JP2019219640A - トナー及びトナーの製造方法 - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
具体的には、省エネルギー化に対応したトナーとして、定着工程での消費電力を低下させるために、より低い温度で定着できるトナーが求められている。また、スリープ状態からの復旧時間を短縮可能なトナーとして、長時間のスリープ状態を通して帯電量の変化が少ない、帯電維持性に優れたトナーが求められている。
そこで、低温定着性の優れたトナーとして、結晶性樹脂を使用したトナーが提案され(特許文献1,2)、帯電維持性に優れたトナーとして、結晶核剤となる制電組成物を用いたトナーが提案されている(特許文献3)。
一方、特許文献2に記載のトナーは、ガラス転移温度が低い結晶性樹脂の結晶性が促進され、疎水性が高いことから、優れた帯電維持性を示す。しかし、特許文献1に記載のトナーと同様の原因により、画像欠陥(現像スジ)が発生する場合があった。
そこで、トナーにコアシェル構造を持たせ、シェル材料として、ガラス転移温度が高い樹脂を用いる提案がなされている。
しかしながら、低温定着性は、トナーの極一部の溶融変形開始温度により決定されることに対して、シェル材料としてガラス転移温度が高い樹脂を用いると、トナーの溶融変形が起こりにくくなるため、優れた低温定着性が得られない場合があった。
ードオフ関係を脱却し、優れた低温定着性を示した上で、高温高湿環境下における長期の画像出力においても現像スジを抑制し、優れた帯電維持性を示すトナーの開発が急務となっている。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものである。本発明は、優れた低温定着性を示した上で、高温高湿環境下における長期の画像出力においても現像スジを抑制し、優れた帯電維持性を示すトナー、並びに該トナーの製造方法を提供するものである。
該結着樹脂が、
第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び、
該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニット
を有する重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)及び(2)を満足し、
該重合体Aが多価金属を含有し、
該多価金属が、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該トナー粒子中の該多価金属の含有割合が、質量基準で25ppm〜500ppmであることを特徴とする。
3.00≦(SP21−SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
該結着樹脂が、
第一の重合性単量体、及び、
第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体
を含有する組成物の重合体である重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(4)及び(5)を満足し、
該重合体Aが多価金属を含有し、
該多価金属が、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該トナー粒子中の該多価金属の含有割合が、質量基準で25ppm〜500ppmであ
ることを特徴とする。
0.60≦(SP22−SP12)≦15.00 ・・・(4)
18.30≦SP22 ・・・(5)
結着樹脂を含有する樹脂微粒子分散液を調製する工程、
該樹脂微粒子分散液に凝集剤を添加して、凝集体粒子を形成する工程、及び
該凝集体粒子を加熱し融合して、トナー粒子を含む分散液を得る工程、
を含むトナーの製造方法であって、
該結着樹脂が、
第一の重合性単量体、及び、
第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体
を含有する組成物の重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(4)と(5)を満たし、
該凝集剤が多価金属を含有し、
該多価金属が、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該トナー粒子中の該多価金属の含有割合が、質量基準で25ppm〜500ppmであることを特徴とする。
0.60≦(SP22−SP12)≦15.00 ・・・(4)
18.30≦SP22 ・・・(5)
本発明において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを意味する。
本発明において、「モノマーユニット」とは、ポリマー中のビニル系モノマーが重合した主鎖中の、炭素−炭素結合1区間を1ユニットとする。ビニル系モノマーとは下記式(Z)で示すことができる。
[式(Z)中、RZ1は、水素原子、又はアルキル基(好ましくは炭素数1〜3のアルキル基であり、より好ましくはメチル基)を表し、RZ2は、任意の置換基を表す。]
結晶性樹脂とは、示差走査熱量計(DSC)測定において明確な吸熱ピークを示す樹脂
を指す。
すなわち、極性が大きく異なる二種以上のモノマーユニット同士がトナー粒子中でミクロ相分離状態を形成する。そして、相対的に極性の大きいモノマーユニットの相(以下、「極性部」ともいう。)に多価金属が配向し、多価金属と、トナー粒子の極性部との架橋が形成される。そして、低温定着性及び帯電維持性に寄与する、相対的に極性の小さいモノマーユニットの相(以下、「非架橋部」ともいう。)と、現像スジの抑制及び帯電維持性に寄与する、多価金属とトナー粒子の極性部との架橋部を、該非架橋部からなるマトリックス相中に該架橋部からなるドメイン相が分散されてなるドメインマトリックス構造を形成させながらトナー粒子全体に網目状に形成できる。そのため、低温定着性に優れ、且つ高温高湿環境下でも現像スジを抑制し、帯電維持性に優れるトナーを得ることができる。上記の効果は、該架橋によって結着樹脂の分子運動性が抑制されることにより発現する。すなわち、結着樹脂の分子運動性が抑制されることで、トナーの弾性率が向上し、現像器による撹拌などの機械的強度に対する耐性ができるため、現像スジが抑制される。さらに、該架橋が形成されることにより、結着樹脂の電荷の受け渡しが抑制されるため、帯電維持性が向上する。一方で、該架橋が形成されても結着樹脂の熱応答性は変わらないため、低温定着性を維持することができる。
第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び、
該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニット
を有する重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)及び(2)を満たしている。
3.00≦(SP21−SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
第一の重合性単量体、及び、
第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体
を含有する組成物の重合体である重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モ
ル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(4)及び(5)を満たしている。
0.60≦(SP22−SP12)≦15.00 ・・・(4)
18.30≦SP22 ・・・(5)
該(メタ)アクリル酸エステルは鎖長の長いアルキル基を有するため、結着樹脂に結晶性を付与することができる。そのため、トナーがシャープメルト性を発揮し、優れた低温定着性を示す。さらに、該(メタ)アクリル酸エステルは疎水性が高いため、高温高湿環境下における吸湿性も低く、優れた帯電維持性に寄与する。
一方、炭素数18未満のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである場合、アルキル基の鎖長が短いため、得られる重合体Aは疎水性が低く、高温高湿環境下における吸湿性が高いため、帯電維持性が劣る。また、炭素数が37を超えるアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである場合、かかる(メタ)アクリル酸エステルは鎖長が長いアルキル基を有するため融点が高く、低温定着性が劣る。
これらの内、低温定着性の観点から、炭素数18〜36の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つが好ましく、炭素数18〜30の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つがより好ましく、直鎖の(メタ)アクリル酸ステアリル及び(メタ)アクリル酸ベヘニルの少なくとも一方がさらに好ましい。
第一の重合性単量体は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
第二の重合性単量体は、エチレン性不飽和結合を有することが好ましく、エチレン性不飽和結合を一つ有することがより好ましい。
該第二の重合性単量体は、下記式(A)及び(B)からなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
R1は、ニトリル基(−C≡N)、
アミド基(−C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1〜4のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
−COOR11(R11は炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のアルキル基若しくは炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のヒドロキシアルキル基)、
ウレタン基(−NHCOOR12(R12は炭素数1〜4のアルキル基))、
ウレア基(−NH−C(=O)−N(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のアルキル基))、
−COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1〜4のアルキル基)、又は
−COO(CH2)2−NH−C(=O)−N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のアルキル基)
である。
好ましくは、R1は、ニトリル基(−C≡N)、
アミド基(−C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1〜4のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
−COOR11(R11は炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のアルキル基若しくは炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のヒドロキシアルキル基)、
ウレア基(−NH−C(=O)−N(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のアルキル基))、
−COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1〜4のアルキル基)、又は
−COO(CH2)2−NH−C(=O)−N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6(好ましくは1〜4)のアルキル基)
である。
R2は、炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。)
ジを抑制することができる。
さらにまた、ニトリル基及びアミド基の少なくとも一方を含む化合物は、高極性でありながら非イオン性であるため、より適度な架橋を形成することができ、第二の重合性単量体としてより好ましい。さらに、ニトリル基及びアミド基の少なくとも一方を含む化合物は、非イオン性であるため疎水性が高く、高温高湿環境下における吸湿性も低いため、優れた帯電維持性を示すことができる点でも好ましい。
ヒドロキシ基を有する単量体;例えば、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル等。
アミド基を有する単量体;例えば、アクリルアミド、炭素数1〜30のアミンとエチレン性不飽和結合を有する炭素数2〜30のカルボン酸(アクリル酸及びメタクリル酸等)を公知の方法で反応させた単量体。
炭素数1〜26のアルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、t−ブチルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セタノール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、エライジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、ノナデシルアルコール、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール等)と、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2〜30のイソシアネート[2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2-(0-[1’−メチルプ
ロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル、2−[(3,5−ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチル(メタ)アクリレート及び1,1−(ビス(メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等]とを公知の方法で反応させた単量体等。
カルボキシ基を有する単量体;例えば、メタクリル酸、アクリル酸、(メタ)アクリル酸−2−カルボキシエチル。
第一のモノマーユニットの含有割合、及び第一の重合性単量体の含有割合が上記範囲であることで、結着樹脂の結晶性によりトナーがシャープメルト性を発現し、優れた低温定着性を示す。また、第二のモノマーユニットの含有割合、及び第二の重合性単量体の含有割合が上記範囲であることで、多価金属との架橋を形成し得る第二のモノマーユニット又は第二の重合性単量体の含有割合が適正なものとなり、トナー粒子全体に架橋部を網目状に架橋を形成することができる。そのため、現像スジを抑制しつつ、分子運動性も抑制することができ、優れた帯電維持性を示すことができる。
該第一のモノマーユニットの含有割合、及び第一の重合性単量体含有割合は、好ましくは10.0モル%〜60.0モル%であり、より好ましくは20.0モル%〜40.0モル%である。
なお、重合体Aが、2種以上の炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するモノマーユニットを有する場合、第一のモノマーユニットの含有
割合は、それらの合計のモル比率を表す。また、重合体Aに用いる組成物が2種以上の炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルを含む場合も同様に、第一の重合性単量体の含有割合は、それらの合計のモル比率を表す。
また、重合体A中の第二のモノマーユニットの含有割合は、重合体A中の全モノマーユニットの総モル数に対して40.0モル%〜95.0モル%であることが、さらには、40.0モル%〜70.0モル%であることが、シャープメルト性を有する該非架橋部と、トナー弾性率の低下を抑制する該架橋部が両立できるため、低温定着性、現像スジの抑制、帯電維持性の観点から好ましい。同様の理由から、組成物中の第二の重合性単量体の含有割合は、組成物中の全モノマーユニットの総モル数に対して40.0モル%〜95.0モル%であることが好ましく、40.0モル%〜70.0モル%であることがさらに好ましい。
重合体Aにおいて、式(1)を満足する第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットが2種類以上存在する場合、第二のモノマーユニットの割合は、それらの合計のモル比率を表す。また、重合体Aに用いる組成物が2種以上の第二の重合性単量体を含む場合も同様に、第二の重合性単量体の含有割合は、それらの合計のモル比率を表す。
3.00≦(SP21−SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
また、第二のトナーにおいては、重合体Aは、第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(4)及び(5)を満足する。
0.60≦(SP22−SP12)≦15.00 ・・・(4)
18.30≦SP22 ・・・(5)
、上記式(1)及び(2)又は上記式(4)及び(5)を満足することで、第二のモノマーユニットが高極性となり、第一及び第二のモノマーユニット間に極性差が生じる。かかる極性差により、トナー中にミクロ相分離状態を形成することができる。そして、高極性のモノマーユニット部分に多価金属が配向し、網目状の架橋を形成することできる。その結果、低温定着性と帯電維持性に寄与する非架橋部と、現像スジの抑制と帯電維持性に寄与する架橋部と、をドメインマトリックス状に存在させることができるため、低温定着性及び帯電維持性に優れ、且つ現像スジを抑制できるトナーを得ることができる。
なお、本発明におけるSP値の単位は、(J/m3)0.5であるが、1(cal/cm3)0.5=2.045×103(J/m3)0.5によって(cal/cm3)0.5の単位に換算することができる。
第一のモノマーユニットは、重合体Aに組み込まれ、第一のモノマーユニット同士が集合することで結晶性を発現する。通常の場合、第一のモノマーユニットの結晶化は、他のモノマーユニットが組み込まれていると阻害されるため、重合体として結晶性を発現しに
くくなる。この傾向は、重合体の一分子内において複数種のモノマーユニット同士がランダムに結合していると顕著になる。
一方、本発明においては、第一のモノマーユニットの含有割合及び第二のモノマーユニットが上記式(1)〜(2)の範囲内となるように第一の重合性単量体及び第二の重合性単量体を使用することで、重合時に第一の重合性単量体と第二の重合性単量体がランダムに結合するのではなく、ある程度連続して結合できると考えられる。それにより、第一のモノマーユニット同士が集合したブロックが形成され、重合体Aはブロック共重合体となり、他のモノマーユニットが組み込まれていても結晶性を高めることが可能となり、融点も維持できると考えられる。すなわち、重合体Aは第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットを含む結晶性部位を有することが好ましい。また、重合体Aは、第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを含む非晶性部位を有することが好ましい。
(SP21−SP11)<3.00
である場合、モノマーユニット間の極性差が小さ過ぎることを意味し、トナー中にミクロ相分離状態を形成することができず、現像スジの抑制効果や帯電維持性が劣る。また、
25.00<(SP21−SP11)
である場合、ユニット間の極性差が大き過ぎることを意味し、重合体Aはブロック共重合体に類似の構造とならず、トナー粒子間に組成のバラつきが生まれ、低温定着性、現像スジの抑制効果、及び、帯電維持性が劣る。
また、第二のモノマーユニットのSP値であるSP21が
SP21<21.00
である場合、第二のモノマーユニットが低極性であり、極性部にと多価金属との架橋が形成されないため、現像スジの抑制効果や帯電維持性が劣る。
SP21−SP11の下限は、4.00以上であることが好ましく、5.00以上であることがより好ましい。また上限は、20.00以下であることが好ましく、15.00以下であることがより好ましい。SP21は、22.00以上であることが好ましい。
(SP22−SP12)<0.60
である場合、重合性単量体間の極性差が小さ過ぎることを意味し、トナー中にミクロ相分離状態を形成することができず、現像スジの抑制効果や帯電維持性が劣る。また、
15.00<(SP22−SP12)
である場合、重合性単量体間の極性差が大き過ぎることを意味し、重合体Aはブロック共重合体に類似の構造とならず、トナー粒子間に組成のバラつきが生まれ、低温定着性、現像スジの抑制効果、及び、帯電維持性が劣る。
また、第二の重合性単量体のSP値であるSP22が
SP22<18.30
である場合、第二の重合性単量体が低極性であり、極性部にと多価金属との架橋が形成されないため、現像スジの抑制効果や帯電維持性が劣る。
SP22−SP12の下限は、2.00以上であることが好ましく、3.00以上であることがより好ましい。また上限は、10.00以下であることが好ましく、7.00以下であることがより好ましい。SP22は、25.00以上であることが好ましく、29.00以上であることがより好ましい。
としてAモル%含み、SP値がSP112のモノマーユニットBを第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニット全体のモル数を基準として(100−A)モル%含む場合のSP値(SP11)は、
SP11=(SP111×A+SP112×(100−A))/100
である。第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニットが3以上含まれる場合も同様に計算する。一方、SP12も同様に、それぞれの第一の重合性単量体のモル比率で算出した平均値を表す。
一方、第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットは、上記方法で算出したSP11に対して式(1)を満たすSP21を有するモノマーユニット全てが該当する。同様に、第二の重合性単量体は、上記方法で算出したSP12に対して式(4)を満たすSP22を有する重合性単量体全てが該当する。
すなわち、該第二の重合性単量体が2種類以上の重合性単量体である場合、SP21はそれぞれの重合性単量体に由来するモノマーユニットのSP値を表し、SP21−SP11はそれぞれの第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットに対して決定される。同様に、SP22はそれぞれの重合性単量体のSP値を表し、SP22−SP12はそれぞれの第二の重合性単量体に対して決定される。
重合体Aは多価金属を含有し、該多価金属は、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つである。かかる多価金属を含有することにより、極性部に該多価金属が配向し、現像スジの抑制に寄与する網目状の架橋を形成することできる。その結果、現像スジの抑制効果に優れたトナーを得ることができる。
一方、多価金属がMg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つを含まない場合、又は、Sr、Baなどの原子量が大きい多価金属が選択される場合、多価金属の添加量に対する架橋点が減少し、架橋形成効果が低下する。その結果、現像スジの抑制効果や帯電維持性が劣る。
一方、トナー粒子中の多価金属の含有割合が25ppm未満である場合、極性部と多価金属との架橋点が過少となり、現像スジの抑制効果や帯電維持性が劣る。また、トナー粒子中の多価金属の含有割合が500ppmより多い場合、低温定着性が劣る。さらに、後述する一価金属量が相対的に減るため、該極性部の架橋は、該多価金属との架橋が支配的となり、架橋点が減少するため、現像スジの抑制効果や帯電維持性が劣る。
トナー粒子中の多価金属の含有割合は、好ましくは300ppm〜400ppmである。
(トナー粒子中の多価金属の含有割合)/(重合体A中の第二のモノマーユニットの含有割合)≧0.5(ppm/モル%) ・・・(3)
第二のトナーにおいては、トナー粒子中の多価金属の含有量と、組成物中の第二の重合性単量体の含有割合が、下記式(6)を満たすことが好ましい。
(トナー粒子中の多価金属の含有割合)/(組成物中の第二のモノマーユニットの含有割合)≧0.5(ppm/モル%) ・・・(6)
上記式(3)又は式(6)を満たすことで多価金属と極性部の比率が架橋形成する上で最適な範囲となり、現像スジの抑制効果と優れた帯電維持性が得られる。
(トナー粒子中の多価金属の含有割合)/(重合体A中の第二のモノマーユニットの含
有割合)、又は、(トナー粒子中の多価金属の含有割合)/(組成物中の第二のモノマーユニットの含有割合)は、好ましくは0.6ppm/モル%〜1.0ppm/モル%である。
(トナー粒子表層の多価金属濃度)/(トナー粒子内部の多価金属濃度)<1 (7)
(トナー粒子表層の多価金属濃度)/(トナー粒子内部の多価金属濃度)≦0.5 (8)
トナー粒子表層の多価金属濃度がトナー粒子内部の多価金属濃度より低い場合、トナー粒子内部における極性部と多価金属との架橋部が多くなり、現像スジの抑制効果に優れ、かつ、トナー粒子表層には結晶性に寄与する非架橋部位が多くなるため、優れた低温定着性を示す。
一価金属の含有量は、多価金属の含有量と一価金属の含有量の合計を基準として、60質量%〜90質量%であることがより好ましい。
トナーの65℃における複素弾性率は、好ましくは2.0×107Pa〜4.0×107Paである。また、トナーの85℃における複素弾性率は、好ましくは9.5×104Pa以下である。
DX)マッピング画像解析により求められる、上記多価金属、及び上記一価金属の少なくとも一方のドメイン径が、10nm〜50nmであることが好ましい。多価金属、及び一価金属の少なくとも一方のドメイン径の測定方法については後述する。
該ドメイン径が上記範囲内であると、モノマーユニット間の極性差によるミクロ相分離状態が好ましく形成される。その結果、低温定着性と帯電維持性に寄与する非架橋部と、現像スジの抑制効果に寄与する架橋部と、をドメインマトリックス状に存在させることができるため、低温定着性、現像スジの抑制効果、及び、帯電維持性をより優れたものとすることができる。該ドメイン径は、第二のモノマーユニットの種類と量により調整することができる。
該ドメイン径は、より好ましくは30nm〜50nmである。
かかるミクロ相分離状態は、極性部に配向した、多価金属及び一価金属の少なくとも一方をマーキングしてSEM観察することにより、観測することができる。
第三の重合性単量体としては、上記第二の重合性単量体として例示した単量体のうち、上記式(1)又は式(2)を満たさない単量体を用いることができる。
また、以下の単量体も用いることが可能である。例えば、スチレン、o−メチルスチレンなどのスチレン及びその誘導体、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸−n−ブチル、(メタ)アクリル酸−t−ブチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシルのような(メタ)アクリル酸エステル類。なお、式(1)又は式(2)を満たす場合には、第二の重合性単量体として用いることができる。
第三の重合性単量体は、トナーの保存性を良化させるため、スチレン、メタクリル酸メチル及びアクリル酸メチルからなる群から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。
酸価が上記範囲の場合、高温高湿環境下における吸湿性が低くなるため、優れた帯電維持性を示すことができる。該酸価の下限は特に制限されないが、好ましくは0mgKOH/g以上である。
重合体Aの融点は、使用する第一の重合性単量体の種類や量、第二の重合性単量体の種類や量などによって調整可能である。
アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。
結着樹脂には、必要に応じて、重合体A以外の樹脂を含有することもできる。結着樹脂に用いられる上記重合体A以外の樹脂としては、例えば以下の樹脂が挙げられる。
ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、スチレン−α−クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン−インデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。
これらの中でも、スチレン系共重合体やポリエステル樹脂が好ましい。また、重合体A以外の樹脂は非晶性であることが好ましい。
トナー粒子は、離型剤としてワックスを含んでいてもよい。かかるワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスのような炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスのような炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸のような飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸のような不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールのような飽和アルコール類;ソルビトールのような多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸のような脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールのようなアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドのような飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドのような不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドのような芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムのような脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸のようなビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドのような脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加によって得られるヒドロキシル基を
有するメチルエステル化合物。
これらのワックスの中でも、低温定着性、定着分離性を向上させるという観点で、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスのような炭化水素系ワックス、若しくはカルナバワックスのような脂肪酸エステル系ワックスが好ましい。耐ホットオフセット性がより向上する点で、炭化水素系ワックスがより好ましい。
上記ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部あたり3質量部〜8質量部であることが好ましい。
また、示差走査熱量測定(DSC)装置で測定される昇温時の吸熱曲線における、上記ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度は、45℃〜140℃であることが好ましい。ワックスの最大吸熱ピークのピーク温度が上記範囲内であると、トナーの保存性と耐ホットオフセット性を両立できる。
トナーは、必要に応じて着色剤を含有していてもよい。着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、マゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調色したものが挙げられる。着色剤としては、顔料を単独で使用してもよく、染料と顔料とを併用してもよい。フルカラー画像の画質の観点から、染料と顔料とを併用することが好ましい。
マゼンタトナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27;C.I.ディスパースバイオレット1のような油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28のような塩基性染料。
シアントナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
シアントナー用染料としては、C.I.ソルベントブルー70が挙げられる。
イエロートナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
イエロートナー用染料としては、C.I.ソルベントイエロー162が挙げられる。
これらの着色剤は、単独又は混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、及びトナーへの分散性の点から選択される。
着色剤の含有量は、樹脂成分の総量に対して0.1質量部〜30.0質量部であること
が好ましい。
トナー粒子は、必要に応じて荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤を配合することにより、荷電特性を安定化、現像システムに応じた最適の摩擦帯電量のコントロールが可能となる。
荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く、且つ一定の帯電量を安定して保持できる、芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
ネガ系荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩或いはスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩或いはカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。
荷電制御剤はトナー粒子に対して内添してもよいし、外添してもよい。荷電制御剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対し、0.2質量部〜10.0質量部が好ましく、0.5質量部〜10.0質量部がより好ましい。
トナーは、必要に応じて無機微粒子を含有してもよい。
無機微粒子は、トナー粒子に内添してもよいし、外添剤としてトナーと混合してもよい。無機微粒子としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子又はそれらの複酸化物微粒子のような微粒子が挙げられる。無機微粒子の中でもシリカ微粒子及び酸化チタン微粒子が、流動性改良及び帯電均一化のために好ましい。
無機微粒子は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。
流動性を向上させる観点からは、外添剤としての無機微粒子は、比表面積が50m2/g〜400m2/gであることが好ましい。また、耐久安定性を向上させる観点からは、外添剤としての無機微粒子は、比表面積が10m2/g〜50m2/gであることが好ましい。流動性向上と耐久安定性とを両立させるために、比表面積が上記範囲の無機微粒子を併用してもよい。
外添剤の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部〜10.0質量部であることが好ましい。トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサーのような公知の混合機を用いることができる。
トナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、また、長期にわたり安定した画像を供給するために、磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として用いることが好ましい。
該磁性キャリアとしては、例えば、酸化鉄;鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、それらの酸化物粒子;フェライトなどの磁性体;磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア);など、一般に公知のものを使用できる。
トナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際の磁性キャリアの混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度として、2質量%〜15質量%であることが好ましく、より好ましくは4質量%〜13質量%以下である。
本発明のトナーについては、その製造方法は特に制限されず、粉砕法、懸濁重合法、溶
解懸濁法、乳化凝集法、分散重合法などの公知の方法を用いることができる。
ここで、本発明のトナーは、以下に示す方法により製造されることが好ましい。すなわち、本発明のトナーは、乳化凝集法により製造されることが好ましい。
結着樹脂を含有する樹脂微粒子分散液を調製する工程、
該樹脂微粒子分散液に凝集剤を添加して、凝集体粒子を形成する工程、及び
該凝集体粒子を加熱し融合して、トナー粒子を含む分散液を得る工程、
を含むトナーの製造方法であって、
該結着樹脂が、
第一の重合性単量体、及び、
第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体
を含有する組成物の重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、上記式(4)と(5)を満たし、
該凝集剤が多価金属を含有し、
該多価金属が、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該トナー粒子中の該多価金属の含有割合が、質量基準で25ppm〜500ppmである。
乳化凝集法とは、目的の粒子径に対して、十分に小さい、トナー粒子の構成材料から成る微粒子の水系分散液を前もって準備し、その微粒子を水系媒体中でトナー粒子の粒子径になるまで凝集し、加熱などにより樹脂を融合させてトナー粒子を製造する方法である。
すなわち、乳化凝集法では、トナー粒子の構成材料から成る微粒子分散液を作製する分散工程、トナー粒子の構成材料から成る微粒子を凝集させて、トナー粒子の粒子径になるまで粒子径を制御する凝集工程、得られた凝集粒子に含まれる樹脂を融着させる融合工程、その後の冷却工程、得られたトナーをろ別し、過剰な多価金属イオンを除去する金属除去工程、イオン交換水などで洗浄するろ過・洗浄工程、及び洗浄したトナー粒子の水分を除去し乾燥する工程を経てトナー粒子が製造される。
乳化凝集法においては、トナー粒子と有機溶剤との接触工程及び分離工程は、前記ろ過・洗浄工程で得られたトナー粒子のウェットケーキに対し有機溶剤で処理する工程、又は最終的に乾燥工程を経て得られたトナー粒子に対し、有機溶剤で処理する工程が該当する。
樹脂微粒子分散液は、公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。公知の方法としては、例えば、乳化重合法、自己乳化法、有機溶剤に溶解させた樹脂溶液に水系媒体を添加していくことで樹脂を乳化する転相乳化法、又は、有機溶剤を用いず、水系媒体中で高温処理することで強制的に樹脂を乳化する強制乳化法が挙げられる。
具体的には、結着樹脂を、これらを溶解できる有機溶媒に溶解して、界面活性剤や塩基性化合物を加える。その際、結着樹脂が融点を有する結晶性樹脂であれば、融点以上に加熱して溶解させればよい。続いて、ホモジナイザーなどにより撹拌を行いながら、水系媒体をゆっくり添加し樹脂微粒子を析出させる。その後、加熱又は減圧して溶剤を除去することにより、樹脂微粒子の水系分散液を作製する。該樹脂を溶解するために使用する有機溶媒としては、該樹脂を溶解できるものであればどのようなものでも使用可能であるが、トルエンなどの水と均一相を形成する有機溶媒を用いることが、粗粉の発生を抑える観点から好ましい。
分散工程時に使用する塩基性化合物としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの無機塩基;アンモニア、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ジメチルアミノエタノール、及びジエチルアミノエタノールなどの有機塩基が挙げられる。該塩基性化合物は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、樹脂微粒子の水系分散液中における結着樹脂の微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)は、0.05μm〜1.0μmであることが好ましく、0.05μm〜0.4μmであることがより好ましい。体積分布基準の50%粒径(D50)を上記範囲に調整することで、トナー粒子として適切な体積平均粒径である3μm〜10μmのトナー粒子を得ることが容易になる。
なお、体積分布基準の50%粒径(D50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を使用する。
必要に応じて用いられる着色剤微粒子分散液は、以下に挙げる公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。
着色剤、水系媒体及び分散剤を公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機により混合することで調製できる。ここで用いる分散剤は、界面活性剤及び高分子分散剤といった公知のものを使用できる。
界面活性剤及び高分子分散剤のいずれの分散剤も後述する洗浄工程において除去できるが、洗浄効率の観点から、界面活性剤が好ましい。
界面活性剤としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、及びせっけん系などのアニオン界面活性剤;アミン塩型、及び4級アンモニウム塩型のようなカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、及び多価アルコール系のようなノニオン界面活性剤が挙げられる。
これらの中でもノニオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤が好ましい。また、ノニオン界面活性剤とアニオン界面活性剤とを併用してもよい。該界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。該界面活性剤の水系媒体中における濃度は、0.5質量%〜5質量%が好ましい。
分散液の全質量に対して1質量%〜30質量%であることが好ましい。
また、着色剤の水系分散液中における着色剤微粒子の分散粒径は、最終的に得られるトナー中での着色剤の分散性の観点から、体積分布基準の50%粒径(D50)が0.5μm以下であることが好ましい。また、同様の理由で、体積分布基準の90%粒径(D90)が2μm以下であることが好ましい。なお、水系媒体中に分散した着色剤微粒子の分散粒径は、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA−EX150:日機装製)で測定する。
着色剤を水系媒体中に分散させる際に用いる公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機としては、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、圧力式ホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、及びペイントシェーカーが挙げられる。これらを単独若しくは組み合わせて用いてもよい。
必要に応じて離型剤微粒子分散液を用いてもよい。離型剤微粒子分散液は、以下に挙げる公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。
離型剤微粒子分散液は、界面活性剤を含有した水系媒体に離型剤を加え、離型剤の融点以上に加熱するとともに、強い剪断付与能力を有するホモジナイザー(例えば、エム・テクニック社製の「クレアミックスWモーション」)や圧力吐出型分散機(例えば、ゴーリン社製の「ゴーリンホモジナイザー」)で粒子状に分散させた後、融点未満まで冷却することで作製することができる。
離型剤の水系分散液中における離型剤微粒子分散液の分散粒径は、体積分布基準の50%粒径(D50)が0.03μm〜1.0μmであることが好ましく、0.1μm〜0.5μmであることがより好ましい。また、1μm以上の粗大粒子が存在しないことが好ましい。
離型剤微粒子分散液の分散粒径が上記範囲内であることで、トナー中に離型剤を微分散して存在させることが可能となり、定着時の染み出し効果を最大限発現させ、良好な分離性を得ることが可能となる。なお、水系媒体中に分散した離型剤微粒子分散液の分散粒径は、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA−EX150:日機装製)で測定できる。
混合工程では、樹脂微粒子分散液、並びに、必要に応じて離型剤微粒子分散液及び着色剤微粒子分散液の少なくとも一方を混合した混合液を調製する。ホモジナイザー、及びミキサーのような公知の混合装置を用いて行うことができる。
凝集工程では、混合工程で調製された混合液中に含まれる微粒子を凝集し、目的とする粒径の凝集体を形成させる。このとき、凝集剤を添加混合し、必要に応じて加熱及び機械的動力の少なくとも一方を適宜加えることにより、樹脂微粒子と、必要に応じて離型剤微粒子及び着色剤微粒子の少なくとも一方と、が凝集した凝集体を形成させる。
凝集剤は、多価金属の金属イオンを含有する凝集剤であって、該多価金属は、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つである。
該多価金属の金属イオンを含有する凝集剤は、凝集力が高く、少量の添加により目的を達成することが可能である。これらの凝集剤は、樹脂微粒子分散液、離型剤微粒子分散液、及び着色剤微粒子分散液中に含まれるイオン性界面活性剤をイオン的に中和することができる。その結果、塩析及びイオン架橋の効果により、結着樹脂微粒子、離型剤微粒子、及び着色剤微粒子を凝集させる。さらに、該多価金属の金属イオンを含有する凝集剤が、重合体との架橋を形成することができる。これにより、トナー粒子の極性部との多価金属と架橋点を、ドメインマトリックス構造を形成しながらトナー粒子全体に網目状に形成できるため、低温定着性を損なうことなく優れた帯電維持性を示し、且つ現像スジを抑制す
ることができる。
該凝集剤は、乾燥粉末及び水系媒体に溶解させた水溶液のいずれの形態で添加してもよいが、均一な凝集を起こさせるためには、水溶液の形態で添加するのが好ましい。
また、該凝集剤の添加及び混合は、混合液中に含まれる樹脂のガラス転移温度又は融点以下の温度で行うことが好ましい。この温度条件下で混合を行うことで、比較的均一に凝集が進行する。混合液への凝集剤の混合は、ホモジナイザー、及びミキサーのような公知の混合装置を用いて行うことができる。凝集工程は、水系媒体中でトナー粒子サイズの凝集体を形成する工程である。該凝集工程において製造される凝集体の体積平均粒径は、3μm〜10μmであることが好ましい。体積平均粒径は、コールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:コールター製)にて測定できる。
融合工程においては、凝集工程で得られた凝集体を含む分散液に、凝集工程と同様の撹拌下で、凝集停止剤が添加される。凝集停止剤としては、界面活性剤の酸性極性基と凝集剤である金属イオンとのイオン架橋を部分的に解離し、金属イオンと配位結合を形成させることで凝集粒子を安定化する、キレート剤などが挙げられる。凝集停止剤の添加により、トナー粒子の極性部と多価金属との架橋点を最適量に制御できるため、低温定着性を損なうことなく、優れた現像スジの抑制効果と帯電維持性を示すことができる。
凝集停止剤の作用により、分散液中での凝集粒子の分散状態が安定となった後、結着樹脂のガラス転移温度又は融点以上に加熱し、凝集粒子を融合する。
キレート剤は、凝集粒子の分散液中に存在する凝集剤の金属イオンに配位することで、この分散液中の環境を、静電的に不安定で凝集しやすい状態から、静電的に安定で更なる凝集が生じにくい状態へと変化させることができる。これにより、分散液中の凝集粒子の更なる凝集を抑え、凝集粒子を安定化させることができる。
キレート化剤は、添加量が少量でも効果があり、粒度分布もシャープなトナー粒子が得られることから、3価以上のカルボン酸を有する有機金属塩であることが好ましい。
また、キレート剤の添加量は、凝集状態からの安定化と洗浄効率を両立する観点から、結着樹脂100質量部に対して、1質量部〜30質量部であることが好ましく、2.5質量部〜15質量部であることがより好ましい。なお、トナー粒子の体積基準の50%粒径(D50)は、3μm〜10μmであることが好ましい。
必要に応じて、冷却工程において、融合工程で得られたトナー粒子を含む分散液の温度を、結着樹脂の結晶化温度及びガラス転移温度の少なくとも一方より低い温度まで冷却することもできる。結晶化温度及びガラス転移温度の少なくとも一方より低い温度まで冷却することで、粗大粒子の発生を防ぐことができる。具体的な冷却速度は0.1℃/分〜50℃/分とすることができる。
また、トナーの製造方法において、金属イオンに対してキレート能を有するキレート化合物を、トナー粒子を含む分散液に添加して金属を除去する金属除去工程を有することが好ましい。金属除去工程により、トナー粒子断面における多価金属の濃度分布を制御することができる。具体的には、トナー粒子表層の多価金属濃度をトナー粒子内部の多価金属濃度より低めることができるため、低温定着性を損なうことなく、優れた現像スジの抑制効果と帯電維持性を示すことができる。
キレート化合物としては、公知の水溶性キレート剤であれば特に限定されず、前記のキレート剤が使用できる。水溶性キレート剤の金属除去性能は温度に非常に敏感であるため、該金属除去工程は40℃〜60℃で行うことが好ましく、50℃程度で行うことがより好ましい。
必要に応じて、洗浄工程において、冷却工程で得られたトナー粒子の洗浄及びろ過を繰り返すことにより、トナー粒子中の不純物を除去することができる。具体的には、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びそのNa塩などのキレート剤を含有した水溶液を用いてトナー粒子を洗浄し、さらに純水で洗浄することが好ましい。純水での洗浄及びろ過を複数回繰り返すことにより、トナー粒子中の金属塩や界面活性剤などを除くことができる。ろ過の回数は、製造効率の点から3〜20回が好ましく、3〜10回がより好ましい。
乾燥工程においては、必要に応じて、上記工程で得られたトナー粒子の乾燥を行う。
外添工程においては、必要に応じて、乾燥工程で得られたトナー粒子に無機微粒子が外添処理される。具体的には、シリカなどの無機微粒子や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂微粒子を、乾燥状態で剪断力を印加して添加することが好ましい。
<トナー粒子中の金属の含有量の測定方法>
トナー粒子中の金属の含有量は、多元素同時型ICP発光分光分析装置Vista−PRO(日立ハイテクサイエンス社製)を用いて測定する。
試料:50mg
溶媒:硝酸6mL
上記を秤量し、マイクロ波試料前処理装置ETHOS UP(マイルストーンゼネラル社製)を用いて分解処理を行う。
温度:20℃から230℃まで昇温し、230℃で30min保持
分解液を濾紙(5C)に通した後、50mLメスフラスコに移し、超純水で50mLに定容する。メスフラスコ中の水溶液を、多元素同時型ICP発光分光分析装置Vista−PROで下記の条件で測定することにより、トナー粒子中の多価金属元素(Mg、Ca、Al、及びZnなど)、及び一価金属元素(Na、Li、及びK)の含有量を定量することができる。含有量の定量は、定量する元素の標準試料を用いて検量線を作成し、その検量線をもとに算出する。
条件:RFパワー 1.20kW、
Arガス:プラズマフロー 15.0L/分、
補助フロー:1.50L/分、
MFC:1.50L/分、
ネブイザーフロー:0.90L/分、
送液ポンプ速度:15rpm、
測定繰り返し:3回、
測定時間:1.0s
Mg、Ca、Al、及びZnからなる群より選択される少なくとも1種の金属を含む無機微粒子が外添されているトナーが有するトナー粒子中の金属の含有量を測定する場合、極性部との架橋を形成する金属以外に、無機微粒子由来の金属の含有量を算出することを防ぐために、無機微粒子をトナーから分離した後に測定を行う。
(トナーからの各材料の分離方法)
トナーに含まれる各材料の溶剤への溶解度の差を利用して、トナーから各材料を分離することができる。
第一分離:23℃のメチルエチルケトン(MEK)にトナーを溶解させ、可溶分(重合体A以外の非晶性樹脂)と不溶分(重合体A、離型剤、着色剤、無機微粒子など)を分離する。
第二分離:100℃のMEKに、第一分離で得られた不溶分(重合体A、離型剤、着色剤、無機微粒子など)を溶解させ、可溶分(重合体A、離型剤)と不溶分(着色剤、無機微粒子など)を分離する。
第三分離:23℃のクロロホルムに、第二分離で得られた可溶分(重合体A、離型剤)を溶解させ、可溶分(重合体A)と不溶分(離型剤)を分離する。
トナー粒子断面中の金属のドメイン径、及び、トナー粒子断面における多価金属の濃度分布は、走査型電子顕微鏡S−4800(日立ハイテクサイエンス社製)、及び、エネルギー分散型X線解析装置EDAX204Bを用いて、金属のマッピング測定をすることにより測定する。なお、観察するトナー粒子断面は以下のように選択する。まずトナー粒子断面画像から、トナー粒子の断面積を求め、その断面積と等しい面積を持つ円の直径(円相当径)を求める。この円相当径とトナーの重量平均粒径(D4)との差の絶対値が1.0μm以内のトナー粒子断面画像についてのみ観察する。
加速電圧:20kV
倍率:10000倍
マッピングドットが連続している部分中、最も遠い二点間距離を測定し、ドメイン径とする。また、トナー粒子表面からトナー粒子重心部に向かうトナー粒子深さ方向において、トナー粒子の表面から0.4μmの深さまでまでの領域における樹脂成分に対する金属濃度と、トナー粒子の表面から0.4μmよりも深い領域における樹脂成分に対する金属濃度を算出することで、多価金属の濃度分布を判断することができる。トナー粒子100個について、トナー粒子の表面から0.4μmの深さまでの領域、及び、トナー粒子の表面から0.4μmよりも深い領域における各金属濃度を算出し、トナー粒子100個の平均値を各金属濃度とした。
具体的な方法としては、得られた撮影像を二値化して、画像処理ソフトImage−Pro Plus5.1J(MediaCybernetics社製)を用いて算出した。
まず、トナー粒子群の部分を抽出し、抽出されたトナー粒子1個のサイズをカウントした。具体的には、まず、解析するトナー粒子群を抽出するため、トナー粒子群と背景部分を分離する。次いで、Image−Pro Plus5.1Jの「測定」−「カウント/サイズ」を選択する。「カウント/サイズ」の「輝度レンジ選択」で、輝度レンジを50〜255の範囲に設定して、背景として写りこんでいる輝度の低いカーボンテープ部分を除外し、トナー粒子群の抽出を行った。抽出を行う際、「カウント/サイズ」の抽出オプ
ションで、4連結を選択し、平滑度を5に設定し、「穴埋める」にチェックを入れた。かかる操作により、画像の全ての境界(外周)上に位置するトナー粒子や他のトナー粒子と重なっているトナー粒子については、計算から除外するものとした。次に「カウント/サイズ」の測定項目で、「面積とフェレ径(平均)」を選択し、面積の選別レンジを最小100pixel、最大10000pixelとして、画像解析するトナー粒子を抽出した。抽出されたトナー粒子群からトナー粒子1個を選択し、そのトナー粒子の表面から0.4μmの深さまでの領域に由来する部分の大きさ(pixel数)jsを求めた。同様に、表面から0.4μmよりも深い領域に由来する部分の大きさ(pixel数)jiを求めた。
次に、各領域におけるマッピングドットが連続している部分の大きさ(pixel数)msとmiを求めた。ms及びmiは、点在するマッピングドットの総面積である。得られたjs及びmsより下記式を用いて、トナー粒子の表面から0.4μmの深さまでの領域における金属濃度s1を得た。
s1=(ms/js)×100
同様に、トナー粒子の表面から0.4μmよりも深い領域における金属濃度s2を得た。
s2=(mi/ji)×100
次いで、抽出されたトナー粒子群の各トナー粒子に対して、選択されるトナー粒子の数が100となるまで同様の処理を行った。一視野中のトナー粒子の数が100に満たない場合には、別視野のトナー粒子投影像について同様の操作を繰り返した。
重合体A中の各種重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合の測定は、1H−NMRにより以下の条件にて行う。
測定装置 :FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :64回
測定温度 :30℃
試料 :測定試料50mgを内径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒として重クロロホルム(CDCl3)を添加し、これを40℃の恒温槽内で溶解させて調製する。
得られた1H−NMRチャートより、第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S1を算出する。
同様に、第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S2を算出する。
さらに、第三の重合性単量体を使用している場合は、第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークから、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S3を算出する。
第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合は、上記積分値S1、S2及びS3を用いて、以下のようにして求める。なお、n1、n2、n3はそれぞれの部位について着眼したピークが帰属される構成要素における水素の数である。
第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
同様に、第二の重合性単量体、第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合は以下のように求める。
第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S2/n2)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S3/n3)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
なお、重合体Aにおいて、ビニル基以外の構成要素に水素原子が含まれない重合性単量体が使用されている場合は、13C−NMRを用いて測定原子核を13Cとし、シングルパルスモードにて測定を行い、1H−NMRにて同様にして算出する。
また、トナーが懸濁重合法によって製造される場合、離型剤やその他の樹脂のピークが重なり、独立したピークが観測されないことがある。それにより、重合体A中の各種重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合が算出できない場合が生じる。その場合、離型剤やその他の樹脂を使用しないで同様の懸濁重合を行うことで、重合体A’を製造し、重合体A’を重合体Aとみなして分析することができる。
重合性単量体のSP値及び重合性単量体に由来するユニットのSP値は、Fedorsによって提案された算出方法に従い、以下のようにして求める。
それぞれの重合性単量体又は離型剤について、分子構造中の原子又は原子団に対して、「polym.Eng.Sci.,14(2),147−154(1974)」に記載の表から蒸発エネルギー(Δei)(cal/mol)及びモル体積(Δvi)(cm3/mol)を求め、(4.184×ΣΔei/ΣΔvi)0.5をSP値(J/cm3)0.5とする。
なお、SP11、SP21は、該重合性単量体の二重結合が重合によって開裂した状態の分子構造の原子又は原子団に対して、上記と同様の算出方法によって算出する。
SP13は、該重合体Aを構成する重合性単量体に由来するモノマーユニットの蒸発エネルギー(Δei)及びモル体積(Δvi)をモノマーユニット毎に求め、各モノマーユニットの該重合体Aにおけるモル比(j)との積をそれぞれ算出し、各モノマーユニットの蒸発エネルギーの総和をモル体積の総和で割ることによって求め、下記式により算出する。
SP3={4.184×(Σj×ΣΔei)/(Σj×ΣΔvi)}0.5
重合体A及び重合体A以外の樹脂のTHF可溶分の分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、トナーをテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マイショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10mL
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
重合体A以外の非晶性樹脂の軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行う。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。
なお、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。
測定試料は、約1.0gの樹脂を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、NT−100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。
測定における具体的な操作は、装置に付属のマニュアルに従って行う。
CFT−500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、試料3mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用いて、以下の条件で測定する。
昇温速度 :10℃/min
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
なお、測定においては、一度180℃まで昇温させて10分間保持し、続いて10℃/minの降温速度で30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度30℃〜100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、ガラス転移温度(Tg)とする。
温度を重合体の融点の融解ピーク温度(Tp)とする。
上記の方法と同様に、溶剤への溶解度の差を利用して、トナーから重合体A及び結着樹脂を分離してから、DSC測定を行う。
酸価とは、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸などの酸成分を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。測定方法は、JIS−K0070−1992に準じ以下のように測定する。
(1)試薬
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に溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、エチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとする。炭酸ガスなどに触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸25mLを三角フラスコに取り、該フェノールフタレイン溶液を数滴加え、該水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した該水酸化カリウム溶液の量から求める。該0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作製されたものを用いる。
(2)操作
(A)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、指示薬として該フェノールフタレイン溶液を数滴加え、該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秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C−B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料の質量(g)である。
トナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズ
レベルの測定」ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm〜60μmに設定する。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに電解水溶液約30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。
(4)上記(2)のビーカーを上記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)上記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー粒子10mgを少量ずつ上記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃〜40℃となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した上記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナー粒子を分散した上記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512画素の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積Sや周囲長L等が計測される。
次に、上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度Cは、円相当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は1.000になり、粒子像外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。各粒子の円形度を算出後、円形度0.200以上1.000以下の範囲を800分割し、得られた円形度の相加平均値を算出し、その値を平均円形度とする。
まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2mL加える。
さらに測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃〜40℃となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に該コンタミノンNを約2mL添加する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した該フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用する。該手順に従い調製した分散液を該フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。
そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.98μm〜39.96μmとし、トナーの平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
重合体微粒子、重合体A以外の非晶性樹脂微粒子、脂肪族炭化水素化合物微粒子、及び、着色剤微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いる。具体的には、以下の手順に従って測定する。
測定試料の凝集を防ぐため、ファミリーフレッシュ(花王株式会社製)を含む水溶液中に、測定試料が分散した分散液を投入して撹拌する。撹拌後、測定試料を上記装置に注入し、2回測定を行ってその平均値を求める。
測定条件としては、測定時間を30秒とし、試料粒子屈折率を1.49とし、分散媒を水とし、分散媒屈折率を1.33とする。
測定試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒子径側からの累積体積が50%になる粒子径を、各微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)とする。
<トナーの複素粘度の測定方法>
測定装置としては、回転平板型レオメーター「ARES」(TA INSTRUMENTS社製)を用いる。
測定試料としては、25℃の環境下で、錠剤成型器を用いて、トナーを直径25mm、厚さ2.0±0.3mmの円板状に加圧成型した試料を用いる。
該試料をパラレルプレートに装着し、室温(25℃)から110℃に15分間で昇温して、試料の形を整えた後、粘弾性の測定開始温度まで冷却し、測定を開始し、複素粘度を測定する。この際、初期のノーマルフォースが0になるように該測定試料をセットする。
また、以下に述べるように、その後の測定においては、自動テンション調整(Auto Tension Adjustment ON)にすることで、ノーマルフォースの影響をキャンセルできる。
測定は、以下の条件で行う。
(1)直径25mmのパラレルプレートを用いる。
(2)周波数(Frequency)は6.28rad/sec(1.0Hz)とする。
(3)印加歪初期値(Strain)を1.0%に設定する。
(4)40℃〜100℃の間を、昇温速度(Ramp Rate)2.0℃/minで測定を行う。尚、測定においては、以下の自動調整モードの設定条件で行う。自動歪み調整モード(Auto Strain)で測定を行う。
(5)最大歪(Max Applied Strain)を40.0%に設定する。
(6)最大トルク(Max Allowed Torque)150.0g・cmとし、最低トルク(Min Allowed Torque)0.2g・cmと設定する。
(7)歪み調整(Strain Adjustment)を20.0% of Current Strainと設定する。測定においては、自動テンション調整モード(Auto Tension)を採用する。
(8)自動テンションディレクション(Auto Tension Direction)をコンプレッション(Compression)と設定する。
(9)初期スタティックフォース(Initial Static Force)を10.0g、自動テンションセンシティビティ(Auto Tension Sensitivity)を40.0gと設定する。
(10)自動テンション(Auto Tension)の作動条件は、サンプルモデュラス(Sample Modulus)が1.0×103Pa以上である。
・溶媒:トルエン 100.0部・単量体組成物 100.0部(単量体組成物は以下のアクリル酸ベヘニル・メタクリロニトリル・スチレンを以下に示す割合で混合したものとする)
・アクリル酸ベヘニル(第一の重合性単量体) 67.0部(28.9モル%)・メタクリロニトリル(第二の重合性単量体) 22.0部(53.8モル%)・スチレン(第三の重合性単量体) 11.0部(17.3モル%)・重合開始剤 t−ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)0.5部
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して12時間重合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。続いて、上記溶解液を25℃まで降温した後、1000.0部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分をろ別し、さらにメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して重合体A1を得た。重合体A1の重量平均分子量は68400、融点は62℃、酸価は0.0mgKOH/gであった。
上記重合体A1をNMRで分析したところ、アクリル酸ベヘニル由来のモノマーユニットが28.9モル%、メタクリロニトリル由来のモノマーユニットが53.8モル%、スチレン由来のモノマーユニットが17.3モル%含まれていた。重合性単量体及び重合性単量体由来のユニットのSP値を上記の方法により算出した。
メタノール50.0部を反応容器に仕込んだ。その後、撹拌下、40℃にてカレンズMOI[2−イソシアナトエチルメタクリレート](昭和電工株式会社)5.0部を滴下した。滴下終了後、40℃を維持しながら2時間撹拌を行った。その後、エバポレーターにて未反応のメタノールを除去することで、ウレタン基を有する単量体を調製した。
ジブチルアミン50.0部を反応容器に仕込んだ。その後、撹拌下、室温にてカレンズMOI[2−イソシアナトエチルメタクリレート]5.0部を滴下した。滴下終了後、2時間撹拌を行った。その後、エバポレーターにて未反応のジブチルアミンを除去することで、ウレア基を有する単量体を調製した。
重合体A1の製造例において、それぞれの重合性単量体及び部数を表1となるように変更した以外は同様にして反応を行い、重合体A2〜30を得た。重合体A1〜A30の物性を表2〜4に示す。
BEA:ベヘニルアクリレート
BMA:ベヘニルメタクリレート
SA:ステアリルアクリレート
MYA:ミリシルアクリレート
OA:オクタコサアクリレート
HA:ヘキサデシルアクリレート
MN:メタクリロニトリル
AN:アクリロニトリル
HPMA:メタクリル酸2‐ヒドロキシプロピル
AM:アクリルアミド
UT:ウレタン基を有する単量体
UR:ウレア基を有する単量体
AA:アクリル酸
VA:酢酸ビニル
MA:アクリル酸メチル
St:スチレン
MM:メタクリル酸メチル
・溶媒:キシレン 100.0部・スチレン 95.0部・n−ブチルアクリレート 5.0部・重合開始剤 t−ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)0.5部
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、185℃に加熱して10時間重合反応を行った。続いて、溶媒を除去し、40℃で24時間真空乾燥して、重合体A以外の非晶性樹脂1を得た。重合体A以外の非晶性樹脂1の重量平均分子量は3500、軟化点は96℃、ガラス転移温度Tgは58℃、酸価は0.0mgKOH/gであった。
・トルエン(和光純薬製) 300部
・重合体A1 100部
上記材料を秤量・混合し、90℃で溶解させた。
別途、イオン交換水700部にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5.0部、ラウリン酸ナトリウム10.0部を加え90℃で加熱溶解させた。
次いで該トルエン溶液と該水溶液を混ぜ合わせ、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで撹拌した。さらに、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)用いて200MPaの圧力で乳化した。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い重合体微粒子1の濃度が20質量%の水系分散液(重合体微粒子1分散液)を得た。
重合体微粒子1の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.40μmであった。
重合体微粒子1分散液の製造例において、それぞれの重合体Aを表5の通りとなるように変更した以外は同様にして乳化を行い、重合体微粒子2〜30分散液を得た。重合体微粒子1〜30分散液の物性を表5に示す。
・テトラヒドロフラン(和光純薬製) 300部
・重合体A以外の非晶性樹脂1 100部
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 0.5部
上記材料を秤量・混合し、溶解させた。
次いで、1mol/Lのアンモニア水を20.0部加え、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて4000rpmで撹拌した。さらに、イオン交換水700部を8g/minの速度で添加し、重合体A以外の非晶性樹脂微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、テトラヒドロフランを除去し、イオン交換水で濃度
調整を行い、重合体A以外の非晶性樹脂微粒子1の濃度が20質量%の水系分散液(非晶性樹脂微粒子1分散液)を得た。
重合体A以外の非晶性樹脂微粒子1の体積分布基準の50%粒径(D50)は、0.13μmであった。
・脂肪族炭化水素化合物HNP−51(日本精蝋製) 100部
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 5部
・イオン交換水 395部
上記材料を秤量し、撹拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック製)へ循環させて分散処理を60分間行った。分散処理の条件は、以下のようにした。
・ローター外径:3cm
・クリアランス:0.3mm
・ローター回転数:19000r/min
・スクリーン回転数:19000r/min
分散処理後、ローター回転数1000r/min、スクリーン回転数0r/min、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、離型剤(脂肪族炭化水素化合物)微粒子の濃度が20質量%の水系分散液(離型剤(脂肪族炭化水素化合物)微粒子分散液)を得た。
離型剤(脂肪族炭化水素化合物)微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.15μmであった。
・着色剤 50.0部
(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 7.5部
・イオン交換水 442.5部
上記材料を秤量・混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子の濃度が10質量%の水系分散液(着色剤微粒子分散液)を得た。
着色剤微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.20μmであった。
・重合体微粒子1分散液 500部
・離型剤(脂肪族炭化水素化合物微粒子分散液) 50部
・着色剤微粒子分散液 80部
・イオン交換水 160部
前記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入し、混合した後、10%硫酸マグネシウム水溶液10部を添加した。続いて、ホモジナイザー ウルトラタラックスT50(IKA社製)を用いて5000r/minで10分間分散した。その後、加熱用ウォーターバス中で撹拌翼を用いて、混合液が撹拌されるような回転数を適宜調節しながら58℃まで加熱した。
形成された凝集粒子の体積平均粒径を、コールターマルチサイザーIIIを用い、適宜確認し、体積平均粒径が約6.00μmである凝集粒子が形成されたところで、エチレンジアミンテトラ4酢酸ナトリウム100部を追加した後、撹拌を継続しながら、75℃まで加熱した。そして、75℃で1時間保持することで凝集粒子を融合させた。
その後、50℃まで冷却し、3時間保持することで重合体の結晶化を促進させた。
その後、凝集剤由来の多価の金属イオンの除去工程として、50℃に保持しながら、5%エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム水溶液で洗浄した。
その後、25℃まで冷却し、ろ過・固液分離した後、イオン交換水で洗浄を行った。洗浄終了後に真空乾燥機を用いて乾燥することで、重量平均粒径(D4)が約6.07μmのトナー粒子1を得た。
・トナー粒子1 100部
・平均粒径130nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した大粒径シリカ微粒子3g・平均粒径20nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した小粒径シリカ微粒子 1g
上記の各材料をヘンシェルミキサーFM−10C型(三井三池化工機製)で回転数30s−1、回転時間10minで混合して、トナー1を得た。トナー1の構成材料を表6に示す。
トナー1の重量平均粒径(D4)は6.1μm、平均円形度は0.975であった。トナー1の物性を表7に示す。
Mg:硫酸マグネシウム
Ca:硝酸カルシウム
Zn:塩化亜鉛
Al:硫酸アルミニウム
Na:エチレンジアミンテトラ酢酸ナトリウム
Li:クエン酸リチウム
K:クエン酸カリウム
トナー1の製造例において、重合体微粒子1分散液の種類及び添加量、重合体A以外の非晶性樹脂微粒子1の添加量、凝集剤の種類及び添加量、除去剤の種類、及び、除去剤の添加温度を上記表6の通りとなるように変更した以外はトナー1の製造例と同様の操作を行い、トナー2〜32、34〜44を得た。物性を表7に示す。
・重合体A1 100.0部
・脂肪族炭化水素化合物HNP−51(日本精蝋製) 10.0部
・着色剤 8.0部
(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.03部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s−1、回転時間5minで混合した後、温度を130℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて溶融混練した。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。
得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。
さらに、ファカルティF−300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、重量平均粒径(D4)が約6.07μmのトナー粒子33を得た。運転条件は、分級ローター回転数を130s−1、分散ローター回転数を120s−1とした。
・トナー粒子33 100g・平均粒径130nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した大粒径シリカ微粒子3g・平均粒径20nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した小粒径シリカ微粒子 1g
上記の各材料をヘンシェルミキサーFM−10C型(三井三池化工機製)で回転数30s−1、回転時間10minで混合して、トナー33を得た。トナー33の重量平均粒径(D4)は6.1μm、平均円形度は0.975であった。トナー33の物性を表7に示す。
・個数平均粒径0.30μm、(1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ65Am2/kg)のマグネタイト1
・個数平均粒径0.50μm、(1000/4π(kA/m)の磁界下における磁化の強さ65Am2/kg)のマグネタイト2
上記の材料それぞれ100部に対し、4.0部のシラン化合物(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内にて100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を処理した。
・フェノール:10質量%
・ホルムアルデヒド溶液:6質量%
(ホルムアルデヒド40質量%、メタノール10質量%、水50質量%)
・上記シラン化合物で処理したマグネタイト1 :58質量%
・上記シラン化合物で処理したマグネタイト2 :26質量%
上記材料100部と、28質量%アンモニア水溶液5部、及び水20部をフラスコに入れ、撹拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温し、3時間保持して重合反応させて、生成するフェノール樹脂を硬化させた。
その後、硬化したフェノール樹脂を30℃まで冷却し、さらに水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)
、60℃の温度で乾燥して、磁性体分散型の球状の磁性キャリア1を得た。体積基準の50%粒径(D50)は、34.21μmであった。
92.0部の磁性キャリア1と8.0部のトナー1をV型混合機(V−20、セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤1を得た。
二成分系現像剤1の製造例において、表8のように変更する以外は同様の操作を行い、二成分系現像剤2〜44を得た。
上記二成分系現像剤1を用いて、評価を行った。
画像形成装置として、キヤノン製デジタル商業印刷用プリンターimageRUNNER ADVANCE C5560改造機を用い、シアン位置の現像器に二成分系現像剤1を入れた。装置の改造点としては、定着温度、プロセススピード、現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及び、レーザーパワーを自由に設定できるように変更した。画像出力評価は、所望の画像比率のFFh画像(ベタ画像)を出力し、紙上におけるFFh画像上のトナーの載り量が所望になるようにVDC、VD、及びレーザーパワーを調整して、後述の評価を行った。
FFhとは、256階調を16進数で表示した値であり、00hが256階調の1階調目(白地部)であり、FFhが256階調の256階調目(ベタ部)である。
以下の評価方法に基づいて評価し、その結果を表9に示す。
紙:CS−680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2(FFh画像)
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の全面に画像比率5%の罫線チャート
試験環境:高温高湿環境(温度30℃/湿度80%RH(以下H/H))
プロセススピード:377mm/sec
上記評価画像を100,000枚出力し、現像性を評価した。現像スジが発生した場合は、紙上に縦スジ状の汚れが発生する。その状態の目視評価を現像性の評価指標とした。評価がA〜Dであれば、本発明の効果が得られているものと判断した。
A:紙上の縦スジなし
B:紙上の縦スジが1〜2箇所発生
C:紙上の縦スジが3〜4箇所発生
D:紙上の縦スジが5〜6箇所発生
E:紙上の縦スジが7箇所以上発生
紙:GFC−081(81.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.50mg/cm2
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の中心に2cm×5cmの画像を配置
試験環境:低温低湿環境:温度15℃/湿度10%RH(以下「L/L」)
定着温度:150℃
プロセススピード:377mm/sec
上記評価画像を出力し、低温定着性を評価した。画像濃度低下率の値を低温定着性の評価指標とした。
画像濃度低下率は、X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を用い、先ず、中心部の画像濃度を測定する。次に、画像濃度を測定した部分に対し、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけてシルボン紙により定着画像を摩擦(5往復)し、画像濃度を再度測定する。
そして、下記式を用いて摩擦前後での画像濃度の低下率を算出した。得られた画像濃度の低下率を下記の評価基準に従って評価した。評価がA〜Dであれば、本発明の効果が得
られているものと判断した。
画像濃度の低下率=(摩擦前の画像濃度−摩擦後の画像濃度)/摩擦前の画像濃度×100
(評価基準)
A:画像濃度の低下率3%未満
B:画像濃度の低下率3%以上、5%未満
C:画像濃度の低下率5%以上、8%未満
D:画像濃度の低下率8%以上、13%未満
E:画像濃度の低下率13%以上
紙:GFC−081(81.0g/m2)(キヤノンマーケティングジャパン株式会社)紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の中心に2cm×5cmの画像を配置
定着試験環境:高温高湿環境:温度30℃/湿度80%RH(以下「H/H」)
プロセススピード:377mm/sec
静電潜像担持体上のトナーを金属円筒管と円筒フィルターを用いて吸引捕集することにより、トナーの摩擦帯電量を算出した。具体的には、静電潜像担持体上のトナーの摩擦帯電量は、ファラデー・ケージ(Faraday−Cage)によって測定した。
ファラデー・ケージとは、同軸の2重筒のことで内筒と外筒は絶縁されている。この内筒の中に電荷量Qの帯電体を入れたとすると、静電誘導によりあたかも電荷量Qの金属円筒が存在するのと同様になる。この誘起された電荷量をエレクトロメーター(ケスレー6517A ケスレー社製)で測定し、内筒中のトナー質量M(kg)で電荷量Q(mC)を割ったもの(Q/M)をトナーの摩擦帯電量とした。
トナーの摩擦帯電量(mC/kg)=Q/M
先ず、静電潜像担持体上に上記評価画像を形成し、中間転写体に転写される前に、静電潜像担持体の回転を止め、静電潜像担持体上のトナーを、金属円筒管と円筒フィルターにより吸引捕集し、[初期のQ/M]を測定した。
引き続き、H/H環境において評価機内に現像器を入れたまま2週間放置させた後、放置前と同様の操作を行い、放置後の静電潜像担持体上の単位質量当たりの電荷量Q/M(mC/kg)を測定した。上記の初期の静電潜像担持体上の単位質量当たりのQ/Mを100%とし、放置後の静電潜像担持体上の単位質量当たりのQ/Mの維持率([放置後のQ/M]/[初期のQ/M]×100)を算出して以下の基準で判断した。評価がA〜Dであれば、本発明の効果が得られていると判断した。
(評価基準)
A:維持率が95%以上
B:維持率が90%以上95%未満
C:維持率が85%以上90%未満
D:維持率が80%以上85%未満
E:維持率が80%未満
二成分系現像剤2〜44を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表9に示す。
Claims (19)
- 結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂が、
第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び、
該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニット
を有する重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)及び(2)を満足し、
該重合体Aが多価金属を含有し、
該多価金属が、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該トナー粒子中の該多価金属の含有割合が、質量基準で25ppm〜500ppmであることを特徴とするトナー。
3.00≦(SP21−SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2) - 前記重合体A中の前記第二のモノマーユニットの含有割合が、前記重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、40.0モル%〜95.0モル%である請求項1に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記多価金属の含有割合と、前記重合体A中の前記第二のモノマーユニットの含有割合が、下記式(3)を満たす請求項1又は2に記載のトナー。
(トナー粒子中の前記多価金属の含有割合)/(重合体A中の第二のモノマーユニットの含有割合)≧0.5(ppm/モル%) ・・・(3) - 結着樹脂を含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂が、
第一の重合性単量体、及び、
第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体
を含有する組成物の重合体である重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(4)及び(5)を満足し、
該重合体Aが多価金属を含有し、
該多価金属が、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つ
であり、
該トナー粒子中の該多価金属の含有割合が、質量基準で25ppm〜500ppmであることを特徴とするトナー。
0.60≦(SP22−SP12)≦15.00 ・・・(4)
18.30≦SP22 ・・・(5) - 前記組成物中の前記第二の重合性単量体の含有割合が、前記組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、40.0モル%〜95.0モル%である請求項4に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記多価金属の含有割合と、前記組成物中の前記第二の重合性単量体の含有割合が、下記式(6)を満たす請求項4又は5に記載のトナー。
(トナー粒子中の前記多価金属の含有割合)/(組成物中の第二の重合性単量体の含有割合)≧0.5(ppm/モル%) ・・・(6) - 前記第一の重合性単量体が、炭素数18〜36の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである請求項1〜6のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記第二の重合性単量体が、下記式(A)及び(B)からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項1〜7のいずれか一項に記載のトナー。
(式(A)中、Xは単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基を示し、
R1は、ニトリル基(−C≡N)、
アミド基(−C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1〜4のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
−COOR11(R11は炭素数1〜6のアルキル基若しくは炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基)、
ウレタン基(−NHCOOR12(R12は炭素数1〜4のアルキル基))、
ウレア基(−NH−C(=O)−N(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6のアルキル基))、
−COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1〜4のアルキル基)、又は
−COO(CH2)2−NH−C(=O)−N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6のアルキル基)
を示し、R3は、水素原子又はメチル基を示す。)
(式(B)中、R2は、炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は、式(A)におけるR3と同義である。) - 前記結着樹脂中の前記重合体Aの含有量が、50.0質量%以上である請求項1〜8のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記重合体Aが一価金属を含有し、
該一価金属が、Na、Li、及びKからなる群より選択される少なくとも一つである請求項1〜9のいずれか一項に記載のトナー。 - 前記一価金属の含有量が、前記多価金属の含有量と前記一価金属の含有量の合計を基準として、50質量%〜90質量%である請求項10に記載のトナー。
- 前記トナー粒子の断面における、前記多価金属、及び、前記一価金属の少なくとも一方のドメイン径が、10nm〜50nmである請求項10または11に記載のトナー。
- 65℃における複素弾性率が1.0×107Pa〜5.0×107Paであり、
85℃における複素弾性率が1.0×105Pa以下である請求項1〜12のいずれか一項に記載のトナー。 - 前記トナー粒子の断面における前記多価金属の濃度分布において、トナー粒子の表面から0.4μmの深さまでの領域における多価金属濃度が、トナー粒子の表面から0.4μmよりも深い領域における多価金属濃度より低い請求項1〜13のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記重合体Aが、ビニル重合体である請求項1〜14のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記第二の重合性単量体が、下記式(A)及び(B)からなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項1〜15のいずれか一項に記載のトナー。
(式(A)中、Xは単結合又は炭素数1〜6のアルキレン基を示し、
R1は、ニトリル基(−C≡N)、
アミド基(−C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1〜4のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
−COOR11(R11は炭素数1〜6のアルキル基若しくは炭素数1〜6のヒドロキシアルキル基)、
ウレア基(−NH−C(=O)−N(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6のアルキル基))、
−COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1〜4のアルキル基)、又は
−COO(CH2)2−NH−C(=O)−N(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1〜6のアルキル基)
であり、R3は、水素原子又はメチル基である。
式(B)中、R2は、炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は、式(A)におけるR3と同義である。) - 前記重合体Aが、前記第一の重合性単量体、及び前記第二の重合性単量体とは異なる第三の重合性単量体に由来する第三のモノマーユニットを有し、
該第三の重合性単量体が、スチレン、メタクリル酸メチル及びアクリル酸メチルからなる群から選ばれる少なくとも一つである請求項1〜16のいずれか一項に記載のトナー。 - 結着樹脂を含有する樹脂微粒子分散液を調製する工程、
該樹脂微粒子分散液に凝集剤を添加して、凝集体粒子を形成する工程、及び
該凝集体粒子を加熱し融合して、トナー粒子を含む分散液を得る工程、
を含むトナーの製造方法であって、
該結着樹脂が、
第一の重合性単量体、及び、
第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体
を含有する組成物の重合体Aを含有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18〜36のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該組成物中の該第一の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、5.0モル%〜60.0モル%であり、
該組成物中の該第二の重合性単量体の含有割合が、該組成物中の全重合性単量体の総モル数を基準として、20.0モル%〜95.0モル%であり、
該第一の重合性単量体のSP値をSP12(J/cm3)0.5とし、該第二の重合性単量体のSP値をSP22(J/cm3)0.5としたとき、下記式(4)と(5)を満たし、
該凝集剤が多価金属を含有し、
該多価金属が、Mg、Ca、Al、及びZnからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該トナー粒子中の該多価金属の含有割合が、質量基準で25ppm〜500ppmであることを特徴とするトナーの製造方法。
0.60≦(SP22−SP12)≦15.00 ・・・(4)
18.30≦SP22 ・・・(5) - 金属イオンに対してキレート能を有するキレート化合物を、前記トナー粒子を含む分散液に添加する工程を有する請求項18に記載のトナーの製造方法。
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