JP2017122833A - トナー - Google Patents
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Abstract
Description
前記結着樹脂が、ポリエステル部位を有する樹脂であり、
前記トナー粒子が、下記一般式(1)に示される化合物を含むことを特徴とする。
またR1乃至R3のうち2つ以上が−COOR4である場合、複数あるR4は、同じであってもよいし異なっていてもよい。
この理由は明らかではないが、本発明者らは以下に説明する通りに考えている。即ち、一般式(1)の化合物は、カルボン酸のα位に電子吸引基であるカルボニル基を有する構造を有する。一般的にカルボン酸は帯電部位として扱われる極性基であるが、その帯電立ち上がり性は帯電した際のカルボン酸部位の安定性に依存すると考えられる。一般式(1)の化合物はカルボン酸の隣に、電子吸引基であるカルボニル基が存在している。これにより、カルボン酸部位に発生した電荷はより安定化するため、良好な帯電立ち上がり性を得ることができたと考えられる。さらに、本発明のトナーに含まれる結着樹脂は、ポリエステル部位を有する樹脂である。一般式(1)の化合物はジカルボン酸化合物であるため、ポリエステル部位と反応するか、結着樹脂中に相溶している状態にある。即ち、一般的な荷電制御剤とは異なり、トナー表面の帯電量が局所的に高くなることがないため、本発明のトナーによって、トナーによる摩擦帯電付与部材への汚染が低減されたと考えられる。
一般式(2)のように、一般式(1)の化合物のうちR1及びR3が水素原子である化合物は、立体障害がない化合物であるため、より均一に結着樹脂と反応又は相溶する。このため、一般式(2)の化合物がトナー粒子に含まれていると、トナーによる摩擦帯電付与部材への汚染がより低減される。
上述した結着樹脂に対する一般式(1)の化合物の含有量は、結着樹脂を製造する際に一般式(1)の化合物を添加する場合では、一般式(1)の化合物を除いたモノマーを100質量部とした時の一般式(1)の化合物の添加量から計算する。結着樹脂を製造する際に一般式(1)の化合物を添加する場合、一般式(1)の化合物の一部は、結着樹脂の、例えば、ポリエステル部位と反応することがある。係る場合、結着樹脂中に含まれる一般式(1)の化合物に由来する部分構造も含有量の一部として計算する。
本発明において、結着樹脂が有するポリエステル部位は、結着樹脂全体に対して60質量%以上100質量%以下含まれるのが好ましい。ポリエステル部位が結着樹脂全体に対して60質量%以上含まれることで、結着樹脂と一般式(1)の化合物との相溶性が良好となり、トナーによる摩擦帯電付与部材の汚染がより低減される。
ポリエステル部位を構成する2価の酸成分としては、以下のジカルボン酸又はその誘導体が挙げられる。具体的には、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸等のベンゼンジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル;コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸等のアルキルジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル;炭素数1以上50以下のアルケニルコハク酸類若しくはアルキルコハク酸類、又はその無水物又はその低級アルキルエステル;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸類又はその無水物又はその低級アルキルエステル等が挙げられる。
一方、ポリエステル部位を構成する2価のアルコール成分としては、以下のものが挙げられる。具体的には、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、水素化ビスフェノールA、下記式(I−1)に示されるビスフェノール及びその誘導体:下記式(I−2)に示されるジオール類等が挙げられる。
3価以上のカルボン酸化合物としては、特に制限されないが、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。また、3価以上のアルコール化合物としては、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、グリセリン、ピロガロール、没食子酸等が挙げられる。
本発明において、結着樹脂に含まれるポリエステル部位は、好ましくは、チタン系触媒の存在下での縮重合により得られる。理由は明確ではないが、トナー粒子に一般式(1)の化合物が含まれる場合、チタン系触媒の存在下で縮重合したポリエステル部位を有する結着樹脂を用いると帯電立ち上がり性が良好になる。
上記チタン化合物以外の化合物であってチタン系触媒となり得る化合物の具体例としては、テトラ−n−ブチルチタネート〔Ti(C4H9O)4〕、テトラプロピルチタネート〔Ti(C3H7O)4〕、テトラステアリルチタネート〔Ti(C18H37O)4〕、テトラミリスチルチタネート〔Ti(C14H29O)4〕、テトラオクチルチタネート〔Ti(C8H17O)4〕、ジオクチルジヒドロキシオクチルチタネート〔Ti(C8H17O)2(OHC8H16O)2〕、ジミリスチルジオクチルチタネート〔Ti(C14H29O)2(C8H17O)2〕等が挙げられる。これらの中でも、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトラオクチルチタネート及びジオクチルジヒドロキシオクチルチタネートが好ましい。
これらは、例えば、ハロゲン化チタンを対応するアルコールと反応させることにより得ることができる。また、チタン化合物は、芳香族カルボン酸チタン化合物を含むことが、より好ましい。芳香族カルボン酸チタン化合物は、芳香族カルボン酸とチタンアルコキシドとが反応することにより得られるものであることが好ましい。また、芳香族カルボン酸としては、2価以上の芳香族カルボン酸(即ち、2つ以上のカルボキシル基を有する芳香族カルボン酸)及び/又は芳香族オキシカルボン酸であることが好ましい。上記の2価以上の芳香族カルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等のジカルボン酸類又はその無水物、トリメリット酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸等の多価カルボン酸類又はその無水物、上述した2価以上のカルボン酸のエステル化物等が挙げられる。また、上記芳香族オキシカルボン酸としては、サリチル酸、m−オキシ安息香酸、p−オキシ安息香酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸等が挙げられる。これらの中でも、芳香族カルボン酸としては2価以上のカルボン酸を用いることがより好ましく、特に、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸又はナフタレンジカルボン酸を用いることが好ましい。
スチレン以外のビニル系重合部位を生成するためのビニル系モノマーとしては、次のようなスチレン系モノマー及びアクリル酸系モノマーが挙げられる。
スチレン系モノマーとしては、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、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−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレン等のスチレン誘導体が挙げられる。
アクリル酸系モノマーとしては、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−2−クロルエチル、アクリル酸フェニル等のアクリル酸及びアクリル酸エステル類;メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル等のα−メチレン脂肪族モノカルボン酸及びそのエステル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
上記芳香族ジビニル化合物としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等が挙げられる。
上記アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオ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、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等が挙げられる。
上記エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、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#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等が挙げられる。
上記芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類としては、例えば、ポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等が挙げられる。ポリエステル型ジアクリレート類としては、例えば、商品名MANDA(日本化薬)等が挙げられる。
このような重合開始剤として、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、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(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−カーバモイルアゾイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロビルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、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イト、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレート等が挙げられる。
ハイブリッド樹脂を得る方法としては、ポリエステル部位の原料モノマーとビニル系重合部位の原料モノマーを同時に、又は順次反応させることにより得ることができる。例えば、ビニル系重合体モノマーを付加重合反応させた後、ポリエステル部位の原料モノマーを縮重合反応させた場合は、得られるポリマーの分子量のコントロールが容易となる。
ハイブリッド樹脂において、ポリエステル部位とビニル系重合部位の混合比(質量比)である「ポリエステル部位/ビニル系重合部位」は、50/50〜90/10であることが分子レベルでの架橋構造の制御の観点で好ましい。50/50〜80/20であることがより好ましい。ポリエステル部位を50質量%以上含有することで低温定着性が良好となり、またビニル系重合部位を10質量%以上含有することで帯電安定性が良好となる。
このように軟化点が高い樹脂と低い樹脂とが含まれる系では、トナーの分子量分布の設計を比較的容易に行うことができ、幅広い定着領域を持たせることができるので好ましい。
使用する結着樹脂が1種類である場合、この結着樹脂の軟化点は95℃以上170℃以下であるのが好ましい。120℃以上160℃以下であるのがより好ましい。軟化点が上記の範囲内であれば、耐高温オフセット性と低温定着性とのバランスが良好となる。
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。尚、1/2法における溶融温度とは、次に説明する方法で算出された温度をいう。まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Smaxと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Sminとの差の1/2を求め、これをXとする。即ち、Xは、下記式(a)で求められる。
X=(Smax−Smin)/2 (a)
そして、流動曲線においてピストンの降下量がXとSminの和となるときの流動曲線の温度が、1/2法における溶融温度Tmである。
CFT−500Dの測定条件は、例えば、以下の通りにすることができる。
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、保存安定性の観点から45℃以上であることが好ましい。また、低温定着性の観点から、Tgは75℃以下であることが好ましく、65℃以下であることが特に好ましい。
磁性一成分トナーとして用いる場合、着色剤としては、磁性酸化鉄粒子が好ましく用いられる。磁性一成分トナーに含まれる磁性酸化鉄粒子としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトのような磁性酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む磁性酸化鉄;Fe,Co,Ni等の金属材料、あるいは、これら金属材料と他の金属材料、具体的には、Al,Co,Cu,Pb,Mg,Ni,Sn,Zn,Sb,Be,Bi,Cd,Ca,Mn,Se,Ti,W,V等の金属材料との合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。
黒色の顔料としては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラックが用いられ、また、マグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いることができる。
イエロー色に好適な着色剤としては、顔料又は染料を用いることができる。顔料としては、C.I.ピグメントイエロー1,2,3,4,5,6,7,10,11,12、13、14、15、17、23、62、65、73、74、81、83、93、94、95、97、98、109、110、111、117、120、127、128、129、137、138、139、147、151、154、155、167、168、173、174、176、180、181、183、191、C.I.バットイエロー1,3,20等が挙げられる。染料としては、C.I.ソルベントイエロー19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112、162等が挙げられる。これら着色剤のうち一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を併用して用いてもよい。
シアン色に好適な着色剤としては、顔料又は染料を用いることができる。顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15;1、15;2、15;3、15;4、16、17、60、62、66等、C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45が挙げられる。染料としては、C.I.ソルベントブルー25、36、60、70、93、95等が挙げられる。これら着色剤のうち一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を併用して用いてもよい。
マゼンタ色に好適な着色剤としては、顔料又は染料を用いることができる。顔料としては、C.I.ピグメントレッド1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,39,40,41,48,48;2、48;3、48;4、49,50,51,52,53,54,55,57,57;1、58,60,63,64,68,81,81;1、83,87,88,89,90,112,114,122,123,144、146,150,163,166、169、177、184,185,202,206,207,209,220、221、238、254等、C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1,2,10,13,15,23,29,35等が挙げられる。マゼンタ用染料としては、C.I.ソルベントレッド1,3,8,23,24,25,27,30,49,52、58、63、81,82,83,84,100,109,111、121、122等、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8,13,14,21,27等、C.I.ディスパースバイオレット1等の油溶染料、C.I.ベーシックレッド1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39,40など、C.I.ベーシックバイオレット1,3,7,10,14,15,21,25,26,27,28等の塩基性染料等が挙げられる。これら着色剤のうち一種類を単独で用いてもよいし二種類以上を併用して用いてもよい。
脂肪族炭化水素系ワックスの母体となる炭化水素としては、以下のものが挙げられる。具体的には、金属酸化物系触媒(多くは二種以上の多元系)を使用した一酸化炭素と水素の反応によって合成されるもの(例えば、ジントール法、ヒドロコール法(流動触媒床を使用)によって合成された炭化水素化合物);ワックス状炭化水素が多く得られるアーゲ法(同定触媒床を使用)により得られる炭素数が数百ぐらいまでの炭化水素;エチレン等のアルキレンをチーグラー触媒により重合した炭化水素等が挙げられる。
より具体的には、以下のものが挙げられる。即ち、ビスコール(登録商標)330−P、550−P、660−P、TS−200(三洋化成工業株式会社);ハイワックス400P、200P、100P、410P、420P、320P、220P、210P、110P(三井化学株式会社);サゾール H1、H2、C80、C105、C77(サゾール社);HNP−1、HNP−3、HNP−9、HNP−10、HNP−11、HNP−12(日本精蝋株式会社)、ユニリン(登録商標)350、425、550、700、ユニシッド(登録商標)350、425、550、700(東洋ペトロライト社);木ろう、蜜ろう、ライスワックス、キャンデリラワックス、カルナバワックス(株式会社セラリカNODA)等が挙げられる。
樹脂コートキャリアは、キャリアコア粒子とキャリアコア粒子表面を被覆(コート)する樹脂である被覆材とからなる。被覆材に用いられる樹脂としては、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体等のスチレン−アクリル系樹脂;アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体などのアクリル系樹脂;ポリテトラフルオロエチレン、モノクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素含有樹脂;シリコーン樹脂;ポリエステル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリビニルブチラール;アミノアクリレート樹脂等が挙げられる。その他には、アイオモノマー樹脂やポリフェニレンサルファイド樹脂等が挙げられる。これら樹脂は、一種類を単独で用いてもよいし複数種類を併用して用いてもよい。
シリカ微粉末のBET比表面積は、例えば、比表面積測定装置オートソーブ1(湯浅アイオニクス社製)、GEMINI2360/2375(マイクロメティリック社製)、又はトライスター3000(マイクロメティリック社製)を用いてシリカ微粉末の表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて算出することができる。
シリカ微粉末は、必要に応じ、疎水化、摩擦帯電性コントロールの目的で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、シランカップリング剤、官能基を有するシラン化合物、その他の有機ケイ素化合物等の処理剤で処理する。尚、これら処理剤は一種類を単独で使用してもよいし二種類以上の処理剤を併用して使用してもよい。
混練機としては、以下のものが挙げられる。具体的には、KRCニーダー(栗本鉄工所社製);ブス・コ・ニーダー(Buss社製);TEM型押し出し機(東芝機械社製);TEX二軸混練機(日本製鋼所社製);PCM混練機(池貝鉄工所社製);三本ロールミル、ミキシングロールミル、ニーダー(井上製作所社製);ニーデックス(三井鉱山社製);MS式加圧ニーダー、ニダールーダー(森山製作所社製);バンバリーミキサー(神戸製鋼所社製)等が挙げられる。
粉砕機としては、以下のものが挙げられる。具体的には、カウンタージェットミル、ミクロンジェット、イノマイザ(ホソカワミクロン社製);IDS型ミル、PJMジェット粉砕機(日本ニューマチック工業社製);クロスジェットミル(栗本鉄工所社製);ウルマックス(日曹エンジニアリング社製);SKジェット・オー・ミル(セイシン企業社製);クリプトロン(川崎重工業社製);ターボミル(ターボ工業社製);スーパーローター(日清エンジニアリング社製)等が挙げられる。
分級機としては、以下のものが挙げられる。具体的には、クラッシール、マイクロンクラッシファイアー、スペディッククラシファイアー(セイシン企業社製);ターボクラッシファイアー(日清エンジニアリング社製);ミクロンセパレータ、ターボプレックス(ATP)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製);エルボージェット(日鉄鉱業社製)、ディスパージョンセパレータ(日本ニューマチックエ業社製);YMマイクロカット(安川商事社製)等が挙げられる。
粗粒子をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、以下のものが挙げられる。具体的には、ウルトラソニック(晃栄産業社製);レゾナシーブ、ジャイロシフター(徳寿工作所社);バイブラソニックシステム(ダルトン社製);ソニクリーン(新東工業社製);ターボスクリーナー(ターボエ業社製);ミクロシフター(槙野産業社製);円形振動篩い等が挙げられる。
次に、本発明のトナーの重量平均粒径(D4)の測定方法について説明する。尚、以下に説明する測定方法は、トナーの粒度分布に基づく測定方法である。トナーの重量平均粒径(D4)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と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフトと、を用いて測定される。以下、精密粒度分布測定装置として、「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、専用ソフトとして、「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、それぞれ用いる方法を説明する。また測定の際は、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行った上で、トナーの重量平均粒径(D4)を算出する。
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約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、以下に説明するように専用ソフトの設定を行う。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。また専用ソフトの「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から60μmまでに設定する。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカー(以下、ビーカーAという。)に電解水溶液(例えば、上述した「ISOTON II」)約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットする。そして、ビーカーA内にある電解水溶液の撹拌を、スターラーロッドを用いて反時計回りで24回転/秒にて行う。尚、上記撹拌の際に、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、ビーカーA内の電解質水溶液に接触している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(以下、ビーカーBという。)に前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤約0.3mlを加える。尚、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)を使用する。またこの「コンタミノンN」を分散剤として上記電解質溶液中に加える際には、「コンタミノンN」をイオン交換水で3質量倍に希釈したもの(希釈液)を使用する。
(3)電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)に備える水槽内に所定量のイオン交換水を入れる。尚、この超音波分散器には、発振周波数が50kHzである発振器が2個内蔵されている。またこれら発信機は、位相を180度ずらした状態で内蔵されている。そして、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記ビーカーB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。尚、ビーカーBをビーカー固定穴にセットする際は、ビーカーB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Bの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のように、ビーカーB内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつビーカーB内に添加し、ビーカーB内の電解水溶液の中に分散させる。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ビーカーAに、前記(5)においてトナーを分散させた電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。調整後、粒径の測定を行う。尚、測定の際に、測定される粒子の数が50000個に満たない場合は、前記(5)においてトナーを分散させた電解水溶液と、トナーが分散されていない電解水溶液と、を適宜追加し、測定される粒子の数が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)を算出する。尚、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)である。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、以下に挙げるモノマー及び試薬を仕込んだ。
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド(2.2mol付加物):1626g
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2.2mol付加物):1781g
・テレフタル酸:997g
・ドデセニルコハク酸無水物:241g
・下記式(3)の化合物:25g
製造例1において、反応槽に仕込ませる式(3)の化合物の量を、下記表1に示すように適宜変更したこと以外は、製造例1と同様の方法により、結着樹脂2乃至6をそれぞれ得た。尚、表1中の式(3)化合物の仕込み量(質量部)は、式(3)化合物を除いたモノマーを100質量部とした時の値である。
製造例1において、反応槽内に式(3)の化合物を仕込まず、重合触媒として、テトラブチルチタネートに代えてジブチルスズオキシドを用いたこと以外は、製造例1と同様の方法により、結着樹脂7(Tg=60℃、Tm=122℃)を得た。
スチレン(70部)と、アクリル酸n−ブチル(24部)と、マレイン酸モノブチル(6部)と、ジ−t−ブチルパーオキサイド(1部)と、を、それぞれキシレン200部中に4時間かけて滴下した。次に、キシレンを還流させながら重合を行った。重合が完了した後、反応溶液を昇温して有機溶剤を留去することで生成物を得た。この生成物を室温まで冷却後、粉砕することで、結着樹脂8(Tg:60℃、Tm:118℃)を得た。
ヘンシェルミキサーを用いて、以下に列挙する材料を前混合した。
・結着樹脂1: 100.5質量部
・フィッシャートロプッシュワックス: 4質量部
(サゾール社製、C105、融点105℃)
・カーボンブラック(商品名:Nipex30、デグサ社製) 5質量部
次に、二軸混練押し出し機によって、溶融混練を行った。この時、混練された樹脂の温度が150℃になるように滞留時間をコントロールした。次に、得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミルで粉砕し、得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機(日鉄鉱業社製エルボジェット分級機)を用いて分級することで、重量平均粒径(D4)が7μmのトナー粒子を得た。次に、このトナー粒子100質量部に対して、疎水性シリカ微粉体(BET法で測定した窒素吸着による比表面積が140m2/g、疎水化処理としてヘキサメチルジシラザン処理)1.0質量部を外添混合し、目開き150μmのメッシュで篩いをかけることで、トナー1を得た。
実施例1において、下記表2に示されるように結着樹脂の種類及び量(質量部)を変更したこと以外は、実施例1と同様の方法により、トナー2乃至6をそれぞれ作製した。
実施例1において、ヘンシャルミキサーを用いて前混合する材料を以下に列挙する材料としたこと以外は、実施例1と同様の方法により、トナー7を作製した。
・結着樹脂7: 100質量部
・フィッシャートロプッシュワックス: 4質量部
(サゾール社製、C105、融点105℃)
・カーボンブラック(商品名:Nipex30、デグサ社製) 5質量部
・式(3)の化合物 6質量部
実施例7において、式(3)の化合物をヘンシャルミキサーに投入しなかった(投入量を0質量部にした)こと以外は、実施例7と同様の方法により、トナー8を作製した。
実施例7において、結着樹脂7に代えて結着樹脂8を用いたこと以外は、実施例7と同様の方法により、トナー9を作製した。
比較例2において、式(3)の化合物をヘンシャルミキサーに投入しなかった(投入量を0質量部にした)こと以外は、比較例2と同様の方法により、トナー10を作製した。
以下に説明するように二成分現像剤を作製した。尚、作製した二成分現像剤は、後述する帯電立ち上がり性等の評価を行うために使用されるサンプルになる。まず、下記に列挙される材料を蓋付きのプラスチックボトルに投入した。
磁性キャリア F813−300(パウダーテック社製):276g
トナー1:24.0g
次に、振とう器(YS−LD:(株)ヤヨイ製)を用いて、上記プラスチックボトルを1秒間に4往復のスピードで1分間振とうすることにより、二成分現像剤を得た。
(1)帯電立ち上がり性の評価
次に、得られたトナー270gを分取し、低温低湿環境(10℃/15%RH)で3昼夜放置した。次に、これをカラーレーザー複写機(imageRUNNER ADVANCE C7065(キヤノン社製))の現像器に仕込んだ。次に、外部モーターを具備した回転機にて、2分間の回転を行った時(Q2min)とさらに3分間回転(即ち、合計で5分間の回転)を行った時(Q5min)の現像スリーブ上の二成分現像剤をそれぞれ採取した。次に、図1に示される装置で帯電量を測定した。評価は、Q5min/Q2minを計算し、計算結果を以下の基準にて判定を行った。
A:1.20未満
B:1.20以上1.40未満
C:1.40以上1.60未満
D:1.60以上1.80未満
図1に示される、底に500メッシュ(目開き25μm)のスクリーン3のある金属製の測定容器2に、摩擦帯電量を測定しようとする二成分現像剤を0.500g入れて金属製のフタ4をした。このときの測定容器2全体の質量を秤り、Wl(g)とする。次に、吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとする。この状態で2分間吸引を行い、トナーを吸引除去する。このときの電位計9の電位をV(ボルト)とする。図1において、符号8はコンデンサーであり、その容量をC(μF)とする。また吸引後の測定容器全体の質量を秤り、W2(g)とする。このとき、トナーの摩擦帯電量(mC/kg)は、下記式(i)のように計算される。
摩擦帯電量(mC/kg)=(C×V)/(W1−W2) (i)
また、トナー汚染の指標となるトナー汚染率は、下記式のように計算して、その計算結果を以下の基準に基づいて評価を行なった。尚、二成分現像剤0.500g中に、トナーは8%(0.040g)含有しているものとして計算した。
トナー汚染率(質量%)=(0.040−(W1−W2))/0.040 (ii)
A:10質量%未満
B:10質量%以上15質量%未満
C:15質量%以上20質量%未満
D:20質量%以上25質量%未満
E:25質量%以上
画像形成装置(キヤノン製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C7065)を用いて、常温常湿環境下(23℃、50%RH)における二成分現像剤の現像性評価(A4横、10%印字比率、1,000枚連続通紙)を行った。ここで評価紙は、コピー用紙CS−814(A4、坪量81.4g/m2)キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)を用いた。
1,000枚連続通紙時のFFH画像部(ベタ部)の画像濃度(反射濃度)を測定して評価を行った。尚、画像濃度の測定には、X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を使用した。
画出し前の評価紙の平均反射率Dr(%)をリフレクトメータ(東京電色株式会社製の「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」)によって測定した。具体的には、1,000枚連続通紙時の00H画像部(白地部)の反射率Ds(%)を測定した。得られたDr及びDsより、下記式(iii)を用いてカブリ(%)を算出した。
カブリ(%)=Dr(%)−Ds(%) (iii)
また実施例2乃至7にてそれぞれ作製したトナーについても同様に二成分現像剤を作製し、作製した二成分現像剤についてその特性の評価を行なった。結果を表3に示す。
実施例1乃至4のいずれかで得られたトナーを有する二成分現像剤は、いずれもトナー汚染率及び帯電立ち上がり性がA評価であった。尚、これら二成分現像剤が有するトナーには、いずれも式(3)の化合物が、トナーによってもたらされる作用効果を奏するのに問題無い範囲で含まれていた。実施例5で得られたトナーを有する二成分現像剤は、トナー汚染率がB評価であったため、実施例1乃至4と比較してトナー汚染率が若干悪化した。これは、トナー5を作製する際に使用した結着樹脂5に含まれる式(3)の化合物の含有量が5質量部とやや多めであったためと考えられる。実施例6で得られたトナーを有する二成分現像剤は、帯電立ち上がり性がB評価であったため、実施例1乃至4と比較して帯電立ち上がり性が若干悪化した。これは、トナー6を作製する際に使用した結着樹脂6に含まれる式(3)の化合物の含有量が多かったためと考えられる。実施例7で得られたトナーを有する二成分現像剤は、トナー汚染率がC評価であったため、実施例1乃至4と比較してトナー汚染率が悪化した。これは、トナー7の作製時において式(3)の化合物が添加されていることと、結着樹脂の重合触媒がスズ触媒であることにより、トナー中の式(3)の化合物の分散性がやや悪化したためと考えられる。
Claims (7)
- 前記R2が水素原子であることを特徴とする請求項2に記載のトナー。
- 前記トナー粒子において、前記一般式(1)の化合物が、前記結着樹脂100質量部に対して0.01質量部以上5.0質量部以下含まれることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記ポリエステル部位が、前記結着樹脂に対して60質量%以上100質量%以下含まれることと特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記結着樹脂が、チタン系触媒の存在下で縮重合されることにより得られるポリエステル部位を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナー。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のトナーの製造方法であって、
ポリエステル部位を有する結着樹脂の調製工程を有し、
前記ポリエステル部位が、チタン系触媒の存在下での縮重合により得られることを特徴とするトナーの製造方法。
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