JP2024001609A - トナー - Google Patents
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Abstract
【課題】低温定着性及び耐熱保存性に優れるとともに、ラフ紙を使用した低温定着時に高グロスを示しかつグロス均一性に優れたトナー。
【解決手段】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、該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、特定の関係を満足する。
【選択図】なし
【解決手段】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、該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、特定の関係を満足する。
【選択図】なし
Description
本開示は、電子写真法、静電記録法に用いられるトナーに関するものである。
従来、電子写真装置においても省エネルギー化が大きな技術的課題として考えられ、定着装置にかかる熱量の大幅な削減が検討されている。特に、トナーにおいては、より低エネルギーでの定着が可能な、いわゆる「低温定着性」のニーズが高まっている。
低温での定着を可能にするための手法として、例えば特許文献1では、可塑剤を添加したトナーが検討されている。可塑剤は、トナーのガラス転移温度(Tg)を維持したまま、結着樹脂の軟化速度を速くする作用を有しており、低温定着性を向上しうる。しかし、可塑剤が溶融した後、結着樹脂を可塑させるというステップを経てトナーが軟化するため、トナーの溶融速度には限界があり、さらなる低温定着性の向上が望まれている。
そこで、結着樹脂として結晶性樹脂を使用する方法が検討されている。トナー用の結着樹脂として一般的に用いられる非晶性の樹脂は示差走査熱量計(DSC)測定において明確な吸熱ピークを示さないが、結晶性樹脂成分を含有する場合には、DSC測定における吸熱ピーク(融点)が現れる。
結晶性樹脂は、分子鎖が規則的に配列することにより、融点よりも低温においてはほとんど軟化しないといった性質を有する。また、融点を越えると結晶が急激に融解し、それに伴った急激な粘度の低下が起こる。このため、シャープメルト性に優れ、低温定着性を示す材料として注目されている。
特許文献2では、結晶性樹脂として結晶性ポリエステルを大量に使用したトナーが提案されている。
特許文献2では、結晶性樹脂として結晶性ポリエステルを大量に使用したトナーが提案されている。
また、結晶性樹脂として、長鎖アルキル基を分子内の側鎖に有する結晶性のビニル樹脂を使用したトナーも挙げられる。通常、結晶性のビニル樹脂は、主鎖骨格に長鎖アルキル基を側鎖として有し、側鎖の長鎖アルキル基同士が結晶化することで、結晶性樹脂となる。
特許文献3では、長鎖アルキル基を有する重合性単量体と、SP値の異なる非晶性の重合性単量体を共重合した結晶性のビニル樹脂を使用したトナーが提案されている。また、特許文献4では、結晶性のビニル樹脂と、非晶性樹脂からなる海島構造を形成したトナーが提案されている。
特許文献3では、長鎖アルキル基を有する重合性単量体と、SP値の異なる非晶性の重合性単量体を共重合した結晶性のビニル樹脂を使用したトナーが提案されている。また、特許文献4では、結晶性のビニル樹脂と、非晶性樹脂からなる海島構造を形成したトナーが提案されている。
しかしながら、特許文献2、3及び4に記載のトナーは低温定着性と耐熱保存性を満足しながら、低温定着時におけるラフ紙での高いグロスかつグロス均一性を示すことが困難であることがわかった。凹凸の大きいラフ紙では、凸部は加熱されやすいためトナーが変
形しやすく、凹部は加熱されにくいためトナーは変形しにくい。
特許文献2、3及び4に記載のトナーは、溶融開始温度付近にてトナーが弾性的性質から粘性的性質に急激に変化していくことから、低温定着時において凸部ではさらに変形しやすくなり、凹部ではさらに変形しにくくなる。その結果、高グロスとグロス均一性を示さないと考えられる。
以上のことから、低温定着性及び耐熱保存性に優れ、ラフ紙を使用した低温定着時に高グロスを示しかつグロス均一性に優れたトナーの実現には更なる改善が求められている。
形しやすく、凹部は加熱されにくいためトナーは変形しにくい。
特許文献2、3及び4に記載のトナーは、溶融開始温度付近にてトナーが弾性的性質から粘性的性質に急激に変化していくことから、低温定着時において凸部ではさらに変形しやすくなり、凹部ではさらに変形しにくくなる。その結果、高グロスとグロス均一性を示さないと考えられる。
以上のことから、低温定着性及び耐熱保存性に優れ、ラフ紙を使用した低温定着時に高グロスを示しかつグロス均一性に優れたトナーの実現には更なる改善が求められている。
本開示は、低温定着性及び耐熱保存性に優れるとともに、ラフ紙を使用した低温定着時に高グロスを示しかつグロス均一性に優れたトナーを提供する。
本開示は、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、
該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、
温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、
該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、以下の式(1)~(4)を満足するトナーに関する。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)
該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、
温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、
該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、以下の式(1)~(4)を満足するトナーに関する。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)
本開示によれば、低温定着性及び耐熱保存性に優れるとともに、ラフ紙を使用した低温定着時に高グロスを示しかつグロス均一性に優れたトナーを提供できる。
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。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
(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。
(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。
「モノマーユニット」とは、ポリマー中のモノマー物質の反応した形態をいう。例えば、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(C)で表すことができる。
[式(C)中、RA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、RB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いう。
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いう。
本発明者らは、トナーの粘弾性測定における、損失弾性率と貯蔵弾性率、及びtanδを適切に制御することにより、上記課題を解決できることを見出だした
本開示は、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、
該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、
温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、
該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、以下の式(1)~(4)を満足するトナーに関する。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)
本開示は、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、
該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、
温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、
該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、以下の式(1)~(4)を満足するトナーに関する。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)
低温定着性及び耐熱保存性を両立するためには、耐熱保存性に必要な温度までは貯蔵弾性率が高く、それよりも高い温度にすることで急激に貯蔵弾性率が低下する、すなわちシャープメルト性を示すことが必要である(式(1)及び式(2))。
また、一般に、損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)は、高分子材料が弾性的性質を強く示すのか、あるいは粘性的性質を強く示すのかといった変形のしやすさを表す。tanδが小さいほど変形しにくく、いわゆる「ゴム」状になり、tanδが大きいほど変形しやすく、いわゆる「さらさら」状になる。
したがって、シャープメルトしている温度領域におけるtanδの変化を適切にすることで、低温定着時におけるトナーの変形のしやすさを制御でき、グロス均一性を確保できることを見出した(式(3)及び式(4))。
したがって、シャープメルトしている温度領域におけるtanδの変化を適切にすることで、低温定着時におけるトナーの変形のしやすさを制御でき、グロス均一性を確保できることを見出した(式(3)及び式(4))。
以下、トナーについて詳細に述べる。
トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とする。このとき、T1、T2及びT3は、下記式(1)及び(2)を満足する。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とする。このとき、T1、T2及びT3は、下記式(1)及び(2)を満足する。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
T1は、トナーがシャープメルトし始める前に相当する弾性率における温度を表してい
る。T2は、トナーがシャープメルトしている最中に相当する弾性率における温度を表している。また、T3は、トナーが十分シャープメルトした弾性率における温度を表している。
式(1)及び式(2)を満足することで、トナーの低温定着性と耐熱保存性を両立できる。T3-T1が10℃よりも大きいと、低温定着性が低下し、コールドオフセットが発生する。T3-T1は、好ましくは8℃以下であり、より好ましくは7℃以下である。T3-T1は小さいほど好ましいため下限は特に制限されないが、好ましくは0℃以上、1℃以上、3℃以上、5℃以上である。例えば、好ましくは0~8℃、1~8℃、3~8℃、5~8℃、3~7℃、5~7℃が挙げられる。
る。T2は、トナーがシャープメルトしている最中に相当する弾性率における温度を表している。また、T3は、トナーが十分シャープメルトした弾性率における温度を表している。
式(1)及び式(2)を満足することで、トナーの低温定着性と耐熱保存性を両立できる。T3-T1が10℃よりも大きいと、低温定着性が低下し、コールドオフセットが発生する。T3-T1は、好ましくは8℃以下であり、より好ましくは7℃以下である。T3-T1は小さいほど好ましいため下限は特に制限されないが、好ましくは0℃以上、1℃以上、3℃以上、5℃以上である。例えば、好ましくは0~8℃、1~8℃、3~8℃、5~8℃、3~7℃、5~7℃が挙げられる。
T3-T1は、トナー中の結晶性樹脂の割合や、結晶性樹脂中の結晶性を示す部位の割合等により制御可能である。
T1は、好ましくは45~65℃であり、より好ましくは50~60℃である。
T3は、好ましくは50~70℃であり、より好ましくは55~65℃である。
T1は、好ましくは45~65℃であり、より好ましくは50~60℃である。
T3は、好ましくは50~70℃であり、より好ましくは55~65℃である。
またT2が50℃よりも小さいと、低温定着性には有利となるが、トナーの耐熱保存性は著しく劣ってしまう。一方、T2が70℃よりも大きいと、耐熱保存性には優れた性能を示す一方で、低温定着性が低下し、コールドオフセットが発生する。T2は、好ましくは55~65℃であり、より好ましくは57~63℃である。
T2は、トナー中の結晶性樹脂が長鎖アルキル基を有するビニル樹脂の場合は、長鎖アルキル基の長さや、結晶性樹脂中の長鎖アルキル基の割合等により制御可能である。また、結晶性樹脂がポリエステル樹脂の場合は、使用するジオール成分及びジカルボン酸成分の炭素数で制御可能である。
また、トナーの粘弾性測定において、温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)とする。このとき、tanδ(T2)及びtanδ(T2-10)は、以下の式(3)及び(4)を満足する。
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)
T2は、シャープメルトしている最中の温度であるため、tanδ(T2)が上記式(3)の範囲内であることで、低温定着時における変形のしやすさが適度に保たれ、ラフ紙でのグロスを高くすることが可能である。また、tanδ(T2)/tanδ(T2-10)が上記式(4)の範囲内であることで、ラフ紙での凸部及び凹部においてトナーの変形のしやすさが一定の範囲内になり、トナーが穏やかに変形できるため、グロス均一性が良化する。
tanδ(T2)が0.30よりも小さいと、低温定着時において弾性的性質が大きくなりすぎ、ラフ紙でのグロスが低下する。また、tanδ(T2)が1.00よりも大きいと、低温定着時において粘性的性質が大きくなりすぎ、紙へトナーが染み込みやすくなることで、グロス均一性が低下する。
tanδ(T2)の下限は0.40以上であることが好ましく、0.50以上であることがより好ましい。また、tanδ(T2)の上限は、0.90以下であることが好ましく、0.80以下であることがより好ましく、0.70以下であることがさらに好ましい。例えば、好ましくは0.40~0.90、0.50~0.80、0.50~0.70が挙げられる。
tanδ(T2)の下限は0.40以上であることが好ましく、0.50以上であることがより好ましい。また、tanδ(T2)の上限は、0.90以下であることが好ましく、0.80以下であることがより好ましく、0.70以下であることがさらに好ましい。例えば、好ましくは0.40~0.90、0.50~0.80、0.50~0.70が挙げられる。
tanδ(T2)は、トナーにおける結晶性樹脂の添加量等で制御可能である。特に、
結晶性樹脂が長鎖アルキル基を有するビニル樹脂の場合は、長鎖アルキル基の長さや、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合などにより制御可能である。また、トナー製造時における架橋剤の種類や添加量によっても制御可能である。具体的には、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を高くすること等によりtanδ(T2)を大きくすることができる。また、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を低くすることや、架橋剤を添加することなどによりtanδ(T2)を小さくすることができる。
結晶性樹脂が長鎖アルキル基を有するビニル樹脂の場合は、長鎖アルキル基の長さや、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合などにより制御可能である。また、トナー製造時における架橋剤の種類や添加量によっても制御可能である。具体的には、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を高くすること等によりtanδ(T2)を大きくすることができる。また、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を低くすることや、架橋剤を添加することなどによりtanδ(T2)を小さくすることができる。
また、tanδ(T2)/tanδ(T2-10)が1.00よりも小さいと、シャープメルトしても変形しにくくなるため、定着画像の耐擦過性が低下する。tanδ(T2)/tanδ(T2-10)が1.90よりも大きいと、溶融開始温度付近にてトナーが弾性的性質から粘性的性質に急激に変化していくようになる。そのため、低温定着時において凸部ではさらに変形しやすくなり、凹部ではさらに変形しにくくなる。その結果、グロス均一性が低下する。
tanδ(T2)/tanδ(T2-10)の下限は、1.10以上であることが好ましく、1.20以上であることがより好ましく、1.30以上であることがさらに好ましく、1.40以上であることがさらにより好ましく、1.50以上であることが殊更好ましく、1.60以上であることが特に好ましい。また、上限は、1.80以下であることが好ましく、1.75以下であることがより好ましく、1.70以下であることがさらに好ましい。例えば、好ましくは1.10~1.80、1.20~1.75、1.30~1.75、1.40~1.75、1.50~1.75、1.60~1.75、1.60~1.70が挙げられる。
例えば、tanδ(T2)及びtanδ(T2-10)は、好ましくは以下の式(5)を満足する。
1.20≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(5)
tanδ(T2)/tanδ(T2-10)は、トナーに使用する非晶性樹脂の種類や添加量等で制御可能である。具体的には、非晶性樹脂中に結晶性樹脂との親和性の高い成分を導入することや、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を高くすることによりtanδ(T2)/tanδ(T2-10)を大きくすることができる。また、非晶性樹脂中に結晶性樹脂との親和性の低い成分を導入することや、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を低くすることによりtanδ(T2)/tanδ(T2-10)を小さくすることができる。
1.20≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(5)
tanδ(T2)/tanδ(T2-10)は、トナーに使用する非晶性樹脂の種類や添加量等で制御可能である。具体的には、非晶性樹脂中に結晶性樹脂との親和性の高い成分を導入することや、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を高くすることによりtanδ(T2)/tanδ(T2-10)を大きくすることができる。また、非晶性樹脂中に結晶性樹脂との親和性の低い成分を導入することや、結着樹脂中の長鎖アルキル基の割合を低くすることによりtanδ(T2)/tanδ(T2-10)を小さくすることができる。
トナーは、結着樹脂を含有するトナー粒子を有する。結着樹脂は、結晶性樹脂Aを含有することが好ましい。
結晶性樹脂Aとしては、結晶性を有するビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、結晶性を有するビニル樹脂であることが好ましい。
結晶性樹脂Aが結晶性を有するビニル樹脂の場合、下記式(6)で表されるモノマーユニット(a)を有することが好ましい。
結晶性樹脂Aとしては、結晶性を有するビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、結晶性を有するビニル樹脂であることが好ましい。
結晶性樹脂Aが結晶性を有するビニル樹脂の場合、下記式(6)で表されるモノマーユニット(a)を有することが好ましい。
式(6)は、長鎖アルキル基を有することを示しており、長鎖アルキル基を有することで、樹脂が結晶性を示しやすくなる。
式(6)中のnが15~35であることで、上記式(2)を範囲内に制御しやすくなる。好ましくは17~29であり、より好ましくは19~23である。
式(6)中のnが15~35であることで、上記式(2)を範囲内に制御しやすくなる。好ましくは17~29であり、より好ましくは19~23である。
モノマーユニット(a)を導入するための方法としては、以下のような(メタ)アクリル酸エステルを重合させる方法がある。例えば、炭素数16~36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンエイコサニル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸リグノセリル、(メタ)アクリル酸セリル、(メタ)アクリル酸オクタコシル、(メタ)アクリル酸ミリシル、(メタ)アクリル酸ドトリアコンチルなど]及び炭素数18~36の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸2-デシルテトラデシルなど]が挙げられる。
モノマーユニット(a)を形成するモノマーは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
モノマーユニット(a)を形成するモノマーは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
結晶性樹脂Aが結晶性を有するビニル樹脂の場合、モノマーユニット(a)に加えて、他のモノマーユニットを有することも可能である。他のモノマーユニットを導入するための方法としては、前記(メタ)アクリル酸エステルと、他のビニル系単量体を重合させる方法がある。
他のビニル系単量体としては、以下が挙げられる。
スチレン、α―メチルスチレン、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(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。
ウレア基を有する単量体:例えば炭素数3~22のアミン[1級アミン(ノルマルブチルアミン、t―ブチルアミン、プロピルアミン及びイソプロピルアミン等)、2級アミン(ジノルマルエチルアミン、ジノルマルプロピルアミン、ジノルマルブチルアミン等)、アニリン及びシクロキシルアミン等]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。
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。
ニトリル基を有する単量体;例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル。
中でも、スチレン、メタクリル酸、アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸-t-ブチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルを使用することが好ましい。
スチレン、α―メチルスチレン、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(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。
ウレア基を有する単量体:例えば炭素数3~22のアミン[1級アミン(ノルマルブチルアミン、t―ブチルアミン、プロピルアミン及びイソプロピルアミン等)、2級アミン(ジノルマルエチルアミン、ジノルマルプロピルアミン、ジノルマルブチルアミン等)、アニリン及びシクロキシルアミン等]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。
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。
ニトリル基を有する単量体;例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル。
中でも、スチレン、メタクリル酸、アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸-t-ブチル、アクリロニトリル、メタクリロニトリルを使用することが好ましい。
結晶性樹脂Aにおける、式(6)で示されるモノマーユニット(a)の含有割合は、50.0~100.0質量%であることが好ましい。下限は60.0質量%以上であることがより好ましく、65.0質量%以上であることがさらに好ましく、70.0質量%以上であることがさらにより好ましい。上限は95.0質量%以下であることがより好ましく、90.0質量%以下であることがさらに好ましく、85.0質量%以下であることがさらにより好ましい。例えば、好ましくは、60.0~95.0質量%、65.0~90.0質量%、70.0~85.0質量%が挙げられる。
上記範囲内であることで、上記式(1)~式(4)を満足しやすくなる。なお、結晶性樹脂Aに、2種以上のモノマーユニット(a)が存在する場合、モノマーユニット(a)の含有割合は、それらの合計となる。
上記範囲内であることで、上記式(1)~式(4)を満足しやすくなる。なお、結晶性樹脂Aに、2種以上のモノマーユニット(a)が存在する場合、モノマーユニット(a)の含有割合は、それらの合計となる。
結晶性樹脂Aは、下記式(A)で表されるスチレンによるモノマーユニットを有することが好ましい。また、結晶性樹脂Aは、下記式(B)で表される(メタ)アクリル酸によるモノマーユニットを有することが好ましい。また、結晶性樹脂Aは、下記式(C)であらわされる(メタ)アクリロニトリルによるモノマーユニットを有することが好ましい。
式(B)中、R3は水素原子又はメチル基を表す。R3は好ましくはメチル基である。
式(C)中、R5は水素原子又はメチル基を表す。R5は好ましくはメチル基である。
式(B)中、R3は水素原子又はメチル基を表す。R3は好ましくはメチル基である。
式(C)中、R5は水素原子又はメチル基を表す。R5は好ましくはメチル基である。
結晶性樹脂Aにおける、スチレンによるモノマーユニットの含有割合は、1.0~50.0質量%であることが好ましく、5.0~30.0質量%であることがより好ましく、10.0~27.0質量%であることがさらに好ましい。
結晶性樹脂Aにおける、(メタ)アクリル酸(好ましくはメタクリル酸)によるモノマーユニットの含有割合は、1.0~5.0質量%であることが好ましく、1.0~3.0質量%であることがより好ましく、1.0~2.5質量%であることがさらに好ましい。
結晶性樹脂Aにおける、(メタ)アクリロニトリル(好ましくはメタクリロニトリル)によるモノマーユニットの含有割合は、1.0~30.0質量%であることが好ましく、1.0~20.0質量%であることがより好ましく、5.0~15.0質量%以下であることがさらに好ましい。
結晶性樹脂Aにおける、(メタ)アクリル酸(好ましくはメタクリル酸)によるモノマーユニットの含有割合は、1.0~5.0質量%であることが好ましく、1.0~3.0質量%であることがより好ましく、1.0~2.5質量%であることがさらに好ましい。
結晶性樹脂Aにおける、(メタ)アクリロニトリル(好ましくはメタクリロニトリル)によるモノマーユニットの含有割合は、1.0~30.0質量%であることが好ましく、1.0~20.0質量%であることがより好ましく、5.0~15.0質量%以下であることがさらに好ましい。
結晶性樹脂Aがポリエステル樹脂の場合、2価以上の多価カルボン酸と多価アルコールの反応により得ることができるポリエステル樹脂のうち、結晶性を示す樹脂が使用可能である。
多価カルボン酸としては例えば以下の化合物が挙げられる。琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マロン酸、ドデセニルコハク酸のような二塩基酸、及びこれらの無水物又はこれらの低級アルキルエステル、並びに、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びシトラコン酸のような脂肪族不飽和ジカルボン酸などが挙げられる。
また、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、及びこれらの無水物又はこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは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、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、及びこれらの無水物又はこれらの低級アルキルエステルなどが挙げられる。これらは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。
多価アルコールとしては、以下の化合物を挙げることができる。アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール及び1,3-プロピレングリコール);アルキレンエーテルグリコール(ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール);脂環式ジオール(1,4-シクロヘキサンジメタノール);ビスフェノール類(ビスフェノールA);脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド)付加物などが挙げられる。アルキレングリコール及びアルキレンエーテルグリコールのアルキル部分は直鎖状であっても、分岐していてもよい。
さらに、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールなどが挙げられる。これらは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。
さらに、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン及びペンタエリスリトールなどが挙げられる。これらは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。
なお、酸価や水酸基価の調整を目的として、必要に応じて酢酸及び安息香酸のような1価の酸、シクロヘキサノール及びベンジルアルコールのような1価のアルコールも使用することができる。
ポリエステル樹脂の製造方法については特に限定されないが、例えばエステル交換法や直接重縮合法を単独で又は組み合わせて用いることができる。
ポリエステル樹脂の製造方法については特に限定されないが、例えばエステル交換法や直接重縮合法を単独で又は組み合わせて用いることができる。
トナーにおける結晶性樹脂Aの含有割合は、10.0~70.0質量%であることが好ましい。上記範囲内であることで、トナー中の結晶性樹脂Aの割合をより適切にすることができ、式(1)~式(4)を制御しやすくなる。下限は、より好ましくは15.0質量%以上であり、さらに好ましくは20.0質量%以上であり、さらにより好ましくは25.0質量%以上であり、特に好ましくは30.0質量%以上である。上限は、より好ましくは60.0質量%以下であり、さらに好ましくは50.0質量%以下であり、さらにより好ましくは40.0質量%以下である。例えば、好ましくは、15.0~60.0質量%、20.0~50.0質量%、25.0~40.0質量%、30.0~40.0質量%が挙げられる。
結着樹脂は、結晶性樹脂Aに加えて、非晶性樹脂Bを含有することが好ましい。非晶性樹脂Bとしては、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられるが、ビニル樹脂、ポリエステル樹脂であることが好ましい。
非晶性樹脂Bはビニル樹脂であることがより好ましい。非晶性樹脂Bは、下記式(7)で表されるモノマーユニット(b)を有することが好ましい。
非晶性樹脂Bはビニル樹脂であることがより好ましい。非晶性樹脂Bは、下記式(7)で表されるモノマーユニット(b)を有することが好ましい。
非晶性樹脂Bがモノマーユニット(b)を有することで、結晶性樹脂Aとのなじみを良くすることが容易になる。そのため、トナーにおける結晶性樹脂Aと非晶性樹脂Bとの界面が不明瞭になりやすくなり、トナーの耐久性がより向上しやすくなる。また同様に、モノマーユニット(b)を有することで、結晶性樹脂Aとのなじみを良くすることが容易になるため、tanδ(T2)/tanδ(T2-10)を高めやすく、1.00以上に制御しやすくなる。
mの好ましい範囲は7~29であり、より好ましくは7~19であり、更に好ましくは7~15であり、さらにより好ましくは7~14であり、殊更好ましくは9~14であり、特に好ましくは9~13である。
mの好ましい範囲は7~29であり、より好ましくは7~19であり、更に好ましくは7~15であり、さらにより好ましくは7~14であり、殊更好ましくは9~14であり、特に好ましくは9~13である。
モノマーユニット(b)を導入するための方法としては、炭素数8~36の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルをモノマーとして用いればよい。例えば、上述したモノマーユニット(a)に使用可能な(メタ)アクリル酸エステルに加えて、以下のような(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。例えば、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸パルミチル。
モノマーユニット(b)を形成するモノマーは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
モノマーユニット(b)を形成するモノマーは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
非晶性樹脂Bがビニル樹脂の場合、モノマーユニット(b)に加えて、他のモノマーユニットを有することも可能である。他のモノマーユニットを導入するための方法としては、上述した(メタ)アクリル酸エステルや、上述した結晶性樹脂Aに使用可能なビニル系単量体を重合させる方法がある。
また、非晶性樹脂Bは、ヘキサンジオールジアクリレートなど、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などを複数有する公知の架橋剤によるモノマーユニットを有していてもよい。
また、非晶性樹脂Bは、ヘキサンジオールジアクリレートなど、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などを複数有する公知の架橋剤によるモノマーユニットを有していてもよい。
非晶性樹脂Bは、下記式(D)で表されるスチレンによるモノマーユニット及び下記式(E)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステルによるモノマーユニットからなる群から選択される少なくとも一のモノマーユニットYを有することが好ましい。
式(E)中、R6は水素原子又はメチル基を表し、R7は炭素数1~8(好ましくは1~6、より好ましくは1~4)のアルキル基を表す。
式(E)中、R6は水素原子又はメチル基を表し、R7は炭素数1~8(好ましくは1~6、より好ましくは1~4)のアルキル基を表す。
非晶性樹脂Bにおける、モノマーユニット(b)の含有割合は、5.0~40.0質量%であることが好ましい。下限は10.0質量%以上であることがより好ましく、15.0質量%以上であることがさらに好ましく、20.0質量%以上であることがさらにより好ましい。上限は35.0質量%以下であることがより好ましく、30.0質量%以下であることがさらに好ましい。例えば、好ましくは、10.0~35.0質量%、15.0~30.0質量%、20.0~30.0質量%が挙げられる。
モノマーユニット(b)の含有割合が上記範囲であると、tanδ(T2)/tanδ(T2-10)を上記特定の範囲に制御しやすくなる。
モノマーユニット(b)の含有割合が上記範囲であると、tanδ(T2)/tanδ(T2-10)を上記特定の範囲に制御しやすくなる。
非晶性樹脂Bにおける、式(D)で表されるスチレンによるモノマーユニット及び式(E)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステルによるモノマーユニットからなる群から選択される少なくとも一のモノマーユニットYの含有割合は、60.0~95.0質量%が好ましく、65.0~90.0質量%がより好ましく、70.0~85.0質量%がさらに好ましく、70.0~80.0質量%がさらにより好ましい。
非晶性樹脂Bがポリエステル樹脂の場合、上述した2価以上の多価カルボン酸と多価アルコールの反応により得ることができるポリエステル樹脂のうち、結晶性を示さない樹脂が使用可能である。
結着樹脂中の非晶性樹脂Bの含有割合は、好ましくは20.0~90.0質量%であり、より好ましくは30.0~80.0質量%であり、さらに好ましくは40.0~70.0質量%である。
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される、トナーのテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量(Mw)が、10000~200000であることが好ましい。下限は30000以上であることがより好ましく、50000以上であることがさらに好ましく、90000以上であることがさらにより好ましい。上限は180000以下であることがより好ましく、150000以下であることがさらに好ましく、110000以下であることがさらにより好ましい。例えば、30000~180000、50000~150000、90000~110000が挙げられる。Mwが上記範囲内であることで、トナーの耐久性がより向上しやすくなる。
トナーは、離型剤を含有してもよい。離型剤は、炭化水素系ワックス及びエステルワックスからなる群から選択される少なくとも一であることが好ましい。炭化水素系ワックス
及び/又はエステルワックスを使用することで、有効な離型性を確保しやすくなる。
及び/又はエステルワックスを使用することで、有効な離型性を確保しやすくなる。
炭化水素系ワックスとしては特に限定はないが、例えば以下のものが挙げられる。
脂肪族炭化水素系ワックス:低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量オレフィン共重合体、フィッシャートロプシュワックス、またはこれらが酸化、酸付加されたワックス。
脂肪族炭化水素系ワックス:低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量オレフィン共重合体、フィッシャートロプシュワックス、またはこれらが酸化、酸付加されたワックス。
エステルワックスは、1分子中にエステル結合を少なくとも1つ有していればよく、天然エステルワックス、合成エステルワックスのいずれを用いてもよい。
エステルワックスとしては特に限定はないが、例えば以下のものが挙げられる。
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等の1価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
セバシン酸ジベヘニル等の2価カルボン酸とモノアルコールのエステル類;
エチレングリコールジステアレート、ヘキサンジオールジベヘネート等の2価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
グリセリントリベヘネート等の3価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
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等の4価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
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、ジペンタエリスリトールヘキサベヘネート等の6価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
ポリグリセリンベヘネート等の多官能アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;カルナバワックス、ライスワックス等の天然エステルワックス類;
エステルワックスとしては特に限定はないが、例えば以下のものが挙げられる。
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等の1価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
セバシン酸ジベヘニル等の2価カルボン酸とモノアルコールのエステル類;
エチレングリコールジステアレート、ヘキサンジオールジベヘネート等の2価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
グリセリントリベヘネート等の3価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
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等の4価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
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、ジペンタエリスリトールヘキサベヘネート等の6価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;
ポリグリセリンベヘネート等の多官能アルコールとモノカルボン酸とのエステル類;カルナバワックス、ライスワックス等の天然エステルワックス類;
なかでも、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、ジペンタエリスリトールヘキサベヘネート等の6価アルコールとモノカルボン酸とのエステル類が好ましい。
離型剤は、炭化水素系ワックス又はエステルワックスを単独で用いてもよく、炭化水素系ワックス及びエステルワックスを併用してもよく、それぞれ二種類以上を混合して用いてもよいが、炭化水素系ワックスを単独で、もしくは二種類以上を使用することが好ましい。離型剤が炭化水素ワックスであることがより好ましい。
トナーにおいて、トナー粒子中の離型剤の含有量は、好ましくは1.0質量%以上30.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以上25.0質量%以下である。トナー粒子中の離型剤の含有量が上記範囲にあることで、定着時の離型性が確保されやすくなる。
離型剤の融点は、60℃以上120℃以下であることが好ましい。離型剤の融点が上記範囲にあることで、定着時に溶融してトナー粒子表面に染み出しやすく、離型性が発揮されやすくなる。より好ましくは70℃以上100℃以下である。
トナーにおいて、トナー粒子中の離型剤の含有量は、好ましくは1.0質量%以上30.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以上25.0質量%以下である。トナー粒子中の離型剤の含有量が上記範囲にあることで、定着時の離型性が確保されやすくなる。
離型剤の融点は、60℃以上120℃以下であることが好ましい。離型剤の融点が上記範囲にあることで、定着時に溶融してトナー粒子表面に染み出しやすく、離型性が発揮されやすくなる。より好ましくは70℃以上100℃以下である。
トナーは、着色剤を含有してもよい。着色剤として、公知の有機顔料、有機染料、無機顔料、黒色着色剤としてのカーボンブラック、磁性粒子などが挙げられる。そのほかに従来トナーに用いられている着色剤を用いてもよい。
イエロー用着色剤としては、以下のものが挙げられる。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。具体的には、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、180が好適に用いられる。
イエロー用着色剤としては、以下のものが挙げられる。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。具体的には、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、180が好適に用いられる。
マゼンタ用着色剤としては、以下のものが挙げられる。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。具体的には、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が好適に用いられる。
シアン用着色剤としては、以下のものが挙げられる。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。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が好適に用いられる。
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。具体的には、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が好適に用いられる。
シアン用着色剤としては、以下のものが挙げられる。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。具体的には、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が好適に用いられる。
着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中の分散性の点から選択される。
着色剤の含有量は、好ましくは結着樹脂100.0質量部に対し、1.0質量部以上20.0質量部以下である。着色剤として磁性粒子を用いる場合、その含有量は結着樹脂100.0質量部に対し、40.0質量部以上150.0質量部以下であることが好ましい。
着色剤の含有量は、好ましくは結着樹脂100.0質量部に対し、1.0質量部以上20.0質量部以下である。着色剤として磁性粒子を用いる場合、その含有量は結着樹脂100.0質量部に対し、40.0質量部以上150.0質量部以下であることが好ましい。
必要に応じて荷電制御剤をトナー粒子に含有させてもよい。また、荷電制御剤をトナー粒子に外部添加してもよい。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、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。
荷電制御剤としては、公知のものが利用でき、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。
荷電制御剤として、トナーを負荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、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が挙げられる。
トナーを正荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン、四級アンモニウム塩、高級脂肪酸の金属塩、ジオルガノスズボレート類、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
荷電制御剤の含有量は、トナー粒子100.0質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上20.0質量部以下、より好ましくは0.5質量部以上10.0質量部以下である。
トナーを正荷電性に制御するものとしては、以下のものが挙げられる。ニグロシン、四級アンモニウム塩、高級脂肪酸の金属塩、ジオルガノスズボレート類、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
荷電制御剤の含有量は、トナー粒子100.0質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上20.0質量部以下、より好ましくは0.5質量部以上10.0質量部以下である。
トナー粒子はそのままトナーとして用いてもよいし、必要により外添剤などを混合しトナー粒子表面に付着させることで、トナーとしてもよい。
外添剤としては、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子からなる群から選ばれる無機微粒子又はその複合酸化物などが挙げられる。複合酸化物としては、例えば、シリカアルミニウム微粒子やチタン酸ストロンチウム微粒子などが挙げられる。
外添剤の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.01質量部以上8.0質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上4.0質量部以下であることがより好ましい。
外添剤としては、シリカ微粒子、アルミナ微粒子、チタニア微粒子からなる群から選ばれる無機微粒子又はその複合酸化物などが挙げられる。複合酸化物としては、例えば、シリカアルミニウム微粒子やチタン酸ストロンチウム微粒子などが挙げられる。
外添剤の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.01質量部以上8.0質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上4.0質量部以下であることがより好ましい。
トナー粒子は、本件構成の範囲内であれば、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、粉砕法といった、公知のいずれの方法において製造されてもよいが、懸濁重合法によって製造されることが好ましい。
懸濁重合法について、詳細を述べる。
例えば、予め合成した結晶性樹脂A、及び非晶性樹脂Bを生成する各重合性単量体、並びに必要に応じて、着色剤、離型剤、荷電制御剤などのその他材料を混合し、均一に溶解、又は分散して重合性単量体組成物を調製する。
その後、該重合性単量体組成物を水系媒体中に撹拌器などを用いて分散し、重合性単量体組成物の懸濁粒子を調製する。その後、粒子に含有される重合性単量体を開始剤等によって重合させることにより、トナー粒子を得る。
トナー粒子は重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、必要に応じて外添剤を添加して、トナーを得るとよい。
例えば、予め合成した結晶性樹脂A、及び非晶性樹脂Bを生成する各重合性単量体、並びに必要に応じて、着色剤、離型剤、荷電制御剤などのその他材料を混合し、均一に溶解、又は分散して重合性単量体組成物を調製する。
その後、該重合性単量体組成物を水系媒体中に撹拌器などを用いて分散し、重合性単量体組成物の懸濁粒子を調製する。その後、粒子に含有される重合性単量体を開始剤等によって重合させることにより、トナー粒子を得る。
トナー粒子は重合終了後、公知の方法によって濾過、洗浄、乾燥を行い、必要に応じて外添剤を添加して、トナーを得るとよい。
重合開始剤としては、公知の重合開始剤を用いることが可能である。
例えば、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、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、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシピバレ-ト、t-ブチルパーオキシイソブチレ-ト、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドのような過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
また、公知の連鎖移動剤、重合禁止剤を用いてもよい。
例えば、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、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、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ系又はジアゾ系重合開始剤;ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシピバレ-ト、t-ブチルパーオキシイソブチレ-ト、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドのような過酸化物系重合開始剤が挙げられる。
また、公知の連鎖移動剤、重合禁止剤を用いてもよい。
水系媒体は、無機又は有機の分散安定剤を含有してもよい。
分散安定剤としては、公知の分散安定剤を用いることが可能である。
無機の分散安定剤としては、例えば、ヒドロキシアパタイト、第三リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛のようなリン酸塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムのような炭酸塩;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムのような金属水酸化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウムのような硫酸塩;メタケイ酸カルシウム;ベントナイト;シリカ;アルミナが挙げられる。
分散安定剤としては、公知の分散安定剤を用いることが可能である。
無機の分散安定剤としては、例えば、ヒドロキシアパタイト、第三リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛のようなリン酸塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムのような炭酸塩;水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムのような金属水酸化物;硫酸カルシウム、硫酸バリウムのような硫酸塩;メタケイ酸カルシウム;ベントナイト;シリカ;アルミナが挙げられる。
一方、有機の分散安定剤としては、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、ポリアクリル酸及びその塩、デンプンが挙げられる。
分散安定剤として、無機化合物を用いる場合、市販のものをそのまま用いてもよいが、より細かい粒子を得るために、水系媒体中にて上記無機化合物を生成させて用いてもよい。
例えば、ヒドロキシアパタイトや第三リン酸カルシウムのようなリン酸カルシウムの場合、高撹拌下において、リン酸塩水溶液とカルシウム塩水溶液を混合するとよい。
例えば、ヒドロキシアパタイトや第三リン酸カルシウムのようなリン酸カルシウムの場合、高撹拌下において、リン酸塩水溶液とカルシウム塩水溶液を混合するとよい。
水系媒体は界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤としては、公知の界面活性剤を用いることが可能である。例えば、ドデシルベンゼン硫酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウムのようなアニオン性界面活性剤;カチオン性界面活性剤;両性界面活性剤;ノニオン性界面活性剤が挙げられる。
粉砕法によるトナーの製造方法は、特に制限されないが、好ましくは、
結晶性樹脂A、非晶性樹脂B及び必要に応じて着色剤、離型剤などを含有する原材料を溶融混錬する工程、及び
得られた溶融混錬物を粉砕してトナー粒子を得る工程を含む。
溶融混練や粉砕には公知の装置を採用すればよい。
結晶性樹脂A、非晶性樹脂B及び必要に応じて着色剤、離型剤などを含有する原材料を溶融混錬する工程、及び
得られた溶融混錬物を粉砕してトナー粒子を得る工程を含む。
溶融混練や粉砕には公知の装置を採用すればよい。
乳化凝集法は、特に制限されないが、好ましくは、
トナー粒子の各原材料(結晶性樹脂A、非晶性樹脂B及び必要に応じて着色剤、離型剤な
ど)から成る微粒子分散液をそれぞれ作製する分散工程、
トナー粒子の各原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、
得られた凝集体粒子に含まれる樹脂を融着させてトナー粒子を得る融合工程を有する。
必要に応じて、その後の冷却工程、得られたトナー粒子をろ別し、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を得てもよい。
トナー粒子の各原材料(結晶性樹脂A、非晶性樹脂B及び必要に応じて着色剤、離型剤な
ど)から成る微粒子分散液をそれぞれ作製する分散工程、
トナー粒子の各原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、
得られた凝集体粒子に含まれる樹脂を融着させてトナー粒子を得る融合工程を有する。
必要に応じて、その後の冷却工程、得られたトナー粒子をろ別し、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を得てもよい。
各種物性についての算出方法及び測定方法について以下に記す。
<貯蔵弾性率G’及びtanδの測定方法>
貯蔵弾性率G’及びtanδは、粘弾性測定装置(レオメーター)ARES(Rheometrics Scientific社製)を用いて測定を行う。測定の概略は、Rheometrics Scientific社製発行のARES操作マニュアル902-30004(1997年8月版)、902-00153(1993年7月版)に記載されているが、以下の通りである。
・測定治具:torsion rectangular
・測定試料:トナーについて、加圧成型機を用い幅12mm、高さ20mm、厚み2.5mmの直方体型試料を作製する(常温で30分間25kNを維持する)。加圧成型機はNPaシステム社製100kNプレスNT-100Hを用いる。
<貯蔵弾性率G’及びtanδの測定方法>
貯蔵弾性率G’及びtanδは、粘弾性測定装置(レオメーター)ARES(Rheometrics Scientific社製)を用いて測定を行う。測定の概略は、Rheometrics Scientific社製発行のARES操作マニュアル902-30004(1997年8月版)、902-00153(1993年7月版)に記載されているが、以下の通りである。
・測定治具:torsion rectangular
・測定試料:トナーについて、加圧成型機を用い幅12mm、高さ20mm、厚み2.5mmの直方体型試料を作製する(常温で30分間25kNを維持する)。加圧成型機はNPaシステム社製100kNプレスNT-100Hを用いる。
治具及びサンプルを常温(23℃)に1時間放置した後、治具にサンプルを取り付ける。図1参照。図のように、測定部の幅12mm、厚さ2.5mm、高さ10mmになるように固定する。測定開始温度30℃まで10分間かけて温調した後、下記設定で測定を行う。
・測定周波数 :6.28rad/s
・測定歪みの設定:初期値を0.1%に設定し、自動測定モードにて測定を行う
・試料の伸長補正:自動測定モードにて調整
・測定温度 :30℃から150℃まで毎分2℃の割合で昇温する
・測定間隔 :30秒おき、すなわち1℃おきに粘弾性データを測定する
Microsoft社製Windows2000上で動作するRSI Orchesrator(制御、データ収集及び解析ソフト)(Rheometrics Scientific社製)へ、インターフェースを通じてデータ転送する。
測定データのうち、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とする。また、温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)とする。
・測定周波数 :6.28rad/s
・測定歪みの設定:初期値を0.1%に設定し、自動測定モードにて測定を行う
・試料の伸長補正:自動測定モードにて調整
・測定温度 :30℃から150℃まで毎分2℃の割合で昇温する
・測定間隔 :30秒おき、すなわち1℃おきに粘弾性データを測定する
Microsoft社製Windows2000上で動作するRSI Orchesrator(制御、データ収集及び解析ソフト)(Rheometrics Scientific社製)へ、インターフェースを通じてデータ転送する。
測定データのうち、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とする。また、温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)とする。
<トナーの分子量の測定方法>
トナーのTHF可溶分の分子量(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、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。
トナーのTHF可溶分の分子量(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、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。
<トナーからの結晶性樹脂A及び非晶性樹脂Bの分離方法>
トナーからの結晶性樹脂A及び非晶性樹脂Bの分離については、公知の方法により可能であるが、以下に一例を示す。
トナーからの樹脂成分を分離する方法として、グラジエントLCを使用する。本分析では、分子量によらず、結着樹脂中の樹脂の極性に応じた分離をすることができる。
トナーからの結晶性樹脂A及び非晶性樹脂Bの分離については、公知の方法により可能であるが、以下に一例を示す。
トナーからの樹脂成分を分離する方法として、グラジエントLCを使用する。本分析では、分子量によらず、結着樹脂中の樹脂の極性に応じた分離をすることができる。
まず、トナーをクロロホルムに溶解する。試料はクロロホルムにてサンプル濃度が0.1質量%となるように調整し、その溶液を0.45μmのPTFEフィルターで濾過したものを測定に供した。グラジエントポリマーLC測定条件を以下に示す。
装置 :UlTIMATE3000 (Thermo Fisher Scientific製)
移動相 :A クロロホルム(HPLC)、B アセトニトリル(HPLC)
グラジエント:2min(A/B=0/100)→25min(A/B=100/0)(なお、移動相の変化の勾配は直線になるようにした。)
流速 :1.0mL/分
注入 :0.1質量%×20μL
カラム :Tosoh TSKgel ODS(4.6mmφx150mm x 5μm)
カラム温度 :40℃
検出器 :Corona荷電化粒子検出器(Corona-CAD)(Therm
o Fisher Scientific製)
装置 :UlTIMATE3000 (Thermo Fisher Scientific製)
移動相 :A クロロホルム(HPLC)、B アセトニトリル(HPLC)
グラジエント:2min(A/B=0/100)→25min(A/B=100/0)(なお、移動相の変化の勾配は直線になるようにした。)
流速 :1.0mL/分
注入 :0.1質量%×20μL
カラム :Tosoh TSKgel ODS(4.6mmφx150mm x 5μm)
カラム温度 :40℃
検出器 :Corona荷電化粒子検出器(Corona-CAD)(Therm
o Fisher Scientific製)
測定で得られた時間-強度のグラフについて、極性に応じて樹脂成分が2ピークに分離できる。その後、再度上記測定を行い、それぞれのピークの谷になる時間で分取することで、二種類の樹脂に分離することが可能である。分離した樹脂についてDSC測定を行い、融点ピークが存在する樹脂を結晶性樹脂A、存在しない樹脂を非晶性樹脂Bとする。
なお、トナー中に離型剤を含有する場合、トナーから離型剤を分離する必要がある。離型剤の分離は、リサイクルHPLCにより、分子量3000以下の成分を離型剤として分離する。測定方法を以下に示す。まず、上記した方法にてトナーのクロロホルム溶液を作製する。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、クロロホルムに可溶な成分の濃度が1.0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:LC-Sakura NEXT(日本分析工業社製)
・カラム:JAIGEL2H、4H(日本分析工業社製)
・溶離液:クロロホルム
・流速:10.0ml/min
・オーブン温度:40.0℃
・試料注入量:1.0ml
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。
こうして得られた分子量曲線から、分子量3000以下となる成分を繰り返し分取し、トナーから離型剤を除去する。
・装置:LC-Sakura NEXT(日本分析工業社製)
・カラム:JAIGEL2H、4H(日本分析工業社製)
・溶離液:クロロホルム
・流速:10.0ml/min
・オーブン温度:40.0℃
・試料注入量:1.0ml
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。
こうして得られた分子量曲線から、分子量3000以下となる成分を繰り返し分取し、トナーから離型剤を除去する。
<樹脂中の各種モノマーユニットの含有割合の測定方法>
樹脂中の各種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。測定試料は上述の方法で分取した結晶性樹脂A、非晶性樹脂Bを使用することができる。
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
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チャートを解析し、各モノマーユニットの構造を同定する。ここでは一例として、結晶性樹脂A中のモノマーユニット(a)の含有割合の測定について記載する。得られた1H-NMRチャートにおいて、モノマーユニット(a)の構成要素に帰属されるピークの中から、その他の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。結晶性樹脂A中に含有されるその他のモノマーユニットについても、それぞれ同様に積分値を算出する。
樹脂中の各種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。測定試料は上述の方法で分取した結晶性樹脂A、非晶性樹脂Bを使用することができる。
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
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チャートを解析し、各モノマーユニットの構造を同定する。ここでは一例として、結晶性樹脂A中のモノマーユニット(a)の含有割合の測定について記載する。得られた1H-NMRチャートにおいて、モノマーユニット(a)の構成要素に帰属されるピークの中から、その他の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。結晶性樹脂A中に含有されるその他のモノマーユニットについても、それぞれ同様に積分値を算出する。
結晶性樹脂Aを構成するモノマーユニットがモノマーユニット(a)とその他のモノマーユニット1種である場合、モノマーユニット(a)の含有割合は、上記積分値S1、及びその他のモノマーユニットのピークの積分値S2を用いて、以下のようにして求める。なお、n1、n2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。
モノマーユニット(a)の含有割合(モル%)=
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2))}×100
その他のモノマーユニットが2種以上ある場合でも同様に(S3・・・Sx、n3・・・nxを用いて)モノマーユニット(a)の含有割合を算出できる。
モノマーユニット(a)の含有割合(モル%)=
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2))}×100
その他のモノマーユニットが2種以上ある場合でも同様に(S3・・・Sx、n3・・・nxを用いて)モノマーユニット(a)の含有割合を算出できる。
なお、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。上記方法によって算出した各モノマーユニットの割合(モル%)に、各モノマーユニットの分子量を乗じて、各モノマーユニットの含有割合を質量%に変換する。
非晶性樹脂Bにおいても同様の方法を用いて測定を行う。
非晶性樹脂Bにおいても同様の方法を用いて測定を行う。
<トナー中の結晶性樹脂Aの含有割合の測定>
前述したトナーからの結晶性樹脂A及び非晶性樹脂Bの分離方法において、クロロホルムに溶解する前のトナー質量、及び分離された結晶性樹脂Aの質量に基づいて、トナー中の結晶性樹脂Aの含有割合を算出する。
前述したトナーからの結晶性樹脂A及び非晶性樹脂Bの分離方法において、クロロホルムに溶解する前のトナー質量、及び分離された結晶性樹脂Aの質量に基づいて、トナー中の結晶性樹脂Aの含有割合を算出する。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらは本発明をなんら限定するも
のではない。なお、以下の処方において、部は特に断りのない限り質量基準である。
のではない。なお、以下の処方において、部は特に断りのない限り質量基準である。
(結晶性樹脂A1の調製)
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、下記材料を投入した。
・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単量体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(単量体(a)) 80.0部)
(スチレン 18.0部)
(メタクリル酸 2.0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
上記反応容器内を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、更にメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して結晶性樹脂A1を得た。
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、下記材料を投入した。
・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単量体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(単量体(a)) 80.0部)
(スチレン 18.0部)
(メタクリル酸 2.0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
上記反応容器内を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、更にメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して結晶性樹脂A1を得た。
(非晶性樹脂B1の調製)
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、下記材料を投入した。
・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単量体を以下に示す割合で混合したものとする)
(アクリル酸ラウリル 25.0部)
(スチレン 75.0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
上記反応容器内を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、更にメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して非晶性樹脂B1を得た。
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、下記材料を投入した。
・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単量体を以下に示す割合で混合したものとする)
(アクリル酸ラウリル 25.0部)
(スチレン 75.0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
上記反応容器内を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、更にメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して非晶性樹脂B1を得た。
<実施例1>
[懸濁重合法によるトナーの製造]
(トナー粒子1の製造)
・アクリル酸ラウリル 15.0部
・スチレン 45.0部
・着色剤 ピグメントブルー15:3 6.5部
上記材料からなる混合物を調製した。上記混合物をアトライター(日本コークス社製)に投入し、直径5mmのジルコニアビーズを用いて、200rpmで2時間分散することで原材料分散液を得た。
[懸濁重合法によるトナーの製造]
(トナー粒子1の製造)
・アクリル酸ラウリル 15.0部
・スチレン 45.0部
・着色剤 ピグメントブルー15:3 6.5部
上記材料からなる混合物を調製した。上記混合物をアトライター(日本コークス社製)に投入し、直径5mmのジルコニアビーズを用いて、200rpmで2時間分散することで原材料分散液を得た。
一方、高速撹拌装置ホモミクサー(プライミクス社製)及び温度計を備えた容器に、イオン交換水735.0部とリン酸三ナトリウム(12水和物)16.0部を添加し、12000rpmで撹拌しながら60℃に昇温した。そこに、イオン交換水65.0部に塩化カルシウム(2水和物)9.0部を溶解した塩化カルシウム水溶液を投入し、60℃を保持しながら12000rpmで30分間撹拌した。そこに、10%塩酸を加えてpHを6.0に調整し、ヒドロキシアパタイトを含む無機分散安定剤が水中に分散した水系媒体を得た。
続いて、上記原材料分散液を撹拌装置及び温度計を備えた容器に移し、100rpmで撹拌しながら60℃に昇温した。
・結晶性樹脂A1: 40.0部
・離型剤1: 9.0部
(離型剤1:DP18(ジペンタエリスリトールステアリン酸エステルワックス、融点79℃、日本精蝋社製)
そこに上記材料を添加して60℃を保持しながら100rpmで30分間撹拌した後、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)9.0部を添加してさらに1分間撹拌した後、上記高速撹拌装置において12000rpmで撹拌されている水系媒体中に投入した。60℃を保持しながら上記高速撹拌装置にて12000rpmで20分間撹拌を継続し、造粒液を得た。
上記造粒液を還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に移し、窒素雰囲気下において150rpmで撹拌しながら70℃に昇温した。70℃を保持しながら150rpmで12時間重合反応を行い、トナー粒子分散液を得た。
得られたトナー粒子分散液を150rpmで撹拌しながら45℃まで冷却した後、45℃を維持したまま5時間熱処理を行った。その後、撹拌を保持したままpHが1.5になるまで希塩酸を加えて分散安定剤を溶解させた。固形分をろ別し、イオン交換水で充分に洗浄した後、30℃で24時間真空乾燥して、トナー粒子1を得た。
・結晶性樹脂A1: 40.0部
・離型剤1: 9.0部
(離型剤1:DP18(ジペンタエリスリトールステアリン酸エステルワックス、融点79℃、日本精蝋社製)
そこに上記材料を添加して60℃を保持しながら100rpmで30分間撹拌した後、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)9.0部を添加してさらに1分間撹拌した後、上記高速撹拌装置において12000rpmで撹拌されている水系媒体中に投入した。60℃を保持しながら上記高速撹拌装置にて12000rpmで20分間撹拌を継続し、造粒液を得た。
上記造粒液を還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に移し、窒素雰囲気下において150rpmで撹拌しながら70℃に昇温した。70℃を保持しながら150rpmで12時間重合反応を行い、トナー粒子分散液を得た。
得られたトナー粒子分散液を150rpmで撹拌しながら45℃まで冷却した後、45℃を維持したまま5時間熱処理を行った。その後、撹拌を保持したままpHが1.5になるまで希塩酸を加えて分散安定剤を溶解させた。固形分をろ別し、イオン交換水で充分に洗浄した後、30℃で24時間真空乾燥して、トナー粒子1を得た。
(トナー1の調製)
上記トナー粒子1:98.0部に対して、外添剤として、シリカ微粒子(ヘキサメチルジシラザンによる疎水化処理、1次粒子の個数平均粒径:10nm、BET比表面積:170m2/g)2.0部を加えてヘンシェルミキサー(日本コークス社製)を用い、3000rpmで15分間混合してトナー1を得た。
得られたトナー1の物性を表3に、評価結果を表4に示す。
表中、HDDAはヘキサンジオールジアクリレートである。
上記トナー粒子1:98.0部に対して、外添剤として、シリカ微粒子(ヘキサメチルジシラザンによる疎水化処理、1次粒子の個数平均粒径:10nm、BET比表面積:170m2/g)2.0部を加えてヘンシェルミキサー(日本コークス社製)を用い、3000rpmで15分間混合してトナー1を得た。
得られたトナー1の物性を表3に、評価結果を表4に示す。
表中、HDDAはヘキサンジオールジアクリレートである。
<実施例2~25、28、29>
実施例1において、使用する重合性単量体の種類と添加量を表2のように変更する以外はすべて同様にして、トナー粒子2~25、28、29を得た。
さらに、実施例1と同様の外添を行い、トナー2~25、28、29を得た。トナーの物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、トナー1~25、28、29において、結晶性樹脂Aを形成する各モノマーユニットは、表1に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹脂Bを形成する各モノマーユニットは、表2に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。
実施例1において、使用する重合性単量体の種類と添加量を表2のように変更する以外はすべて同様にして、トナー粒子2~25、28、29を得た。
さらに、実施例1と同様の外添を行い、トナー2~25、28、29を得た。トナーの物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、トナー1~25、28、29において、結晶性樹脂Aを形成する各モノマーユニットは、表1に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹脂Bを形成する各モノマーユニットは、表2に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。
<実施例26>
[乳化凝集法によるトナーの製造]
(結晶性樹脂分散液の調製)
・トルエン 300.0部
・結晶性樹脂A1 100.0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700.0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。次いで前記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで攪拌した。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結晶性樹脂A1微粒子の濃度20%の結晶性樹脂分散液を得た。
結晶性樹脂A1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、0.40μmであった。
[乳化凝集法によるトナーの製造]
(結晶性樹脂分散液の調製)
・トルエン 300.0部
・結晶性樹脂A1 100.0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700.0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。次いで前記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで攪拌した。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結晶性樹脂A1微粒子の濃度20%の結晶性樹脂分散液を得た。
結晶性樹脂A1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、0.40μmであった。
(非晶性樹脂分散液の調製)
・トルエン 300.0部
・非晶性樹脂B1 100.0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700.0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。次いで前記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで攪拌した。
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非晶性樹脂微粒子の濃度20%の非晶性樹脂分散液を得た。
非晶性樹脂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、0.38μmであった。
・トルエン 300.0部
・非晶性樹脂B1 100.0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700.0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。次いで前記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、超高速攪拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで攪拌した。
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非晶性樹脂微粒子の濃度20%の非晶性樹脂分散液を得た。
非晶性樹脂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、0.38μmであった。
(離型剤分散液の調製)
・離型剤1 100.0部
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 5.0部
・イオン交換水 395.0部
上記材料を秤量し、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、離型剤微粒子の濃度20%の離型剤分散液を得た。
離型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、0.15μmであった。
・離型剤1 100.0部
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 5.0部
・イオン交換水 395.0部
上記材料を秤量し、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、離型剤微粒子の濃度20%の離型剤分散液を得た。
離型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、0.15μmであった。
(着色剤分散液の調製)
・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10%の着色剤分散液を得た。
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
。
・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10%の着色剤分散液を得た。
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
。
(トナー26の製造)
・結晶性樹脂分散液 200.0部
・非晶性樹脂分散液 300.0部
・離型剤分散液 45.0部
・着色剤分散液 65.0部
・イオン交換水 160.0部
上記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した。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。1.0%硝酸水溶液を添加し、pHを3.0に調整した後、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、重量平均粒径(D4)が6.0μmである凝集粒子が形成されたところで、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、攪拌を継続しながら、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、45℃まで冷却し5時間の熱処理を行った。
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6.1μmのトナー粒子26を得た。
トナー粒子26に対し、実施例1と同様の外添を行い、トナー26を得た。トナー26の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、トナー26において、結晶性樹脂A1を形成する各モノマーユニットは、結晶性樹脂A1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹脂B1を形成する各モノマーユニットは、非晶性樹脂B1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。
・結晶性樹脂分散液 200.0部
・非晶性樹脂分散液 300.0部
・離型剤分散液 45.0部
・着色剤分散液 65.0部
・イオン交換水 160.0部
上記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した。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。1.0%硝酸水溶液を添加し、pHを3.0に調整した後、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、重量平均粒径(D4)が6.0μmである凝集粒子が形成されたところで、5%水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを9.0にした。その後、攪拌を継続しながら、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、45℃まで冷却し5時間の熱処理を行った。
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6.1μmのトナー粒子26を得た。
トナー粒子26に対し、実施例1と同様の外添を行い、トナー26を得た。トナー26の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、トナー26において、結晶性樹脂A1を形成する各モノマーユニットは、結晶性樹脂A1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹脂B1を形成する各モノマーユニットは、非晶性樹脂B1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。
<実施例27>
[粉砕法によるトナーの作製]
・結晶性樹脂A1 40.0部
・非晶性樹脂B1 60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・離型剤1 9.0部
上記材料をFMミキサー(日本コークス工業(株)製)で前混合した後、二軸混練押し出し機(池貝鉄工(株)製PCM-30型))によって、溶融混練した。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、機械式粉砕機(ターボ工業(株)製T-250)で粉砕し、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)6.9μmのトナー粒子27を得た。
トナー粒子27に対し、実施例1と同様の外添を行い、トナー27を得た。トナー27の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、トナー27において、結晶性樹脂A1を形成する各モノマーユニットは、結晶性樹脂A1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹脂B1を形成する各モノマーユニットは、非晶性樹脂B1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。
[粉砕法によるトナーの作製]
・結晶性樹脂A1 40.0部
・非晶性樹脂B1 60.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 6.5部
・離型剤1 9.0部
上記材料をFMミキサー(日本コークス工業(株)製)で前混合した後、二軸混練押し出し機(池貝鉄工(株)製PCM-30型))によって、溶融混練した。
得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、機械式粉砕機(ターボ工業(株)製T-250)で粉砕し、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)6.9μmのトナー粒子27を得た。
トナー粒子27に対し、実施例1と同様の外添を行い、トナー27を得た。トナー27の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、トナー27において、結晶性樹脂A1を形成する各モノマーユニットは、結晶性樹脂A1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹脂B1を形成する各モノマーユニットは、非晶性樹脂B1の製造時の処方と同じ含有割合で含まれていた。
<比較例1~7>
実施例1において、使用する重合性単量体の種類と添加量を表1のように変更する以外はすべて同様にして、比較用トナー粒子1~7を得た。
さらに、実施例1と同様の外添を行い、比較用トナー1~7を得た。トナーの物性を表3に、評価結果を表4に示す。比較用トナー1~7において、結晶性樹脂Aを形成する各モノマーユニットは、表1に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹
脂Bを形成する各モノマーユニットは、表2に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。
実施例1において、使用する重合性単量体の種類と添加量を表1のように変更する以外はすべて同様にして、比較用トナー粒子1~7を得た。
さらに、実施例1と同様の外添を行い、比較用トナー1~7を得た。トナーの物性を表3に、評価結果を表4に示す。比較用トナー1~7において、結晶性樹脂Aを形成する各モノマーユニットは、表1に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、非晶性樹
脂Bを形成する各モノマーユニットは、表2に記載の処方と同じ含有割合で含まれていた。
<比較例8>
・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 67.0部)
(メタクリロニトリル 22.0部)
(スチレン 11.0部)
・ピグメントブルー15:3 6.5部
・ジーt-ブチルサリチル酸アルミニウム 1.0部
・離型剤2 10.0部
(離型剤2:エクセレックス30050B、分子量(Mp)2700、融点91℃、三井化学社製)
・トルエン 100.0部
上記材料からなる混合物を調製した。上記混合物をアトライター(日本コークス社製)に投入し、直径5mmのジルコニアビーズを用いて、200rpmで2時間分散することで原材料分散液を得た。
・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 67.0部)
(メタクリロニトリル 22.0部)
(スチレン 11.0部)
・ピグメントブルー15:3 6.5部
・ジーt-ブチルサリチル酸アルミニウム 1.0部
・離型剤2 10.0部
(離型剤2:エクセレックス30050B、分子量(Mp)2700、融点91℃、三井化学社製)
・トルエン 100.0部
上記材料からなる混合物を調製した。上記混合物をアトライター(日本コークス社製)に投入し、直径5mmのジルコニアビーズを用いて、200rpmで2時間分散することで原材料分散液を得た。
一方、高速撹拌装置ホモミクサー(プライミクス社製)および温度計を備えた容器に、イオン交換水735.0部とリン酸三ナトリウム(12水和物)16.0部を添加し、12000rpmで撹拌しながら60℃に昇温した。そこに、イオン交換水65.0部に塩化カルシウム(2水和物)9.0部を溶解した塩化カルシウム水溶液を投入し、60℃を保持しながら12000rpmで30分間撹拌した。そこに、10%塩酸を加えてpHを6.0に調整し、分散安定剤を含む水系媒体を得た。
続いて、上記原材料分散液を撹拌装置及び温度計を備えた容器に移し、100rpmで撹拌しながら60℃に昇温した。そこに、重合開始剤としてt-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV)8.0部を添加して60℃を保持しながら100rpmで5分間撹拌した後、上記高速撹拌装置において12000rpmで撹拌されている水系媒体中に投入した。60℃を保持しながら上記高速撹拌装置にて12000rpmで20分間撹拌を継続し、造粒液を得た。
上記造粒液を還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に移し、窒素雰囲気下において150rpmで撹拌しながら70℃に昇温した。70℃を保持しながら150rpmで10時間重合反応を行った。その後、反応容器から還流冷却管を外し、反応液を95℃に昇温した後、95℃を保持しながら150rpmで5時間撹拌することでトルエンを除去し、トナー粒子分散液を得た。
上記造粒液を還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に移し、窒素雰囲気下において150rpmで撹拌しながら70℃に昇温した。70℃を保持しながら150rpmで10時間重合反応を行った。その後、反応容器から還流冷却管を外し、反応液を95℃に昇温した後、95℃を保持しながら150rpmで5時間撹拌することでトルエンを除去し、トナー粒子分散液を得た。
得られたトナー粒子分散液を150rpmで撹拌しながら20℃まで冷却した後、撹拌を保持したままpHが1.5になるまで希塩酸を加えて分散安定剤を溶解させた。固形分をろ別し、イオン交換水で充分に洗浄した後、40℃で24時間真空乾燥して、比較用トナー粒子8を得た。
比較用トナー粒子8に、実施例1と同様の外添を行い、比較用トナー8を得た。得られた比較用トナー8の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、比較トナー8の結着樹脂を形成する各モノマーユニットは、上記処方と同じ含有割合で含まれていた。
比較用トナー粒子8に、実施例1と同様の外添を行い、比較用トナー8を得た。得られた比較用トナー8の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、比較トナー8の結着樹脂を形成する各モノマーユニットは、上記処方と同じ含有割合で含まれていた。
<比較例9>
下記材料をアトライター(三井三池化工機製)で分散し、重合性単量体組成物を得た。
・結晶性樹脂A11 40.2部
・スチレン 47.8部
・アクリル酸n-ブチル 12.0部
・ピグメントブルー15:3(大日精化社製) 6.5部
・離型剤 パラフィンワックス 9.0部
(HNP-51:日本精鑞製 融点74℃)
・トルエン 100.0部
また、高速撹拌装置TK-ホモミキサー(特殊機化工業製)を備えた容器に、イオン交換水800部とリン酸三カルシウム15.5部を添加し、回転数を15000回転/分に調整し、70℃に加温して分散媒系とした。
下記材料をアトライター(三井三池化工機製)で分散し、重合性単量体組成物を得た。
・結晶性樹脂A11 40.2部
・スチレン 47.8部
・アクリル酸n-ブチル 12.0部
・ピグメントブルー15:3(大日精化社製) 6.5部
・離型剤 パラフィンワックス 9.0部
(HNP-51:日本精鑞製 融点74℃)
・トルエン 100.0部
また、高速撹拌装置TK-ホモミキサー(特殊機化工業製)を備えた容器に、イオン交換水800部とリン酸三カルシウム15.5部を添加し、回転数を15000回転/分に調整し、70℃に加温して分散媒系とした。
上記重合性単量体組成物を60℃に加熱し、結晶性樹脂A11の溶解を確認したのちに、重合開始剤であるt-ブチルパーオキシピバレート6.0部を添加し、これを上記分散媒系に投入した。前記高速撹拌装置にて12000回転/分を維持しつつ20分間の造粒工程を行った。その後、高速撹拌装置からプロペラ撹拌羽根に撹拌機を代え、150回転/分で攪拌しながら容器内の液温70℃を保持して10.0時間重合を行った。重合工程後、液温を95℃まで昇温し、未反応の重合性単量体及びトルエンの留去を行った。
得られたトナー粒子分散液を150rpmで撹拌しながら45℃まで冷却した後、45℃を維持したまま5時間熱処理を行った。その後、撹拌を保持したままpHが1.5になるまで希塩酸を加えて分散安定剤を溶解させた。固形分をろ別し、イオン交換水で充分に洗浄した後、30℃で24時間真空乾燥して、比較用トナー粒子9を得た。
比較用トナー粒子9に、実施例1と同様の外添を行い、比較用トナー9を得た。得られた比較用トナー9の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、比較トナー9の結晶性樹脂A11を形成する各モノマーユニットは、表1の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、比較トナー9の非晶性樹脂を形成する各モノマーユニットは、上記処方と同じ含有割合で含まれていた。
比較用トナー粒子9に、実施例1と同様の外添を行い、比較用トナー9を得た。得られた比較用トナー9の物性を表3に、評価結果を表4に示す。上述した分析により、比較トナー9の結晶性樹脂A11を形成する各モノマーユニットは、表1の処方と同じ含有割合で含まれていた。また、比較トナー9の非晶性樹脂を形成する各モノマーユニットは、上記処方と同じ含有割合で含まれていた。
<トナーの評価方法>
<1>低温定着性
トナーが充填されたプロセスカートリッジを25℃、湿度40%RHにて48時間放置した。定着器を外しても動作するように改造したLBP-712Ciを用いて、10mm×10mmの四角画像が転写紙全体に均等に9ポイント配列された画像パターンの未定着画像を出力した。転写紙上のトナー乗り量は、0.80mg/cm2とし、定着開始温度を評価した。なお、転写紙は、A4用紙(「プローバーボンド紙」:105g/m2、フォックスリバー社製)を用いた。
定着器は、LBP-712Ciの定着器を外部へ取り外し、レーザービームプリンター外でも動作するようにした外部定着器を用いた。なお、外部定着器は、定着温度を90℃から5℃刻みに上げて行き、プロセススピード:240mm/secの条件で定着を行った。
定着画像を目視で確認し、コールドオフセットが発生しない最低温度を定着開始温度として、低温定着性を以下の基準で評価した。評価結果を表4に示す。
[評価基準]
A:定着開始温度が100℃以下
B:定着開始温度が105℃以上110℃以下
C:定着開始温度が115℃以上120℃以下
D:定着開始温度が125℃以上
<1>低温定着性
トナーが充填されたプロセスカートリッジを25℃、湿度40%RHにて48時間放置した。定着器を外しても動作するように改造したLBP-712Ciを用いて、10mm×10mmの四角画像が転写紙全体に均等に9ポイント配列された画像パターンの未定着画像を出力した。転写紙上のトナー乗り量は、0.80mg/cm2とし、定着開始温度を評価した。なお、転写紙は、A4用紙(「プローバーボンド紙」:105g/m2、フォックスリバー社製)を用いた。
定着器は、LBP-712Ciの定着器を外部へ取り外し、レーザービームプリンター外でも動作するようにした外部定着器を用いた。なお、外部定着器は、定着温度を90℃から5℃刻みに上げて行き、プロセススピード:240mm/secの条件で定着を行った。
定着画像を目視で確認し、コールドオフセットが発生しない最低温度を定着開始温度として、低温定着性を以下の基準で評価した。評価結果を表4に示す。
[評価基準]
A:定着開始温度が100℃以下
B:定着開始温度が105℃以上110℃以下
C:定着開始温度が115℃以上120℃以下
D:定着開始温度が125℃以上
<2>定着画像の耐擦過性
上記<1>の評価における、定着開始温度の定着画像を使用した。得られた定着画像の
画像領域に、柔和な薄紙(例えば、商品名「ダスパー」、小津産業社製)を被せ、該薄紙の上から4.9kPaの荷重をかけつつ5往復、該画像領域を摺擦した。摺擦前と摺擦後の画像濃度をそれぞれ測定して、下記式により画像濃度の低下率ΔD(%)を算出した。このΔD(%)を耐擦過性の指標とした。
ΔD(%)=
{(摺擦前の画像濃度-摺擦後の画像濃度)/摺擦前の画像濃度}×100
画像濃度はカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X-Rite 404A:製造元 X-Rite社製)で測定した。評価結果を表4に示す。
[評価基準]
A:濃度低下率が3.0%未満
B:濃度低下率が3.0%以上7.0%未満
C:濃度低下率が7.0%以上10.0%未満
D:濃度低下率が10.0%以上
上記<1>の評価における、定着開始温度の定着画像を使用した。得られた定着画像の
画像領域に、柔和な薄紙(例えば、商品名「ダスパー」、小津産業社製)を被せ、該薄紙の上から4.9kPaの荷重をかけつつ5往復、該画像領域を摺擦した。摺擦前と摺擦後の画像濃度をそれぞれ測定して、下記式により画像濃度の低下率ΔD(%)を算出した。このΔD(%)を耐擦過性の指標とした。
ΔD(%)=
{(摺擦前の画像濃度-摺擦後の画像濃度)/摺擦前の画像濃度}×100
画像濃度はカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X-Rite 404A:製造元 X-Rite社製)で測定した。評価結果を表4に示す。
[評価基準]
A:濃度低下率が3.0%未満
B:濃度低下率が3.0%以上7.0%未満
C:濃度低下率が7.0%以上10.0%未満
D:濃度低下率が10.0%以上
<3>グロス及びグロスムラの評価
上記<1>の評価における、定着開始温度の定着画像を使用した。ハンディ型グロスメーターPG-1(日本電色工業株式会社製)を用いてグロス値を測定した。測定条件は、投光角度、受光角度をそれぞれ75°に合わせ、9ポイント配列された画像パターンをすべて測定し、その平均値を評価した。また、測定値の標準偏差をグロスムラの評価とした。評価結果を表4に示す。
[グロス評価基準]
A:グロスの平均値が25.0以上
B:グロスの平均値が20.0以上25.0未満
C:グロスの平均値が15.0以上20.0未満
D:グロスの平均値が15.0未満
[グロスムラ評価基準]
A:グロスの標準偏差が1.00以下
B:グロスの標準偏差が1.00を超えて2.00以下
C:グロスの標準偏差が2.00を超えて3.00以下
D:グロスの標準偏差が3.00を超える
上記<1>の評価における、定着開始温度の定着画像を使用した。ハンディ型グロスメーターPG-1(日本電色工業株式会社製)を用いてグロス値を測定した。測定条件は、投光角度、受光角度をそれぞれ75°に合わせ、9ポイント配列された画像パターンをすべて測定し、その平均値を評価した。また、測定値の標準偏差をグロスムラの評価とした。評価結果を表4に示す。
[グロス評価基準]
A:グロスの平均値が25.0以上
B:グロスの平均値が20.0以上25.0未満
C:グロスの平均値が15.0以上20.0未満
D:グロスの平均値が15.0未満
[グロスムラ評価基準]
A:グロスの標準偏差が1.00以下
B:グロスの標準偏差が1.00を超えて2.00以下
C:グロスの標準偏差が2.00を超えて3.00以下
D:グロスの標準偏差が3.00を超える
<4>耐久性
LBP-712Ciを用い、高温高湿環境下(温度32.5℃、湿度80%RH)において、該プリンターを用いて印字率2%の画像を3000枚プリントアウトした。3日放置後、白地部を有する画像を1枚プリントアウトした。得られた画像に対して、反射濃度計(リフレクトメーター モデル TC-6DS 東京電色社製)を用いて、反射率の測定
を行った。測定で用いるフィルターには、アンバーフィルターを用いた。
白地部反射率の最悪値Ds(%)、画像形成前の転写材の反射率をDr(%)とした際のDr-Dsをカブリとして、以下の基準により評価を行った。評価結果を表4に示す。[評価基準]
A:カブリが1.0%未満
B:カブリが1.0%以上3.0%未満
C:カブリが3.0%以上5.0%未満
D:カブリが5.0%以上
LBP-712Ciを用い、高温高湿環境下(温度32.5℃、湿度80%RH)において、該プリンターを用いて印字率2%の画像を3000枚プリントアウトした。3日放置後、白地部を有する画像を1枚プリントアウトした。得られた画像に対して、反射濃度計(リフレクトメーター モデル TC-6DS 東京電色社製)を用いて、反射率の測定
を行った。測定で用いるフィルターには、アンバーフィルターを用いた。
白地部反射率の最悪値Ds(%)、画像形成前の転写材の反射率をDr(%)とした際のDr-Dsをカブリとして、以下の基準により評価を行った。評価結果を表4に示す。[評価基準]
A:カブリが1.0%未満
B:カブリが1.0%以上3.0%未満
C:カブリが3.0%以上5.0%未満
D:カブリが5.0%以上
<5>耐熱保存性
保存時の安定性を評価するために耐熱保存性の評価を実施した。5gのトナーを100mlの樹脂製カップに入れ、温度50℃、湿度40RH%環境下で3日放置した後、トナーの凝集度を以下のようにして測定し、下記の基準にて評価を行った。
測定装置としては、「パウダーテスター」(ホソカワミクロン社製)の振動台側面部分に、デジタル表示式振動計「デジバイブロ MODEL 1332A」(昭和測器社製)を接続したものを用いた。そして、パウダーテスターの振動台上に下から、目開き38μm(400メッシュ)の篩、目開き75μm(200メッシュ)の篩、目開き150μm(100メッシュ)の篩の順に重ねてセットした。測定は、23℃、60%RH環境下で、以下の様にして行った。
(1)デジタル表示式振動計の変位の値を0.60mm(peak-to-peak)になるように振動台の振動幅を予め調整した。
(2)上記のように10日放置したトナーを、予め23℃、60%RH環境下において24時間放置し、そのうちトナー5.00gを精秤し、最上段の目開き150μmの篩上に静かにのせた。
(3)篩を15秒間振動させた後、各篩上に残ったトナーの質量を測定して、下式に基づき凝集度を算出した。評価結果を表4に示す。
凝集度(%)=
{(目開き150μmの篩上の試料質量(g))/5.00(g)}×100
+{(目開き75μmの篩上の試料質量(g))/5.00(g)}×100×0.6
+{(目開き38μmの篩上の試料質量(g))/5.00(g)}×100×0.2
[評価基準]
A:凝集度が10.0%未満
B:凝集度が10.0%以上15.0%未満。
C:凝集度が15.0%以上20.0%未満。
D:凝集度が20.0%以上
保存時の安定性を評価するために耐熱保存性の評価を実施した。5gのトナーを100mlの樹脂製カップに入れ、温度50℃、湿度40RH%環境下で3日放置した後、トナーの凝集度を以下のようにして測定し、下記の基準にて評価を行った。
測定装置としては、「パウダーテスター」(ホソカワミクロン社製)の振動台側面部分に、デジタル表示式振動計「デジバイブロ MODEL 1332A」(昭和測器社製)を接続したものを用いた。そして、パウダーテスターの振動台上に下から、目開き38μm(400メッシュ)の篩、目開き75μm(200メッシュ)の篩、目開き150μm(100メッシュ)の篩の順に重ねてセットした。測定は、23℃、60%RH環境下で、以下の様にして行った。
(1)デジタル表示式振動計の変位の値を0.60mm(peak-to-peak)になるように振動台の振動幅を予め調整した。
(2)上記のように10日放置したトナーを、予め23℃、60%RH環境下において24時間放置し、そのうちトナー5.00gを精秤し、最上段の目開き150μmの篩上に静かにのせた。
(3)篩を15秒間振動させた後、各篩上に残ったトナーの質量を測定して、下式に基づき凝集度を算出した。評価結果を表4に示す。
凝集度(%)=
{(目開き150μmの篩上の試料質量(g))/5.00(g)}×100
+{(目開き75μmの篩上の試料質量(g))/5.00(g)}×100×0.6
+{(目開き38μmの篩上の試料質量(g))/5.00(g)}×100×0.2
[評価基準]
A:凝集度が10.0%未満
B:凝集度が10.0%以上15.0%未満。
C:凝集度が15.0%以上20.0%未満。
D:凝集度が20.0%以上
本開示は、以下の構成に関する。
(構成1)
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、
該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、
温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、
該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、以下の式(1)~(4)を満足することを特徴とするトナー。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)(構成2)
前記tanδ(T2)及び前記tanδ(T2-10)が、下記式(5)を満足する構成1に記載のトナー。
1.20≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(5)(構成3)
前記結着樹脂が、結晶性樹脂Aを含有する構成1又は2に記載のトナー。
(構成4)
前記結晶性樹脂Aが、下記式(6)で表されるモノマーユニット(a)を有する構成3に記載のトナー。
(式(6)中、R4は水素原子又はメチル基を表し、nは15~35の整数を表す。)(構成5)
前記結晶性樹脂Aにおける、前記式(6)で示されるモノマーユニット(a)の含有割合が、50.0~100.0質量%である
構成4に記載のトナー。
(構成6)
前記トナーにおける、前記結晶性樹脂Aの含有割合が、10.0~70.0質量%である構成3~5のいずれかに記載のトナー。
(構成7)
前記トナーが、前記結晶性樹脂Aに加えて、非晶性樹脂Bを含有する構成3~6のいずれかに記載のトナー。
(構成8)
前記非晶性樹脂Bが、下記式(7)で表されるモノマーユニット(b)を有する構成7に記載のトナー。
(式(7)中、R2は水素原子又はメチル基を表し、mは7~35の整数を表す。)
(構成9)
前記非晶性樹脂Bにおける、前記式(7)で示されるモノマーユニット(b)の含有割合が、5.0~40.0質量%である構成8に記載のトナー。
(構成10)
前記結晶性樹脂Aが、ビニル樹脂であり、
前記非晶性樹脂Bが、ビニル樹脂である、構成7~9のいずれかに記載のトナー。
(構成1)
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、
該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、
温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、
該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、以下の式(1)~(4)を満足することを特徴とするトナー。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4)(構成2)
前記tanδ(T2)及び前記tanδ(T2-10)が、下記式(5)を満足する構成1に記載のトナー。
1.20≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(5)(構成3)
前記結着樹脂が、結晶性樹脂Aを含有する構成1又は2に記載のトナー。
(構成4)
前記結晶性樹脂Aが、下記式(6)で表されるモノマーユニット(a)を有する構成3に記載のトナー。
(式(6)中、R4は水素原子又はメチル基を表し、nは15~35の整数を表す。)(構成5)
前記結晶性樹脂Aにおける、前記式(6)で示されるモノマーユニット(a)の含有割合が、50.0~100.0質量%である
構成4に記載のトナー。
(構成6)
前記トナーにおける、前記結晶性樹脂Aの含有割合が、10.0~70.0質量%である構成3~5のいずれかに記載のトナー。
(構成7)
前記トナーが、前記結晶性樹脂Aに加えて、非晶性樹脂Bを含有する構成3~6のいずれかに記載のトナー。
(構成8)
前記非晶性樹脂Bが、下記式(7)で表されるモノマーユニット(b)を有する構成7に記載のトナー。
(式(7)中、R2は水素原子又はメチル基を表し、mは7~35の整数を表す。)
(構成9)
前記非晶性樹脂Bにおける、前記式(7)で示されるモノマーユニット(b)の含有割合が、5.0~40.0質量%である構成8に記載のトナー。
(構成10)
前記結晶性樹脂Aが、ビニル樹脂であり、
前記非晶性樹脂Bが、ビニル樹脂である、構成7~9のいずれかに記載のトナー。
Claims (10)
- 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、
該トナーの粘弾性測定において、貯蔵弾性率G’が3.0×107Paになる温度をT1[℃]とし、貯蔵弾性率G’が1.0×107Paとなる温度をT2[℃]とし、貯蔵弾性率G’が3.0×106Paとなる温度をT3[℃]とし、
温度T2[℃]における損失弾性率G”の貯蔵弾性率G’に対する比(tanδ)をtanδ(T2)とし、温度T2-10[℃]におけるtanδをtanδ(T2-10)としたとき、
該T1、該T2、該T3、該tanδ(T2)及び該tanδ(T2-10)が、以下の式(1)~(4)を満足することを特徴とするトナー。
T3-T1≦10 ・・・(1)
50≦T2≦70 ・・・(2)
0.30≦tanδ(T2)≦1.00 ・・・(3)
1.00≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(4) - 前記tanδ(T2)及び前記tanδ(T2-10)が、下記式(5)を満足する請求項1に記載のトナー。
1.20≦tanδ(T2)/tanδ(T2-10)≦1.90 ・・・(5) - 前記結着樹脂が、結晶性樹脂Aを含有する請求項1に記載のトナー。
- 前記結晶性樹脂Aにおける、前記式(6)で示されるモノマーユニット(a)の含有割合が、50.0~100.0質量%である
請求項4に記載のトナー。 - 前記トナーにおける、前記結晶性樹脂Aの含有割合が、10.0~70.0質量%である請求項3~5のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記トナーが、前記結晶性樹脂Aに加えて、非晶性樹脂Bを含有する請求項3~5のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記非晶性樹脂Bにおける、前記式(7)で示されるモノマーユニット(b)の含有割合が、5.0~40.0質量%である請求項8に記載のトナー。
- 前記結晶性樹脂Aが、ビニル樹脂であり、
前記非晶性樹脂Bが、ビニル樹脂である、請求項7に記載のトナー。
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