JP2005173202A - 電子写真用トナー - Google Patents
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Abstract
【課題】 低温定着性、保存安定性及び耐高温オフセット性を同時に満足し、かつ低価格な電子写真用トナーを提供すること。
【解決手段】 少なくとも結着樹脂および着色剤粒子を含有するコア粒子表面に、ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂を含むシェル層を有してなるトナー粒子を含有することを特徴とする電子写真用トナー。
【選択図】なし
【解決手段】 少なくとも結着樹脂および着色剤粒子を含有するコア粒子表面に、ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂を含むシェル層を有してなるトナー粒子を含有することを特徴とする電子写真用トナー。
【選択図】なし
Description
本発明は電子写真方式の画像形成装置に使用される電子写真用トナーに関する。
電子写真の分野では、高画質化が様々な角度から検討されており、中でも、トナー粒子の小径化および球形化が極めて有効であるとの認識が高まっている。重合法によって製造されるトナー（重合トナー）は従来の粉砕トナーに比べて、トナー粒子の小径化および球形化を容易に達成できることが知られている。特に、乳化重合によって得られた樹脂微粒子および着色剤粒子を凝集／融着させてトナー粒子を得る乳化重合凝集法は粒径分布が狭いトナー粒子を得ることができるという特徴を有しており、高画質化において有利である。
また、省エネルギー化の観点から、低い定着温度で十分な定着強度が得られるトナーが求められている。この目的からトナーに用いられる結着樹脂としてはガラス転移点の低いものが望ましいが、保存安定性の点からガラス転移点の下限は決定されてしまう。低温定着性と保存安定性を両立させるためには、トナーの結着樹脂にシャープメルト性が求められる。
そこで、ポリエステル樹脂はスチレン−アクリル樹脂に比べてシャープメルト性に優れることが知られている。スチレン−アクリル樹脂を結着樹脂に用いたトナーにおいても、その分子量分布を狭くすることによってある程度のシャープメルト性を実現できるものの、ポリエステル樹脂のレベルを満足するのは困難である。しかしながら、シャープメルト性に優れたポリエステル樹脂では微粒子の水系分散液を得ることが困難であるため、重合法（乳化重合凝集法や懸濁重合法）によってポリエステルトナーを得ることは困難であつた。
また、シャープメルト性に優れるトナーは、定着用加熱媒体へのトナーの融着（高温オフセット）が起こりやすくなる。そこで重合トナーはワックスの内包化が可能であるため、粉砕トナーに比べて高温オフセットを生じにくい。しかしながら、高温オフセットを防止するべくワックス量を多くしすぎると保存安定性が低下してしまう。
そこで、トナーの結着樹脂中に変性ポリエステル樹脂を共存させる技術が報告されている（例えば、特許文献１）。変性ポリエステル樹脂を用いることによって、重合法によってトナーを製造することが可能になるうえ、ポリエステル樹脂のシャープメルト性を維持したまま、耐高温オフセット性を付与することができる。
また、トナーの結着樹脂にウレタン変性ポリエステル樹脂またはウレア変性ポリエステル樹脂を用いる技術が報告されている（例えば、特許文献２）。そのような技術によって、低温定着性と耐ホットオフセット性を両立できることが示されている。
また、トナーの結着樹脂にアクリル系ユニットを有する変性ポリエステル樹脂を用いて、懸濁重合によりトナーを製造する技術が報告されている（例えば、特許文献３）。
特開平2003-140377号公報
特開平2000-258953号公報
特開平7-092736号公報
しかしながら、ポリエステル樹脂はスチレン−アクリル樹脂に比べて材料が高価であるため、ポリエステル樹脂を結着樹脂として用いたトナーは、スチレン−アクリル樹脂を結着樹脂として用いたトナーに比べて価格の点で不利である。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、すなわち低温定着性、保存安定性及び耐高温オフセット性を同時に満足し、かつ低価格な電子写真用トナーを提供することを目的とする。
本発明は、少なくとも結着樹脂および着色剤粒子を含有するコア粒子表面に、ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂を含むシェル層を有してなるトナー粒子を含有することを特徴とする電子写真用トナーに関する。
本発明のトナーは、低温定着性、保存安定性及び耐高温オフセット性を同時に満足し、かつ低価格で提供可能である。
本発明の電子写真用トナーは、コア粒子表面にシェル層を有してなるコアシェル構造型トナー粒子を含有するものである。
（コア粒子）
本発明においてコア粒子は少なくとも結着樹脂と着色剤粒子とを含有する限り、いかなる構成を有していて良く、例えば、少なくとも樹脂粒子および着色剤粒子が凝集／融着されてなる構成を有していても良いし、または１の樹脂粒子中に着色剤粒子が含有されてなる構成を有していてもよい。コア粒子、ひいてはトナー粒子の粒度分布のシャープ化および粒度分布の再現性などの観点から、前者の構成を有することが好ましい。
本発明においてコア粒子は少なくとも結着樹脂と着色剤粒子とを含有する限り、いかなる構成を有していて良く、例えば、少なくとも樹脂粒子および着色剤粒子が凝集／融着されてなる構成を有していても良いし、または１の樹脂粒子中に着色剤粒子が含有されてなる構成を有していてもよい。コア粒子、ひいてはトナー粒子の粒度分布のシャープ化および粒度分布の再現性などの観点から、前者の構成を有することが好ましい。
本明細書中、「凝集」は、少なくとも複数の樹脂粒子が単に付着することを意図する概念で用いるものとする。「凝集」によって、構成粒子は接触しているものの、樹脂粒子等の溶融による結合は形成されていない、いわゆるヘテロ凝集粒子（群）が形成される。そのような「凝集」によって形成される粒子群を「凝集粒子」と呼ぶものとする。
「融着」は、凝集粒子における個々の構成粒子の界面の少なくとも一部において樹脂粒子等の溶融による結合が形成され、使用、取り扱い単位としての一つの粒子となることを意図する概念で用いるものとする。そのような「融着」がなされた粒子群を「融着粒子」と呼ぶものとする。
「凝集／融着」とは、凝集と融着とが同時あるいは段階的に起こること、または、凝集と融着とを同時あるいは段階的に起こさせる行為をいう。
「融着」は、凝集粒子における個々の構成粒子の界面の少なくとも一部において樹脂粒子等の溶融による結合が形成され、使用、取り扱い単位としての一つの粒子となることを意図する概念で用いるものとする。そのような「融着」がなされた粒子群を「融着粒子」と呼ぶものとする。
「凝集／融着」とは、凝集と融着とが同時あるいは段階的に起こること、または、凝集と融着とを同時あるいは段階的に起こさせる行為をいう。
コア粒子を構成する樹脂粒子の樹脂種は、従来から電子写真用トナーの結着樹脂として使用されているものであれば特に制限されるものではなく、種々の樹脂が使用可能であり、製造コスト低減の観点からは、ビニル系樹脂、特にスチレン−アクリル系樹脂が好ましく使用される。
本発明においてはコア粒子中に後で詳述するウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂が配合されていることが好ましい。そのような変性ポリエステル樹脂をコア粒子に配合することによって、シェル粒子がコア粒子表面に付着し易くなり、シェル層の形成が容易になるためである。コア粒子全量に対するウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂の配合割合は特に制限されるものではなく、通常は5〜50重量％、特に10〜40重量％が適当である。
コア粒子の形成方法としては、一例として、いわゆる乳化重合法、乳化重合凝集法、ソープフリー乳化重合法、懸濁重合法、溶解懸濁法（乳化分散法）などのトナー粒子製造方法が挙げられるが、特に限定されるものではなく、公知の製造方法で作られたコア粒子が使用可能である。中でも湿式中における乳化重合過程を含む乳化重合法、乳化重合凝集法、ソープフリー乳化重合法など、特に乳化重合凝集法が好ましく採用される。
コア粒子がビニル系樹脂からなる樹脂粒子等を凝集／融着してなる構成を有する場合、当該コア粒子は通常、乳化重合凝集法によって形成される。乳化重合凝集法を採用する場合、詳しくは、重合性単量体を水系媒体に乳化分散させて重合させた樹脂粒子および着色剤粒子を、必要に応じてオフセット防止剤、荷電制御剤、磁性粉等の添加剤とともに水系媒体中、凝集／融着させてコア粒子を形成してもよいし、または乳化させたオフセット防止剤や荷電制御剤等の添加剤の存在下で重合性単量体を水系媒体中、シード乳化重合させた樹脂粒子および着色剤粒子を、必要に応じて磁性粉とともに水系媒体中、凝集／融着させてコア粒子を形成してもよい。樹脂粒子の粒子径は通常、重量平均粒径で50〜500nmの範囲にあることが好ましい。
重合性単量体としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、エチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、クロルスチレン等のスチレン系モノマー、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ペンチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ペンチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル等の（メタ）アクリル酸エステル系モノマーが挙げられる。この中でもスチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとを組み合わせて使用すること、特にスチレンとブチル（メタ）アクリレートとを組み合わせて使用することが好ましい。
重合性単量体として第三のビニル化合物を使用することもできる。第三のビニル化合物としてはアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、酢酸ビニル等の酸モノマー、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル、N−ビニルピロリドン、ブタジエン等が挙げられる。
これらの単量体の共重合比は、得られるポリマーのガラス転移温度が80℃以下、好ましくは40〜80℃、より好ましくは40〜70℃になるように選択するのがよい。例えば、スチレン系モノマーと（メタ）アクリル酸エステル系モノマーとの共重合比は通常20／80〜90／10の重量比の範囲から選択される。特に、スチレンとブチルアクリレートの場合、重量比で40／60〜90／10が好ましく、更に好ましくは60／40〜80／20の範囲である。第三のビニル化合物の重合性単量体全体に対する共重合比は、通常20重量％以下、好ましくは10重量％以下である。
重合性単量体としてさらに多官能ビニル化合物を使用してもよい。多官能ビニル化合物としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール等のジアクリレート、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール等のジメタクリレート、ジビニルベンゼン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の三級以上のアルコールのジアルリレートおよびトリアクリレート、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の三級以上のアルコールのジメタクリレートおよびトリメタクリレート等が挙げられる。多官能ビニル化合物の重合性単量体全体に対する共重合比は通常、0.001〜5重量％、好ましくは0.003〜2重量％、より好ましくは0.01〜1重量％である。
多官能ビニル化合物の使用によりテトラヒドロフランに不溶のゲル成分が生成するが、ゲル成分の重合物全体に占める割合は、通常40重量％以下、好ましくは20重量％以下である。
本発明のトナーの重合物の最大ピーク分子量としては、GPC（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）によるポリスチレン換算値として、通常7000〜20万、好ましくは1万から10万、より好ましくは1.5万〜8万である。分子量ピークは二つ以上あつてもよいが単一ピークの方が好ましい。分子量分布のピークが肩を有していてもよく、高分子量側にテーリングしていてもよい。
本発明においては通常、上記の重合性単量体とともに連鎖移動剤が添加される。連鎖移動剤を添加することによって重合体の分子量分布を制御できる。連鎖移動剤としては、例えば、アルキルメルカプタン、メルカプト脂肪酸エステルが挙げられる。
メルカプト脂肪酸エステルは、（HSR1−COO)nR2（nは1から4の整数、R1、R2は置換基を有してもよい鎖式炭化水素基）で示される化合物である。より具体的には、例えば、2−メルカプトプロピオン酸エチル、2−メルカプトプロピオン酸プロピル、2−メルカプトプロピオン酸ブチル、2−メルカプトプロピオン酸ヘキシル、2−メルカプトプロピオン酸−2−エチルヘキシル、2−メルカプトプロピオン酸オクチル、2−メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、2−メルカプトプロピオン酸デシル、2−メルカプトプロピオン酸ドデシル、チオグリコール酸エチル、チオグリコール酸プロピル、チオグリコール酸ブチル、チオグリコール酸ヘキシル、チオグリコール酸−2−エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸デシル、チオグリコール酸ドデシル、チオグリコール酸メトキシブチル、2−メルカプトプロピオン酸エチレングリコールエステル、2−メルカプトプロピオン酸ブタンジオールエステル、2−メルカプトプロピオン酸トチロールプロパンエステル、2−メルカプトプロピオン酸ペンタエリスリトールエステル、チオグリコール酸エチレングリコールエステル、チオグリコール酸ブタンジオールエステル、チオグリコール酸トチロールプロパンエステル、チオグリコール酸ペンタエリスリトールエステル等が挙げられる。
アルキルメルカプタンとしては、HSR3（R3は置換基を有してもよい鎖式炭化水素基を表わす）で示される化合物である。より具体的には、例えば、ブチルメルカプタン、ペンチルメルプタン、ヘキシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、2−エチルヘキシルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、ステアリルメルカプタン等が挙げられる。
これらの連鎖移動剤は、一般に入手できる市販のものや合成したものを使用することができる。
これらの連鎖移動剤は、一般に入手できる市販のものや合成したものを使用することができる。
連鎖移動剤の添加量は、所望する分子量や分子量分布によって異なるが、具体的には、重合性単量体に対して0.1〜5重量％の範囲で添加するのが好ましい。
重合に使用される重合開始剤としては、水溶性の重合開始剤が好適に用いられる。具体的には、例えば、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）パルミチン酸−tert−ブチル等の過酸化物類；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、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）、4，4’−アゾビス−4−シアノ吉草酸、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ー2，2’−アゾビスイソブチレート）等のアゾ化合物類等である。
水系媒体中には、分散した液滴の凝集を防ぐために通常、分散安定剤が添加される。分散安定剤としては公知の界面活性剤が使用可能であり、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の中から選ばれる分散安定剤を用いることが出来る。これらの界面活性剤は2種以上を併用してもよい。なお、分散安定剤は着色剤やオフセット防止剤等の分散液にも添加可能である。
カチオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシルアンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。
アニオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウムなどの脂肪酸石鹸、硫酸ドデシルナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリキシエチレンエーテル、ノリルフェニルポリキシエチレンエーテル、ラルリルポリキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル、スチリルフェニルポリキシエチレンエーテル、モノデカノイルショ糖、などが挙げられる。これらの中でアニオン性界面活性剤および／またはノニオン性界面活性剤が好ましい。
アニオン性界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリウムなどの脂肪酸石鹸、硫酸ドデシルナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ドデシルポリオキシエチレンエーテル、ヘキサデシルポリキシエチレンエーテル、ノリルフェニルポリキシエチレンエーテル、ラルリルポリキシエチレンエーテル、ソルビタンモノオレアートポリオキシエチレンエーテル、スチリルフェニルポリキシエチレンエーテル、モノデカノイルショ糖、などが挙げられる。これらの中でアニオン性界面活性剤および／またはノニオン性界面活性剤が好ましい。
凝集／融着に際しては、樹脂粒子分散液と、少なくとも別途用意した着色剤粒子分散液とを混合し、それらの粒子を凝集させて凝集粒子を形成する工程（以下、凝集工程）と、凝集粒子を加熱により融着させてコア粒子を形成する工程（以下、融着工程）とを含む第1の方法を採用してもよいし、あるいは凝集粒子の形成を進行させると同時に融着を行ってコア粒子を形成する第2の方法を採用してもよい。
第１の方法の凝集工程において詳しくは、樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液、必要に応じてオフセット防止剤分散液を互いに混合し、凝集剤を臨界凝集濃度以上添加し、樹脂粒子などを凝集して凝集粒子を形成する。融着工程においては、凝集粒子中の樹脂のガラス転移温度以上の温度に加熱して融着を行う。第１の方法において融着工程は必ずしも行う必要はない。後述するシェル層形成工程における加熱によってコア粒子の融着が達成されるためである。
第２の方法において詳しくは、樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液、必要に応じてオフセット防止剤分散液を互いに混合した分散液中に凝集剤を臨界凝集濃度以上添加し、ついで樹脂粒子のガラス転移点以上に加熱することで凝集を進行させると同時に融着を行う。
本発明においてコア粒子にウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂を配合する場合は、樹脂粒子分散液として前記重合性単量体からなる樹脂粒子分散液とともに、後述するウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂粒子の分散液を所定量使用すればよい。
凝集剤としては樹脂粒子とは極性の異なる化合物、例えばイオン性界面活性剤、ノニ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化合物が使用可能である。具体的には、前記のカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤およびノニオン性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、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、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、芳香族アミン類の無機酸塩が挙げられる。凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去を考慮するときに、無機酸の金属塩が性能、使用の点で好ましい。
凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量でよく、添加される分散系に対して一価の場合には3重量％以下、二価の場合には1重量％以下、三価の場合は0.5重量％以下程度である。凝集剤の添加量は少ない方が好ましく、価数の多い化合物の方が添加量を少なくすることが出来るので好適である。
樹脂粒子等と凝集／融着される着色剤としては、以下に示されるような有機ないしは無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。
すなわち、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、磁性フェライト、マグネタイトなどがある。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、二ッケルチタンイエロ−、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ペンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどがある。
すなわち、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、磁性フェライト、マグネタイトなどがある。
黄色顔料としては、黄鉛、亜鉛黄、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、二ッケルチタンイエロ−、ネーブルイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ペンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどがある。
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、インダスレンブリリアントオレンジRK、ペンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジGKなどがある。
赤色顔料としては、ベンガラ、鉛丹、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどがある。
赤色顔料としては、ベンガラ、鉛丹、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3Bなどがある。
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などがある。
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、フタロシアンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー誘導体、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCなどがある。
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、フタロシアンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー誘導体、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBCなどがある。
緑色顔料としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、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、フタロシアニングリーンなどがある。
白色顔料としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化スズなどがある。
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、カオリンなどがある。
染料としては、ローズベンガル、トリフェニルメタン系染料、モノアゾ系染料、ジスアゾ系染料、ローダミン系染料、縮合アゾ系染料、フタロシアニン系染料などがある。
白色顔料としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酸化スズなどがある。
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、カオリンなどがある。
染料としては、ローズベンガル、トリフェニルメタン系染料、モノアゾ系染料、ジスアゾ系染料、ローダミン系染料、縮合アゾ系染料、フタロシアニン系染料などがある。
顔料は通常、前記分散安定剤の存在下で水中に分散させた分散体の状態で使用されるが、好ましくは表面にカルボン酸基等の親水基を導入されて自己分散性を付与されたものを水中で自己分散させた分散体の状態で使用される。顔料は、分散体中、1μm以下の分散粒径を有することが好ましく、より好ましくは30〜300nmの範囲である。
これらの着色剤は、単独あるいは複数組み合わせて用いることが出来る。着色剤はトナーに含有される重合体100重量部に対して、1〜20重量部、好ましくは2〜15重量部使用される。着色剤が20重量部より多いとトナーの定着性が低下し、1重量部より少ないと所望の画像濃度が得られない。
オフセット防止剤としては、公知のワックス類の任意のものを使用することが出来る。具体的には、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス、パラフィンワックス；ベヘン酸エステル、モンタン酸エステル、ステアリン酸エステル等の長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス；水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系ワックス；ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン；アルキル基を有するシリコーン；ステアリン酸等の高級脂肪酸；長鎖脂肪族アルコール、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールと長鎖脂肪酸との（部分）エステル；オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド等の高級脂肪酸アミド等が例示される。
オフセット防止剤は前記分散安定剤の存在下で水中に分散させた分散体の状態で使用されることが好ましい。オフセット防止剤は、分散体中、2μm以下の分散粒径を有することが好ましく、より好ましくは50〜500nmの範囲である。
オフセット防止剤は、重合体100重量部に対して、通常1〜25重量部、好ましくは3〜20重量部、より好ましくは5〜15重量部用いられる。
荷電制御剤としては、摩擦帯電により正または負の荷電を与え得る各種の物質が使用可能である。正荷電制御剤としては、例えば、ニグロシンベースES（オリエント化学工業
社製）などのニグロシン系染料、P-51（オリエント化学工業社製）、コピーチャージPX VP435（クラリアント社製）などの第四級アンモニウム塩、アルコキシ化アミン、アルキルアミド、モリブデン酸キレート顔料、およびPLZ1001（四国化成工業社製）などのイミダゾール化合物が挙げられる。
社製）などのニグロシン系染料、P-51（オリエント化学工業社製）、コピーチャージPX VP435（クラリアント社製）などの第四級アンモニウム塩、アルコキシ化アミン、アルキルアミド、モリブデン酸キレート顔料、およびPLZ1001（四国化成工業社製）などのイミダゾール化合物が挙げられる。
負荷電制御剤としては、例えば、ボントロンS-22（オリエント化学工業社製）、ボントロンS-34（オリエント化学工業社製）、ボントロンE-81（オリエント化学工業社製）、ボントロンE-84（オリエント化学工業社製）、スピロンブラックTRH（保土谷化学工業社製）などの金属錯体、チオインジオ系顔料、ボントロンE-89（オリエント化学工業社製）などのカレックスアレン化合物、コピーチャージNX VP434（クラリアント社製）などの第四級アンモニウム塩、フッ化マグネシウム、フッ化カーボンなどのフッ素化合物などが挙げられる。なお、負荷電制御剤となる金属錯体としては、上記に示したもの以外にもオキシカルボン酸金属錯体、ジカルボン酸金属錯体、アミノ酸金属錯体、ジケトン酸金属錯体、ジアミン金属錯体、アゾ基含有ベンゼン−ベンゼン誘導体骨格金属錯体、アゾ基含有ベンゼン−ナフタレン誘導体骨格金属錯体などの各種の構造を有したものであってもよい。
これらの荷電制御剤は、その粒径が10〜100nm程度のものであることが均一な分散を得る上から望ましい。市販品等として供給される形態においてその粒径が上記範囲の上限値を越える場合は、ジェットミル等により粉砕を行なうなどの公知の方法により適当な粒径に調整することが望ましい。
（シェル層）
本発明においてコア粒子表面に形成されるシェル層はウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂からなっている。本発明においてはシェル層をウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂から構成することにより、比較的低コストで、低温定着性、保存安定性及び耐高温オフセット性を同時に達成できる。すなわち、ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂はトナー粒子の表面のみを構成するので、ポリエステル樹脂のシャープメルト性に由来する低温定着性と保存安定性との両立を比較的低コストで達成できる。またポリエステル樹脂は後で詳述するように変性されているので湿式重合法にてトナー粒子を製造できる。しかも、本発明のトナー粒子はコア・シェル構造を有する。そのため、コアにオフセット防止剤を高充填することにより、保存安定性の低下を引き起こすことなく、耐高温オフセット性を有効に向上させ得る。
本発明においてコア粒子表面に形成されるシェル層はウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂からなっている。本発明においてはシェル層をウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂から構成することにより、比較的低コストで、低温定着性、保存安定性及び耐高温オフセット性を同時に達成できる。すなわち、ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂はトナー粒子の表面のみを構成するので、ポリエステル樹脂のシャープメルト性に由来する低温定着性と保存安定性との両立を比較的低コストで達成できる。またポリエステル樹脂は後で詳述するように変性されているので湿式重合法にてトナー粒子を製造できる。しかも、本発明のトナー粒子はコア・シェル構造を有する。そのため、コアにオフセット防止剤を高充填することにより、保存安定性の低下を引き起こすことなく、耐高温オフセット性を有効に向上させ得る。
ウレタン変性ポリエステル樹脂はポリエステルプレポリマーを少なくともウレタン結合によって鎖延長してなるものである。
そのようなウレタン変性ポリエステル樹脂は、例えば、以下に示す方法によって合成可能である。
まず、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分とを必要に応じて減圧雰囲気下、触媒の存在下および／または窒素雰囲気下で加熱によって縮重合反応させることにより、ポリエステルジオールプレポリマーを合成する。次いで、該プレポリマーの末端水酸基に多価イソシアネート化合物を反応させることによってウレタン結合を生成し、鎖延長を行い、ウレタン変性ポリエステル樹脂を得る。
まず、多価アルコール成分と多価カルボン酸成分とを必要に応じて減圧雰囲気下、触媒の存在下および／または窒素雰囲気下で加熱によって縮重合反応させることにより、ポリエステルジオールプレポリマーを合成する。次いで、該プレポリマーの末端水酸基に多価イソシアネート化合物を反応させることによってウレタン結合を生成し、鎖延長を行い、ウレタン変性ポリエステル樹脂を得る。
本発明においては、さらに多価アミノ化合物と反応させることによって鎖延長を行うことが好ましい。すなわち、上記ウレタン変性ポリエステルは末端にイソシアネート基を有するため、該イソシアネート基に多価アミノ化合物を反応させることによって、ウレア結合を生成し、鎖延長を行ったものを使用することが好ましい。
ウレタン変性ポリエステル樹脂を合成するための多価アルコール成分としては、具体的には、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡプロピレンオキサイド付加物、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、グリゼリン、トリメチロールプロパン、トリエチロールエタン、トリエチロールプロパン、トリブチロールプロパン、2−メチルプロペントリオール、ソルビトール、1,2,3,4−ヘキサンテトール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ショ糖、1,2,4−メシタトリオール、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を混合して用いられる。
多価カルボン酸成分としては、具体的には、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、及びこれらものの酸無水物または低級アルキルエステル等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を混合して用いられる。
ウレタン結合を生成するための多価イソシアネート化合物の具体例としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を混合して用いられる。
さらなる鎖延長のための多価アミノ化合物の具体例としては、例えば、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。これらは単独で又は２種以上を混合して用いられる。
ウレタン変性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、耐高温オフセット性と耐低温オフセット性の両立および製造性の観点から、5000〜100万、特に1万〜20万であることが好ましい。またウレタン変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、保存安定性の向上および低温定着性の向上の観点から、60〜120℃、特に60〜90℃であることが好ましい。
本明細書中、重量平均分子量はGPCシステム（Waters社製）によって測定された値を用いている。
またガラス転移温度はDSC220（セイコーインスツルメント社製）によって測定された値を用いている。
本明細書中、重量平均分子量はGPCシステム（Waters社製）によって測定された値を用いている。
またガラス転移温度はDSC220（セイコーインスツルメント社製）によって測定された値を用いている。
アクリル変性ポリエステル樹脂はポリエステル骨格にラジカル重合性ポリマー鎖がグラフトしてなるものである。
そのようなアクリル変性ポリエステル樹脂は、例えば、以下に示す方法によって合成可能である。
まず、多価アルコール成分とラジカル重合性不飽和結合含有多価カルボン酸成分とを必要に応じて減圧雰囲気下、触媒の存在下および／または窒素雰囲気下で加熱によって縮重合反応させることにより、ポリエステルプレポリマーを合成する。次いで、該プレポリマーのラジカル重合性不飽和結合に（メタ）アクリル化合物を反応させることによってラジカル重合を行い、アクリル変性ポリエステル樹脂を得る。
まず、多価アルコール成分とラジカル重合性不飽和結合含有多価カルボン酸成分とを必要に応じて減圧雰囲気下、触媒の存在下および／または窒素雰囲気下で加熱によって縮重合反応させることにより、ポリエステルプレポリマーを合成する。次いで、該プレポリマーのラジカル重合性不飽和結合に（メタ）アクリル化合物を反応させることによってラジカル重合を行い、アクリル変性ポリエステル樹脂を得る。
アクリル変性ポリエステル樹脂を合成するための多価アルコール成分としては、ウレタン変性ポリエステル樹脂を構成する多価アルコール成分と同様のものを例示することができる。
ラジカル重合性不飽和結合含有多価カルボン酸成分としては、具体的には、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフタル酸、ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ〔2,2,1〕ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物等が挙げられる。
（メタ）アクリル化合物としては、具体的には、（メタ）アクリル酸やメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、2−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類、（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド等が挙げられる。
アクリル変性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、耐高温オフセット性と耐低温オフセット性の両立および製造性の観点から、5000〜100万、特に1万〜20万であることが好ましい。またアクリル変性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、保存安定性の向上および低温定着性の向上の観点から、60〜120℃、特に60〜90℃であることが好ましい。
本発明においてシェル層は上記ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂のみから構成されなければならないというわけではなく、それらの変性ポリエステル樹脂以外に他の樹脂が含有されてもよい。ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂のシェル層構成樹脂全体に占める含有割合は、本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではないが、通常、20〜100重量％、特に80〜100重量％が好適である。
シェル層は、コア粒子分散液にウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂粒子からなるシェル粒子を添加混合し、コア粒子表面にシェル粒子を付着／融着して形成される。詳しくはコア粒子分散液にシェル粒子を所定量添加混合し、コア粒子表面にシェル粒子を付着させてコア粒子を粒子成長させ、加熱して融着させることによりシェル層を形成する。「付着／融着」とは、付着と融着とが同時あるいは段階的に起こること、または、付着と融着とを同時あるいは段階的に起こさせる行為をいう。
シェル粒子は従来から知られているポリエステル樹脂粒子の形成方法によって形成可能であり、例えば、溶解懸濁法によって得ることができる。詳しくは、ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂を有機溶媒に溶解し、得られた溶液を水系媒体中、ホモジナイザー等の混合撹拌装置によって高速剪断下で撹拌しながら造粒し、加熱することによって有機溶媒を除去して重量平均粒径50〜500nmのシェル粒子を得る。有機溶媒は上記ポリエステル樹脂を溶解可能で、かつ水に不溶なものが使用され、ポリエステルの構成成分にもよるが、通常、トルエン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素類、塩化メチレン、クロロフォルム、ジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素類、エタノール、ブタノール、ベンジルアルコールエーテル、テトラヒドロフラン等のアルコール類、エーテル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン類が挙げられる。水系媒体中には分散安定化のために公知の界面活性剤が適宜添加されてもよい。
コア粒子表面にシェル粒子を付着／融着させるためには、コア粒子を得るための凝集／融着工程に連続して、このシェル層形成工程を実施するとよい。すなわち、樹脂粒子等の凝集／融着によって得られたコア粒子の分散液にシェル粒子の分散液を添加する。このとき、シェル粒子の付着によってコア粒子を粒子成長させるために、凝集／融着工程で所望の粒径に到達させるときの反応温度またはそれ以上の温度に設定することが好ましい。
コア粒子に対するシェル粒子の付着を促進するために、コア粒子形成時に用いる凝集剤を適宜追加添加することができる。
コア粒子とシェル層との配合重量比、すなわちコア粒子を構成する樹脂粒子とシェル層を構成するシェル粒子との配合重量比（コア：シェル）は20：1〜2：1、特に10：1〜3：1であることが好ましい。
シェル層形成工程においてシェル粒子をコア粒子に付着させた後は、通常、完全に系の凝集力を消失させて粒子成長を停止し、加熱により融着させるとともにシェル層の被膜化・粒子の形状制御を行う（熟成処理段階）。融着はシェル粒子のガラス転移温度以上の温度に加熱することにより行えば良い。また付着を進行させると同時に融着を行っても良い。
以上のようにして得られるコア−シェル構造のトナー粒子の形状（好ましくは平均円形度0.9〜1）は、コア粒子の形状（好ましくは平均円形度0.7〜1）およびこの付着／融着工程の熟成処理段階における加熱条件を調整することで容易に制御することができる。
得られたトナー粒子には、通常、洗浄処理、乾燥処理および外添処理がなされる。
洗浄処理工程においては、酸性、場合によっては塩基性の水を微粒子に対して数倍の量で加え撹拌した後、ろ過して固形分を得る。これに純水を固形分に対して数倍加えて撹拌した後、ろ過を行なう。この操作を数回繰り返し、ろ過後のロ液のpHが約7になった時点で終了し、着色されたトナー粒子を得る。
洗浄処理工程においては、酸性、場合によっては塩基性の水を微粒子に対して数倍の量で加え撹拌した後、ろ過して固形分を得る。これに純水を固形分に対して数倍加えて撹拌した後、ろ過を行なう。この操作を数回繰り返し、ろ過後のロ液のpHが約7になった時点で終了し、着色されたトナー粒子を得る。
乾燥処理工程においては、洗浄処理工程で得たトナー粒子をガラス転移温度以下の温度で乾燥する。この時、必要な温度に応じて乾燥空気を循環させたり、真空条件下で加熱する等の方法を取るとよい。乾燥工程では、通常の振動型流動乾燥法、スプレードライ法、凍結乾燥法、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。
外添処理工程では、乾燥処理されたトナー粒子に対して単独あるいは複数種の外添剤を添加・混合する。外添剤としては、微粉末のシリカ、アルミナ、チタニア等の流動性向上剤、マグネタイト、フェライト、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム、導電性チタニア等の無機微粒子、スチレン樹脂、アクリル樹脂などの抵抗調整剤、滑剤などが使用される。これらの外添剤の使用量は、所望する性能により適宜選定されればよく、トナー粒子100重量部に対して、通常0.05〜10重量部である。これらの添加剤はトナー粒子内部に含有されてもよい。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。「部」は「重量部」を意味するものとする。
（スチレン−アクリル樹脂A分散液の調製）
撹押装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた1000ml反応器に、蒸留水450ml、ドデシル硫酸ナトリウム0.56gを仕込み、撹拌しながら80℃に昇温した後、これに1wt％過硫酸カリウム水溶液120gを添加した。次に、下記組成のモノマー混合液を滴下した後、更に2時間保持し重合を完結させた。重合反応終了後、内容物を室温まで冷却し、固形分濃度20wt％のスチレン−アクリル樹脂A分散液を得た。
＜モノマー混合液＞
スチレン 120g
アクリル酸ブチル 35g
メタクリル酸 15g
n−オクチルメルカプタン 3.5g
重合体の重量平均分子量は18,000、ガラス転移温度は61℃、UPAで測定した平均粒径は70nmであった。
撹押装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた1000ml反応器に、蒸留水450ml、ドデシル硫酸ナトリウム0.56gを仕込み、撹拌しながら80℃に昇温した後、これに1wt％過硫酸カリウム水溶液120gを添加した。次に、下記組成のモノマー混合液を滴下した後、更に2時間保持し重合を完結させた。重合反応終了後、内容物を室温まで冷却し、固形分濃度20wt％のスチレン−アクリル樹脂A分散液を得た。
＜モノマー混合液＞
スチレン 120g
アクリル酸ブチル 35g
メタクリル酸 15g
n−オクチルメルカプタン 3.5g
重合体の重量平均分子量は18,000、ガラス転移温度は61℃、UPAで測定した平均粒径は70nmであった。
（スチレン−アクリル樹脂B分散液の調製）
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた1000ml反応器に、蒸留水450ml、ドデシル硫酸ナトリウム0.56gを仕込み、撹拌しながら80℃に昇温した後、これに1wt％過硫酸カリウム水溶液120gを添加した。次に、下記組成のモノマー混合液を1.5時間かけて添加した後、更に2時間保持し重合を完結させた。重合反応終了後、内容物を室温まで冷却し、固形分濃度20wt％スチレン−アクリル樹脂B分散液を得た。
＜モノマー混合液＞
スチレン 140g
アクリル酸ブチル 15g
メタクリル酸 15g
n−オクチルメルカプタン 3.6g
重合体の重量平均分子量は12,000、ガラス転移温度は80℃、UPAを用いて測定した平均粒径は80nmであった。
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた1000ml反応器に、蒸留水450ml、ドデシル硫酸ナトリウム0.56gを仕込み、撹拌しながら80℃に昇温した後、これに1wt％過硫酸カリウム水溶液120gを添加した。次に、下記組成のモノマー混合液を1.5時間かけて添加した後、更に2時間保持し重合を完結させた。重合反応終了後、内容物を室温まで冷却し、固形分濃度20wt％スチレン−アクリル樹脂B分散液を得た。
＜モノマー混合液＞
スチレン 140g
アクリル酸ブチル 15g
メタクリル酸 15g
n−オクチルメルカプタン 3.6g
重合体の重量平均分子量は12,000、ガラス転移温度は80℃、UPAを用いて測定した平均粒径は80nmであった。
（ウレタン変性ポリエステル樹脂の合成）
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた反応器に、ピスフエノールAおよびテレフタル酸からなるポリエステルジオ−ルとイソホロンジイソシアネートとの反応により得られたプレポリマーを、さらにイソホロンジアミンと反応させることによってウレタン変性ポリエステル樹脂を得た。重合体の重量平均分子量は55,000、ガラス転移温度は73℃であつた。
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた反応器に、ピスフエノールAおよびテレフタル酸からなるポリエステルジオ−ルとイソホロンジイソシアネートとの反応により得られたプレポリマーを、さらにイソホロンジアミンと反応させることによってウレタン変性ポリエステル樹脂を得た。重合体の重量平均分子量は55,000、ガラス転移温度は73℃であつた。
（ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液の調製）
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた反応器に、蒸留水のリン酸三カルシウム10％懸濁液、ドデシル硫酸ナトリウムを入れ、60℃で撹拌しながら上記ウレタン変性ポリエステル樹脂の酢酸エチル／メチルエチルケトン溶液を加えた。その後96℃まで昇温して溶剤を除去することによって、固形分濃度20wt％のウレタン変性ポリエステル樹脂分散液を得た。UPAを用いて測定した平均粒径は110nmであった。
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた反応器に、蒸留水のリン酸三カルシウム10％懸濁液、ドデシル硫酸ナトリウムを入れ、60℃で撹拌しながら上記ウレタン変性ポリエステル樹脂の酢酸エチル／メチルエチルケトン溶液を加えた。その後96℃まで昇温して溶剤を除去することによって、固形分濃度20wt％のウレタン変性ポリエステル樹脂分散液を得た。UPAを用いて測定した平均粒径は110nmであった。
（アクリル変性ポリエステル樹脂の合成）
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた反応器に、ピスフェノールAおよびマレイン酸からなるポリエステルジオールと2−エチルヘキシルメタクリレートとを反応させることによってアクリル変性ポリエステル樹脂を得た。重合体の重量平均分子量は17,000、ガラス転移温度は72℃であった。
撹拌装置、冷却管、温度センサー、窒素導入管を備えた反応器に、ピスフェノールAおよびマレイン酸からなるポリエステルジオールと2−エチルヘキシルメタクリレートとを反応させることによってアクリル変性ポリエステル樹脂を得た。重合体の重量平均分子量は17,000、ガラス転移温度は72℃であった。
（アクリル変性ポリエステル樹脂分散液の調製）
上記アクリル変性ポリエステル樹脂を用いたこと以外は、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液の調製方法と同様の方法により、20wt％アクリル変性ポリエステル樹脂分散液を得た。UPAを用いて測定した平均粒径は120nmであった。
上記アクリル変性ポリエステル樹脂を用いたこと以外は、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液の調製方法と同様の方法により、20wt％アクリル変性ポリエステル樹脂分散液を得た。UPAを用いて測定した平均粒径は120nmであった。
（ワックス分散液の調製）
蒸留水680g、カルナバワックス（野田ワックス社製）180g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ネオゲンSC、第一工業製薬製）17gを混合し、高圧せん断をかけて乳化分散させワックス微粒子分散液を得た。ワックス微粒子の粒径を動的光散乱粒度分布測定装置、ELS-800（大塚電子工業社製）を用いて測定した所、平均粒径は110nmであつた。
蒸留水680g、カルナバワックス（野田ワックス社製）180g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ネオゲンSC、第一工業製薬製）17gを混合し、高圧せん断をかけて乳化分散させワックス微粒子分散液を得た。ワックス微粒子の粒径を動的光散乱粒度分布測定装置、ELS-800（大塚電子工業社製）を用いて測定した所、平均粒径は110nmであつた。
（着色剤微粒子分散液の調製）
着色剤微粒子としてカーボンブラック表面にカルボン酸基を導入した自己分散性顔料を蒸留水に分散させ、固形分17wt％の着色剤微粒子分散液を得た。分散させたカーボンブラックの粒径を動的光散乱粒度分布測定装置、ELS-800（大塚電子工業社製）を用いて測定した所、平均粒径は103nmであった。
着色剤微粒子としてカーボンブラック表面にカルボン酸基を導入した自己分散性顔料を蒸留水に分散させ、固形分17wt％の着色剤微粒子分散液を得た。分散させたカーボンブラックの粒径を動的光散乱粒度分布測定装置、ELS-800（大塚電子工業社製）を用いて測定した所、平均粒径は103nmであった。
（トナーの作製）
実施例１
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液はわずかに白味を帯びており、コア粒子粒子表面に付着していないウレタン変性ポリエステル樹脂がわずかに存在するものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワツカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
実施例１
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液はわずかに白味を帯びており、コア粒子粒子表面に付着していないウレタン変性ポリエステル樹脂がわずかに存在するものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワツカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
実施例２
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、アクリル変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液はわずかに白味を帯びており、コア粒子表面に付着していないアクリル変性ポリエステル樹脂がわずかに存在するものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、アクリル変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液はわずかに白味を帯びており、コア粒子表面に付着していないアクリル変性ポリエステル樹脂がわずかに存在するものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
実施例３
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液192g、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液48g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明である事からウレタン変性ポリエステル樹脂はほぼすべてコア粒子表面に付着しているものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液192g、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液48g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、ウレタン変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明である事からウレタン変性ポリエステル樹脂はほぼすべてコア粒子表面に付着しているものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
実施例４
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液192g、アクリル変性ポリエステル樹脂分散液48g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、アクリル変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明である事からアクリル変性ポリエステル樹脂はほぼすべてコア粒子表面に付着しているものと考えられる。
得られたトナ−粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワツカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液192g、アクリル変性ポリエステル樹脂分散液48g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、アクリル変性ポリエステル樹脂分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明である事からアクリル変性ポリエステル樹脂はほぼすべてコア粒子表面に付着しているものと考えられる。
得られたトナ−粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワツカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
比較例１
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した。所望の粒径に達したら、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明であつた。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサ−にて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した。所望の粒径に達したら、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明であつた。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサ−にて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
比較例２
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、スチレン−アクリル樹脂B分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明である事からスチレン−アクリル樹脂Bはほぼすべてコア粒子表面に付着しているものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
反応器に、スチレン−アクリル樹脂A分散液240g、ワックス分散液13.6g、着色剤微粒子分散液24g、及び蒸留水240gとを仕込み、撹拌しながら2N水酸化ナトリム水溶液を添加して混合分散液のpHを10.0に調整した。次に、これに50wt％塩化マグネシウム水溶液40gを添加した後、撹拌しながら85℃に昇温して所望の平均粒径に成長するまで保持した（コア粒子の形成）。所望の粒径に達したら、スチレン−アクリル樹脂B分散液48gを添加して、さらに85℃で0.5〜1.5時間保持した（シェル層の形成）。その後、20wt％塩化ナトリウム水溶液120gを添加してから92℃に昇温し、円形度が0.96程度になるまで92℃の状態で保持した。所望の円形度に達したら、内容物を室温まで冷却し、溶液の濾過および得られた固形分の蒸留水への再懸濁処理といった洗浄処理を数回繰り返し、乾燥させる事によってトナー粒子を得た。洗浄時の再懸濁後の濾過処理に於いて、濾液は無色透明である事からスチレン−アクリル樹脂Bはほぼすべてコア粒子表面に付着しているものと考えられる。
得られたトナー粒子100部に対して、シリカ（H-2000；ワッカー社製）0.5部を添加し、ヘンシェルミキサーにて1000rpmで1分間、後処理を行い、トナーを得た。
（トナー物性測定）
体積平均粒径は「コールターマルチサイザーII；コ−ルターベックマン社」を用いて測定した。
平均円形度は「FPIA-2000；シスメックス社」を用いて測定した。なお、平均円形度は
平均円形度＝粒子の投影面積に等しい円の周囲長／粒子投影像の周囲長
で定義される。
体積平均粒径は「コールターマルチサイザーII；コ−ルターベックマン社」を用いて測定した。
平均円形度は「FPIA-2000；シスメックス社」を用いて測定した。なお、平均円形度は
平均円形度＝粒子の投影面積に等しい円の周囲長／粒子投影像の周囲長
で定義される。
（保存安定性評価）
トナー10gを50℃の高温下に24時間放置後、そのトナーを目視で確認することにより保存安定性を評価した。
○：凝集物は全く見られなかった。
△：凝集物が10個未満であった。
×：凝集物が10個以上であった。
トナー10gを50℃の高温下に24時間放置後、そのトナーを目視で確認することにより保存安定性を評価した。
○：凝集物は全く見られなかった。
△：凝集物が10個未満であった。
×：凝集物が10個以上であった。
（定着性評価）
定着器の温度を変更できるように改造したMQS製プリンターmagicolor2300DLを用いて、定着下限温度、定着上限温度を評価した。詳しくは定着器温度を120℃から220℃の間で5℃間隔で変更し、それぞれの定着器温度で定着画像を得た。
定着下限温度は、定着強度が70％以上となる最低定着器温度と定義した。定着強度は、得られた定着画像を砂消しゴムでこする前における画像濃度Ioと、こすった後における画像濃度Isとを求め、「定着強度＝（Is／Io）×100」と定義して評価した。
また定着上限温度は、定着画像への高温オフセツトに起因した画像ノイズが発生しない最高定着器温度と定義した。
定着器の温度を変更できるように改造したMQS製プリンターmagicolor2300DLを用いて、定着下限温度、定着上限温度を評価した。詳しくは定着器温度を120℃から220℃の間で5℃間隔で変更し、それぞれの定着器温度で定着画像を得た。
定着下限温度は、定着強度が70％以上となる最低定着器温度と定義した。定着強度は、得られた定着画像を砂消しゴムでこする前における画像濃度Ioと、こすった後における画像濃度Isとを求め、「定着強度＝（Is／Io）×100」と定義して評価した。
また定着上限温度は、定着画像への高温オフセツトに起因した画像ノイズが発生しない最高定着器温度と定義した。
実施例1〜4のトナーは、保存安定性、定着性（低温定着性、耐高温オフセット性）、いずれも良好であった。
比較例1のトナーは、実施例1〜4のトナーに比べて保存安定性、耐高温オフセット性が劣つた。保存安定性は、トナーの結着樹脂としてガラス転移点の低いスチレン−アクリル樹脂のみで構成されていたためと考えられる。また耐高温オフセット性はシャープメルト性を高めたことによる弊害と考えられる。
比較例2のトナーは、低温定着性が劣つた。これはガラス転移点の高いスチレン−アクリル樹脂で被覆を施したことにより、比較例1のトナーに比べて保存安定性は改善されたものの、シャープメルト性が低下して低温定着性が悪化したものと考えられる。
以上の結果より、表面をウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂で被覆したトナーは、保存安定性、定着性（低温定着性、耐高温オフセット性）を比較的低コストで両立させることができる。
比較例1のトナーは、実施例1〜4のトナーに比べて保存安定性、耐高温オフセット性が劣つた。保存安定性は、トナーの結着樹脂としてガラス転移点の低いスチレン−アクリル樹脂のみで構成されていたためと考えられる。また耐高温オフセット性はシャープメルト性を高めたことによる弊害と考えられる。
比較例2のトナーは、低温定着性が劣つた。これはガラス転移点の高いスチレン−アクリル樹脂で被覆を施したことにより、比較例1のトナーに比べて保存安定性は改善されたものの、シャープメルト性が低下して低温定着性が悪化したものと考えられる。
以上の結果より、表面をウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂で被覆したトナーは、保存安定性、定着性（低温定着性、耐高温オフセット性）を比較的低コストで両立させることができる。
Claims (3)
- 少なくとも結着樹脂および着色剤粒子を含有するコア粒子表面に、ウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂を含むシェル層を有してなるトナー粒子を含有することを特徴とする電子写真用トナー。
- コア粒子に含有される結着樹脂がスチレン−アクリル系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用トナー。
- コア粒子がさらにウレタン変性ポリエステル樹脂または／およびアクリル変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用トナー。
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