JP5183632B2 - カラートナー - Google Patents
カラートナー Download PDFInfo
- Publication number
- JP5183632B2 JP5183632B2 JP2009520516A JP2009520516A JP5183632B2 JP 5183632 B2 JP5183632 B2 JP 5183632B2 JP 2009520516 A JP2009520516 A JP 2009520516A JP 2009520516 A JP2009520516 A JP 2009520516A JP 5183632 B2 JP5183632 B2 JP 5183632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- toner
- temperature
- parts
- mass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/0821—Developers with toner particles characterised by physical parameters
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/093—Encapsulated toner particles
- G03G9/09307—Encapsulated toner particles specified by the shell material
- G03G9/09314—Macromolecular compounds
- G03G9/09328—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G9/00—Developers
- G03G9/08—Developers with toner particles
- G03G9/093—Encapsulated toner particles
- G03G9/0935—Encapsulated toner particles specified by the core material
- G03G9/09357—Macromolecular compounds
- G03G9/09371—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
Description
電子写真装置に対する要望は近年ますます高まってきており、以下のような要求があげられる。
(1)高速化
(2)高解像度・高精細な画像を求める高画質化
(3)長期間にわたって高画質を損なわない安定性
(4)高い色再現性
(5)低消費電力等の省エネ化
高生産性の電子写真装置は、オフセット印刷装置の代替として近年注目されている。高速で高品質に、安定したカラー画像の出力を行う高生産性の電子写真装置には、高水準の各技術が求められる。画像処理部の改良、電子写真プロセスの改良、材料の改良が続けられているが、画像を形成するトナーの改良もまた重要である。
また、粉砕トナーは粒子形状が不定形であるため、高速高生産性の装置で用いた場合には、現像器内での攪拌や接触ストレスにより更にトナーが粉砕されるおそれがある。その結果、サブミクロンオーダーの微粉の発生、ワックスの露出、流動化剤のトナー表面への埋め込みが生じ、画像品質が低下する場合があった。
そして、効率的に小粒径で球形であるトナー粒子を調製する方法としては、湿式法が好ましく用いられるようになってきている。
従来の湿式法は、懸濁重合法や乳化重合法といった重合法によるトナー粒子の調製方法であった。一方、従来、より低温での定着を可能とするためには結着樹脂をよりシャープメルトにする手法が効果的な方法の一つとして知られている。しかしながら、上述したこれらの重合法によると、トナーの結着樹脂はビニル系樹脂に限られるといった問題があった。
前記カラートナーは、以下の(I)、(II−1)〜(II−3)
(I)前記結着樹脂(a)、前記着色剤および前記ワックスを少なくとも含有するトナー母粒子(A)の表面に、前記樹脂(b)を主成分とする表面層(B)を有するカプセル型のトナー粒子を有する;
(II−1)横軸に温度(℃)を、縦軸に前記カラートナーの損失弾性率G”(Pa)を前記損失弾性率の単位(Pa)で除した値の常用対数(logG”)をプロットして得られる曲線1において、最大値を示す温度Tpが存在し、前記Tpが40℃≦Tp≦60℃を満たす;
(II−2)前記曲線1を温度で2回微分して得られる曲線2において、Tp+10(℃)〜Tp+40(℃)の温度範囲に極小値となる温度Tsが存在する;
(II−3)前記曲線1において、前記温度Tsにおける損失弾性率G”をG”(Ts)、前記温度Tsより5℃高い温度における損失弾性率G”をG”(Ts+5)としたとき、G”(Ts)/G”(Ts+5)が3.0より大きい;
を満たすことを特徴とする。
結着樹脂(a)は低温で溶融する特性を有するのが好ましく、トナーはより低温で定着可能である。一方、表面層(B)を形成する樹脂(b)は通常の保存温度で溶融しにくいが、加熱によってただちに溶融する特性を有するのが好ましく、耐熱保存性と低温定着性に優れた実力を発揮する。
このように、トナー母粒子(A)と表面層(B)をそれぞれ形成する材料の溶融特性が異なるカプセル型のトナー構造によって、耐熱保存性を満足しながら、優れた低温定着性を発揮できる。
本発明において、カラートナーが上記粘弾性を有しているときに、低温定着性と耐熱保存性の両立が可能になった。
(1)横軸に温度(℃)を、縦軸に前記カラートナーの損失弾性率G”(Pa)を前記損失弾性率の単位(Pa)で除した値の常用対数(logG”)をプロットして得られる曲線1において、最大値を示す温度Tpが存在し、前記Tpが40℃≦Tp≦60℃を満たす。
(2)前記曲線1を温度で2回微分して得られる曲線2において、Tp+10(℃)〜Tp+40(℃)の温度範囲に極小値となる温度Tsが存在する。
(3)前記曲線1において、前記温度Tsにおける損失弾性率G”をG”(Ts)、前記温度Tsより5℃高い温度における損失弾性率G”をG”(Ts+5)としたとき、G”(Ts)/G”(Ts+5)が3.0より大きい。
温度Tpが40℃以上である場合には、表面層(B)の形成が十分で、トナー母粒子(A)のカプセル化が良好であるものと思われ、十分な耐熱保存性を発揮できる。温度Tpが60℃以下である場合、優れた低温定着性を発揮することができる。
温度Tpにおけるトナーの損失弾性率G”(G”(Tp))は、106Pa以上、1010Pa以下であることが好ましい。G”(Tp)が、上記の範囲内であれば、トナーの耐熱保存性がさらに良好となる。
Tp+10℃以上の温度でTsを有し、かつTpとTsの差は40℃以下である意味は次のとおりである。
TpとTsとが近いことに加え、Tsをわずかに上回る温度で急激にlogG”が低下する、即ち、シャープメルト性を有するために、優れた低温定着性を発揮する。TsとTpとの差が40℃を超えた場合、本発明が狙う優れた低温定着性に到達するのが困難となる。この場合、表面層(B)が硬いため、トナー内部のトナー母粒子(A)が十分溶融していても、トナーどうしは表面層に阻害されて融着しにくく、画像が定着しにくくなる。
また、上記カラートナーの曲線2において温度Tsを有することは、以下を意味する。本発明のカラートナーが、結着樹脂(a)より硬い樹脂(b)を主成分とする表面層(B)によって、結着樹脂(a)を主成分とする軟らかいトナー母粒子(A)を内包している構造を有していることを表している。さらにトナー母粒子(A)を形成する樹脂と、表面層(B)を形成する樹脂とを用いて、それぞれの損失弾性率G”を測定した場合、損失弾性率の最大値を示す温度がそれぞれ異なっていることを表している。
このような構造を有するトナーでは、Tsより低い温度領域においては、トナー表面に存在している樹脂(b)がガラス状態を維持している。そのため、結着樹脂(a)を主成分とするトナー内部(トナー母粒子(A))の粘度が反映されにくく、トナーは、比較的に高い粘度を有するものとして測定される。一方、温度Tsを超えた温度領域においては、樹脂(b)の軟化が生じる。そのため、樹脂(b)の粘度が反映されやすくなり、トナー全体の粘度が急激に低下する。このような場合、温度Tsを境にしてトナーのG”値が低下するため、曲線1においては、温度Ts付近に凸部が生じ、曲線2においては、温度Tsで極小値となる。
本発明において、Tsより数℃高い温度領域でトナーのlogG”が低下する度合いを表す指標として、G”(Ts)/G”(Ts+5)を定義し、本発明のカラートナーは、この値が3.0より大きい。また、当該G”(Ts)/G”(Ts+5)は、3.5より大きいことが好ましい。(ただし、G”(Ts)はTsにおけるトナーの損失弾性率、G”(Ts+5)はTsより5℃高い温度におけるトナーの損失弾性率とする。)一方、上記値は、10.0より小さいことがより好ましく、8.0より小さいことが更に好ましい。
G”(Ts)/G”(Ts+5)は耐熱保存性、低温定着性に影響しやすい。この値を大きくする方法としては、たとえば以下の方法があげられる。
<1> 温度Tp’(Tp’については後述する)より高い温度でシャープメルトな樹脂(b)を用いる。
<2> 温度Tpと温度Tsとの差を、大きくする(但し、40℃を上限)。例えば、結着樹脂(a)に対して比較的硬い樹脂(b)を用いればよい。
<3> 表面層(B)量を多くして、トナー母粒子(A)の被覆をしっかりと行う。
<1> 130℃における貯蔵弾性率が比較的大きい結着樹脂(a)を用いる。
<2> 130℃における貯蔵弾性率が比較的大きい樹脂(b)を用いる。
<1>は、結着樹脂(a)に架橋成分を有する結着樹脂を用いる方法があげられる。
<2>は、同様に樹脂(b)に架橋成分を有する樹脂を用いることや、ウレタンやウレアといった結合エネルギーの大きな化学結合を有する樹脂を用いる方法があげられる。
さらに、樹脂(b)単独の130℃における貯蔵弾性率が比較的大きい場合、低温定着性を発揮させるために樹脂(b)を主成分とする表面層(B)の量を比較的少なくすることが好ましい。このとき耐オフセット性は結着樹脂(a)で担うのが好ましい。
一方、G’130を低くするための方法としては、軟らかい樹脂(a)を用いる、具体的には比較的低分子量の線形の結着樹脂を用いる。一方、硬い樹脂(b)であれば樹脂(b)を少量にすることがあげられる。さらに、G’130を1.0×102Pa以上、1.0×104Pa以下とするためには、結着樹脂(a)として、線形のポリエステル樹脂に非線形(架橋型)のポリエステル樹脂を5質量%以上40質量%以下含有させたものを用いることが挙げられる。
曲線3において、40℃より高く100℃以下の温度範囲に樹脂(b)が極大値を有するためには、樹脂(b)のガラス転移温度を40℃乃至100℃にすることで可能になる。
該樹脂(b)の温度Tp’における損失弾性率G”(G”(Tp’))は、106Pa以上、1010Pa以下であることが好ましい。G”(Tp’)が上記範囲内である場合には、トナーの耐熱保存性がより良好となる。
Tp’とTpとが、上記の関係を満たす場合、より良好な耐熱保存性、定着性が得られる。
シャープメルトとは、温度に対するG”またはG’の変化が大きいことを意味する。樹脂(b)のシャープメルトの度合いをあらわす指標として、G”(Tp’+25℃)に対するG”(Tp’+5℃)の比G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)を定義する。この値が大きいほど、樹脂(b)はシャープメルトであることを意味する。(ただし、G”(Tp’+5℃)は、温度Tp’より5℃高い温度における樹脂(b)の損失弾性率、G”(Tp’+25℃)は、温度Tp’より25℃高い温度における樹脂(b)の損失弾性率をそれぞれ表す)。比G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)は100より大きいことが好ましく、より好ましくは1000より大きいことであり、更に好ましくは3000より大きいことである。一方、トナーを製造する観点から、比G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)は、20000より小さいことが好ましく、10000より小さいことがより好ましい。
トナー母粒子(A)100質量部に対する表面層(B)の量が1.0質量部以上の場合、カプセル型の構造形成が良好となり、コアが露出をより良好に抑えることができる。その結果、耐熱保存性の低下をより良好に抑制できる。また、トナーの合一を防ぎ、粒度分布のシャープなトナーが得られるようになる。
一方、トナー母粒子(A)100質量部に対する表面層(B)の量が15.0質量部以下であれば、トナーの粒径制御が容易となる。
ポリエステル樹脂は、軟化点、ガラス転移温度、分子量分布などといった粘弾性にかかわる物性を制御しやすく、温度Tpをコントロールしやすい。またシャープメルト性に優れる。結着樹脂(a)の主成分にポリエステル樹脂を用いることで、定着温度を下げることができ、低温で高グロスであり、定着時に十分溶融して混ざりやすく、発色性に優れたカラートナーを提供することが可能である。
さらに、樹脂(b)がエステル結合を有する樹脂、たとえばポリエステル樹脂や他の結合を有するエステル系樹脂であることによって、所望の粘弾性特性を得やすい。
本発明においては、表面層(B)を、上記樹脂(b)を含有する樹脂微粒子によって形成させることよって、粒度分布がシャープなトナー粒子を得ることが可能である。さらに、表面層(B)を、上記樹脂(b)を含有する樹脂微粒子によって形成させることよって、トナー粒径をコントロールしやすくなる。本発明においては、上記観点から樹脂(b)は、エステル結合を含有するイソシアナート系化合物を用いるのが特に好ましい。
40.0℃≦Tg(0.5)≦60.0℃
2.0℃≦Tg(4.0)−Tg(0.5)≦10.0℃
(式中、Tg(0.5)は、昇温速度0.5℃/minで得られたガラス転移温度、Tg(4.0)は昇温速度4.0℃/minで得られたガラス転移温度を表す。)
Tg(4.0)−Tg(0.5)が2.0℃以上である場合、特に良好なカプセルが形成されていることを意味し、優れた耐熱保存性が得られ、保存時、ワックス、着色剤に係る課題が発生するのを良好に抑制することができる。一方、Tg(4.0)−Tg(0.5)が10.0℃以下である場合、定着時、定着ニップにおいてワックスの染み出しが適度となり、良好な低温定着性が得られ、定着部材への巻きつきの発生を抑制できる。また、Tg(4.0)−Tg(0.5)のより好ましい範囲は、2.5℃以上、8.0℃以下である。
尚、Tg(4.0)−Tg(0.5)の値は、表面層(B)量、樹脂(a)と樹脂(b)に似た組成を用いることで調整可能である。
樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を分散させた水系媒体中に、少なくとも結着樹脂(a)、着色剤およびワックスを有機媒体中に溶解または分散させて得られた溶解物または分散物(油相)を分散させ、得られた分散液から溶媒を除去し乾燥することによって、トナー粒子を製造する方法である。ここで、上記樹脂微粒子は、エステル結合を含むジオール成分とジイソシアナート成分との反応物を含有する樹脂微粒子であることが好ましい。
上記方法においては、上記樹脂微粒子がトナー母粒子組成物の液状物(液状トナー組成物)を懸濁させる際の分散剤としても機能しており、該方法で製造することにより、トナー母粒子表面への凝集工程などを必要とせず、より簡便な手法で本発明に用いられるカプセル型のトナー粒子を得ることができる。
上記考察より、本発明においては、トナー母粒子(A)を構成する結着樹脂(a)はポリエステル樹脂を主成分とする樹脂であり、表面層(B)は少なくともジオール成分とジイソシアナート成分との反応物を含有する樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を用いて形成することが好ましい。
<1> 結着樹脂(a)、着色剤、及びワックス、その他必要に応じて用いるトナー組成物を溶融混練後、粉砕、必要に応じて球形化、分級工程を加えたいわゆる粉砕法。
<2> 水性媒体中で目的とするトナー粒径より小さな微粒子を水溶性塩やpH、温度、攪拌速度などのコントロールにより所望の粒径に凝集させ、その後融着・熟成することによるいわゆる乳化凝集法。
<3> 結着樹脂(a)、着色剤、及びワックス、その他必要なトナー組成物を有機溶媒中に溶解・分散した組成物(油相)を水性媒体中にてトナー粒径に懸濁させ、その後有機溶媒を除去することによって得られる溶解懸濁法。
<1> 水系媒体中に、トナー母粒子(A)および表面層(B)を形成する物質を微粒子状に分散させ、その後該トナー母粒子(A)表面に表面層(B)を形成する微粒子を凝集、吸着させるいわゆる湿式外添方法。
<2> トナー母粒子(A)と表面層(B)を形成する物質の紛体状のものを乾式で攪拌することにより、トナー母粒子(A)表面に機械的に表面層(B)を固着するいわゆる乾式外添方法。
本発明においては、上記カプセル型のトナー粒子を一段階で製造できる簡便な方法であり、かつ高画質の観点から球形で小粒径かつ粒度分布がシャープであるトナーを簡便に得る方法を用いることが好ましい。該方法として、トナー母粒子(A)を「溶解懸濁法」によって調製し、樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を分散剤として用いることにより表面層(B)を形成する方法が好ましい。
溶解懸濁法において、結着樹脂等を溶解させる有機媒体として使用できる溶剤としては、以下のものがあげられる。
酢酸エチル、キシレン、ヘキサンの如き炭化水素系溶剤;塩化メチレン、クロロホルム、ジクロルエタンの如きハロゲン化炭化水素系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルの如きエステル系溶剤;ジエチルエーテル如きエーテル系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサンの如きケトン系溶剤。
アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブ)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン)。
これは造粒中の液滴安定性を高め、水相と油相とをより懸濁しやすくするためである。
主な界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤があげられ、トナー粒子形成の際の極性に合わせる形で任意に選択可能であり、例えば、以下のものが挙げられる。
アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステルの如きアニオン界面活性剤;アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリンの如きアミン塩型、アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩の如き四級アンモニウム塩型のカチオン界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤;アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインの如き両性界面活性剤。
アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸または無水マレイン酸の如き酸類;アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドの如き水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体;ビニルアルコール;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテルの如きビニルアルコールとのエ一テル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニルの如きビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類;アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド或いはこれらのメチロール化合物;アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドの如き酸クロライド類;ピニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンの如き窒素原子又は複素環を有するもののホモポリマー又は共重合体;ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステルの如きポリオキシエチレン系;メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースの如きセルロース類。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、溶解洗浄除去する方がトナーの帯電面から好ましい。
本発明において、上記分散安定剤を使用するのは次の理由による。即ち、トナー母粒子(A)の主成分である結着樹脂が溶解した有機媒体は高粘度のものである。そこで、高剪断力で有機媒体を微細に分散して形成された油滴の周囲を分散安定剤が囲み、油滴同士が再凝集するのを防ぎ、安定化させる為である。
分散安定剤としては、無機分散安定剤、及び有機分散安定剤が使用でき、無機分散安定剤の場合は、分散後に粒子表面上に付着した状態でトナー粒子が造粒されるので溶媒と親和性がない塩酸の如き酸類によって除去ができるものが好ましい。例えば、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、炭化水素ナトリウム、炭化水素カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドロキシアパタイト、三リン酸カルシウムが使用できる。
回転羽根を有する攪拌装置としては、特に制約はなく、乳化機、分散機として汎用のものであれば使用可能である。
例えば、以下のものが挙げられる。ウルトラタラックス(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー(特殊機化工業(株)製)、エバラマイルダー(荏原製作所(株)製)、TKホモミックラインフロー(特殊機化工業(株)製)、コロイドミル(神鋼パンテック社製)、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機(三井三池化工機(株)製)、キャビトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工(株)製)の如き連続式乳化機、クレアミックス(エムテクニック社製)、フィルミックス(特殊機化工業(株)製)の如きバッチ式、もしくは連続両用乳化機。
分散時間としてはバッチ方式の場合は、通常0.1分以上5分以下である。分散時の温度としては、通常、温度10℃以上150℃以下(加圧下)、好ましくは温度10℃以上100℃以下である。
或いは、乳化分散体を乾燥雰囲気中に噴霧し、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー微粒子を形成し、合わせて水系分散剤を蒸発除去することも可能である。
その場合、乳化分散体が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガスまたは燃焼ガスを加熱した気体が挙げられ、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。
上記乳化分散体の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることができる。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、より好ましくは分級操作と同時に行うのが好ましい。
得られた乾燥後のトナー粒子の粉体は、離型剤微粒子、帯電制御性微粒子、流動化剤微粒子、着色剤微粒子等の異種粒子と必要に応じて混合される。更に、混合粉体に機械的衝撃力を与えることによって表面で固着化、融合化させ、得られる複合体粒子の表面からの異種粒子の脱離を防止する方法を用いることも可能である。
該製造方法においては有機溶媒を除去した後、更に加熱工程を設けることも可能である。
加熱工程を設けることで、トナー表面が平滑化され、球形化度を調節することができる。
アルコール成分としては、好ましくは炭素数2乃至8、より好ましくは炭素数2乃至6の脂肪族アルコールが挙げられる。
炭素数2乃至8の脂肪族アルコールとしては、以下のものが挙げられる。
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−ブテンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオールの如き直鎖系ジオール。
水素化ビスフェノールA、下記式(1)で表わされるビスフェノール誘導体および下記式(2)で示されるジオール類。
更に耐久性の観点から、アルキル系ジオールの含有量はアルコール成分中、30モル%以上であることが好ましく、より好ましくは50モル%以上である。
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸の如き芳香族多価カルボン酸;フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、コハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸の如き炭素数1乃至20のアルキル基または炭素数2以上20以下のアルケニル基で置換されたコハク酸の如き脂肪族多価カルボン酸;それらの酸の無水物およびそれらの酸のアルキル(炭素数1乃至8)のエステル。
カルボン酸成分は、帯電性の観点から、芳香族多価カルボン酸化合物が含有されていることが好ましく、芳香族多価カルボン酸化合物の含有量は、カルボン酸成分中、30モル%以上が好ましく、50乃至100モル%がより好ましい。
また、原料モノマー中には、3価以上の多価アルコールおよび/または3価以上の多価カルボン酸化合物が含有されていてもよい。
本発明で用いる樹脂(b)は、トナー化した場合に該トナーが上記粘弾性特性を満たすような樹脂であることが必要である。
樹脂(b)としては、例えば、エステル結合を有する樹脂やウレタン結合を有する樹脂を用いることができるが、上述した如く、エステル結合を有する樹脂であることが特に好ましい。エステル結合を有する樹脂とは、ポリエステル樹脂を単独で含有する樹脂であってもよいし、ポリエステル樹脂がウレタン結合でつながった分子構造の樹脂(ポリエステル含有ウレタン)を含有する樹脂であってもよい。樹脂(b)に用いることのできるポリエステル樹脂としては、結着樹脂(a)に用いることのできるポリエステル樹脂と同じ樹脂を用いることができるが、結着樹脂(a)より若干硬くする必要がある。樹脂(b)が所望の粘弾性を得るために、樹脂(b)はポリエステル含有ウレタンであることが好ましい。
さらに、樹脂(b)がポリエステル含有ウレタンである場合、ジオール成分としては、重合体ジオールを用いることが好ましい。重合体ジオールとは、2つのOH基にはさまれる部分の構造が重合体構造を有しているものであり、両末端にアルコール性水酸基を有するポリエステルであることがより好ましい。更には、重合体ジオールの重合体構造がポリエステル構造であって、そのポリエステル骨格と、前記結着樹脂(a)を構成するポリエステル樹脂のポリエステル骨格に関し、酸成分及び/又はアルコール成分の主成分とが同じであることが好ましい。これは、樹脂(b)を主成分にする表面層(B)とトナー母粒子(A)の親和性が上がるためであり、結果、トナーの耐久性を向上させることができる。
[NCO]/[OH]が1.0以下であれば、イソシアナート成分どうしの架橋反応を抑制することができ、樹脂(b)のG”ピーク温度を低く抑えることができる。その結果、Tp’≦Tp+30℃の関係を満足するようにコントロールしやすく、また、Tp’を100℃以下としやすい。一方、[NCO]/[OH]が0.5以上であれば、Tp<Tp’の関係を満足するようにコントロールしやすい。モル数計算に用いる分子量は、ジオールに重合体ジオールを用いる場合、後述する方法によって求めた数平均分子量とする。
本発明において用いることのできる重合体ジオールとしては、以下のものが挙げられる。炭素数2以上18以下のジオールと炭素数2以上16以下(カルボキシル基の炭素を除く)のジカルボン酸とから得られるポリエステル構造を有するジオール。炭素数2以上12以下の繰り返し単位を持つポリエーテル構造を有するジオール。またこれらの混合物。これらは側鎖を有していてもよい。
例えば、以下を挙げることができる。アジピン酸と1,4−ブタンジオール(モル比1:1)から得られるポリエステル樹脂。1,3−プロパンジオール、エチレングリコール、1,4−ブタンジオールをそれぞれ50モル%、40モル%、10モル%の混合物とテレフタル酸、イソフタル酸の等モル混合物から得られた数平均分子量約2000のポリエステル樹脂。
<1> 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、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールなどのアルキレングリコール。上記アルキレン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。本発明においては分岐構造のアルキレングリコールも好ましく用いることができる。
<2> ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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エーテルグリコールなどのアルキレンエーテルグリコール。
<3> 1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAの如き脂環式ジオール。
<4> ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSの如きビスフェノール類。
<5> 上記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、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド)付加物。
<6> 上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド)付加物。
<7> ポリε−カプロラクトンジオールの如きポリラクトンジオール、ポリブタジエンジオール。
本発明で用いることのできるジアミンとしては、以下のものが挙げられる。
ジアミノエタン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノヘキサンの如き飽和炭化水素ジアミン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジアミン、IPDA)、4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、アミノエチルエタノールアミン、ヒドラジン、ヒドラジン水和物。
樹脂(b)の調製において、1分子内に3つ以上のアミノ基を有する化合物(トリアミン)は用いないことが好ましい。
炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6以上20以下の芳香族ジイソシアナート、炭素数2以上18以下の脂肪族ジイソシアナート、炭素数4以上15以下の脂環式ジイソシアナート、炭素数8以上15以下の芳香族炭化水素ジイソシアナートおよびこれらのジイソシアナートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物)、並びにこれらの2種以上の混合物。
1,3−フェニレンジイソシアナート、1,4−フェニレンジイソシアナート、2,4−トリレンジイソシアナート、2,6−トリレンジイソシアナート(TDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)、1,5−ナフチレンジイソシアナート、m−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアナートおよびp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアナート。
エチレンジイソシアナート、テトラメチレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、リジンジイソシアナート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエートの如き脂肪族ジイソシアナート。
イソホロンジイソシアナート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアナート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアナート、メチルシクロヘキシレンジイソシアナート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアナート、2,6−ノルボルナンジイソシアナート。
m−キシリレンジイソシアナート、p−キシリレンジイソシアナート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアナート(TMXDI)。
そのなかでも樹脂(b)の製造のしやすさ、所望の粘弾性を有する樹脂(b)を得やすいという点で、本発明ではイソホロンジイソシアナートを用いるのが好ましい。
本発明で用いる樹脂微粒子の粒径は、数平均粒径が10nm以上150nm以下であることが好ましい。樹脂微粒子の粒径が大きい場合、膜状の表面層(B)を形成させるためにはより多くの樹脂微粒子を必要とする。一方、樹脂微粒子の粒径が小さい場合、比較的少量で十分な表面層(B)を形成することができる。樹脂微粒子の粒径が比較的大きい場合、トナー粒子を加熱あるいは溶剤に膨潤させることで、表面層を膜化し、カプセル化することが好ましい。
上記数平均粒径が10nm以上であれば、トナー粒子を水系にて製作する場合であっても、カプセル構造の形成が容易となる。
樹脂微粒子の数平均粒径が150nm以下であれば、表面層が厚くなってしまうことを抑制できる。また、本発明のトナー粒子を水系媒体中にて得る場合には、水系媒体中における分散性を良好に維持でき、粒子同士の合一や、異形状の粒子の発生を抑制できる。
ここで、樹脂微粒子を分散剤として用いるためには、樹脂微粒子自体の水系媒体における分散性(自己乳化性)も、トナー粒子の製造において重要なパラメータとなる。
発明者らは、このジオール成分とジイソシアナート成分との反応物を含有する樹脂微粒子の分散性について鋭意検討した結果、側鎖にカルボキシル基、スルホン酸基といった塩構造をとり得る構造を存在させることで、ジオール成分とジイソシアナート成分との反応物の水系での分散性が飛躍的に向上し、トナーの造粒性が向上することを発見した。
上記表面層(B)をジオール成分とジイソシアナート成分との反応物を含有する樹脂微粒子によって形成させる場合において、該樹脂微粒子を水系媒体中に分散させて分散剤として用いるのが好ましいが、この場合樹脂微粒子の水系媒体中での分散性も重要である。
上述した側鎖にカルボキシル基を持つジオール化合物として例えば、以下のものがあげられる。
ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸、ジメチロールペンタン酸の如きジヒドロキシルカルボン酸類およびその塩。
なお、カルボキシル基含有ジオールとスルホン酸基ジオールでは、カルボキシル基含有ジオールの方が、汎用性が高いため、カルボキシル基含有ジオールを主として用いることが好ましい。
上記カルボキシル基含有ジオール及び/又はスルホン酸基含有ジオールは、ジオール成分とジイソシアナート成分との反応物を形成するモノマーのうち、10モル%以上50モル%以下、より好ましくは20モル%以上30モル%以下含まれていることが好ましい。該ジオールが10モル%より少ない場合には樹脂微粒子の分散性が悪くなり造粒性が著しく損なわれる場合がある。また50モル%より多い場合には、場合によってジオール成分とジイソシアナート成分との反応物が水系媒体中に溶解してしまい分散剤として十分な機能を果たせなる場合がある。
またジオール成分とジイソシアナート成分との反応物の側鎖にカルボキシル基という極性の基が存在することにより、酢酸エチルへの溶解性を下げる効果もある。カルボキシル基含有ジオールが上記よりも少ない場合には、ジオール成分とジイソシアナート成分との反応物の分子量や組成によっては酢酸エチルへ溶解する可能性がある。
この時、上述したように公知の界面活性剤や分散剤を用いることもできるし、樹脂微粒子を構成する樹脂に自己乳化性を持たせることもできる。
酢酸エチル、キシレン、ヘキサンの如き炭化水素系溶剤、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロルエタンの如きハロゲン化炭化水素系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルの如きエステル系溶剤、ジエチルエーテルの如きエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサンの如きケトン系溶剤、メタノール、エタノール、ブタノールの如きアルコール系溶媒。
すなわち、本発明においてはイソシアナート基を有するプレポリマーと必要に応じてその他に必要な成分を、上記の溶媒のうちアセトンやアルコールといった水への溶解度が高い溶媒中に溶解あるいは分散する。次いで、これを水に投入することにより、該イソシアナート基を有するプレポリマー系を急速に分散する。該分散液に、上記活性水素基を持つ化合物を投入して、所望の物性を持ったジオール成分とジイソシアナート成分との反応物を製造する方法を好適に用いることができる。
上記ワックスとしては、公知のものが使用でき、例えば、以下のものが挙げられる。
ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスの如きポリオレフィンワックス;パラフィンワックス、サゾールワックスの如き長鎖炭化水素;カルボニル基含有ワックス。
これらのうち好ましいものは、カルボニル基含有ワックスである。
カルボニル基含有ワックスとしては、カルナバワックス、モンタンワックス、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオール−ビス−ステアレートの如きポリアルカン酸エステル;トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートの如きポリアルカノールエステル;エチレンジアミンジベヘニルアミドの如きポリアルカン酸アミド;トリメリット酸トリステアリルアミドの如きポリアルキルアミド;及びジステアリルケトンの如きジアルキルケトンが挙げられる。
本発明において、トナー母粒子(A)100質量部に対するワックスの含有量は、好ましくは2.0質量部以上20.0質量部未満、より好ましくは2.5質量部以上15.0質量部未満である。
ワックスの含有量が2.0質量部以上であれば、トナーの離型性を十分に保つことができる。また、ワックスの含有量が20.0質量%未満であれば、トナー表面へのワックスの露出を良好に抑制でき、トナーの流動性の低下を抑制することができる。結果、高精細な画像が得られるようになり、また、より良好な耐熱保存性を得ることができる。
<1> 有機溶剤中でワックスを溶融、溶解した後にワックスを溶剤中に析出させ、必要に応じて機械的に分散することで、予めワックスの有機溶剤中での分散液を調製する方法。
<2> 少なくとも有機溶剤と結着樹脂(a)と着色剤とを含む油相中でワックスを溶融・溶解させて造粒し、その後冷却することでトナー母粒子(A)中に導入する方法。
<3> ワックス粉体を機械的に粉砕して用いる方法。
本発明のカラートナーにおいては、トナー母粒子(A)中に、より均一にワックスを分散させる為にワックス分散剤を用いることも好ましい形態の一つである。ワックス分散剤としては、特に限定されるものではなく、公知の如何なるワックス分散剤を用いることができる。
さらに、油相を水相へ添加する直前に、油相中の凝集したワックスをほぐすことを目的として、油相に対して超音波分散を施すことが好ましい。この際、油相の温度を、ワックスの融点以下および溶剤の沸点以下に保つことが好ましい。
また、同時に油相中の凝集した着色剤をほぐすことも可能である。ワックスおよび、顔料分散性に優れたトナーを調製することが可能となる。
超音波を与える装置としては公知のものが使用できる。
イエロー色に好適な着色剤としては、顔料或いは染料を用いることができる。
顔料としては、例えば、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、17、23、62、65、73、74、81、83、93、94、95、97、98、109、110、111、117、120、127、128、129、137、138、139、147、151、154、155、167、168、173、174、176、180、181、183、191;C.I.バットイエロー1、3、20。染料としては、例えば、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントイエロー19、44、77、79、81、82、93、98、103、104、112、162。これらは単独或いは2種類以上を併用することが可能である。
顔料としては、例えば、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド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、48:2、48:3、48:4、49、50、51、52、53、54、55、57、57;1、58、60、63、64、68、81、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、144、146、150、163、166、169、177、184、185、202、206、207、209、220、221、238、254;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。染料としては、例えば、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、52、58、63、81、82、83、84、100、109、111、121、122;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8,13,14,21,27;C.I.ディスパースバイオレット1の如き油溶染料;C.I.ベーシックレッド1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39,40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28の如き塩基性染料。これらは単独或いは2種類以上を併用することが可能である。
顔料としては、例えば、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45。染料としては、例えば、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントブルー25、36、60、70、93、95。これらは単独或いは2種類以上を併用することが可能である。
トリフェニルメタン系染料、含金アゾ錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、サリチル酸金属塩およびサリチル酸誘導体の金属塩。
さらに具体的には、例えば、以下のものが挙げられる。含金属アゾ染料のボントロンS−34、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、第四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、第四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)。
この無機微粒子の一次粒子径は、5nm以上2μm未満であることが好ましく、特に5nm以上500nm未満であることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20m2/g以上500m2/g未満であることが好ましい。
この無機微粒子の使用割合は、トナー粒子100質量部に対し0.01乃至5質量部であることが好ましく、0.01質量部以上2.0質量部未満であることがより好ましい。これら無機微粒子は単独、若しくは複数種を併用することができる。
無機微粒子の具体例としては、例えば、以下のものがあげられる。シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素。
この他に高分子系微粒子、例えばソープフリー乳化重合や懸濁重合、分散重合によって得られるポリスチレン、メタクリル酸エステルやアクリル酸エステル共重合体やシリコーン、ベンゾグアナミン、ナイロンの如き重縮合系、熱硬化性樹脂による重合体粒子も好適な例として挙げられる。
好ましい表面処理剤として、以下のものがあげられる。
シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル。
上記ポリマー微粒子は比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01μm以上1μm以下のものが好ましい。
磁性キャリアとしては、平均粒子径20μm以上70μm未満のフェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリアの如き従来から公知のものが使用できる。
D4が3.0μm以上であれば、長時間の使用後においてもトナーのチャージアップを抑制でき、濃度が低下を良好に抑制することができる。また、D4が10.0μm未満であれば、ライン画像を出力する場合においても飛び散りやボタ落ちを抑制でき、より良好な細線再現性を得られる。
SF−1値が140未満であれば、良好な転写特性が得られ、高い品質の画像を得ることができる。
溶解懸濁法によってトナー粒子を製造する場合には、有機溶媒を除去した後、更に加熱工程を設けることも可能である。加熱工程を設けることで、トナー表面を平滑化でき、球形化度を調節することができる。
<トナーの動的粘弾性の測定方法>
(1)損失弾性率(G”)の測定方法及び上述Tp、Ts、及びG”(Ts)の求め方
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 :直径7.9mm、セレイテッド型のパラレルプレートを使用
・測定試料 :トナーを、加圧成型機を用い直径約8mm、高さ約2mmの円柱状試料を作製する(常温で1分間15kN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。
セレイテッド型のパラレルプレートを80℃に温調し、該円柱状試料を加熱溶融させ鋸歯を食い込ませ、axial forceが30(g重)を超えないように垂直方向に荷重をかけ、セレイテッド型のパラレルプレートに固着させる。このとき試料の直径がパラレルプレートの直径と同じになるよう、スチールベルトを用いてもよい。測定開始温度30.00℃まで1時間かけてセレイテッド型のパラレルプレートおよび該円柱状試料を徐冷する。
・測定周波数 :6.28ラジアン/秒
・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200℃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、データ収集および解析ソフト)(Rheometrics Scientific社製)へ、インターフェースを通じてデータ転送する。
上記の測定によって、図1の(1−1)に示されるような曲線1が得られる。
得られた曲線1をもとに、温度Tにおける2回微分の値を以下のようにして求めることができる。
先ず、隣り合う測定温度2点(温度(T−1)と温度(T))の測定データ間の傾きΔ1を求める。
Δ1={logG”(T)−logG”(T−1)}/{T−(T−1)}
=logG”(T)−logG”(T−1)
このΔ1を2点の中間の温度(T−0.5)における1回微分データとする。
また、同様にして、次に隣り合う測定温度2点(温度(T)と温度(T+1))の中間の温度(T+0.5)における測定データ間の傾きΔ2は以下のようになる。
Δ2={logG”(T+1)−logG”(T)}/{(T+1)−T}
=logG”(T+1)−logG”(T)
このΔ2を温度(T+0.5)における1回微分データとする。
次に、温度(T−0.5)における1回微分データΔ1と温度(T+0.5)における1回微分データΔ2との2点間の傾き(Δ’)を計算する。
Δ’=(Δ2−Δ1)/{(T+0.5)−(T−0.5)}
=Δ2−Δ1
=log〔{G”(T+1)×G”(T−1)}/G”(T)2〕
このΔ’を温度Tにおける2回微分データとする。
上記の如くして、logG”の温度による2回微分の値を計算し、曲線2を得る。該曲線2において、温度Tp(曲線1において最大値を示す温度)以上100℃未満の範囲内に、logG”を温度で2回微分した値の極小値のうち最小値となる温度Tsを求める。これにより、G”(Ts)が決まる。尚、本測定においては、得られた曲線2の形状を考慮して、曲線の基本的な形状から大きく外れるようなピーク関しては、ノイズと判断し、ピークとは見なさない。
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。結着樹脂の酸価はJIS K 0070−1966に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、「フェノールフタレイン溶液」を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mlの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとする。炭酸ガスに触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、「水酸化カリウム溶液」を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。標定はJIS K 0070−1996に準じて行う。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した結着樹脂の試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(B−C)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)
C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
樹脂のTHF可溶分の分子量分布は、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、樹脂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「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置 :HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム :Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
本発明に於けるTgの測定方法は、DSC Q1000(TA Instruments社製)を用いて以下の条件にて測定を行い、図2に示すオンセット値をTgとした。
《測定条件》
・ モジュレーションモード
・ 昇温速度:1)結着樹脂 0.1℃/min
2)トナー 0.5℃/min、或いは、4.0℃/min
・ モジュレーション温度振幅:±1.0℃/min
・ 測定開始温度:25℃
・ 測定終了温度:130℃
昇温は1度のみ行い、「Reversing Heat Frow」を縦軸にとることでDSCカーブを得、図2に示すオンセット値を本発明のTgとした。
動的光散乱法(ドップラー散乱光解析)を原理とするマイクロトラック粒度分布測定装置UPA(model9230)(日機装社製)を用いた。0.001μm以上10μm未満のレンジ設定で測定を行い、数平均粒子径(nm)を本発明の樹脂微粒子の粒子径とした。詳細は日機装株式会社発行の取扱説明書(書類No.T15−490A00)に記載されており、それに従った。測定条件は下記のとおり。
Particle Materail:Latex(屈性率1.59)
Fluid:water(屈性率1.33)
Signal Level:0.10〜1.00になるよう濃度調整
測定時間:180秒
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出した。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行った。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・プロピレングリコール 858質量部(11.3モル部)
・テレフタル酸ジメチルエステル 873質量部(4.5モル部)
・アジピン酸 219質量部(1.5モル部)
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて反応させ、軟化点が90℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、線形ポリエステル樹脂である結着樹脂(a)−1を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・1,3−プロパンジオール 860質量部(11.3モル部)
・テレフタル酸ジメチルエステル 776質量部(4.0モル部)
・アジピン酸 292質量部(2.0モル部)
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて反応させ、軟化点が90℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、線形ポリエステル樹脂である結着樹脂(a)−2を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・1,4−ペンタンジオール 1198質量部(11.5モル部)
・テレフタル酸ジメチルエステル 951質量部(4.9モル部)
・アジピン酸 234質量部(1.8モル部)
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて反応させ、軟化点が90℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、線形ポリエステル樹脂である結着樹脂(a)−3を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・プロピレングリコール 799質量部(10.5モル部)
・テレフタル酸ジメチルエステル 815質量部(4.2モル部)
・アジピン酸 263質量部(1.6モル部)
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて1時間反応させた。ついで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸173質量部(0.9モル部)を加え、常圧密閉下2時間反応後、220℃常圧で反応させ、軟化点が180℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、非線形ポリエステル樹脂である結着樹脂(a)−4を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・1,4−ブタンジオール 928質量部(10.3モル部)
・テレフタル酸ジメチルエステル 776質量部(4.0モル部)
・アジピン酸 292質量部(2.0モル部)
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて1時間反応させた。ついで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸115質量部(0.6モル部)を加え、常圧密閉下2時間反応後、220℃常圧で反応させ、軟化点が180℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、非線形ポリエステル樹脂である結着樹脂(a)−5を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・プロピレングリコール 761質量部(10.0モル部)
・テレフタル酸ジメチルエステル 815質量部(4.2モル部)
・アジピン酸 584質量部(4.0モル部)
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて1時間反応させた。ついで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸211質量部(1.1モル部)を加え、常圧密閉下2時間反応後、220℃常圧で反応させ、軟化点が180℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、非線形ポリエステル樹脂である結着樹脂(a)−6を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・1,5−ヘキサンジオール 1241質量部(10.5モル部)
・テレフタル酸ジメチルエステル 873質量部(4.5モル部)
・アジピン酸 219質量部(1.5モル部)
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて反応させ、軟化点が80℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、線形ポリエステル樹脂である結着樹脂(a)−7を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記材料を投入した。
・スチレン 320質量部
・n−ブチルアクリレート 146質量部
・メタクリル酸 11質量部
更に、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)8質量部を投入し、60℃で8時間重合を行い、150℃まで昇温させ反応容器から取り出した。室温まで冷却した後、粉砕、粒子化し、線形ビニル樹脂である結着樹脂(a)−8を得た。得られた樹脂の物性を表1に示す。
<樹脂微粒子1の分散液の調製>
温度計、撹拌機を備えたオートクレーブ中に、下記材料を仕込み、200℃で120分間加熱してエステル交換反応を行った。
・ジメチルテレフタレート 116質量部
・ジメチルイソフタレート 66質量部
・無水トリメリット酸 3質量部
・プロピレングリコール 120質量部
・1,4−ブタンジオール 60質量部
・テトラブトキシチタネート 0.1質量部
ついで反応系を220℃まで昇温し、系の圧力を8mmHg、60分間反応を続け、ポリエステル樹脂1(酸価:13mgKOH/g、水酸基価:56mgKOH/g、数平均分子量:1100)を得た。
・上記ポリエステル樹脂1(重合体ジオール) 240質量部
・ジメチロールプロパン酸 28質量部(0.21モル部)
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
84質量部(0.33モル部)
上記材料をアセトン500質量部に溶解し、ついで、
・イソホロンジイソシアナート 220質量部(0.99モル部)
を添加し60℃で4時間反応させた。上記反応物にジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するためトリエチルアミン21質量部(0.21モル部)を投入し攪拌した。上記アセトン溶液をイオン交換水1500質量部に攪拌しながら滴下し、乳化させた。ついで水320質量部、エチレンジアミン9質量部(0.15モル部)、n−ブチルアミン6質量部(0.08モル部)を加え50℃で4時間反応し、固形分比が13%になるようイオン交換水で希釈し、樹脂微粒子1の分散液を得た。
分散液中における樹脂微粒子1の数平均粒子径は43nmだった。樹脂微粒子1の分散液を常温乾燥させ、樹脂微粒子1の粘弾性を測定したところ、Tp’=70℃、G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)=3900となった。得られた樹脂微粒子の物性を表2に示す。
温度計、撹拌機を備えたオートクレーブ中に、下記材料を仕込み190℃で120分間加熱してエステル交換反応を行った。
・ジメチルテレフタレート 116質量部
・ジメチルイソフタレート 66質量部
・5−ナトリウムスルホイソフタレートメチルエステル 3質量部
・無水トリメリット酸 5質量部
・プロピレングリコール 150質量部
・テトラブトキシチタネート 0.1質量部
ついで反応系を220℃まで昇温し、系の圧力を8mmHg、60分間反応を続け、ポリエステル樹脂2(酸価:11mgKOH/g、水酸基価:53mgKOH/g、数平均分子量:1000)を得た。
40質量部の上記ポリエステル樹脂2、15質量部のメチルエチルケトン、10質量部のテトラヒドロフランを80℃にて混合して、溶解した。その後、該樹脂溶液を撹拌しながら、80℃の水60質量部を添加し、ポリエステル樹脂の水系分散体を得た。更に、固形分比が13%になるようイオン交換水で希釈し、樹脂微粒子2の分散液を得た。
分散液中における樹脂微粒子2の数平均粒子径は57nmだった。樹脂微粒子2の分散液を常温乾燥させ、樹脂微粒子2の粘弾性を測定したところ、Tp’=72℃、G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)=5700となった。得られた樹脂微粒子の物性を表2に示す。
・イオン交換水 100質量部
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製) 20質量部
上記材料を密閉できる反応容器に投入し、攪拌羽を用いて500rpmで攪拌しているところに、
・スチレン 90質量部(0.87モル部)
・メタクリル酸 50質量部(0.57モル部)
・ブチルアクリレート 10質量部(0.08モル部)
上記モノマーの混合液を1時間かけて滴下した。さらにイオン交換水400質量部および2%過硫酸カリウム水溶液100gを投入し容器内を90℃に昇温し30分保温した。次いで、2%過硫酸カリウム水溶液540gを上記反応容器に接続した滴下装置内に充填し、前記反応容器内を攪拌羽根で100rpmに攪拌しているところへ、2%過硫酸カリウム水溶液を5時間かけて滴下し乳化重合を行った。滴下終了後更に30分攪拌を続けた後、室温まで冷却し、固形分比が13%になるようイオン交換水で希釈し、樹脂微粒子3の分散液を得た。
分散液中における樹脂微粒子3の数平均粒子径は55nmだった。さらに樹脂微粒子3の分散液を常温乾燥させ、樹脂微粒子3の粘弾性を測定したところ、Tp’=76℃、G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)=4300となった。得られた樹脂微粒子の物性を表2に示す。
・1,3−プロパンジオールを50モル%、エチレングリコールを40モル%、1,4−ブタンジオールを10モル%の割合で混合したアルコール混合物と、テレフタル酸を50モル%、イソフタル酸を50モル%の割合で混合した酸混合物から得られた数平均分子量約2000のポリエステル樹脂(酸価:2mgKOH/g、水酸基価:19mgKOH/g) 240質量部
・1,4−ヘキサンジオール 35質量部(0.30モル部)
・ジメチロールプロパン酸 30質量部(0.22モル部)
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
82質量部(0.32モル部)
上記材料をアセトン500質量部に溶解し、ついで
・トルエンジイソシアナート 236質量部(1.35モル部)
を添加し60℃で4時間反応させた。上記反応物にジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するためトリエチルアミン23質量部(0.22モル部)を投入し攪拌した。上記アセトン溶液をイオン交換水1500質量部に攪拌しながら滴下し、乳化させた。ついで水320質量部、エチレンジアミン11質量部(0.18モル部)、n−ブチルアミン6質量部(0.08モル部)を加え50℃で4時間反応し、固形分比が13%になるようイオン交換水で希釈し、樹脂微粒子4の分散液を得た。
分散液中における樹脂微粒子4の数平均粒子径は56nmだった。さらに樹脂微粒子4の分散液を常温乾燥させ、樹脂微粒子4の粘弾性を測定したところ、Tp’=89℃、G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)=1400となった。得られた樹脂微粒子の物性を表2に示す。
・1,3−プロパンジオールを50モル%、エチレングリコールを40モル%、1,4−ブタンジオールを10モル%の割合で混合したアルコール混合物と、テレフタル酸を50モル%、イソフタル酸を50モル%の割合で混合した酸混合物から得られた数平均分子量約2000のポリエステル樹脂(酸価:2mgKOH/g、水酸基価:19mgKOH/g) 95質量部
・1,4−ブタンジオール 20質量部(0.22モル部)
・ジメチロールプロパン酸 85質量部(0.63モル部)
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
5質量部(0.02モル部)
上記材料をアセトン500質量部に溶解し、ついで
・イソホロンジイソシアナート 250質量部(1.12モル部)
を添加し60℃で4時間反応させた。上記反応物にジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するためトリエチルアミン64質量部(0.63モル部)を投入し攪拌した。上記アセトン溶液をイオン交換水1500質量部に攪拌しながら滴下し、乳化させた。ついで水320質量部、エチレンジアミン9質量部(0.15モル部)、n−ブチルアミン6質量部(0.15モル部)を加え50℃で4時間反応し、固形分比が13%になるようイオン交換水で希釈し、樹脂微粒子5の分散液を得た。
分散液中における樹脂微粒子5の数平均粒子径は59nmだった。さらに樹脂微粒子5の分散液を常温乾燥させ、樹脂微粒子5の粘弾性を測定したところ、Tp’=136℃、G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)=800となった。得られた樹脂微粒子の物性を表2に示す。
・前記ポリエステル樹脂1 250質量部
・ネオペンチルグリコール 36質量部(0.35モル部)
・ジメチロールプロパン酸 119質量部(0.89モル部)
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
16質量部(0.06モル部)
上記材料をアセトン500質量部に溶解し、ついで
・イソホロンジイソシアナート 290質量部(1.30モル部)
を添加し60℃で4時間反応させた。上記反応物にジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するためトリエチルアミン90質量部(0.89モル部)を投入し攪拌した。上記アセトン溶液をイオン交換水2510質量部に攪拌しながら滴下し、乳化させた。固形分比が13%になるようイオン交換水で希釈し、樹脂微粒子6の分散液を得た。
分散液中における樹脂微粒子6の数平均粒子径は45nmだった。樹脂微粒子6の分散液を常温乾燥させ、樹脂微粒子6の粘弾性を測定したところ、Tp’=65℃、G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)=7400となった。得られた樹脂微粒子の物性を表2に示す。
・1,9−ノナンジオール 180質量部(1.13モル部)
・ジメチロールプロパン酸 120質量部(0.90モル部)
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
19質量部(0.70モル部)
上記材料をアセトン500質量部に溶解し、ついで
・イソホロンジイソシアナート 350質量部(1.57モル部)
を添加し60℃で4時間反応させた。上記反応物にジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するためトリエチルアミン91質量部(0.90モル部)を投入し攪拌した。上記アセトン溶液をイオン交換水1500質量部に攪拌しながら滴下し、乳化させた。固形分比が13%になるようイオン交換水で希釈し、樹脂微粒子7の分散液を得た。
分散液中における樹脂微粒子7の数平均粒子径は44nmだった。樹脂微粒子7の分散液を常温乾燥させ、樹脂微粒子7の粘弾性を測定したところ、Tp’=79℃、G”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)=9800となった。得られた樹脂微粒子の物性を表2に示す。
温度計および攪拌羽根のついた反応容器中に、精製1号カルナバワックス(日本ワックス社製、融点72℃)50質量部、ワックス分散剤(東洋ペトロライト社製、セラマー1608)30質量部、酢酸エチル420質量部を投入し、78℃に加熱して十分溶解し、1時間かけて30℃まで冷却しワックスを微粒子状に晶析させた後、ビーズミルで湿式粉砕しワックス分散液1を得た。
耐熱ガラス瓶に、C.I.ピグメントブルー15:3 50質量部、顔料分散剤としてアジスパーPB−822(味の素社製)3質量部、酢酸エチル300質量部、直径1mmのガラスビーズ50質量部を投入し、常温を保ちながら10時間振とうした後、ナイロンメッシュでガラスビーズを分離し、着色剤分散液1を得た。
・結着樹脂(a)−1 80質量部
・結着樹脂(a)−4 20質量部
・ワックス分散液1 62質量部
・着色剤分散液1 37質量部
・酢酸エチル 89質量部
・トリエチルアミン 0.6質量部
上記をビーカーに投入し、ディスパー(特殊機化社製)にて2000rpmで3分間攪拌し、十分溶解させ、液状トナー組成物1を調製した。
液状トナー組成物2乃至7の調製は、液状トナー組成物1の調製において結着樹脂の種類と、仕込み比率を表3のように変えた以外は同様にして行った。
[トナー粒子1の作製]
水相調製前に、液状トナー組成物1中のワックスと顔料をほぐすために、液状トナー組成物を入れたビーカーに対して、氷水を張った超音波分散器(シャープ製UT−305HS)を用いて出力60%で5分間超音波をかけた。
(乳化および脱溶剤工程)
・イオン交換水 157質量部
・樹脂微粒子1の分散液 34質量部
(トナー母粒子(A)100質量部に対して、樹脂微粒子4質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 24質量部
・酢酸エチル 18質量部
上記材料を液状トナー組成物を入れたものとは別のビーカーに投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて2000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。TKホモミキサーの回転数を8000rpmまで上げて、前記液状トナー組成物1 160質量部を投入し1分間攪拌を続け、液状トナー組成物1を懸濁させた。
ビーカーに攪拌羽根をセットし100rpmで20分間攪拌し、ナス型フラスコに移しロータリーエバポレーターを用いて回転させながら、常温常圧で10時間かけて脱溶剤を行い、トナー粒子水分散液を得た。
上記のトナー粒子水分散液をろ過し、イオン交換水500質量部に投入しリスラリーとした後、系内を攪拌して塩酸を系内がpH4になるまで加えて、5分間攪拌した。再度上記のスラリーをろ過し、またイオン交換水200質量部を添加し5分間攪拌する操作を3回繰り返すことで、スラリー中に残存したトリエチルアミンを除去し、トナー粒子のろ過ケーキを得た。上記ろ過ケーキを減圧乾燥機にて常温で3日間乾燥し、目開き75μmのメッシュで篩い、トナー粒子1を得た。
次に、上記トナー粒子1 40質量部に対し、個数平均一次粒径20nmの疎水性シリカ(未処理のシリカ微粒子100質量部当りヘキサメチルジシラザン20質量部で疎水化処理)0.40質量部と、個数平均一次粒径120nmの単分散シリカ(ゾルゲル法により製造されたシリカ微粒子)0.60質量部をミルサーIFM−600DG(岩谷産業社製)にて混合攪拌(10秒攪拌、1分休みを1サイクルとし、4サイクル実施)し、トナー1を得た。トナー1の物性を表4に示す。
評価項目及び評価基準は以下の通りである。
本発明における耐熱保存性の評価方法について以下に述べる。3gのトナーを100mlのポリカップに入れ、50℃(±0.5℃以内)の恒温槽で3日間放置した後、目視および指の腹で触って評価した。
(評価基準)
A:変化がみられず、非常に優れた耐熱保存性を示す。
B:流動性が若干低下するものの、優れた耐熱保存性を示す。
C:凝集物が発生するが、実用上問題ない耐熱保存性を示す。
D:凝集物をつまむことができ、容易には崩れない。耐熱保存性に劣る。
フルカラー複写機CLC5000(キヤノン製)の定着器の改造機を用い、定着ユニットは手動で定着温度、通紙速度が設定できるように改造した状態で定着試験を行った。定着温度は、定着ローラ表面の温度を非接触温度計temperature hitester 3445(日置電機製)で測定した。通紙速度は定着ローラ径とデジタルタコメータHT−5100(小野測器製)による回転速度から計算した。
定着開始温度の評価用画像はCLC5000で、単色モードで常温常湿度環境下(23℃/60%)において、A4用紙(TKCLA4、81.4g/m2、キヤノン製)を用いて、紙上のトナー載り量を0.6mg/cm2になるよう現像コントラストを調整し、先端余白5mm、幅200mm、長さ40mmのベタ未定着画像を作製した。
常温常湿度環境下(23℃/60%)において、通紙速度を280mm/secに設定し、定着温度を90℃から順に5℃刻みで上記未定着画像を定着器に通し、180℃まで定着を行った。定着画像の後端から5cmの部分について、4.9kPaの荷重をかけつつ柔和な薄紙(例えば、商品名「ダスパー」、小津産業社製)により5往復摺擦し、摺擦前と摺擦後の画像濃度をそれぞれ測定して、下式により画像濃度の低下率ΔD(%)を算出した。尚、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。
このΔD(%)が1%未満のときの温度を定着開始温度とした。
ΔD(%)=(摺擦前の画像濃度−摺擦後の画像濃度)×100/摺擦前の画像濃度
(評価基準)
A: 定着開始温度が90℃乃至100℃
B: 定着開始温度が105℃乃至120℃
C: 定着開始温度が125℃乃至140℃
D: 定着開始温度が145℃以上
定着開始温度とは別の観点で低温定着性を評価した。低温での紙への密着のしやすさを以下の方法で評価した。前記定着開始温度の評価方法と同様にしてベタ未定着画像を作製し、同様にして定着画像を得た。ついで、定着画像を十字に折り曲げ、4.9kPaの荷重をかけつつ柔和な薄紙(例えば、商品名「ダスパー」、小津産業社製)により5往復摺擦した。図3に示すような十字の部分においてトナーが剥離し、紙の地肌が見えるサンプルを得る。ついで、800ピクセル/インチの解像度で512ピクセル四方の領域をCCDカメラで十字の部分を撮影した。閾値を60%に設定し画像を二値化し、トナーが剥離した部分は白部であり、白部の面積率を剥離率と定義した。白部の面積率が小さいほど、トナーは剥離しにくいことを表す。
この剥離率を定着温度ごとに測定し、横軸に定着温度、縦軸に剥離率をプロットし、滑らかに結んだ後、剥離率が10%のラインと交わる温度を剥離温度とした。
(評価基準)
A:剥離温度が90℃乃至110℃
B:剥離温度が115℃乃至130℃
C:剥離温度が135℃乃至155℃
D:剥離温度が160℃以上
定着開始温度の評価において得られた定着画像について、高温オフセット(定着画像が紙から定着ローラへ付着し、定着ローラが一回転して紙へ再付着する現象)が発生したかどうか評価した。
非画像部の画像濃度がベタ画像濃度の0.03倍以上の濃度を示した場合、オフセット発生とした。尚、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。
(評価基準)
A:180℃まで高温オフセットは発生せず。
B:180℃で高温オフセットが発生。
C:175℃、170℃で高温オフセットが発生。
D:165℃以下で高温オフセットが発生。
高画質の観点から、細線再現性の評価を行った。下記、耐久性評価で出力した画像のうち5000枚目について細線再現性を評価した。フルカラー複写機CLC5000(キヤノン製)の出力解像度は400dpiであり、2ピクセルの線幅は理論上127μmである。画像の線幅をマイクロスコープ(キーエンス製VK−8500)で測定し、これをd(μm)としたとき、細線再現性指数としてLを定義する。
L(μm)=|127−d|
Lは理論上の線幅127μmと、出力された画像上の線幅dとの差を定義したものである。dは127より大きくなる場合、小さくなる場合とがあるため、差の絶対値として表現している。Lが小さいほど優れた細線再現性を発揮する。
(評価基準)
A:Lが3μm未満。
B:Lが3μm以上10μm未満。
C:Lが10μm以上20μm未満。
D:Lが20μm以上。
耐久安定性評価は、プロセススピードを320mm/secに改造したフルカラー複写機CLC5000(キヤノン製)を用い、線幅2ピクセルの格子模様がA4用紙全面に印刷された画像(印字面積比率4%)を5万枚まで印刷し、画像上に汚れが発生した時点の枚数で判断した。
(評価基準)
A:5万枚印刷した時点で汚れが発生せず。
B:4万枚印刷した時点で汚れが発生。
C:2万枚印刷した時点で汚れが発生。
D:5千枚印刷した時点で汚れが発生。
実施例1において、液状トナー組成物1の代わりに液状トナー組成物2を用いた以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー2を得た。トナー2の物性および電子写真性能評価結果を表4に示す。
液状トナー組成物2は、Tgが38℃の線形構造のポリエステル樹脂を結着樹脂に用い、低温定着性の向上を狙った。その結果、トナー2のTpは38℃を示し、定着開始温度は90℃を示し、剥離温度は90℃を示し、優れた低温定着性を示した。しかし、良好な耐熱保存性をねらって樹脂微粒子を増量したが、Dレベルの耐熱保存性を示した。また、160℃で高温オフセットが発生し、耐オフセット性に劣る結果となった。
実施例1において、液状トナー組成物1の代わりに液状トナー組成物3を用いた以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー3を得た。トナー3の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
液状トナー組成物3は、Tgが67℃の架橋構造のポリエステル樹脂およびTgが41℃の線形構造のポリエステル樹脂を結着樹脂として用い、耐熱保存性の向上をねらった。その結果、トナー3はTp=63℃を示し、優れた耐熱保存性(Aレベル)を示した。しかし、定着開始温度は145℃、剥離温度は155℃となり、低温定着性に劣った結果となった。
実施例1において、樹脂微粒子1の代わりに樹脂微粒子5を用い、樹脂微粒子の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から6質量部に増量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー4を得た。トナー4の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。樹脂微粒子5は軟化点の高い樹脂(b)を主成分とし、Tp’=136℃である。硬く、薄皮の表面層の構造のカプセルトナーを製造し、低温定着性と耐熱保存性の両立をねらった。その結果、トナー4はTp=55℃を示し、Ts=136℃を示した。耐熱保存性は優れた結果(Aレベル)を示した。しかし、定着開始温度は115℃、剥離温度は165℃となり低温定着性に劣った結果となった。また、耐久安定性はCレベルを示した。
表面層に硬い樹脂微粒子を用いたことによって、定着開始温度と剥離温度との差が大きくなったものと思われる。これは表面層の溶融が不完全なためにトナーどうしが十分融合しておらず、定着が不完全な状態であるためと考えられる。
実施例1において、ウレタン含有系の樹脂微粒子1の代わりにビニル系の樹脂微粒子3(表2)を用い、樹脂微粒子の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から6質量部に増量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー5を得た。
トナー5の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。トナー5は、定着開始温度は90℃で優れた結果(Aレベル)、剥離温度は120℃(Bレベル)で良好な結果を示した。耐熱保存性に劣り(Cレベル)、また、初期の細線再現性は良好であったが、5千枚の時点で汚れが発生し、耐久安定性はDレベルを示し、耐久安定性が劣る結果となった。これは表面層(B)がビニル系の樹脂で構成され、表面層(B)とトナー母粒子(A)との密着性が十分でないため、カプセル化が不十分となり、過酷な印字条件に対応できなかったものと思われる。
また、トナー5のD4/D1は1.28であり、トナー1のD4/D1=1.11に対し劣る結果となった。この理由は定かではないが、ポリエステル系のトナー母粒子に対し、ビニル系の樹脂微粒子であることによって、トナー造粒時に互いの親和性が低下したためと考えられる。
以下に示すように粉砕法でトナーを製造した。
・結着樹脂(a)−4 1000質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 50質量部
・エステルワックス(融点65℃) 50質量部
上記材料をヘンシェルミキサーにより混合し、二軸押し出し機にて溶融混練を行った。この溶融混練物をハンマーミルにて粗砕して、1mmのメッシュパスの粗砕物を得た。さらにジェットミルにて微粉砕を行った後、多分割分級機による分級を行い、トナー粒子を製造した。ついで実施例1と同様にして外添処理を施してトナー6を得た。トナー6の温度−損失弾性率プロットにおいて得られる曲線1には、温度Tsが現れなかった。
トナー6の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。本比較例においては、トナー6に耐熱保存性を付与するため、結着樹脂として、Tgが65℃の架橋樹脂である結着樹脂(a)−4を用いた。その結果、良好な耐熱保存性(Bレベル)を示したが、定着開始温度は145℃、剥離温度は155℃となり、低温定着性に劣る結果となった。
以下の方法によって無機系分散剤を用いてトナーを造粒し、表面層(B)のない、トナー母粒子(A)のみのトナーを製造した。
[無機系水系分散媒体の調製]
イオン交換水709質量部に0.1mol/l−Na3PO4水溶液451質量部を投入し60℃に加温した後、TKホモミキサー(特殊機化工業製)で12,000rpmにて攪拌し、1.0mol/l−CaCl2水溶液67.7質量部を徐々に添加してCa3(PO4)2を含む無機系水系分散媒体を得た。
[乳化および脱溶剤工程]
・上記無機系水系分散媒体 200質量部
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 4質量部
・酢酸エチル 16質量部
上記材料をビーカーに投入し、TKホモミキサーにて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。TKホモミキサーの回転数を8000rpmまで上げて、前記液状トナー組成物1(170.5質量部)を投入し、3分間攪拌を続け、液状トナー組成物1を懸濁させた。ビーカーに攪拌羽根をセットし、200rpmで攪拌しながら系内を50℃に昇温し、ドラフトチャンバー内で10時間かけて脱溶剤を行い、トナー水分散液を得た。
[洗浄および乾燥工程]
上記のトナー水分散液をろ過し、イオン交換水500質量部に投入しリスラリーとした後、系内を攪拌して塩酸を系内がpH1.5になるまで加えてCa3(PO4)2を溶解させ5分間攪拌した。
再度上記のスラリーをろ過し、またイオン交換水200質量部添化し5分間攪拌する操作を3回繰り返すことで、系内に残存したトリエチルアミンを除去し、トナー粒子のろ過ケーキを得た。上記ろ過ケーキを温風乾燥機にて45℃で3日間乾燥し、目開き75μmのメッシュで篩い、トナー粒子を得た。ついで、実施例1と同様の外添処理を施し、トナー7を得た。実施例1と同様にして、カラートナーとしての性能を評価した。評価結果を表4に示す。
トナー7の温度−損失弾性率プロットにおいて得られる曲線1には、温度Tsが現れなかった。トナー7は耐熱保存性に劣る結果(Dレベル)だった。
実施例1において、液状トナー組成物1の代わりに液状トナー組成物6を用いた以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー8を得た。トナー8の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
トナー8は、優れた耐熱保存性を示し(Bレベル)、定着開始温度は110℃(Bレベル)、剥離温度は120℃(Bレベル)で良好な結果を示した。初期の細線再現性は良好であったが、耐久安定性に劣る結果となった(Dレベル)。これはトナー母粒子(A)がビニル系樹脂、表面層がウレタン含有系樹脂でそれぞれ構成され、表面層(B)とトナー母粒子(A)との密着性が過酷な印字条件下において十分でないためだと考えられる。
実施例1において、液状トナー組成物1の代わりに液状トナー組成物4を、樹脂微粒子1の代わりに樹脂微粒子4をそれぞれ用い、樹脂微粒子の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から3質量部に減量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー9を得た。トナー9の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
液状トナー組成物1に対し液状トナー組成物4は酸価が若干高く、造粒性により優れていたため、比較的小粒径のトナーが得られた。樹脂微粒子1に対し樹脂微粒子4はTp’の高い樹脂(b)を主成分としており、トナー9においては、Tp=59℃、Ts=88℃であり、TpとTsの差が29℃だった。耐熱保存性は優れた結果(Aレベル)を示し、定着開始温度は110℃、剥離温度は130℃となり良好な低温定着性を示した。TpとTsの差をより小さくすれば、剥離温度をさらに低くできるものと思われる。
実施例1において、液状トナー組成物1の代わりに液状トナー組成物5を、樹脂微粒子1の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から3質量部に減量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー10を得た。トナー10の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
得られたトナーは、G’130が1.0×102Pa未満のものであった。定着開始温度は90℃でAレベル、剥離温度は100℃(Aレベル)であり、優れた低温定着性を発揮した。さらに、良好な耐熱保存性を示した。高温オフセットが170℃で発生したが、実用上問題のないレベルを示した。これは定着ニップでの弾性を示すG’130が低いためだと考えられる。耐久安定性はBレベルを示した。
実施例1において、樹脂微粒子1の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から0.8質量部に減量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー11を得た。トナー11の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
トナー母粒子(A)100質量部に対する表面層(B)の使用量が1.0質量部に満たない場合、実施例1と比較して、耐熱保存性が若干劣り、耐久安定性に大きく劣る結果となった。また、トナー粒径(D4)が5.6μmから6.3μmへと若干大きくなり、さらにトナー粒度分布(D4/D1)が1.11から1.26へとブロード化した。これらの結果は、カプセル化は行われているものの、均一なトナー粒子が作製できなかったことを示している。この結果は、表面層を構成する樹脂微粒子の仕込み量が不足したためだと考えられる。
実施例1において、樹脂微粒子1の代わりに樹脂微粒子2(ポリエステル樹脂単独系)を用い、樹脂微粒子の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から6質量部に増量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー12を得た。トナー12の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
耐熱保存性および低温定着性ともに優れた性能を発揮した。しかし、トナー粒度分布(D4/D1)1.19であり、実施例1の1.11には達しなかった。
実施例1において、樹脂微粒子1の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から表3に示すように増量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー13、14を得た。トナー13、14の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
表面層(B)量を増量したところ、剥離温度が実施例1に対し若干劣る結果となったが、いずれも良好な結果を示した。
実施例1の(乳化および脱溶剤工程)において、下記の如く変更した以外は同様にして、実施例1と同様にしてトナー粒子を製造し、トナー15を得た。
・イオン交換水 148質量部
・樹脂微粒子2の分散液 26質量部
・樹脂微粒子3の分散液 26質量部
(トナー母粒子(A)100質量部に対して、樹脂微粒子をそれぞれ3質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 23質量部
・酢酸エチル 18質量部
トナー15は樹脂(b)にビニル系樹脂微粒子とポリエステル系樹脂微粒子を併用したトナーである。トナー15の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。耐オフセット性、細線再現性及び耐久安定性がBレベルであり、トナー1と比べてやや劣ったが、良好な性能を示した。D4/D1は1.29を示し、トナー1に対して劣る結果を示した。樹脂(b)にビニル系樹脂微粒子を用いたトナー5、樹脂(b)にポリエステル系樹脂微粒子を用いたトナー12の結果から、したがって、トナー粒度をそろえるには、樹脂(b)の組成が均一であるのが好ましい。
実施例1において、樹脂微粒子1の代わりに樹脂微粒子4を用い、樹脂微粒子の仕込み量をトナー母粒子(A)に対して4質量部から7質量部に増量した以外は同様にしてトナー粒子を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー16を得た。トナー16の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
耐熱保存性および低温定着性ともに優れた性能を発揮した。トナー16に用いた樹脂微粒子4は、樹脂微粒子1に対して温度Tp’が26℃高い。その結果、トナー16のTsはトナー1より高い値を示し、定着開始温度がBレベル、剥離温度がBレベルを示したと考えられる。他の性能については、トナー1と同様に優れた性能を発揮した。
下記の如く、界面重合法によってトナー17を製造した。
・1,3−プロパンジオールを50モル%、エチレングリコールを40モル%、1,4−
ブタンジオールを10モル%の割合で混合したアルコール混合物と、テレフタル酸を50モル%、イソフタル酸を50モル%の割合で混合した酸混合物から得られた数平均分子量約2000のポリエステル樹脂(酸価2mgKOH/g、水酸基価19mgKOH/g)
95質量部
・1,4−ブタンジオール 20質量部(0.22モル部)
・ジメチロールプロパン酸 85質量部(0.63モル部)
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
5質量部(0.02モル部)
上記材料をアセトン500質量部に溶解し、ついで
・イソホロンジイソシアナート 250質量部(1.12モル部)
を添加し60℃で4時間反応させた。上記反応物にジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するためトリエチルアミン64質量部(0.63モル部)を投入し攪拌した。両末端にイソシアナート基を有するポリエステル樹脂のアセトン溶液(固形分比51%)を得た。
[乳化および脱溶剤工程]
・イオン交換水 157質量部
・樹脂微粒子1の分散液 42質量部
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 24質量部
・酢酸エチル 18質量部
・10%アンモニア水 30質量部
・1,4−ブタンジアミン 17質量部
上記をビーカーに投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて2000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
ついで、TKホモミクサーの回転数を8000rpmまで上げて、前記液状トナー組成物7 160質量部を投入し1分間攪拌を続け、液状トナー組成物7を懸濁した。ついで、蓋つきセパラブルフラスコに攪拌羽根をセットし100rpmで攪拌し、50℃で8時間かけてトナー母粒子(A)の表面でイソシアナートとアミンとの反応により表面層(B)を形成させた。反応後室温まで冷却し、トナー分散液を得た。
[洗浄および乾燥工程]
ついで、上記のトナー分散液をろ過し、イオン交換水500質量部に投入しリスラリーとした後、系内を攪拌して塩酸を系内がpH4になるまで加えて、5分間攪拌した。再度上記スラリーをろ過し、再度イオン交換水200質量部を添加し5分間攪拌する操作を3回繰り返すことで、スラリーおよびトナー中に残存したアンモニア、1,4−ブタンジアミン、トリエチルアミンを除去し、トナー粒子のろ過ケーキを得た。
ついで上記ろ過ケーキを減圧乾燥機にて常温で3日間乾燥し、目開き75μmメッシュでふるい、トナー粒子を得た。
次に、上記トナー粒子の40質量部に対し、実施例1と同様の外添処理を施し、トナー17を得た。トナー17の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
トナー17は界面重合法によって表面層(B)を形成したトナーであり、樹脂微粒子から表面層(B)を形成したトナーに対し、若干劣る性能となったが、良好なレベルだった。
実施例1において、樹脂微粒子1の代わりに表3に示す如く樹脂微粒子6に変更した以外は同様にしてトナー粒子18を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー18を得た。トナー18の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
トナー18に用いた樹脂微粒子6は、ジアミン伸長反応を行っていない。樹脂微粒子6のG”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)は7400であり、シャープメルト性を示した。このシャープメルトな樹脂微粒子を用いたトナー18は、定着開始温度は95℃を示し、剥離温度は105℃を示し、優れた低温定着性を発揮した。さらに180℃における通紙でもオフセットが発生せず、定着温度の幅が広いトナーを得られた。
実施例1において、樹脂微粒子1の代わりに表3に示す如く樹脂微粒子7に変更した以外は同様にしてトナー粒子19を製造し、実施例1と同様に外添処理を行い、トナー19を得た。トナー19の物性および電子写真性能の評価結果を表4に示す。
さらに、定着開始温度の評価、剥離温度の評価において、通紙速度を280mm/secから360mm/secに変更した場合でも、ともにA評価が得られた。樹脂微粒子7の調製において、分子量分布を有するポリエステル樹脂1を用いずに、単一組成のジオールを用いたことが、優れた結果が得られた理由と思われる。その結果、樹脂(b)のシャープメルト性をあらわすG”(Tp’+5℃)/G”(Tp’+25℃)が、樹脂微粒子1に対して3900から9800に増加した。樹脂微粒子7を用いたトナー19の定着開始温度は95℃を示し、剥離温度は100℃を示し、優れた低温定着性を発揮した。これは、表面層(B)のシャープメルト性がトナー1より増したことで、トナーのシャープメルト性が向上できたものと考えられる。さらに180℃における通紙でもオフセットが発生せず、定着温度の幅が広いトナーを得ることができた。
Claims (8)
- 樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を分散させた水系媒体中に、少なくとも、ポリエステル樹脂を主成分とする結着樹脂(a)、着色剤およびワックスを有機媒体中に溶解または分散させて得られた溶解物または分散物を分散させ、得られた分散液から有機媒体を除去し乾燥することによってトナー粒子を得るカラートナーの製造方法であって、
前記カラートナーは、以下の(I)、(II−1)〜(II−3)
(I)前記結着樹脂(a)、前記着色剤および前記ワックスを少なくとも含有するトナー母粒子(A)の表面に、前記樹脂(b)を主成分とする表面層(B)を有するカプセル型のトナー粒子を有する;
(II−1)横軸に温度(℃)を、縦軸に前記カラートナーの損失弾性率G”(Pa)を前記損失弾性率の単位(Pa)で除した値の常用対数(logG”)をプロットして得られる曲線1において、最大値を示す温度Tpが存在し、前記Tpが40℃≦Tp≦60℃を満たす;
(II−2)前記曲線1を温度で2回微分して得られる曲線2において、Tp+10(℃)〜Tp+40(℃)の温度範囲に極小値となる温度Tsが存在する;
(II−3)前記曲線1において、前記温度Tsにおける損失弾性率G”をG”(Ts)、前記温度Tsより5℃高い温度における損失弾性率G”をG”(Ts+5)としたとき、G”(Ts)/G”(Ts+5)が3.0より大きい;
を満たすことを特徴とするカラートナーの製造方法。 - 前記樹脂(b)は、主鎖の結合構造としてエステル結合及び/又はウレタン結合を有する樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のカラートナーの製造方法。
- 前記樹脂(b)が、主鎖の結合構造としてエステル結合を有する樹脂であることを特徴とする請求項2に記載のカラートナーの製造方法。
- 前記樹脂(b)が、両末端にアルコール性水酸基を有するポリエステルとジイソシアナート成分との反応物であることを特徴とする請求項3に記載のカラートナーの製造方法。
- 前記カラートナーの130℃における貯蔵弾性率G’(G’130)が1.0×102
Pa以上、1.0×104Pa以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のカラートナーの製造方法。 - 横軸に温度(℃)を、縦軸に前記樹脂(b)の損失弾性率G”(Pa)を前記損失弾性率の単位(Pa)で除した値の常用対数(log G”)をプロットして得られる曲線3において、40℃より高く100℃以下の温度範囲に極大値を有し、前記極大値を示す温度をTp’としたとき、前記Tp’がTp<Tp’≦Tp+30℃を満たすことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のカラートナーの製造方法。
- 前記表面層(B)の存在量は、前記トナー母粒子(A)100質量部に対し、1.0質量部以上、15.0質量部以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のカラートナーの製造方法。
- 前記表面層(B)は前記樹脂(b)を含有する樹脂微粒子によって形成されたものであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のカラートナーの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009520516A JP5183632B2 (ja) | 2007-06-19 | 2008-06-18 | カラートナー |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007161267 | 2007-06-19 | ||
JP2007161267 | 2007-06-19 | ||
PCT/JP2008/061154 WO2008156117A1 (ja) | 2007-06-19 | 2008-06-18 | カラートナー |
JP2009520516A JP5183632B2 (ja) | 2007-06-19 | 2008-06-18 | カラートナー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2008156117A1 JPWO2008156117A1 (ja) | 2010-08-26 |
JP5183632B2 true JP5183632B2 (ja) | 2013-04-17 |
Family
ID=40156276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009520516A Expired - Fee Related JP5183632B2 (ja) | 2007-06-19 | 2008-06-18 | カラートナー |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7776501B2 (ja) |
EP (1) | EP2161624B1 (ja) |
JP (1) | JP5183632B2 (ja) |
WO (1) | WO2008156117A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2161624B1 (en) * | 2007-06-19 | 2013-09-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Color toner |
JP5153864B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-02-27 | キヤノン株式会社 | トナー |
JP5253506B2 (ja) * | 2008-07-31 | 2013-07-31 | キヤノン株式会社 | シアントナー |
JP5570124B2 (ja) * | 2009-01-20 | 2014-08-13 | キヤノン株式会社 | トナー |
KR100952413B1 (ko) * | 2009-02-20 | 2010-04-14 | 주식회사 디피아이 솔루션스 | 광범위한 융착 온도 범위를 갖는 토너 조성물 및 이의 제조방법 |
JP4565053B2 (ja) | 2009-02-27 | 2010-10-20 | キヤノン株式会社 | マゼンタトナー |
JP4565054B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2010-10-20 | キヤノン株式会社 | 黒トナー |
WO2010098226A1 (en) * | 2009-02-27 | 2010-09-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Yellow toner |
JP2011237790A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-24 | Sanyo Chem Ind Ltd | 樹脂粒子及びその製造方法 |
EP2717100B1 (en) | 2011-06-03 | 2017-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
JP5743959B2 (ja) | 2011-06-03 | 2015-07-01 | キヤノン株式会社 | トナー |
CN105739255A (zh) | 2011-06-03 | 2016-07-06 | 佳能株式会社 | 调色剂 |
JP5836888B2 (ja) | 2011-06-03 | 2015-12-24 | キヤノン株式会社 | トナー |
JP5655716B2 (ja) * | 2011-06-13 | 2015-01-21 | コニカミノルタ株式会社 | 液体現像剤 |
KR101587750B1 (ko) | 2011-11-29 | 2016-01-21 | 캐논 가부시끼가이샤 | 토너 |
US20130330667A1 (en) * | 2012-06-07 | 2013-12-12 | Kao Corporation | Toners for electrophotography |
JP6198033B2 (ja) * | 2012-11-29 | 2017-09-20 | 株式会社リコー | トナー |
US9285694B2 (en) * | 2013-11-11 | 2016-03-15 | Xerox Corporation | Super low melt toner having crystalline aromatic monoesters |
JP6261307B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2018-01-17 | キヤノン株式会社 | 定着方法 |
JP5697774B2 (ja) * | 2014-02-19 | 2015-04-08 | キヤノン株式会社 | トナー |
JP6178289B2 (ja) * | 2014-07-25 | 2017-08-09 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
US9857713B2 (en) | 2014-12-26 | 2018-01-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Resin particle and method of producing the resin particle, and toner and method of producing the toner |
US9823595B2 (en) | 2015-06-30 | 2017-11-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner |
US9798256B2 (en) | 2015-06-30 | 2017-10-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of producing toner |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH086288A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-12 | Fuji Xerox Co Ltd | カプセルトナー |
JP2002091078A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Canon Inc | 画像形成方法、加熱定着方法及び加熱定着用カラートナー |
JP2004191927A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、その製造方法、並びに、これを用いた静電荷像現像剤及び画像形成方法 |
JP2006293285A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-10-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像用現像剤、および、画像形成方法 |
JP2007192952A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Ricoh Co Ltd | 静電荷潜像現像用トナー、画像形成方法、プロセスカートリッジ、トナー容器およびトナーの製造方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06175390A (ja) * | 1992-10-08 | 1994-06-24 | Kao Corp | 熱圧力定着用カプセルトナー及びその製造方法 |
US6002903A (en) * | 1995-05-15 | 1999-12-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner for developing electrostatic image, apparatus unit and image forming method |
CA2176444C (en) * | 1995-05-15 | 1999-10-12 | Kengo Hayase | Toner for developing electrostatic image, apparatus unit and image forming method |
US6300024B1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-10-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Toner, two-component type developer, heat fixing method, image forming method and apparatus unit |
JP4040238B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2008-01-30 | キヤノン株式会社 | トナー、二成分系現像剤、加熱定着方法、画像形成方法及び装置ユニット |
JP2002099110A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-04-05 | Canon Inc | 定着方法及びトナー |
US7901857B2 (en) * | 2005-03-15 | 2011-03-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Electrostatic latent image developing toner, production method thereof, electrostatic latent image developer, and image forming method |
JP4525410B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2010-08-18 | 富士ゼロックス株式会社 | 電子写真用トナー、電子写真用現像剤、及び画像形成方法。 |
JP4544095B2 (ja) * | 2005-08-24 | 2010-09-15 | 富士ゼロックス株式会社 | 電子写真用トナー、電子写真用トナーの製造方法、電子写真用現像剤並びに画像形成方法 |
JP2007121462A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、静電荷像現像用トナーの製造方法、静電荷像現像剤及び画像形成方法 |
EP2161624B1 (en) * | 2007-06-19 | 2013-09-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Color toner |
JP5159239B2 (ja) * | 2007-10-15 | 2013-03-06 | キヤノン株式会社 | トナー |
JP5153864B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2013-02-27 | キヤノン株式会社 | トナー |
-
2008
- 2008-06-18 EP EP08765721.9A patent/EP2161624B1/en active Active
- 2008-06-18 WO PCT/JP2008/061154 patent/WO2008156117A1/ja active Application Filing
- 2008-06-18 JP JP2009520516A patent/JP5183632B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-10-03 US US12/245,440 patent/US7776501B2/en active Active
-
2010
- 2010-07-08 US US12/832,408 patent/US20100273102A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH086288A (ja) * | 1994-06-16 | 1996-01-12 | Fuji Xerox Co Ltd | カプセルトナー |
JP2002091078A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-03-27 | Canon Inc | 画像形成方法、加熱定着方法及び加熱定着用カラートナー |
JP2004191927A (ja) * | 2002-11-29 | 2004-07-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷像現像用トナー、その製造方法、並びに、これを用いた静電荷像現像剤及び画像形成方法 |
JP2006293285A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-10-26 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電潜像現像用トナー、その製造方法、静電潜像現像用現像剤、および、画像形成方法 |
JP2007192952A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Ricoh Co Ltd | 静電荷潜像現像用トナー、画像形成方法、プロセスカートリッジ、トナー容器およびトナーの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2161624B1 (en) | 2013-09-11 |
EP2161624A4 (en) | 2012-05-16 |
EP2161624A1 (en) | 2010-03-10 |
US20100273102A1 (en) | 2010-10-28 |
US7776501B2 (en) | 2010-08-17 |
WO2008156117A1 (ja) | 2008-12-24 |
US20090035685A1 (en) | 2009-02-05 |
JPWO2008156117A1 (ja) | 2010-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5183632B2 (ja) | カラートナー | |
JP5159239B2 (ja) | トナー | |
JP5153864B2 (ja) | トナー | |
JP5253506B2 (ja) | シアントナー | |
KR101396761B1 (ko) | 토너, 화상 형성 장치, 화상 형성 방법 및 프로세스 카트리지 | |
JP4999525B2 (ja) | トナー | |
JP4565052B2 (ja) | イエロートナー | |
JP4565053B2 (ja) | マゼンタトナー | |
JP5570124B2 (ja) | トナー | |
JP4850658B2 (ja) | トナーおよびトナーの製造方法 | |
JP2013003521A (ja) | トナー及びその製造方法、並びに画像形成装置 | |
JP5078506B2 (ja) | トナー | |
JP2009216914A (ja) | トナー | |
JP5305863B2 (ja) | トナー | |
JP5495532B2 (ja) | トナー | |
JP2008107679A (ja) | トナー | |
JP5300243B2 (ja) | トナー | |
JP4873734B2 (ja) | トナーおよびその製造方法 | |
JP2009053501A (ja) | トナー | |
JP2009015212A (ja) | トナー | |
JP2013003361A (ja) | トナー | |
JP5748592B2 (ja) | 磁性トナー | |
JP2012194511A (ja) | トナー | |
JP5697774B2 (ja) | トナー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120626 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120824 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121218 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130115 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5183632 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160125 Year of fee payment: 3 |
|
S802 | Written request for registration of partial abandonment of right |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311802 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |