JP2017044980A - トナー - Google Patents

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【課題】 低温定着性に優れたトナーを提供すること。更には、保存性や現像性に優れたトナーを提供すること。【解決手段】 結着樹脂、着色剤、ワックスA、ワックスB、及びワックスCを含有するトナー粒子を有するトナーであって、該ワックスAのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)、該ワックスCのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)、該ワックスAの融点(℃)、該ワックスCの融点(℃)、該ワックスA、該ワックスB、及び該ワックスCの結晶化ピーク温度(℃)、該ワックスB存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)、該ワックスC存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)、該ワックスA存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)、該ワックスC存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)がそれぞれ特定の関係を満たすことを特徴とするトナー。【選択図】 なし

Description

本発明は、静電荷潜像を顕在化するトナーに関するものである。
近年、更なる高精細フルカラー画像を出力する手段が要望されている中、特に使用エネルギーを削減する付加価値(以下、省エネ性)を求める機運が高まっており、省エネ性がトナーの重要品質の一つとして認識されている。トナーの省エネ性を達成させ得る一手段として、如何に低い温度で定着させるかということが挙げられ、これに対してトナーの材料から様々なアプローチがされている。
その様な中で、トナー中の所謂ワックス成分に関する技術があり、トナーの低温定着化を達成させるための有効な手段となっている。
特許文献1ではトナー中にエステル化合物、及び低融点物質を含有させ、該エステル化合物と該低融点物質の融点の関係及びスチレン−アクリル樹脂への溶解度を規定することにより低温定着性に優れたトナーを提供する技術が開示されている。
また、特許文献2では、4〜6官能のエステル化合物と数平均分子量が1000以下である1官能又は2官能のエステル化合物を含有させて低温定着性に優れたトナーを提供する技術が開示されている。
しかし、写真画像やポスター画像のような画像上のトナー量がより多くなるような場合においては、定着画像上の一部が火膨れする“ブリスター”といわれる画像欠陥が発生してしまうことがある。上記技術を用いても、このブリスターを解決することは困難である。また同時に、トナー量がより多くなるような画像においても、省エネルギーを達成し得る低温定着性に優れたトナーが求められている。
特許5341888号公報 特開2010−145553号公報
低温定着性に優れ、ブリスターが抑制された画像を得ることができるトナーを提供すること。更には、保存性や現像性に優れたトナーを提供すること。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、以下のトナーにより解決することができることを見出した。
即ち、本発明は、
結着樹脂、着色剤、ワックスA、ワックスB、及びワックスCを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂は、スチレンアクリル樹脂を含有し、
該ワックスAのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)をS(A)、該ワックスCのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)をS(C)とし、該ワックスA、及び該ワックスCの融点(℃)を、それぞれTm(A)、Tm(C)としたとき、該Tm(A)およびTm(C)が、下記式(1)〜(3)の関係を満たし、
S(A)>S(C) (1)
S(C)≦5.0 (2)
Tm(A)<Tm(C) (3)
該ワックスA、該ワックスB、及び該ワックスCの結晶化ピーク温度(℃)をそれぞれTc(A)、Tc(B)、Tc(C)とし、
該ワックスB存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)をTc(A/B))、
該ワックスC存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)をTc(A/C)、
該ワックスA存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)をTc(B/A)、
該ワックスC存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)をTc(B/C)としたとき、
該Tc(A)、該Tc(B)、該Tc(C)、該Tc(A/B)、該Tc(A/C)、該Tc(B/A)および該Tc(B/C)が、下記式(4)および(5)の関係を満たすことを特徴とするトナーに関する。
|Tc(A)−Tc(A/C)|<|Tc(A)−Tc(A/B)| (4)
|Tc(B)−Tc(B/C)|<|Tc(B)−Tc(B/A)| (5)
本願発明のトナーにより、低温定着性に優れたトナーを提供することができる。更には、保存性や現像性に優れたトナーを提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のトナーは、結着樹脂、着色剤、ワックスA、ワックスB、及びワックスCを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂は、スチレンアクリル樹脂を含有し、
該ワックスAのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)をS(A)、該ワックスCのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)をS(C)とし、該ワックスA、及び該ワックスCの融点(℃)を、それぞれTm(A)、Tm(C)としたとき、該Tm(A)およびTm(C)が、下記式(1)〜(3)の関係を満たし、
S(A)>S(C) (1)
S(C)≦5.0 (2)
Tm(A)<Tm(C) (3)
該ワックスA、該ワックスB、及び該ワックスCの結晶化ピーク温度(℃)をそれぞれTc(A)、Tc(B)、Tc(C)とし、
該ワックスB存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)をTc(A/B))、
該ワックスC存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)をTc(A/C)、
該ワックスA存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)をTc(B/A)、
該ワックスC存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)をTc(B/C)としたとき、
該Tc(A)、該Tc(B)、該Tc(C)、該Tc(A/B)、該Tc(A/C)、該Tc(B/A)および該Tc(B/C)が、下記式(4)および(5)の関係を満たすことを特徴とする。
|Tc(A)−Tc(A/C)|<|Tc(A)−Tc(A/B)| (4)
|Tc(B)−Tc(B/C)|<|Tc(B)−Tc(B/A)| (5)
このようなトナーとすることによって、優れた低温定着性を得ることができる。
上記条件を満たす方法により本発明の効果が得られることについての詳細な理由は明確ではないが、本発明者らは次のように考えている。
前述のブリスター改良といった観点において、加熱定着時にワックスが速やかにトナー表面にブリードすることが必要であると考えられる。その為には、ワックスをトナーの加熱定着時に結着樹脂と相溶させないこと、更には共存しているワックスとも相溶させないことが重要であると考える。
そのような観点から、上記の構成を満たす本発明のトナーにおいては、トナーの加熱定着時におけるワックスCのブリード性が十分に高くなり、トナーの低温定着性が向上する。
S(A)>S(C)である場合は、トナーの加熱定着時にワックスAが結着樹脂に相溶しやすくなるため、ワックスCの結着樹脂への相溶を抑制することができる。従ってそのような場合には、ワックスCのトナーの加熱定着時におけるブリードが十分となりブリスターの発生が抑制される。
また、S(C)≦5.0である場合には、ワックスCの結着樹脂への相溶性が抑制されることになり、トナーの加熱定着時におけるブリードが十分となりブリスターが良化する。
また、Tm(A)<Tm(C)である場合には、ワックスCの溶融時において結着樹脂とワックスAが既に相溶しているので、ワックスCの結着樹脂との相溶が抑制される。従ってそのような場合には、ワックスCのトナーの加熱定着時におけるブリードが十分となりブリスターの発生が抑制される。
一方、|Tc(A)−Tc(A/C)|<|Tc(A)−Tc(A/B)|である場合には、ワックスAとワックスCの相溶が抑制され、ワックスCのトナー加熱定着時におけるブリードが十分となりブリスターの発生が抑制される。
また、|Tc(B)−Tc(B/C)|<|Tc(B)−Tc(B/A)|である場合には、である場合には、ワックスBとワックスCの相溶が抑制され、ワックスCのトナー加熱定着時におけるブリードが十分となりブリスターの発生が抑制される。
本発明のトナーにおいて、ワックスAは、1価あるいは2価のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、1価あるいは2価のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルであることが好ましい。
また、ワックスBは、炭化水素系ワックスであることが好ましい。
更に、ワックスCは、4価以上6価以下のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、4価以上6価以下のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルであることが好ましい。
各ワックスが、上記のようなワックスである場合に、トナーの加熱定着時におけるワックスCのブリード性が良化し、ブリスターの発生が抑制される。
更には、ワックスAは、2価のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、2価のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルであることがより好ましい。
また、ワックスCは、6価のアルコールと脂肪酸とのエステル、或いは、6価のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルであることがより好ましい。
また、本発明のトナーは、該トナーに含有される該ワックスA、該ワックスB、及び該ワックスCの該結着樹脂100質量部に対する含有量(質量部)をそれぞれD(A)、D(B)、D(C)としたときに、下記式(6)〜(8)を満たすことが好ましい。
5.0≦D(A)+D(B)+D(C)≦15.0 式(6)
D(A)>D(B) 式(7)
0.5≦(D(A)+D(B))/D(C)≦2.0 式(8)
ここで、式(6)を満たす場合には、トナーのワックス含有量が適量となり、トナーの加熱定着時におけるワックスのブリード性及びトナーの現像耐久性が良化傾向を示す。
また、式(4)、(5)を満たしつつ、式(7)を満たす場合には、ワックスCの結着樹脂への相溶が抑制される傾向にあり、トナーの加熱定着時におけるワックスCのブリード性が良化傾向となる。
更には、式(4)、(5)を満たしつつ、式(8)を満たす場合には、ワックスCのトナー加熱定着時における結着樹脂への相溶が抑制傾向となり、更にはワックスCのワックスA及びワックスBとの相溶が抑制傾向となる。その結果、ワックスCのトナー加熱定着時におけるブリード性が良化傾向となり、ブリスターの発生が抑制される。
また本発明のトナーは、トナー粒子が、結着樹脂、ワックスA、ワックスB、及びワックスCを含有するコアと非晶性樹脂を含有するシェルとを有するコアシェル構造のトナー粒子であることが好ましい。本発明のトナーを上記構造とすることにより、ワックスの内包化が強化され、トナーの保存性、現像耐久性が良化する。
また、本発明のトナーは、シェルを構成する非晶性樹脂が下記構造式(9)で示されるイソソルビドユニットを、非晶性樹脂を構成する全ユニットに対して、0.10個数%以上20.00個数%以下を含むポリエステル樹脂であることが好ましい。そして、トナー粒子は、非晶性樹脂を結着樹脂100.0質量部に対して1.0質量部以上20.0質量部以下含有することが好ましい。
非晶性樹脂を上記構成/含有量とすることにより、ブリスターの発生を抑制しつつ、保存性と現像耐久性とを更に改善することができる。それは、結着樹脂としてスチレンアクリル樹脂を含有するコアと、非晶性樹脂のシェルとの相分離性が良好となるためと考えられ、ワックスの内包化と定着時のブリード性とを両立できるようになるからである。
また、該トナー粒子が、重合性単量体、着色剤、ワックスA、ワックスB、及びワックスC、非晶性樹脂を含有する重合性単量体組成物の粒子を水系媒体中で形成し、該重合性単量体組成物の該粒子に含まれる該重合性単量体を重合することにより得られたトナーであることが好ましい。特に、後述する懸濁重合法等によりトナー粒子を得る場合においては、トナー粒子となる重合性単量体組成物と水系分散媒体の呈する極性のバランスに応じて、添加した該非晶性樹脂がトナー粒子表面に選択的にシェルを形成する。また、該重合性単量体組成物の該粒子に含まれる該重合性単量体を重合するという重合工程の過程で、該非晶性樹脂を含有するシェルは、その析出過程が連続的に進行することにより、更に選択的にトナー表面に偏在させることが可能となる。一方で該ワックスにおいては、重合性単量体の溶液状態から極性場における析出過程をえることで適度にトナーの内側に存在させつつ内包化がより強化される。以上のことによりトナーの保存性、現像性とブリスターの抑制とがより強化される。
本発明のトナーに用いられる材料について以下に説明する。
本発明で用いられる結着樹脂は、スチレンアクリル樹脂を含有する。結着樹脂が、スチレンアクリル樹脂を含有する場合に、上記式(1)および(2)を満たすことによる効果が得られるようになる。結着樹脂中におけるスチレンアクリル樹脂の割合は、50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは80質量%以上である。
結着樹脂として用いられるスチレンアクリル樹脂としては、公知のものを用いることができる。具体的には、スチレン、α−メチルスチレンなどのスチレン系モノマー;アクリル酸エステルモノマー;メタクリル酸エステルモノマー;アクリル酸;メタクリル酸;アクリロニトリル;などのビニル系モノマーの共重合体が挙げられる。
本発明で用いられるワックスAは、1価、あるいは2価のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、1価、あるいは2価のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルであることが好ましい。このようなワックスの例を以下、具体的に示すが、これらに限ったのもではない。
1価、あるいは2価のアルコールと1価の脂肪酸とのエステルである場合、1価のアルコールとしては、例えば、ミリスチルアルコール、セタノール、ステアリルアルコール、アラキルアルコール、べへニルアルコール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコサノール、トリアコンタノール等が挙げられる。2価のアルコールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,16−へキサデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール、1,30−トリアコンタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、スピログリコール、1,4−フェニレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。1価の脂肪酸としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、べへン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。
1価、あるいは2価のカルボン酸と1価の脂肪族アルコールとのエステルである場合、1価のカルボン酸としては、例えば、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、べへン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。2価のカルボン酸としては、例えば、ブタン二酸(コハク酸)、ペンタン二酸(グルタル酸)、ヘキサン二酸(アジピン酸)、ヘプタン二酸(ピメリン酸)、オクタン二酸(スベリン酸)、ノナン二酸(アゼライン酸)、デカン二酸(セバシン酸)、ドデカン二酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。1価の脂肪族アルコールとしては、例えば、ミリスチルアルコール、セタノール、ステアリルアルコール、アラキルアルコール、ベヘニルアルコール、テトラコサノール、ヘキサコサノール、オクタコサノール、トリアコンタノール等が挙げられる。これらの中で、飽和脂肪酸と飽和脂肪族アルコールのエステルがより好ましい。
本発明で用いられるワックスBは、炭化水素系ワックスであることが好ましい。好ましく用いることができる炭化水素系ワックスとしては、例えば、以下のようなものが利用できる。
高分子量ポリオレフィン重合時に得られる低分子量副生成物を精製したポリオレフィン及びその誘導体;チーグラー触媒、メタロセン触媒の如き触媒を用いて重合したポリオレフィン及びその誘導体;パラフィンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体;石炭ガス又は天然ガスを原料としてジントール法、ヒドロコール法、アーゲ法により合成される合成炭化水素ワックス及びその誘導体;炭素数1個の化合物をモノマーとする合成ワックス;水酸基、カルボキシル基の如き官能基を有する炭化水素ワックス;炭化水素ワックスと官能基を有する炭化水素ワックスとの混合物が挙げられる。誘導体としては酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物などが挙げられる。
また、これらのワックスを、プレス発汗法、溶剤法、再結晶法、真空蒸留法、超臨界ガス抽出法、融液晶析法等の手法を用いて分子量分布をシャープにしたものや低分子量固形脂肪酸、低分子量固形アルコール、その他の不純物を除去したものが用いられる。その中でも好ましく用いられるものは、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックス、メタロセン触媒を用いて合成されたポリエチレン、ポリエチレン重合時に得られる低分子量副生物の蒸留精製物、メタロセン触媒を用いて合成されたポリプロピレン、ポリエチレン重合時に得られる低分子量副生物の蒸留精製物である。さらに、本発明のトナーに用いられるワックスは、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス、マイクロクリスタリンワックスが特に好ましく用いられる。
本発明で用いられるワックスCは、4価以上6価以下のアルコールと1価の脂肪酸とのエステル、または、4価以上6価以下のカルボン酸と1価の脂肪族アルコールとのエステルであることが好ましい。1価の脂肪酸としては炭素数が16以上25以下のカルボン酸が好ましく、脂肪族アルコールとしては炭素数が16以上25以下のアルコールであることが好ましい。脂肪酸は炭素数が18以上22以下のカルボン酸であることが特に好ましく、脂肪族アルコールは炭素数が18以上22以下のアルコールであることが特に好ましい。4価以上6価以下のアルコールとしては、具体的にはペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ジグリセリン、トリグリセリン等が挙げられる。
炭素数が16以上25以下のカルボン酸としては、具体的にステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸等が挙げられる。また、炭素数16以上25以下のアルコールとしては、具体的にセタノール、1−ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、エライドリノレイルアルコール、リノレニルアルコール、エライドリノレニルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコール、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、リグノセリルアルコール等が挙げられる。
これらの組み合わせから得られるエステルワックスのうち、本発明のトナーに含有されるワックスとして好ましいものは、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル及びジペンタエリスリトールの脂肪酸エステルであり、更に好ましいものはジペンタエリスリトールの脂肪酸エステルである。
コアシェル構造を有するトナー粒子とする場合において、シェル用に含有される非晶性樹脂としては、アルコール成分としてイソソルビドを用いて合成したポリエステル樹脂を用いることが好ましいが、それ以外のアルコール成分としては下記のものも併用することができる。
二価アルコール成分としては、例えば、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、ポリオキシプロピレン(3.3)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンの如きビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールの如き脂肪族系のジオール類;ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールAの如きビスフェノールA類が挙げられる。
三価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
また、ポリエステル樹脂を形成するために用いられる酸成分としては下記のものが挙げられる。
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸及びピロメリット酸の如き芳香族多価カルボン酸;フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、コハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸の如き炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数2〜20のアルケニル基で置換されたコハク酸の脂肪族多価カルボン酸;それらの酸の無水物及びそれらの酸のアルキル(炭素数1〜8)エステル。
それらの中でも特に、ビスフェノール誘導体をアルコール成分とし、二価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルを酸成分として、これらを縮重合して得られるポリエステル樹脂を好ましく用いることができる。
本発明において、イソソルビドユニットを有するポリエステル樹脂と共に、従来公知のポリエステル樹脂を併用しても良い。
本発明に用いられるイソソルビドユニットを有するポリエステル樹脂の酸価としては、0.5mgKOH/g以上25.0mgKOH/g以下であることが好ましい。酸価が上記範囲内であれば、良好な現像耐久性及び良好な帯電性が得られやすい。該ポリエステル樹脂による該ワックスの内包化と吸湿性による帯電性のバランスにより上記のような最適範囲が存在すると考えられる。
特に、後述する懸濁重合法によりトナー粒子を得る場合においては、トナー粒子となる重合性単量体組成物と水系分散媒体の呈する極性のバランスに応じて、添加したポリエステル樹脂がトナー粒子表面にシェルを形成する。これは、ポリエステル樹脂の酸価を上記範囲とすることにより本発明の作用効果がより発現し易くなり好ましい。
ポリエステル樹脂の酸価はJIS K 0070−1992に準じて測定した。具体的には、以下の手順に従って測定した。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得た。
特級水酸化カリウム7gを5mlの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとした。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得た。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管した。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/l塩酸25mlを三角フラスコに取り、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記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溶液の量から求めた。前記0.1モル/l塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いた。
(2)操作
(A)本試験
粉砕したポリエステル樹脂2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン:エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解した。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定した。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとした。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン:エタノール(2:1)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った。
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出した。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
また、イソソルビドユニットを有するポリエステル樹脂の分子量としては、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定された重量平均分子量(Mw)が5000以上30000以下であることが好ましい。分子量が上記範囲内であれば、良好な現像耐久性及び良好な低温定着性が得られやすい。該ポリエステル樹脂による該ワックスの内包化と定着性を阻害しない程度の適度な分子量により上記のような最適範囲が存在すると考えられる。
以下に本発明のトナーの製造方法について述べる。
本発明のトナーに含有されるトナー粒子は、懸濁重合法により製造されることが好ましい。
懸濁重合法においては、
(1)重合性単量体
(2)着色剤
(3)ワックス
(4)非晶性樹脂
(5)更に必要に応じて非晶質ポリエステル、架橋剤、帯電制御剤、その他の添加剤
を均一に溶解または分散せしめて重合性単量体組成物とする。その後この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適当な撹拌機を用いて分散させる。そして必要に応じて、重合開始剤を添加して重合反応を行わせ、所望の粒径を有するトナー粒子を得るものである。尚、重合開始剤は、後から添加するのではなく、重合性単量体組成物中に含有させていても良い。上記トナー粒子に対し重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、必要により流動性向上剤を混合し表面に付着させることで、本発明のトナーを得ることができる。
この懸濁重合法でトナー粒子を製造する場合には、個々のトナー粒子形状がほぼ球形に揃っているため、帯電量の分布が均一となる。また、水系媒体で重合性単量体を懸濁させて重合させるため、各材料はその極性に応じてトナー粒子の表層から極性の高い順に配置される。このことにより、本発明に公的に用いられる極性の高い非晶性ポリエステル樹脂をトナー粒子のより表層に選択的に存在させることで良好なシェルとしてより効果的に作用させることができるため好ましい。
本発明のトナー粒子を製造する際に用いられる重合性単量体としては、ラジカル重合が可能なビニル系モノマーが用いられる。前記ビニル系モノマーとしては、単官能性モノマー或いは多官能性モノマーを使用することができる。単官能性モノマーとしては、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ようなスチレン誘導体;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ようなアクリル系モノマー;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ようなメタクリル系モノマー;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ギ酸ビニルのようなビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルのようなビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトンのようなビニルケトンが挙げられる。本発明に用いる重合性単量体は、上記の中でも、スチレン又はスチレン誘導体を含むことが好ましい。
多官能性モノマーとしては、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2’−ビス(4−(アクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、2,2’−ビス(4−(メタクリロキシ・ジエトキシ)フェニル)プロパン、2,2’−ビス(4−(メタクリロキシ・ポリエトキシ)フェニル)プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタンテトラメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタリン、ジビニルエーテル等が挙げられる。
本発明においては、前記した単官能性モノマーを単独で或いは2種以上組み合わせて、又は前記した単官能性モノマーと多官能性モノマーを組み合わせて使用する。多官能性モノマーは架橋剤として使用することも可能である。
本発明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用いられる。好ましくは、重合反応時の反応温度における半減期が0.5〜30時間のものである。また重合性単量体100質量部に対し0.5〜20質量部の添加量で重合反応を行うと、通常、分子量1万〜10万の間に極大を有する重合体が得られ、適当な強度と溶融特性を有するトナー粒子を得ることができるため好ましい。
重合開始剤としては、以下の、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如きのアゾ系またはジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート、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−ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド如きの過酸化物系重合開始剤等が例示できる。
本発明においては、重合性単量体の重合度を制御する為に、公知の連鎖移動剤、重合禁止剤等を更に添加し用いることも可能である。
本発明に用いる着色剤としては、黒色着色剤、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、シアン着色剤等が挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い各色に調色されたものが利用される。
イエロー着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185、214等が例示できる。
マゼンタ着色剤としては、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、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレッド19等が例示できる。
シアン着色剤としては、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、塩基染料レーキ化合物等が挙げられる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66等が挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー粒子中への分散性の点から選択される。該着色剤の添加量は、重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、好ましくは1〜20質量部添加して用いられる。
さらに本発明のトナー粒子は、着色剤として磁性材料を含有させ磁性トナー粒子とすることも可能である。この場合、磁性材料は着色剤の役割をかねることもできる。磁性材料としては、以下の、マグネタイト、ヘマタイト、フェライト如きの酸化鉄;鉄、コバルト、ニッケルの如き金属或いはこれらの金属のアルミニウム、コバルト、銅、鉛、マグネシウム、スズ、亜鉛、アンチモン、ベリリウム、ビスマス、カドミウム、カルシウム、マンガン、セレン、チタン、タングステン、バナジウムの如き金属の合金及びその混合物等が例示できる。
上記磁性体は、より好ましくは、表面改質された磁性体が好ましい。重合法により磁性トナーを調整する場合には、重合阻害のない物質である表面改質剤により、疎水化処理を施したものが好ましい。このような表面改質剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を挙げることができる。
これらの磁性体は個数平均粒径が2μm以下であることが好ましく、0.1〜0.5μmのものがより好ましい。トナー粒子中に含有させる量としては重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し、好ましくは20〜200質量部、より好ましくは重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し40〜150質量部である。
本発明のトナー粒子は、帯電特性を安定化するために帯電制御剤を配合しても良い。帯電制御剤としては、公知のものが利用でき、特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる帯電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法にて製造する場合には、重合阻害性が低く、水系分散媒体への可溶化物が実質的にない帯電制御剤が特に好ましい。具体的な化合物としては、負帯電制御剤としてサリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料あるいはアゾ顔料の金属塩または金属錯体、ホウ素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。正帯電制御剤として四級アンモニウム塩、該四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
これらの帯電制御剤の使用量としては、結着樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー粒子製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではない。内添する場合は、好ましくは重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対して0.1〜10質量部、より好ましくは0.1〜5質量部の範囲で用いられる。また、外添する場合、トナー粒子100質量部に対し、好ましくは0.005〜1.0質量部、より好ましくは0.01〜0.3質量部である。
上記水系媒体には、分散安定剤を添加する。分散安定剤として使用する無機化合物としては、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ等が例示できる。分散安定剤として使用する有機化合物としては、ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸及びその塩、デンプン等が例示できる。これらの分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.2〜20質量部を使用することが好ましい。
更に本発明のトナーおいて、トナー粒子の流動性を向上させる目的で、流動性向上剤をトナー粒子に添加しても良い。流動性向上剤は、トナー粒子100質量部に対して、0.01〜5質量部を使用することが好ましい。
外添混合の方法は公知であり、例えば、三井ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)を用いて混合処理を行う方法が挙げられる。
流動性向上剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対して、0.01〜5.0質量部であることが好ましく、0.1〜4.0質量部であることがより好ましい。添加量が前記の範囲内であれば、定着性の低下を抑制しつつ、十分な流動性の向上効果が得られる。流動性向上剤は、一次粒子の個数平均粒径が4〜80nmであることが好ましく、4〜60nmであることがより好ましい。
流動性向上剤としては、酸化チタン粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末の如き金属酸化物;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如きシリカ微粉末が挙げられる。その中でもシリカ微粉末が好ましい。また、前記金属酸化物やシリカ微粉末をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルの如き処理剤により表面処理しても良い。更には、アルミドープシリカ、チタン酸ストロンチウム、ハイドロタルサイトが挙げられる。
その他にも、外添剤として、フッ化ビニリデン微粉未、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛等の如き脂肪酸金属塩を添加することもできる。
以下に本発明の物性値の測定方法について説明する。
<ワックスのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体(溶解度測定用試料)に対する溶解度の測定>
ワックスの溶解度測定用試料:スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体への溶解度の測定は以下のように行う。
・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体 :0.10g
(スチレンとn−ブチルアクリレートとの二元共重合体、ガラス転移温度(Tg)=54.0℃、数平均分子量(Mn)=20000、重量平均分子量(Mw)=80000、ピーク分子量(Mp)=30000)
・測定対象となるワックス:0.01g
上記材料をメノウ乳鉢にて混合したものを、示差走査熱量(DSC)測定の試料とする。尚、溶解度測定用試料として用いられるスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体は、上記の分子量、ガラス転移温度と近い値を有する、スチレンとn−ブチルアクリレートとの二元共重合体であればよい。具体的には、数平均分子量20000±1000、重量平均分子量80000±10000、ピーク分子量30000±1000、ガラス転移温度54.0±0.5℃のスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体であれば、同等の結果が得られる。
以下のシーケンスでDSC測定を行い、2サイクル目の昇温過程での吸熱ピーク熱量をΔH1、4サイクル目の昇温過程での吸熱ピーク熱量をΔH2とし、下記式により溶解度を求める。
溶解度=(1−ΔH2/ΔH1)×100
[シーケンス]
1サイクル目:
・30℃にて1分間保持する。
・2℃/分で60℃まで昇温し、昇温後、10分間保持する。
・10℃/分で30℃まで降温する。
2サイクル目:
・30℃にて1分間保持する。
・10℃/分で120℃まで昇温し、昇温後、10分間保持する。
・10℃/分で30℃まで降温する。
3サイクル目:
・30℃にて1分間保持する。
・2℃/分で60℃まで昇温し、昇温後、10分間保持する。
・10℃/分で30℃まで降温する。
4サイクル目:
・30℃にて1分間保持する。
・10℃/分で120℃まで昇温し、昇温後、10分間保持する。
・10℃/分で30℃まで降温する。
なお、DSC測定は以下のように行う。
例えば「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、上記試料約10mg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、上記シーケンスにて測定する。
<ワックスの融点の測定>
ワックスの融点の測定は、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、ワックス約10mgを精秤し、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、30℃から200℃まで、昇温速度10℃/minで昇温した後、一度、降温速度10℃/minで30℃まで降温させ、再度、昇温速度10℃/minで200℃まで昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30℃から200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークのピーク値を、ワックスのDSC測定における融点とする。
<ワックスの結晶化ピーク温度の測定>
ワックスの結晶化ピーク温度の測定は、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、ワックス約10mgを精秤し、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、以下のシーケンスでDSCを測定し、降温時のDSC曲線の最大発熱ピークのピーク温度をワックスのDSC測定における結晶化ピーク温度とする。
[シーケンス]
・30℃にて1分間保持する。
・10℃/minで180℃まで昇温し、昇温後、10分間保持する。
・10℃/minで10℃まで降温する。
<ワックスBまたはワックスC存在時におけるワックスAの結晶化ピーク温度の測定>
ワックスB存在時におけるワックスAの結晶化ピーク温度の測定は以下のように行う。
・ワックスA=0.5g
・ワックスB=0.5g
上記材料をメノウ乳鉢にて混合し、更にはその混合物をホットプレート上で200℃にて10分間加熱下、均一に混合して測定サンプルを得る。該サンプル約10mgを精秤し、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、以下のシーケンスでDSCを測定し、降温時のDSC曲線のワックスAに該当する最大発熱ピークをDSC測定におけるワックスB存在時におけるワックスAの結晶化ピーク温度(Tc(A/B))とする。
[シーケンス]
・30℃にて1分間保持する。
・10℃/minで180℃まで昇温し、昇温後、10分間保持する。
・10℃/minで10℃まで降温する。
尚、ワックスBに変えてワックスCを用いることによって、ワックスC存在時におけるワックスAの結晶化ピーク温度が測定される。
<ワックスAまたはワックスC存在時におけるワックスBの結晶化ピーク温度の測定>
ワックスA存在時におけるワックスBの結晶化ピーク温度の測定は以下のように行う。
・ワックスB=0.5g
・ワックスA=0.5g
上記をメノウ乳鉢にて混合し、更にはその混合物をホットプレート上で200℃にて10分間加熱下、均一に混合して測定サンプルを得る。該サンプル約10mgを精秤し、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、以下のシーケンスでDSCを測定し、降温時のDSC曲線のワックスBに該当する最大発熱ピークをDSC測定におけるワックスA存在時におけるワックスBの結晶化ピーク温度(Tc(B/A))とする。
[シーケンス]
・30℃にて1分間保持する。
・10℃/minで180℃まで昇温し、昇温後、10分間保持する。
・10℃/minで10℃まで降温する。
尚、ワックスAに変えてワックスCを用いることによって、ワックスC存在時におけるワックスBの結晶化ピーク温度が測定される。
<非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)の測定>
ポリエステル樹脂のTHF可溶分の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、非晶質ポリエステ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「マエショリディスク」(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に溶解した成分の濃度が約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
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(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−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
本発明を以下に示す実施例により具体的に説明する。本実施例においては特に断りがないかぎり、全て質量基準である。
<非晶性樹脂の製造例1>
無水トリメリット酸以外の原材料モノマーを表1に示した仕込み量で混合した混合物100質量部と触媒としてジ(2−エチルヘキサン酸)錫0.52質量部を、窒素導入管、脱水管、攪拌機及び熱電対を装備した6リットルの四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、200℃で6時間かけて重縮合反応させた。更に210℃にて無水トリメリット酸を添加して、40kPaの減圧下にて反応を行い、重量平均分子量(Mw)が14000になるまで反応を続けた。得られた非晶性樹脂を非晶性樹脂1とする。非晶性樹脂1の組成分析を行った結果を表1に示す。また、得られた樹脂の分子量も表1に示す。
なお、表中のイソソルビドとは、下記式(4)の構造を持つ化合物である。

式(4)
また、非晶性樹脂の組成分析は1−NMRにより行った。具体的な測定方法は下記の通りである。
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
測定温度 :30℃
試料50mgを内径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒として重クロロホルム(CDCl)を添加し、これを40℃の恒温槽内で溶解させて測定試料を調製する。当該測定試料を用いて上記条件にて測定した。
<非晶性樹脂の製造例2及び3>
酸成分とアルコール成分の仕込み量を表1のように変更し、各々の所望の重量平均分子量(Mw)になるまで反応を続けることを除いて、非晶性樹脂の製造例1と同様に製造し、非晶性樹脂2及び3を製造した。非晶性樹脂2及び3の物性を表1に示す。
(トナー製造例1)
60℃に加温したイオン交換水900質量部にリン酸三カルシウム2.3質量部を添加し、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製))を用いて10,000rpmにて攪拌し、水系媒体を得た。
また、下記の材料をプロペラ式攪拌装置にて100r/minで均一に溶解混合して樹脂含有単量体を調製した。
・スチレン 45.0質量部
・n−ブチルアクリレート 25.0質量部
・非晶性樹脂1 4.0質量部
更に、下記の材料をアトライタ(三井三池化工機株式会社製)で分散し、微粒状着色剤含有単量体を得た。
・スチレン 30.0質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 7.4質量部
・帯電制御剤(ボントロンE−88(オリエント化学社製)) 1.0質量部
・ワックスA:セバシン酸ジベヘネート 5.0質量部
・ワックスB:フィッシャートロプッシュワックス(HNP51:日本精蝋社製)
4.0質量部
・ワックスC:ジペンタエリスリトールヘキサステアレート 3.0質量部
次に、該微粒状着色剤含有単量体と該樹脂含有単量体を均一に混合して重合性単量体組成物を得た後、該重合性単量体組成物を60℃に加温した。次いで、該重合性単量体組成物を上記水系媒体中に投入して、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて10000rpmにて攪拌して、重合性単量体組成物の粒子を形成した。そして、ここに重合開始剤tert−ブチルパーオキシピバレート10.0質量部を加えて10分間造粒を継続させた。
その後、プロペラ式攪拌装置に移して100rpmで攪拌しつつ、75℃で5時間反応させた後、85℃まで昇温し、更に5時間反応を行った。重合反応終了後、室温(25℃)まで冷却し、塩酸を加えて燐酸カルシウム塩を溶解し、濾過・水洗を行い、湿潤着色粒子を得た。そして、上記湿潤着色粒子を温度40℃にて72時間乾燥しトナー粒子1を得た。
100質量部のトナー粒子1と、BET値が300m/gであり、一次粒径が8nmの疎水性シリカ微粉体1.6質量部とを三井ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で混合してトナー1を得た。トナー1の物性を表3に示す。
(トナー製造例2)
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15:3をC.I.ピグメントイエロー93に変更し、更に、ワックスの処方を表2に記載のように変更した以外は同様にして、トナー2を得た。トナー2の物性を表3に示す。
(トナー製造例3)
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15:3をC.I.ピグメントレッド269に変更し、更に、ワックスの処方を表2に記載のように変更した以外は同様にして、トナー3を得た。トナー3の物性を表3に示す。
(トナー製造例4)
トナー製造例1において、C.I.ピグメントブルー15:3をカーボンブラックに変更し、更に、ワックスの処方を表2に記載のように変更した以外は同様にして、トナー4を得た。トナー4の物性を表3に示す。
(トナー製造例5〜12)
トナー製造例1において、ワックス、非晶性樹脂の処方を表2、表3に記載のように変更した以外は同様にして、トナー5〜12を得た。トナー5の物性を表3に示す。
(トナー製造例13)
・スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体
(ピーク分子量(Mp)=25000、重量平均分子量(Mw)=30000、ガラス転移温度(Tg)=50℃) 100.0質量部
・非晶性樹脂1 4.0質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 7.4質量部
・帯電制御剤ボントロンE−88(オリエント化学社製) 1.0質量部
・ワックスA:セバシン酸ジベヘネート 5.0質量部
・ワックスB:フィッシャートロプッシュワックス(HNP51:日本精蝋社製)
4.0質量部
・ワックスC:ジペンタエリスリトールヘキサステアレート 3.0質量部
上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物をターボミル(ターボ工業社製)で微粉砕した。微粉砕後、風力分級して粒径と粒度分布を調整し着色粒子を得た。次いで着色粒子を窒素雰囲気下、スプレードライヤーを用いて80℃で約7μmの球形粒子となるように熱球形化処理を行い、その後、冷却してトナー粒子を得た。
100質量部のトナー粒子と、BET値が300m/gであり、一次粒径が8nmの疎水性シリカ微粉体1.6質量部とを、ヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で混合してトナー13を得た。物性を表3に示す。
(比較トナー製造例1〜5)
トナー製造例1において、ワックス、非晶性樹脂の処方を表2、表3に記載のように変更した以外は同様の方法により比較トナー1〜5を得た。物性を表3に示す。
<実施例1>
トナー1を下記評価項目について評価した。評価結果を表4に示す。
[定着性試験]
定着性の評価として、ブリスターの発生の有無を以下のようにして確認した。
市販のカラーレーザープリンターLBP9200C(Canon社製)を用い、記録材としては、Letterサイズのカラーレーザーコピア用紙(ヒューレットパッカード社製、90g/m)を使用した。そして、市販のブラックカートリッジから製品トナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、トナー1を50g充填した。なお、マゼンタ、イエロー、シアンの各ステーションには、それぞれ製品トナーを抜き取り、トナー残量検知機構を無効としたマゼンタ、イエロー、およびシアンカートリッジを挿入した。
温度23℃、相対湿度50%の環境下で、トナー載り量0.9mg/cmとなるようにべた画像を出力した。なお画像は、べた画像で、左右のそれぞれ80mm、上下それぞれ10mmの余白となるように調整した。なお画像を出力する際には、評価機本体のギアおよびソフトウエアを変更することにより、プロセススピードが330mm/secとなるようにし、定着温度の設定は170℃とした。得られたベタ画像を以下の基準に則り目視で判断して評価した。
A:ブリスターに起因する画像欠陥が発生していない。
B:ブリスターに起因する画像欠陥の発生が1か所以上2か所以下である。
C:ブリスターに起因する画像欠陥の発生が3か所以上5か所以下である。
D:ブリスターに起因する画像欠陥の発生が6か所以上20か所以下である。
E:ブリスターに起因する画像欠陥の発生が21か所以上50か所以下である。
F:ブリスターに起因する画像欠陥の発生が51か所以上である。
評価上、Aが最もよくFが最も悪いことを意味する。
[保存性試験]
(1)保存性試験
保存時の安定性を評価するために耐ブロッキング性の評価を実施した。約5gのトナーを100mlのポリカップに入れ、温度40℃、湿度95%環境下で30日放置した後、トナーの凝集度を以下のようにして測定し、下記の基準にて評価を行った。
測定装置としては、「パウダーテスター」(ホソカワミクロン社製)の振動台側面部分に、デジタル表示式振動計「デジバイブロ MODEL 1332A」(昭和測器社製)を接続したものを用いた。そして、パウダーテスターの振動台上に下から、目開き38μm(400メッシュ)の篩、目開き75μm(200メッシュ)の篩、目開き150μm(100メッシュ)の篩の順に重ねてセットした。測定は、23℃、60%RH環境下で、以下の様にして行った。
(1)デジタル表示式振動計の変位の値を0.60mm(peak−to−peak)になるように振動台の振動幅を予め調整した。
(2)上記のように3日放置したトナーを、予め23℃、60%RH環境下において24時間放置し、そのうちトナー5gを精秤し、最上段の目開き150μmの篩上に静かにのせた。
(3)篩を15秒間振動させた後、各篩上に残ったトナーの質量を測定して、下式にもとづき凝集度を算出した。
凝集度(%)={(目開き150μmの篩上の試料質量(g))/5(g)}×100
+{(目開き75μmの篩上の試料質量(g))/5(g)}×100×0.6
+{(目開き38μmの篩上の試料質量(g))/5(g)}×100×0.2
評価基準は下記の通り。
A:凝集度が20%未満
B:凝集度が20%以上25%未満。
C:凝集度が25%以上30%未満。
D:凝集度が30%以上35%未満。
E:凝集度が35%以上。
評価上、Aが最もよくEが最も悪いことを意味する。
[耐久試験]
トナー1を非磁性一成分系現像剤とし、画像形成装置としてHP LaserJet Pro 400 Color M451dn(HP製)の改造機を用い、常温常湿環境下(温度23℃、相対湿度50%)で画像評価を行った。記録媒体には、A4のカラーレーザーコピア用紙(キヤノン製、80g/m)を用いた。なお、HP LaserJet Pro 400 Color M451dnは以下の点を改造した。
・評価機本体のギアおよびソフトウエアを変更することにより、プロセススピードが150mm/secとなるようにした。
・評価に用いるカートリッジはシアンカートリッジを用いた。すなわち、市販のシアンカートリッジから製品トナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、トナー1を50g充填した。なお、マゼンタ、イエロー、ブラックの各ステーションにはそれぞれ製品トナーを抜き取り、トナー残量検知機構を無効としたマゼンタ、イエロー、およびブラックカートリッジを挿入した。
・定着ユニットを、手動で定着温度が設定できるようにした。
上記の条件で、1.0%の印字比率の画像を15000枚まで間歇モード(1枚プリントアウトする毎に10秒間現像器を休止させ、再起動時の現像装置の予備動作でトナーの劣化を促進させるモード)で耐久試験を行った。
なお、下記評価項目については各環境下、初期(10枚目)と耐久使用後に行った。
〔評価実施項目〕
(1)画像濃度
トナーの現像性の指標として画像濃度の測定を行った。A4のカラーレーザーコピア用紙(キヤノン製、80g/m)を転写材として用いて、ベタ画像を出力し、その濃度を測定(右上、右下、中心、左上、左下の5点平均)することにより評価した。尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。
A:画像濃度が1.50以上
B:画像濃度が1.35以上1.50未満
C:画像濃度が1.20以上1.35未満
D:画像濃度が1.05以上1.20未満
E:画像濃度が1.05未満
評価上、Aが最もよくEが最も悪いことを意味する。
(2)カブリ
トナーの帯電性の指標とし画像上カブリの測定をおこなった。カブリの測定では、東京電色社製の反射濃度計、REFLECTMETER MODEL TC−6DSを使用した。標準紙及びプリントアウト画像の非画像部の反射率を測定し、測定結果から下記の式よりカブリを算出し、以下の基準で評価した。なお、測定で用いられるフィルターには、シアントナーの場合にはアンバーフィルター、イエロートナーの場合はブルーフィルター、マゼンタトナー及びブラックトナーの場合はグリーンフィルターを用いた。
カブリ(反射率:%)=標準紙上の反射率(%)−サンプル非画像部の反射率(%)
A:カブリが0.3%未満
B:カブリが0.3%以上0.5%未満
C:カブリが0.5%以上1.0%未満
D:カブリが1.0%以上3.0%未満
E:カブリが3.0%以上
評価上、Aが最もよくEが最も悪いことを意味する。
<実施例2〜13>
実施例1と同様にしてトナー2〜13を評価した。評価結果を表4に示す。
<比較例1〜5>
実施例1と同様にして比較トナー1〜5を評価した。評価結果を表4に示す。

Claims (6)

  1. 結着樹脂、着色剤、ワックスA、ワックスB、及びワックスCを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
    該結着樹脂は、スチレンアクリル樹脂を含有し、
    該ワックスAのスチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)をS(A)、該ワックスCの該スチレン−n−ブチルアクリレート共重合体に対する溶解度(質量%)をS(C)とし、該ワックスA、及び該ワックスCの融点(℃)を、それぞれTm(A)、Tm(C)としたとき、該Tm(A)およびTm(C)が、下記式(1)〜(3)の関係を満たし、
    S(A)>S(C) (1)
    S(C)≦5.0 (2)
    Tm(A)<Tm(C) (3)
    該ワックスA、該ワックスB、及び該ワックスCの結晶化ピーク温度(℃)をそれぞれTc(A)、Tc(B)、Tc(C)とし、
    該ワックスB存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)をTc(A/B))、
    該ワックスC存在時における該ワックスAの結晶化ピーク温度(℃)をTc(A/C)、
    該ワックスA存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)をTc(B/A)、
    該ワックスC存在時における該ワックスBの結晶化ピーク温度(℃)をTc(B/C)としたとき、
    該Tc(A)、該Tc(B)、該Tc(C)、該Tc(A/B)、該Tc(A/C)、該Tc(B/A)および該Tc(B/C)が、下記式(4)および(5)の関係を満たすことを特徴とするトナー。
    |Tc(A)−Tc(A/C)|<|Tc(A)−Tc(A/B)| (4)
    |Tc(B)−Tc(B/C)|<|Tc(B)−Tc(B/A)| (5)
  2. 該ワックスAは、1価あるいは2価のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、1価あるいは2価のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルであり、
    該ワックスBは、炭化水素系ワックスであり、
    該ワックスCは、4価以上6価以下のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、4価以上6価以下のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルである、請求項1に記載のトナー。
  3. 該ワックスAは、2価のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、2価のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルであり、
    該ワックスBは、炭化水素系ワックスであり、
    該ワックスCは、6価のアルコールと脂肪酸とのエステル、または、6価のカルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルである、請求項1に記載のトナー。
  4. 該トナー粒子に含有される該ワックスA、該ワックスB、及び該ワックスCの該結着樹脂100質量部に対する含有量(質量部)を、それぞれD(A)、D(B)、D(C)としたとき、下記式(6)〜(8)の関係を満たす、請求項1乃至3の何れか1項に記載のトナー。
    5.0≦D(A)+D(B)+D(C)≦15.0 式(6)
    D(A)>D(B) 式(7)
    0.5≦(D(A)+D(B))/D(C)≦2.0 式(8)
  5. 該トナー粒子が、結着樹脂、ワックスA、ワックスB、及びワックスCを含有するコアと非晶性樹脂を含有するシェルとを有するコアシェル構造のトナー粒子である、請求項1乃至4の何れか1項に記載のトナー。
  6. 該非晶性樹脂が、下記構造式(9)で示されるイソソルビドユニットを、該非晶性樹脂を構成する全ユニットの数を基準として、0.10個数%以上20.00個数%以下を含むポリエステル樹脂であり、
    該トナー粒子は、該非晶性樹脂を、該結着樹脂100.0質量部に対して1.0質量部以上20.0質量部以下含有する、請求項5に記載のトナー。
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