(57)【要約】【課題】着色剤がトナー粒子中に均一に高分散した、着色力の高いトナー組成物を提供する。【解決手段】水に懸濁させたときのｐＨ値が７から１０の間にある着色剤と、分子鎖中に親水性官能基を有する自己水分散性樹脂を用いて、転相乳化法でカプセル型トナーを製造する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
中和により自己水分散性となりうる樹脂と、当該樹脂を溶解する有機溶剤と、着色剤とを必須成分とする混合物を、水性媒体中に転相乳化させて、当該着色剤がカプセル化された自己水分散性樹脂の粒子を生成させた後、当該粒子を分離し、それを乾燥させて製造するカプセル型トナーにおいて、着色剤として、当該着色剤を水に懸濁させたときのｐＨ値が７から１０の間にある着色剤を用いることを特徴とするカプセル型トナー組成物。
【請求項２】
前記着色剤がカーボンブラックであることを特徴とする、請求項１記載のトナー組成物。
【請求項３】
前記樹脂が酸基含有樹脂であり、当該酸基の酸価が２〜３０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであることを特徴とする、請求項１または２に記載のトナー組成物。
【請求項４】
前記樹脂が酸基含有樹脂であり、当該酸基がカルボキシル基であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のトナー組成物。
【請求項５】
中和により自己水分散性となりうる樹脂と、当該樹脂を溶解する有機溶剤と、着色剤として、当該着色剤を水に懸濁させたときのｐＨ値が７から１０の間にある着色剤とを必須成分とする混合物を、水性媒体中に転相乳化させて、当該着色剤がカプセル化された自己水分散性樹脂の粒子を生成させた後、当該粒子を分離し、それを乾燥させることを特徴とするカプセル型トナーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスやイオンフロー方式により、像担持体上に形成された静電潜像を現像するための静電荷像現像用トナーの組成物、及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
静電荷像現像用のトナーは、一般的に、結着樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、その他の添加剤を含有させた着色粒子であり、その製造方法には、大別して粉砕法と重合法がある。粉砕法は、結着樹脂中に、着色剤等を溶融混練して均一に分散させ、得られた組成物を粉砕、分級することでトナーを製造している。粉砕法で製造したトナーは、形状が不定形で、小粒径になる程、所望の粒子径のトナーを得るまでの粉砕に要するエネルギーの消費が多大で、収率も低いために、コスト面で割高になるばかりでなく、配合剤を均一に分散することが難しいため、トナーの流動性、現像性、耐久性、画像品質等が低下するなどの欠点を有している。
【０００３】
このような粉砕法の問題点を克服するために、重合法によるトナーの製造方法が提案され、実施されている。重合法は、一般に、重合性単量体、着色剤、重合開始剤等を均一に溶解または分散し、分散安定剤を含有する水性媒体中に懸濁させて重合反応させ、球形の重合粒子（重合トナー）を得るものである。重合法では、シャープな粒径分布を有する重合トナーを高収率で得ることができ、球形で表面が均一であり、良好な現像特性を示す。
【０００４】
ところが、下記特許文献１にもあるように、重合トナーの製造には、分散安定剤の添加が必要不可欠であり、少しでもトナー表面に残留していると、トナーの電気特性や流動性等へ悪影響を及ぼす。分散安定剤は完全に洗浄して除去する必要があるが、極めて困難であり、特に、トナーが小粒径になるほど困難になる。
【０００５】
これらの重合法によるトナーに対し、下記特許文献２及び３においては、樹脂を非水溶性有機溶剤に溶解させた樹脂溶液を、水性媒体中に転相乳化させ、Ｏ／Ｗ型エマルジョンを形成させた後、有機溶剤を除去、樹脂粒子を乾燥させて、トナー粒子を形成する転相乳化法が提案されている。転相乳化法によるトナーは、小粒径化における粒子径分布の制御が比較的容易であり、使用できる樹脂の範囲が広く、低温定着性に優れるポリエステル樹脂なども使用できる。また、分散安定剤などを使用しないため、多量の水を用いて繰り返し洗浄を行なわなくてもよく、帯電特性も安定している。着色剤等の導電性物質が樹脂に包埋され、粒子の表面に露出することがなく、さらには、球形粒子であるため、シャープな帯電量分布を有することも特徴の１つである。
【０００６】
しかしながら、トナー中の着色剤や添加剤などの分散性が低いと、トナーの各粒子における着色剤含有率に偏差が生じることで帯電量分布が広くなり、カブリが発生するばかりでなく、十分な画像濃度が得られなくなる。そこで、樹脂中に着色剤を均一に微分散させたトナーを製造する必要がある。
【０００７】
下記特許文献４には、ｐＨが６．０〜１０．０の範囲内にあるカーボンブラックを用いて懸濁重合でトナーを製造すると、分散安定剤が十分に機能し、重合性単量体組成物中でのカーボンブラックの分散性が良好な重合法トナーを得ることができるとある。
【０００８】
このように、重合法によるトナーについては、着色剤として使用するカーボンブラックについて、従来にも提案がなされているが、転相乳化法において、ｐＨが７．０〜１０．０の範囲内にあるカーボンブラックを用いてトナーを製造する方法は、未だ提案がなされていない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２０５５５号公報
【特許文献２】
特開平５−６６６００号公報
【特許文献３】
特開平５−１１９５２９号公報
【特許文献４】
ＷＯ９９／１２０７８号報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、着色剤がトナー粒子中に均一に高分散した、着色力の高いトナー組成物を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者らは、上記課題につき、鋭意検討を重ねた結果、以下のようなことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、第１に、本発明は、自己水分散性樹脂と着色剤を疎水性有機溶媒に溶解させた樹脂溶液混合物を転相乳化して、水性媒体中に着色剤内包粒子を生成させ、しかる後、有機溶媒を除去、水性媒体中に生成させた着色剤内包粒子を水性媒体中から分離し、乾燥することを特徴とする静電荷像現像用トナーにおいて、水に懸濁させたときのｐＨ値が７から１０の間にある着色剤を用いることを特徴とするカプセル型トナー組成物を提供するものである。
【００１３】
本発明のトナー組成物は、着色剤として、水に懸濁させたときのｐＨ値が７から１０の間にある着色剤を用いることを最大の特徴とする。着色剤を水に懸濁させたときのｐＨ値が７から１０の間にないとき、即ち、ｐＨが７未満の場合には、着色剤の分散は困難となり、ｐＨが１０より大きい場合には、他の添加剤が変質するといった不具合が出てくる。これらの不具合は、画像性の低下をもたらす。
【００１４】
このように、本発明は、重合法ではなく転相乳化法でトナーを生成するため、分散安定剤などを使用しなくてもよく、多量の水を用いて繰り返し洗浄を行なう必要がなく、帯電特性も安定している。また、特定の範囲内にあるｐＨ値を有する着色剤を用いることで、トナー中に着色剤を均一に微分散することができるため、着色力が高く、高品質な画像を提供し得る、マイクロカプセル型トナー組成物を得ることができる。
本発明のトナー組成物には、着色剤として、公知慣用のカーボンブラックを用いることができ、１種または２種以上の組み合わせで使用することができる。
【００１５】
本発明において、前記樹脂が酸基含有樹脂であり、当該酸基の酸価が２〜３０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇであることが好ましい。上記の範囲内の酸価を有する樹脂を用いることで、効率よく転相乳化を行なうことができ、帯電環境安定性の高いマイクロカプセル型トナー組成物を得ることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記樹脂が酸基含有樹脂であり、当該酸基がカルボキシル基であることが好ましい。樹脂の分子鎖中にカルボキシル基を有することで着色剤との親和性を高め、トナー中の着色剤の分散性を高めることができる。
【００１７】
第２に、本発明は、上記カプセル型トナーの製造方法であり、中和により自己水分散性となりうる樹脂と、当該樹脂を溶解する有機溶剤と、着色剤として水に懸濁させたときのｐＨ値が７から１０の間にある着色剤とを必須成分として混合する工程、得られた混合物を、水性媒体中に転相乳化させて、当該着色剤がカプセル化された自己水分散性樹脂の粒子を生成する工程、粒子が分散した水性媒体から、当該粒子を分離する工程、当該粒子を乾燥させる工程からなることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明で用いる、中和により自己水分散性樹脂になりうる樹脂は、アニオン性（酸性）の親水基を分子鎖中に有する樹脂であり、塩基を用いて中和することで、当該親水基が塩構造をとり、親水性が高められ、これらの作用により自己水分散性を発現することのできる樹脂、即ち、自己水分散性樹脂となるものを言う。自己水分散性樹脂中には水和官能基が付与されている必要があり、水和官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、アミノ基、４級アンモニウム塩基、スルホニウム基などがあるが、樹脂への導入のしやすさ、高温高湿環境下での帯電安定性の点からカルボキシル基であることが好ましい。
【００１９】
中和により、より高められた基の親水性の程度は、当該樹脂自体が水に分散できる程度でなければならない。こうして得られた自己水分散性樹脂は、水性媒体と混合することで、乳化剤や分散安定剤等を用いることなく転相乳化が起こり、粒子を生成することができる。
【００２０】
中和に用いる塩基性の中和剤としては、トリエチルアミン等の第三級アミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の無機塩基、アンモニア等が挙げられ、これらにより適切量中和させる。自己水分散性樹脂に対する中和剤の量は、転相乳化における分散安定性を考慮して、任意で設定することができる。
【００２１】
トナー特性の一つである定着性や耐熱保存安定性を考慮すると、当該樹脂としては、３０〜１００℃のガラス転移温度、好ましくは５０〜９０℃のガラス転移温度と、３０００〜１０００００の数平均分子量を有することが好ましい。分子量が３０００未満の場合には、粒子化が困難であり、１０００００以上の場合には、転相乳化の際に、高粘度となり、粒子径や分布の制御などに影響を与えるために、好ましくない。
【００２２】
自己水分散性樹脂として、特に代表的なものを例示すると、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエーテルポリオール系樹脂などがあり、１種または２種以上の組み合わせで使用することができ、また、２種以上の変性物であってもよい。
【００２３】
これらの中でも、シャープメルト性を生かした低温定着化が可能で、透明性、二次色再現性にも優れ、カラートナーに適していることから、ポリエステル系樹脂の使用が好ましい。当該樹脂中の酸基の酸価は、２〜３０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ、好ましくは、５〜２０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇが適切である。酸基の酸価が２ｍｇ・ＫＯＨ／ｇよりも少ない場合には、樹脂の親水性が不十分で分散安定性が悪いために、転相乳化ができない。また、３０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇよりも多い場合には、樹脂の親水性が高すぎて、水性媒体中での粒子形成が不安定となるばかりでなく、高温高湿環境下での帯電安定性が損なわれるため、好ましくない。
【００２４】
また、上記の自己水分散性樹脂を溶解させる疎水性有機溶媒としては、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、ピロール等の含窒素複素環化合物、ヘキサン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、ジエチルエーテル等のエーテル類、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物等が挙げられる。これらの溶剤は１種類を用いても、２種類以上を混合して用いてもよい。その中でも、樹脂の溶解性が高く、脱溶剤しやすい、メチルエチルケトン、トルエン、キシレンがより好ましい。
【００２５】
本発明に用いる着色剤の吸油量は、４０〜１３０ｍｌ／１００ｇの範囲であることが好ましく、４０〜７５ｍｌ／１００ｇの範囲がより好ましい。低吸油量の着色剤を用いるほど、トナー中の着色剤の分散性が向上する傾向にある。
着色剤の粒子径は適宜選択することができるが、一般的には、一次粒子平均径１０〜１００ｎｍのものが用いられる。
【００２６】
着色剤の濃度は、５重量％から２０重量％であることが望ましい。５重量％未満では、透明性は良好だが、隠ぺい性が不十分であり、均一な高濃度画像が得られない。また、２０重量％を超えると、樹脂成分が減少し、十分な定着強度が得られず、実使用に耐えない。
【００２７】
本発明に使用し得る他の構成成分（添加剤成分）としては、帯電制御剤類や離型剤類などの、各種助剤類が挙げられ、その使用目的および使用条件に応じて、適宜、選択して使用することができる。
次に、本発明の製造工程を順次説明する。本発明は、以下の４つの工程から成る。
【００２８】
第１工程：中和により自己水分散性となりうる樹脂を中和剤で中和し、それを可溶な有機溶剤に予め溶解させ、分散機等で着色剤を均一に分散した混合物を得る。着色剤混合の際に使用する分散機は、公知慣用の手段で十分であり、例えば、アジテーターミル、サンドミル、ボールミル、フィルミックス等が挙げられる。
【００２９】
第２工程：第１工程で得られた混合物を水性媒体中に転相乳化させ粒子を生成する。転相乳化において使用される乳化機としては、特に限定されるものではなく、乳化機、分散機として、一般に市販されているものであれば使用することができる。
【００３０】
第３工程：当該粒子が分散した水性媒体から、当該粒子を分離する。この場合、そのまま当該粒子を分離しても良いが、通常、有機溶剤を含む水性媒体から、当該溶剤を脱溶媒し、前記中和剤とは逆極性の中和剤を用いて処理が行なわれる。脱溶媒の工程においては、有機溶剤を含む水性媒体を加熱して、当該水性媒体中に含まれる有機溶剤を除去することが好ましく、粒子間の熱融着などを防止するため、自己水分散性樹脂のガラス転移温度を考慮した温度設定を行ない、必要であれば、減圧下で脱溶媒するのが好ましい。
【００３１】
第４工程：次いで、水性媒体中から濾過等により粒子を分離し、乾燥してトナー粉末を得る。その後、必要であれば、篩い分けをし、外添することで、静電荷現像用トナーを得ることができる。乾燥に使用される装置は、特に限定されるものではなく、通気乾燥装置、噴霧乾燥装置、回転乾燥装置、気流乾燥装置、流動層乾燥装置、伝熱加熱型乾燥装置、凍結乾燥装置など、公知慣用の装置を使用することができる。上記の乾燥、篩い分け、および、外添は、トナーの凝集や粉砕が起こらなければ、いかなる方法でも行なうことができる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、特に限定されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
ポリエステル樹脂（酸価：１２ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）２００重量部を、メチルエチルケトン２００重量部に溶解した後に、カーボンブラックＮＩＰｅｘ６０（Ｄｅｇｕｓｓａ）１０重量部、ワックス５重量部を添加し、Ｆｉｌｍｉｃｓ５６型（特殊機化工業（株））に投入し、４５ｍ／ｓで１０分間分散させて、樹脂溶液混合物を得た。この樹脂溶液混合物２００重量部に、１規定アンモニア水２重量部を加え、ホモジナイザーの回転数を５０００ＲＰＭに設定し、脱イオン水１２０重量部を滴下して、転相乳化を行った。次いで、減圧蒸留により、メチルエチルケトンを除去し、濾過水洗を行った後、乾燥して、着色剤内包粒子Ａを得た。
【００３４】
この着色剤内包粒子Ａをメチルエチルケトンに溶解した後、一定濃度まで希釈し、着色剤内包粒子中における着色剤の分散粒径を測定した。更には、着色剤内包粒子Ａと、平均粒子径６０μｍのフェライトコアキャリアとを、トナー濃度が５重量％になるように調製し、２成分の現像剤を作製し、シャープ社製ＡＲ−Ｃ１５０を用いて、シャープ社製フルカラー専用紙（品番：ＰＰ１０６Ａ４Ｃ）上にトナー付着量が０．８ｍｇ／ｃｍ２になるように調製して印字し、外部定着機を用いて定着し、画像サンプルを作成した。各評価の結果を下記表２に示す。
【００３５】
（実施例２）
実施例１において、カーボンブラックＮＩＰｅｘ６０（Ｄｅｇｕｓｓａ）の代わりに、カーボンブラックＮＩＰｅｘ７０（Ｄｅｇｕｓｓａ）を使用する以外は、実施例１と同様の操作を行い、着色剤内包微粒子Ｂを得た。この着色樹脂粒子Ｂを用いて、画像サンプルを作成した。
【００３６】
（実施例３）
実施例１において、カーボンブラックＮＩＰｅｘ６０（Ｄｅｇｕｓｓａ）の代わりに、カーボンブラックＢＬＡＣＫ  ＰＥＡＲＬＥＳ９００（ＣＡＢＯＴ）を使用する以外は、実施例１と同様の操作を行い、着色剤内包微粒子Ｃを得た。この着色樹脂粒子Ｃを用いて、画像サンプルを作成した。
【００３７】
（比較例１）
実施例１において、カーボンブラックＮＩＰｅｘ６０（Ｄｅｇｕｓｓａ）の代わりに、カーボンブラック＃２５Ｂ（三菱化学）を使用する以外は、実施例１と同様の操作を行い、着色剤内包微粒子Ｄを得た。この着色樹脂粒子Ｄを用いて、画像サンプルを作成した。
【００３８】
（比較例２）
実施例１において、自己水分散性樹脂に、ポリエステル樹脂（酸価：１ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）を使用する以外は、実施例１と同様の操作を行い、着色剤内包微粒子Ｅを得た。この着色樹脂粒子Ｅを用いて、画像サンプルを作成した。
【００３９】
（比較例３）
実施例１において、自己水分散性樹脂に、ポリエステル樹脂（酸価：３１ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ）を使用する以外は、実施例１と同様の操作を行い、着色剤内包微粒子Ｆを得た。この着色樹脂粒子Ｆを用いて、画像サンプルを作成した。
実施例および比較例で使用したカーボンブラックの主な物性値は、下記表１の通りである。
【００４０】
【表１】
2004245947.tif 000002
【００４１】
［トナー組成物の特性評価］
上記の実施例、比較例で得られたトナー組成物の特性は、それぞれ以下に示す方法で評価した。
【００４２】
（１）転相乳化の進行
転相乳化を行なった際に、目視で判断した。判断基準は、転相乳化が進行し、着色剤内包粒子が生成すれば○、それ以外を×とした。
【００４３】
（２）粒子径
着色剤内包粒子中の着色剤の分散粒子径、および、粒子径分布は、動的光散乱測定式粒径分布測定装置（ＬＢ−５００：堀場製作所（株））を用いて測定した。
【００４４】
（３）画像濃度（ＩＤ）
画像サンプルの画像濃度は、Ｘ−Ｒｉｔｅ９３８分光測色濃度計（日本平版機材（株））により測定し、画像濃度が１．４以上あれば、良好と判断した。
【００４５】
（４）分散性（ＨＡＺＥ値）
ＯＨＰシート上にトナー付着量１．７ｍｇ／ｃｍ２になるように画像を作製し、ＨＡＺＥメーターを用いて、ＨＡＺＥ値を測定し、顔料分散性の指標とした。ＨＡＺＥ値は小さい程、透過性が良いことを示しており、２０以下が良好、１５以下は極めて透明性が高く、顔料分散性も良好であると判断した。２５以上になれば、トナーとしての実用性に欠ける。
【００４６】
（５）帯電環境安定性
帯電量は、着色剤内包粒子と、平均粒子径６０μｍのフェライトコアキャリアとを、トナー濃度が５重量％になるように調製、混合した二成分の現像剤を作製し、ブローオフ帯電測定装置（東芝ケミカル（株）製）により測定した。
【００４７】
帯電環境安定性の指標は、常温常湿（２０℃５０％ＲＨ）における帯電量Ｑ１と高温高湿（３５℃８５％）における帯電量Ｑ２との比、Ｑ２／Ｑ１を指標とした。本測定条件においては、Ｑ２／Ｑ１が０．７以上であれば○、それ以外を×と判断した。
【００４８】
（１）〜（５）のテストの結果を総合的に判断して、○、△、×の三段階で評価した。
以上の評価結果は、まとめて表２に示す。
【００４９】
【表２】
2004245947.tif 000003
【００５０】
表２の結果より、実施例１〜３のトナーがいずれも優れた特性を示したのに対し、カーボンブラックのｐＨが７未満である比較例１のトナーは、画像濃度が１．２５と低く、樹脂の酸価が２ｍｇ・ＫＯＨ／ｇ未満である比較例２のトナーは、転相乳化の進行が悪く、樹脂の酸価が３０ｍｇ・ＫＯＨ／ｇを越える比較例３のトナーは、転相乳化の進行が悪く、帯電安定性も劣っていることが分る。
【００５１】
【発明の効果】
本発明により、トナー粒子内での着色剤の凝集もなく、個々の粒子レベルで着色剤含有量等が均一であり、高着色力の静電荷像現像用トナー組成物を得ることができる。