JP5928799B2 - 電子写真用トナー、現像剤、及び画像形成装置 - Google Patents
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また、スルホン酸基を含む不飽和結合による架橋構造を有する結晶性樹脂を用いたトナーが提案されている(特許文献3参照)。このトナーは、それまでの従来技術に較べて耐ホットオフセット性を改善することができている。また、軟化温度と融解熱ピーク温度の比率と粘弾特性を規定し、低温定着性と耐熱保存性に優れた樹脂粒子の技術が開示されている(特許文献4参照)。
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための具体的な手段としては以下の通りである。即ち、
前記結着樹脂が結晶性樹脂を50重量%以上含有し、
前記結晶性樹脂がウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂であり、かつ、前記結晶樹脂がそれぞれ重量平均分子量の異なる結晶性樹脂(A)(低分子量体)及び結晶性樹脂(B)(高分子量体)の2種の結晶性樹脂を含有し、 前記帯電制御剤が下記一般式(I)で示されるカリックスアレン誘導体であることを特徴とする電子写真用トナー。
但し、前記一般式(I)において、n及びmはそれぞれ整数であり、n+mは4〜8である。R1は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または―(CH2)qCOOR10(R10は水素原子又は低級アルキル基を表し、qは1〜3の整数を示す)基である。R2は、水素原子、ハロゲン原子、枝分かれがあってもよい炭素数1〜12のアルキル基、アラルキル基、―NO2、―NH2、―N(R7)2(R7は低級アルキル基)、―SO3R8(R8は水素原子)、フェニル基、アルコキシ基、または―Si(CH3)3である。R3及びR4は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基、―NH2、―N(R9)2(R9は低級アルキル基)である。R5は、水素原子、又は炭素数1〜3のアルキル基である。R11は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は―(CH2)pCOOR20(R20は水素原子又は低級アルキル基を表し、pは1〜3の整数を示す)基である。R12は、水素原子、ハロゲン原子、枝分かれがあってもよい炭素数1〜12のアルキル基、アラルキル基、―NO2、―NH2、―N(R17)2(R17は低級アルキル基)、―SO3R18(R18は水素原子)、フェニル基、アルコキシ基、又は―Si(CH3)3である。R13及びR14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基、―NH2、又は―N(R19)2(R19は低級アルキル基)である。R15は、水素原子、又は炭素数1〜3のアルキル基である。
(2)前記結晶性樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)が20,000以上30,000以下であることを特徴とする(1)に記載の電子写真用トナー。
(3)前記トナーの70℃における貯蔵弾性率G’(70)(Pa)が5.0×104<G’(70)<5.0×105であり、且つ、前記トナーの160℃における貯蔵弾性率G’(160)(Pa)が1.0×103<G’(160)<1.0×104であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の電子写真用トナー。
(4)前記カリックスアレン誘導体がハロゲン基を含有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(5)前記カリックスアレン誘導体がトナーの表面近傍に分散していることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(6)前記カリックスアレン誘導体が、トナー母体粒子に外添されていることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の電子写真トナー。
(7)前記カリックスアレンのトナー中での平均分散径が、10nm〜500nmであることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の電子写真用トナー。
(8)(1)〜(7)のいずれかに記載の電子写真用トナーと、キャリアとを含むことを特徴とする現像剤。
(9)静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記現像剤が、(8)に記載の現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、帯電制御剤を含み、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
本発明における結着樹脂は、結晶性樹脂を該結着樹脂に対して50重量%以上含有し、実質的に結着樹脂の主成分が結晶性樹脂からなる。結晶性樹脂による優れた低温定着性と耐熱保存性の両立性を最大限に発現させるには、好ましくは結晶性樹脂が65重量%以上、より好ましくは80重量%以上、特に好ましくは95重量%以上である。50重量%未満の場合、結着樹脂の熱急峻性がトナーの粘弾特性上で発現できず、低温定着性と耐熱保存性の両立は難しい。
前記ウレタン変性ポリエステル樹脂は、例えば、ポリエステル樹脂と少なくとも2価以上のイソシアネート化合物との反応や、末端にイソシアネート基を有するポリエステル樹脂とポリオール成分との反応により得ることができる。
前記ポリエステル樹脂としては、例えば、ジオール成分とジカルボン酸成分との重縮合により合成される重縮合ポリエステル樹脂、ラクトン開環重合物、ポリヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも、ジオールとジカルボン酸との重縮合ポリエステル樹脂が結晶性発現の観点から好ましい。
前記ジオール成分としては、脂肪族ジオールが好ましく、鎖炭素数が2〜36の範囲であることが好ましい。脂肪族ジオールとしては、直鎖型と分岐型が挙げられるが、直鎖型脂肪族ジオールが好ましく、炭素数4〜6の直鎖型脂肪族ジオールがより好ましい。ジオール成分としては複数のものを使用してもよいが、ジオール成分全体量に対して、直鎖型脂肪族ジオールの含有量は80mol%以上であることが好ましく、より好ましくは90mol%以上である。80mol%以上の場合は、樹脂の結晶性が向上し、低温定着性と耐熱保存性の両立性が良く、樹脂硬度が向上する傾向にあるので好ましい。
3−プロパンジオール、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、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,11−ウンデカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,13−トリデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,15−ペンタデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,17−ヘプタデカンジオール、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオール等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらのうち、入手容易性を考慮するとエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオールが好ましく、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールがより好ましい。
、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、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);炭素数4〜36のアルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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);炭素数4〜36の脂環式ジオール(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など);上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(以下AOと略記する)〔エチレンオキサイド(以下EOと略記する)、プロピレンオキサイド(以下POと略記する)、ブチレンオキサイド(以下BOと略記する)など〕付加物(付加モル数1〜30);ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど)のAO(EO、PO、BOなど)付加物(付加モル数2〜30);ポリラクトンジオール(ポリε−カプロラクトンジオールなど);およびポリブタジエンジオールなどが挙げられる。
前記カルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸が好ましく、脂肪族ジカルボン酸としては、直鎖型と分岐型が挙げられるが、直鎖型ジカルボン酸がより好ましい。更に、直鎖型ジカルボン酸の中でも、炭素数6〜12の飽和脂肪族ジカルボン酸が特に好ましい。
なお、ジカルボン酸または3〜6価またはそれ以上のポリカルボン酸としては、上述のものの酸無水物または炭素数1〜4の低級アルキルエステル(メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステルなど)を用いてもよい。これらジカルボン酸の中では、前記脂肪族ジカルボン酸(好ましくはアジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等)を単独で使用、又は2種以上を併用するのが好ましいが、脂肪族ジカルボン酸と共に芳香族ジカルボン酸(好ましくはテレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、及びこれらの低級アルキルエステル類等)を共重合したものも同様に好ましい。芳香族ジカルボン酸の共重合量としては20mol%以下が好ましい。
前記ポリエステル樹脂としてのラクトン開環重合物は、例えば、β−プロピオラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなどの炭素数3〜12のモノラクトン(環中のエステル基数1個)等のラクトン類を金属酸化物、有機金属化合物などの触媒を用いて、開環重合させることにより得ることができる。これらのうち、好ましいラクトンは、結晶性の観点からε−カプロラクトンである。
また、開始剤としてグリコール(例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール等)を用い、上記のラクトン類を開環重合させて得られる、末端にヒドロキシル基を有するラクトン開環重合物であってもよく、その末端を例えばカルボキシル基になるように変性したものであってもよい。また、市販品を用いてもよく、例えば、ダイセル株式会社製のPLACCELシリーズのH1P、H4、H5、H7などの高結晶性ポリカプロラクトンが挙げられる。
前記ポリエステル樹脂としてのポリヒドロキシカルボン酸は、グリコール酸、乳酸(L体、D体、ラセミ体)などのヒドロキシカルボン酸を直接脱水縮合することで得られるが、グリコリド、ラクチド(L体、D体、メソ体)などのヒドロキシカルボン酸の2分子間もしくは3分子間脱水縮合物に相当する炭素数4〜12の環状エステル(環中のエステル基数2〜3個)を金属酸化物、有機金属化合物などの触媒を用いて、開環重合する方が分子量の調整の観点から好ましい。これらのうち、好ましい環状エステルは、結晶性の観点からL−ラクチド、およびD−ラクチドである。また、これらのポリヒドロキシカルボン酸は末端がヒドロキシル基やカルボキシル基となるように変性したものであってもよい。
前記イソシアネート成分としては、芳香族イソシアネート類、脂肪族イソシアネート類、脂環式イソシアネート類、芳香脂肪族イソシアネート類が挙げられ、中でも、NCO基中の炭素を除く炭素数が、6〜20の芳香族ジイソシアネート、2〜18の脂肪族ジイソシアネート、4〜15の脂環式ジイソシアネート、8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネートおよびこれらのジイソシアネートの変性物(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など)およびこれらの2種以上の混合物が挙げられる。また、必要により、3価以上のイソシアネートを併用してもよい。
前記芳香脂肪族イソシアネート類の具体例としては、m−および/またはp−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシ
アネート(TMXDI)などが挙げられる。
これらのうちで好ましいものはNCO基中の炭素を除く炭素数が、6〜15の芳香族ジイソシアネート、4〜12の脂肪族ジイソシアネート、4〜15の脂環式ジイソシアネートであり、特に好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、およびIPDIである。
前記ウレア変性ポリエステル樹脂は、例えば、末端にイソシアネート基を有するポリエステル樹脂とアミン化合物との反応により得ることができる。
前記アミン成分としては、脂肪族アミン類、芳香族アミン類が挙げられ、中でも炭素数2〜18の脂肪族ジアミン類、炭素数6〜20の芳香族ジアミン類が挙げられる。また、必要により、3価以上のアミン類を使用してもよい。
前記炭素数2〜18の脂肪族ジアミン類としては、炭素数2〜6のアルキレンジアミン(エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなど);炭素数4〜18のポリアルキレンジアミン〔ジエチレントリアミン、イミノビスプロピルアミン、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン,トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなど〕;これらの炭素数1〜4のアルキルまたは炭素数2〜4のヒドロキシアルキル置換体(ジアルキルアミノプロピルアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、アミノエチルエタノールアミン、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサメチレンジアミン、メチルイミノビスプロピルアミンなど);脂環または複素環含有脂肪族ジアミン{炭素数4〜15の脂環式ジアミン〔1,3−ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン、メンセンジアミン、4,4’−メチレンジシクロヘキサンジアミン(水添メチレンジアニリン)など〕、炭素数4〜15の複素環式ジアミン〔ピペラジン、N−アミノエチルピペラジン、1,4−ジアミノエチルピペラジン、1,4ビス(2−アミノ−2−メチルプロピル)ピペラジン、3,9−ビス(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンなど〕};炭素数8〜15の芳香環含有脂肪族アミン類(キシリレンジアミン、テトラクロル−p−キシリレンジアミンなど)、等が挙げられる。
前記ポリウレタン樹脂としては、ジオール成分とジイソシアネート成分とから合成されるポリウレタン樹脂等が挙げられるが、必要に応じて3価以上のアルコール成分やイソシアネート成分を用いてもよい。
該ジオール成分とジイソシアネート成分、3価以上のアルコール成分やイソシアネート成分の具体例については、前述のものと同様である。
前記ポリウレア樹脂としては、ジアミン成分とジイソシアネート成分とから合成されるポリウレア樹脂等が挙げられるが、必要に応じて3価以上のアミン成分やイソシアネート成分を用いてもよい。
該ジアミン成分とジイソシアネート成分、3価以上のアミン成分やイソシアネート成分の具体例については、前述のものと同様である。
前記活性水素基と反応可能な官能基としては特に制限はないが、例えば、イソシアネート基、エポキシ基、カルボン酸、酸クロリド基などの官能基が挙げられ、反応性や安定性の観点より好ましくはイソシアネート基などが挙げられる。
脂などが挙げられる。
前記活性水素基を有する樹脂および活性水素基を有する架橋剤や伸長剤などの化合物としては、活性水素基を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記活性水素基と反応可能な官能基がイソシアネート基である場合には、活性水素基としては、水酸基(アルコール性水酸基およびフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられ、反応速度の観点から、アミン類が特に好適である。
末端にイソシアネート基を有する変性された結晶性樹脂をアミン類と反応させて得られる樹脂は、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有してなる結晶性樹脂となる。
前記非結晶性樹脂としては、非結晶性であれば特に制限はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリスチレン、ポリp−スチレン、ポリビニルトルエン等のスチレン又はその置換体の単重合体、スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸共重合隊、スチレン−メタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタアクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロルメタアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプロピル共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等のスチレン系共重合体、ポリチメルメタクリレート樹脂、ポリブチルメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、ロジン樹脂、変性ロジン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、脂肪族又は芳香族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂など、および活性水素基と反応可能な官能基を有するように変性されたこれらの樹脂類が挙げられ、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。
本発明におけるトナーは、帯電制御剤としてカリックスアレン誘導体を含有する。本発明のトナーの結着樹脂は、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有しているため、トナー全体として正帯電性を示しやすくなるが、前記カリックスアレンを添加することで適性な負帯電性及び帯電量を示し、かつ経時での帯電安定性を向上させることができる。これは、カリックスアレンがトナー中に導入されたことでトナーの見かけ上の耐ストレス性が向上し、キャリアへの樹脂のフィルミングが減少したためと考えられる。また、耐ストレス性が向上したことにより、出力画像の耐擦性も改善できる。
前記カリックスアレン誘導体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、下記一般式(I)で表される化合物が挙げられる。
即ち、トナー粒子を酸化ルテニウム水溶液の蒸気中に曝して3分間染色し、30分大気中で放置した後、30分硬化型エポキシ樹脂で包埋する。次いで、ウルトラミクロトームを使用して、切削厚み80nm、切削速度0.4mm/secでダイヤモンドナイフ(Ultra Sonic35)で切削する。次いで、コロジオン膜メッシュ上に切片を固定し、JEM−2100F(日本電子製TEM)にて、加速電圧200kV、SpotSize3、CL AP1、OL AP3の条件で、明視野法による観察を行うことができる。
前記カリックスアレン誘導体の分散径は、例えば、上述したようなTEMにより確認することができる。
本発明におけるトナーの製法や材料は、条件を満たしていれば公知のものが全て使用可能であり、特に限定されるものではないが、例えば、混練粉砕法や、水系媒体中にてトナー粒子を造粒するいわゆるケミカル工法がある。本発明における結晶性樹脂は耐衝撃性が高く、混練粉砕法では10μm以下の粒子径まで粉砕するには、非常に高い粉砕エネルギーが必要となるため、結晶性樹脂を容易に造粒可能なケミカル工法が好ましい。また、混練粉砕法により得られるトナーは、トナー表面に露出する帯電制御剤量を制御することができないため、トナー間での帯電量にばらつきが生じやすく、帯電量分布がブロードになる傾向がある。一方、ケミカル工法では帯電制御剤のトナー中における分散状態を制御することが可能であるため、好ましい。
−混練粉砕法−
前記混練粉砕法は、例えば、少なくとも帯電制御剤、着色剤、結着樹脂及び離型剤を有するトナー材料を溶融混練したものを、粉砕し、分級することにより、前記トナーの母体粒子を製造する方法である。
前記溶融混練では、前記トナー材料を混合し、該混合物を溶融混練機に仕込んで溶融混練する。該溶融混練機としては、例えば、一軸又は二軸の連続混練機や、ロールミルによるバッチ式混練機を用いることができる。例えば、神戸製鋼所製KTK型二軸押出機、東芝機械社製TEM型押出機、ケイシーケイ社製二軸押出機、池貝鉄工所製PCM型二軸押出機、ブス社製コニーダー等が好適に用いられる。この溶融混練は、結着樹脂の分子鎖の切断を招来しないような適正な条件で行うことが好ましい。具体的には、溶融混練温度は、結着樹脂の軟化点を参考にして行われ、該軟化点より高温過ぎると切断が激しく、低温すぎると分散が進まないことがある。
前記粉砕及び分級が終了した後に、粉砕物を遠心力などで気流中に分級し、所定の粒径のトナー母体粒子を製造することができる。
前記ケミカル工法では、例えば、少なくとも帯電制御剤、着色剤、結着樹脂及び離型剤を含有してなる微粒子を、水系媒体中に分散及び/又は乳化して前記トナーの母体粒子を造粒する方法である。
(a)ビニル系樹脂の場合において、モノマーを出発原料として、懸濁重合法、乳化重合法、シード重合法または分散重合法等の重合反応により、直接、樹脂微粒子の水性分散液を製造する方法。
(b)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液を適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、その後に加熱したり、硬化剤を加えたりして硬化させて樹脂微粒子の水性分散体を製造する方法。
(c)ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の重付加あるいは縮合系樹脂の場合において、前駆体(モノマー、オリゴマー等)またはその溶剤溶液(液体であることが好ましく、加熱により液状化させたものでも良い。)中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
(d)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を機械回転式またはジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、次いで、分級することによって樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
(e)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、霧状に噴霧することにより樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
(f)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液に溶剤を添加するか、またはあらかじめ溶剤に加熱溶解した樹脂溶液を冷却することにより樹脂微粒子を析出させ、次いで、溶剤を除去して樹脂微粒子を得た後、適当な分散剤存在下で水中に分散させる方法。
(g)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液を、適当な分散剤存在下で水性媒体中に分散させ、これを加熱または減圧等によって溶剤を除去する方法。
(h)あらかじめ高分子化反応(付加重合、開環重合、重付加、付加縮合、縮合重合等いずれの重合反応様式であっても良い。)により作製した樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液中に適当な乳化剤を溶解させた後、水を加えて転相乳化する方法。
前記界面活性剤としては、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、リン酸エステルなどの陰イオン界面活性剤、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、イミダゾリンなどのアミン塩型や、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などの四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、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、例えばアラニン、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)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。
前記有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。特に、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル系、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒および塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素が好ましい。
前記水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、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など)、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(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
前記無機分散剤としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ハイドロキシアパタイトなどが用いられる。
前記有機樹脂微粒子を形成する樹脂としては、水性分散体を形成しうる樹脂であれば、いかなる樹脂であっても使用でき、熱可塑性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良いが、例えは、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、2種以上を併用しても差し支えない。このうち好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすいという観点からビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂およびそれらの併用である。
例えば、常圧または減圧下で系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶剤を完全に蒸発除去する方法を採用することができる。
即ち、遠心分離機、フィルタープレスなどで固液分離した後、得られたトナーケーキを常温〜約40℃程度のイオン交換水に再分散させ、必要に応じて酸やアルカリでpH調整した後、再度固液分離するという工程を数回繰り返すことにより不純物や界面活性剤などを除去した後、気流乾燥機や循環乾燥機、減圧乾燥機、振動流動乾燥機などにより乾燥することによってトナー粉末を得る。この際、遠心分離などでトナーの微粒子成分を取り除いても良いし、また、乾燥後に必要に応じて公知の分級機を用いて所望の粒径分布にすることができる。
具体的手段としては、高速で回転する羽根によって混合物に衝撃力を加える方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させ、粒子同士または複合化した粒子を適当な衝突板に衝突させる方法などがある。
−着色剤−
本発明のトナーにおける着色剤としては特に制限はなく、公知の着色剤から目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミュウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン、などが挙げられる。これらは1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
ブラック用のものとしては、例えばファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、銅、鉄(C.I.ピグメントブラック11)、酸化チタン等の金属類、アニリンブラック(C.I.ピグメントブラック1)等の有機顔料、などが挙げられる。
イエロー用着色顔料としては、例えばC.I.ピグメントイエロー0−16、1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、55、65、73、74、83、97、110、151、154、180;C.I.バットイエロー1、3、20、オレンジ36、などが挙げられる。
また、これらのマスターバッチ用樹脂は、本発明における結晶性樹脂であっても何ら問題ない。
異形化剤は、カラートナーの形状を異形化することを目的として含有させる。異形化剤としては、この目的が達成できるものであれば適宜選択することができるが、層状無機鉱物が有する層間のイオンの少なくとも一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物を含有することが好ましい。このような層状無機鉱物としてはスメクタイト系の基本結晶構造を持つものを有機物カチオンで変性したものが望ましい。また、層状無機鉱物の2価金属の一部を3価の金属に置換することにより、金属アニオンを導入することができる。しかし、金属アニオンを導入すると親水性が高くなるため、金属アニオンの少なくとも一部を有機物アニオンで変性した層状無機化合物が望ましい。
前記有機物アニオン変性剤としては特に制限はなく、分岐、非分岐又は環状のアルキル(炭素数1〜44)、アルケニル(炭素数1〜22)、アルコキシ(炭素数8〜32)、ヒドロキシアルキル(炭素数2〜22)、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を有する硫酸塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩、又はリン酸塩が挙げられる。中でもエチレンオキサイド骨格を持ったカルボン酸が望ましい。
層状無機鉱物は適宜選択することができ、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、ヘクトライト、アタパルジャイト、セピオライト及びこれらの混合物等が挙げられる。中でも、トナー特性に影響を与えず、容易に粘度調整ができ、添加量を少量とすることができることから、モンモリロナイト又はベントナイトが好ましい。
前記一部を有機物イオンで変性した層状無機鉱物の含有量は、トナー材料中の0.05〜10質量%であることが好ましく、0.05〜5質量%であることがより好ましい。
前記離型剤としては、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、カルボニル基含有ワックス、ポリオレフィンワックス、長鎖炭化水素等のワックス類が挙げられる。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。これらの中でも、カルボニル基含有ワックスが好ましい。
前記カルボニル基含有ワックスとしては、例えば、ポリアルカン酸エステル、ポリアルカノールエステル、ポリアルカン酸アミド、ポリアルキルアミド、ジアルキルケトンなどが挙げられる。
前記ポリオレフィンワッックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどが挙げられる。
前記長鎖炭化水素としては、例えば、パラフィンワッックス、サゾールワックスなどが挙げられる。
前記離型剤の融点は、例えば、示差走査熱量計(セイコー電子工業株式会社製、DSC210)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分間で0℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/分間で昇温し、融解熱の最大ピーク温度を融点として求めることができる。
本発明のトナーには、トナー粒子に流動性、現像性、帯電性等を付与するための外添剤として無機微粒子を添加してもよい。
無機微粒子としては特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。その例としては、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、等が挙げられる。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmが好ましく、5〜500nmがより好ましい。
無機微粒子のトナー中の含有量は0.01〜5.0質量%が好ましく、0.01〜2.0質量%がより好ましい。この範囲ならばトナーの流動性、現像性、帯電性が向上する。
流動性向上剤は、表面処理を行って疎水性を上げ、高湿度下においても流動特性や帯電特性の悪化を防止するための材料である。その例としては、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、などが挙げられる。特にシリカや酸化チタンを添加するときは、このような流動性向上剤によって表面処理行い、疎水性シリカ、疎水性酸化チタンとして使用するのが好ましい。
クリーニング性向上剤は、感光体や一次転写媒体に残存する転写後の現像剤を除去するために添加する。その例としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸等の脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子等のソープフリー乳化重合により製造されたポリマー微粒子、などが挙げられる。このポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭いものが好ましく、体積平均粒径が0.01〜1μmのものが好適である。
磁性材料としては特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。その例としては、鉄粉、マグネタイト、フェライト、等が挙げられる。これらの中でも、色調の点で白色のものが好ましい。
本発明の現像剤は、上記本発明のトナーを含有し、キャリア等の適宜選択したその他の成分を含有する。本発明の現像剤は、一成分現像剤であっても、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンター等に使用する場合には、寿命向上等の点で二成分現像剤が好ましい。
二成分現像剤におけるキャリアの含有量は特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、トナーとキャリアの好ましい混合割合は、キャリア100部に対しトナー1〜10部である。
キャリアとしては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、この芯材を被覆する樹脂層とを有するものが好ましい。
芯材の材料としては特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。例えば、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム(Mn−Sr)系材料、マンガン−マグネシウム(Mn−Mg)系材料などが好ましく、画像濃度の確保の点では、鉄粉(100emu/g以上)、マグネタイト(75〜120emu/g)等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている静電潜像担持体(感光体)への当りを弱くでき高画質化に有利である点で、銅−亜鉛(Cu−Zn)系(30〜80emu/g)等の弱磁化材料が好ましい。これらは、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
シリコーン樹脂の市販品としては、ストレートシリコーン樹脂として、信越化学工業社製のKR271、KR255、KR152;東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のSR2400、SR2406、SR2410などが挙げられる。
変性シリコーン樹脂の市販品としては、信越化学工業社製のKR206(アルキド変性)、KR5208(アクリル変性)、ES1001N(エポキシ変性)、KR305(ウレタン変性);東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のSR2115(エポキシ変性)、SR2110(アルキド変性)、などが挙げられる。
なお、シリコーン樹脂を単体で用いることも可能であるが、架橋反応する成分、帯電量調整成分等を同時に用いることも可能である。
芯材を被覆する樹脂層は、例えば、シリコーン樹脂等を有機溶剤に溶解させて塗布溶液を調製した後、塗布溶液を芯材の表面に公知の塗布方法により均一に塗布し、乾燥した後、焼付を行うことにより形成することができる。塗布方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法、などが挙げられる。
樹脂層の焼付手段には特に制限はなく、外部加熱方式でも内部加熱方式でもよく、例えば、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる方法、マイクロウエーブを用いる方法、などが挙げられる。
樹脂層のキャリアにおける量としては、0.01〜5.0質量%が好ましい。0.01質量%未満であると、芯材の表面に均一な樹脂層を形成することができないことがあり、5.0質量%を超えると、樹脂層が厚くなり過ぎてキャリア同士の造粒が発生し、均一なキャリア粒子が得られないことがある。
画像形成方法は、静電潜像形成工程、現像工程、転写工程、定着工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば、除電工程、クリーニング工程、リサイクル工程、制御工程等を含む。
画像形成装置は、静電潜像担持体、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段、定着手段を少なくとも有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有する。
静電潜像形成工程は、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する工程である。静電潜像担持体(「電子写真感光体」、「感光体」、「像担持体」と称することがある)としては、その材質、形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができるが、その形状としてはドラム状が好適であり、その材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン等の無機感光体、ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体(OPC)、などが挙げられる。これらの中でも、長寿命性の点でアモルファスシリコンが好ましい。
静電潜像の形成は、静電潜像形成手段により、例えば静電潜像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより行うことができる。静電潜像形成手段は、例えば静電潜像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器と、静電潜像担持体の表面を像様に露光する露光器とを少なくとも備える。
現像工程は、静電潜像を、本発明のトナー又は現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。可視像の形成は、現像手段により、例えば静電潜像を本発明のトナー又は現像剤を用いて現像することにより行うことができる。現像手段は、本発明のトナー又は現像剤を用いて現像できる限り特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができる。その例としては、本発明のトナー又は現像剤を収容し、静電潜像に現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
現像器内では、例えば、トナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、静電潜像担持体(感光体)近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって静電潜像担持体(感光体)の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて静電潜像担持体(感光体)の表面にトナーによる可視像が形成される。
転写工程は、可視像を記録媒体に転写する工程である。中間転写体を用い、中間転写体上に可視像を一次転写した後、この可視像を記録媒体上に二次転写する態様が好ましい。トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、この複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。転写は、転写手段により、例えば可視像を転写帯電器を用いて静電潜像担持体(感光体)を帯電することにより行うことができる。転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、この複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段を有する態様が好ましい。なお、中間転写体としては特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
定着工程は、定着手段を用いて記録媒体に転写された可視像を定着させる工程である。各色のトナーに対し記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。定着手段としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段が好適である。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラとの組合せ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトとの組合せ、などが挙げられる。定着手段としては、発熱体を具備する加熱体と、この加熱体と接触するフィルムと、このフィルムを介して加熱体と圧接する加圧部材とを有し、フィルムと加圧部材の間に未定着画像を形成させた記録媒体を通過させて加熱定着する手段が好ましい。加熱加圧手段における加熱は、通常、80〜200℃が好ましい。なお、目的に応じて、定着工程及び定着手段と共に或いはこれらに代えて、例えば公知の光定着器を用いてもよい。
<<除電工程及び除電手段>>
除電工程は、除電手段により、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加して除電する工程である。除電手段としては特に制限はなく、静電潜像担持体に対し除電バイアスを印加できればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができる。その例としては除電ランプ等が好適に挙げられる。
クリーニング工程は、クリーニング手段により、静電潜像担持体上に残留するトナーを除去する工程である。クリーニング手段としては特に制限はなく、静電潜像担持体上に残留する電子写真トナーを除去できればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができる。その例としては、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
リサイクル工程は、リサイクル手段により、クリーニング工程により除去したトナーを現像手段にリサイクルさせる工程である。リサイクル手段としては特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
制御工程は、制御手段により、画像形成方法の各工程を制御する工程である。制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。その例としては、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
図1に示す画像形成装置100は、静電潜像担持体としての感光体ドラム10(以下、感光体10という)と、帯電手段としての帯電ローラ20と、露光手段としての露光装置30と、現像手段としての現像装置45と、中間転写体50と、クリーニングブレードを有するクリーニング手段としてのクリーニング装置60と、除電手段としての除電ランプ70とを備える。
スタートスイッチ(不図示)を押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス32上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス32上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ300が駆動し、第1走行体33及び第2走行体34が走行する。このとき、第1走行体33により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第2走行体34におけるミラーで反射し、結像レンズ35を通して読取りセンサ36で受光されてカラー原稿(カラー画像)が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの画像情報とされる。
プロセスカートリッジは、静電潜像を担持する静電潜像担持体と、該静電潜像担持体上に担持された静電潜像を、トナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段とを、少なくとも有し、画像形成装置本体に着脱可能であり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有する。
現像手段としては、本発明の現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容された現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有し、更に、担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置に着脱可能に備えさせることができ、画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが好ましい。
次に、図4に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて説明すると、静電潜像担持体101は、矢印方向に回転しながら、帯電手段102による帯電、露光手段(不図示)による露光103により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段104で現像され、得られた可視像は転写手段108により、記録媒体105に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の静電潜像担持体表面は、クリーニング手段107によりクリーニングされ、更に除電手段(不図示)により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
実施例により制限されるものではない。以下の記載において部は質量部を示す。
(製造例1)結晶性ポリウレタン樹脂A−1の製造
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,4−ブタンジオール135部、1,6−ヘキサンジオール177部、及びメチルエチルケトン(MEK)400部を入れた。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)491部入れ、窒素気流下にて80℃で8時間反応した後、減圧下にて溶媒を除去して[結晶性ポリウレタン樹脂A−1]を得た。得られた[結晶性ポリウレタン樹脂A−1]は、重量平均分子量Mw25000、融解熱の最大ピーク温度Ta60℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,4−ブタンジオール135部、1,6−ヘキサンジオール177部、及びメチルエチルケトン(MEK)400部を入れた。この溶液に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)718部入れ、窒素気流下にて80℃で8時間反応した後、減圧下にて溶媒を除去して[結晶性ポリウレタン樹脂A−2]を得た。得られた[結晶性ポリウレタン樹脂A−2]は、重量平均分子量Mw19000、融解熱の最大ピーク温度Ta57℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,4−ブタンジオール135部、1,6−ヘキサンジオール177部、及びメチルエチルケトン(MEK)400部を入れた。この溶液にイソホロンジイソシアネート(IPDI)649部入れ、窒素気流下にて80℃で8時間反応した後、減圧下にて溶媒を除去して[結晶性ポリウレタン樹脂A−3]を得た。得られた[結晶性ポリウレタン樹脂A−3]は、重量平均分子量Mw35000、融解熱の最大ピーク温度Ta62℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸303部、1,6−ヘキサンジオール230部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ9,000に達するまで反応を行った。
続いて、得られた結晶性樹脂に酢酸エチル450部を加えて溶解した後、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)12部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去して[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂A−4]を得た。得られた[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂A−4]は、重量平均分子量Mw21,000、融解熱の最大ピーク温度Ta55℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸152部、アジピン酸110部、1,4−ブタンジオール176部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ10,000に達するまで反応を行った。
続いて、得られた結晶性樹脂に酢酸エチル450部を加えて溶解した後、イソホロンジイソシアネート(IPDI)14部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去して[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂A−5]得た。得られた[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂A−5]は、重量平均分子量Mw29,000、融解熱の最大ピーク温度Ta66℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸152部、アジピン酸110部、1,4−ブタンジオール176部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,4−ブタンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ10,000に達するまで反応を行った。
続いて、得られた結晶性樹脂に酢酸エチル450部を加えて溶解した後、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)15部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去して[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂A−6]を得た。得られた[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂A−6]は、重量平均分子量Mw26,000、融解熱の最大ピーク温度Ta63℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,4−ブタンジアミン132部、1,6−ヘキサンジアミン174部、メチルエチルケトン(MEK)400部を入れて攪拌した後、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)494部を加え、窒素気流下にて60℃で8時間反応させた。次いで減圧下にてMEKを留去して[結晶性ポリウレア樹脂A−7]得た。得られた結[晶性ポリウレア樹脂A−7]は、重量平均分子量Mwが23,000、融解熱の最大ピーク温度Ta63℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸303部、1,6−ヘキサンジオール213部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ27,000に達するまで反応を行い、[結晶性ポリエステル樹脂A−8]を得た。得られた[結晶性ポリエステル樹脂A−8]は、重量平均分子量Mw27,000、融解熱の最大ピーク温度Ta62℃であった。
(製造例9)結晶性ポリウレタン樹脂B−1の製造
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,4−ブタンジオール135部、1,6−ヘキサンジオール177部、及びメチルエチルケトン(MEK)400部を入れた。この溶液にヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)496部入れ、窒素気流下にて80℃で8時間反応した後、減圧下にて溶媒を除去して[結晶性ポリウレタン樹脂B−1]を得た。得られた[結晶性ポリウレタン樹脂B−1]は、重量平均分子量Mw60,000、融解熱の最大ピーク温度Ta70℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,4−ブタンジオール135部、1,6−ヘキサンジオール177部、及びメチルエチルケトン(MEK)400部を入れた。この溶液に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)733部入れ、素気流下にて80℃で8時間反応した後、減圧下にて溶媒を除去して[結晶性ポリウレタン樹脂B−2]を得た。得られた[結晶性ポリウレタン樹脂B−2]は、重量平均分子量Mw45,000、融解熱の最大ピーク温度Ta66℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸152部、テレフタル酸125部、1,6−ヘキサンジオール230部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ20,000に達するまで反応を行った。
続いて、得られた結晶性樹脂に酢酸エチル450部を加えて溶解した後、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)9部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去して[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂B−3]を得た。得られた[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂B−3]は、重量平均分子量Mw65,000、融解熱の最大ピーク温度Ta68℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、セバシン酸152部、テレフタル酸125部、1,6−ヘキサンジオール213部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ30,000に達するまで反応を行った。
続いて、得られた結晶性樹脂に酢酸エチル450部を加えて溶解した後、イソホロンジイソシアネート(IPDI)5部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去して[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂B−4]を得た。得られた[結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂B−4]は、重量平均分子量Mw70,000、融解熱の最大ピーク温度Ta70℃であった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、1,4−ブタンジアミン132部、1,6−ヘキサンジアミン174部、メチルエチルケトン(MEK)400部を入れて攪拌した後、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)743部を加え、窒素気流下にて60℃で8時間反応させた。次いで減圧下にてMEKを留去して[結晶性ポリウレア樹脂B−5]を得た。得られた[結晶性ポリウレア樹脂B−5]は、重量平均分子量Mwが60,000、融解熱の最大ピーク温度Ta66℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を装備した反応槽中に、ドデカン二酸345部、1,6−ヘキサンジオール195部、及び縮合触媒としてチタニウムジヒドロキシビス(トリエタノールアミネート)0.5部を入れ、窒素気流下にて180℃で、生成する水を留去しながら8時間反応させた。次いで220℃まで徐々に昇温しながら、窒素気流下にて生成する水及び1,6−ヘキサンジオールを留去しながら4時間反応させ、さらに5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ64,000に達するまで反応を行い、[結晶性ポリエステル樹脂B−6]を得た。得られた[結晶性ポリエステル樹脂B−6]は、重量平均分子量Mw64,000、融解熱の最大ピーク温度Ta66℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を装備した反応槽中に、[結晶性樹脂A8]516部、酢酸エチル450部を加えて溶解した後、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)15部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを加えて固形分濃度を調整することで、末端にイソシアネート基を有する[結晶性樹脂前駆体B’−7]の50重量%酢酸エチル溶液を得た。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を装備した反応槽中に、[結晶性樹脂A4]546部、酢酸エチル450部を加えて溶解した後、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)18部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させ、酢酸エチルを加えて固形分濃度を調整することで、末端にイソシアネート基を有する[結晶性樹脂前駆体B’−8]の50重量%酢酸エチル溶液を得た。
(製造例17)非結晶性ポリエステル樹脂C−1の製造
冷却管、撹拌機及び窒素導入管を装備した反応槽中に、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2mol付加物215部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2mol付加物132部、テレフタル酸126部及び縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.8重量部を入れ、窒素気流下にて230℃で、生成する水を留去しながら6時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下にて1時間反応させ、180℃まで冷却させた後、無水トリメリット酸8部を入れ、5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ10,000に達するまで反応を行って、[非結晶性ポリエステル樹脂C−1]を得た。得られた[非結晶性ポリエステル樹脂C−1]は重量平均分子量Mwがおよそ10,000、ガラス転移温度60℃、融解熱の最大ピーク温度Ta68℃であった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を装備した反応槽中に、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2mol付加物217部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2mol付加物133部、テレフタル酸100部、アジピン酸26部および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.8部を入れ、窒素気流下にて230℃で、生成する水を留去しながら6時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下にて1時間反応させ、180℃まで冷却させた後、無水トリメリット酸5部を入れ、5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ10,000に達するまで反応を行った。
次いで、得られた結晶性樹脂に、酢酸エチル450部を加えて溶解した後、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)14部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去し、[非結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂C−2]を得た。得られた[非結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂C−2]は重量平均分子量Mwがおよそ40,000、ガラス転移温度61℃、融解熱の最大ピーク温度Ta67℃のであった。
冷却管、撹拌機および窒素導入管を装備した反応槽中に、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2mol付加物215部、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2mol付加物132部、テレフタル酸100部、アジピン酸26部および縮合触媒としてテトラブトキシチタネート1.8部を入れ、窒素気流下にて230℃で、生成する水を留去しながら6時間反応させた。次いで5〜20mmHgの減圧下にて1時間反応させ、180℃まで冷却させた後、無水トリメリット酸5部を入れ、5〜20mmHgの減圧下にて、重量平均分子量Mwがおよそ6,000に達するまで反応を行った。
得られた結晶性樹脂に、酢酸エチル450部を加えて溶解した後、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)21部を加え、窒素気流下にて80℃で5時間反応させた。次いで減圧下にて酢酸エチルを留去し、[非結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂C−3]を得た。[非結晶性ポリエステルポリウレタン樹脂C−3]は重量平均分子量Mwがおよそ20,000、ガラス転移温度54℃、融解熱の最大ピーク温度Ta62℃であった。
表1に製造した樹脂の諸物性を示した。
(製造例20)カリックスアレン誘導体D−1の製造例
一般式(I)を有するカリックスアレン誘導体のうち、mが8、nが0、R1が水素原子、R2がtert−ブチル基、R3乃至R5が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−1(オリエント化学社製:BONTRON E−89)を合成した。合成法は、まず、0.18molのp−tertブチルフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−1]を得た。
前記一般式(I)において、mが4〜8、nが0、R1が水素原子、R2がフェニル基、R3乃至R5が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−2を合成した。合成法は、まず、0.18molのp−フェニルフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過して沈殿物を得た。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−2]を得た。
前記一般式(I)において、mが4〜8、nが0、R1がメチル基、R2乃至R5が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−3を合成した。合成法は、まず、0.18molのアニソールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−3]を得た。
前記一般式(I)において、mが4〜8、nが0、R1乃至R2が水素原子、R3がメチル基、R4乃至R5が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−4を合成した。合成法は、まず、0.18molの2−メチルフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−4]を得た。
前記一般式(I)において、mが4〜8、nが0、R1乃至R3が水素原子、R4がメチル基、R5が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−5を合成した。合成法は、まず、0.18molの2−メチルフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−5]を得た。
前記一般式(I)において、m+nが4〜8、m:nが1:1、R1が水素原子、R2がメチル基、R3乃至R5が水素原子、R11が水素原子、R12がフェニル基、R13乃至R15が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−6を合成した。合成法は、まず、0.18molのp−メチルフェノールと0.18molのp−フェニルフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−6]を得た。
前記一般式(I)において、m+nが4〜8、m:nが4:1、R1が水素原子、R2がtert−ブチル基、R3乃至R5が水素原子、R11が水素原子、R12がメトキシ基、R13乃至R15が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−7を合成した。合成法は、まず、0.72molのp−tertブチルフェノールと0.18molのp−メトキシフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−7]を得た。
前記一般式(I)において、m+nが4〜8、m:nが1:1、R1が水素原子、R2がtert−ブチル基、R3乃至R5が水素原子、R11が水素原子、R12がフェニル基、R13乃至R15が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−8を合成した。合成法は、まず、18molのp−tertブチルフェノールと18molのp−フェニルフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−8]を得た。
前記一般式(I)において、m+nが4〜8、m:nが1:1、R1が水素原子、R2がフェニル基、R3乃至R5が水素原子、R11が水素原子、R12がトリフルオロメトキシ基、R13乃至R15が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−9を合成した。合成法は、まず、0.18molのp−フェニルフェノールと0.18molのp−トリフルオロメトキシフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−9]を得た。
前記一般式(I)において、m+nが4〜8、m:nが1:1、R1が水素原子、R2がフェニル基、R3乃至R5が水素原子、R11が水素原子、R12がクロロ基、R13乃至R15が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体D−10を合成した。合成法は、まず、0.18molのp−フェニルフェノールと0.18molのp−クロロフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D−10]を得た。
前記一般式(I)において、mが4〜8、nが0、R1が水素原子、R2がp−ブロモフェニル基、R3乃至R5が水素原子で置換されたカリックスアレン誘導体A−11を合成した。合成法は、まず、0.18molのp−ブロモフェニルフェノールと0.30molのバラホルムアルデヒドとを水酸化カリウム0.004molを用いてキシレン中で4時間還流して脱水し、次いで冷却した後濾過した。得られた沈殿物をトルエン、エーテル、アセトン、水を用いてこの順で洗浄し、乾燥した。次に、クロロホルムにより、これを再結晶し、白色針状結晶の[カリックスアレン誘導体D―11]を得た。
(製造例31)カリックスアレン誘導体分散液D’−1の製造
カリックスアレン誘導体D−1(オリエント化学社製:BONTRON E−89)をビーカー内に10部、前記各種結晶性樹脂(A)10部、酢酸エチル80部を仕込み、50℃に加熱し結晶性樹脂を溶解した。溶解した溶液をビーズミル(「ウルトラビスコミル」;アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/s、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で6パスして[カリックスアレン誘導体分散液D’−1]を調製した。[カリックスアレン誘導体分散液D’−1]の平均粒子径(分散径)は45nmであった。
カリックスアレン誘導体分散液D’−1の製造において、溶液のパス回数、ジルコニアビーズ充填量を表2に示すように変更した以外は同様にして、[カリックスアレン誘導体分散液D’−2]〜[カリックスアレン誘導体分散液D’−11]を調製した。製造したカリックスアレン誘導体分散液の組成、分散径を表2に示す。
サリチル酸ジルコニウム錯体(保土ヶ谷化学社製:TN−105)をビーカー内に10部、前記各種結晶性樹脂(A)10部、酢酸エチル80部を仕込み、50℃に加熱し結晶性樹脂を溶解した。溶解した溶液をビーズミル(「ウルトラビスコミル」;アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/s、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスして[サリチル酸ジルコニウム錯体分散液D’−12]を調製した。[サリチル酸ジルコニウム錯体分散液D’−12]の平均粒子径(分散径)は550nmであった。
(製造例43)カリックスアレン誘導体粉末D”−1の製造
ビーカー内にカリックスアレン誘導体D−1(オリエント化学社製:BONTRON E−89)を10部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2部、イオン交換水100部を混合し、ビーズミル(「ウルトラビスコミル」;アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/s、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で8パスして[カリックスアレン誘導体水分散液]を調製した。
上記水分散液を洗浄し、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを充分に洗い流した後に乾燥し、[カリックスアレン誘導体粉末D”−1]を得た。[カリックスアレン誘導体粉末D”−1]の平均粒子径は50nmであった。
製造例43のカリックスアレン誘導体水分散液の製造において、溶液のパス回数、ジルコニアビーズ充填量を表3に示すように変更した以外は同様にして、[カリックスアレン誘導体粉末D”−2、4、9、11]を調製した。
製造したカリックスアレン誘導体粉末の組成、分散径を表3に示す。
ビーカー内にサリチル酸ジルコニウム錯体(保土ヶ谷化学社製:TN−105)を10部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2部、イオン交換水100部を混合し、ビーズミル(「ウルトラビスコミル」;アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/s、及び0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で6パスして[カリックスアレン誘導体水分散液]を調製した。
上記水分散液を洗浄し、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを充分に洗い流した後に乾燥し、[サリチル酸ジルコニウム錯体粉末D”−12]を得た。[サリチル酸ジルコニウム錯体粉末D”−12]の平均粒子径は550nmであった。
−顔料マスターバッチの作製−
水1,000部、及びDBP吸油量が42ml/100g、pHが9.5のカーボンブラック(Printex35、デグサ社製)530部、及び1200部の各トナーで使用する結晶性樹脂(A)を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山株式会社製)を用いて混合した。 二本ロールを用いて、得られた混合物を150℃で30分間混練した後、圧延冷却し、パルペライザー(ホソカワミクロン株式会社製)で粉砕して、マスターバッチを作製した。
撹拌棒、及び温度計をセットした反応容器内に、イソホロンジアミン30部、及びメチルエチルケトン70部を仕込み、50℃で5時間反応させ、ケチミン化合物を合成した。
得られたケチミン化合物は、アミン価が423mgKOH/gであった。
攪拌棒および温度計をセットした反応容器に、水600部、スチレン120部、メタクリル酸100部、アクリル酸ブチル45部、アルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩(エレミノールJS−2、三洋化成工業製)10部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で20分攪拌したところ、白色の乳濁液が得られた。
さらに1%過硫酸アンモニウム水溶液30部を加え、75℃で6時間熟成してビニル樹脂(スチレンーメタクリル酸一メタクリル酸ブチルーアルキルアリルスルホコハク酸ナトリウム塩の共重合体)の水性分散液である微粒子分散液Wを得た。
微粒子分散液WをELS−800で測定した体積平均粒径は0.08μmであった。
微粒子分散液Wの一部を乾燥して樹脂分を単離し、該樹脂分のフローテスター測定によるガラス転移温度は74℃であった。
イオン交換水300部、微粒子分散液300部、及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を40℃で混合撹拌して均一に溶解させて[水系媒体]を調製した。なお[水系媒体]は容器内にて40℃に保つようにした。
−樹脂溶液の調整−
反応容器内に表4に示す部数で各種結晶性樹脂(A)、結晶性樹脂(B)又は結晶性樹脂(B)の前駆体(B’)、非結晶性樹脂(C)、及び酢酸エチル100部を加えて50℃で攪拌して、「樹脂溶液1〜9、11〜31、33〜34」を調製した。なお[樹脂溶液]は容器内にて50℃に保つようにした。
次に、50℃に保たれた樹脂溶液1〜9、11〜31、33〜34各200部に、パラフィンワックス(HNP−9(融点75℃)、日本精蝋社製)5部、及び顔料マスターバッチ18部を添加し、さらに各帯電制御剤分散液を下記表5に示した部で添加した。ただし帯電制御剤を外添させてトナー表面に付着させるトナー20〜24、33〜34の樹脂溶液には帯電制御剤分散液は加えなかった。溶液を50℃にてビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/時、ディスク周速度6m/秒で、粒径が0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスし、「油相1〜9、11〜31、33〜34」を得た。ただし、油相8、9は更に、ケチミン化合物2.5部を加えて溶解させ油相を得た。
次に、別の容器内に、40℃に保たれた[水系媒体]相150部を入れ、40〜50℃にてTK式ホモミキサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて、12,000rpmで攪拌しながら、50℃に保たれた[油相1]〜[油相9]、[油相11]〜[油相31]、油相33]〜[油相34]100部を添加し、10分間混合して乳化スラリーを得た。更に、攪拌機及び温度計をセットしたコルベンに、乳化スラリー100部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、60℃で10時間脱溶剤し、分散スラリーを得た。
得られた[トナー母体粒子20]〜[トナー母体粒子24]、[トナー母体粒子33]〜[トナー母体粒子34]を100部と、下記表6に示す部のカリックスアレン誘導体を混合し、ハイブリダイゼーションシステム((株)奈良機械製作所NHS−O)を用いて、12000rpmの条件で2分間混合・付着処理を行い、[帯電制御剤外添トナー20]〜[帯電制御剤外添トナー24]、[帯電制御剤外添トナー33]〜[帯電制御剤外添トナー34]を得た。
結晶性樹脂(A)、結晶性樹脂(B)、非結晶性樹脂(C)、帯電制御剤粉末を下記表7に示す部で添加し、さらにパラフィンワックス(HNP−9(融点75℃)、日本精蝋社製)5部、顔料マスターバッチ18部を添加して、へンシェルミキサー(三井三池化工機株式会社製、FM10B)を用いて予備混合した後、二軸混練機(株式会社池貝製、PCM−30)で80〜120℃の温度で溶融、混練した。得られた混練物は室温まで冷却後、ハンマーミルにて200〜300μmに粗粉砕した。次いで、超音速ジェット粉砕機ラボジェット(日本ニューマチック工業株式会社製)を用いて、重量平均粒径が5.5±0.3μmとなるように粉砕エアー圧を適宜調整しながら微粉砕した後、気流分級機(日本ニューマチック工業株式会社製、MDS−I)で、重量平均粒径が6.1±0.2μm、4μm以下の微粉量が10個数%以下となるようにルーバー開度を適宜調整しながら分級し、[トナー母体粒子10]、[トナー母体粒子32]を得た。
トナーの粒径分布、貯蔵弾性率G’の測定方法は下記の通りである。
トナー(トナー母体粒子)の粒度分布は、コールターマルチサイザーを用いて行った。即ち、測定装置としてはコールターマルチサイザーIII(コールター社製)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機株式会社製)及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液を調製した。測定法としては、この電解液としての水溶液100〜150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5mL加え、更に測定試料を2〜20mg加え、超音波分散器で約1〜3分の分散処理を行った。更に、別のビーカーに電解水溶液100〜200mLを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターマルチサイザーIIIによりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用い、50,000個の粒子の平均を測定することにより行った。得られた体積平均粒径(Dv)と個数平均粒径(Dn)から両者の比(Dv/Dn)を求めた。
トナーの動的粘弾特性値(貯蔵弾性率G’、損失弾性率G”)は、動的粘弾性測定装置ARES(TAインスツルメント社製)を用いて測定した。試料は、直径8mm、厚さ1〜2mmのペレットに成型し、直径8mmのパラレルプレートに固定した後、40℃で安定させ、周波数1Hz(6.28rad/s)、歪み量0.1%(歪み量制御モード)にて200℃まで昇温速度2.0℃/minで昇温させて測定した。
トルエン100部に、下記成分を添加し、ホモミキサーで20分間分散させて、樹脂層塗布液を調製した。
シリコーン樹脂(オルガノストレートシリコーン) 100部
γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン 5部
カーボンブラック 10部
トナー1〜34のそれぞれを5部と、前記キャリア95部とを混合して、実施例1〜24及び比較例1〜10の各現像剤を作製した。
<<定着性>>
(定着下限温度)
画像形成装置Aを用い、転写紙(NBSリコー製、複写印刷用紙<70>)上に、転写後のトナー付着量が0.85±0.1mg/cm2のシアン単色のベタ画像(画像サイズ3cm×8cm)を作像し、定着ベルトの温度を変化させて定着を行い、得られた定着画像表面を描画試験器AD−401(上島製作所製)を用いて、ルビー針(先端半径260〜320μmR、先端角60度)、荷重50gで描画し、繊維(ハニコット#440、ハニロン社製)で描画表面を強く5回擦り、画像の削れが殆ど無くなる定着ベルト温度をもって定着下限温度とした。また、ベタ画像は転写紙上において、通紙方向先端から3.0cmの位置に作成した。なお、定着装置のニップ部を通過する速度は、280mm/sである。定着下限温度は低い程、低温定着性に優れる。このようにして得た定着下限温度について、下記の評価基準に基づいて、評価した。A〜Cの評価が合格基準である。
B:定着下限温度が110℃以上115℃未満
C:定着下限温度が115℃以上125℃未満
D:定着下限温度が125℃以上
画像形成装置Aを用い、転写紙(リコー製、タイプ6200)上に、転写後のトナー付
着量が0.85±0.1mg/cm2のシアン単色のベタ画像(画像サイズ3cm×8cm)を作像し、定着ベルトの温度を変化させて定着を行い、ホットオフセットの有無を目視評価し、ホットオフセットが発生しない上限温度を定着上限温度とした。
また、ベタ画像は転写紙上において、通紙方向先端から3.0cmの位置に作成した。なお、定着装置のニップ部を通過する速度は、280mm/sである。下記の評価基準に基づいて、評価した。A〜Cの評価が合格基準である。
B:定着上限温度が180℃以上190℃未満
C:定着上限温度が170℃以上180℃未満
D:定着上限温度が170℃未満
50mLのガラス容器に各トナーを充填し、50℃の恒温槽に24時間放置した。このトナーを24℃に冷却し、針入度試験(JIS K2235−1991)により針入度(mm)を測定し、下記基準に基づいて評価した。なお、針入度の値が大きいほど耐熱保存性が優れていることを示し、5mm未満の場合には、使用上問題が発生する可能性が高い。A〜Cの評価が合格基準である。
なお、本明細書においては貫入深さ(mm)を針入度として表す。
A:針入度25mm以上
B:針入度15mm以上25mm未満
C:針入度5mm以上15mm未満
D:針入度5mm未満
現像剤をサンプリングし、Vブローオフ装置(リコー創造開発社製)を用いて、トナーの飽和帯電量を測定することにより、帯電性を評価した。 サンプリングした現像剤6gを常温常湿(温度20℃、湿度65%RH)に2時間放置した後、金属ゲージに入れ、攪拌装置を用いて、280rpmで600秒間攪拌混合した。
次に、現像剤1gを計量した後、シングルモード法を用いてトナーの帯電量分布を測定した。 なお、シングルモード法とは、Vブローオフ装置で、シングルモードを選び、測定条件を高さ5mm、吸い込み100、2回ブローとする方法である。
また、ブロー時、635メッシュを用いた。 測定した帯電量を下記基準に基づいて評価した。A〜Dの評価が合格基準である。
A:飽和帯電量が−40μC/g未満
B:−40μC/g以上−30μC/g未満
C:−30μC/g以上−20μC/g未満
D:−20μC/g以上−10μC/g未満
E:−10μC/g以上
市販のデジタルフルカラープリンター(リコー社製imagioColor2800)を改造して、線速及び転写時間を調整可能にチューニングした評価機を用い、各現像剤について、A4サイズ、トナー付着量0.6mg/cm2のベタパターンをテスト画像として100,000枚のランニング試験を実施した。経時帯電安定性の代用指標として1,000枚ごとに現像剤を一部サンプリングしてブローオフ法により帯電量を測定し、初期値とランニング試験後のトナーの帯電量を比較することで経時帯電安定性を下記基準に基づいて評価した。A〜Cの評価が合格基準である。
A:帯電量の減少が5μc/g未満
B:帯電量の減少が5μc/g以上10μc/g未満
C:帯電量の減少が10μc/g以上15μc/g未満
D:帯電量の減少が15μc/g以上
市販のデジタルフルカラープリンター(リコー社製imagioColor2800)改造機に現像剤をセットし、単色モードで50%画像面積の画像チャートを30,000枚ランニング出力した後の現像剤を抜き取り、現像剤を目開き32μmのメッシュが張られたゲージ内に適量入れ、エアブローを行い、トナーとキャリアを分離した。次いで、得られたキャリア1.0gを50mlガラス瓶に入れ、クロロホルム10mlを加えて、50回手振りして、10分間静置させた。その後、上澄みのクロロホルム溶液をガラスセルに入れ、濁度計を用いてクロロホルム溶液の透過率を測定した。耐フィルミング性は、トナーのキャリア汚染の指標となる特性であり、トナーの機械的強度が高い程、キャリア汚染が少ない。耐フィルミング性を下記基準に基づいて評価した。A〜Cの評価が合格基準である。
A:透過率が95%以上
B:透過率が90%以上95%未満
C:透過率が80%以上89%未満
D:透過率が70%以上79%未満
画像形成装置Aを用い、転写紙(NBSリコー製、複写印刷用紙<70>)上に、転写後のトナー付着量が0.85±0.1mg/cm2のシアン単色の紙全面ベタ画像を作成し、トナーの定着下限温度+20℃に定着ベルトの温度を設定して定着を行い、得られた出力画像の表面を、S型摩擦試験器SUTHERLAND2000 Rub TESTER(Danilee Co.社製)を用いて、加重800gにて再生紙((株)NBSリコー製、再生紙 資源 タイプA)で文字画像を50回摺擦し、画像表面の摺擦傷の程度をランク見本と比較してランク評価を行った。ランクは1.0〜5.0まで0.5単位で評価を行い、5.0に近いほど結果に優れ、4.0以上であれば従来の出力画像並みである。なお、定着装置のニップ部を通過する速度は280mm/sで実施し、A4横方向で通紙を行った。耐擦性を下記基準に基づいて評価した。A〜Cの評価が合格基準である。各ランクの詳細は下記の通りである。
ランク4.0:光沢度変化があり、若干の摺擦傷がある
ランク3.0:光沢度変化が大きく、明らかな摺擦傷がある
ランク2.0:明らかな摺擦傷があり、下地の転写紙が僅かに見える
ランク1.0:画像の多くが剥がれ、下地の転写紙が見える
A:ランク5
B:ランク4
C:ランク3
D:ランク2以下
10K ブラック用感光体
10Y イエロー用感光体
10M マゼンタ用感光体
10C シアン用感光体
14 支持ローラ
15 支持ローラ
16 支持ローラ
17 中間転写体クリーニング装置
18 画像形成手段
20 帯電ローラ
21 露光装置
22 二次転写装置
23 ローラ
24 二次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 露光装置
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 読取りセンサ
42K 現像剤収容部
42Y 現像剤収容部
42M 現像剤収容部
42C 現像剤収容部
43K 現像剤供給ローラ
43Y 現像剤供給ローラ
43M 現像剤供給ローラ
43C 現像剤供給ローラ
44K 現像ローラ
44Y 現像ローラ
44M 現像ローラ
44C 現像ローラ
45 現像装置
45K ブラック用現像ユニット
45Y イエロー用現像ユニット
45M マゼンタ用現像ユニット
45C シアン用現像ユニット
49 レジストローラ
50 中間転写体
51 ローラ
52 コロナ帯電器
53 手差し給紙路
54 手差しトレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排出トレイ
58 コロナ帯電器
60 クリーニング装置
61 現像装置
62 転写帯電器
63 クリーニング装置
64 除電器
70 除電ランプ
80 転写ローラ
90 クリーニング装置
95 記録媒体
100 画像形成装置
100C タンデム型カラー画像形成装置
101 静電潜像担持体(感光体)
102 帯電手段
103 露光手段
104 現像手段
105 記録媒体
107 クリーニング手段
108 転写手段
120 タンデム型現像器
130 原稿台
142 給紙ローラ
143 ペーパーバンク
144 給紙カセット
145 分離ローラ
146 給紙路
147 搬送ローラ
148 給紙路
150 複写装置本体
160 帯電装置
200 給紙テーブル
300 スキャナ
400 原稿自動搬送装置(ADF)
L 露光
Claims (9)
- 少なくとも結着樹脂、着色剤、離型剤、帯電制御剤を含有してなるトナーであって、
前記結着樹脂が結晶性樹脂を50重量%以上含有し、前記結晶性樹脂がウレタン結合及び/又はウレア結合を有する結晶性樹脂であり、かつ、前記結晶樹脂がそれぞれ重量平均分子量の異なる結晶性樹脂(A)(低分子量体)及び結晶性樹脂(B)(高分子量体)の2種の結晶性樹脂を含有し、
前記帯電制御剤が下記一般式(I)で示されるカリックスアレン誘導体であることを特徴とする電子写真用トナー。
但し、前記一般式(I)において、n及びmはそれぞれ整数であり、n+mは4〜8である。R1は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または―(CH2)qCOOR10(R10は水素原子又は低級アルキル基を表し、qは1〜3の整数を示す)基である。R2は、水素原子、ハロゲン原子、枝分かれがあってもよい炭素数1〜12のアルキル基、アラルキル基、―NO2、―NH2、―N(R7)2(R7は低級アルキル基)、―SO3R8(R8は水素原子)、フェニル基、アルコキシ基、または―Si(CH3)3である。R3及びR4は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基、―NH2、―N(R9)2(R9は低級アルキル基)である。R5は、水素原子、又は炭素数1〜3のアルキル基である。R11は、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基又は―(CH2)pCOOR20(R20は水素原子又は低級アルキル基を表し、pは1〜3の整数を示す)基である。R12は、水素原子、ハロゲン原子、枝分かれがあってもよい炭素数1〜12のアルキル基、アラルキル基、―NO2、―NH2、―N(R17)2(R17は低級アルキル基)、―SO3R18(R18は水素原子)、フェニル基、アルコキシ基、又は―Si(CH3)3である。R13及びR14は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基、―NH2、又は―N(R19)2(R19は低級アルキル基)である。R15は、水素原子、又は炭素数1〜3のアルキル基である。 - 前記結晶性樹脂(A)の重量平均分子量(Mw)が20,000以上30,000以下であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真用トナー。
- 前記トナーの70℃における貯蔵弾性率G’(70)(Pa)が5.0×104<G’(70)<5.0×105であり、且つ、前記トナーの160℃における貯蔵弾性率G’(160)(Pa)が1.0×103<G’(160)<1.0×104であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真用トナー。
- 前記カリックスアレン誘導体がハロゲン基を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 前記カリックスアレン誘導体がトナーの表面近傍に分散していることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 前記カリックスアレン誘導体が、トナー母体粒子に外添されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 前記カリックスアレンのトナー中での平均分散径が、10nm〜500nmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真用トナー。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真用トナーと、キャリアとを含むことを特徴とする現像剤。
- 静電潜像担持体と、該静電潜像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電された静電潜像担持体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像剤を用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された転写像を定着させる定着手段とを少なくとも有する画像形成装置であって、前記現像剤が、請求項8に記載の現像剤であることを特徴とする画像形成装置。
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