JP2017215498A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、飛散が少なく、低温定着性に優れた静電荷像現像用トナーを提供することである。【解決手段】本発明の静電荷像現像用トナーは、非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとするドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子が、離型剤と、アルコキシアニリンとを含有し、前記トナー粒子中の前記アルコキシアニリンの含有量が、0.1〜15.0質量ppmの範囲内であることを特徴とする。【選択図】なし
Description
本発明は、静電荷像現像用トナーに関する。より詳細には、本発明は、低温定着性に優れ、かつ飛散が少ない静電荷像現像用トナーに関する。
電子写真方式の画像形成装置では、紙等の転写媒体上に静電荷像現像用トナー(以下、単にトナーともいう。)を用いて画像を形成した後、定着させる。定着方法としては、画像形成後の転写媒体を、加熱ローラーと加圧ローラーの間を通過させる熱ローラー定着方式が広く利用されている。この熱ローラー定着方式における定着性、すなわち転写媒体に対するトナーの接着性を確保するために、加熱ローラーには高い熱容量が必要になる。
近年の地球環境の温暖化防止対策の観点から、電子写真方式の画像形成装置に対しても、省エネルギー化の要請が高まっている。そこで、熱ローラー定着方式を採用している画像形成装置においては、定着に必要な熱量を低減させるため、トナーの低温定着化について多くの検討がなされている。
低温定着化を図った代表的なトナーとしては、結晶性樹脂を用いたトナーがある。
例えば、結晶性ポリエステル樹脂を糸状の結晶構造として含有することにより、結晶性ポリエステル樹脂のシャープメルト性、ひいては低温定着性を向上させたトナーが提案されている(特許文献1)。
例えば、結晶性ポリエステル樹脂を糸状の結晶構造として含有することにより、結晶性ポリエステル樹脂のシャープメルト性、ひいては低温定着性を向上させたトナーが提案されている(特許文献1)。
また、非晶性樹脂のカルボキシ基濃度と結晶性ポリエステル樹脂のエステル基濃度を調整することにより、非晶性樹脂中に結晶性ポリエステル樹脂を平均径が300nm以下のドメイン相として微分散させたトナーが提案されている(特許文献2)。このようなトナー中の結晶性ポリエステル樹脂は、熱定着時の相溶を進行させるとともに、結晶化の程度が小さく結晶化度のバラつきが少ないため、トナーで形成した画像の光沢均一性が向上する。
さらに、トナー粒子中に離型剤を含有させ、離型剤が結晶性ポリエステル樹脂と非晶性樹脂の相溶性を調整することで、シャープメルト性やトナーの耐ストレス性が向上する技術が提案されている(特許文献3)。
さらに、トナー粒子中に離型剤を含有させ、離型剤が結晶性ポリエステル樹脂と非晶性樹脂の相溶性を調整することで、シャープメルト性やトナーの耐ストレス性が向上する技術が提案されている(特許文献3)。
ところで、イエロートナーにおいては、C.I.Pigment Yellow93、C.I.Pigment Yellow155、C.I.Pigment Yellow180、C.I.Solvent Yellow93、C.I.Solvent Yellow163等の顔料が着色剤として使用されている。
これらの顔料は、単独では着色力が十分でないため、目的の着色力を得るためには添加量を増やさなくてはならない。しかしながら、顔料の添加量を増やすと、トナーへの取り込み性が低くなり、帯電性が低下するとともにトナーが飛散しやすくなるという問題がある。
これらの顔料は、単独では着色力が十分でないため、目的の着色力を得るためには添加量を増やさなくてはならない。しかしながら、顔料の添加量を増やすと、トナーへの取り込み性が低くなり、帯電性が低下するとともにトナーが飛散しやすくなるという問題がある。
それらを解決するために、サリチル酸金属化合物等の荷電制御剤をトナー粒子中に含有させることで、顔料のトナー中の分散性及び帯電性の改善を図ることが提案されている(特許文献4及び特許文献5)。また、着色剤として、C.I.Pigment Yellow 155とC.I.Solvent Yellow 162とをトナー粒子中に含有させることで、着色力及び帯電性能を改善する方法が提案されている(特許文献6)。
しかしながら、トナー粒子は、結晶性樹脂、非晶性樹脂及び離型剤等の多成分で構成されているため、それぞれの構成成分が集まりやすく、従来の方法では結晶性樹脂をトナー粒子中に分散させることが難しく、結晶性樹脂の機能を十分に得にくいという問題があった。
本発明は上記問題及び状況に鑑みてなされ、その解決課題は、低温定着性に優れ、かつ飛散が少ない静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとするドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、トナー粒子中に、離型剤と、所定量のアルコキシアニリンとを含有させることで、低温定着性に優れ、かつ飛散が少ない静電荷像現像用トナーを提供できることを見いだし本発明に至った。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段によって解決される。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段によって解決される。
1.非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとするドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、
前記トナー粒子が、離型剤と、アルコキシアニリンとを含有し、
前記トナー粒子中の前記アルコキシアニリンの含有量が、0.1〜15.0質量ppmの範囲内であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
前記トナー粒子が、離型剤と、アルコキシアニリンとを含有し、
前記トナー粒子中の前記アルコキシアニリンの含有量が、0.1〜15.0質量ppmの範囲内であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。
2.前記離型剤の融点が、60〜90℃の範囲内であることを特徴とする第1項に記載の静電荷像現像用トナー。
3.前記トナー粒子中に、顔料として、C.I.Pigment Yellow74を含有することを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナー。
4.前記トナー粒子に、顔料として、C.I.Pigment Yellow93、C.I.Pigment Yellow155、C.I.Pigment Yellow180、C.I.Pigment Yellow185、C.I.Solvent Yellow93及びC.I.Solvent Yellow163のうち少なくとも1種を含有することを特徴とする第3項に記載の静電荷像現像用トナー。
5.前記結晶性樹脂として、結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
6.前記トナー粒子中の前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、5〜30質量%の範囲内であることを特徴とする第5項に記載の静電荷像現像用トナー。
7.前記結晶性ポリエステル樹脂が、非晶性樹脂セグメントが結合したハイブリッド樹脂であることを特徴とする第5項に記載の静電荷像現像用トナー。
8.前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価が、15〜30mgKOH/gの範囲内であることを特徴とする第5項に記載の静電荷像現像用トナー。
9.前記アルコキシアニリンとして、2−メトキシアニリンを含有することを特徴とする第1項から第8項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
10.前記非晶性ポリエステル樹脂が、高分子量成分と低分子量成分とを有し、
前記高分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、30000〜300000の範囲内であり、
前記低分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、8000〜25000の範囲内であることを特徴とする第5項から第8項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
前記高分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、30000〜300000の範囲内であり、
前記低分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、8000〜25000の範囲内であることを特徴とする第5項から第8項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
11.前記非晶性ポリエステル樹脂の前記高分子量成分の酸価が、前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価よりも小さいことを特徴とする第10項に記載の静電荷像現像用トナー。
本発明の上記手段により、低温定着性に優れ、かつ飛散が少ない静電荷像現像用トナーを提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構は明確になっていないが、以下のように推察される。
本発明の効果の発現機構又は作用機構は明確になっていないが、以下のように推察される。
非晶性樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとしたドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子を含有するトナーにおいて、低温定着を実現するためには、マトリクスである非晶性樹脂にドメインである結晶性樹脂を均一に分散させることが必要である。しかしながら、トナー粒子は、非晶性樹脂、結晶性樹脂及び離型剤等の多成分が含有された構成であるため、同一成分同士が集まりやすく、トナー粒子中での分散性が損なわれやすい。
発明者らは、トナー粒子中にアルキルアニリンを0.1〜15質量ppmの範囲内で含有させると、離型剤ドメイン及び結晶性樹脂ドメインのトナー粒子中での分散性が向上することがわかった。これは、マトリクス中でプラス電荷を帯びたアルコキシアニリンがマイナス電荷をもった離型剤及び結晶性樹脂をそれぞれ取り囲むため、トナー中において、離型剤及び結晶性樹脂ドメイン同士が合一する際の障害となり、同一成分同士がそれぞれ集まりにくくなったものと考えられる。
また、トナー粒子中に離型剤ドメインが均一に分散されていると、結晶性樹脂ドメインの間に離型剤ドメインが存在することとなるため、結晶性樹脂ドメイン同士がさらに集まりにくくなる。これにより、結晶性樹脂ドメインのトナー粒子中での分散性が飛躍的に向上し、低温定着性に優れたトナーが得られたものと考えられる。
また、トナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量を15.0質量ppm以下とすることで、トナーの帯電性が低下しないようにトナー粒子中のプラスの電荷量を調整することができたため、トナーの飛散を抑えることができたと考えられる。
また、トナー粒子中に離型剤ドメインが均一に分散されていると、結晶性樹脂ドメインの間に離型剤ドメインが存在することとなるため、結晶性樹脂ドメイン同士がさらに集まりにくくなる。これにより、結晶性樹脂ドメインのトナー粒子中での分散性が飛躍的に向上し、低温定着性に優れたトナーが得られたものと考えられる。
また、トナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量を15.0質量ppm以下とすることで、トナーの帯電性が低下しないようにトナー粒子中のプラスの電荷量を調整することができたため、トナーの飛散を抑えることができたと考えられる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとするドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、前記トナー粒子が、離型剤と、アルコキシアニリンとを含有し、前記トナー粒子中の前記アルコキシアニリンの含有量が、0.1〜15.0質量ppmの範囲内であることを特徴とする。この特徴は各請求項に係る発明に共通の技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、前記離型剤の融点が、60〜90℃の範囲内であることが好ましい。これにより、トナーの製造時に、離型剤がトナー粒子内で分散状態を制御し、離形性を維持しつつ、離型剤のトナー粒子表面への露出が抑制される。また、離型剤と結晶性樹脂との相溶性が向上することで、非晶性樹脂と結晶性樹脂との相溶性を調整することができる。
本発明の実施態様としては、前記トナー粒子中に、顔料として、C.I.Pigment Yellow74を含有することが好ましい。これにより、イエロートナーにおいて、少ない着色剤の含有量でも優れた着色力を得ることができる。また、顔料の含有量を抑えることにより、着色剤の取り込み性がよくなり、帯電性が低下しにくくトナーが飛散を抑えることができる。さらに、顔料の含有量を抑えることにより、フィラー効果を抑えることで優れた低温定着性を得られると考えられる。
本発明の実施態様としては、目的の色味又はより高い着色力を得る観点から、トナー粒子に、顔料として、C.I.Pigment Yellow93、C.I.Pigment Yellow155、C.I.Pigment Yellow180、C.I.Pigment Yellow185、C.I.Solvent Yellow93及びC.I.Solvent Yellow163のうち少なくとも1種を含有することが好ましい。
本発明の実施態様としては、より優れた低温定着性を得る観点から、前記結晶性樹脂として、結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
本発明の実施態様としては、前記トナー粒子中の前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、5〜30質量%の範囲内であることが好ましい。ここで、前記結晶性樹脂の含有量は、より優れた低温定着性を得る観点からは、5質量%以上であることが好ましく、トナー飛散を抑える観点からは、30質量%以下であることが好ましい。
本発明の実施態様としては、非晶性樹脂中における結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高めて、より優れた低温定着性を得る観点からは、前記結晶性ポリエステル樹脂が、非晶性樹脂セグメントが結合したハイブリッド樹脂であることが好ましい。
本発明の実施態様としては、前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価が、15〜30mgKOH/gの範囲内であることが好ましい。ここで、アルコキシアニリンが結晶性ポリエステル樹脂を取り囲みやすくし、結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高めて低温定着性を向上させる観点からは、酸価が15mgKOH/g以上とすることが好ましい。また、親水性が増すと結晶性ポリエステルがトナー表層に存在しやすくなり、帯電量が低下するため、これを防ぐ観点からは、30mgKOH/g以下とすることが好ましい。
本発明の実施態様としては、結晶性樹脂の分散性を高め、かつ非晶性樹脂の可塑化を抑える観点からは、前記アルコキシアニリンとして、2−メトキシアニリンを含有することが好ましい。
本発明の実施態様としては、前記非晶性ポリエステル樹脂が、高分子量成分と低分子量成分とを有し、前記高分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、30000〜300000の範囲内であり、前記低分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、8000〜25000の範囲内であることが好ましい。これにより、高分子量成分の方と結晶性樹脂との相溶性を向上させ、一旦相溶した結晶性樹脂との分離を調整することができる。また、高分子量成分と低分子量成分とを用いることで、トナーを乳化重合凝集法で製造する際に、原料成分を凝集させた凝集粒子を加熱して融合する際に、トナー粒子中への高分子量成分の包含性が良好になり、結晶性樹脂のトナー粒子表面への露出を防止できる。また、トナー粒子表面近傍に結晶性樹脂のドメインが存在する確率が低くなるため、帯電量分布が広くならず、トナー飛散を発生しにくくできると考えられる。
本発明の実施態様としては、前記非晶性ポリエステル樹脂の前記高分子量成分の酸価が、前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価よりも小さいことが好ましい。これにより、アルコキシアニリンが結晶性ポリエステル樹脂を取り囲みやすくなり、結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高めることができる。
以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態について詳細な説明をする。
なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
[静電荷像現像用トナー]
本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂(バインダー樹脂)として非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含有し、非晶性樹脂である非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとするドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子からなる。
ドメイン・マトリクス構造とは、連続したマトリクス相中に、閉じた界面(相と相の境界)を有するドメイン相が存在する構造をいう。ここで、本発明に係るトナー粒子は、耐熱性に優れた非晶性樹脂である非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス相として、このマトリクス相中に結晶性樹脂がドメイン相として分散している。
また本発明に係るトナー粒子は、離型剤と、アルコキシアニリンとを含有しており、トナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量は、0.1〜15.0質量ppmである。
また、トナー粒子には、着色剤等をさらに含有することができ、必要に応じて荷電制御剤、外添剤等も含有することができる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、結着樹脂(バインダー樹脂)として非晶性樹脂及び結晶性樹脂を含有し、非晶性樹脂である非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとするドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子からなる。
ドメイン・マトリクス構造とは、連続したマトリクス相中に、閉じた界面(相と相の境界)を有するドメイン相が存在する構造をいう。ここで、本発明に係るトナー粒子は、耐熱性に優れた非晶性樹脂である非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス相として、このマトリクス相中に結晶性樹脂がドメイン相として分散している。
また本発明に係るトナー粒子は、離型剤と、アルコキシアニリンとを含有しており、トナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量は、0.1〜15.0質量ppmである。
また、トナー粒子には、着色剤等をさらに含有することができ、必要に応じて荷電制御剤、外添剤等も含有することができる。
<非晶性樹脂>
本発明に係るトナー粒子には、非晶性樹脂として非晶性ポリエステル樹脂を用いる。また、非晶性樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、使用される非晶性樹脂の分子量は特に限定されるものではない。ここで、非晶性を示すとは、示差走査熱量測定(DSC:Differential Scanning Calorimetry)により得られる吸熱曲線において、ガラス転移点(Tg)を有するが、融点すなわち昇温時の明確な吸熱ピークがないことをいう。明確な吸熱ピークとは、10℃/minの昇温速度で昇温したときの吸熱曲線において半値幅が15℃以内の吸熱ピークをいう。
本発明に係るトナー粒子には、非晶性樹脂として非晶性ポリエステル樹脂を用いる。また、非晶性樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよく、使用される非晶性樹脂の分子量は特に限定されるものではない。ここで、非晶性を示すとは、示差走査熱量測定(DSC:Differential Scanning Calorimetry)により得られる吸熱曲線において、ガラス転移点(Tg)を有するが、融点すなわち昇温時の明確な吸熱ピークがないことをいう。明確な吸熱ピークとは、10℃/minの昇温速度で昇温したときの吸熱曲線において半値幅が15℃以内の吸熱ピークをいう。
<非晶性ポリエステル樹脂>
本発明に係る非晶性ポリエステル樹脂としては、重量平均分子量(Mw)の高い非晶性ポリエステル樹脂(高分子量成分)と、重量平均分子量の低い非晶性ポリエステル樹脂(低分子量成分)との2種類を用いることが好ましい。
本発明に係る非晶性ポリエステル樹脂としては、重量平均分子量(Mw)の高い非晶性ポリエステル樹脂(高分子量成分)と、重量平均分子量の低い非晶性ポリエステル樹脂(低分子量成分)との2種類を用いることが好ましい。
この場合、高分子量成分の重量平均分子量(Mw)は30000〜300000の範囲内であることが好ましく、30000〜200000の範囲内であることがより好ましく、35000〜150000の範囲内であることが更に好ましい。
一方、低分子量成分の重量平均分子量(Mw)は、8000〜25000の範囲内であることが好ましく、8000〜22000の範囲内であることがより好ましく、9000〜20000の範囲内であることが更に好ましい。
これにより、高分子量成分と結晶性樹脂との相溶性を向上させ、一旦相溶した結晶性樹脂との分離を調整することができる。また、高分子量成分と低分子量成分とを用いることで、トナーを乳化重合凝集法で製造する際に、原料成分を凝集させた凝集粒子を加熱して融合する際に、トナー粒子中への高分子量成分の包含性が良好になり、結晶性樹脂のトナー粒子表面への露出を防止できる。また、トナー粒子表面近傍に結晶性樹脂のドメインが存在する確率が低くなるため、帯電量分布が広くならず、トナー飛散を発生しにくくできると考えられる。
また、高分子量成分と低分子量成分を混合して使用する場合、両者の配合比率(高分子量成分:低分子量成分)は、35:65〜95:5の範囲内が好ましく、40:60〜90:10の範囲内がより好ましく、50:50〜85:15の範囲内が更に好ましい。この範囲で配合することで、上記効果を有しつつ低温定着性を維持することができる様になる。
一方、低分子量成分の重量平均分子量(Mw)は、8000〜25000の範囲内であることが好ましく、8000〜22000の範囲内であることがより好ましく、9000〜20000の範囲内であることが更に好ましい。
これにより、高分子量成分と結晶性樹脂との相溶性を向上させ、一旦相溶した結晶性樹脂との分離を調整することができる。また、高分子量成分と低分子量成分とを用いることで、トナーを乳化重合凝集法で製造する際に、原料成分を凝集させた凝集粒子を加熱して融合する際に、トナー粒子中への高分子量成分の包含性が良好になり、結晶性樹脂のトナー粒子表面への露出を防止できる。また、トナー粒子表面近傍に結晶性樹脂のドメインが存在する確率が低くなるため、帯電量分布が広くならず、トナー飛散を発生しにくくできると考えられる。
また、高分子量成分と低分子量成分を混合して使用する場合、両者の配合比率(高分子量成分:低分子量成分)は、35:65〜95:5の範囲内が好ましく、40:60〜90:10の範囲内がより好ましく、50:50〜85:15の範囲内が更に好ましい。この範囲で配合することで、上記効果を有しつつ低温定着性を維持することができる様になる。
高分子量成分は、その構成モノマーとして、アルケニルコハク酸又はその無水物と、トリメリット酸又はその無水物を含有することが望ましい。アルケニルコハク酸又はその無水物は、疎水性の高いアルケニル基が存在することにより、より容易に結晶性樹脂と相溶することができる。
アルケニルコハク酸成分としては、例えば、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、これらの酸無水物及び酸塩化物、並びに炭素数1以上3以下の低級アルキルエステルが挙げられる。3価以上の多価カルボン酸を含有することにより、高分子鎖は架橋構造を形成する。架橋構造を形成することにより、一旦相溶した結晶性樹脂を固定化し分離しにくくすることができる。3価以上の多価カルボン酸の例としては、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、これらの酸無水物及び酸塩化物、並びに炭素数1以上3以下の低級アルキルエステルが挙げられる。
アルケニルコハク酸成分としては、例えば、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、これらの酸無水物及び酸塩化物、並びに炭素数1以上3以下の低級アルキルエステルが挙げられる。3価以上の多価カルボン酸を含有することにより、高分子鎖は架橋構造を形成する。架橋構造を形成することにより、一旦相溶した結晶性樹脂を固定化し分離しにくくすることができる。3価以上の多価カルボン酸の例としては、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸、メリット酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、これらの酸無水物及び酸塩化物、並びに炭素数1以上3以下の低級アルキルエステルが挙げられる。
非晶性ポリエステル樹脂の製造方法は、特に制限はなく、一般的なポリエステル重合法で製造される。
非晶性ポリエステル樹脂の合成に用いるカルボン酸成分としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸;及びこれらカルボン酸化合物の無水物、あるいは炭素数1〜3のアルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
非晶性ポリエステル樹脂の合成に用いるカルボン酸成分としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、テトラデカンジカルボン酸などの飽和脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸などの3価以上の多価カルボン酸;及びこれらカルボン酸化合物の無水物、あるいは炭素数1〜3のアルキルエステルなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
非晶性ポリエステル樹脂の合成に用いるアルコール成分としては、例えば、1,2−プロパンジオール、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、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオールなどの脂肪族ジオール;グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールなどの3価以上の多価アルコールなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記のアルコール成分に加えて、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物や水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールS、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールSプロピレンオキサイド付加物等も用いることができる。
さらに、トナー製造性・耐熱性・透明性の観点からは、ビスフェノールS、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールSプロピレンオキサイド付加物等のビスフェノールS誘導体を用いることが好ましい。また、カルボン酸成分、アルコール成分とも複数の成分を含んでもよく、特に、ビスフェノールSを用いると耐熱性が高められる。
さらに、トナー製造性・耐熱性・透明性の観点からは、ビスフェノールS、ビスフェノールSエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールSプロピレンオキサイド付加物等のビスフェノールS誘導体を用いることが好ましい。また、カルボン酸成分、アルコール成分とも複数の成分を含んでもよく、特に、ビスフェノールSを用いると耐熱性が高められる。
低分子量成分の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度は、45〜75℃の範囲内であることが好ましく、50〜70℃の範囲であることがより好ましく、55〜65℃の範囲内であることが更に好ましい。
高分子量成分の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点は、45〜75℃の範囲内であることが好ましく、50〜70℃の範囲であることがより好ましく、55〜66℃の範囲内であることが更に好ましい。
非晶性樹脂のガラス転移点が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性及び耐熱保管性が両立して得られる。
ここで、ガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量測定装置、例えばダイヤモンドDSC(パーキンエルマー社製)を用いて測定することができる。具体的には、試料3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、加熱、冷却、加熱の順に温度を変動させる。1回目の加熱時には室温(25℃)から、2回目の加熱時には0℃から、10℃/minの昇温速度でそれぞれ200℃まで昇温して、150℃を5分間保持する。冷却時には、10℃/minの降温速度で200℃から0℃まで降温して、0℃の温度を5分間保持する。2回目の加熱時に得られた測定曲線においてベースラインのシフトを観察し、シフトする前のベースラインの延長線と、ベースラインのシフト部分の最大傾斜を示す接線との交点をガラス転移点(Tg)とする。リファレンスとして、空のアルミニウム製パンを用いる。
高分子量成分の非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点は、45〜75℃の範囲内であることが好ましく、50〜70℃の範囲であることがより好ましく、55〜66℃の範囲内であることが更に好ましい。
非晶性樹脂のガラス転移点が上記の範囲にあることにより、十分な低温定着性及び耐熱保管性が両立して得られる。
ここで、ガラス転移点(Tg)は、示差走査熱量測定装置、例えばダイヤモンドDSC(パーキンエルマー社製)を用いて測定することができる。具体的には、試料3.0mgをアルミニウム製パンに封入し、加熱、冷却、加熱の順に温度を変動させる。1回目の加熱時には室温(25℃)から、2回目の加熱時には0℃から、10℃/minの昇温速度でそれぞれ200℃まで昇温して、150℃を5分間保持する。冷却時には、10℃/minの降温速度で200℃から0℃まで降温して、0℃の温度を5分間保持する。2回目の加熱時に得られた測定曲線においてベースラインのシフトを観察し、シフトする前のベースラインの延長線と、ベースラインのシフト部分の最大傾斜を示す接線との交点をガラス転移点(Tg)とする。リファレンスとして、空のアルミニウム製パンを用いる。
また、上述した非晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、以下のようにゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC:Gel Permeation Chromatography)によって測定した分子量分布から求めることができる。
試料を濃度1mg/mLとなるようにテトラヒドロフラン(THF)中に添加し、40℃において超音波分散機を用いて15分間分散処理した後、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して、試料液を調製する。GPC装置HLC−8120GPC(東ソー社製)及びカラムTSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを流速0.2mL/minで流す。キャリア溶媒とともに、調製した試料液10μLをGPC装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて試料を検出し、単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて、試料の分子量分布を算出する。検量線は、分子量がそれぞれ6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106である10点のポリスチレン標準粒子(Pressure Chemical社製)を測定することにより、作成する。
試料を濃度1mg/mLとなるようにテトラヒドロフラン(THF)中に添加し、40℃において超音波分散機を用いて15分間分散処理した後、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して、試料液を調製する。GPC装置HLC−8120GPC(東ソー社製)及びカラムTSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを流速0.2mL/minで流す。キャリア溶媒とともに、調製した試料液10μLをGPC装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて試料を検出し、単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて、試料の分子量分布を算出する。検量線は、分子量がそれぞれ6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106である10点のポリスチレン標準粒子(Pressure Chemical社製)を測定することにより、作成する。
非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、結晶性樹脂の酸価よりも小さくすると、アルコキシアニリンが結晶性樹脂を取り囲みやすくなり、結晶性樹脂の分散性を十分に高めることができるため、好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、JIS K0070−1992に記載の方法(電位差滴定法)に準拠して測定することができる。今回の測定においては、溶剤はテトラヒドロフランとイソプロピルアルコールを体積比1:1で混合したものを使用する。
非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、JIS K0070−1992に記載の方法(電位差滴定法)に準拠して測定することができる。今回の測定においては、溶剤はテトラヒドロフランとイソプロピルアルコールを体積比1:1で混合したものを使用する。
<結晶性樹脂>
結晶性樹脂は結着樹脂の一つであり、結晶性を示す樹脂であれば制限なく、公知の結晶性樹脂を使用できる。ここで、結晶性を示すとは、DSCにより得られる吸熱曲線において、融点すなわち昇温時に明確な吸熱ピークを有することをいう。明確な吸熱ピークとは、10℃/minの昇温速度で昇温したときの吸熱曲線において半値幅が15℃以内のピークをいう。
結晶性樹脂は結着樹脂の一つであり、結晶性を示す樹脂であれば制限なく、公知の結晶性樹脂を使用できる。ここで、結晶性を示すとは、DSCにより得られる吸熱曲線において、融点すなわち昇温時に明確な吸熱ピークを有することをいう。明確な吸熱ピークとは、10℃/minの昇温速度で昇温したときの吸熱曲線において半値幅が15℃以内のピークをいう。
優れた低温定着性を得る観点からは、トナー粒子が、結晶性樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
また、トナー粒子中の結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、5〜30質量%の範囲内にあることが好ましい。トナー粒子中の含有量が、5質量%以上であれば十分な低温定着性が得られ、30質量%以下であれば帯電性の低下によるトナーの飛散を抑えることができる。
また、トナー粒子中の結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、5〜30質量%の範囲内にあることが好ましい。トナー粒子中の含有量が、5質量%以上であれば十分な低温定着性が得られ、30質量%以下であれば帯電性の低下によるトナーの飛散を抑えることができる。
<結晶性ポリエステル樹脂>
結晶性ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)単量体と、2価以上のアルコール(多価アルコール)単量体との重合反応によって得られるポリエステル樹脂のうち、結晶性を示す樹脂をいう。
結晶性ポリエステル樹脂は、上述した非晶性ポリエステル樹脂と同様にして形成することができる。
結晶性ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)単量体と、2価以上のアルコール(多価アルコール)単量体との重合反応によって得られるポリエステル樹脂のうち、結晶性を示す樹脂をいう。
結晶性ポリエステル樹脂は、上述した非晶性ポリエステル樹脂と同様にして形成することができる。
結晶性ポリエステル樹脂の合成に使用できる多価カルボン酸単量体としては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク酸、1,10−デカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,12−ドデカンジカルボン酸(テトラデカン二酸)等の飽和脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸;これらカルボン酸化合物の無水物、炭素数1〜3のアルキルエステル等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
結晶性ポリエステル樹脂の合成に使用できる多価アルコール単量体としては、例えば1,2−プロパンジオール、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、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール等の脂肪族ジオール;グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール等の3価以上の多価アルコール等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(ハイブリッド樹脂)
結晶性ポリエステル樹脂は、非晶性樹脂セグメントが結合したハイブリッド樹脂であることが好ましい。このようなハイブリッド樹脂は、非晶性樹脂中に結晶性樹脂が均一に微分散するように、非晶性樹脂との親和性を調整することができる。
結晶性ポリエステル樹脂は、非晶性樹脂セグメントが結合したハイブリッド樹脂であることが好ましい。このようなハイブリッド樹脂は、非晶性樹脂中に結晶性樹脂が均一に微分散するように、非晶性樹脂との親和性を調整することができる。
上記ハイブリッド樹脂において、結晶性ポエリステル樹脂に由来の構造を有する樹脂部分を結晶性ポリエステル樹脂セグメントといい、非晶性樹脂に由来する構造を有する樹脂部分を非晶性樹脂セグメントという。
ハイブリッド樹脂は、非晶性樹脂セグメントがマトリクス相である非晶性樹脂との親和性が高いため、結晶性樹脂セグメントの分子鎖が配列しやすくなり、十分な結晶性を示すことができる。
ハイブリッド樹脂は、非晶性樹脂セグメントがマトリクス相である非晶性樹脂との親和性が高いため、結晶性樹脂セグメントの分子鎖が配列しやすくなり、十分な結晶性を示すことができる。
ハイブリッド樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂セグメントの含有量は、ハイブリッド樹脂に十分な結晶性を付与する観点から、50〜98質量%の範囲内にあることが好ましい。
ハイブリッド樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂セグメント等の各セグメントの構成成分及び含有量は、例えばNMR分析、メチル化反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法(Py−GC/MS:Pyrolysis Gas Chromatography Mass Spectrometry)等により測定することができる。
ハイブリッド樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂セグメント等の各セグメントの構成成分及び含有量は、例えばNMR分析、メチル化反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法(Py−GC/MS:Pyrolysis Gas Chromatography Mass Spectrometry)等により測定することができる。
非晶性樹脂セグメントは、非晶性を示すのであれば特に限定されず、非晶性ポリエステル樹脂セグメント、非晶性ビニル樹脂セグメント、非晶性ウレタン樹脂セグメント、非晶性ウレア樹脂セグメント等が挙げられる。なかでも、非晶性樹脂セグメントが、結着樹脂として使用される非晶性ポリエステル樹脂等の非晶性樹脂に由来する構造を有すると、マトリクス相である非晶性樹脂との相溶性が高まり、帯電均一性等を得ることができる。
ハイブリッド樹脂中の非晶性樹脂セグメントの含有量は、40〜60質量%の範囲内とすることができ、45〜50質量%の範囲内であることが好ましい。
ハイブリッド樹脂中の非晶性樹脂セグメントの含有量は、40〜60質量%の範囲内とすることができ、45〜50質量%の範囲内であることが好ましい。
上記ハイブリッド樹脂の合成方法としては、例えば下記(1)〜(3)の合成方法が挙げられる。
(1)あらかじめ用意した結晶性ポリエステル樹脂に両反応性の単量体を反応させた後、非晶性樹脂の原料である単量体を反応させることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントに非晶性樹脂セグメントを化学結合させる方法
(2)あらかじめ用意した非晶性樹脂に両反応性の単量体を反応させた後、結晶性ポリエステル樹脂の原料である多価カルボン酸単量体と多価アルコール単量体を反応させて、非晶性樹脂セグメントに結晶性ポリエステル樹脂セグメントを化学結合させる方法
(3)あらかじめ用意した結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂に両反応性の単量体を反応させて、それぞれをセグメントとして化学結合させる方法
(1)あらかじめ用意した結晶性ポリエステル樹脂に両反応性の単量体を反応させた後、非晶性樹脂の原料である単量体を反応させることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントに非晶性樹脂セグメントを化学結合させる方法
(2)あらかじめ用意した非晶性樹脂に両反応性の単量体を反応させた後、結晶性ポリエステル樹脂の原料である多価カルボン酸単量体と多価アルコール単量体を反応させて、非晶性樹脂セグメントに結晶性ポリエステル樹脂セグメントを化学結合させる方法
(3)あらかじめ用意した結晶性ポリエステル樹脂及び非晶性樹脂に両反応性の単量体を反応させて、それぞれをセグメントとして化学結合させる方法
両反応性の単量体とは、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性樹脂を結合する単量体であり、分子内に結晶性ポリエステル樹脂と反応し得るヒドロキシ基、カルボキシ基、エポキシ基、第1級アミノ基、第2級アミノ基等の置換基と、非晶性樹脂と反応し得るエチレン性不飽和基と、を有する単量体である。なかでも、ヒドロキシ基又はカルボキシ基と、エチレン性不飽和基とを有するビニルカルボン酸が好ましい。
両反応性の単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸等を使用でき、これらのヒドロキシアルキル(炭素原子数1〜3個)のエステルを使用してもよい。反応性の観点からは、アクリル酸、メタクリル酸又はフマル酸が好ましい。
両反応性の単量体としては、例えば(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸等を使用でき、これらのヒドロキシアルキル(炭素原子数1〜3個)のエステルを使用してもよい。反応性の観点からは、アクリル酸、メタクリル酸又はフマル酸が好ましい。
両反応性の単量体の使用量は、トナーの低温定着性、耐ホットオフセット性及び耐久性を向上させる観点から、非晶性樹脂セグメントの形成に使用する単量体の総量100質量部に対して、1〜10質量部の範囲内とすることが好ましく、4〜8質量部の範囲内とすることがより好ましい。
本発明に係る結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、15〜30mgKOH/gの範囲内にあることが好ましい。
酸価が、15mgKOH/g以上であると、アルコキシアニリンが結晶性ポリエステル樹脂を取り囲みやすくなり、結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高めて低温定着性を向上させることができる。また、30mgKOH/g以下であると、親水性化が増し、結晶性ポリエステル樹脂がトナー粒子の表層に偏在することを抑えることができるため、偏在による帯電性の低下を抑えることができる。
酸価が、15mgKOH/g以上であると、アルコキシアニリンが結晶性ポリエステル樹脂を取り囲みやすくなり、結晶性ポリエステル樹脂の分散性を高めて低温定着性を向上させることができる。また、30mgKOH/g以下であると、親水性化が増し、結晶性ポリエステル樹脂がトナー粒子の表層に偏在することを抑えることができるため、偏在による帯電性の低下を抑えることができる。
酸価は、1gの試料に含まれる酸の中和に必要な水酸化カリウム(KOH)の質量をmg単位で表したものである。樹脂の酸価は、JIS K0070−1966に準じて下記手順により測定される。
(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(95体積%)90mLに溶解し、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調製する。JIS特級水酸化カリウム7gをイオン交換水5mLに溶解し、エチルアルコール(95体積%)を加えて1リットルとする。炭酸ガスに触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、濾過して、水酸化カリウム溶液を調製する。標定はJIS K0070−1966の記載に従う。
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mLに溶解し、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調製する。JIS特級水酸化カリウム7gをイオン交換水5mLに溶解し、エチルアルコール(95体積%)を加えて1リットルとする。炭酸ガスに触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、濾過して、水酸化カリウム溶液を調製する。標定はJIS K0070−1966の記載に従う。
(本試験)
粉砕した試料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時間かけて溶解する。次いで、指示薬として調製したフェノールフタレイン溶液を数滴加えて、調製した水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は指示薬の薄い紅色が約30秒間続いた時とする。
(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)こと以外は、上記本試験と同様の操作を行う。
粉砕した試料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時間かけて溶解する。次いで、指示薬として調製したフェノールフタレイン溶液を数滴加えて、調製した水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は指示薬の薄い紅色が約30秒間続いた時とする。
(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)こと以外は、上記本試験と同様の操作を行う。
本試験と空試験の滴定結果を下記式(1)に代入して酸価を算出する。
式(1) A=〔(B−C)×f×5.6〕/S
A:酸価(mgKOH/g)
B:空試験時の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)
C:本試験時の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)
f:0.1mol/リットルの水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:試料の質量(g)
式(1) A=〔(B−C)×f×5.6〕/S
A:酸価(mgKOH/g)
B:空試験時の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)
C:本試験時の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)
f:0.1mol/リットルの水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:試料の質量(g)
結晶性ポリエステル樹脂は、重量平均分子量(Mw)が5000〜50000の範囲内にあることが好ましく、数平均分子量(Mn)が1500〜25000の範囲内にあることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量及び数平均分子量は、上述したGPCにより測定することができる。
結晶性ポリエステル樹脂の融点(Tm)は、十分な低温定着性及び優れた耐ホットオフセット性を得る観点から、55〜90℃の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは70〜85℃である。
結晶性ポリエステル樹脂の融点は、樹脂組成によって制御することができる。
結晶性ポリエステル樹脂の融点は、樹脂組成によって制御することができる。
融点(Tm)は、吸熱ピークのピークトップの温度であり、DSCにより測定することができる。
具体的には、試料をアルミニウム製パンKITNO.B0143013に封入し、熱分析装置Diamond DSC(パーキンエルマー社製)のサンプルホルダーにセットして、加熱、冷却、加熱の順に温度を変動させる。1回目の加熱時には室温(25℃)から、2回目の加熱時には0℃から、10℃/minの昇温速度でそれぞれ150℃まで昇温して150℃を5分間保持し、冷却時には、10℃/minの降温速度で150℃から0℃まで降温して0℃の温度を5分間保持する。2回目の加熱時に得られる吸熱曲線における吸熱ピークのピークトップの温度を融点として測定する。
具体的には、試料をアルミニウム製パンKITNO.B0143013に封入し、熱分析装置Diamond DSC(パーキンエルマー社製)のサンプルホルダーにセットして、加熱、冷却、加熱の順に温度を変動させる。1回目の加熱時には室温(25℃)から、2回目の加熱時には0℃から、10℃/minの昇温速度でそれぞれ150℃まで昇温して150℃を5分間保持し、冷却時には、10℃/minの降温速度で150℃から0℃まで降温して0℃の温度を5分間保持する。2回目の加熱時に得られる吸熱曲線における吸熱ピークのピークトップの温度を融点として測定する。
<着色剤>
本発明において、トナー粒子は、着色剤として、一般に知られている染料及び顔料を組み合わせて、着色剤として使用することができる。また、着色剤として、イエローの顔料を用いて、低温定着性に優れ、かつ飛散が少ないイエロートナーを好適に製造することができる。
イエロートナー用の着色剤としては、少ない含有量でも優れた着色力を得ることができる観点から、顔料としてC.I.Pigment Yellow74を用いることが好ましい。これにより、着色剤の含有量を少なくすることができるため、トナーへの着色剤の取り込み性がよくなることでトナーの飛散を抑え、フィラー効果を抑えることで優れた低温定着性が得られると考えられる。
本発明において、トナー粒子は、着色剤として、一般に知られている染料及び顔料を組み合わせて、着色剤として使用することができる。また、着色剤として、イエローの顔料を用いて、低温定着性に優れ、かつ飛散が少ないイエロートナーを好適に製造することができる。
イエロートナー用の着色剤としては、少ない含有量でも優れた着色力を得ることができる観点から、顔料としてC.I.Pigment Yellow74を用いることが好ましい。これにより、着色剤の含有量を少なくすることができるため、トナーへの着色剤の取り込み性がよくなることでトナーの飛散を抑え、フィラー効果を抑えることで優れた低温定着性が得られると考えられる。
また、イエロートナー用の着色剤として目的の色味又はより高い着色力を得る観点からは、C.I.Pigment Yellow74とともに、顔料として、C.I.Pigment Yellow93、C.I.Pigment Yellow155、C.I.Pigment Yellow180、C.I.Pigment Yellow185、C.I.Solvent Yellow93及びC.I.Solvent Yellow163のうち少なくとも1種を含有することが好ましい。これらの併用できる顔料の含有量は、高い着色力を得ながら、帯電性の低下を防ぐ観点から、C.I.Pigment Yellow74の100質量%に対して5〜5060質量%の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは510〜3040質量%の範囲内である。
上記イエロー系の顔料以外にも、目的の色味に合わせて、一般に知られている染料、有機顔料を組み合わせて、着色剤として使用することができる。有機顔料としては、例えば、C.I.Pigment Red5、同48:1、同53:1、同57:1、同81:4、同122、同139、同144、同149、同166、同177、同178、同222、同238、同269、C.I.Pigment Yellow14、同17、同94、同138、C.I.Pigment Orage31、同43、C.I.Pigment Blue15:3、同60、同76等を挙げることができ、染料としては、例えば、C.I.Solvent Red1、同49、同52、同58、同68、同11、同122、C.I.Solvent Yellow19、同44、同77、同79、同81、同82、同98、同103、同104、同112、同162、C.I.Solvent Blue25、同36、同69、同70、同93、同95等を挙げることができる。
着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1〜20質量部の範囲内であることが好ましく、より好ましくは2〜15質量部の範囲内である。
<アルコキシアニリン>
本発明に係るトナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量は、0.1〜15.0質量ppmの範囲内である。
本発明に係るトナーでは、上記の範囲内のアルコキシアニリンを含有することにより、プラスの電荷を帯びたアルコキシアニリンが、マイナスの電荷を帯びた結晶性樹脂及び離型剤を取り囲むことにより、離型剤及び結晶性樹脂の同一成分同士がそれぞれ集まりにくくなったものと考えられる。また、トナー粒子中に離型剤ドメインが均一に分散されていると、結晶性樹脂ドメインの間に離型剤ドメインが存在することとなるため、結晶性樹脂ドメイン同士がさらに集まりにくくなる。したがって、結晶性樹脂ドメインのトナー粒子中での分散性が飛躍的に向上し、低温定着性に優れたトナーが得られたものと考えられる。
アルコキシアニリンの含有量が0.1質量ppm以上であれば、トナーの低温定着性を向上させる効果を得ることができ、15.0質量ppm以下であれば、トナーの帯電性が低下しないようにトナー粒子中のプラスの電荷量を調整することができ、帯電性の低下によるトナーの飛散を抑えることができる。
本発明に係るトナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量は、0.1〜15.0質量ppmの範囲内である。
本発明に係るトナーでは、上記の範囲内のアルコキシアニリンを含有することにより、プラスの電荷を帯びたアルコキシアニリンが、マイナスの電荷を帯びた結晶性樹脂及び離型剤を取り囲むことにより、離型剤及び結晶性樹脂の同一成分同士がそれぞれ集まりにくくなったものと考えられる。また、トナー粒子中に離型剤ドメインが均一に分散されていると、結晶性樹脂ドメインの間に離型剤ドメインが存在することとなるため、結晶性樹脂ドメイン同士がさらに集まりにくくなる。したがって、結晶性樹脂ドメインのトナー粒子中での分散性が飛躍的に向上し、低温定着性に優れたトナーが得られたものと考えられる。
アルコキシアニリンの含有量が0.1質量ppm以上であれば、トナーの低温定着性を向上させる効果を得ることができ、15.0質量ppm以下であれば、トナーの帯電性が低下しないようにトナー粒子中のプラスの電荷量を調整することができ、帯電性の低下によるトナーの飛散を抑えることができる。
トナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量は、アルコキシアニリンを添加することにより調整することができる。
また、上述したC.I.Pigment Yellow74は、もともとアルコキシアニリンを含有していることがある。この場合は、顔料中の含有量をあらかじめ特定しておき、トナー粒子中の含有量が0.1〜15.0質量ppmの範囲内となるように、加熱や真空脱気する等の前処理を顔料に施すか、アルコキシアニリンを添加して過不足分のアルコキシアニリンを増減すればよい。
また、上述したC.I.Pigment Yellow74は、もともとアルコキシアニリンを含有していることがある。この場合は、顔料中の含有量をあらかじめ特定しておき、トナー粒子中の含有量が0.1〜15.0質量ppmの範囲内となるように、加熱や真空脱気する等の前処理を顔料に施すか、アルコキシアニリンを添加して過不足分のアルコキシアニリンを増減すればよい。
上記アルコキシアニリンは、アルコキシ基が直鎖又は枝別れのアルキル部分を有すればよいが、非晶性樹脂の可塑化を抑える観点からは、アルキル部分の炭素数は1〜6の範囲内にあることが好ましく、これらの中でも2−メトキシアニリンを含有することが特に好ましい。非晶性樹脂の可塑化を抑えることにより、トナーの帯電性及び流動性の低下を抑えることができる。
また、2種以上のアルコキシアニリンを併用することもできる。
また、2種以上のアルコキシアニリンを併用することもできる。
(アルコキシアニリンの含有量の測定方法)
アウトガス補修装置HM−04(日本分析工業社製)の容器(容積160mL)にトナー試料5mgを入れ、窒素ガスを流速200mL/minで通気しながら、室温から120℃まで10minで昇温し、120℃で50分間保持する。ここで、試料から放出されたアウトガスを、一次捕集管であるTenax−GRが充填された加熱脱着用捕集管AERO TD GL−Tube(ジーエルサイエンス社製)で捕集する。次に、加熱脱着装置JTD505(日本分析工業社製)を使用し、1次吸着管を250℃まで加熱し、脱着したガスを−40℃で冷却されている2次吸着管に濃縮して捕集する。
アウトガス補修装置HM−04(日本分析工業社製)の容器(容積160mL)にトナー試料5mgを入れ、窒素ガスを流速200mL/minで通気しながら、室温から120℃まで10minで昇温し、120℃で50分間保持する。ここで、試料から放出されたアウトガスを、一次捕集管であるTenax−GRが充填された加熱脱着用捕集管AERO TD GL−Tube(ジーエルサイエンス社製)で捕集する。次に、加熱脱着装置JTD505(日本分析工業社製)を使用し、1次吸着管を250℃まで加熱し、脱着したガスを−40℃で冷却されている2次吸着管に濃縮して捕集する。
ガスクロマトグラフ質量分析計GCMS−QP2010(島津製作所社製)を使用し、捕集した2次吸着管をさらにキューリーポイント方式で280℃まで加熱し、MS(質量)とピーク面積から定性定量を行う。アルコキシアニリンは、予め質量とピーク面積から検量線を引いておき、そこから算出することによって定量する。
ここで、GC/MSのカラムは、アジレント・テクノロジー社製のHP−1MS(長さ60m、膜圧0.25μm、内径0.25mmID)を使用し、カラム温度条件は、40℃で4分保持し、次に5℃/minで140℃まで昇温し、次に10℃/minで240℃まで昇温し、次に25℃/minで290℃まで昇温し、290℃で3分保持するという条件で行った。
ここで、GC/MSのカラムは、アジレント・テクノロジー社製のHP−1MS(長さ60m、膜圧0.25μm、内径0.25mmID)を使用し、カラム温度条件は、40℃で4分保持し、次に5℃/minで140℃まで昇温し、次に10℃/minで240℃まで昇温し、次に25℃/minで290℃まで昇温し、290℃で3分保持するという条件で行った。
<離型剤>
離型剤としては、特に限定されるものではなく公知の種々のワックスを用いることができる。使用できる離型剤としては、例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の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等の分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトン等のジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等のエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等のアミド系ワックス等が挙げられる。
離型剤としては、特に限定されるものではなく公知の種々のワックスを用いることができる。使用できる離型剤としては、例えばポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の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等の分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックス等の長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトン等のジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエート等のエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミド等のアミド系ワックス等が挙げられる。
離型剤の融点は、60〜90℃の範囲内であることが好ましい。これにより、トナーの製造時に、離型剤がトナー粒子内で分散状態を維持しやすくなり、離型性のトナー粒子表面への露出が抑制される。また、離型剤と結晶性樹脂との相溶性が向上することで、非晶性樹脂と結晶性樹脂との相溶性を調整することができる。
離型剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、通常1〜30質量部の範囲内とすることができ、好ましくは5〜20質量部の範囲内である。離型剤の含有量が上記範囲内であることにより、十分な定着分離性が得られる。
トナー粒子中の離型剤の含有量は、3〜15質量%の範囲内にあることが好ましい。
トナー粒子中の離型剤の含有量は、3〜15質量%の範囲内にあることが好ましい。
<荷電制御剤>
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩等の公知の化合物を用いることができる。荷電制御剤により、帯電特性に優れたトナーを得ることができる。
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、通常0.1〜5.0質量部の範囲内とすることができる。
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩等の公知の化合物を用いることができる。荷電制御剤により、帯電特性に優れたトナーを得ることができる。
荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、通常0.1〜5.0質量部の範囲内とすることができる。
<外添剤>
トナー粒子は、そのままトナーとして用いることができるが、流動性、帯電性、クリーニング性等を改良するため、流動化剤、クリーニング助剤等の外添剤で処理されていてもよい。
トナー粒子は、そのままトナーとして用いることができるが、流動性、帯電性、クリーニング性等を改良するため、流動化剤、クリーニング助剤等の外添剤で処理されていてもよい。
外添剤としては、例えばシリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子等の無機酸化物微粒子や、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子等の無機ステアリン酸化合物微粒子、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛等の無機チタン酸化合物微粒子等が挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
これら無機粒子は、耐熱保管性及び環境安定性の向上の観点から、シランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等によって、光沢処理が行われていることが好ましい。
これら無機粒子は、耐熱保管性及び環境安定性の向上の観点から、シランカップリング剤やチタンカップリング剤、高級脂肪酸、シリコーンオイル等によって、光沢処理が行われていることが好ましい。
外添剤の添加量(複数の外添剤を用いる場合はその合計の添加量)は、トナー100質量部に対して0.05〜5質量部の範囲内であることが好ましく、0.1〜3質量部の範囲内であることがより好ましい。
<コア・シェル構造>
トナー粒子は、そのままトナーとして用いることができるが、当該トナー粒子をコア粒子として当該コア粒子とその表面を被覆するシェル層とを備えるコア・シェル構造のような多層構造のトナー粒子であってもよい。シェル層は、コア粒子の全表面を被覆していなくてもよく、部分的にコア粒子が露出していてもよい。コア・シェル構造の断面は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)、走査型プローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)等の公知の観察手段によって、確認することができる。
トナー粒子は、そのままトナーとして用いることができるが、当該トナー粒子をコア粒子として当該コア粒子とその表面を被覆するシェル層とを備えるコア・シェル構造のような多層構造のトナー粒子であってもよい。シェル層は、コア粒子の全表面を被覆していなくてもよく、部分的にコア粒子が露出していてもよい。コア・シェル構造の断面は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)、走査型プローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)等の公知の観察手段によって、確認することができる。
コア・シェル構造の場合は、コア粒子とシェル層でガラス転移点、融点、硬度等の特性を異ならせることができ、目的に応じたトナー粒子の設計が可能である。例えば、結着樹脂、着色剤、離型剤等を含有し、ガラス転移点(Tg)が比較的低いコア粒子の表面に、ガラス転移点(Tg)が比較的高い樹脂を凝集、融着させて、シェル層を形成することができる。シェル層は、非晶性樹脂を含有することが好ましい。
<トナー粒子の粒径>
トナー粒子の平均粒径としては、体積基準のメジアン径(d50)が3〜10μmの範囲内にあることが好ましく、5〜8μmの範囲内にあることがより好ましい。
上記範囲内にあれば、1200dpiレベルの非常に微小なドット画像であっても高い再現性が得られる。
なお、トナー粒子の平均粒径は、製造時に使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、結着樹脂の組成等によって制御することができる。
トナー粒子の平均粒径としては、体積基準のメジアン径(d50)が3〜10μmの範囲内にあることが好ましく、5〜8μmの範囲内にあることがより好ましい。
上記範囲内にあれば、1200dpiレベルの非常に微小なドット画像であっても高い再現性が得られる。
なお、トナー粒子の平均粒径は、製造時に使用する凝集剤の濃度や有機溶媒の添加量、融着時間、結着樹脂の組成等によって制御することができる。
トナー粒子の体積基準のメジアン径(d50)の測定には、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)に、データ処理用ソフトSoftware V3.51を搭載したコンピューターシステムを接続した測定装置を用いることができる。
具体的には、測定試料(トナー)を、界面活性剤溶液(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加して馴染ませた後、超音波分散を行い、トナー粒子分散液を調製する。このトナー粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまでピペットにて注入する。ここで、この濃度にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパーチャー径を100μmとし、測定範囲である2〜60μmの範囲を256分割しての頻度値を算出し、体積積算分率の大きい方から50%の粒子径を体積基準のメジアン径(d50)として得る。
具体的には、測定試料(トナー)を、界面活性剤溶液(トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈した界面活性剤溶液)に添加して馴染ませた後、超音波分散を行い、トナー粒子分散液を調製する。このトナー粒子分散液を、サンプルスタンド内のISOTONII(ベックマン・コールター社製)の入ったビーカーに、測定装置の表示濃度が8%になるまでピペットにて注入する。ここで、この濃度にすることにより、再現性のある測定値を得ることができる。そして、測定装置において、測定粒子カウント数を25000個、アパーチャー径を100μmとし、測定範囲である2〜60μmの範囲を256分割しての頻度値を算出し、体積積算分率の大きい方から50%の粒子径を体積基準のメジアン径(d50)として得る。
<トナー粒子の平均円形度>
トナー粒子は、帯電特性の安定性及び低温定着性を高める観点から、平均円形度が0.930〜1.000の範囲内にあることが好ましく、0.950〜0.995の範囲内にあることがより好ましい。
平均円形度が上記範囲内にあれば、個々のトナー粒子が破砕しにくくなる。これにより、摩擦帯電付与部材の汚染を抑制してトナーの帯電性を安定させることができるとともに、形成される画像の画質を高めることができる。
トナー粒子は、帯電特性の安定性及び低温定着性を高める観点から、平均円形度が0.930〜1.000の範囲内にあることが好ましく、0.950〜0.995の範囲内にあることがより好ましい。
平均円形度が上記範囲内にあれば、個々のトナー粒子が破砕しにくくなる。これにより、摩擦帯電付与部材の汚染を抑制してトナーの帯電性を安定させることができるとともに、形成される画像の画質を高めることができる。
トナー粒子の平均円形度は、FPIA−2100(Sysmex社製)を用いて測定することができる。
具体的には、測定試料(トナー)を界面活性剤入り水溶液にて馴染ませ、超音波分散処理を1分間行って分散させる。その後、FPIA−2100(Sysmex社製)によって、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度で撮影を行う。HPF検出数が上記の範囲内であれば、再現性のある測定値を得ることができる。撮影した粒子像から、個々のトナー粒子の円形度を下記式(I)に従って算出し、各トナー粒子の円形度を加算して全トナー粒子数で除することにより、平均円形度を得る。
式(I):トナー粒子の円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
具体的には、測定試料(トナー)を界面活性剤入り水溶液にて馴染ませ、超音波分散処理を1分間行って分散させる。その後、FPIA−2100(Sysmex社製)によって、測定条件HPF(高倍率撮像)モードにて、HPF検出数3000〜10000個の適正濃度で撮影を行う。HPF検出数が上記の範囲内であれば、再現性のある測定値を得ることができる。撮影した粒子像から、個々のトナー粒子の円形度を下記式(I)に従って算出し、各トナー粒子の円形度を加算して全トナー粒子数で除することにより、平均円形度を得る。
式(I):トナー粒子の円形度=(粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長)/(粒子投影像の周囲長)
<現像剤>
本発明の静電荷像現像用トナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。トナーを二成分現像剤として使用する場合において、キャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等の従来公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子が好ましい。
また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂等の被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散した分散型キャリア等用いてもよい。
キャリアの体積基準のメジアン径(d50)としては、20〜100μmの範囲内であることが好ましく、25〜80μmの範囲内であることがより好ましい。
キャリアの体積基準のメジアン径(d50)は、例えば、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置ヘロス(HELOS)(SYMPATEC社製)により測定することができる。
キャリアの体積基準のメジアン径(d50)としては、20〜100μmの範囲内であることが好ましく、25〜80μmの範囲内であることがより好ましい。
キャリアの体積基準のメジアン径(d50)は、例えば、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置ヘロス(HELOS)(SYMPATEC社製)により測定することができる。
[静電荷像現像用トナーの製造方法]
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法としては、例えば懸濁重合法、乳化凝集法、その他の公知の方法等を挙げることができるが、なかでも乳化凝集法を用いることが好ましい。乳化凝集法によれば、製造コスト及び製造安定性の観点から、トナー粒子の小粒径化を容易に図ることができる。
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法としては、例えば懸濁重合法、乳化凝集法、その他の公知の方法等を挙げることができるが、なかでも乳化凝集法を用いることが好ましい。乳化凝集法によれば、製造コスト及び製造安定性の観点から、トナー粒子の小粒径化を容易に図ることができる。
乳化凝集法によるトナー粒子の製造方法は、非晶性樹脂粒子の水系分散液と、結晶性樹脂粒子の水系分散液と、着色剤粒子の水系分散液と、を混合し、非晶性樹脂粒子、結晶性樹脂粒子及び着色剤粒子を凝集させることにより、トナー粒子を形成する方法である。
以下、乳化凝集法によるトナーの製造方法の工程の一例を説明する。
以下、乳化凝集法によるトナーの製造方法の工程の一例を説明する。
(工程(1))
工程(1)では、非晶性樹脂の分散液として、非晶性ポリエステル樹脂粒子の水系分散液を調製する。ここで、非晶性樹脂として、重量平均分子量(Mw)の高い非晶性ポリエステル樹脂(高分子量成分)と、重量平均分子量の低い非晶性ポリエステル樹脂(低分子量成分)との2種類を用いる場合には、それぞれの非晶性樹脂分散液を別々に調製する。
工程(1)では、非晶性樹脂の分散液として、非晶性ポリエステル樹脂粒子の水系分散液を調製する。ここで、非晶性樹脂として、重量平均分子量(Mw)の高い非晶性ポリエステル樹脂(高分子量成分)と、重量平均分子量の低い非晶性ポリエステル樹脂(低分子量成分)との2種類を用いる場合には、それぞれの非晶性樹脂分散液を別々に調製する。
具体的には、非晶性ポリエステル樹脂を合成し、有機溶媒中に溶解又は分散させて油相液を調製し、この油相液を転相乳化して水系媒体中に非晶性ポリエステル樹脂粒子を分散させる。油滴の粒径を所望の粒径に制御した後、有機溶媒を除去することにより、非晶性ポリエステル樹脂の水系分散液を得ることができる。
油相液に使用する有機溶媒としては、油滴の形成後の除去処理が容易である観点から、沸点が低く、かつ水への溶解性が低いものが好ましい。具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
有機溶媒の使用量は、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、通常1〜300質量部の範囲内である。
油相液の乳化分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができる。
有機溶媒の使用量は、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、通常1〜300質量部の範囲内である。
油相液の乳化分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができる。
(工程(2))
工程(2)では、結晶性樹脂粒子の水系分散液を調製する。ここで、以下の説明では結晶性樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を使用する場合について説明する。
結晶性ポリエステル樹脂粒子の水系分散液は、上記非晶性ポリエステル樹脂の水系分散液と同様にして調製することができる。
工程(2)では、結晶性樹脂粒子の水系分散液を調製する。ここで、以下の説明では結晶性樹脂として結晶性ポリエステル樹脂を使用する場合について説明する。
結晶性ポリエステル樹脂粒子の水系分散液は、上記非晶性ポリエステル樹脂の水系分散液と同様にして調製することができる。
結晶性ポリエステル樹脂粒子の平均粒径は、体積基準のメジアン径(d50)で100〜400nmの範囲内にあることが好ましい。結晶性ポリエステル樹脂粒子の体積基準のメジアン径(d50)は、マイクロトラックUPA−150(日機装社製)を用いて測定することができる。
(工程(3))
工程(3)では、着色剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて、着色剤粒子の水系分散液を調製する。また、本工程において、トナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量が最終的に0.1〜15.0質量ppmの範囲内となるように、アルコキシアニリンを添加する。ここで、着色剤として用いる顔料がすでにアルコキシアニリンを含有している場合であって、アルコキシアニリンを上記範囲内まで減らす必要があるときは、加熱や真空脱気する等の前処理を顔料に施すことによって含有量を調整することができる。
工程(3)では、着色剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて、着色剤粒子の水系分散液を調製する。また、本工程において、トナー粒子中のアルコキシアニリンの含有量が最終的に0.1〜15.0質量ppmの範囲内となるように、アルコキシアニリンを添加する。ここで、着色剤として用いる顔料がすでにアルコキシアニリンを含有している場合であって、アルコキシアニリンを上記範囲内まで減らす必要があるときは、加熱や真空脱気する等の前処理を顔料に施すことによって含有量を調整することができる。
着色剤粒子の水系分散液は、界面活性剤を臨界ミセル濃度(CMC)以上に添加した水系媒体中に着色剤を分散させることにより得ることができる。
着色剤の分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、使用する分散機としては、特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
着色剤の分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、使用する分散機としては、特に限定されないが、好ましくは超音波分散機、機械的ホモジナイザー、マントンゴーリンや圧力式ホモジナイザー等の加圧分散機、サンドグラインダー、ゲッツマンミルやダイヤモンドファインミル等の媒体型分散機が挙げられる。
水系分散液中の着色剤粒子は、体積基準のメジアン径(d50)が10〜300nmの範囲内であることが好ましく、100〜200nmの範囲内であることがより好ましく、100〜150nmの範囲内であることが特に好ましい。
着色剤粒子の体積基準のメジアン径(d50)は、マイクロトラックUPA−150(日機装社製)を用いて測定することができる。
着色剤粒子の体積基準のメジアン径(d50)は、マイクロトラックUPA−150(日機装社製)を用いて測定することができる。
(工程(4))
工程(4)では、非晶性樹脂粒子、結晶性ポリエステル樹脂粒子、着色剤粒子及びその他のトナー構成成分の粒子を凝集させて、トナー粒子を形成する。
具体的には、水系媒体と各粒子の水系分散液を混合した系に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え、非晶性樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上の温度にすることによって、凝集させる。
工程(4)では、非晶性樹脂粒子、結晶性ポリエステル樹脂粒子、着色剤粒子及びその他のトナー構成成分の粒子を凝集させて、トナー粒子を形成する。
具体的には、水系媒体と各粒子の水系分散液を混合した系に、臨界凝集濃度以上の凝集剤を加え、非晶性樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)以上の温度にすることによって、凝集させる。
(凝集剤)
凝集剤としては、特に限定されるものではないが、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等の金属塩から選択されるものが好適に使用される。金属塩としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウム等の1価の金属塩、カルシウム、マグネシウム、マンガン、銅等の2価の金属塩、鉄、アルミニウム等の3価の金属塩等が挙げられる。具体的な金属塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができ、これらの中で、より少量で凝集を進めることができることから、2価の金属塩を用いることが特に好ましい。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
凝集剤としては、特に限定されるものではないが、アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩等の金属塩から選択されるものが好適に使用される。金属塩としては、例えばナトリウム、カリウム、リチウム等の1価の金属塩、カルシウム、マグネシウム、マンガン、銅等の2価の金属塩、鉄、アルミニウム等の3価の金属塩等が挙げられる。具体的な金属塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等を挙げることができ、これらの中で、より少量で凝集を進めることができることから、2価の金属塩を用いることが特に好ましい。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(工程(5))
工程(5)では、工程(4)により形成したトナー粒子の熟成処理を行い、所望の形状に制御する。工程(5)は、必要に応じて行うことができる。
具体的には、工程(4)において得られたトナー粒子の分散液を加熱撹拌し、トナー粒子が所望の円形度になるように、加熱温度、撹拌速度、加熱時間等を調整する。
工程(5)では、工程(4)により形成したトナー粒子の熟成処理を行い、所望の形状に制御する。工程(5)は、必要に応じて行うことができる。
具体的には、工程(4)において得られたトナー粒子の分散液を加熱撹拌し、トナー粒子が所望の円形度になるように、加熱温度、撹拌速度、加熱時間等を調整する。
(工程(4B))
工程(4B)では、工程(4)又は(5)で得られたトナー粒子をコア粒子として、コア粒子の表面の少なくとも一部を被覆するシェル層を形成する。工程(4B)は、コア・シェル構造のトナー粒子を形成する場合に行えばよい。
工程(4B)では、工程(4)又は(5)で得られたトナー粒子をコア粒子として、コア粒子の表面の少なくとも一部を被覆するシェル層を形成する。工程(4B)は、コア・シェル構造のトナー粒子を形成する場合に行えばよい。
コア・シェル構造のトナー粒子を形成する場合、シェル層を構成する樹脂を水系媒体中に分散させて、シェル層の樹脂粒子の分散液を調製し、上記工程(4)又は(5)により得られたトナー粒子の分散液に添加して、トナー粒子の表面にシェル層の樹脂粒子を凝集、融着させる。これにより、コア・シェル構造を有するトナー粒子の分散液を得ることができる。
コア粒子にシェル層の樹脂粒子をより強固に凝集、融着させるため、シェル化工程に続いて加熱処理を行うことができる。加熱処理は、目的の円形度のトナー粒子が得られるまで行えばよい。
コア粒子にシェル層の樹脂粒子をより強固に凝集、融着させるため、シェル化工程に続いて加熱処理を行うことができる。加熱処理は、目的の円形度のトナー粒子が得られるまで行えばよい。
(工程(6))
工程(6)では、トナー粒子の分散液を冷却処理する。冷却処理の条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却することが好ましい。冷却処理の具体的な方法としては、特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法等を例示することができる。
工程(6)では、トナー粒子の分散液を冷却処理する。冷却処理の条件としては、1〜20℃/minの冷却速度で冷却することが好ましい。冷却処理の具体的な方法としては、特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法等を例示することができる。
(工程(7))
工程(7)では、冷却したトナー粒子の分散液から当該トナー粒子を固液分離し、固液分離によって得られたトナーケーキ(ケーキ状に成形されたウェット状態にあるトナー粒子)から界面活性剤や凝集剤等の付着物を除去して洗浄する。
固液分離は、特に限定されず、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法等を用いることができる。また、洗浄においては、濾液の電気伝導度が10μS/cmになるまで水洗浄することが好ましい。
工程(7)では、冷却したトナー粒子の分散液から当該トナー粒子を固液分離し、固液分離によって得られたトナーケーキ(ケーキ状に成形されたウェット状態にあるトナー粒子)から界面活性剤や凝集剤等の付着物を除去して洗浄する。
固液分離は、特に限定されず、遠心分離法、ヌッチェ等を使用して行う減圧濾過法、フィルタープレス等を使用して行う濾過法等を用いることができる。また、洗浄においては、濾液の電気伝導度が10μS/cmになるまで水洗浄することが好ましい。
(工程(8))
工程(8)では、洗浄後のトナーケーキを乾燥する。
トナーケーキの乾燥には、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等を挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することが好ましい。
乾燥後のトナー粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。
なお、乾燥後のトナー粒子同士が弱い粒子間引力で凝集している場合には、その凝集体を解砕処理してもよい。解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
工程(8)では、洗浄後のトナーケーキを乾燥する。
トナーケーキの乾燥には、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等を挙げることができ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することが好ましい。
乾燥後のトナー粒子の水分は、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。
なお、乾燥後のトナー粒子同士が弱い粒子間引力で凝集している場合には、その凝集体を解砕処理してもよい。解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
(工程(9))
工程(9)では、トナー粒子に対して外添剤を添加する。工程(9)は、必要に応じて行うことができる。
外添剤の添加には、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置を使用することができる。
工程(9)では、トナー粒子に対して外添剤を添加する。工程(9)は、必要に応じて行うことができる。
外添剤の添加には、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル等の機械式の混合装置を使用することができる。
以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示が用いられるが、特に断りが無い限り「質量部」又は「質量%」を表す。
<結晶性ポリエステル樹脂(C1)の合成>
撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、テトラデカン二酸281質量部及び1,6−ヘキサンジオール206質量部を入れ、撹拌しながら1時間かけて内温を190℃まで昇温させた。均一に撹拌された状態であることを確認した後、触媒としてのTi(OBu)4を、テトラデカン二酸100質量%に対して0.003質量%の量で投入した。その後、生成した水を留去しながら、6時間かけて内温を190℃から240℃まで昇温させ、さらに温度240℃の条件で6時間かけて脱水縮合反応を継続することによって重合を行うことにより、結晶性ポリエステル樹脂(C1)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(C1)の数平均分子量(Mn)は4400であり、酸価は20mgKOH/gであった。結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、JIS K0070−1966準拠して測定した。なお、以下の結晶性ポリエステル樹脂の酸化の測定も同様の方法で行った。
撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、テトラデカン二酸281質量部及び1,6−ヘキサンジオール206質量部を入れ、撹拌しながら1時間かけて内温を190℃まで昇温させた。均一に撹拌された状態であることを確認した後、触媒としてのTi(OBu)4を、テトラデカン二酸100質量%に対して0.003質量%の量で投入した。その後、生成した水を留去しながら、6時間かけて内温を190℃から240℃まで昇温させ、さらに温度240℃の条件で6時間かけて脱水縮合反応を継続することによって重合を行うことにより、結晶性ポリエステル樹脂(C1)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(C1)の数平均分子量(Mn)は4400であり、酸価は20mgKOH/gであった。結晶性ポリエステル樹脂の酸価は、JIS K0070−1966準拠して測定した。なお、以下の結晶性ポリエステル樹脂の酸化の測定も同様の方法で行った。
<結晶性ポリエステル樹脂(C2)の合成>
結晶性ポリエステル樹脂(C2)は、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂であり、以下のように合成した。
結晶性ポリエステル樹脂(C2)は、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂であり、以下のように合成した。
(結晶性ポリエステル樹脂(CPEs)セグメントの調製)
アジピン酸 330質量部
エチレングリコール 45質量部
1,4−ブタンジオール 135質量部
上記の結晶性ポリエステル樹脂(CPEs)ユニットの原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。その後、エステル化触媒としてのTi(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.003質量%)を加え、170℃を保持したまま、生成した水を留去しながら5時間反応を行った。次いで、60分間反応を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応のモノマーを除去した。
アジピン酸 330質量部
エチレングリコール 45質量部
1,4−ブタンジオール 135質量部
上記の結晶性ポリエステル樹脂(CPEs)ユニットの原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。その後、エステル化触媒としてのTi(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.003質量%)を加え、170℃を保持したまま、生成した水を留去しながら5時間反応を行った。次いで、60分間反応を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応のモノマーを除去した。
(非晶性ポリエステル樹脂セグメント(APEs)の調製)
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、下記の非晶性ポリエステル樹脂(APEs)セグメントの原料モノマーを入れ、1時間かけて190℃まで昇温し、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、エステル化触媒としてのTi(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.003質量%)を加え、190℃を保持したまま、生成した水を留去しながら5時間反応を行った。
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、下記の非晶性ポリエステル樹脂(APEs)セグメントの原料モノマーを入れ、1時間かけて190℃まで昇温し、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、エステル化触媒としてのTi(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.003質量%)を加え、190℃を保持したまま、生成した水を留去しながら5時間反応を行った。
(多価カルボン酸単量体)
テレフタル酸(TPA) 3.3質量部
フマル酸(FA) 0.3質量部
トリメリット酸(TMA) 0.6質量部
(多価アルコール単量体)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(BPA−EO) 2.1質量部
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO) 6.9質量部
テレフタル酸(TPA) 3.3質量部
フマル酸(FA) 0.3質量部
トリメリット酸(TMA) 0.6質量部
(多価アルコール単量体)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(BPA−EO) 2.1質量部
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO) 6.9質量部
(ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂セグメント(CPEs)を調製した反応容器に、エステル化触媒としてTi(OBu)4を0.8質量部と、上記手順で調製した非晶性ポリエステル樹脂セグメント(APEs)とを投入し、235℃まで昇温し、常圧下(101.3kPa)にて5時間、さらに減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。
次に200℃まで冷却したのち、減圧下(20kPa)にて1時間反応させることによりハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂である結晶性ポリエステル樹脂(C2)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(C2)の数平均分子量(Mn)は7500であり、酸価は25mgKOH/gであった。
上記結晶性ポリエステル樹脂セグメント(CPEs)を調製した反応容器に、エステル化触媒としてTi(OBu)4を0.8質量部と、上記手順で調製した非晶性ポリエステル樹脂セグメント(APEs)とを投入し、235℃まで昇温し、常圧下(101.3kPa)にて5時間、さらに減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。
次に200℃まで冷却したのち、減圧下(20kPa)にて1時間反応させることによりハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂である結晶性ポリエステル樹脂(C2)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(C2)の数平均分子量(Mn)は7500であり、酸価は25mgKOH/gであった。
<非晶性ポリエステル樹脂(A1)の合成>
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、下記多価カルボン酸単量体及び多価アルコール成分を入れ、1時間を要して190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、触媒Ti(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.004質量%)を投入した。
さらに、生成した水を蒸留しながら190℃から6時間かけて240℃まで昇温し、240℃でさらに10時間脱水縮合反応を継続して重合を行い、その後減圧して非晶性ポリエステル樹脂(A1)を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は68000であった。また、酸価は15mgKOH/gであった。非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、JIS K0070−1992に準拠して測定した。なお、以下の非晶性ポリエステル樹脂の酸化の測定も同様の方法で行った。
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、下記多価カルボン酸単量体及び多価アルコール成分を入れ、1時間を要して190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、触媒Ti(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.004質量%)を投入した。
さらに、生成した水を蒸留しながら190℃から6時間かけて240℃まで昇温し、240℃でさらに10時間脱水縮合反応を継続して重合を行い、その後減圧して非晶性ポリエステル樹脂(A1)を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は68000であった。また、酸価は15mgKOH/gであった。非晶性ポリエステル樹脂の酸価は、JIS K0070−1992に準拠して測定した。なお、以下の非晶性ポリエステル樹脂の酸化の測定も同様の方法で行った。
(多価カルボン酸単量体)
テレフタル酸(TPA) 15質量部
フマル酸(FA) 30質量部
ドデセニルコハク酸(DDSA) 3質量部
トリメリット酸(TMA) 10質量部
(多価アルコール単量体)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(BPA−EO) 20質量部
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO) 70質量部
テレフタル酸(TPA) 15質量部
フマル酸(FA) 30質量部
ドデセニルコハク酸(DDSA) 3質量部
トリメリット酸(TMA) 10質量部
(多価アルコール単量体)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(BPA−EO) 20質量部
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO) 70質量部
<非晶性ポリエステル樹脂(B1)の合成>
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、下記多価カルボン酸単量体及び多価アルコール成分を入れ、1時間を要して190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、触媒Ti(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.004質量%)を投入した。
さらに、生成した水を蒸留しながら190℃から6時間かけて240℃まで昇温し、240℃でさらに6時間脱水縮合反応を継続して重合を行い、その後減圧して非晶性ポリエステル樹脂(B1)を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は21000であった。
(多価カルボン酸単量体)
テレフタル酸(TPA) 60質量部
ドデセニルコハク酸(DDSA) 5質量部
トリメリット酸(TMA) 7質量部
(多価アルコール単量体)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(BPA−EO) 30質量部
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO) 60質量部
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、下記多価カルボン酸単量体及び多価アルコール成分を入れ、1時間を要して190℃まで上げ、反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、触媒Ti(OBu)4(多価カルボン酸単量体全量に対し0.004質量%)を投入した。
さらに、生成した水を蒸留しながら190℃から6時間かけて240℃まで昇温し、240℃でさらに6時間脱水縮合反応を継続して重合を行い、その後減圧して非晶性ポリエステル樹脂(B1)を得た。この樹脂の重量平均分子量(Mw)は21000であった。
(多価カルボン酸単量体)
テレフタル酸(TPA) 60質量部
ドデセニルコハク酸(DDSA) 5質量部
トリメリット酸(TMA) 7質量部
(多価アルコール単量体)
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(BPA−EO) 30質量部
2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA−PO) 60質量部
<離型剤粒子分散液(W1)の調製>
炭化水素ワックス(パラフィンワックス、HNP−11(日本精蝋社製)、融点:70℃):270質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンRK、有効成分量:60質量%):13.5質量部(有効成分として、離型剤に対して3.0質量%)
イオン交換水:21.6質量部
炭化水素ワックス(パラフィンワックス、HNP−11(日本精蝋社製)、融点:70℃):270質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲンRK、有効成分量:60質量%):13.5質量部(有効成分として、離型剤に対して3.0質量%)
イオン交換水:21.6質量部
上記成分を混合し、圧力吐出型ホモジナイザー(ゴーリン社製、ゴーリンホモジナイザー)で、内液温度120℃にて離型剤としてのパラフィンワックスを溶解した。その後、分散圧力5MPaで120分間、続いて40MPaで360分間分散処理し、冷却して、離型剤分散液(W1)を得た。この離型剤分散液(W1)中の粒子の体積平均粒径D50vは225nmであった。その後、イオン交換水を加えて固形分濃度が20.0質量%になるように調整した。
<離型剤粒子分散液(W2)〜(W4)の調製>
上記離型剤粒子分散液(W1)の調製方法において、離型剤の種類である炭化水素ワックスを以下のように変更したこと以外は同様にして、離型剤粒子分散液(W2)〜(W4)を調製した。
離型剤粒子分散液(W2):マイクロクリスタリンワックス(HNP−0190、日本精蝋社製、融点:85℃)
離型剤粒子分散液(W3):フィッシャートロプシュワックス(FNP−0090、日本精蝋社製、融点:80℃)
離型剤粒子分散液(W4):エステルワックス(WEP−3、日本油脂社製、融点:73℃)
上記離型剤粒子分散液(W1)の調製方法において、離型剤の種類である炭化水素ワックスを以下のように変更したこと以外は同様にして、離型剤粒子分散液(W2)〜(W4)を調製した。
離型剤粒子分散液(W2):マイクロクリスタリンワックス(HNP−0190、日本精蝋社製、融点:85℃)
離型剤粒子分散液(W3):フィッシャートロプシュワックス(FNP−0090、日本精蝋社製、融点:80℃)
離型剤粒子分散液(W4):エステルワックス(WEP−3、日本油脂社製、融点:73℃)
<結晶性樹脂(結晶性ポリエステル樹脂)粒子分散液(CA−1)の調製>
上記結晶性ポリエステル樹脂(C1)100質量部を、酢酸エチル400質量部に溶解させた。次いで、5.0質量%の水酸化ナトリウム水溶液25質量部を添加して、樹脂溶液を形成した。この樹脂溶液を、撹拌装置を有する容器へ投入し、樹脂溶液を撹拌しながら、0.26質量%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液400質量部を30分かけて滴下混合した。上記ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を滴下する途中、反応容器内の液は白濁した。さらに、上記ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を全量滴下し、固形分20%の結晶性ポリエステル樹脂粒子が均一に分散した乳化分散液を調製した。
上記結晶性ポリエステル樹脂(C1)100質量部を、酢酸エチル400質量部に溶解させた。次いで、5.0質量%の水酸化ナトリウム水溶液25質量部を添加して、樹脂溶液を形成した。この樹脂溶液を、撹拌装置を有する容器へ投入し、樹脂溶液を撹拌しながら、0.26質量%のラウリル硫酸ナトリウム水溶液400質量部を30分かけて滴下混合した。上記ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を滴下する途中、反応容器内の液は白濁した。さらに、上記ラウリル硫酸ナトリウム水溶液を全量滴下し、固形分20%の結晶性ポリエステル樹脂粒子が均一に分散した乳化分散液を調製した。
<結晶性樹脂(結晶性ポリエステル樹脂)粒子分散液(CA−2)の調製>
結晶性ポリエステル樹脂の種類をC1からC2に変更したこと以外は、上記結晶性樹脂粒子分散液(CA−1)の調製方法と同様にして結晶性樹脂粒子分散液(CA−2)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂の種類をC1からC2に変更したこと以外は、上記結晶性樹脂粒子分散液(CA−1)の調製方法と同様にして結晶性樹脂粒子分散液(CA−2)を得た。
<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(AA−1)の調製>
結晶性ポリエステル樹脂(C1)を非晶性ポリエステル樹脂(A1)に変更したこと以外は、上記結晶性樹脂粒子分散液(CA−1)の調製方法と同様にして、非晶性樹脂粒子分散液(AA−1)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(C1)を非晶性ポリエステル樹脂(A1)に変更したこと以外は、上記結晶性樹脂粒子分散液(CA−1)の調製方法と同様にして、非晶性樹脂粒子分散液(AA−1)を得た。
<非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(BA−1)の調製>
結晶性ポリエステル樹脂(C1)を非晶性ポリエステル樹脂(B1)に変更したこと以外は上記結晶性樹脂粒子分散液(CA−1)の調製方法と同様にして、非晶性樹脂粒子分散液(BA−1)を得た。
結晶性ポリエステル樹脂(C1)を非晶性ポリエステル樹脂(B1)に変更したこと以外は上記結晶性樹脂粒子分散液(CA−1)の調製方法と同様にして、非晶性樹脂粒子分散液(BA−1)を得た。
<着色剤粒子分散液(P1)の調製>
(前処理)
着色剤として顔料であるC.I.Pigment Yellow74を用意し、この顔料に前処理として温度100℃、真空度13.3322Paの環境下で真空加熱処理を施した。
(前処理)
着色剤として顔料であるC.I.Pigment Yellow74を用意し、この顔料に前処理として温度100℃、真空度13.3322Paの環境下で真空加熱処理を施した。
(分散)
ラウリル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に添加した。この溶液を撹拌しながら、前処理したC.I.Pigment Yellow74の220質量部を徐々に添加した。次いで、撹拌装置クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子分散液(P1)を調製した。この分散液(P1)に含まれる着色剤粒子の固形分は13.0%、体積基準のメジアン径は160nmであった。C.I.Pigment Yellow74中のアルコキシアニリン(2−メトキシアニリン)の含有量を測定したところ、300質量ppmであった。
ラウリル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に添加した。この溶液を撹拌しながら、前処理したC.I.Pigment Yellow74の220質量部を徐々に添加した。次いで、撹拌装置クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子分散液(P1)を調製した。この分散液(P1)に含まれる着色剤粒子の固形分は13.0%、体積基準のメジアン径は160nmであった。C.I.Pigment Yellow74中のアルコキシアニリン(2−メトキシアニリン)の含有量を測定したところ、300質量ppmであった。
<着色剤粒子分散液(P2)の調製>
前処理したC.I.Pigment Yellow74と、C.I.Pigment Yellow74と同様に前処理したC.I.Pigment Yellow155とを、1:0.4の質量比で添加したこと以外は、着色剤粒子分散液(P1)の調製方法と同様にして、着色剤粒子分散液(P2)を得た。
前処理したC.I.Pigment Yellow74と、C.I.Pigment Yellow74と同様に前処理したC.I.Pigment Yellow155とを、1:0.4の質量比で添加したこと以外は、着色剤粒子分散液(P1)の調製方法と同様にして、着色剤粒子分散液(P2)を得た。
<着色剤粒子分散液(P3)の調製>
前処理無しのC.I.Pigment Yellow74を使用したこと以外は着色剤粒子分散液(P1)の調製方法と同様にして、着色剤粒子分散液(P3)を得た。
前処理無しのC.I.Pigment Yellow74を使用したこと以外は着色剤粒子分散液(P1)の調製方法と同様にして、着色剤粒子分散液(P3)を得た。
<着色剤粒子分散液(P4)の調製>
上記着色剤粒子分散液(P1)に2−エトキシアニリンを80質量ppm添加し、着色剤粒子分散液(P4)とした。
上記着色剤粒子分散液(P1)に2−エトキシアニリンを80質量ppm添加し、着色剤粒子分散液(P4)とした。
<着色剤粒子分散液(P5)の調製>
C.I.Pigment Yellow74に代えて、前処理無しのC.I.Pigment Yellow155を使用し、さらに2−メトキシアニリンを200質量ppm添加して、着色剤粒子分散液(P5)を得た。
C.I.Pigment Yellow74に代えて、前処理無しのC.I.Pigment Yellow155を使用し、さらに2−メトキシアニリンを200質量ppm添加して、着色剤粒子分散液(P5)を得た。
<着色剤粒子分散液(P6)の調製>
C.I.Pigment Yellow74に代えて、前処理無しのC.I.Pigment Yellow155を使用したこと以外は、着色剤粒子分散液(P1)の調製方法と同様にして、着色剤粒子分散液(P6)を得た。
C.I.Pigment Yellow74に代えて、前処理無しのC.I.Pigment Yellow155を使用したこと以外は、着色剤粒子分散液(P1)の調製方法と同様にして、着色剤粒子分散液(P6)を得た。
<着色剤粒子分散液(P7)の調製>
C.I.Pigment Yellow74に代えて、前処理無しのC.I.Pigment Yellow155を使用し、さらに2−メトキシアニリンを400質量ppm添加して、着色剤粒子分散液(P7)を得た。
上記着色剤粒子分散液(P1〜P7)の着色剤の種類、分散液中のアルコキシアニリンの種類及び含有量を表1に示した。また、表1では、C.I.Pigment Yellow74をPY74、C.I.Pigment Yellow155をPY155、2−メトキシアニリンをMA、2−エトキシアニリンをEAと記載している。
C.I.Pigment Yellow74に代えて、前処理無しのC.I.Pigment Yellow155を使用し、さらに2−メトキシアニリンを400質量ppm添加して、着色剤粒子分散液(P7)を得た。
上記着色剤粒子分散液(P1〜P7)の着色剤の種類、分散液中のアルコキシアニリンの種類及び含有量を表1に示した。また、表1では、C.I.Pigment Yellow74をPY74、C.I.Pigment Yellow155をPY155、2−メトキシアニリンをMA、2−エトキシアニリンをEAと記載している。
<トナー(1)の作製>
撹拌装置、温度センサー及び冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(AA−1)100質量部(固形分換算)と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(BA−1)80質量部(固形分換算)と、イオン交換水2000質量部とを投入した後、20℃にて撹拌しながら、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して溶液のpHを10に調整した。
撹拌装置、温度センサー及び冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(AA−1)100質量部(固形分換算)と、非晶性ポリエステル樹脂粒子分散液(BA−1)80質量部(固形分換算)と、イオン交換水2000質量部とを投入した後、20℃にて撹拌しながら、5mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して溶液のpHを10に調整した。
さらに、着色剤粒子分散液(P1)6.2質量部(固形分換算)を投入し、塩化マグネシウム60質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。3分間放置し、結晶性ポリエステル樹脂微粒子の水系分散液(CA−1)20質量部(固形分換算)を10分間かけて添加した後、60分間かけて82℃まで昇温し、82℃を保持したまま粒子成長反応を継続した。この状態でコールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.0μmになった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解した塩化ナトリウム水溶液を添加して粒子成長を停止させた。74℃の状態で加熱撹拌することにより、粒子の融着を進行させ、トナーの平均円形度の測定装置FPIA−2100(Sysmex社製)を用いて(HPF検出数を4000個)平均円形度が0.957になった時点で、2.5℃/minの冷却速度で30℃に冷却した。
次いで、固液分離し、脱水したトナーケーキをイオン交換水に再分散して固液分離する操作を3回繰り返して洗浄した後、40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子を得た。
得られたトナー母体粒子100質量部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)0.6質量部及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)により回転翼周速35mm/secで、32℃にて20分間混合した後、45μmの目開きのふるいを用いて粗大粒子を除去する外添剤処理を施すことにより、トナー(1)を得た。
得られたトナー母体粒子100質量部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)0.6質量部及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)により回転翼周速35mm/secで、32℃にて20分間混合した後、45μmの目開きのふるいを用いて粗大粒子を除去する外添剤処理を施すことにより、トナー(1)を得た。
<トナー(2)〜(12)の作製>
トナー(1)の作製方法において、表1に示すような分散液の組み合わせに変更した以外は、トナー(1)と同様にして、各トナー(2)〜(12)を作製した。
トナー(1)の作製方法において、表1に示すような分散液の組み合わせに変更した以外は、トナー(1)と同様にして、各トナー(2)〜(12)を作製した。
<静電荷像現像用現像剤(1)〜(12)の作製>
フェライトコア100質量部と、シクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート(共重合比1:1)の共重合体樹脂粒子5質量部とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、120℃で30分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でフェライトコアの表面に樹脂コート層を形成し、体積基準メジアン径35μmのキャリアを得た。
フェライトコア100質量部と、シクロヘキシルメタクリレート/メチルメタクリレート(共重合比1:1)の共重合体樹脂粒子5質量部とを、撹拌羽根付き高速混合機に投入し、120℃で30分間撹拌混合して機械的衝撃力の作用でフェライトコアの表面に樹脂コート層を形成し、体積基準メジアン径35μmのキャリアを得た。
キャリアの体積基準メジアン径は、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置「ヘロス(HELOS)」(シンパティック社製)により測定した。上記キャリアにトナー(1)〜(12)をそれぞれトナー濃度が6質量%になるように添加し、ミクロ型V型混合機(筒井理化学器株式会社)に投入し、回転速度45rpmで30分間混合して現像剤(1)〜(12)を作製した。
<評価方法>
上記各トナーについて、低温定着性とトナー飛散を評価した。
上記各トナーについて、低温定着性とトナー飛散を評価した。
(低温定着性の評価)
画像形成装置として、市販のフルカラー複合機「bizhubC754」(コニカミノルタ社製)の、定着上ベルト及び定着下ローラーの表面温度を変更可能に改造し、上記各トナーから製造した現像剤をそれぞれ装填した。そして、各トナーから製造した現像剤それぞれについて、常温常湿(温度20℃、湿度50%RH)の環境下で、記録材「mondi Color Copy A4 90g/m2」(mondi社製)上に、トナー付着量11.3g/m2のベタ画像を、ニップ幅11.2mm、定着時間34msec、定着圧力133kPa、定着温度100〜200℃にて出力する試験を、定着温度を5℃刻みで変更しながら、コールドオフセットが発生するまで繰り返し行った。
そして、コールドオフセットが発生しなかった最低の定着上ベルトの表面温度を調査し、これを定着下限温度として低温定着性を評価した。結果を下記の表2に示す。
なお、各試験において、「定着温度」とは定着上ベルトの表面温度をいう。また、定着下限温度が低いほど低温定着性に優れることを示す。
本評価においては、定着下限温度が160℃以下を合格と判断した。
画像形成装置として、市販のフルカラー複合機「bizhubC754」(コニカミノルタ社製)の、定着上ベルト及び定着下ローラーの表面温度を変更可能に改造し、上記各トナーから製造した現像剤をそれぞれ装填した。そして、各トナーから製造した現像剤それぞれについて、常温常湿(温度20℃、湿度50%RH)の環境下で、記録材「mondi Color Copy A4 90g/m2」(mondi社製)上に、トナー付着量11.3g/m2のベタ画像を、ニップ幅11.2mm、定着時間34msec、定着圧力133kPa、定着温度100〜200℃にて出力する試験を、定着温度を5℃刻みで変更しながら、コールドオフセットが発生するまで繰り返し行った。
そして、コールドオフセットが発生しなかった最低の定着上ベルトの表面温度を調査し、これを定着下限温度として低温定着性を評価した。結果を下記の表2に示す。
なお、各試験において、「定着温度」とは定着上ベルトの表面温度をいう。また、定着下限温度が低いほど低温定着性に優れることを示す。
本評価においては、定着下限温度が160℃以下を合格と判断した。
(飛散性能評価)
評価機として、市販の画像形成装置「bizhub C452」(コニカミノルタ社製)の改造機を使用し、10万枚出力した後、現像器を取り出し、空回転機にセットした。現像スリーブの真下を中心にA4の白紙を置き、60分間の空回転を行ない、紙上に落ちたトナーの質量(トナー飛散量)を測定して評価した。現像スリーブの回転周速は620mm/秒とした。トナー飛散量が9mg以下である場合を合格と判断した。結果を下記表2に示す。
評価機として、市販の画像形成装置「bizhub C452」(コニカミノルタ社製)の改造機を使用し、10万枚出力した後、現像器を取り出し、空回転機にセットした。現像スリーブの真下を中心にA4の白紙を置き、60分間の空回転を行ない、紙上に落ちたトナーの質量(トナー飛散量)を測定して評価した。現像スリーブの回転周速は620mm/秒とした。トナー飛散量が9mg以下である場合を合格と判断した。結果を下記表2に示す。
表2に示すように、実施例に係るトナーは、低温定着性に優れ、かつ飛散が少ないことがわかった。これに対し、比較例に係るトナーは、いずれかの項目について劣るものであった。
Claims (11)
- 非晶性ポリエステル樹脂をマトリクス、結晶性樹脂をドメインとするドメイン・マトリクス構造を有するトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、
前記トナー粒子が、離型剤と、アルコキシアニリンとを含有し、
前記トナー粒子中の前記アルコキシアニリンの含有量が、0.1〜15.0質量ppmの範囲内であることを特徴とする静電荷像現像用トナー。 - 前記離型剤の融点が、60〜90℃の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子中に、顔料として、C.I.Pigment Yellow74を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子に、顔料として、C.I.Pigment Yellow93、C.I.Pigment Yellow155、C.I.Pigment Yellow180、C.I.Pigment Yellow185、C.I.Solvent Yellow93及びC.I.Solvent Yellow163のうち少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項3に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性樹脂として、結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記トナー粒子中の前記結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、5〜30質量%の範囲内であることを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂が、非晶性樹脂セグメントが結合したハイブリッド樹脂であることを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価が、15〜30mgKOH/gの範囲内であることを特徴とする請求項5に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記アルコキシアニリンとして、2−メトキシアニリンを含有することを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記非晶性ポリエステル樹脂が、高分子量成分と低分子量成分とを有し、
前記高分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、30000〜300000の範囲内であり、
前記低分子量成分の重量平均分子量(Mw)が、8000〜25000の範囲内であることを特徴とする請求項5から請求項8までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。 - 前記非晶性ポリエステル樹脂の前記高分子量成分の酸価が、前記結晶性ポリエステル樹脂の酸価よりも小さいことを特徴とする請求項10に記載の静電荷像現像用トナー。
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