JP2018124547A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

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JP2018124547A JP2018006453A JP2018006453A JP2018124547A JP 2018124547 A JP2018124547 A JP 2018124547A JP 2018006453 A JP2018006453 A JP 2018006453A JP 2018006453 A JP2018006453 A JP 2018006453A JP 2018124547 A JP2018124547 A JP 2018124547A
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久美子 亀屋
智子 中川
Tomoko Nakagawa
智子 中川
勇樹 生川
Yuki Ubukawa
勇樹 生川
匡哉 太田
Masaya Ota
匡哉 太田
哲治 弓削
Tetsuji Yuge
哲治 弓削
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Abstract

【課題】耐ブロッキング性を維持したまま、低温での優れた定着性や耐ホットオフセット性を改善できる静電荷像現像用トナーを提供する。
【解決手段】レオメーターによるtanδ測定を2回行い、1回目測定において、130℃に観測されるtanδの値をTP1(130℃)、140℃に観測されるtanδの値をTP1(140℃)とし、2回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP2(140℃)とすると、TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下であり、TP1(130℃)が2.5以上である、静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし

Description

本発明は、耐ブロッキング性を維持したまま、低温での優れた定着性と耐ホットオフセ
ット性を両立でき、低温定着時にも高画質画像を得られる静電荷像現像用トナーに関する
静電荷像現像用トナーは、プリンターや複写機、ファクシミリ等において、静電荷像を
可視化する画像形成に用いられる。電子写真方式による画像の形成を例にとると、先ず感
光体ドラム上に静電潜像を形成し、次いでこれをトナーにより現像した後、転写紙等に転
写し、熱等により定着することによって画像形成が行われる。
静電荷像現像用トナーとしては、通常、結着樹脂及び着色剤に、必要に応じて帯電制御
剤、離型剤、磁性体等を乾式混合した後、押出機等で溶融混練し、次いで、粉砕、分級す
る、いわゆる溶融混練粉砕法により得られたトナー粒子に、流動性等の各種性能を付与す
ることを目的として、例えばシリカ等の固体微粒子を外添剤として表面に付着させた形態
のものが用いられている。
更に昨今の高精細化の要求により、トナーの粒径や粒度分布を制御し易い懸濁重合法、
乳化凝集法、溶解懸濁法等の製造法も提案されている。
近年、複写機やプリンター等の電子写真方式で得られた画像をプロフェッショナル分野
へ応用する取り組みが盛んに行われており、これまでの文字を印刷する用途から写真・グ
ラフィック等の画像を美しく出力することが必要になってきた。その為、その出力画像に
はこれまで以上に高画質画像、高グロス性を有することが強く望まれている。
また、電子写真装置の低エネルギー化、高速印字化も同時に望まれている為、トナーと
しては、低熱エネルギー(時間×温度)で融けて、媒体に定着することが強く望まれてい
るが、低温での優れた定着性は耐ブロッキング性と二律背反の関係にあり、この両立を図
ることが望まれている。低温での優れた定着性と耐ブロッキング性の両立という課題に対
して、種々の検討がなされている。
一方、電子写真装置で画像出力する際の定着温度について、実際の定着温度は一定値で
はなく、ある程度のムラがある。例えば、電源を入れてすぐに画像出力した場合、定着温
度は低くなるが、そこから連続印字を行うと、定着温度が高くなる。また、トナー層厚が
厚い(例えば、複数色のトナーが濃く印字された)場合、トナー層にかかる実際の温度は
低くなり、トナー層厚が薄い(例えば、単色のトナーが薄く印字された)場合、トナー層
にかかる実際の温度は高くなる。
また、近年は低エネルギー化のために、ヒートローラーの定着温度の制御の頻度を少な
くしているため、定着温度のムラが生じやすい。定着温度が高いと、ホットオフセット(
転写材上のトナーが定着部材に付着した後、該トナーが再度転写材に移行することによっ
て転写材を汚す現象)が発生する問題が生じる。そのため、高温側でも定着性が良好なト
ナーが望まれる。
特許文献1には、結晶性ポリエステル樹脂と離型剤とを含むトナーであって、ルテニウ
ム染色したトナー断面に前記結晶性ポリエステル樹脂が前記離型剤と接触した構造体が存
在し、該構造体の断面積をA、前記離型剤単独の断面積をB、前記結晶性ポリエステル樹
脂単独の断面積をCとしたとき、40≦100×A/(A+B+C)≦70、10≦10
0×B/(A+B+C)≦30、20≦100×C/(A+B+C)≦30である静電荷
現像用トナーが開示され、定着性能の定着温度依存性が少なく、熱保管性に優れた特性が
得られている。
特許文献2には、耐熱保存性、低温定着を目的として、定着助剤として融点50〜15
0℃の結晶性有機化合物を含有し、加熱時に樹脂と定着助剤が相溶化するために、トナー
のDSC測定において、昇温2回目の定着助剤由来の融解極大値の吸熱量は昇温1回目に
比べ小さくなり、トナーのガラス転移温度が樹脂のガラス転移温度よりも低下し、昇温二
回目のガラス転移温度が昇温1回目に比べ小さくなる静電荷像現像用トナーが提案されて
いる。
特許文献3には、トナー母粒子とシェル層を有するコアシェル構造であり、前記トナー
母粒子は、前記トナー母粒子の表面上に水溶性樹脂からなる樹脂被覆層を有し、且つ前記
樹脂被覆層上に前記シェル層を有する静電荷像現像用トナーが開示されている。
特許文献4には、トナー母粒子とシェル層を有するコアシェル構造であり、耐ブロッキ
ング性と低温での優れた定着性、耐オフセット性能を満足することを目的として、動的粘
弾性試験によるトナーの貯蔵弾性率(G’)を調整した静電荷像現像用トナーが提案され
ている。
日本国特開2008−33057号公報 日本国特開2012−22331号公報 日本国特開2015−64573号公報 日本国特開2011−28150号公報
しかしながら、何れの特許文献に記載されているトナーにおいても、耐ブロッキング性
と低温での優れた定着性と耐ホットオフセット性のそれぞれの面において検討されている
が、両立が不充分であった。
本発明が解決しようとする課題は、耐ブロッキング性を維持したまま、低温での優れた
定着性や耐ホットオフセット性を改善できる静電荷像現像用トナーを提供することである
本発明者等は、耐ブロッキング性を維持したまま、低温での優れた定着性と耐ホットオ
フセット性を両立できる形態として、後述のTP2(140℃)/TP1(140℃)及
び後述のTP1(130℃);後述のTP2(140℃)/TP1(140℃)及び後述
のTP2A/TP1Aが最小値を示す温度;後述のTP2(140℃)/TP1(140
℃)又は後述のTP2(120℃)/TP1(120℃)を特定の範囲となるように調整
することが有効であることを見出し、本発明に至った。本発明は、上述した知見に基づく
ものであり、本発明の態様は以下のとおりである。
<1>レオメーターによるtanδ測定を2回行い、1回目測定において、130℃に観
測されるtanδの値をTP1(130℃)、140℃に観測されるtanδの値をTP
1(140℃)とし、2回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP2
(140℃)とすると、TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下であり
、TP1(130℃)が2.5以上である、静電荷像現像用トナー。
<2>TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.50以上である、<1>に記載の
静電荷像現像用トナー。
<3>TP1(130℃)が4.0以下である、<1>又は<2>に記載の静電荷像現像
用トナー。
<4>少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含む、<1
>〜<3>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<5>レオメーターで120℃に観測される貯蔵弾性率G’が2000Pa以下で、かつ
フローテスターで測定される軟化点が105℃以上である、<1>〜<4>のいずれか1
つに記載の静電荷像現像用トナー。
<6>前記静電荷像現像用トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤を含むコア成分と、そ
の周囲に存在する少なくとも結着樹脂を含むシェル成分とを含有するコア/シェル構造を
有し、前記コア成分の架橋度が前記シェル成分の架橋度よりも高く、かつ前記シェル成分
の極性が前記コア成分の極性よりも高い、<1>〜<5>のいずれか1つに記載の静電荷
像現像用トナー。
<7>前記コア成分に含まれる結着樹脂のガラス転移温度が、前記シェル成分に含まれる
結着樹脂のガラス転移温度より5℃以上低い、<6>に記載の静電荷像現像用トナー。
<8>体積平均粒径が4〜8μmである、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の静電荷
像現像用トナー。
<9>平均円形度が0.95〜0.99である、<1>〜<8>のいずれか1つに記載の
静電荷像現像用トナー。
<10>前記静電荷像現像用トナーが、着色剤として銅フタロシアニン系の染顔料を含む
、<1>〜<9>のいずれか1つに記載の静電荷像現像用トナー。
<11>レオメーターによるtanδ測定を2回行い、1回目測定において、140℃に
観測されるtanδの値をTP1(140℃)、80℃以上150℃以下に観測されるt
anδの値をTP1Aとし、2回目測定において、140℃に観測されるtanδの値を
TP2(140℃)、80℃以上150℃以下に観測されるtanδの値をTP2Aとす
ると、TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下であり、かつ、TP2A
/TP1Aが最小値を示す温度が130℃以上である、静電荷像現像用トナー。
<12>レオメーターによるtanδ測定を2回行い、1回目測定において、140℃に
観測されるtanδの値をTP1(140℃)とし、2回目測定において、140℃に観
測されるtanδの値をTP2(140℃)とすると、TP2(140℃)/TP1(1
40℃)が0.90以上0.95以下、または、レオメーターによるtanδ測定を2回
行い、1回目測定において、120℃に観測されるtanδの値をTP1(120℃)と
し、2回目測定において、120℃に観測されるtanδの値をTP2(120℃)とす
ると、TP2(120℃)/TP1(120℃)が0.60以上0.70以下である、静
電荷像現像用トナー。
<13>レオメーターで120℃に観測される貯蔵弾性率G’が2000Pa以下で、か
つフローテスターで測定される軟化点が105℃以上である、静電荷像現像用トナー。
<14>前記静電荷像現像用トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤を含むコア成分と、
その周囲に存在する少なくとも結着樹脂を含むシェル成分とを含有するコア/シェル構造
を有し、前記コア成分の架橋度が前記シェル成分の架橋度よりも高く、かつ前記シェル成
分の極性が前記コア成分の極性よりも高い、<11>〜<13>のいずれか1つに記載の
静電荷像現像用トナー。
<15>前記コア成分に含まれる結着樹脂のガラス転移温度が、前記シェル成分に含まれ
る結着樹脂のガラス転移温度より5℃以上低い、<14>に記載の静電荷像現像用トナー

<16>体積平均粒径が4〜8μmである、<11>〜<15>のいずれか1つに記載の
静電荷像現像用トナー。
<17>平均円形度が0.95〜0.99である、<11>〜<16>のいずれか1つに
記載の静電荷像現像用トナー。
本発明によれば、耐ブロッキング性を維持したまま、低温での優れた定着性と耐ホット
オフセット性とを両立する静電荷像現像用トナーを提供することができる。
図1は、本発明の静電荷像現像用トナーをレオメーターで1回目に測定する際の成型体の断面の概念図である。 図2は、本発明の静電荷像現像用トナーのTP1(140℃)とTP2(140℃)を測定した際の概念図である。
1.測定方法、定義
本発明においては、外添剤を有する前のものを「トナー母粒子」と称する。該トナー母
粒子の表面に外添剤を付与することを、単に「外添」又は「外添する」と称する場合があ
る。該トナー母粒子の表面に外添剤を有するものを「トナー」又は「静電荷像現像用トナ
ー」と称する。
静電荷像現像用トナーのレオメーター測定は、実施例に記載の方法で行い、温度、貯蔵
弾性率G’、損失弾性率G”、tanδ(すなわち、損失正接=G”/G’)、「140
℃に観測されるtanδの1回目測定値であるTP1(140℃)」、「140℃に観測
されるtanδの2回目測定値であるTP2(140℃)」、「130℃に観測されるt
anδの1回目測定値であるTP1(130℃)」等は、実施例に記載の測定方法で測定
したものと定義される。また、本発明における「1回目の昇温」及び「2回目の昇温」も
、実施例に記載の測定方法において、該測定に際して昇温したものと定義される。
本発明の静電荷像現像用トナーとは、実施例等に記載の測定方法(装置、設定等)で測
定したときに、本願請求項に定めた数値(パラメーター)を有する(示す)トナーのこと
である。すなわち、数値(パラメーター)を他の装置や他の設定で測定した場合であって
も、トナー自体が、本願明細書の実施例等に記載の測定方法で測定したときに、該数値(
パラメーター)を有するような(示すような)ものであれば、本発明に含まれる。
本発明における「体積平均粒径」とは、特に断りがない限り、実施例に記載の方法で測
定された「体積中位径(Dv50)」のことである。
また、本明細書において、質量で表される全ての百分率や部は、重量で表される百分率
や部と同様である。
詳細は後述するが、本発明の静電荷像現像用トナーは、「少なくとも結着樹脂と着色剤
を含有する中心部(コア)」と、その周囲に存在するシェル成分及び外添剤を含むことが
好ましい。
すなわち、本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有する
コア成分と、その周囲に存在する少なくとも結着樹脂を含むシェル成分とを含有するコア
/シェル構造を有するトナー母粒子、及び、外添剤からなるトナーであることが好ましい
なお、本発明において「コア/シェル構造」とは、コア成分の表面をシェル成分が被覆
する構造をいうが、シェル成分によりコア成分が完全に被覆された構造のものに限定され
ることはなく、コア成分の表面が一部露出しているものであってもよく、一部がシェル成
分中に分散されていてもよい。
後述するような何れのトナー母粒子の調製方法においても、該シェル成分とは、トナー
母粒子の表面に偏在しているものを言う。トナーになったときのシェル成分の形状は、微
粒子であっても薄膜であってもよく、更には、連続的にコア成分を覆っていても非連続的
にコア成分を覆っていてもよい。
水系及び/又は有機溶剤を連続相とする湿式媒体中で、トナー母粒子を作製する場合に
は、コア成分と同時にシェル微粒子を添加し、熱力学的にコア成分と湿式媒体の界面にシ
ェル微粒子を配置する方法(極性を制御する方法)と、コア成分の後にシェル微粒子を添
加し、物理的にコア成分の表面に配置させる方法がある。更に、この熱力学的にコア成分
と湿式媒体の界面にシェル微粒子を配置させる方法(極性を制御する方法)と、コア成分
の後にシェル微粒子を添加し、物理的にコア成分の表面に配置させる方法を組み合わせて
用いることもできる。
また、コア成分の後にシェル微粒子を添加する場合は、コア成分の組成及び/又は形状
が決まってから(その後の、加熱、熟成、撹拌等によって、コア成分の形状、物性、相溶
等は変化することがある)、追添加する方法も挙げられる。
以下、シェル成分が上記コア成分を取り囲んでなるものを「シェル」と略記する場合が
ある。トナー母粒子に外添剤が外添されてなるトナーにおいて、「シェル成分と外添剤か
らなる構造体」は、レオメーターでの測定における、上記「コア成分」に対しての物・概
念として本発明では重要である。以下、「シェル成分と外添剤からなる構造体」を単に「
構造体」と略記する場合がある。
2.静電荷像現像用トナーの規定
2.1.TP2及びTP1
本発明の静電荷像現像用トナーの態様の1つ目は、レオメーターによるtanδ測定を
2回行い、1回目測定において、130℃に観測されるtanδの値をTP1(130℃
)、140℃に観測されるtanδの値をTP1(140℃)とし、2回目測定において
、140℃に観測されるtanδの値をTP2(140℃)とすると、TP2(140℃
)/TP1(140℃)が0.95以下であり、TP1(130℃)が2.5以上である
静電荷像現像用トナーである。
なお、本明細書において、「TP2(140℃)/TP1(140℃)」とは、TP2
(140℃)をTP1(140℃)で割った値を意味する。
TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下であることから自明なことで
あるが、レオメーターで140℃に観測されるTP2とTP1は同じ値を取らないことが
好ましい。また、140℃における値としたのは、定着ローラーの温度を150℃程度の
比較的低温を想定した場合に、耐オフセット性やグロス性の指標となるためである。TP
2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下であることは、1回目の測定時の加
熱によってトナーの構造に変化が生じたことを示していると言え、その理由は以下のよう
に推定している。
1回目の測定では、実施例に記載のとおり、トナーを、極力加熱せず、かつ極力トナー
間に空隙が無いようにペレットに成型するので、図1に示すようなトナー母粒子表面に偏
在した「シェル成分及び外添剤からなる構造体」を有する試料を測定していると推定され
る。トナー母粒子のコア成分よりも弾性の低いシェル成分が構造体を形成している為、1
回目の測定では、トナーは、より塑性的に振る舞うことにより損失弾性率G”に比し貯蔵
弾性率G’が小さくなる方向であるために、tanδ(TP1)は大きくなる方向である
と推定される。
一方、2回目の測定では、1回目の測定時の加熱とシェアーによって、コア成分とシェ
ル成分と外添剤が溶融混合して混合体を形成し、組成が1回目の測定に比し平均化された
状態を測定しているものと考えられる。そのため、シェル成分よりも弾性の高いコア成分
の性質が強調され、より弾性的に振る舞う為、G’に比しG”が小さくなる方向である為
に、tanδ(TP2)は、1回目測定の値に比し小さな値をとると推定される。つまり
、そのレオロジー挙動は、相対的に1回目は、構造体のレオロジーを測定しており、2回
目は、上記混合体のレオロジーを測定している。混合体が140℃付近で局所的に弾性的
に振る舞うことにより、トナーが定着ローラーから媒体に効率的に移動することができる
なお、レオメーターでの1回目の測定時の「加熱とシェアー」は、静的条件下で行われ
、また、トナー粒子単位の小さな部分(例えば、図1参照)での変化が起こっている。
耐ブロッキング性を維持したまま低温での優れた定着性と耐ホットオフセット性とを両
立できるバランスをとるためには、TP2(140℃)/TP1(140℃)を0.95
以下とすることが必要である。この範囲であるトナーは、トナー母粒子の表面を覆う状態
でシェル成分が存在し、更にその外側に外添剤が外添されている状態であると推定され、
更にはシェル成分とコア成分が、1回目の測定時より2回目の測定時の方がある程度相溶
し、140℃付近でさらに相溶するという極性バランスで構成されている。
例えば、コア成分とシェル微粒子成分が全く異なる化学成分であったり、シェル微粒子
成分が塩等の極端にガラス転移温度(以下、単に「Tg」と称することがある。)が高い
成分であったりすると、レオメーターでの1回目の測定前後で、コア成分とシェル成分が
相溶しない等、構造変化が起こらないため、TP2(140℃)/TP1(140℃)は
1に近づく。
上記の構造体は、シェル成分と外添剤とで形成されていることから、トナー母粒子を測
定するのではなく、トナーを測定する。
レオメーターで140℃に測定されるTP2(140℃)/TP1(140℃)は、0
.95以下であり、耐オフセット性の観点から、好ましくは0.93以下である。また、
TP2(140℃)/TP1(140℃)は、高グロス性の観点から、好ましくは0.5
0以上であり、より好ましくは0.60以上、更に好ましくは0.70以上である。
TP2(140℃)/TP1(140℃)の制御手段としては以下が挙げられる。
TP2(140℃)/TP1(140℃)を小さくする為には、例えば、トナーが、コ
ア/シェル構造を有し、コア成分とシェル微粒子成分の極性差を大きくする(水中でシェ
ル微粒子とコア成分を付着させる場合は、コア成分よりシェル微粒子成分の極性を大きく
設計し、より親水性にする)、コア成子の分子量を大きくする、コア成分の架橋密度を大
きくする、コア成分にイオン架橋や金属架橋等の架橋反応を起こすような第三成分を添加
する、コア成分の樹脂に分子間力を強固にする単量体成分を導入する、シェル微粒子の添
加量を少なくする、シェル微粒子のコア成分に対する被覆率を小さくする、シェル微粒子
の添加量が同一でも、シェル微粒子を薄い皮膜にするか、シェル成分をコア成分に潜り込
ませない様なコア成分とシェル微粒子成分の極性差とする等が挙げられる。TP2(14
0℃)/TP1(140℃)を大きくするには、これらの逆の設計を行えばよい。
コア成分の架橋度がシェル成分の架橋度よりも高く、かつシェル微粒子成分の極性がコ
ア成分の極性よりも高いことが低温での優れた定着性や耐ホットオフセット性の観点から
好ましく、これにより前記TP2(140℃)/TP1(140℃)及びTP1(130
℃)の範囲を満足するトナーとすることができる。
また、構造体の形成状態を示すTP1(130℃)は、低温での優れた定着性の観点か
ら、2.5以上であり、好ましくは2.8以上である。また、TP1(130℃)は、耐
ブロッキング性の観点から4.0以下が好ましく、より好ましくは3.5以下である。1
30℃における値としたのは、定着ローラーの温度を150℃程度の比較的低温を想定し
た場合に、定着工程でトナーが定着ローラーに接近した状態における、低温での優れた定
着性や耐ブロッキング性の指標となるためである。TP1(130℃)が2.5以上であ
ることで、低温での優れた定着性を維持することができる
本発明の静電荷像現像用トナーの態様の2つ目は、レオメーターによるtanδ測定を
2回行い、1回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP1(140℃
)、80℃以上150℃以下に観測されるtanδの値をTP1Aとし、2回目測定にお
いて、140℃に観測されるtanδの値をTP2(140℃)、80℃以上150℃以
下に観測されるtanδの値をTP2Aとすると、TP2(140℃)/TP1(140
℃)が0.95以下であり、かつ、TP2A/TP1Aが最小値を示す温度が130℃以
上の静電荷像現像用トナーである。
前記TP2A/TP1Aが最小値を示す温度は、コア成分とシェル成分が溶融混合して
混合体を形成し、コア成分の弾性的な振る舞いが強調された状態である温度を示し、耐ブ
ロッキング性と耐ホットオフセット性の観点から、130℃以上であり、好ましくは13
5℃以上である。また、当該温度は、低温での優れた定着性の観点から145℃以下が好
ましい。
なお、TP1A及びTP2Aは、80℃以上150℃以下での連続的な値である。TP
2A/TP1Aは、TP2AをTP1Aで割った値を意味し、80℃以上150℃以下の
中である同じ温度に観測される値の比である。
本発明の静電荷像現像用トナーの態様の3つ目は、レオメーターによるtanδ測定を
2回行い、1回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP1(140℃
)とし、2回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP2(140℃)
とすると、TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.90以上0.95以下、また
は、レオメーターによるtanδ測定を2回行い、1回目測定において、120℃に観測
されるtanδの値をTP1(120℃)とし、2回目測定において、120℃に観測さ
れるtanδの値をTP2(120℃)とすると、TP2(120℃)/TP1(120
℃)が0.60以上0.70以下である静電荷像現像用トナーである。
なお、本明細書において、「TP2(120℃)/TP1(120℃)」とは、TP2
(120℃)をTP1(120℃)で割った値を意味する。
特にマゼンタトナーの場合は、着色剤の影響により粘度が高くなる傾向があるため、前
記TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.90以上0.95以下であることが好
ましい。
TP1(140℃)は、低温での優れた定着性の観点から、2.3以上が好ましく、よ
り好ましくは3.0以上である。また、TP1(140℃)は、耐ブロッキング性の観点
から5.0以下が好ましく、より好ましくは3.5以下である。
より低温での定着を目指す場合には、TP2(120℃)/TP1(120℃)の指標
が重要となる。耐オフセット性と耐ブロッキング性の観点から、TP2(120℃)/T
P1(120℃)は、好ましくは0.68以下である。また、TP2(120℃)/TP
1(120℃)は、高グロス性の観点から、0.60以上である。
構造体の形成状態を示すTP1(120℃)は、低温での優れた定着性の観点から、2
.1以上が好ましく、より好ましくは2.4以上である。TP1(120℃)は、耐ブロ
ッキング性の観点から4.0以下が好ましく、より好ましくは3.0以下である。
また、加熱とシェアーによる構造変化後の構造体の形成状態を示すTP2(120℃)
は、低温での優れた定着性の観点から、0.8以上が好ましく、より好ましくは1.0以
上である。また、TP2(120℃)は、耐ブロッキング性の観点から1.5以下が好ま
しく、より好ましくは1.3以下である。
2.2.貯蔵弾性率G’
本発明の静電荷像現像用トナーは、レオメーターで剪断速度1Hzにて測定した120
℃における貯蔵弾性率G’が2000Pa以下であることが好ましく、1900Pa以下
がより好ましく、1500Pa以下が更に好ましい。低温かつ低剪断速度の条件下で粘度
が低いことは、低温定着時や高速印刷時等の、定着器からの加熱が十分でない状態でもト
ナーが十分に変形できるということを表している。したがって、低温定着時や高速印刷時
でも紙への定着性が良好となる。
120℃における貯蔵弾性率G’は、主に結着樹脂の組成で決定される。120℃にお
ける貯蔵弾性率G’を小さくするためには、例えば、結着樹脂の分子量を小さくする、結
着樹脂のガラス転移温度(Tg)を低くする、等が挙げられる。120℃における貯蔵弾
性率G’は、耐ホットオフセットの観点から、600Pa以上であることが好ましく、8
00Pa以上であることがより好ましい。
120℃における貯蔵弾性率G’が低い領域に着目する必要があるため、貯蔵弾性率G
’が低い試料を測定するのに適した条件として、試料を直径の大きいペレットに成型して
測定することが好ましい。
2.3.軟化点
本発明の静電荷像現像用トナーは、フローテスターで測定される軟化点が105℃以上
であることが好ましく、106℃以上であることがより好ましく、107℃以上であるこ
とが更に好ましい。また、前記軟化点は、定着性の観点から115℃以下であることが好
ましく、110℃以下であることがより好ましい。
前記軟化点は、剪断速度が10〜100s−1程度の速い測定方法で得られた値である
。高剪断条件下で軟化温度が高いことは、トナー中の結着樹脂のポリマー鎖の絡み合いが
十分に存在することを示している。したがって、定着時は、ポリマー鎖の絡み合いによる
トナー層内部の凝集力が、トナーとヒ−トローラーの付着力に勝り、トナー層内部の破壊
が起きにくくなることから、耐ホットオフセット性が良好となる。軟化点が高めの領域に
着目する必要があるために、フローテスターにおいて荷重を重く、径1mmのダイを使用
することが好ましい。
また、印刷後は、トナー層の内部において、ポリマー鎖の絡み合いの効果でトナー層の
破壊が起きにくく、テープを用いた剥離テスト等で測定される定着強度が良好となる。
軟化点は、主に結着樹脂の組成で決定される。軟化点を大きくするためには、例えば、
結着樹脂の架橋密度を大きくする、イオン架橋や金属架橋等の架橋反応を起こすような第
三成分を添加する、分子間力を強固にする単量体成分を導入する、等が挙げられる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、レオメーターで測定した120℃における貯蔵弾性
率G’と、フローテスターで測定した軟化点の両方が所定の範囲であることによって、例
えば、結着樹脂の分子量ピークを小さくしてかつ架橋密度を上げる、分子量の異なる結着
樹脂を複数組み合わせる、等によって調整される。
これにより、低温定着時や高速印刷時等でも良好に定着し、同時に十分な定着強度を得
ることができる。また、軟化点の高いトナーはグロスが低くなりやすい傾向があるが、レ
オメーターで測定した120℃における貯蔵弾性率G’が低いため、良好なグロスを得る
ことができる。
トナーが前記コア/シェル構造を持つ場合には、レオメーターで測定される120℃に
おける貯蔵弾性率G’を所定の範囲に制御するときに、結着樹脂のガラス転移温度を低く
することは有効であるが、その際に耐ブロッキング性が不十分になる場合がある。
このとき、トナーをコア/シェル構造として、シェルに用いられる樹脂のガラス転移温
度をコアに用いられる樹脂のガラス転移温度より高く調整することで、レオメーターで測
定される120℃における貯蔵弾性率G’を所定の範囲に制御しながら十分な耐ブロッキ
ング性を得ることができる。
2.4.ガラス転移温度(Tg)
更には、トナーの示差走査熱量計(DSC)で測定されるTgも、耐ブロッキング性を
維持したまま、低温定着時又は高速印刷時でも、低温での優れた定着性と高グロス性を両
立するという観点から重要であり、トナーのTgの範囲は、50.0℃以下であるのが好
ましく、より好ましくは47.0℃以下であり、更に好ましくは45.0℃以下である。
また、トナーのTgの範囲は、37.0℃以上が好ましく、より好ましくは40.0℃以
上である。
この範囲に調整することにより、コア成分とシェル微粒子成分を上述の適した範囲に調
整した範囲内で、耐ブロッキングを維持したまま、更に好ましい低温での優れた定着性と
高グロス性を得ることができる。これは、トナーのTgを高くすることで耐ブロッキング
性を補い、トナーのTgを低くすることで低温での優れた定着性とグロスをより好ましい
範囲に調整することができるからである。
トナーのTgを高くするには、Tgの高い単量体成分の共重合割合を増加させる、絡み
合い点間分子量の2倍以下の分子量(Mc)成分を減らす(例えば、分子量調整剤等を減
量する、架橋剤を増量させる等)、結着樹脂を可塑化させる融点100℃以下の可塑剤(
例えば、ワックスや結晶性樹脂等)を増量すればよい。一方、トナーのTgを低くするに
は、この逆の設計を行えばよい。尚、「Tgの高い単量体成分」とは、Tgの高いホモポ
リマーを構成する単量体成分のことである。
2.5.トナー母粒子の組成
2.5.1.コア(中心部)成分
本発明の静電荷像現像用トナーは、トナー母粒子を含むことが好ましい。
トナー母粒子は、「少なくとも結着樹脂(例えば、重合体一次粒子からなる)、着色剤
を含有するコア成分」にシェル微粒子が被覆してなっている。
このシェル微粒子には、その他必要に応じ帯電制御剤等を含有していてもよく、ワック
スが含まれていることが高温側のオフセット防止の観点から好ましくい。更に、このワッ
クスが、結着樹脂中に実質的に内包された状態で含有されていることが、フィルミング等
のワックス遊離により起こる問題をも解決できるのでより好ましい。
ワックスを結着樹脂中に実質的に内包された状態にするには、水中及び/又は有機溶剤
中において、ワックス粒子存在下で結着樹脂をそのワックス表面に、重合、析出又は凝集
させる方法等が挙げられる。
結着樹脂としては、一般にトナーを製造する際に結着樹脂として用いられるものであれ
ばよく、特に限定されないが、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹
脂、ポリオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂、こ
れらの樹脂の混合物等が挙げられる。
結着樹脂を製造するために用いる単量体成分としては、一般的にトナーの結着樹脂を製
造する際に用いられている単量体を適宜用いることができる。例えば、酸性基を有する重
合性単量体(以下、単に酸性単量体と称すことがある。)、塩基性基を有する重合性単量
体(以下、単に塩基性単量体と称することがある。)、酸性基も塩基性基も有さない重合
性単量体(以下、その他の単量体と称することがある。)の何れの重合性単量体も使用す
ることができる。
結着樹脂としてポリスチレン系樹脂及びポリ(メタ)アクリル系樹脂を使用する場合、
以下の単量体が例として挙げられる。
酸性単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、ケイ皮酸等
のカルボキシル基を有する重合性単量体;スルホン化スチレン等のスルホン酸基を有する
重合性単量体;ビニルベンゼンスルホンアミド等のスルホンアミド基を有する重合性単量
体;等が挙げられる。
塩基性単量体としては、アミノスチレン等のアミノ基を有する芳香族ビニル化合物;ビ
ニルピリジン、ビニルピロリドン等の窒素含有複素環含有重合性単量体;ジメチルアミノ
エチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基を有する(メタ
)アクリル酸エステル;等が挙げられる。
これら酸性単量体及び塩基性単量体は、トナー母粒子の分散安定化に寄与する。単独で
用いても複数種類を混合して用いてもよく、また、対イオンを伴って塩として存在してい
てもよい。
更に、これら酸性単量体及び塩基性単量体は、トナー母粒子のコア成分及びシェル微粒
子のどちらか一方に、あるいは双方に含まれていてもよいが、コア成分を構成する「結着
樹脂と酸性又は塩基性単量体によりなる樹脂成分」と、シェル微粒子を構成する「結着樹
脂と酸性又は塩基性単量体によりなる樹脂成分」は、同一の組成ではないことが好ましい
。これは、シェル成分とコア成分が、tanδの1回目の測定時より2回目の測定時の方
がある程度相溶しているという、絶妙なバランスで構成される必要がある為、適切な親和
性に調整するという意味で、本発明おいては特に重要である。
また、酸性(又は塩基性)単量体の添加量に依存する酸価(塩基価)について、水中で
コア成分にシェル微粒子を付着させることによりトナー母粒子を製造する場合には、トナ
ー母粒子のコア成分よりもシェル微粒子成分の酸価(塩基価)を高めた方が好ましく、具
体的には、シェル微粒子成分の酸価(塩基価)をコア成分の酸価(塩基価)の1.1倍以
上2.6倍以下に調整することが好ましい。この倍率が小さ過ぎると、シェル微粒子がコ
ア成分に埋没してしまい、満足いく耐ブロッキング性が得られない場合があり、この倍率
が大き過ぎると、コア成分に比し水中でシェル微粒子が安定し過ぎていて付着しない場合
があるからである。
その他の単量体としては、スチレン、メチルスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチ
レン、p−t−ブチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−n−ノニルスチレン等の
スチレン類;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、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸2−エチル
ヘキシル等のアクリル酸エステル類;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、メタクリル酸ヒド
ロキシエチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル類;アクリル
アミド、N−プロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジプ
ロピルアクリルアミド、N,N−ジブチルアクリルアミド等のアクリルアミド類;等が挙
げられる。
その他の単量体は、単独で用いてもよく、また複数を組み合わせて用いてもよい。
結着樹脂を架橋樹脂とする場合、上述の重合性単量体と共に多官能性単量体が用いられ
、例えば、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアクリレート、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、ヘキサエチレングリコール
ジメタクリレート、ノナ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
アクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられ
る。
中でも二官能性重合性単量体が好ましく、ジビニルベンゼン、ヘキサンジオールジアク
リレート等が特に好ましい。これら多官能性重合性単量体は、単独で用いても複数種類を
混合して用いてもよい。また、反応性基をペンダントグループに有する重合性単量体、例
えば、グリシジルメタクリレート、メチロールアクリルアミド、アクロレイン等を用いる
ことも可能である。
結着樹脂の分子量(数平均分子量、重量平均分子量)の調整には、必要に応じて公知の
連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤の具体的な例としては、t−ドデシルメ
ルカプタン、ドデカンチオール、ジイソプロピルキサントゲン、四塩化炭素、トリクロロ
ブロモメタン等が挙げられる。連鎖移動剤は単独又は2種類以上の併用でもよく、重合性
単量体に対して0〜5質量%用いることが好ましい。
ポリスチレン系樹脂及びポリ(メタ)アクリル系樹脂を結着樹脂とする場合は、ゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィー(以下、GPCと記載する。)における数平均分子量
は好ましくは5000以上、より好ましくは8000以上、更に好ましくは1万以上であ
り、好ましくは3万以下、より好ましくは2万以下、更に好ましくは1.5万以下である

GPCにおける重量平均分子量は、好ましくは7万以上、より好ましくは9万以上、好
ましくは30万以下、より好ましくは25万以下である。
結着樹脂としてポリエステル系樹脂を使用する場合、そのポリエステル系樹脂の構成成
分である2価のアルコールとして、例えば、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−ヘキサンジオール等のジオール類;ビスフェノールA
、水素添加ビスフェノールA、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロ
ピレン化ビスフェノールA等のビスフェノールAアルキレンオキシド付加物;等が挙げら
れる。
また、上記ポリエステル系樹脂の構成成分である2価の酸としては、例えば、マレイン
酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テ
レフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼラ
イン酸、マロン酸、これらの酸の無水物若しくは低級アルキルエステル;n−ドデセニル
コハク酸、n−ドデシルコハク酸等のアルケニルコハク酸類若しくはアルキルコハク酸類
;その他の2価の有機酸が挙げられる。
結着樹脂を架橋樹脂とする場合、上述2価アルコールや酸と共に、3価以上の多価アル
コールや3価以上の酸等の多官能性単量体が用いられる。
3価以上の多価アルコールとしては、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、ショ糖、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、その他が挙げられる。
3価以上の酸としては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、1,2,5−
ベンゼントリカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、2,5,7−ナ
フタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサ
ントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロ
パン、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボ
ン酸、これらの無水物、その他が挙げられる。
また、ポリエステル系樹脂の酸価について、水中でコア成分にシェル微粒子を付着させ
ることによりトナー母粒子を製造する場合には、トナー母粒子のコア成分よりもシェル微
粒子成分の酸価を高めた方が好ましく、具体的には、シェル微粒子成分の酸価をコア成分
の酸価の1.1倍以上2.6倍以下に調整することが好ましい。
これらのポリエステル系樹脂は、通常の方法にて合成することができる。具体的には、
反応温度(170〜250℃)、反応圧力(5mmHg〜常圧)等の条件をモノマーの反
応性に応じて決め、所定の物性が得られた時点で反応を終了すればよい。結着樹脂として
ポリエステル系樹脂を使用する場合のGPCにおける数平均分子量は、好ましくは200
0〜20000、より好ましくは3000〜12000である。
本発明の静電荷像現像用トナーには、オフセット防止剤として、また、低温での優れた
定着性向上のために、ワックスを使用することが好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーに用いられるワックスは、具体的には、低分子量ポリエ
チレン、低分子量ポリプロピレン、共重合ポリエチレン等のオレフィン系ワックス;パラ
フィンワックス;ベヘン酸ベヘニル、モンタン酸エステル、ステアリン酸ステアリル等の
長鎖脂肪族基を有するエステル系ワックス;水添ひまし油、カルナバワックス等の植物系
ワックス;ジステアリルケトン等の長鎖アルキル基を有するケトン;アルキル基を有する
シリコーン;ステアリン酸等の高級脂肪酸;長鎖脂肪酸(ペンタエリスリトール、トリメ
チロールプロパン、グリセリン等の)多価アルコールエステル若しくはその部分エステル
体;オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド;等が例示される。
本発明の静電荷像現像用トナーに用いられるワックスは、好ましくは、パラフィンワッ
クス、フィッシャートロプシュワックス等の炭化水素系ワックス;エステル系ワックス;
シリコーン系ワックス;等が挙げられる。
中でも、エステル系ワックスがより好ましく、C18及び/又はC22の炭化水素を主
体的に含むモノエステルワックスが更に好ましく、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリ
ル、ステアリン酸ベヘニル、それらを主体的に含むものが特に好ましい。ワックスは単独
で用いても混合して用いてもよい。
ワックスの融点ピーク温度(トナーのDSCによるTg測定の2回目昇温時における吸
熱ピークトップ)は、90℃以下が好ましく、85℃以下がより好ましく、80℃以下が
更に好ましく、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、65℃以上が更に好
ましい。ワックスの融点ピーク温度が低過ぎる場合、耐ブロッキング性が悪化する傾向に
あり、ワックスの融点ピーク温度が高過ぎる場合、低温での優れた定着性と高グロス性を
損なう傾向にある。また、ワックスの融点ピーク温度とワックスのオンセット温度(トナ
ーのDSCによるTg測定の2回目における吸熱ピーク前のベースラインと、吸熱ピーク
前に現れる最初の変曲点における接線の交点温度)の差は、15℃以下であることが好ま
しく、10℃以下であることがより好ましい。
また、ワックスのオンセット温度は、86℃以下が好ましく、81℃以下がより好まし
く、76℃以下が更に好ましく、46℃以上が好ましく、56℃以上がより好ましく、6
1℃以上が更に好ましい。上記オンセット温度が低い場合、低温での優れた定着性と高グ
ロス性が良化する傾向にあり、上記オンセット温度が高い場合、耐ブロッキング性が良化
する傾向にある。
ワックスの使用量は、トナー100質量部に対して1質量部以上であることが好ましく
、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。また、35質量部
以下であることが好ましく、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは25質量部
以下である。
着色剤としては公知の着色剤を任意に用いることができる。着色剤の具体的な例として
は、カーボンブラック、アニリンブルー、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリー
ン、ハンザイエロー、ローダミン系染顔料、クロムイエロー、キナクリドン系、ベンジジ
ンイエロー、ローズベンガル、トリアリルメタン系染料、モノアゾ系、ジスアゾ系、縮合
アゾ系染顔料等、公知の任意の染顔料を単独で又は混合して用いることができる。
フルカラートナーの場合には、イエローは、モノアゾ系、ジスアゾ系、ポリアゾ系、縮
合アゾ系の染顔料;マゼンタは、キナクリドン系及び/又はモノアゾ系の染顔料;シアン
は、フタロシアニン系の染顔料;ブラックはカーボンブラック等をそれぞれ用いることが
好ましい。
トナーセットの組み合わせとしては、TP2(140℃)/TP1(140℃)を調整
する観点からマゼンタトナーは、キナクリドン系の染顔料及び/又はモノアゾ系の染顔料
を含有し、ブラックトナーはカーボンブラックを含有し、シアントナーは銅フタロシアニ
ン系の染顔料を含有し、イエロートナーは、モノアゾ系、ジスアゾ系、及び縮合アゾ系か
ら選ばれる少なくとも1種の染顔料を含有することが好ましい。
具体的には、シアンとしては、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメン
トブルー15:4、イエローとしては、C.I.ピグメントイエロー74、ジスアゾ系染
顔料であるC.I.ピグメントイエロー83、縮合アゾ系染顔料であるC.I.ピグメン
トイエロー93、C.I.ピグメントイエロー155、C.I.ピグメントイエロー18
0、C.I.ピグメントイエロー185、マゼンタとしては、C.I.ピグメントレッド
48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C
.I.ピグメントレッド5、キナクリドン系染顔料であるC.I.ピグメントレッド12
2、C.I.ピグメントレッド209、モノアゾ系染顔料であるC.I.ピグメントレッ
ド269(238)等を挙げることができる。着色剤は、トナー100質量部に対して、
3質量部以上20質量部以下となるように用いることが好ましい。
帯電制御剤としては公知のものを任意に用いることができる。帯電制御剤の具体的な例
としては、正帯電性用としてニグロシン染料、アミノ基含有ビニル系コポリマー、四級ア
ンモニウム塩化合物、ポリアミン樹脂等があり、負帯電性用としてクロム、亜鉛、鉄、コ
バルト、アルミニウム等の金属を含有する含金属アゾ染料、サリチル酸若しくはアルキル
サリチル酸の前記した金属との塩、金属錯体等がある。
帯電制御剤の量は、トナー100質量部に対して、0.1〜25質量部が好ましく、1
〜15質量部がより好ましい。帯電制御剤はトナー母粒子内部に混合してもよく、またト
ナー母粒子表面に付着させた形で用いてもよい。
2.5.2.シェル微粒子の成分
トナー母粒子は、前記コア成分と、その周囲に存在するシェル微粒子とからなる。その
他必要に応じて、コア成分及び/又はシェル微粒子には、ワックス、帯電制御剤等を含有
していてもよい。コア成分及び/又はシェル微粒子は、ワックスを含有することが好まし
い。
シェル微粒子の成分である「シェル微粒子成分」の種類としては、一般にトナーを製造
する際に結着樹脂として用いられる前記樹脂が挙げられる。樹脂の種類は特に限定されな
いが、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹
脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂、これらの樹脂の混合物等が
挙げられる。詳細な樹脂の選び方は後述する。
2.6.トナーの形態
本発明の静電荷像現像用トナーの体積平均粒径は、4μm以上が好ましく、5μm以上
がより好ましい。当該体積平均粒径は、8μm以下が好ましく、7μm以下がより好まし
い。
また、本発明の静電荷像現像用トナーの形状については、フロー式粒子像分析装置FP
IA−3000を用いて測定した平均円形度が、好ましくは0.95以上、更に好ましく
は0.96以上であり、好ましくは0.99以下である。
3.静電荷像現像用トナーの作製
本発明の静電荷像現像用トナーは公知の何れの方法で製造してもよく、特に限定されな
い。
3.1.トナー母粒子の作製方法
3.1.1.トナー母粒子より小さい粒子を凝集してトナー母粒子を作製する方法
各原料をトナー母粒子より小さい粒子として用意し、これらを混合・凝集することでト
ナー母粒子を得る方法を用いることができる。
3.1.1.1.乳化重合
結着樹脂をトナー母粒子サイズより小さい「重合体一次粒子」として調製し、該重合体
一次粒子の分散液を得る方法を以下に述べる。また、シェル微粒子の作製にも、これと同
様の方法を用いることができる。
スチレン系又は(メタ)アクリル系単量体を構成要素とする重合体一次粒子は、該単量
体組成物と、必要に応じ連鎖移動剤を、乳化剤を用いて乳化重合することによって得られ
る。乳化剤としては公知のものが使用できるが、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面
活性剤、ノニオン性界面活性剤の中から選ばれる1種又は2種以上の乳化剤を併用して用
いることができる。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、ドデシルアンモニウムクロライド、ドデシル
アンモニウムブロマイド、ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド、ドデシルピリジ
ニウムクロライド、ドデシルピリジニウムブロマイド、ヘキサデシルトリメチルアンモニ
ウムブロマイド等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、ステアリン酸ナトリウム、ドデカン酸ナトリ
ウム、等の脂肪酸石けん、硫酸ドデシルナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ
ウム、ラウリル硫酸ナトリウム等が挙げられる。
ノニオン界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオ
キシエチレンヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリ
オキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレアートエーテ
ル、モノデカノイルショ糖等が挙げられる。
乳化剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して0.1質量部以上、10質量部
以下で用いられることが好ましい。乳化剤の使用量を多くすると、得られる重合体一次粒
子の粒径が小さくなり、使用量を少なくすると、得られる重合体一次粒子の粒径が大きく
なる。また、これらの乳化剤に、例えば、部分又は完全ケン化ポリビニルアルコール等の
ポリビニルアルコール類、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体類等の1種
又は2種以上を保護コロイドとして併用することができる。
また、必要に応じて公知の重合開始剤を1種又は2種以上組み合わせて使用することが
できる。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、等の過硫酸
塩、及び、これら過硫酸塩を一成分として酸性亜硫酸ナトリウム等の還元剤を組み合わせ
たレドックス開始剤、過酸化水素、4,4’−アゾビスシアノ吉草酸、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、等の水溶性重合開始剤、及び、これ
ら水溶性重合開始剤を一成分として第一鉄塩等の還元剤と組み合わせたレドックス開始剤
、過酸化ベンゾイル、2,2’−アゾビス−イソブチロニトリル、等が用いられる。これ
ら重合開始剤は重合性単量体添加前、添加と同時、添加後の何れの時期に重合系に添加し
てもよく、必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。
トナー中に好適な分散粒径でワックスを分散させるために、乳化重合時にワックスをシ
ードとして添加する、いわゆるシード重合とすることが好ましい。シードとして添加する
ことにより、ワックスがトナー中に微細かつ均一に分散するため、トナーの帯電性や耐熱
性の悪化を抑制することができる。また、ワックスをステアリルアクリレート等の長鎖重
合性単量体と予め水系分散媒体中で分散し得られるワックス・長鎖重合性単量体分散液を
調製し、ワックス・長鎖重合性単量体の存在下において重合性単量体を重合することもで
きる。
着色剤をシードとして乳化重合することも可能だが、着色剤存在下で重合性単量体を重
合すると、着色剤中の金属がラジカル重合に影響し、樹脂の分子量やレオロジー制御が困
難となり、所望の物性が得られないおそれがあるため、着色剤を乳化重合時には添加せず
、次工程で着色剤分散液を添加する方法が好ましい。
3.1.1.2.樹脂を乳化する方法
塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の方法で樹脂を得た後、該樹脂を水系媒体
と混合し、樹脂の融点かガラス転移温度の何れかの高い温度以上に加熱して樹脂の粘性を
下げて、剪断力を与えて乳化することで、重合体一次粒子が得られる。
剪断力を与えるための乳化機としては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー、加圧
ニーダー、エクストルーダー、メディア分散機等が挙げられる。乳化時の樹脂の粘度が高
く所望の粒径まで小さくならない場合は、大気圧以上に加圧可能な乳化装置を用いて温度
を上げ、樹脂粘度を下げた状態で乳化することで、所望の粒径の重合体一次粒子を得るこ
とができる。
別の方法として、あらかじめ樹脂に有機溶剤を混合して樹脂の粘度を下げる方法を用い
てもよい。使用される有機溶剤としては、樹脂を溶解させるものであれば特に限定はない
が、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン等の
ケトン系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等のベンゼン系溶剤等を用いることができ
る。更に、水系媒体との親和性向上、及び、粒度分布制御の目的で、エタノールやイソプ
ロピルアルコール等のアルコール系溶剤を水若しくは樹脂に添加してもよい。有機溶剤を
添加した場合は、乳化終了後、乳化液から有機溶剤を除去する必要がある。有機溶剤を除
去する方法としては、常温若しくは加熱下で減圧しながら有機溶剤を揮発させる方法等が
ある。
また、粒度分布制御の目的で、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩や、アンモニア等
を添加してもよい。粒度分布制御の目的で、乳化剤や分散剤を添加してもよい。例えば、
ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル
酸ナトリウム、等の水溶性高分子;前記の乳化剤;リン酸三カルシウム、水酸化アルミニ
ウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の無機化合物等が挙げられる。
使用量としては、樹脂100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。酸性基
又は塩基性基を含有する樹脂を用いると、乳化剤や分散剤の添加量を減らすことができる
が、樹脂の吸湿性が高くなり、帯電性が悪化する場合がある。
また、転相乳化法を用いてもよい。転相乳化法は、樹脂に、必要に応じて有機溶剤や中
和剤や分散安定剤を添加して、撹拌下にて、水系媒体を滴下して、乳化粒子を得た後、樹
脂分散液中の有機溶剤を除去して、乳化液を得る方法である。有機溶剤は、前述の有機溶
剤と同様のものを用いることができる。中和剤としては、硝酸、塩酸、水酸化ナトリウム
、アンモニア等一般の酸、アルカリを用いることができる。
3.1.1.3.凝集・熟成によるトナー母粒子の形成
上記乳化重合及び樹脂の乳化の何れの調製方法においても、得られる重合体一次粒子の
体積平均粒径は、通常0.02μm以上であり、好ましくは0.05μm以上であり、特
に好ましくは0.10μm以上であり、通常3μm以下であり、好ましくは2μm以下で
あり、特に好ましくは1μm以下である。
重合体一次粒子の体積平均粒径が前記下限値以上であると、凝集工程において凝集速度
の制御が容易になる。一方で、重合体一次粒子の体積平均粒径が前記上限値以下であると
、凝集して得られるトナー母粒子の粒径が大きくなり難く、目的とする粒径のトナー母粒
子を得ることが容易になる。
凝集工程において、前記の、重合体一次粒子、着色剤粒子、必要に応じて配合する帯電
制御剤、ワックス等は、同時に又は逐次に混合する。予めそれぞれの成分の分散液、即ち
、重合体一次粒子分散液、着色剤粒子分散液、必要に応じ帯電制御剤分散液、ワックス微
粒子分散液を作製しておき、これらを混合して混合分散液を得ることが、組成の均一性及
び粒径の均一性の観点で好ましい。着色剤は、乳化剤の存在下で水中に分散した状態で用
いるのが好ましく、着色剤粒子の体積平均粒径は、好ましくは0.01μm以上、特に好
ましくは0.05μm以上であり、好ましくは3μm以下、特に好ましくは1μm以下で
ある。
凝集工程において、凝集は、通常、撹拌装置を備えた槽内で行われるが、加熱する方法
、電解質を加える方法と、これらを組み合わせる方法とがある。重合体一次粒子を撹拌下
に凝集して目的とする大きさの粒子凝集体を得ようとする場合、粒子同士の凝集力と撹拌
による剪断力とのバランスから粒子凝集体の粒径が制御されるが、加熱するか又は電解質
を加えることによって凝集力を大きくすることができる。
電解質を添加して凝集を行う場合の電解質としては、酸、アルカリ、塩の何れでもよく
、有機系、無機系の何れでもよいが、具体的には、酸として、塩酸、硝酸、硫酸、クエン
酸等;アルカリとして、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等;塩として
、NaCl、KCl、LiCl、NaSO、KSO、LiSO、MgCl
、CaCl、MgSO、CaSO、ZnSO、Al(SO、Fe(S
、CHCOONa、CSONa等が挙げられる。これらのうち、2価
以上の多価の金属カチオンを有する無機塩が好ましい。
電解質の添加量は、電解質の種類、目的とする粒径等によって異なるが、混合分散液の
固形成分100質量部に対して、0.02質量部以上が好ましく、0.05質量部以上が
更に好ましい。また、電解質の添加量は、25質量部以下が好ましく、更には15質量部
以下、特に10質量部以下が好ましい。添加量が少な過ぎると、凝集の進行が遅くなり凝
集後も1μm以下の微粉が残ったり、得られた粒子凝集体の平均粒径が目的の粒径に達し
ない等の問題を生じたりする場合があり、一方、添加量が多過ぎると、急速な凝集になり
易く粒径の制御が困難となり、得られた凝集粒子中に粗粉や不定形のものが含まれる等の
問題を生じる場合がある。
電解質を加えて凝集を行う場合の凝集温度は、好ましくは20℃以上、特に好ましくは
30℃以上であり、好ましくは70℃以下、特に好ましくは60℃以下である。
凝集に要する時間は装置形状や処理スケールにより最適化されるが、トナー母粒子の粒
径が目的とする粒径に到達するためには、前記した所定の温度で、少なくとも30分以上
保持することが好ましい。所定の温度へ到達するまでの昇温は、一定速度で昇温してもよ
いし、段階的に昇温することもできる。
シェル微粒子を添加するタイミングは、どのタイミングであってもよく、コア成分の原
料(例えば、重合体一次粒子、顔料、ワックス等)と同時に仕込んでもよいし、コア成分
の原料の一部若しくは全てを凝集させた後に添加してもよい。
コア成分とシェル微粒子を同時に仕込む場合は、熱力学的にコア成分と媒体(例えば、
水)の中間の極性になる様にシェル微粒子の極性を設計すれば、自発的にコア成分の周り
にシェル微粒子が付着した状態になる。水中及び/又は有機溶剤の様な湿式媒体中で、シ
ェル微粒子を付着させる場合は、コア成分の原料の組成が決まった(トナー母粒子より小
さい粒子を凝集してトナー母粒子を作製する場合には、コア成分の一部若しくは全てを凝
集させた)後に、シェル微粒子を添加することが、よりコア成分の表面にシェル微粒子を
配置させられる観点から好ましい。
シェル微粒子の組成や調製方法としては、前述のものが挙げられる。添加は1回であっ
てもよいし、複数回であってもよい。1回目のシェル微粒子と、次回以降のシェル微粒子
とは、異なっていてもよく、いかなる組み合わせであってもよい。凝集工程で得られた粒
子凝集体の安定性を増すために、凝集工程の後の熟成工程において凝集粒子内の融着を行
うことが好ましい。熟成工程の温度は、好ましくは重合体一次粒子のTg以上、より好ま
しくは重合体一次粒子のTgより5℃高い温度以上である。また、熟成工程に要する時間
は、目的とするトナー母粒子の形状により異なるが、重合体一次粒子のTg以上に到達し
た後、好ましくは0.1〜10時間、特に好ましくは0.5〜5時間保持することが望ま
しい。
凝集工程以降、好ましくは熟成工程以前又は熟成工程中の段階で、界面活性剤を添加す
るか、pHを調整するか、両者を併用することが好ましい。ここで用いられる界面活性剤
としては、重合体一次粒子を製造する際に用いることのできる乳化剤から1種以上を選択
して用いることができるが、特に重合体一次粒子を製造した際に用いた乳化剤と同じもの
を用いることが好ましい。
界面活性剤を添加する場合の添加量は限定されないが、混合分散液の固形成分100質
量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.3質量部以上、また、
好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部
以下である。
凝集工程以降、熟成工程の完了前の間に界面活性剤を添加するか、pHを調整すること
により、凝集工程で得られた粒子凝集体同士の凝集等を抑制することができ、熟成工程後
の粗大粒子生成を抑制できる場合がある。
熟成工程の時間を制御することにより、重合体一次粒子が凝集した形状を保った葡萄型
、融着が進んだジャガイモ型、更に融着が進んだ球状等、目的に応じて様々な形状のトナ
ー母粒子を製造することができる。
3.1.2.微粒化によりトナー母粒子のサイズの粒子を作製する方法
各原料を混合した後、該混合物をトナー母粒子のサイズに微粒化し、微粒化する前後に
シェル微粒子を添加することで、トナー母粒子を得る方法を用いることができる。
3.1.2.1.懸濁重合でトナー母粒子を作製する方法
上述の単量体組成物と同様の「スチレン系又は(メタ)アクリル系単量体」中に、着色
剤、重合開始剤、必要に応じて、ワックス、極性樹脂、帯電制御剤、架橋剤等の添加剤を
加え、均一に溶解又は分散させた単量体組成物を調製する。この単量体組成物を、必要に
応じ懸濁安定剤等を含有する水系媒体中に分散させる。単量体組成物の液滴が所望のトナ
ー母粒子のサイズを有するように撹拌速度・時間を調整し、造粒する。その後、分散安定
剤の作用により、粒子状態が維持され、かつ粒子の沈降が防止される程度の撹拌を行い、
重合を行うことによりトナー母粒子を得ることができる。
懸濁安定剤の具体的な例としては、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、水酸化カ
ルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を組み合わ
せて用いてもよく、重合性単量体100質量部に対して、1質量部以上、10質量部以下
の量が好ましい。懸濁安定剤は、重合性単量体添加前、添加と同時、添加後の何れの時期
に重合系に添加してもよく、必要に応じてこれらの添加方法を組み合わせてもよい。
単量体組成物にポリエステル系樹脂、カルボキシル基含有スチレン系樹脂などの極性樹
脂が含まれている場合、水系媒体中に単量体組成物を分散させて液滴を形成したのち、極
性樹脂が液滴表面近傍に移行し易い。この状態で重合を行うことによって、内部と表面で
組成に差のあるトナー母粒子が得られる。例えば、単量体の重合後のTgよりもTgの高
い極性樹脂を選ぶと、トナー母粒子の内部はTgが低く、表面にはTgの高い樹脂が高い
比率で存在している構造が得られる。本発明ではコア成分にシェル微粒子を被覆すること
で得られるトナーの耐ブロッキング性を高めているが、この方法を併用すれば、良好な耐
ブロッキング性が更に得られ易くなる。
シェル微粒子を添加するタイミングは、どのタイミングであってもよく、例えば、単量
体組成物に溶解させておいて、その後、水系媒体中に分散させて、シェル微粒子が、熱力
学的にコア成分と水の界面に来るように、該シェル微粒子の極性を設計することもできる
。また、コア成分の単量体組成物を分散させた後に、シェル微粒子を添加してもよいし、
コア成分の単量体組成物を分散させて、コア成分の重合性単量体の一部又はほぼ全てを重
合してから、シェル微粒子を添加してもよい。コア成分の表面にシェル微粒子を配置させ
る観点からは、重合性単量体の一部を重合してからシェル微粒子を添加することが好まし
く、実質的に重合性単量体のほぼ全てを重合させてから、シェル微粒子を添加することが
より好ましい。
シェル微粒子の組成や調製方法としては、前述のものが挙げられる。添加は1回であっ
てもよいし、複数回であってもよい。1回目のシェル微粒子と、次回以降のシェル微粒子
は、異なっていてもよく、いかなる組み合わせであってもよい。その他、反応系には、p
H調整剤、重合度調節剤、消泡剤等を適宜添加することができる。
3.1.2.2.溶解懸濁でトナー母粒子を作製する方法
有機溶媒中に、少なくとも結着樹脂と着色剤、必要に応じワックスや帯電制御剤等が溶
解又は分散している油性分散液を作り、これを水系媒体中に分散させる。その後、分散液
から有機溶剤を除去し、トナー母粒子を得ることができる。シェル微粒子は、油性分散液
に予め添加しておいてもよいし、水系媒体中に分散させてから添加してもよいし、有機溶
剤を除去してから添加してもよい。
シェル微粒子の組成や調製方法としては、前述のものが挙げられる。シェル微粒子の添
加は、1回であってもよいし、複数回であってもよい。1回目のシェル微粒子と、次回以
降のシェル微粒子とは、異なっていてもよく、いかなる組み合わせであってもよい。
水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。
必要に応じて、分散剤を用いることができる。分散剤を用いた方が、粒度分布がシャー
プになるとともに分散が安定するので好ましい。分散剤としては、上述の乳化重合に用い
る乳化剤と同様のものが使用できる。また、水系媒体中で高分子系保護コロイドを形成す
る各種の親水性高分子物質を存在させることができる。
また、粒径を制御するために、無機微粒子及び/又はポリマー微粒子を用いることがで
きる。無機微粒子としては、水に不溶ないし難溶の従来公知の各種の無機化合物が用いら
れる。このようなものとしては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コ
ロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。ここで、ポリマー微粒子を、前
記のシェル微粒子とみなしてもよい。
油性分散液を水系媒体中に分散させる場合、分散装置として低速剪断式、高速剪断式、
摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の公知の分散機が適用できる。結着樹脂の代わりに反
応性基をもつプレポリマーを用いて油性分散液を作製し、水系媒体中に分散させたのち反
応性基を反応させて樹脂を伸長させてもよい。この方法では、プレポリマーが比較的低分
子量なため、油性分散液の粘度が上がり難く、水系媒体中への分散が容易になる。着色剤
を油性分散液中に均一分散させ易くするために、予め着色剤を樹脂と複合化されたマスタ
ーバッチとして調製し、これを有機溶剤に分散してもよい。有機溶剤を除去する方法とし
ては、常温若しくは加熱下で減圧しながら有機溶剤を揮発させる方法等がある。
結着樹脂として、極性の高い樹脂と、極性の低い樹脂を併用すると、水系媒体中に単量
体組成物を分散させて液滴を形成したのち、極性の高い樹脂は液滴表面近傍に、極性の低
い樹脂は液滴中心付近に移行する。その後有機溶剤を除去することによって、内部と表面
で組成に差のあるトナー母粒子が得られる。活性水素基含有化合物と反応可能なプレポリ
マーを用いて油性分散液を作製する場合は、油性分散液を水系媒体中に分散させたのち、
活性水素基含有化合物を添加し、該水系媒体中で液滴表面から両者を伸長反応又は架橋反
応させることにより、液滴表面に優先的に伸長又は架橋樹脂が生成する。その後有機溶剤
を除去することによって、内部と表面で組成に差のあるトナー母粒子が得られる。
これらの方法で、得られる樹脂のTgを考慮して原料を選択することにより、トナー母
粒子の内部よりも表面の方が高Tgの樹脂の比率が高い構造が得られる。また、分散剤に
用いるポリマー微粒子を、前記のシェル微粒子とみなして、該シェル微粒子の物性に調整
することで、シェル微粒子(ポリマー微粒子)がトナー母粒子表面に存在する構造を作っ
てもよい。
3.1.3.トナー母粒子の洗浄・乾燥
前記した「トナー母粒子より小さい粒子を凝集してトナー母粒子を作製する方法」、「
懸濁重合でトナー母粒を作製する方法」、「溶解懸濁でトナー母粒子を作製する方法」等
で作製されたトナー母粒子は、水系溶媒から分離され、洗浄、乾燥され、外添処理が施さ
れて静電荷像現像用トナーに供される。
洗浄に用いる液体としては、水が挙げられるが、酸又はアルカリの水溶液で洗浄するこ
ともできる。また、温水や熱水で洗浄することもでき、これらの方法を併用することもで
きる。このような洗浄工程を経ることによって、懸濁安定剤や乳化剤、未反応モノマー等
を低減、除去することができる。洗浄工程は、例えば、濾過、デカンテーション等するこ
とによって、トナー母粒子を濃厚スラリー又はウエットケーキ状とし、これに新たに洗浄
するための液体を加えてトナー母粒子を分散する操作を繰り返すことが好ましい。洗浄後
のトナー母粒子は、ウエットケーキ状で回収することが、引き続き行われる乾燥工程にお
ける取り扱いの面で好ましい。
乾燥工程では、振動型流動乾燥法、循環型流動乾燥法等の流動乾燥法、気流乾燥法、真
空乾燥法、凍結乾燥法、スプレードライ法、フラッシュジェット法等が用いられる。乾燥
工程における温度、風量、減圧度等の操作条件は、トナー粒子のTg、使用する装置の形
状、機構、大きさ等をもとに、適宜最適化される。
3.1.4.溶融混練粉砕法でトナー母粒子を作製する方法
溶融混練粉砕法とは、結着樹脂及び着色剤に、必要に応じて帯電制御剤、離型剤、磁性
体等を乾式混合した後、押出機等で溶融混練し、次いで粉砕、分級しトナー母粒子を得る
方法であり、トナー母粒子を得た後の外添工程で、シェル微粒子を添加しコア成分表面に
付着させてもよい。
3.1.5.シェル微粒子の添加時期
湿式媒体中(水中及び/又は有機溶剤中)でトナー母粒子を作製する場合、上述の様に
コア成分と同時にシェル微粒子を添加(溶解・分散・懸濁のいかなる状態であってもよい
)し、熱力学的に、シェル微粒子を、コア成分と湿式媒体の表面に配置させてもよいし、
コア成分の組成及び/又は形状が決まった後にシェル微粒子を添加し、物理的にコア成分
の表面をシェル微粒子が連続的及び/又は非連続的に覆う形としてもよい。
更には、湿式媒体中(水中及び/又は有機溶剤中)でトナー母粒子を作製する場合、コ
ア成分の洗浄の前後でシェル微粒子を添加してもよいし、コア成分の乾燥工程の前後でシ
ェル微粒子を添加してもよい。また、外添工程でシェル微粒子を添加してもよく、外添工
程でシェル微粒子を付着させる場合は、シェル微粒子を添加し固着させてから外添剤を添
加する方が好ましい。
乾式でトナー母粒子を作製する溶融混練粉砕法においては、粉砕し分級した後の外添工
程の前後でシェル微粒子を添加して、該シェル微粒子を付着させることが好ましい。より
強固にコア成分とシェル微粒子を固着させる観点から、水中及び/又は有機溶剤中で、シ
ェル微粒子を添加することが特に好ましい。
3.2.本発明のパラメーターを満たすトナーの作製
3.2.1.「TP2(140℃)/TP1(140℃)」について
レオメーターで測定されるTP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下を
満たすようにするには、例えば、トナー母粒子表面にシェル成分を広く存在させ、その外
側を外添剤で覆い、コア成分の結着樹脂の分子量や架橋密度などの組成、シェル微粒子の
組成や量を調整し、水中で付着させる場合はコア成分とシェル微粒子成分の極性バランス
を調整し、更にトナー母粒子全体の組成比を調整することが必要である。
TP2A/TP1Aが最小値を示す温度を130℃以上にするためには、コア成分の結
着樹脂の分子量や架橋密度などの組成、シェル微粒子の組成や量、ワックスの種類や量を
調整し、水中で付着させる場合はコア成分とシェル微粒子成分の極性バランスを調整し、
更にトナー母粒子全体の組成比を調整する。
TP1(130℃)を2.5以上とするためには、コア成分の結着樹脂のTgや分子量
や架橋密度などの組成、シェル微粒子の組成や量、ワックスの種類や量を調整する。
シェル微粒子の体積中位径(Dv50)は、50nm以上が好ましく、100nm以上
がより好ましく、350nm以下が好ましく、300nm以下がより好ましい。本発明に
おける「体積中位径(Dv50)」は、粒子の大きさによって実施例に記載の方法で測定
したものとして定義される。
シェル微粒子の添加量は、コア成分とシェル微粒子の固形分の合計量を100質量%と
したとき、2質量%以上60質量%以下であることが好ましく、5%質量以上50質量%
以下であることがより好ましく、7質量%以上40質量%以下であることが特に好ましい
。シェル成分は、トナーの形態となった際に表面近傍に配置されていることが望ましい。
その形状としては、本発明を逸脱しない範囲であれば、粒子状・球状でもよく、薄膜状で
もよい。
レオメーターで測定されるTP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下に
なるように調整するために、コア成分の結着樹脂とシェル成分が適度な相溶性を持つよう
に組成を組み合わせることが望ましい。1回目測定では、コア成分の結着樹脂とシェル成
分が溶融せずに接している状態で測定を開始する。1回目測定が終了すると、その間の加
熱によってコア成分の結着樹脂とシェル成分が互いに溶融する。よって、2回目測定では
互いに溶融した状態で測定を開始する。この違いが、TP2(140℃)/TP1(14
0℃)の違いに表れている。よって、コア成分の結着樹脂の種類に応じてシェル成分に含
有する樹脂の種類を選定して相溶性を調整する。以下、その調整方法を例示するが、例に
挙げた数値は限定されない。
すなわち、例えば、コア成分の結着樹脂がポリ(メタ)アクリル系樹脂の1種であるス
チレンアクリル系樹脂であれば、シェル微粒子に含有する樹脂もスチレンアクリル系樹脂
として、スチレンモノマーとアクリルモノマーの比率を、例えば、コア成分の結着樹脂が
70:30の場合はシェル微粒子に含有する樹脂は80:20とする;あるいはその他の
単量体100質量部に対する親水性単量体の部数を、コア成分の結着樹脂が1部の場合は
シェルに含有する樹脂は1.5部とする;コア成分の結着樹脂にスチレンアクリル系樹脂
とポリエステルのハイブリッド樹脂を用いる;等といった方法で組成に差をつけることが
挙げられる。
コア成分とシェル成分の適切な相溶性が得られることから、コア成分の結着樹脂のSP
値とシェル微粒子成分のSP値の差が0.1〜1.1cal1/2/cm3/2であるこ
とが好ましく、0.5〜1.0cal1/2/cm3/2であることがより好ましい。
また、紙などの記録媒体との接着強度を高くし部材汚染を減らす観点から、透過型電子
顕微鏡で測定したときの、コア成分とシェル成分の陰影差がないことが特に好ましい。透
過型電子顕微鏡の測定条件は、実施例に記載のとおり測定し、「陰影差」については、そ
のように測定したときの写真を肉眼で見たときの「陰影差」とする。ここで、「陰影差が
ない」とは、コア成分とシェル成分の染色度合い(白黒度合い)の差がなく、シェル成分
の縁(すなわち、コア成分とシェル成分の境界)が見えないことを言う。ただし、上記「
陰影差がない」は、陰影差が明瞭ではなく殆ど陰影差が見えない態様まで除外するもので
はない。
シェル微粒子がコア成分から離脱しないように、ある程度の親和性を有していることが
重要な為、コア成分を構成する結着樹脂の単量体成分とシェル微粒子を構成する単量体成
分の少なくとも一つは同一とすることが好ましい。このようにすることで、コア成分とシ
ェル微粒子の界面がシームレスとなり、接着強度が上がることにより、例えば、湿式でシ
ェルをコア成分の表面に付着させ、その後、外添工程でシェルを引き伸ばす際に、シェル
の一部分は、コア成分にアンカーリングし、コア成分から突き出た部分を延伸化でき被覆
率を稼ぐことができ、好ましいシェル成分の被覆形態を得ることができる。
また、コア成分の結着樹脂がポリエステル系樹脂であれば、シェル微粒子に含有する樹
脂もポリエステル系樹脂として、酸価を、結着樹脂が3mgKOH/g以下の場合はシェ
ル微粒子に含有する樹脂は4mgKOH/g以上20mgKOH/g以下とする;結着樹
脂は水酸基を有さないものにし、シェル微粒子に含有する樹脂は水酸基を有するものにす
る;等といった方法が挙げられる。
コア成分の結着樹脂とシェル微粒子に含有される樹脂の組成及び物性が同一であると、
トナー母粒子作製時に結着樹脂とシェル微粒子の溶融が進むため、レオメーターで測定さ
れるTP2(140℃)とTP1(140℃)がほぼ同じ値をとる。また、結着樹脂とシ
ェル微粒子の相溶性が極めて低いと、1回目測定の熱で互いに溶融せずトナーの構造が維
持されて、TP2(140℃)とTP1(140℃)がほぼ同じ値をとる。シェル微粒子
は樹脂を含むが、それ以外の成分、例えばワックス、帯電制御剤等を含んでもよい。
シェル微粒子に含有される樹脂のGPCによる数平均分子量は、好ましくは5000以
上、より好ましくは8000以上、更に好ましくは1万以上であり、好ましくは5万以下
、より好ましくは4万以下、更に好ましくは3.5万以下であることが望ましい。シェル
微粒子に含有する樹脂のGPCによる重量平均分子量は、好ましくは2万以上、より好ま
しくは3万以上、好ましくは30万以下、より好ましくは20万以下である。
シェル微粒子のTgは、40℃以上が好ましく、45℃以上がより好ましく、90℃以
下が好ましく、70℃以下がより好ましい。また、シェル微粒子のTgは、コア成分に含
まれる結着樹脂のTgより高いこと好ましく、5℃以上高いことがより好ましく、7℃以
上高いことが更に好ましい。これにより前記TP2(140℃)/TP1(140℃)及
びTP1(130℃)の範囲を満足するトナーとすることができる。また、コア成分に含
まれる結着樹脂のTgとシェル微粒子のTgの差は、低温での優れた定着性の観点から2
5℃以下が好ましく、20℃以下がより好ましい。
トナーのレオメーターで測定されるトナーのTP2(140℃)/TP1(140℃)
が、本発明の範囲に入るように調整するためには、シェル微粒子をトナー母粒子の表面近
傍に配置することが必要である。そのために有効なシェル微粒子の組成としては、湿式媒
体(水及び又は有機溶剤)中でトナー母粒子を作製する場合、結着樹脂よりも媒体になじ
み易い組成にしておくことが挙げられる。例えば、媒体が水の場合は酸性単量体若しくは
塩基性単量体の比率をコア成分の結着樹脂より高く、かつ、その他の単量体100質量部
に対して酸性単量体若しくは塩基性単量体の含有量を1.0質量部以上にする;イオン性
の重合開始剤を使用する;等が挙げられる。
コア成分に含まれる結着樹脂とシェル微粒子に含まれる樹脂の質量比(シェル樹脂質量
/コア樹脂質量)は、好ましくは8/92以上、より好ましくは15/85以上であり、
好ましくは50/50以下、より好ましくは40/60以下である。前記範囲内であると
シェル層を薄く均一に形成でき、耐ブロッキングと低温での優れた定着性を実現できる。
4.外添
4.1.外添剤
本発明においては、本発明の静電荷像現像用トナーの物性を得るために、また、トナー
の流動性向上や帯電制御性向上のために、外添剤を添加することが好ましい。外添剤はト
ナー母粒子表面全体に付着するため、シェル成分が存在しない部分も外添剤で被覆される
ことが好ましい。外添剤としては、各種無機又は有機微粒子の中から適宜選択して使用す
ることができる。また、2種類以上の外添剤を併用してもよい。
無機微粒子としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化
ハフニウム、炭化バナジウム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化タングステン、炭化クロ
ム、炭化モリブデン、炭化カルシウム等の各種炭化物、窒化ホウ素、窒化チタン、窒化ジ
ルコニウム等の各種窒化物、ホウ化ジルコニウム等の各種ホウ化物、酸化チタン、酸化カ
ルシウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化アルミニウム、酸化セリウム、シ
リカ、コロイダルシリカ等の各種酸化物、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、
チタン酸ストロンチウム等の各種チタン酸化合物、リン酸カルシウム等のリン酸化合物、
二硫化モリブデン等の硫化物、フッ化マグネシウム、フッ化炭素等のフッ化物、ステアリ
ン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシ
ウム等の各種金属石鹸、滑石、ベントナイト、各種カーボンブラック、マグネタイト、フ
ェライト等を用いることができる。
有機微粒子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系
樹脂等の微粒子を用いることができる。
また、フッ素原子を含有する微粒子を用いて帯電安定性を向上させることができる。
これら外添剤の中では、特に、シリカ、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、各種カーボ
ンブラックや導電性カーボンブラック等が好適に使用される。
また、外添剤は、前記の無機又は有機微粒子の表面を、ヘキサメチルジシラザン(HM
DS)、ジメチルジクロロシラン(DMDS)等のシランカップリング剤、チタネート系
カップリング剤、シリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、変性シリコーンオイル
、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル処理剤、シリコーンワニス、フッ素
系シランカップリング剤、フッ素系シリコーンオイル、アミノ基や第4級アンモニウム塩
基を有するカップリング剤等の処理剤によって疎水化等の表面処理が施されているものを
使用することもできる。該処理剤は2種以上を併用することもできる。
外添剤の添加量は、トナー母粒子100質量部に対して、1.0質量部以上が好ましく
、1.5質量部以上が特に好ましく、6.5質量部以下が好ましく、5.5質量部以下が
特に好ましい。
本発明の静電荷像現像用トナーにおいては、帯電制御の観点から、外添剤として導電性
微粒子を使用してもよい。導電性微粒子としては、例えば、導電性酸化チタン、シリカ、
マグネタイト、等の金属酸化物又はそれらに導電性物質をドープしたもの、ポリアセチレ
ンやポリフェニルアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の共役2重結合を有するポリマー
に金属等の導電性物質をドープした有機微粒子、カーボンブラックやグラファイトに代表
される炭素等が挙げられるが、トナーの流動性を損なわず導電性を付与できるという観点
から、導電性酸化チタン又はその導電性物質をドープした金属酸化物や有機微粒子がより
好ましい。
導電性微粒子の含有量は、トナー母粒子100質量部に対して、下限は、0.05質量
部以上が好ましく、0.1質量部以上であることがより好ましく、0.2質量部以上であ
ることが特に好ましい。一方、導電性微粒子の含有量の上限は、3質量部以下が好ましく
、2質量部以下がより好ましく、特に好ましくは1質量部以下である。
4.2.外添剤の外添方法
外添剤の添加方法は、ヘンシェルミキサー等の高速撹拌機を用いる方法や、圧縮剪断応
力を加えることのできる装置による方法等が挙げられる。トナーは、トナー母粒子に全て
の外添剤を同時添加して外添する一段外添法により作製できるが、外添剤毎に外添する分
段外添法により作製することもできる。外添中の温度上昇を防止するための方法としては
、容器に冷却装置を設置する、分段外添する等が挙げられる。
5.その他
本発明の静電荷像現像用トナーは、トナーをキャリアとともに用いる二成分系現像剤、
又は、キャリアを使用しない磁性若しくは非磁性一成分系現像剤の何れの形態で用いても
よい。二成分系現像剤として用いる場合、キャリアとしては、鉄粉、マグネタイト粉、フ
ェライト粉等の磁性物質又はそれらの表面に樹脂コーティングを施したものや磁性キャリ
ア等公知のものを用いることができる。樹脂コーティングキャリアの被覆樹脂としては一
般的に知られているスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレンアクリル共重合系樹脂、
シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、フッ素樹脂、又はこれらの混合物等が利用できる
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。以下の例で単に「部」、「%」とあるのは
、質量に関するものは、「質量部」、「質量%」を意味する。
下記の実施例及び比較例中、体積中位径、個数中位径、粒子径分布(Dv50/Dn
)、平均円形度、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、エマルション固形
分濃度等は次のように測定した。本発明では、それぞれの数値は、次のように測定したも
のとして定義される。
<体積中位径測定1>
1μm未満の体積中位径を有す粒子の体積中位径(Dv50)は、日機装株式会社製型
式MicrotracNanotrac150(以下、「ナノトラック」と略す。)、及
び、同社製解析ソフトMicrotracParticle Analyzer Ver
10.1.2−019EEを用い、電気伝導度が0.5μS/cmのイオン交換水を溶媒
とし、溶媒屈折率:1.333、測定時間:120秒、測定回数:5回の測定条件で、取
り扱い説明書に記載された方法で測定し、その平均値を求めた。その他の設定条件は、粒
子屈折率:1.59、透過性:透過、形状:真球形、密度:1.04とした。
<体積中位径測定2>
1μm以上の体積中位径を有する粒子の体積中位径(Dv50)と個数中位径(Dn
)は、ベックマン・コールター社製、マルチサイザーIII(アパーチャー径100μ
m)(以下、「マルチサイザー」と略す。)を用い、同社製アイソトンIIを分散媒とし
て、分散質濃度0.03質量%になるように分散させて測定した。粒子径分布は、Dv
をDn50で除した値とした。
<平均円形度>
平均円形度は、分散質を分散媒(セルシース:シスメックス社製)に、5720〜71
40個/μLとなるように分散させ、フロー式粒子分析装置(FPIA3000:シスメ
ックス社製)を用いて、HPF分析量0.35μL、HPF検出量2000〜2500個
の条件下でHPFモードにより測定した。
<数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)>
重合体一次粒子分散液のTHF可溶成分を、以下の条件でゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)により測定した。
装置:東ソー社製GPC装置 HLC−8320、カラム:TOSOH TSKgel
SuperHM−H(直径6mmx長さ150mmx2本)、溶媒:THF、カラム温度
40℃、流量0.5mL/分、試料濃度:0.1質量%、検量線:標準ポリスチレン
<エマルション固形分濃度>
エマルション固形分濃度は、ケット科学研究所社製、赤外線水分計FD−610を用い
、2gの試料を195℃で90分加熱して水分を蒸発させることにより求めた。
<Tg(ガラス転移温度)>
示差走査熱量計(DSC)によるTg測定は、ティー・エイ・インスツルメント社のQ
20を用い、次のとおり行った。試料3±1mgをアルミニウム製パンに入れて0.1m
gの桁まで精秤し、酸化アルミニウム3mgを充填したアルミニウム製パンをリファレン
スとして、窒素気流中、0℃から120℃まで10℃/分で昇温した。120℃にて10
分間保持した後、10℃/分で0℃まで降温し、5分間保持した後に10℃/分で再び1
20℃まで昇温した。2回目昇温時の吸熱ピーク前のベースラインと、吸熱ピーク開始後
30〜60℃に現れる最初の変曲点における接線の交点の温度をTgとした。試料が水分
散体の場合は、凍結乾燥して水分を除去してから上記方法で測定した。
<貯蔵弾性率G’(120℃)>
レオメーターで測定される120℃におけるG’は以下の手順で求めた。測定は、TA
Instruments製レオメーターARES(測定制御ソフトウェアTA Orc
hestrator V7.2.0.2)を用い、以下のとおり行った。サンプル約1.
3gを20mm径用の治具に入れ、50℃に加熱したプレス機(小平製作所製 5トンプ
レスPE−5Y)によって圧力30kg/cmで10分間加圧し、ペレットに成型した
。ペレットを直径25mmの円形パラレルプレートを装着し温度を40℃に設定した測定
装置にセットしたのち、120℃へ昇温した。上部プレートを下げ治具へ融着させた。そ
の後すみやかに40℃に冷却した。その後、以下の条件で測定し、得られたG’から12
0℃におけるG’を求めた。
測定周波数 ‘Frequency’ 6.28rad/sec
初期温度 ‘Initial Temp.’ 40.0℃
最終温度 ‘Final Temp.’ 165.0℃
昇温速度 ‘Ramp Rate’ 4.0℃/min
昇温後保持時間 ‘Soak Time After Ramp’ 20s(秒)
測定サイクル時間 ‘Time Per Measure’ 1s(秒)
歪み ‘Strain’ 0.1%
<軟化点>
フローテスターで測定される軟化点は以下の手順で求めた。測定装置は、島津製作所製
フローテスターCFT−500Dを用い、以下の方法で測定を行った。サンプル約1.0
gをプレス機で加圧してペレットに成型した。ダイ径1mm、ダイ長さ1mm、荷重20
kgの条件で、温度を60℃から6℃/分で昇温した。試料が流出し始めてから流出し終
わるまでの中点の温度を軟化点とした。
<ワックス分散液A1の作製:乳化工程>
ワックスとしてエステルワックス1(日油株式会社製 品名:WEP−3、DSCによ
るTg測定の2回目測定融点ピーク:71.0℃、DSCによるTg測定の2回目測定オ
ンセット温度:68.6℃、DSCによるTg測定の2回目測定変曲点:69.9℃、カ
タログ酸価0.1mgKOH/g、カタログ水酸基価3mgKOH/g以下)30.00
部(1440g)、デカグリセリンデカベヘネート(三菱化学フーズ株式会社製、品名:
B100D、水酸基価27、融点70℃)0.24部、20%ドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム水溶液(以下、「20%DBS水溶液」と略す。)1.93部、脱塩水67
.83部、を90℃に加熱して、45℃傾斜3段パドル翼を備えたCSTR型撹拌層内で
20分混合した。
次いで、この分散液を90℃に加熱したまま、バルブホモジナイザー(ゴーリン社製、
15−M−8PA型)を用いて25MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、ナノトラック
にて粒子径を測定し、体積中位径が245nmになるまで分散して、ワックス分散液A1
(エマルション固形分濃度=31.2%、ワックス成分濃度30.8%)を作製した。
<ワックス分散液A2の作製:乳化工程>
ワックスとしてパラフィンワックス1(日本精蝋株式会社製 品名:HNP−9、カタ
ログ融点:75℃)27.30部、ステアリルアクリレート(東邦化学株式会社製、品名
:ST−A)2.70部、20%DBS水溶液1.93部、脱塩水68.07部、を90
℃に加熱して、45℃傾斜3段パドル翼を備えたCSTR型撹拌層内で20分混合した。
次いで、この分散液を90℃に加熱したまま、バルブホモジナイザー(ゴーリン社製、
15−M−8PA型)を用いて25MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、ナノトラック
で粒子径を測定し、体積中位径が260nmになるまで分散して、ワックス分散液A2(
エマルション固形分濃度=30.2%、ワックス成分濃度29.8%)を作製した。
<ワックス分散液A3の作製:乳化工程>
ワックスとしてエステルワックス2(日油株式会社製 品名:ユニスターH−476、
融点:62℃)30.00部、20%DBS水溶液2.48部、脱塩水67.52部、を
85℃に加熱して、45℃傾斜3段パドル翼を備えたCSTR型撹拌層内で20分混合し
た。次いで、この分散液を85℃に加熱したまま、バルブホモジナイザー(ゴーリン社製
、15−M−8PA型)を用いて20MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、ナノトラッ
クで粒子径を測定し、体積中位径が246nmになるまで分散して、ワックス分散液A3
(エマルション固形分濃度=30.1%、ワックス成分濃度29.5%)を作製した。
<ワックス分散液A4の作製:乳化工程>
原料として上記エステルワックス1を22.50部、エステルワックス3(日油株式会
社製、品名:WEP−5、カタログ融点82℃、カタログ酸価0.1mgKOH/g、カ
タログ水酸基価3mgKOH/g以下)7.50部(1080g)、デカグリセリンデカ
ベヘネート0.24部、20%DBS水溶液1.93部、脱塩水67.83部を用い、ワ
ックス分散液A1と同様の方法で、ワックス分散液A4(エマルション固形分濃度=31
.4%、ワックス成分濃度31.0%)を作製した。
<ワックス分散液A5の作製:乳化工程>
ワックスとして下記構造(1)を有するアルキル変性シリコーンワックス(表面張力2
7mN/m、融点63℃、融解熱量97J/g、融解ピーク半値幅10.9℃、結晶化ピ
ーク半値幅17.0℃)27.0部、アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製、ネオゲ
ンSC)0.3部、脱塩水73.0部、を90℃に加熱して、45℃傾斜3段パドル翼を
備えたCSTR型撹拌層内で10分混合した。
次いで、この分散液を90℃に加熱したまま、バルブホモジナイザー(ゴーリン社製、
15−M−8PA型)を用いて20MPaの加圧条件で循環乳化を開始し、ナノトラック
で粒子径を測定し、体積中位径が246nmになるまで分散して、ワックス分散液A5(
エマルション固形分濃度=27.1%、ワックス成分濃度26.9%)を作製した。
Figure 2018124547
(式(1)中、R=メチル基、m=10、X=Y=平均炭素数30のアルキル基である。
<重合体一次粒子B1の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A1を10.8部(ワックス成分として)、脱塩水256部、0.5%
硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に
昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液の混合物を240分かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液の
混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤水溶液を重合開始0分から48
0分かけて添加した。重合開始240分に下記の硫酸鉄水溶液を添加した。重合開始30
0分に95℃に昇温した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 72.7部
アクリル酸ブチル 27.3部
アクリル酸 0.95部
トリクロロブロモメタン 1.43部
ヘキサンジオールジアクリレート 1.41部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.2部
[開始剤水溶液]
8%過酸化水素水溶液 28.0部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 28.0部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.08部
重合開始540分後、30℃まで冷却し、乳白色の重合体一次粒子B1を得た。ナノト
ラックを用いて測定した体積中位径は243nmだった。数平均分子量(Mn)は130
00、重量平均分子量(Mw)は102000だった。固形分濃度は、23.7質量%で
あり、Tgは40℃であった。
<重合体一次粒子B2の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A2を10.5部(ワックス成分として)、脱塩水282部、0.5%
硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に
昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を300分かけて添加した。このモノマー類・
乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤
水溶液1を重合開始30分から270分かけて添加した。その後、下記の開始剤水溶液2
を重合開始300分から120分かけて添加した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続
した。
[モノマー類]
スチレン 76.8部
アクリル酸ブチル 23.2部
アクリル酸 1.50部
トリクロロブロモメタン 1.00部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.70部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.1部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液 15.5部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 15.5部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 0.00部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 14.7部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.02部
重合開始540分後、30℃まで冷却し、乳白色の重合体一次粒子B2を得た。ナノト
ラックを用いて測定した体積中位径は254nmだった。数平均分子量(Mn)は160
00、重量平均分子量(Mw)は88000だった。固形分濃度は、20.6質量%であ
り、Tgは51℃であった。
<重合体一次粒子B3の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A3を12.5部(ワックス成分として)、脱塩水334部、0.5%
硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で70℃に
昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を300分かけて添加した。
このモノマー類・乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を添加開始した時間を重合開始
とし、下記の開始剤水溶液1を重合開始5分前に一括添加した。その後、下記の開始剤水
溶液2を重合開始0分から300分かけて添加した。その後、下記の開始剤水溶液3を重
合開始300分から180分かけて添加した。重合開始300分に90℃に昇温した。重
合開始540分まで加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 76.9部
アクリル酸ブチル 23.1部
アクリル酸 1.50部
トリクロロブロモメタン 0.45部
ヘキサンジオールジアクリレート 1.00部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 0.9部
脱塩水 67.4部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液 3.2部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 3.2部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 14.0部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 14.0部
[開始剤水溶液3]
8%過酸化水素水溶液 9.31部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 9.31部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.01部
重合開始540分後、30℃まで冷却し、乳白色の重合体一次粒子B3を得た。ナノト
ラックを用いて測定した体積中位径は190nmだった。数平均分子量(Mn)は300
00、重量平均分子量(Mw)は141000だった。固形分濃度は、18.8質量%で
あった。
<重合体一次粒子B4の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A1を10.7部(ワックス成分として)、脱塩水253部、0.5%
硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に
昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液の混合物を240分かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液の
混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤水溶液を重合開始0分から48
0分かけて添加した。重合開始240分に下記の硫酸鉄水溶液を添加した。重合開始30
0分に95℃に昇温した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 70.9部
アクリル酸ブチル 29.1部
アクリル酸 0.85部
トリクロロブロモメタン 1.00部
ヘキサンジオールジアクリレート 1.00部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 66.9部
[開始剤水溶液]
8%過酸化水素水溶液 28.0部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 28.0部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.08部
重合開始540分後、30℃まで冷却し、乳白色の重合体一次粒子B4を得た。ナノト
ラックを用いて測定した体積中位径は245nmだった。数平均分子量(Mn)は160
00、重量平均分子量(Mw)は67000だった。固形分濃度は、23.6質量%であ
り、Tgは39℃であった。
<重合体一次粒子B5の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A1を10.8部(ワックス成分として)、脱塩水255部、0.5%
硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に
昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液の混合物を240分かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液の
混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤水溶液を重合開始0分から48
0分かけて添加した。重合開始240分に下記の硫酸鉄水溶液を添加した。重合開始30
0分に95℃に昇温した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 75.4部
アクリル酸ブチル 24.6部
アクリル酸 0.95部
トリクロロブロモメタン 1.43部
ヘキサンジオールジアクリレート 1.505部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.3部
[開始剤水溶液]
8%過酸化水素水溶液 27.9部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 27.9部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.08部
重合開始540分後、30℃まで冷却し、乳白色の重合体一次粒子B5を得た。ナノト
ラックを用いて測定した体積中位径は251nmだった。数平均分子量(Mn)は130
00、重量平均分子量(Mw)は72300だった。固形分濃度は、23.7質量%であ
った。
<シェル微粒子C1の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A2を10.5部(ワックス成分として)、脱塩水282部、0.5%
硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.02部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で90℃に
昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を300分かけて添加した。このモノマー類・
乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤
水溶液1を重合開始30分から270分かけて添加した。その後、下記の開始剤水溶液2
を重合開始300分から120分かけて添加した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続
した。
[モノマー類]
スチレン 76.8部
アクリル酸ブチル 23.2部
アクリル酸 1.50部
トリクロロブロモメタン 1.00部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.70部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 67.1部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液 15.5部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 15.5部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 0.00部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 14.7部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.02部
重合開始540分後、30℃まで冷却し、乳白色のシェル微粒子C1を得た。ナノトラ
ックを用いて測定した体積中位径は254nmだった。重量平均分子量(Mw)は880
00だった。固形分濃度は、20.6質量%であり、Tgは51℃であった。
<シェル微粒子C2の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A4を50.6部、粒子径調整用乳化剤(DBS SP)として、20
%DBS水溶液2.96部、脱塩水350部を仕込み、撹拌しながら窒素気流下で75℃
に昇温した。
下記の開始剤水溶液1を添加して5分後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで
30分間撹拌した下記のモノマー類・乳化剤水溶液の混合物を180分かけて添加した。
このモノマー類・乳化剤水溶液の混合物の添加を開始した時間を重合開始とし、下記の開
始剤水溶液2を重合開始240分から60分かけて連続的に添加した。下記の開始剤水溶
液3を重合開始240分から120分かけて連続的に添加した。重合開始180分に下記
の硫酸鉄水溶液を添加した。重合開始180分に93℃に昇温した。重合開始480分ま
で加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 97.9部
アクリル酸ブチル 2.1部
アクリル酸 1.5部
1−ドデカンチオール 1.0部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 66.7部
[開始剤水溶液1]
20%過硫酸アンモニウム水溶液 6.0部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 14.2部
[開始剤水溶液3]
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 21.3部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.05部
重合開始480分後、30℃まで冷却し、乳白色のシェル微粒子C2を得た。ナノトラ
ックを用いて測定した体積中位径は158nmだった。重量平均分子量(Mw)は590
00だった。固形分濃度は20.0%でありTgは80℃であった。
<シェル微粒子C3の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、粒子径調整用乳化剤(DBS SP)として、20%DBS水溶液1.72部、脱塩水
285部、0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.01部を仕込み、撹拌しながら窒
素気流下で90℃に昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液の混合物を300分かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液の
混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤水溶液1を重合開始5分前に一
括添加した。その後、下記の開始剤水溶液2を重合開始0分から300分かけて添加した
。その後、下記の開始剤水溶液3を重合開始300分から120分かけて添加した。重合
開始300分に95℃に昇温した。硫酸鉄水溶液を重合開始300分に下記の硫酸鉄水溶
液を添加した。重合開始540分まで加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 100.0部
アクリル酸ブチル 0.0部
アクリル酸 0.50部
トリクロロブロモメタン 0.75部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.00部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.0部
脱塩水 66.0部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液 3.2部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 3.2部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 15.7部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 15.7部
[開始剤水溶液3]
8%過酸化水素水溶液 0.00部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 14.2部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.05部
重合開始540分後、30℃まで冷却し、乳白色のシェル微粒子C3を得た。ナノトラ
ックを用いて測定した体積中位径は141nmだった。重量平均分子量(Mw)は630
00だった。固形分濃度は、19.9質量%であった。
<シェル微粒子C4の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、粒子径調整用乳化剤(DBS SP)として、20%DBS水溶液1.72部、脱塩水
304部、0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液0.004部を仕込み、撹拌しながら
窒素気流下で90℃に昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を300分かけて添加した。このモノマー類・
乳化剤水溶液・硫酸鉄水溶液の混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤
水溶液1を重合開始5分前に一括添加した。その後、下記の開始剤水溶液2を重合開始0
分から300分かけて添加した。その後、下記の開始剤水溶液3を重合開始300分から
120分かけて添加した。重合開始480分まで加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 88.0部
アクリル酸ブチル 12.0部
アクリル酸 1.50部
トリクロロブロモメタン 0.48部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.40部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 1.5部
脱塩水 66.4部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液 3.2部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 3.2部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 15.7部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 15.7部
[開始剤水溶液3]
8%過酸化水素水溶液 0.00部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 14.2部
[硫酸鉄水溶液]
0.5%硫酸鉄(II)7水和物水溶液 0.004部
重合開始480分後、30℃まで冷却し、乳白色のシェル微粒子C4を得た。ナノトラ
ックを用いて測定した体積中位径は118nmだった。重量平均分子量(Mw)は102
000だった。固形分濃度は、18.9質量%であった。
<シェル微粒子C5の作製:重合工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、濃縮装置、及び、各原料・助剤仕込み装置を備えた反応器に
、ワックス分散液A5を5.9部(ワックス成分として)、脱塩水323部を仕込み、撹
拌しながら窒素気流下で90℃に昇温した。
その後、撹拌を続けたまま、事前にホモジナイザーで30分間撹拌した下記のモノマー
類・乳化剤水溶液の混合物を300分かけて添加した。このモノマー類・乳化剤水溶液の
混合物を添加開始した時間を重合開始とし、下記の開始剤水溶液1を重合開始5分前に一
括添加した。その後、下記の開始剤水溶液2を重合開始0分から360分かけて添加した
。重合開始420分まで加熱撹拌を継続した。
[モノマー類]
スチレン 92.5部
アクリル酸ブチル 7.5部
アクリル酸 1.50部
トリクロロブロモメタン 0.50部
ヘキサンジオールジアクリレート 0.00部
[乳化剤水溶液]
20%DBS水溶液 0.7部
脱塩水 67.0部
[開始剤水溶液1]
8%過酸化水素水溶液 3.2部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 3.2部
[開始剤水溶液2]
8%過酸化水素水溶液 18.9部
8%L−(+)アスコルビン酸水溶液 18.9部
重合開始420分後、30℃まで冷却し、乳白色のシェル微粒子C5を得た。ナノトラ
ックを用いて測定した体積中位径は283nmだった。重量平均分子量(Mw)は740
00だった。固形分濃度は、19.6質量%であった。
[実施例1]
<トナー母粒子分散液1の調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B1 60.9部(固形分)、20%DBS水溶液0.12部(固形
分)、脱イオン水19部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.53部(固形分)、シ
アン着色剤EP−700(大日精化(株)製)24部を撹拌しながら順に添加して均一に
混合した。
その後、脱イオン水41部を6分かけて添加した。続けて内温を40℃まで昇温し、更
に体積中位径が4.9μmになるまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は4
0℃であった。
すみやかに一次凝集温度より2℃温度を下げると同時に重合体一次粒子B1 6.8部
(固形分)を添加した。90分後、シェル微粒子C1 32.3部(固形分)を添加した
。60分後、20%DBS水溶液4.0部(固形分)と脱イオン水23部を添加してから
、80分かけて77℃まで昇温し、その後円形度が0.966になるまで段階的に昇温し
た。円形度が0.966に到達した時の温度(最終円形化温度)は、80℃であった。そ
の後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液1を得た。
<トナー母粒子1の作製:洗浄・乾燥工程>
得られたトナー母粒子分散液1を抜き出し、5種C(東洋濾紙(株)社製、No.5C
)の濾紙を用いてアスピレーターにより吸引濾過した。濾紙上に残ったケーキを、撹拌機
(プロペラ翼)を備えたステンレス容器に移し、電気伝導度が1μS/cmのイオン交換
水を加え撹拌することにより均一に分散させ、その後30分間撹拌した。この工程をろ液
の電気伝導度が2μS/cmになるまで繰り返した後、得られたケーキを、40℃に設定
された送風乾燥機内で48時間乾燥することにより、トナー母粒子1を得た。
<トナー1の製造:外添工程>
トナー母粒子1に外添する外添工程には、以下の外添剤W〜Zを用いた。
外添剤W:シリカ粒子(BET:67m/g)
外添剤X:正帯電性シリカ粒子(BET:119m/g)
外添剤Y:複合酸化物粒子(BET:56m/g)
外添剤Z:大粒径シリカ粒子(BET:37m/g)
サンプルミル(協立理工(株)製)を、あらかじめ30℃に加温しておいた。そこに上
記で得られたトナー母粒子1 100部に対し、外添剤W(シリカ粒子)を0.45部、
外添剤X(正帯電性シリカ粒子)を0.15部、外添剤Y(複合酸化物粒子)を1.20
部、外添剤Z(大粒径シリカ粒子)を1.00部添加し、4000rpmで11分間撹拌
・混合して外添し、篩別することによりトナー1を得た。
[実施例2]
<トナー母粒子分散液2の調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B1 72.5部(固形分)、20%DBS水溶液0.12部(固形
分)、脱イオン水19部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.53部(固形分)、シ
アン着色剤EP−700(大日精化(株)製)24部を撹拌しながら順に添加して均一に
混合した。その後、脱イオン水41部を6分かけて添加した。続けて内温を40℃まで昇
温し、更に体積中位径が4.9μmになるまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温
度)は45℃であった。
すみやかに一次凝集温度より2℃温度を下げると同時に重合体一次粒子B1 6.8部
(固形分)を添加した。30分後、シェル微粒子C1 19.5部(固形分)を添加した
。60分後、20%DBS水溶液4.0部(固形分)と脱イオン水23部を添加してから
、80分かけて77℃まで昇温し、その後円形度が0.966になるまで段階的に昇温し
た。円形度が0.966に到達した時の温度(最終円形化温度)は、79℃であった。そ
の後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液2を得た。
<トナー母粒子2の作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液2を用いた事以外は、トナー母粒
子1と同様の方法で、トナー母粒子2を得た。
<トナー2の製造:外添工程>
トナー母粒子1の代わりにトナー母粒子2を用いた事以外は、トナー1と同様の方法で
、トナー2を得た。
[比較例1]
<トナー母粒子分散液3の調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B4 85.1部(固形分)、20%DBS水溶液0.26部(固形
分)、脱イオン水32部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.52部(固形分)、シ
アン着色剤EP−700(大日精化(株)製)18部を撹拌しながら順に添加して均一に
混合した。その後、脱イオン水41部を6分かけて添加した。続けて内温を43℃まで昇
温し、更に体積中位径が5.2μmになるまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温
度)は45℃であった。
すみやかに一次凝集温度より2℃温度を下げると同時に重合体一次粒子B4 9.5部
(固形分)を添加した。30分後、シェル微粒子C2 5.4部(固形分)を添加した。
120分後、20%DBS水溶液4.0部(固形分)と脱イオン水23部を添加してから
、50分かけて66℃まで昇温し、その後円形度が0.976になるまで段階的に昇温し
た。円形度が0.976に到達した時の温度(最終円形化温度)は、68℃であった。そ
の後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液3を得た。
<トナー母粒子3の作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液3を用いた事以外は、トナー母粒
子1と同様の方法で、トナー母粒子3を得た。
<トナー3の製造:外添工程>
トナー母粒子1の代わりにトナー母粒子3を用いた事以外は、トナー1と同様の方法で
、トナー3を得た。
[比較例2]
<トナー母粒子分散液4の調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B2 92.5部(固形分)、20%DBS水溶液0.07部(固形
分)、脱イオン水12部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.58部(固形分)、シ
アン着色剤EP−700(大日精化(株)製)16部を撹拌しながら順に添加して均一に
混合した。その後、0.5%硫酸アルミニウム水溶液0.10部(固形分)を10分かけ
て添加した。続けて内温を52℃まで昇温し、更に体積中位径が6.0μmになるまで段
階的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は55℃であった。
その後、すみやかにシェル微粒子C3 7.5部(固形分)を添加した。30分後、2
0%DBS水溶液6.1部(固形分)と脱イオン水20部を添加してから、30分かけて
90℃まで昇温し、その後円形度が0.980になるまで段階的に昇温した。
円形度が0.980に到達した時の温度(最終円形化温度)は、99℃であった。その
後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液4を得た。
<トナー母粒子4の作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液4を用いた事以外は、トナー母粒
子1と同様の方法で、トナー母粒子4を得た。
<トナー4の製造:外添工程>
トナー母粒子1の代わりにトナー母粒子4を用いた事以外は、トナー1と同様の方法で
、トナー4を得た。
[比較例3]
<トナー母粒子分散液5の調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B3 95.0部(固形分)、20%DBS水溶液0.10部(固形
分)、脱イオン水59部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.34部(固形分)、シ
アン着色剤EP−700(大日精化(株)製)17部を撹拌しながら順に添加して均一に
混合した。その後、0.5%硫酸アルミニウム水溶液0.15部(固形分)を14分かけ
て、脱イオン水15部を2分かけて添加した。続けて内温を51℃まで昇温し、更に体積
中位径が6.7μmになるまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は53℃で
あった。
その後、すみやかにシェル微粒子C4 5.0部(固形分)を添加した。30分後、2
0%DBS水溶液4.8部(固形分)と脱イオン水12部を添加してから、30分かけて
90℃まで昇温し、その後円形度が0.960になるまで段階的に昇温した。
円形度が0.960に到達した時の温度(最終円形化温度)は、94℃であった。その
後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液5を得た。
<トナー母粒子5の作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液5を用いた事以外は、トナー母粒
子1と同様の方法で、トナー母粒子5を得た。
<トナー5の製造:外添工程>
トナー母粒子1の代わりにトナー母粒子5を用いた事以外は、トナー1と同様の方法で
、トナー5を得た。
[比較例4]
<トナー母粒子分散液6の調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B2 95.0部(固形分)、20%DBS水溶液0.10部(固形
分)、脱イオン水13部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.62部(固形分)、シ
アン着色剤EP−700(大日精化(株)製)16部を撹拌しながら順に添加して均一に
混合した。
その後、0.5%硫酸アルミニウム水溶液0.05部(固形分)を5分かけて、脱イオ
ン水88部を11分かけて添加した。続けて内温を53℃まで昇温し、更に体積中位径が
6.4μmになるまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は55℃であった。
その後、すみやかにシェル微粒子C5 5.0部(固形分)を添加した。30分後、2
0%DBS水溶液6.2部(固形分)と脱イオン水10部を添加してから、30分かけて
90℃まで昇温し、その後円形度が0.960になるまで段階的に昇温した。
円形度が0.960に到達した時の温度(最終円形化温度)は、98℃であった。その
後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液6を得た。
<トナー母粒子6の作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液6を用いた事以外は、トナー母粒
子1と同様の方法で、トナー母粒子6を得た。
<トナー6の製造:外添工程>
トナー母粒子1の代わりにトナー母粒子6を用いた事以外は、トナー1と同様の方法で
、トナー6を得た。
[実施例3]
<トナー母粒子分散液7の調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B5 72.5部(固形分)、20%DBS水溶液0.02部(固形
分)、脱イオン水49部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.49部(固形分)、シ
アン着色剤EP−700(大日精化(株)製)24部を撹拌しながら順に添加して均一に
混合した。続けて内温を45℃まで昇温し、更に体積中位径が4.9μmになるまで段階
的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は48℃であった。
すみやかに一次凝集温度より2℃温度を下げると同時に重合体一次粒子B5 6.8部
(固形分)を添加した。30分後、シェル微粒子C1 32.3部(固形分)を添加した
。60分後、20%DBS水溶液4.0部(固形分)と脱イオン水23部を添加してから
、70分かけて85℃まで昇温し、その後円形度が0.966になるまで段階的に昇温し
た。円形度が0.966に到達した時の温度(最終円形化温度)は、85℃であった。そ
の後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液7を得た。
<トナー母粒子7の作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液7を用いた事以外は、トナー母粒
子1と同様の方法で、トナー母粒子2を得た。
<トナー7の製造:外添工程>
トナー母粒子1の代わりにトナー母粒子7を用いた事以外は、トナー1と同様の方法で
、トナー7を得た。
実施例1〜3及び比較例1〜4について、重合体一次粒子のワックス種類、数平均分子
量、重量平均分子量、シェル微粒子の体積中位径と重量平均分子量、及び、凝集工程での
一次凝集温度・最終円形化温度を表1に示す。更に、トナー母粒子を外添したトナーの体
積中位径(Dv50)、個数中位径(Dn50)、粒子径分布(Dv50/Dn50)、
平均円形度も表1に示す。
なお、表1中、Stはスチレンを、BAはアクリル酸ブチルを、AAはアクリル酸を意
味する。
Figure 2018124547
実施例1〜3及び比較例1〜4で得られたトナーを用いて、以下の方法で評価し、判定
した。測定したトナー(サンプル)は、製造直後、すなわち外添直後のものであったが、
経時したものであっても、既に現像層等に入っているものであっても、測定数値は殆ど変
わらないことは技術常識である。また、50℃以上の環境下に置かれた外添後のトナーは
、適切なTP1の値が得られないことがある。
[粘弾性]
レオメーターで測定されるTP2/TP1は以下の手順で求めた。
測定装置は、アントンパール社製、レオメーターMCR302を用い、以下の方法で測
定を行った。
サンプル約1.0gを18mm径用の治具に入れ、50℃に加熱したプレス機(小平製
作所 5トンプレス PE−5Y)によって型締力1.5トン(ゲージ30kg/cm
)で10分間加圧し、ペレットに成型した。本発明において、これを「成型体」と略記す
る場合がある。
1回目昇温測定:ペレット(成型体)を直径20mmの円形パラレルプレートを装着し
、ギャップを5mmとし、温度を20℃に設定した測定装置にセットし、120℃に温度
設定し、約4分で120℃へ昇温した。その後すみやかにギャップを2mmにし治具へ融
着させると共に、約2分かけてトリミング(プレートからはみ出した部分の除去)を実施
した。その後すみやかに80℃に温度設定し、約2分で80℃へ冷却した。その後、温度
安定化まで約2分保持した後、以下の条件で測定した。
装置:アントンパール社レオメーター MCR302
温調:上下ペルチェ温調システム(P−PTD200 + H−PTD200) 窒素フ
ロー(200NL/h)
治具:20mmΦディスポーザブルパラレルプレート
温度:80℃から150℃へ4℃/minにて昇温測定(測定点間隔15秒)
周波数 :1Hz
歪み:0.1%
Gap:2mm
2回目昇温測定:1回目昇温測定の後、すみやかに約3分で150℃から80℃へ冷却
した。その後、約7分間80℃にて保持した。その後すみやかに、1回目と同じ条件で2
回目昇温時の測定を行った。
なお、本測定は熱履歴による差異を確認するものであるため、急速昇温/降温が可能と
なるペルチェ温調システムを用いることが望ましい。用いるトナーは製造後50℃以上の
熱履歴が無いものを用いることが望ましい。
1回目昇温測定で得られた損失弾性率G”を貯蔵弾性率G’で除すことによりtanδ
(すなわち、損失正接=G”/G’)を求め、140℃に現れるtanδのTP1(14
0℃)(図2参照)を求めた。同様に、2回目測定の140℃に現れるtanδのTP2
(140℃)(図2参照)を求め、TP2(140℃)をTP1(140℃)で除すこと
により、「TP2(140℃)/TP1(140℃)」を求めた。
同様に、1回目測定の130℃に現れるtanδのTP1(130℃)を求めた。
同様に、80℃から150℃の範囲において、TP2A/TP1Aが最小値を示す温度
である「TP2A/TP1A最小温度」を求めた。
実施例1〜3及び比較例1〜4についての、TP1(140℃)、TP2(140℃)
及び「TP2(140℃)/TP1(140℃)」、TP1(130℃)、「TP2A/
TP1A最小温度」の結果を表2に示す。
また、実施例1〜2並びに比較例1及び3についての、上記方法で測定した貯蔵弾性率
G’(120℃)及び軟化点の結果を表2に示す。
また、市場から入手できる「シェルが形成されている可能性のある公知トナー」につい
て、TP1(140℃)とTP2(140℃)を同様に測定し、「TP2(140℃)/
TP1(140℃)」と共に、表3に示した。
[トナー性能]
<Tg測定>
示差走査熱量計(DSC)によるTg測定は、ティー・エイ・インスツルメント社のQ
20を用い、次のとおり行った。トナー3±1mgをアルミニウム製パンに入れて0.1
mgの桁まで精秤し、酸化アルミニウム3mgを充填したアルミニウム製パンをリファレ
ンスとして、窒素気流中、0℃から120℃まで10℃/分で昇温した。120℃にて1
0分間保持した後、10℃/分で0℃まで降温し、5分間保持した後に10℃/分で再び
120℃まで昇温した。2回目昇温時の吸熱ピーク前のベースラインと、吸熱ピーク開始
後30〜60℃に現れる最初の変曲点における接線の交点の温度をTg(ガラス転移温度
)とした。この様にして求めたトナーのTgを表2に示した。
なお、重合一次体粒子、シェル微粒子の試料が水分散体の場合のTgは、凍結乾燥して
水分を除去してから上記方法で測定した。また、実施例3については、Tgを測定しなか
った。
<耐ブロッキング性>
トナー10gを内径3cm、高さ6cmの円筒形の容器に入れ、20gの荷重をのせ、
温度45℃、湿度80%の環境下に48時間放置した後、トナーを容器から取り出し、上
から荷重をかけることで凝集の程度を確認した。その崩壊荷重について、以下の判定基準
で判定し、結果を表2に示した。
〇:100g以下の荷重で崩れた。
×:100gを超える荷重をかけないと崩れなかった。
[耐ホットオフセット性]
ローラーの表面温度を165℃から5℃刻みで昇温し、付着量約1.2mg/cm
未定着のトナー像を担持した記録紙を定着ニップ部に搬送し、定着画像を得た。
各温度での定着画像の剥がれ程度を目視で判定した。
耐オフセット性を以下の判定基準で判定し、結果を表2に示した。
〇:195℃以上で定着した。
×:195℃で定着せず、一部または全部が剥がれた。
[定着性]
<低温定着性>
未定着のトナー像を担持した記録紙(坪量80g/m紙)を用意し、熱ロール定着方
式の定着機を用い、以下のように試験した。
ローラーは直径27mmであり、ニップ幅は9mmであり、定着速度は229mm/s
ecであり、上ローラーはヒーターを有し、ローラー表面がPFA(テトラフルオロエチ
レン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)で構成されており、シリコーンオ
イルは塗布されていなかった。
ローラーの表面温度を140℃から5℃刻みで昇温し、付着量約1.2mg/cm
未定着のトナー像を担持した記録紙を定着ニップ部に搬送し、定着画像を得た。
定着画像にメンディングテープを貼り、その上を2kgの錘を通過させテープと定着画
像を密着させた。メンディングテープを剥離し、定着画像がテープに移行する程度を目視
で判定した。上記試験を3回行い、定着したときの温度の3回の平均値で低温定着性を以
下の判定基準で判定し、結果を表2に示した。
◎:145℃以下で定着した。
〇:145℃より上、150℃以下で定着した。
△:150℃より上、155℃以下で定着した。
×:155℃で定着しなかった。
Figure 2018124547
Figure 2018124547
[結果]
表2から分かるように、実施例1〜3のトナーでは、耐ブロッキング性を維持したまま
、低温での優れた定着性と耐ホットオフセット性の両立が達成されていたが、比較例1〜
4のトナーでは、低温での優れた定着性と耐ホットオフセット性の両立が達成されず、低
温での優れた定着性と耐ホットオフセット性の何れかが劣っていた。
[実施例4]
<マゼンタ着色剤分散液の調整>
撹拌機(プロペラ翼)を備えた内容積300Lの容器に、マゼンタ顔料のピグメントレ
ッド238、すなわちN−(5−クロロ−2−メトキシフェニル)−3−ヒドロキシ−4
−[[2−メトキシ−5−[(フェニルアミノ)カルボニル]フェニル]アゾ]ナフタレ
ン−2−カルボキシアミドを20部(40kg)、20%のドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム水溶液1部、HLB15.3のポリオキシエチレンラウリルエーテル4部、お
よび電気伝導度が1.5μS/cm以下のイオン交換水75部を加えて予備分散して顔料
プレミックス液を得た。
上記顔料プレミックス液を原料スラリーとして湿式ビーズミルに供給し、循環分散を行
った。なお、ステータの内径はφ75mm、セパレータの径がφ60mm、セパレータと
ディスク間の間隔は15mmとし、分散用のメディアとして直径が50μmのジルコニア
ビーズ(真密度6.0g/cm)を用いた。ステータの有効内容積は0.5Lであり、
メデイアの充填容積は0.35Lとしたので、メディア充填率は70質量%であった。ロ
ータの回転速度を一定(ロータ先端の周速が11m/秒)として、供給口より前記顔料プ
レミックス液を無脈動定量ポンプにより供給速度50L/hrで連続的に供給し、排出口
より連続的に排出させ、これを繰り返し循環させる事により所定の粒径に達した時点でマ
ゼンタ着色剤分散液を得た。マゼンタ着色剤分散液をナノトラックで測定した体積中位径
は151nmであり、pHは5.8、固形分濃度は25.5質量%であった。
<トナー母粒子分散液3Aの調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B1 72.0部(固形分)、20%DBS水溶液0.15部(固形
分)、脱イオン水22部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.49部(固形分)、マ
ゼンタ着色剤分散液32.5部を撹拌しながら順に添加して均一に混合した。
その後、0.5%硫酸アルミニウム水溶液0.08部(固形分)を8分かけて、脱イオ
ン水41部を6分かけて添加した。続けて内温を40℃まで昇温し、更に体積中位径が5
.1μmになるまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は46℃であった。
すみやかに一次凝集温度より2℃温度を下げると同時に重合体一次粒子B1 8.0部
(固形分)を添加した。30分後、シェル微粒子C1 20.0部(固形分)を添加した
。80分後、20%DBS水溶液4.0部(固形分)と脱イオン水23部を添加してから
、70分かけて75℃まで昇温し、その後円形度が0.966になるまで段階的に昇温し
た。円形度が0.966に到達した時の温度(最終円形化温度)は、80℃であった。そ
の後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒子分散液3Aを得た。
<トナー母粒子3Aの作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液3Aを用いた事以外は、トナー母
粒子1と同様の方法で、トナー母粒子3Aを得た。
<トナー3Aの製造:外添工程>
サンプルミル(協立理工(株)製)を、あらかじめ30℃に加温しておいた。そこに上
記で得られたトナー母粒子3A 100部に対し、外添剤W(シリカ粒子)を0.40部
、外添剤X(正帯電性シリカ粒子)を0.15部、外添剤Y(複合酸化物粒子)を1.2
0部、外添剤Z(大粒径シリカ粒子)を0.75部添加し、4000rpmで11分間撹
拌・混合して外添し、篩別することによりトナー3Aを得た。
[実施例5]
<トナー母粒子分散液4Aの調製:凝集工程>
撹拌装置、加熱冷却装置、及び各原料・助剤仕込み装置を備えた混合器に、上記で得ら
れた重合体一次粒子B1 82.8部(固形分)、20%DBS水溶液0.17部(固形
分)、脱イオン水25部、5%硫酸鉄(II)七水和物水溶液0.49部(固形分)、マ
ゼンタ着色剤分散液32.5部を撹拌しながら順に添加して均一に混合した。その後、0
.5%硫酸アルミニウム水溶液0.08部(固形分)を8分かけて、脱イオン水41部を
6分かけて添加した。続けて内温を43℃まで昇温し、更に体積中位径が5.2μmにな
るまで段階的に昇温した。この温度(一次凝集温度)は45℃であった。
すみやかに一次凝集温度より2℃温度を下げると同時に重合体一次粒子B1 9.2部
(固形分)を添加した。60分後、シェル微粒子C1 8.0部(固形分)を添加した。
60分後、20%DBS水溶液4.0部(固形
分)と脱イオン水23部を添加してから、70分かけて74℃まで昇温し、その後円形度
が0.966になるまで段階的に昇温した。円形度が0.966に到達した時の温度(最
終円形化温度)は、78℃であった。その後、すみやかに30℃まで冷却し、トナー母粒
子分散液4Aを得た。
<トナー母粒子4Aの作製:洗浄・乾燥工程>
トナー母粒子分散液1の代わりにトナー母粒子分散液4Aを用いた事以外は、トナー母
粒子1と同様の方法で、トナー母粒子4Aを得た。
<トナー4Aの製造:外添工程>
トナー母粒子3Aの代わりにトナー母粒子4Aを用いた事以外は、トナー3Aと同様の
方法で、トナー4Aを得た。
実施例4〜5で得られたトナーを用い、上述した各試験方法に準じて試験した。結果を
表4に示した。
Figure 2018124547
表4から分かるように、実施例4〜5のトナーでは、耐ブロッキング性を維持したまま
、低温での優れた定着性と耐ホットオフセット性の両立が達成されていた。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱
することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである
。本出願は2017年1月20日出願の日本特許出願(特願2017−008706)、
2017年1月20日出願の日本特許出願(特願2017−008707)、及び201
7年1月27日出願の日本特許出願(特願2017−013610)に基づくものであり
、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、耐ブロッキング性が良好のまま、低温での優れた定
着性と耐ホットオフセット性を両立できるので、プリンター、複写機、ファクシミリ等、
静電荷像を可視化する画像形成の分野に広く利用されることは勿論、高光沢性や高グロス
性が要求され、写真・グラフィック等の画像を美しく出力することが必要なプロフェッシ
ョナル分野にも広く利用されるものである。
また、更に、本発明の静電荷像現像用トナーは、耐ブロッキング性が良好のまま、低温
での優れた定着性と耐ホットオフセット性を両立できるので、プリンター、複写機、ファ
クシミリ等、静電荷像を可視化する画像形成の分野に広く利用されるものである。
1 シェル成分と外添剤からなる構造体(不連続部分があってもよい)
2 コア成分(トナーの中心部を構成する成分)
3 1回目測定のtanδ曲線とTP1(140℃)
4 2回目測定のtanδ曲線とTP2(140℃)

Claims (12)

  1. レオメーターによるtanδ測定を2回行い、
    1回目測定において、130℃に観測されるtanδの値をTP1(130℃)、14
    0℃に観測されるtanδの値をTP1(140℃)とし、
    2回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP2(140℃)とする
    と、
    TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下であり、TP1(130℃)
    が2.5以上である、静電荷像現像用トナー。
  2. TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.50以上である、請求項1に記載の静
    電荷像現像用トナー。
  3. TP1(130℃)が4.0以下である、請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナ
    ー。
  4. 少なくとも結着樹脂と着色剤を含有するトナー母粒子、及び、外添剤を含む、請求項1
    〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. レオメーターで120℃に観測される貯蔵弾性率G’が2000Pa以下で、かつフロ
    ーテスターで測定される軟化点が105℃以上である、請求項1〜4のいずれか1項に記
    載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記静電荷像現像用トナーが、少なくとも結着樹脂と着色剤を含むコア成分と、その周
    囲に存在する少なくとも結着樹脂を含むシェル成分とを含有するコア/シェル構造を有し
    、前記コア成分の架橋度が前記シェル成分の架橋度よりも高く、かつ前記シェル成分の極
    性が前記コア成分の極性よりも高い、請求項1〜5のいずれか1項に記載の静電荷像現像
    用トナー。
  7. 前記コア成分に含まれる結着樹脂のガラス転移温度が、前記シェル成分に含まれる結着
    樹脂のガラス転移温度より5℃以上低い、請求項6に記載の静電荷像現像用トナー。
  8. 体積平均粒径が4〜8μmである、請求項1〜7のいずれか1項に記載の静電荷像現像
    用トナー。
  9. 平均円形度が0.95〜0.99である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の静電荷
    像現像用トナー。
  10. 前記静電荷像現像用トナーが、着色剤として銅フタロシアニン系の染顔料を含む、請求
    項1〜9のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
  11. レオメーターによるtanδ測定を2回行い、
    1回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP1(140℃)、80
    ℃以上150℃以下に観測されるtanδの値をTP1Aとし、
    2回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP2(140℃)、80
    ℃以上150℃以下に観測されるtanδの値をTP2Aとすると、
    TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.95以下であり、かつ、TP2A/T
    P1Aが最小値を示す温度が130℃以上である、静電荷像現像用トナー。
  12. レオメーターによるtanδ測定を2回行い、
    1回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP1(140℃)とし、
    2回目測定において、140℃に観測されるtanδの値をTP2(140℃)とする
    と、
    TP2(140℃)/TP1(140℃)が0.90以上0.95以下、または、
    レオメーターによるtanδ測定を2回行い、
    1回目測定において、120℃に観測されるtanδの値をTP1(120℃)とし、
    2回目測定において、120℃に観測されるtanδの値をTP2(120℃)とする
    と、
    TP2(120℃)/TP1(120℃)が0.60以上0.70以下である、静電荷
    像現像用トナー。
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