JP2022069284A - トナー - Google Patents
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Abstract
【課題】定着性に優れ、長期使用時においても流動性に優れるトナー。【解決手段】トナー粒子を含有するトナーであって、トナー粒子が結着樹脂、樹脂A、ワックスおよび脂肪酸金属塩を含有し、樹脂Aが分子内に置換または無置換のシリル基を有し、置換のシリル基の置換基が炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一であるトナー。【選択図】なし
Description
本開示は、電子写真法などを利用した記録方法に用いられるトナーに関する。
近年、複写機やプリンターなどの画像形成装置は、使用目的及び使用環境の多様化が進むと共に、更なる高速化、長寿命化が要求されている。特に、プロセススピードの高速化や長寿命化に起因して、定着性や流動性に優れたトナーが要求されている。
特許文献1では、ワックス分散剤として縮重合系樹脂ユニット及び付加重合系樹脂ユニットを含むハイブリッド樹脂を、離型剤としてエステルワックスを使用することで、トナー中のワックスの分散効果が得られ、トナーの低温定着性及び耐熱保存性が向上することが開示されている。
特許文献2では、ビニルモノマーと、不飽和二重結合及びアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤を共重合したビニル系樹脂を結着樹脂として含有することで耐オフセット性を向上させている。
特許文献3では、外添剤と特定の脂肪酸金属塩をトナー母体に外添することでトナーの流動性を向上させている。
特許文献1では、ワックス分散剤として縮重合系樹脂ユニット及び付加重合系樹脂ユニットを含むハイブリッド樹脂を、離型剤としてエステルワックスを使用することで、トナー中のワックスの分散効果が得られ、トナーの低温定着性及び耐熱保存性が向上することが開示されている。
特許文献2では、ビニルモノマーと、不飽和二重結合及びアルコキシシリル基を有するシランカップリング剤を共重合したビニル系樹脂を結着樹脂として含有することで耐オフセット性を向上させている。
特許文献3では、外添剤と特定の脂肪酸金属塩をトナー母体に外添することでトナーの流動性を向上させている。
しかしながら、特許文献1に記載のトナーは、ワックス分散剤によりワックスと結着樹脂の相溶性が高くなったことにより、定着時のワックスの染み出しが抑制されるため、耐オフセット性が不十分であることがわかった。
また、特許文献2に記載のトナーは、長期使用時にワックスがトナー表面に染み出し、流動性が低下し、ベタ追従性に課題がある場合があることがわかった。
さらに、特許文献3に記載のトナーは、外添した脂肪酸金属塩は、長期使用時にトナー母体から脱離してしまい、流動性の維持に関して未だ改良の余地を有していることがわかった。
また、特許文献2に記載のトナーは、長期使用時にワックスがトナー表面に染み出し、流動性が低下し、ベタ追従性に課題がある場合があることがわかった。
さらに、特許文献3に記載のトナーは、外添した脂肪酸金属塩は、長期使用時にトナー母体から脱離してしまい、流動性の維持に関して未だ改良の余地を有していることがわかった。
本開示は、定着性に優れ、長期使用時においても流動性に優れるトナーを提供する。
本開示は、トナー粒子を含有するトナーであって、
該トナー粒子が、結着樹脂、樹脂A、ワックスおよび脂肪酸金属塩を含有し、
該樹脂Aが、分子内に置換または無置換のシリル基を有し、
該置換のシリル基の置換基が、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一である
ことを特徴とするトナーである。
該トナー粒子が、結着樹脂、樹脂A、ワックスおよび脂肪酸金属塩を含有し、
該樹脂Aが、分子内に置換または無置換のシリル基を有し、
該置換のシリル基の置換基が、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一である
ことを特徴とするトナーである。
本開示によれば、定着性に優れ、長期使用時においても流動性に優れるトナーを提供す
ることができる。
ることができる。
以下、実施態様を詳細に説明するが、本開示は以下の説明に限定されるわけではない。
本開示において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」や「XX~YY」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
本開示において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」や「XX~YY」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
本開示は、トナー粒子を含有するトナーであって、
該トナー粒子が、結着樹脂、樹脂A、ワックスおよび脂肪酸金属塩を含有し、
該樹脂Aが、分子内に置換または無置換のシリル基を有し、
該置換のシリル基の置換基が、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一である
ことを特徴とするトナーである。
該トナー粒子が、結着樹脂、樹脂A、ワックスおよび脂肪酸金属塩を含有し、
該樹脂Aが、分子内に置換または無置換のシリル基を有し、
該置換のシリル基の置換基が、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一である
ことを特徴とするトナーである。
本発明者らは、上記構成のトナーを採用することで、定着性に優れ、長期使用時においても流動性に優れるトナーを提供できることを見出した。
この理由について、本発明者らは以下のように推察している。
低温定着性に優れた従来のトナーは、長期使用時には現像機内で熱や衝撃などのストレスの影響でトナー表面の組成が変化し、トナー表面にワックス成分が染み出して流動性が低下する。一方、ワックスの染み出しを抑制するために、ワックス分散剤などを使用した場合、定着時のワックスの染み出しも抑制されるため耐オフセット性に課題があった。
本開示のトナーは、結着樹脂、樹脂A、脂肪酸金属塩およびワックスを含有するトナー粒子を含有し、該樹脂Aは分子内に置換または無置換のシリル基を有する。樹脂A中のシリル基のケイ素原子と脂肪酸金属塩の金属に隣接する酸素原子部位の相互作用、及び、樹脂A中のシリル基の置換基中の酸素原子部位と脂肪酸金属塩の金属部位の相互作用少なくとも一の相互作用が生じることにより、樹脂Aと脂肪酸金属塩は複合体を形成すると考えられる。また、脂肪酸金属塩とワックスはその構造が類似するため親和性が高く、樹脂Aと脂肪酸金属塩の複合体はトナー粒子中にワックスを均一に分散させて、ワックスを安定化していると考えられる。そのため長期使用時には、トナー表面へのワックスの染み出しが抑制され、流動性の低下を抑制すると考えている。
一方、樹脂Aと脂肪酸金属塩の相互作用は共有結合ではないため、定着時には熱によって分子の運動性が増し、該相互作用が切れる。そのため樹脂Aと脂肪酸金属塩の複合体により安定化されていたワックスは、トナー表面への染み出しが可能になるため、離型効果を発揮し耐オフセット性が発現すると考えている。
この理由について、本発明者らは以下のように推察している。
低温定着性に優れた従来のトナーは、長期使用時には現像機内で熱や衝撃などのストレスの影響でトナー表面の組成が変化し、トナー表面にワックス成分が染み出して流動性が低下する。一方、ワックスの染み出しを抑制するために、ワックス分散剤などを使用した場合、定着時のワックスの染み出しも抑制されるため耐オフセット性に課題があった。
本開示のトナーは、結着樹脂、樹脂A、脂肪酸金属塩およびワックスを含有するトナー粒子を含有し、該樹脂Aは分子内に置換または無置換のシリル基を有する。樹脂A中のシリル基のケイ素原子と脂肪酸金属塩の金属に隣接する酸素原子部位の相互作用、及び、樹脂A中のシリル基の置換基中の酸素原子部位と脂肪酸金属塩の金属部位の相互作用少なくとも一の相互作用が生じることにより、樹脂Aと脂肪酸金属塩は複合体を形成すると考えられる。また、脂肪酸金属塩とワックスはその構造が類似するため親和性が高く、樹脂Aと脂肪酸金属塩の複合体はトナー粒子中にワックスを均一に分散させて、ワックスを安定化していると考えられる。そのため長期使用時には、トナー表面へのワックスの染み出しが抑制され、流動性の低下を抑制すると考えている。
一方、樹脂Aと脂肪酸金属塩の相互作用は共有結合ではないため、定着時には熱によって分子の運動性が増し、該相互作用が切れる。そのため樹脂Aと脂肪酸金属塩の複合体により安定化されていたワックスは、トナー表面への染み出しが可能になるため、離型効果を発揮し耐オフセット性が発現すると考えている。
以下、本開示の構成要件について詳細に説明する。
<樹脂A>
トナー粒子は樹脂Aを含有する。樹脂Aは、(i)分子内に置換または無置換のシリル基を有し、(ii)該置換のシリル基の置換基は、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一である。
該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4である。
該アルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4であり、さらに好ましくは1~3であり、特に好ましくは1または2である。
該アリール基の炭素数は、好ましくは6~14であり、より好ましくは6~10である。
樹脂Aの例としては、上記(i)および(ii)を満足するものであれば限定されるものではないが、シランカップリング剤などを化学的に結合した樹脂、および、有機ケイ素化合物の重合体、並びにそれらのハイブリッド樹脂などが挙げられる。より具体的には、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂またはスチレンアクリル樹脂を、シランカップリング剤および/またはシリコーンオイルなどで変性した樹脂などが挙げられる。
<樹脂A>
トナー粒子は樹脂Aを含有する。樹脂Aは、(i)分子内に置換または無置換のシリル基を有し、(ii)該置換のシリル基の置換基は、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一である。
該アルキル基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4である。
該アルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4であり、さらに好ましくは1~3であり、特に好ましくは1または2である。
該アリール基の炭素数は、好ましくは6~14であり、より好ましくは6~10である。
樹脂Aの例としては、上記(i)および(ii)を満足するものであれば限定されるものではないが、シランカップリング剤などを化学的に結合した樹脂、および、有機ケイ素化合物の重合体、並びにそれらのハイブリッド樹脂などが挙げられる。より具体的には、ポリエステル樹脂、ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂またはスチレンアクリル樹脂を、シランカップリング剤および/またはシリコーンオイルなどで変性した樹脂などが挙げられる。
樹脂Aは、下記式(1)で表される構造を有することが好ましい。
該式(1)中、P1は高分子部位を表し、L1は単結合または二価の連結基を表し、R1~R3は各々独立して水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、炭素数6以上のアリール基またはヒドロキシ基を表し、mは正の整数を表し、mが2以上である場合の、複数のL1、複数のR1、複数のR2および複数のR3は、それぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
樹脂Aが上記式(1)で示される構造を有することで、脂肪酸金属塩との相互作用がより強くなり、長期使用時のワックスの染み出しの抑制効果がより高くなる。
樹脂Aが上記式(1)で示される構造を有することで、脂肪酸金属塩との相互作用がより強くなり、長期使用時のワックスの染み出しの抑制効果がより高くなる。
前記式(1)中のR1~R3のうち、少なくとも一つは炭素数1以上のアルコキシ基、またはヒドロキシ基を表すことが好ましい。より好ましくは、さらに前記式(1)中のR1~R3が、各々独立して炭素数1以上のアルコキシ基、またはヒドロキシ基を表す。炭素数1以上のアルコキシ基、またはヒドロキシ基が存在することで、脂肪酸金属塩の金属塩との相互作用がさらに強まるため、長期使用時のワックスの染み出しがさらに抑制されると考えられる。
上記置換基のうち、アルキル基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4である。また、アルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4であり、さらに好ましくは1~3であり、特に好ましくは1または2である。さらに、アリール基の炭素数は、好ましくは6~14であり、より好ましくは6~10である。この範囲であると脂肪酸金属塩との相互作用がより良好となる。
上記置換基のうち、アルキル基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4である。また、アルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~20であり、より好ましくは1~4であり、さらに好ましくは1~3であり、特に好ましくは1または2である。さらに、アリール基の炭素数は、好ましくは6~14であり、より好ましくは6~10である。この範囲であると脂肪酸金属塩との相互作用がより良好となる。
樹脂A中のケイ素原子の含有量は、0.02質量%~10.00質量%であることが好ましい。0.02質量%以上とすることで、脂肪酸金属塩との相互作用がより良好に起こる。また、10.00質量%以下とすることで樹脂Aが結着樹脂と相溶しやすくなるため、樹脂Aと脂肪酸金属塩の複合体がトナー粒子中にワックスをより均一に分散することができる。樹脂A中のケイ素原子の含有量は、より好ましくは0.10質量%~5.00質量%であり、さらに好ましくは0.15質量%~2.00質量%である。
樹脂A中のケイ素原子の含有量は、該樹脂Aの製造時に使用するケイ素化合物の量の調整により制御することができる。
樹脂A中のケイ素原子の含有量は、該樹脂Aの製造時に使用するケイ素化合物の量の調整により制御することができる。
また、トナー粒子中の樹脂Aの含有量は、0.05質量%~90.00質量%であることが好ましく、0.05質量%~10.00質量%であることがより好ましい。トナー中の樹脂Aの含有量が0.05質量%以上であるとトナー中にワックスがより好ましく分散し、90.00質量%以下であると低温定着性がより向上する。
前記式(1)中のR1~R3の一つ以上をヒドロキシ基とするためには、R1~R3の一つ以上がアルコキシ基である樹脂Aを加水分解し、アルコキシ基をヒドロキシ基に変換してもよい。
加水分解の方法は、どのような方法でも構わないが、例えば以下の手法がある。
前記式(1)中のR1~R3の一つ以上がアルコキシ基である樹脂Aを適当な溶媒(重合性単量体でも構わない)に溶解または懸濁し、酸やアルカリを用いてpHを酸性に調整し混合し、加水分解させる。
また、トナー粒子製造中に加水分解を起こさせても構わない。
加水分解の方法は、どのような方法でも構わないが、例えば以下の手法がある。
前記式(1)中のR1~R3の一つ以上がアルコキシ基である樹脂Aを適当な溶媒(重合性単量体でも構わない)に溶解または懸濁し、酸やアルカリを用いてpHを酸性に調整し混合し、加水分解させる。
また、トナー粒子製造中に加水分解を起こさせても構わない。
前記式(1)中のP1としては、特に限定されるものではないが、ポリエステル樹脂部位、ビニル樹脂部位、スチレンアクリル樹脂部位、ポリウレタン樹脂部位、ポリカーボネート樹脂部位、フェノール樹脂部位、ポリオレフィン樹脂部位などが挙げられる。
これらの中でも、結着樹脂への親和性の観点から、P1がポリエステル樹脂部位またはスチレンアクリル樹脂部位を含むことが好ましい。例えば、ポリエステル樹脂とスチレンアクリル樹脂とのハイブリッド樹脂部位であってもよい。
これらの中でも、結着樹脂への親和性の観点から、P1がポリエステル樹脂部位またはスチレンアクリル樹脂部位を含むことが好ましい。例えば、ポリエステル樹脂とスチレンアクリル樹脂とのハイブリッド樹脂部位であってもよい。
樹脂Aの重量平均分子量(Mw)は3000~100000であることが好ましく、より好ましくは3000~30000である。樹脂AのMwを3000以上とすることでワックスの染み出しをさらに抑制でき、100000以下とすることで結着樹脂との相溶性をさらに高め、ワックスをより良好に分散させることができる。
該樹脂AのMwは、含まれる樹脂の種類によって様々な制御方法が挙げられる。例えばポリエステル樹脂部位を含む場合は、そのモノマーであるジアルコールとジカルボン酸の仕込み比率の調整や、重合時間の調整などにより制御することができる。また、スチレンアクリル樹脂部位を含む場合は、そのモノマーであるビニルモノマーと重合開始剤の比率の調整や、反応温度の調整によって制御することができる。
該樹脂AのMwは、含まれる樹脂の種類によって様々な制御方法が挙げられる。例えばポリエステル樹脂部位を含む場合は、そのモノマーであるジアルコールとジカルボン酸の仕込み比率の調整や、重合時間の調整などにより制御することができる。また、スチレンアクリル樹脂部位を含む場合は、そのモノマーであるビニルモノマーと重合開始剤の比率の調整や、反応温度の調整によって制御することができる。
ポリエステル樹脂部位は、特に限定されないが、ジアルコールとジカルボン酸の縮合体であることが好ましい。例えば、下記式(6)で表される構造と、下記式(7)~(9)で表される構造からなる群より選択される少なくとも一の構造(複数選択可能)と、を有するポリエステル樹脂部位が好ましい。あるいは、下記式(10)で表される構造を有するポリエステル樹脂部位が挙げられる。
式(6)中、R9はアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基を表す。式(7)中、R10はアルキレン基、フェニレン基を表す。式(8)中、R18はエチレン基又はプロピレン基を表す。x、yはそれぞれ0以上の整数であり、且つx+yの平均値は2~10である。式(10)中、R11はアルキレン基またはアルケニレン基を表す。
上記式(6)中のR9における(好ましくは炭素数1~12の)アルキレン基としては、例えば以下のものが挙げられる。メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ネオペンチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,3-シクロペンチレン、1,3-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキシレン基。
上記式(6)中のR9における(好ましくは炭素数2~4の)アルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、2-ブテニレン基が挙げられる。
上記式(6)中のR9における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基としては、例えば、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,2-フェニレン基、2,6-ナフチレン基、2,7-ナフチレン基、4,4’-ビフェニレン基が挙げられる。
上記式(6)中のR9は、置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、例えば、メチル基、ハロゲン原子、カルボキシ基、トリフルオロメチル基及びそれらの組合せが挙げられる。
上記式(6)中のR9における(好ましくは炭素数2~4の)アルケニレン基としては、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、2-ブテニレン基が挙げられる。
上記式(6)中のR9における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基としては、例えば、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,2-フェニレン基、2,6-ナフチレン基、2,7-ナフチレン基、4,4’-ビフェニレン基が挙げられる。
上記式(6)中のR9は、置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、例えば、メチル基、ハロゲン原子、カルボキシ基、トリフルオロメチル基及びそれらの組合せが挙げられる。
上記式(7)中のR10における(好ましくは炭素数1~12の)アルキレン基としては、例えば以下のものが挙げられる。メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピ
レン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ネオペンチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,3-シクロペンチレン、1,3-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキシレン基。
上記式(7)中のR10におけるフェニレン基としては、例えば、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,2-フェニレン基が挙げられる。
上記式(7)中のR10は置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、例えば、メチル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子及びそれらの組合せが挙げられる。
レン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ネオペンチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,3-シクロペンチレン、1,3-シクロヘキシレン、1,4-シクロヘキシレン基。
上記式(7)中のR10におけるフェニレン基としては、例えば、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,2-フェニレン基が挙げられる。
上記式(7)中のR10は置換基により置換されていてもよい。この場合、置換基としては、例えば、メチル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子及びそれらの組合せが挙げられる。
上記式(10)中のR11における(好ましくは炭素数2~12の)アルキレン基としては、例えば以下のものが挙げられる。メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、ネオペンチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、1,4-シクロヘキシレン基。
上記式(10)中のR11における(好ましくは炭素数1~40の)アルケニレン基としては、例えば以下のものが挙げられる。ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ブタジエニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘキサジエニレン基、ヘプテニレン基、オクタニレン基、デセニレン基、オクタデセニレン基、エイコセニレン基、トリアコンテニレン基。これらのアルケニレン基は直鎖状、分岐状、及び環状のいずれの構造であってもよい。また、二重結合の位置はいずれの箇所でもよく、少なくとも一つ以上の二重結合を有していればよい。
上記式(10)中のR11は置換基により置換されていてもよい。この場合、置換しても良い置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子及びそれらの組合せが挙げられる。
上記式(10)中のR11における(好ましくは炭素数1~40の)アルケニレン基としては、例えば以下のものが挙げられる。ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ブタジエニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘキサジエニレン基、ヘプテニレン基、オクタニレン基、デセニレン基、オクタデセニレン基、エイコセニレン基、トリアコンテニレン基。これらのアルケニレン基は直鎖状、分岐状、及び環状のいずれの構造であってもよい。また、二重結合の位置はいずれの箇所でもよく、少なくとも一つ以上の二重結合を有していればよい。
上記式(10)中のR11は置換基により置換されていてもよい。この場合、置換しても良い置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子及びそれらの組合せが挙げられる。
スチレンアクリル樹脂部位は、特に限定されないが、スチレンアクリル樹脂のみからなっていてもよいし、スチレンアクリル樹脂と他の重合体とのブロック共重合体やグラフト共重合体、又はそれらの混合物であってもよい。
ここで、スチレンアクリル樹脂とは、アクリル酸系単量体及びメタクリル酸系単量体からなる群より選ばれる少なくとも一の単量体と、スチレン系単量体との共重合体を意味する。
スチレン系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。スチレン系単量体は一種類で用いることもできるが、これらの中から選ばれる二種以上を組み合わせて用いることもできる。
アクリル酸系単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレートのようなアクリル酸アルキルエステル類;ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートなどのアクリル酸ジエステル類;アクリル酸などが挙げられる。
メタクリル酸系単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレートのようなメタクリル酸アルキルエステル類;メタクリル酸などが挙げられる。
アクリル酸系単量体、及びメタクリル酸系単量体は一種類で用いることもできるが、これらの中から選ばれる二種以上を組み合わせて用いることもできる。
ここで、スチレンアクリル樹脂とは、アクリル酸系単量体及びメタクリル酸系単量体からなる群より選ばれる少なくとも一の単量体と、スチレン系単量体との共重合体を意味する。
スチレン系単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。スチレン系単量体は一種類で用いることもできるが、これらの中から選ばれる二種以上を組み合わせて用いることもできる。
アクリル酸系単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレートのようなアクリル酸アルキルエステル類;ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレートなどのアクリル酸ジエステル類;アクリル酸などが挙げられる。
メタクリル酸系単量体としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレートのようなメタクリル酸アルキルエステル類;メタクリル酸などが挙げられる。
アクリル酸系単量体、及びメタクリル酸系単量体は一種類で用いることもできるが、これらの中から選ばれる二種以上を組み合わせて用いることもできる。
スチレンアクリル樹脂部位は、スチレン-アクリル酸アルキルエステル共重合体およびスチレン-メタクリル酸アルキルエステル共重合体からなる群から選択される少なくとも一を含むことが好ましい。
スチレンアクリル樹脂を形成する全単量体中、スチレン系単量体の割合は、45質量%以上80質量%以下であることが好ましい。一方、アクリル酸系単量体及びメタクリル酸系単量体からなる群より選ばれる少なくとも一の単量体(例えば、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選択される少なくとも一)の割合は、20質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
スチレンアクリル樹脂を形成する全単量体中、スチレン系単量体の割合は、45質量%以上80質量%以下であることが好ましい。一方、アクリル酸系単量体及びメタクリル酸系単量体からなる群より選ばれる少なくとも一の単量体(例えば、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルからなる群から選択される少なくとも一)の割合は、20質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
前記式(1)中のL1が表し得る二価の連結基は、例えば下記式(2)~(5)で表されるような構造が挙げられるが、これらに特に限定されるものではない。
式(2)中のR5は、単結合、アルキレン基またはアリーレン基を表す。(*)は式(1)中のP1への結合部位を表し、(**)は前記式(1)中のケイ素原子への結合部位を表す。式(3)中のR6は、単結合、アルキレン基またはアリーレン基を表す。(*)は式(1)中のP1への結合部位を表し、(**)は前記式(1)中のケイ素原子への結合部位を表す。式(4)及び(5)中のR7及びR8は、各々独立して、アルキレン基、アリーレン基、オキシアルキレン基を表す。(*)は前記式(1)中のP1への結合部位を表し、(**)は式(1)中のケイ素原子への結合部位を表す。
前記式(2)で表される構造は、アミド結合を含有する二価の連結基である。
該連結基は、例えば、樹脂中のカルボキシ基とアミノシランとの反応によって形成することができる。
前記アミノシランとしては、特に限定されるものではないが、例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、N-6-(アミノヘキシル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメチルシラン、3-アミノプロピルシリコンなどが挙げられる。
R5における(好ましくは炭素数1~12の)アルキレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、-NH-基を含有するアルキレン基であってもよい。
R5における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、ヘテロ原子を含有するアリーレン基であってもよい。
該連結基は、例えば、樹脂中のカルボキシ基とアミノシランとの反応によって形成することができる。
前記アミノシランとしては、特に限定されるものではないが、例えば、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニルγ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、N-6-(アミノヘキシル)3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリメチルシラン、3-アミノプロピルシリコンなどが挙げられる。
R5における(好ましくは炭素数1~12の)アルキレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、-NH-基を含有するアルキレン基であってもよい。
R5における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、ヘテロ原子を含有するアリーレン基であってもよい。
前記式(3)で表される構造は、ウレタン結合を含有する二価の連結基である。
該連結基は、例えば、樹脂中のヒドロキシ基とイソシアネートシランとの反応によって形成することができる。
前記イソシアネートシランとしては、特に限定されるものではないが、例えば3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルジメチルメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルジメチルエトキシシランなどが挙げられる。
R6における(好ましくは炭素数1~12の)アルキレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、-NH-基を含有するアルキレン基であってもよい。
R6における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、ヘテロ原子を含有するアリーレン基であってもよい。
該連結基は、例えば、樹脂中のヒドロキシ基とイソシアネートシランとの反応によって形成することができる。
前記イソシアネートシランとしては、特に限定されるものではないが、例えば3-イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルジメチルメトキシシラン、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、3-イソシアネートプロピルジメチルエトキシシランなどが挙げられる。
R6における(好ましくは炭素数1~12の)アルキレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、-NH-基を含有するアルキレン基であってもよい。
R6における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、ヘテロ原子を含有するアリーレン基であってもよい。
前記式(4)または(5)で表される構造は、樹脂中のエステル結合にグラフト化させた結合を含有する二価の連結基である。
該連結基は、例えば、エポキシシランの挿入反応によって形成される。
エポキシシランの挿入反応とは、樹脂中の主鎖に含まれるエステル結合に、エポキシシランのエポキシ基を挿入反応させる工程を包含する反応をいう。また、ここでいう挿入反応とは、例えば、有機合成化学、第49巻、第3号、第218頁、1991年に「ポリマー鎖中のエステル結合へのエポキシ化合物の挿入反応」として説明されている反応をいう。
エポキシシランの挿入反応の反応機構は、下記モデル図で表すことができる。
該連結基は、例えば、エポキシシランの挿入反応によって形成される。
エポキシシランの挿入反応とは、樹脂中の主鎖に含まれるエステル結合に、エポキシシランのエポキシ基を挿入反応させる工程を包含する反応をいう。また、ここでいう挿入反応とは、例えば、有機合成化学、第49巻、第3号、第218頁、1991年に「ポリマー鎖中のエステル結合へのエポキシ化合物の挿入反応」として説明されている反応をいう。
エポキシシランの挿入反応の反応機構は、下記モデル図で表すことができる。
図中、D及びEは樹脂の構成部を示し、Fはエポキシ化合物の構成部を示す。
図中のエポキシ基の開環にはα開裂とβ開裂があることから2種類の化合物が形成されるが、いずれも樹脂中のエステル結合へエポキシ基が挿入された化合物、言い換えればエポキシ化合物のエポキシ部位を除く構成部が樹脂にグラフトした化合物となる。
エポキシシランとしては、特に限定されるものではないが、例えば、β-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。
図中のエポキシ基の開環にはα開裂とβ開裂があることから2種類の化合物が形成されるが、いずれも樹脂中のエステル結合へエポキシ基が挿入された化合物、言い換えればエポキシ化合物のエポキシ部位を除く構成部が樹脂にグラフトした化合物となる。
エポキシシランとしては、特に限定されるものではないが、例えば、β-(3,4-エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシランなどが挙げられる。
R7及びR8における(好ましくは炭素数1~12の)アルキレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、-NH-基を含有するアルキレン基であってもよい。
R7及びR8における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、ヘテロ原子を含有するアリーレン基であってもよい。
R7及びR8における(好ましくは炭素数1~12の)オキシアルキレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、-NH-基を含有するオキシアルキレン基であってもよい。
R7及びR8における(好ましくは炭素数6~12の)アリーレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、ヘテロ原子を含有するアリーレン基であってもよい。
R7及びR8における(好ましくは炭素数1~12の)オキシアルキレン基は、特に限定されるものではないが、例えば、-NH-基を含有するオキシアルキレン基であってもよい。
<結着樹脂>
トナー粒子は結着樹脂を含有する。トナー粒子中の結着樹脂の含有量は、60質量%~90質量%であることが好ましい。
結着樹脂としては、例えば、以下の樹脂を用いることができる。
ポリスチレン、ポリビニルトルエンのようなスチレン及びその置換体の単重合体;
スチレン-プロピレン共重合体、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-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-メタクリ酸ジメチルアミノエチル共重合体、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-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体のようなスチレン系共重合体;
ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂。
これらは単独又は混合して使用できる。
トナー粒子は結着樹脂を含有する。トナー粒子中の結着樹脂の含有量は、60質量%~90質量%であることが好ましい。
結着樹脂としては、例えば、以下の樹脂を用いることができる。
ポリスチレン、ポリビニルトルエンのようなスチレン及びその置換体の単重合体;
スチレン-プロピレン共重合体、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-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-メタクリ酸ジメチルアミノエチル共重合体、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-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体のようなスチレン系共重合体;
ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルブチラール、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリル樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂。
これらは単独又は混合して使用できる。
なかでも、結着樹脂中のスチレンアクリル樹脂の含有量が50質量%以上であり、前記式(1)中のP1がスチレンアクリル樹脂部位を表すことが好ましい。また、結着樹脂中のポリエステル樹脂の含有量が50質量%以上であり、前記式(1)中のP1がポリエステル樹脂部位を表すことが好ましい。結着樹脂の樹脂種と式(1)中のP1が表す部位が一致していると、環境の差によって生じるトナーの帯電量の差を小さくすることができる。
このメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。
結着樹脂中で樹脂Aが偏在し局在化すると、低温低湿下でのトナーの帯電量が、高温高湿下でのトナーの帯電量に比べて著しく大きくなる傾向がある。結着樹脂の樹脂種と式(1)中のP1が表す部位が一致していると、結着樹脂と樹脂Aの親和性が高くなり、樹脂Aがトナー中でより均一に分散するため、環境の差によって生じる帯電量の差が小さくなると考えている。
このメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。
結着樹脂中で樹脂Aが偏在し局在化すると、低温低湿下でのトナーの帯電量が、高温高湿下でのトナーの帯電量に比べて著しく大きくなる傾向がある。結着樹脂の樹脂種と式(1)中のP1が表す部位が一致していると、結着樹脂と樹脂Aの親和性が高くなり、樹脂Aがトナー中でより均一に分散するため、環境の差によって生じる帯電量の差が小さくなると考えている。
<架橋剤>
結着樹脂の分子量をコントロールする為に、重合性単量体の重合に際して、架橋剤を添加してもよい。
架橋剤としては、例えば、以下のような化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジ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
リコールジメタクリレート、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、ジビニルベンゼン、ビス(4-アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートおよびポリエステル型ジアクリレート(MANDA 日本化薬)、並びに、上記のアクリレートをメタクリレートに変えたもの。
架橋剤の添加量としては、重合性単量体100質量部に対して0.001質量部~15.0質量部であることが好ましい。
結着樹脂の分子量をコントロールする為に、重合性単量体の重合に際して、架橋剤を添加してもよい。
架橋剤としては、例えば、以下のような化合物を使用することができるが、これらに限定されるものではない。
エチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジ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
リコールジメタクリレート、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、ジビニルベンゼン、ビス(4-アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブタンジオールジアクリレート、1,5-ペンタンジオールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートおよびポリエステル型ジアクリレート(MANDA 日本化薬)、並びに、上記のアクリレートをメタクリレートに変えたもの。
架橋剤の添加量としては、重合性単量体100質量部に対して0.001質量部~15.0質量部であることが好ましい。
<ワックス>
トナー粒子はワックスを含有する。該ワックスとしては、例えば以下のようなワックスを1種または2種以上を組み合わせて使用することができるが、これらに限定されるものではない。
ベヘン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチルなどの1価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、1価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
セバシン酸ジベヘニル、ヘキサンジオールジベヘネート、エチレングリコールジステアレート、オクタンジオールジステアレート、エチレングリコールジモンタレート、エチレングリコールジミリスチレートなどの2価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、2価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
グリセリントリベヘネートなどの3価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、3価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラパルミテートなどの4価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、4価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
ジペンタエリスリトールヘキサステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミテートなどの6価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、6価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
ポリグリセリンベヘネートなどの多価アルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、多価カルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
カルナバワックス、ライスワックスなどの天然エステルワックス;
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどの石油系ワックス及びその誘導体;
フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス(フィッシャートロプシュワックス)及びその誘導体;
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス及びその誘導体;
高級脂肪族アルコール;
ステアリン酸、パルミチン酸などの脂肪酸;
酸アミドワックス。
ワックスは、エステルワックス及び脂肪族炭化水素系ワックスからなる群から選択される少なくとも一を含有することが好ましい。ワックスがエステルワックス及び脂肪族炭化水素系ワックスからなる群から選択される少なくとも一を含有することで、後述する脂肪酸金属塩の脂肪酸部位との親和性が高まり、トナー中でのワックスの分散がより向上する。
より好ましくは、トナー粒子中のワックスが、エステルワックスを含有し、該エステルワックスが、炭素数8以上22以下の脂肪酸モノマーと、アルコールモノマーと、のエステル化合物、及び、炭素数8以上22以下の脂肪族アルコールモノマーと、酸モノマーと、のエステル化合物からなる群から選択される少なくとも一のエステル化合物を含有する。
ワックスの融点は、60.0℃以上100.0℃以下であることが好ましく65.0℃以上90.0℃以下であることがさらに好ましい。ワックスの融点が60.0℃以上であると長期使用時の流動性の低下が発生しにくくなり、100.0℃以下であるとより優れた低温定着性を得ることができる。
トナー粒子中のワックスの含有量は、0.5質量%~20.0質量%であることが好ましい。
トナー粒子はワックスを含有する。該ワックスとしては、例えば以下のようなワックスを1種または2種以上を組み合わせて使用することができるが、これらに限定されるものではない。
ベヘン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、パルミチン酸パルミチルなどの1価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、1価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
セバシン酸ジベヘニル、ヘキサンジオールジベヘネート、エチレングリコールジステアレート、オクタンジオールジステアレート、エチレングリコールジモンタレート、エチレングリコールジミリスチレートなどの2価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、2価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
グリセリントリベヘネートなどの3価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、3価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
ペンタエリスリトールテトラステアレート、ペンタエリスリトールテトラパルミテートなどの4価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、4価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
ジペンタエリスリトールヘキサステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサパルミテートなどの6価のアルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、6価のカルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
ポリグリセリンベヘネートなどの多価アルコールと脂肪族モノカルボン酸のエステル、又は、多価カルボン酸と脂肪族モノアルコールのエステル;
カルナバワックス、ライスワックスなどの天然エステルワックス;
パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムなどの石油系ワックス及びその誘導体;
フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス(フィッシャートロプシュワックス)及びその誘導体;
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス及びその誘導体;
高級脂肪族アルコール;
ステアリン酸、パルミチン酸などの脂肪酸;
酸アミドワックス。
ワックスは、エステルワックス及び脂肪族炭化水素系ワックスからなる群から選択される少なくとも一を含有することが好ましい。ワックスがエステルワックス及び脂肪族炭化水素系ワックスからなる群から選択される少なくとも一を含有することで、後述する脂肪酸金属塩の脂肪酸部位との親和性が高まり、トナー中でのワックスの分散がより向上する。
より好ましくは、トナー粒子中のワックスが、エステルワックスを含有し、該エステルワックスが、炭素数8以上22以下の脂肪酸モノマーと、アルコールモノマーと、のエステル化合物、及び、炭素数8以上22以下の脂肪族アルコールモノマーと、酸モノマーと、のエステル化合物からなる群から選択される少なくとも一のエステル化合物を含有する。
ワックスの融点は、60.0℃以上100.0℃以下であることが好ましく65.0℃以上90.0℃以下であることがさらに好ましい。ワックスの融点が60.0℃以上であると長期使用時の流動性の低下が発生しにくくなり、100.0℃以下であるとより優れた低温定着性を得ることができる。
トナー粒子中のワックスの含有量は、0.5質量%~20.0質量%であることが好ましい。
<脂肪酸金属塩>
トナー粒子は脂肪酸金属塩を含有する。脂肪酸金属塩としては従来公知の脂肪酸金属塩を用いることができるが、2価以上の多価金属と脂肪酸からなる難水溶性の脂肪酸金属塩を含有することが好ましい。
具体的には、脂肪酸としては、ノナン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などの直鎖飽和脂肪酸や、オレイン酸やリノール酸などの直鎖不飽和脂肪酸、15-メチルヘキサデカン酸などの分岐構造をもった脂肪酸、2-ヒドロキシドデカン酸、12-ヒドロキシステアリン酸のように他の官能基を有する脂肪酸など、公知のものを使用できる。
脂肪酸は、炭素数8以上22以下であることが好ましく、12以上20以下がより好ましい。炭素数が8以上になるとワックスとの親和性が高くなることでトナー中のワックスの分散性がより向上し、炭素数を22以下にすることで低温定着性をより向上させることができる。
金属としては公知のものを使用できるが、好ましくはAl、Mg及びZnからなる群から選択される少なくとも一の金属であり、より好ましくはAlである。価数が高く、イオン半径が小さいものほど、樹脂A中の酸素原子部位との相互作用が強くなり、トナー中でのワックスの分散がより良好となる。
トナー粒子は脂肪酸金属塩を含有する。脂肪酸金属塩としては従来公知の脂肪酸金属塩を用いることができるが、2価以上の多価金属と脂肪酸からなる難水溶性の脂肪酸金属塩を含有することが好ましい。
具体的には、脂肪酸としては、ノナン酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などの直鎖飽和脂肪酸や、オレイン酸やリノール酸などの直鎖不飽和脂肪酸、15-メチルヘキサデカン酸などの分岐構造をもった脂肪酸、2-ヒドロキシドデカン酸、12-ヒドロキシステアリン酸のように他の官能基を有する脂肪酸など、公知のものを使用できる。
脂肪酸は、炭素数8以上22以下であることが好ましく、12以上20以下がより好ましい。炭素数が8以上になるとワックスとの親和性が高くなることでトナー中のワックスの分散性がより向上し、炭素数を22以下にすることで低温定着性をより向上させることができる。
金属としては公知のものを使用できるが、好ましくはAl、Mg及びZnからなる群から選択される少なくとも一の金属であり、より好ましくはAlである。価数が高く、イオン半径が小さいものほど、樹脂A中の酸素原子部位との相互作用が強くなり、トナー中でのワックスの分散がより良好となる。
トナー粒子中の前記ワックスの含有量をA質量%とし、トナー粒子中の該脂肪酸金属塩の含有量をB質量%としたとき、該Bの該Aに対する比(B/A)は、トナーの流動性および定着性の観点から、0.0010以上1.0000以下であることが好ましく、0.0100以上0.1000以下であることがより好ましい。B/Aを0.0010以上とすることで、トナー中でのワックスの分散性がより良好になり、長期使用時のトナーの流動性がより良好になる。B/Aを1.0000以下にすることで定着性がより向上する。
またトナー粒子中の前記脂肪酸金属塩の含有量をB質量%とし、前記トナー粒子中の前記樹脂Aの含有量をC質量%としたとき、該Bの該Cに対する比(B/C)は0.0100以上10.0000以下であることが好ましく、0.1000以上1.0000以下であることがより好ましい。B/Cを0.0100以上にすることでトナー中でのワックスの分散性がより良好となり、長期使用時のトナーの流動性がより良好になる。B/Cを10.0000以下にすることで脂肪酸金属塩のトナー表面への染み出しがさらに抑制されてトナーの流動性がより向上する。
さらに、前記トナー粒子中の前記樹脂A由来のケイ素原子のモル数をEとし、前記トナー粒子中の脂肪酸金属塩の金属のモル数をFとしたとき、該Eの該Fに対する比(E/F)は0.100以上10.000以下であることが好ましく、0.1000以上6.000以下であることがより好ましい。E/Fがこの範囲であると、長期使用時の流動性がより良好になることに加えてトナーの帯電量が均一になることを見出した。その理由として、E/Fがこの範囲内であると脂肪酸金属塩と樹脂Aの相互作用が強くなり、トナー中で
の脂肪酸金属塩の分散性が良好になるため、トナーの帯電量が均一になると考えている。
トナー粒子中の樹脂A由来のケイ素原子のモル数は、トナー粒子の製造時における樹脂Aの種類および量、並びに、樹脂Aの製造時におけるシラン化合物の種類および量により制御することができる。
また、トナー粒子中の脂肪酸金属塩の金属のモル数は、トナー粒子の製造時における樹脂Aの種類および量により制御することができる。
の脂肪酸金属塩の分散性が良好になるため、トナーの帯電量が均一になると考えている。
トナー粒子中の樹脂A由来のケイ素原子のモル数は、トナー粒子の製造時における樹脂Aの種類および量、並びに、樹脂Aの製造時におけるシラン化合物の種類および量により制御することができる。
また、トナー粒子中の脂肪酸金属塩の金属のモル数は、トナー粒子の製造時における樹脂Aの種類および量により制御することができる。
<着色剤>
トナー粒子は、着色剤を含有してもよい。着色剤は特に限定されず、例えば以下に示す公知のものを使用することができる。
黄色顔料としては、例えば、黄色酸化鉄、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどの縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物が用いられる。具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180185。
橙色顔料としては、例えば以下のものが挙げられる。
パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK。
赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、ブリラントカーミン3B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキなどの縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254。
青色顔料としては、例えばアルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBGなどの銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物などが挙げられる。具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66。
紫色顔料としては、例えば、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
緑色顔料としては、例えば、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンGが挙げられる。
白色顔料としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛が挙げられる。
黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、非磁性フェライトおよびマグネタイト、並びに、上記黄色系着色剤、赤色系着色剤及び青色系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。
これらの着色剤は、一種単独で使用してもよく、又は二種以上を混合して使用してもよ
い。また、これらの着色剤は、固溶体の状態で用いることができる。
必要により、重合阻害のない物質により着色剤の表面処理を施してもよい。
トナー粒子中の着色剤の含有量は、3.0質量%~15.0質量%であることが好ましい。
トナー粒子は、着色剤を含有してもよい。着色剤は特に限定されず、例えば以下に示す公知のものを使用することができる。
黄色顔料としては、例えば、黄色酸化鉄、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキなどの縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物が用いられる。具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、155、168、180185。
橙色顔料としては、例えば以下のものが挙げられる。
パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ベンジジンオレンジG、インダスレンブリリアントオレンジRK、インダスレンブリリアントオレンジGK。
赤色顔料としては、例えば、ベンガラ、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドC、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、ブリラントカーミン3B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキなどの縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、254。
青色顔料としては、例えばアルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBGなどの銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物などが挙げられる。具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66。
紫色顔料としては、例えば、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキが挙げられる。
緑色顔料としては、例えば、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンGが挙げられる。
白色顔料としては、例えば、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛が挙げられる。
黒色顔料としては、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、非磁性フェライトおよびマグネタイト、並びに、上記黄色系着色剤、赤色系着色剤及び青色系着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。
これらの着色剤は、一種単独で使用してもよく、又は二種以上を混合して使用してもよ
い。また、これらの着色剤は、固溶体の状態で用いることができる。
必要により、重合阻害のない物質により着色剤の表面処理を施してもよい。
トナー粒子中の着色剤の含有量は、3.0質量%~15.0質量%であることが好ましい。
<荷電制御剤>
トナー粒子は荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては特に制限されず、公知のものが使用できる。特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
荷電制御剤として、トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては、例えば以下のものが挙げられる。
有機金属化合物及びキレート化合物として、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、又はエステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。
一方、トナー粒子を正荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば以下のものが挙げられる。
ニグロシン及び脂肪酸金属塩のようなによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム-1-ヒドロキシ-4-ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
これら荷電制御剤は一種単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。トナー粒子中のこれらの荷電制御剤の含有量は、0.01質量%~10質量%であることが好ましい。
トナー粒子は荷電制御剤を含有してもよい。荷電制御剤としては特に制限されず、公知のものが使用できる。特に帯電スピードが速く、かつ、一定の帯電量を安定して維持できる荷電制御剤が好ましい。さらに、トナー粒子を直接重合法により製造する場合には、重合阻害性が低く、水系媒体への可溶化物が実質的にない荷電制御剤が特に好ましい。
荷電制御剤として、トナー粒子を負荷電性に制御するものとしては、例えば以下のものが挙げられる。
有機金属化合物及びキレート化合物として、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物。他には、芳香族オキシカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、又はエステル類、ビスフェノールのようなフェノール誘導体類なども含まれる。さらに、尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、含金属ナフトエ酸系化合物、ホウ素化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーンが挙げられる。
一方、トナー粒子を正荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば以下のものが挙げられる。
ニグロシン及び脂肪酸金属塩のようなによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム-1-ヒドロキシ-4-ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートのような4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩のようなオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
これら荷電制御剤は一種単独で又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。トナー粒子中のこれらの荷電制御剤の含有量は、0.01質量%~10質量%であることが好ましい。
<外添剤>
トナー粒子は、外添せずにトナーとすることもできるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、いわゆる外添剤である流動化剤、クリーニング助剤などを外添してトナーとしてもよい。
外添剤としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、あるいは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
外添剤のBET比表面積は、10m2/g~450m2/gであることが好ましい。
BET比表面積は、BET多点法に従って、動的定圧法による低温ガス吸着法により求める。具体的には、比表面積測定装置(商品名:ジェミニ2375 Ver.5.0、(株)島津製作所製)を用いて、試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて測定することにより、BET比表面積(m2/g)を算出する。
これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.05質量部~10質量部、より好ましくは0.1質量部~5質量部である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
トナー粒子は、外添せずにトナーとすることもできるが、流動性、帯電性、クリーニング性などを改良するために、いわゆる外添剤である流動化剤、クリーニング助剤などを外添してトナーとしてもよい。
外添剤としては、例えば、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子などよりなる無機酸化物微粒子や、あるいは、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛などの無機チタン酸化合物微粒子などが挙げられる。これらは1種単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
外添剤のBET比表面積は、10m2/g~450m2/gであることが好ましい。
BET比表面積は、BET多点法に従って、動的定圧法による低温ガス吸着法により求める。具体的には、比表面積測定装置(商品名:ジェミニ2375 Ver.5.0、(株)島津製作所製)を用いて、試料表面に窒素ガスを吸着させ、BET多点法を用いて測定することにより、BET比表面積(m2/g)を算出する。
これらの種々の外添剤の添加量は、その合計が、トナー粒子100質量部に対して、好ましくは0.05質量部~10質量部、より好ましくは0.1質量部~5質量部である。また、外添剤としては種々のものを組み合わせて使用してもよい。
<現像剤>
トナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金など、公知の材料からなる磁性粒子を用いることができる。これらの中ではフェライト粒子を用いることが好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる樹脂分散型キャリアなどを用いてもよい。
キャリアとしては、体積平均粒径が15μm~100μmのものが好ましく、25μm~80μmのものがより好ましい。
トナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリアと混合して二成分現像剤として使用してもよい。
キャリアとしては、例えば鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金など、公知の材料からなる磁性粒子を用いることができる。これらの中ではフェライト粒子を用いることが好ましい。また、キャリアとしては、磁性粒子の表面を樹脂などの被覆剤で被覆したコートキャリアや、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散してなる樹脂分散型キャリアなどを用いてもよい。
キャリアとしては、体積平均粒径が15μm~100μmのものが好ましく、25μm~80μmのものがより好ましい。
<トナー粒子の製造方法について>
トナー粒子の製造方法としては公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒子径の均一化や形状制御性の観点からは湿式製造法を好ましく用いることができる。さらに、湿式製造法としては懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができる。
トナー粒子の製造方法としては公知の手段を用いることができ、混練粉砕法や湿式製造法を用いることができる。粒子径の均一化や形状制御性の観点からは湿式製造法を好ましく用いることができる。さらに、湿式製造法としては懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化重合凝集法、乳化凝集法などを挙げることができる。
ここでは懸濁重合法を例にとって説明する。懸濁重合法においては樹脂A、結着樹脂を生成するための重合性単量体、ワックス、脂肪酸金属塩、並びに、必要に応じて、着色剤などのその他の添加剤を、ボールミル、超音波分散機などの分散機を用いてこれらを均一に溶解又は分散させた重合性単量体組成物を調製する工程(重合性単量体組成物の調製工程)を有していてもよい。このとき、必要に応じて、多官能性単量体、連鎖移動剤、荷電制御剤および可塑剤などを適宜加えることができる。
懸濁重合法における重合性単量体として、以下に示すビニル系重合性単量体が好適に例示できる。
スチレン;α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレンなどのスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2-ベンゾイルオキシエチルアクリレートなどのアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートなどのメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルなどのビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトン。
スチレン;α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-n-ブチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン、p-メトキシスチレン、p-フェニルスチレンなどのスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、iso-プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、iso-ブチルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、n-ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、n-オクチルアクリレート、n-ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、ジメチルフォスフェートエチルアクリレート、ジエチルフォスフェートエチルアクリレート、ジブチルフォスフェートエチルアクリレート、2-ベンゾイルオキシエチルアクリレートなどのアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、iso-プロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、iso-ブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、n-ノニルメタクリレート、ジエチルフォスフェートエチルメタクリレート、ジブチルフォスフェートエチルメタクリレートなどのメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルなどのビニルエステル;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロピルケトン。
懸濁重合法においては、上記重合性単量体組成物を、予め用意しておいた水系媒体中に投入し、高せん断力を有する撹拌機や分散機により、重合性単量体組成物からなる液滴を
所望のトナー粒子のサイズに形成する工程(造粒工程)を有していてもよい。
造粒工程における水系媒体は分散安定剤を含有していることが、トナー粒子の粒径制御、粒度分布のシャープ化、製造過程におけるトナー粒子の合一を抑制するために好ましい。分散安定剤としては、一般的に立体障害による反発力を発現させる高分子と、静電気的な反発力で分散安定化を図る難水溶性無機化合物とに大別される。難水溶性無機化合物の微粒子は、酸やアルカリにより溶解するため、重合後に酸やアルカリで洗浄することにより溶解させて容易に除去することができるため、好適に用いられる。
所望のトナー粒子のサイズに形成する工程(造粒工程)を有していてもよい。
造粒工程における水系媒体は分散安定剤を含有していることが、トナー粒子の粒径制御、粒度分布のシャープ化、製造過程におけるトナー粒子の合一を抑制するために好ましい。分散安定剤としては、一般的に立体障害による反発力を発現させる高分子と、静電気的な反発力で分散安定化を図る難水溶性無機化合物とに大別される。難水溶性無機化合物の微粒子は、酸やアルカリにより溶解するため、重合後に酸やアルカリで洗浄することにより溶解させて容易に除去することができるため、好適に用いられる。
難水溶性無機化合物の分散安定剤としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウム、リンのいずれかが含まれているものが好ましく用いられる。より好ましくは、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、リンのいずれかが含まれている。具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
リン酸ナトリウム、リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、塩化カルシウム、ヒドロキシアパタイド。
上記分散安定剤に有機系化合物、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンを併用してもよい。
これら分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.01質量部~2.00質量部使用することが好ましい。
リン酸ナトリウム、リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、塩化カルシウム、ヒドロキシアパタイド。
上記分散安定剤に有機系化合物、例えばポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプンを併用してもよい。
これら分散安定剤は、重合性単量体100質量部に対して、0.01質量部~2.00質量部使用することが好ましい。
さらに、これら分散安定剤の微細化のため、重合性単量体100質量部に対して、0.001質量部~0.1質量部の界面活性剤を併用してもよい。具体的には、市販のノニオン型界面活性剤、市販のアニオン型界面活性剤、市販のカチオン型界面活性剤が利用できる。例えば、ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムなどが好ましく用いられる。
懸濁重合法においては、好ましくは50℃~90℃の温度に設定して、重合性単量体組成物に含まれる重合性単量体の重合を行い、トナー母粒子分散液を得る工程(重合工程)を有していてもよい。該重合工程は、造粒工程の後に行ってもよく、造粒工程を行いながら行ってもよい。
重合工程では、容器内の温度分布が均一になるように攪拌操作を行うことが好ましい。重合開始剤を添加する場合、任意のタイミングと所要時間で行うことができる。また、所望の分子量分布を得る目的で重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物などを系外に除去するために反応後半、または反応終了後に、一部水系媒体を蒸留操作により留去してもよい。蒸留操作は常圧又は減圧下で行うことができる。
重合工程では、容器内の温度分布が均一になるように攪拌操作を行うことが好ましい。重合開始剤を添加する場合、任意のタイミングと所要時間で行うことができる。また、所望の分子量分布を得る目的で重合反応後半に昇温してもよく、さらに、未反応の重合性単量体、副生成物などを系外に除去するために反応後半、または反応終了後に、一部水系媒体を蒸留操作により留去してもよい。蒸留操作は常圧又は減圧下で行うことができる。
懸濁重合法において使用する重合開始剤としては、一般的に油溶性開始剤が用いられる。例えば、以下のものが挙げられる。
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリルのようなアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチ
ルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシピバレート、クメンヒドロパーオキサイドのようなパーオキサイド系開始剤。
2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2’-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリルのようなアゾ化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、デカノニルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、シクロヘキサノンパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルヒドロパーオキサイド、ジ-tert-ブチ
ルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシピバレート、クメンヒドロパーオキサイドのようなパーオキサイド系開始剤。
重合開始剤は必要に応じて水溶性開始剤を併用してもよく、例えば、以下のものが挙げられる。
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2’-アゾビス(N,N’-ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素。
これらの重合開始剤は一種単独で又は複数を併用して使用でき、重合性単量体の重合度を制御するために、連鎖移動剤、重合禁止剤等をさらに併用することも可能である。
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、2,2’-アゾビス(N,N’-ジメチレンイソブチロアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビス(2-アミノジノプロパン)塩酸塩、アゾビス(イソブチルアミジン)塩酸塩、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄又は過酸化水素。
これらの重合開始剤は一種単独で又は複数を併用して使用でき、重合性単量体の重合度を制御するために、連鎖移動剤、重合禁止剤等をさらに併用することも可能である。
こうして得られたトナー粒子分散液は、トナー粒子と水系媒体を固液分離する濾過工程へと送られる。
得られたトナー粒子分散液からトナー粒子を得るための固液分離は、一般的な濾過方法で行うことができ、その後トナー粒子表面から除去しきれなかった異物を除去するため、リスラリーや洗浄水のかけ洗いなどによって更に洗浄を行うことが好ましい。十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナーケーキを得る。その後、公知の乾燥手段により乾燥され、必要であれば分級により所定外の粒径を有する粒子群を分離してトナー粒子を得る。このとき分離された所定外の粒径を有する粒子群は最終的な収率を向上させるために再利用してもよい。
得られたトナー粒子分散液からトナー粒子を得るための固液分離は、一般的な濾過方法で行うことができ、その後トナー粒子表面から除去しきれなかった異物を除去するため、リスラリーや洗浄水のかけ洗いなどによって更に洗浄を行うことが好ましい。十分な洗浄が行なわれた後に、再び固液分離してトナーケーキを得る。その後、公知の乾燥手段により乾燥され、必要であれば分級により所定外の粒径を有する粒子群を分離してトナー粒子を得る。このとき分離された所定外の粒径を有する粒子群は最終的な収率を向上させるために再利用してもよい。
トナーの粒径は、高精細かつ高解像の画像を得るという観点から重量平均粒径(D4)が3.0μm~10.0μmであることが好ましい。トナーの重量平均粒径(D4)は細孔電気抵抗法により測定する。具体的には「コールター・カウンター Multisizer 3」(ベックマン・コールター(株)製)用いて測定する。
以下に、各物性値の測定方法を記載する。
<トナーと外添剤の分離>
まず、外添剤などでトナー粒子の表面が処理されている場合は、下記方法によって外添剤を除去し、トナー粒子を得る。
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に上記ショ糖濃厚液を31gと、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6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
遠心分離用チューブをシェイカーにて350spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(容量50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。
トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラなどで採取する。採取したトナーを減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、トナー粒子を得る。この操作を複数回実施して、必要量を確保する。
<トナーと外添剤の分離>
まず、外添剤などでトナー粒子の表面が処理されている場合は、下記方法によって外添剤を除去し、トナー粒子を得る。
イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブ(容量50mL)に上記ショ糖濃厚液を31gと、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6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
遠心分離用チューブをシェイカーにて350spm(strokes per min)、20分間振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(容量50mL)に入れ替えて、遠心分離機(H-9R 株式会社コクサン製)にて3500rpm、30分間の条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。
トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラなどで採取する。採取したトナーを減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、トナー粒子を得る。この操作を複数回実施して、必要量を確保する。
<トナー粒子から樹脂Aを取り出す方法>
トナー粒子中の樹脂Aの取り出しはテトラヒドロフラン(THF)を用いた抽出物を溶媒グラジエント溶出法により分離することで行う。調製方法を以下に示す。
トナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.84)に入れてソックス
レー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mLを用いて20時間抽出し、抽出液を脱溶剤して得られた固体がTHF可溶分である。THF可溶分には樹脂Aが含まれる。これを複数回行い、必要な量のTHF可溶分を得る。
溶媒グラジエント溶出法には、グラジエント分取HPLC(島津製作所製LC-20AP高圧グラジエント分取システム、Waters社製SunFire分取カラム50mmφ250mm)を用いる。カラム温度は30℃、流量は50mL/分、移動相には貧溶媒としてアセトニトリル、良溶媒としてTHFを用いる。抽出により得られたTHF可溶分0.02gをTHF1.5mLに溶解させたものを分離のための試料とする。移動相はアセトニトリル100%の組成から開始し、試料注入後5分経過した時点で毎分4%ずつTHFの比率を増加させ、25分かけて移動相の組成をTHF100%とする。
得られた分画を乾固させることで成分を分離することができる。これにより樹脂Aを得ることができる。どの分画成分が樹脂Aであるかは後述するケイ素原子の含有量の測定及び13C-NMR測定により判別することができる。必要に応じて溶媒グラジエント溶出を繰り返すことで、必要な量の樹脂Aを得る。
また、得られた樹脂Aの質量と、樹脂Aの取り出しに用いたトナー粒子の質量との比を、トナー粒子中の樹脂Aの含有量C(質量%)とする。
トナー粒子中の樹脂Aの取り出しはテトラヒドロフラン(THF)を用いた抽出物を溶媒グラジエント溶出法により分離することで行う。調製方法を以下に示す。
トナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.84)に入れてソックス
レー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mLを用いて20時間抽出し、抽出液を脱溶剤して得られた固体がTHF可溶分である。THF可溶分には樹脂Aが含まれる。これを複数回行い、必要な量のTHF可溶分を得る。
溶媒グラジエント溶出法には、グラジエント分取HPLC(島津製作所製LC-20AP高圧グラジエント分取システム、Waters社製SunFire分取カラム50mmφ250mm)を用いる。カラム温度は30℃、流量は50mL/分、移動相には貧溶媒としてアセトニトリル、良溶媒としてTHFを用いる。抽出により得られたTHF可溶分0.02gをTHF1.5mLに溶解させたものを分離のための試料とする。移動相はアセトニトリル100%の組成から開始し、試料注入後5分経過した時点で毎分4%ずつTHFの比率を増加させ、25分かけて移動相の組成をTHF100%とする。
得られた分画を乾固させることで成分を分離することができる。これにより樹脂Aを得ることができる。どの分画成分が樹脂Aであるかは後述するケイ素原子の含有量の測定及び13C-NMR測定により判別することができる。必要に応じて溶媒グラジエント溶出を繰り返すことで、必要な量の樹脂Aを得る。
また、得られた樹脂Aの質量と、樹脂Aの取り出しに用いたトナー粒子の質量との比を、トナー粒子中の樹脂Aの含有量C(質量%)とする。
<樹脂A中のケイ素原子の含有量の測定方法>
樹脂A中のケイ素原子の含有量は、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)を用いて測定する。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「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。
なお、X線管球のアノードとしてはRhを用い、加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。
測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とする。検出器はプロポーショナルカウンタ(PC)を用いる。測定はPETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定し、下記検量線を用いて算出する。
測定サンプルは、樹脂A(又は式(1)で表される樹脂)そのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂を用いる。
測定用ペレットは、錠剤成型圧縮機「BRE-32」(前川試験機製作所社製)を用いる。専用のプレス用アルミリングの中に測定サンプル4gを入れて平らにならし、20MPaで60秒間加圧し、厚さ2mm、直径39mmに成型したペレットを用いる。
含有量を求めるための検量線を作成するためのペレットとして、バインダー[商品名:Spectro Blend、成分:C 81.0、O 2.9、H 13.5、N 2.6(質量%)、化学式:C19H38ON、形状:粉末(44μm);(株)リガク製]100質量部に対して、SiO2(疎水性フュームドシリカ)[商品名:AEROSIL NAX50、比表面積:40±10、炭素含有量:0.45~0.85%;日本アエロジル(株)製]が0.50質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合し、ペレット成型したものを用意する。同様にして、SiO2が5.00質量部、10.00質量部、15.00質量部となるように混合・ペレット成型したものをそれぞれ用意する。
得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSi添加濃度を横軸として、一次関数の検量線を得る。
次に、測定サンプルについても同様に、Si-Kα線の計数率を測定する。そして、得られた検量線からケイ素原子の含有量(質量%)を求める。ケイ素原子の含有量からケイ素原子のモル濃度を算出する。
樹脂A中のケイ素原子の含有量は、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)を用いて測定する。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「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。
なお、X線管球のアノードとしてはRhを用い、加速電圧、電流値はそれぞれ、24kV、100mAとする。
測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とする。検出器はプロポーショナルカウンタ(PC)を用いる。測定はPETを分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=109.08°に観測されるSi-Kα線の計数率(単位:cps)を測定し、下記検量線を用いて算出する。
測定サンプルは、樹脂A(又は式(1)で表される樹脂)そのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂を用いる。
測定用ペレットは、錠剤成型圧縮機「BRE-32」(前川試験機製作所社製)を用いる。専用のプレス用アルミリングの中に測定サンプル4gを入れて平らにならし、20MPaで60秒間加圧し、厚さ2mm、直径39mmに成型したペレットを用いる。
含有量を求めるための検量線を作成するためのペレットとして、バインダー[商品名:Spectro Blend、成分:C 81.0、O 2.9、H 13.5、N 2.6(質量%)、化学式:C19H38ON、形状:粉末(44μm);(株)リガク製]100質量部に対して、SiO2(疎水性フュームドシリカ)[商品名:AEROSIL NAX50、比表面積:40±10、炭素含有量:0.45~0.85%;日本アエロジル(株)製]が0.50質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合し、ペレット成型したものを用意する。同様にして、SiO2が5.00質量部、10.00質量部、15.00質量部となるように混合・ペレット成型したものをそれぞれ用意する。
得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のSi添加濃度を横軸として、一次関数の検量線を得る。
次に、測定サンプルについても同様に、Si-Kα線の計数率を測定する。そして、得られた検量線からケイ素原子の含有量(質量%)を求める。ケイ素原子の含有量からケイ素原子のモル濃度を算出する。
<樹脂Aの構造の確認方法(シリル基の置換基の有無および置換基の構造)>
樹脂Aにおけるシリル基の置換基の有無および置換基の構造は、29Si-NMR(固
体)測定、及び、13C-NMR(固体)測定により確認する。測定条件は以下のとおりである。測定サンプルは樹脂Aそのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂を用いる。
樹脂Aにおけるシリル基の置換基の有無および置換基の構造は、29Si-NMR(固
体)測定、及び、13C-NMR(固体)測定により確認する。測定条件は以下のとおりである。測定サンプルは樹脂Aそのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂を用いる。
(29Si-NMR(固体)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料量:150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:97.38MHz(29Si)
基準物質:DSS(外部標準:1.534ppm)
試料回転数:10kHz
コンタクト時間:10ms
遅延時間:2s
積算回数:2000~8000回
前記測定により、ケイ素に結合した酸素原子の数に応じた複数のシラン成分をカーブフィッティングにてピーク分離・積分することで存在比を求めることができる。このようにして、樹脂A中のアルコキシ基又はヒドロキシ基の数を確認できる。
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料量:150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:97.38MHz(29Si)
基準物質:DSS(外部標準:1.534ppm)
試料回転数:10kHz
コンタクト時間:10ms
遅延時間:2s
積算回数:2000~8000回
前記測定により、ケイ素に結合した酸素原子の数に応じた複数のシラン成分をカーブフィッティングにてピーク分離・積分することで存在比を求めることができる。このようにして、樹脂A中のアルコキシ基又はヒドロキシ基の数を確認できる。
(13C-NMR(固体)の測定条件)
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料量:150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
前記測定により、樹脂A中のシリル基の置換基の種類により各種ピークに分離し、それぞれを同定して各置換基の構造を決定する。
装置:JEOL RESONANCE製 JNM-ECX500II
試料管:3.2mmφ
試料量:150mg
測定温度:室温
パルスモード:CP/MAS
測定核周波数:123.25MHz(13C)
基準物質:アダマンタン(外部標準:29.5ppm)
試料回転数:20kHz
コンタクト時間:2ms
遅延時間:2s
積算回数:1024回
前記測定により、樹脂A中のシリル基の置換基の種類により各種ピークに分離し、それぞれを同定して各置換基の構造を決定する。
<樹脂Aの構造確認(P1及びL1)>
樹脂AにおけるP1及びL1の構造は、13C-NMR(固体)測定により確認する。測定条件は上記(13C-NMR(固体)の測定条件)と同様である。測定サンプルは樹脂Aそのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂を用いる。
前記測定により、樹脂A中のP1及びL1の種類により各種ピークに分離し、それぞれを同定してP1及びL1の構造を決定する。
樹脂AにおけるP1及びL1の構造は、13C-NMR(固体)測定により確認する。測定条件は上記(13C-NMR(固体)の測定条件)と同様である。測定サンプルは樹脂Aそのものを用いるか、前記取り出し方法によりトナー粒子から取り出した樹脂を用いる。
前記測定により、樹脂A中のP1及びL1の種類により各種ピークに分離し、それぞれを同定してP1及びL1の構造を決定する。
<トナー粒子から脂肪酸金属塩を取り出す方法>
外添剤を分離したトナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.84)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mLを用いて20時間抽出し、円筒濾紙上に残ったTHF不溶分を乾燥乾固させる。得られたTHF不溶分を再び円筒濾紙に入れて、ソックスレー抽出器で、溶媒としてクロロホルム200mlを加え、8時間抽出を行い、抽出液を濃縮及び乾固することにより、トナー粒子から脂肪酸金属塩を分離する。必要に応じて当該操作を繰り返すことで、必要な量の脂肪酸金属塩を得る。
また、得られた脂肪酸金属塩の質量と、脂肪酸金属塩の取り出しに用いたトナー粒子の質量との比を、トナー粒子中の脂肪酸金属塩の含有量B(質量%)とする。
外添剤を分離したトナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.84)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mLを用いて20時間抽出し、円筒濾紙上に残ったTHF不溶分を乾燥乾固させる。得られたTHF不溶分を再び円筒濾紙に入れて、ソックスレー抽出器で、溶媒としてクロロホルム200mlを加え、8時間抽出を行い、抽出液を濃縮及び乾固することにより、トナー粒子から脂肪酸金属塩を分離する。必要に応じて当該操作を繰り返すことで、必要な量の脂肪酸金属塩を得る。
また、得られた脂肪酸金属塩の質量と、脂肪酸金属塩の取り出しに用いたトナー粒子の質量との比を、トナー粒子中の脂肪酸金属塩の含有量B(質量%)とする。
<トナー粒子中の脂肪酸金属塩の金属の種類の確認およびモル濃度の測定>
上述した方法で脂肪酸金属塩を抽出した後、結合誘導プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES(セイコーインスツル社製))により金属のモル濃度を定量する。また、該金属の種類を確認する。
前処理として、脂肪酸金属塩100.0mgに60%硝酸(関東化学製、原子吸光分析
用)8.00mlを使用して酸分解を行う。
酸分解の際には、マイクロウェーブハイパワー試料前処理装置ETHOS1600(マイルストーンゼネラル(株)製)により内部温度220℃/1時間密封容器内で処理し、多価金属元素含有溶液サンプルを作製する。
その後、全体で50.00gになるように超純水を加え、測定サンプルとする。各金属元素に対し、検量線を作成し、脂肪酸金属塩に含まれる金属量の定量を行う。また、脂肪酸金属塩に含まれる金属の種類を確認する。得られた金属量と脂肪酸金属塩脂肪酸金属塩の取り出しに用いたトナー粒子の質量との比から、トナー粒子中の脂肪酸金属塩の金属のモル濃度が計算できる。
上述した方法で脂肪酸金属塩を抽出した後、結合誘導プラズマ発光分光分析装置(ICP-AES(セイコーインスツル社製))により金属のモル濃度を定量する。また、該金属の種類を確認する。
前処理として、脂肪酸金属塩100.0mgに60%硝酸(関東化学製、原子吸光分析
用)8.00mlを使用して酸分解を行う。
酸分解の際には、マイクロウェーブハイパワー試料前処理装置ETHOS1600(マイルストーンゼネラル(株)製)により内部温度220℃/1時間密封容器内で処理し、多価金属元素含有溶液サンプルを作製する。
その後、全体で50.00gになるように超純水を加え、測定サンプルとする。各金属元素に対し、検量線を作成し、脂肪酸金属塩に含まれる金属量の定量を行う。また、脂肪酸金属塩に含まれる金属の種類を確認する。得られた金属量と脂肪酸金属塩脂肪酸金属塩の取り出しに用いたトナー粒子の質量との比から、トナー粒子中の脂肪酸金属塩の金属のモル濃度が計算できる。
<重量平均分子量(Mw)の測定方法>
樹脂の重量平均分子量(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、試料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%となるように調製する。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(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。
樹脂の重量平均分子量(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、試料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%となるように調製する。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(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。
<樹脂の酸価Avの測定方法>
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。樹脂の酸価はJIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mLに溶かし、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。炭酸ガス等に触れないように、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。
前記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、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成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、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記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。
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。樹脂の酸価はJIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mLに溶かし、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。炭酸ガス等に触れないように、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。
前記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、前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成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、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記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。
<樹脂の水酸基価OHvの測定方法>
水酸基価とは、試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。樹脂の水酸基価はJIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
特級無水酢酸25gをメスフラスコ100mLに入れ、ピリジンを加えて全量を100mLにし、十分に振りまぜてアセチル化試薬を得る。得られたアセチル化試薬は、湿気、炭酸ガス等に触れないように、褐色びんにて保存する。
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35gを20mL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。炭酸ガス等に触れないように、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、0.5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、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。0.5モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成されたものを用いる。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した試料1.0gを200mL丸底フラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5.0mLをホールピペットを用いて正確に加える。この際、試料がアセチル化試薬に溶解しにくいときは、特級トルエンを少量加えて溶解する。
フラスコの口に小さな漏斗をのせ、約97℃のグリセリン浴中にフラスコ底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首の温度が浴の熱を受けて上昇するのを防ぐため、丸い穴をあけた厚紙をフラスコの首の付根にかぶせることが好ましい。
1時間後、グリセリン浴からフラスコを取り出して放冷する。放冷後、漏斗から水1mLを加えて振り動かして無水酢酸を加水分解する。さらに完全に加水分解するため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱する。放冷後、エチルアルコール5mLで漏斗およびフラスコの壁を洗う。
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で滴定する。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、水酸基価を算出する。
A=[{(B-C)×28.05×f}/S]+D
ここで、A:水酸基価(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)、D:試料の酸価(mgKOH/g)である。
水酸基価とは、試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。樹脂の水酸基価はJIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
特級無水酢酸25gをメスフラスコ100mLに入れ、ピリジンを加えて全量を100mLにし、十分に振りまぜてアセチル化試薬を得る。得られたアセチル化試薬は、湿気、炭酸ガス等に触れないように、褐色びんにて保存する。
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35gを20mL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。炭酸ガス等に触れないように、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、0.5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、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。0.5モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成されたものを用いる。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した試料1.0gを200mL丸底フラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5.0mLをホールピペットを用いて正確に加える。この際、試料がアセチル化試薬に溶解しにくいときは、特級トルエンを少量加えて溶解する。
フラスコの口に小さな漏斗をのせ、約97℃のグリセリン浴中にフラスコ底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首の温度が浴の熱を受けて上昇するのを防ぐため、丸い穴をあけた厚紙をフラスコの首の付根にかぶせることが好ましい。
1時間後、グリセリン浴からフラスコを取り出して放冷する。放冷後、漏斗から水1mLを加えて振り動かして無水酢酸を加水分解する。さらに完全に加水分解するため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱する。放冷後、エチルアルコール5mLで漏斗およびフラスコの壁を洗う。
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で滴定する。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、水酸基価を算出する。
A=[{(B-C)×28.05×f}/S]+D
ここで、A:水酸基価(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)、D:試料の酸価(mgKOH/g)である。
<トナー粒子からワックスを取り出す方法>
トナー粒子からワックスを取り出す方法としては、ソックスレー抽出によりトナーと分離することで行う。方法を以下に示す。
トナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.84)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてヘキサン200mlを用いて20時間抽出し、抽出液を脱溶剤してトナー粒子のワックスを得る。
トナー粒子からワックスを取り出す方法としては、ソックスレー抽出によりトナーと分離することで行う。方法を以下に示す。
トナー粒子10.0gを秤量し、円筒濾紙(東洋濾紙製No.84)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてヘキサン200mlを用いて20時間抽出し、抽出液を脱溶剤してトナー粒子のワックスを得る。
<ワックスの構造の確認方法>
ワックスの構造は、核磁気共鳴分光分析(1H-NMR)[400MHz、CDCl3、室温(25℃)]を用いて特定する。
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
ワックスの構造は、核磁気共鳴分光分析(1H-NMR)[400MHz、CDCl3、室温(25℃)]を用いて特定する。
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
<ワックス融点の測定方法>
ワックスの融点は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TAインストルメント社製)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5mgを精秤し、これを銀製のパンの中に入れ、リファレンスとして空の銀製のパンを用い、測定開始温度20℃から測定終了温度180℃まで、昇温速度10℃/minで、1回の測定を行う。この1度目の昇温過程での温度20℃以上180℃以下の範囲におけるDSC曲線の最大吸熱ピークのピーク温度を求める。該最大吸熱ピークのピーク温度を融点(℃)とする。
ワックスの融点は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TAインストルメント社製)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5mgを精秤し、これを銀製のパンの中に入れ、リファレンスとして空の銀製のパンを用い、測定開始温度20℃から測定終了温度180℃まで、昇温速度10℃/minで、1回の測定を行う。この1度目の昇温過程での温度20℃以上180℃以下の範囲におけるDSC曲線の最大吸熱ピークのピーク温度を求める。該最大吸熱ピークのピーク温度を融点(℃)とする。
<ワックスの含有量の測定>
トナー粒子中のワックスの含有量は、前記示差走査熱量分析装置を用いて、同様に測定する。
具体的には、まずワックス単体の吸熱量を測定する。
上記の方法でトナー粒子から取り出したワックスを1mg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る。昇温速度10℃/分で0℃から150℃に昇温し、150℃にて5分間維持する。その後、冷却速度10℃/分で150℃から0℃まで冷却を行う。続いて、0℃で5分間維持したのちに、昇温速度10℃/分で0℃から150℃まで昇温する。このときのDSC曲線における吸熱ピークの吸熱量ΔH1(J/g)をワックス単体の吸熱量とする。
続いて、トナー粒子の吸熱量を測定する。トナー粒子を1mg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る。昇温速度10℃/分で0℃から150℃に昇温し、このときのDSC曲線における吸熱ピークの吸熱量ΔH2(J/g)をトナー粒子の吸熱量とする。
上記の方法で測定したワックス単体の吸熱量とトナー粒子の吸熱量から、下記式に従っ
てトナー粒子中のワックスの含有量を測定する。
トナー粒子中のワックスの含有量A(質量%)=ΔH2/ΔH1×100
トナー粒子中のワックスの含有量は、前記示差走査熱量分析装置を用いて、同様に測定する。
具体的には、まずワックス単体の吸熱量を測定する。
上記の方法でトナー粒子から取り出したワックスを1mg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る。昇温速度10℃/分で0℃から150℃に昇温し、150℃にて5分間維持する。その後、冷却速度10℃/分で150℃から0℃まで冷却を行う。続いて、0℃で5分間維持したのちに、昇温速度10℃/分で0℃から150℃まで昇温する。このときのDSC曲線における吸熱ピークの吸熱量ΔH1(J/g)をワックス単体の吸熱量とする。
続いて、トナー粒子の吸熱量を測定する。トナー粒子を1mg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る。昇温速度10℃/分で0℃から150℃に昇温し、このときのDSC曲線における吸熱ピークの吸熱量ΔH2(J/g)をトナー粒子の吸熱量とする。
上記の方法で測定したワックス単体の吸熱量とトナー粒子の吸熱量から、下記式に従っ
てトナー粒子中のワックスの含有量を測定する。
トナー粒子中のワックスの含有量A(質量%)=ΔH2/ΔH1×100
以下に、実施例を挙げて本開示を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に制限されるものではない。実施例中及び比較例中の各材料の「部」は特に断りがない場合、全て質量基準である。
<スチレンアクリル樹脂(R-1)の製造例>
下記手順により、スチレンアクリル樹脂(R-1)を製造した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル100.0部を窒素置換しながら加熱し、液温120℃以上で還流させた。そこへ、重合性単量体としてスチレン83.4部、アクリル酸n-ブチル20.9部、及びアクリル酸1.0部、並びに重合開始剤としてtert-ブチルパーオキシベンゾエート[有機過酸化物系重合開始剤、日油(株)製、商品名:パーブチルZ]0.6部を混合したものを3時間かけて滴下した。
滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温を170℃まで昇温しながら常圧蒸留した。液温が170℃に到達した後、1hPaに減圧し、1時間蒸留して脱溶剤し、樹脂固形物を得た。該樹脂固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n-ヘキサンで再沈殿させて析出した固体を濾別することでスチレンアクリル樹脂(R-1)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂(R-1)の酸価は10.6mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は13000であった。
下記手順により、スチレンアクリル樹脂(R-1)を製造した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル100.0部を窒素置換しながら加熱し、液温120℃以上で還流させた。そこへ、重合性単量体としてスチレン83.4部、アクリル酸n-ブチル20.9部、及びアクリル酸1.0部、並びに重合開始剤としてtert-ブチルパーオキシベンゾエート[有機過酸化物系重合開始剤、日油(株)製、商品名:パーブチルZ]0.6部を混合したものを3時間かけて滴下した。
滴下終了後、溶液を3時間撹拌した後、液温を170℃まで昇温しながら常圧蒸留した。液温が170℃に到達した後、1hPaに減圧し、1時間蒸留して脱溶剤し、樹脂固形物を得た。該樹脂固形物をテトラヒドロフランに溶解し、n-ヘキサンで再沈殿させて析出した固体を濾別することでスチレンアクリル樹脂(R-1)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂(R-1)の酸価は10.6mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は13000であった。
<スチレンアクリル樹脂(R-2)の製造例>
スチレンアクリル樹脂(R-1)の製造例において、重合体単量体をスチレン82.0部、メタクリル酸10.0部、アクリル酸8.0部に変更し、重合開始剤の量を1.0部にそれぞれ変更した以外は、同様の操作で、スチレンアクリル樹脂(R-2)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂(R-2)の酸価は161.0mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は46000であった。
スチレンアクリル樹脂(R-1)の製造例において、重合体単量体をスチレン82.0部、メタクリル酸10.0部、アクリル酸8.0部に変更し、重合開始剤の量を1.0部にそれぞれ変更した以外は、同様の操作で、スチレンアクリル樹脂(R-2)を得た。
得られたスチレンアクリル樹脂(R-2)の酸価は161.0mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は46000であった。
<アクリル樹脂(R-3)の製造例>
スチレンアクリル樹脂(R-1)の製造例において、重合体単量体をメチルメタクリレート30.0部、アクリル酸50.4部に変更し、重合開始剤の量を1.0部にそれぞれ変更した以外は、同様の操作でアクリル樹脂(R-3)を得た。
得られたアクリル樹脂(R-3)の酸価は351.0mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は8700であった。
スチレンアクリル樹脂(R-1)の製造例において、重合体単量体をメチルメタクリレート30.0部、アクリル酸50.4部に変更し、重合開始剤の量を1.0部にそれぞれ変更した以外は、同様の操作でアクリル樹脂(R-3)を得た。
得られたアクリル樹脂(R-3)の酸価は351.0mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は8700であった。
<ポリエステル樹脂(R-4)の製造例>
下記の手順によりポリエステル樹脂(R-4)を製造した。
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えたオートクレーブ中に下記材料を仕込み、窒素雰囲気下、常圧、200℃で5時間反応を行った。
・ビスフェノールA-プロピレンオキサイド2.1モル付加物 :39.6部
・テレフタル酸 : 8.0部
・イソフタル酸 : 7.6部
・テトラブトキシチタネート : 0.1部
その後、トリメリット酸0.01部及びテトラブトキシチタネート0.12部を追加し、220℃で3時間反応し、さらに10mmHg~20mmHgの減圧下で2時間反応してポリエステル樹脂(R-4)を得た。
得られたポリエステル樹脂(R-4)の酸価は6.1mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は10200であった。
下記の手順によりポリエステル樹脂(R-4)を製造した。
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えたオートクレーブ中に下記材料を仕込み、窒素雰囲気下、常圧、200℃で5時間反応を行った。
・ビスフェノールA-プロピレンオキサイド2.1モル付加物 :39.6部
・テレフタル酸 : 8.0部
・イソフタル酸 : 7.6部
・テトラブトキシチタネート : 0.1部
その後、トリメリット酸0.01部及びテトラブトキシチタネート0.12部を追加し、220℃で3時間反応し、さらに10mmHg~20mmHgの減圧下で2時間反応してポリエステル樹脂(R-4)を得た。
得られたポリエステル樹脂(R-4)の酸価は6.1mgKOH/g、重量平均分子量(Mw)は10200であった。
<ポリエステル樹脂(R-5)の合成>
下記の手順により、カルボン酸末端がステアリルエステルであるポリε-カプロラクトン[(ポリエステル樹脂(R-5)]を合成した。
窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えた反応容器に、下記材料を仕込み、窒素雰囲気下、100℃で5時間反応を行った。
・ステアリルアルコール:3.0部
・ε-カプロラクトン:38.2部
・チタン(IV)テトライソプロポキシド:0.5部
得られた樹脂をクロロホルムに溶解し、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、ポリエステル樹脂(R-5)を得た。
得られたポリエステル樹脂(R-5)の酸価は0.0mgKOH/g、水酸基価は30.3mgKOH/g、Mw=8300であった。
下記の手順により、カルボン酸末端がステアリルエステルであるポリε-カプロラクトン[(ポリエステル樹脂(R-5)]を合成した。
窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えた反応容器に、下記材料を仕込み、窒素雰囲気下、100℃で5時間反応を行った。
・ステアリルアルコール:3.0部
・ε-カプロラクトン:38.2部
・チタン(IV)テトライソプロポキシド:0.5部
得られた樹脂をクロロホルムに溶解し、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、ポリエステル樹脂(R-5)を得た。
得られたポリエステル樹脂(R-5)の酸価は0.0mgKOH/g、水酸基価は30.3mgKOH/g、Mw=8300であった。
<ポリエステル樹脂(R-6)の合成>
下記の手順により、ポリ乳酸[(ポリエステル樹脂(R-6)]を合成した。
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えたオートクレープ中に下記材料を仕込み、窒素雰囲気下、常圧、200℃で5時間反応を行った。
・乳酸:100.0部
・テトラブトキシチタネート:0.1部
その後、テトラブトキシチタネート0.1部を追加し、220℃で3時間反応し、さらに10mmHg~20mmHgの減圧下で2時間反応を行った。得られた樹脂をクロロホルムに溶解し、この溶液をエタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、ポリエステル樹脂(R-6)を得た。
得られたポリエステル樹脂(R-6)の酸価は3.5mgKOH/g、Mw=30000であった。
下記の手順により、ポリ乳酸[(ポリエステル樹脂(R-6)]を合成した。
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、及び撹拌装置を備えたオートクレープ中に下記材料を仕込み、窒素雰囲気下、常圧、200℃で5時間反応を行った。
・乳酸:100.0部
・テトラブトキシチタネート:0.1部
その後、テトラブトキシチタネート0.1部を追加し、220℃で3時間反応し、さらに10mmHg~20mmHgの減圧下で2時間反応を行った。得られた樹脂をクロロホルムに溶解し、この溶液をエタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、ポリエステル樹脂(R-6)を得た。
得られたポリエステル樹脂(R-6)の酸価は3.5mgKOH/g、Mw=30000であった。
<樹脂Aの製造例>
<樹脂(A-1)の製造例>
下記手順により式(1)で表される樹脂(A-1)を製造した。
N,N-ジメチルアセトアミド200.00部に、P1(高分子部位)としてスチレンアクリル樹脂(R-1)50.00部を溶解し、シラン化合物として3-アミノプロピルトリエトキシシランを1.20部、トリエチルアミンを2.87部、縮合剤としてDMT-MM〔4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド〕を2.88部添加し、常温で5時間撹拌した。反応終了後、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、樹脂(A-1)を得た。樹脂(A-1)の重量平均分子量Mwは13200であった。
<樹脂(A-1)の製造例>
下記手順により式(1)で表される樹脂(A-1)を製造した。
N,N-ジメチルアセトアミド200.00部に、P1(高分子部位)としてスチレンアクリル樹脂(R-1)50.00部を溶解し、シラン化合物として3-アミノプロピルトリエトキシシランを1.20部、トリエチルアミンを2.87部、縮合剤としてDMT-MM〔4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド〕を2.88部添加し、常温で5時間撹拌した。反応終了後、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、樹脂(A-1)を得た。樹脂(A-1)の重量平均分子量Mwは13200であった。
<樹脂(A-2)~(A-5)、樹脂(A-9)~(A-17)の製造例>
樹脂(A-1)の製造例において、P1(高分子部位)の種類;シラン化合物の種類及び添加量;トリエチルアミン及びDMT-MMの添加量を表1のように変更した以外は同様にして、樹脂(樹脂(A-2)~(A-5)、樹脂(A-9)~(A-17)を得た。
樹脂(A-1)の製造例において、P1(高分子部位)の種類;シラン化合物の種類及び添加量;トリエチルアミン及びDMT-MMの添加量を表1のように変更した以外は同様にして、樹脂(樹脂(A-2)~(A-5)、樹脂(A-9)~(A-17)を得た。
<樹脂(A-6)の製造例>
樹脂(A-5)10.0部をトルエン90.0部に溶解した溶液に、純水400.0部と混合撹拌し、希塩酸を用いてpHを4.0に調整し、常温で10.8時間撹拌させた後、撹拌を止め分液ロートに移し油相を抽出した。前記油相を濃縮し、メタノールで再沈殿することによって、式(1)で表される樹脂(A-6)を得た。
得られた樹脂(A-6)を29Si-NMR(固体)測定によって分析したところ、式
(1)におけるR1~R3は、いずれもヒドロキシ基であった。
樹脂(A-5)10.0部をトルエン90.0部に溶解した溶液に、純水400.0部と混合撹拌し、希塩酸を用いてpHを4.0に調整し、常温で10.8時間撹拌させた後、撹拌を止め分液ロートに移し油相を抽出した。前記油相を濃縮し、メタノールで再沈殿することによって、式(1)で表される樹脂(A-6)を得た。
得られた樹脂(A-6)を29Si-NMR(固体)測定によって分析したところ、式
(1)におけるR1~R3は、いずれもヒドロキシ基であった。
<樹脂(A-7)の製造例>
下記の手順により樹脂(A-7)を製造した。
クロロホルム500.00部に、ポリエステル樹脂(R-4)50.00部を溶解し、窒素雰囲気下、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン0.74部と、トリエチルアミン1.65部と、チタン(IV)テトライソプロポキシド0.50部を添加し、常温で5時間撹拌した。反応終了後、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、樹脂(A-7)を得た。
下記の手順により樹脂(A-7)を製造した。
クロロホルム500.00部に、ポリエステル樹脂(R-4)50.00部を溶解し、窒素雰囲気下、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン0.74部と、トリエチルアミン1.65部と、チタン(IV)テトライソプロポキシド0.50部を添加し、常温で5時間撹拌した。反応終了後、この溶液をメタノール中に滴下し再沈殿して濾過することで、樹脂(A-7)を得た。
<樹脂(A-8)の製造例>
前記樹脂(A-7)の製造例において、ポリエステル樹脂(R-4)をポリエステル樹脂(R-5)に変更し、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランの添加量を0.74部から6.61部に変更した以外は同様にして、樹脂(A-8)を合成した。
前記樹脂(A-7)の製造例において、ポリエステル樹脂(R-4)をポリエステル樹脂(R-5)に変更し、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシランの添加量を0.74部から6.61部に変更した以外は同様にして、樹脂(A-8)を合成した。
<樹脂(A-18)の製造例>
・ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 41.3部
・ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物(BPA-2EO) 33.8部・テトラヒドロフラン(THF) 300.0部
攪拌装置及び温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記材料を仕込んだ。50℃まで加熱し、8時間かけてウレタン化反応を施した後、3-イソシアネートプロピ
ルトリエトキシシラン1.0部を加えてさらに8時間反応を行い、t-ブチルアルコールを3.0部加えて、イソシアネート末端を修飾した。溶媒であるTHFを留去して、樹脂(A-18)を得た。樹脂(A-18)の重量平均分子量Mwは23500であった。
・ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI) 41.3部
・ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物(BPA-2EO) 33.8部・テトラヒドロフラン(THF) 300.0部
攪拌装置及び温度計を備えた反応容器中に、窒素置換をしながら上記材料を仕込んだ。50℃まで加熱し、8時間かけてウレタン化反応を施した後、3-イソシアネートプロピ
ルトリエトキシシラン1.0部を加えてさらに8時間反応を行い、t-ブチルアルコールを3.0部加えて、イソシアネート末端を修飾した。溶媒であるTHFを留去して、樹脂(A-18)を得た。樹脂(A-18)の重量平均分子量Mwは23500であった。
<トナー粒子1の製造例>
反応容器に、イオン交換水390.0部、及びリン酸ナトリウム(12水和物)〔ラサ工業(株)製〕14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。次に、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12,000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水10.0部に9.2部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、該水系媒体に塩酸を投入し、pHを6.0に調整し、水系媒体1を得た。
一方、下記材料をアトライタ(日本コークス工業(株)製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を投入して、220rpmで5.0時間分散させた後、ジルコニア粒子を取り除き、着色剤が分散された分散液1を調製した。
・スチレン 60.0部
・着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5部
次に、調製した前記分散液1に下記材料を加えた。
・スチレン 15.0部
・アクリル酸n-ブチル 25.0部
・ポリエステル樹脂(R-4) 4.0部
・樹脂A(A-1) 0.5部
・ジステアリン酸アルミニウム 0.2部
・ジビニルベンゼン 0.3部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 12.0部
これを65℃に保温し、T.K.ホモミクサーを用いて、500rpmにて均一に溶解、分散させることで、重合性単量体組成物1を調製した。
前記水系媒体1の温度を70℃、撹拌装置の回転数を12,000rpmに保ちながら、前記水系媒体1中に前記重合性単量体組成物1を投入し、重合開始剤として、t-ブチルパーオキシピバレート9.0部を添加した。そのまま前記撹拌装置にて12,000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
前記撹拌装置からプロペラ撹拌羽根を備えた撹拌機に変更し、150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、さらに85℃に昇温して2.0時間加熱保持を行った後、室温まで冷却することで、トナー粒子分散液1を得た。
得られたトナー粒子分散液1に塩酸を添加し、pHを1.4以下として、前記分散安定剤を溶解し、ろ過、洗浄、乾燥を行うことによって、トナー粒子1を得た。
反応容器に、イオン交換水390.0部、及びリン酸ナトリウム(12水和物)〔ラサ工業(株)製〕14.0部を投入し、窒素パージしながら65℃で1.0時間保温した。次に、T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12,000rpmにて攪拌しながら、イオン交換水10.0部に9.2部の塩化カルシウム(2水和物)を溶解した塩化カルシウム水溶液を一括投入し、分散安定剤を含む水系媒体を調製した。さらに、該水系媒体に塩酸を投入し、pHを6.0に調整し、水系媒体1を得た。
一方、下記材料をアトライタ(日本コークス工業(株)製)に投入し、さらに直径1.7mmのジルコニア粒子を投入して、220rpmで5.0時間分散させた後、ジルコニア粒子を取り除き、着色剤が分散された分散液1を調製した。
・スチレン 60.0部
・着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5部
次に、調製した前記分散液1に下記材料を加えた。
・スチレン 15.0部
・アクリル酸n-ブチル 25.0部
・ポリエステル樹脂(R-4) 4.0部
・樹脂A(A-1) 0.5部
・ジステアリン酸アルミニウム 0.2部
・ジビニルベンゼン 0.3部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 12.0部
これを65℃に保温し、T.K.ホモミクサーを用いて、500rpmにて均一に溶解、分散させることで、重合性単量体組成物1を調製した。
前記水系媒体1の温度を70℃、撹拌装置の回転数を12,000rpmに保ちながら、前記水系媒体1中に前記重合性単量体組成物1を投入し、重合開始剤として、t-ブチルパーオキシピバレート9.0部を添加した。そのまま前記撹拌装置にて12,000rpmを維持しつつ10分間造粒した。
前記撹拌装置からプロペラ撹拌羽根を備えた撹拌機に変更し、150rpmで攪拌しながら70℃を保持して5.0時間重合を行い、さらに85℃に昇温して2.0時間加熱保持を行った後、室温まで冷却することで、トナー粒子分散液1を得た。
得られたトナー粒子分散液1に塩酸を添加し、pHを1.4以下として、前記分散安定剤を溶解し、ろ過、洗浄、乾燥を行うことによって、トナー粒子1を得た。
<トナー粒子2~37および42~44の製造例>
前記トナー粒子1の製造例において、分散液1に加える材料を表3のように変更した以外は同様にして、トナー粒子2~37および42~44を製造した。
前記トナー粒子1の製造例において、分散液1に加える材料を表3のように変更した以外は同様にして、トナー粒子2~37および42~44を製造した。
<トナー粒子38の製造例>
イオン交換水660.0部、及び48.5%の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25.0部を混合し、T.K.ホモミクサーを用いて、10000rpmにて撹拌して水系媒体2を調製した。
下記材料を酢酸エチル500.0部へ投入し、プロペラ式撹拌装置にて100rpmで溶解して溶解液を調製した。
・スチレン/ブチルアクリレート共重合体 100.0部
(共重合質量比:80/20)
・樹脂A(A-1) 0.5部
・ジステアリン酸アルミニウム 0.2部
・ポリエステル樹脂(R-4) 4.0部
・着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 12.0部
150.0部の水系媒体2を容器に入れ、T.K.ホモミクサーを用い、回転数12,000rpmで撹拌し、これに前記溶解液100.0部を添加し、10分間混合して乳化スラリーを調製した。
その後、脱気用配管、撹拌機及び温度計を備えたフラスコに、乳化スラリー100.0部を仕込み、500rpmで撹拌しながら30℃にて12時間減圧下、脱溶剤し45℃で4時間熟成させて、脱溶剤スラリーとした。
脱溶剤スラリーを減圧濾過した後、得られた濾過ケーキにイオン交換水300.0部を添加し、T.K.ホモミクサーで混合、再分散(回転数12,000rpmにて10分間)した後、濾過した。
得られた濾過ケーキを乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩いトナー粒子38を得た。
イオン交換水660.0部、及び48.5%の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25.0部を混合し、T.K.ホモミクサーを用いて、10000rpmにて撹拌して水系媒体2を調製した。
下記材料を酢酸エチル500.0部へ投入し、プロペラ式撹拌装置にて100rpmで溶解して溶解液を調製した。
・スチレン/ブチルアクリレート共重合体 100.0部
(共重合質量比:80/20)
・樹脂A(A-1) 0.5部
・ジステアリン酸アルミニウム 0.2部
・ポリエステル樹脂(R-4) 4.0部
・着色剤(C.I.ピグメントブルー15:3) 6.5部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 12.0部
150.0部の水系媒体2を容器に入れ、T.K.ホモミクサーを用い、回転数12,000rpmで撹拌し、これに前記溶解液100.0部を添加し、10分間混合して乳化スラリーを調製した。
その後、脱気用配管、撹拌機及び温度計を備えたフラスコに、乳化スラリー100.0部を仕込み、500rpmで撹拌しながら30℃にて12時間減圧下、脱溶剤し45℃で4時間熟成させて、脱溶剤スラリーとした。
脱溶剤スラリーを減圧濾過した後、得られた濾過ケーキにイオン交換水300.0部を添加し、T.K.ホモミクサーで混合、再分散(回転数12,000rpmにて10分間)した後、濾過した。
得られた濾過ケーキを乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩いトナー粒子38を得た。
<トナー粒子39の製造例>
(結着樹脂微粒子の分散液の製造)
トルエン(和光純薬製)200部にエチレン酢酸ビニル樹脂(東ソー製:ウルトラセン685)60部、樹脂A(A-1)0.5部、ジステアリン酸アルミニウム0.2部を加え、90℃まで加熱した後、3時間攪拌して溶解させた。
エチレン酢酸ビニル樹脂、樹脂Aおよびジステアリン酸アルミニウムが溶解したトルエン溶液に、アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK)6部およびアニオン界面活性剤(日本油脂製:ノンサールLN1)3部が溶解したイオン交換水180部を添加した。それから、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス((株)プライミクス製)を用いて4000rpmで十分攪拌した。その後、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時間分散した後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で調整して固形分濃度28%の結着樹脂微粒子の分散液を得た。
(ワックス微粒子の分散液の製造)
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 20.0部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.0部
・イオン交換水 79.0部
上記処方を攪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)へ循環しながらローター外径が3cm、クリアランスが0.3mmの剪断攪拌部位にて、ローター回転数19000r/min、スクリーン回転数19000r/minの条件にて攪拌し、60分間分散処理した後、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℃まで冷却し、イオン交換水で調整して固形分濃度20%のワックス微粒子の分散液を得た。
(顔料分散液の製造)
・C.I.ピグメントブルー15:3 10.0部
・イオン交換水 78.0部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 2.0部
上記材料を混合した。その後、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1時間分散し、イオン交換水で調整することで固形分濃度10%の顔料分散液を調整した。
(トナー粒子の製造)
・結着樹脂微粒子の分散液(固形分28%) 320.0部
・顔料分散液(固形分10%) 50.0部
・ワックス微粒子の分散液(固形分20%) 75.0部
上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。ここに、98部のイオン交換水に対して硫酸マグネシウム8部を溶解させた水溶液を添加し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)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で50℃まで加熱した。50℃で1時間保持した後、形成された凝集粒子の重量平均粒径(D4)を測定した。その結果、重量平均粒径(D4)が約6.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
得られた凝集粒子の分散液に、360部のイオン交換水に対してエチレンジアミン四酢酸ナトリウム40部を溶解させた水溶液を加え、更に、イオン交換水2800部を添加した。攪拌を継続しながら80℃まで加熱し、2時間密閉した状態で保持し、十分に融合した粒子を得た。その後、ろ過・固液分離した後、ろ物をイオン交換水で十分に洗浄し、真空乾燥機を用いて乾燥することにより、重量平均粒径(D4)が6.7μmのトナー粒子39を得た。
(結着樹脂微粒子の分散液の製造)
トルエン(和光純薬製)200部にエチレン酢酸ビニル樹脂(東ソー製:ウルトラセン685)60部、樹脂A(A-1)0.5部、ジステアリン酸アルミニウム0.2部を加え、90℃まで加熱した後、3時間攪拌して溶解させた。
エチレン酢酸ビニル樹脂、樹脂Aおよびジステアリン酸アルミニウムが溶解したトルエン溶液に、アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK)6部およびアニオン界面活性剤(日本油脂製:ノンサールLN1)3部が溶解したイオン交換水180部を添加した。それから、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス((株)プライミクス製)を用いて4000rpmで十分攪拌した。その後、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時間分散した後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で調整して固形分濃度28%の結着樹脂微粒子の分散液を得た。
(ワックス微粒子の分散液の製造)
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 20.0部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 1.0部
・イオン交換水 79.0部
上記処方を攪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)へ循環しながらローター外径が3cm、クリアランスが0.3mmの剪断攪拌部位にて、ローター回転数19000r/min、スクリーン回転数19000r/minの条件にて攪拌し、60分間分散処理した後、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℃まで冷却し、イオン交換水で調整して固形分濃度20%のワックス微粒子の分散液を得た。
(顔料分散液の製造)
・C.I.ピグメントブルー15:3 10.0部
・イオン交換水 78.0部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 2.0部
上記材料を混合した。その後、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1時間分散し、イオン交換水で調整することで固形分濃度10%の顔料分散液を調整した。
(トナー粒子の製造)
・結着樹脂微粒子の分散液(固形分28%) 320.0部
・顔料分散液(固形分10%) 50.0部
・ワックス微粒子の分散液(固形分20%) 75.0部
上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。ここに、98部のイオン交換水に対して硫酸マグネシウム8部を溶解させた水溶液を添加し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)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で50℃まで加熱した。50℃で1時間保持した後、形成された凝集粒子の重量平均粒径(D4)を測定した。その結果、重量平均粒径(D4)が約6.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
得られた凝集粒子の分散液に、360部のイオン交換水に対してエチレンジアミン四酢酸ナトリウム40部を溶解させた水溶液を加え、更に、イオン交換水2800部を添加した。攪拌を継続しながら80℃まで加熱し、2時間密閉した状態で保持し、十分に融合した粒子を得た。その後、ろ過・固液分離した後、ろ物をイオン交換水で十分に洗浄し、真空乾燥機を用いて乾燥することにより、重量平均粒径(D4)が6.7μmのトナー粒子39を得た。
<トナー粒子40の製造例>
(ポリエステル樹脂(R-7)の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌器および熱電対を装備した反応槽中に、下記材料を投入し、撹拌混合してモノマー溶液を作成した。
・テレフタル酸 65.0部
・ビスフェノールA-プロピレンオキサイド2mol付加物 100.0部
上記モノマー溶液に、モノマー総量100部に対して1.5部のジブチル錫を触媒として添加した。次いで、窒素雰囲気下にて常圧で180℃まで素早く昇温した後、180℃から210℃まで10℃/時間の速度で加熱しながら水を留去して重縮合を行った。温度210℃に到達してから反応槽内を5kPa以下まで減圧し、温度210℃、5kPa以下の条件下にて重縮合を行い、ポリエステル樹脂(R-7)を得た。
その際、得られるポリエステル樹脂(R-7)の軟化点が115℃となるように重合時間を調整した。
(トナー粒子の製造)
・ポリエステル樹脂(R-7) 90.0部
・ポリエステル樹脂(R-4) 10.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・樹脂A(A-1) 0.5部
・ジステアリン酸アルミニウム 0.2部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 12.0部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で混合した後、二軸混練機(池貝鉄工(株)製PCM-30型))にて回転数3.3s-1、混練温度120℃の条件で混練した。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(ターボ工業(株)製T-250)にて微粉砕した。さらに、得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径(D4)が7.5μmのトナー粒子40を得た。
(ポリエステル樹脂(R-7)の製造)
窒素導入管、脱水管、撹拌器および熱電対を装備した反応槽中に、下記材料を投入し、撹拌混合してモノマー溶液を作成した。
・テレフタル酸 65.0部
・ビスフェノールA-プロピレンオキサイド2mol付加物 100.0部
上記モノマー溶液に、モノマー総量100部に対して1.5部のジブチル錫を触媒として添加した。次いで、窒素雰囲気下にて常圧で180℃まで素早く昇温した後、180℃から210℃まで10℃/時間の速度で加熱しながら水を留去して重縮合を行った。温度210℃に到達してから反応槽内を5kPa以下まで減圧し、温度210℃、5kPa以下の条件下にて重縮合を行い、ポリエステル樹脂(R-7)を得た。
その際、得られるポリエステル樹脂(R-7)の軟化点が115℃となるように重合時間を調整した。
(トナー粒子の製造)
・ポリエステル樹脂(R-7) 90.0部
・ポリエステル樹脂(R-4) 10.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・樹脂A(A-1) 0.5部
・ジステアリン酸アルミニウム 0.2部
・ワックス(エチレングリコールジステアレート:融点76℃) 12.0部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で混合した後、二軸混練機(池貝鉄工(株)製PCM-30型))にて回転数3.3s-1、混練温度120℃の条件で混練した。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(ターボ工業(株)製T-250)にて微粉砕した。さらに、得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、重量平均粒径(D4)が7.5μmのトナー粒子40を得た。
<トナー粒子41の製造例>
トナー粒子40の製造例において、樹脂A(A-1)を樹脂A(A-17)に変更する以外はトナー粒子40の製造例と同様にしてトナー粒子41を得た。
トナー粒子40の製造例において、樹脂A(A-1)を樹脂A(A-17)に変更する以外はトナー粒子40の製造例と同様にしてトナー粒子41を得た。
<トナー1~44の製造例>
得られたトナー粒子1~44のそれぞれ100.0部に対して、BET値が200m2/gであり、一次粒子の個数平均粒径が8nmの疎水性シリカ微粒子0.6部をヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で混合し、目開き150μmのメッシュで篩い、トナー1~44を得た。
得られたトナー1~44の物性を表6に示す。
得られたトナー粒子1~44のそれぞれ100.0部に対して、BET値が200m2/gであり、一次粒子の個数平均粒径が8nmの疎水性シリカ微粒子0.6部をヘンシェルミキサ(三井三池化工機株式会社製)で混合し、目開き150μmのメッシュで篩い、トナー1~44を得た。
得られたトナー1~44の物性を表6に示す。
P1:樹脂A中における式(1)中の高分子部位
B/A:脂肪酸金属塩の含有量B(質量%)/ワックスの含有量A(質量%)
B/C:脂肪酸金属塩の含有量B(質量%)/樹脂Aの含有量C(質量%)
E/F:樹脂A由来のケイ素原子のモル数E/脂肪酸金属塩の金属のモル数F
[実施例1~41、比較例1~3]
トナー1~44の各々について行った評価について、その方法を以下に述べる。なお、評価結果については表5に記載する。
トナー1~44の各々について行った評価について、その方法を以下に述べる。なお、評価結果については表5に記載する。
<低温定着性の評価>
画像形成装置として定着ユニットを外したカラーレーザープリンタ(HP Color
LaserJet 3525dn、HP社製)の改造機を用意し、シアンカートリッジからトナーを取り出して、代わりに評価するトナーを充填した。次いで、受像紙(HP Laser Jet90、HP社製、90g/m2)上に、充填したトナーを用いて、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(トナーの載り量:0.9mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から1.0cmの部分に形成した。次いで、取り外した定着ユニットを定着温度とプロセススピードを調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。
まず、常温常湿環境下(温度23℃、相対湿度60%)、プロセススピードを360mm/sに設定し、初期温度を140℃として設定温度を5℃ずつ順次昇温させながら、各温度で前記未定着画像の定着を行った。
低温定着性の評価基準は以下の通りである。低温側定着開始点とは、低温オフセット現象(トナーの一部が定着器に付着してしまう現象)が観察されない下限温度のことである。(評価基準)
A:低温側定着開始点が160℃未満
B:低温側定着開始点が160℃以上180℃未満
C:低温側定着開始点が180℃以上195℃未満
D:低温側定着開始点が195℃以上210℃未満
E:低温側定着開始点が215℃以上
なお、本開示においてはA~Cランクを良好な低温定着性と判断した。
画像形成装置として定着ユニットを外したカラーレーザープリンタ(HP Color
LaserJet 3525dn、HP社製)の改造機を用意し、シアンカートリッジからトナーを取り出して、代わりに評価するトナーを充填した。次いで、受像紙(HP Laser Jet90、HP社製、90g/m2)上に、充填したトナーを用いて、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(トナーの載り量:0.9mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から1.0cmの部分に形成した。次いで、取り外した定着ユニットを定着温度とプロセススピードを調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。
まず、常温常湿環境下(温度23℃、相対湿度60%)、プロセススピードを360mm/sに設定し、初期温度を140℃として設定温度を5℃ずつ順次昇温させながら、各温度で前記未定着画像の定着を行った。
低温定着性の評価基準は以下の通りである。低温側定着開始点とは、低温オフセット現象(トナーの一部が定着器に付着してしまう現象)が観察されない下限温度のことである。(評価基準)
A:低温側定着開始点が160℃未満
B:低温側定着開始点が160℃以上180℃未満
C:低温側定着開始点が180℃以上195℃未満
D:低温側定着開始点が195℃以上210℃未満
E:低温側定着開始点が215℃以上
なお、本開示においてはA~Cランクを良好な低温定着性と判断した。
<耐ホットオフセット性の評価>
画像形成装置として定着ユニットを外したカラーレーザープリンタ(HP Color
LaserJet 3525dn、HP社製)の改造機を用意し、シアンカートリッジからトナーを取り出して、代わりに評価するトナーを充填した。次いで、受像紙(HP Laser Jet90、HP社製、90g/m2)上に、充填したトナーを用いて、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(トナーの載り量:0.9mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から1.0cmの部分に形成した。次いで、取り外した定着ユニットを定着温度とプロセススピードを調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。
常温常湿環境下(23℃、60%RH)において、プロセススピードを360mm/sに設定し、初期温度を195℃として設定温度を5℃ずつ順次昇温させながら、各温度で上記未定着画像の定着を行った。
耐ホットオフセット性の評価基準は以下の通りである。定着上限温度とは、溶融したトナーが定着ローラーに付着する現象(ホットオフセット)が観察されない上限温度のことである。
(評価基準)
A:定着上限温度が230℃以上
B:定着上限温度が220℃以上225℃以下
C:定着上限温度が210℃以上215℃以下
D:定着上限温度が200℃以上205℃以下
E:定着上限温度が195℃以下
なお、本開示においてはA~Cランクを良好な耐オフセット性と判断した。
画像形成装置として定着ユニットを外したカラーレーザープリンタ(HP Color
LaserJet 3525dn、HP社製)の改造機を用意し、シアンカートリッジからトナーを取り出して、代わりに評価するトナーを充填した。次いで、受像紙(HP Laser Jet90、HP社製、90g/m2)上に、充填したトナーを用いて、縦2.0cm横15.0cmの未定着のトナー画像(トナーの載り量:0.9mg/cm2)を、通紙方向に対し上端部から1.0cmの部分に形成した。次いで、取り外した定着ユニットを定着温度とプロセススピードを調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。
常温常湿環境下(23℃、60%RH)において、プロセススピードを360mm/sに設定し、初期温度を195℃として設定温度を5℃ずつ順次昇温させながら、各温度で上記未定着画像の定着を行った。
耐ホットオフセット性の評価基準は以下の通りである。定着上限温度とは、溶融したトナーが定着ローラーに付着する現象(ホットオフセット)が観察されない上限温度のことである。
(評価基準)
A:定着上限温度が230℃以上
B:定着上限温度が220℃以上225℃以下
C:定着上限温度が210℃以上215℃以下
D:定着上限温度が200℃以上205℃以下
E:定着上限温度が195℃以下
なお、本開示においてはA~Cランクを良好な耐オフセット性と判断した。
<長期使用時の流動性(ベタ追従性)の評価>
トナーの流動性を評価するため、ベタ追従性を以下の方法で評価した。トナーの流動性が高いほどベタ追従性が良好になる。
市販のレーザープリンターであるHP Color LaserJet Enterprise CP4525dn(HP社製)の改造機を用い、キヤノンカラーレーザーコピア用紙上にトナー載り量0.40(mg/cm2)の画像を定着温度190℃、プロセススピード360mm/secにて出力した。
低温低湿環境下(15℃、10%RH)において、全ベタ画像をサンプル画像として3枚連続で出力した。その後、印字率0.5%の画像を2枚毎に2秒の間欠時間をおいて20000枚出力した。部材汚染性の影響を切り分けるために、ドラムユニットを新品のものに交換し、初期と同様の全ベタ画像を3枚連続で出力した。得られた全ベタ画像の3枚目に対して、ベタ追従性の評価を目視評価にて行った。
ベタ追従性
(評価基準)
A:画像濃度にムラがなく均一である
B:画像濃度にややムラがある
C:画像濃度にムラがあるが、使用上問題とならないレベル
D:画像濃度にムラがあり、均一なベタ画像になっていない
E:画像濃度が掠れて、均一なベタ画像になっていないレベル
なお、本開示においてはA~Cランクを良好な流動性と判断した。
トナーの流動性を評価するため、ベタ追従性を以下の方法で評価した。トナーの流動性が高いほどベタ追従性が良好になる。
市販のレーザープリンターであるHP Color LaserJet Enterprise CP4525dn(HP社製)の改造機を用い、キヤノンカラーレーザーコピア用紙上にトナー載り量0.40(mg/cm2)の画像を定着温度190℃、プロセススピード360mm/secにて出力した。
低温低湿環境下(15℃、10%RH)において、全ベタ画像をサンプル画像として3枚連続で出力した。その後、印字率0.5%の画像を2枚毎に2秒の間欠時間をおいて20000枚出力した。部材汚染性の影響を切り分けるために、ドラムユニットを新品のものに交換し、初期と同様の全ベタ画像を3枚連続で出力した。得られた全ベタ画像の3枚目に対して、ベタ追従性の評価を目視評価にて行った。
ベタ追従性
(評価基準)
A:画像濃度にムラがなく均一である
B:画像濃度にややムラがある
C:画像濃度にムラがあるが、使用上問題とならないレベル
D:画像濃度にムラがあり、均一なベタ画像になっていない
E:画像濃度が掠れて、均一なベタ画像になっていないレベル
なお、本開示においてはA~Cランクを良好な流動性と判断した。
<ドット再現性の評価>
ドット再現性の評価には、ベタ追従性の評価と同じ評価機を用い、下記記録媒体上にトナー載り量0.40(mg/cm2)の画像を定着温度190℃、プロセススピード360mm/secにて出力した。トナーの帯電性が均一になることでドット再現性が向上する。
高温高湿環境下(30℃、85%RH)で、印字率1%のA4テストパターンを1万枚連続出力後、ハーフトーン(30H)画像を形成し、この画像のドット再現性について以下の基準に基づき評価した。
記録媒体には、高白色用紙GF-C081(81.4g/m2、キヤノンマーケティングジャパン(株))を使用した。なお、30H画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hをベタ白(非画像)とし、FFHをベタ画像(全面画像)とするときのハーフトーン画像である。
得られたハーフトーン画像について、デジタルマイクロスコープVHX-500(レンズワイドレンジズームレンズVH-Z100 キーエンス社製)を用い、ドット1000個の面積を測定した。
ドット面積の個数平均(S)とドット面積の標準偏差(σ)を算出し、ドット再現性指数を下記式により算出した。
そして、ハーフトーン画像のドット再現性をドット再現性指数(I)で評価した。ドット再現性指数(I)の値が小さいほどドット再現性に優れていることを示している。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
(評価基準)
A:Iが2.0未満
B:Iが2.0以上4.0未満
C:Iが4.0以上6.0未満
D:Iが6.0以上8.0未満
E:Iが8.0以上
なお、本開示においてはA~Cランクを良好なドット再現性と判断した。
ドット再現性の評価には、ベタ追従性の評価と同じ評価機を用い、下記記録媒体上にトナー載り量0.40(mg/cm2)の画像を定着温度190℃、プロセススピード360mm/secにて出力した。トナーの帯電性が均一になることでドット再現性が向上する。
高温高湿環境下(30℃、85%RH)で、印字率1%のA4テストパターンを1万枚連続出力後、ハーフトーン(30H)画像を形成し、この画像のドット再現性について以下の基準に基づき評価した。
記録媒体には、高白色用紙GF-C081(81.4g/m2、キヤノンマーケティングジャパン(株))を使用した。なお、30H画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hをベタ白(非画像)とし、FFHをベタ画像(全面画像)とするときのハーフトーン画像である。
得られたハーフトーン画像について、デジタルマイクロスコープVHX-500(レンズワイドレンジズームレンズVH-Z100 キーエンス社製)を用い、ドット1000個の面積を測定した。
ドット面積の個数平均(S)とドット面積の標準偏差(σ)を算出し、ドット再現性指数を下記式により算出した。
そして、ハーフトーン画像のドット再現性をドット再現性指数(I)で評価した。ドット再現性指数(I)の値が小さいほどドット再現性に優れていることを示している。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
(評価基準)
A:Iが2.0未満
B:Iが2.0以上4.0未満
C:Iが4.0以上6.0未満
D:Iが6.0以上8.0未満
E:Iが8.0以上
なお、本開示においてはA~Cランクを良好なドット再現性と判断した。
<トナー帯電量の環境安定性評価>
磁性キャリアF813-300(パウダーテック社製)9.5gと評価トナー0.5gを50cの蓋付きプラスチックボトルに投入して二成分現像剤とした。この二成分現像剤を高温高湿(30℃、85%RH)環境下または低温低湿(15℃、10%RH)環境下で24時間静置した。その後振とう器(YS-LD:(株)ヤヨイ製)で150回/分の速度で7分間振とうさせ、図1の装置を用いて高温高湿環境下の摩擦帯電量および低温低湿環境下の摩擦帯電量を測定した。
(帯電量の測定方法)
図1に示す、底に500メッシュ(目開き25μm)のスクリーン3のある金属製の測定容器2に、摩擦帯電量を測定しようとする二成分現像剤を0.100gを入れ金属製の蓋4をする。このときの測定容器2全体の重さを秤りWl(g)とする。次に、吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとする。この状態で2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。
このときの電位計9の電位をV(ボルト)とする。ここで8はコンデンサーであり容量をC(μF)とする。吸引後の測定容器全体の重さを秤りW2(g)とする。このトナーの摩擦帯電量は下記式により計算される。
摩擦帯電量(μC/g)=(C×V)/(W1-W2)
評価は低温低湿時の摩擦帯電量と高温高湿時の摩擦帯電量の比(高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量)を計算した。なお、本開示においてはA~Cランクを良好な環境安定性と判断した。
A:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.80以上
B:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.65以上0.80未満
C:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.50以上0.65未満
D:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.50未満
磁性キャリアF813-300(パウダーテック社製)9.5gと評価トナー0.5gを50cの蓋付きプラスチックボトルに投入して二成分現像剤とした。この二成分現像剤を高温高湿(30℃、85%RH)環境下または低温低湿(15℃、10%RH)環境下で24時間静置した。その後振とう器(YS-LD:(株)ヤヨイ製)で150回/分の速度で7分間振とうさせ、図1の装置を用いて高温高湿環境下の摩擦帯電量および低温低湿環境下の摩擦帯電量を測定した。
(帯電量の測定方法)
図1に示す、底に500メッシュ(目開き25μm)のスクリーン3のある金属製の測定容器2に、摩擦帯電量を測定しようとする二成分現像剤を0.100gを入れ金属製の蓋4をする。このときの測定容器2全体の重さを秤りWl(g)とする。次に、吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとする。この状態で2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。
このときの電位計9の電位をV(ボルト)とする。ここで8はコンデンサーであり容量をC(μF)とする。吸引後の測定容器全体の重さを秤りW2(g)とする。このトナーの摩擦帯電量は下記式により計算される。
摩擦帯電量(μC/g)=(C×V)/(W1-W2)
評価は低温低湿時の摩擦帯電量と高温高湿時の摩擦帯電量の比(高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量)を計算した。なお、本開示においてはA~Cランクを良好な環境安定性と判断した。
A:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.80以上
B:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.65以上0.80未満
C:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.50以上0.65未満
D:高温高湿下の摩擦帯電量/低温低湿下の摩擦帯電量が0.50未満
1 吸引機、2 測定容器、3 スクリーン、4 蓋、5 真空計、6 風量調節弁、7
吸引口、8 コンデンサー、9 電位計
吸引口、8 コンデンサー、9 電位計
Claims (16)
- トナー粒子を含有するトナーであって、
該トナー粒子が、結着樹脂、樹脂A、ワックスおよび脂肪酸金属塩を含有し、
該樹脂Aが、分子内に置換または無置換のシリル基を有し、
該置換のシリル基の置換基が、炭素数1以上のアルキル基、炭素数1以上のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子および炭素数6以上のアリール基からなる群から選択される少なくとも一である
ことを特徴とするトナー。 - 前記式(1)中のR1~R3のうち、少なくとも1つが、炭素数1以上のアルコキシ基又はヒドロキシ基を表す、請求項2に記載のトナー。
- 前記式(1)中のR1~R3が、各々独立して炭素数1以上のアルコキシ基またはヒドロキシ基を表す、請求項2又は3に記載のトナー。
- 前記式(1)中のP1が、ポリエステル樹脂部位またはスチレンアクリル樹脂部位を表す、請求項2~4のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記結着樹脂中のスチレンアクリル樹脂の含有量が50質量%以上であり、前記式(1)中のP1が、スチレンアクリル樹脂部位を表す、請求項2~5のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記結着樹脂中のポリエステル樹脂の含有量が50質量%以上であり、前記式(1)中のP1が、ポリエステル樹脂部位を表す、請求項2~5のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記樹脂A中のケイ素原子の含有量が、0.02質量%~10.00質量%である、請求項1~7のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記ワックスの含有量をA質量%とし、前記トナー粒子中の前記脂肪酸金属塩の含有量をB質量%としたとき、該Bの該Aに対する比(B/A)が、0.0010以上1.0000以下である、請求項1~8のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記脂肪酸金属塩の含有量をB質量%とし、前記トナー粒子中の前記樹脂Aの含有量をC質量%としたとき、該Bの該Cに対する比(B/C)が、0.0100以上10.0000以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記樹脂A由来のケイ素原子のモル数をEとし、前記トナー粒子中の前記脂肪酸金属塩の金属のモル数をFとしたとき、該Eの該Fに対する比(E/F)が、0.100以上10.000以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記ワックスが、エステルワックス及び脂肪族炭化水素系ワックスからなる群から選択される少なくとも一を含有する、請求項1~11のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記ワックスが、エステルワックスを含有し、
該エステルワックスが、
炭素数8以上22以下の脂肪酸モノマーと、アルコールモノマーと、のエステル化合物、及び、
炭素数8以上22以下の脂肪族アルコールモノマーと、酸モノマーと、のエステル化合物
からなる群から選択される少なくとも一のエステル化合物を含有する、請求項12に記載のトナー。 - 前記トナー粒子中の前記ワックスの融点が、60.0℃以上100.0℃以下である、請求項1~13のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記脂肪酸金属塩が、Al、Mg及びZnからなる群より選ばれる少なくとも一の金属、と、脂肪酸との金属塩である、請求項1~14のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナー粒子中の前記脂肪酸金属塩が、炭素数8以上22以下の脂肪酸と、金属と、の金属塩である、請求項1~15のいずれか1項に記載のトナー。
Priority Applications (2)
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