JP2007212964A - 静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 - Google Patents

静電荷像現像用トナーおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】静電荷像現像用トナーにおいて、負帯電特性、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性に優れ、且つ耐環境特性にも優れた静電荷像現像用トナーおよびその製造方法を提供すること。
【解決手段】着色剤と、離型剤と、有機溶媒または分散媒中に変性されたポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、を少なくとも含む溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、造粒し、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥して得られたトナーであって、前記変性されたポリエステル樹脂の末端がフェノール基で封止されており、かつその水酸基価が10〜80の静電荷像現像用トナーであることを主な特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真や静電記録などにおいて、感光体表面に形成された静電荷像を顕像化する静電荷像現像用トナーおよびその製造方法に関する。
電子写真法において、感光体を一様に帯電させたあと、原図に基づいた光像を前記感光体に露光し、光照射部分の電荷を消滅或いは減少させて感光体に原図に対応する静電現像を形成させ、その後にキャリア粒子とトナー粒子からなる、いわゆる二成分系乾式現像剤により顕像化して複写物を得る方法は、従来からよく知られている。この二成分系乾式現像剤は、比較的大きなキャリア粒子表面上に微小なトナー粒子が、両粒子の摩擦により発生した静電気力により保持されており、静電潜像に近接すると、静電潜像が形成する電界によるトナー粒子に対する潜像方向への吸引力が、トナー粒子とキャリア粒子間の結合力に打ち勝って、トナー粒子は静電潜像上に吸引付着されて静電潜像が可視化されるものである。このトナーに要求される特性としては、帯電性、吸湿性、経時安定性、流動性等が挙げられるが、これらの特性のうち、帯電性、吸湿性、経時安定性はトナーに含有される荷電制御剤によって大きく影響される。荷電制御剤は、トナーに必要な帯電量を付与する目的で添加される重要なトナー構成材料の一つである。現像剤の特性に応じてトナーに正負どちらに帯電させるかによって、正帯電性荷電制御剤と負帯電性荷電制御剤が使い分けられる。
従来、トナー用荷電制御剤としては、例えば正荷電制御剤として、ニグロシン系染料塩(特開昭56−22441号公報)、各種四級アンモニウム塩(特開昭59−136747号公報)、イミダゾール誘導体(特開平3−72373号公報)等が知られているが、これらの荷電制御剤を用いたトナーは帯電性、吸湿性、経時安定性が充分でなく、荷電制御剤自身のバインダーとの相溶性も十分とは言い難い。
また負荷電制御剤として含Cr、Co錯体(特開昭61−217061号公報、特開昭63−216061号公報)、ニトロフミン酸類(特開昭50−133838号公報)、フタロシアニン顔料(特開昭60−258560号公報)、カルボン酸誘導体(特開平5−297637号公報)、尿素誘導体(特開平5−313418号公報)、ホウ素錯体(特開平5−265257号公報)等が知られている。これらの負帯電性の荷電制御剤のなかで、含Cr、Co錯体は帯電特性(帯電量、帯電の立ち上がり、環境安定性等)に優れたものが多い。
しかし、近年のエコロジー対策として、重金属による汚染、毒性、安全性が問題にされており、今後さらに環境保護の立場から、これらの材料の使用が規制されたり、また使用を避けなければならないという社会的要請が強くなると思われる。また、上記の負荷電制御剤の多くは有色であり、カラートナー、特に三原色でフルカラーの画像を作成するためのフルカラートナーには使用できないか、あるいは使用しても低品質で再現性の乏しい画質しか得られないという欠点があった。さらに負荷電制御剤の中で無色のものは、トナーへの負帯電付与能が十分でなく、トナー帯電の環境安定性、および繰り返し使用時の長期帯電安定性に欠けるという欠点があった。このような状況の中で、より少ない負荷電制御剤の使用が強く望まれており、そのためには結着樹脂、着色剤、及びワックスからなる静電荷像現像用トナーの負帯電性を上げることが必要である。
また、近年、市場では画像の高品質化のための小粒径化や、省エネルギーのための低温定着が要求され、特に、省エネルギーのために、画像形成装置を使用可能な状態にしてから画像形成が可能となるまでの待機時間(装置のウォームアップタイム)に要する電力量を可能な限り小さくするために、待機時間の短縮が強く要望されている。しかしながら、通常の混練粉砕法により得られるトナーは、小粒径化が困難であり、その形状は不定形で、粒径分布はブロードとなり、定着エネルギーが高いなど様々な問題点があった。特に定着においては、粉砕法で作製された混練粉砕型のトナーは、粉砕により離型剤(ワックス)の界面で割れるため、表面に多く存在するので離型効果が出やすくなる一方、キャリアや感光体、さらにブレードへの付着が起こりやすく、性能としては不十分なものであった。
一方、混練粉砕法による前述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活発に提案されている。この方法は、トナーの小粒径化が容易であり、粒度分布も、粉砕法によるトナーの粒度分布に比べてシャープな分布である上、ワックスの内包化も可能である。
これまで、特許文献1や特許文献2などの水系媒体中での懸濁重合法による重合トナーの製造、また、特許文献2などの乳化凝集法による重合トナーの製造に関する報告が数多くなされており、トナーの小粒径化とともにシャープな粒度分布が得られることが知られている。しかしながら、これらの懸濁重合法及び乳化凝集法による重合トナーの結着樹脂成分は、ラジカル重合で得られるスチレン−アクリル系樹脂であり、高レベルの低温定着性に対しては課題を残している。低温定着性を実現するためには結着樹脂の低分子量化が必要不可欠であり、上記重合トナーに結着樹脂として使用されるスチレン−アクリル系樹脂を低分子量化した場合は、性能面でトナーの耐久性が不十分となる。また、低分子量化するために、多量の触媒や連鎖移動剤を使用するため、不純物の残存によるトナー性能への影響ばかりでなく、反応の制御やコスト面など生産性の問題を解決する必要がある。
また、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れた乾式トナーが特許文献3および特許文献4に記載されており、これらの公報に記載されたトナーの製造方法は、イソシアネート基含有ポリエステルプレポリマーを有機溶媒及び水系媒体中でアミンと重付加反応させる高分子量化工程を含むものである。しかしながら、この製造方法においては、低温定着性を満足するには、基体樹脂であるポリエステル樹脂のシャープメルト性が不十分である。
特開2001−296700号公報 特開2001−305797号公報 特開2002−287400号公報 特開2002−351143号公報
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、変性されたポリエステル樹脂の末端をフェノール基で封止した静電荷像現像用トナーおよびその製造方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、請求項1記載の発明は、着色剤と、離型剤と、有機溶媒または分散媒中に変性されたポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、を少なくとも含む溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、造粒し、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥して得られたトナーであって、変性されたポリエステル樹脂の末端がフェノール基で封止されており、かつその水酸基価が10〜80であることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、有機溶媒または分散媒に、活性水素基を有する化合物と、前記化合物と反応可能な重合体と、結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を少なくとも有する溶液または分散液を樹脂微粒子含有水系媒体中に分散させ、前記活性水素基を有する化合物と前記重合体とを反応させた後にもしくは反応させながら、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥して得られたトナーであって、前記結着樹脂は、少なくともポリエステル樹脂を含み、当該ポリエステル樹脂はその末端がフェノール基で封止され、かつ、その水酸基価が10〜80であることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記ポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量が1,000〜30,000であることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記ポリエステル樹脂のガラス転移点が35〜65℃であることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1から4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記ポリエステル樹脂の酸価が1.0〜50.0KOHmg/gであることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1から5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナーの酸価が0.5〜40.0KOHmg/gであることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1から6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナーのガラス転移点が40〜70℃であることを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1から7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナーの体積平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項1から8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナーのDv/Dnが1.25以下であることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項1から9のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナーの平均円形度が0.92〜1.00であることを特徴とする。
請求項11記載の発明は、請求項1から10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナーにおいて、前記トナーのBET比表面積が1.0〜6.0m2/gの範囲であることを特徴とする。
請求項12記載の発明は、有機溶媒または分散媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体と、酸性基含有結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を少なくとも含む溶液または分散液を、活性水素含有化合物および樹脂微粒子を含有する水系媒体中で分散させて、前記活性水素含有化合物と前記重合体とを反応させた後にもしくは反応させながら、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥する静電荷像現像用トナーの製造方法であることを特徴とする。
本発明によれば、変性されたポリエステル樹脂の末端をフェノール基で封止した静電荷像現像用トナーおよびその製造方法を提供することができる。
本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、結着樹脂に、本質的に負に帯電するフェノール性水酸基を含有したポリエステル樹脂を用いることが重要であり、該ポリエステル樹脂が有するフェノール性水酸基の含有量が定められた範囲内にすることで、目的とする性能が得られるという結論に至った。
すなわち、本実施形態の静電荷像現像用トナーおよびその製造方法は、以下に述べる(1)〜(12)に関するものである。
(1)着色剤と、離型剤と、有機溶媒または分散媒中に変性されたポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、を少なくとも含む溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、造粒し、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥して得られたトナーであって、前記変性されたポリエステル樹脂の末端がフェノール基で封止されており(ポリエステル末端の水酸基P−ester−OHが、HO―φ―COOH(またはHO―φ―COOR:Rは炭素数1〜5のアルキル基)と脱水反応(HO―φ―COORの場合には脱アルコール反応)していること)、かつその水酸基価が10〜80であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(2)有機溶媒または分散媒に、活性水素基を有する化合物と、前記化合物と反応可能な重合体と、結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を少なくとも有する溶液または分散液を樹脂微粒子含有水系媒体中に分散させ、前記活性水素基を有する化合物と前記重合体とを反応させた後にもしくは反応させながら有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥して得られたトナーであって、前記結着樹脂は少なくともポリエステル樹脂を含み、当該ポリエステル樹脂はその末端がフェノール基で封止され、かつ、その水酸基価が10〜80であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
(3)前記ポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量が1,000〜30,000であることを特徴とする前記(1)または(2)に記載の静電荷像現像用トナー。
(4)前記ポリエステル樹脂のガラス転移点が35〜65℃であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(5)前記ポリエステル樹脂の酸価が1.0〜50.0KOHmg/gであることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(6)前記トナーの酸価が0.5〜40.0KOHmg/gであることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(7)前記トナーのガラス転移点が40〜70℃であることを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(8)前記トナーの体積平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(9)前記トナーのDv/Dnが1.25以下であることを特徴とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(10)前記トナーの平均円形度が0.92〜1.00であることを特徴とする前記(1)〜(9)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(11)前記トナーのBET比表面積が1.0〜6.0m2/gであることを特徴とする前記(1)〜(10)のいずれかに記載の静電荷像現像用トナー。
(12)有機溶媒または分散媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体と、酸性基含有結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を少なくとも含む溶液または分散液を、活性水素含有化合物および樹脂微粒子を含有する水系媒体中で分散させて、前記活性水素含有化合物と前記重合体とを反応させた後にもしくは反応させながら、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
以下に、本実施形態の静電荷像現像用トナーおよびその製造方法を詳細に説明する。なお、本実施形態は、以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
本実施形態に用いられる結着樹脂であるポリエステル樹脂は、分子内にフェノール性水酸基をフェノール性水酸基価として、10〜80にすることが好ましい。フェノール性水酸基価が0.5未満ではフェノール性水酸基に由来する負帯電の効果が少なくなり、また、80を超えると吸湿性が高くなり、トナー性能が悪化する。更には、大きな負の帯電量を安定して得られる点から、フェノール性水酸基価は20〜60にするのが好ましい。
本実施形態に用いる活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体は、イソシアネート基含有ポリエステル系プレポリマーが好ましく、該プレポリマーと活性水素含有化合物との反応は、該プレポリマーとジアミンを反応させて伸長または架橋させる高分子量化反応が好ましい。プレポリマーの高分子量化により、耐オフセット性を付与することができる。
本実施形態のさらなる検討によれば、耐熱保存性を維持しつつ、より低温定着性を効果的に発揮し、該プレポリマーの高分子量化による耐オフセット性を付与するには、該酸性基含有ポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量が1,000〜30,000であることが好ましい。これは、1,000未満ではオリゴマー成分が増加するため耐熱保存性が悪化し、30,000を超えると立体障害により該プレポリマーによる高分子量化反応が不十分となり耐オフセット性が悪化するためである。
本実施形態による分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により次のように測定される。40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、試料濃度として0.05〜0.6重量%に調製した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定する。試料の分子量測定に当たっては、試料の有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により、作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、例えば、Pressure Chemical Co.あるいは東洋ソーダ工業社製の分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。また、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いる。
また、ポリエステル樹脂の酸価を1.0〜50.0(KOHmg/g)にすることにより、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電安定性などのトナー特性をより高品位にすることが可能である。つまり、酸価が50.0(KOHmg/g)を超えると、変性ポリエステルの伸長または架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性に影響が見られ、また、1.0(KOHmg/g)未満では、変性ポリエステルの伸長または架橋反応が進みやすく、製造安定性に問題が生じるためである。
本実施形態のポリエステル樹脂の酸価は、具体的には下記のようにして求められる。
測定装置 :電位差自動滴定装置 DL-53 Titrator(メトラー・トレド社製)
使用電極 :DG113−SC (メトラー・トレド社製)
解析ソフト:LabX Light Version 1.00.000
装置の校正:トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用する。
測定温度 :23℃
なお、測定条件は以下のとおりである。
Stir
Speed [%] 25
Time [s] 15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration [mol/L] 0.1(=N/10)
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume [mL] 1.0
Wait time [s] 0
Titrant addition Dynamic
dE(set) [mV] 8.0
dV(min) [mL] 0.03
dV(max) [mL] 0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE [mV] 0.5
dt [s] 1.0
t(min) [s] 2.0
t(max) [s] 20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum volume [mL] 10.0
at potential No
at slope No
after number EQPs Yes
n=1
comb. termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential 1 No
Potential 2 No
Stop for reevaluation No
JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して、以下の条件で測定を行う。
試料調整:試料0.5g(酢酸エチル可溶成分では0.3g)をトルエン120mlに添加して、室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解する。更に、エタノール30mlを添加して試料溶液とする。
測定は上記記載の装置にて計算することが出来るが、具体的には次のように計算する。
あらかじめ標定されたN/10(十分の1ノルマル)の苛性カリウムのアルコール溶液で滴定し、カリウムのアルコール溶液の消費量から次の式を用いて酸価を求める。
酸価=KOH(ml数)×f×56.1/試料重量
(ただし上記式中、fは(N/10)のKOH溶液のファクター)
本実施形態においては、ポリエステル樹脂の耐熱保存性能は、変性前のポリエステルのガラス転移点に依存するため、ポリエステル樹脂のガラス転移点を35℃〜65℃に設計することが好ましい。つまり、35℃未満では耐熱保存性が不足し、65℃を超えると低温定着に悪影響を及ぼす。
本実施形態のガラス転移点の測定は、理学電機社製TG−DSCシステムTAS−100を使用した。
まず、試料約10mgをアルミ製試料容器に入れ、それをホルダユニットにのせ、電気炉中にセットする。次に、室温から昇温速度10℃/minで150℃まで加熱した後、150℃で10min間放置、室温まで試料を冷却して10min放置、窒素雰囲気下で再度150℃まで昇温速度10℃/minで加熱してDSC測定を行った。Tgは、TAS−100システム中の解析システムを用いて、Tg近傍の吸熱カーブの接線とベースラインとの接点から算出した。
本実施形態のさらなる検討によれば、トナー酸価は低温定着性、耐高温オフセット性に対して、ポリエステル樹脂の酸価より重要である。本実施形態のトナー酸価は、定着特性(定着下限温度、ホットオフセット発生温度など)を制御するために、酸価を0.5〜40.0(KOHmg/g)にすることが好ましい。つまり、トナー酸価が40.0(KOHmg/g)を超えると、変性ポリエステルの伸長または架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性に影響が見られ、また、0.5(KOHmg/g)未満では、変性ポリエステルの伸長または架橋反応が進みやすく、製造安定性に問題が生じるためである。
本発明におけるトナー酸価は、具体的に次のような手順で決定される。
測定装置 :電位差自動滴定装置 DL-53 Titrator(メトラー・トレド社製)
使用電極 :DG113−SC (メトラー・トレド社製)
解析ソフト:LabX Light Version 1.00.000
装置の校正:トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用する。
測定温度 :23℃
なお、測定条件は以下のとおりである。
Stir
Speed [%] 25
Time [s] 15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration [mol/L] 0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume [mL] 1.0
Wait time [s] 0
Titrant addition Dynamic
dE(set) [mV] 8.0
dV(min) [mL] 0.03
dV(max) [mL] 0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE [mV] 0.5
dt [s] 1.0
t(min) [s] 2.0
t(max) [s] 20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum volume [mL] 10.0
at potential No
at slope No
after number EQPs Yes
n=1
comb. termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential 1 No
Potential 2 No
Stop for reevaluation No
JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行う。
試料調整:トナー0.5g(酢酸エチル可溶成分では0.3g)をトルエン120mlに添加して、室温(23℃)で約10時間撹拌して溶解する。更にエタノール30mlを添加して試料溶液とする。
測定は上記記載の装置にて計算することが出来るが、具体的には次のように計算する。
あらかじめ標定されたN/10苛性カリウムのアルコール溶液で滴定し、カリウムのアルコール溶液の消費量から次の式で酸価を算出して求める。
酸価=KOH(ml数)×f×56.1/試料重量
(ただし上記式中fはN/10のKOHのファクター)
本実施形態のトナーのガラス転移点は低温定着性、耐熱保存性、高耐久性を得るために40〜70℃が好ましい。つまり、ガラス転移点が40℃未満では現像機内でのブロッキングや感光体へのフィルミングが発生し易くなり、また、70℃を超えた場合には低温定着性が悪化しやすくなる。
本実施形態のトナーの、体積平均粒径(Dv)は3〜8μmであることが好ましく、また、その個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)はDv/Dn≦1.25であることがさらに好ましい。Dv/Dnをこのように規定することにより、高解像度、高画質のトナーを得ることが可能となる。また、より高品質の画像を得るには、トナーの体積平均粒径(Dv)を3〜7μmにして、個数平均粒径(Dn)との比(Dv/Dn)をDv/Dn≦1.20にし、且つ3μm以下の粒子を個数%で1〜10個数%にするのがよく、より好ましくは、体積平均粒径を3〜6μmにし、Dv/DnをDv/Dn≦1.15にすることがよい。このようなトナーは、耐熱保存性、低温定着性、耐ホットオフセット性のいずれにも優れ、とりわけフルカラー複写機などに用いた場合に画像の光沢性に優れ、更に二成分現像剤においては、長期に亘るトナーの収支が行われても、現像剤中でのトナーの粒子径変動が少なくなり、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。
本実施形態のトナーの平均粒径及び粒度分布は、コールターカウンターTA−II型を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科技研株式会社製)と、PC9801パーソナルコンピュータ(NEC株式会社製)とを接続して測定した。
以下に、測定方法について述べる。
まず、電解水溶液(以下電解液とも言う)100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルフォン酸塩)を0.1〜5ml加える。ここで、電解液とは、塩化ナトリウム(1級)を用いて約1重量%NaCl水溶液を調製した溶液で、例えば商品名ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。ここで、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した懸濁電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャとして100μmアパーチャを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。このようにして得られた分布から、トナーの体積平均粒径、個数平均粒径を求める。
本実施形態のトナーは特定の形状と形状の分布を有すことが好ましく、平均円形度が0.92未満では、満足した転写性やチリのない高画質画像が得られ難い。なお、形状の計測方法としては、粒子を含む懸濁液を平板上の撮像部検知帯に通過させ、CCDカメラで光学的に粒子画像を検知し、解析する光学的検知帯の手法が適当である。この手法で得られる投影面積の等しい相当円の周囲長を実在粒子の周囲長で除した値である平均円形度が、0.92〜1.00のトナーが適正な濃度の再現性のある高精細な画像を形成するのに好ましい。
本実施形態のトナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2000(東亜医用電子株式会社製)により計測できる。具体的な測定方法としては、容器中の予め不純固形物を除去した水100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスフォン酸塩を0.1〜0.5ml加え、更に測定試料を0.1〜0.5g程度加える。試料を分散した懸濁液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、分散液濃度を3000〜1万個/μlとして前記装置によりトナーの形状及び分布を測定することによって得られる。
本実施形態のトナーは、BET比表面積が1.0〜6.0(m2/g)であることが好ましく、BET比表面積が1.0(m2/g)未満では粗大粒子の存在や添加剤の内包により、また、6.0(m2/g)を超えた場合は微細粒子の存在、添加剤の浮出し、表面の凹凸により画質に影響が現れやすい。
上記のBET法による比表面積(BET比表面積)は、窒素吸着法の多点法で測定され、具体的には、ユアサアイオニクス(株)製高速比表面積・細孔分布測定装置NOVA1200多点法で測定される。
その測定条件は、以下のとおりである。
吸着ガス:チッソガス(純度99.995以上)
冷媒:液体チッソ
使用セル:9mmペレットショート(大)
前処理条件:30℃12時間(真空排気:減圧脱気)
測定ポイント:相対圧力(P/PO)=0.1〜0.3の3ポイント
さらには、本実施形態に用いるトナーを製造する方法は、無機微粒子及び/又はポリマー微粒子を含む水系媒体中に分散させた活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体としてのイソシアネート基含有ポリエステル系プレポリマーAを、活性水素含有化合物としてのアミンBと反応させる高分子量化工程を含むことが好ましい。
次に、本実施形態のトナーに用いられる材料について詳細に説明する。
本実施形態において、有機溶媒または分散媒としてトナー組成物を溶解、及び/又は分散可能な溶媒あるいは分散媒であれば特に限定するものではない。好ましいものとしては、該溶媒又は分散媒の沸点が150℃未満の揮発性であることが、除去が容易である点から好ましい。該溶媒又は分散媒としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセトン、テトラヒドロフランなどを1種単独で、あるいは2種以上組み合せて用いることができる。トナー組成物100部に対する溶剤の使用量は、通常40〜300部、好ましくは60〜140部、さらに好ましくは80〜120部である。
本実施形態で用いられる樹脂微粒子としては、水系媒体中で水性分散体を形成しうる樹脂であれば特に制限はなく、公知の樹脂の中から目的に応じて適宜選択することができ、熱可塑性樹脂であってもよいし、熱硬化性樹脂でもよく、例えば、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂、などが挙げられる。これらは、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。これらの中でも、微細な球状の樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点で、ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂から選択される少なくとも1種で形成されているのが好ましい。なお、前記ビニル樹脂は、ビニルモノマーを単独重合又は共重合したポリマーであり、例えば、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、などが挙げられる。
本実施形態において使用する結着樹脂は、少なくともポリエステル樹脂を含み、かつ該ポリエステル樹脂の末端がフェノール性水酸基含有化合物で封止されている。この封止とは、変性ポリエステルのOHと、ベンゼン環にOH基とCOOH(またはCOOR)基とを有する化合物とが反応して、脱水縮合反応して変性ポリエステル樹脂の末端の水酸基−OHと、前記ベンゼン環にOH基とCOOH(またはCOOR)基とを有する化合物のCOOH(またはCOOR:)基との脱水縮合(COOR基が付いている化合物の場合には、脱アルコール)反応していることを意味する。すなわち、ポリエステル末端の水酸基P−ester−OHが、HO−φ−COOH(またはHO−φ−COOR:Rは炭素数1〜5のアルキル基)と脱水反応(HO−φ−COORの場合には脱アルコール反応)していることを意味している。なお、φは2以上の置換基を有するベンゼン環である。
このように、本実施形態で用いられるポリエステル樹脂は、末端をフェノール性水酸基含有化合物により封止するために、フェノール性水酸基含有カルボン酸を使用することを特徴としている。フェノール性水酸基含有カルボン酸としてはサリチル酸、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエ酸、p−ヒドロキシ安息香酸、6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸、4−ヒドロキシフェニル−4’−カルボン酸、5−ヒドロキシイソフタル酸、p−ヒドロキシフェニル酢酸、p−ヒドロキシフェニルプロピオン酸などが挙げられる。その他の材料については、通常の重縮合に用いられるアルコールとカルボン酸を使用することになる。該アルコールとしては、例えば、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、プロピレングリコール等のグリコール類、1.4−ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、及びビスフェノールA等のエーテル化ビスフェノール類、その他二価のアルコール単量体、三価以上の多価アルコール単量体を挙げることができる。また、カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマール酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、マロン酸等の二価の有機酸単量体、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸等の三価以上の多価カルボン酸単量体を挙げることができる。
本実施形態においては、結着樹脂として前記フェノール性水酸基を有するポリエステル樹脂を使用するが、この樹脂に他の一般的な結着樹脂を混合して使用することもできる。このような樹脂としては、ポリスチレン、クロロポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、スチレン/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/ブタジエン共重合体、スチレン/塩化ビニル共重合体、スチレン/酢酸ビニル共重合体、スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸エステル共重合体(スチレン/アクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリル酸エチル共重合体、スチレン/アクリル酸ブチル共重合体、スチレン/アクリル酸オクチル共重合体、スチレン/アクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン/メタクリル酸エステル共重合体(スチレン/メタクリル酸メチル共重合体、スチレン/メタクリル酸エチル共重合体、スチレン/メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン/メタクリル酸フェニル共重合体等)、スチレン/α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン/アクリロニトリル/アクリル酸エステル共重合体等のスチレン系樹脂(スチレン又はスチレン置換体を含む単独重合体又は共重合体)、塩化ビニル樹脂、スチレン/酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、エチレン/エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等、石油系樹脂、水素添加された石油系樹脂等を挙げることができる。結着樹脂として、こうした樹脂は前記フェノール性水酸基を有するポリエステル樹脂に対して5重量%〜95重量%の範囲で使用することができる。
本実施形態において使用する活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体は、プレポリマーである。
本実施形態で用いられる該プレポリマーは、イソシアネート基を含有するポリエステル系プレポリマーAが好ましく、ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)の重縮合物でかつ活性水素基を有するポリエステルを、さらにポリイソシアネート(PIC)と反応させることによって得ることができる。この場合、ポリエステルの有する活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基などが挙げられ、これらのうち好ましいものはアルコール性水酸基である。
前記ポリオール(PO)としては、ジオール(DIO)および3価以上のポリオール(TO)が挙げられ、(DIO)単独、又は(DIO)と少量の(TO)の混合物が好ましい。ジオール(DIO)としては、アルキレングリコール(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、1,6−ヘキサンジオールなど);アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数2〜12のアルキレングリコールおよびビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物であり、特に好ましいものはビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、およびこれと炭素数2〜12のアルキレングリコールとの併用である。3価以上のポリオール(TO)としては、3〜8価又はそれ以上の多価脂肪族アルコール(グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールなど);3価以上のフェノール類(トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラックなど);上記3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
前記ポリカルボン酸(PC)としては、ジカルボン酸(DIC)および3価以上のポリカルボン酸(TC)が挙げられ、(DIC)単独、および(DIC)と少量の(TC)の混合物が好ましい。ジカルボン酸(DIC)としては、アルキレンジカルボン酸(コハク酸、アジピン酸、セバシン酸など);アルケニレンジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸など);芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸など)などが挙げられる。これらのうち好ましいものは、炭素数4〜20のアルケニレンジカルボン酸および炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸である。3価以上のポリカルボン酸(TC)としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、ピロメリット酸など)などが挙げられる。なお、ポリカルボン酸(PC)としては、上述のものの酸無水物又は低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてポリオール(PO)と反応させてもよい。
ポリオール(PO)とポリカルボン酸(PC)の比率は、水酸基[OH]とカルボキシル基[COOH]の当量比[OH]/[COOH]として、通常2/1〜1/1、好ましくは1.5/1〜1/1、さらに好ましくは1.3/1〜1.02/1である。
前記ポリイソシアネート(PIC)としては、脂肪族ポリイソシアネート(テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエートなど);脂環式ポリイソシアネート(イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネートなど);芳香族ジイソシアネート(トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなど);芳香脂肪族ジイソシアネート(α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなど);イソシアヌレート類;前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタムなどでブロックしたもの;およびこれら2種以上の併用が挙げられる。
イソシアネート基を有するポリエステル系プレポリマーを得る場合、ポリイソシアネート(PIC)と活性水素を有するポリエステル系樹脂(PE)との比率は、イソシアネート基[NCO]と、水酸基を有するポリエステルの水酸基[OH]との当量比[NCO]/[OH]として、通常5/1〜1/1、好ましくは4/1〜1.2/1、さらに好ましくは2.5/1〜1.5/1である。末端にイソシアネート基を有するプレポリマーA中のポリイソシアネート(PIC)構成成分の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。
前記アミンBとしては、ポリアミン及び/又は活性水素含有基を有するアミン類が用いられる。この場合の活性水素含有基には、水酸基やメルカプト基が包含される。このようなアミンには、ジアミン(B1)、3価以上のポリアミン(B2)、アミノアルコール(B3)、アミノメルカプタン(B4)、アミノ酸(B5)、およびB1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)などが挙げられる。ジアミン(B1)としては、芳香族ジアミン(フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4'ジアミノジフェニルメタンなど);脂環式ジアミン(4,4'−ジアミノ−3,3'ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、イソホロンジアミンなど);および脂肪族ジアミン(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など)などが挙げられる。3価以上のポリアミン(B2)としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。アミノアルコール(B3)としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。アミノメルカプタン(B4)としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。アミノ酸(B5)としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。B1〜B5のアミノ基をブロックしたもの(B6)としては、前記B1〜B5のアミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。これらアミンBのうち好ましいものは、(B1)および(B1)と少量の(B2)の混合物である。
さらに、プレポリマーAとアミンBとを反応させる場合、必要により伸長停止剤を用いてポリエステルの分子量を調整することができる。伸長停止剤としては、モノアミン(ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミンなど)、およびそれらをブロックしたもの(ケチミン化合物)などが挙げられる。その添加量は、生成するウレア変性ポリエステルに所望する分子量との関係で適宜選定される。
アミンBとイソシアネート基を有するプレポリマーAとの比率は、イソシアネート基を有するプレポリマーA中のイソシアネート基[NCO]と、アミンB中のアミノ基[NHx](xは1〜2の数を示す)の当量比[NCO]/[NHx]として、通常1/2〜2/1、好ましくは1.5/1〜1/1.5、さらに好ましくは1.2/1〜1/1.2である。
本実施形態の着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミュウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
本実施形態で用いる着色剤は樹脂と複合化されたマスターバッチとして用いることもできる。マスターバッチの製造またはマスターバッチとともに混練されるバインダー樹脂としては、前述したポリエステル樹脂の他に、ポリスチレン、ポリp−クロロスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の重合体;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−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、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、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族叉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、単独あるいは混合して使用できる。
本マスターバッチは、マスターバッチ用の樹脂と着色剤とを高せん断力をかけて混合、混練してマスターバッチを得ることができる。この際着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶剤を用いることができる。また、いわゆるフラッシング法と呼ばれる着色剤の水を含んだ水性ペーストを樹脂と有機溶剤とともに混合混練して、着色剤を樹脂側に移行させ、水分と有機溶剤成分を除去する方法も、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができるため乾燥する必要がなく、好ましく用いられる。混合混練するには3本ロールミル等の高せん断分散装置が好ましく用いられる。
また、トナーバインダー、着色剤とともにワックスを含有させることもできる。本実施形態のワックスとしては公知のものが使用でき、例えば、ポリオレフィンワックス(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなど);長鎖炭化水素(パラフィンワックス、サゾールワックスなど);カルボニル基含有ワックスなどが挙げられる。これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。カルボニル基含有ワックスとしては、ポリアルカン酸エステル(カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレートなど);ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなど);ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミドなど);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミドなど);およびジアルキルケトン(ジステアリルケトンなど)などが挙げられる。これらカルボニル基含有ワックスのうち好ましいものは、ポリアルカン酸エステルである。
本実施形態のトナーに使用されるワックスの融点は、通常40〜160℃であり、好ましくは50〜120℃、さらに好ましくは60〜90℃である。融点が40℃未満のワックスは耐熱保存性に悪影響を与え、160℃を超えるワックスは低温での定着時にコールドオフセットを起こしやすい。また、ワックスの溶融粘度は、融点より20℃高い温度での測定値として、5〜1000cpsが好ましく、さらに好ましくは10〜100cpsである。1000cpsを超えるワックスは、耐ホットオフセット性、低温定着性への向上効果に乏しい。トナー中のワックスの含有量は通常0〜40重量%であり、好ましくは3〜30重量%である。
本実施形態のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。具体的には、ニグロシン系染料のボントロン03、第四級アンモニウム塩のボントロンP−51、含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子系の化合物が挙げられる。
本実施形態において、荷電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではないが、好ましくはバインダー樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で用いられる。好ましくは、0.2〜5重量部の範囲がよい。10重量部を越える場合にはトナーの帯電性が大きすぎ、主帯電制御剤の効果を減退させ、現像ローラとの静電的吸引力が増大し、現像剤の流動性低下や、画像濃度の低下を招く。これらの帯電制御剤は、マスターバッチ、樹脂とともに溶融混練した後溶解分散させることもできるし、もちろん有機溶剤に直接溶解、分散する際に加えてもよいし、トナー表面にトナー粒子作成後固定化させてもよい。
本実施形態で得られた着色粒子の流動性や現像性、帯電性を補助するための外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。この無機微粒子の一次粒子径は、5mμ〜2μmであることが好ましく、特に5mμ〜500mμであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。無機微粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ペンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
この他、高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンなどの重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子が挙げられる。
このような流動化剤は表面処理を行って、疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止することができる。例えば、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイルなどが好ましい表面処理剤として挙げられる。
感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するためのクリーニング性向上剤としては、例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、例えばポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子などのソープフリー乳化重合などによって製造された、ポリマー微粒子などを挙げることかできる。ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好ましい。
更に、本実施形態のトナーは磁性体を含有した磁性トナーとして用いることができ、トナー中に含まれる磁性材料としては、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト等の酸化鉄、鉄、コバルト、ニッケルのような金属あるいはこれら金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムのような金属の合金およびその混合物などが挙げられる。特にマグネタイトが磁気特性の点で好ましい。これらの強磁性体は、平均粒径が0.1〜2μm程度のものが望ましく、トナー中に含有させる量としては、樹脂成分100重量部に対して約15〜200重量部、特に好ましくは樹脂成分100重量部に対し20〜100重量部である。
本実施形態のトナーは、一成分現像剤としても、キャリアと組み合わせてなる二成分現像剤としても用いることができる。本実施形態のトナーを二成分現像剤として使用する場合のキャリアとしては、公知のものがすべて使用可能であり、例えば、鉄粉、フェライト粉、ニッケル粉のごとき磁性を有する粉体、ガラスビーズ等及びこれらの表面を樹脂などで処理したものなどが挙げられる。本実施形態におけるキャリアにコーティングし得る樹脂粉末としては、スチレン−アクリル共重合体、シリコーン樹脂、マレイン酸樹脂、フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等がある。スチレン−アクリル共重合体の場合は、30〜90重量%のスチレン分を有するものが好ましい。この場合スチレン分が30重量%未満だと現像特性が低く、90重量%を越えるとコーティング膜が硬くなって剥離しやすくなり、キャリアの寿命が短くなるからである。また、本実施形態におけるキャリアの樹脂コーティングは、上記樹脂の他に接着付与剤、硬化剤、潤滑剤、導電材、荷電制御剤等を含有してもよい。
[実施例]
以下、実施例により本実施形態を更に説明するが、本実施形態はこれに限定されるものではない。
以下、部は重量部を示す。なお、フェノール性水酸基の水酸基価は、下記の方法にしたがって測定した。
(フェノール性水酸基価の測定)
樹脂10gを精秤して100mlをメスフラスコに入れ、ジオキサン50mlを加えて溶解させる。完全に溶解後、ジオキサンをさらに加えて100mlの標線に調整して、試料液を調製した。次に、試料液5mlを50mlビーカーに加え、ジオキサン5mlを加えて全液量を10mlとする。この中に0.5重量%3−メチル−2−ベンゾチアゾリノンヒドラジンのメタノール溶液2ml、25重量%アンモニア水0.4ml、2重量%フェリシアン化カリウム水溶液2mlを順次加え、30分間放置する。5C濾紙で不溶物を濾別した後、分光光度計(波長510nm、セル容量10ml)で吸光度を測定する。試料を加えないで同様な操作を行って、得られたブランク液について空試験を行う。予めビスフェノールAを標準物質として作成した吸光度検量線から、樹脂中のフェノール性水酸基量を求め、水酸基価に換算する。
・製造例1
(樹脂微粒子分散液の製造例)
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30、三洋化成工業株式会社製)11部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。これを加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[樹脂微粒子分散液1]を得た。[樹脂微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、105nmであった。[樹脂微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。該樹脂分のTgは59℃であり、重量平均分子量は150000であった。
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物66部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物535部、テレフタル酸231部、イソフタル酸41部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いで、サリチル酸127部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に、0〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル1]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は3,800、酸価19KOHmg/g、水酸基価55KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価50、ガラス転移点53℃であった。
(プレポリマーの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物795部、イソフタル酸200部、テレフタル酸65部、及びジブチルチンオキサイド2部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で8時間縮合反応した。次いで、10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に80℃まで冷却し、酢酸エチル中にてイソホロンジイソシアネート170部と2時間反応を行い、[プレポリマー1]を得た。得られたプレポリマーの重量平均分子量は5,000、平均官能基数は2.25であった。
(ケチミン化合物の製造例)
攪拌棒及び温度計のついた反応槽中に、イソホロジアミン30部とメチルエチルケトン70部を仕込み、50℃で5時間反応を行い[ケチミン化合物1]を得た。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル1]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液1]を得た。
(トナーの製造例)
ビーカー内にイオン交換水529.5部、[樹脂微粒子分散液1]70部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部を入れ、TK式ホモミキサーで12000rpmに攪拌しながら、この水分散液に上記[トナー材料油性分散液1]400部及び[ケチミン化合物1]8.4部を加え、30分攪拌を続けながら反応させた。続いて、冷却管を設置したフラスコに内容物を移し、湯浴を用いて熟成した。熟成後の分散液から有機溶剤を除去した後、濾別、洗浄、乾燥し、次いで風力分級し、球形状のトナー母体を得た。得られた母体粒子100部、帯電制御剤(オリエント化学社製ボントロン E−84)0.25部をQ型ミキサー(三井鉱山社製)に仕込み、タービン型羽根の周速を50m/secに設定して混合処理した。この場合、その混合操作は、2分間運転、1分間休止を5サイクル行い、合計の処理時間を10分間とした。さらに、疎水性シリカ(H2000、クラリアントジャパン社製)を0.5部添加し、混合処理した。この場合、その混合操作は、周速を15m/secとして30秒混合1分間休止を5サイクル実施し、最終的な[トナー−1]
を得た。
・製造例2
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物71部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物570部、テレフタル酸245部、イソフタル酸44部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いでp−ヒドロキシ安息香酸70部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に、0〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル2]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は4,200、酸価8KOHmg/g、水酸基価60KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価30、ガラス転移点45℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル2]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ30分間、分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液2]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液2]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー2]を得た。
・製造例3
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物156部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物453部、テレフタル酸278部、イソフタル酸55部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いで、p−ヒドロキシフェニル酢酸58部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に、0〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル3]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は8,500、酸価30KOHmg/g、水酸基価22KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価20、ガラス転移点60℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル3]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液3]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液3]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー3]を得た。
・製造例4
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物671部、テレフタル酸273部、無水トリメリット酸12部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いで、サリチル酸45部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に、10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル4]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は12,500、酸価25KOHmg/g、水酸基価60KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価18、ガラス転移点51℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル4]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液4]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液4]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー4]を得た。
・製造例5
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物163部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物470部、テレフタル酸277部、イソフタル酸18部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いで、サリチル酸73部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に、10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル5]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は7,500、酸価20KOHmg/g、水酸基価37KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価37、ガラス転移点50℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル5]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液5]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液5]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー5]を得た。
・製造例6
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物668部、テレフタル酸304部、無水トリメリット酸5部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いで、サリチル酸23部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル6]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は25,000、酸価5KOHmg/g、水酸基価10KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価10、ガラス転移点63℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル6]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液6]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液6]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー6]を得た。
・製造例7
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物583部、テレフタル酸235部、無水トリメリット酸9部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いで、サリチル酸174部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に、10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル7]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は13,000、酸価15KOHmg/g、水酸基価80KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価80、ガラス転移点51℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル7]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液7]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液7]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー7]を得た。
上述した、[トナー1]〜[トナー7]までのポリエステルに関する物性を、表1に示す。
Figure 2007212964
[実施例1]
製造例1により得られた[トナー1]を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[実施例2]
製造例1により得られた[トナー2]を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[実施例3]
製造例1により得られた[トナー3]を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[実施例4]
製造例1により得られた[トナー4]を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[実施例5]
製造例1により得られた[トナー5]を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[実施例6]
製造例1により得られた[トナー6]を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[実施例7]
製造例1により得られた[トナー7]を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
上記実施例1〜7におけるトナー評価項目及び評価方法を下記に示す。
(定着性評価)
定着ローラとしてテフロン(登録商標)ローラを使用した(株)リコー製複写機 MF2200定着部を改造した装置を用いて、これにリコー製のタイプ6200紙をセットし複写テストを行った。定着温度を変化させてコールドオフセット温度(定着下限温度)とホットオフセット温度(耐ホットオフセット温度)を求めた。従来の低温定着トナーの定着下限温度は、140〜150℃程度である。なお、低温定着の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm/sec、面圧1.2Kgf/cm2、ニップ幅3mm、高温オフセットの評価条件は紙送りの線速度を50mm/sec、面圧2.0Kgf/cm2、ニップ幅4.5mmと設定した。各特性評価の基準は以下の通りである。
低温定着性(5段階評価)
(良)◎:140℃未満、○:140〜149℃、□:150〜159℃、△:160〜170℃、:170℃以上(悪)
ホットオフセット性(5段階評価)
(良)◎:201℃以上、○:200〜191℃、□:190〜181℃、△:180〜171℃、×:170℃以下(悪)
(耐熱保存性評価)
トナー試料20gを20mlのガラス瓶に入れ、50回程度ガラス瓶をタッピングして試料を密に固めた後、50℃の高温槽に24時間放置し、その後針入度試験器を用いて針入度を以下のように求めた。
(良)◎:貫通、○:〜26mm、□25〜21mm、△:20〜16mm、×:15mm以下(悪)
<帯電量評価>
1)15秒撹拌帯電量
得られた各トナー10gとフェライトキャリア100gとを温度28℃、湿度80%の環境内で内容積の3割までステンレス製ポットに入れ、100rpmの撹拌速度で15秒撹拌して、現像剤の帯電量(μC/g)を[東芝ケミカル(株)製:TB−200]によってブローオフ法を用いトナーの帯電量を測定した。
2)5分撹拌帯電量
1)と同様に5分撹拌したときの帯電量
3)10分撹拌帯電量
1)と同様に10分撹拌したときの帯電量
上記実施例1〜7におけるトナー評価項目及び評価方法による評価結果を、表2に示す。
Figure 2007212964
・製造例8
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物76部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物613部、テレフタル酸264部、イソフタル酸47部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル8]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は3,700、酸価19KOHmg/g、水酸基価55KOHmg/g、ガラス転移点は50℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル8]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液8]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液8]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー8]を得た。
・製造例9
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物76部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物631部、テレフタル酸245部、イソフタル酸40部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル9]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は4,000、酸価8KOHmg/g、水酸基価60KOHmg/g、ガラス転移点45℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル9]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液9]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液9]を使用する以外は実施例1と同様にして[トナー9]を得た。
・製造例10
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物166、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物481部、テレフタル酸296部、イソフタル酸58部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。210℃で5時間縮合反応を継続した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル10]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は8,400、酸価30KOHmg/g、水酸基価22KOHmg/g、ガラス転移点58℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル10]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液10]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液10]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー10]を得た。
・製造例11
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物741部、ジエチレングリコール37部、テレフタル酸222部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら1時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル11]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は800、酸価5KOHmg/g、水酸基価99KOHmg/g、ガラス転移点30℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル11]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液11]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液11]を使用する以外は実施例1と同様にして[トナー11]を得た。
・製造例12
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物695部、テレフタル酸290部、無水トリメリット酸15部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル12]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は35000、酸価20KOHmg/g、水酸基価37KOHmg/g、ガラス転移点70℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル12]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液12]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液12]を使用する以外は、実施例1と同様にして[トナー12]を得た。
・製造例13
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物677部、テレフタル酸308部、無水トリメリット酸5部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いでサリチル酸10部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル13]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は24,000、酸価5KOHmg/g、水酸基価10KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価5KOHmg/g、ガラス転移点62℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル13]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液13]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液13]を使用する以外は実施例1と同様にして[トナー13]を得た。
・製造例14
(ポリエステルの製造例)
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物576部、テレフタル酸229部、無水トリメリット酸8部を投入し、常圧窒素気流下のもと、210℃で10時間縮合反応した。次いでサリチル酸186部を投入し、210℃で5時間縮合反応を継続した。更に10〜15mmHgの減圧下で脱水しながら5時間反応を継続した後に冷却し、[ポリエステル14]を得た。得られたポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量は12,000、酸価15KOHmg/g、水酸基価90KOHmg/g、フェノール性水酸基の水酸基価90、ガラス転移点49℃であった。
(分散液の調整)
ビーカー内に[プレポリマー1]33部、[ポリエステル14]132部、酢酸エチル80部を入れ、攪拌溶解した。次いで、別途、離型剤であるカルナバワックス15部、カーボンブラック顔料20部、酢酸エチルを120部ビーズミルに入れ、30分間分散した。2つの液を混合し、TK式ホモミキサーを用いて12000rpmの回転数で5分攪拌した後、ビーズミルで10分間分散処理し、[トナー材料油性分散液14]を得た。
(トナーの製造例)
[トナー材料油性分散液1]に代わり[トナー材料油性分散液14]を使用する以外は実施例1と同様にして[トナー14]を得た。
比較例として、上述した[トナー8]〜[トナー14]までのポリエステルに関する物性を表3に示す。
Figure 2007212964
[比較例1]
製造例8により得られたトナー8を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[比較例2]
製造例9により得られたトナー9を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[比較例3]
製造例10により得られたトナー10を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[比較例4]
製造例11により得られたトナー11を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[比較例5]
製造例12により得られたトナー12を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[比較例6]
製造例13により得られたトナー13を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
[比較例7]
製造例14により得られたトナー14を用いて、低温定着性、耐高温オフセット性、耐熱保存性、帯電性について評価した。
上記比較例1〜7における評価結果を、表4に示す。なお、評価項目及び評価方法は、前述した実施例に準じて行った。
Figure 2007212964
このように、本実施形態の静電荷像現像用トナーおよびその製造方法によれば、優れた負帯電性を実現させながら、低温定着、耐高温オフセット性、耐熱保存性を十分に有する、静電荷像現像用トナーを得ることが可能となる。

Claims (12)

  1. 着色剤と、離型剤と、有機溶媒または分散媒中に変性されたポリエステル樹脂を含む結着樹脂と、を少なくとも含む溶液または分散液を水系媒体中で分散させ、造粒し、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥して得られたトナーであって、
    前記変性されたポリエステル樹脂の末端がフェノール基で封止されており、かつその水酸基価が10〜80であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  2. 有機溶媒または分散媒に、活性水素基を有する化合物と、前記化合物と反応可能な重合体と、結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を少なくとも有する溶液または分散液を樹脂微粒子含有水系媒体中に分散させ、
    前記活性水素基を有する化合物と前記重合体とを反応させた後にもしくは反応させながら、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥して得られたトナーであって、
    前記結着樹脂は、少なくともポリエステル樹脂を含み、当該ポリエステル樹脂はその末端がフェノール基で封止され、かつ、その水酸基価が10〜80であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
  3. 前記ポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量が1,000〜30,000であることを特徴とする請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記ポリエステル樹脂のガラス転移点が35〜65℃であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 前記ポリエステル樹脂の酸価が1.0〜50.0KOHmg/gであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記トナーの酸価が0.5〜40.0KOHmg/gであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  7. 前記トナーのガラス転移点が40〜70℃であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  8. 前記トナーの体積平均粒径が3〜8μmであることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  9. 前記トナーのDv/Dnが1.25以下であることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  10. 前記トナーの平均円形度が0.92〜1.00であることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  11. 前記トナーのBET比表面積が1.0〜6.0m2/gの範囲であることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  12. 有機溶媒または分散媒中に、活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する重合体と、酸性基含有結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、を少なくとも含む溶液または分散液を、活性水素含有化合物および樹脂微粒子を含有する水系媒体中で分散させて、
    前記活性水素含有化合物と前記重合体とを反応させた後にもしくは反応させながら、有機溶媒または分散媒を除去し、洗浄し、乾燥することを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
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