JP5610940B2 - トナー - Google Patents
トナー Download PDFInfo
- Publication number
- JP5610940B2 JP5610940B2 JP2010201281A JP2010201281A JP5610940B2 JP 5610940 B2 JP5610940 B2 JP 5610940B2 JP 2010201281 A JP2010201281 A JP 2010201281A JP 2010201281 A JP2010201281 A JP 2010201281A JP 5610940 B2 JP5610940 B2 JP 5610940B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- acid
- nonionic surfactant
- particles
- resin
- 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
Landscapes
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
トナーとしては、例えばトナー粒子にガラス転移温度の低い樹脂を用いることで低温定着化を向上することが挙げられる。また、このようなトナーは画像光沢性に対しても有利となるのが一般的である。
また、トナーの樹脂材料として、ポリエステル樹脂またはスチレンアクリル樹脂が、帯電特性、樹脂強度、発色性の観点から汎用的に選択されている。特に、重合性単量体の選択性が広く、樹脂設計が容易であることからポリエステル樹脂の検討が盛んに行われている。例えば、更なる低温定着性を達成しつつ耐久性を維持する為に、融点を有する結晶性ポリエステルをトナーの結着樹脂中へ含有させる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。結晶性ポリエステルはシャープメルト性を有し、融点を越えた温度領域で流動化するので、トナーの定着性に大きく関与する。また、融点を越えない温度では充分な強度が得られ、よい耐久性が見出せる。しかしながら、ポリエステル樹脂は帯電安定性の点において近年求められる性能を満足するには改善する必要があった。
本発明者らは、特に耐久性に着眼して検討を進めてきた。耐久性に関しては、低温定着化の手段とトレードオフの関係になる場合が多い。例えば、樹脂のガラス転移温度を低温化すると、より低温側で樹脂が流動化するため定着に有利になるものの、摺擦によりどうしても発生する熱や圧力でトナーが潰れやすくなるため、各種部材汚染等の弊害が生じやすくなる。本発明者らは着眼点を変え、トナーが潰れても部材を汚染させない手段を深化させることに注力してきた。種々検討した結果、非イオン性界面活性剤が適量表面に存在すると、トナーが各種部材に対して付着しにくくなることを見出した。
しかしながら、トナーに界面活性剤が存在すると種々の性能が悪化するため、極力排除すべきことが常識的に語られている(例えば特許文献2参照)。特に特許文献2においては、非イオン性界面活性剤は存在しなければしないほど良いとされている。また、それ以外の文献においても、例えばトナー製造時に界面活性剤を使用する場合は、手段は問わないが強力な洗浄によって完全に界面活性剤を除去することが、暗黙の了解事項として扱われてきた。
トナー分野における界面活性剤は、概要としては上記のような状況ではあるが、表面の非イオン性界面活性剤に着眼した文献がいくつか見受けられる。例えば、表面の非イオン性界面活性剤と外添剤の種類、被覆率を規定することにより、トナーの低温定着性を高めつつ環境安定性のよいトナーが得られることが挙げられている(特許文献3参照)。さらには、トナー中の残留界面活性剤と凝集剤由来の2価の金属イオンを規定することにより、帯電特性と環境安定性の優れたトナーが得られることが提案されている(特許文献4参照)。
特許文献3では、非イオン性界面活性剤を含有させることによりトナーの可塑化は達成できたが、帯電保持性能に若干の課題を有していることが解った。
特許文献4では、乳化剤として好適に用いられるような界面活性剤は親水性が強いためか、あるいはイオン性界面活性剤と非イオン性界面活性剤が共に存在しているためか、吸湿性と帯電安定性の両立を図るには若干の課題を残している。
(前記抽出量の求め方)
サンプルビンにメタノール50mlとトナー5gを精秤しよく混合した後、発振周波数42kHz、電気的出力125Wの卓上型超音波洗浄器にて超音波を30分間照射する。その後、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルターを用いて濾過を行う。濾液からエバポレーターによりメタノールを除去したのち10mgのトリメチルシラン入り重クロロホルム(1%トリメチルシラン)で溶解させ、 1 H−NMRで分析する。あらかじめトナー中に含有されている界面活性剤と同一の界面活性剤を用いて得られた、トリメチルシラン強度基準の検量線を用いて、トナー表面から抽出された非イオン界面活性剤の抽出量A(ppm)を算出する。検量線はトリメチルシラン強度と3.0〜5.0ppm付近のオキシアルキレン基の水素由来のピーク強度比から作成する。測定装置及び測定条件は、下記の通りである。
装置:FT NMR装置
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数:1024回
測定温度:40℃
すなわち、チタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂を用いたトナーに特定の非イオン性界面活性剤を特定量含有させることで、上記課題に対応できることを見出した。詳細な理由は不明な点も多いが、本発明者らは以下のように考えている。
まず、本発明に用いられるポリエステル樹脂は、チタン化合物を触媒として製造される。このポリエステル樹脂の製造に用いられるチタン化合物の触媒は、他の重縮合触媒に比べ高い加水分解性を有している。そのため、重縮合反応が進む過程においてチタン化合物の触媒は加水分解することで、酸化チタン構造へ変化していく。このチタン化合物由来の酸化チタンは、ポリエステル樹脂中に極めて微分散していると考えられる。
また、チタン化合物の触媒はポリエステルとエステル交換しながら加水分解を進める。そのため、加水分解によって酸化チタンへと構造を変化させた際、酸化チタンとポリエステル樹脂の一部が直接化学的に相互作用した状態を取り、ポリエステル−酸化チタンとして存在する可能性が考えられる。また、チタン化合物の触媒は一度に酸化チタンへと構造を変化させるわけではなく、徐々に酸化チタン構造のドメインを拡大していくと考えられる。このことから、触媒として存在するチタン化合物のドメインと酸化チタンのドメインが混ざりあった状態で存在すると考えている。そして、ポリエステル樹脂中に存在する極めて微小な酸化チタンやポリエステル−酸化チタンは、粒径や酸化チタン構造のドメインの大きさなどにより、多様な抵抗値を取りうると考えている。そのため、微分散した酸化
チタン、ポリエステル−酸化チタンがポリエステル樹脂中において電荷を蓄える際に、チャージポイント(蓄電点)として作用する。よって、トナーを構成する結着樹脂内部まで帯電させることが可能となり、通常よりも高く安定的に帯電を保持することを可能にしていると考えている。
しかしながら、単純に、トナーの結着樹脂に、チタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂を用いただけでは効率的かつ迅速に帯電をチャージポイントに蓄えることができなかった。これは、ポリエステル樹脂とチャージポイントである微小酸化チタン間での抵抗差が大きいことに由来すると考えている。大きな抵抗値を持つものほど多く電荷を保持し、小さな抵抗値を持つものほど少ない電荷を保持することが一般的である。反面、大きな抵抗値を持つものは電荷の注入やリークが遅く、小さな抵抗値のものは電荷の注入やリークが早くなる。すなわち、抵抗値が大きいものほど電荷の移動が起こりにくく、抵抗値が小さなものほど電荷は移動しやすくなる。ポリエステル樹脂中の微小酸化チタンはポリエステルに比べ、かなり小さな抵抗値を持っていると推定している。ひとたび、微小酸化チタンが電荷を得ることができれば、高抵抗値のポリエステルに囲まれる為、電荷移動が制限されると考えられる。そのため、トナー表層で得られた電荷は、トナー樹脂内部のチャージポイントである微小酸化チタンへ移動することができない。それゆえ、従来のチタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂を用いたトナーであっても、他のポリエステル樹脂を用いたトナーと同様の帯電性能しか発揮できていなかったと考えている。
本発明によれば、非イオン性界面活性剤がトナー表面に存在することによって、上記チャージポイントに効率的かつ迅速に電荷を蓄えることができるものと考えている。
非イオン性界面活性剤は、トナー表層に対する極性部位の配位の仕方や、吸湿状態によって、抵抗値の大きさを多様化させることができていると考えている。帯電量の低い状態では比較的低抵抗値の状態、帯電量の高い状態では比較的高抵抗値の状態を取りうることができ、トナー表面での電荷の状態を多様化できると考えられる。これによって、トナーへのスムーズな電荷の注入が行えると考えている。さらに、非イオン性界面活性剤が抵抗値を多様化できることから、電荷のエネルギー状態を様々に遷移させることができる為に、トナー表層からポリエステル樹脂内部のチャージポイントである微小酸化チタンへ、トンネル現象により電荷が移動できるものと考えている。この効果により、トナー内部へ電荷を蓄えられるので、帯電は安定し、帯電保持性が極めて優れたものとなると考えている。
これは、トナー表面に存在する界面活性剤量の近似であり、本発明で必要な界面活性剤量を表現したものである。(A/B)が上記範囲にあることで、本発明の目的である帯電保持性と帯電安定性を得ることができる。なお、本発明においては、トナー表面の非イオン性界面活性剤量を議論するため、非イオン性界面活性剤の抽出には、樹脂であるトナーを膨潤、あるいはトナー内部まで浸透することのほとんど無い、親水性の強いメタノールを用いた。抽出条件等の詳細は後述する。
(A/B)が1.0×10−4(g/m2)以上であることが、本発明が求めるトナーの部材付着性抑制効果を得るための下限の条件である。また、(A/B)が1.0×10−4(g/m2)よりも小さいと、電荷のリーク性が弱まる為にトナーが過帯電しやすく、帯電安定性の低下に繋がる。
一方、(A/B)が9.0×10−3(g/m2)よりも大きいと、トナーの単位表面
積あたりの非イオン性界面活性剤量が多いため電荷のリーク性が強くなりすぎ、特に高湿環境下の吸湿による帯電量の低下が起きやすくなる領域でもある。そのため、電荷の注入量よりもリーク量が上回る為に、帯電の立ち上がり性が極めて悪くなる。さらには、帯電が充分に得られた場合でも、急速に電荷がリークしてしまうので、連続印字後、間隔をあけた場合などに、極めて帯電が低くなりカブリなどの画像弊害を発生する。
さらには、トナー表面に適量以上の非イオン性界面活性剤が存在することで、それを介在して保管時にトナー同士が凝集する可能性もでてくる。よって、(A/B)が9.0×10−3(g/m2)以下であることが、トナーの部材付着性抑制効果と帯電の環境安定性を両立し得る上限の条件である。
本発明における(A/B)のより好ましい条件は、(A/B)が3.0×10−4以上5.0×10−3(g/m2)以下である。さらに好ましくは5.0×10−4以上2.0×10−3(g/m2)以下である。この範囲にあることで、本発明が求めるトナーの帯電立ち上がり性と帯電保持性がより好適に得られる。
オキシアルキレンは、トナーの部材付着抑制効果が非常に大きいことを示唆する結果が得られている。しかし、親水性を有するため、高湿環境で吸湿しやすく、帯電の減衰が極めて大きくなる傾向が強い。すなわち、帯電の保持性に大きな課題があることを意味している。よって、従来から電子写真特性に悪影響があると言われ、極力排除しようとしてあまり注目されなかった。
本発明は、オキシアルキレンの配向状態が多様化することで発現する、微小酸化チタンへのトンネル効果により、帯電の立ち上がり性と帯電保持性との両立を可能にしている。上記オキシアルキレンの平均付加モル数が5より少ない場合には、配向状態の数が足りなくなり充分なトンネル効果を引き起こせない。そのため、電荷のリーク性が不足している為、帯電安定性が低下する。特に低温低湿環境下に置いては、耐久出力が進むにつれて帯電量が増加し画像濃度の低下を生じる。
反対にオキシアルキレンの平均付加モル数が60よりも多い場合には、低準位の配向状態が生じ易くなるために、トンネル効果を引き起こすのに必要な準位になりにくい。また、抵抗値が低くなるために電荷のリーク性が極めて高い。さらには、吸湿性が増す為に高温高湿環境下で帯電保持性、立ち上がり性ともに非常に悪化する。このようなトナーは、特に帯電安定性も低く、高温高湿下の環境でのカブリなどの問題が発生する。
ここで、上記ポリオキシアルキレン構造は、エチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイド(すなわち、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、又は、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド)を付加重合して得られるポリオキシアルキレン構造であることが好ましい。従って、上記非イオン性界面活性剤は、下記式(3)で表されるポリオキシアルキレンアルキルエーテルであることがさらに好ましい。
また、上記式(3)において、rはオキシエチレン基の総付加モル数を表し、sはオキシプロピレン基の総付加モル数を表す。本発明に用いられる非イオン性界面活性剤はポリオキシエチレンとポリオキシプロピレンのブロックが交互に存在する構造であっても良く、その場合、rおよびsは、各ブロックの付加モル数の和を表す。ここで、平均付加モル数nは、n=r+sで求められ、上述の範囲内であることが好ましい。また、rまたはsのいずれか一方の値が0であっても良い。
上述のように、本発明では、トナー粒子を構成する結着樹脂に含まれる、チタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂に存在する、該チタン化合物由来の酸化チタンがチャージポイントとして寄与することで効果を発現する。そのため、本発明においては、トナー中の上記チタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂に由来するチタン元素の含有量が30ppm以上3,000ppm以下であることが好ましく、100ppm以上1000ppm以下であることがより好ましい。
チタン元素の含有量が30ppm以上であれば帯電の保持性を発揮するのに十分なチャージポイントを得られ、3,000ppm以下であれば適度な帯電リーク性を有する為に帯電安定性にすぐれ、過帯電することがない。
次に、上記触媒としてのチタン化合物について説明する。当該チタン化合物は、アルコキシチタンまたはチタンキレートであることが好ましい。
具体的なアルコキシチタンは以下のものが挙げられる。テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラペンチルオキシチタン、テトラヘキシルオキシチタン、テトラヘプチルオキシチタン、テトラオクチルオキシチタン、テトラノニルオキシチタン、テトラデシルオキシチタン。
これらのうち、好ましくはテトラブチルポリチタネート、テトラヘキシルポリチタネート、テトラオクチルポリチタネートである。
上記チタンキレートとしては、配位子が、ジオール、ジカルボン酸、オキシカルボン酸のいずれかであることが好ましい。これらの中でも、配位子が、脂肪族系ジオール、ジカルボン酸、オキシカルボン酸のいずれかであることが特に好ましい。
具体的な配位子として、ジオールについては、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールが挙げられる。ジカルボン酸については、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸が挙げられる。オキシカルボン酸としては、グルコール酸、乳酸、ヒドロキシアクリル酸、α−オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸が挙げられる。特に、配位子としてジカルボン酸を持つことが好ましい。また、チタンキレートが水和物であっても良い。
また、チタンキレートの対陽イオンとしては、アルカリ金属が好ましい。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられ、これらのうち好ましいものは、リチウム、ナトリウム、カリウムであり、特に好ましいものとしては、ナトリウム、カリウムである。これらのチタンキレートは、2種類以上を併用し、触媒として用いることも本発明の良好な形態となる。
上記のアルコキシチタンまたはチタンキレートであれば本発明の効果が良好に得られる。これは、上記チタン化合物の触媒が効果を得るのに最適な反応性と加水分解性を有しているためと考えている。
上記触媒としてのチタン化合物の使用量は、ポリエステル樹脂の単量体組成物100質量部に対して、0.5質量部乃至5質量部であることが好ましい。当該使用量とすることで、ポリエステル樹脂中に、本発明の効果を発現するのに良好な上記チタン化合物を生成することができる。
チタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂の含有量は、トナー粒子を構成する結着樹脂全体に対して、1質量%以上100質量%以下であることが好ましい。
本発明における、チタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂は、従来公知のポリエステル樹脂が挙げられ、非晶性ポリエステル及び/又は結晶性ポリエステルのいずれでも良い。ここで結晶性ポリエステルとは、示差走査熱量(DSC)測定において昇温時に吸熱ピークがあり、かつ降温時に発熱ピークがあるポリエステルをいう。この発熱ピークをその結晶性ポリエステルの融点とする。ここでDSC測定は「ASTM D 3417−99」に準じて行う。また非晶性ポリエステルとは結晶性ポリエステル以外のポリエステルを言う。
これらポリエステル樹脂は、通常のポリエステル合成法に従って製造することができる。例えば、カルボン酸単量体とアルコ−ル単量体とをエステル化反応、またはエステル交換反応せしめた後、減圧下または窒素ガスを導入して常法に従って重縮合反応させることで所望のポリエステル樹脂を得ることができる。
非晶性ポリエステルは2価以上の多価カルボン酸と多価アルコールの反応により得ることができる。
多価カルボン酸の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレンジカルボン酸、などの芳香族カルボン酸類、無水マレイン酸、フマル酸、コハク酸、アルケニル無水コハク酸、アジピン酸などの脂肪族
カルボン酸類、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸類が挙げられる。これらの多価カルボン酸を1種又は2種以上用いることができる。これら多価カルボン酸の中、芳香族カルボン酸を使用することが好ましく、また良好なる定着性を確保するために架橋構造あるいは分岐構造をとるためにジカルボン酸とともに3価以上のカルボン酸(トリメリット酸やその酸無水物等)を併用することが好ましい。
多価アルコールのうち2価アルコールの例には、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等の芳香族アルコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール等が含まれる。また、多価アルコールのうち3価以上の多価アルコール単量体の例には、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の芳香族アルコール;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、グリセリン、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等の脂肪族アルコール等が含まれる。
これら単量体組成物の酸成分とアルコール成分の比率(モル基準)は、酸成分:アルコール成分=60:40乃至40:60であることが好ましい。
さらに、非晶性ポリエステルは、1価のカルボン酸を含有していてもよい。1価のカルボン酸の例には、安息香酸、ナフタレンカルボン酸、サリチル酸、4−メチル安息香酸、3−メチル安息香酸、フェノキシ酢酸、ビフェニルカルボン酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸などのモノカルボン酸が含まれる。
ここで、エステル化もしくはエステル交換反応または重縮合反応において、得られるポリエステルの強度を上げるために全単量体を一括に仕込むこと、または、得られるポリエステルの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ことなどができる。
上記非晶性ポリエステルのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定された数平均分子量は2,000乃至10,000であることが好ましく、より好ましくは2,000乃至6,000である。非晶性ポリエステルの数平均分子量が2,000未満の場合、トナー粒子製造時に結着樹脂に含まれる他の樹脂への相溶を生じ易く、本発明の目的とする効果が得られにくいだけでなく、トナーの保存安定性や耐久性を低下させやすい。
一方、非晶性ポリエステルの数平均分子量が10,000よりも大きいと良好な分散性が得られ難く、更には熱に対する応答性が低下(溶融するまでに時間が係る等)してしまいやすく、低温定着性が低下する傾向にある。
特に、本発明においては、炭素数2乃至22の脂肪族ジオールと、炭素数2乃至22の脂肪族ジカルボン酸とを主成分として含むポリエステルが好ましい。ここで「主成分として含む」とは、単量体組成物の50モル%以上(好ましくは70モル%以上)が上記脂肪族ジカルボン酸あるいは脂肪族ジオールであることを意味する。単量体組成物の主成分を、炭素数2乃至22の脂肪族ジオールと、炭素数2乃至22の脂肪族ジカルボン酸の組み合わせとすることにより、得られる結晶性ポリエステルの分子配列の秩序を高めることができ、したがって結晶化度を高めることができると考えられる。
単量体組成物の酸成分とアルコール成分の比率(モル基準)は、酸成分:アルコール成分=60:40乃至40:60であることが好ましい。
炭素数2乃至22(より好ましくは炭素数2乃至12)の脂肪族ジオールとしては、特に限定されないが、鎖状(より好ましくは直鎖状)の脂肪族ジオールであることが好ましい。鎖状の脂肪族ジオールの例には、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、
ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−ブタジエングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、ノナメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどが含まれる。これらの中でも、特にエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオールの如き直鎖脂肪族α,ω−ジオールが好ましく例示される。
また、結晶性ポリエステルの特性を損なわない程度に、上記脂肪族ジオール以外の多価アルコール単量体を用いることもできる。該多価アルコール単量体のうち2価アルコール単量体の例には、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等の芳香族アルコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール等が含まれる。また、該多価アルコール単量体のうち3価以上の多価アルコール単量体の例には、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の芳香族アルコール;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、グリセリン、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等の脂肪族アルコール等が含まれる。
さらに、結晶性ポリエステルの特性を損なわない程度に1価のアルコ−ルを用いてもよい。1価のアルコールの例には、n−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、n−ヘキサノール、n−オクタノール、ラウリルアルコール、2−エチルヘキサノール、デカノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ドデシルアルコール等の1官能性モノマーなどが含まれる。
一方、炭素数2乃至22(より好ましくは炭素数4乃至14)の脂肪族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、鎖状(より好ましくは直鎖状)の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。脂肪族ジカルボン酸の具体的な例には、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、グルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、およびイタコン酸、ならびにこれらの酸無水物が含まれる。ここで、低級アルキルエステルを加水分解させて脂肪族ジカルボン酸として用いることもできる。
また、炭素数2乃至22の脂肪族ジカルボン酸以外の多価カルボン酸を含んでいても良い。その他の多価カルボン酸単量体のうち、2価のカルボン酸の例には、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸;n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸の脂肪族カルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸が含まれ、これらの酸無水物も含まれる。ここで、低級アルキルエステルを加水分解させて2価のカルボン酸として用いてもよい。
その他の多価カルボン酸単量体のうち、3価以上の多価カルボン酸の例には、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族カルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、等の脂肪族カルボン酸が含まれ、これらの酸無水物も含まれる。ここで、低級アルキルエステルを加水分解させて多価カルボン酸として用いてもよい。
さらに、結晶性ポリエステルの特性を損なわない程度に1価のカルボン酸を含有していてもよい。1価のカルボン酸の例には、安息香酸、ナフタレンカルボン酸、サリチル酸、4−メチル安息香酸、3−メチル安息香酸、フェノキシ酢酸、ビフェニルカルボン酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸などのモノカルボン酸が含まれる。
ここで、エステル化もしくはエステル交換反応または重縮合反応において、得られるポリエステルの強度を上げるために全単量体を一括に仕込むこと、または、得られるポリエステル成分の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ことなどができる。
上記結晶性ポリエステルのゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定された数平均分子量は2,000乃至10,000であることが好ましく、より好ましくは2,000乃至6,000である。結晶性ポリエステルの数平均分子量が2,000未満の場合、トナー粒子製造時に結着樹脂に含まれる他の樹脂への相溶を生じ易く、本発明の目的とする効果が得られにくいだけでなく、トナーの保存安定性や耐久性を低下させやすい。
一方、結晶性ポリエステルの数平均分子量が10,000よりも大きいと良好な分散性が得られ難く、更には熱に対する応答性が低下(溶融するまでに時間が係る等)してしまいやすく、低温定着性が低下する傾向にある。
[分析条件]
分離カラム:Shodex(TSK GMHHR−H HT20)×2
カラム温度:135℃
移動相溶媒:o−ジクロロベンゼン
移動相流速:1.0ml/min.
試料濃度 :約0.3%
注入量 :300μl
検出器 :示差屈折率検出器 Shodex RI−71
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により作成した分子量校正曲線を使用する。標準ポリスチレン樹脂としては、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を用いる。
また、ポリエステル樹脂以外の樹脂としては、例えば従来公知の熱可塑性樹脂などが挙げられる。具体的には、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン類の単独重合体又は共重合体(スチレン系樹脂);アクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のビニル基を有するエステル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);ビニルメチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂);エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれらの非ビニル縮合系樹脂とビニル系モノマーとのグラフト重合体などが挙げられる。これらの樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの樹脂の中でもビニル系樹脂が好ましい。また、高温多湿や低温低湿の環境にお
いてトナーの帯電量変化の少ないスチレン−アクリル樹脂がより好ましい。ビニル系樹脂の場合、乳化重合やシード重合により樹脂粒子分散液を容易に調製することができる点で有利である。ビニル系樹脂を製造するためのビニル系モノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸、ビニルスルフォン酸、エチレンイミン、ビニルピリジン、ビニルアミンなどのビニル系高分子酸やビニル系高分子塩基の原料となるモノマーが挙げられる。これらのビニル系モノマーの中でも、ビニル系樹脂の形成反応の容易性等の点でビニル系高分子酸がより好ましく、具体的にはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ケイ皮酸、フマル酸などのカルボキシル基を解離基として有する解離性ビニル系モノマーが、重合度やガラス転移温度の制御の点で特に好ましい。さらに、この時、分子量を調節するために、連鎖移動剤、架橋剤等を併用することもできる。
連鎖移動剤としては、特に限定されるものではなく、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタン等のメルカプタン、四臭化炭素等のハロゲン化合物、ジスルフィド類等が使用される。
架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、フタル酸ジアリル等の不飽和結合を2個以上有するもの等を用いることが可能で、特にジビニルベンゼンが好ましく用いられる。
本発明においてラジカル重合開始剤は水溶性であれば適宜使用が可能である。例えば過硫酸塩(過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等)、アゾ系化合物〔4,4’−アゾビス4−シアノ吉草酸及びその塩、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)塩等〕、過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド等のパーオキサイド化合物等が挙げられる。
更に上記ラジカル性重合開始剤は、必要に応じて還元剤と組み合わせレドックス系開始剤とすることが可能である。レドックス系開始剤を用いることで、重合活性が上昇し重合温度の低下が図れ、更に重合時間の短縮が期待できる。
重合温度は、重合開始剤の最低ラジカル生成温度以上であればどの温度を選択しても良いが、常圧条件下においては例えば50℃から80℃の範囲が用いられる。また、加圧条件下においては分散液(通常は水系媒体)の沸点以上の温度において重合することも可能である。
重合に用いることのできる界面活性剤としては、スルホン酸塩(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アリールアルキルポリエーテルスルホン酸ナトリウム、3,3−ジスルホンジフェニル尿素−4,4−ジアゾ−ビス−アミノ−8−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウム、オルト−カルボキシベンゼン−アゾ−ジメチルアニリン、2,2,5,5−テトラメチル−トリフェニルメタン−4,4−ジアゾ−ビス−β−ナフトール−6−スルホン酸ナトリウムなど)、硫酸エステル塩(ドデシル硫酸ナトリウム、テトラデシル硫酸ナトリウム、ペンタデシル硫酸ナトリウム、オクチル硫酸ナトリウムなど)、脂肪酸塩(オレイン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸カルシウムなど)などが挙げられる。
また、非イオン性界面活性剤の添加タイミングは、トナー粒子造粒後であることが好ましく、トナー粒子造粒後であればより優れた性能が発揮された。トナー粒子造粒前の結着樹脂分散液、着色樹脂分散液およびワックス樹脂分散液に非イオン性界面活性剤を添加し
ても構わないが、帯電量の環境安定性に若干の悪化が見られた。これは、非イオン性界面活性剤をトナー粒子の造粒前に添加することにより、非イオン性界面活性剤がトナー粒子内部にまで含まれている結果であると推察している。具体的には、非イオン性界面活性剤が吸水した状態で樹脂内部に存在し、その分高湿環境下でトナーから電荷がリークしやすいのではないかと推測している。
また、トナー粒子の固液分離方法は、濾過、遠心分離、デカントなど既知のいずれの方法を使用しても構わない。また、洗浄方法においても、どのような方法を用いても構わないが真空式のベルトフィルターを用いて、得られたトナー粒子ケーキを洗浄する方法が好ましい。この方法を用いることでトナー粒子表面の非イオン性界面活性剤含有量を容易に制御することが可能となる。また、この方法であれば非イオン性界面活性剤を用いずにトナー粒子ケーキを得た後、所望の濃度の非イオン性界面活性剤溶液あるいは非イオン性界面活性剤分散液で洗浄することにより、トナー表面の非イオン性界面活性剤の存在量を簡便に制御することが可能となる。
具体的に水系媒体中でトナー粒子を製造する方法として、乳化凝集法、溶解懸濁法、懸濁重合法などが挙げられるが、なかでも上記ポリエステル樹脂中のチタン化合物と非イオン性界面活性剤とを均一に相互作用させるためにも乳化凝集法が好ましい。
具体的には、本願発明に用いられるトナー粒子は、結着樹脂粒子、着色剤粒子、及び必要に応じて離型剤粒子等を少なくとも含む水系媒体中で、結着樹脂粒子、着色剤粒子、及び必要に応じて離型剤粒子等を少なくとも含む凝集粒子を形成した後、凝集粒子を加熱して融合させることにより得られるトナー粒子であることが好ましい。
以下、乳化凝集法を用いたトナー粒子の製造方法を例示して、詳細に説明するが、当該製造方法に、なんら限定されるものではない。
(分散液調製工程)
結着樹脂粒子分散液は、例えば、以下のようにして調製される。即ち、結着樹脂粒子における樹脂が、ビニル基を有するエステル類、ビニルニトリル類、ビニルエーテル類、ビニルケトン類等のビニル系単量体の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂)である場合には、ビニル系単量体をイオン性界面活性剤中で乳化重合やシード重合等行うことにより、ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂)製の樹脂粒子をイオン性界面活性剤に分散させてなる分散液が調製される。
結着樹脂粒子における樹脂が、ビニル系単量体の単独重合体又は共重合体以外の樹脂である場合には、イオン性界面活性剤や高分子電解質を溶解した水系媒体に該樹脂を混合する。その後、この溶液を融点または軟化点以上に加熱して溶解させ、ホモジナイザー等の剪断力の強力な分散機を用い、ビニル系樹脂以外の樹脂製の樹脂粒子をイオン性界面活性剤に分散させてなる分散液が調製される。分散の手段としては、特に制限はないが、例えば、回転剪断型ホモジナイザーやメディアを有するボールミル、サンドミル、ダイノミルなどのそれ自体公知の分散装置が挙げられる。
結着樹脂粒子の平均粒径としては、通常1μm以下であり、0.01乃至1.00μmであることが好ましい。平均粒径が1.00μmを超えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなったり、遊離粒子の発生が生じたり、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、平均粒径が前記範囲内にあると欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。
着色剤粒子分散液は、少なくとも着色剤微粒子を分散剤中に分散させてなるものである。着色剤としては、例えば、フタロシアニン系顔料、モノアゾ系顔料、ビスアゾ系顔料、キナクリドン系顔料などが挙げられる。これらの具体例としては、例えば、カーボンブラ
ック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレレートなどの種々の顔料;アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、チオインジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアジン系、チアゾール系、キサンテン系などの各種染料;などが挙げられる。これらの着色剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
着色剤粒子の平均粒径としては、0.5μm以下が好ましく、0.2μm以下がより好ましい。平均粒径が0.5μmを超えると、可視光の乱反射を防ぐことができず、また、粗大粒子が存在した場合、着色力、色再現性、OHP透過性に悪影響し、後述の凝集工程において結着樹脂粒子と着色剤粒子とが凝集しないか、あるいは凝集しても融合時に脱離してしまうことがあり、得られるトナーの品質が劣化することがある点で好ましくない。一方、平均粒径が前記範囲内にあると、欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。
離型剤粒子分散液は、少なくとも離型剤微粒子を分散剤中に分散させてなるものである。
離型剤としては、融点が150℃以下のものが用いられ、好ましくは45℃乃至130℃であるものが耐久性と、離型性を好適に両立できる。例えば、ポリエチレン等の低分子量ポリオレフィン類、加熱により融点(軟化点)を有するシリコーン類;オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド類、ステアリン酸ステアリル等のエステルワックス類、カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス、木ロウ、ホホバ油等の植物系ワックス、ミツロウ等の動物系ワックス、モンタンワックス、オゾケライト、セレシン、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物・石油系ワックス;及びそれらの変性物などの粒子が挙げられる。なかでも離型剤粒子分散液としたときの安定性、トナー化したときの耐環境特性、画像安定性等の観点から、エステルワックスが好ましく用いられる。なお、結着樹脂物性とのマッチングにより、低温定着性と、耐久性をバランス良く達成できる最適な離型剤としては、融点が45℃以上75℃以下の低融点エステルワックスが挙げられる。また、定着可能温度のラティチュードを広げる為に、低融点ワックスに加えて融点が70℃より大きく130℃以下の高融点ワックスを併用することで、好適に機能付与することができる。
前記離型剤粒子の平均粒径としては、2.0μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましい。平均粒径が2.0μmを超えると、トナー間で離型剤の含有量にかたよりが生じやすく、長期にわたった画像の安定性に悪影響を及ぼす。一方、平均粒径が前記範囲内にあると、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる。
着色剤粒子と結着樹脂粒子と離型剤粒子の組み合わせとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜自由に選択することができる。
前記粒子分散液に含まれる粒子としては、特に制限はなく目的に応じ適宜選択することができ、例えば、内添剤粒子、帯電制御剤粒子、無機粒子、研磨材粒子などが挙げられる。なお、本発明において、これらの粒子は、結着樹脂粒子分散液中や着色剤粒子分散液中に分散させてもよい。
前記帯電制御剤粒子としては、例えば、4級アンモニウム塩化合物、ニグロシン系化合物、アルミ、鉄、クロム、亜鉛、ジルコニウム等の錯体からなる化合物等の粒子が挙げられる。なお、帯電制御剤粒子としては、凝集時や融合時の安定性に影響するイオン強度の制御と廃水再利用の観点から、水に溶解しにくい素材のものが好ましい。
上述の各粒子の平均粒径としては、通常1μm以下であり、0.01乃至1.00μmであることが好ましい。平均粒径が1.00μmを超えると、最終的に得られるトナーの粒径分布が広くなり、性能や信頼性の低下を招き易い。一方、平均粒径が前記範囲内にあると欠点がない上、トナー間の偏在が減少し、トナー中の分散が良好となり、性能や信頼性のバラツキが小さくなる点で有利である。
結着樹脂粒子分散液、着色剤粒子分散液、離型剤微分散液、粒子分散液等に含まれる分散剤としては、例えば、極性界面活性剤を含有する水系媒体などが挙げられる。前記水系媒体としては、例えば、蒸留水、イオン交換水等の水、アルコール類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。極性界面活性剤の含有量としては、一概に規定することはできず、目的に応じて適宜選択することができる。
極性界面活性剤としては、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤などが挙げられる。アニオン界面活性剤の具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウムなどが挙げられる。カチオン界面活性剤の具体例としては、アルキルベンゼンジメチルアンモニウムクロライド、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、本発明においては、これらの極性界面活性剤と、非極性界面活性剤とを併用することできる。非極性界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。
結着樹脂粒子分散液100質量部における結着樹脂粒子の含有量としては、5乃至60質量部であることが好ましい。また、凝集粒子が形成された際の凝集粒子分散液100質量部における前記結着樹脂粒子の含有量としては、50質量部以下であることが好ましい。
前記着色剤粒子の含有量としては、凝集粒子が形成された際の凝集粒子分散液中の結着樹脂100質量部に対して、1乃至10質量部程度であることが好ましい。
前記離型剤粒子の含有量としては、凝集粒子が形成された際の凝集粒子分散液中の結着樹脂100質量部に対して、1乃至25質量部程度であり、5乃至20質量部程度が好ましい。含有量が5質量部より小さいと、十分な離型効果が得られず、低温定着性に劣る傾向にある。一方、離型剤の含有量が20質量部を超えると、トナーの耐久劣化に伴い離型剤の表面存在量、或いは析出量が増える為、かぶり特性が悪化する傾向にある。また、含有量が20質量部より大きい場合、離型剤の種類によっては粒度分布が広がり、特性が悪化する場合がある。この場合は、例えば樹脂粒子を生成させる時に、離型剤に対してシード重合を行うと前記問題を解決できる。
さらに、得られるトナーの帯電性を制御するために、帯電制御粒子及び結着樹脂粒子を凝集粒子が形成された後に添加する場合もある。
なお、着色剤粒子分散液、離型剤粒子分散液、粒子分散液等の粒径測定は堀場製作所製レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920を用いて行った。また、前記平均粒径とは、体積基準の50%粒径(メジアン径)である。
凝集粒子を形成する凝集工程は、結着樹脂粒子、着色剤粒子、及び必要に応じて離型剤粒子等を少なくとも含む水系媒体中で、結着樹脂粒子、着色剤粒子、及び必要に応じて離
型剤粒子等を少なくとも含む凝集粒子を形成する工程である。
前記凝集粒子は、例えばpH調整剤、凝集剤、安定剤を該水系媒体中に添加し混合し、温度、機械的動力等を適宜加えることにより該水系媒体中に形成することができる。
pH調整剤としては、アンモニア、水酸化ナトリウム等のアルカリ、硝酸、クエン酸等の酸があげられる。凝集剤としては、ナトリウム、カリウム等の1価の金属塩;カルシウム、マグネシウム等の2価の金属塩;鉄、アルミニウム等の3価の金属塩等;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類があげられる。
安定剤としては、主に前記極性界面活性剤そのもの又はそれを含有する水系媒体などが挙げられる。例えば、各粒子分散液に含まれる極性界面活性剤がアニオン性の場合には、安定剤としてカチオン性のものを選択することができる。
凝集剤等の添加・混合は、水系媒体中に含まれる樹脂のガラス転移温度以下の温度で行うのが好ましい。この温度条件下で混合を行うと、凝集が安定した状態で進行する。混合は、例えばそれ自体公知の混合装置、ホモジナイザー、ミキサー等を用いて行うことができる。
また、凝集工程において、凝集粒子の表面に、第2の結着樹脂粒子を含む結着樹脂粒子分散液を用いて、第2の結着樹脂粒子を付着させ、被覆層(シェル層)を形成することによりコア凝集粒子表面にシェル層が形成されたコア/シェル構造を持つ凝集粒子を得ることも可能である。なお、この際用いる第2の結着樹脂粒子は、コア凝集粒子を構成する結着樹脂粒子と同じであってもよく、異なったものであってもよい。なお、当該凝集工程は、段階的に複数回に分けて繰り返し実施してもよい。
熟成工程は、得られた凝集粒子を加熱して融着する工程である。熟成工程に入る前に、トナー粒子間の融着を防ぐため、前記pH調整剤、極性界面活性剤、非極性界面活性剤等を適宜投入することができる。
加熱の温度としては、凝集粒子に含まれる樹脂のガラス転移温度(樹脂の種類が2種類以上の場合は最も高いガラス転移温度を有する樹脂のガラス転移温度)乃至樹脂の分解温度であればよい。したがって、加熱の温度は、結着樹脂粒子の樹脂の種類に応じて異なり、一概に規定することはできないが、一般的には凝集粒子に含まれる樹脂のガラス転移温度乃至140℃である。なお、加熱は、それ自体公知の加熱装置・器具を用いて行うことができる。
融着の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には30分乃至10時間である。
上記の各工程を経ることにより得られたトナー粒子は、公知の方法に従って固液分離し、トナー粒子を回収し、次いで、適宜の条件で洗浄、乾燥等することができる。
(外添工程)
本発明においては、トナー粒子表面に外添剤として一般に知られている無機微粉体を添加する。
本発明に使用される外添剤は公知の無機微粒子あるいは樹脂粒子が用いられるが、帯電安定性、現像性、流動性、クリーニング性向上のため、疎水化処理されたシリカの微粉体であることが好ましい。疎水化処理されたシリカ微粉体は、シリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、シリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シランカップリング剤、官能基を有するシランカップリング剤、その他有機硅素化合物、有機チタン化合物等の処理剤で、処理されていることが望ましい。シランカップリング剤としては、代表的にはジメチルジクロルシラン、トリメチルクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、ヘキサメチルジシラザン、アリルフェニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ジビニルクロルシラン等をあげることができる。なお、処理剤の添加量を含む処理方法は公知の方法を用いることができる。無機微粉体の総量は、トナ
ー粒子100質量部に対して1.0乃至5.0質量部であることが好ましい。より好ましくは1.0質量部乃至2.5質量部である。
<トナーの粒度分布より求められる理論比表面積(B)の測定およびトナーの重量平均粒径(D4)の測定>
トナーの粒度分布より求められる理論比表面積(B)およびトナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。なお、上記理論比表面積(B)および重量平均粒径(D4)の測定について、後述する(6)までの工程はそれぞれで共通である。
測定装置としては、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)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「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)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
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なう。
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、専用ソフトの「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を入れる。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)をイオン交換水で約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 Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器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。
以降、理論比表面積(B)の測定の場合は(7−1)に、重量平均粒径(D4)の場合は(7−2)に進む。
(7−1)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、後述のように理論比表面積を算出する。まず、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)」画面において、次の16チャンネルの結果を算出させる。具体的には、測定されたトナーサンプルの粒度分布(個数統計値)の測定結果において、以下の16チャンネルに分割して各レンジ範囲内の粒径の個数%を算出させる。
CH レンジ DIF%
1 1.587〜2.000μm N1
2 2.000〜2.520μm N2
3 2.520〜3.175μm N3
4 3.175〜4.000μm N4
5 4.000〜5.040μm N5
6 5.040〜6.350μm N6
7 6.350〜8.000μm N7
8 8.000〜10.079μm N8
9 10.079〜12.699μm N9
10 12.699〜16.000μm N10
11 16.000〜20.159μm N11
12 20.159〜25.398μm N12
13 25.398〜32.000μm N13
14 32.000〜40.317μm N14
15 40.317〜50.797μm N15
16 50.797〜64.000μm N16
理論比表面積(B:m2/g)
={Σ(4πRn2×Nn)}/[Σ{(4/3)πRn3×Nn×1.00×10−6}]
(n=1〜16)
(7−2)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)を算出する。尚、前記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)である。
トナー表面から抽出される非イオン性界面活性剤の抽出量は1H−NMR(核磁気共鳴)測定を用い、以下のようにして求める。
まず、サンプルビンにメタノール50mlとトナー5gを精秤しよく混合した後、発振周波数42kHz、電気的出力125Wの卓上型超音波洗浄器(商品名「B2510J−MTH」、ブランソン社製)にて超音波を30分間照射する。その後、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)を用いて濾過
を行う。濾液からエバポレーターによりメタノールを除去したのち10mgのトリメチルシラン(TMS)入り重クロロホルム(1%TMS)で溶解させ、1H−NMRで分析する。
あらかじめトナー中に含有している界面活性剤と同一の界面活性剤を用いて得られた、TMS強度基準の検量線を用いて、トナー表面から抽出された非イオン界面活性剤の抽出量A(ppm)を算出する。尚、検量線はTMS強度と3.0〜5.0ppm付近のオキシアルキレン基の水素由来のピーク強度比から作成する。測定装置及び測定条件は、下記の通りである。
装置 :FT NMR装置 JNM−EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :1024回
測定温度 :40℃
本発明における、非イオン性界面活性剤中のポリオキシアルキレン鎖の平均付加モル数は、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、非イオン性界面活性剤の製造に用いたポリオキシアルキレン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(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。
測定された平均分子量をポリオキシアルキレン鎖の構成するアルキレンの単位分子量で割り、小数点以下を切り捨てた値を平均付加モル数とする。
チタン元素含有量の測定は、波長分散型蛍光X線分析装置を用いて行う。
蛍光X線の測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下の通りである。
測定装置としては、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical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「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。尚、X線管球のアノードとしてはロジウム(Rh)を用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は27mm、測定時間10秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリングの中にトナー又は樹脂約4gを入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE−32」(前川試験機製作所社
製)を用いて、20MPaで、60秒間加圧し、厚さ約2mm、直径約39mmに成型したペレットを用いる。上記条件で測定を行い、得られたX線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのX線光子の数である計数率(単位:cps)からその濃度を算出する。
一方、トナー又は樹脂100質量部に対して、二酸化チタン(TiO2)微粉末を0.10質量部となるように添加し、コーヒーミルを用いて充分混合する。同様にして、二酸化チタン微粉末を0.20質量部、0.50質量部となるようにトナー又は樹脂とそれぞれ混合し、これらを検量線用の試料とする。
それぞれの試料について、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにして検量線用の試料のペレットを作製し、LiF200を分光結晶に用いた際に回折角(2θ)=86.11°に観測されるTi−Kα線の計数率(単位:cps)を測定する。この際、X線発生装置の加速電圧、電流値はそれぞれ、40kV、60mAとする。得られたX線の計数率を縦軸に、各検量線用試料中のTiO2添加量を横軸として、一次関数の検量線を得る。
次に、分析対象のトナー又は樹脂を、錠剤成型圧縮機を用いて上記のようにしてペレットとし、そのTi−Kα線の計数率を測定する。そして、上記の検量線からトナー又は樹脂中のチタン元素含有量を求める。
<ポリオキシアルキレン1の製造方法>
三方コックを取り付けた、フラスコに5,10,15,20−テトラフェニルポルフィリン(TPP)を6.0質量部とり、乾燥窒素で容器内を置換したのちジクロロメタンを245質量部加えて溶解させた。この溶液に、ヘキサン溶媒の5.0重量%ジエチルアルミニウムクロリド溶液を35.0質量部加え、5時間室温で反応させた。反応混合物を、減圧下で溶媒除去を行い、5,10,15,20−テトラフェニルポルフィリン(TPP)アルミニウムクロリド触媒を得た。上記TPPアルミニウムクロリド触媒を1.2質量部、ジクロロメタン50質量部で溶解させ、乾燥窒素で容器内を置換し、液体窒素浴につけて冷却した。これに、精製したエチレンオキサイドと精製したプロピレンオキサイドの20:1の混合物0.90質量部をトラップ−トゥ−トラップ法により導入した。窒素下室温で80時間反応させた後、メタノールを300質量部加え重合反応を終了させた。次いで、活性炭を3.0質量部入れて3時間撹拌を行い、混合溶液中の触媒を活性炭に吸着させた。その後、濾過によって触媒を吸着した活性炭の除去を行い、溶媒を減圧下で除去し、ポリオキシアルキレン1を得た。得られたポリオキシアルキレン1の一部をテトラヒドロフランに溶解させ、GPCを測定して分子量分布を測定した。得られたポリオキシアルキレン1のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表1に示す。
用いるアルキレンオキサイドの種類や量を表1に示すように変えた以外は、ポリオキシアルキレン1の製造方法と同様にしてポリオキシアルキレン2〜6を製造した。得られたポリオキシアルキレン2〜6のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表1に示す。
ポリオキシアルキレン7 東京化成株式会社製 テトラエチレングリコール
ポリオキシアルキレン8 東京化成株式会社製 ペンタエチレングリコール
ポリオキシアルキレン9 東京化成株式会社製 オクタチレングリコール
ポリオキシアルキレン10 三洋化成社製 ポリエリレングリコール(PEG―2000)
ポリオキシアルキレン11 三洋化成社製 ポリエリレングリコール(PEG―4000
N)
ポリオキシアルキレン7〜11のアルキレンオキサイドの平均付加モル数を表1に示す。
還流冷却機及び撹拌装置をつけた三口フラスコに、9.3質量部のポリオキシアルキレン1を加熱撹拌しながら0.15質量部の金属ナトリウムと反応させた。これに、1.5質量部のn−クロロドデカンとヘキサン50質量部の混合物を徐々に加えていき、120℃で3時間反応させた。反応液を冷却させた後、多量のアセトンで反応液を中和し反応副生成物の塩化ナトリウムを析出させて濾過を行い、分子蒸留により精製することで、非イオン性界面活性剤1を得た。得られた非イオン性界面活性剤1について表2に示す。
<非イオン性界面活性剤2〜12の製造方法>
非イオン性界面活性剤1の製造方法において、用いるポリオキシアルキレンの種類や量、及びアルキル鎖を構成するための試薬の種類や量を変更した以外は、非イオン性界面活性剤1と同様の方法で非イオン性界面活性剤2〜12を得た。得られた非イオン性界面活性剤2〜12について表2に示す。
<非イオン性界面活性剤13>
非イオン性界面活性剤13として、東京化成株式会社製 ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル(平均付加モル数 10)を用いた。
攪拌器、温度計、流出用冷却機を備えた反応装置にプロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)20質量部、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(3
モル付加物)80質量部、テレフタル酸20質量部、イソフタル酸20質量部およびテトラブトキシチタン0.30質量部を入れ、190℃でエステル化反応を行った。その後、220℃に昇温すると共に系内を徐々に減圧し、150Paで重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂1を得た。ポリエステル樹脂1について表3に示す。
<ポリエステル樹脂2乃至8の製造方法>
ポリエステル樹脂1の製造方法において、用いる原料モノマーの種類や量、及び重縮合触媒の種類や量を変更した以外は、ポリエステル樹脂1と同様の方法でポリエステル樹脂2乃至8を得た。得られたポリエステル樹脂2乃至8について表3に示す。
<ポリエステル樹脂9の製造方法>
100質量部のポリエステル樹脂7と0.2質量部の酸化チタンを溶融混練してポリエステル樹脂9を得た。得られたポリエステル樹脂9について表3に示す。
・ポリエステル樹脂1 200質量部
・イオン交換水 500質量部
上記材料をステンレス製の容器に入れ、温浴下95℃まで加熱溶融し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて7800rpmで十分撹拌しながら、0.1N炭酸水素ナトリウムを加えpHを7.0よりも大きくする。その後、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3質量部とイオン交換水297質量部の混合溶液を徐々に滴下し乳化分散することでポリエステル樹脂粒子分散液1を得た。このポリエステル樹脂粒子分散液1に含まれるポリエステル樹脂粒子の粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−920)を用いて測定したところ、含まれるポリエステル樹脂粒子の平均粒径は、0.25μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
(ポリエステル樹脂粒子分散液2乃至8の調製)
ポリエステル樹脂粒子分散液1の調製において、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂2乃至8にしたこと以外は、ポリエステル樹脂粒子分散液1の調製と同様にしてポリエステル樹脂粒子分散液2乃至8を得た。このポリエステル樹脂粒子分散液2乃至8に含まれるポリエステル樹脂粒子の粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−920)を用いて測定したところ、含まれるポリエステル樹脂粒子の平均粒径はそれぞれ0.27μm、0.31μm、0.24μm、0.26μm、0.21μm、0.21μm、0.23μmであり、またいずれも1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
・イオン交換水 500質量部
・離型剤(ベヘン酸ベヘニルを主体とするエステル化合物) 250質量部
(ユニスターM−2222SL、日本油脂製)
上記材料をステンレス製の容器に入れ、温浴下95℃まで加熱溶融し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて7800rpmで十分撹拌しながら、0.1N炭酸水素ナトリウムを加えpHを7.0よりも大きくする。その後、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5質量部とイオン交換水245質量部の混合溶液を徐々に滴下し乳化分散を行った。この離型剤粒子分散液に含まれる離型剤粒子の粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−920)を用いて測定したところ、含まれる離型剤粒子の平均粒径は、0.35μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
・C.I.ピグメントブルー15:3 100質量部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5質量部
・イオン交換水 400質量部
以上を混合し、サンドグラインダーミルを用いて分散した。この着色剤粒子分散液に含まれる着色剤粒子の粒度分布を、粒度測定装置(堀場製作所製、LA−920)を用いて測定したところ、含まれる着色剤粒子の平均粒径は、0.2μmであり、また1μmを超える粗大粒子は観察されなかった。
・ポリエステル粒子分散液1 425質量部
(ポリエステル樹脂 85質量部相当)
・ポリエステル粒子分散液2 75質量部
(ポリエステル樹脂 15質量部相当)
・着色剤粒子分散液 50質量部
・離型剤粒子分散液 40質量部
・ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 5質量部
反応器(容積1リットルフラスコ、バッフル付きアンカー翼)にポリエステル粒子分散液1、ポリエステル粒子分散液2、離型剤粒子分散液およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを仕込み、均一に混合する。一方、着色剤粒子分散液を反応器に徐々に添加し
混合分散液を得る。得られた混合分散液を撹拌しながら硫酸アルミニウム水溶液を固形分として0.5質量部、滴下した(凝集工程)。
滴下終了後、窒素を用いて系内を置換し、50℃にて1時間、さらに55℃にて1時間保持した。その後昇温して90℃にて30分保持した(熱融着工程)。このときの反応は窒素雰囲気下で行った。所定時間終了後、毎分0.5℃の降温速度にて室温になるまで冷却を行った。冷却後、反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、イオン交換水を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4Mpaの圧力で洗浄した。さらに同様に洗浄して、計3回洗浄した。このトナーケーキを、2.0質量部の非イオン性界面活性剤1を溶解させたメタノール/水の50:50混合溶媒1Lに分散して、表面処理したトナー粒子分散物を得た。
このトナー粒子分散物を加圧濾過器に注ぎ、さらにイオン交換水を5L加えた。その後0.4MPaの圧力下で個液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、トナー粒子を得た。このトナー粒子100質量部に対し、BET比表面積の値が50(m2/g)の疎水化処理したシリカ1.0質量部を撹拌混合してトナー1を得た。得られたトナー1について表4および表5に示す。
<トナー2乃至12およびトナー16乃至21の製造例>
トナー1の製造例において、用いるポリエステル粒子分散液の種類や量、及び非イオン性界面活性剤の種類や量を変更した以外は、トナー1と同様にしてトナー2乃至12およびトナー16乃至21を得た。得られたトナー2乃至12及びトナー16乃至21について表4および表5に示す。
イオン交換水720質量部に0.1M−Na3PO4水溶液500質量部を投入して60℃に加温した後、1.0M−CaCl2水溶液72質量部を添加して分散安定剤を含む水系媒体を得た。
・スチレン 70質量部
・n−ブチルアクリレート 20質量部
・ポリエステル樹脂2 10質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 10質量部
上記処方をアトライター(三井三池化工機(株))を用いて均一に分散混合して単量体組成物を得た。この単量体組成物を60℃に加温し、離型剤(ベヘン酸ベヘニルを主体とするエステル化合物)10質量部を添加し混合溶解した後、重合開始剤2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5.5質量部を溶解した。
上記水系媒体中に上記単量体組成物を投入し、60℃、窒素雰囲気下においてTK式ホモミキサーを用いて12,000rpmで撹拌し、造粒した。その後パドル撹拌翼で撹拌しつつ70℃で5時間反応させた後、90℃に昇温し、そのまま2時間攪拌した。反応終了後、懸濁液を冷却し、塩酸を加えて酸洗浄した。
上記反応生成物を10L容量の加圧濾過器にて、0.4MPaの圧力下で固液分離を行い、トナーケーキを得た。その後、イオン交換水を加圧濾過器に満水になるまで加え、0.4Mpaの圧力で洗浄した。さらに同様に洗浄して、計3回洗浄した。このトナーケーキを、2.0質量部の非イオン性界面活性剤1を溶解させたメタノール/水の50:50混合溶媒1Lに分散して、表面処理したトナー粒子分散物を得た。
このトナー粒子分散物を加圧濾過器に注ぎ、さらにイオン交換水を5L加えた。その後0.4MPaの圧力下で個液分離をしたのち、45℃で流動層乾燥を行い、トナー粒子を得た。このトナー粒子100質量部に対し、BET比表面積の値が50(m2/g)の疎水化処理した性シリカ1.0質量部を撹拌混合してトナー13を得た。得られたトナー13について表4および表5に示す。
<トナー14およびトナー15の製造方法>
トナー13の製造例において、用いるポリエステル粒子分散液の種類や量、及び非イオン性界面活性剤の量を変更した以外は、トナー13と同様にしてトナー14およびトナー
15を得た。得られたトナー14及び15について表4および表5に示す。
画像評価は、市販のカラーレーザープリンタ HP Color LaserJet 3525dn(HP社製)を一部改造して評価を行った。改造はプロセススピードを240mm/secに変更した。カートリッジには、上記トナー(200g)を充填した。この画像出力用カートリッジをシアンステーションに装着、その他にはダミーカートリッジを装着し、画像評価を実施した。
画像評価は高温高湿環境下(HH:30℃、80%RH)および低温低湿環境下(LL:15℃、10%RH)での各環境で印字率が1%の画像を連続して出力し、1000枚および15000枚出力した後に行った。転写材は、LETTERサイズのXEROX 4024用紙(XEROX社製、75g/m2)を用いた。
15000枚出力後、48時間放置後に白地部分を有する画像を出力した。測定装置は、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)を用いた。カブリ値は、プリントアウト画像の白地部分の白色度(反射率Ds(%))と転写領域の白色度(平均反射率Dr(%))の差から、カブリ濃度(%)(=Dr(%)−Ds(%))として算出した。フィルターは、イエローフィルターを用いた。A、B及びCは使用上問題とならないレベルであるが、Dは使用上問題となるレベルであり、何らかのその他対策が必要である。
A:1.0%未満
B:1.0%以上2.0%未満
C:2.0%以上3.0%未満
D:3.0%以上
1000枚および15000枚出力後、20mm四方のべた黒画像が紙面の4隅と中央に印字されたサンプル画像を出力して、その5点の平均濃度を測定した。1000枚印字後の平均濃度D(1000)と15000枚印字後の平均濃度D(15000)の差(=D(15000)−D(1000))から下記基準により評価した。A、B及びCは使用上問題とならないレベルであるが、Dは使用上問題となるレベルであり、何らかのその他対策が必要である。尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。
A:0.05未満
B:0.05以上1.00未満
C:1.00以上1.50未満
D:1.50以上
トナー1を用いて評価を行った。その結果、各項目において良好な結果が得られた。評価結果を表6に示す。
〔実施例2乃至15〕
トナー2乃至15を用いて実施例1と同様にして評価を行った。いずれも実用上問題ない結果が得られた。トナー2乃至15の評価結果を表6に示す。
〔比較例1乃至6〕
トナー16乃至21を用いて実施例1と同様にして評価を行った。トナー16、17及び21はいずれも、高温高湿環境下でのカブリが特に悪く実用上用いることができないレベルであった。また、トナー18は高温高湿環境下、トナー19および20は低温低湿下での濃度安定性が特に悪く実用上用いることができないレベルであった。トナー16乃至21の評価結果を表6に示す。
Claims (10)
- 水系媒体中で製造されたトナー粒子と、
無機微粉体と
を含有するトナーであって、
前記トナー粒子が、結着樹脂、着色剤及び非イオン性界面活性剤を含有し、
前記結着樹脂が、チタン化合物を触媒として製造されたポリエステル樹脂を含み、
前記トナーが、前記ポリエステル樹脂に由来するチタン元素を含み、
前記トナー表面からメタノールにより抽出される前記非イオン性界面活性剤の抽出量をA(ppm)とし、細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置を用いて測定される前記トナーの粒子径分布から求められる理論比表面積をB(m2/g)としたときに、前記Aの前記Bに対する比の値(A/B)が、1.0×10−4(g/m2)以上9.0×10−3(g/m2)以下であり、
前記抽出量は、下記の求め方で求められるものであり、
前記非イオン性界面活性剤が、オキシアルキレンを付加重合させて得られたポリオキシアルキレン構造を含み、
前記ポリオキシアルキレン構造におけるオキシアルキレンの平均付加モル数が、5以上60以下である
ことを特徴とするトナー。
(前記抽出量の求め方)
サンプルビンにメタノール50mlとトナー5gを精秤しよく混合した後、発振周波数42kHz、電気的出力125Wの卓上型超音波洗浄器にて超音波を30分間照射する。その後、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルターを用いて濾過を行う。濾液からエバポレーターによりメタノールを除去したのち10mgのトリメチルシラン入り重クロロホルム(1%トリメチルシラン)で溶解させ、 1 H−NMRで分析する。あらかじめトナー中に含有されている界面活性剤と同一の界面活性剤を用いて得られた、トリメチルシラン強度基準の検量線を用いて、トナー表面から抽出された非イオン界面活性剤の抽出量A(ppm)を算出する。検量線はトリメチルシラン強度と3.0〜5.0ppm付近のオキシアルキレン基の水素由来のピーク強度比から作成する。測定装置及び測定条件は、下記の通りである。
装置:FT NMR装置
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数:1024回
測定温度:40℃
- 前記ポリエステル樹脂が、前記チタン化合物由来の酸化チタンを含む請求項1に記載のトナー。
- 前記トナー中の、前記ポリエステル樹脂に由来するチタン元素の含有量が、30ppm以上3,000ppm以下である請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエステル又はポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテルである請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記非イオン性界面活性剤が、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル又はポリオキシアルキレンアルキルエステルである請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記式(1)及び(2)中のRが、炭素数が1〜60のアルキル基である請求項6に記載のトナー。
- 前記式(1)及び(2)中のRが、炭素数が5〜30のアルキル基である請求項6又は7に記載のトナー。
- 前記トナー粒子が、乳化凝集法により製造されたトナー粒子である請求項1〜9のいずれか1項に記載のトナー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010201281A JP5610940B2 (ja) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | トナー |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010201281A JP5610940B2 (ja) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | トナー |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012058477A JP2012058477A (ja) | 2012-03-22 |
JP2012058477A5 JP2012058477A5 (ja) | 2013-10-17 |
JP5610940B2 true JP5610940B2 (ja) | 2014-10-22 |
Family
ID=46055641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010201281A Expired - Fee Related JP5610940B2 (ja) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | トナー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5610940B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023227069A1 (zh) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | 北京键凯科技股份有限公司 | 一种单一分子量的聚多卡醇及其应用 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6159349A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-26 | Canon Inc | トナ− |
JPS62280763A (ja) * | 1986-05-29 | 1987-12-05 | Ricoh Co Ltd | 一成分現像方式 |
JP3596104B2 (ja) * | 1995-07-14 | 2004-12-02 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷現像用トナーおよびその製造方法 |
KR100603257B1 (ko) * | 2004-11-26 | 2006-07-24 | 삼성전자주식회사 | 폴리에스테르 미립자 분산액 제조방법 및 제조된폴리에스테르 미립자 분산액 |
JP2007004033A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Fuji Xerox Co Ltd | 静電荷現像用トナー及びその製造方法、並びに静電荷現像剤、画像形成方法 |
JP2007133215A (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Canon Inc | トナー |
JP4770611B2 (ja) * | 2006-07-07 | 2011-09-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 静電荷像現像用トナーの製造方法 |
JP4996227B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2012-08-08 | 花王株式会社 | 電子写真用トナー |
JP5221050B2 (ja) * | 2007-03-02 | 2013-06-26 | 花王株式会社 | 硬質表面の洗浄方法 |
JP5006682B2 (ja) * | 2007-04-06 | 2012-08-22 | 花王株式会社 | 電子写真用トナー |
-
2010
- 2010-09-08 JP JP2010201281A patent/JP5610940B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012058477A (ja) | 2012-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5591028B2 (ja) | トナー | |
JP4927221B2 (ja) | トナー | |
KR101498773B1 (ko) | 토너용 수지, 및 토너 | |
EP2290454B1 (en) | Toner having titania | |
JP2012145934A (ja) | トナー | |
JP2016224420A (ja) | トナー | |
JP2011154351A (ja) | トナー | |
JP5517505B2 (ja) | 磁性トナー及びその製造方法 | |
JP2007071993A (ja) | トナー | |
JP6562775B2 (ja) | トナー及びトナーの製造方法 | |
JP5677031B2 (ja) | トナー | |
JP2017044743A (ja) | トナー及びトナーの製造方法 | |
JP6525739B2 (ja) | 磁性トナー | |
JP6403549B2 (ja) | 電子写真用トナー用結着樹脂組成物 | |
JP7051519B2 (ja) | トナー | |
JP5441677B2 (ja) | トナー | |
JP5610940B2 (ja) | トナー | |
JP5855383B2 (ja) | 正帯電性トナー | |
JP6100104B2 (ja) | ブラックトナーの製造方法 | |
JP2017076099A (ja) | トナー | |
JP6635735B2 (ja) | トナー、トナーの製造方法 | |
JP6570368B2 (ja) | トナーの製造方法及びトナー | |
JP5517754B2 (ja) | トナー | |
JP2018138980A (ja) | トナー | |
JP5455444B2 (ja) | 磁性トナー |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130903 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130903 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140422 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140618 |
|
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: 20140805 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140902 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5610940 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |