JP5901206B2 - トナー - Google Patents
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Description
ワックスの熱重量分析は、熱重量測定装置TA−TGA2950(ティー・エー・インスツルメント社製)を用い、サンプルを入れたパンを40℃で1分間保持した後、酸素雰囲気下で、10℃/minの昇温スピードで600℃まで加熱することにより行った。
ワックスの溶融粘度はE型回転粘度計を用いて測定される。粘度計としては、VT−500(HAAKE社製)を利用した。実施例においては、温度レギュレータ付きオイルバスにより測定温度を120℃にし、センサーにPK1,0.5°を使用し、シェアレート6,000s-1で測定した。
1.前処理
トナー0.1gを専用のろ過容器(例えば東ソー製溶解ろ過容器 ポアサイズ10μm)に入れ、ODCB 10mlとともに15ml試験管に入れる。これを溶液ろ過装置(例えば東ソー製DF−8020)を用い、135℃で24時間溶解させる。
装置 :HLC−8121GPC/HT(東ソー社製)
DAWN EOS(Wyatt Technology社製)
高温差圧粘度検出器(Viscotek社製)
カラム:
TSKgel GMHHR−H(30)HT 7.8cm(ID)×30.0cm(L)TSKgel GMHHR−H(20)HT 7.8cm(ID)×30.0cm(L)TSKgel GMHHR−H HT 7.8cm(ID)×30.0cm(L)
3連(東ソー社製)
検出器1:多角度光散乱検出器 Wyatt DAWN EOS
検出器2:高温差圧粘度検出器
検出器3:ブライス型デュアルフロー式示差屈折計
温度:135℃
溶媒:o−ジクロロベンゼン(ジブチルヒドロキシトルエンを0.05質量%添加)
流速:1.0ml/min
注入量:400μl
カルボキシル基含有スチレン系樹脂の重量平均分子量は、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。
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
HNP−9(日本精鑞社製)2.0部、FNP−0090(日本精鑞社製)8.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス1を調製した。ワックス1の物性を表1に示す。
FNP−0090(日本精鑞社製)2.0部、FT105(日本精鑞社製)8.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス2を調製した。ワックス2の物性を表1に示す。
HNP−9(日本精鑞社製)6.0部、FNP−0090(日本精鑞社製)4.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス3を調製した。ワックス3の物性を表1に示す。
HNP−10(日本精鑞社製)6.0部、FNP−0090(日本精鑞社製)4.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス4を調製した。ワックス4の物性を表1に示す。
HNP−10(日本精鑞社製)8.0部、FT105(日本精鑞社製)2.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス5を調製した。ワックス5の物性を表1に示す。
HNP−9(日本精鑞社製)2.0部、HNP−11(日本精鑞社製)8.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス6を調製した。ワックス6の物性を表1に示す。
FT105(日本精鑞社製)3.0部、FT115(日本精鑞社製)7.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス7を調製した。ワックス7の物性を表1に示す。
HNP−11(日本精鑞社製)2.0部、FT115(日本精鑞社製)8.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス8を調製した。ワックス8の物性を表1に示す。
HNP−5(日本精鑞社製)7.0部、FT105(日本精鑞社製)3.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス9を調製した。ワックス9の物性を表1に示す。
HNP−11(日本精鑞社製)5.0部、SP−1035(日本精鑞社製)5.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス10を調製した。ワックス10の物性を表1に示す。
HNP−10(日本精鑞社製)2.0部、FT115(日本精鑞社製)8.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス11を調製した。ワックス11の物性を表1に示す。
HNP−5(日本精鑞社製)1.0部、HNP−10(日本精鑞社製)2.0部、FT115(日本精鑞社製)7.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス12を調製した。ワックス12の物性を表1に示す。
HNP−5(日本精鑞社製)8.0部、FT115(日本精鑞社製)2.0部を混合し、減圧条件下で加熱することにより、低分子量成分を除去し、ワックス13を調製した。ワックス13の物性を表1に示す。
・スチレン(St) 1.65部
・メチルメタクリレート(MMA) 2.50部
・メタクリル酸(MAA) 3.35部
・メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(2HEMA) 2.50部
・パーブチルD(10時間半減期温度54.6℃、日本油脂社製) 2.00部
上記各成分を、4つ口フラスコ内でキシレン200部を撹拌しながら容器内を十分に窒素で置換し、140℃に昇温させた後、2時間かけて滴下した。更に、キシレン還流下で10時間保持し、重合を完了し、減圧下で溶媒を蒸留除去した。このようにして得られたカルボキシル基含有スチレン系樹脂1の重量平均分子量(Mw)は14500、ガラス転移温度(Tg)は92℃、酸価(Av)は20.3mgKOH/g、水酸基価(OHv)は10.0mgKOH/gであった。
カルボキシル基含有スチレン系樹脂1の調製例において、パーブチルDの添加量を変更することを除いては、カルボキシル基含有スチレン系樹脂1の調製例と同様にしてカルボキシル基含有スチレン系樹脂2及び3を製造した。得られたカルボキシル基含有スチレン系樹脂2の重量平均分子量(Mw)は30000、ガラス転移温度(Tg)は92℃、酸価(Av)は20.3mgKOH/g、水酸基価(OHv)は10.0mgKOH/gであり、カルボキシル基含有スチレン系樹脂3の重量平均分子量は10000、ガラス転移温度(Tg)は92℃、酸価(Av)は20.3mgKOH/g、水酸基価(OHv)は10.0mgKOH/gであった。
・テレフタル酸 15.00部
・イソフタル酸 15.00部
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 70.00部
・シュウ酸チタン酸カリウム 0.03部
減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置、撹拌装置を備えたオートクレープ中に、上記各成分を仕込み、窒素雰囲気下、220℃で17時間反応を行い、更に10乃至20mmHgの減圧下で0.5時間反応させた。その後、180℃に降温し、無水トリメリット酸を0.10部添加して、175℃で2.0時間反応させ、ポリエステル樹脂を得た。得られたポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は9500、ガラス転移温度(Tg)は73℃、酸価(Av)は8.0mgKOH/gであった。
60℃に加温したイオン交換水1300質量部に、リン酸三カルシウム9.0質量部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて10,000rpmにて撹拌し、塩酸を加えてpH5.2の水系媒体を得た。
・スチレン 70.00部
・n−ブチルアクリレート 30.00部
・C.I.ピグメントブルー15:3 7.00部
・カルボキシル基含有スチレン系樹脂1 10.00部
・上記ポリエステル樹脂 5.00部
・荷電制御剤(ボントロンE−88;オリエント化学社製) 1.00部
・ワックス1 9.00部
・ジビニルベンゼン 0.25部
次に、上記水系媒体中に上記樹脂溶解液を投入し、温度60℃、窒素雰囲気下において、TK式ホモミキサーにて10,000rpmで撹拌した。続けてパーブチルNHP(10時間半減期温度50.6℃、日本油脂社製)2.00部、パーブチルPV(10時間半減期温度54.6℃、日本油脂社製)8.00部を加え、30分間撹拌して造粒した。その後、パドル撹拌翼で撹拌しつつ温度70.0℃に昇温した。5時間反応させた後、更に80.0℃に昇温して3時間反応させた。冷却後、塩酸を加えpHを1.4にし、3時間撹拌した。トナー粒子を濾別し、水洗を行った後、温度40℃にて48時間乾燥し、トナー粒子1を得た。得られたトナー粒子1の重量平均粒径(D4)は6.0μmであった。
トナー1の製造例からの変更点を表2に示す。表2に記載されるように変更する以外は、トナー1の製造例と同様にして、トナー2〜10、12〜20、22〜25を製造した。得られたトナーの各種物性を表3に示す。
トナー10の製造における外添前のトナー粒子を110℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕した。粗粉砕物をジェットミル衝突式ジェットミル(日本ニューマチック工業社製)で微粉砕し、得られた微粉砕物を風力分級してトナー粒子11を得た。得られたトナー粒子11の重量平均粒径(D4)は6.0μmであった。
トナー11の製造例において、溶融混錬するトナー粒子を、トナー20の製造における外添前のトナー粒子に変更することを除いて、トナー11の製造例と同様にしてトナー21を製造した。得られたトナー21の各種物性を表3に示す。
上記トナー1を用いて、以下に詳細を示す評価を行った。
評価紙上のトナーの載り量を0.50mg/cm2に設定し、長手方向に対して、先端から5cmのところから縦5cm、幅20cmのベタ画像、それ以降がベタ白という画像を出力させた。「PG−3D」(日本電色工業株式会社製)を用いて、測定光学部角度75°における定着画像の光沢度を測定した。
A:35以上
B:25以上35未満
C:20以上25未満
D:20未満
評価紙としてBusiness4200(秤量105g/m2、Xerox社製)を用い、トナーの載り量を0.50mg/cm2としたベタ画像を作像し、定着温度を130乃至200℃の範囲で10℃毎に変えながら定着を行った。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(株)製)により、得られた定着画像を5往復摺擦し、下式により画像濃度の低下率(%)を算出し、低下率が10%以下となった温度を定着開始温度とした。なお、画像濃度はカラー反射濃度計(X−RITE 404A:X−Rite Co.製)で測定した。
濃度低下率=(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
A:定着開始温度が160℃未満
B:定着開始温度が160℃以上180℃未満
C:定着開始温度が180℃以上200℃未満
D:定着開始温度が200℃以上
トナーの載り量0.3mg/cm2で、5cm×5cm面積のハーフトーン画像を作像し、定着器通過時の評価紙の通紙方向後端部に、ホットオフセット現象(定着画像の一部が定着器の部材表面に付着し、更に、次周回で記録材上に定着する現象)が生じた時点の定着加熱部表面の温度を測定し、高温オフセット現象発生温度とし、以下の評価基準に基づいて評価した。
A:発生温度が220℃以上
B:発生温度が210℃以上220℃未満
C:発生温度が200℃以上210℃未満
D:発生温度が200℃未満
評価紙上のトナーの載り量が0.50mg/cm2であるベタ画像を作像し、出力した。得られた定着画像を画像面が外側になる様に折り曲げ、画像の欠損の度合いを目視で判定した。判定基準は以下のとおりである。
A:定着画像に欠損は発生しない。
B:折り目に極微量の欠損が認められた。
C:目視ではっきりと確認できる程度の画像欠損が発生する。
D:折り目を中心に著しい画像欠落が発生する。
評価紙上のトナーの載り量が0.50mg/cm2であるベタ画像を作像し、出力した。「PG−3D」(日本電色工業株式会社製)を用いて、測定光学部角度75°における定着画像の光沢度を測定した。一枚の評価紙上における光沢度の最大値と最小値との差を求めて定着ムラを下記基準により評価した。
A:光沢度差2.0%未満
B:光沢度差2.0%以上4.0%未満
C:光沢度差4.0%以上6.0%未満
D:光沢度差6.0%以上
初期及び耐久後に、白地部分を有する画像を出力し、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)により測定した出力画像の白地部分の白色度と記録材の白色度の差から、カブリ濃度(%)を算出し、画像カブリを評価した。フィルターはアンバーライトフィルターを用いた。
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
トナーの載り量が0.3mg/cm2であるハーフトーン画像を作成し、画像上及び現像ローラを目視で評価した。
A:現像ローラ上にも、ハーフトーン画像上にも、縦スジは見られない。
B:現像ローラに周方向の細かいスジが1乃至3本あるものの、ハーフトーン画像上には縦スジは見られない。
C:現像ローラに周方向の細かいスジが数本あり、ハーフトーン画像上にも細かいスジが数本見られる。
D:現像ローラ上及びハーフトーン画像上に多数本の顕著なスジが見られる。
トナーの載り量を0.50mg/cm2に設定したベタ画像を出力する際、感光体上のトナー量と評価紙上のトナー量との質量変化から転写効率を求めた(感光体上トナー量が全量評価紙上に転写された場合を転写効率100%とする)。
A:転写効率が95%以上
B:転写効率が90%以上95%未満
C:転写効率が80%以上90%未満
D:転写効率が80%未満
トナーの載り量が0.3mg/cm2であるハーフトーン画像において、5%印字画像部と非印字画像部で濃淡ムラが発生していないか目視で評価した。その後、現像ローラ表面のトナーをエアーで吹き、現像ローラ表面の観察を行った。
A:画像上に濃淡ムラの発生がなく、現像ローラ表面もフィルミングなし。
B:画像上に濃淡ムラの発生はないが、現像ローラ表面に若干のフィルミングが確認される。
C:画像上に軽度な濃淡ムラ発生。
D:画像上に醜い濃淡ムラ発生。
5gのトナーを100mlのポリカップに入れ、55℃(±0.5℃以内)の恒温槽で3日間放置した後、目視および指で触って評価した。
A:変化がみられず、非常に優れた保存性を示す。
B:流動性が若干低下するものの、優れた保存性を示す。
C:凝集物が発生するが、容易に崩れる。
D:凝集物をつまむことができ、容易には崩れない。保存性に劣る。
トナー2乃至25を用いて、実施例1と同様の評価を行った。評価結果を表4に示す。
Claims (4)
- 結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子と、無機微粉体を有するトナーであって、
前記ワックスは、
i)パラフィンワックスまたはフィッシャートロプシュワックスであり、
ii)0.2質量%減量温度が200℃以上、1.0質量%減量温度が250℃以上であり、
iii)120℃における溶融粘度が3.0乃至15.0mPa・sである、
ことを特徴とするトナー。 - 前記ワックスは、1.0質量%減量温度が270℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 135℃におけるGPC−MALLS−粘度計分析によって測定される絶対分子量に関し、前記トナーのオルトジクロロベンゼン(ODCB)可溶成分の重量平均分子量(Mw)が、2.0×104乃至1.4×105であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 絶対分子量(M)の常用対数〔log(M)〕を横軸に、粘度(Iv)の常用対数〔log(Iv)〕を縦軸にプロットした際に、全体の傾きをa、絶対分子量(M)の常用対数〔log(M)〕が5.00以上の領域の傾きをbとしたとき、b/aが0.30乃至0.95であることを特徴とする請求項3に記載のトナー。
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