JP2010038937A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 トナー用樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子は、少なくとも体積平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を水中に分散させる工程と前記樹脂粒子を凝集させる工程とを含む工程から形成される体積平均粒径が3〜10μmの粒子であり、トナー用樹脂中にポリエステル樹脂(A)を含有し、(A)が、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gのポリエステル樹脂(a)と、特定組成ののカルボン酸(b)とが反応されてなるポリエステル樹脂であり、(A)のTHF不溶解分が1〜36重量%、THF可溶分のGPCのピークトップ分子量が4500〜20000、軟化点が120〜180℃であり、かつ(A)が特定の関係式を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【選択図】 なし
Description
本発明の目的は、粒径が均一で、低温定着性と耐ブロッキング性にさらに優れた静電荷像現像用トナーを提供することにある。
すなわち、本発明は、トナー用樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子は、少なくとも体積平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を水中に分散させる工程と前記樹脂粒子を凝集させる工程とを含む工程から形成される体積平均粒径が3〜10μmの粒子であり、トナー用樹脂中にポリエステル樹脂(A)を含有し、(A)が、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gのポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ならびにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)とが反応されてなるポリエステル樹脂であり、(A)のTHF不溶解分が1〜36重量%、THF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップ分子量が4500〜20000、軟化点が120〜180℃であり、かつ(A)が次の式(1)および(2)を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー;並びにトナー用樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、少なくとも体積平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を水中に分散させる工程、前記樹脂粒子を凝集させる工程、および凝集した樹脂粒子を融合して体積平均粒径が3〜10μmのトナー粒子を得る工程を含み、該トナー用樹脂中にポリエステル樹脂(A)を含有し、(A)が、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gのポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ならびにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)が反応されてなるポリエステル樹脂であり、(A)のTHF不溶解分が1〜36重量%、THF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップ分子量が4500〜20000、軟化点が120〜180℃であり、かつ(A)が次の式(1)および(2)を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法;である。
酸価/水酸基価≧1(但し、酸価=15〜80mgKOH/g) ・・・式(1)
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2)
本発明の静電荷像現像用トナーは、特定酸価および特定水酸基価を有するポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、並びにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)とを反応させることで得られるポリエステル樹脂(A)、着色剤、および必要により、THF不溶解分を含まないポリエステル樹脂(B)を含有する樹脂粒子を形成するのに用いる樹脂を水中に1μm以下で分散し、該水中分散樹脂を凝集させることにより凝集粒子の粒径を調整し、該凝集粒子を溶融させ融合して、粒子化することによって得られる。
なお、体積平均粒径は、レーザー式粒度分布測定装置LA−920(堀場製作所製)やマルチサイザーIII(コールター社製)、光学系としてレーザードップラー法を用いるELS−800(大塚電子社製)などで測定できる。もし、各測定装置間で粒径の測定値に差を生じた場合は、ELS−800での測定値を採用する。
ポリエステル樹脂(a)としては、1種以上のポリオール成分と、1種以上のポリカルボン酸成分を重縮合して得られるものが好ましい。
これらのポリオール成分の中で、好ましくは、炭素数2〜6のポリアルキレンエーテルグリコール、炭素数6〜36の脂環式ジオール、炭素数6〜36の脂環式ジオールの炭素数2〜4のAO付加物、ビスフェノール類の炭素数2〜4のAO付加物、およびノボラック樹脂の炭素数2〜4のAO付加物であり、さらに好ましくは、ビスフェノール類の炭素数2〜3のAO(EOおよび/またはPO)付加物、およびノボラック樹脂の炭素数2〜3のAO(EOおよび/またはPO)付加物である。
芳香族ジカルボン酸としては、炭素数8〜36の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、およびナフタレンジカルボン酸等)などが挙げられる。
ポリカルボン酸成分のうち、3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸、おゲルよびピロメリット酸
等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[Mn:450〜10000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体、およびスチレン/フマル酸共重合体等)等が挙げられる。
ポリカルボン酸成分として、これらのポリカルボン酸の、無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)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等)を用いてもよい。
このとき必要に応じてエステル化触媒を使用することもできる。エステル化触媒の例には、スズ含有触媒(例えばジブチルスズオキシド)、三酸化アンチモン、チタン含有触媒〔例えばチタンアルコキシド、シュウ酸チタニルカリウム、テレフタル酸チタン、テレフタル酸チタンアルコキシド、およびチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)とその分子内重縮合物〕、ジルコニウム含有触媒(例えば酢酸ジルコニル)、および酢酸亜鉛等が挙げられる。反応末期の反応速度を向上させるために減圧することも有効である。
ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは1.4/1〜1/1、さらに好ましくは1.35/1〜1.1/1、とくに好ましくは1.35/1〜1.2/1である。なお、上記反応比率は、反応中に系外へ除去される成分があるときは、その分を除外した比率である。
ポリエステル樹脂(a)の酸価、水酸基価をこれらの範囲とするには、ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率で調整するのが有効である。
上記および以下において、ポリエステル樹脂の分子量(Mp、Mn、およびMw)は、GPCを用いて以下の条件で測定される。
装置(一例) : 東ソー(株)製 HLC−8120
カラム(一例): TSK GEL GMH6 2本 〔東ソー(株)製〕
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のTHF(テトラヒドロフラン)溶液
溶液注入量 : 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 東ソー製 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点 (分子量 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000 4480000)
得られたクロマトグラム上最大のピーク高さを示す分子量をピークトップ分子量(Mp)と称する。また、トナー用樹脂の分子量の測定は、トナー用ポリエステル樹脂をTHFに溶解し、不溶解分をグラスフィルターでろ別したものを試料溶液とした。
また、(b)として、酸無水物および、低級アルキル(炭素数1〜4)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等)を用いてもよい。
芳香族モノカルボン酸としては、炭素数7〜36の芳香族モノカルボン酸(安息香酸、メチル安息香酸、フェニルプロピオン酸、およびナフトエ酸等)などが挙げられる。
これらの中で、2価以上の芳香族カルボン酸が好ましく、3〜6価またはそれ以上の芳香族ポリカルボン酸がさらに好ましく、トリメリット酸、および無水トリメリット酸がとくに好ましい。
(A)の酸価は、15〜80であり、好ましくは18〜60である。また(A)の水酸基価は、下記式(1)を満たせばよいが、好ましくは1〜40、さらに好ましくは3〜30、とくに好ましくは9〜25である。
酸価が15を下回ると、水中に1μm以下に分散するのが容易ではなく、かつ得られるトナーの定着の強度が弱まる。また酸価が80を越えると、水中分散樹脂の凝集が容易ではなく、かつ得られるトナーが環境条件の影響を受けやすくなり、安定性が悪化する。
本発明において、(A)の酸価と水酸基価は、次式(1)の関係を満たす。
酸価/水酸基価≧1(但し、酸価=15〜80) ・・・式(1)
酸価/水酸基価が1未満であると、光沢度発現温度や定着温度域における光沢度が低下する。酸価/水酸基価は、好ましくは2〜10である。尚、式(1)を満たすポリエステル樹脂(A)を製造するためには、例えば、ポリエステル樹脂(a)とカルボン酸(b)との反応比率を調整することにより達成できる。
上記の中和塩を形成する塩基としては、アンモニア、炭素数1〜30のモノアミン(エチルアミン、n−ブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ラウリルジメチルアミン等)、4級アンモニウム(ラウリルトリメチルアンモニウム等)、アルカリ金属(ナトリウム、カリウム等)、およびアルカリ土類金属(カルシウム、マグネシウム等)などが挙げられる。
試料0.5gに50mlのTHFを加え、3時間撹拌還流させる。還流温度から20℃まで冷却後、グラスフィルターにて不溶解分をろ別し、グラスフィルター上の樹脂分を80℃で3時間減圧乾燥する。グラスフィルター上の乾燥した樹脂分の重量と試料の重量比から、不溶解分を算出する。
なお、本発明においては、フローテスターを用いて下記条件で等速昇温し、その流出量が1/2になる温度をもって軟化点とした。
装置 : 島津(株)製 フローテスター CFT−500
荷重 : 20kg
ダイ : 1mmΦ−1mm
昇温速度 : 6℃/min.
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2)
THF不溶解分/軟化点が0.2を越えると、低温定着性および耐ホットオフセット性の両立が困難であり、また光沢度発現温度や定着温度域における光沢度が低下する。THF不溶解分/軟化点は、好ましくは0.01〜0.19である。
尚、式(2)を満たすポリエステル樹脂(A)を製造するためには、例えば、ポリエステル樹脂(a)を製造した後に、(a)とカルボン酸(b)とを反応させる方法でポリエステル樹脂(A)を製造し、その際、(a)の水酸基価を10〜70mgKOH/gとし、かつ(a)と(b)の反応率を調整することで達成できる。具体的には、(a)と(b)の反応率を低くする〔すなわち、未反応の(a)の水酸基と(b)のカルボキシル基の量を多くする〕と、THF不溶解分/軟化点が下がり、逆に(a)と(b)の反応率を高くする〔すなわち、未反応の(a)の水酸基と(b)のカルボキシル基の量を少なくする〕とTHF不溶解分/軟化点が上がる。
Mp、Mw、およびMw/Mnが上記範囲内であると、耐ホットオフセット性と低温定着性のバランスが良好である。
尚、200℃で加熱溶融した前後における軟化点の差は、次のようにして測定される。
(A)を3g入れた試験管を、200℃に温調したブロックバスに入れ、10分程度加熱溶解した後に、溶解した(A)を試験管ごと氷水中に投入し冷却する。加熱溶融した(A)および加熱溶融前の(A)について、前記の方法で軟化点を測定し、その差を求める。
尚、200℃での加熱溶融処理の方法は前項の方法と同じであり、またMpは前記したポリエステル樹脂のMp測定方法と同じである。
200℃で加熱溶融した前後における軟化点の差、および200℃で加熱溶融した前後におけるTHFに可溶な成分のMpの差を小さくする方法としては、例えば、(a)と(b)の反応終了後のポリエステル樹脂(A)の冷却を、ベルトクーラーなどの装置を用いてより短時間で行う方法が挙げられる。
ポリエステル樹脂(B)は、通常、1種以上のポリオール成分と、1種以上のポリカルボン酸成分を重縮合して得られ、組成はとくに限定されない。
ポリカルボン酸成分として、これらのポリカルボン酸の、無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステルを用いてもよい。
これらのポリカルボン酸成分のうち好ましいものは、前記ポリエステル樹脂(a)に用いるポリカルボン酸と同様である。
また水酸基価は、60以下が好ましく、50以下がさらに好ましく、5〜45がとくに好ましい。
ポリオール成分とポリカルボン酸成分との反応比率は、水酸基とカルボキシル基の当量比[OH]/[COOH]として、好ましくは2/1〜1/2、さらに好ましくは1.5/1〜1/1.3、とくに好ましくは1.3/1〜1/1.2である。
他の樹脂のMnは、1000〜10万が好ましい。他の樹脂の含有量は、トナー用樹脂の合計量〔(A)、(B)、および他の樹脂の合計量〕に対して、好ましくは10重量%以下、さらに好ましくは8重量%以下である。
〔1〕ポリエステル樹脂(A)を含有する樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその有機溶剤溶液を必要であれば適当な分散剤存在下で水中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして硬化させて、樹脂粒子の水性分散液を製造する方法。
〔2〕ポリエステル樹脂(A)を含有する樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその有機溶剤溶液(液体であることが好ましい。加熱により液状化してもよい)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化し、硬化剤を加えたりして硬化させて、樹脂粒子の水性分散液を製造する方法。
〔3〕ポリエステル樹脂(A)を含有する樹脂を機械回転式またはジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級するすることによって樹脂粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
〔4〕ポリエステル樹脂(A)を含有する樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を霧状に噴霧することにより樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
〔5〕ポリエステル樹脂(A)を含有する樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液に貧溶剤を添加するか、またはあらかじめ有機溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂粒子を析出させ、次いで、有機溶剤を除去して樹脂粒子を得た後、該樹脂粒子を適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
〔6〕ポリエステル樹脂(A)を含有する樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水中に分散させ、これを加熱または減圧等によって有機溶剤を除去する方法。
〔7〕ポリエステル樹脂(A)を含有する樹脂を有機溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
ポリエステル樹脂(B)についても、上記と同様の方法で、水中に(B)を含有する体積平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を分散させることができる。また、(A)と(B)を共に含有する樹脂粒子を分散させることもできる。
本発明で使用する分散装置は、一般に乳化機、分散機として市販されているものであればとくに限定されず、例えば、ホモジナイザー(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー(特殊機化工業社製)等のバッチ式乳化機、エバラマイルダー(荏原製作所社製)、TKフィルミックス、TKパイプラインホモミキサー(特殊機化工業社製)、コロイドミル(神鋼パンテック社製)、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機(三井三池化工機社製)、キャピトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工社製)等の連続式乳化機、マイクロフルイダイザー(みずほ工業社製)、ナノマイザー(ナノマイザー社製)、APVガウリン(ガウリン社製)等の高圧乳化機、膜乳化機(冷化工業社製)等の膜乳化機、バイブロミキサー(冷化工業社製)等の振動式乳化機、超音波ホモジナイザー(ブランソン社製)等の超音波乳化機等が挙げられる。このうち粒径の均一化の観点で好ましいものは、APVガウリン、ホモジナイザー、TKオートホモミキサー、エバラマイルダー、TKフィルミックス、TKパイプラインホモミキサーが挙げられる。
その塩としては、これらのナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩、アンモニウム塩、4級アンモニウム塩およびアルカノールアミン塩(モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等)などの塩があげられる。
塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩、アンモニウム塩、4級アンモニウム塩およびアルカノールアミン塩(モノエタノールアミン塩、ジエタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩等)等が挙げられる。
硫酸化油としては、例えば、ヒマシ油、落花生油、オリーブ油、ナタネ油、牛脂および羊脂などの硫酸化物の塩等が挙げられる。
硫酸化脂肪酸エステルとしては、例えば、オレイン酸ブチルおよびリシノレイン酸ブチル等の硫酸化物の塩等が挙げられる。
硫酸化オレフィンとしては、例えば、商品名:ティーポール(シェル社製)等が挙げられる。
アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩等が挙げられる。
スルホコハク酸ジエステル塩としては、例えば、スルホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルエステルナトリウム塩などが挙げられる。
芳香環含有化合物のスルホン酸塩としては、アルキル化ジフェニルエーテルのモノまたはジスルホン酸塩およびスチレン化フェノールスルホン酸塩などが挙げられる。
高級アルコールリン酸エステル塩としては、例えば、ラウリルアルコールリン酸モノエステルジナトリウム塩およびラウリルアルコールリン酸ジエステルナトリウム塩等が挙げられる。
高級アルコールEO付加物リン酸エステル塩としては、例えば、オレイルアルコールEO5モル付加物リン酸モノエステルジナトリウム塩等が挙げられる。
第4級アンモニウム塩型界面活性剤としては、炭素数3〜40の3級アミンと4級化剤(例えば、メチルクロライド、メチルブロマイド、エチルクロライド、ベンジルクロライドおよびジメチル硫酸などのアルキル化剤並びにEOなど)との反応等で得られ、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ジオクチルジメチルアンモニウムブロマイド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド(塩化ベンザルコニウム)、セチルピリジニウムクロライド、ポリオキシエチレントリメチルアンモニウムクロライドおよびステアラミドエチルジエチルメチルアンモニウムメトサルフェートなどが挙げられる。
第1級アミン塩型界面活性剤としては、例えば、炭素数8〜40の脂肪族高級アミン(例えば、ラウリルアミン、ステアリルアミン、セチルアミン、硬化牛脂アミンおよび、ロジンアミンなどの高級アミン)の無機酸塩または有機酸塩および低級アミン(炭素数2〜6)の高級脂肪酸(炭素数8〜40、ステアリン酸、オレイン酸など)塩などが挙げられる。
また、第3級アミン塩型界面活性剤としては、例えば、炭素数4〜40の脂肪族アミン(例えば、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなど)、脂肪族アミン(炭素数2〜40)のEO(2モル以上)付加物、炭素数6〜40の脂環式アミン(例えば、N−メチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−メチルヘキサメチレンイミン、N−メチルモルホリンおよび1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセンなど)、炭素数5〜30の含窒素ヘテロ環芳香族アミン(例えば、4−ジメチルアミノピリジン、N−メチルイミダゾールおよび4,4’−ジピリジルなど)の無機酸塩または有機酸塩およびトリエタノールアミンモノステアレート、ステアラミドエチルジエチルメチルエタノールアミンなどの3級アミンの無機酸塩または有機酸塩などが挙げられる。
[式中、Rは1価の炭化水素基;nは1または2;mは1または2;Mは水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムカチオン、アミンカチオン、アルカノールアミンカチオンなどである。]
AO付加型非イオン界面活性剤は、炭素数8〜40の高級アルコール、炭素数8〜40の高級脂肪酸または炭素数8〜40のアルキルアミン等に直接AO(炭素数2〜20)を付加させるか、グリコールにAOを付加させて得られるポリアルキレングリコールに高級脂肪酸などを反応させるか、あるいは多価アルコールに高級脂肪酸を反応して得られたエステル化物にAOを付加させるか、高級脂肪酸アミドにAOを付加させることにより得られる。
これらのうち好ましいものは、EOおよびEOとPOのランダムまたはブロック付加物である。
AOの付加モル数としては10〜50モルが好ましく、該AOのうち50〜100重量%がEOであるものが好ましい。
有機溶剤(u)の具体例としては、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素系有機溶剤;n−ヘキサン、n−ヘプタン、ミネラルスピリット、シクロヘキサン等の脂肪族または脂環式炭化水素系有機溶剤;塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロライド、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレンなどのハロゲン系有機溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテートなどのエステル系またはエステルエーテル系有機溶剤;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのエーテル系有機溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン系有機溶剤;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコールなどのアルコール系有機溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド系有機溶剤;ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド系有機溶剤、N−メチルピロリドンなどの複素環式化合物系有機溶剤、ならびにこれらの2種以上の混合溶剤が挙げられる。
(v1)フタル酸エステル[フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソデシル等];
(v2)脂肪族2塩基酸エステル[アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸−2−エチルヘキシル等];
(v3)トリメリット酸エステル[トリメリット酸トリ−2−エチルヘキシル、トリメリット酸トリオクチル等];
(v4)燐酸エステル[リン酸トリエチル、リン酸トリ−2−エチルヘキシル、リン酸トリクレジール等];
(v5)脂肪酸エステル[オレイン酸ブチル等];
(v6)およびこれらの2種以上の混合物。
上記凝集行程において、樹脂粒子分散液の一部からの凝集粒子を作成した後、残りの樹脂粒子分散液を追加混合してもよい。この方法によれば、追加混合した分散液中の樹脂粒子を凝集粒子の最表面に存在させることができる。
凝集剤としては一価又は二価以上の電荷を有する化合物が好ましく、一価又は二価以上の電荷を有する化合物の具体例としては、前述のイオン性界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等の水溶性界面活性剤、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、シュウ酸等の酸、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸、芳香族酸の金属塩、ナトリウムフェノレート等のフェノール類の金属塩、アミノ酸の金属塩、トリエタノールアミン塩酸塩、アニリン塩酸塩等の脂肪族、芳香族アミン類の無機酸塩類等が挙げられる。さらに好ましくは塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硝酸アルミニウム、硝酸銀、硫酸銅、炭酸ナトリウム等の無機酸の金属塩、酢酸ナトリウム、蟻酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、フタル酸ナトリウム、サリチル酸カリウム等の脂肪族酸等の無機、有機の金属塩であり、もっとも好ましくは硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム等の多価の無機金属塩が、凝集粒子の安定性、凝集剤の熱や経時に対する安定性、洗浄時の除去等の点で好適に用いることができる。
これらの凝集剤の添加量は、電荷の価数により異なるが、いずれも少量であって、一価の場合は3重量以下程度、二価の場合は1重量%以下程度、三価の場合は0.5重量%以下程度である。凝集剤の量は少ない方が好ましいため、価数の多い化合物が好ましい。
ポリオレフィンワックスとしては、オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセン、1−ドデセン、1−オクタデセンおよびこれらの混合物等)の(共)重合体[(共)重合により得られるものおよび熱減成型ポリオレフィンを含む]、オレフィンの(共)重合体の酸素および/またはオゾンによる酸化物、オレフィンの(共)重合体のマレイン酸変性物[例えばマレイン酸およびその誘導体(無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノブチルおよびマレイン酸ジメチル等)変性物]、オレフィンと不飽和カルボン酸[(メタ)アクリル酸、イタコン酸および無水マレイン酸等]および/または不飽和カルボン酸アルキルエステル[(メタ)アクリル酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステルおよびマレイン酸アルキル(アルキルの炭素数1〜18)エステル等]等との共重合体、およびサゾールワックス等が挙げられる。
天然ワックスとしては、例えばカルナウバワックス、モンタンワックス、パラフィンワックスおよびライスワックスが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪族アルコールとしては、例えばトリアコンタノールが挙げられる。炭素数30〜50の脂肪酸としては、例えばトリアコンタンカルボン酸が挙げられる。
なお、流動化剤は、トナー粒子の形成後に添加するのが好ましい。
また、体積平均粒径/個数平均粒径は、粒径均一性の点から、好ましくは1.0〜1.2であり、さらに好ましくは1.0〜1.15である。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物41部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物457部(1.14モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a1)とする。
ポリエステル樹脂(a1)の酸価は1.8、水酸基価は46、Mnは2500、Mpは5500であった。
ポリエステル樹脂(A1)の酸価は20、水酸基価は10、Mwは120000、Mpは11000、軟化点は135℃、THF不溶解分は6重量%、すなわち、式(1)の左辺は2.0、式(2)の左辺は0.04であった。また、(A1)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は133℃(加熱溶融前後の軟化点の差:−2℃)、Mpは、11500(加熱溶融前後のMpの変化率:+5%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物379部(1.2モル)、ビスフェノールA・PO2モル付加物447部(1.3モル)、テレフタル酸332部(2.0モル)および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で180℃に冷却し、無水トリメリット酸40部(0.21モル)を加え、常圧密閉下2時間反応後取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(B1)とする。
ポリエステル樹脂(B1)の酸価は21、水酸基価は37、Mnは2000、Mpは4200、THF不溶解分は0重量%であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物37部(0.11モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物407部(1.01モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a2)とする。
ポリエステル樹脂(a2)の酸価は2.1、水酸基価は38、Mnは3000、Mpは5800であった。
ポリエステル樹脂(A2)の酸価は30、水酸基価は12、Mwは70000、Mpは7600、軟化点は130℃、THF不溶解分は20重量%、すなわち、式(1)の左辺は2.5、式(2)の左辺は0.15であった。また、(A2)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は132℃(加熱溶融前後の軟化点の差:+2℃)、Mpは7300(加熱溶融前後のMpの変化率:−4%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物3部(0.01モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物486部(1.21モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物23部23部(0.03モル)、テレフタル酸159部(0.96モル)、アジピン酸6部(0.04モル)および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a3)とする。
ポリエステル樹脂(a3)の酸価は1.6、水酸基価は53、Mnは2000、Mpは4800であった。
ポリエステル樹脂(A3)の酸価は40、水酸基価は9、Mwは60000、Mpは6800、軟化点は135℃、THF不溶解分は25重量%、すなわち、式(1)の左辺は4.8、式(2)の左辺は0.19であった。また、(A3)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は140℃(加熱溶融前後の軟化点の差:+5℃)、Mpは7300(加熱溶融前後のMpの変化率:+7%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、1,2−プロピレングリコール(以下プロピレングリコールと記載)228部(3.0モル)、テレフタル酸ジメチルエステル171部(0.88モル)、アジピン酸18部(0.12モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、180℃で窒素気流下に、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。次いで230℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下に反応させ、軟化点が100℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a4)とする。ポリエステル樹脂(a4)の酸価は2、水酸基価は29、Mnは2000、Mpは3500であった。
ポリエステル樹脂(A4)の酸価は22、水酸基価は1、Mwは200000、Mpは9400、軟化点は160℃、THF不溶解分は5重量%、すなわち、式(1)の左辺は4.9、式(2)の左辺は0.03であった。
であった。また、(A4)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は163℃(加熱溶融前後の軟化点の差:+3℃)、Mpは10200(加熱溶融前後のMpの変化率:+9%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物3部(0.01モル)、ビスフェノールA・PO2モル付加物98部(0.28モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物339部(0.84モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸141部(0.85モル)、フマル酸9部(0.08モル)、無水トリメリット酸9部(0.05モル)および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a5)とする。
ポリエステル樹脂(a5)の酸価は1.3、水酸基価は39、Mnは1600、Mpは3300であった。
ポリエステル樹脂(A5)の酸価は24、水酸基価は23、Mwは53000、Mpは5000、軟化点は142℃、THF不溶解分は28重量%、すなわち、式(1)の左辺は1.0、式(2)の左辺は0.20であった。また、(A5)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は150℃(加熱溶融前後の軟化点の差:+8℃)、Mpは4800(加熱溶融前後のMpの変化率:−4%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物3部(0.01モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物572部(1.42モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.00モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が10以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a6)とする。
ポリエステル樹脂(a6)の酸価は7.6、水酸基価は84、Mnは900、Mpは2100であった。
ポリエステル樹脂(A6)の酸価は55、水酸基価は4.1、Mwは111000、Mpは5500、軟化点は123℃、THF不溶解分は9重量%、すなわち、式(1)の左辺は13.4、式(2)の左辺は0.07であった。また、(A6)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は120℃(加熱溶融前後の軟化点の差:−3℃)、Mpは5800(加熱溶融前後のMpの変化率:+5%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・EO2モル付加物40部(0.13モル)、ビスフェノールA・PO3モル付加物444部(1.14モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物9部(0.01モル)、テレフタル酸161部(0.97モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で減圧を中止し、180℃まで冷却した。この時点のポリエステル樹脂の酸価は2、水酸基価は46、Mnは2600、Mpは5600であった。
ポリエステル樹脂(A7)の酸価は20、水酸基価は10、Mwは123000、Mpは11100、軟化点は135℃、THF不溶解分は6重量%、すなわち、式(1)の左辺は2.0、式(2)の左辺は0.04であった。また、(A7)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は133℃(加熱溶融前後の軟化点の差:−2℃)、Mpは11600(加熱溶融前後のMpの変化率:+5%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO3モル付加物572部(1.4モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a’1)とする。
ポリエステル樹脂(a’1)の酸価は1.9、水酸基価は76、Mnは1000、Mpは2500であった。
ポリエステル樹脂(A’1)の酸価は25、水酸基価は23、Mwは15000、Mpは5000、軟化点は135℃、THF不溶解分は35重量%、すなわち、式(1)の左辺は1.1、式(2)の左辺は0.26であった。
また、(A’1)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は123℃(加熱溶融前後の軟化点の差:−12℃)、Mpは4000(加熱溶融前後のMpの変化率:−20%)であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・PO3モル付加物480部(1.2モル)、フェノールノボラック(平均官能基数5.6)のPO6モル付加物22部(0.03モル)、テレフタル酸166部(1.0モル)、および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート3部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下に反応させ、酸価が2以下になった時点で取り出し、室温まで冷却後、粉砕し粒子化した。これをポリエステル樹脂(a’2)とする。
ポリエステル樹脂(a’2)の酸価は2.0、水酸基価は46、Mnは2600、Mpは5600であった。
ポリエステル樹脂(A’2)の酸価は17、水酸基価は37、Mwは25500、Mpは5700、軟化点は142℃、THF不溶解分は19重量%、すなわち、式(1)の左辺は0.5、式(2)の左辺は0.13であった。
また、(A’2)を200℃で加熱溶融後、氷水で冷却したときの軟化点は131℃(加熱溶融前後の軟化点の差:−11℃)、Mpは4200(加熱溶融前後のMpの変化率:−26%)であった。
フタロシアニン顔料(山陽色素製:シアニンブルーKRO)100部、アニオン界面活性剤(三洋化成工業製:エレミノールMON−7)2部、イオン交換水250部を混合し、TK式ホモミキサーで分散し、[着色剤分散液1]を得た。
パラフィンワックス(融点73℃)80部、アニオン界面活性剤(三洋化成工業製:エレミノールMON−7)1部、イオン交換水120部を混合し、95℃で溶解させた後、TK式ホモミキサーで分散し、[離型剤分散液1]を得た。
ステンレス製ビーカーに[樹脂粒子分散液WA1]30部、[樹脂粒子分散液WB1]140部、[着色剤分散液1]15部、[離型剤分散液1]15部、イオン交換水600部、硫酸マグネシウム1部を加え、TK式ホモミキサーを用いて分散させた後、pH7.0に調製してから60℃まで撹拌しながら昇温した。凝集粒子の体積平均粒径が5.0μm付近になるまで、塩酸(0.1mol/L)を添加したところで、pHを一定に保ちながら[樹脂粒子分散液WA1]30部を加え、60℃で1時間撹拌後、さらに80℃で加熱撹拌を2時間行った。その後、濾別し、500部のイオン交換水で4回洗浄し、40℃×18時間乾燥を行い、トナー粒子(D−1)を得た。
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA2]20部(合計40部)に、[樹脂粒子分散液WB1]140部を160部に変更する以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(D−2)を得た。
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA3]10部(合計20部)に、[樹脂粒子分散液WB1]140部を180部に変更する以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(D−3)を得た。
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA4]30部(合計60部)に変更する以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(D−4)を得た。
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA5]20部(合計40部)に、[樹脂粒子分散液WB1]140部を160部に変更する以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(D−5)を得た。
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA6]50部(合計100部)に、[樹脂粒子分散液WB1]140部を100部に変更する以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(D−6)を得た。
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA7]20部(合計40部)に、[樹脂粒子分散液WB1]140部を160部に変更する以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(D−7)を得た。
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA’1]20部(合計40部)に、[樹脂粒子分散液WB1]140部を160部に変更する以外は実施例1と同様にして、トナー粒子(D’−1)を得た。
比較例2<静電荷像現像用トナー粒子の作製>
[樹脂粒子分散液WA1]30部(2回)をいずれも[樹脂粒子分散液WA’2]20部(合計40部)に、[樹脂粒子分散液WB1]140部を160部に変更する以外は実施例1と同様にして、比較のトナー粒子(D’−2)を得た
本発明の製造方法で得られたトナー粒子(D−1)〜(D−7)、および比較のトナー粒子(D’−1)〜(D’−2)のそれぞれ100部に対して、コロイダルシリカ(アエロジルR972:日本アエロジル製)0.5部をサンプルミルにて混合して、本発明の静電荷像現像用トナー(T−1)〜(T−7)、および比較の静電荷像現像用トナー(T’−1)〜(T’−2)を得た。
[評価方法]
〔1〕最低定着温度(MFT)
市販複写機(AR5030;シャープ製)を用いて現像した未定着画像を、市販複写機(AR5030;シャープ製)の定着機を用いて評価した。定着画像をパットで擦った後の画像濃度の残存率が70%以上となる定着ロール温度をもって最低定着温度とした。
〔2〕ホットオフセット発生温度(HOT)
上記MFTと同様に定着評価し、定着画像へのホットオフセットの有無を目視評価した。ホットオフセットが発生した定着ロール温度をもってホットオフセット発生温度とした。
〔3〕耐ブロッキング性
試料10.0gを200mlポリカップに入れ、40℃の循風乾燥機で静置した。5日後、乾燥機から取り出し、試料の流動性を確認した。
(判定)
◎:カップを傾けると流れる。
○:カップを傾け、スパチュラでつつくと流れる。
△:カップを傾け、スパチュラで強くつつくと流れる。
×:カップを傾け、スパチュラで強くつついても流れない。
判定が○以上のものが耐ブロッキング性良好と判断される。
〔4〕粒径
体積平均粒径および個数平均粒径を、マルチサイザーIII(コールター社製)で測定した。
Claims (8)
- トナー用樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子は、少なくとも体積平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を水中に分散させる工程と前記樹脂粒子を凝集させる工程とを含む工程から形成される体積平均粒径が3〜10μmの粒子であり、トナー用樹脂中にポリエステル樹脂(A)を含有し、(A)が、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gのポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ならびにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)とが反応されてなるポリエステル樹脂であり、(A)のTHF不溶解分が1〜36重量%、THF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップ分子量が4500〜20000、軟化点が120〜180℃であり、かつ(A)が次の式(1)および(2)を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
酸価/水酸基価≧1(但し、酸価=15〜80mgKOH/g) ・・・式(1)
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2) - (A)の重量平均分子量が30000〜300000である請求項1記載の静電荷像現像用トナー。
- (A)を200℃で加熱溶融した前後の軟化点の差が10℃以下である請求項1または2記載の静電荷像現像用トナー。
- (A)を200℃で加熱溶融した前後のTHF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップ分子量の変化率が10%以下である請求項1〜3のいずれか記載の静電荷像現像用トナー。
- トナー用樹脂中に、ポリエステル樹脂(A)とともに、さらに、THF不溶解分を含まないポリエステル樹脂(B)を含有する請求項1〜4のいずれか記載の静電荷像現像用トナー。
- (A)と(B)の重量比〔(A)/(B)〕が、(A)と(B)の合計を100としたとき、(5〜100)/(95〜0)である請求項5記載の静電荷像現像用トナー。
- さらに離型剤、荷電制御剤、および流動化剤から選ばれる1種以上の添加剤を含有する請求項1〜6のいずれか記載の静電荷像現像用トナー。
- トナー用樹脂と着色剤を含有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーの製造方法であって、少なくとも体積平均粒径が1μm以下の樹脂粒子を水中に分散させる工程、前記樹脂粒子を凝集させる工程、および凝集した樹脂粒子を融合して体積平均粒径が3〜10μmのトナー粒子を得る工程を含み、該トナー用樹脂中にポリエステル樹脂(A)を含有し、(A)が、酸価が6mgKOH/g以下かつ水酸基価が10〜70mgKOH/gのポリエステル樹脂(a)と、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、ならびにそれらの酸無水物および低級アルキル(炭素数1〜4)エステルからなる群から選ばれる1種以上のカルボン酸(b)が反応されてなるポリエステル樹脂であり、(A)のTHF不溶解分が1〜36重量%、THF可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーのピークトップ分子量が4500〜20000、軟化点が120〜180℃であり、かつ(A)が次の式(1)および(2)を満たすことを特徴とする静電荷像現像用トナーの製造方法。
酸価/水酸基価≧1(但し、酸価=15〜80mgKOH/g) ・・・式(1)
THF不溶解分(重量%)/軟化点(℃)≦0.2 ・・・式(2)
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