JP4397773B2

JP4397773B2 - 静電荷像現像用トナー

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Publication number: JP4397773B2
Application number: JP2004279173A
Authority: JP
Inventors: 宏治下草; 晋一佐多; 安啓日高
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2024-09-27
Also published as: DE102004046851B4; US20050095523A1; DE102004046851A1; US7723002B2; JP2005266753A

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像に用いられる静電荷像現像用トナー及びその製造方法に関する。

特許文献１には、結晶性ポリエステルを含有する結着樹脂及び結晶性ポリエステルの軟化点より融点が１０℃以上低いワックスとを含有した電子写真用トナーによって、低温定着性、耐オフセット性、耐ブロッッキング性及び耐久性を向上する技術が開示されている。

特許文献２には、官能基にカルボキシル基を有するスチレン系樹脂と融点７５℃のパラフィンワックスと融点１０５℃のフィッシャートロプシュワックスの混合物を含有した粉砕トナーによって、可塑化作用と離型作用を同時に向上する技術が開示されている。

特許文献３には、結晶性ポリエステルと特定の無定形ビニル重合体との特定の結合物よりなるトナー用樹脂と、パラフィンワックスとを含有してなる静電像現像用トナーによって、低温定着性、耐ホットオフセット性、耐アンダーオフセット性、トナー保存性及びトナー流動性を改善する技術が二成分現像方式について開示されている。
特開２００１−２２２１３８号公報（請求項１、〔００２９〕、〔００３０〕）特開２０００−１３１８８９号公報（〔０１０６〕、実施例４）特開平１−１６１２５９号公報（請求項１、実施例１〜６）

本発明の課題は、オイルレス定着方式の画像形成装置に用いた際にも、低温定着性及び耐久性のいずれも優れた静電荷像現像用トナー及びその製造方法を提供することにある。

本発明は、
（１）結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有してなる静電荷像現像用トナーであって、前記結着樹脂が結晶性ポリエステルを含有し、前記離型剤として融点が６０〜８５℃であり、かつ２５℃における針入度が４〜１０のワックスを含有する静電荷像現像用トナー、並びに
（２）前記静電荷像現像用トナーの原料を溶融混練する工程を有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、前記溶融混練工程がオープンロール型混練機による工程である静電荷像現像用トナーの製造方法
に関する。

本発明の静電荷像現像用トナーは、オイルレス定着方式の画像形成装置に用いた際にも、低温定着性と耐久性の両立が達成されるという優れた効果を奏する。

近年の複写装置、プリンタ等の画像形成装置は低価格化／小型化を達成するためにオイルレス定着方式の普及が著しく、さらに、その高速化への要求も高まっている。かかるオイルレス定着方式の画像形成装置の小型化・高速化に対して、静電荷像現像用トナーに要求される最も重要な機能の一つが、低温定着性である。

本発明者らは、融点の低いワックス、特に従来十分に検討されてこなかった融点が８５℃以下の低融点ワックスを有効に使用する観点から、静電荷像現像用トナー（以下、単にトナーともいう）の低温定着性の向上を試みた。

その結果、低融点ワックスを使用する際に障害となる大きな課題は、トナーの製造時、特に、結着樹脂、着色剤、離型剤等の原料の溶融混練工程を経て製造されるトナーの場合、従来広く使用される非晶質樹脂に対して低融点ワックスが十分に分散しない点にあることが判明した。

これは、非晶質樹脂の軟化点が高く、溶融混練時の粘度が高いため、溶融粘度の低い低融点ワックスの分散が阻害されるためであった。

ここで、非晶質樹脂の軟化点を低下させると、溶融混練時の低融点ワックスの分散性は向上するが、非晶質樹脂のガラス転移点も低下するため、製造されたトナーを画像形成装置で使用する際の耐久性が低下し、実用上大きな課題となった。

一方、かかる非晶質樹脂の欠点を改善するために、結晶性樹脂を活用し、ワックスと併用する技術も検討されているが（特許文献１〜３参照）、融点が８５℃以下の低融点ワックスとの併用は具体的に開示されていない。

そこで、本発明者らが、溶融混練時の低融点ワックスの分散性とトナー使用時の耐久性の観点から、結着樹脂とワックスの見直しを図った結果、結晶性ポリエステルと特定性状の低融点ワックスの組み合わせが、前記課題を解決する優れた手段であることが判明した。

本発明における結着樹脂は結晶性ポリエステルを含有するものである。本発明において、「結晶性」とは、軟化点と融解熱の最大ピーク温度の比（軟化点／ピーク温度）が０．６〜１．３、好ましくは０．９〜１．２、より好ましくは０．９５〜１．１であることをいい、また「非晶質」とは、軟化点と融解熱の最大ピーク温度の比（軟化点／ピーク温度）が１．３より大きく４以下、好ましくは１．５〜３であることをいう。ここで、最大ピークとは、ピークの高さが最大となるピークのことをいう。

本発明において、結晶性ポリエステルは、炭素数が２〜６、好ましくは４〜６の脂肪族ジオールを８０モル％以上含有したアルコール成分と炭素数が２〜８、好ましくは４〜６、より好ましくは４の脂肪族ジカルボン酸化合物を８０モル％以上含有したカルボン酸成分を縮重合させて得られた樹脂が好ましい。

炭素数２〜６の脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−ブタンジオール等が挙げられ、特にα，ω−直鎖アルカンジオールが好ましい。

炭素数２〜６の脂肪族ジオールは、アルコール成分中に、８０モル％以上、好ましくは８０〜１００モル％、より好ましくは９０〜１００モル％含有されているのが望ましい。特に、その中の１種の脂肪族ジオールが、アルコール成分中の７０モル％以上、好ましくは８０〜９５モル％を占めているのが望ましい。なかでも、１，４−ブタンジオールが、アルコール成分中、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは７０〜１００モル％、特に好ましくは８０〜１００モル％含有されているのが望ましい。

アルコール成分には、炭素数２〜６の脂肪族ジオール以外の多価アルコール成分が含有されていてもよく、該多価アルコール成分としては、ポリオキシプロピレン（２．２）−２，２−ビス (４−ヒドロキシフェニル) プロパン、ポリオキシエチレン（２．２）−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン等のビスフェノールＡのアルキレン（炭素数２〜３）オキサイド（平均付加モル数１〜１０）付加物等の芳香族ジオールやグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の３価以上のアルコールが挙げられる。

炭素数２〜８の脂肪族ジカルボン酸化合物としては、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、及びこれらの酸の無水物、アルキル（炭素数１〜３）エステル等が挙げられ、これらの中ではフマル酸及びアジピン酸が好ましく、フマル酸がより好ましい。なお、脂肪族ジカルボン化合物とは、前記の如く、脂肪族ジカルボン酸、その無水物及びそのアルキル（炭素数１〜３）エステルを指すが、これらの中では、脂肪族ジカルボン酸が好ましい。

炭素数２〜８の脂肪族ジカルボン酸化合物は、カルボン酸成分中に、８０モル％以上、好ましくは８０〜１００モル％、より好ましくは９０〜１００モル％含有されているのが望ましい。特に、その中の１種の脂肪族ジカルボン酸化合物が、カルボン酸成分中の６０モル％以上、好ましくは７０〜１００モル％、より好ましくは８０〜１００モル％を占めているのが望ましい。なかでも、フマル酸が、カルボン酸成分中、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは６０〜９０モル％、特に好ましくは６０〜８０モル％含有されているのが望ましい。

カルボン酸成分には、炭素数２〜８の脂肪族ジカルボン酸化合物以外の多価カルボン酸成分が含有されていてもよく、該多価カルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸；セバシン酸、アゼライン酸、ｎ−ドデシルコハク酸、ｎ−ドデセニルコハク酸の脂肪族ジカルボン酸；シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；トリメリット酸、ピロメリット酸等の３価以上の多価カルボン酸；及びこれらの酸の無水物、アルキル（炭素数１〜３）エステル等が挙げられる。

アルコール成分とカルボン酸成分は、不活性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒、重合禁止剤等を用いて、１２０〜２３０℃の温度で反応させること等により縮重合させることができる。具体的には、樹脂の強度を上げるために全単量体を一括仕込みしたり、低分子量成分を少なくするために２価の単量体を先ず反応させた後、３価以上の単量体を添加して反応させる等の方法を用いてもよい。

また、重合の後半に反応系を減圧することにより、反応を促進させてもよいが、本発明では、芳香族化合物が結晶性ポリエステルの性質に与える影響を少なくし、少量で所望の効果を得るために、２価の芳香族化合物以外の単量体を５０％以上、より好ましくは８０％、特に好ましくは９０％以上の反応率で縮重合させた後、反応系に２価の芳香族化合物を添加し、さらに縮重合させる方法が好ましい。ここで、反応率は、縮重合する際の理論脱水量に対する、反応系からの水の留出量の割合（モル比）から求める。

結晶性ポリエステルの分子量は、数平均分子量が、トナーの保存性及び耐久性の観点から、２，０００以上が好ましく、３，０００以上がより好ましく、４，０００以上が特に好ましい。ただし、結晶性ポリエステルの生産性を考慮すると、数平均分子量は１０，０００以下が好ましく、８，０００以下がより好ましく、６，０００以下が特に好ましい。

また、重量平均分子量も数平均分子量と同様の観点から、好ましくは９，０００以上、より好ましくは５０，０００以上、特に好ましくは１００，０００以上であり、好ましくは１，０００，０００以下、より好ましくは５００，０００以下、特に好ましくは３００，０００以下である。

なお、本発明において、結晶性ポリエステルの数平均分子量及び重量平均分子量は、いずれもクロロホルム可溶分を測定した値をいう。

高分子量化した結晶性ポリエステルを得るためには、カルボン酸成分とアルコール成分のモル比を調整したり、反応温度を上げる、触媒量を増やす、減圧下、長時間脱水反応を行う等の反応条件を選択すればよい。なお、高出力のモーターを用いて、高分子量化した結晶性ポリエステルを製造することもできるが、製造設備を特に選択せずに製造する際には、原料モノマーを非反応性低粘度樹脂や溶媒とともに反応させる方法も有効な手段である。

なお、結晶性ポリエステルにおけるカルボン酸成分とアルコール成分のモル比（カルボン酸成分／アルコール成分）は、より高分子量の結晶性ポリエステルを得る観点から、カルボン酸成分よりもアルコール成分が多い方が好ましく、さらに真空反応時、アルコール成分の留去によりポリエステルの分子量を容易に調整できる観点から、０．７〜１．５が好ましく、０．９〜１．１がより好ましい。

結晶性ポリエステルの軟化点は、８０〜１５０℃が好ましく、８５〜１３０℃がより好ましく、また、融解熱の最大ピーク温度は、７５〜１５０℃が好ましく、８５〜１３０℃がより好ましい。

結晶性ポリエステルの含有量は、定着可能温度域が広く、保存性、定着性及びトナーの製造性が良好であることから、結着樹脂中、１〜５０重量％が好ましく、５〜４０重量％がより好ましく、１０〜３０重量％が特に好ましい。

さらに、本発明のトナーには、耐オフセット性及び溶融混練時の溶解粘度保持の観点より、非晶質樹脂が結着樹脂として含有されているのが好ましい。非晶質樹脂としては、非晶質ポリエステル、非晶質ポリエステルポリアミド、非晶質スチレン−アクリル樹脂等が挙げられるが、これらの中では、定着性及び結晶性ポリエステルとの相溶性の観点から、非晶質ポリエステルが好ましい。

非晶質ポリエステルも、結晶性ポリエステルと同様にして、アルコール成分とカルボン酸成分とを縮重合させて製造することができる。ただし、非晶質ポリエステルとするためには、
(1) 炭素数２〜６の脂肪族ジオール、炭素数２〜８の脂肪族カルボン酸化合物等の樹脂の結晶化を促進するモノマーを用いる場合は、これらのモノマーを２種以上併用して結晶化を抑制すること、即ちアルコール成分及びカルボン酸成分のいずれにおいても、これらのモノマーの１種が各成分中１０〜７０モル％、好ましくは２０〜６０モル％を占め、かつこれらのモノマーが２種以上、好ましくは２〜４種用いられていること、又は
(2) 樹脂の非晶質化を促進するモノマー、好ましくはアルコール成分ではビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物が、またはカルボン酸成分ではアルキル基もしくはアルケニル基で置換されたコハク酸が、アルコール成分中又はカルボン酸成分中、好ましくは両成分のそれぞれにおいて、３０〜１００モル％、好ましくは５０〜１００モル％用いられていることが好ましい。

非晶質ポリエステルの軟化点は、好ましくは７０〜１８０℃、より好ましくは１００〜１６０℃、ガラス転移点は、好ましくは４５〜８０℃、より好ましくは５５〜７５℃である。なお、ガラス転移点は非晶質樹脂に特有の物性であり、融解熱の最大ピーク温度とは区別される。

非晶質ポリエステルの数平均分子量は、１，０００〜６，０００が好ましく、２，０００〜５，０００がより好ましい。また、重量平均分子量は、好ましくは１０，０００以上、より好ましくは３０，０００以上であり、好ましくは１，０００，０００以下である。

なお、非晶質ポリエステルは、軟化点が１０℃以上異なる２種類の非晶質ポリエステルからなることが好ましい。特に、低温定着性と耐高温オフセット性の観点から、軟化点が７０℃以上、１２０℃未満の低軟化点ポリエステルと軟化点が１２０℃以上、１８０℃以下の高軟化点ポリエステルとが、好ましくは２０／８０〜９５／５、より好ましくは５０／５０〜９０／１０の重量比（低軟化点ポリエステル／高軟化点ポリエステル）で併用されているのが好ましい。

結晶性ポリエステルと非晶質ポリエステルの重量比（結晶性ポリエステル／非晶質ポリエステル）は、帯電性、保存性、低温定着性及び耐久性の観点から、１／９９〜５０／５０が好ましく、５／９５〜４０／６０がより好ましく、１０／９０〜３０／７０が特に好ましい。また、結晶性ポリエステルと非晶質ポリエステルの総含有量は、結着樹脂中、５０重量％以上が好ましく、７０〜１００重量％がより好ましく、９０〜１００重量％が特に好ましい。

本発明のトナーに離型剤として含有される低融点ワックスとは、広く、ろうであって（「岩波理化学辞典」第４版、１４０７頁）、融点が６０〜８５℃、好ましくは６０〜８０℃、より好ましくは６５〜８０℃、さらに好ましくは７０〜８０℃のものである。

本発明者らは、さらに、トナーの耐久性の観点からワックスの物性を検討した結果、かかる低融点ワックスには、２５℃における針入度が、１０以下、好ましくは８以下であることが必要とされることを見出した。さらに、検討の結果、ワックスの２５℃における針入度は、低温定着性の観点から、４以上であり、好ましくは６以上であることを見出した。従って、これらの観点から、本発明における前記低融点ワックスの２５℃における針入度は、４〜１０であり、好ましくは６〜８である。

本発明における前記特定の針入度を有する低融点ワックスとしては、定着性及び耐久性の両立の観点から、ＪＩＳＫ２２３５に規定される石油ワックス、即ち、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス及びペトロタムからなる群より選ばれた少なくとも１種が好ましく、これらの中ではマイクロクリスタリンワックス及びパラフィンワックスがより好ましく、パラフィンワックスがさらに好ましい。ここに、パラフィンワックスとは、石油から抽出された石油ワックスであり、さらに減圧蒸留留出油による分離精製を行ない、直鎖状炭化水素の比率を高めた高純度精製パラフィンワックスである。

離型剤の含有量は、定着性及び耐久性の観点から、結着樹脂１００重量部に対して、０．５〜１０重量部が好ましく、０．５〜８重量部がより好ましく、１〜８重量部がさらに好ましい。

前記特定の針入度を有する低融点ワックスの含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、０．１〜１０重量部が好ましく、０．３〜８重量部がより好ましく、０．５〜５重量部がさらに好ましい。

本発明のトナーには、前記特定の針入度を有する低融点ワックスにより奏される効果が損なわれない範囲で、トナーの離型剤として通常使用される他のワックスが離型剤として含有されていてもよいが、前記特定の針入度を有する低融点ワックスの含有量は、離型剤の総量中、３０重量％以上が好ましく、５０重量％以上がより好ましく、７０重量％以上がさらに好ましく、１００重量％が特に好ましい。

結着樹脂がポリエステルを主成分とする場合、前記特定の針入度を有する低融点ワックスと併用されるワックスは、低温定着性と耐久性を両立する観点から、エステルワックスであるのが好ましく、カルナバワックスであるのがより好ましい。

本発明における着色剤としては、トナー用着色剤として用いられている染料、顔料等のすべてを使用することができ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、パーマネントブラウンFG、ブリリアントファーストスカーレット、ピグメントグリーンＢ、ローダミン−Ｂベース、ソルベントレッド49、ソルベントレッド146 、ソルベントブルー35、キナクリドン、カーミン６Ｂ、ジスアゾエロー等が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を混合して用いることができ、本発明のトナーは、黒トナー、モノカラートナー、フルカラートナーのいずれであってもよい。着色剤の配合量は、結着樹脂１００重量部に対して、１〜４０重量部が好ましく、２〜１５重量部がより好ましい。

本発明のトナーには、さらに荷電制御剤が含有されていてもよく、正帯電性及び負帯電性の荷電制御剤が使用できる。正帯電性の荷電制御剤としては、画質（カブリ抑制）の観点から、４級アンモニウム塩基含有共重合体が含有するものが好ましい。特に、正帯電性トナーにあっては、４級アンモニウム塩基含有共重合体は、トナーに正帯電性を付与する電荷調整樹脂として、負帯電性を有するポリエステルが含有されている場合であっても、優れた正帯電性を確保することができる。

本発明に係る結着樹脂とワックスとの組合せは、４級アンモニウム塩基含有共重合体との相溶性が極めて良好であるため、４級アンモニウム塩基含有共重合体のトナー中への分散が促進され、安定した帯電性が確保される。これにより、帯電の立ち上がり性が向上し、少ない摩擦によって必要な帯電量が得られる。

さらに、４級アンモニウム塩基含有共重合体を荷電制御剤として含有した本発明のトナーは、正帯電型感光体に対してより安定した正帯電性を有し、長期にわたってカブリを良好に防止することができる。

４級アンモニウム塩基含有共重合体としては、式（Ｉ）：

（式中、Ｒ¹は水素原子又はメチル基を示す）で表される単量体、式（II）：

（式中、Ｒ²は水素原子又はメチル基、Ｒ³は炭素数１〜６のアルキル基を示す）で表される単量体及び式(III）：

（式中、Ｒ⁴は水素原子又はメチル基、Ｒ⁵及びＲ⁶はそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキル基を示す）で表される単量体又はその４級化物、好ましくは式(III）で表される単量体を含有する単量体混合物の重合工程を含む工程により得られる化合物が好ましい。

式（Ｉ）で表される単量体としては、Ｒ¹が水素原子であるスチレン、式（II）で表される単量体としては、Ｒ²が水素原子、Ｒ³が炭素数１〜４のアルキル基である単量体、好ましくは、Ｒ²が水素原子、Ｒ³がブチル基であるアクリル酸ブチル、式（III)で表される単量体としては、Ｒ⁴がメチル基、Ｒ⁵及びＲ⁶がメチル基又はエチル基である単量体、好ましくは、Ｒ⁴、Ｒ⁵及びＲ⁶がメチル基であるメタクリル酸ジメチルアミノエチルが、それぞれ望ましい。

単量体混合物中の式（Ｉ）で表される単量体の含有量は、６０〜９７重量％、好ましくは７０〜９０重量％であり、式（II）で表される単量体の含有量は、１〜３３重量％、好ましくは５〜２０重量％であり、式(III）で表される単量体又はその４級化物の含有量は、２〜３５重量％、好ましくは５〜２０重量％であることが望ましい。

単量体混合物の重合は、例えば、単量体混合物をアゾビスジメチルバレロニトリル等の重合開始剤の存在下で不活性ガス雰囲気下、５０〜１００℃に加熱することにより、行うことができる。なお、重合法としては溶液重合、懸濁重合及び塊状重合のいずれでもよいが、好ましくは溶液重合である。

溶媒としては、トルエン、キシレン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチル、メチルエチルケトン等の有機溶媒、及びこれらとメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等の低級アルコールとの混合溶媒が挙げられる。

なお、本発明において、式(III）で表される単量体を用いる場合は、このようにして得られる共重合体を、さらに４級化剤で４級化させることにより、前記４級アンモニウム塩基含有共重合体を得ることができる。４級化剤としては、ｐ−トルエンスルホン酸メチル、ジメチル硫酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸メチル、塩化メチル、ヨウ化メチル、塩化ベンジル等が挙げられ、これらの中では、安定した高い帯電性が得られるｐ−トルエンスルホン酸メチルが好ましい。４級化剤の使用量は、式(III）で表される単量体１モルに対して、０．８〜１．０モルが好ましい。かかる共重合体の４級化は、例えば、共重合体と４級化剤とを、溶媒中、６０〜９０℃に加熱することにより、行うことができる。

また、式(III）で表される単量体の４級化物を用いる場合は、式(III）で表される単量体を前記と同様の４級化剤を用いて４級化させたものを用いることができる。その他に、例えば、式(III）で表される単量体の４級化物として塩化メチル等のアルキルハライドで処理して得られる４級アンモニウムハライドを用い、得られる共重合体をｐ−トルエンスルホン酸、ヒドロキシナフタレンスルホン酸等の酸で処理して対イオン交換を行い、目的の４級アンモニウム塩基含有共重合体とすることもできる。

このようにして得られる４級アンモニウム塩基含有共重合体の重量平均分子量は、保存安定性の観点から、５，０００以上、樹脂との相溶性の観点から、１００，０００以下が好ましく、より好ましくは１０，０００〜５０，０００である。

４級アンモニウム塩基含有共重合体の含有量は、適度な帯電量を得る観点から、結着樹脂１００重量部に対して、好ましくは０．５〜４０重量部、より好ましくは１〜３０重量部、特に好ましくは５〜２５重量部である。

負帯電性の荷電制御剤としては、サリチル酸誘導体の金属化合物、ベンジル酸誘導体の金属化合物等が挙げられる。

サリチル酸誘導体の金属化合物としては、一般式（IV）：

（式中、Ｒ⁷、Ｒ⁸及びＲ⁹はそれぞれ独立して水素原子、直鎖または分枝鎖状の炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数２〜１０のアルケニル基、Ｍは亜鉛、ジルコニウム、クロム、アルミニウム、銅、ニッケル又はコバルト、ｍは２以上の整数、ｎは１以上の整数を示す）
で表されるサリチル酸誘導体の金属化合物が好ましい。なお、サリチル酸誘導体の金属化合物は、金属塩及び金属錯体のいずれであってもよく、また単独の化合物であっても、２種以上の化合物が併用されていてもよい。サリチル酸誘導体の金属化合物は、無色であるため、カラートナーにおいても好適に使用することができる。

式（IV）において、Ｒ⁸は水素原子が好ましく、Ｒ⁷及びＲ⁹は好ましくは分岐鎖状のアルキル基、より好ましくはｔｅｒｔ−ブチル基である。

Ｍとしては、電気陰性度が高く、帯電性の付与効果が良好な亜鉛がさらに好ましい。

Ｒ⁸が水素原子、Ｒ⁷及びＲ⁹がｔｅｒｔ−ブチル基である市販品としては、「ボントロンＥ−８４」（Ｍ：亜鉛、オリヱント化学工業（株）製）、「ＴＮ−１０５」（Ｍ：ジルコニウム、保土谷化学工業（株）製）、「ボントロンＥ−８１」（Ｍ：クロム、オリヱント化学工業（株）製）、「ボントロンＥ−８８」（Ｍ：アルミニウム、オリヱント化学工業（株）製）等が挙げられる。

また、サリチル酸誘導体の金属化合物は、CLARK, J. L. KAO, H (1948) J. Amer. Chem. Soc. 70, 2151 に記載された方法によって容易に合成することができる。例えば、溶媒中に２モルのサリチル酸のナトリウム塩（サリチル酸誘導体のナトリウム塩を含む）と、１モルの塩化亜鉛とを添加して混合し、加温して攪拌することにより亜鉛化合物として得ることができる。この金属化合物は白色を呈する結晶であり、結着樹脂中に分散させた場合にも着色を示さないものである。亜鉛化合物以外の金属化合物についても前記した方法に準じて製造することができる。

サリチル酸誘導体の金属化合物の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、帯電量を向上させるために、０．５重量部以上が好ましく、荷電制御剤の脱離を防止する観点から、１０重量部以下が好ましく、より好ましくは１〜５重量部である。

ベンジル酸誘導体の金属化合物としては、式（Ｖ）：

（式中、Ｘはホウ素又はアルミニウム、ｘは２以上の整数、ｙは１以上の整数を示す）
で表されるベンジル酸誘導体の金属化合物が好ましい。なお、かかる金属化合物は、金属塩または金属錯体のいずれであってもよい。

ベンジル酸誘導体の金属化合物の市販品としては、「ＬＲ１４７」（Ｘ：ホウ素、日本カーリット社製）、「ＬＲ−２９７」（Ｘ：アルミニウム、日本カーリット社製）等が挙げられる。

ベンジル酸誘導体の金属化合物の含有量は、結着樹脂１００重量部に対して、帯電の立ち上がり性を向上させるために、０．３重量部以上が好ましく、荷電制御剤の導電性による帯電量の低下を防止するために、３重量部以下が好ましく、より好ましくは０．５〜２重量部である。

本発明では、荷電制御剤として、４級アンモニウム塩基含有共重合体、サリチル酸誘導体の金属化合物、ベンジル酸誘導体の金属化合物以外の、通常使用される荷電制御剤が併用されていてもよい。

本発明のトナーには、さらに、流動性向上剤、導電性調整剤、体質顔料、繊維状物質等の補強充填剤、酸化防止剤、老化防止剤、クリーニング性向上剤等の添加剤が適宜内添又は外添されていてもよい。

本発明のトナーの製造方法は、混練粉砕法、乳化転相法、重合法等の従来より公知のいずれの方法であってもよいが、製造が容易なことから、原料の溶融混練工程を有する混練粉砕法が好ましい。

原料の溶融混練に用いられる混練機としては、密閉式ニーダー、密閉式の１軸又は２軸の押出機、オープンロール型混練機等が挙げられるが、本発明では、課題とする定着性と耐久性の両立をより高度に達成する観点から、オープンロール型混練機を用いた溶融混練工程を経て、本発明のトナーを製造することが好ましい。これにより、他の溶融混練方法では分散し難い結晶性ポリエステル及び前記低融点ワックスを良好に分散できるため、トナーの耐久性のより一層の向上を図ることができる。

オープンロール型混練機に供する原料は、結着樹脂、ワックス及び着色剤、さらに必要に応じて添加される荷電制御剤等の添加剤等をヘンシェルミキサー等により予備混合したものが好ましい。

本発明で用いるオープンロール型混練機としては、連続式の混練機であるのが好ましく、また、少なくとも加熱ロールと冷却ロールの２本のロールを有する２本ロール型混練機であるのが好ましい。

ロールの回転速度は、２〜１００ｍ／ｍｉｎであることが好ましい。冷却ロールの回転速度は２〜１００ｍ／ｍｉｎが好ましく、１０〜６０ｍ／ｍｉｎがさらに好ましく、１５〜５０ｍ／ｍｉｎが特に好ましい。また、２本のロールは、互いに回転速度が異なっていることが好ましく、２本のロールの回転速度の比（冷却ロール／加熱ロール）は、１／１０〜９／１０が好ましく、３／１０〜８／１０がより好ましい。

加熱ロールと冷却ロールの温度の差は、６０〜１５０℃が好ましく、８０〜１２０℃がより好ましい。なお、ロールの温度は、ロール内部に通す熱媒体の温度により調整することができ、各ロールには、ロール内部を２以上に分割して温度の異なる熱媒体を通じてもよい。

混練物が加熱ロールに張りつきやすくするために、加熱ロールの原料投入側の温度は結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも高く、冷却ロールの温度は結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも低く調整されているのが好ましい。

加熱ロールの原料投入側の温度は、結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも高いことが好ましく、そのいずれかの高い方の温度よりも、０〜８０℃高いことがより好ましく、５〜５０℃高いことが特に好ましい。また、冷却ロールの温度は、結着樹脂の軟化点及びワックスの融点のいずれの温度よりも低いことが好ましく、そのいずれかの低い方の温度よりも、０〜５０℃低いことがより好ましく、１０〜５０℃低いことが特に好ましい。

２本のロールは互いに近接して配設されているのが好ましく、ロールの間隙は、０．０１〜５ｍｍが好ましく、０．０５〜２ｍｍがより好ましい。

ロールの構造、大きさ、材料等は特に限定されず、ロール表面も、平滑、波型、凸凹型等のいずれであってもよい。

次いで、得られた混練物を、粉砕可能な硬度に達するまで冷却した後、粉砕し、必要に応じて、分級することにより、トナーを得ることができる。本発明により得られるトナーの体積中位粒径（Ｄ₅₀）は、３〜１５μｍが好ましい。さらに、トナーの製造段階で得られる粗粉砕物やトナーの表面に、疎水性シリカ等の流動性向上剤やポリテトラフルオロエチレン等の樹脂微粒子等を外添してもよい。

本発明のトナーは、極めて優れた低温定着性及び耐久性を有しているため、オイルレス定着装置に用いた際に、その効果がより顕著に発揮される。

本発明のトナーは、磁性体微粉末を含有するときは単独で現像剤として、また磁性体微粉末を含有しないときは非磁性一成分現像用トナーとして、もしくはキャリアと混合して二成分系現像剤として、特に限定されることなく、いずれの現像方法にも用いることが出来るが、結晶性ポリエステルと特定性状のワックスの組み合わせにより、トナー現像時の耐摩擦性に優れることから、本発明のトナーは非磁性一成分現像用トナーとして特に好適に使用することができる。

〔樹脂の軟化点〕
高化式フローテスター（（株）島津製作所製、ＣＦＴ−５００）を用い、１ｇの試料を昇温速度６℃／分で加熱しながら、プランジャーにより１．９６ＭＰａの荷重を与え、直径１ｍｍ、長さ１ｍｍのノズルを押し出すようにし、これによりフローテスターのプランジャー降下量（流れ値）−温度曲線を描き、そのＳ字曲線の高さの１／２に対応する温度（樹脂の半分が流出した温度）を軟化点とする。

〔樹脂の数平均分子量及び重量平均分子量〕
以下の方法により、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより分子量分布を測定し、得られた分子量分布より、数平均分子量及び重量平均分子量を算出する。
(1) 試料溶液の調製
濃度が０．５ｇ／１００ｍｌになるように、結晶性ポリエステルはクロロホルムに、非晶質ポリエステルはテトラヒドロフランに、溶解させる。次いで、この溶液をポアサイズ２μｍのフッ素樹脂フィルター（住友電気工業（株）製、ＦＰ−２００）を用いて濾過して不溶解成分を除き、試料溶液とする。
(2) 分子量分布測定
溶解液として、結晶性ポリエステルを測定する場合はクロロホルムを、非晶質ポリエステルを測定する場合はテトラヒドロフランを、毎分１ｍｌの流速で流し、４０℃の恒温槽中でカラムを安定させる。そこに試料溶液１００μｌを注入して測定を行う。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出する。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレンを標準試料として作成したものを用いる。
測定装置：ＣＯ−８０１０（東ソー製）
分析カラム：ＧＭＨＬＸ＋Ｇ３０００ＨＸＬ（東ソー製）

〔樹脂の融解熱の最大ピーク温度、ガラス転移点及びワックスの融点〕
示差走査熱量計（セイコー電子工業社製、ＤＳＣ２１０）を用いて２００℃まで昇温し、その温度から降温速度１０℃／分で０℃まで冷却したサンプルを、昇温速度１０℃／分で測定し、融解熱の最大ピーク温度を求める。なお、かかる最大ピーク温度を、ワックスでは融点とする。また、ガラス転移点は、非晶質樹脂における前記測定で最大ピーク温度以下のベースラインの延長線と、ピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで最大傾斜を示す接線との交点の温度とする。

〔ワックスの針入度〕
恒温条件下（２５℃）において、ＪＩＳＫ２２３５の５．４に基づき、質量の合計を１００ｇにした規定の針を試料中に垂直に５秒間進入させ、針の進入した深さを０．１ｍｍまで測定し、これを１０倍した値を針入度とする。

結晶性ポリエステルの製造例１
１，４−ブタンジオール１６２０ｇ、１，６−ヘキサンジオール２３６ｇ、フマル酸２３２０ｇ及び酸化ジブチル錫１．５ｇを窒素雰囲気下にて１４０℃で４時間反応させた。その後２００℃まで１０℃／時間にて昇温、さらに２００℃にて１時間、８．３ｋＰａの減圧下で１時間反応させた。反応率は９８％であった。その後、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物（平均付加モル数：２．２モル）３５０ｇを添加し、常圧にて１時間反応させ、８．３ｋＰａの減圧下で１時間反応させた。得られた樹脂の軟化点は１０１℃、融解熱の最大ピーク温度は９８℃、数平均分子量は４，８００、重量平均分子量は１２０，０００であった。得られた樹脂を樹脂Ａとする。

非晶質ポリエステルの製造例１
ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物（平均付加モル数：２．２モル）２９７９ｇ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物（平均付加モル数：２．０モル）１１６９ｇ、テレフタル酸１０７７ｇ、ドデセニルコハク酸３７３ｇ、無水トリメリット酸３４４ｇ及び酸化ジブチル錫１５ｇを窒素雰囲気下２３０℃で攪拌し、軟化点が１４５℃に達するまで反応させた。得られた樹脂のガラス転移点は６３℃、融解熱の最大ピーク温度は７２℃、数平均分子量は２，２００、重量平均分子量は５０，０００であった。得られた樹脂を樹脂Ｂとする。

結晶性ポリエステルの製造例２
１，４−ブタンジオール１５７５ｇ、１，６−ヘキサンジオール８７０ｇ、フマル酸２９５０ｇ、ハイドロキノン２ｇ及び酸化ジブチル錫４ｇを窒素雰囲気下にて１６０℃で５時間反応させた。その後２００℃まで１０℃／時間にて昇温、さらに２００℃にて１時間反応させ、８．３ｋＰａの減圧下で軟化点が１１０℃に達するまで反応させた。得られた樹脂の融解熱の最大ピーク温度は１０７℃、数平均分子量は４，２００、重量平均分子量は７２，０００であった。得られた樹脂を樹脂Ｃとする。

非晶質ポリエステルの製造例２
ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物（平均付加モル数：２．２モル）５６８ｇ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物（平均付加モル数：２．２モル）７９２ｇ、テレフタル酸６４０ｇ及びオクチル酸錫１０ｇを窒素雰囲気下２１０℃で攪拌し、軟化点が１１０℃に達するまで反応させた。得られた樹脂のガラス転移点は６７℃、融解熱の最大ピーク温度は７０℃、数平均分子量は４，０００、重量平均分子量は１５，０００であった。得られた樹脂を樹脂Ｄとする。

電荷調整樹脂の製造例
メタノール２５０ｇ、トルエン２００ｇ、スチレン５００ｇ、アクリル酸ブチル４０ｇ、メタクリル酸ジメチルアミノエチル６０ｇ及びアゾビスジメチルバレロニトリル１２ｇを、窒素雰囲気下、７０℃で１０時間重合させ、得られた反応溶液を冷却し、トルエン１５０ｇ、エタノール１００ｇ及びｐ−トルエンスルホン酸メチル７１ｇを添加し、７０℃で５時間攪拌して４級化を行った。反応溶液を１００℃に加熱し減圧下で溶媒を留去した後、ジェットミルで粉砕し、電荷調整樹脂（４級アンモニウム塩基含有共重合体、重量平均分子量：１４，０００）を得た。得られた電荷調整樹脂を、樹脂Ｅとする。

実施例Ａ１
樹脂Ａ２０重量部、樹脂Ｂ８０重量部、カーボンブラック「ＲＥＧＡＬ−３３０Ｒ」（キャボット社製）４重量部、正帯電性荷電制御剤「ボントロンＮ−０４」（オリエント化学工業社製）４重量部及びパラフィンワックス「ＨＮＰ−９」（日本精鑞社製、融点：７９℃、針入度：７）２重量部をヘンシェルミキサーにて混合した後、二軸押出機により溶融混練し、衝突板式粉砕機及びディスパージョンセパレーターを用いて、粉砕・分級を行い、体積中位粒径（Ｄ₅₀）９．５μｍの粉体を得た。

得られた粉体１００重量部に、ポリテトラフルオロエチレン微粒子「ＫＴＬ−５００Ｆ」（喜多村社製）０．３重量部及び疎水性シリカ「ＴＳ−７２０」（ワッカーケミカル社製、平均粒径：１２ｎｍ）０．５重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合してトナーを得た。

実施例Ａ２
パラフィンワックスとして、「ＨＮＰ−９」の代わりに「ＨＮＰ−５」（日本精鑞社製、融点：６６℃、針入度：４）２重量部を使用した以外は、実施例Ａ１と同様にしてトナーを得た。

実施例Ａ３
さらに、樹脂Ｅ５重量部を使用した以外は、実施例Ａ１と同様にしてトナーを得た。

実施例Ａ４
２軸押出機の代わりに、オープンロール型連続混練機「ニーデックス」（三井鉱山（株）製）を用いて溶融混練を行なった以外は、実施例Ａ１と同様にしてトナーを得た。

使用したオープンロール型連続混練機は、ロール外径０．１４ｍ、有効ロール長０．８ｍのものであり、運転条件は、加熱ロール（前ロール）の回転速度は３３ｍ／ｍｉｎ、冷却ロール（後ロール）の回転速度２２ｍ／ｍｉｎ、ロール間隙は０．１ｍｍであった。また、ロール内の加熱及び冷却媒体温度は、加熱ロールの原料投入側の温度を１５０℃、混練物排出側の温度を１３０℃、冷却ロールの原料投入側の温度を３５℃及び混練物排出側の温度を３０℃に設定した。原料混合物の供給速度は５ｋｇ／時、平均滞留時間は約５分間であった。

実施例Ａ５
さらに、樹脂Ｅ５重量部を使用した以外は、実施例Ａ４と同様にしてトナーを得た。

比較例Ａ１
パラフィンワックスの代わりに、フィッシャートロプシュワックス「ＦＴ１００」（日本精鑞社製、融点（凝結点）：９５℃、針入度：１）２重量部を使用した以外は、実施例Ａ１と同様にしてトナーを得た。

比較例Ａ２
パラフィンワックスの代わりに、「カルナバワックスＣ１」（加藤洋行社製、融点：８８℃、針入度：１）２重量部を使用した以外は、実施例Ａ１と同様にしてトナーを得た。

比較例Ａ３
樹脂Ａを使用せず、樹脂Ｂの使用量を１００重量部に変更した以外は、実施例Ａ１と同様にしてトナーを得た。

比較例Ａ４
パラフィンワックスとして、「ＨＮＰ−９」の代わりに、「ＳＰ−３０４０」（日本精鑞社製、融点：６５℃、針入度：１２）２重量部を使用した以外は、実施例Ａ１と同様にしてトナーを得た。

試験例Ａ１〔低温定着性〕
非磁性一成分現像方式、かつオイルレス定着方式のプリンター「ＨＬ−１０６０」（ブラザー工業社製）を改造した装置に、トナーを実装し、１００℃から２００℃まで定着温度を変更しながら、画像出しを行った。各定着温度で得られた画像を、５００ｇの荷重をかけた砂消しゴムで５往復擦り、擦り前後の画像濃度比率（擦り後／擦り前）が最初に９０％以上を超える温度を最低定着温度とし、以下の評価基準に従って低温定着性を評価した。結果を表１に示す。

〔評価基準〕
◎：最低定着温度が１１０℃未満である。
○：最低定着温度が１１０℃以上１２０℃未満である。
△：最低定着温度が１２０℃以上１４０℃未満である。
×：最低定着温度が１４０℃以上である。

試験例Ａ２〔耐久性〕
非磁性一成分現像方式、かつオイルレス定着方式のプリンター「ＨＬ−１０６０」（ブラザー工業社製）にトナーを実装し、印字率５％の画像を１万枚印刷した。印刷後、現像ブレード上の付着物及び１万枚目の画質を目視にて観察し、以下の評価基準に従って耐久性を評価した。結果を表１に示す。

〔評価基準〕
◎：現像ブレード上に付着物は認められず、画質も良好であり、実使用上特に良好である
○：現像ブレード上に僅かな付着物が認められるが、画像上にスジの発生はなく、実使用上問題はない。
×：現像ブレード上の付着物により、画像上にスジが発生しており、実使用不可である。

試験例Ａ３〔カブリ〕
試験例Ａ２において、１万枚目の印刷用紙に生じたカブリを、色彩色度計「ＣＲ−３２１」（ミノルタ社製）を用いて測定し、以下の評価基準に従ってカブリを評価した。結果を表１に示す。

〔評価基準〕
◎：カブリが０．５未満
○：カブリが０．５以上、１．０未満
×：カブリが１．０以上

表１の結果より、比較例Ａ１〜Ａ４と対比して、結着樹脂として結晶性ポリエステルを含有し、さらに所望の融点及び針入度を有するワックスを含有した実施例Ａ１〜Ａ５のトナーは、低温定着性及び耐久性のいずれにおいても良好な結果が得られており、省エネ化に大きな効果が期待されるものである。さらに、荷電制御剤として電荷調整樹脂を用いた実施例Ａ３、Ａ５のトナーは、耐刷後もカブリの発生がほとんど生じておらず、帯電性にも優れていることが分かる。
また、実施例Ａ１〜Ａ５のトナーはいずれも黒トナーであるが、カラートナーにおいても、黒トナーと同様に優れた効果が得られる。

実施例Ｂ１
樹脂Ｃ１０重量部、樹脂Ｄ９０重量部、着色剤「ＥＣＢ−３０１」（大日精化工業社）３．５重量部、負帯電性荷電制御剤「ボントロンＥ−８４」（オリエント化学工業社製）１重量部及びパラフィンワックス「ＨＮＰ−９」（日本精鑞社製、融点：７９℃、針入度：７）３重量部をヘンシェルミキサーにて混合した後、実施例Ａ４と同様にしてオープンロール型連続混練機「ニーデックス」（三井鉱山（株）製）を用いて溶融混練し、混練物を得た。得られた混練物を空気中で冷却した後、ロートプレックス（アルバイン社製）にて粗粉際し、最大径２ｍｍの粗粉砕物を得た。得られた粗粉砕物１００重量部と、疎水性シリカ「Ｒ９７２」１．０重量部とをヘンシェルミキサーにて混合し、得られた混合物をカウンタージェットミル「４００ＡＦＧ」（ホソカワミクロン社製）にて、微粉砕・上限分級を行い、さらに分級機「ＴＴＳＰ」（ホソカワミクロン社製）にて下限分級を行い、トナーを得た。得られたトナーの体積中位粒径（Ｄ₅₀）は５．８μｍであった。

実施例Ｂ２
負帯電性荷電制御剤として、「ボントロンＥ−８４」の代わりに「ＬＲ−１４７」（日本カーリット社製）１重量部を使用した以外は、実施例Ｂ１と同様にしてトナーを得た。

比較例Ｂ１
パラフィンワックスの代わりに、ポリプロピレンワックス「ＮＰ−１０５」（三井化学社製、融点：１４５℃、針入度：１）３重量部を使用した以外は、実施例Ｂ１と同様にしてトナーを得る。

比較例Ｂ２
樹脂Ｃを使用せず、樹脂Ｄの使用量を１００重量部に変更した以外は、実施例Ｂ１と同様にしてトナーを得た。

試験例Ｂ１〔低温定着性〕
非磁性一成分現像方式、かつオイルレス定着方式のプリンター「ＭｉｃｒｏＬｉｎｅ５１００」（沖データ社製、負帯電型有機感光体）にトナーを実装し、１００℃から２００℃まで定着温度を変更しながら、５ｃｍ四方のベタ画像（トナー付着量：０．６０ｍｇ／ｃｍ2 ）を得た。各定着温度で得られた画像を、５００ｇの荷重をかけた砂消しゴムで５往復擦り、擦り前後の画像濃度比率（擦り後／擦り前）が最初に９０％以上を超える温度を最低定着温度とし、以下の評価基準に従って低温定着性を評価した。結果を表２に示す。

表２の結果より、比較例Ｂ１、Ｂ２と対比して、結着樹脂として結晶性ポリエステルを含有し、さらに所望の融点及び針入度を有するワックスを含有した実施例Ｂ１、Ｂ２のトナーは、低温定着性においても良好な結果が得られていることが分かる。

本発明の静電荷像現像用トナーは、電子写真法、静電記録法、静電印刷法等において形成される潜像の現像等に好適に用いられるものである。

Claims

結着樹脂、離型剤及び着色剤を含有してなる静電荷像現像用トナーであって、前記結着樹脂が結晶性ポリエステルを１〜５０重量％と非晶質ポリエステルとを含有し、前記離型剤として融点が６０〜８５℃であり、かつ２５℃における針入度が４〜１０のワックスを含有する静電荷像現像用トナー。
ワックスがパラフィンワックスである、請求項１記載の静電荷像現像用トナー。
離型剤の含有量が結着樹脂１００重量部に対して０．５〜１０重量部であり、該離型剤中の請求項１記載のワックスの含有量が３０重量％以上である、請求項１又は２記載の静電荷像現像用トナー。
さらに、荷電制御剤として４級アンモニウム塩基含有共重合体を含有してなる、請求項１〜３いずれか記載の静電荷像現像用トナー。
さらに、荷電制御剤としてサリチル酸誘導体の金属化合物又はベンジル酸誘導体の金属化合物を含有してなる、請求項１〜４いずれか記載の静電荷像現像用トナー。
非磁性一成分現像用トナーである、請求項１〜５いずれか記載の静電荷像現像用トナー。
請求項１〜６いずれか記載の静電荷像現像用トナーの原料を溶融混練する工程を有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、前記溶融混練工程がオープンロール型混練機による工程である静電荷像現像用トナーの製造方法。