JP2019207400A - トナーバインダー - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
上述の適切な貯蔵弾性率変化を達成するために、従来のトナーバインダーに結晶性樹脂を使用することで、結晶性樹脂の溶融特性から、トナーの低温定着性や光沢性が向上することが知られている。
しかしながら、従来のトナーバインダーに用いられる非晶性樹脂に対して結晶性樹脂の含有量を増やすと樹脂強度が低下する場合があり、また粉砕法でトナーを製造する場合、溶融混練時に結晶性樹脂と非晶性樹脂の相溶化により、トナーの融点及び/又はガラス転移点が低下することで低温定着性と耐ホットオフセット性や保存性との両立に課題が生じる。
しかし、ポリエステル樹脂を主成分とするトナーバインダーは、低温定着と耐ホットオフセット性の両立のために光沢性が犠牲になるケースが多く、モノクロ用途以外のカラー用途で求められる光沢を出すには、定着時のニップ圧を上げるなどの措置が必要となり、本来の低温定着性及び耐ホットオフセット性を満足することが難しい。
すなわち本発明は、単量体(a)を必須構成単量体とするビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、単量体(a)が炭素数18〜36の鎖状炭化水素基とビニル基とを有し、ビニル樹脂(A)のDSC測定による融解ピーク温度Tmが40〜100℃であり、トナーバインダーの重量を基準としてビニル樹脂(A)の重合割合が21〜99重量%であり、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として単量体(a)の重合割合が15〜90重量%であり、ビニル樹脂(A)の酸価が19.9mgKOH/g以下であり、ビニル樹脂(A)の(Tm−10)℃における損失正接tanδ(Tm−10)が0.01〜2.0であり、ビニル樹脂(A)の(Tm+20)℃における損失正接tanδ(Tm+20)が0.5〜30.0であることを特徴とするトナーバインダーである。
本発明のトナーバインダーは、単量体(a)を必須構成単量体とするビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、単量体(a)が炭素数18〜36の鎖状炭化水素基とビニル基とを有し、ビニル樹脂(A)のDSC測定による融解ピーク温度Tmが40〜100℃であり、トナーバインダーの重量を基準としてビニル樹脂(A)の重量割合が21〜99重量%であり、ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として単量体(a)の重合割合が15〜90重量%であり、ビニル樹脂(A)の酸価が19.9mgKOH/g以下であり、ビニル樹脂(A)の(Tm−10)℃における損失正接tanδ(Tm−10)が0.01〜2.0であり、ビニル樹脂(A)の(Tm+20)℃における損失正接tanδ(Tm+20)が0.5〜30.0である。
炭素数18〜36の鎖状炭化水素基を有する(メタ)アクリレートとしては、炭素数18〜36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレート[例えばオクタデシル(メタ)アクリレート、ノナデシル(メタ)アクリレート、アラキジル(メタ)アクリレート、ヘンエイコサニル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート、リグノセリル(メタ)アクリレート、セリル(メタ)アクリレート、モンタニル(メタ)アクリレート、ミリシル(メタ)アクリレート及びドトリアコンタ(メタ)アクリレート等]及び炭素数18〜36の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリレート[2−デシルテトラデシル(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。
炭素数18〜36の鎖状炭化水素基を有するビニルエステルとしては、炭素数18〜36の直鎖のアルキル基を有するビニルエステル[例えば、ステアリン酸ビニル、ベヘン酸ビニル、トリアコンタン酸ビニル及びヘキサトリアコンタン酸ビニル等]及び炭素数18〜36の分岐のアルキル基を有するビニルエステル等が挙げられる。
これらの内、(A)の低温定着性やトナーの保存安定性の観点から好ましくは炭素数18〜36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレートであり、より好ましくは炭素数18〜30の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレートであり、さらに好ましくは、18〜24の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレートであり、特に好ましくは20〜24の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリレートであり、最も好ましいのはアラキジルアクリレート、ベヘニルアクリレート及びリグノセリルアクリレートである。
単量体(a)は1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
単量体(c)としては、単量体(a)、単量体(b)以外の単量体であれば特に制限はないが、スチレン及びアルキル基の炭素数が1〜3のアルキルスチレン(例えばα−メチルスチレン及びp−メチルスチレン等)等が挙げられる。これらのうちトナーとしたときの保存安定性の観点から好ましくはスチレンである。
Tmは(A)を構成する単量体の種類や構成比率(例えば、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(a)の炭素数を調整すること及び(A)を構成する単量体(a)の重量比率を調整する等)、重量平均分子量(例えば、ビニル樹脂(A)の重量平均分子量を10,000〜1,000,000とする等)などで調整することができる。例えば(a)の炭素数を増やす、(a)の重量比率を増やす等の方法によりTmを上げることができる。
<測定条件>
(1)30℃で10分間保持
(2)10℃/分で150℃まで昇温
(3)150℃で10分間保持
(4)10℃/分で0℃まで冷却
(5)0℃で10分間保持
(6)10℃/分で150℃まで昇温
(7)(6)の過程にて測定される示差走査熱量曲線の各吸熱ピークを解析する。
装置(一例) : HLC−8120 〔東ソー(株)製〕
カラム(一例): TSK GEL GMH6 2本 〔東ソー(株)製〕
測定温度 : 40℃
試料溶液 : 0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液(不溶解分をアパチャー1μmのPTFEフィルターでろ過したものを用いる)
移動相 : テトラヒドロフラン(重合禁止剤を含まない)
溶液注入量 : 100μl
検出装置 : 屈折率検出器
基準物質 : 標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(重量平均分子量: 500 1050 2800 5970 9100 18100 37900 96400 190000 355000 1090000 2890000) 〔東ソー(株)製〕
一般的に、貯蔵弾性率(G’)(単位Pa)は弾性を表し、外部から受けた力で変形した時に戻ろうと貯蔵する力の指標である。一方、損失弾性率(G’’)(単位Pa)は粘性を表し、外部から受けた力で変形した時に受けた力に追従し熱として損失する力の指標である。そのため損失正接tanδとは粘性と弾性のバランスを表す指標であると言える。
損失正接tanδ(Tm+20)が0.5未満であると粘性に対して弾性が高すぎるため光沢性が悪化し、損失正接tanδが30.0を超えると粘性に対して弾性が低すぎるため耐ホットオフセット性が悪化する。例えば、ビニル樹脂(A)の分子量を上げる、分子量分布を上げる、単量体(a)の比率を上げる等の方法により損失正接tanδ(Tm+20)を下げることができる。
関係式(1):1.6≦ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)≦3.4
但し、計算値は小数点第2桁を四捨五入して求めるものとする。
より好ましくは関係式(1−1)、さらに好ましくは関係式(1−2)を満たすものである。
関係式(1−1):1.6≦ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)≦3.0
関係式(1−2):1.6≦ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)≦2.7
装置 :ARES−24A(レオメトリック社製)
治具 :25mmパラレルプレート
周波数 :1Hz
歪み率 :5%
昇温速度:5℃/min
HO−Ar−P−Ar−OH (1)
[式中、Pは炭素数1〜3のアルキレン基、−SO2−、−O−、−S−、又は直接結合を表し、Arは、水素原子がハロゲン又は炭素数1〜30のアルキル基で置換されていてもよいフェニレン基を表す。]
これらビスフェノール類に付加するアルキレンオキサイドとしては、炭素数が2〜4のアルキレンオキサイドが好ましく、具体的には、エチレンオキサイド(以下、「エチレンオキサイド」をEOと略記することがある。)、プロピレンオキサイド(以下、「プロピレンオキサイド」をPOと略記することがある。)、1,2−、2,3−、1,3−又はiso−ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン(以下THFと略記)、並びにこれらの2種以上の併用が挙げられる。
ジカルボン酸としては、炭素数2〜50のアルカンジカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、レパルギン酸及びセバシン酸等)、炭素数4〜50のアルケンジカルボン酸(ドデセニルコハク酸等のアルケニルコハク酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸及びグルタコン酸等)、炭素数8〜36の芳香族ジカルボン酸(フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸及びナフタレンジカルボン酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[数平均分子量(以下Mnと記載、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)による):450〜10,000](α−オレフィン/マレイン酸共重合体等)等が挙げられる。
3価以上のポリカルボン酸としては、炭素数9〜20の芳香族ポリカルボン酸(トリメリット酸及びピロメリット酸等)、炭素数6〜36の脂肪族トリカルボン酸(ヘキサントリカルボン酸等)、不飽和カルボン酸のビニル重合体[Mn:450〜10,000](スチレン/マレイン酸共重合体、スチレン/アクリル酸共重合体及びスチレン/フマル酸共重合体等)等が挙げられる。
(y)としては、(y)の無水物、低級アルキル(炭素数1〜4)エステル(メチルエステル、エチルエステル及びイソプロピルエステル等)を用いてもよいし、これらのカルボン酸は併用してもよい。
本発明における軟化点は、以下の方法で測定することができる。
<軟化点の測定方法>
高化式フローテスター{例えば、(株)島津製作所製、CFT−500D}を用いて、1gの測定試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出して、「プランジャー降下量(流れ値)」と「温度」とのグラフを描き、プランジャーの降下量の最大値の1/2に対応する温度をグラフから読み取り、この値(測定試料の半分が流出したときの温度)を軟化点とする。
なお、本発明のガラス転移温度は、セイコーインスツル(株)製DSC20、SSC/580を用いて、ASTM D3418−82に規定の方法(DSC法)で測定することができる。
非晶性ポリエステル樹脂(B)の重量平均分子量は、GPCを用いて測定することができ、GPC測定は、ビニル樹脂(A)と同様の条件で測定することができる。
非晶性ポリエステル樹脂(B)の数平均分子量は、GPCを用いて測定することができ、GPC測定は、ビニル樹脂(A)と同様の条件で測定することができる。
非晶性ポリエステル樹脂(B)のピークトップ分子量は、GPCを用いて測定することができ、GPC測定は、ビニル樹脂(A)と同様の条件で測定することができる。なお、Mpとは、得られたクロマトグラム上の最大のピーク高さを示す分子量を意味する。
例えば、不活性ガス(窒素ガス等)雰囲気中で、反応温度が好ましくは150〜280℃、より好ましくは160〜250℃、さらに好ましくは170〜235℃で構成成分を反応させることにより行うことができる。また反応時間は、重縮合反応を確実に行う観点から、好ましくは30分以上、より好ましくは2〜40時間である。
40℃以上ではトナーとした際の保存安定性が良好となる。一方で100℃以下であると低温定着性が良好となる。
なお、トナーバインダーの融解ピーク温度Tmは、ビニル樹脂(A)の融解ピーク温度Tmの説明で述べた方法と同様の方法で測定することができる。
トナーバインダーの融解ピーク温度Tmは、ビニル樹脂(A)を構成する単量体(a)の炭素数を調整すること及び(A)を構成する単量体(a)の重量比率を調整することにより、上記の好ましい範囲に調整することができる。例えば(a)の炭素数を増やす、(a)の重量比率を増やす、(A)の重量平均分子量を増やす等の方法により、Tmを上げることができる。また、(A)の含有量が少ない場合は、その他の樹脂(B)との|ΔSP値|を上げることでTmを下げずに維持できる。
樹脂のSP値は、コンピュータソフトウェア「HSPiP4.1.0」に付属のPolymersの推算法を用いることにより求められる。
関係式(2):1.6≦ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)≦3.4
但し、計算値は小数点第2桁を四捨五入して求めるものとする。
関係式(2−1):1.6≦ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)≦3.1
関係式(2−2):1.7≦ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)≦2.7
ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)は、ビニル樹脂(A)の重量平均分子量や単量体(b)又は単量体(c)の種類及び量で調整することができる。例えば、ビニル樹脂(A)の重量平均分子量を減らす、(a)の量を増やす、(b)の量を減らす等の方法により、ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)を上げることができる。
なお、トナーバインダーの貯蔵弾性率G’及び損失弾性率G’’は、上記粘弾性測定装置を用いて、ビニル樹脂(A)の説明で述べた方法と同様の方法で測定することができる。
本発明のトナーバインダーは、ビニル樹脂(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)等とを、単に公知の機械的混合方法を用いることによって均一混合することで製造する方法、及び(A)と非晶性ポリエステル樹脂(B)等とを、溶剤中に同時に溶解して均一化し、その後溶剤を除去することで製造する方法等で得ることができる。
機械的混合方法において、粉体混合する場合の混合装置としては、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー及びバンバリーミキサー等が挙げられ、溶融混合する場合の混合装置としては、バッチ式混合装置及び連続式混合装置が挙げられる。メカニカルスターラーやマグネティックスターラーを用いた反応槽等の連続式混合装置としては、二軸混練機、スタティックミキサー、エクストルーダー、コンティニアスニーダー及び3本ロール等が挙げられる。
機械的混合方法を用いる場合の混合時の温度としては、50〜200℃であることが好ましい。また、混合時間としては、0.5〜24時間であることが好ましい。
溶剤に溶解する方法を用いる場合は、溶剤としては特に制限はなく、トナーバインダーを構成する全ての樹脂を好適に溶解するものであればよい(テトラヒドロフラン、トルエン及びアセトン等)。
溶剤を除去する時の温度は50〜200℃であることが好ましいく、必要に応じて減圧や排風することで溶剤の除去を促進することができる。
トナーバインダー等の試料約2.00gをはかりとり、130℃で5kPa以下の減圧度で1時間の条件で乾燥する。乾燥後の試料を取り出し重量を小数点第2位まで測定し、(乾燥後の試料の重量/乾燥前の試料の重量)×100から蒸発後固形分量を算出する。
着色剤の含有量は、本発明のトナーバインダー100部に対して、好ましくは1〜40部、より好ましくは3〜10部である。なお、磁性粉を用いる場合は、好ましくは20〜150部、より好ましくは40〜120部である。上記及び以下において、部は重量部を意味する。
なお、離型剤の軟化点Tspはビニル樹脂(A)の軟化点Tspと同様の条件で測定される。
これらの製造方法のうち、生産性、低温定着性及び保存性の観点から混練粉砕法及び溶解懸濁法が好ましい。
オートクレーブにトルエン30部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で105℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート[日油(株)製、以下同様]30部、酢酸ビニル[ナカライテクス(株)製、以下同様]69部、メタクリル酸[ナカライテクス(株)製、以下同様]1部、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート[パーブチルO、日油(株)、以下同様]0.35部、及びトルエン10部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を105℃にコントロールしながら、1時間かけて滴下し重合を行った。更に同温度で4時間保ち重合を完結させたのち、130℃にて脱溶剤を行い、蒸発後固形分量が99.90%以上になった時点で取り出し、ビニル樹脂(A1)を得た。
表1に組成及び物性を示した。
表1及び表2に記載の単量体及びその他の原料を指定の重量部としたこと以外は製造例1と同様にしてビニル樹脂(A2〜A18、A21〜A23)を得た。物性はそれぞれ表1及び表2に示した。
・2−イソシアナトエチルメタクリレートとメタノールの反応物の合成
オートクレーブに2−イソシアナトエチルメタクリレート[カレンズMOI、昭和電工(株)製、以下同様]を83部と、メタノール[ナカライテクス(株)製、以下同様]17部、触媒[ネオスタンU−600、日東化成工業(株)、以下同様]0.5部、脱水トルエン100部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で90℃で12時間反応を行い、2−イソシアナトエチルメタクリレートとメタノールの反応物を得た。蒸発後固形分量は50%であった。
・ビニル樹脂(A19)の合成
オートクレーブにトルエン30部を仕込み、窒素で置換した後、撹拌下密閉状態で105℃まで昇温した。ベヘニルアクリレート30部、スチレン30.6部、酢酸ビニル35部、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート0.35部、上記の2−イソシアナトエチルメタクリレートとメタノールの反応物 6.8部、及びトルエン6.6部の混合溶液を、オートクレーブ内温度を105℃にコントロールしながら、1時間かけて滴下し重合を行った。更に同温度で4時間保ち重合を完結させた。その後130℃にて脱溶剤を行い、蒸発後固形分量が99.90%以上になった時点で取り出し、ビニル樹脂(A19)を得た。物性は表2に示した。
・2−イソシアナトエチルメタクリレートとジブチルアミンの反応物の合成
3つ口フラスコに2−イソシアナトエチルメタクリレートを68部と、脱水トルエン100部を仕込み、窒素で置換した後、氷浴で冷却しながら窒素通気の撹拌下で、温度を50℃以下に保ちながらジブチルアミン[ナカライテクス(株)製、以下同様]32部を滴下し、2−イソシアナトエチルメタクリレートとジブチルアミンの反応物を得た。蒸発後固形分量は50%であった。
・ビニル樹脂(A20)の合成
表2に記載の単量体の組成に基づきそれぞれの単量体を指定の重量部としたこと以外は製造例19のビニル樹脂合成と同様にしてビニル樹脂(A20)を得た。物性は表2に示した。
比較製造例1〜8は表3に記載の単量体及びその他の原料を指定の重量部としたこと以外は製造例1と同様にしてビニル樹脂(A’1〜A’8)を得た。物性はそれぞれ表3に示した。
反応槽中に、ビスフェノールAのプロピレンオキシド2モル付加物697部、テレフタル酸297部、及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート0.5部を入れ、0.5〜2.5kPaの減圧下220℃で反応させ、生成する水を留去しながら10時間反応させ、酸価が1mgKOH/g以下になった後、180℃まで冷却した。無水トリメリット酸10部を加え、1時間反応させたのち、スチールベルトクーラーを使用して非晶性ポリエステル樹脂(B1)を得た。
製造例1〜24と比較製造例1〜8で得たビニル樹脂(A1)〜(A23)、(A’1)〜(A’8)及びポリエステル樹脂(B1)を表5〜表7の通りの組成比率でテトラヒドロフランと混和して蒸発後固形分量が50%の均一溶液とした。続けて80℃にて溶剤除去を行い、蒸発後固形分量が99.90%以上の樹脂混合物を得てこれを電子写真用トナーバインダー(D1)〜(D25)及び(D’1〜D’8)として以下に記載の方法でトナー(Ts1〜Ts25、Tf1、Ts’1〜Ts’8)を得た。トナーバインダーの融解ピーク温度(Tm)、軟化点(Tsp)及び粘弾性評価を行った結果は表5〜表7に示した。
[微粒子分散液1の製造]
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩[エレミノールRS−30、三洋化成工業社製]11部、ビニルベンゼン139部、メタクリル酸138部、アクリル酸ブチル184部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し5時間反応させた。更に、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で5時間熟成してビニルポリマー(ビニルベンゼン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をレーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置[LA−920、株式会社堀場製作所製]で測定した体積平均粒径は、0.15μmであった。
[ワックス分散液1の製造]
冷却管、温度計及び撹拌機を備えた反応容器に、カルナウバワックス15部及び酢酸エチル85部を投入し、80℃に加熱して溶解し、1時間かけて30℃まで冷却し、カルナウバワックスを微粒子状に晶析させ、更に「ウルトラビスコミル」(アイメックス製)で湿式粉砕し[ワックス分散液1]を作製した。
[顔料マスターバッチの製造]
水1200部、カーボンブラック(キャボット社製、リーガル400R)40部、製造例18で製造したビニル樹脂(A18)20部をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を3本ロールを用いて90℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕して顔料マスターバッチ[MB1]を得た。
[水相s1の製造]
攪拌棒をセットした容器に、水955部、[微粒子分散液1]15部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム水溶液(エレミノールMON7、三洋化成工業製)30部を投入し、乳白色の液体[水相s1]を得た。
・粒子化
ビーカー内にトナーバインダー(D1)191部、顔料マスターバッチ[MB1]25部、[ワックス分散液1]67部、酢酸エチル124部を投入して溶解・混合均一化し、[油相s1]を得た。この[油相s1]中に[水相s1]600部を添加し、TKホモミキサー(特殊機化工業社製)を使用し、回転数12000rpmで25℃で1分間分散操作を行い、さらにフィルムエバポレータで減圧度−0.05MPa(ゲージ圧)、温度40℃、回転数100rpmの条件で30分間脱溶剤し、水性着色重合体分散体(X1)を得た。
・分級
(X1)100部を遠心分離し、更に水60部を加えて遠心分離して固液分離する工程を2回繰り返した後、35℃で1時間乾燥した後に、分級機としてエルボジェット分級機[(株)マツボウ製、EJ−L−3(LABO)型]で、3.17μm以下の微粉が12個数%以下、8.0μm以上の粗粉が3体積%以下となるように、微粉及び粗粉を除去して着色重合体粒子[Cs1]を得た。
・外添処理
次に、得られた着色粉体の着色重合体粒子[Cs1]100部に対し、疎水性シリカ[アエロジルR972、日本アエロジル(株)製]を1部添加し、周速を15m/secとして30秒混合、1分間休止を5サイクル行い、トナー(Ts1)を得た。
トナーバインダー(D1)に変えて(D2)〜(D25)及び(D’1)〜(D’8)を用いること以外はトナー(Ts1)と同様の手順でそれぞれ[油相s2]〜[油相s25]を得て、表8〜表10に記載の組成でトナー(Ts2)〜(Ts25)及び(Ts’1)〜(Ts’8)を得た。
・混練
バインダー樹脂(D1)85部、顔料のカーボンブラックMA−100[三菱ケミカル(株)製]6部、離型剤のカルナウバワックス4部、荷電制御剤[T−77、保土谷化学工業(株)製]4部を下記の方法でトナー化した。まず、ヘンシェルミキサー[日本コークス工業(株)製 FM10B]を用いて各々の原料を予備混合した後、二軸混練機[(株)池貝製 PCM−30]で混練した。
・粉砕、分級
ついで超音速ジェット粉砕機ラボジェット[日本ニューマチック工業(株)製 LJ型]を用いて微粉砕した後、気流分級機[日本ニューマチック工業(株)製 MDS−I]で分級し、着色樹脂粒子(FP1)を得た。
・外添処理
ついで、着色樹脂粒子(FP1)100部に流動化剤として疎水性シリカ[アエロジルR972、日本アエロジル(株)製]1部をサンプルミルにて混合して、トナー(Tf1)を得た。
トナーの粒子径は以下の方法で測定した。
トナーのサンプル約0.1gをビーカーに秤量し、分散剤としてドライウェル(富士フイルム社製)2mLとイオン交換水4mLを加え、20W以上の超音波分散機で3分間分散させた後、更にアイソトンIIを10〜30mL加え、再び20W以上の超音波分散機で3分間分散させた後、速やかに粒径測定機(ベックマン・コールター社製、商品名:マルチサイザーIII)を用いて、アパーチャー径;100μm、媒体;電解液(アイソトンII)、測定粒子個数;100,000個の条件下で、体積平均粒径(Dv50)と粒度分布(Dv50/Dn50)を測定し、この値をトナーの粒子径(μm)及び粒度分布とした。
トナーを紙面上に0.6mg/cm2となるよう均一に載せる。このとき粉体を紙面に載せる方法は、熱定着機を外したプリンターを用いた。この紙を加圧ローラーに定着速度(加熱ローラ周速)213mm/sec、定着圧力(加圧ローラ圧)5kg/cm2の条件で通した時の最低定着温度(MFT)とホットオフセット温度を測定した。MFTが低いほど、低温定着性に優れることを意味する。また、表10中、MFT又はホットオフセット温度が「定着しない」とあるものは、MFT又はホットオフセット温度が測定できなかったことを意味する。
・ブロッキング試験1
50℃、湿度50%に温調調湿された乾燥機に粒子状トナーを15時間静置し、ブロッキングの有無を目視で判断し、下記の基準で評価を行った。
1−◎:ブロッキングは発生しておらず目視での流動性に変化なし
1−○:ブロッキングが発生しているが容器を揺すると凝集がほどけて流動する
1−×:ブロッキングが発生している
・ブロッキング試験2
50℃、湿度80%に温調調湿された乾燥機に粒子状トナーを15時間静置し、ブロッキングの有無を目視で判断し、下記の基準で耐熱保存安定性を評価した。
2−◎:ブロッキングは発生しておらず目視での流動性に変化なし
2−○:ブロッキングが発生しているが容器を揺すると凝集がほどけて流動する
2−×:ブロッキングが発生している
保存安定性はブロッキング試験1、2の結果の組合せから以下の判定基準で6段階で評価した。
1:1−×かつ2−×
2:1−○かつ2−×
3:1−◎かつ2−×
4:1−○かつ2−○
5:1−◎かつ2−○
6:1−◎かつ2−◎
低温定着性と同様に定着評価を行う。
画像の下に白色の厚紙を敷き、光沢度計(株式会社堀場製作所製、「IG−330」)を用いて、入射角度60度にて、印字画像の光沢度(%)を測定し、145℃での光沢度を光沢の値として採用した。
光沢の値が高いほど、光沢性に優れることを意味する。この評価条件では一般に5以上が必要とされる
一方で、比較用のトナーバインダーを含有するトナー(Ts’1)〜、(Ts’8)は、低温定着性(MFT)、耐ホットオフセット性(ホットオフセット温度)及び保存安定性のうち、少なくとも1つで評価結果が劣っていた。
Claims (5)
- 単量体(a)を必須構成単量体とするビニル樹脂(A)を含有するトナーバインダーであって、
単量体(a)が炭素数18〜36の鎖状炭化水素基とビニル基とを有し、
ビニル樹脂(A)のDSC測定による融解ピーク温度Tmが40〜100℃であり、
トナーバインダーの重量を基準としてビニル樹脂(A)の重量割合が21〜99重量%であり、
ビニル樹脂(A)を構成する単量体の合計重量を基準として単量体(a)の重合割合が15〜90重量%であり、
ビニル樹脂(A)の酸価が19.9mgKOH/g以下であり、
ビニル樹脂(A)の(Tm−10)℃における損失正接tanδ(Tm−10)が0.01〜2.0であり、
ビニル樹脂(A)の(Tm+20)℃における損失正接tanδ(Tm+20)が0.5〜30.0であることを特徴とするトナーバインダー。 - ビニル樹脂(A)が、関係式(1)を満たす請求項1に記載のトナーバインダー。
関係式(1):1.6≦ln(G’Tm−10)/ln(G’Tm+30)≦3.4
[関係式(1)において、G’Tm−10は、ビニル樹脂(A)の温度が(Tm−10)℃である時のビニル樹脂(A)の貯蔵弾性率(Pa)であり、G’Tm+30は、ビニル樹脂(A)の温度が(Tm+30)℃である時のビニル樹脂(A)の貯蔵弾性率(Pa)である。] - ビニル樹脂(A)の重量平均分子量が10,000〜1,000,000であり、かつ数平均分子量と重量平均分子量との比[Mw/Mn]が2.2以上である請求項1又は2に記載のトナーバインダー。
- トナーバインダーがアルコール成分(x)とカルボン酸成分(y)とを必須構成単量体とする非晶性ポリエステル樹脂(B)を含有し、非晶性ポリエステル樹脂(B)の軟化点が90〜144℃である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナーバインダー。
- ビニル樹脂(A)が、さらに単量体(a)以外の単量体(b)を構成単量体として含み、単量体(b)がエステル基、カルボキシル基、ニトリル基、ウレタン基、ウレア基、アミド基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体である請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナーバインダー。
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