JP6250637B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Description
R1−COO−R2 式(1)
(上記式(1)中、R1は炭素数17〜23の直鎖アルキル基を示し、R2は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R1とR2との合計炭素数が39である。)
R3−COO−R4 式(2)
(上記式(2)中、R3は炭素数15〜21の直鎖アルキル基を示し、R4は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R3とR4との合計炭素数が35〜37である。)
R1−COO−R2 式(1)
(上記式(1)中、R1は炭素数17〜23の直鎖アルキル基を示し、R2は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R1とR2との合計炭素数が39である。)
R3−COO−R4 式(2)
(上記式(2)中、R3は炭素数15〜21の直鎖アルキル基を示し、R4は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R3とR4との合計炭素数が35〜37である。)
本発明のトナーは、結着樹脂、着色剤、及び特定の軟化剤、並びに外添剤を含有する。
以下、本発明に用いられる着色樹脂粒子の製造方法、当該製造方法により得られる着色樹脂粒子、当該着色樹脂粒子を用いた本発明のトナーの製造方法及び本発明のトナーについて、順に説明する。
一般に、着色樹脂粒子の製造方法は、粉砕法等の乾式法、並びに乳化重合凝集法、懸濁重合法、及び溶解懸濁法等の湿式法に大別され、画像再現性等の印字特性に優れたトナーが得られ易いことから湿式法が好ましい。湿式法の中でも、ミクロンオーダーで比較的小さい粒径分布を持つトナーを得やすいことから、乳化重合凝集法、及び懸濁重合法等の重合法が好ましく、重合法の中でも懸濁重合法がより好ましい。
(A−1)重合性単量体組成物の調製工程
まず、重合性単量体、着色剤、及び軟化剤、さらに必要に応じて添加される帯電制御剤等のその他の添加物を混合し、重合性単量体組成物の調製を行う。重合性単量体組成物を調製する際の混合には、例えば、メディア式分散機を用いて行う。
本発明では、架橋性の重合性単量体を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常、0.1〜5質量部、好ましくは0.3〜2質量部の割合で用いることが望ましい。
ブラック着色剤としては、例えば、カーボンブラック、チタンブラック、並びに酸化鉄亜鉛、及び酸化鉄ニッケル等の磁性粉等を用いることができる。
R1−COO−R2 式(1)
(上記式(1)中、R1は炭素数17〜23の直鎖アルキル基を示し、R2は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R1とR2との合計炭素数が39である。)
R3−COO−R4 式(2)
(上記式(2)中、R3は炭素数15〜21の直鎖アルキル基を示し、R4は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R3とR4との合計炭素数が35〜37である。)
R1〜R4は全て同じ基であってもよいし、一部が同じ基であってもよいし、全て互いに異なる基であってもよい。
R1〜R4が上述した範囲より大きい場合には、トナーの定着性が悪化する。一方、R1〜R4が上述した範囲より小さい場合には、トナーの耐熱保存性が悪化する。
軟化剤は、モノエステル化合物Aを95.5〜98.5質量%の割合で、モノエステル化合物Bを1.5〜4.5質量%の割合で、それぞれ含有することがより好ましい。
上記軟化剤は、上述した酸価及び水酸基価の条件をいずれも満たすことがより好ましい。
軟化剤の含有量は、着色樹脂粒子100質量部に対して、10〜25質量部であることが好ましく、12〜22質量部であることがより好ましく、15〜20質量部であることがさらに好ましい。
軟化剤の融点は、63〜72℃であることがより好ましく、65〜70℃であることがさらに好ましい。
軟化剤の融点は、例えば、示差走査熱量分析機(セイコーインスツル社製、商品名:RDC−220)等を用いて、特定の温度範囲において100℃/分で昇温する条件で測定を行い、得られたDSC曲線のピークのトップを融点(TmD)とすることができる。
モノエステル化合物A及びBの製造方法の典型例は以下の通りである。なお、本発明に用いられるモノエステル化合物A及びBの製造方法は、以下の典型例に限定されない。
まず、反応容器に、原料となるアルコールとカルボン酸を加える。アルコールとカルボン酸のモル比は、目的とする軟化剤の化学構造に合わせて適宜調整する。すなわち、モノエステル化合物の場合は、アルコール:カルボン酸=1:1のモル比となるようにアルコールとカルボン酸を混合する。なお、脱水縮合反応における反応性等を考慮して、アルコールとカルボン酸のうちいずれか一方を、上記比より若干過剰に加えてもよい。
次に、混合物を適宜加熱し、脱水縮合反応を行う。脱水縮合反応により得られるエステル化粗生成物に対し、塩基性水溶液、及び適宜有機溶媒を加え、未反応のアルコール及びカルボン酸を脱プロトン化し水相に分離する。あとは、適宜水洗、溶媒留去、及びろ過を行うことにより、所望のモノエステル化合物A又はBが得られる。
帯電制御剤としては、一般にトナー用の帯電制御剤として用いられているものであれば、特に限定されないが、帯電制御剤の中でも、重合性単量体との相溶性が高く、安定した帯電性(帯電安定性)をトナー粒子に付与させることができることから、正帯電性又は負帯電性の帯電制御樹脂が好ましく、さらに、正帯電性トナーを得る観点からは、正帯電性の帯電制御樹脂がより好ましく用いられる。
正帯電性の帯電制御剤としては、ニグロシン染料、4級アンモニウム塩、トリアミノトリフェニルメタン化合物及びイミダゾール化合物、並びに、好ましく用いられる帯電制御樹脂としてのポリアミン樹脂、並びに4級アンモニウム基含有共重合体、及び4級アンモニウム塩基含有共重合体等が挙げられる。
負帯電性の帯電制御剤としては、Cr、Co、Al、及びFe等の金属を含有するアゾ染料、サリチル酸金属化合物及びアルキルサリチル酸金属化合物、並びに、好ましく用いられる帯電制御樹脂としてのスルホン酸基含有共重合体、スルホン酸塩基含有共重合体、カルボン酸基含有共重合体及びカルボン酸塩基含有共重合体等が挙げられる。
本発明では、帯電制御剤を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常、0.01〜10質量部、好ましくは0.03〜8質量部の割合で用いることが望ましい。帯電制御剤の添加量が、0.01質量部未満の場合にはカブリが発生することがある。一方、帯電制御剤の添加量が10質量部を超える場合には印字汚れが発生することがある。
分子量調整剤としては、一般にトナー用の分子量調整剤として用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、t−ドデシルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、及び2,2,4,6,6−ペンタメチルヘプタン−4−チオール等のメルカプタン類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、N,N’−ジメチル−N,N’−ジフェニルチウラムジスルフィド、N,N’−ジオクタデシル−N,N’−ジイソプロピルチウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;等が挙げられる。これらの分子量調整剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明では、分子量調整剤を、モノビニル単量体100質量部に対して、通常0.01〜10質量部、好ましくは0.1〜5質量部の割合で用いることが望ましい。
本発明では、少なくとも重合性単量体、着色剤、及び軟化剤を含む重合性単量体組成物を、分散安定剤を含む水系媒体中に分散させ、重合開始剤を添加した後、重合性単量体組成物の液滴形成を行う。液滴形成の方法は特に限定されないが、例えば、(インライン型)乳化分散機(太平洋機工社製、商品名:マイルダー)、高速乳化分散機(プライミクス株式会社製、商品名:T.K.ホモミクサー MARK II型)等の強攪拌が可能な装置を用いて行う。
上記(A−2)のようにして、液滴形成を行い、得られた水系分散媒体を加熱し、重合を開始し、着色樹脂粒子の水分散液を形成する。
重合性単量体組成物の重合温度は、好ましくは50℃以上であり、更に好ましくは60〜95℃である。また、重合の反応時間は好ましくは1〜20時間であり、更に好ましくは2〜15時間である。
着色樹脂粒子が分散している水系媒体中に、シェル層を形成するための重合性単量体(シェル用重合性単量体)と重合開始剤を添加し、重合することでコアシェル型の着色樹脂粒子を得ることができる。
重合により得られた着色樹脂粒子の水分散液は、重合終了後に、公知の方法に従い、ろ過、分散安定化剤の除去を行う洗浄、脱水、及び乾燥の操作が、必要に応じて数回繰り返されることが好ましい。
なお、洗浄、濾過、脱水、及び乾燥の一連の操作の前に、着色樹脂粒子の水分散液について、ストリッピング処理工程を設けてもよい。
ストリッピング処理には、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを用いることが好ましい。不活性ガスの流量は、0.2〜1.0m3/(hr・kg)とすることが好ましい。当該流量が少なすぎる場合には、十分なストリッピング効果が得られず、分散安定化剤や重合性単量体等がトナーに残るおそれがある。当該流量が多すぎる場合には、水系分散液中の水が蒸発し過ぎ、後の処理が困難となるおそれがある。
ストリッピング処理時間は、1〜24時間とすることが好ましい。
粉砕法を採用して着色樹脂粒子を製造する場合、以下のようなプロセスにより行われる。
まず、結着樹脂、着色剤、及び軟化剤、さらに必要に応じて添加される帯電制御剤等のその他の添加物を混合機、例えば、ボールミル、V型混合機、FMミキサー(:商品名)、高速ディゾルバ、インターナルミキサー等を用いて混合する。次に、上記により得られた混合物を、加圧ニーダー、二軸押出混練機、ローラ等を用いて加熱しながら混練する。得られた混練物を、ハンマーミル、カッターミル、ローラミル等の粉砕機を用いて、粗粉砕する。更に、ジェットミル、高速回転式粉砕機等の粉砕機を用いて微粉砕した後、風力分級機、気流式分級機等の分級機により、所望の粒径に分級して粉砕法による着色樹脂粒子を得る。
上述の(A)懸濁重合法、又は(B)粉砕法等の製造方法により、着色樹脂粒子が得られる。
以下、トナーを構成する着色樹脂粒子について述べる。なお、以下で述べる着色樹脂粒子は、コアシェル型のものとそうでないもの両方を含む。
上記着色樹脂粒子の平均円形度が0.96未満の場合、印字の細線再現性が悪くなるおそれがある。
本発明においては、上記着色樹脂粒子を、外添剤と共に混合攪拌して外添処理を行うことにより、着色樹脂粒子の表面に、外添剤を付着させて1成分トナー(現像剤)とする。
なお、1成分トナーは、さらにキャリア粒子と共に混合攪拌して2成分現像剤としてもよい。
なお、これらの外添剤は、それぞれ単独で用いることもできるが、2種以上を併用して用いることができる。中でも粒径の異なる2種以上のシリカを併用することが好ましい。
上記工程を経て得られる本発明のトナーは、耐熱保存性及び低温定着性のバランスに優れ、耐ホットオフセット性に優れるトナーである。
所定量のトナーを容器に入れて密閉した後、当該容器を所定の温度条件下放置する。所定時間経過後、容器からトナーを篩の上に移し、粉体測定機(ホソカワミクロン社製、商品名:パウダテスタPT−R)等にセットする。所定の振幅の条件下で所定時間振動した後、篩上に残ったトナーの質量を測定し、これを凝集したトナーの質量とする。この凝集したトナーの質量が所定の閾値以下となる最大の温度を、そのトナーの耐熱温度に決定する。
所定のプリンターを用いて、所定の温度におけるトナーの定着率を測定する。定着率は、当該プリンターにより試験用紙に印刷した黒ベタ領域の、所定のテープ剥離操作前後の画像濃度の比率から計算する。即ち、テープ剥離前の画像濃度をID(前)、テープ剥離後の画像濃度をID(後)とすると、定着率は、次式から算出することができる。なお、画像濃度は、反射型濃度計(マクベス社製、商品名:RD918)等を用いて測定する。
定着率(%)=(ID(後)/ID(前))×100
この定着試験において、定着率が所定の閾値以上となる定着温度を、そのトナーの最低定着温度に決定する。
本発明のトナーの、フローテスターにおける軟化温度Tsは、より好ましくは56〜67℃であり、さらに好ましくは57〜65℃である。軟化温度Tsは、重合性単量体の組成、重合開始剤の量、分子量調整剤の量により制御できる。
本発明のトナーの、フローテスターにおける流動開始温度Tfbは、より好ましくは85〜110℃であり、さらに好ましくは90〜105℃である。流動開始温度Tfbは、重合性単量体の組成(中でも特に架橋性単量体の量)、重合開始剤の量、分子量調整剤の量により制御できる。
本発明のトナーの、フローテスターにおける1/2法での溶融温度Tmは、より好ましくは120〜140℃であり、さらに好ましくは127〜138℃である。溶融温度Tmは、軟化剤の添加量や架橋性重合性単量体の添加量等により制御できる。
本発明のトナーのガラス転移温度は、より好ましくは46〜58℃であり、さらに好ましくは47〜54℃である。ガラス転移温度は、重合性単量体の組成、重合開始剤の量、分子量調整剤の量により制御できる。
本実施例及び比較例において行った試験方法は以下のとおりである。
モノエステル化合物の合成に使用するカルボン酸は、市販の純度95〜98%の試薬を、熱エタノール/水により再結晶し、予め純度100%とした。
同様に、モノエステル化合物の合成に使用するアルコールは、市販の純度95〜98%の試薬を、熱エタノール/水、又はアセトン/水により再結晶し、予め純度100%とした。
温度計、窒素導入管、攪拌機、ディーンスタークトラップ及びジムロート冷却管を備えた反応容器に、ベヘニルアルコール100部及びステアリン酸79.8部(ベヘニルアルコールの1.05モル当量)を加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
このエステル化粗生成物にトルエン20部及びイソプロパノール25部を添加し、エステル化粗生成物の酸価の1.5倍当量に相当する量の10%水酸化カリウム水溶液190部を加え、70℃で30分間攪拌した。30分間静置して水層部を除去して脱酸工程を終了した。次いで、20部のイオン交換水を入れて70℃で30分間攪拌した後、30分間静置して水層部を除去した。除去した水層のpHが中性になるまで水洗を4回繰り返した。エステル層を180℃、1kPaの条件下で減圧して溶媒を留去し、ろ過を行い、最終目的物であるステアリン酸ベヘニル1を952.3g得た。脱酸処理に供したエステル化粗生成物に対する収率は95.2%であった。
上記合成例1と同様の反応容器及び原料を用い、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ5時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、ステアリン酸ベヘニル2を合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、エイコシルアルコール、及びエイコサン酸をエイコシルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、エイコサン酸エイコシルを合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、ステアリルアルコール、及びベヘン酸をステアリルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、ベヘン酸ステアリルを合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、ベヘニルアルコール、及びパルミチン酸をベへニルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、パルミチン酸ベヘニルを合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、ベヘニルアルコール、及びミリスチン酸をベへニルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、ミリスチン酸ベヘニルを合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、ステアリルアルコール、及びステアリン酸をステアリルアルコールの1.05モル当量を加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、ステアリン酸ステアリルを合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、ステアリルアルコール、及びパルミチン酸をステアリルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、パルミチン酸ステアリルを合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、ベヘニルアルコール、及びエイコサン酸をベヘニルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、エイコサン酸ベヘニルを合成した。
上記合成例1と同様の反応容器を用い、テトラコシルアルコール、及びパルミチン酸をテトラコシルアルコールの1.05モル当量加え、窒素気流下220℃で、反応により生じる水を留去しつつ15時間常圧で反応を行って、エステル化粗生成物を得た。
あとは、上記合成例1と同様に脱酸工程以降を行うことにより、パルミチン酸テトラコシルを合成した。
[製造例1]
上記合成例1のステアリン酸ベヘニル1、及び上記合成例5のパルミチン酸ベヘニルを、(ステアリン酸ベヘニル1):(パルミチン酸ベヘニル)=98.0質量%:2.0質量%の割合で混合し、軟化剤Aを製造した。
製造例1において、モノエステル化合物の種類及び混合割合を表1に示す通りに変更したこと以外は、製造例1と同様にして、軟化剤B〜Hを製造した。
(1)軟化剤の融点
試料用ホルダーに軟化剤試料6〜8mgを計量し、示差走査熱量分析機(セイコーインスツル社製、商品名:RDC−220)を用いて、−200℃〜1,000℃まで100℃/分で昇温する条件で測定を行い、DSC曲線を得た。当該DSC曲線のピークのトップを融点(TmD)とした。
軟化剤A〜軟化剤Hの酸価及び水酸基価は、日本工業標準調査会(JICS)制定の規準油脂分析手法である、JIS K 0070に準拠して測定した。
[実施例1]
モノビニル単量体としてスチレン73部及びn−ブチルアクリレート27部、ブラック着色剤としてカーボンブラック(三菱化学製、商品名:#25B)7部、架橋性の重合性単量体としてジビニルベンゼン0.75部、帯電制御剤としてスチレン/アクリル樹脂(藤倉化成株式会社製、商品名:FCA−592P)0.38部、分子量調整剤としてテトラエチルチウラムジスルフィド1部、及びマクロモノマーとしてポリメタクリル酸エステルマクロモノマー(東亜合成化学工業社製、商品名:AA6、Tg=94℃)0.25部を、通常の攪拌装置で攪拌及び混合した後、メディア型分散機により、均一分散した。ここに、上記製造例1で製造した軟化剤A(融点:70℃)を20部添加、混合、及び溶解して、重合性単量体組成物を得た。重合性単量体組成物の調製はすべて室温下で行った。
実施例1において、軟化剤の種類又は添加量を表2に示す通りに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜実施例6及び比較例1〜比較例4の静電荷像現像用トナーを作製した。得られた各静電荷像現像用トナーの特性を表2に示す。
上記実施例1〜実施例6及び比較例1〜比較例4のトナー、並びにトナーに使用した着色樹脂粒子について、特性を調べた。詳細は以下の通りである。
(1)着色樹脂粒子の体積平均粒径Dv及び粒径分布Dv/Dn
着色樹脂粒子の体積平均粒径Dv、個数平均粒径Dn、及び粒径分布Dv/Dnを粒径測定機(ベックマン・コールター社製、商品名:マルチサイザー)により測定した。このマルチサイザーによる測定は、アパーチャー径:100μm、分散媒体:アイソトンII(:商品名)、濃度10%、測定粒子個数:100,000個の条件で行った。
具体的には、着色樹脂粒子サンプル0.2gをビーカーに取り、その中に分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸水溶液(富士フイルム社製、商品名:ドライウエル)を加えた。そこへ、更に分散媒体を2mL加え、着色樹脂粒子を湿潤させた後、分散媒体を10mL加え、超音波分散器で1分間分散させてから上記の粒径測定器による測定を行った。
着色樹脂粒子1.0〜1.3gを高架式フローテスター(島津製作所製、商品名:CFT−500C)に入れ、下記の測定条件で、軟化温度(Ts)、流動開始温度(Tfb)及び1/2法での溶融温度(Tm)を測定した。
測定開始温度:40℃、昇温速度:3℃/分、予熱時間:5分、シリンダー圧力:10kgf/cm2、ダイス直径:0.5mm、ダイス長さ1.0mm、剪断応力:2.451×105Pa
着色樹脂粒子のガラス転移温度(Tg)の測定は、以下の方法により行った。
乾燥によって得られた着色樹脂粒子を約10mg精秤し、示差走査熱量計(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製、商品名:DSC6220)を用い、ASTM D 3418−97に従って、精秤した測定試料をアルミニウムパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウムパンを用い、測定温度範囲0〜150℃の間で、昇温速度10℃/分の条件下で、着色樹脂粒子のガラス転移温度を測定した。
着色樹脂粒子の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)、及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算で求めた。具体的には以下の方法を用いて行った。
(a)試料調製
着色樹脂粒子約10mgを5mLのテトラヒドロフラン溶媒に溶解し、250℃、16時間放置後、0.45μmメンブランフィルターを通して試料とした。
(b)測定条件
温度:350℃、溶媒:テトラヒドロフラン、流速:1.0mL/min、濃度:0.2wt%、試料注入量:100μL
(c)カラム
東ソー(株)製、GPC TSKgel MultiporeHXL−M(30cm×2本)を用いた。分子量Mw1,000〜300,000間のLog(Mw)‐溶出時間の一次相関式が0.98以上の条件で測定した。
(a)最低定着温度及びホットオフセット温度
市販の非磁性一成分現像方式のプリンター(印刷速度:20枚/分)の定着ロールの温度を変化できるように改造したプリンターを用いて、定着試験を行った。定着試験は、改造プリンターの定着ロールの温度を5℃刻みで変化させ、それぞれの温度でのトナーの定着率を測定した。
定着率は、改造プリンターで試験用紙に印刷した黒ベタ領域の、テープ剥離操作前後の画像濃度の比率から計算した。即ち、テープ剥離前の画像濃度をID(前)、テープ剥離後の画像濃度をID(後)とすると、定着率は、次式から算出することができる。
定着率(%)=(ID(後)/ID(前))×100
ここで、テープ剥離操作とは、試験用紙の測定部分(黒ベタ領域)に粘着テープ(住友スリーエム社製、商品名:スコッチメンディングテープ810−3−18)を貼り、一定圧力で押圧して付着させ、その後、一定速度で紙に沿った方向に粘着テープを剥離する一連の操作である。また、画像濃度は、反射型濃度計(マクベス社製、商品名:RD918)を用いて測定した。
この定着試験において、定着率が80%以上になる最低定着ロール温度をトナーの最低定着温度とした。
最低定着温度の測定と同様の改造プリンターを用いて、ホットオフセット試験を行った。ホットオフセット試験は、定着ロール部の温度を150℃から5℃ずつ230℃まで変化させて、黒ベタ(印字濃度100%)、及び白ベタ(印字濃度0%)の印字領域を有する印字パターンを印刷し、それぞれの温度で、白ベタ(印字濃度0%)の印字領域に印字汚れが認められるか、定着ロールにトナーの融着が発生(ホットオフセット現象)しているかの有無を目視にて観察した。
このホットオフセット試験において、印字汚れまたは定着ロールにトナーの融着が発生した最低の設定温度を、ホットオフセット発生温度とした。重合トナーのホットオフセット発生温度としては、210℃を超えることが、耐熱性の点で好ましい。
なお、定着ロールの温度が230℃の時点でもホットオフセット現象の発生がなかった場合は、表2中でホットオフセット発生温度を、「230<」と表記する。
トナー10gを密閉した容器に入れて、密閉した後、所定の温度に設定した恒温水槽の中に該容器を沈め、8時間経過した後に取り出した。取り出した容器からトナーを42メッシュの篩の上にできるだけ振動を与えないように移し、粉体測定機(ホソカワミクロン社製、商品名:パウダテスタPT−R)にセットした。篩の振幅を1.0mmに設定して、30秒間振動した後、篩上に残ったトナーの質量を測定し、これを凝集したトナーの質量とした。
この凝集したトナーの質量が0.5g以下になる最大の温度を、耐熱温度として耐熱保存性の指標とした。
以下、表1及び表2を参照しながら、トナー評価について検討する。
まず、比較例1のトナーについて検討する。表1及び表2より、比較例1のトナーは、ステアリン酸ベヘニル1(90質量%)及びミリスチン酸ベヘニル(10質量%)を含む軟化剤Eを20部含有する。表1より、軟化剤Eの融点は63℃、酸価は0.1mgKOH/g、水酸基価は1.5mgKOH/gである。
表2より、比較例1のトナーは、最低定着温度が125℃である。したがって、比較例1のトナーについては、少なくとも低温定着性に問題は見られない。
しかし、比較例1のトナーは、ホットオフセット温度が180℃と低く、耐熱温度が54℃と低い。特に、比較例1のホットオフセット温度は、今回評価したトナー中、最も低い。
以上より、ステアリン酸ベヘニル1(モノエステル化合物A)を95質量%よりも少なく含み、さらに脂肪酸側R3の炭素数が15未満であるミリスチン酸ベヘニルを含む軟化剤Eを用いた比較例1のトナーは、耐ホットオフセット性に劣り、耐熱保存性にも乏しいことが分かる。
表2より、比較例2のトナーは、最低定着温度が120℃である。したがって、比較例2のトナーについては、少なくとも低温定着性に問題は見られない。
しかし、比較例2のトナーは、ホットオフセット温度が200℃と低く、耐熱温度が53℃と低い。特に、比較例2の耐熱温度は、今回評価したトナー中、最も低い。
以上より、脂肪酸側R1の炭素数とアルコール側R2の炭素数との和が39未満であるステアリン酸ステアリルを95質量%以上含み、且つ、脂肪酸側R3の炭素数とアルコール側R4の炭素数との和が35未満であるパルミチン酸ステアリルを5質量%以下含む軟化剤Fを用いた比較例2のトナーは、耐ホットオフセット性に劣り、耐熱保存性に乏しいことが分かる。
表2より、比較例3のトナーは、ホットオフセット温度が230℃を超え、耐熱温度が61℃である。したがって、比較例3のトナーについては、少なくとも耐ホットオフセット性及び耐熱保存性に問題は見られない。
しかし、比較例3のトナーは、最低定着温度が140℃と高い。比較例3の最低定着温度は、今回評価したトナー中、最も高い。
以上より、脂肪酸側R1の炭素数とアルコール側R2の炭素数との和が39を超えるエイコサン酸ベヘニルを95質量%以上含み、且つ、脂肪酸側R3の炭素数とアルコール側R4の炭素数との和が37を超えるステアリン酸ベヘニル1を5質量%以下含む軟化剤Gを用いた比較例3のトナーは、低温定着性に劣ることが分かる。
表2より、比較例4のトナーは、最低定着温度が135℃である。したがって、比較例4のトナーについては、少なくとも低温定着性に問題は見られない。
しかし、比較例4のトナーは、ホットオフセット温度が190℃と低く、耐熱温度が54℃と低い。
以上より、アルコール側R2の炭素数が22を超えるパルミチン酸テトラコシルを含む軟化剤Hを用いた比較例4のトナーは、耐ホットオフセット性及び耐熱保存性に劣ることが分かる。
表2より、実施例1〜実施例6のトナーは、最低定着温度が135℃以下と低く、ホットオフセット温度がいずれも230℃を超え、耐熱温度が56℃以上と高い。
したがって、軟化剤として、上記式(1)の構造を有するモノエステル化合物Aを95〜99質量%の割合で、上記式(2)の構造を有するモノエステル化合物Bを1〜5質量%の割合で、それぞれ含有し、且つ、結着樹脂100質量部に対して、軟化剤を10〜30質量部含有する本発明のトナーは、耐熱保存性と低温定着性のバランスに優れ、且つ耐ホットオフセット性に優れることが分かる。
表2より、実施例5のトナーは、実施例1のトナーと比較して、耐熱保存性にやや優れるが、低温定着性にやや劣る。また、実施例6のトナーは、実施例1のトナーと比較して、低温定着性にやや優れるが、耐熱保存性にやや劣る。
以上の結果から、軟化剤の添加量が多いほど、低温定着性にやや優れるが耐熱保存性にやや劣ることになり、その逆として、軟化剤の添加量が少ないほど、耐熱保存性にやや優れる一方、低温定着性にやや劣ると推測される。
Claims (3)
- 結着樹脂、着色剤、及び軟化剤を含有する着色樹脂粒子、並びに外添剤を含有する静電荷像現像用トナーにおいて、
前記軟化剤として、下記式(1)の構造を有するモノエステル化合物Aを95〜99質量%の割合で、下記式(2)の構造を有するモノエステル化合物Bを1〜5質量%の割合で、それぞれ含有し、且つ、
結着樹脂100質量部に対して、前記軟化剤を10〜30質量部含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
R1−COO−R2 式(1)
(上記式(1)中、R1は炭素数17〜23の直鎖アルキル基を示し、R2は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R1とR2との合計炭素数が39である。)
R3−COO−R4 式(2)
(上記式(2)中、R3は炭素数15〜21の直鎖アルキル基を示し、R4は炭素数16〜22の直鎖アルキル基を示し、さらに、R3とR4との合計炭素数が35〜37である。) - 前記軟化剤の融点が60〜75℃であることを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記軟化剤の酸価が1.0mgKOH/g以下であり、且つ、前記軟化剤の水酸基価が10mgKOH/g以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の静電荷像現像用トナー。
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