JP2016212160A - トナー - Google Patents

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Abstract

【課題】低温定着性および保存安定性に優れ、長期間の使用、および高温高湿環境下又は低温低湿環境下での使用において、カブリなどの画像弊害のないトナーを提供することにある。
【解決手段】 スチレンアクリル樹脂A、式(1)で示される構造bを有する重合体B、及び結晶性ポリエステル樹脂Cを含有するトナー粒子を有するトナーであって、スチレンアクリル樹脂Aは、全モノマーに由来するユニットを基準として、スチレンモノマーに由来するユニットを60質量%以上含有し、重合体Bの重量平均分子量が1000以上100000以下であり、結晶性ポリエステル樹脂Cは、式(2)で示されるポリエステル部位を有し、結晶性ポリエステル系樹脂Cの融点が55℃以上95℃以下、かつ、重量平均分子量が8000以上45000以下であることを特徴とするトナー。
【選択図】 なし

Description

本発明は電子写真法、静電記録法又はトナージェット法等に用いられるトナーに関する。
近年、複写機又はプリンターなどの電子写真装置の小型化、省エネという観点から、低温定着性、保管安定性に優れ、長期間にわたって優れた画質を維持できるトナーが求められている。
その要求に対して、さまざまなトナーが検討されている。特許文献1には、結晶性ポリエステル樹脂、2種類の特定の非結晶性樹脂、及び縮重合系樹脂ユニット及び付加重合系樹脂ユニットを含む複合樹脂の4種類以上の結着樹脂を含有するトナーが記載されている。上記トナーにより、低温定着性に優れ、良好な保管安定性が得られることが記載されている。
特許文献2には、結着樹脂として環状フェノール硫化物と軟化点が120℃以上の非晶性ポリエステル樹脂を含有することで定着性、帯電性に優れるトナーが得られることが記載されている。
特許文献3には、非結晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、及びポリウレタン型熱可塑性エラストマーを含む結着樹脂を含有することで、低温定着性を維持しつつ、耐折り曲げ特性および耐引っ掻き特性に優れたトナーを得る方法が記載されている。
特開2013−76997号公報 特開2010−60610号公報 特開2013−160801号公報
しかしながら、本発明者らの検討の結果、特許文献1〜3に記載されたトナーは、低温定着性と保管安定性の両立、長期間の画像安定性の維持に関して、改善の余地があるものであった。
本発明の目的は、低温定着性および保存安定性に優れ、長期間の使用、および高温高湿環境下又は低温低湿環境下での使用において、カブリなどの画像欠陥の少ないトナーを提供することにある。
本発明は、スチレンアクリル樹脂A、下記式(1)で示される構造bを有する重合体B、及び結晶性ポリエステル樹脂Cを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該スチレンアクリル樹脂Aは、該スチレンアクリル樹脂Aを構成する全モノマーに由来するユニットを基準として、スチレンモノマーに由来するユニットを60質量%以上含有し、
該重合体Bの重量平均分子量(Mw)は1000以上100000以下であり、
該結晶性ポリエステル樹脂Cは、下記式(2)で示されるポリエステル部位を有し、
該結晶性ポリエステル樹脂Cの融点は、55℃以上95℃以下であり、
該結晶性ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量(Mw)は、8000以上45000以下であることを特徴とするトナーに関する。
Figure 2016212160
(式(1)中、Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を示す。fは、0以上3以下の整数である。fが2又は3である場合、Rは同一であっても異なっていてもよい。*は重合体における結合部位である。)
Figure 2016212160
(式中、m、nは、それぞれ独立に、4以上16以下の整数である。)
本発明によれば、低温定着性および保存安定性に優れ、長期間の使用、および高温高湿環境下又は低温低湿環境下での使用において、カブリなどの画像欠陥の少ないトナーを提供することができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のトナーは、スチレンアクリル樹脂A、下記式(1)で示される構造bを有する重合体B、及び結晶性ポリエステル樹脂Cを含有するトナー粒子を有する。そして、結晶性ポリエステル樹脂Cは、下記式(2)で示されるポリエステル部位を有する。
Figure 2016212160
(式(1)中、Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を示す。fは、0以上3以下の整数である。fが2又は3である場合、Rは同一であっても異なっていてもよい。*は重合体における結合部位である。なお、fが0のときは水素原子を示す。)
Figure 2016212160
(式(2)中、m、nは、それぞれ独立に、4以上16以下の整数である。)
本発明のトナーが、特定のスチレンアクリル樹脂A、式(1)で示される構造bを有する重合体B、及び特定の結晶性ポリエステル樹脂Cを含有することで本発明の効果が発現する理由について、本発明者らは次のように考えている。
式(1)で示される構造bを有する重合体Bの構造b中のカルボキシ基やヒドロキシ基が、結晶性ポリエステル樹脂Cのモノマー材料であるジカルボン酸のカルボキシ基や、ジオールのヒドロキシ基と相互作用していると考えられる。この状態になると、トナー中において、重合体Bが結晶性ポリエステル樹脂Cの分散剤として機能すると考えられる。これは、重合体Bの構造b中のベンゼン環とスチレンアクリル樹脂Aのスチレン由来のベンゼン環がπ−π相互作用し、親和性を発現することが要因の1つである。つまり、スチレンアクリル樹脂A中のベンゼン環と親和性を有する該重合体Bの構造bが、スチレンアクリル樹脂Aと結晶性ポリエステル樹脂Cの仲立ちをするように作用するためである。
このような作用により、結晶性ポリエステル樹脂Cがトナー中において、適度に安定した状態で分布できるため、結晶性ポリエステル樹脂Cの分散粒径が小さい状態で分布できるようになる。これにより、定着時に結晶性ポリエステル樹脂Cとスチレンアクリル樹脂Aが迅速に溶融、相溶されることで、溶融粘度が低下し、定着性が良化し、低温定着性と保管安定性が良好になると考えられる。
さらに、結晶性ポリエステル樹脂Cは、上記式(2)で示されるポリエステル部位とビニルポリマー部位を有するブロックポリマー(ビニル変性樹脂)でもよい。この場合は、ビニルポリマー部位中のベンゼン環とスチレンアクリル樹脂Aのスチレン由来のベンゼン環もπ−π相互作用するため、より親和性を増加させることができる。
トナーの低温定着性と保存安定性が良いレベルで両立させる観点から、スチレンアクリル樹脂Aは、スチレンアクリル樹脂Aを構成する全モノマーに由来するユニットを基準として、スチレンモノマーに由来するユニットが60質量%以上含有する。好ましくは、スチレンモノマーに由来するユニットが70質量%以上である。
スチレンモノマーに由来するユニットが60質量%以上であると、構造b中のベンゼン環又はブロックポリマーのビニルポリマー部位中のベンゼン環と、スチレンアクリル樹脂Aのスチレン由来のベンゼン環によるπ−π相互作用が発現する。これにより、結晶性ポリエステル樹脂Cのトナー中での分散性が良好となり、低温定着性と保管安定性が良好になる。
保存安定性の観点から、重合体Bの重量平均分子量(Mw)は1000以上100000以下である。好ましくは、4000以上50000以下である。重合体Bの重量平均分子量が1000以上であると、重合体Bの1分子中に構造bが含有される分子が増加するため、結晶性ポリエステル樹脂Cとの相互作用が発現しやすくなり、定着性が良化する。また、重合体Bの重量平均分子量が100000以下であると定着性および、トナー粒子の樹脂成分(スチレンアクリル樹脂Aおよび結晶性ポリエステル樹脂C)との相溶性が十分となり定着性が良化する。特に、水系媒体中でトナー粒子を製造する場合には、トナー中における各原料の分布が均一になり、画像濃度や帯電性の点で望ましい。
低温定着性と保管安定性の観点から、結晶性ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量(Mw)が8000以上45000以下である。好ましくは、重量平均分子量(Mw)が8000以上40000以下である。結晶性ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量が8000以上であると、結晶性を発現し保存安定性が良好となる。また、45000以下であるとトナー中で結晶性ポリエステル樹脂Cが適度に分散し、定着時に該結晶性ポリエステル樹脂Cとスチレンアクリル樹脂Aが相溶し、溶融粘度が十分に低下し定着性が良化する。結晶性ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量は、結晶性ポリエステル樹脂Cの製造における縮合反応時間など種々の製造条件によって制御可能である。なお、結晶性ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量の測定方法に関しては後述する。
結晶性ポリエステル樹脂Cが上記式(2)で示されるポリエステル部位を有すると、結晶性ポリエステル樹脂Cの結晶性に優れ、結晶融点が適度であるため、保存安定性、及び、低温定着性に優れる。また、上記式(2)中のm、nの値がいずれかが3以下であると、融点(Tm)が低く、保存安定性の点で望ましくない。また、式(2)中のm、nの値がいずれか17以上であると、融点(Tm)が高く、低温定着性の点で望ましくない。
上述のことから、結晶性ポリエステル樹脂Cの融点は、55℃以上95℃以下である。好ましくは、60℃以上85℃以下である。55℃未満であると、トナーのブロッキング(トナー同士の融着)が生じ難く、保存安定性が十分ではない。一方、融点が95℃より大きいと、低温定着性が十分ではない。
(重合体B)
本発明の重合体Bは、上記式(1)で示される構造bを有する。
式(1)で示される構造bは、下記式(3)で示される構造であるとより好ましい。
Figure 2016212160
(式(3)中、Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を示す。Rは、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシル基を示す。gは、1以上3以下の整数であり、hは0以上3以下の整数である。hが2又は3の場合、Rは同一であっても異なっていてもよい。*は重合体における結合部位である。なお、hが0のときは水素原子を示す。)
重合体Bが、式(3)で示される構造を有することにより、式(3)中の−(CH)g−の部位と結晶性ポリエステル樹脂(C)の親和性が高くなり、結晶性ポリエステル樹脂の分散性が向上し、より定着性が良化すると考えられる。
さらに、水系媒体中でトナー粒子を製造する場合は、構造b中のカルボキシ基やヒドロキシ基が、結晶性ポリエステル樹脂Cのモノマー材料であるジカルボン酸のカルボキシ基や、ジオールのヒドロキシ基に配位して、結晶性ポリエステル樹脂Cの極性が下がる。これはカルボキシ基やヒドロキシ基が露出しないためである。結果として、トナーの保存安定性や帯電性の点において更に優れた性能を発揮することとなるため望ましい。
重合体Bは、下記式(4)で示される部位を有する重合体であることがより好ましい。
Figure 2016212160
(式(4)中、Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシル基を示す。Rは、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシル基を示す。Rは、水素原子、又は、メチル基を示す。iは、1以上3以下の整数であり、jは、0以上3以下の整数である。jが2又は3である場合、Rは同一であっても異なっていてもよい。なお、jが0のときは水素原子を示す。)
重合体が、上記式(3)、(4)で示される構造(部位)を有すると、スチレンアクリル樹脂Aのスチレン由来のベンゼン環とのπ−π相互作用がより強固になる。これは、重合体Bのサリチル酸部位のベンゼン環に加え、該サリチル酸部位と−(CH)g−(−(CH)i−)を介して繋がるベンゼン環が、スチレンアクリル樹脂Aのスチレン由来のベンゼン環とπ−π相互作用するからである。また、−(CH)g−(−(CH)i−)のユニットが適度なスペーサーとなるため、立体障害などが起きず、スチレンアクリル樹脂Aのスチレン由来のベンゼン環との相互作用が効率良く発生すると考えられる。
さらに、式(4)で示される部位において、主鎖がビニル系の主鎖であることにより、スチレンアクリル樹脂のようなビニル系樹脂を有するトナー粒子中では、相溶されやすくなり、低温定着性が良好となりやすい。
構造bを有する重合体Bは、式(1)または(3)で示される構造に由来する重合性単量体と他の重合性単量体とを共重合させることによって得られる。
共重合体として使用可能な重合性単量体の具体例としては、以下のものを挙げることができる。スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体が例示される。
式(1)または(3)で示される構造に由来する重合性単量体の具体例としては、以下のものを挙げることができる。3−ビニルサリチル酸、4−ビニルサリチル酸、5−ビニルサリチル酸、6−ビニルサリチル酸、3−ビニル−5−イソプロプピルサリチル酸、3−ビニル−5−t−ブチルサリチル酸、4−ビニル−6−t−ブチルサリチル酸、3−イソプロペニル−5−t−ブチルサリチル酸などが例示される。また、式(1)で示される構造に由来する重合性単量体の具体例としては、以下のものを挙げることができる。
Figure 2016212160
重合体(B)に対する構造bの含有比率は、10μmol/g以上1500μmol/g以下であることが好ましい。構造bを上述の範囲で含有すると、本発明の効果を発揮しやすくなり、定着性と保存安定性が良好となる。
トナーに対する構造bの含有比率は、0.10μmol/g以上200.0μmol/g以下であることが好ましい。構造bを上述の範囲で含有すると、スチレンアクリル樹脂Aや結晶性ポリエステル樹脂Cとの相互作用が適度となり、トナー中に構造bを含有する重合体Bが均一に存在して、保存安定性が良好となる。
また、水系媒体中においてトナー粒子を製造する場合は、重合体Bの酸価は、3.0mgKOH/g以上35.0mgKOH/g以下であると好ましい。重合体Bの酸価が上述の範囲であると、結晶性ポリエステル系樹脂Cとの相互作用を強く発揮しやすくなり、重合体Bと結晶性ポリエステル樹脂Cが水系媒体側に分布しにくくなることによりトナー表面に露出しにくくなりやすい。
重合体Bの分子量分布は狭いことが好ましい。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより算出される重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比(Mw/Mn)が1.0以上6.0以下であることが好ましい。より好ましくは1.0以上4.0以下である。
<該重合体(B)の分子量および分子量分布>
重合体Bの分子量及び分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算で算出される。酸基を有する樹脂の分子量を測定する場合は、カラム溶出速度が酸基の量にも依存してしまうため、予め酸基をキャッピングした試料を用意する必要がある。キャッピングにはメチルエステル化が好ましく、市販のメチルエステル化剤が使用できる。具体的には、トリメチルシリルジアゾメタンで処理する方法が挙げられる。
GPCによる分子量の測定は、以下のようにして行う。まず、室温で24時間かけて、測定サンプルをテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
測定サンプルの分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
(結晶性ポリエステルC)
本発明のトナーは、低温定着性を高めるために結晶性ポリエステル樹脂Cを含有する。「結晶性」とは、後述する示差走査熱量測定(DSC)の測定において、明確な吸熱ピークを有することを意味する。一方、明確な吸熱ピークが認められない樹脂は、非晶性であることを意味する。
結晶性ポリエステル樹脂Cは、上記式(2)で示されるポリエステル部位を有し、このポリエステル部位は、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとの重縮合によって得られる。脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールは、具体的には、下記式(5)で示される直鎖型脂肪族ジカルボン酸と下記式(6)で示される直鎖型脂肪族ジオールである。
HOOC−(CH−COOH・・・(5)
(式(5)中、pは、4以上16以下の整数である。)
HO−(CH−OH・・・(6)
(式(6)中、qは、4以上16以下の整数である。)
結晶性ポリエステル樹脂Cの融点は、上述の通り、55℃以上90℃以下である。結晶性ポリエステル樹脂Cの融点は、使用する脂肪族ジカルボン酸や脂肪族ジオールの種類、配合比率、重合度、エステル基濃度等によって調整することができる。
結晶性ポリエステル樹脂Cのポリエステル部位は、下記式(7)で示されるユニットと、下記式(8)で示されるユニットを有することがより好ましい。このようなポリエステル部位は、下記式(9)で示されるジカルボン酸と、下記式(10)および(11)で示されるジオールとを縮重合することにより得られる。
Figure 2016212160
(式(7)、(8)中、pは、4以上14以下の整数である。qは、4以上r未満の整数である。rは、q以上16以下の整数である。)
HOOC−(CH−COOH・・・(9)
(式中、pは、4以上14以下の整数である。)
HO−(CH−OH・・・(10)
(式中、qは、4以上r未満の整数である。)
HO−(CH−OH・・・(11)
(式中、rは、q以上16以下の整数である。)
このように、結晶性ポリエステル樹脂Cの構成成分として2種類のジオール成分を用いると、1種類のジオール成分を用いた場合と比較して結晶性が高く、且つ疎水性も適度に高くなる。そのため、保存安定性、トナー層規制部材やトナー担持体への融着、帯電性の点でより好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂Cの結晶性の点で、ポリカルボン酸成分のうち、脂肪族ジカルボン酸の含有量が80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがさらに好ましい。また、結晶性ポリエステルの結晶性の点で、ポリオール成分のうち、脂肪族ジオール成分の含有量が80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがさらに好ましい。なお、必要に応じて、酸価や水酸基価の調製等の目的で、酢酸、安息香酸等の一価の酸や、シクロヘキサノールベンジルアルコール等の一価のアルコールを用いることが可能である。
結晶性ポリエステル樹脂Cは、通常のポリエステル合成法で製造することができる。例えば、ジカルボン酸成分とジオール成分をエステル化反応、又はエステル交換反応せしめた後、減圧下又は窒素ガスを導入して常法に従って重縮合反応させることによって得ることができる。
また、ポリマー末端のカルボキシ基を封止することで結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価を制御することが可能である。末端封止にはモノカルボン酸、モノアルコールを用いることが可能である。
また、結晶性ポリエステル樹脂Cは、ポリエステル部位に対して、他成分を60重量%以下の割合で共重合(変性)した共重合体(ハイブリッド結晶性ポリエステル)も用いることができる。
さらに、結晶性ポリエステル樹脂Cは、上記式(2)で示されるポリエステル部位と、ビニルポリマー部位とを有するブロックポリマーであることが好ましい。このブロックポリマーにおいて、ビニルポリマー部位の重量平均分子量(Mw)は4000以上15000以下であることが好ましい。Mwが4000以上15000以下であることで、スチレンアクリル樹脂Aと重合体Bとの相互作用により、結晶性ポリエステル樹脂Cの表面露出が抑制されるために耐熱保存性の点で好ましい。ビニルポリマー部位の重量平均分子量(Mw)は、結晶性ポリエステル樹脂C製造時の両反応性モノマーの添加量、ビニルモノマー重合反応時間、開始剤量、反応温度等の製造条件によって制御可能である。なお、ビニルポリマー部位の重量平均分子量(Mw)の測定方法に関しては後述する。
また、帯電性の観点から、結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価は、5.0mgKOH/g以下にすることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価は、結晶性ポリエステル樹脂Cを構成するアルコール成分と酸成分の比率や、単量体の種類、結晶性ポリエステル樹脂Cの末端基処理によって制御可能である。結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価の測定方法に関しては後で述べる。
ブロックポリマーのポリエステル部位の製造方法としては、例えば、ポリマー両末端に反応性のある官能基を導入する方法がある。具体的には、ビニルポリマー部位を作製する際に、ポリマー両末端にカルボン酸メチルを付与できるような開始剤を用いる。その導入官能基を反応基点とし、触媒存在下ポリエステル部位を作製する。または、ポリエステル部位を作製後、ポリマー末端にブロモのような反応性のあるものを導入する。その後、導入基を起点とし、ビニルポリマー部位を作製する。さらに、ビニルポリマー部位を作成する際に、加圧環境下で重合反応を進行させる方法も挙げられる。具体的には、以下の方法が挙げられる。ポリエステル部位に含有されるヒドロキシ基とビニルポリマー部位に含有される(メタ)アクリル酸エステルとのエステル交換反応。ポリエステル部位に含有されるヒドロキシ基とビニルポリマー部位に含有されるカルボキシ基とのエステル化反応。ポリエステルに含有されるカルボキシ基とビニルポリマー部位に含有されるヒドロキシ基とのエステル化反応。水素引き抜き反応によりポリエステル部位中にラジカルを発生させ、ビニルモノマーを添加し、加圧環境下において、重合させるなどの方法が挙げられる。その際、加圧の程度としては0.20MPa以上0.45MPa以下が好ましい。
ブロックポリマーのビニルポリマー部位を製造する際に用いるビニル系モノマーとしては、公知の単官能性重合性モノマー或いは多官能性重合性モノマーを使用することが可能である。単官能性重合性モノマーとしては、スチレン、アクリル系重合性モノマー;アクリル系重合性モノマーをメタクリレートに変えたメタクリル系重合性モノマーが挙げられる。
ブロックポリマーを製造する際に上記した重合性モノマーを重合するために用いられる重合開始剤としては、油溶性開始剤及び/又は水溶性開始剤が適宜用いることが可能である。例えば、油溶性開始剤としては、アゾ化合物や過酸化物が挙げられる。特に、好ましくは、過酸化物であり、ポリエステル樹脂を水素引き抜き反応によりビニル変性させる場合は、10時間半減期温度は70℃以上170℃以下が好ましく、75℃以上130℃以下のものを用いると、適度な反応性を持つためより好ましい。
スチレンアクリル樹脂Aに対する結晶性ポリエステル樹脂Cの含有量が、2.0質量%以上40.0質量%以下であると好ましい。より好ましくは、3.0質量%以上25.0質量%以下である。2.0質量%以上40.0質量%以下であると、低温定着性がより良好となり、オフセットが発生しにくくなる。
本発明のトナーにおいて、重合体Bの溶解度パラメータ(SP値)をD((cal/cm1/2)、結晶性ポリエステル樹脂CのSP値をE((cal/cm1/2)としたときのDとEの差の絶対値が、0.10以上1.00以下であることが好ましい。これは、DとEの差の絶対値が0.10以上1.00以下であると、SP値の差が小さく、結晶性ポリエステル樹脂Cと重合体Bの親和性が高く、定着時の相溶効果が大きい。それによって、定着性が良好となる。
さらに、結晶性ポリエステル系樹脂CのSP値Dが、9.40以上9.85以下であることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂は、SP値が高いほど親水性が高いことを示すことになる。したがって、結晶性ポリエステル樹脂CのDが9.40以上9.85以下であると、親水性の程度が適度なものとなり、湿度の影響を適度に受けるため、帯電性の点で望ましい。特に、水系媒体中でトナー粒子を製造する場合は、トナー粒子中における結晶性ポリエステル樹脂Cの分布が最適化されるため、保存安定性、定着性、帯電性の点で望ましい。更に、部材への汚染も抑制されるため望ましい。SP値を9.40以上9.85以下にするためには、ポリエステル部位のジオール成分とジカルボン酸成分の種類、配合比、あるいは、ポリエステル部位とビニルポリマー部位の質量比、ビニルモノマーの種類を調整することで制御することができる。
<SP値の計算方法>
本発明におけるSP値は、Fedorsの式(3)を用いて求めた。ここでのΔei,及びΔviの値は著「コーティングの基礎科学」54〜57頁、1986年(槇書店)の表3〜9による原子および原子団の蒸発エネルギーとモル体積(25℃)」を参照にした。
δi=[Ev/V]1/2=[Δei/Δvi]1/2 式(3)
Ev:蒸発エネルギー
V:モル体積
Δei:i成分の原子または原子団の蒸発エネルギー
Δvi:i成分の原子または原子団のモル体積
例えば、ヘキサンジオールは、原子団(−OH)×2+(−CH2)×6から構成され、計算SP値は下記式で求められる。
δi=[Δei/Δvi]1/2=[{(5220)×2+(1180)×6}/{(13)×2+(16.1)×6}]1/2
SP値(δi)は11.95となる。
本発明のブロックポリマーは、ブロックポリマーの式(2)で示されるポリエステル部位と、ビニルポリマー部位の質量基準の比率が40/60以上80/20以下であることが好ましい。この範囲であると、定着性が良好となる。
本発明のブロックポリマーの重量平均分子量(Mw)は15000以上45000以下であることが好ましい。この範囲であると、低温定着性と保管安定性が良好となる。
(スチレンアクリル樹脂A)
スチレンアクリル樹脂Aは、全モノマーに由来するユニットを基準として、スチレンモノマーに由来するユニットを60質量%以上含有する。スチレンアクリル樹脂Aのスチレンモノマーユニットの割合の算出は前述の通り、H−NMR、13C−NMRを用いて算出する。
スチレンアクリル樹脂Aは、スチレンアクリル樹脂A及び結晶性ポリエステル樹脂Cの合計質量に対して、50質量%以上であると望ましい。
スチレンアクリル樹脂Aとしては公知の樹脂を用いることができる。具体的には、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体が挙げられる。
また、懸濁重合法を用いてトナー粒子を得る場合は、重合性単量体としてスチレンと(メタ)アクリル酸を懸濁重合の反応中に共重合させることで、スチレンアクリル樹脂Aを作製しても構わない。
使用可能な重合性単量体としては具体的には次に例示される通りである。スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン,p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレンの如きスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、n−ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2−ベンゾイルオキシエチルアクリレートの如きアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチメタクリレート、tert−ブチルメタクリレート、n−アミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、n−ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートの如きメタクリル系重合性単量体。
スチレンアクリル樹脂Aおよび重合体Bに用いる重合性単量体を共重合させて作製する場合、用いることのできる重合開始剤としては、過酸化物系重合開始剤、アゾ系重合開始剤など様々なものが使用できる。使用できる過酸化物系重合開始剤としては、有機系としては、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタール、ケトンパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアシルパーオキサイドが挙げられる。無機系としては、過硫酸塩、過酸化水素などが挙げられる。具体的には、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ヘキシルパーオキシアセテート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキシルモノカーボネートなどのパーオキシエステル;ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;ジイソプロピルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート;1,1−ジ−t−ヘキシルパーオキシシクロヘキサンなどのパーオキシケタール;ジ−t−ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド;その他としてt−ブチルパーオキシアリルモノカーボネート等が挙げられる。また、使用できるアゾ系重合開始剤としては、2,2’−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等が例示される。
なお、必要に応じてこれら重合開始剤を2種以上同時に用いることもできる。この際使用される重合開始剤の使用量は、重合性単量体100.0質量部に対し0.1質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。また、その重合法としては、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、分散重合、沈殿重合、塊状重合等いずれの方法を用いることも可能であり、特に限定するものではない。
<重合体Bの構造bの含有量の測定>
重合体B中の式(1)で示される構造bの含有量(μmol/g)は、水酸基価を定量し、重合体が有する構造bに由来する水酸基(ヒドロキシ基)の量をもとに重合体中の構造bの含有量(μmol/g)を算出する。
なお、重合体Bが構造b以外の部位に水酸基を有している場合は、重合体を作製する際に構造bを付加反応させる直前の化合物(例えばポリエステル樹脂)の水酸基価をあらかじめ測定しておく。構造(b)の付加量は、付加反応後の重合体の水酸基価との差で算出することができる。
水酸基価とは,試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。本発明における水酸基価はJIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
特級無水酢酸25.0gをメスフラスコ100mLに入れ、ピリジンを加えて全量を100mLにし、十分に振りまぜてアセチル化試薬を得る。得られたアセチル化試薬は、湿気、炭酸ガス等に触れないように、褐色びんにて保存する。
1.0mol/L水酸化カリウムエチルアルコール溶液(キシダ化学社製)を用いて滴定を行う。水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクターは、電位差滴定装置(京都電子株式会社製 電位差滴定測定装置AT−510)を用いて求めることができる。1.0mol/L塩酸100mLを250mLトールビーカーに取り、水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウムエチルアルコール溶液の量から求める。1.0mol/L塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。
下記に水酸基価測定の際の測定条件を示す。
滴定装置:電位差滴定装置AT−510(京都電子工業株式会社製)
電極:複合ガラス電極ダブルジャンクション型(京都電子工業株式会社製)
滴定装置用制御ソフトウエア:AT−WIN
滴定解析ソフト:Tview
滴定時における滴定パラメーター並びに制御パラメーターは下記のように行う。
滴定パラメーター
滴定モード:ブランク滴定
滴定様式:全量滴定
最大滴定量:80mL
滴定前の待ち時間:30秒
滴定方向:自動
制御パラメーター
終点判断電位:30dE
終点判断電位値:50dE/dmL
終点検出判断:設定しない
制御速度モード:標準
ゲイン:1
データ採取電位:4mV
データ採取滴定量:0.5mL
本試験;
粉砕した重合体Bの測定サンプル2.00gを200mL丸底フラスコに精秤し、これに前記アセチル化試薬5.00mLを、ホールピペットを用いて正確に加える。この際、試料がアセチル化試薬に溶解しにくいときは、特級トルエンを少量加えて溶解する。
フラスコの口に小さな漏斗をのせ、97℃のグリセリン浴中にフラスコ底部1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首の温度が浴の熱を受けて上昇するのを防ぐため、丸い穴をあけた厚紙をフラスコの首の付根にかぶせることが好ましい。1時間後、グリセリン浴からフラスコを取り出して放冷する。放冷後、漏斗から水1.00mLを加えて振り動かして無水酢酸を加水分解する。さらに完全に加水分解するため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱する。放冷後、エチルアルコール5.00mLで漏斗およびフラスコの壁を洗う。得られたサンプルを250mLのトールビーカーに移し、トルエン/エタノール(3:1)の混合溶液100mLを加え、1時間かけて溶解する。前記電位差滴定装置を用い、水酸化カリウムエチルアルコール溶液を用いて滴定する。
空試験;
重合体Bの測定サンプル試料を用いない以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
得られた結果を下記式に代入して、水酸基価を算出する。
A=[{(B−C)×28.05×f}/S]+D
ここで、Aは水酸基価(mgKOH/g)、Bは空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、Cは本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、fは水酸化カリウム溶液のファクター、Sは重合体Bの測定サンプル試料(g)、Dは重合体Bの酸価(mgKOH/g)を示す。
<重合体B及び結晶性ポリエステル樹脂Cの酸価の測定>
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。本発明における酸価は、JIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
0.1モル/L水酸化カリウムエチルアルコール溶液(キシダ化学社製)を用いて滴定を行う。水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクターは、電位差滴定装置(電位差滴定測定装置AT−510)を用いて求めることができる。0.100モル/L塩酸100mLを250mLトールビーカーに取り、水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウムエチルアルコール溶液の量から求める。0.100モル/L塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。
下記に酸価測定の際の測定条件を示す。
滴定装置:電位差滴定装置AT−510(京都電子工業株式会社製)
電極:複合ガラス電極ダブルジャンクション型(京都電子工業株式会社製)
滴定装置用制御ソフトウエア:AT−WIN
滴定解析ソフト:Tview
滴定時における滴定パラメーター並びに制御パラメーターは下記のように行う。
滴定パラメーター
滴定モード:ブランク滴定
滴定様式:全量滴定
最大滴定量:20mL
滴定前の待ち時間:30秒
滴定方向:自動
制御パラメーラー
終点判断電位:30dE
終点判断電位値:50dE/dmL
終点検出判断:設定しない
制御速度モード:標準
ゲイン:1
データ採取電位:4mV
データ採取滴定量:0.1mL
本試験;
試料サンプル(重合体Bまたは結晶性ポリエステル樹脂C)0.100gを250mLのトールビーカーに精秤し、トルエン/エタノール(3:1)の混合溶液150mLを加え、1時間かけて溶解する。前記電位差滴定装置を用い、水酸化カリウムエチルアルコール溶液を用いて滴定する。
空試験;
重合体Bまたは結晶性ポリエステル樹脂Cの試料サンプルを用いない(すなわちトルエン/エタノール(3:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
ここで、Aは酸価(mgKOH/g)、Bは空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、Cは本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、fは水酸化カリウム溶液のファクター、Sは試料サンプル(g)を示す。
<重合体B、スチレンアクリル樹脂A及び結晶性ポリエステル樹脂Cの構造分析>
重合体B、スチレンアクリル樹脂A及び結晶性ポリエステル樹脂Cの各重合性単量体の構造決定は、核磁気共鳴装置(H−NMR、13C−NMR)並びにFT−IRスペクトルを用いて行うことができる。以下に用いる装置について記す。各樹脂サンプルはトナー中から分取することで採取し、分析しても良い。
(i)H−NMR、13C−NMR
日本電子製FT−NMR JNM−EX400(使用溶媒 重クロロホルム)
(ii)FT−IRスペクトル
Thermo Fisher Scientific Inc.製 AVATAR360FT−IR
<結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量、数平均分子量>
結晶性ポリエステル0.03gをo−ジクロロベンゼン10mlに分散して溶解後、135℃において24時間振とう機で振とうを行い、0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用い、下記の条件にて分析を行う。
[分析条件]
分離カラム:Shodex (TSK GMHHR−H HT20)×2
カラム温度:135℃
移動相溶媒:o−ジクロロベンゼン
移動相流速:1.0ml/min.
試料濃度 :0.3%
注入量 :300μl
検出器 :示差屈折率検出器 Shodex RI−71
また、試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(東ソー社製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500)により作成した分子量校正曲線を使用する。
<結晶性ポリエステル樹脂C中のビニルポリマー部位の重量平均分子量>
結晶性ポリエステル樹脂C中のビニルポリマー部位の分子量の測定は、結晶性ポリエステル樹脂Cのポリエステル部位を過水分解させて測定を行う。具体的な方法は、結晶性ポリエステル樹脂C30mgにジオキサン5ml、10質量%の水酸化カリウム水溶液1mlを加え、温度70℃で6時間振とうさせてポリエステル部位を加水分解させる。その後、溶液を乾燥させて、ビニルポリマー部位の分子量の測定用の試料を作成する。
測定用試料0.03gをo−ジクロロベンゼン10mlに分散して溶解後、135℃において24時間振とう機で振とうし、0.2μmフィルターで濾過し、その濾液を試料として用い、下記の条件にて分析を行う。
[分析条件]
分離カラム:Shodex (TSK GMHHR−H HT20)×2
カラム温度:135℃
移動相溶媒:o−ジクロロベンゼン
移動相流速:1.0ml/min.
試料濃度 :0.3%
注入量 :300μl
検出器 :示差屈折率検出器 Shodex RI−71
また、試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(東ソー社製TSK スタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500)により作成した分子量校正曲線を使用する。
<結晶性ポリエステル樹脂のポリエステル部位とビニルポリマー部位の比率の測定>
結晶性ポリエステル樹脂のポリエステル部位とビニルポリマー部位の質量比率は核磁気共鳴分光分析(1H−NMR)[400MHz、CDC13、室温(25℃)]を用いて行う。得られたスペクトルの積分値からポリエステル部位とビニルポリマー部位の質量比(を算出する。
測定装置:FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数:64回
<結晶性ポリエステル樹脂Cの融点Tm>
結晶性ポリエステル樹脂Cの融点(Tm)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、結晶性ポリエステル樹脂Cを5mg精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。なお、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温速度10℃/minで冷却し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを、結晶性ポリエステル樹脂CのDSC測定における融点(Tm)とする。
本発明のトナーには、さらにワックスを含有してもよい。その場合、ワックスの少なくとも1つは、融点(温度20乃至200℃の範囲におけるDSC吸熱曲線の最大吸熱ピークに対応する温度)が30℃以上120℃以下であることが好ましく、60℃以上100℃以下であることがより好ましい。また、室温で固体のワックスであることが好ましく、特に、融点が60℃以上100℃以下の固体ワックスがトナーの耐ブロッキング性、多数枚耐久性、低温定着性及び耐オフセット性の点から好ましい。
ワックスとしては、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及びフィッシャートロプシュワックスの如きポリメチレンワックス、アミドワックス、ペトロラタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、カルナバワックス及びキャンデリラワックス等の天然ワックス及びそれらの誘導体、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物ワックス、動物ワックス、高級脂肪酸、長鎖アルコール、エステルワックス、ケトンワックス及びこれらのグラフト化合物、ブロック化合物の如き誘導体など公知のワックスを用いることが可能である。これらは単独又は併せて用いることができる。
トナー中のワックスの含有量は、結着樹脂(スチレンアクリル樹脂A、結晶性ポリエステル樹脂Cの合計)100質量部に対して、3質量部以上30質量部以下が好ましく、4質量部以上15質量部以下がより好ましい。ワックスの含有量がこの範囲であるとオフセット防止効果が低くならず、耐ブロッキング効果が低下せず、耐オフセット効果にも悪影響を与え難い。
本発明のトナーには、公知の荷電制御剤を使用することができる。荷電制御剤の含有量は、結着樹脂(スチレンアクリル樹脂A、結晶性ポリエステル樹脂Cの合計)100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下であることが好ましく、0.5質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
本発明のトナーは、着色剤として顔料を含有する。シアン系着色剤に用いられる顔料としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、並びに、塩基染料レーキ化合物が利用できる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー15、15:1、15:2、15:3及び15:4。
マゼンタ系着色剤に用いられる顔料としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物及びペリレン化合物が利用できる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.ピグメントレッド31、122、150及び269。
イエロー系着色剤に用いられる顔料としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物及びアリルアミド化合物が利用できる。具体的には、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー74、93、120、151、155、180及び185。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、並びに、上記イエロー系、マゼンタ系及びシアン系着色剤を用い黒色に調色されたものが利用できる。
これら顔料の添加量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
トナー粒子には、トナーへの各種特性を付与するために外添剤を添加してもよい。トナーの流動性を向上させるための外添剤としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、および、それらの複酸化物微粒子のような無機微粒子が挙げられる。
シリカ微粒子としては、ケイ素ハロゲン化物の蒸気相酸化により生成された乾式シリカまたはヒュームドシリカ、および、水ガラスから製造される湿式シリカ、ゾル−ゲル法により製造されるゾルゲルシリカが挙げられる。また、乾式シリカは、製造工程において、塩化アルミニウム、塩化チタン他のような金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによって、シリカと他の金属酸化物の複合微粒子であってもよい。
無機微粒子は、その表面を処理剤で疎水化処理することによって、トナーの摩擦帯電量の調整、環境安定性の向上、および、高温高湿下での流動性の向上を達成することができるので、疎水化処理された無機微粒子を用いることが好ましい。
無機微粒子を疎水化処理するための処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、および、有機チタン化合物が挙げられる。その中でもシリコーンオイルが好ましい。これらの処理剤は単独で用いても、または併用してもよい。
外添剤の添加量は、外添剤を処理する前のトナー粒子100.0質量部に対して0.5質量部以上5.0質量部以下であることが好ましく、より好ましくは1.0質量部以上2.5質量部以下である。
トナーの重量平均粒径(D4)としては4.0μm以上12.0μm以下であると好ましく、4.0μm以上9.0μm以下であるとより好ましい。
<トナーの重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)>
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行う前に、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。前記専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下までに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを2mL添加する。(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)、体積基準メジアン径、個数基準メジアン径を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、「中位径」が体積基準メジアン径(Dv50)である。また、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)であり、「中位径」が個数基準メジアン径(Dn50)である。
<トナーのガラス転移温度(Tg)>
トナーのガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。具体的には、トナー5mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲20℃から140℃の間で、下記の設定でモジュレーション測定を行う。
昇温速度1℃/min
振幅温度幅±0.318℃/min
この昇温過程で、温度20℃から140℃の範囲において比熱変化が得られる。トナーのガラス転移温度Tgは、可逆比熱変化曲線の比熱変化が出る前と出た後の、ベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点とする。また、比熱変化曲線における最大吸熱ピーク温度はトナーに含まれる結晶性材料の融点である。結晶性ポリエステル系樹脂(C)の吸熱ピークを特定するには、分取GPC等を用いてトナーから結晶性ポリエステル系樹脂(C)を分離すればよい。
次に、本発明のトナーの製造方法について説明する。本発明のトナーを製造する方法としては、粉砕法、懸濁重合法、分散重合法、溶解懸濁法、乳化凝集法トナーを得る方法が挙げられる。特に、製造工程が単純であり、容易に目的のトナーを得られることから、懸濁重合法によるトナーの製造が好ましい。また、粉砕法と比較した場合、ワックスのトナー表面への露出が抑制されるため、画像品質に優れたトナーが得られるため好ましい。
懸濁重合法によるトナーの製造方法は、例えば、以下のようである。上述したスチレンアクリル樹脂Aを生成する重合性単量体、結晶性ポリエステル樹脂C、重合体B、および、必要に応じて、着色剤、ワックス、その他の添加物を、ホモジナイザー、ボールミル、超音波分散機のような分散機に依って均一に溶解または分散させる。これに重合開始剤を溶解し、重合性単量体組成物を調製する。次に、重合性単量体組成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁して重合を行なうことによってトナー粒子は製造される。
重合開始剤は、重合性単量体中に他の添加剤を添加するときに同時に加えてもよいし、水系媒体中に懸濁する直前に混合してもよい。また、造粒直後、重合反応を開始する前に重合性単量体あるいは溶媒に溶解した重合開始剤を加えてもよい。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。なお、実施例中及び比較例中の部および%は特に断りがない場合、全て質量基準である。
<重合性単量体M−1の製造例>
表1に記載の重合性単量体(M−1)は以下のようにして得た。
2,5−ジヒドロキシ安息香酸100.0gをメタノール2Lに溶解させ、炭酸カリウム88.3gを加えて67℃に加熱する。この溶解液に4−(クロロメチル)スチレン102.0gを22分間かけて滴下し、67℃にて12時間反応させる。得られる反応液を冷却し、メタノールを減圧留去し、ヘキサンで洗浄する。残渣をメタノールに溶解させ水に滴下し、再沈澱し、析出物をろ過する。この再沈澱操作を2回繰り返し、残渣を80℃で乾燥し、表1に記載の重合性単量体M−1を得た。
<重合性単量体M−3の製造例>
2,5−ジヒドロキシ安息香酸100.0gと80%硫酸1441.0gとを50℃に加熱しながら混合し、この混合液にtert−ブチルアルコール144.0gを加えて50℃で30分間撹拌する。次に、混合液にtert−ブチルアルコール144.0gを加え50℃で30分間撹拌する操作を3回行う。反応液を室温まで冷却してから、氷水1.0kgに徐々に注ぎ、析出物を濾過する。析出物を水洗し、更にヘキサンにより洗浄する。ここで得られる析出物をメタノール200mLに溶解し、水3.6Lを用いて再沈殿させる。濾過後、80℃にて乾燥することで下記式(10)に示すサリチル酸中間体74.9g得る。
Figure 2016212160
上記式(10)で示されるサリチル酸中間体 25.0gをメタノール150mLに溶解させる。この溶解液に炭酸カリウム36.9gを加えて65℃に加熱する。4−(クロロメチル)スチレン18.7gとメタノール100mLとを混合溶解させた溶解液を作製し、これをサリチル酸中間体が入った溶解液に滴下し、65℃にて3時間反応させる。得られる反応液を冷却してから、濾過し、濾液中のメタノールを減圧留去して析出物を得る。析出物をpH=2の水1.5Lに分散させ、酢酸エチルを加えて抽出する。その後、水洗してから、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下、酢酸エチルを留去することにより析出物を得る。析出物をヘキサン洗浄してから、トルエン/酢酸エチルにて再結晶し、表1に示す重合性単量体M−3を20.1g得る。
<重合性単量体M−2、M−4〜7の合成例>
2,5−ジヒドロキシ安息香酸や4−(クロロメチル)スチレンを、適宜変更すること以外は、単量体M−3の合成(工程2)と同じ方法で、表1に記載の重合性単量体M−2、M−4〜7を得た。
<重合性単量体M−8の合成例>
表1に記載の重合性単量体M−8は、特開昭63−270060号公報、Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition 18,2755(1980)に記載の方法を用いて製造する。
<重合性単量体M−9の合成例>
表1に記載の単量体M−9は、特開昭62−187429号公報に記載の方法を用いて製造する。
<重合体B−1の製造例>
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にトルエン60.0部を仕込み、窒素気流下で還流する。
次に、以下の重合性単量体及び溶媒を混合し、単量体混合液を調製する。
・重合性単量体M−3 20.0部
・スチレン 80.0部
・トルエン 60.0部
この重合性単量体混合液に、さらに重合開始剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(75%炭化水素系溶媒希釈品)を6.6部混合し、前記反応容器に30分間かけて滴下する。60℃で8時間撹拌し、室温まで冷却する。得られる重合体含有組成物をメタノール1400.0部、アセトン10.0部の混合溶液に、撹拌下、10分間で滴下し、重合体組成物を沈殿・晶析させる。得られる重合体組成物をろ過し、メタノール200.0部で2回洗浄する。得られる重合体粉末を減圧下、60℃で10時間乾燥し、重合体B−1を得る。重合体B−1の組成比並びに分子量について表2に示す。
<重合体B−2〜13の製造例>
モノマー組成、混合比、重合開始剤のt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートの部数を、表2に記載の通りに変更すること以外は重合体B−1の製造例と同様の方法で、重合体B−2〜13を得た。重合体B−2〜13の組成比並びに分子量について表2に示す。
Figure 2016212160
<結晶性ポリエステル樹脂Cの製造例>
(結晶性ポリエステル樹脂1の製造例)
攪拌機、温度計、窒素導入管、脱水管、及び減圧装置を備えた反応容器に、セバシン酸100.0部及び、1,10−デカンジオール93.5部を添加して攪拌しながら温度130℃まで加熱した。エステル化触媒としてチタン(IV)イソプロポキシド0.7部を加えた後、温度160℃に昇温し、5時間かけて縮重合する。その後、温度180℃に昇温し、減圧させながら所望の分子量となるまで反応させてポリエステル(1)を得た。ポリエステル(1)の重量平均分子量(Mw)は19000、融点(Tm)は83℃であった。
次いで、攪拌機、温度計、及び窒素導入管を備えた反応容器にポリエステル(1)100.0部、脱水クロロホルム440.0部を添加して完全に溶解させた後、トリエチルアミン5.0部を加え、氷冷させながら、2−ブロモイソブチリルブロミド15.0部を徐々に加えた。その後、室温(25℃)で一昼夜攪拌した。
メタノール550.0部を入れた容器に、上記樹脂溶解液を徐々に滴下して樹脂分を再沈殿させた後、ろ過、精製、乾燥させてポリエステル(2)を得た。
次いで、攪拌機、温度計、及び窒素導入管を備えた反応容器に上記で得られたポリエステル(2)100.0部、スチレン300.0部、臭化銅(I)3.5部、及びペンタメチルジエチレントリアミン8.5部を添加して攪拌しながら、温度110℃で重合反応を行った。所望の分子量となったところで反応を停止して、メタノール250.0部で再沈殿、ろ過、精製し、未反応のスチレン及び触媒を除去した。その後、50℃に設定した真空乾燥機で乾燥してポリエステル部位とビニルポリマー部位を有する結晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂1の組成を表3、物性を表6に示す。
(結晶性ポリエステル樹脂4、9、11、14)
結晶性ポリエステル樹脂1を表3に示すような原料及び製造条件に変更すること以外は結晶性ポリエステル樹脂1の製造方法と同様にして結晶性ポリエステル樹脂4、9、11、14を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂4、9、11、14の物性を表6に示す。
(結晶性ポリエステル樹脂2の製造例)
攪拌機、温度計、窒素導入管、脱水管、及び減圧装置を備えた反応容器に、セバシン酸100.0部、及び1,12−ドデカンジオール93.5部を添加して攪拌しながら温度130℃まで加熱した。チタン(IV)イソプロポキシド0.7部を加えた後、160℃に昇温し5時間かけて縮重合した。スチレン100.0部を1時間かけて滴下した。160℃に保持したまま1時間攪拌を続けた後、8.3kPaにて1時間スチレン樹脂成分の単量体の除去を行った。その後、210℃に昇温し、所望の分子量になるまで反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂2を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂2の組成を表4、物性を表6に示す。
(結晶性ポリエステル樹脂6、10、12、15、16、20)
結晶性ポリエステル樹脂2を表4に示すような原料及び製造条件に変更すること以外は結晶性ポリエステル樹脂2の製造方法と同様にして結晶性ポリエステル樹脂6、10、12、15、16、20を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂6、10、12、15、16、20の物性を表6に示す。
(結晶性ポリエステル樹脂3の製造例)
攪拌機、温度計、流出用冷却機を備えた反応装置にセバシン酸100.0部と、1,9−ノナンジオール100.0部、テトラブチルチタネート0.3部を入れ、180℃で6時間反応を行った。その後、200℃に昇温すると共に系内を徐々に減圧し、減圧下にて5時間反応し、結晶性ポリエステル樹脂3を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂3の組成を表5、物性を表6に示す。
(結晶性ポリエステル樹脂7、8、13、17、18、19)
結晶性ポリエステル樹脂3を表5に示すような原料及び製造条件に変更すること以外は結晶性ポリエステル樹脂3の製造方法と同様にして結晶性ポリエステル樹脂7、8、13、17、18、19を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂7、8、13、17、18、19の物性を表6に示す。
(結晶性ポリエステル樹脂5の製造例)
攪拌機、温度計、窒素導入管、及び減圧装置を備えた反応容器に、キシレン100.0質量部を窒素置換しながら加熱し、液温140℃で還流させた。該溶液へスチレン100.0質量部、Dimethyl 2,2‘−azobis(2−methylpropionate)6.0質量部を混合したものを3時間かけて滴下し、滴下終了後、溶液を3時間攪拌した。その後、160℃、1hPaにて、キシレン及び残存スチレンを留去し、ビニルポリマー(1)を得た。
次いで、攪拌機、温度計、窒素導入管、脱水管、及び減圧装置を備えた反応容器に上記で得られたビニルポリマー(1)100.0質量部、有機溶媒としてキシレン80.0質量部、1,6−ヘキサンジオール83.0質量部にエステル化触媒としてチタン(IV)イソプロポキシド0.4質量部を加えて、窒素雰囲気下、150℃で4時間反応させた。その後、1,12−ドデカン二酸100.0質量部を加えて150℃で3時間、180℃で4時間反応させた。その後、さらに180℃、1hPaで所望のMwとなるまで反応させて結晶性ポリエステル樹脂5を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂5の組成を表3、物性を表6に示す。
Figure 2016212160
Figure 2016212160
Figure 2016212160
Figure 2016212160
<スチレンアクリル樹脂A−1の製造例>
プロピレングリコールモノメチルエーテル100.0部を窒素置換しながら加熱し液温120℃以上で還流させ、そこへ、スチレン225.0部、アクリル酸n−ブチル75.0部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート[有機過酸化物系重合開始剤、日油(株)製、商品名「パーブチルZ」]1.0部を混合したものを3時間かけて滴下した。滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温170℃まで昇温しながら常圧蒸留し、液温170℃到達後は1hPaで減圧下1時間蒸留して脱溶剤し、樹脂固形物を得た。該固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n−ヘキサンで再沈殿させて析出した固体を濾別することでスチレンアクリル樹脂A−1を得た。得られたスチレンアクリル樹脂A−1の物性を以下に示す。重量平均分子量(Mw)=25000、Mw/Mn=2.4、ガラス転移温度(Tg)=57℃。
<スチレンアクリル樹脂A−2の製造例>
プロピレングリコールモノメチルエーテル100.0部を窒素置換しながら加熱し液温120℃以上で還流させ、そこへ、スチレン156.0部、アクリル酸n−ブチル76.0部、アクリル酸15.0部、ヒドロキシエチルメタクリレート94.0部、及びtert−ブチルパーオキシベンゾエート[商品名「パーブチルZ」]1.3部を混合したものを3時間かけて滴下した。滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温170℃まで昇温しながら常圧蒸留し、液温170℃到達後は1hPaで減圧下1時間蒸留して脱溶剤し、樹脂固形物を得た。該固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n−ヘキサンで再沈殿させて析出した固体を濾別することでスチレンアクリル樹脂A−2を得た。得られたスチレンアクリル樹脂A−2の物性を以下に示す。重量平均分子量(Mw)=15000、Mw/Mn=2.4、酸価=24.0(mgKOH/g)、水酸基価=20.0(mgKOH/g)。
<非晶性ポリエステル樹脂1の製造>
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、撹拌装置を備えたオートクレープ中に以下の材料を混合し、窒素雰囲気下、常圧下220℃で25時間反応を行い、さらに10〜20mmHgの減圧下で1時間反応させた。
・テレフタル酸:45.0部
・イソフタル酸:3.0部
・トリメリット酸:0.5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:55.0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:64.0部
・ジブチル錫オキサイド:0.03部
その後、170℃に降温し、無水トリメリット酸を0.09部添加して、170℃で1.5時間反応させ、非晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた非晶性ポリエステル樹脂1の物性を以下に示す。重量平均分子量(Mw)=10000、Mw/Mn=3.3、酸価=10.0(mgKOH/g)、水酸基価=24.0(mgKOH/g)。
<疎水性シリカ1の製造>
シリカ(AEROSIL 200CF、日本アエロジル製)100.0部をヘキサメチルジシラザン10.0部で処理し、さらにジメチルシリコーンオイル20.0部で処理して疎水性シリカ1を得た。疎水性シリカ1の一次粒子径は12nm、疎水化度は97であった。
<疎水性酸化チタン1の製造>
酸化チタン(P25、日本アエロジル製)100.0部をトルエン中でγ―メルカプトプロピルトリメトキシシラン20.0部で処理し、濾過、乾燥して疎水性酸化チタン1を得た。疎水性酸化チタン1の一次粒子径は25nm、疎水化度は60であった。
(トナー製造例1)
イオン交換水1000.0部に、リン酸ナトリウム15.3部、及び、10%塩酸4.9部投入し、Nパージしながら65℃で60分保温した。T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12,000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水10.0部に8.5部の塩化カルシウムを溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。
次いで、アトライター(三井三池化工機株式会社製)に、以下の材料を混合し、直径1.7mmのジルコニア粒子を用いて220rpmで5時間分散させて、マスターバッチ分散液を得た。
スチレン 48.0部
銅フタロシアニン(C.I.Pigment Blue 15:3、大日精化工業(製))
6.8部
重合体B−3 1.0部
上記マスターバッチ分散液に、さらに以下の材料を加えた。
スチレン 32.0部
n−ブチルアクリレート 20.0部
結晶性ポリエステル樹脂1 10・0部
非晶性ポリエステル樹脂1 2.5部
パラフィンワックス(融点:78℃) 9.0部
これを69℃に保温し、T.K.ホモミクサーを用いて、500rpmにて均一に溶解、分散した。これに、重合開始剤t−ヘキシルパーオキシピバレート(日本油脂社製、商品名「パーヘキシルPV」、分子量:202、10時間半減期温度:53.2℃)2.5部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
上記水系媒体中に上記重合性単量体組成物を投入し、65℃、Nパージ下で、T.K.ホモミクサーにて10,000rpmで5分間攪拌し、pH5.5で造粒した。その後、パドル攪拌翼で攪拌しつつ65℃で6時間反応させ、90℃に昇温してさらに6時間反応させた。重合反応終了後、反応容器を冷却した。その後、イオン交換水で洗浄し、乾燥及び風力分級してトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100.0部に、疎水性酸化チタン1を0.3部加え、三井ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で混合した。次に疎水性シリカ1を1.5部加え、三井ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で混合し、外添剤を有するトナー1を得た。得られたトナー1のDSC測定において、結晶性ポリエステルCに由来する吸熱ピークが観察された。得られた物性等を表8に示す。得られたトナーの示差走査熱量測定において、結晶性ポリエステルCに由来する吸熱ピークを有していることが認められた。
(トナー製造例2〜32)
表7に記載される通りに各原料の種類及び含有量を変更させた以外はトナー製造例1と同様にして、外添剤を有するトナー2〜32を製造した。得られたトナー2〜32の物性等を表8に示す。
(トナー製造例33)
以下の材料を容器中で予備混合した後に、それを20℃以下に保ったまま、ビーズミルで4時間分散処理し、トナー組成物混合液を作製した。
スチレンアクリル樹脂A−2 100.0部
重合体B−1 1.0部
結晶性ポリエステル樹脂1 10.0部
銅フタロシアニン(C.I.Pigment Blue 15:3)5.0部
パラフィンワックス(融点:78℃) 8.0部
非晶性ポリエステル樹脂1 5.0部
酢酸エチル 100.0部
イオン交換水240.0部に0.1mol/LのNaPO水溶液78部を加え、60℃に加温し、エム・テクニック(株)製の精密分散・乳化機(商品名:クレアミックス)を用いて回転数14000rpmの条件で撹拌した。これに1.0mol/L−CaCl水溶液12.0部を添加し、Ca(POを含む分散媒体(水系媒体)を得た。さらに、カルボキシメチルセルロース(商品名:セロゲンBS−H、第一工業製薬(株)製)1.0質量部を添加し、10分間撹拌した。
上記精密分散・乳化機の容器中で調製した上記分散媒体の温度を30℃に調整し、撹拌している中に、温度を30℃に調整した上記トナー組成物混合液180部を加え、1分間撹拌した後、停止して、トナー組成物分散懸濁液を得た。得られたトナー組成物分散懸濁液を撹拌しながら、温度を40℃で一定に保ち、排気装置により懸濁液面上の気相を強制更新して、17時間そのままに保ち、溶媒を除去した。室温まで冷却させた後、塩酸を加えてCa(POを溶解させ、濾過、水洗および乾燥を行ってトナー粒子を得た。後はトナー1の製造例と同様にして、外添剤を有するトナー33を得た。得られたトナー33の物性等を表8に示す。
(トナー製造例34〜35)
表7に記載される通りに各原料の種類及び含有量を変更させた以外はトナー製造例33と同様にして、外添剤を有するトナー34〜35を製造した。得られたトナー34〜35の物性等を表8に示す。
(トナー製造例36)
・スチレンアクリル樹脂分散液の製造
スチレン 78.0部
n−ブチルアクリレート 22.0部
重合体B−3 1.0部
ドデカンジオール 6.0部
四臭化炭素 1.0部
フラスコ中で非イオン性界面活性剤ノニポール4001.5部、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬株式会社製)2.5部をイオン交換水140.0部に溶解させた。
次に、上記材料を混合し、溶解させたものをフラスコ中で分散させ、乳化させて10分ゆっくりと混合しながら、これに過硫酸アンモニウム1.0部を溶解したイオン交換水10部を投入した。
次に、窒素置換を行いながら、フラスコをオイルバスで内容物が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより、中心径145nmの樹脂分散液を得た。
・結晶性ポリエステル樹脂分散液の製造
下記材料を混合し、80℃に加温し溶解させ、IKA社製のホモジナイザー(商品名:ウルトラタラックスT50)にて分散した。
結晶性ポリエステル樹脂1 100.0部
アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬株式会社製) 5.0部
イオン交換水 300.0部
その後、ゴーリンホモジナイザー(盟和商事製)で分散処理し、90℃、550kg/cmの条件で20回分散処理することで、中心径180nmの結晶性ポリエステル樹脂分散液を得た。
・顔料分散液の調製
下記材料を混合し、溶解させ、IKA社製のホモジナイザー(商品名:ウルトラタラックス)と超音波照射により分散処理し、中心粒径140nmの顔料分散液を得た。
銅フタロシアニン(C.I.PigmentBlue15:3:大日精化工業(株)製) 100.0部
アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬株式会社製) 10.0部
イオン交換水 400.0部
・ワックス分散液の調製
下記材料を混合し、97℃に加熱後、IKA製のホモジナイザー(ウルトラタラックスT50)にて分散した。
パラフィンワックス(融点:78℃) 100.0部
アニオン性界面活性剤ネオゲンSC(第一工業製薬株式会社製) 5.0部
イオン交換水 300.0部
その後、ゴーリンホモジナイザー(盟和商事製)で分散処理し、105℃、550kg/cmの条件で20回分散処理することで、中心径190nmの離型剤分散液を得た。
・トナー粒子の製造
樹脂分散液(樹脂粒子固形分25.0質量%) 400.0部
結晶性ポリエステル樹脂分散液(樹脂粒子固形分20.0質量%) 50.0部
顔料分散液(芳香族系化合物A含有率11.0質量%) 25.5部
ワックス分散液 30.0部
サニゾールB50(花王株式会社製) 2.0部
上記材料を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックスT50を用いて混合し、分散させた後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。さらに加熱用オイルバスの温度を上げて50℃で1時間保持した。その後、これにネオゲンSC(第一工業製薬株式会社製)3.0部を追加した。その後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら105℃まで加熱し、3時間保持した。冷却後、濾過し、イオン交換水で洗浄した後、乾燥させてトナー粒子を得た。
得られたトナー粒子を分級し、トナー1の製造例と同様にして外添剤を有するトナー36を得た。得られたトナー36の物性を表8に示す。
(トナー製造例37)
表7に記載される通りに各原料の種類及び含有量を変更させた以外はトナー製造例36と同様にして、外添剤を有するトナー36を製造した。得られたトナー37の物性等を表8に示す。
(トナー製造例38)
スチレンアクリル樹脂A−1 100.0部
カーボンブラック(Orion Engineerred Carbons社製、商品名「Printex35」) 7.0部
重合体B−3 1.0部
結晶性ポリエステル樹脂9 10.0部
合成ワックス(シューマン・サゾ−ル社製、サゾ−ルSPRAY30、融点:98℃)
3.0部
上記材料を三井ヘンシェルミキサで混合した。その後、125℃で二軸混練押出機によって溶融混練を行い、混練物を室温まで徐々に冷却後、カッターミルで粗粉砕、ジェット気流を用いた微粉砕機を用いて粉砕し、風力分級することで、ブラック着色粒子を作製した。
得られたブラック着色粒子100部に、疎水性酸化チタン1を0.3部加え、三井ヘンシェルミキサで混合した。さらに、疎水性シリカ1を1.5部加えてさらに三井ヘンシェルミキサで混合し、外添剤を有するトナー38を作製した。得られたトナー38の物性等を表8に示す。
(トナー製造例39、41,43)
表7に記載される通りに各原料の種類及び含有量を変更させた以外はトナー製造例1と同様にして、外添剤を有するトナー39、41、43を製造した。得られたトナーの物性等を表8に示す。
(トナー製造例40、42)
表7に記載される通りに各原料の種類及び含有量を変更させた以外はトナー製造例33と同様にして、外添剤を有するトナー40、42を製造した。得られたトナーの物性等を表8に示す。
Figure 2016212160
Figure 2016212160
(実施例1〜38)
上記トナー1〜38について、それぞれ評価機を用いて各種画像評価を行った。
各種画像評価の結果を表16に示す。
(比較例1〜5)
上記トナー39〜43について、それぞれ評価機を用いて各種画像評価を行った。
各種画像評価の結果を表16に示す。
各種画像評価は以下のようにして評価を行った。
(評価機)
実施例1〜38、比較例1〜5の評価機としては、以下のものを用いた。キヤノン(株)製のLBP−2710のプロセススピードを220mm/sに改造し、マゼンタカートリッジからトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した。その後、本発明のトナーを260g充填し、その他のシアン、イエロー及びブラックのカートリッジをトナーを抜いて各ステーションに挿入したものを用いた。
<カブリ>
カブリの測定は、画像形成装置として上述の評価機を用い、下記の環境下で印字率1%にて2枚印刷する度に1分休止する方式で繰り返し画像形成試験を行い、初期から13000枚印字後に各環境下において6日間放置した。
その後の1枚目の画像サンプルのカブリ量を東京電色社製のREFLECT METER MODELTC−6DSを使用して測定し、下記式より算出した。繰り返し画像形成試験に用いた記録材としてはA4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン社製、GF−C081A4)を用いた。
カブリ量(%)=(プリントアウト前の記録材の白色度)−(プリント後の記録材の非画像形成部(白地部)の白色度)
Figure 2016212160
<画像濃度>
初期画像濃度は、常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)で、上述の評価機を用い、紙上のトナーの載り量が0.38(mg/cm)にした全面ベタチャートを1枚印字し、各画像の画像濃度を測定した。画像サンプルの濃度については東京電色社製のREFLECT METER MODELTC−6DSを使用して濃度を測定した。記録材としてはA4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン社製、GF−C081A4)を用いた。
<定着性>
低温低湿環境下(L/L:温度15℃、湿度10%RH)で、上述の評価機を用い、評価機及びトナーを充填したカートリッジが環境になじんだ状態(該環境下に24時間放置後)から電源を入れた。ウェイトアップ直後に200μm幅の横線パターン(横幅200μm、間隔200μm)をプリントアウトし、50枚目のプリント画像を定着性の評価に用いた。定着性の評価は画像をシルボン紙で5往復100g荷重でこすり、画像のはがれを反射濃度の低下率(%)の平均で評価した。
評価には表面平滑度10〔sec〕以下のボンド紙を用いた。以下に評価基準を示す。ランクA,B,Cは、本発明の効果が得られているレベルとした。
Figure 2016212160
<耐オフセット性>
耐オフセット性は、常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)、高温高湿環境下(H/H:温度32.5℃,湿度80%RH)で、上述の評価機を用いて評価した。評価機及びトナーを充填したカートリッジが環境になじんだ状態(該環境下に24時間放置後)から電源を入れ、ウェイトアップ直後に全面ベタ画像を100枚プリントアウトし、その画像サンプルについて評価を行った。
評価にはOHPフィルム(CG3700、住友スリーエム株式会社製)を用いた。以下に評価基準を示す。
Figure 2016212160
<トナー層規制部材へのトナーの融着や固着>
トナー層規制部材へのトナーの融着や固着は常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)、高温高湿環境下(H/H:温度32.5℃,湿度80%RH)で、上述の評価機を用いて評価した。印字率1%にて2枚印刷する度に1分休止する方式で繰り返し画像形成試験を行い、初期から8000枚目の画像サンプルについて目視にて評価した。記録材として、A4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン社製、GF−C081A4)を用いた。以下に評価基準を示す。
Figure 2016212160
<潜像担持体へのフィルミング>
潜像担持体へのフィルミングは常温常湿環境下(N/N:温度23.5℃,湿度60%RH)、低温低湿環境下(L/L:温度15℃、湿度10%RH)で、上述の評価機を用い、印字率1%にて連続印字にて繰り返し画像形成試験を行った。初期から2000枚目の画像サンプルについて目視にて評価した。記録材として、A4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン社製、GF−C081A4)を用いた。以下に評価基準を示す。
Figure 2016212160
<ボタ落ち>
非高温高湿な環境下(SH/H:温度40℃,湿度95%RH)で、トナーを充填したカートリッジを2週間放置した後、上述の評価機を用い、印字率2%にて2枚印刷する度に1分休止する方式で繰り返し画像形成試験を行った。初期から1000枚目の画像サンプルについて目視にて評価した。記録材として、A4サイズの普通紙(キヤノンマーケティングジャパン社製、GF−C081A4)を用いた。以下に評価基準を示す。
Figure 2016212160
<トナーの保存安定性評価>
トナーの保存安定性評価は、10gのトナーを100mlのポリカップに量り取り、50℃の恒温層の中へ3日間放置した後、200メッシュ(目開き)の篩性により評価した。測定装置として、デジタル振動計(DEGITAL VIBLATIONMETERMODEL 1332 SHOWA SOKKI CORPORATION製)を有するパウダーテスター(細川ミクロン社製)を用いた。
測定法としては、セットした200メッシュふるい(目開き75μm)上に評価用のトナーのせ、デジタル振動計の変位の値を0.50mm(peak−to−peak)になるように調整し、30秒間振動を加えた。その後、各ふるい上に残ったトナーの凝集塊の状態から保存安定性を評価した。以下に評価基準を示す。
Figure 2016212160
Figure 2016212160

Claims (11)

  1. スチレンアクリル樹脂A、下記式(1)で示される構造bを有する重合体B、及び結晶性ポリエステル樹脂Cを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
    該スチレンアクリル樹脂Aは、該スチレンアクリル樹脂Aを構成する全モノマーに由来するユニットを基準として、スチレンモノマーに由来するユニットを60質量%以上含有し、
    該重合体Bの重量平均分子量(Mw)は、1000以上100000以下であり、
    該結晶性ポリエステル樹脂Cは、下記式(2)で示されるポリエステル部位を有し、
    該結晶性ポリエステル樹脂Cの融点は55℃以上95℃以下であり、
    該結晶性ポリエステル樹脂Cの重量平均分子量(Mw)は、8000以上45000以下であることを特徴とするトナー。
    Figure 2016212160

    (式(1)中、Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を示す。fは、0以上3以下の整数である。fが2又は3である場合、Rは同一であっても異なっていてもよい。*は重合体における結合部位である。)
    Figure 2016212160

    (式(2)中、m、nは、それぞれ独立に、4以上16以下の整数である。)
  2. 前記式(1)で示される構造bは、下記式(3)で示される構造である請求項1に記載のトナー。
    Figure 2016212160

    (式(3)中、Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシ基を示す。Rは、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシル基を示す。gは、1以上3以下の整数であり、hは0以上3以下の整数である。hが2又は3の場合、Rは同一であっても異なっていてもよい。*は重合体における結合部位である。)
  3. 前記重合体Bは、下記式(4)で示される部位を有する重合体である請求項1または2に記載のトナー。
    Figure 2016212160

    (式(4)中、Rは、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシル基を示す。Rは、水素原子、ヒドロキシ基、炭素数1以上18以下のアルキル基、又は、炭素数1以上18以下のアルコキシル基を示す。Rは、水素原子、又は、メチル基を示す。iは、1以上3以下の整数であり、jは、0以上3以下の整数である。jが2又は3である場合、Rは同一であっても異なっていてもよい。)
  4. 前記重合体Bに対する前記構造bの含有比率が、10μmol/g以上1500μmol/g以下である請求項1から3のいずれか一項に記載のトナー。
  5. 前記トナーに対する前記構造bの含有比率が、0.10μmol/g以上200.0μmol/g以下である請求項1から4のいずれか一項に記載のトナー。
  6. 前記スチレンアクリル樹脂Aに対する前記結晶性ポリエステル樹脂Cの含有量が、2.0質量%以上40.0質量%以下である請求項1から5のいずれか1項に記載のトナー。
  7. 前記結晶性ポリエステル樹脂CのSP値をD((cal/cm1/2)とし、
    前記重合体BのSP値をE((cal/cm1/2)としたとき、
    DとEの差の絶対値が0.10以上1.00以下である請求項1から6のいずれか1項に記載のトナー。
  8. 前記結晶性ポリエステル樹脂CのSP値Dが9.40以上9.85以下である請求項7に記載のトナー。
  9. 前記結晶性ポリエステルCが、前記式(2)で示されるポリエステル部位と、ビニルポリマー部位とを有するブロックポリマーであり、
    該ブロックポリマーの重量平均分子量(Mw)が15000以上45000以下であり、
    該ビニルポリマー部位の重量平均分子量(Mw)が4000以上15000以下である請求項1から8のいずれか1項に記載のトナー。
  10. 前記ブロックポリマーの前記式(2)で示されるポリエステル部位と、前記ビニルポリマー部位の質量基準の比率が40/60以上80/20以下である請求項9に記載のトナー。
  11. 前記結晶性ポリエステル樹脂Cのポリエステル部位が、下記式(7)で示されるユニットと、下記式(8)で示されるユニットを有する請求項1から8のいずれか1項に記載のトナー。
    Figure 2016212160

    (式(7)、(8)中、pは、4以上14以下の整数である。qは、4以上r未満の整数である。rは、q以上16以下の整数である。)
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