JP2012098697A - トナー及び現像剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、結晶性ポリエステル樹脂とを少なくとも含有するトナーであって、前記トナーが、示差走査熱量計(DSC)で測定された示差熱量曲線における吸熱ピークのオンセット温度Xと、エンドセット温度Yとが、下記式(1)〜(3)を満たすトナーである。
40℃≦X≦55℃ ・・・ 式(1)
85℃≦Y≦92℃ ・・・ 式(2)
35℃≦Y−X≦50℃ ・・・ 式(3)
【選択図】なし
Description
従来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あり、その粒径分布はブロードであり、そして、定着エネルギーが高い等の様々な問題点があった。特に、定着については、混練粉砕法で作製されたトナーは、粉砕が離型剤(ワックス)の界面で割れるために、ワックスがトナー表面に多く存在する。そのため、離型効果が出る一方で、キャリア、感光体、及びブレードへのトナーの付着が起こりやすくなり、全体的な性能としては、満足できるものではなかった。
このような重合法によるトナーの製造方法としては、トナーの流動性の改良、低温定着性の改良及びホットオフセット性の改良を目的として、トナーバインダーとして、ウレタン変性されたポリエステルの伸長反応物から製造された、実用球形度が0.90〜1.00であるトナーの製造方法が開示されている(特許文献1参照)。
また、小粒径トナーとした場合の粉体流動性及び転写性に優れると共に、耐熱保存性、低温定着性、及び耐ホットオフセット性のいずれにも優れたトナーの製造方法が開示されている(特許文献2及び3参照)。
また、安定した分子量分布のトナーバインダーを製造し、低温定着性及び耐オフセット性を両立させるための、熟成工程を有するトナーの製造方法が提案されている(特許文献4及び5参照)。
また、特許文献7では、結晶性ポリエステル分散の小粒径化を目的にして、溶媒に結晶性ポリエステル単体を混合し、昇温及び冷却することで小粒径化を試みているが安定しておらず、十分なものではない。
また、特許文献9には、定着温度が低く、印字画像の透明性が高く、更に両面印刷時の画像緩貼り付きに対して、トナーの示差走査熱量計(DSC)により測定された示差熱量曲線が、第1の昇温過程において50℃〜100℃に明確な吸熱ピークを有し、第2の昇温過程においてはそのピーク面積が1/3以下に縮小することで解決することが提案されているが、低温定着性について十分なものではない。
しかし、上述のような方法及びその方法により得られるトナーの場合には、耐高温オフセット性は向上するが、低温定着性の阻害及び定着後の光沢低下を招いてしまい、未だ不十分である。
更に、特許文献4及び5で開示されたトナーの製造方法は、高温反応である縮重合反応に適用することは容易であるが、上述したような有機溶媒と水系媒体とが混在する反応系に対しては、様々な条件を鋭意検討しなければ適応できない。
また、特許文献6及び7では、低温定着性を改善するために重合法に結晶性ポリエステル樹脂を導入しているが、安定的に小粒径の分散液を得ることができず、結果としてトナー粒度分布の悪化を引き起こしており、更に結晶性ポリエステル樹脂のトナー表面への露出により、フィルミングを引き起こすため、十分なものではない。
<1> 結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、結晶性ポリエステル樹脂とを少なくとも含有するトナーであって、
前記トナーが、示差走査熱量計(DSC)で測定された示差熱量曲線における吸熱ピークのオンセット温度Xと、エンドセット温度Yとが、下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とするトナーである。
40℃≦X≦55℃ ・・・ 式(1)
85℃≦Y≦92℃ ・・・ 式(2)
35℃≦Y−X≦50℃ ・・・ 式(3)
<2> 有機溶媒中に、少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性ポリエステル樹脂とを溶解乃至分散させて得られる油相を水系媒体中に分散させて、得られたO/W型分散液から有機溶媒を除去することにより得られる前記<1>に記載のトナーである。
<3> 油相が、更に結着樹脂前駆体を含有する前記<2>に記載のトナーである。
<4> 有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、活性水素基含有化合物、及び該活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する結着樹脂前駆体を溶解乃至分散させて得られる油相を分散剤を含む水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体と前記活性水素基含有化合物と反応させ、有機溶媒を除去して得られる前記<3>に記載のトナーである。
<5> 少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー材料を溶融しつつ混練する溶融混練工程と、
得られた溶融混練物を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕により得られた粉砕物を分級する分級工程と、を含むトナーの製造方法により製造される前記<1>に記載のトナーである。
<6> 結晶性ポリエステル樹脂の示差走査熱量計で測定された昇温時のDSC曲線により算出されるオンセット温度±5℃でアニーリングを行うアニーニング工程を更に含む前記<5>に記載のトナーである。
<7> 結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を各々水系媒体中に分散させて結晶性ポリエステル樹脂粒子及び非晶性ポリエステル樹脂粒子として乳化する乳化工程と、
前記結晶性ポリエステル樹脂粒子、前記非晶性ポリエステル樹脂粒子、ワックス分散液、及び着色剤分散液を混合して凝集粒子分散液を調製する凝集粒子分散液調製工程と、
前記凝集粒子分散液を該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凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成するトナー粒子形成工程と、を含むトナーの製造方法により製造される前記<1>に記載のトナーである。
<8> 結晶性ポリエステル樹脂の示差走査熱量計で測定された昇温時のDSC曲線により算出されるオンセット温度±5℃でアニーリングを行うアニーリング工程を更に含む前記<7>に記載のトナーである。
<9> 結晶性ポリエステル樹脂の融点が60℃〜80℃である前記<1>から<8>のいずれかに記載のトナーである。
<10> 結晶性ポリエステル樹脂の酸価をAとし、結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価をBとすると、以下の関係式を満たす前記<1>から<9>のいずれかに記載のトナーである。
10mgKOH/g<A<40mgKOH/g
0mgKOH/g<B<20mgKOH/g
20mgKOH/g<A+B<40mgKOH/g
<11> 結晶性ポリエステル樹脂の酸価をAとし、非晶性ポリエステル樹脂の酸価をCとすると、次式、−10mgKOH/g<A−C<10mgKOH/g、を満たす前記<1>から<10>のいずれかに記載のトナーである。
<12> 結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数4〜12の飽和ジカルボン酸と、炭素数4〜12の飽和ジオールとから構成される前記<1>から<11>のいずれかに記載のトナーである。
<13> 結晶性ポリエステル樹脂における数平均分子量が500以下の割合が0%以上2%以下であり、かつ結晶性ポリエステル樹脂における数平均分子量が1,000以下の割合が0%以上4%以下である前記<1>から<12>のいずれかに記載のトナーである。
<14> 離型剤の融点が60℃〜75℃である前記<1>から<13>のいずれかに記載のトナーである。
<15> 離型剤が、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス及びエステル系ワックスから選択されるいずれかである前記<1>から<14>のいずれかに記載のトナーである。
<16> 前記<1>から<15>のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤である。
本発明のトナーは、結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、結晶性ポリエステル樹脂とを少なくとも含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
40℃≦X≦55℃ ・・・ 式(1)
85℃≦Y≦92℃ ・・・ 式(2)
35℃≦Y−X≦50℃ ・・・ 式(3)
ここで、前記トナーの吸熱ピークのオンセット温度Xは、トナー中の結晶性ポリエステル樹脂の吸熱開始温度を表しており、前記トナーの吸熱ピークのエンドセット温度Yは、トナー中の離型剤(ワックス)の吸熱終了温度を表している。
前記トナーの吸熱ピークのエンドセット温度Yは、85℃〜92℃である。前記エンドセット温度Yが、85℃未満であると、フィルミング、トナー保存後の白スジなどの異常画像発生、更にはホットオフセット性の悪化が見られることがあり、92℃を超えると、低温定着性の悪化が見られることがある。
前記オンセット温度は、結晶性ポリエステルの溶融開始温度を適宜調整することで調整することができ、前記エンドセット温度は、ワックスの溶融終了温度を適宜調整することで調整することができる。
低温定着性に優れ、耐オフセット性が良好であり、結晶性ポリエステル樹脂のフィルミングが無く、鮮鋭性の良好な高品質画像を長期間に亘って形成することができるトナーを得るためには、結晶性ポリエステルの融点よりワックスの融点が高いほうが好ましい。
前記吸熱ピークのオンセット温度Xと、エンドセット温度Yとが、次式、35℃≦Y−X≦50℃を満たし、35℃≦Y−X≦45℃を満たすことが好ましい。
前記差(Y−X)が、35℃未満であると、耐熱保存性の悪化が見られることがあり、50℃を超えると、定着下限温度の悪化が見られることがある。
DSCシステム(示差走査熱量計)(「Q−200」、TAインスツルメンツ社製)を用いて以下の方法で測定することができる。まず、樹脂約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に精秤して入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下(流量50mL/min)、昇温速度1℃/min、温度変調周期60秒、温度変調振幅0.159℃で−20℃から150℃まで加熱する。その後、150℃から降温速度10℃/minにて0℃まで冷却させ、示差走査熱量計(「Q−200」、TAインスツルメンツ社製)によりDSC曲線を計測する(図1参照)。得られたDSC曲線から、1回目の昇温時におけるDSC曲線の吸熱ピークを選択し、ベースラインから吸熱ピークトップまでの高さの1/3となる部分の温度幅を算出する。
ピーク温度とは、吸熱ピーク〔Heat Flow(W/g)がマイナスの方向を吸熱とする〕のピークトップ温度を意味する。
オンセット温度Xとは、前記吸熱ピークに帰属しうる吸熱ピークのピーク曲線の微分値が最大となる点において曲線の接線を引き接線とベースラインとの交点の温度(図1参照)を意味する。
エンドセット温度Yとは、オンセット温度が吸熱開始に対し、吸熱終了時点のベースラインとの交点の温度(図1参照)を意味する。
前記結晶性ポリエステル樹脂の融点が、60℃未満であると、耐熱保存性の悪化が見られることがあり、80℃を超えると、低温定着性の悪化が見られることがある。
また、前記離型剤(ワックス)の融点は、60℃〜75℃が好ましい。
前記離型剤(ワックス)の融点が、60℃未満であると、耐熱保存性の悪化が見られ、75℃を超えると、低温定着性の悪化が見られることがある。
ここで、前記結晶性ポリエステル樹脂及び前記離型剤(ワックス)の融点は、例えば、示差走査熱量計であるTG−DSCシステムTAS−100(理学電機株式会社製)を用い、最大吸熱ピークを測定して求めることができる。
40℃≦X≦55℃ ・・・ 式(1)
85℃≦Y≦92℃ ・・・ 式(2)
35℃≦Y−X≦50℃ ・・・ 式(3)
前記アニーリング処理は、結晶性ポリエステル樹脂の示差走査熱量計で測定された昇温時のDSC曲線により算出されるオンセット温度±5℃でアニーリングを行うことが好ましい。
前記粉砕トナーは、少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂を含むトナー材料を溶融混練する必要がある。前記トナー材料を溶融混練すると結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶状態となりDSC測定を行ったときの吸熱ピークが明確に出ず、また吸熱ピーク温度も50℃未満となる。このようなトナーは低温定着性に優れるが、耐熱保存性が著しく悪いトナーとなる。アニーリング処理することで、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂の相分離が進む。即ち、相溶状態が無くなる。相分離が進むとDSC測定を行った場合、50℃〜100℃に明確な吸熱ピークが見られる。
前記乳化凝集法は、トナー材料を水中に乳化乃至分散し、凝集させ加熱することでトナーを得ることができる。使用している結着樹脂の融点付近で加熱する必要があるため、結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂が相溶状態となり、前記粉砕トナーと同様に耐熱保存性と低温定着性の両立ができない。そこで、アニーリング処理を行う必要がある。
前記アニーリング処理は、結晶性ポリエステル樹脂の示差走査熱量計で測定された昇温時のDSC曲線により算出されるオンセット温度±5℃でアニーリング処理を行うことが好ましい。
前記有機溶媒としては、例えば、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどが挙げられる。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。
前記結晶性ポリエステル樹脂は、アルコール成分として炭素数2〜12の飽和脂肪族ジオール化合物、例えば、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール又はこれらの誘導体と、少なくとも酸性分として二重結合(C=C結合)を有する炭素数2〜12のジカルボン酸、もしくは炭素数2〜12の飽和ジカルボン酸、特にフマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸又はこれらの誘導体を用いて合成される。これらの中でも、結晶性ポリエステルの結晶性が高く、融点付近で急激な粘度変化を示す観点から、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオールのいずれかの炭素数4〜12の飽和ジオール成分と、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれかの炭素数4〜12の飽和ジカルボン酸成分とから構成されることが好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の結晶性及び軟化点を制御する方法として、ポリエステル合成時にアルコール成分にグリセリン等の3価以上の多価アルコールや、酸成分に無水トリメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸を追加して縮重合を行った非線状ポリエステルなどを設計、使用するなどの方法が挙げられる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の分子量については、上記の分子量分布がシャープで低分子量のものが低温定着性に優れ、分子量が低い成分が多いと耐熱保存性が悪化するという観点から、o−ジクロロベンゼンの可溶分のGPCによる分子量分布で、重量平均分子量は5,000以上20,000以下が好ましい。
前記結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量が500以下の割合が0%以上2%以下であり、かつ前記結晶性ポリエステル樹脂の数平均分子量が1,000以下の割合が0%以上4%以下である場合、低温定着性、耐熱保存性の両立が達成される。
10mgKOH/g<A<40mgKOH/g
0mgKOH/g<B<20mgKOH/g
20mgKOH/g<A+B<40mgKOH/g
前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価Aが、10mgKOH/g以下であると、記録部材である紙との親和性が悪化し、耐熱保存性が悪化することがある。一方、前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価Aが、40mgKOH/g以上、若しくは水酸基価が20mgKOH/g以下の場合、高温高湿下でのトナーの帯電能力が低下する恐れがある。
また、酸価と水酸基価の合計が、20mgKOH/g以下であると、非晶性ポリエステル樹脂との相溶性が低下し、低温定着性が充分得られない場合がある。一方、酸価と水酸基価の合計が、40mgKOH/g以上であると、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリステル樹脂との相溶性が上がりすぎるため、耐熱保存性が悪化することがある。
ここで、前記酸価及び前記水酸基価は、例えば、JIS K0070に規定の方法により測定することができる。
前記結晶性ポリエステル樹脂の有機溶媒に対する20℃における溶解度は3.0質量部未満が好ましい。前記溶解度が、3.0質量部以上であると、有機溶媒中に溶解している結晶性ポリエステル樹脂が、加熱前から非晶性ポリエステル樹脂と相溶しやすくなり、その結果、耐熱保存性の悪化、現像器の汚染、画像の劣化を生じる恐れがある。
前記結晶性ポリエステル樹脂の有機溶媒中での溶解、再結晶化方法は以下のとおりである。
結晶性ポリエステル樹脂10gと有機溶媒90gを70℃で1時間攪拌する。
攪拌した後の溶液を、20℃で12時間冷却して、結晶性ポリエステルを再結晶化させる。
再結晶化させた後の結晶性ポリエステル樹脂の有機溶媒分散体を桐山ロート(桐山製作所製)に、桐山ロート用ろ紙No.4(桐山製作所製)をセットし、アスピレーターで吸引ろ過し、有機溶媒と結晶性ポリエステル樹脂を分離する。分離して得られた結晶性ポリエステル樹脂を35℃で48時間乾燥させ、結晶性ポリエステルの再結晶化物を得る。
前記結晶性ポリエステル樹脂の有機溶媒に対する溶解度は以下の方法で求められる。
結晶性ポリエステル樹脂20gと有機溶媒80gを所定の温度下で、1時間攪拌する。攪拌した後の溶液を、所定の温度下で、桐山ロート(桐山製作所製)に、桐山ロート用ろ紙No.4(桐山製作所製)をセットし、アスピレーターで吸引ろ過し、有機溶媒と結晶性ポリエステル樹脂を分離する。分離して得られた有機溶媒を有機溶媒の沸点+50℃の温度で1時間加熱して有機溶媒を蒸発させ、加熱前後の重量変化から、有機溶媒中に溶解していた結晶性ポリエステル樹脂の溶解量を算出する。
前記油相は、更に結着樹脂前駆体を含有することが好ましい。
また、本発明のトナーとしては、有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、活性水素基含有化合物、及び該活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する結着樹脂前駆体を溶解乃至分散させて得られる油相を、分散剤を含む水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体と前記活性水素基含有化合物と反応させ、有機溶媒を除去して得られるトナーであることが好ましい。
前記結着樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、非結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル樹脂、変性されてないポリエステル樹脂、及びこれら以外の結着樹脂が含まれることが好ましい。
前記結着樹脂前駆体としては、イソシアネートやエポキシなどにより変性されたポリエステルプレポリマーを挙げることができる。ポリエステルプレポリマーと、活性水素基含有化合物とを架橋及び/又は伸長反応させて得られる変性ポリエステル樹脂(即ち、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂)が得られる。前記変性ポリエステル樹脂を用いることで、トナー中に適度な架橋構造を持たせることができ、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度の差)の向上に効果を及ぼす。
まず、ポリオールとポリカルボン酸を、テトラブトキシチタネート、ジブチルスズオキサイド等の触媒の存在下で、150℃〜280℃に加熱し、必要に応じて、減圧しながら生成する水を除去して、水酸基を有するポリエステル樹脂を得る。次に、水酸基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを40℃〜140℃で反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを得る。更に、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類を0℃〜140℃で反応させ、ウレア変性ポリエステル樹脂を得る。
なお、水酸基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを反応させる場合及びイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類を反応させる場合には、必要に応じて、溶媒を用いることもできる。
前記溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば芳香族溶媒(トルエン、キシレン等);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等);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等);エーテル類(テトラヒドロフラン等)等のイソシアネート基に対して不活性なものが挙げられる。
前記ポリエステルプレポリマーの合成方法としては、ベースとなるポリエステル樹脂に、従来公知のイソシアネート化剤やエポキシ化剤などを反応させることで容易に合成することができる。前記イソシアネート化剤としては、例えば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;又はこれら2種以上の併用などが挙げられる。また、前記エポキシ化剤としては、例えばエピクロロヒドリンなどが代表例として挙げられる。
前記[NCO]のモル比が、1未満であると、このポリエステルプレポリマーのウレア含量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化することがある。
前記ポリエステルプレポリマー中のイソシアネート化剤の含有量は、0.5質量%〜40質量%が好ましく、1質量%〜30質量%がより好ましく、2質量%〜20質量%が更に好ましい。前記含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が悪化することがある。
前記ポリエステルプレポリマーは、重量平均分子量が1×104以上3×105以下が好ましい。
前記活性水素基含有化合物は、前記活性水素基含有化合物の活性水素基と反応可能な官能基を有する結着樹脂前駆体(プレポリマー)と伸長又は架橋する化合物であり、その代表として、アミン類などが挙げられる。
前記アミン類としては、例えば、ジアミン化合物、3価以上のポリアミン化合物、アミノアルコール化合物、アミノメルカプタン化合物、アミノ酸化合物、又はこれらのアミノ基をブロックした化合物などが挙げられる。
前記ジアミン化合物としては、例えば、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);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。前記3価以上のポリアミン化合物としては、例えば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。前記アミノアルコール化合物としては、例えば、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。前記アミノメルカプタン化合物としては、例えば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。
前記アミノ酸化合物としては、例えば、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。これらのアミノ基をブロックした化合物としては、前記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。これらアミン類のうち好ましいものは、ジアミン化合物及びジアミン化合物と少量のポリアミン化合物の混合物である。
前記非結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られる。
なお、本発明において非結晶性ポリエステル樹脂とは、上記のごとく、多価アルコール成分と、多価カルボン酸、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸エステルなどの多価カルボン酸成分とを用いて得られるものを指し、ポリエステル樹脂を変性したもの、例えば、後述するプレポリマー、及びそのプレポリマーを架橋及び/又は伸長反応させて得られる変性ポリエステル樹脂(即ち、ウレタン結合及びウレア結合の少なくともいずれかを有する変性ポリエステル樹脂)は、本発明においては前記非結晶性ポリエステル樹脂には含めず、変性ポリエステル樹脂として扱う。
前記結晶性ポリエステル樹脂と前記非晶性ポリエステル樹脂の酸価の差が10以上であると、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂の相溶性、親和性が乏しく、低温定着性に劣る場合がある。また、結晶性ポリエステル樹脂がトナー表面に露出しやすくなり、現像部への汚染、フィルミングが生じやすくなる場合がある。
前記着色剤としては、特に制限はなく、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、ピ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、又はそれらの混合物、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。
前記着色剤の含有量は、トナーに対して1質量%〜15質量%が好ましく、3質量%〜10質量%がより好ましい。
前記離型剤はとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着プロセスで加熱されたときに十分に粘度が低く、かつ定着手段表面に相溶又は膨潤しにくい物質である点で、融点が60℃〜75℃であるワックスが好ましい。
これらの中でも、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス及びエステル系ワックスから選択されるいずれかであることが特に好ましい。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、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、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩などが挙げられる。
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株式会社製)、第四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業株式会社製)、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などが挙げられる。
本発明のトナーは、流動性、現像性、帯電性を補助するために外添剤を含有してもよい。
前記外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。
前記無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。また、前記無機微粒子のBET法による比表面積は、20m2/g〜500m2/gが好ましい。
前記無機微粒子の含有量は、トナーに対し0.01質量%〜5質量%が好ましく、0.01質量%〜2.0質量%がより好ましい。
そ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。
前記クリーニング性向上剤は、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に前記トナーに添加され、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。該ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好適である。
前記磁性材料としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、鉄粉、マグネタイト、フェライト、等が挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
本発明のトナーの体積平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dn)は、粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman Coulter Mutlisizer 3 Version3.51)にて解析を行うことができる。
具体的には、ガラス製100mLビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩、ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)を0.5mL添加し、各トナー0.5g添加し、ミクロスパーテルでかき混ぜ、次いで、イオン交換水80mLを添加する。得られた分散液を超音波分散器(W−113MK−II、本多電子株式会社製)で10分間分散処理する。前記分散液を、前記マルチサイザーIIIを用い、測定用溶液としてアイソトンIII(ベックマンコールター製)を用いて測定を行う。測定は装置が示す濃度が8%±2%になるように前記トナーサンプル分散液を滴下する。本測定法は粒径の測定再現性の点から前記濃度を8%±2%にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
本発明のトナーの酸価は、低温定着性及び耐高温オフセット性に対して、重要な指標であり、未変性のポリエステル樹脂の末端カルボキシル基に由来するが、低温定着性(定着下限温度、ホットオフセット発生温度等)を制御するために、0.5mgKOH/g〜40mgKOH/gが好ましい。
前記酸価が、40mgKOH/gを超えると、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性が低下することがある。一方、前記酸価が、0.5mgKOH/g未満であると、製造時の塩基による分散安定性を向上させる効果が得られなくなったり、変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が進行しやすくなったりして、製造安定性が低下することがある。
ここで、前記トナーの酸価は、例えば、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して測定することができる。
前記水系媒体中でのトナーの製造方法としては、有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、及び結着樹脂前駆体を溶解乃至分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と反応可能な活性水素基含有化合物を溶解させた後、前記油相を分散剤を含む水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体と前記活性水素基含有化合物と反応させ、有機溶媒を除去して得られる。
前記高速せん断式分散機を使用した場合、回転数については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1,000rpm〜30,000rpmが好ましく、5,000rpm〜20,000rpmがより好ましい。分散時間は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、バッチ方式の場合は、0.1分間〜60分間が好ましい。分散時の温度としては、0℃〜80℃(加圧下)が好ましく、10℃〜40℃がより好ましい。
市販品としては、例えば、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子株式会社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−l29(住友3M株式会社製)、ユニダインDS−101、DS−l02、(ダイキン工業株式会社製)、メガファックF−ll0、F−l20、F−113、F−191、F−812、F−833(大日本インキ化学工業株式会社製)、エクトップEF−102、l03、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204、(トーケムプロダクツ社製)、フタージェントF−100、F150(ネオス社製)などが挙げられる。
また、高分子系保護コロイド又は水に不溶な有機微粒子により分散液滴を安定化させてもよく、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸又は無水マレイン酸等の酸類;水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体(例えば、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等);ビニルアルコール又はビニルアルコールとのエ一テル類(例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等);ビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類(例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等);アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド又はこれらのメチロール化合物;アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等の酸クロライド類;ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の窒素原子又はその複素環を有するものなどのホモポリマー又は共重合体;ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等のポリオキシエチレン系;メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース類などが挙げられる。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
前記ポリエステルプレポリマー100質量部に対する溶媒の使用量は、300質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましく、25質量部〜70質量部が更に好ましい。溶媒を使用した場合は、伸長及び/又は架橋反応後、常圧又は減圧下にて加温し除去する。
伸長及び/又は架橋反応時間は、ポリエステルプレポリマーと活性水素基含有化合物との組み合わせによる反応性により選択されるが、10分〜40時間が好ましく、30分〜24時間がより好ましい。反応温度は、0℃〜100℃が好ましく、10℃〜50℃がより好ましい。また、必要に応じて公知の触媒を使用することもできる。具体的には、トリエチルアミンなどの3級アミンやイミダゾールなどが挙げられる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行ってもよいが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、又は粗粒子は再び混練工程に戻して粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、又は粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に行うのが好ましい。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士又は複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。装置としては、オングミル(ホソカワミクロン株式会社製)、I式ミル(日本ニューマチック株式会社製)を改造して、粉砕エアー圧力を下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所製)、クリプトロンシステム(川崎重工業株式会社製)、自動乳鉢などが挙げられる。
前記乳化凝集融合法によるトナーの製造方法は、結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を各々水系媒体中に分散させて結晶性ポリエステル樹脂粒子及び非晶性ポリエステル樹脂粒子として乳化する乳化工程と、
前記結晶性ポリエステル樹脂粒子、前記非晶性ポリエステル樹脂粒子、ワックス分散液、及び着色剤分散液を混合して凝集粒子分散液を調製する凝集粒子分散液調製工程と、
前記凝集粒子分散液を該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凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成するトナー粒子形成工程とを含み、アニーニング工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
融合工程で融合された融合粒子は、水系媒体中に着色融合粒子分散液として存在しており、これを洗浄工程において水系媒体から融合粒子を取り出すのと同時に、前記各工程において混入した不純物等を除去し、これを乾燥し、粉体としての静電荷像現像用トナーを得る。
洗浄工程においては、酸性、場合によっては塩基性の水を融合粒子に対して数倍の量で加えて攪拌した後、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攪拌した後、ろ過を行う。これを数回繰り返し、ろ過後のろ液のpHが約7になるまで繰り返し、着色されたトナー粒子を得る。乾燥工程においては、洗浄工程で得たトナー粒子をガラス転移温度未満の温度で乾燥する。この時必要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がとられる。
前記アニーリング工程では、上述したように、結晶性ポリエステル樹脂の示差走査熱量計で測定された昇温時のDSC曲線により算出されるオンセット温度±5℃でアニーリングを行うことが好ましい。
前記着色剤分散液、離型剤分散液の場合の含有量は、0.01質量%〜10質量%が好ましく、0.1質量%〜5質量%がより好ましく、0.5質量%〜0.2質量%が更に好ましい。前記含有量が、0.01質量%未満であると、凝集時に各粒子間の安定性が異なるため、特定粒子の遊離が生じるなどの問題があり、10質量%を超えると、粒子の粒度分布が広くなったり、粒子径の制御が困難になることがある。
前記内添剤としては、トナー特性としての帯電性を阻害しない程度に使用され、例えば、フェライト、マグネタイト、還元鉄、コバルト、マンガン、ニッケル等の金属、合金、又はこれら金属を含有する化合物などの磁性体などが使用される。
前記帯電制御剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、特にカラートナーにおいては、無色又は淡色のものが好ましく使用される。例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミニウム、鉄、クロムなどの錯体からなる染料、トリフェニルメタン系顔料などが使用される。
前記無機粒体としては、例えば、シリカ、チタニア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、酸化セリウム等の通常トナー表面の外添剤として使用される全ての粒子が挙げられる。
前記有機粒体としては、例えば、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の通常トナー表面の外添剤として使用される全ての粒子が挙げられる。なお、これらの無機粒体や有機粒体、流動性助剤、クリーニング助剤等として使用することができる。滑剤としては、例えば、エチレンビスステアリル酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪酸アミド、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等が挙げられる。研磨剤としては、例えば、前述のシリカ、アルミナ、酸化セリウムなどが挙げられる。
本発明において、樹脂粒子分散液、少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物分散液、着色剤分散液、離型剤分散液、及びその他の成分の分散液の分散媒として、例えば水系媒体などが使用される。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコールなどが挙げられる。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、いずれも少量であり、一価の場合は3質量%以下、二価の場合は1質量%以下、三価の場合は0.5質量%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できるので好適である。
前記粉砕法によるトナーの製造方法は、少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー材料を溶融しつつ混練する溶融混練工程と、
得られた溶融混練物を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕により得られた粉砕物を分級する分級工程とを含んでなり、表面処理工程、アニーリング工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
前記分級は、前記粉砕で得られた粉砕物を分級して所定粒径の粒子に調整する。前記分級は、例えば、サイクロン、デカンター、遠心分離器等により、微粒子部分を取り除くことにより行うことができる。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
次いで、外添剤のトナー母体粒子への外添が行われる。トナー母体粒子と外添剤とをミキサーを用い、混合及び攪拌することにより外添剤が解砕されながらトナー母体粒子表面に被覆される。この時、無機微粒子や樹脂微粒子等の外添剤を均一かつ強固にトナー母体粒子に付着させることが耐久性の点で重要である。
本発明の現像剤は、本発明の前記トナーを少なくとも含有してなり、キャリアなどの適宜選択したその他の成分を含有してなる。該現像剤としては、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
前記キャリアとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、該芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セルソルブ、ブチルアセテート、などが挙げられる。
前記焼付としては、特に制限はなく、外部加熱方式であってもよいし、内部加熱方式であってもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
本発明のトナーに用いる画像形成装置の定着手段としては、ローラー定着、及びベルト定着を備えた定着手段に好適に使用することができる。
下記実施例及び比較例において、トナーのDSC測定、結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)が500以下の割合、数平均分子量(Mn)が1,000以下の割合、酸価、水酸基価、ガラス転移温度(Tg)、結晶性ポリエステル樹脂の融点、ワックスの融点、並びにトナーの体積平均粒径(Dv)及び粒度分布(Dv/Dn)は、以下のようにして行った。
結晶性ポリエステルの融点及びトナーのDSC測定は、下記方法により測定した。
DSCシステム(示差走査熱量計)(「Q−200」、TAインスツルメンツ社製)を用いて以下の方法で測定した。まず、樹脂約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に精秤して入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットした。次いで、窒素雰囲気下(流量50mL/min)、昇温速度1℃/min、温度変調周期60秒、温度変調振幅0.159℃で−20℃から150℃まで加熱した。その後、150℃から降温速度10℃/minにて0℃まで冷却させ、示差走査熱量計(「Q−200」、TAインスツルメンツ社製)によりDSC曲線を計測した。得られたDSC曲線から、1回目の昇温時におけるDSC曲線の吸熱ピークを選択し、ベースラインから吸熱ピークトップまでの高さの1/3となる部分の温度幅を算出した。
ピーク温度は、吸熱ピーク〔Heat Flow(W/g)がマイナスの方向を吸熱とする〕のピークトップ温度である。
オンセット温度Xは、前記吸熱ピークに帰属しうる吸熱ピークのピーク曲線の微分値が最大となる点において曲線の接線を引き接線とベースラインとの交点の温度(図1参照)である。
エンドセット温度Yは、オンセット温度が吸熱開始に対し、吸熱終了時点のベースラインとの交点の温度(図1参照)である。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)測定装置:GPC−8220GPC(東ソー株式会社製)
カラム:TSKgel SuperHZM−H 15cm 3連(東ソー株式会社製)
温度:40℃
溶媒:THF
流速:0.35mL/min
試料:0.15%の試料を0.4mL注入
試料の前処理:試料をテトラヒドロフラン(THF)(安定剤含有、和光純薬工業株式会社製)に0.15質量%で溶解後0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用いた。前記THF試料溶液を100μL注入して測定した。試料の分子量測定にあたっては、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製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、昭和電工株式会社製ShowdexSTANDARDのStd.No S−7300、S−210、S−390、S−875、S−1980、S−10.9、S−629、S−3.0、S−0.580、トルエンを用いた。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
前記酸価(AV)及び水酸基価(OHV)は、具体的には、次のような手順で決定した。なお、サンプルが溶解しない場合は、溶媒にジオキサン又はテトラヒドロフラン(THF)等の溶媒を用いた。
・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 Version1.00.000
・装置の校正:トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を使用した。
・測定温度:23℃
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
酸価は、JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して、以下の条件で測定した。
試料調製: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時間撹拌して溶解した。更に、エタノール30mLを添加して試料溶液とした。
測定は、上記の装置にて計算することができるが、具体的には次のように計算した。
予め、標定されたN/10苛性カリウム〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリウム液の消費量から次の計算式で酸価を求めた。
酸価=KOH(ml数)×N×56.1/試料質量(ただし、Nは、(N/10)KOHのファクター)
試料0.5gを100mLのメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5mLを正しく加えた。その後、100℃±5℃の浴中に浸して加熱した。1〜2時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後水を加えて振り動かして無水酢酸を分解した。次いで、分解を完全にするため、再びフラスコを浴中で10分間以上加熱し放冷後、有機溶媒でフラスコの壁をよく洗浄した。この液を前記電極を用いてN/2水酸化カリウムエチルアルコール溶液で電位差滴定を行い、水酸基価を求めた(JIS K0070−1966に準ずる)。
前記ガラス転移温度(Tg)は、具体的に次のような手順で決定した。測定装置として島津製作所製TA−60WS及びDSC−60を用い、次に示す測定条件で測定した。
〔測定条件〕
・サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
・サンプル量:5mg
・リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
・雰囲気:窒素(流量50mL/min)
・温度条件
・開始温度:20℃
・昇温速度:10℃/min
・終了温度:150℃
・保持時間:なし
・降温温度:10℃/min
・終了温度:20℃
・保持時間:なし
・昇温速度:10℃/min
・終了温度:150℃
測定した結果は、前記島津製作所製データ解析ソフト(TA−60、バージョン1.52)を用いて解析を行った。解析方法は2度目の昇温のDSC微分曲線であるDrDSC曲線のもっとも低温側に最大ピークを示す点を中心として±5℃の範囲を指定し、解析ソフトのピーク解析機能を用いてピーク温度を求めた。次に、DSC曲線で前記ピーク温度+5℃、及び−5℃の範囲で解析ソフトのピーク解析機能を用いてDSC曲線の最大吸熱温度を求めた。ここで示された温度がガラス転移温度(Tg)に相当する。
トナーの体積平均粒径(Dv)及び個数平均粒径(Dn)は、粒度測定器(「マルチサイザーIII」、ベックマンコールター社製)を用い、アパーチャー径100μmで測定し、解析ソフト(Beckman Coulter Mutlisizer 3 Version3.51)にて解析を行った。具体的には、ガラス製100mLビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩、ネオゲンSC−A、第一工業製薬株式会社製)を0.5ml添加し、各トナー0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mLを添加した。得られた分散液を超音波分散器(W−113MK−II、本多電子株式会社製)で10分間分散処理した。前記分散液を前記マルチサイザーIIIを用い、測定用溶液としてアイソトンIII(ベックマンコールター社製)を用いて測定を行った。測定は装置が示す濃度が8%±2%になるように前記トナーサンプル分散液を滴下した。本測定法は粒径の測定再現性の点から前記濃度を8%±2%にすることが重要である。この濃度範囲であれば粒径に誤差は生じない。
結晶性ポリエステル樹脂及びワックスの融点は、示差走査熱量計であるTG−DSCシステムTAS−100(理学電機株式会社製)を用い、最大吸熱ピークを測定して求めた。
−結晶性ポリエステル樹脂1の合成−
窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,12−デカンジオール2,500g、1,8−オクタン二酸2,330g、及びハイドロキノン2.9gを入れ、180℃で30時間反応させた後、200℃に昇温して10時間反応させ、更に8.3kPaにて15時間反応させて、結晶性ポリエステル樹脂1を合成した。
得られた結晶性ポリエステル樹脂1について、融点、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)が500以下の割合、数平均分子量(Mn)が1,000以下の割合、酸価、及び水酸基価を測定した結果を表1に示す。
−結晶性ポリエステル樹脂2の合成−
窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,12−デカンジオール2,500g、1,8−オクタン二酸2,330g、ハイドロキノン6.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して4時間反応させ、更に8.3kPaにて5時間反応させて、結晶性ポリエステル樹脂2を合成した。
得られた結晶性ポリエステル樹脂2について、融点、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)が500以下の割合、数平均分子量(Mn)が1,000以下の割合、酸価、及び水酸基価を測定した結果を表1に示す。
−結晶性ポリエステル樹脂3の合成−
窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,12−デカンジオール2,500g、1,8−オクタン二酸2,330g、ハイドロキノン8.9gを入れ、180℃で6時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、更に8.3kPaにて4時間反応させて、結晶性ポリエステル樹脂3を合成した。
得られた結晶性ポリエステル樹脂3について、融点、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)が500以下の割合、数平均分子量(Mn)が1,000以下の割合、酸価、及び水酸基価を測定した結果を表1に示す。
−結晶性ポリエステル樹脂4の合成−
窒素導入管、脱水管、攪拌器、及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコにフマル酸2,160g、1,6−ヘキサンジオール2,320g、ハイドロキノン3.9gを入れ、180℃で15時間反応させた後、200℃に昇温して5時間反応させ、更に8.3kPaにて4時間反応させて、結晶性ポリエステル樹脂4を合成した。
得られた結晶性ポリエステル樹脂4について、融点、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)が500以下の割合、数平均分子量(Mn)が1,000以下の割合、酸価、及び水酸基価を測定した結果を表1に示す。
−非結晶性ポリエステル樹脂1の合成−
窒素導入管、脱水管、撹拌器、及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコ内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物229質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529質量部、イソフタル酸100質量部、テレフタル酸108質量部、アジピン酸46質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で10時間反応し、更に10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸30質量部を入れ、常圧下、180℃で3時間反応し、[非結晶性ポリエステル樹脂1]を合成した。
得られた[非結晶性ポリエステル樹脂1]は、数平均分子量(Mn)1,800、重量平均分子量(Mn)5,500、ガラス転移温度(Tg)50℃、酸価20mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682質量部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81質量部、テレフタル酸283質量部、無水トリメリット酸22質量部、及びジブチルチンオキサイド2質量部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応し、更に10mmHg〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を合成した。
得られた[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量(Mn)2,100、重量平均分子量(Mw)9,500、ガラス転移温度(Tg)55℃、酸価0.5mgKOH/g、水酸基価51mgKOH/であった。
次に、冷却管、撹拌機、及び窒素導入管の付いた反応容器内に、前記合成した[中間体ポリエステル1]410質量部、イソホロンジイソシアネート89質量部、及び酢酸エチル500質量部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を合成した。得られた[プレポリマー1]の遊離イソシアネート質量%は、1.53%であった。
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、イソホロンジアミン170質量部とメチルエチルケトン75質量部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を合成した。得られた[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
水1,200質量部、カーボンブラック(Printex35、デクサ社製)〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕540質量部、及び前記合成した[非結晶性ポリエステル樹脂1]1,200質量部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)で混合し、混合物を、2本ロールを用いて150℃で30分間混練後、圧延冷却して、パルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ1]を作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした容器内に、前記合成した[非結晶性ポリエステル樹脂1]378質量部、マイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)110質量部、帯電制御剤(CCA、サリチル酸金属錯体E−84、オリエント化学工業株式会社製)22質量部、及び酢酸エチル947質量部を仕込み、撹拌下、80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時問で30℃に冷却した。次いで、容器内に、前記作製した[マスターバッチ1]500質量部、及び酢酸エチル500質量部を仕込み、1時間混合し、[原料溶解液1]を得た。
得られた[原料溶解液1]1,324質量部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填し、3パスの条件で、カーボンブラック及びワックスの分散を行った。次いで、前記合成した「非結晶性ポリエステル樹脂1」の65質量%酢酸エチル溶液1042.3質量部を加え、上記条件のビーズミルで1パスし、「顔料・ワックス分散液1]を得た。
得られた[顔料・ワックス分散液1]の固形分濃度は50質量%であった。
金属製20L容器に、前記合成した[結晶性ポリエステル樹脂1]を1,600g、酢酸エチル11,200gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分の速度で急冷した。これをビーズミル(LMZ2、アシザワファインテック社製)を用いて、0.3mmジルコニアビーズを85体積%充填、20パス、ビーズミル軸シール液温18℃の条件で分散を行い、[結晶性ポリエステル分散液1]を調製した。
前記結晶性ポリエステル分散液1の調製において、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂2]に変更した以外は、前記結晶性ポリエステル分散液1の調製と同様にして、[結晶性ポリエステル分散液2]を調製した。
前記結晶性ポリエステル分散液1の調製において、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂3]に変更した以外は、前記結晶性ポリエステル分散液1の調製と同様にして、[結晶性ポリエステル分散液3]を調製した。
前記結晶性ポリエステル分散液1の調製において、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂4]に変更した以外は、前記結晶性ポリエステル分散液1の調製と同様にして、[結晶性ポリエステル分散液4]を調製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器に、水683質量部、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、三洋化成工業社製)11質量部、スチレン138質量部、メタクリル酸138質量部、過硫酸アンモニウム1質量部を仕込み、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。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。更に、1質量%過硫酸アンモニウム水溶液30質量部加え、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−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[微粒子分散液1]を得た。
得られた[微粒子分散液1]を粒度分布測定器(LA−920、堀場製作所製)で測定したところ、体積平均粒径は、0.14μmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。
水990質量部、[微粒子分散液1]83質量部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5質量%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業株式会社製)37質量部、及び酢酸エチル90質量部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
前記調製した[顔料・ワックス分散液1]664質量部、前記合成した[プレポリマー1]109.4質量部、前記調製した[結晶性ポリエステル分散液1]73.9質量部、及び前記合成した[ケチミン化合物1]4.6質量部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化株式会社製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器内に前記調製した[水相1]1,200質量部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機、及び温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶媒した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
得られた[分散スラリー1]100質量部を減圧濾過した後、以下のようにして、洗浄及び乾燥を行った。
(1)濾過ケーキにイオン交換水100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2)(1)の濾過ケーキに10質量%水酸化ナトリウム水溶液100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3)(2)の濾過ケーキに10質量%塩酸100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4)(3)の濾過ケーキにイオン交換水300質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
得られた[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、[トナー1−1]を得た。
得られた[トナー1−1]の体積平均粒径(Dv)は5.3μm、個数平均粒径(Dn)は4.7μm、Dv/Dnは1.12であった。
実施例1−1において、乳化及び脱溶媒での前記調製した[結晶性ポリエステル分散液1]を、前記調製した[結晶性ポリエステル分散液2]に代えた以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−2の[トナー1−2]を作製した。
実施例1−1において、油相の作製でのマイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)を、マイクロクリスタリンワックス(Be Square180white、東洋アドレ株式会社製、融点62℃)に代えた以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−3の[トナー1−3]を作製した。
実施例1−1において、乳化及び脱溶媒での[プレポリマー1]109.4質量部を87.5質量部に変えた以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−4の[トナー1−4]を作製した。
実施例1−1において、乳化及び脱溶媒工程での[プレポリマー1]109.4質量部を127.6質量部に変えた以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−5の[トナー1−5]を作製した。
実施例1−5において、油相の作製でのマイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)を、マイクロクリスタリンワックス(Be Square180white、東洋アドレ株式会社製、融点62℃)に代えた以外は、実施例1−5と同様にして、実施例1−6の[トナー1−6]を作製した。
実施例1−1において、乳化及び脱溶媒での前記調製した[結晶性ポリエステル分散液1]を、前記調製した[結晶性ポリエステル分散液4]に代えた以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−7の[トナー1−7]を作製した。
実施例1−1において、乳化及び脱溶媒での前記調製した[結晶性ポリエステル分散液1]を前記調製した[結晶性ポリエステル分散液3]に代えた以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−1の[トナー1−8]を作製した。
実施例1−1において、油相の作製でのマイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)を、パラフィンワックス(HNP−9、日本精鑞株式会社製、融点76℃)に代えた以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−2の[トナー1−9]を作製した。
実施例1−1において、乳化及び脱溶媒工程での[プレポリマー1]109.4質量部を58.3質量部に変えた以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−3の[トナー1−10]を作製した。
実施例1−1において、乳化及び脱溶媒工程での[プレポリマー1]109.4質量部を182.3質量部に変えた以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−4の[トナー1−11]を作製した。
実施例1−1において、結晶性ポリエステル分散液1の調製でのビーズミル軸シール液温18℃を35℃に変えて調製した結晶性ポリエステル分散液を用いた以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−5の[トナー1−12]を作製した。
得られた各トナー100質量部に疎水性シリカ0.7質量部と、疎水化酸化チタン0.3質量部をヘンシェルミキサーにて混合し、外添処理して、外添処理済みの各トナーを作製した。
外添剤処理を施した各トナー5質量%と、シリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95質量%とからなる各現像剤を調製した。
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した画像形成装置(MF2200、株式会社リコー製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(株式会社リコー製)に複写テストを行った。
具体的には、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)及びホットオフセット温度(定着上限温度)を求めた。
定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を120mm/秒〜150mm/秒、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を3mmとした。
また、定着上限温度の評価条件は、紙送りの線速度を50mm/秒、面圧を2.0kgf/cm2、ニップ幅を4.5mmとした。
−定着下限温度の評価基準−
◎:110℃以下
○:110℃超115℃以下
△:115℃超120℃以下
×:120℃超
−定着上限温度の評価基準−
◎:185℃以上
○:175℃以上185℃未満
△:170℃以上175℃未満
×:170℃未満
各トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュの篩で2分間篩い、金網上の残存率を測定し、下記基準で評価した。なお、耐熱保存性が良好なトナー程、残存率は小さい。
〔評価基準〕
◎:残存率が10%未満
○:残存率が10%以上20%未満
△:残存率が20%以上30%未満
×:残存率が30%以上
各トナーを補給用ボトルに充填し、30℃にて60%RHで4週間保管した。前記現像剤とトナー補給用ボトルを毎分A4サイズの用紙を45枚印刷できる画像形成装置(株式会社リコー製、imagio Neo450)装填し、ベタ画像を100枚連続印刷して、下記の基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:均一で良好な状態
○:0.3mm未満幅の白スジが若干見られるが画像にはスジがはっきり出ない状態
△:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ画像100枚中20枚未満に白スジがみられる状態
×:0.3mm以上幅の白スジが発生し、ベタ画像100枚中20枚以上に白スジがみられる状態
トナー中に含まれるワックスの他部材への汚染評価として、デジタルフルカラー複合機(「Imagio MP C5000」、株式会社リコー製)を用い、画像率5%(印刷紙に対してトナー画像が5%の面積で印字)で5万枚複写を行ったときの現像ローラ、又は感光体上のトナーフィルミングの発生状況の有無を目視で観察し、下記基準に基づいて評価した。
〔評価基準〕
◎:フィルミングが観られない
○:スジ状のフィルミングが殆ど観られない
△:スジ状のフィルミングが部分的に観られる
×:全体的にフィルミングが観られる
以上の評価結果から、下記基準に基づき、総合評価を行った。
◎:上記評価結果において、◎が2つ以上であり、かつ×がない
○:上記評価結果において、◎が1つ以上であり、かつ×がない
×:上記評価結果において、×が1つ以上ある
−非結晶性ポリエステル樹脂2の合成−
加熱乾燥した二口フラスコ内に、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780モル部と、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18モル部、テレフタル酸47モル部と、フマル酸24モル部と、n−ドデセニルコハク酸24モル部を原料に、触媒としてジブチル錫オキサイドを入れ、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ち昇温した後、230℃で12時間共縮重合反応させ、その後、230℃で徐々に減圧して、[非結晶性ポリエステル樹脂2]を合成した。
得られた[非結晶性ポリエステル樹脂2]は、数平均分子量(Mn)が6,700、重量平均分子量(Mw)17,400、ガラス転移温度(Tg)61℃、酸価14mgKOH/gであった。
・結着樹脂:前記合成した[結晶性ポリエステル樹脂1]・・・8質量部
・結着樹脂:前記合成した[非結晶性ポリエステル樹脂2]・・・86質量部
・着色剤:カーボンブラックC−44(三菱化学株式会社製、平均粒径24nm、BET比表面積125m2/g)・・・7質量部
・帯電制御剤(CCA、ボントロンE−84、オリエント化学工業株式会社製)・・・1質量部
・マイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)・・・6質量部
前記トナー材料を、スーパーミキサー(SMV−200、カワタ社製)を用い、十分に混合し、トナー材料の混合物を得た。得られたトナー材料混合物を、ブッスコニーダー(TCS−100、ブッス社製)の原料供給ホッパーに供給し、供給量を120kg/hrで混練を行った。
得られた混練物をダブルベルトクーラーで圧延冷却した後、ハンマーミルで粗粉砕し、ジェット気流式粉砕機(I−20ジェットミル、日本ニューマチック株式会社製)により微粉砕を行い、風力式分級機(DS−20・DS−10分級機、日本ニューマチック株式会社製)にて微粉分級を行った。その後、50℃にて24時間放置し、アニーリング処理を行った。以上により、実施例2−1の[トナー2−1]を作製した。
実施例2−1において、トナー材料におけるマイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)を、マイクロクリスタリンワックス(Be Square180white、東洋アドレ株式会社製、融点62℃)に代えた以外は、実施例2−1と同様にして、実施例2−2の[トナー2−2]を作製した。
実施例2−1において、トナー材料におけるマイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)を、パラフィンワックス(HNP−9、日本精鑞株式会社製、融点76℃)に代えた以外は、実施例2−1と同様にして、比較例2−1の[トナー2−3]を作製した。
実施例2−1において、アニーリング処理(50℃にて24時間放置)を行わなかった以外は、実施例2−1と同様にして、比較例2−2の[トナー2−4]を作製した。
得られた各トナー100質量部に疎水性シリカ0.7質量部と、疎水化酸化チタン0.3質量部をヘンシェルミキサーにて混合して、外添処理済みの各トナーを作製した。
外添剤処理を施した各トナー5質量%と、シリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95質量%とからなる各現像剤を調製した。
−結晶性ポリエステル分散液5の調製−
前記合成した結晶性ポリエステル樹脂1を180質量部、及び脱イオン水585質量部をステンレスビーカーに入れ、温浴に漬け、95℃に加熱した。
結晶性ポリエステル樹脂1が溶融し透明になった時点で、T.K.ロボミックス(プライミクス社製)を用いて10,000rpmで攪拌し、1質量%アンモニア水を添加しPHを7.0に調整した。次いで、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンR−K)0.8質量部、ノニオン有価剤(第一工業製薬株式会社製、エマルゲン950)0.2質量部を希釈した水溶液20質量部を滴下しながら、乳化分散を行い、体積平均粒径が0.22μmの[結晶性ポリエステル樹脂分散液5](固形分:11.9質量%)を調製した。
前記結晶性ポリエステル分散液5の調製において、前記合成した結晶性ポリエステル樹脂1を、前記合成した非結晶性ポリエステル樹脂2に代えた以外は、前記結晶性ポリエステル分散液5の調製と同様にして、[非結晶性ポリエステル分散液2](固形分:12.3質量%)を調製した。
カーボンブラック(MA100S、三菱化学株式会社製)20質量部、イオン交換水80質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンR−K)4.0質量部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填、15パスの条件で、顔料の分散を行い体積平均粒径が0.07μmの[顔料分散液1](固形分:19.8質量%)を調製した。
マイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)20質量部、イオン交換水80質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンR−K)4質量部を混合し、攪拌しながら95℃に加熱し1時間保持した。その後冷却しビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填、25パスの条件で、顔料の分散を行い、体積平均粒径が0.15μmの[ワックス分散液1](固形分:20.8質量%)を調製した。
帯電制御剤(CCA、ボントロンE−84、オリエント化学株式会社製)5質量部、イオン交換水95質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一工業製薬株式会社製、ネオゲンR−K)0.5質量部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.3mmジルコニアビーズを80体積%充填、5パスの条件で、帯電制御剤の分散を行い、[帯電制御剤(CCA)分散液1](固形分:4.8質量%)を調製した。
下記の混合物を、ディスパーを用いて25℃を保ち、2時間攪拌した。
・前記調製した[顔料分散液1]・・・35.4質量部
・前記調製した[帯電制御剤(CCA)分散液1]・・・20.8質量部
・前記調製した[結晶性ポリエステル分散液5]・・・67.2質量部
・前記調製した[非結晶性ポリエステル分散液2]・・・634.1質量部
・前記調製した[ワックス分散液1]・・・28.8質量部
次いで、この分散液を60℃まで加熱し、これをアンモニアによってpH7.0に調整した。更に、この分散液を90℃まで加熱し、6時間この温度を保持した。その後、50℃まで冷却し、50℃で24時間保持してアニーリング処理を行い、[分散スラリー2]を得た。
(1)濾過ケーキにイオン交換水100質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2)(1)の濾過ケーキに10質量%塩酸を加え、pH2.8に調整し、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(3)(2)の濾過ケーキにイオン交換水300質量部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
得られた[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、体積平均粒径Dvが5.9μm、Dv/Dn1.17の[トナー3−1]を得た。
実施例3−1において、ワックス分散液の調製でのマイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)を、マイクロクリスタリンワックス(Be Squarel80white、東洋アドレ株式会社製、融点62℃)に代えた以外は、実施例3−1と同様にして、実施例3−2の[トナー3−2]を作製した。
実施例3−1において、ワックス分散液の調製でのマイクロクリスタリンワックス(Hi−mic−1090、日本精鑞株式会社製、融点68℃)を、パラフィンワックス(HNP−9、日本精鑞株式会社製、融点76℃)に代えた以外は、実施例3−1と同様にして、比較例3−1の[トナー3−3]を作製した。
実施例3−1において、アニーリング処理(50℃で24時間)を行わなかった以外は、実施例3−1と同様にして、比較例3−2の[トナー3−4]を作製した。
得られた各トナー100質量部に疎水性シリカ0.7質量部と、疎水化酸化チタン0.3質量部をヘンシェルミキサーにて混合して、外添処理済みの各トナーを作製した。
外添剤処理を施した各トナー5質量%と、シリコーン樹脂を被覆した平均粒子径が40μmの銅−亜鉛フェライトキャリア95質量%とからなる各現像剤を調製した。
Claims (16)
- 結着樹脂と、着色剤と、離型剤と、結晶性ポリエステル樹脂とを少なくとも含有するトナーであって、
前記トナーが、示差走査熱量計(DSC)で測定された示差熱量曲線における吸熱ピークのオンセット温度Xと、エンドセット温度Yとが、下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とするトナー。
40℃≦X≦55℃ ・・・ 式(1)
85℃≦Y≦92℃ ・・・ 式(2)
35℃≦Y−X≦50℃ ・・・ 式(3) - 有機溶媒中に、少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性ポリエステル樹脂とを溶解乃至分散させて得られる油相を水系媒体中に分散させて、得られたO/W型分散液から有機溶媒を除去することにより得られる請求項1に記載のトナー。
- 油相が、更に結着樹脂前駆体を含有する請求項2に記載のトナー。
- 有機溶媒中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、活性水素基を有する化合物、及び該活性水素基を有する化合物と反応可能な部位を有する結着樹脂前駆体を溶解乃至分散させて得られる油相を分散剤を含む水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体と前記活性水素基含有化合物と反応させ、有機溶媒を除去して得られる請求項3に記載のトナー。
- 少なくとも、結晶性ポリエステル樹脂と、非結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー材料を溶融しつつ混練する溶融混練工程と、
得られた溶融混練物を粉砕する粉砕工程と、
前記粉砕により得られた粉砕物を分級する分級工程と、を含むトナーの製造方法により製造される請求項1に記載のトナー。 - 結晶性ポリエステル樹脂の示差走査熱量計で測定された昇温時のDSC曲線により算出されるオンセット温度±5℃でアニーリングを行うアニーニング工程を更に含む請求項5に記載のトナー。
- 結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂を各々水系媒体中に分散させて結晶性ポリエステル樹脂粒子及び非晶性ポリエステル樹脂粒子として乳化する乳化工程と、
前記結晶性ポリエステル樹脂粒子、前記非晶性ポリエステル樹脂粒子、ワックス分散液、及び着色剤分散液を混合して凝集粒子分散液を調製する凝集粒子分散液調製工程と、
前記凝集粒子分散液を該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凝集粒子を融合合一してトナー粒子を形成するトナー粒子形成工程と、を含むトナーの製造方法により製造される請求項1に記載のトナー。 - 結晶性ポリエステル樹脂の示差走査熱量計で測定された昇温時のDSC曲線により算出されるオンセット温度±5℃でアニーリングを行うアニーリング工程を更に含む請求項7に記載のトナー。
- 結晶性ポリエステル樹脂の融点が60℃〜80℃である請求項1から8のいずれかに記載のトナー。
- 結晶性ポリエステル樹脂の酸価をAとし、結晶性ポリエステル樹脂の水酸基価をBとすると、以下の関係式を満たす請求項1から9のいずれかに記載のトナー。
10mgKOH/g<A<40mgKOH/g
0mgKOH/g<B<20mgKOH/g
20mgKOH/g<A+B<40mgKOH/g - 結晶性ポリエステル樹脂の酸価をAとし、非晶性ポリエステル樹脂の酸価をCとすると、次式、−10mgKOH/g<A−C<10mgKOH/g、を満たす請求項1から10のいずれかに記載のトナー。
- 結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数4〜12の飽和ジカルボン酸と、炭素数4〜12の飽和ジオールとから構成される請求項1から11のいずれかに記載のトナー。
- 結晶性ポリエステル樹脂における数平均分子量が500以下の割合が0%以上2%以下であり、かつ結晶性ポリエステル樹脂における数平均分子量が1,000以下の割合が0%以上4%以下である請求項1から12のいずれかに記載のトナー。
- 離型剤の融点が60℃〜75℃である請求項1から13のいずれかに記載のトナー。
- 離型剤が、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス及びエステル系ワックスから選択されるいずれかである請求項1から14のいずれかに記載のトナー。
- 請求項1から15のいずれかに記載のトナーを含有することを特徴とする現像剤。
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