JP4845487B2 - トナー用荷電制御樹脂、トナーおよび二成分現像剤 - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真、静電印刷等の画像形成方法において静電荷像を現像するためのトナー、またはトナージェット方式の画像形成方法においてトナー像を形成するためのトナーに関する。
従来、電子写真、静電印刷等による画像形成方法においては、帯電したトナー粒子が、感光体ドラム上の電位差に応じた静電気力によってドラム上の静電潜像を現像するように構成されている。この際、トナーの帯電は、具体的には、トナーとトナーの間或いはトナーとキャリアとの間、さらには規制ブレード等との摩擦によって生じる。このため、トナーの粒径や粒度分布等に加え、帯電性の制御が必要不可欠である。
特に近年、プリンターや複写機の高速化、高安定化の要求から、より迅速な帯電制御、いわゆる帯電の立ち上がり特性や、温湿度などの環境変化に対する安定性、即ち、環境変化に左右されにくい帯電特性が求められるようになった。しかも、その特性を長期間にわたって保持せねばならないため、トナーに必要以上のシアを加えることができず、前述のような所望の帯電特性を得ることがより困難となっている。
トナーの帯電性を制御するためには、結着樹脂自体の摩擦帯電特性を利用することもできるが、一般的にトナーに用いられる結着樹脂の摩擦帯電特性は低いものが多く、その組成による帯電性の制御は容易ではない。そこで、一般的には帯電性を付与する荷電制御剤なるものを添加することが行われている。
従来、負帯電性荷電制御剤としては、モノアゾ染料の金属錯塩、ニトロフミン酸及びその塩、サリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸等の金属化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリークスアレーン、スルホン化した銅フタロシアニン顔料、塩素化パラフィン等がある。これらの染顔料を含む荷電制御剤は構造が複雑で性質が一定せず、安定性に乏しいものが多く、特に温度や湿度等の環境により帯電性が変化するものが殆どである。また、トナー作製時の熱混練等により変質するものもある。
更に、これらのトナーに添加される荷電制御剤は、摩擦帯電能を付与するため、ある程度トナー表面に存在していなければならない。そのため、トナー同士の摩擦、キャリアとの衝突、搬送スリーブ又はローラー、規制ブレード、感光体ドラムとの摩擦などにより、トナー表面からこれらの添加剤が脱落し、キャリア等の汚染や、現像部材、感光体ドラムなどの汚染が生じることがある。その結果、耐久枚数が増すに従って、帯電性が悪くなると同時に汚染による劣化も進行し、画像濃度の変化や、画質の低下といった問題を引き起こす。
以上に述べたように、長期間安定してトナーに十分な帯電性を付与し得る荷電制御剤は非常に限られていることが分かる。また、フルカラートナーに適用するためには、トナーに添加されるものは無色であることが好ましく、実用化可能なものはごく僅かである。
以上のような背景からトナーの帯電特性を改良するための検討が盛んに行われている。特に、環境への配慮や、より安定した帯電性の要求、製造コスト等の理由から、近年になって荷電制御機能を有する樹脂をトナー原材料として用いるという提案も行なわれている(例えば、特許文献1〜3参照)。ここではスチレン系樹脂とスルホン酸基含有共重合体を含有するトナーを提案しているが、帯電の絶対値はアップするが、立ち上り特性が不十分であった。また、特にポリエステル系の樹脂を主に含有するトナーへの分散性が得られにくく、所望の帯電量の絶対値を得るために相当量の荷電制御樹脂を導入する必要が生じ、製造コストに悪影響を起こすばかりでなく、荷電制御樹脂が有する極性基の影響により高温高湿、低温低湿の環境変化にともなう帯電量変化が大きくなり易いという不具合が生じる場合があった。
結着樹脂への分散性を改良したものとしてスルホン酸(塩)を含有するモノマーを重縮合したPES系の荷電制御剤が提案されている(例えば、特許文献4参照)。荷電制御樹脂がポリエステルであることにより、ポリエステル系のバインダーへの相溶性や顔料の分散性が改良されるとしているが、帯電量の絶対値の制御性はアップするものの、帯電量の立ち上り性を改良するには至っていない。また、大量に使用すると前述の系と同様に環境変化に伴う安定性が損なわれる場合があった。
さらにスルホン酸/グリシジル樹脂+PES+混練でハイブリッド化したトナー樹脂が提案されている(例えば、特許文献5参照)が未だ帯電の立ち上り性を改良するには至っていない。
特公平8−012467号公報 特許NO.2663016号公報 特許NO.2807795号公報 特開2003−215853号公報 特開2003−131435号公報
したがって本発明の目的は帯電の立ち上りが良好なトナー用荷電制御樹脂を得ることである。
また、本発明の目的はトナー帯電量の制御性と環境変化に伴う帯電量の変化、あるいは帯電の立ち上り特性の変化を最小限に抑えることができるトナー用荷電制御樹脂を得ることである。さらには少ない添加量でも十分な帯電性能が得られ、コストメリットの大きなトナー用荷電制御樹脂を得ることである。
さらに本発明の目的は前記トナー用荷電制御樹脂をトナーに用いることにより、さまざまな環境変化においても安定した濃度、画質が得られるトナーを得ることである。
本発明者らは本発明のトナー用荷電制御樹脂(以下、単に「トナー用樹脂」と称する)およびトナーにより前記課題が解決されることを見出し、本発明に至った。
すなわち、
(1)ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂又はポリエステル樹脂をビニル単量体で変性したハイブリッド樹脂であるトナー用荷電制御樹脂であって、少なくとも式(1)で表される部分構造を有することを特徴とするトナー用樹脂。
Figure 0004845487
(式中R1-4は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
(2)前記式(1)で表わされる部分構造が、式(3)又は(5)で表されることを特徴とする(1)に記載のトナー用樹脂。
Figure 0004845487
(式中R8-11は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
Figure 0004845487
(式中R15-18は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
(3)前記式(1)で表わされる部分構造が、式(3)で表されることを特徴とする(1)に記載のトナー用樹脂。
Figure 0004845487
(式中R8-11は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
(4)前記トナー用荷電制御樹脂中の前記部分構造の含有率が0.1〜0.9mmol/gであることを特徴とする(1)〜(3)に記載のトナー用樹脂。
)前記トナー用荷電制御樹脂が、ポリエステル樹脂をビニル単量体で変性したハイブリッド樹脂であり、ビニル変性比が10.0乃至90.0%であること特徴とする(1)〜()に記載のトナー用樹脂。
)結着樹脂と着色剤と荷電制御樹脂を少なくとも含有するトナー粒子を有するトナーであって、該荷電制御樹脂が(1)〜()に記載の樹脂であることを特徴とするトナー。
)少なくともトナーとキャリアとを有する二成分現像剤であって、該トナーが(6)に記載のトナーであることを特徴とする二成分現像剤。
であることにより本発明の目的が好適に達成可能となる。
本発明によれば、帯電の立ち上りが良好なトナー用樹脂を得ることができ、それによってトナー帯電量の制御性と環境変化に伴う帯電量の変化を最小限に抑えることができる。それにより、さまざまな環境変化においても安定した濃度、画質が得られるトナーを得ることが可能となった。
本発明のトナー用樹脂としては化式1または2で示される芳香族スルホン酸ユニットを少なくとも有することが必要である。詳細は明らかではないが、この芳香族スルホン酸ユニットが樹脂中に存在することにより、従来の荷電用制御樹脂では発現し得なかった帯電の立ち上り特性が得られることがわかった。π電子の広がった芳香族環にNH基が存在することによりスルホン酸基の電子状態が変化し、帯電付与能に良好な結果をもたらしていると考えられる。また、化式1または2においてスルホン酸基の位置は、NHに結合する炭素原子からみてオルト(化式3または4)、あるいはメタ位(化式5または6)に位置することが帯電の立ち上り性能には好ましく、さらにはオルト位に位置することが最も好ましい。化式1〜6中の置換基Mは水素原子またはアルカリ金属であることが必要である。化式2に示すように2官能の構造を有するものとしてはポリアミド樹脂のように樹脂中の繰り返し単位として組み込まれていても良い。
本発明のトナー用樹脂としては少なくとも多価アルコール成分と多価カルボン酸成分とを重縮合させて生成されるポリエステル構造を有することが好ましい。詳細は明らかではないが、このポリエステル構造と化式1または2の芳香族スルホン酸(塩)ユニットが樹脂中に共存することにより、温湿度などの環境変化に影響されにくい帯電の立ち上り特性が得られ、環境変化への追随性が向上することがわかった。
また、ポリエステル構造を有する樹脂としてビニル単量体で変性されたハイブリッド樹脂を用いることにより本発明の目的がより好適に達成できる。芳香族スルホン酸(塩)ユニットがハイブリッド樹脂中に存在することで、より結着樹脂への相溶性が増し、芳香族スルホン酸(塩)ユニットが分散しやすくなるからではないかと考えている。また、製法上の観点からもビニル変性樹脂ユニット中に芳香族スルホン酸(塩)ユニットを含有するタイプの方が樹脂作製に要する工程数も少なく、ユニット含有量の制御もしやすく、コスト的にもメリットがあり好ましい態様となる。該ハイブリッド樹脂において、そのビニル変性比は10.0乃至90.0%であること、さらには20.0乃至60.0%の範囲に製法上のメリットがあり好ましい。ハイブリッド樹脂中のビニル変性比の調整には公知の方法が使用可能である。具体的には使用するポリエステル樹脂成分とビニル単量体成分の仕込み量比を変えることで任意の変性比が調整可能である。
本発明の芳香族スルホン酸(塩)ユニットはビニル樹脂ユニット、ポリエステル樹脂ユニットのどちらに存在しても良く、側鎖や末端に存在していてもよい。
本発明に用いられるトナー用樹脂中の芳香族スルホン酸(塩)ユニット含有率は0.1〜0.9mmol/gであることが好ましい。該含有率は樹脂の製法ごとにその制御方法は異なるが、前述の方法であればいずれも任意に制御可能である。例えば、ポリエステルの原料である多価カルボン酸の価数を大きくしたり、酸成分とアルコール成分の仕込みモル比を変化させることによりカルボン酸残基のユニット量を制御し、それらの酸基を芳香族スルホン酸(塩)ユニットに変換する方法などが挙げられる。ハイブリッド樹脂においてはビニル変性単量体中の芳香族スルホン酸(塩)ユニットの比率を調整することで該ユニット含有率を制御することが可能である。
なお、該芳香族スルホン酸(塩)ユニット含有率が0.1mmol/g未満では十分な帯電立ち上り性が得られない場合があり、0.9mmol/gを超えると現像・転写性が低下する場合がある。
前記ポリエステル構造を含有する樹脂を構成する多価アルコール成分としては下記の物が挙げられる。具体的には、例えば二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、ポリオキシプロピレン(3.3)−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(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−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のアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
三価以上のアルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
また多価カルボン酸成分としては、例えばフタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜12のアルキル基で置換されたこはく酸若しくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物;等が挙げられる。
それらの中でも、特に、ビスフェノール誘導体をジオール成分とし、二価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)を酸成分として、これらを縮重合したポリエステル樹脂が好ましく用いることができる。
また、本発明でポリエステル樹脂のハイブリッド化に用いることのできるビニル単量体としては公知のものが使用可能である。具体的には、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、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−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン及びその誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きスチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;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の如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有する単量体等や、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシル基を有するモノマー等が挙げられる。
本発明のトナー用樹脂の製造方法としては種々の公知の方法が利用可能である。化式1で示される1官能の芳香族スルホン酸(塩)の場合には、例えば(1)カルボキシル基や水酸基などのようにあらかじめ芳香族スルホン酸(塩)ユニットを導入させやすい官能基を導入した樹脂を作製し、反応により芳香族スルホン酸(塩)ユニットに変換する方法や、(2)芳香族スルホン酸(塩)ユニットを有するモノマーを重合あるいは他のモノマーと共重合して樹脂を得る方法等が挙げられる。
本発明のトナー用樹脂がポリエステル構造を有しビニルモノマーで変性されたハイブリッド樹脂である場合には、(3)前記芳香族スルホン酸(塩)ユニットを含有するポリエステル樹脂をビニル単量体によりハイブリッド化する方法や、(4)ビニル単量体として(メタ)アクリル酸等のカルボキシル基を有するものを用いてハイブリッド樹脂化した後にその酸基を有機反応により芳香族スルホン酸(塩)ユニットに変換する方法、(5)芳香族スルホン酸(塩)ユニットを有するビニル単量体を用いてポリエステル樹脂をハイブリッド化する方法などが挙げられる。
ポリエステル樹脂をビニル単量体によってハイブリッド化する方法としては公知の方法が利用可能である。具体的には過酸化物系の開始剤によりポリエステルのビニル変性を行ったり、不飽和基を有するポリエステル樹脂をグラフト変性してハイブリッド樹脂を作製する方法等が挙げられる。
(1)または(4)の具体的方法としては樹脂中に存在するカルボキシル基をアミノベンゼンスルホン酸やアミノナフタレンスルホン酸のように芳香環に少なくともスルホン酸基とアミノ基を有する化合物を用いてアミド化する方法等を挙げることができる。
また、(5)の方法で使用可能な芳香族スルホン酸(塩)ユニットを有するビニル単量体としては、例えば、アクリルアミドフェニルスルホン酸(塩)、アクリルアミド−メトキシフェニルスルホン酸(塩)などが挙げられる。
本発明で用いることができるトナー用樹脂の重量平均分子量(Mw)は2000〜20万であることで、より好ましく本発明の目的が達成される。2000未満であると、樹脂1分子中に導入されうる化式1で示されるユニット数が少なくなりすぎ、該ユニットの均一な導入がなされなくなる場合が生じるため好ましくない。さらにこれをトナーに用いた場合には低分子がゆえに帯電付与部材である現像スリーブ、帯電ブレードや磁性キャリア等を汚染しやすくなると同時に本来の機能である帯電性を維持できなくなる場合が生じる。一方、20万より大きい場合にはトナー化する際に結着樹脂への分散性が阻害され本発明の帯電機能を発揮できなかったり、トナーの定着性を阻害する場合があり好ましくない。該重量平均分子量の調整方法としては公知の方法が使用可能である。具体的には縮合重合系に代表されるポリエステル樹脂においては酸成分とアルコール成分の仕込み比や重合時間により任意に調整可能である。またハイブリッド樹脂においてはポリエステル成分の分子量調整に加えてビニル変性ユニットの分子量の調整も可能となる。具体的には、ビニル変性の反応工程においてラジカル開始剤量や重合温度等により任意に調整可能である。
次に本発明で用いることができるトナーについて以下に述べる。
本発明のトナーは前述のトナー用樹脂、結着樹脂、着色剤を少なくとも含有するトナーである。このトナー用樹脂を用いることにより従来は得られなかった帯電特性、すなわち帯電の立ち上り速度の向上と、環境変化依存しにくい帯電量の絶対値および立ち上り速度を実現することができる。
以下に本発明のトナーの詳細について説明する。
本発明のトナーに用いることができる結着樹脂としては公知のものが使用可能であり、スチレン−アクリル樹脂等のビニル系樹脂やポリエステル樹脂、あるいはそれらを結合させたハイブリッド樹脂等が使用可能である。特に本発明のトナー用樹脂との相溶性を考慮した場合にはポリエステル樹脂またはハイブリッド樹脂において効果を発揮しやすい。
本発明のトナーは、磁性トナーまたは非磁性トナーどちらでも良い。磁性トナーとして用いる場合には、以下に挙げられる磁性材料が好ましく用いられる。磁性トナーに含まれる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトの如き酸化鉄、または他の金属酸化物を含む酸化鉄;Fe、Co、Niのような金属、あるいは、これらの金属とAl、Co、Cu、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bi、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、Vのような金属との合金、およびこれらの混合物等が挙げられる。
例えば、四三酸化鉄(Fe34)、三二酸化鉄(γ−Fe23)、酸化鉄亜鉛(ZnFe24)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe512)、酸化鉄カドミウム(CdFe24)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe512)、酸化鉄銅(CuFe24)、酸化鉄鉛(PbFe1219)、酸化鉄ニッケル(NiFe24)、酸化鉄ネオジウム(NdFe23)、酸化鉄バリウム(BaFe1219)、酸化鉄マグネシウム(MgFe24)、酸化鉄マンガン(MnFe24)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が挙げられる。上述した磁性材料を単独で或いは2種類以上を組合せて使用する。本発明の目的に特に好適な磁性材料は四三酸化鉄又はγ−三二酸化鉄の微粉末である。
これらの磁性体は平均粒径が0.1〜2μm(好ましくは0.1〜0.3μm)で、795.8kA/m(10Kエルステッド)印加での磁気特性が抗磁力(Hc)は1.6〜12kA/m(20〜150エルステッド),飽和磁化(σr)は5〜200Am2/kg(5〜200emu/g)、好ましくは50〜100Am2/kg、残留磁化(σr)は2〜20Am2/kg(2〜20emu/g)のものが好ましい。
結着樹脂100質量部に対して、磁性体10〜200質量部、好ましくは20〜150質量部使用するのが良い。
一方、非磁性トナーとして用いる場合の着色剤としては、従来より知られている種々の染料や顔料等、公知の着色剤が用いることができる。
例えばマゼンタ用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48、49、50、51、52、53、54、55、57、58、60、63、64、68、81、83、87、88、89、90、112、114、122、123、163、202、206、207、209、C.I.ピグメントバイオレット19、C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35等が挙げられる。かかる顔料を単独で使用しても、染料と顔料を併用しても良い。かかるマゼンタ用染料としては、例えばC.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27、C.I.ディスパースバイオレット1等の油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40、C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28等の塩基性染料が挙げられる。
シアン用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントブルー2、3、15、16、17、C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45、又はフタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料等が挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、65、73、83、180、C.I.バットイエロー1、3、20等が挙げられる。
黒色着色剤としては、例えばカーボンブラック、アニリンブラック、アセチレンブラック、及び上記に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用できる。
尚、着色剤の使用量は、着色剤の種類によって異なるが、結着樹脂100質量部に対して総量で0.1〜60質量部、好ましくは0.5〜50質量部が適当である。
ところで、トナーの定着時に定着器へのオフセット性を改良するため、定着器にオイルを塗布したり、あらかじめトナー中にワックスのごとき離型剤を導入しておくのが一般的である。本発明のトナーにおいてもトナー中に離型剤を含有させても構わない。本発明のトナーに使用可能な離型剤は特に制限はなく公知のものが利用できる。例えば低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系ワックスのブロック共重合物;カルナバワックス、サゾールワックス、モンタン酸エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス;及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの、ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物などが挙げられる。
本発明に用いられる離型剤の分子量分布としては、メインピークが分子量400〜2400の領域にあることが好ましく、430〜2000の領域にあることがより好ましく、トナーに好ましい熱特性を付与することができる。
また離型剤の添加量としては、結着樹脂100質量部に対する含有量が総量で2.5〜15.0質量部であることが好ましく、さらには3.0〜10.0質量部であることがより好ましい。離型剤の添加量が2.5質量部より少ないとオイルレス定着が難しくなり、15.0質量部を超えるとトナー中での離型剤量が多すぎるため、余剰の離型剤がトナー表面に多く存在することとなり、所望の帯電特性を阻害する可能性があり好ましくない。
本発明のトナーを作製する手段としては、結着樹脂、着色剤及び/又は磁性体、荷電制御剤またはその他の添加剤をヘンシェルミキサー、ボールミルの如き混合機により充分混合し、ニーダー、エクストルーダーの如き熱混練機を用いる溶融、捏和及び練肉し、溶融混練物を冷却固化後に固化物を粉砕し、粉砕物を分級することによりトナー粒子を得ることができる。
さらに、流動性向上剤とトナー粒子とをヘンシェルミキサーの如き混合機械により充分混合し、トナー粒子表面に流動性向上剤を有するトナーを得ることができる。流動性向上剤としては、トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加し得るものである。例えば、フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法によるシリカ微粉末、乾式製法によるシリカ微粉末の如きシリカ微粉末、それらシリカ微粉末をシランカップリング剤、チタンカップリング剤、シリコーンオイルの如き処理剤により表面処理を施した処理シリカ微粉末;酸化チタン微粉末;アルミナ微粉末、処理酸化チタン微粉末、処理酸化アルミナ微粉末が挙げられる。流動性向上剤は、BET法で測定した窒素吸着により比表面積が30m2/g以上、好ましくは50m2/g以上のものが良好な結果を与える。トナー粒子100質量部に対して流動性向上剤0.01〜8.0質量部、好ましくは0.1〜4.0質量部使用するのが良い。
本発明において、トナーの重量平均粒径(D4)は、3.0乃至15.0μm、好ましくは4.0乃至12.0μmが良い。トナーの重量平均粒径(D4)が3.0μm未満の場合には、電子写真現像システムに適用したときに帯電安定化が達成しづらくなり、多数枚の連続現像動作(耐久動作)において、カブリやトナー飛散が発生しやすくなる。トナーの重量平均粒径(D4)が15.0μmを超える場合には、ハーフトーン部の再現性が大きく低下し、得られた画像はガサついた画像になってしまい好ましくない。
また本発明のトナーは、トナー粒子と前記外添剤とを混合した一成分現像剤として、あるいはトナー粒子と前記外添剤と磁性キャリアとを混合した二成分現像剤として用いることができる。本発明のトナーを二成分系現像剤に用いる場合は、トナーは磁性キャリアと混合して使用される。磁性キャリアとしては、例えば表面酸化又は未酸化の鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子及びフェライト等を微粒子化したものが使用できるが、磁性微粒子を樹脂中に分散させた磁性微粒子分散型樹脂キャリアを用いることで、より好ましく本発明の帯電特性を達成することができる。
上記磁性キャリア粒子の表面を樹脂で被覆した被覆キャリアは、現像スリーブに交流バイアスを印加する現像法において特に好ましい。被覆方法としては、樹脂の如き被覆材を溶剤中に溶解若しくは懸濁させて調製した塗布液を磁性キャリアコア粒子表面に付着させる方法、磁性キャリアコア粒子と被覆材とを粉体で混合する方法等、従来公知の方法が適用できる。
磁性キャリアコア粒子表面への被覆材料としては、例えばシリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド、ポリビニルブチラール、アミノアクリレート樹脂等が挙げられる。これらは単独或いは複数で用いる。上記被覆材料の処理量は、キャリアコア粒子に対し0.1〜30質量%(好ましくは0.5〜20質量%)が好ましい。これらキャリアの平均粒径は10〜100μm、さらには20〜70μmであることが好ましい。
本発明のトナーと磁性キャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場合、その混合比率は、現像剤中のトナー濃度として2〜15質量%、好ましくは4〜13質量%にすると通常良好な結果が得られる。トナー濃度が2質量%未満では画像濃度が低下しやすく、15質量%を超えるとカブリや機内飛散が発生しやすい。
本発明のトナーは、本発明の荷電制御樹脂に加えて有機金属化合物を併用しても良い。例えば下記に示す芳香族オキシカルボン酸誘導体の金属化合物が挙げられる。
Figure 0004845487
上記式中のM2は2価の金属原子であり、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Pb2+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+が挙げられる。M3は3価の金属原子であり、Al3+、Cr3+、Fe3+、Ni3+が挙げられる。M4は4価の金属原子であり、Zr4+、Hf4+、Mn4+、Co4+が挙げられる。これらの金属原子の中で好ましいのはAl3+、Fe3+、Cr3+、Zr4+、Hf4+、Zn2+である。
また、式中R1〜R4は同一または異なる基を示し、水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、−OH、−NH2、−NH(CH3)、−N(CH32、−OCH3、−O(C25)、−COOHまたは−CONH2を示す。好ましいR1としては、ヒドロキシル基、アミノ基及びメトキシ基が挙げられるが、中でもヒドロキシル基が好ましい。
本発明のトナーにおいて使用される結着樹脂としては特に制限はない。例えば、スチレン樹脂、アクリル系樹脂(メタクリル系樹脂も含む)、スチレン−アクリル系樹脂(メタクリル系樹脂も含む)、ポリエチレン樹脂、ポリエチレン−酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリブタジエン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブチラール樹脂、ポリエステル樹脂、また、それらの樹脂を任意に結合させたハイブリッド樹脂等が挙げられる。中でも、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂(メタクリル系樹脂も含む)、スチレン−アクリル系樹脂(メタクリル系樹脂も含む)、ポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂とポリエステル樹脂を結合させたハイブリッド樹脂等がトナー特性の上で望ましく用いられる。
前記ポリエステル樹脂としては、多価アルコールとカルボン酸、若しくはカルボン酸無水物、カルボン酸エステル等を原料モノマーとして通常製造されるポリエステル樹脂を使用することができる。具体的には、例えば二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、ポリオキシプロピレン(3.3)−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(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(2.0)−ポリオキシエチレン(2.0)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、ポリオキシプロピレン(6)−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のアルキレンオキシド付加物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリ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、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA等が挙げられる。
また三価以上のアルコール成分としては、例えばソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等が挙げられる。
また酸成分としては、例えばフタル酸、イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6〜12のアルキル基で置換されたこはく酸若しくはその無水物;フマル酸、マレイン酸及びシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物等が挙げられる。
それらの中でも、特に、ビスフェノール誘導体をジオール成分とし、二価以上のカルボン酸又はその酸無水物、又はその低級アルキルエステルとからなるカルボン酸成分(例えば、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等)を酸成分として、これらを縮重合したポリエステル樹脂が好ましい。
一方、ハイブリッド樹脂としては、具体的には、ポリエステルユニットと(メタ)アクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマーを重合したビニル系重合体ユニットとがエステル交換反応によって結合し形成されるものであり、好ましくはビニル系重合体を幹重合体、ポリエステルユニットを枝重合体としたグラフト共重合体(あるいはブロック共重合体)が挙げられる。前記ビニル系(共)重合体やビニル系(共)重合体ユニットを生成するためのビニル系モノマーとしては、例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、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−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン及びその誘導体;エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレンの如きスチレン不飽和モノオレフィン類;ブタジエン、イソプレンの如き不飽和ポリエン類;塩化ビニル、塩化ビニルデン、臭化ビニル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニルの如きビニルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類;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の如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、メチルイソプロペニルケトンの如きビニルケトン類;N−ビニルピロール、N−ビニルカルバゾール、N−ビニルインドール、N−ビニルピロリドンの如きN−ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸若しくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
さらに前記ビニル系モノマーとしては、例えばマレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルの如き不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸の如き不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸の如きα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物の如きα,β−不飽和酸無水物、α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物及びこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマー等が挙げられる。また、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレートなどのアクリル酸又はメタクリル酸エステル類;4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンの如きヒドロキシ基を有するモノマー等が挙げられる。
本発明のトナーにおいて、結着樹脂に用いられるビニル系重合体やビニル系重合体ユニット等は、ビニル基を二個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよい。この場合に用いられる架橋剤は、例えばジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン等の芳香族ジビニル化合物や、例えば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及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等の、アルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類や、例えば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#400ジアクリレート、ポリエチレングリコール#600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及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等の、エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれたジアクリレート化合物類や、例えばポリオキシエチレン(2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート、ポリオキシエチレン(4)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンジアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたもの等の、芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジアクリレート化合物類などが挙げられる。多官能の架橋剤としては、例えばペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及び以上の化合物のアクリレートをメタクリレートに代えたものや、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート等が挙げられる。
以下に本発明で用いられる測定方法について示す。
<樹脂の分子量>
前記共重合体の分子量及び分子量分布はゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算で算出されるものであるが、本発明の共重合体のように、スルホン酸基を含有するものでは、カラム溶出速度がスルホン酸基の量にも依存してしまうため、正確な分子量及び分子量分布を測定したことにはならない。そのため、予めスルホン酸基をキャッピングした資料を用意する必要がある。キャッピングにはメチルエステル化が好ましく、市販のメチルエステル化剤が使用できる。具体的には、トリメチルシリルジアゾメタンで処理する方法が挙げられる。
尚、GPCによる分子量の測定は、以下の様にして行えばよい。
前記共重合体をTHF(テトラヒドロフラン)に加え、室温で24時間静置した溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルターで濾過してサンプル溶液とし、以下の条件で測定する。尚、サンプル調製は、共重合体の濃度が0.4〜0.6質量%になるようにTHFの量を調整する。
装置 :高速GPC HLC8120 GPC(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
流速 :1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量 :0.10ml
また、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(東ソー社製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)により作成した分子量校正曲線を使用する。
<樹脂の酸価>
尚、本発明における酸価は以下の方法により求められる。
基本操作はJIS K−0070に基づく。
1)試料の粉砕品0.5〜2.0gを精秤する。このときの質量をW(g)とする。
2)300mlのビーカーに試料を入れ、トルエン/エタノール(4/1)の混合液150mlを加え溶解する。
3)0.1mol/lのKOHのエタノール溶液を用い、電位差滴定測定装置を用いて滴定を行う(たとえば、京都電子株式会社の電位差滴定測定装置AT−400(winworkstation)とABP−410電動ビュレットを用いての自動滴定が利用できる。)。
4)この時のKOH溶液の使用量をS(ml)とする。同時にブランクを測定して、この時のKOHの使用量をB(ml)とする。
5)次式により酸価を計算する。fはKOHのファクターである。
酸価(mgKOH/g)={(S−B)×f×5.61}/W
<組成分析>
作製した樹脂の構造決定は以下の装置を用いて行った。
FT−IRスペクトル
Nicolet社製 AVATAR360FT−IR
1 H−NMR、 13 C−NMR
日本電子製FT−NMR JNM−EX400(使用溶媒 重クロロホルム)
元素分析
カルロエルバ社製元素分析装置EA−1108(C量、O量、S量及びN量を算出)
<トナーの重量平均粒径>
トナーの重量平均粒径及び粒度分布はコールターカウンターTA−II型またはコールターマルチサイザー(コールター社製)等を用いる方法で測定可能である。本発明の実施例においては、コールターマルチサイザー(ベックマンコールター社製)を用いた。電解液としては1級塩化ナトリウムを用いて1%NaCl水溶液を調整したもの、例えばISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用できる。測定法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤、好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、100μmアパーチャーを用いて、前記コールターマルチサイザーにより2μm以上のトナー粒子の体積、個数を測定して体積分布と個数分布とを算出し、それより重量平均粒径(D4)を測定した。
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。実施例中で使用する部はすべて質量部を示す。
芳香族スルホン酸(塩)基含有樹脂の製造例
以下に示す方法によりトナー用樹脂a〜jの合成を行った。
<トナー用樹脂の合成例1>
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2モル付加物66.1部、ジメチルテレフタル酸33.9部および縮合触媒としてシュウ酸チタニルカリウム2部を入れ、230℃で窒素気流下に生成するメタノールを留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下で反応させ、水酸基価が50以上になったところで取り出し、ポリエステル樹脂を得た。このポリエステル樹脂はTHF不溶解分を含有しておらず、酸価0、水酸基価54、Tgは54℃、Mnは1780、Mwは3950であった。
得られたポリエステル樹脂を20部、メトキシブチルアセテート80部に溶解した溶液に、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート3.0部、ラウリン酸ジブチルスズ0.03部、メトキシブチルアセテート10部の混合物を滴下した。反応の進行はIR(赤外線吸収スペクトル)によりモニターしつつ、2200cm−1のイソシアネート基によるピークが消失するまで反応させた。反応溶液をヘキサンに滴下し再沈澱精製を行った。ろ過後、減圧乾燥し、末端に不飽和結合を有するポリエステル樹脂1を得た。
つづいて冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、キシレン100部、ポリエステル樹脂1を70部仕込み、窒素気流下50℃で撹拌した。次に、
・2−アクリルアミドベンゼンスルホン酸 7.5部
・スチレン 18.5部
・n−ブチルアクリレート 4.0部
・t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート 1.8部
(パーブチルI:日本油脂株式会社製)
を混合し、前記反応容器に滴下し、120〜125℃に昇温した。還流条件下で4時間撹拌し室温まで冷却した。その後、ヘキサン600部に滴下し再沈澱、ろ過による精製を行った。さらにヘキサン200部で2回ろ過洗浄し、減圧下40℃で乾燥しトナー用樹脂aを得た。得られた樹脂aは1H−NMRの結果より、スルホン酸に由来するピークから該ユニットを0.42mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例2>
2−アクリルアミドベンゼンスルホン酸を3−アクリルアミドベンゼンスルホン酸に変更する以外は樹脂aの合成例と同様に合成を行いトナー用樹脂bを得た。得られた樹脂bは1H−NMRの結果より、スルホン酸に由来するピークから該ユニットを0.47mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例3>
2−アクリルアミドベンゼンスルホン酸を4−アクリルアミドベンゼンスルホン酸に変更する以外は樹脂aの合成例と同様に合成を行いトナー用樹脂cを得た。得られた樹脂cは1H−NMRの結果より、スルホン酸に由来するピークから該ユニットを0.44mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例4>
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、キシレン100部、合成例1で作製したポリエステル樹脂1を70部仕込み、窒素気流下50℃で撹拌した。
次に、
・スチレン 17.5部
・2−エチルヘキシルアクリレート 5.0部
・アクリル酸 7.5部
・t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート 1.5部
(パーブチルI:日本油脂株式会社製)
を混合し、前記反応容器に滴下し、120〜125℃に昇温した。還流条件下で4時間撹拌し室温まで冷却した。その後、ヘキサン600部に滴下し再沈澱、ろ過による精製を行った。さらにヘキサン200部で2回ろ過洗浄し、減圧下40℃で乾燥しハイブリッド樹脂2とした。得られた樹脂はTHF不溶成分を含有しておらず、酸価68.9、水酸基価30.5、Tg52.0℃、Mn3020、Mw8310であった。
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、ハイブリッド樹脂2を100部、4−アミノベンゼンスルホン酸132部を入れ、ピリジン368部を加えて撹拌した後、亜リン酸トリフェニル805部を加え、120℃で6時間加熱した。反応終了後、エタノール1000部に再沈殿して回収した。得られたポリマーを1N塩酸200部を用いて2回洗浄を行った後、水200部で2回洗浄を行い、減圧乾燥させた。IR測定を行った結果、カルボン酸に由来する1695cm-1のピークが減少し、新たに、1658cm-1にアミド結合に由来するピークが確認された。加えて、4−アミノベンゼンスルホン酸の芳香族環に由来するピークがシフトしていることから得られたポリマーは、スルホン酸ユニットを0.37mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例5>
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール26.6部、テレフタル酸103.8部、アジピン酸9.7部、無水マレイン酸23.5部および縮合触媒としてテトラステアリルチタネート2.0部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら6時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下で8時間反応させ、不飽和基を有するポリエステル樹脂2を得た。このポリエステル樹脂2はTHF不溶解分を含有しておらず、酸価13.8、水酸基価59.5、Tgは50.5℃、Mnは1950、Mwは4020であった。
次に冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、キシレン100部、ポリエステル樹脂2を70部仕込み窒素気流下50℃で撹拌した。次に、
・スチレン 17.5部
・2−エチルヘキシルアクリレート 2.5部
・2−アクリルアミド−1−ナフタレンスルホン酸 10.0部
・t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート 1.6部
(パーブチルI:日本油脂株式会社製)
を前記反応容器に滴下し120〜125℃に昇温した。還流条件下で6時間撹拌し、室温まで冷却した。その後、ヘキサン600部に滴下し再沈澱、ろ過による精製を行った。さらにヘキサン200部で2回ろ過洗浄し、減圧下40℃で乾燥しトナー用樹脂eを得た。
<トナー用樹脂の合成例6>
2−アクリルアミド−1−ナフタレンスルホン酸を4−メトキシアニリン−2−スルホン酸に変更する以外は樹脂eの合成例と同様に合成を行いトナー用樹脂fを得た。得られた樹脂fは1H−NMRの結果より、スルホン酸に由来するピークから該ユニットが0.39mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例7>
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2モル付加物70.0部、テレフタル酸25部、無水トリメリット酸5.0部および縮合触媒としてシュウ酸チタニルカリウム2部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下で反応させ、酸価が25になった時点で取り出し、ポリエステル樹脂3を得た。このポリエステル樹脂3は酸価26.3、水酸基価35.0、Tgは59.2℃、Mnは2400、Mwは7720であった。
次に冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂3を100部、4−アミノベンゼンスルホン酸42部を入れ、ピリジン380部を加えて撹拌した後、亜リン酸トリフェニル135部を加え、120℃で6時間加熱した。反応終了後、エタノール500部に再沈殿して回収した。得られたポリマー(ポリマーg)を1N塩酸200部を用いて2回洗浄を行った後、水200部で2回洗浄を行い、減圧乾燥させた。IR測定を行った結果、カルボン酸に由来する1695cm-1のピークが減少し、新たに、1658cm-1にアミド結合に由来するピークが確認された。加えて、1H−NMRの結果より、4−アミノベンゼンスルホン酸の芳香族環に由来するピークがシフトしていることから、得られたポリマーgは、スルホン酸ユニットを0.46mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例8>
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にキシレン100部を仕込み、窒素気流下で還流した。
次に、
・4−アクリルアミドベンゼンスルホン酸 8.0部
・スチレン 80.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 12.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
を混合し、前記反応容器に撹拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥しトナー用樹脂hを得た。1H−NMRの結果より、得られたポリマーhは、スルホン酸ユニットを0.51mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例10>
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、キシレン100部、合成例1で得られたポリエステル樹脂1を70部仕込み、窒素気流下50℃で撹拌した。次に、
・2−アクリルアミドベンゼンスルホン酸 18.5部
・スチレン 8.5部
・n−ブチルアクリレート 3.0部
・t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカルボネート 1.8部
(パーブチルI:日本油脂株式会社製)
を混合し、前記反応容器に滴下し、120〜125℃に昇温した。還流条件下で4時間撹拌し室温まで冷却した。その後、ヘキサン600部に滴下し再沈澱、ろ過による精製を行った。さらにヘキサン200部で2回ろ過洗浄し、減圧下40℃で乾燥しトナー用樹脂jを得た。得られた樹脂jは1H−NMRの結果より、スルホン酸に由来するピークから該ユニットが1.19mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例11>
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にメタノール67部、トルエン50部、メチルエチルケトン83部を仕込み、窒素気流下で還流した。
次に、
・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸 6.0部
・スチレン 81.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 13.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
を混合し、前記反応容器に撹拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥しトナー用樹脂kを得た。1H−NMRの結果より、得られたポリマーkは、スルホン酸ユニットを0.48mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例12>
2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸をパラスチレンスルホン酸に変更する以外はトナー用樹脂kと同様に合成を行いトナー用樹脂mを得た。1H−NMRの結果より、得られたポリマーmは、スルホン酸ユニットを0.37mmol/g含有していることが確認された。
<トナー用樹脂の合成例13>
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2モル付加物68.0部、テレフタル酸22.0部、5−スルホイソフタル酸10.0部および縮合触媒としてシュウ酸チタニルカリウム2部を入れ、230℃で窒素気流下に生成するメタノールを留去しながら10時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下で反応させ、水酸基価が40以下になったところで取り出し、ポリエステル樹脂を得た。反応溶液をヘキサンに滴下し再沈澱精製を行った。ろ過後、減圧乾燥し、トナー用樹脂nを得た。
このトナー用樹脂nは1H−NMRの結果より、スルホン酸ユニットを0.41mmol/g含有していることが確認された。
以上作製したトナー用樹脂a〜h、jについて、ポリエステル構造の構成成分と含有率、および1H−NMR及び13C−NMR及び元素分析の結果より計算された芳香族スルホン酸(塩)ユニットの構造と含有量(mmol/g)、分子量、Tgの測定結果を表1に示す。
以下に示す方法により本発明のトナーA〜D、F〜Iを製造した。
<結着樹脂の製造例>
(ポリエステル樹脂製造例)
ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 1206部
ビスフェノールA・エチレンオキサイド2.2モル付加物 475部
テレフタル酸 249部
無水トリメリット酸 192部
フマル酸 290部
酸化ジブチル錫 0.1部
をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内に置いた。窒素雰囲気下で、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂Pを得た。
(ハイブリッド樹脂製造例)
ビニル系モノマー組成物として、
スチレン 208部
2−エチルヘキシルアクリレート 39部
フマル酸 19部
α−メチルスチレンの2量体 7部
ジクミルパーオキサイド 14部
を滴下ロートに入れる。また、
ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 2412部
ビスフェノールA・エチレンオキサイド2.2モル付加物 949部
テレフタル酸 498部
無水トリメリット酸 384部
フマル酸 580部
酸化ジブチル錫 0.2部
をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内に置いた。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、先の滴下ロートより上記ビニル系モノマー組成物を4時間かけて滴下した。次いで200℃に昇温を行い、4時間反応させハイブリッド樹脂PHを得た。
<トナーの作製例1〜4、6〜9>
表2に示すトナー材料をヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株)により十分予備混合を行った後、二軸式押出機で溶融混練し、冷却後、ハンマーミルを用いて粒径約1〜2mm程度に粗粉砕した。次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに、得られた微粉砕物を多分割分級装置で分級してトナー粒子を得た。
上記トナー樹脂粒子100部に対して、BET200m2/gの疎水性シリカ微粉体1.0部をヘンシェルミキサーにより外添してトナーA〜D、F〜Iを得た。
さらに、該トナーと、シリコーン樹脂で表面被覆した磁性微粒子分散型樹脂キャリア(平均粒径35μm)とを、トナー濃度が7.0質量%になるように混合し二成分現像剤とした。以上のトナーA〜D、F〜Iに関して測定した重量平均粒径D4、分子量、ガラス転移点のトナー諸物性については表3に併記した。
以下に示す方法により本発明のトナーJ〜Sを製造した。
<トナー作製例10>
顔料分散ペーストの作製:
・スチレンモノマー 80部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13部
上記材料を容器中でよくプレミックスした後に、それを20℃以下に保ったままビーズミルで約4時間分散し、顔料分散ペーストを作製した。
トナー粒子の作製:
イオン交換水1150部に0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液390部を投入し、60℃に加温した後、クレアミクス(エム・テクニック社製)を用いて13,000rpmにて撹拌した。これに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液58部を添加し、Ca3(PO42を含む分散媒体を得た。
・上記顔料分散ペースト 46.5部
・スチレンモノマー 42.0部
・n−ブチルアクリレート 18.0部
・エステルワックス 13.0部
(主成分C1939COOC2041、融点68.6℃)
・飽和ポリエステル樹脂 5.0部
(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体、酸価13mgKOH/g、Mw14500)
・トナー用樹脂a 1.5部
これらを60℃に加温し、溶解・分散して単量体混合物とした。さらに60℃に保持しながら、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3.0部を加えて溶解し、単量体組成物を調製した。
上記分散媒体に、上記単量体組成物を投入した。60℃で、窒素雰囲気とし、クレアミックスを用いて13000rpmで15分間撹拌し、単量体組成物を造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ60℃で5時間反応させた後、80℃で5時間撹拌し、重合を終了させた。室温まで冷却させた後、塩酸を加えてCa3(PO42を溶解し、濾過・水洗・乾燥することによりトナー粒子を得た。
さらに得られたトナー粒子を分級し、トナー粒子を得た。得られたトナー粒子の100質量部に対して、ヘキサメチルジシラザンで表面を処理した後、シリコーンオイルで処理した個数平均1次粒径9nm、BET比表面積180m2/gの疎水性シリカ微粉体1.0部をヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合・外添して重量平均粒径(D4)6.4μmのトナーJを得た。得られたトナーJの物性は表3に記載する。
<トナーの作製例11〜17>
トナーK〜Qは、処方を表3に記載したものを用いた以外はトナー作製例10と同様の手順、操作により作製した。得られたトナーK〜Qの物性は表3に記載する。
<トナーの作製例18>
トナー組成物混合液の作製:
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物/ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物/テレフタル酸誘導体の共重合ポリエステル樹脂
(Tg62℃、軟化点102℃、Mw21000) 100.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 5.0部
・パラフィンワックス(融点72.3℃) 8.0部
・トナー用樹脂a 5.0部
・酢酸エチル 100.0部
上記材料を容器中でよくプレミックスした後に、それを20℃以下に保ったままビーズミルで約4時間分散し、トナー組成物混合液を作製した。
トナー粒子の作製:
イオン交換水240部に0.1モル/リットル−Na3PO4水溶液78部を投入し、60℃に加温した後、クレアミクス(エム・テクニック社製)を用いて14,000rpmにて撹拌した。これに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液12部を添加し、Ca3(PO42を含む分散媒体を得た。さらに、カルボキシメチルセルロース(商品名:セロゲンBS−H、第一工業製薬(株)製)1.0部を添加し10分間撹拌した。
前記ホモミキサーの容器中で調製した上記分散媒体を30℃に調整し、撹拌している中に、30℃に調整したトナー組成物混合液180部を投入し、1分間撹拌した後停止してトナー組成物分散懸濁液を得た。得られたトナー組成物分散懸濁液を撹拌しながら40℃一定で、排気装置により懸濁液面上の気相を強制更新して、17時間そのままに保ち溶媒を除去した。室温まで冷却させた後、塩酸を加えてCa3(PO42を溶解し、濾過・水洗・乾燥および分級することによりトナー粒子を得た。得られたトナー粒子をトナーの製造例1と同様にして疎水性シリカ微粉体を外添し、重量平均粒径(D4)6.8μmのトナーRを得た。
<トナーの作製例19>
樹脂分散液の製造:
スチレン 370部
n−ブチルアクリレート 30部
アクリル酸 6部
ドデカンチオール 24部
4臭化炭素 4部
以上を混合溶解したものを非イオン性界面活性剤ノニポール400 6部、アニオン性界面活性剤ネオゲンSC10部をイオン交換水550部に溶解したものにフラスコ中で分散、乳化し10分ゆっくりと混合しながら、過硫酸アンモニウム4部を溶解したイオン交換水50部を投入し、窒素置換をおこなった。そののちフラスコを撹拌しながらオイルバスで内容物が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続した。これにより、中心径155nm、ガラス転移点59℃、Mw12000の樹脂分散液を得た。
トナー用樹脂d分散液の製造:
トナー用樹脂d 40部をイオン交換水360部に加え、90℃に加熱後、5%のアンモニア水でpH=7に調整し、10%ドデシルベンゼンスルホン酸水溶液0.8部を加えながら、Ultra Turrax T−50(IKA製)を用いて、8000rpmで撹拌し、中心径200nmのトナー用樹脂dの分散液を作製した。
青顔料分散液の調製:
下記組成を混合溶解し、ホモジナイザー(IKAウルトラタラックス)と超音波照射により分散し、中心粒径150nmの青顔料分散液を得た。
・シアン顔料 C.I.Pigment Blue 15:3 50部
(銅フタロシアニン 大日本インキ製)
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5部
・イオン交換水 200部
離型剤分散液の調製:
下記組成を混合し、97℃に加熱した後、IKA製ウルトラタラックスT50にて分散した。その後、ゴーリンホモジナイザー(盟和商事製)で分散処理し、105℃、550kg/cm2の条件で20回処理することで、中心径190nmの離型剤分散液を得た。
・脂肪族ワックス 100部
(Mw1850、Mw/Mn1.27、融点78.6℃)
・アニオン性界面活性剤ネオゲンSC 5部
・イオン交換水 300部
トナー粒子の製造:
樹脂分散液 200部
着色剤分散液 30部
離型剤分散液 30部
サニゾールB50 1.5部
以上を丸型ステンレス製フラスコ中でウルトラタラックスT50で混合分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを撹拌しながら48℃まで加熱した。48℃で30分保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、約5μmの凝集粒子が生成していることが確認された。ここにトナー用樹脂d分散液を緩やかに60部添加し、さらに加熱用オイルバスの温度を上げて50℃で1時間保持した。光学顕微鏡にて観察すると約5.6μmの凝集粒子が生成していることが確認された。その後、ここにネオゲンSC3部を追加した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて撹拌を継続しながら105℃まで加熱し、3時間保持した。冷却後、ろ過し、イオン交換水で充分洗浄後、乾燥、分級し、トナー粒子を得た。さらに、トナーの製造例1と同様にして、トナー粒子に疎水性シリカ微粉体を外添し、重量平均粒径(D4)5.9μmのトナーSを得た。
以上のトナーA〜D、F〜Sにつき以下の通り評価を行った。その結果を表4に示す。
<トナー帯電量の環境依存性評価>
帯電量の測定はそれぞれの現像剤50gを分取し、常温常湿環境(23℃/60%)、低温低湿環境(15℃/15%)、及び高温高湿環境(30℃/80%)の各環境で3昼夜放置し、その後50ccのポリ容器に入れ、1分間かけて200回振とうさせ、図1の装置を用いて測定した。評価は低温低湿時と高温高湿時の帯電量の差の絶対値を測定し、下記基準によって判断した。
Aランク:帯電量の差が0以上20μC/g未満
Bランク:20以上30μC/g未満
Cランク:30μC/g以上
(帯電量の測定方法)
図1に示す底に500メッシュのスクリーン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現像剤を約0.5gを入れ金属製のフタ4をする。このときの測定容器2全体の質量を秤り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。この状態で充分、好ましくは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質量を秤りW2(g)とする。このトナーの摩擦帯電量(mC/kg)は下記式の如く計算される。
摩擦帯電量(mC/kg)=(C×V)/(W1−W2)
<常温常湿下(23℃/60%)におけるトナー帯電性評価>
それぞれの二成分現像剤450gを高温高湿下(30℃/80%)で7日間放置した後、常温常湿下でさらに3日間放置し初期混合による帯電をリセットした。それらをカラー複写機CLC−5100(キヤノン製)の現像器ユニットに仕込み、予備回転なしに画像面積比率25%のA4画像出力を行う。次に上記現像器を、予備回転なしにベタ白のA4画像を20枚出力し、下記基準により白地部のかぶり評価を行った。同時に下記手順でライン画像の飛び散り具合を観察し、トナー帯電性の評価とした。そのときの評価基準を下記に示す。
〔白地部かぶり評価〕
画像のベタ白部のかぶりを目視にて下記基準で評価した。
Aランク:かぶりなし
Bランク:ごくわずかにかぶりあり
Cランク:やや悪い
Dランク:悪い
〔ライン画像飛び散り評価〕
線幅0.1mm、0.2mm、0.5mm、0.8mm、1.0mmのチャートを出力し、トナーの飛び散り具合を目視により下記のように判定した
A:優良 B:良 C:やや悪い D:悪い
<高温高湿下(30℃/80%)におけるトナー帯電性評価>
続いて、前記評価に用いた現像器を再び高温高湿下に7日間放置した後、予備回転なしに画像出力を行う。前記と同様にかぶりと飛び散りの評価を行った。
<トナーのチャージアップ性評価>
さらに画像面積比率7%画像を多数枚出力し、トータル1万枚時での画像濃度を初期100枚時のレベルと比較し、その濃度低下率を下記基準により評価した。
A:1万枚時の初期に対するベタ濃度比が95%以上
B: ↑ 85%以上95%未満
C: ↑ 80%以上85%未満
D: ↑ 80%未満
〔実施例1〜4、6〜16および比較例1〜3〕
以上の評価の結果を表4に示す。
その結果、比較例1〜3ではH/Hと低温低湿(L/L)における帯電量の差が大きく、現像器内のトナー帯電量の立ち上りはN/N、H/Hともに遅く、20枚程度の初期画像においてはかぶりやライン画像のトナー飛び散りが悪かった。また、1万枚時での濃度低下率はDおよびCランクであり、事実トナー帯電量が上昇していた。それに対して、本発明に関わる実施例1〜4、6〜16は、環境による帯電量の変化が少なく、また常温常湿(N/N)下および高温高湿(H/H)下でのトナー帯電量の立ち上がりに優れ、均一な帯電によるベタ白部のかぶりや細線における飛び散りに優位であることがわかった。また1万枚後の画像においても濃度の低下がほとんどなく、トナーのチャージアップも起こっていないことがわかった。
<トナーの作製例14>
下記に示すトナー材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井三池化工機(株))により十分予備混合を行った後、130℃に加熱した二軸式押出機(PCM−30型、池貝鉄工(株)製)で溶融混練し、冷却後、ハンマーミルを用いて粒径約1〜2mm程度に粗粉砕した。次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに、得られた微粉砕物を多分割分級装置で分級してトナー粒子を得た。
上記トナー樹脂粒子100部に対して、BET200m2/gの疎水性シリカ微粉体1.0部をヘンシェルミキサーにより外添してトナーTを得た。
・スチレン−アクリル酸n−ブチル−ジビニルベンゼン共重合体 85.0部
(Tg58℃、Mn8000、Mw120000)
・トナー用樹脂S7 15.0部
・磁性酸化鉄(平均粒径0.18μm) 100.0部
・ポリメチンワックス 5.0部
(Mw:1850、Mw/Mn:1.27、融点:78.6℃)
得られたトナーTは、重量平均粒径6.4μm、Tg58.0℃であった。
<トナーの作製例15>
下記に示すトナー材料をトナー作製例14の製造例と同様にして溶融混練し、粉砕、分級、シリカ外添を経てトナーUを得た。
・スチレン−アクリル酸n−ブチル−ジビニルベンゼン共重合体 100.0部
(Tg58℃、Mn8000、Mw120000)
・磁性酸化鉄(平均粒径0.18μm) 100.0部
・ポリメチンワックス 5.0部
(Mw:1850、Mw/Mn:1.27、融点:78.6℃)
得られたトナーUは、重量平均粒径6.3μm、Tg59.5℃であった。
(評価方法)
市販のフルカラーレーザービームプリンター(LBP−930,キヤノン製)を用いて、必要に応じて逐次トナーを補給しながら、常温常湿下、画像面積比率8%のA4画像を1万枚出力し、画像濃度と同時にトナー担持体上のトナー帯電量を測定した。
〔実施例17および比較例4〕
その結果、比較例4のトナーUでは初期の画像濃度1.38に対して一旦1.49まで濃度が上昇するものの、1万枚の出力時にはトナー担持体上のトナー帯電量が上昇により担持体上のトナー層にむらが生じ画像が乱れるとともに、画像濃度が1.30まで減少した。
それに対して実施例17のトナーTは、初期から耐久後にわたって画像濃度が1.46〜1.52と安定しており、かぶりもなく良好な画像が得られた。また、帯電量も初期から1万枚にかけて−15.0±3.0μC/gを維持しており、良好な安定性を示した。さらに、高温高湿下、5000枚の画だしを行い、画像濃度と同時にトナー担持体上のトナー帯電量を測定したところ、画像濃度は共に1.49以上を維持しており、帯電量も−14.0μC/g以上を維持していることが確認できた。以上の結果より本発明のトナーTは実用上優れていることが確認された。
Figure 0004845487
Figure 0004845487
Figure 0004845487
Figure 0004845487
本発明のトナーを用いた現像剤の摩擦帯電量の測定に用いる装置の構成を示す図である。
符号の説明
1 吸引機
2 測定容器
3 スクリーン
4 フタ
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

Claims (7)

  1. ポリエステル樹脂、ビニル系樹脂又はポリエステル樹脂をビニル単量体で変性したハイブリッド樹脂であるトナー用荷電制御樹脂であって、少なくとも式(1)で表される部分構造を有することを特徴とするトナー用荷電制御樹脂。
    Figure 0004845487
    (式中R1-4は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
  2. 前記式(1)で表わされる部分構造が、式(3)又は(5)で表されることを特徴とする請求項1に記載のトナー用荷電制御樹脂。
    Figure 0004845487
    (式中R8-11は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
    Figure 0004845487
    (式中R15-18は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
  3. 前記式(1)で表わされる部分構造が、式(3)で表されることを特徴とする請求項1に記載のトナー用荷電制御樹脂。
    Figure 0004845487
    (式中R8-11は独立に水素原子または炭素数1〜16のアルキル基、水酸基、炭素数1〜16のアルコキシ基または、置換基を有してもよい芳香環を表し、Mは水素原子またはアルカリ金属を表す。)
  4. 前記トナー用荷電制御樹脂中の前記部分構造の含有率が0.1〜0.9mmol/gであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー用荷電制御樹脂。
  5. 前記トナー用荷電制御樹脂が、ポリエステル樹脂をビニル単量体で変性したハイブリッド樹脂であり、ビニル変性比が10.0乃至90.0%であること特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のトナー用荷電制御樹脂。
  6. 結着樹脂と着色剤とトナー用荷電制御樹脂を少なくとも含有するトナー粒子を有するトナーであって、該トナー用荷電制御樹脂が請求項1乃至のいずれかに記載のトナー用荷電制御樹脂であることを特徴とするトナー。
  7. 少なくともトナーとキャリアとを有する二成分現像剤であって、該トナーが請求項に記載のトナーであることを特徴とする二成分現像剤。
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