュ詰まりはほとんど発生せず、1mmメッシュ上の残留物の重量は0.4kgであった。結果を表1に示す。

0140

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液3の固形分濃度は30重量%であった。また、離型剤分散液3における離型剤粒子の体積平均粒径は0.28μmであり、1.0μm以上の粒子は0%であった。

0141

<比較例1>
(離型剤分散液4の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 300重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 60重量部
イオン交換水640重量部
上記成分を使用した以外は実施例1と同様にして、離型剤分散液4の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは107.3rpmであったが、撹拌羽根の撹拌回転数N1を75rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが14098となる75rpmとした。

0142

冷却後の離型剤分散液4において白色の固形物が観察された。また、得られた離型剤分散液4を1mmのメッシュに通したところ、メッシュ詰まりが発生し、1mmメッシュ上の残留物の重量は10kgであった。結果を表1に示す。

0143

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液4の固形分濃度は27重量%であり、所定の固形分濃度より低かった。また、離型剤分散液4における離型剤粒子の体積平均粒径は0.35μmであり、1.0μm以上の粒子は0%であった。

0144

<比較例2>
(離型剤分散液5の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 450重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 90重量部
イオン交換水960重量部
上記成分を使用した以外は実施例1と同様にして、離型剤分散液5の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは107.3rpmであったので、撹拌羽根の撹拌回転数N1を140rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが26316となる140rpmとした。

0145

冷却後の離型剤分散液5において白色の泡状物が観察された。また、得られた離型剤分散液5を1mmのメッシュに通したところ、メッシュ詰まりが発生し、1mmメッシュ上の残留物の重量は1.5kgであった。結果を表1に示す。

0146

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液5の固形分濃度は29重量%であり、所定の固形分濃度よりやや低かった。また、離型剤分散液5における離型剤粒子の体積平均粒径は0.30μmであり、1.0μm以上の粒子は0%であった。

0147

<比較例3>
(離型剤分散液6の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 450重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 90重量部
イオン交換水960重量部
上記成分を使用した以外は実施例1と同様にして、離型剤分散液6の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは107.3rpmであったが、撹拌羽根の撹拌回転数N1を75rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが9398となる50rpmとした。

0148

冷却後の離型剤分散液6において白色の固形物が観察された。また、得られた離型剤分散液6を1mmのメッシュに通したところ、激しいメッシュ詰まりが発生し、1mmメッシュ上の残留物の重量は測定不能であった。結果を表1に示す。

0149

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液6の固形分濃度は5重量%であり、所定の固形分濃度よりはるかに低かったため、評価に値しなかった。従って、粒度測定とトナー化は実施しなかった。

0150

<比較例4>
(離型剤分散液7の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 150重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 30重量部
イオン交換水320重量部
上記成分を使用して実施例3と同様にして、離型剤分散液7の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは143.8rpmであったが、撹拌羽根の撹拌回転数N1を120rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが11317となる120rpmとした。

0151

冷却後の離型剤分散液7において白色の固形物が観察された。また、得られた離型剤分散液7を1mmのメッシュに通したところ、激しいメッシュ詰まりが発生し、1mmメッシュ上の残留物の重量は測定不能であった。結果を表1に示す。

0152

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液7の固形分濃度は8重量%であり、所定の固形分濃度よりはるかに低かったため、評価に値しなかった。従って、粒度測定とトナー化は実施しなかった。

0153

<比較例5>
(離型剤分散液8の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 150重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 30重量部
イオン交換水320重量部
上記成分を使用して実施例3と同様にして、離型剤分散液8の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは143.8rpmであったので、撹拌羽根の撹拌回転数N1を220rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが11317となる120rpmとした。

0154

冷却後の離型剤分散液8において白色の泡状物が観察された。また、得られた離型剤分散液8を1mmのメッシュに通したところ、メッシュ詰まりが発生し、1mmメッシュ上の残留物の重量は0.8kgであった。結果を表1に示す。

0155

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液8の固形分濃度は29.5重量%であり、所定の固形分濃度よりやや低かった。また、離型剤分散液8における離型剤粒子の体積平均粒径は0.30μmであり、1.0μm以上の粒子は0%であった。

0156

<比較例6>
(離型剤分散液9の調製)
パラフィンワックス(密度930g/cm3、融点85℃) 150重量部
カチオン性界面活性剤(花王社製、サニゾールB50) 30重量部
イオン交換水320重量部
上記成分を使用して実施例3と同様にして、離型剤分散液9の調製を行った。前記式(1)で与えられる撹拌回転数Nは143.8rpmであったが、撹拌羽根の撹拌回転数N1を120rpmとした。また、冷却工程における、撹拌羽根の撹拌回転数N2は撹拌レイノルズ数Reが9431となる100rpmとした。

0157

冷却後の離型剤分散液9において白色の固形物が観察された。また、得られた離型剤分散液9を1mmのメッシュに通したところ、激しいメッシュ詰まりが発生し、1mmメッシュ上の残留物の重量は測定不能であった。結果を表1に示す。

0158

1mmメッシュを通過させ、1時間静置した後の槽底近傍の離型剤分散液9の固形分濃度は10重量%であり、所定の固形分濃度よりはるかに低かったため、評価に値しなかった。従って、粒度測定とトナー化は実施しなかった。

0159

0160

このように、分散媒体に分散媒体よりも密度が小さくかつ常温で固体の化合物を分散した分散液の製造方法において、分散中の撹拌回転数N1及び冷却中の撹拌回転数N2を所定の値とした実施例1〜3では、離型剤の未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制し、離型剤分散液を所定の固形分濃度で効率よく製造することができた。一方、分散中の撹拌回転数N1及び冷却中の撹拌回転数N2を所定の値としなかった比較例1〜6では、離型剤の未分散物や再凝集物等の粗大粒子の発生を抑制することができず、離型剤分散液を所定の固形分濃度で製造することができなかった。

0161

<実施例4>
(静電荷像現像用トナーの調整)
〔混合工程〕
イオン交換水3008重量部
樹脂粒子分散液1 1375重量部
着色剤分散液K 300重量部
離型剤分散液1 300重量部
上記成分を上記比率で、12m3の4枚傾斜パドル2段を有する撹拌槽に、同時に樹脂粒子分散液と着色剤分散液と離型剤分散液が直接接触しないように投入して充分混合し、トナー組成物混合液を得た。

0162

〔分散工程〕
ポリ塩化アルミニウム(浅田化学社製、PAC100W) 15重量部
1N−HNO3 2重量部
上記トナー組成物混合液を、撹拌槽の外側に循環配管にて連結した分散機キャビトロン(大平洋機工株式会社製)を用いて充分に循環分散し、トナー組成物分散液を得た。循環分散中にキャビトロン入口から上記成分を供給して、トナー組成物中に均一に分散し、トナー組成物分散液を得た。

0163

〔凝集工程〕
上記トナー組成物分散液を、撹拌槽のジャケットに50℃の温水を循環させて、撹拌しながら加熱し、粒子を凝集させた。5時間撹拌後、トナー組成物凝集粒子分散液を得た。
この粒子の体積平均粒径(D50v)をコールターマルチサイザII型ベックマンコールター社製)を用いて測定したところ5.0μmであった。

0164

〔付着工程〕
上記トナー組成物凝集粒子分散液に、樹脂粒子分散液1を750重量部追加添加して、1時間撹拌し、トナー組成物粒子付着粒子分散液を得た。この粒子のD50vは6.0μmであった。

0165

〔融合工程〕
上記トナー組成物粒子付着粒子分散液に、アルカリ水溶液(4%−NaOH)を添加し、pHが6.0になるよう調整して、粒径の成長を停止させた。この粒子のD50vは6.0μmであり、粒度分布は変化しなかった。次に槽内温度を95℃となるよう加熱して3時間保持して、トナー組成物融合粒子分散液を得た。95℃での0時間目と1時間目で酸水溶液(6.3%−HNO3)を添加し、pHを5.0として酸性側に変化させた。この粒子のD50vは6.0μmであり、粒度分布は変化しなかった。

0166

〔冷却工程〕
上記のトナー組成物融合粒子分散液に、融合工程と同様にアルカリ水溶液を添加し、pHが8.0になるまで加え、その液温度が40℃になるまで冷却撹拌して、トナー分散液を得た。この粒子のD50vは6.0μmであり、粒度分布は変化しなかった。

0167

〔洗浄工程〕
(脱水・リスラリー1)
上記トナー分散液100重量部をフィルタープレス(東京エンジニアリング社製)に0.3MPaで圧送した。これを0.4MPaで圧搾し脱水した。さらに100重量部のイオン交換水で貫通洗浄後、0.4MPaの空気で貫通ブローを行った。脱水後ケーキを取り出し、加水して再び100重量部にして、撹拌槽でケーキをほぐしてスラリーとした。

0168

(酸処理)
上記トナースラリー100重量部に1N−HNO3をpHが4.0になるよう添加し、1時間混合した。

0169

(脱水・リスラリー2)
上記トナースラリー100重量部をフィルタープレス(東京エンジニアリング社製)に0.3MPaで圧送した。これを0.4MPaで圧搾し脱水した。さらに100重量部のイオン交換水で貫通洗浄後、0.4MPaの空気で貫通ブローを行った。脱水後ケーキを取り出した。

0170

〔乾燥工程〕
上記洗浄工程で得られたトナーケーキをフラッシュジェットドライヤーにて乾燥し、トナー粒子1を得た。

0171

〔外添工程〕
上記乾燥工程で得られたトナー粒子1の100重量部に、コロイダルシリカR972(日本アエロジル社製)3.3重量部をヘンシェルミキサーで混合し、シリカを外添した静電荷像現像用トナー1を得た。

0172

〔評価〕
静電荷像現像用トナー1を用い、DocucentreColor400改造機(定着機構成はヒートロールベルトニップ幅:16mm)(富士ゼロックス社製)によって画像を形成し、画質評価を行った。画質については、初期及び1000枚プリント後の色調、画像濃度かぶりの有無を目視で判断して行った。転写性については、紙への転写直後の感光体表面上のトナーの有無を目視ルーペで確認した。環境依存性については、前記のシリカ外添前のトナーにフェライトキャリアトナー濃度8%になるように混合して、高温多湿(28℃、80%)及び低温低湿(10℃、15%)下で一晩シーズニング後混合し、ブローオフ法で測定した帯電量の比(高温高湿/低温低湿)を求めた。流動性については、前記のシリカ外添前のトナーを45℃1晩シーズニング後、76μmメッシュふるいを通した際の通過性を目視で判断した。これらの結果を表2に示す。

0173

上記評価の基準は以下の通りである。

0174

<画質初期及び画質1000枚後の画質評価>
○:目視観察で画像濃度が良好でかぶりがなく色調が良好である
△:目視観察で画像に少量のヌケ、かぶりがやや見られる
×:目視観察で画像にヌケがありかぶりも見られ色調が不良である
<転写性>
○:目視ルーペ観察で紙への転写直後の感光体表面上にトナーが存在しない
×:目視ルーペ観察で紙への転写直後の感光体表面上にトナーが存在する
<帯電性環境依存性>
○:帯電量の比(高温高湿/低温低湿)が0.3以上
△:帯電量の比(高温高湿/低温低湿)が0.2以上0.3未満
×:帯電量の比(高温高湿/低温低湿)が0.2未満
<流動性>
○:目視観察で76μmメッシュふるいを通した際のトナーの通過性が良好
×:目視観察で76μmメッシュふるいを通した際に、トナーの残存物が生じる

0175

<実施例5,6>
離型剤分散液として離型剤分散液2及び離型剤分散液3をそれぞれ使用した以外は、実施例4と同様にして静電荷像現像用トナー2,3を得た。評価結果を表2に示す。

0176

<比較例7〜12>
離型剤分散液として離型剤分散液4〜9をそれぞれ使用した以外は、実施例4と同様にして静電荷像現像用トナー4〜9を得た。評価結果を表2に示す。

0177

0178

このように、実施例1〜3の離型剤分散液を使用して製造した実施例4〜6の静電荷像現像用トナーは、転写性、帯電性、流動性等の特性に優れた。

図面の簡単な説明

0179

本発明の実施形態に係る分散液製造装置の一例の概略を示す図である。

符号の説明

0180

1分散液製造装置、10撹拌槽、12撹拌羽根、14分散機、16バルブ、18,20配管、22混合液。

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