JP2005266012A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
静電荷像現像用トナー Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005266012A JP2005266012A JP2004075206A JP2004075206A JP2005266012A JP 2005266012 A JP2005266012 A JP 2005266012A JP 2004075206 A JP2004075206 A JP 2004075206A JP 2004075206 A JP2004075206 A JP 2004075206A JP 2005266012 A JP2005266012 A JP 2005266012A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- temperature
- binder resin
- resin
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】 優れた低温定着性、耐ホットオフセット性および耐ブロッキング性を兼ね備え、透明性および発色性を高水準で両立し、高い光学濃度(画像濃度)を有する高画質品位の画像を形成できる静電荷像現像用トナーを提供する。
【解決手段】 図1に示す流動曲線におけるB点の温度である流出開始温度(Tfb)、ガラス転移点およびクロロホルム不溶成分含有量が特定の範囲にあるトナー用結着樹脂を用い、かつ該結着樹脂を用いて得られるトナーの、流動曲線におけるD点の温度である溶融温度(T1/2)と該結着樹脂の流出開始温度(Tfb)との差(T1/2−Tfb)が特定の範囲になるようにトナーを製造することによって、所望の静電荷像現像用トナーが得られる。
【選択図】 図1
【解決手段】 図1に示す流動曲線におけるB点の温度である流出開始温度(Tfb)、ガラス転移点およびクロロホルム不溶成分含有量が特定の範囲にあるトナー用結着樹脂を用い、かつ該結着樹脂を用いて得られるトナーの、流動曲線におけるD点の温度である溶融温度(T1/2)と該結着樹脂の流出開始温度(Tfb)との差(T1/2−Tfb)が特定の範囲になるようにトナーを製造することによって、所望の静電荷像現像用トナーが得られる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、静電荷像現像用トナーに関する。
最近のOA機器の目覚しい発達に伴い、電子写真方式により印刷を行う複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置が広く普及している。電子写真方式の画像形成装置においては、光導電性物質を含む表面層が形成された感光体表面を一様に帯電させ、この感光体表面を露光して画像情報に基づく静電荷像(静電潜像)を形成し、この静電荷像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像を紙などの転写材に転写し、加圧ローラを用いる加熱、加圧によりトナー像を転写材に定着させることによって、記録媒体に画像が形成される。このように、一般的な画像形成装置において、トナー像を転写材に定着させる定着プロセスでは、加圧ローラ方式が採用される。
ところで、昨今の環境保全への関心の高まりから、電子写真方式の画像形成装置にも、低エネルギー化、たとえば消費電力の削減が望まれる。画像形成装置に要する電力の大半を消費するのは定着プロセスであり、定着プロセスにおいて消費電力の削減を達成することが、画像形成装置の低エネルギー化に最も効果的であり、大きな課題となっている。また、画像形成装置の画像形成速度の高速化および小型化も進められる。これらの要求を満たすには、低温すなわち低エネルギーで定着可能なトナーが不可欠である。具体的には、従来は150℃を超える温度で定着が行われるので、定着温度が150℃未満のトナーが望まれる。それに付随して、トナーを転写材に転写する前の低温領域では、耐ブロッキング性および保存安定性に優れ、トナー同士の融着、トナーの他部材への付着などのブロッキング現象が起こらないトナーであることが必要である。また、トナーを転写材へ転写し、定着させる高温領域では、耐オフセット性(高温領域なので耐ホットオフセット性)に優れ、トナーが転写材に定着されずに加圧ローラに付着するオフセット現象が起こらないトナーであることが必要である。
たとえば、トナーの低温・低エネルギー定着に対応するためには、トナーの結着樹脂として、従来から多用されてきたスチレン−アクリル系樹脂に代えて、低温定着性に優れ、耐ブロッキング性が比較的良好なポリエステル樹脂の使用が試みられている。しかしながら、結着樹脂をポリエステル樹脂に代えるだけでは、トナーの定着温度を下げる効果は不充分である。
また、結着樹脂の熱特性を制御することも行われている。たとえば、ガラス転移温度を低下させることによって、トナーに低温定着性を付与することが行われるけれども、ガラス転移温度を下げると、ブロッキングが発生し易い。さらに、結着樹脂を低分子量化し、その軟化点を下げることも行われるけれども、軟化点を下げると、トナーの耐ホットオフセット性が不充分になる。その結果、トナーが加圧ローラに付着するホットオフセット発生温度が低下し、トナーの加圧ローラへの付着が頻発する。このように、単に結着樹脂の熱特性を制御するだけでは、低温定着性、耐ホットオフセット性および耐ブロッキング性に優れるトナーを得るには至っていない。
また、トナーに結着樹脂とともに離型剤であるワックス成分を含有させ、定着時にトナー表面にワックス成分を染み出させることによって、ホットオフセットの発生を防止するのが一般的になっている。しかしながら、加圧ローラの低エネルギー化を図るため、加圧ローラの薄肉化が進む現状では、加圧ローラの耐久性を考慮して定着圧力を下げざるを得ないので、ワックス成分が染み出し難くなり、充分な効果が発揮されない。
このような従来技術の問題点に鑑み、結着樹脂および金属材料を含み、高架式フローテスターによる軟化点が65〜77.5℃、流出開始温度が100〜120℃および1/2法における溶融温度が145〜195℃であり、かつ金属材料の一次粒子の平均短軸径が0.01〜0.4μmである画像形成用トナーが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。特許文献1によれば、結着樹脂中に前述の金属材料を分散させ、結着樹脂と金属材料との間に金属架橋構造に類似する相互作用を発生させ、これによってトナーの定着温度を下げ、耐オフセット性を向上させている。しかしながら、ここで使用される金属材料は、具体的には、マンガン酸化物、ヘマタイトなどの有色金属粒子であり、これらはトナーの透明性、発色性(彩度)などを損なうという欠点を有する。したがって、特許文献1のトナーは、モノクロ印刷には使用可能であるけれども、カラー画像の形成には適しない。
また、ポリエステル樹脂および着色剤を含み、テトラヒドロフランに溶解しない高分子量成分の含有量が5〜30重量%、定荷重押出し形細管式レオメーターによる流出開始温度が100〜115℃および1/2法による溶融温度が135〜150℃である非磁性一成分現像用トナーが提案されている(たとえば、特許文献2参照)。しかしながら、特許文献2において用いられるポリエステル樹脂は、耐オフセット性を向上させるために、溶融温度およびガラス転移点の高い非晶質樹脂を50重量%以上含有し、その融点が高くなることから、定着温度を高めに設定せざるを得ない。実際、特許文献2の実施例におけるトナー定着温度は180〜200℃であり、150℃未満の定着温度を実現するには至っていない。なお、結晶性樹脂を加えることによって、定着温度を低下させ得ることは公知であるけれども、上記のような非晶質樹脂を多量に含む混合系に単に結晶性樹脂を添加するだけでは、耐オフセット性が低下する。さらに、結晶性樹脂を添加した状態で、該非晶質樹脂の一部を該非晶質樹脂よりも溶融温度およびガラス転移点の低い非晶質樹脂に変更することも考えられるけれども、その場合には耐ブロッキング性が低下しやすい。加えて、特許文献2のトナーは、高い機械的強度を保持し、耐久性を向上させるために、テトラヒドロフランに不溶である網目構造の高分子量成分を比較的多く含むけれども、該成分は光透過性が低いので、結着樹脂全体としての透明性を低下させ、トナーの透明性、発色性などにも悪影響を及ぼす。
このように、トナーにおける低温定着性、耐ホットオフセット性および耐ブロッキング性は、いずれも結着樹脂によって大きく影響されるけれども、互いに相反する特性であることから、結着樹脂を構成する樹脂成分の混合比を適宜選択するだけでは、これら3種の特性を高い水準で併せ持つ静電荷像現像用トナーを得ることはできない。
本発明の目的は、優れた低温定着性、耐ホットオフセット性および耐ブロッキング性を併せ持ち、しかも高い画像濃度を有し、良好な透明性および発色性を示す、高画質品位のカラー画像を形成できる静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明は、少なくとも着色剤および結着樹脂を含むトナーにおいて、
(イ)結着樹脂の高架式フローテスターによる流出開始温度(Tfb)が90℃〜100℃(90℃以上、100℃以下)およびガラス転移点が60℃〜65℃(60℃以上、65℃以下)であり、
(ロ)トナーの高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(T1/2)と結着樹脂の流出開始温度(Tfb)との差(T1/2−Tfb)が10℃〜25℃であり、かつ、
(ハ)結着樹脂のクロロホルム不溶成分含有量が結着樹脂全量の4重量%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。
(イ)結着樹脂の高架式フローテスターによる流出開始温度(Tfb)が90℃〜100℃(90℃以上、100℃以下)およびガラス転移点が60℃〜65℃(60℃以上、65℃以下)であり、
(ロ)トナーの高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(T1/2)と結着樹脂の流出開始温度(Tfb)との差(T1/2−Tfb)が10℃〜25℃であり、かつ、
(ハ)結着樹脂のクロロホルム不溶成分含有量が結着樹脂全量の4重量%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナーである。
また本発明の静電荷像現像用トナーは、前述の結着樹脂が、
(A)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(TA1/2)が120℃〜170℃(120℃以上、170℃以下)およびガラス転移点が58℃〜75℃(58℃以上、75℃以下)であり、クロロホルム不溶成分含有量が5〜50重量%(5重量%以上、50重量%以下)である非晶質樹脂成分(以後「非晶質樹脂成分(A)」と称す)と、
(B)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(TB1/2)が90〜120℃(90℃以上、120℃以下)およびガラス転移点が58℃〜75℃(58℃以上、75℃以下)であり、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である非晶質樹脂成分(以後「非晶質樹脂成分(B)と称す)と、
(C)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(TC1/2)が80℃〜140℃(80℃以上、140℃以下)であり、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である結晶性樹脂成分(以後「結晶性樹脂成分(C)」と称す)とを含むことを特徴とする。
(A)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(TA1/2)が120℃〜170℃(120℃以上、170℃以下)およびガラス転移点が58℃〜75℃(58℃以上、75℃以下)であり、クロロホルム不溶成分含有量が5〜50重量%(5重量%以上、50重量%以下)である非晶質樹脂成分(以後「非晶質樹脂成分(A)」と称す)と、
(B)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(TB1/2)が90〜120℃(90℃以上、120℃以下)およびガラス転移点が58℃〜75℃(58℃以上、75℃以下)であり、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である非晶質樹脂成分(以後「非晶質樹脂成分(B)と称す)と、
(C)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度(TC1/2)が80℃〜140℃(80℃以上、140℃以下)であり、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である結晶性樹脂成分(以後「結晶性樹脂成分(C)」と称す)とを含むことを特徴とする。
さらに本発明の静電荷像現像用トナーは、前述の非晶質樹脂成分(A)の含有量が結着樹脂全量の5重量%〜15重量%(5重量%以上、15重量%以下)であることを特徴とする。
さらに本発明の静電荷像現像用トナーは、前述の非晶質樹脂成分(B)に含まれるクロロホルム可溶成分の数平均分子量が4000〜7000(4000以上、7000以下)であることを特徴とする。
本発明によれば、結着樹脂として、特定範囲の流出開始温度およびガラス転移点を有し、クロロホルム不溶成分含有量が4重量%以下である樹脂を用い、該樹脂とともに着色剤を含むトナーにおいて、たとえば、結着樹脂と着色剤との配合比などを適宜選択し、トナーの溶融温度と結着樹脂の流出開始温度との差を10〜25℃の範囲に調整することによって、低温定着性、耐ホットオフセット性および耐ブロッキング性に優れ、特に、130℃未満、好ましくは120℃未満の温度での定着が可能な静電荷像現像用トナーが得られる。
なお、本発明の静電荷像現像用トナーは、単に低温での定着が可能なだけではない。すなわち、耐ブロッキング性に優れるにもかかわらず、加熱により速やかに溶融し(シャープメルト性)、転写材への転写率が高いので、画像形成速度を高め、長期的にみてトナー消費量を顕著に削減することができる。したがって、本発明のトナーを用いれば、電力消費の削減だけでなく、トナー消費量の低減化、画像形成速度の高速化などにも寄与することができる。また、定着温度が低いので、画像形成装置内部の加圧ローラの加熱するための装置を小型化が可能であり、それによって画像形成装置の小型化にも寄与できる。
本発明の静電荷像現像用トナーを用いれば、画像濃度が高く、透明性および発色性の両方に優れる、高画質品位のカラー画像を容易に形成することができる。
また本発明によれば、結着樹脂を、非晶質樹脂成分(A)、非晶質樹脂成分(B)および結晶性樹脂成分(C)の3種を必須成分として含む樹脂混合物によって構成することによって、本発明の静電荷像現像用トナーが持つ種々の特性を一層向上させることができる。
さらに本発明によれば、非晶質樹脂成分(A)の含有量を結着樹脂全量の5〜15重量%にすることによって、耐ブロッキング性を損なうことなく、低温定着性の一層の向上を図ることができる。
さらに本発明によれば、非晶質樹脂成分(B)として、該樹脂成分に含まれるクロロホルム可溶成分の数平均分子量が4000〜7000であるものを用いることによって、低温定着性を高い水準で維持しながら、耐ブロッキング性をさらに向上させることができる。
高架式フローテスターによる「流出開始温度」と「1/2法における溶融温度」は、(株)島津製作所製の高架式フローテスター(商品名:CFT−500、ピストン断面積1cm2、シリンダ圧力約98×104Pa(10kg/cm2)、ダイ長さ1mm、ダイ穴径1mm、測定開始温度30℃、昇温速度6℃/分、試料重量1.0g)で測定することにより得られる値である。試料としては、予めシリンダ圧力約108.9×104Pa(11.1kg/cm2)下に、30℃の定温状態で15分間パッキングしたものを使用した。なお、以後特に断らない限り、単に「流出開始温度」および「溶融温度」と称す。
本発明の静電荷像現像用トナーは、着色剤、ワックス成分および結着樹脂を含み、次の(イ)から(ハ)の特性を有することが特徴である。
(イ)結着樹脂の流出開始温度が90〜100℃およびガラス転移点が60〜65℃である。結着樹脂の流出開始温度をこの範囲にすることによって、主に、耐ブロッキング性、低温定着性などの向上を図ることができる。結着樹脂の流出開始温度が90℃未満では、主に耐ブロッキング性が低下し、特にトナー同士の融着を引き起こす可能性がある。100℃を超えると、トナーの定着温度が130℃を上回って充分な低温定着性を得ることができず、また、高速印字、画像形成装置の小型化などを達成できない。なお、耐ブロッキング性の向上を考慮すると、流出開始温度は93〜100℃の範囲が好ましい。結着樹脂のガラス転移点が60℃未満では、主に耐ブロッキング性が低下する。65℃を超えると、トナーが低温で溶融し難くなり、低温定着性が損なわれるおそれがある。
(ロ)トナーの溶融温度と結着樹脂の流出開始温度との差が10〜25℃である。トナーの溶融温度と結着樹脂の流出開始温度との差(トナーの溶融温度−結着樹脂の流出開始温度)を上記の範囲にすることによって、トナーのシャープメルト性が向上する。その結果、トナーの定着温度で、トナーが適度に低い粘性を持って溶融するので、溶融したトナーが加圧ローラ側に付着するのが防止され、耐ホットオフセット性が高くなる。さらに、低温定着性などの向上を図ることもできる。差が10℃未満では、トナーの定着温度で、溶融するトナーの粘性が過度に低くなり、トナーが加圧ローラに付着するホットオフセットが発生しやすくなる。また、差が25℃を超えると、トナーの定着温度で、溶融するトナーが高粘性になり、紙などの転写材に充分に浸透できず、定着不良を引き起こす。
(ハ)結着樹脂のクロロホルム不溶成分含有量が結着樹脂全量の4重量%以下である。結着樹脂中のクロロホルム不溶成分含有量を上記の範囲にすることによって、本発明のトナーによる画像の透明性、光沢性などを高め、画質品位を向上させることができる。4重量%を超えると、画像の透明性が低下し、発色性にも悪影響を及ぼす。なお、結着樹脂におけるクロロホルム不溶成分とは、たとえば、3次元構造を有する難溶性の高分子成分などである。
なお、本発明において使用される結着樹脂は、高い負荷が付与される場合でも適度のゴム弾性を有し、耐久性にも優れるので、微粉発生減少、カブリの低減などにも有効である。
本発明において使用される結着樹脂の中でも、非晶質樹脂と結晶性樹脂との混合物が好ましく、非晶質樹脂成分(A)、非晶質樹脂成分(B)および結晶性樹脂成分(C)を含む結着樹脂がさらに好ましい。
非晶質樹脂成分(A)は、120〜170℃という、非晶質樹脂成分(B)よりも高い溶融温度を有する。そのガラス転移点は58〜75℃である。このような非晶質樹脂を用いることによって、トナーが適度の粘性を持って溶融するので、トナーの転写材への定着性、耐ホットオフセット性などを向上させることができる。溶融温度が120℃未満では耐ホットオフセット性の向上が不充分になる可能性がある。170℃を超えると、150℃未満の比較的に低い定着温度において、転写材への定着性が低下するおそれがある。また、ガラス転移点が58℃未満では、耐ブロッキング性が不充分になる可能性がある。75℃を超えると、150℃未満の低温定着性を実現できない可能性がある。
また、溶融粘度の高い非晶質樹脂は一般にクロロホルム不溶成分含有量が高いけれども、非晶質樹脂成分(A)のクロロホルム不溶成分含有量は5〜50重量%である。上記範囲の溶融温度およびガラス転移点を有し、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である非晶質樹脂を得るのは困難である。50重量%を超えると、非晶質樹脂成分(A)の添加効果を充分に発揮させながら、結着樹脂全体としてのクロロホルム不溶成分含有量を4重量%以下に調整することは困難である。
非晶質樹脂成分(B)は、90〜120℃という非晶質樹脂成分(A)よりも低い溶融温度を有する。また、そのガラス転移点は58〜75℃である。このような非晶質樹脂は、主に、定着温度を下げ、低温定着性の実現に寄与する。溶融温度が90℃未満では、耐ブロッキング性が低下する可能性がある。120℃を超えると、低温定着性の実現に寄与することができない。また、ガラス転移点が58℃未満では、耐ブロッキング性が不充分になる可能性がある。75℃を超えると、150℃未満の低温定着性を実現できない可能性がある。
また、非晶質樹脂成分(B)のクロロホルム不溶成分含有量は5重量%未満である。5重量%を超えると、非晶質樹脂成分(B)の添加効果を充分に発揮させながら、結着樹脂全体としてのクロロホルム不溶成分含有量を4重量%以下に調整することは困難である。
また、非晶質樹脂成分(B)に含まれるクロロホルム可溶成分のゲルパーミュエーションクロマトグラムにおける数平均分子量は、4000〜7000であることが好ましい。これによって、シャープメルト性ひいては耐ホットオフセット性の一層の向上を図ることができ、さらに耐ブロッキング性をも一層向上させることができる。数平均分子量が4000未満では、ブロッキングの発生が懸念される。7000を超えると、結着樹脂全体としての溶融温度が高くなり、低温定着性が損なわれるおそれがある。
結晶性樹脂成分(C)は、溶融温度が80〜140℃およびクロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である。このような結晶性樹脂成分(C)の添加によって、主に、トナーのシャープメルト性が向上する。溶融温度が80℃未満では、トナーの溶融温度が低くなりすぎ、ブロッキングが起こる可能性がある。140℃を超えると、トナーの溶融温度が高くなりすぎ、150℃未満の定着温度での低温定着性を達成できないおそれがある。また、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%を超えると、結晶性樹脂成分(C)の添加効果を充分に発揮させながら、結着樹脂全体としてのクロロホルム不溶成分含有量を4重量%以下に調整することは困難である。
非晶質樹脂成分(A)、非晶質樹脂成分(B)および結晶性樹脂成分(C)を含む結着樹脂において、各樹脂成分の含有量は特に制限されず、各樹脂成分の種類に応じて結着樹脂として規定される特性を満たすように適宜選択されるけれども、非晶質樹脂成分(A)の含有量を、結着樹脂全量の5〜15重量%にするのが好ましく、5〜10重量%にするのがさらに好ましい。5重量%未満では、非晶質樹脂成分(A)の添加効果が充分に発揮されない可能性がある。15重量%を超えると、トナーの透明性が損なわれるおそれがある。
また、この時、非晶質樹脂成分(B)の含有量は、好ましくは45〜70重量%(さらに好ましくは45〜55重量%)であり、結晶性樹脂成分(C)の含有量は、好ましくは15〜50重量%(さらに好ましくは40〜50重量%)である。
本発明では、従来からトナー用結着樹脂として用いられる合成樹脂の中から、溶融温度、ガラス転移点およびクロロホルム不溶成分含有量に関する上記の各規定を満足するものを選択し、適切な比率で混合することによって、請求項1に規定する特性を有する結着樹脂およびトナーを得ることができる。特に、非晶質樹脂成分(A)、非晶質樹脂成分(B)および結晶性樹脂成分(C)を上記の割合で混合することによって、請求項1に規定する特性を有する結着樹脂およびトナーを容易に得ることができる。
また、従来からトナー用結着樹脂として用いられる合成樹脂において、モノマーの種類および使用割合、重合度、分子量などを適宜選択することによっても、請求項1に規定する特性を有する結着樹脂を得ることができる。この時、重量平均分子量は、好ましくは10000〜30000、さらに好ましくは12000〜20000である。
従来からトナー用結着樹脂に用いられる合成樹脂としては特に制限されないけれども、たとえば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリビニルブチラール、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族または脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックスなどが挙げられる。合成樹脂は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。これらの中でも、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂などが好ましく、ポリエステル樹脂などがさらに好ましい。
スチレン系樹脂としては公知のものを使用でき、たとえば、ポリスチレンホモポリマー、水素添加スチレン樹脂、スチレン−イソブチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−スチレン−アクリル酸エステル三元共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−塩素化ポリスチレン−スチレン三元共重合体、アクリロニトリル−EVA−スチレン三元共重合体、スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−マレイン酸エステル共重合体、スチレン−イソブチレン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体などの、スチレンおよびその置換体の共重合体が挙げられる。
アクリル系樹脂としても公知のものを使用でき、たとえば、ポリアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリ−n−ブチルメタクリレート、ポリグリシジルメタクリレート、ポリ含フッ素アクリレート、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリレート共重合体、スチレン−ブチルメタクリレート共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体などが挙げられる。
ポリエステル樹脂には、結晶性および非晶性(非晶質)のものがあり、また溶融温度、ガラス転移点、流出開始温度、クロロホルム不溶成分含有量などの特性を、モノマー、重合度、分子量などの選択によって容易に調整することができる。また、物性に違いがあっても、いずれもポリエステル樹脂であることから、相溶性の面でも好ましい。ポリエステル樹脂としても公知のものを使用でき、たとえば、アルコールモノマーおよび/または酸モノマーの重縮合物などが挙げられる。アルコールモノマーとしてはポリエステル樹脂の合成に常用されるものを使用でき、たとえば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1、4−ブテンジオール、1、5−ペンタンジオール、1、6−ヘキサンジオールなどのジオール類、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールAなどのビスフェノールAアルキレンオキシド付加物、その他の二価のアルコールが挙げられる。酸モノマーとしてもポリエステル樹脂の合成に常用されるものを使用でき、たとえば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸などのカルボン酸類、n−ドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸などのアルケニルコハク酸類、アルキルコハク酸類、これらの酸の無水物、アルキルエステル、その他の二価のカルボン酸が挙げられる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂とともに、着色剤を含む。着色剤としては、この分野で常用される顔料および染料を使用できる。
イエロー着色剤において、イエロー顔料の具体例としては、たとえば、ナフトールイエローSなどのニトロ系顔料、ハンザイエロー5G、ハンザイエロー3G、ハンザイエローG、ベンジジンイエローGR、ベンジジンイエローG、バルカンファストイエロー5Gなどのアゾ系顔料、黄色酸化鉄、黄土などの無機顔料などが挙げられる。また、イエロー染料の具体例をカラーインデックスナンバーで示せば、たとえば、C.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソルベントイエロー6、C.I.ソルベントイエロー14、C.I.ソルベントイエロー15、C.I.ソルベントイエロー16、C.I.ソルベントイエロー19、C.I.ソルベントイエロー21などの油溶性染料が挙げられる。
マゼンタ着色剤において、マゼンタ顔料の具体例をカラーインデックスナンバーで示せば、たとえば、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントバイオレット19などのキナクリドン系顔料、ローダミン6Gレーキ、ローダミンBレーキ、C.I.ピグメントレッド81などのローダミン系顔料、C.I.ピグメントレッド87、C.I.バイオレッド1、C.I.ピグメントバイオレッド38などのチオインジコ顔料、ブリリアントカーミン6B、リソールルビンGKなどのアゾ顔料などが挙げられる。また、マゼンタ染料の具体例をカラーインデックスナンバーで示せば、たとえば、C.I.ソルベントレッド49、C.I.ソルベントレッド19、C.I.ソルベントレッド52などの油溶性染料が挙げられる。
シアン着色剤において、シアン顔料の具体例をカラーインデックスナンバーで示せば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピクメントブルー16、C.I.ピグメントブルー17、C.I.ピグメントグリーン7、C.I.ピグメントグリーン12、C.I.ピグメントグリーン36、C.I.ピグメントグリーン37、C.I.ピグメントグリーン38などのフタロシアニン系顔料が挙げられ、その他にもフタロシアニンブルー、ヘリオゲンブルーG、ファーストスカイブルーなどが挙げられる。シアン染料の具体例をカラーインデックスナンバーで示せば、たとえば、C.I.ソルベントブルー25、C.I.ソルベントブルー55、C.I.ソルベントブルー70、C.I.ソルベントブルー40、C.I.ダイレクトブルー25、C.I.ダイレクトブルー86などの油溶性染料が挙げられる。
黒色着色剤としては、サーマルブラック法、アセチレンブラック法、チャンネルブラック法、ファーネスブラック法、ランプブラック法などにより製造される各種のカーボンブラックが挙げられる。
着色剤には、各種変性処理を施してもよい。着色剤は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。
着色剤の使用量は特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、結着樹脂100重量部に対して2〜20重量部で使用することができる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂および着色剤のほかに、その好ましい特性を損なわない範囲で、帯電制御剤、ワックス、無機または有機微粒子、クリーニング助剤などから選ばれる1種または2種以上を使用できる。
帯電制御剤としては公知のものを使用でき、たとえば、含金属アゾ染料(クロム・アゾ錯体染料、鉄アゾ錯体染料、コバルト・アゾ錯体染料など)、銅フタロシアニン染料、サリチル酸とそのアルキル誘導体の金属(クロム、亜鉛、アルミニウム、ホウ素など)錯体および塩化合物、ナフトール酸とその誘導体の金属(クロム、亜鉛、アルミニウム、ホウ素など)錯体および塩化合物、ベンジル酸とその誘導体の金属(クロム、亜鉛、アルミニウム、ホウ素など)錯体および塩化合物、長鎖アルキルカルボン酸塩、長鎖アルキルスルホン酸塩などの負帯電性トナー用帯電制御剤、ニグロシン染料とその誘導体、トリフェニルメタン誘導体、四級アンモニウム塩、四級ホスフォニウム塩、四級ピリジニウム塩、グアニジン塩、アミジン塩、N,N−ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどのN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのN,N−ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド類の含窒素官能基を有するモノマーを共重合したラジカル重合性共重合体などの正帯電性トナー用帯電制御剤が挙げられる。これらの中でも、含金属アゾ染料、銅フタロシアニン染料、サリチル酸のアルキル誘導体の金属錯体などが挙げられる。本発明では市販の帯電制御剤を使用することができ、たとえば、バリファーストブラック3804、ボントロンS−31、ボントロンS−32、ボントロンS−34、ボントロンS−36(いずれも商品名、オリエント化学(株)製)、アイゼンスピロンブラックTRH(商品名、保土ヶ谷化学(株)製)などの含金属アゾ染料、「ボントロンE−82」、「ボントロンE−84」、「ボントロンE−85」(以上、オリエント化学(株)製)などの銅フタロシアニン染料またはサリチル酸のアルキル誘導体の金属錯体、N−04(商品名、オリエン工業(株)製N−04)が挙げられる。帯電制御剤は1種を単独で使用できまたは必要に応じて2種以上を併用できる。帯電制御剤の使用量は特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、結着樹脂100重量部に対して好ましくは5重量部以下である。
ワックスは、離型性能を有するワックスであり、たとえば、トナーのシャープメルト性ひいては耐ホットオフセット性を一層向上させるために用いられる。ワックスの融点がトナーの融点より低いと、トナー表面上にあるワックスがトナー定着前に溶け出す恐れがあり、耐ブロッキング性が悪くなる。また、ワックスの融点がトナーの流出開始温度Tfbよりも高いと、定着時にトナーが溶け出しても、ワックスはまだ未溶融の状態なので、ワックスとしての機能が充分発揮されない。したがって、ワックスの融点はトナーの融点よりも高く、流出開始温度よりも低い温度であることが好ましい。さらに、トナーが溶融と同時に素早く転写材に浸透するためには、ワックスの融点は、トナーの融点よりも+5℃以内であることがさらに好ましい。また、ワックスおよび結着樹脂の疎水化率を調整し、それぞれを、疎水性の加圧ローラ側と親水性のセルロースが主成分の転写材側に移りやすくすることもできる。ただし、この場合、結着樹脂の疎水化率を調整してその親水性を高めすぎると、吸湿による帯電安定性が悪化するので注意が必要である。一方、シャープメルト性が高すぎると、耐ホットオフセット性が低下する。これに対しては、ワックスなどの離型成分を含ませ、該トナーが液化したときに溶け出したワックスが表層に現れ、転写ローラ、加圧ローラなどへの耐ホットオフセット性を向上させることができる。ワックスとしてはこの分野で慣用のものを使用でき、たとえば、たとえば、カルナウバワックス、ライスワックスなどの天然ワックス、ポリプロピレンワックス、ポリエチレンワックス、フィッシャートロプッシュなどの合成ワックス、モンタンワックスなどの石炭系ワックス、アルコール系ワックス、エステル系ワックスなどのワックスが挙げられる。ワックスは1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。ワックスの使用量は特に制限されず、広い範囲から適宜選択できるけれども、好ましくは結着樹脂100重量部に対して3〜5重量部である。
無機または有機微粒子は、内添または外添される。内添の場合は、結着樹脂、着色剤および必要に応じて他の添加剤に混合される。外添の場合は、結着樹脂、着色剤および必要に応じて他の添加剤を混合して造粒し、得られる造粒物の表面を被覆するように用いられる。これによって、トナーの機械的強度が一層高まり、耐久性が向上する。無機または有機微粒子を含むトナーは公知の現像方式のいずれにおいても使用できるけれども、トナー粒子が高強度を有することが求められる非磁性一成分方式に特に適している。無機または有機微粒子は、トナーの耐久性を向上させるという観点から、結着樹脂よりも硬度が高いことが好ましい。また、ホットオフセット時の耐性に寄与するフィラー効果を効率的に得るためにも、無機または有機微粒子の体積平均粒子径は、トナーの体積平均粒子径の1.0×10−3〜3.0×10−2倍が好ましい。さらに好ましくは、2.5×10−3〜1.3×10−2倍である。無機微粒子としては、たとえば、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸マグネシウムなどのシリカ含有微粒子、窒化ケイ素などの窒化物微粒子、炭化ケイ素などの炭化物微粒子、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、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、鉄、コバルト、ニッケル、銅、アルミニウムなどの金属単体微粒子、酸化ジルコニウム、チタン酸バリウム、酸化ケイ素、酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化クロム、マンガン酸化物(ヘマタイト、マグヘマタイトなど)、フェライトなどの金属酸化物微粒子が挙げられる。これらの中でも、シリカ含有微粒子、金属単体微粒子、金属酸化物微粒子などが好ましい。ただし、ブラックトナー以外のカラー用トナーとして用いる場合、有色の金属酸化物は、彩度、透明性の観点から好ましくなく、無色のシリカ含有微粒子などを使用するほうが好ましい。さらに、シリカ含有微粒子は、トナー中に内添したものが表層に染み出して露出する場合を考慮して、表面を疎水化処理されているものを使用することができる。また、ポリエステル樹脂のように表面上にカルボキシル基を有する結着樹脂を使用する場合、内添微粒子と結着樹脂との結合力を高めるため、微粒子を、アミノ基などを持つ物質で表面処理し、酸・塩基結合を形成することで結着樹脂との結合力を高めることも可能である。
有機微粒子としては、たとえば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物などからなる微粒子が挙げられる。有機微粒子のガラス転移点が、トナー全体の高架式フローテスターで測定する軟化点よりも少し低くなるように設計することで、トナーに適度のゴム弾性を持たせ、トナー定着前の耐ブロッキング性を高めることができる。また、トナー粒子が熱定着時に、溶融しない有機微粒子を使用することで、前述の無機微粒子のようなフィラー効果を発現させることも可能である。
無機微粒子および有機微粒子はそれぞれ1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。また、無機微粒子と有機微粒子とを併用することもできる。
なお、無機微粒子、顔料のように、トナーの定着温度において固体で存在するような融点の高い物質をトナー中に存在させることによって、非晶質樹脂成分の移動が抑制され、低温定着性、耐ホットオフセット性などを損なうことなく、結着樹脂のガラス転移点を上げ、トナーの耐ブロッキング性を向上させることができる。
これらの微粒子の使用量は特に制限されず、広い範囲から選択できるけれども、好ましくは、結着樹脂100重量部に対して、0.5重量部〜20重量部である。添加量が0.5重量部未満では、トナー粒子の耐久性強化を発現できず、20重量部を超えると帯電安定性、カラートナーでは、透明性、光沢性、および彩度が低下するので、好ましくは5〜10%である。
トナーに外添されるクリーニング助剤としては、たとえば、ポリメチルメタクリレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂微粉末などが挙げられる。これら外部添加剤は、疎水化などの表面処理が施されたものであってもよい。
本発明の静電荷像現像用トナーは、たとえば、結着樹脂を溶融し、この溶融物と、着色剤、帯電制御剤、ワックス、無機微粒子、有機微粒子などとを均一に混合し、得られる混合物を粉砕し、分級することによって製造できる。ワックス、無機微粒子、有機微粒子などは、クリーニング助剤とともに外添剤として用いることができる。すなわち、トナー粒子造粒後に該粒子の表面にこれらの1種または2種以上を付着させることもできる。
また、結着樹脂を超臨界流体または亜臨界流体に溶解し、これと着色剤、帯電制御剤、ワックス、無機微粒子、有機微粒子などとを混合し、この混合物中において結着樹脂を析出させることによっても、本発明の静電荷像現像用トナーを得ることができる。結着樹脂を析出させるには、たとえば、混合物の温度を下げることによって、結着樹脂の溶解度を低下させるのがよい。この製造法においても、ワックス、無機微粒子、有機微粒子などは、クリーニング助剤とともに、外添剤として用いられる。この製造法において、トナーの耐ブロッキング性を損なうおそれがある結着樹脂中の低分子量成分を、適度な温度設定により、抽出、除去することができる。これによって、得られるトナーの耐ブロッキング性を一層向上させることができる。
このようにして得られる本発明の静電荷現像用トナーの中でも、平均粒径5〜15μmのものが好ましい。
本発明の製造方法により得られるトナーは、一成分系現像剤および二成分系現像剤として使用できる。一成分系現像剤、たとえば、非磁性トナーとして用いる場合には、ブレードおよびファーブラシを用い、現像スリーブでトナーを摩擦帯電させてスリーブ上に付着させることで搬送することにより、感光体表面の静電潜像にトナーを供給することができる。
また、二成分系現像剤として用いる場合には、本発明のトナーと共に、キャリアを用い現像剤として使用する。本発明のトナーと共に使用されるキャリアとしては特に制限されず、この分野で常用されるものを使用できるけれども、主として、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、コバルト、マンガン、クロム元素などからなる単独または複合フェライト、キャリアコア粒子を被覆物質で表面被覆したものなどが用いられる。被覆物質としては、トナーに含まれる成分に応じて適宜選択されるけれども、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン、シリコーン樹脂、ポリエステル系樹脂、ジターシャーリーブチルサリチル酸の金属化合物、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアシド、ポリビニルラール、ニグロシン、アミノアクリレート樹脂、塩基性染料およびそのレーキ物、シリカ微粉末、アルミナ微粉末などが挙げられる。被覆物質は1種を単独で使用できまたは2種以上を併用できる。キャリアの平均粒径は10〜100μm、好ましくは20〜50μmである。
以下に合成例、実施例、比較例および試験例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明する。
なお、樹脂成分およびトナーの物性は、次のようにして測定した。
なお、樹脂成分およびトナーの物性は、次のようにして測定した。
<流出開始温度(Tfb)、溶融温度(T1/2)および軟化点(Ts)の測定>
高架式フローテスターによる流出開始温度、溶融温度および軟化点は、(株)島津製作所製の高架式フローテスター(商品名:CFT−500、ピストン断面積1cm2、シリンダ圧力約98×104Pa(10kg/cm2)、ダイ長さ1mm、ダイ穴径1mm、測定開始温度30℃、昇温速度6℃/分、試料重量1.0g)で測定することにより得られる値である。試料としては、予めシリンダ圧力約108.9×104Pa(11.1kg/cm2)下に、30℃の定温状態で15分間パッキングしたものを使用した。
高架式フローテスターによる流出開始温度、溶融温度および軟化点は、(株)島津製作所製の高架式フローテスター(商品名:CFT−500、ピストン断面積1cm2、シリンダ圧力約98×104Pa(10kg/cm2)、ダイ長さ1mm、ダイ穴径1mm、測定開始温度30℃、昇温速度6℃/分、試料重量1.0g)で測定することにより得られる値である。試料としては、予めシリンダ圧力約108.9×104Pa(11.1kg/cm2)下に、30℃の定温状態で15分間パッキングしたものを使用した。
図1は、高架式フローテスターによって樹脂の流出開始温度および溶融温度を測定する際に、温度とピストンストロークとから得られる流動曲線を示すグラフである。
軟化点(Ts)は、図1に示す流動曲線のB点に達したときの温度である。この温度の時に、ピストンの移動が一時的に停止し、試料が最密充填された状態になる。
流出開始温度(Tfb)は、C点に達したときの温度である。すなわち、試料の粘度によりダイ穴から流出せず止まっていたピストンが動き出し、試料がダイ穴から流出し始める温度である。このとき、ピストンストロークはC’の位置にある。
溶融温度(T1/2)は、D点に達したときの温度で、C点(試料のダイ穴からの流出開始点、ピストンストロークC’)からE点(試料のダイ穴からの流出終了点、ピストンストロークE’)までにピストンが移動するストロークの1/2の位置(D’の位置)にピストンが達したときの温度である。
測定試料が、シャープメルトであるほど、BC間の温度差は小さくなり、曲線CDEの傾きは急になる。
<ガラス転移点Tg>
ガラス転移点は、示差熱走査熱量計(商品名:DSC210、セイコー電子工業(株)製)を用い、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料について、昇温速度10℃/分で測定を行った。得られたチャートにおいて、ガラス転移点以下のベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの間で、最大傾斜を示す接線との交点を求め、その温度をガラス転移点とした。
ガラス転移点は、示差熱走査熱量計(商品名:DSC210、セイコー電子工業(株)製)を用い、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した試料について、昇温速度10℃/分で測定を行った。得られたチャートにおいて、ガラス転移点以下のベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分からピークの頂点までの間で、最大傾斜を示す接線との交点を求め、その温度をガラス転移点とした。
<分子量測定>
分子量は、分子量測定装置(商品名:SYSTEM−11、昭和電工(株)製)およびカラム(商品名:TSKgelGMHXL、東ソー(株)製)2本を用い、測定温度:40℃、試料溶液:0.25重量%のクロロホルム溶液、注入量:100ml、検出器:屈折率検出器で測定を行った。なお分子量校正曲線は標準ポリスチレンを用いて作成した。
分子量は、分子量測定装置(商品名:SYSTEM−11、昭和電工(株)製)およびカラム(商品名:TSKgelGMHXL、東ソー(株)製)2本を用い、測定温度:40℃、試料溶液:0.25重量%のクロロホルム溶液、注入量:100ml、検出器:屈折率検出器で測定を行った。なお分子量校正曲線は標準ポリスチレンを用いて作成した。
<クロロホルム不溶成分含有量(重量%)>
クロロホルム不溶成分含有量は、100cc容量のふた付きガラス瓶に試料(樹脂粉体)5g、濾過助剤(商品名:ラヂオライト#700、昭和化学工業(株)製)5gおよびクロロホルム100mlを入れ、ボールミルにて25℃で5時間撹拌した後、この混合物を、濾過助剤(ラヂオライト)5gを均一に敷き詰めた濾紙(No.2、東洋濾紙(株)製)で加圧濾過した。濾紙上の固形物をクロロホルム100mlで2回洗浄し、乾燥させた後、以下の式に従い、不溶成分含有量(重量%)を算出した。
不溶成分含有量(%)=[(濾紙上の固形物の重量−10)/5]×l00
クロロホルム不溶成分含有量は、100cc容量のふた付きガラス瓶に試料(樹脂粉体)5g、濾過助剤(商品名:ラヂオライト#700、昭和化学工業(株)製)5gおよびクロロホルム100mlを入れ、ボールミルにて25℃で5時間撹拌した後、この混合物を、濾過助剤(ラヂオライト)5gを均一に敷き詰めた濾紙(No.2、東洋濾紙(株)製)で加圧濾過した。濾紙上の固形物をクロロホルム100mlで2回洗浄し、乾燥させた後、以下の式に従い、不溶成分含有量(重量%)を算出した。
不溶成分含有量(%)=[(濾紙上の固形物の重量−10)/5]×l00
(合成例1)
[非晶質樹脂成分A1および非晶質樹脂成分B1〜B3の製造]
下記に示す原料化合物(モノマー)およびエステル化触媒を表1に示す割合で四つ口フラスコに入れ、撹拌機、コンデンサおよび温度計を取り付け、窒素雰囲気下、220℃で重合反応させ、目的の軟化点温度に達した時点で重合反応を終了させ、冷却および粉砕し、非晶質樹脂成分を製造した。
[非晶質樹脂成分A1および非晶質樹脂成分B1〜B3の製造]
下記に示す原料化合物(モノマー)およびエステル化触媒を表1に示す割合で四つ口フラスコに入れ、撹拌機、コンデンサおよび温度計を取り付け、窒素雰囲気下、220℃で重合反応させ、目的の軟化点温度に達した時点で重合反応を終了させ、冷却および粉砕し、非晶質樹脂成分を製造した。
ここで用いた原料化合物は、次に示す通りであり、表1には括弧内の略号で示した。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−PO)
:ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−EO)
イソドデセニル無水コハク酸(i−DSA)
テレフタル酸(TPA)
無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(TMA)
フマル酸(両反応性モノマー、FA)
ヘキサメチレンジアミン(HMDA)
ジブチル錫オキシド(エステル化触媒、DBO)
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−PO)
:ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA−EO)
イソドデセニル無水コハク酸(i−DSA)
テレフタル酸(TPA)
無水1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(TMA)
フマル酸(両反応性モノマー、FA)
ヘキサメチレンジアミン(HMDA)
ジブチル錫オキシド(エステル化触媒、DBO)
なお、A1は非晶質樹脂成分(A)に属するものであり、B1〜B3は非晶質樹脂成分(B)に属するものである。
(合成例2)[結晶性ポリエステルC1の合成]
下記の原料化合物の下記の割合(g)でそれぞれを四つ口フラスコに入れ、攪拌機、コンデンサおよび温度計を取り付け、窒素ガスを吹き込んで均一に溶解した後、脱水しながら120℃にて8時間反応させ、引き続き徐々に温度を上げて200℃とし、さらに減圧下で反応させ結晶性ポリエステルC1を製造した。
下記の原料化合物の下記の割合(g)でそれぞれを四つ口フラスコに入れ、攪拌機、コンデンサおよび温度計を取り付け、窒素ガスを吹き込んで均一に溶解した後、脱水しながら120℃にて8時間反応させ、引き続き徐々に温度を上げて200℃とし、さらに減圧下で反応させ結晶性ポリエステルC1を製造した。
シクロヘキサンジメタノール 1008g
ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物 975g
テレフタル酸 1461g(8.8モル)
ジブチル錫オキサイド 2.0g
ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物 975g
テレフタル酸 1461g(8.8モル)
ジブチル錫オキサイド 2.0g
(合成例3)[結晶性ポリエステルC2の合成]
下記原料化合物を下記の割合(モル)でそれぞれを四つ口フラスコに入れ、攪拌機、コンデンサおよび温度計を取り付け、窒素ガスを吹き込み、ジブチル錫オキサイド(触媒)を全酸成分100重量部に対して0.07質量部の割合で添加し、220℃にて脱水縮合により生成した水を除去しながら15時間反応させ、結晶性ポリエステルC2を製造した。
下記原料化合物を下記の割合(モル)でそれぞれを四つ口フラスコに入れ、攪拌機、コンデンサおよび温度計を取り付け、窒素ガスを吹き込み、ジブチル錫オキサイド(触媒)を全酸成分100重量部に対して0.07質量部の割合で添加し、220℃にて脱水縮合により生成した水を除去しながら15時間反応させ、結晶性ポリエステルC2を製造した。
テレフタル酸 2.5モル
イソフタル酸 2.5モル
ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2− 2.6モル
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
ポリオキシプロピレン−(2.0)−2,2− 2.0モル
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
イソフタル酸 2.5モル
ポリオキシエチレン−(2.0)−2,2− 2.6モル
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
ポリオキシプロピレン−(2.0)−2,2− 2.0モル
ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
(合成例4)[結晶性ポリエステルC3の合成]
ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物の使用量を895gとする以外は、合成例2と同様にして、結晶性ポリエステルC3を製造した。
ビスフェノールAエチレンオキサイド2.2モル付加物の使用量を895gとする以外は、合成例2と同様にして、結晶性ポリエステルC3を製造した。
合成例2〜4で得られた結晶性樹脂成分C1〜C3は結晶性樹脂成分(C)に属し、その溶融温度(℃)およびクロロホルム不溶成分含有量(重量%)を表2に示す。なお、樹脂成分C1〜C3は結晶性樹脂であるため、ガラス転移点の測定は実施しなかった。
(合成例5)[結着樹脂の製造]
冷却管および攪拌機を備えるコルベンにキシレン200部を仕込み、表3に示す組成(重量%)で非晶質樹脂成分A1、B1〜3および結晶性樹脂成分C1〜3を加え、窒素置換後、攪拌下に150℃で8時間混合し、キシレンに溶解または膨潤させた。その後、180℃でキシレンを留去し、結着樹脂a〜mを調製した。
冷却管および攪拌機を備えるコルベンにキシレン200部を仕込み、表3に示す組成(重量%)で非晶質樹脂成分A1、B1〜3および結晶性樹脂成分C1〜3を加え、窒素置換後、攪拌下に150℃で8時間混合し、キシレンに溶解または膨潤させた。その後、180℃でキシレンを留去し、結着樹脂a〜mを調製した。
(実施例1)
図2に示すトナー製造装置を用いて本発明の静電荷像現像用トナーを製造した。
図2に示すトナー製造装置を用いて本発明の静電荷像現像用トナーを製造した。
すなわち、櫛歯型羽根1を有する攪拌機2、温度モニタ3、圧力モニタ4およびバルブ5,6,7が取り付けられた1000mlの高圧反応容器8(ヒータを内蔵)に、下記表3に示す結着樹脂aの原料樹脂成分93重量部、フタロシアニン顔料(商品名:Fastogen BlueRG、大日本インキ化学製造(株)製)6重量部および荷電調整剤(サリチル酸アルミニウム)1重量部を投入した。さらに、エタノール100重量部を、容器9から送液ポンプ10にて容器8に投入した。次に、ヒータ温度を120℃に設定し、バルブ5,6,7を密閉した後、100rpmでの攪拌下に炭酸ガスをボンベ11から加圧ポンプ12により圧力が15MPaになるまで容器8に供給した。その後、設定温度を95℃に変更し、容器8内の温度が90℃になるまで攪拌した。その時点での反応容器8内の圧力は24MPであった。次いで攪拌速度2500rpmに上げて約3時間分散行った後、バルブ7を開放して減圧し、反応容器8内の混合物を粒子採取箱13内に排出することで樹脂微粒子14を回収した。得られた粒子の平均粒子径は6.4μm、変動係数は27で粒度分布が狭く、粗大粒子の発生もなかった。
この樹脂微粒子100重量部にシランカップリング剤およびジメチルシリコーンオイルによって表面処理された疎水性シリカ微粉体(BET比表面積:120m2/g)5重量部を加え、ヘンシェルミキサーにて混合して本発明の静電荷像現像用トナーを製造した。
(実施例2〜6)
結着樹脂aに代えて結着樹脂b〜fの原料樹脂成分を使用する以外は、実施例1と同様にして本発明の静電荷像現像用トナーを製造した。
結着樹脂aに代えて結着樹脂b〜fの原料樹脂成分を使用する以外は、実施例1と同様にして本発明の静電荷像現像用トナーを製造した。
(比較例1〜7)
結着樹脂aに代えて結着樹脂g〜mの原料樹脂成分を使用する以外は、実施例1と同様にして比較例の静電荷像現像用トナーを製造した。
実施例1〜6および比較例1〜7の静電荷像現像用トナーの物性を表3に示す。
結着樹脂aに代えて結着樹脂g〜mの原料樹脂成分を使用する以外は、実施例1と同様にして比較例の静電荷像現像用トナーを製造した。
実施例1〜6および比較例1〜7の静電荷像現像用トナーの物性を表3に示す。
表3において、比較例1はトナーの溶融温度と結着樹脂の流出開始温度との差(T1/2−Tfb)が10℃未満であり、比較例2は25℃を超えるものである。
比較例3は、クロロホルム不溶成分含有量が4重量%を超えるものである。
比較例4および5は、非晶質樹脂成分(A1)の含有量が5〜15重量%の範囲を外れるものである。
比較例4および5は、非晶質樹脂成分(A1)の含有量が5〜15重量%の範囲を外れるものである。
比較例6および7は、数平均分子量が4000〜7000の範囲を外れる結晶性樹脂成分(B2)または(B3)を用いたものである。
(試験例1)
実施例2〜6および比較例1〜7で得られた静電荷像現像用トナーについて、次の評価試験を実施した。
実施例2〜6および比較例1〜7で得られた静電荷像現像用トナーについて、次の評価試験を実施した。
<低温定着性(MFR)>
デジタルフルカラー複合機(商品名:AR−C261FP、シャープ(株)製)にて、加圧ローラの温度を90℃〜150℃の間に制御しながら、画像を印字した。得られた画像を、学振式堅牢度試験機にて1kgの荷重をかけた砂消しゴムによって3往復の擦過を行った。擦過前後の光学反射密度(像濃度)を反射濃度計(マクベス社製)にて測定し、下記の式により定着率(%)を算出し、定着率が70%を越える際の加圧ローラ温度を求め、下記の基準で評価した。
定着率(%)=[(擦過後の像濃度)/(擦過前の像濃度)]×100
○:加圧ローラ温度が120℃未満でも、定着率が70%を超える。
△:加圧ローラ温度が120℃以上、130℃未満の間で、定着率が70%を超える。
×:加圧ローラ温度が130℃以上でないと、定着率70%を超えられない。
デジタルフルカラー複合機(商品名:AR−C261FP、シャープ(株)製)にて、加圧ローラの温度を90℃〜150℃の間に制御しながら、画像を印字した。得られた画像を、学振式堅牢度試験機にて1kgの荷重をかけた砂消しゴムによって3往復の擦過を行った。擦過前後の光学反射密度(像濃度)を反射濃度計(マクベス社製)にて測定し、下記の式により定着率(%)を算出し、定着率が70%を越える際の加圧ローラ温度を求め、下記の基準で評価した。
定着率(%)=[(擦過後の像濃度)/(擦過前の像濃度)]×100
○:加圧ローラ温度が120℃未満でも、定着率が70%を超える。
△:加圧ローラ温度が120℃以上、130℃未満の間で、定着率が70%を超える。
×:加圧ローラ温度が130℃以上でないと、定着率70%を超えられない。
<ホットオフセット発生温度(HOF)>
低温定着性試験と同様にして、トナー像を転写紙に転写し、加圧ローラにより定着処理を行った後、白紙の転写紙を同様の条件下で当該加圧ローラに送り、これにトナー汚れが生ずるか否かを目視観察した。加圧ローラの設定温度を順次上昇させて前記と同じ操作を繰り返し行い、トナー汚れの生じる最低の温度を、ホットオフセット発生温度とした。
○:150℃以上でないとホットオフセットが起こらない。
△:140℃以上、150℃未満でホットオフセットが起こる。
×:140℃未満でもホットオフセットが起こる。
低温定着性試験と同様にして、トナー像を転写紙に転写し、加圧ローラにより定着処理を行った後、白紙の転写紙を同様の条件下で当該加圧ローラに送り、これにトナー汚れが生ずるか否かを目視観察した。加圧ローラの設定温度を順次上昇させて前記と同じ操作を繰り返し行い、トナー汚れの生じる最低の温度を、ホットオフセット発生温度とした。
○:150℃以上でないとホットオフセットが起こらない。
△:140℃以上、150℃未満でホットオフセットが起こる。
×:140℃未満でもホットオフセットが起こる。
<耐ブロッキング性(CAK)>
100mlのガラス瓶に10gのトナーを入れ、温度50℃の恒温槽に2日間放置し、以下の基準で評価した。
○:全くブロッキングが見られない。
△:融着が起こり固化しているが、軽く加圧すると崩壊して大部分が粉末状態に戻る。
×:融着によって固化し、加圧しても固化状態が崩壊しない。
100mlのガラス瓶に10gのトナーを入れ、温度50℃の恒温槽に2日間放置し、以下の基準で評価した。
○:全くブロッキングが見られない。
△:融着が起こり固化しているが、軽く加圧すると崩壊して大部分が粉末状態に戻る。
×:融着によって固化し、加圧しても固化状態が崩壊しない。
<印刷物の色評価>
低温定着性試験と同様にして印字した画像の光学濃度および彩度は、分光測色計(商品名:X−Rite938、日本平版機材(株)製)を用い、L*a*b*表色系における色特性(明度、色度)として評価した。
光学濃度は各色とも、以下の基準で分類した。
○:1.4以上(良好)
△:1.2以上、1.4未満(可)
×:1.2未満(不可)
また発色性の指標になる彩度は、下記式から算出する彩度値(C*)に基づいて、各色毎に表4の基準で評価した。
C*={(a*)2+(b*)2}0.5
低温定着性試験と同様にして印字した画像の光学濃度および彩度は、分光測色計(商品名:X−Rite938、日本平版機材(株)製)を用い、L*a*b*表色系における色特性(明度、色度)として評価した。
光学濃度は各色とも、以下の基準で分類した。
○:1.4以上(良好)
△:1.2以上、1.4未満(可)
×:1.2未満(不可)
また発色性の指標になる彩度は、下記式から算出する彩度値(C*)に基づいて、各色毎に表4の基準で評価した。
C*={(a*)2+(b*)2}0.5
<透明性>
OHPシート(商品名:SF4A6DS、シャープ(株)製)にトナーを1.5mg/cm2の付着量で定着させたベタ画像サンプルの濁度値(ppm)を、ポイック積分球方式濁度計(SEP・PT・501D型、三菱化成(株)製)を用いて測定し、下記の基準で評価した。
OHPシート(商品名:SF4A6DS、シャープ(株)製)にトナーを1.5mg/cm2の付着量で定着させたベタ画像サンプルの濁度値(ppm)を、ポイック積分球方式濁度計(SEP・PT・501D型、三菱化成(株)製)を用いて測定し、下記の基準で評価した。
上記濁度計によって、拡散透過光量(Td)および平行透過光量(Tp)を蒸留水(0.2ミクロンろ過水)で同時に検出し、両者の比率を演算後、濁度標準液で校正すれば、試料の濁度(T)は、拡散透過光(Td)と平行透過光(Tp)の比で下記式のように表わされる。
T∝(Td/Tp)
○:40ppm未満(透明性が特に高い)
△:40ppm以上、50ppm未満(透明性が高い)
×:50ppm以上(透明性が低い)
T∝(Td/Tp)
○:40ppm未満(透明性が特に高い)
△:40ppm以上、50ppm未満(透明性が高い)
×:50ppm以上(透明性が低い)
<総合評価>
◎:上記評価試験において、全てが最高評価(○または◎)であり、特に好適に使用できる。
○:上記評価試験において、中位評価(△)はあるものの、概ね最高評価(○)であり、好適に使用できる。
△:上記評価試験において、中位評価(△)は多いものの、最低評価(×)はなく、特に支障なく使用できる。
×:上記評価試験において、少なくとも1つが最低評価(×)であり、使用には適しない。
◎:上記評価試験において、全てが最高評価(○または◎)であり、特に好適に使用できる。
○:上記評価試験において、中位評価(△)はあるものの、概ね最高評価(○)であり、好適に使用できる。
△:上記評価試験において、中位評価(△)は多いものの、最低評価(×)はなく、特に支障なく使用できる。
×:上記評価試験において、少なくとも1つが最低評価(×)であり、使用には適しない。
表5から、本発明の静電荷像現像用トナーが各種性能に優れ、電子写真方式の画像形成装置において極めて好適に使用できることが明らかである。
Claims (4)
- 少なくとも着色剤および結着樹脂を含むトナーにおいて、
(イ)結着樹脂の高架式フローテスターによる流出開始温度が90℃〜100℃およびガラス転移点が60℃〜65℃であり、
(ロ)トナーの高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度と結着樹脂の流出開始温度との差が10℃〜25℃であり、かつ、
(ハ)結着樹脂のクロロホルム不溶成分含有量が結着樹脂全量の4重量%以下であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 結着樹脂が、
(A)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度が120℃〜170℃およびガラス転移点が58℃〜75℃であり、クロロホルム不溶成分含有量が5〜50重量%である非晶質樹脂成分と、
(B)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度が90〜120℃およびガラス転移点が58℃〜75℃であり、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である非晶質樹脂成分と、
(C)高架式フローテスターによる1/2法における溶融温度が80℃〜140℃であり、クロロホルム不溶成分含有量が5重量%未満である結晶性樹脂成分を含むことを特徴とする請求項1記載の静電荷像現像用トナー。 - (A)の非晶質樹脂成分の含有量が結着樹脂全量の5重量%〜15重量%であることを特徴とする請求項2記載の静電荷像現像用トナー。
- (B)の非晶質樹脂成分に含まれるクロロホルム可溶成分の数平均分子量が4000〜7000であることを特徴とする請求項2または3に記載の静電荷像現像用トナー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004075206A JP2005266012A (ja) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | 静電荷像現像用トナー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004075206A JP2005266012A (ja) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | 静電荷像現像用トナー |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005266012A true JP2005266012A (ja) | 2005-09-29 |
Family
ID=35090667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004075206A Pending JP2005266012A (ja) | 2004-03-16 | 2004-03-16 | 静電荷像現像用トナー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005266012A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011081355A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-04-21 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2012027212A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Canon Inc | トナー |
JP2012194369A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Ricoh Co Ltd | 粒子の製造方法、トナー、現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法、及び、粒子製造装置 |
CN102749818A (zh) * | 2011-04-21 | 2012-10-24 | 富士施乐株式会社 | 调色剂、显影剂、调色剂盒、处理盒、成像装置及成像方法 |
JP2013045004A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Ricoh Co Ltd | 現像装置および画像形成装置 |
JP2013109142A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Ricoh Co Ltd | トナー並びにこれを用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジ |
-
2004
- 2004-03-16 JP JP2004075206A patent/JP2005266012A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011081355A (ja) * | 2009-09-11 | 2011-04-21 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像剤、トナーカートリッジ、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 |
JP2012027212A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Canon Inc | トナー |
JP2012194369A (ja) * | 2011-03-16 | 2012-10-11 | Ricoh Co Ltd | 粒子の製造方法、トナー、現像剤、プロセスカートリッジ、画像形成装置、画像形成方法、及び、粒子製造装置 |
CN102749818A (zh) * | 2011-04-21 | 2012-10-24 | 富士施乐株式会社 | 调色剂、显影剂、调色剂盒、处理盒、成像装置及成像方法 |
US9104125B2 (en) | 2011-04-21 | 2015-08-11 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrostatic charge image developing toner, electrostatic charge image developing developer, toner cartridge, process cartridge, image forming apparatus, and image forming method |
JP2013045004A (ja) * | 2011-08-25 | 2013-03-04 | Ricoh Co Ltd | 現像装置および画像形成装置 |
JP2013109142A (ja) * | 2011-11-21 | 2013-06-06 | Ricoh Co Ltd | トナー並びにこれを用いた画像形成方法及びプロセスカートリッジ |
US8614043B2 (en) | 2011-11-21 | 2013-12-24 | Ricoh Company, Ltd. | Toner |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4697309B2 (ja) | 静電荷像現像用トナーセット、画像形成方法、及び、画像形成装置 | |
JP4118498B2 (ja) | 静電荷現像用トナー、トナー収納容器および画像形成装置 | |
US5614347A (en) | Toner for developing latent electrostatic images | |
WO2012057233A1 (ja) | トナー用結着樹脂 | |
JP2007065446A (ja) | トナー及び電子写真装置 | |
JP3638227B2 (ja) | 静電荷像現像用カラートナー | |
JP2004109485A (ja) | 静電荷像現像用トナー | |
JP2001201887A (ja) | 静電荷像現像用トナー、二成分系現像剤、及び画像形成方法 | |
JP3525705B2 (ja) | 負荷電性トナー | |
JP6065149B1 (ja) | 静電荷像現像用トナー | |
JP3454070B2 (ja) | 負荷電性トナー | |
JP4773939B2 (ja) | トナー | |
US6506530B1 (en) | Color toner for developing electrostatic image, comprising first linear polyester and second non-linear polyester as binder resin | |
CN110488581B (zh) | 带正电性调色剂 | |
JP2005266012A (ja) | 静電荷像現像用トナー | |
JPH11352720A (ja) | トナー | |
JP4582796B2 (ja) | 非磁性トナー、現像剤、及び画像形成方法 | |
JP6488564B2 (ja) | 画像形成方法 | |
JP3493404B2 (ja) | 静電潜像現像用トナー | |
JP4361466B2 (ja) | イエロートナー | |
JP4682071B2 (ja) | トナー | |
JP3191072B2 (ja) | フルカラートナー及び画像形成方法 | |
JP3484912B2 (ja) | 静電潜像現像用トナー | |
JP3815986B2 (ja) | トナーの製造方法 | |
JPH07234542A (ja) | 静電荷像現像用トナー |