JP6288003B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents

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Description

本発明は、静電荷像現像用トナーに関する。より詳細には、良好な低温定着性を有し、かつ高温状態での保管後においても定着性が低下しにくい静電荷像現像用トナーに関する。
近年、電子写真方式の画像形成装置において、プリントスピードの高速化、環境負荷低減等を目的とした一層の省エネルギー化を図るために、より低い温度で熱定着される静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)が要求されている。このようなトナーにおいては、結着樹脂の溶融温度や溶融粘度を下げることが必要であり、結晶性ポリエステル樹脂等の結晶性樹脂を定着助剤として添加することで、低温定着性を向上させたトナーが提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
しかしながら、特許文献1に開示された結晶性樹脂を含有するトナーにおいては、熱定着時の結晶性樹脂と結着樹脂中の非晶性樹脂との相溶性が高い場合は、熱定着前において結着樹脂の可塑化が進行してトナーの耐熱保管性に劣るという問題が生じる。また、一方で、結晶性樹脂と非晶性樹脂の相溶性が低い場合は、熱定着時の結着樹脂の可塑化効果が得られにくくなるため、トナーが十分な低温定着性が得られないという問題や、結晶性樹脂が遊離してトナー粒子の表面に露出し、トナーの帯電性が低下することによって画像濃度の低下やカブリといった画像不良を生じる、という問題がある。
また、特許文献2に開示された結晶性樹脂を含有するトナーにおいては、トナー粒子に含有されている結着樹脂中の非晶性樹脂に結晶性樹脂と親和性の高い構造単位を導入することで、トナー粒子内部における、結晶性樹脂の分散状態をコントロールしている。これにより、トナー表面への結晶性樹脂の露出を抑制し、定着性、耐熱保管性及び帯電性に優れたトナーが得られている。
しかしながら、上述のような結晶性樹脂を含有するトナーにおいては、例えばトナー輸送時や画像形成装置内等の温度上昇を伴う環境において、高温状態(例えば、温度40〜50℃)で保管した際に、結晶性ポリエステル樹脂の結晶化が促進されることによって、定着性が低下する場合がある。そのため、優れた低温定着性を有し、かつ高温状態での保管後においても定着性が低下しにくいトナーが求められている。
特開2001−222138号公報 特開2014−035506号公報
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、良好な低温定着性を有し、かつ高温状態での保管後においても定着性が低下しにくい静電荷像現像用トナーを提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく行った検討過程において、トナー粒子に、結着樹脂として、長鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体を構造単位に有するビニル樹脂と、エステル結合を介して繰り返されるアルキル鎖の長さが不均一な結晶性ポリエステル樹脂とを含有することにより、良好な低温定着性を有し、かつ高温状態での保管後においても定着性が低下しにくいトナーを提供できることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
1.少なくとも結着樹脂及び離型剤を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、
前記結着樹脂として、ビニル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含有し、
前記ビニル樹脂として、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体に由来の構造単位を有し、
前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体が、分岐構造を有し、
前記結晶性ポリエステル樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数をCalcohol 、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数をCacidとしたとき、下記関係式(2)及び下記関係式(4)を満たし、
前記トナー粒子はコア・シェル構造を有し、該コア部に前記ビニル樹脂及び前記結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
一般式(1):HC=CR−COOR
[式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、炭素数が8〜22の範囲内のア
ルキル基を表す。]
関係式(2):5≦|Cacid−Calcohol|≦12
関係式(4):C alcohol <C acid
2.前記結晶性ポリエステル樹脂が、下記関係式(3)を満たすことを特徴とする第1項に記載の静電荷像現像用トナー。
関係式(3):6≦|Cacid−Calcohol|≦10
.前記結晶性ポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと、非晶性樹脂セグメントとが結合してなるハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナー。
.前記結着樹脂が、非晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする第1項から第項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
.前記非晶性ポリエステル樹脂は、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする第項に記載の静電荷像現像用トナー。
.前記ビニル樹脂は、前記一般式(1)において、Rが、炭素数が8のアルキル基であることを特徴とする第1項から第項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
.前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数Calcoholが、〜1の範囲内であることを特徴とする第1項から第項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
.前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数Cacidが、〜1の範囲内であることを特徴とする第1項から第項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
本発明の上記手段により、良好な低温定着性を有し、かつ高温状態での保管後においても定着性が低下しにくい静電荷像現像用トナーを提供することができる。
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
本発明のトナーは、トナー粒子に、ビニル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含む結着樹脂を含有している。結晶性ポリエステル樹脂は、明確な吸熱ピークを有しており、結着樹脂のシャープメルト性を向上させることができるため、本発明のトナーは良好な低温定着性を有している。
また、結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナーは、高温状態(例えば、温度40〜50℃)で保管したとき、トナーの定着性が低下することが知られている。これは、トナー粒子中の非晶性樹脂に融けて周囲の樹脂を可塑化していた結晶性ポリエステル樹脂が、高温状態では結晶化が促進されるため、トナー表面への結晶性ポリエステル樹脂の結晶ドメインの露出や、結着樹脂のシャープメルト性の低下により、トナーの定着性が低下するためであると考えられている。
本発明に係る結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数と、多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数との差の絶対値が5以上であり、エステル結合を介して繰り返されるアルキル鎖の長さが不均一となっている。そのため、従来の結晶性ポリエステル樹脂よりも結晶化の進行、および結晶ドメインの成長が抑制されやすくなっている。また、本発明のビニル樹脂は、長鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルを構造単位に有することにより、本発明に係る結晶性ポリエステル樹脂と適度な親和性を有している。これらの効果によって、本発明のトナーは、通常の結晶性ポリエステル樹脂の結晶化が顕著になるような高温環境で保管した場合でさえ、結晶性ポリエステル樹脂の結晶ドメインが大きくなることが抑制され、トナー粒子中に当該結晶ドメインが微分散した状態を維持できるものと考えられる。
したがって、本発明のトナーは、良好な低温定着性を有し、かつ高温環境での保管後においても定着性が低下しにくいものと考えられる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、前記結着樹脂として、ビニル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含有し、前記ビニル樹脂として、上記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体に由来の構造単位を有し、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体が、分岐構造を有し、前記結晶性ポリエステル樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数をCalcohol 、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数をCacidとしたとき、上記関係式(2)及び上記関係式(4)を満たし、前記トナー粒子はコア・シェル構造を有し、該コア部に前記ビニル樹脂及び前記結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする。この特徴は、請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記結晶性ポリエステル樹脂が、上記関係式(3)を満たすことが好ましい。
本発明の実施態様としては、前記結晶性ポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと、非晶性樹脂セグメントとが結合してなるハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。これにより、結着樹脂に含まれる非晶性樹脂に対して結晶性ポリエステル樹脂の親和性を向上させることができ、結晶性ポリエステル樹脂の結晶ドメインを微分散させ易くし、低温定着性の向上という効果が得られる。
本発明の実施態様としては、前記結着樹脂が、非晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。これにより、トナーの紙との接着力を向上させ、折り目部分や擦った箇所の画像の劣化を抑える効果を得ることができる。
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記非晶性ポリエステル樹脂は、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記ビニル樹脂は、前記一般式(1)において、Rが、炭素数が8のアルキル基であることが好ましい。
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数Calcoholが、2〜12の範囲内であることが好ましい。
本発明の実施態様としては、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数Cacidが、6〜16の範囲内であることが好ましい。
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、数値範囲を表す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
《静電荷像現像用トナーの概要》
本発明の静電荷像現像用トナーは、トナー粒子の集合体のことをいう。
トナー粒子は、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有し、結着樹脂には、非晶性樹脂及び結晶性樹脂等を含有する。また、トナー粒子には、更に必要に応じて、着色剤、荷電制御剤等の内添剤や、無機微粒子、有機微粒子、滑剤などの外添剤を含有しても良い。
本発明のトナー粒子の平均粒径は、体積平均粒径で3.0〜8.0μmの範囲内、好ましくは4.0〜7.5μmの範囲内である。上記の範囲内であることにより、定着時において飛翔して加熱部材に付着し定着オフセットを発生させる付着力の大きいトナー粒子が少なくなり、また、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの画質が向上する。また、トナー流動性も確保できる。
トナー粒子の平均粒径は、トナーの製造時の凝集・融着工程における凝集剤の濃度や溶剤の添加量、又は融着時間、更には結着樹脂の組成によって制御することができる。
本発明の静電荷像現像用トナーは、転写効率の向上の観点から、下記式で示される平均円形度が0.920〜1.000の範囲内であることが好ましく、0.940〜0.995の範囲内であることがより好ましい。
平均円形度=粒子の円相当径から求めた円の周囲長/粒子投影像の周囲長
なお、平均円形度は、例えば、平均円形度の測定装置「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて測定することができる。
以下、本発明の静電荷像現像用トナーを構成する各材料等について詳細に説明する。
《結着樹脂》
本発明に係るトナー粒子を構成する結着樹脂は、以下で詳説する結晶性樹脂、非晶性樹脂及び着色剤等を含有する。
《結晶性樹脂》
本発明に係る結晶性樹脂は、トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、実施例に記載の示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
このような結晶性樹脂の含有量としては、トナーに対して3〜30質量%の範囲内であることが好ましい。これにより、結着樹脂のシャープメルト性を向上させて、トナーの低温定着性を向上させるという効果を得つつ、結晶性樹脂を含有させることによる耐熱性の低下を抑制することができる。
また、本発明における結晶性樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を含有する。結晶性ポリエステル樹脂は、エステル結合を有するため、水分を吸着しやすく、これにより、電荷放出が、より促進され、ひいては、トナーを熱定着させた画像を有する用紙の貼り付きをより抑制できるという効果が得られる。
下記に、結晶性ポリエステル樹脂について詳細に説明する。
[結晶性ポリエステル樹脂]
結晶性ポリエステル樹脂は、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られる公知のポリエステル樹脂に由来する部分であって、トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂をいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、実施例に記載の示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
本発明の結晶性ポリエステル樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数をCalcohol 、結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数をCacidとしたとき、下記関係式(2)を満たすことを特徴とする。
関係式(2):5≦|Cacid−Calcohol|≦12
本発明では、トナー粒子中に、このようなエステル結合を介して繰り返されるアルキル鎖の長さが不均一な結晶性ポリエステル樹脂を含有している。これにより、結晶性ポリエステル樹脂が凝集し難く、高温環境下においても結晶性ポリエステル樹脂の結晶ドメインが大きくなり難くなる。よって、高温状態での保管後においても、トナーの定着性が低下しにくいという効果を得ることができる。
また、同様の効果をより有効に発現させる観点から、結晶性ポリエステル樹脂が、下記関係式(3)を満たすことが好ましい。
関係式(3):6≦|Cacid−Calcohol|≦10
また、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、結晶性ポリエステル樹脂が、下記関係式(4)を満たすことが好ましい。
関係式(4):Calcohol<Cacid
また、本発明の効果をより有効に発現させる観点から、結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数Calcoholが、2〜12の範囲内であることが好ましく、多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数Cacidが、6〜16の範囲内であることが好ましい。
本発明に係る結晶性ポリエステル樹脂の融点(Tm)は、十分な低温定着性と耐熱保管性を得る観点から、50〜90℃の範囲内にあることが好ましく、60〜80℃の範囲内にあることが好ましい。
融点(Tm)は、DSCにより測定することができる。具体的には、結晶性樹脂の試料をアルミニウム製パンKITNO.B0143013に封入し、熱分析装置Diamond DSC(パーキンエルマー社製)のサンプルホルダーにセットして、加熱、冷却、加熱の順に温度を変動させる。1回目と2回目の加熱時には、10℃/minの昇温速度で室温(25℃)から150℃まで昇温して150℃を5分間保持し、冷却時には、10℃/minの降温速度で150℃から0℃まで降温して0℃の温度を5分間保持する。2回目の加熱時に得られる吸熱曲線における吸熱ピークのピークトップの温度を融点(Tm)として測定する。
本発明に係る結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000〜50000の範囲内にあり、数平均分子量(Mn)は2000〜10000の範囲内にあることが、低温定着性及び光沢度安定性の観点から好ましい。
トナー粒子中の結晶性ポリエステル樹脂の含有量は、十分な低温定着性及び耐熱保管性を得る観点から、1〜20質量%の範囲内にあることが好ましく、5〜15質量%の範囲内にあることがより好ましい。上述した非晶性ビニル樹脂により、含有量がこの範囲内にある結晶性樹脂をトナー粒子中で均一に分散させ、結晶化を十分に抑えることができる。
結晶性ポリエステル樹脂は、上記定義したとおりであれば特に限定されない。例えば、結晶性ポリエステル樹脂そのものを含有しても良いし、後述するハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂を含有していても良い。以下、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂について説明する。
[ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(ハイブリッド樹脂)]
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(以下、単に「ハイブリッド樹脂」ともいう。)は、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと、ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメントとが化学的に結合した樹脂である。
上記において、結晶性ポリエステル樹脂セグメントとは、結晶性ポリエステル樹脂に由来する部分を指す。すなわち、結晶性ポリエステル樹脂を構成するものと同じ化学構造の分子鎖を指す。また、ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメントとは、ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂に由来する部分を指す。すなわち、ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂を構成するものと同じ化学構造の分子鎖を指す。
ハイブリッド樹脂の重量平均分子量(Mw)は、十分な低温定着性及び優れた長期保管安定性を確実に両立し得るという観点から、5000〜100000の範囲内であると好ましく、7000〜50000の範囲内であるとより好ましく、8000〜20000の範囲内であると特に好ましい。ハイブリッド樹脂の重量平均分子量(Mw)を100000以下とすることにより、十分な低温定着性を得ることができる。一方、ハイブリッド樹脂の重量平均分子量(Mw)を5000以上とすることにより、トナー保管時において当該ハイブリッド樹脂と非晶性樹脂との相溶が過剰に進行することが抑制され、トナー同士の融着による画像不良を効果的に抑制することができる。
(結晶性ポリエステル樹脂セグメント)
結晶性ポリエステル樹脂セグメントは、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸)と、2価以上のアルコール(多価アルコール)との重縮合反応によって得られる公知のポリエステル樹脂に由来する部分であって、トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂セグメントをいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、実施例に記載の示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントは、上記定義したとおりであれば特に限定されない。例えば、結晶性ポリエステル樹脂セグメントによる主鎖に他成分を共重合させた構造を有する樹脂や、結晶性ポリエステル樹脂セグメントを他成分からなる主鎖に共重合させた構造を有する樹脂について、この樹脂を含むトナーが上記のように明確な吸熱ピークを示すものであれば、その樹脂は、本発明でいう結晶性ポリエステル樹脂セグメントを有するハイブリッド樹脂に該当する。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントは、多価カルボン酸成分及び多価アルコール成分から生成される。
多価カルボン酸成分として用いられるジカルボン酸成分には、脂肪族ジカルボン酸を用いることが好ましく、芳香族ジカルボン酸を併用しても良い。脂肪族ジカルボン酸としては、直鎖型のものを用いることが好ましい。直鎖型のものを用いることによって、結晶性が向上するという利点がある。ジカルボン酸成分は、1種類のものに限定されるものではなく、2種類以上を混合して用いても良い。
脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、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、アゼライン酸、セバシン酸、1,9−ノナンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸、1,16−ヘキサデカンジカルボン酸、1,18−オクタデカンジカルボン酸などが挙げられ、また、これらの低級アルキルエステルや酸無水物を用いることもできる。
上記の脂肪族ジカルボン酸の中でも、上述のとおり本発明の効果が得られやすいことから、炭素数6〜16の範囲内の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましく、さらに炭素数10〜14の範囲内の脂肪族ジカルボン酸であることがより好ましい。
脂肪族ジカルボン酸とともに用いることのできる芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、t−ブチルイソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸などが挙げられる。これらの中でも、入手容易性及び乳化容易性の観点から、テレフタル酸、イソフタル酸、t−ブチルイソフタル酸を用いることが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成するためのジカルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸の含有量が50モル%以上とされることが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、更に好ましくは80モル%以上であり、特に好ましくは100モル%である。ジカルボン酸成分における脂肪族ジカルボン酸の含有量が50モル%以上とされることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの結晶性を十分に確保することができる。
また、多価アルコール成分として用いられるジオール成分には、脂肪族ジオールを用いることが好ましく、必要に応じて脂肪族ジオール以外のジオールを含有させても良い。脂肪族ジオールとしては、直鎖型のものを用いることが好ましい。直鎖型のものを用いることによって、結晶性が向上するという利点がある。ジオール成分は、1種単独で用いても良いし、2種以上用いても良い。
脂肪族ジオールとしては、例えば、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、1,5−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、1,18−オクタデカンジオール、1,20−エイコサンジオールなどが挙げられる。
ジオール成分としては、脂肪族ジオールの中でも、上述のとおり本発明の効果が得られやすいことから、炭素数2〜12の範囲内の脂肪族ジオールであることが好ましく、さらに炭素数4〜6の範囲内の脂肪族ジオールであることがより好ましい。
必要に応じて用いられる脂肪族ジオール以外のジオールとしては、二重結合を有するジオール、スルホン酸基を有するジオールなどが挙げられ、具体的には、二重結合を有するジオールとしては、例えば、2−ブテン−1,4−ジオール、3−ブテン−1,6−ジオール、4−ブテン−1,8−ジオールなどが挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成するためのジオール成分としては、脂肪族ジオールの含有量が50モル%以上とされることが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、更に好ましくは80モル%以上であり、特に好ましくは100モル%である。ジオール成分における脂肪族ジオールの含有量が50モル%以上とされることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの結晶性を確保することができて製造されるトナーに優れた低温定着性が得られるとともに最終的に形成される画像に光沢性が得られる。
上記のジオール成分とジカルボン酸成分との使用比率は、ジオール成分のヒドロキシ基[OH]とジカルボン酸成分のカルボキシ基[COOH]との当量比[OH]/[COOH]が、2.0/1.0〜1.0/2.0の範囲内であると好ましく、1.5/1.0〜1.0/1.5の範囲内であるとより好ましく、1.3/1.0〜1.0/1.3の範囲内であると特に好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントの形成方法は特に制限されず、公知のエステル化触媒を利用して、上記多価カルボン酸及び多価アルコールを重縮合する(エステル化する。)ことにより当該セグメントを形成することができる。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントの製造の際に使用可能な触媒としては、ナトリウム、リチウム等のアルカリ金属化合物;マグネシウム、カルシウム等の第2族元素を含む化合物;アルミニウム、亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等の金属化合物;亜リン酸化合物;リン酸化合物;及びアミン化合物等が挙げられる。具体的には、スズ化合物としては、酸化ジブチルスズ、オクチル酸スズ、ジオクチル酸スズ、これらの塩等などを挙げることができる。チタン化合物としては、テトラノルマルブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、テトラステアリルチタネートなどのチタンアルコキシド;ポリヒドロキシチタンステアレートなどのチタンアシレート;チタンテトラアセチルアセトナート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネートなどなどのチタンキレートなどを挙げることができる。ゲルマニウム化合物としては、二酸化ゲルマニウムなどを挙げることができる。更にアルミニウム化合物としては、ポリ水酸化アルミニウムなどの酸化物、アルミニウムアルコキシドなどが挙げられ、トリブチルアルミネートなどを挙げることができる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いても良い。
重合温度は特に限定されるものではないが、150〜250℃の範囲内であることが好ましい。また、重合時間は特に限定されるものではないが、0.5〜10時間の範囲内とすると好ましい。重合中には、必要に応じて反応系内を減圧にしても良い。
結晶性ポリエステル樹脂セグメントの含有量は、ハイブリッド樹脂の全量に対して80質量%以上98質量%未満であると好ましい。更に、上記含有量は、90質量%以上95質量%未満であるとより好ましく、91質量%以上93質量%未満であると更に好ましい。上記範囲内とすることにより、ハイブリッド樹脂に十分な結晶性を付与することができる。なお、ハイブリッド樹脂中の各セグメントの構成成分及び含有割合は、例えばNMR測定、メチル化反応P−GC/MS測定により特定することができる。
更に、結晶性ポリエステル樹脂セグメントは、上記多価カルボン酸及び多価アルコールの他、以下で詳説する非晶性樹脂セグメントに化学的に結合するための化合物もまた重縮合されてなると好ましい。以下で詳説するように、非晶性樹脂セグメントは、ビニル樹脂セグメントであると好ましいが、このような樹脂セグメントに対して付加重合する化合物を用いると好ましい。したがって、結晶性ポリエステル樹脂セグメントは、上記多価カルボン酸及び多価アルコールに対して重縮合可能であり、かつ、不飽和結合(好ましくは二重結合)を有する化合物を更に重合してなると好ましい。
このような化合物としては、例えば、メチレンコハク酸、フマル酸、マレイン酸、3−ヘキセンジオイック酸、3−オクテンジオイック酸等の二重結合を有する多価カルボン酸;2−ブテン−1,4−ジオール、3−ブテン−1,6−ジオール、4−ブテン−1,8−ジオール等の二重結合を有する多価アルコールが挙げられる。
結晶性ポリエステル樹脂セグメント中の上記化合物に由来する構成単位の含有率は、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの全量に対し、0.5〜20質量%の範囲内であると好ましい。
ここで、ハイブリッド樹脂は、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントの他に、以下で詳述するポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメントを含む。ハイブリッド樹脂は、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメント及びポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメントを含むものであれば、ブロック共重合体、グラフト共重合体などいずれの形態であっても良いが、グラフト共重合体であると好ましい。グラフト共重合体とすることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの配向を制御しやすくなり、ハイブリッド樹脂に十分な結晶性を付与することができる。
更に、上記観点からは、結晶性ポリエステル樹脂セグメントが、結晶性ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメントを主鎖として、グラフト化されていると好ましい。すなわち、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、主鎖としてポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメントを有し、側鎖として結晶性ポリエステル樹脂セグメントを有するグラフト共重合体であると好ましい。
上記形態とすることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの配向をより高めることができ、ハイブリッド樹脂の結晶性を向上させることができる。
なお、ハイブリッド樹脂には、更にスルホン酸基、カルボキシ基、ウレタン基などの置換基が導入されていても良い。上記置換基の導入は、結晶性ポリエステル樹脂セグメント中でも良いし、以下で詳説するポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント中であっても良い。
(ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント)
ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント(以下、単に「非晶性樹脂セグメント」ともいう。)は、結着樹脂を構成する非晶性樹脂と、ハイブリッド樹脂との親和性を制御するために必須のセグメントである。非晶性樹脂セグメントが存在することで、ハイブリッド樹脂と非晶性樹脂との親和性が向上し、ハイブリッド樹脂が非晶性樹脂中に取り込まれやすくなり、帯電均一性等を向上させることができる。
非晶性樹脂セグメントは、上記結晶性ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂に由来する部分である。ハイブリッド樹脂中(更には、トナー中)に非晶性樹脂セグメントを含有することは、例えばNMR測定、メチル化反応P−GC/MS測定を用いて化学構造を特定することによって確認することができる。
また、非晶性樹脂セグメントは、当該セグメントと同じ化学構造及び分子量を有する樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂セグメントである。このとき、当該セグメントと同じ化学構造及び分子量を有する樹脂について、DSC測定において1度目の昇温過程におけるガラス転移温度(Tg1)が、30〜80℃の範囲内であることが好ましく、特に40〜65℃の範囲内であることが好ましい。なお、ガラス転移温度(Tg1)は、実施例に記載の方法で測定することができる。
非晶性樹脂セグメントは、上記定義したとおりであれば特に限定されない。例えば、非晶性樹脂セグメントによる主鎖に他成分を共重合させた構造を有する樹脂や、非晶性樹脂セグメントを他成分からなる主鎖に共重合させた構造を有する樹脂について、この樹脂を含むトナーが上記のような非晶性樹脂セグメントを有するものであれば、その樹脂は、本発明でいう非晶性樹脂セグメントを有するハイブリッド樹脂に該当する。
非晶性樹脂セグメントは、結着樹脂に含まれる非晶性樹脂(すなわち、結晶性樹脂以外の樹脂)と同種の樹脂で構成されると好ましい。このような形態とすることにより、ハイブリッド樹脂と非晶性樹脂との親和性がより向上し、ハイブリッド樹脂が非晶性樹脂中に更に取り込まれやすくなり、帯電均一性等がより一層向上する。
ここで、「同種の樹脂」とは、繰り返し単位中に特徴的な化学結合が共通に含まれていることを意味する。ここで、「特徴的な化学結合」とは、物質・材料研究機構(NIMS)物質・材料データベース(http://polymer.nims.go.jp/PoLyInfo/guide/jp/term_polymer.html)に記載の「ポリマー分類」に従う。すなわち、ポリアクリル、ポリアミド、ポリ
酸無水物、ポリカーボネート、ポリジエン、ポリエステル、ポリハロオレフィン、ポリイミド、ポリイミン、ポリケトン、ポリオレフィン、ポリエーテル、ポリフェニレン、ポリホスファゼン、ポリシロキサン、ポリスチレン、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリビニル及びその他のポリマーの計22種によって分類されたポリマーを構成する化学結合を「特徴的な化学結合」という。
また、樹脂が共重合体である場合における「同種の樹脂」とは、共重合体を構成する複数のモノマー種の化学構造において、上記化学結合を有するモノマー種を構成単位としている場合、特徴的な化学結合を共通に有する樹脂同士を指す。したがって、樹脂自体の示す特性が互いに異なる場合や、共重合体中を構成するモノマー種のモル成分比が互いに異なる場合であっても、特徴的な化学結合を共通に有していれば同種の樹脂とみなす。
例えば、スチレン、ブチルアクリレート及びアクリル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)と、スチレン、ブチルアクリレート及びメタクリル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)とは、少なくともポリアクリルを構成する化学結合を有しているため、これらは同種の樹脂である。更に例示すると、スチレン、ブチルアクリレート及びアクリル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)と、スチレン、ブチルアクリレート、アクリル酸、テレフタル酸及びフマル酸によって形成される樹脂(又は樹脂セグメント)とは、互いに共通する化学結合として、少なくともポリアクリルを構成する化学結合を有している。したがって、これらは同種の樹脂である。
非晶性樹脂セグメントを構成する樹脂成分は特に制限されないが、例えば、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂などが挙げられる。中でも、熱可塑性を制御しやすいという理由から、ビニル樹脂が好ましい。
ビニル樹脂としては、ビニル化合物を重合したものであれば特に制限されないが、例えば、アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。
上記のビニル樹脂の中でも、熱定着時の可塑性を考慮すると、スチレン−アクリル酸エステル樹脂(スチレン−アクリル樹脂)が好ましい。したがって、以下では、非晶性樹脂セグメントとしてのスチレン−アクリル樹脂セグメントについて説明する。
スチレン−アクリル樹脂セグメントは、少なくとも、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体とを付加重合させて形成されるものである。ここでいうスチレン単量体は、CH=CH−Cの構造式で表されるスチレンの他に、スチレン構造中に公知の側鎖や官能基を有する構造のものを含むものである。また、ここでいう(メタ)アクリル酸エステル単量体は、CH=CHCOOR(Rはアルキル基)で表されるアクリル酸エステル化合物やメタクリル酸エステル化合物の他に、アクリル酸エステル誘導体やメタクリル酸エステル誘導体等の構造中に公知の側鎖や官能基を有するエステル化合物を含むものである。
以下に、スチレン−アクリル樹脂セグメントの形成が可能なスチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例を示すが、本発明で使用されるスチレン−アクリル樹脂セグメントの形成に使用可能なものは以下に示すものに限定されるものではない。
まず、スチレン単量体の具体例としては、例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレン等が挙げられる。これらスチレン単量体は、単独でも又は2種以上組み合わせても用いることができる。
また、(メタ)アクリル酸エステル単量体の具体例としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、フェニルアクリレート等のアクリル酸エステル単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、n−オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等のメタクリル酸エステル等が挙げられる。
なお、本明細書中、「(メタ)アクリル酸エステル単量体」とは、「アクリル酸エステル単量体」と「メタクリル酸エステル単量体」を総称したもので、例えば、「(メタ)アクリル酸メチル」は「アクリル酸メチル」と「メタクリル酸メチル」を総称したものである。
これらのアクリル酸エステル単量体又はメタクリル酸エステル単量体は、単独でも又は2種以上を組み合わせても使用することができる。すなわち、スチレン単量体と2種以上のアクリル酸エステル単量体とを用いて共重合体を形成すること、スチレン単量体と2種以上のメタクリル酸エステル単量体とを用いて共重合体を形成すること、あるいは、スチレン単量体とアクリル酸エステル単量体及びメタクリル酸エステル単量体とを併用して共重合体を形成することのいずれも可能である。
非晶性樹脂セグメント中のスチレン単量体に由来する構成単位の含有率は、非晶性樹脂セグメントの全量に対し、40〜90質量%の範囲内であると好ましい。また、非晶性樹脂セグメント中の(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構成単位の含有率は、非晶性樹脂セグメントの全量に対し、10〜60質量%の範囲内であると好ましい。このような範囲内とすることにより、ハイブリッド樹脂の可塑性を制御することが容易となる。
更に、非晶性樹脂セグメントは、上記スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体の他、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントに化学的に結合するための化合物もまた付加重合されてなると好ましい。具体的には、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントに含まれる、多価アルコール由来のヒドロキシ基[−OH]又は多価カルボン酸由来のカルボキシ基[−COOH]とエステル結合する化合物を用いると好ましい。したがって、非晶性樹脂セグメントは、上記スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体に対して付加重合可能であり、かつ、カルボキシ基[−COOH]又はヒドロキシ基[−OH]を有する化合物を更に重合してなると好ましい。
このような化合物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル等のカルボキシ基を有する化合物;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のヒドロキシ基を有する化合物が挙げられる。
非晶性樹脂セグメント中の上記化合物に由来する構成単位の含有率は、非晶性樹脂セグメントの全量に対し、0.5〜20質量%の範囲内であると好ましい。
スチレン−アクリル樹脂セグメントの形成方法は、特に制限されず、公知の油溶性又は水溶性の重合開始剤を使用して単量体を重合する方法が挙げられる。油溶性の重合開始剤としては、具体的には、以下に示すアゾ系又はジアゾ系重合開始剤や過酸化物系重合開始剤がある。
アゾ系又はジアゾ系重合開始剤としては、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニトリル等が挙げられる。
過酸化物系重合開始剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2,2−ビス−(4,4−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、トリス−(t−ブチルパーオキシ)トリアジン等が挙げられる。
また、乳化重合法で樹脂粒子を形成する場合は水溶性ラジカル重合開始剤が使用可能である。水溶性重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸及びその塩、過酸化水素等が挙げられる。
非晶性樹脂セグメントの含有量は、ハイブリッド樹脂の全量に対して、3質量%以上15質量%未満であると好ましい。更に、上記含有量は、5質量%以上10質量%未満であるとより好ましく、7質量%以上9質量%未満であると更に好ましい。上記範囲内とすることにより、ハイブリッド樹脂に十分な結晶性を付与することができる。
(ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の製造方法)
本発明に係るハイブリッド樹脂の製造方法は、上記結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとを分子結合させた構造の重合体を形成することが可能な方法であれば、特に制限されるものではない。ハイブリッド樹脂の具体的な製造方法としては、例えば、以下に示す(1)〜(3)の製造方法が挙げられる。
(1)非晶性樹脂セグメントをあらかじめ重合しておき、当該非晶性樹脂セグメントの存在下で結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する重合反応を行ってハイブリッド樹脂を製造する方法
この方法では、まず、上述した非晶性樹脂セグメントを構成する単量体(好ましくは、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体といったビニル単量体)を付加反応させて非晶性樹脂セグメントを形成する。次に、非晶性樹脂セグメントの存在下で、多価カルボン酸と多価アルコールとを重合反応させて結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する。このとき、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させるとともに、非晶性樹脂セグメントに対し、多価カルボン酸又は多価アルコールを付加反応させることにより、ハイブリッド樹脂が形成される。
上記方法において、結晶性ポリエステル樹脂セグメント又は非晶性樹脂セグメント中に、これらセグメントが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。具体的には、非晶性樹脂セグメントの形成時、非晶性樹脂セグメントを構成する単量体の他に、結晶性ポリエステル樹脂セグメントに残存するカルボキシ基[−COOH]又はヒドロキシ基[−OH]と反応可能な部位及び非晶性樹脂セグメントと反応可能な部位を有する化合物も使用する。すなわち、この化合物が結晶性ポリエステル樹脂セグメント中のカルボキシ基[−COOH]又はヒドロキシ基[−OH]と反応することにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントは非晶性樹脂セグメントと化学的に結合することができる。
また、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの形成時、多価アルコール又は多価カルボン酸と反応可能であり、かつ、非晶性樹脂セグメントと反応可能な部位を有する化合物を使用しても良い。
上記の方法を用いることにより、非晶性樹脂セグメントに結晶性ポリエステル樹脂セグメントが分子結合した構造(グラフト構造)のハイブリッド樹脂を形成することができる。
(2)結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとをそれぞれ形成しておき、これらを結合させてハイブリッド樹脂を製造する方法
この方法では、まず、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させて結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する。また、結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成する反応系とは別に、上述した非晶性樹脂セグメントを構成する単量体を付加重合させて非晶性樹脂セグメントを形成する。このとき、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。なお、このような反応可能な部位を組み込む方法は、上述のとおりであるため、その詳細な説明は省略する。
次に、上記で形成した結晶性ポリエステル樹脂セグメントと、非晶性樹脂セグメントとを反応させることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが分子結合した構造のハイブリッド樹脂を形成することができる。
また、上記反応可能な部位が結晶性ポリエステル樹脂セグメント及び非晶性樹脂セグメントに組み込まれていない場合は、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが共存する系を形成しておき、そこへ結晶性ポリエステル樹脂セグメント及び非晶性樹脂セグメントと結合可能な部位を有する化合物を投入する方法を採用しても良い。そして、当該化合物を介して、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと非晶性樹脂セグメントとが分子結合した構造のハイブリッド樹脂を形成することができる。
(3)結晶性ポリエステル樹脂セグメントをあらかじめ形成しておき、当該結晶性ポリエステル樹脂セグメントの存在下で非晶性樹脂セグメントを形成する重合反応を行ってハイブリッド樹脂を製造する方法
この方法では、まず、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させて重合を行い、結晶性ポリエステル樹脂セグメントを形成しておく。次に、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの存在下で、非晶性樹脂セグメントを構成する単量体を重合反応させて非晶性樹脂セグメントを形成する。このとき、上記(1)の製造方法と同様に、結晶性ポリエステル樹脂セグメント又は非晶性樹脂セグメント中に、これらセグメントが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。なお、このような反応可能な部位を組み込む方法は、上述のとおりであるため、その詳細な説明は省略する。
上記の方法を用いることにより、結晶性ポリエステル樹脂セグメントに非晶性樹脂セグメントが分子結合した構造(グラフト構造)のハイブリッド樹脂を形成することができる。
上記(1)〜(3)の製造方法の中でも、(1)の製造方法は非晶性樹脂鎖に結晶性ポリエステル樹脂鎖をグラフト化した構造のハイブリッド樹脂を形成しやすいことや生産工程を簡素化できるため好ましい。(1)の製造方法は、非晶性樹脂セグメントをあらかじめ形成してから結晶性ポリエステル樹脂セグメントを結合させるため、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの配向が均一になりやすい。したがって、本発明のトナーに適したハイブリッド樹脂を確実に形成することができるので好ましい。
《非晶性樹脂》
本発明の結着樹脂を構成する非晶性樹脂は、少なくともビニル樹脂を含有する。また、更に、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂等の非晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。
非晶性樹脂は、当該非晶性樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。なお、DSC測定において1度目の昇温過程におけるガラス転移温度をTg1とし、2度目の昇温過程におけるガラス転移温度をTg2としたとき、上記非晶性樹脂のTg1が、35〜80℃の範囲内であることが好ましく、特に45〜65℃の範囲内であることが好ましい。また、上記非晶性樹脂のTg2は20〜70℃の範囲内であることが好ましく、特に30〜55℃の範囲内であることが好ましい。なお、ガラス転移温度(Tg1及びTg2)は、実施例に記載の方法で測定することができる。
非晶性樹脂は、上記「(ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント)」の項に記載のセグメントを構成する樹脂成分を含んでいると好ましい。
非晶性樹脂は、ハイブリッド樹脂の非晶性樹脂セグメントと同種の樹脂で構成されると好ましい。ここで、「同種の樹脂で構成される」とは、同種の樹脂のみからなる形態であっても良いし、又は、同種の樹脂のみならず、他の非晶性樹脂を含む形態であっても良い。ただし、同種の樹脂と他の非晶性樹脂とを含む形態の場合、当該同種の樹脂の含有量は、非晶性樹脂全量に対して15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であるとより好ましい。
更に、非晶性樹脂は、ハイブリッド樹脂の非晶性樹脂セグメントと同種の樹脂に由来するセグメントと、他の非晶性樹脂に由来するセグメントを有する共重合体であっても良い。このとき、共重合体は、ブロック共重合体、グラフト共重合体などのいずれであっても良いが、ハイブリッド樹脂との相溶性を制御しやすいという観点から、グラフト共重合体であると好ましい。ただし、この場合、ハイブリッド樹脂の非晶性樹脂セグメントと同種の樹脂に由来するセグメントの含有量は、非晶性樹脂全量に対して、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であるとより好ましい。
なお、「同種の樹脂」に係る定義は、上記「(ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント)」の項において説明したため、詳細な説明を省略する。
また、非晶性樹脂に、ビニル樹脂及びスチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。これにより、特にハイブリッド樹脂の非晶性樹脂セグメントがビニル樹脂セグメントである場合において、ハイブリッド樹脂との相溶性を制御しやすくなるという効果が得られる。
以下では、本発明のビニル樹脂及び非晶性ポリエステル樹脂について詳細に説明する。
[ビニル樹脂]
本発明の非晶性樹脂に含有されているビニル樹脂は、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体に由来の構造単位を有することを特徴とする。
一般式(1):HC=CR−COOR
一般式(1)において、Rは、水素原子又はメチル基を表す。
また、Rは、炭素数が8〜22の範囲内のアルキル基を表す。炭素数を8以上とすることにより、本発明の結晶性ポリエステル樹脂と適度な親和性を有することができる。また、炭素数を22以下とすることにより、結着樹脂のガラス転移温度を、上述したような好ましい所定のガラス転移温度に収め、良好な低温定着性を得ることができる。
ビニル樹脂の含有率は、上記効果を得る観点から、結着樹脂全量に対して、50〜95質量%の範囲内であることが好ましく、70〜85質量%の範囲内であることがより好ましい。
また、一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体は、分岐構造を有することが好ましい。このような分岐構造を有する化合物が、本発明の直鎖型の結晶性ポリエステル樹脂の間に入り込むと、結晶性ポリエステル樹脂の結晶化を抑制すると考えられ、これにより、高温環境で保管した場合でも、結晶性ポリエステル樹脂の結晶ドメインを微分散した状態を維持させ、定着性の低下を抑制することができる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体としては、例えば、イソオクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、1−メチルヘプチルアクリレート、2−プロピルヘプチルアクリレート、6−メチルヘプチルアクリレート、イソノニルアクリレート、イソデシルアクリレート、トリデシルアクリレート、イソステアリルアクリレート等の分岐構造を有するアクリル酸エステル単量体;n−オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、セチルアクリレート、ステアリルアクリレート、ベヘニルアクリレート等の分岐構造を有しないアクリル酸エステル単量体;イソオクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、トリデシルメタクリレート等の分岐構造を有するメタクリル酸エステル単量体;n−オクチルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、セチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート等の分岐構造を有しないメタクリル酸エステル単量体等が挙げられる。また、これらのうち、n−オクチルアクリレートを用いることが特に好ましい。
ビニル樹脂としては、上記の(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体に由来の構造単位を有するビニル化合物を重合したものであれば特に制限されないが、例えば、アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。
また、上記のビニル樹脂の中でも、熱定着時の可塑性を考慮すると、スチレン−アクリル酸エステル樹脂(スチレン−アクリル樹脂)が好ましい。スチレン−アクリル樹脂を構成する単量体としては、上記「(ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント)」の項において、スチレン−アクリル樹脂セグメントを構成する単量体として挙げた化合物と同様のものが使用できる。
よって、詳細な説明を省略するが、スチレン単量体としてはスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン;(メタ)アクリル酸エステル単量体としてはメチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート等のアクリル酸エステル単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート等のメタクリル酸エステルを用いると好ましい。これらスチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体は、単独でも又は2種以上組み合わせても用いることができる。
また、他の単量体が重合されていても良く、その例としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
スチレン−アクリル樹脂中のスチレン単量体に由来する構成単位の含有率は、スチレン−アクリル樹脂の全量に対し、40〜90質量%の範囲内であると好ましい。また、スチレン−アクリル樹脂中の(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構成単位の含有率は、スチレン−アクリル樹脂の全量に対し、10〜60質量%の範囲内であると好ましい。このような範囲内とすることにより、非晶性樹脂の可塑性を制御することが容易となる。
スチレン−アクリル樹脂中の上記他の単量体に由来する構成単位の含有率は、スチレン−アクリル樹脂の全量に対し、0.5〜30質量%の範囲内であると好ましい。
スチレン−アクリル樹脂の製造方法は、特に制限されず、上記「(ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント)」の項において説明した、スチレン−アクリル樹脂セグメントの形成方法と同様の方法によって製造することができる。
上記非晶性ビニル樹脂の重量平均分子量(Mw)は、20000〜150000の範囲内にあり、数平均分子量(Mn)は、5000〜20000の範囲内にあることが、定着性と耐ホットオフセット性の両立の観点から好ましい。
上記重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、以下のようにゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC:Gel Permeation Chromatography)によって測定した分子量分布から求めることができる。
試料を濃度1mg/mLとなるようにテトラヒドロフラン(THF)中に添加し、室温において超音波分散機を用いて5分間分散処理した後、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して、試料液を調製する。GPC装置HLC−8120GPC(東ソー社製)及びカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZ−m3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフランを流速0.2mL/minで流す。キャリア溶媒とともに、調製した試料液10μLをGPC装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて試料を検出し、単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて、試料の分子量分布を算出する。検量線測定用のポリスチレンとしては10点用いる。
上記非晶性ビニル樹脂のガラス転移点(Tg)は、定着性と耐熱保管性の両立の観点から、20〜70℃の範囲内にあることが好ましい。
ガラス転移点(Tg)は、ASTM(米国材料試験協会規格)D3418−82に規定された方法(DSC法)にしたがって測定することができる。測定には、DSC−7示差走査カロリメーター(パーキンエルマー社製)、TAC7/DX熱分析装置コントローラー(パーキンエルマー社製)等を用いることができる。
[非晶性ポリエステル樹脂]
結着樹脂には、ビニル樹脂に加えて、更に非晶性ポリエステル樹脂を含有することが好ましい。これにより、トナーの紙との接着力を向上させ、折り目部分や擦った箇所の画像の劣化を抑える効果を得ることができる。
非晶性ポリエステル樹脂の含有量は、上記効果を得る観点から、非晶性樹脂全量に対して、1〜50%の範囲内であることが好ましい。
非晶性ポリエステル樹脂としては、非晶性のスチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。ここで、「スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂」とは、非晶性のポリエステル分子鎖(以下、ポリエステルセグメントとも称する。)に、スチレン−アクリル共重合体分子鎖(以下、スチレン−アクリル共重合体セグメントとも称する。)を分子結合させた構造のポリエステル分子より構成される樹脂のことである。すなわち、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂は、ポリエステルセグメントにスチレン−アクリル共重合体セグメントを共有結合させた共重合体構造を有する樹脂である。
ここで、非晶性ポリエステル樹脂として用いられるスチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂は、以下の点で上記ハイブリッド樹脂と明確に区別される。すなわち、非晶性のスチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を構成するポリエステルセグメントは、上記ハイブリッド樹脂を構成する結晶性ポリエステル樹脂セグメントとは異なり、明確な融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する非晶性の分子鎖である。このようなことは、トナーについて示差走査熱量測定(DSC)を行うことによって確認できる。また、ポリエステルセグメントを構成する単量体(化学構造)は、結晶性ポリエステル樹脂セグメントを構成する単量体(化学構造)とは異なるため、例えば、NMR等の分析によっても区別することができる。
上記ポリエステルセグメントは、多価アルコール成分及び多価カルボン酸成分によって形成される。
上記多価アルコール成分としては、特に限定されるものではないが、帯電性やトナー強度の観点から、芳香族ジオール又はその誘導体であることが好ましく、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールFなどのビスフェノール類、及びこれらのエチレンオキサイド付加物、プロピレンオキサイド付加物などのビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物などを挙げることができる。
これらの中でも、特にトナーの帯電均一性を向上させるという観点から、多価アルコール成分としてはビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物とプロピレンオキサイド付加物を用いることが好ましい。これらの多価アルコール成分は1種単独で用いても良く2種以上併用しても良い。
上記多価アルコール成分と縮合させる多価カルボン酸成分としては、例えば、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;フマル酸、無水マレイン酸、アルケニルコハク酸などの脂肪族カルボン酸類;及びこれらの酸の低級アルキルエステル、酸無水物などが挙げられ、これらを1種又は2種以上用いることができる。
ポリエステルセグメントの形成方法は特に制限されず、上記「(結晶性ポリエステル樹脂セグメント)」の項において説明した、結晶性ポリエステル樹脂セグメントの形成方法と同様の方法によって製造することができる。
上記スチレン−アクリル共重合体セグメントは、上記「(ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂セグメント)」の項において説明したスチレン−アクリル樹脂セグメントと同様の単量体に由来する分子鎖である。よって、当該セグメントを構成する単量体の種類、組成比率、当該セグメントの形成方法等について、詳細な説明は省略する。
スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂中のポリエステルセグメントの含有率は、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂の全量に対し、40〜90質量%の範囲内であると好ましい。また、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂中のスチレン−アクリル共重合体セグメントの含有率は、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂の全量に対し、10〜60質量%の範囲内であると好ましい。このような範囲内とすることにより、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂の可塑性を制御することが容易となる。
非晶性ポリエステル樹脂は、その可塑性を制御しやすいという観点から、数平均分子量(Mn)は、2000〜10000の範囲内にあることが好ましい。
上記非晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)は、20〜70℃の範囲内にあることが好ましい。ガラス転移点(Tg)は、非晶性ビニル樹脂の場合と同様にして測定することができる。
[結着樹脂の形態]
本発明のトナーに含まれる結着樹脂は、非晶性樹脂を含んでいれば、その形態(樹脂粒子の形態)はいかなるものであっても良い。
例えば、結着樹脂により構成される樹脂粒子(結着樹脂粒子)は、いわゆる単層構造を有するものであっても良いし、コア・シェル構造(コア粒子の表面にシェル層を形成する樹脂を凝集・融着させた形態)を有するものであっても良い。コア・シェル構造の樹脂粒子は、着色剤やワックス等を含有したガラス転移温度が比較的低めの樹脂粒子(コア粒子)表面に、比較的高めのガラス転移温度を有する樹脂領域(シェル層)を有する。
なお、コア・シェル構造は、シェル層がコア粒子を完全に被覆した構造のものに限定されるものではなく、例えば、シェル層がコア粒子を完全に被覆せず、所々コア粒子が露出しているものも含む。
コア・シェル構造の断面構造は、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)や走査型プローブ顕微鏡(SPM)等の公知の手段を用いて確認することが可能である。
コア部の含有量は、コア部とシェル層との合計の樹脂量を100質量%として、30〜95質量%の範囲内が好ましい。
《着色剤》
本発明に係る着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料などを任意に使用することができ、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどが使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイトなどの強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理することにより強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−スズなどのホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロムなどを用いることができる。
黒色の着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラック等のカーボンブラック、更にマグネタイト、フェライト等の磁性粉も用いられる。
マゼンタ又はレッド用の着色剤としては、C.I.ピグメントレッド2、同3、同5、同6、同7、同15、同16、同48:1、同53:1、同57:1、同60、同63、同64、同68、同81、同83、同87、同88、同89、同90、同112、同114、同122、同123、同139、同144、同149、同150、同163、同166、同170、同177、同178、同184、同202、同206、同207、同209、同222、同238、同269等が挙げられる。
また、オレンジ又はイエロー用の着色剤としては、C.I.ピグメントオレンジ31、同43、C.I.ピグメントイエロー12、同14、同15、同17、同74、同83、同93、同94、同138、同155、同162、同180、同185等が挙げられる。
更に、グリーン又はシアン用の着色剤としては、C.I.ピグメントブルー2、同3、同15、同15:2、同15:3、同15:4、同16、同17、同60、同62、同66、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。
これらの着色剤は必要に応じて単独又は二つ以上を選択して併用することも可能である。
着色剤の添加量はトナー全量に対して好ましくは1〜30質量%の範囲内、より好ましくは2〜20質量%の範囲内で、これらの混合物も用いることができる。このような範囲内であると画像の色再現性を確保できる。
また、着色剤の大きさとしては、体積平均粒径で、例えば10〜1000nmの範囲内、好ましくは50〜500nmの範囲内、更に好ましくは80〜300nmの範囲内である。
《離型剤(ワックス)》
トナーに含有される離型剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。具体的には、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のポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
離型剤の融点は、好ましくは40〜160℃の範囲内であり、より好ましくは50〜120℃の範囲内である。融点を上記範囲内にすることにより、トナーの耐熱保存性が確保されるとともに、低温で定着を行う場合でもコールドオフセット等を起こさずに安定したトナー画像形成が行える。また、トナー中の離型剤の含有量は、1〜30質量%の範囲内が好ましく、より好ましくは5〜20質量%の範囲内である。
《その他の成分》
本発明のトナー中には、上記成分の他、必要に応じて、荷電制御剤などの内添剤や、無機微粒子、有機微粒子、滑剤などの外添剤が含有されていても良い。
(荷電制御剤)
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸又は高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩など、公知の種々の化合物を用いることができる。
荷電制御剤の添加量は、最終的に得られるトナー粒子中における結着樹脂100質量%に対して通常0.1〜10質量%の範囲内、好ましくは0.5〜5質量%の範囲内となる量とされる。
荷電制御剤粒子の大きさとしては、数平均一次粒子径で例えば10〜1000nmの範囲内、好ましくは50〜500nmの範囲内、更に好ましくは80〜300nmの範囲内である。
(外添剤)
トナーとしての帯電性能や流動性、又はクリーニング性を向上させる観点から、トナー粒子の表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの粒子、滑剤を外添剤として添加することできる。
無機微粒子としては、シリカ、チタニア、アルミナ、チタン酸ストロンチウムなどによる無機微粒子を好ましいものとして挙げられる。
必要に応じてこれらの無機微粒子は疎水化処理されていても良い。
有機微粒子としては、数平均一次粒子径が10〜2000nm程度の球形の有機微粒子を使用することができる。具体的には、スチレンやメチルメタクリレートなどの単独重合体やこれらの共重合体による有機微粒子を使用することができる。
滑剤は、クリーニング性や転写性を更に向上させる目的で使用されるものであって、滑剤としては、例えば、ステアリン酸の亜鉛、アルミニウム、銅、マグネシウム、カルシウムなどの塩、オレイン酸の亜鉛、マンガン、鉄、銅、マグネシウムなどの塩、パルミチン酸の亜鉛、銅、マグネシウム、カルシウムなどの塩、リノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩、リシノール酸の亜鉛、カルシウムなどの塩などの高級脂肪酸の金属塩が挙げられる。これらの外添剤としては種々のものを組み合わせて使用しても良い。
外添剤の添加量は、トナー粒子100質量%に対して0.1〜10.0質量%の範囲内であることが好ましい。
外添剤の添加方法としては、タービュラーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウターミキサー、V型混合機などの公知の種々の混合装置を使用して添加する方法が挙げられる。
《本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法》
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法としては、水系媒体中で作製される湿式の製造方法、例えば乳化凝集法などが挙げられる。以下、静電荷像現像用トナーの製造方法について一例を挙げて説明するが、以下の製造方法に限定されるものではない。
本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法は、少なくとも結着樹脂及び離型剤を含有する静電荷像現像用トナーの製造方法であって、結着樹脂としての非晶性樹脂微粒子を含有する非晶性樹脂微粒子分散液と、着色剤微粒子を含有する着色剤微粒子分散液とを水系媒体中で混合する第1工程と、第1工程で調製した混合液に凝集剤を添加する第2工程と、第2工程で調製した混合液を昇温する第3工程と、第3工程における昇温完了までに結晶性樹脂微粒子を含有する結晶性樹脂微粒子分散液を添加する第4工程と、非晶性樹脂微粒子、結晶性樹脂微粒子及び着色剤微粒子を凝集・融着させて凝集粒子を形成する第5工程と、を有する。
非晶性樹脂微粒子及び結晶性樹脂微粒子は、例えば、乳化重合法、ミニエマルション重合法、転相乳化法などにより製造、又はいくつかの製法を組み合わせて製造することができる。また、非晶性樹脂微粒子に離型剤等の内添剤を含有させる場合には、中でもミニエマルション重合法を用いることが好ましい。
トナー粒子中に、離型剤等の内添剤を含有させる場合は、上記したように非晶性樹脂微粒子が内添剤を含有したものとしても良いが、別途内添剤のみよりなる内添剤微粒子の分散液を調製し、当該内添剤微粒子分散液を、第1工程で添加しても良いし、第2工程における凝集剤添加後であって第4工程における結晶性樹脂微粒子分散液添加前に添加しても良い。
第5工程で形成した凝集粒子にシェル層を形成するシェル化工程を行う場合には、コア・シェル構造を有するトナー粒子を得ることができる。具体的には、まず、コア粒子用の非晶性樹脂微粒子と結晶性樹脂微粒子と着色剤とを凝集(、融着)させてコア粒子を作製し、次いで、コア粒子の分散液中にシェル層形成用の非晶性樹脂微粒子を添加して、コア粒子表面にシェル層形成用の非晶性樹脂微粒子を凝集・融着させてコア粒子表面を被覆するシェル層を形成する。
以下、本発明の静電荷像現像用トナーの製造方法における第1〜第5工程並びに必要に応じて行われるシェル化工程等について説明する。
(a)第1工程
第1工程では、非晶性樹脂微粒子を含有する非晶性樹脂微粒子分散液と、着色剤微粒子を含有する着色剤微粒子分散液とを水系媒体中で混合する。また、トナー粒子中に離型剤を含有させる場合であって、非晶性樹脂微粒子が離型剤を含有していない場合、第1工程で離型剤微粒子分散液を更に混合することが好ましい。
非晶性樹脂微粒子分散液、着色剤微粒子分散液及び離型剤微粒子分散液は、次のように調製する。
(非晶性樹脂微粒子分散液の調製)
非晶性樹脂微粒子分散液の調製は、トナー粒子を構成する非晶性樹脂を合成し、この非晶性樹脂を水系媒体中に微粒子状に分散させて行う。
非晶性樹脂の製造方法は上記記載したとおりであるため、詳細な説明を省略する。
非晶性樹脂を水系媒体中に分散させる方法としては、非晶性樹脂を得るための単量体から非晶性樹脂微粒子を形成し、当該非晶性樹脂微粒子の水系分散液を調製する方法(I)や、非晶性樹脂を有機溶媒(溶剤)中に溶解又は分散させて油相液を調製し、油相液を、転相乳化などによって水系媒体中に分散させて、所望の粒径に制御された状態の油滴を形成させた後、有機溶媒(溶剤)を除去する方法(II)などが挙げられる。
本発明において、「水系媒体」とは、少なくとも水が50質量%以上含有されたものをいい、水以外の成分としては、水に溶解する有機溶剤を挙げることができ、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、メチルセルソルブ、テトラヒドロフランなどが挙げられる。これらのうち、樹脂を溶解しない有機溶剤であるメタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールのようなアルコール系有機溶剤を使用することが好ましい。好ましくは、水系媒体として水のみを使用する。
方法(I)では、まず、非晶性樹脂を得るための単量体を重合開始剤とともに水系媒体中に添加して重合し、基礎粒子を得る。次に、当該基礎粒子が分散している分散液中に、非晶性樹脂を得るためのラジカル重合性単量体及び重合開始剤を添加し、上記基礎粒子にラジカル重合性単量体をシード重合する手法を用いることが好ましい。
このとき、重合開始剤としては、水溶性重合開始剤を用いることができる。水溶性重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性ラジカル重合開始剤を好適に用いることができる。
また、非晶性樹脂微粒子を得るためのシード重合反応系には、非晶性樹脂の分子量を調整することを目的として、一般的に用いられる連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、オクチルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン;n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート、ステアリル−3−メルカプトプロピオネートなどのメルカプトプロピオン酸;及びスチレンダイマーなどを用いることができる。これらは1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
方法(II)において、油相液の調製に使用される有機溶媒(溶剤)としては、油滴の形成後の除去処理が容易である観点から、沸点が低く、かつ、水への溶解性が低いものが好ましく、具体的には、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、イソプロピルアルコール、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレンなどが挙げられる。これらは1種単独又は2種以上組み合わせて用いることができる。
有機溶媒(溶剤)の使用量(2種類以上使用する場合はその合計使用量)は、非晶性樹脂100質量部に対して、通常10〜500質量部の範囲内、好ましくは100〜450質量部の範囲内、更に好ましくは200〜400質量部の範囲内である。
水系媒体の使用量は、油相液100質量部に対して、50〜2000質量部の範囲内であることが好ましく、100〜1000質量部の範囲内であることがより好ましい。水系媒体の使用量を上記の範囲内とすることで、水系媒体中において油相液を所望の粒径に乳化分散させることができる。
また、水系媒体中には、分散安定剤が溶解されていても良く、また油滴の分散安定性を向上させる目的で、界面活性剤や樹脂微粒子などが添加されていても良い。
分散安定剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、リン酸三カルシウムなどのように酸やアルカリに可溶性のものを使用することが好ましく、又は環境面の視点からは、酵素により分解可能なものを使用することが好ましい。
界面活性剤としては、公知のアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤を用いることができる。
また、分散安定性の向上のための樹脂微粒子としては、ポリメタクリル酸メチル樹脂微粒子、ポリスチレン樹脂微粒子、ポリスチレン−アクリロニトリル樹脂微粒子などが挙げられる。
また、このような油相液の乳化分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、乳化分散を行うための分散機としては、特に限定されるものではなく、ホモジナイザー、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機、高圧衝撃式分散機アルティマイザーなどが挙げられる。
油滴の形成後における有機溶媒の除去は、非晶性樹脂微粒子が水系媒体中に分散された状態の分散液全体を、徐々に撹拌状態で昇温し、一定の温度域において強い撹拌を与えた後、脱溶媒を行うなどの操作により行うことができる。又は、エバポレータ等の装置を用いて減圧しながら除去することができる。
上記方法(I)又は(II)によって準備された非晶性樹脂微粒子分散液における非晶性樹脂微粒子(油滴)の粒径は、体積基準のメジアン径で、60〜1000nmの範囲内とされることが好ましく、更に好ましくは80〜500nmの範囲内である。なお、この体積平均粒径は、実施例に記載の方法で測定する。なお、この油滴の体積平均粒径は、乳化分散時の機械的エネルギーの大きさなどによりコントロールすることができる。
また、非晶性樹脂微粒子分散液における非晶性樹脂微粒子の含有量は、5〜50質量%の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは10〜30質量%の範囲内である。このような範囲内であると、粒度分布の広がりを抑制し、トナー特性を向上させることができる。
(着色剤微粒子分散液の調製)
着色剤微粒子分散液の調製は、着色剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて行う。
当該水系媒体は上記「(非晶性樹脂微粒子分散液の調製)」の項で説明したとおりであり、この水系媒体中には、分散安定性を向上させる目的で、界面活性剤や樹脂微粒子などが添加されていても良い。
着色剤の分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、このような分散機としては、特に限定されるものではなく、上記「(非晶性樹脂微粒子分散液の調製)」の項において説明したものを用いることができる。
着色剤微粒子分散液における着色剤微粒子の含有量は、10〜50質量%の範囲内とすることが好ましく、15〜40質量%の範囲内とすることがより好ましい。このような範囲内であると、色再現性確保の効果がある。
(離型剤微粒子分散液の調製)
離型剤微粒子分散液の調製は、離型剤を水系媒体中に微粒子状に分散させて行う。
当該水系媒体は上記「(非晶性樹脂微粒子分散液の調製)」の項で説明したとおりであり、この水系媒体中には、分散安定性を向上させる目的で、界面活性剤や樹脂微粒子などが添加されていても良い。
離型剤の分散は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、このような分散機としては、特に限定されるものではなく、上記「(非晶性樹脂微粒子分散液の調製)」の項において説明したものを用いることができる。
離型剤微粒子分散液における離型剤微粒子の含有量は、10〜50質量%の範囲内とすることが好ましく、15〜40質量%の範囲内とすることがより好ましい。このような範囲内であると、ホットオフセット防止及び分離性確保の効果が得られる。
(b)第2工程
第2工程では、第1工程で調製した混合液に凝集剤を添加する。
本工程で用いられる凝集剤としては、特に制限されるものではないが、金属塩から選択されるものが好適に使用される。例えば、ナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属の塩等の1価の金属の塩、例えば、カルシウム、マグネシウム、マンガン、銅等の2価の金属の塩、鉄、アルミニウム等の3価の金属の塩等がある。具体的な塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸マンガン等が挙げられ、これらの中で特に好ましくは2価の金属の塩である。2価の金属の塩を使用すると、より少量で凝集を進めることができる。これら凝集剤は、単独でも又は2種以上を組み合わせても使用することができる。
第2工程においては、凝集剤を添加した後に放置する放置時間(加熱を開始するまでの時間)をできるだけ短くすることが好ましい。すなわち、第2工程にて凝集剤を添加した後、第3工程をできるだけ速やかに開始し、結晶性樹脂の融点及び非晶性樹脂のガラス転移温度以上とすることが好ましい。この理由は明確ではないが、放置時間の経過によって粒子の凝集状態が変動して、得られるトナー粒子の粒径分布が不安定になったり、表面性が変動したりする問題が発生するおそれがあるからである。放置時間は、通常30分以内とされ、好ましくは10分以内である。凝集剤を添加する温度は特に限定されないが、結晶性樹脂の融点及び非晶性樹脂のガラス転移温度以下であることが好ましい。
(c)第3工程
第3工程では、第2工程で調製した混合液を昇温する。
上記したように、第2工程にて凝集剤を添加した後、速やかに第3工程を行うことが好ましい。第3工程における昇温速度としては0.8℃/min以上とすることが好ましい。昇温速度の上限は、特に限定されないが、急速な融着の進行による粗大粒子の発生を抑制する観点から15℃/min以下とすることが好ましい。第2工程で調製した混合液が、非晶性樹脂のガラス転移温度以上であって、好ましくは結晶性樹脂の融点に対して−10〜+10℃の温度範囲内である凝集温度となるまで当該混合液を昇温させる。これにより、昇温に伴って非晶性樹脂微粒子及び着色剤微粒子が凝集していき、凝集体が形成される。
また、トナー粒子中に離型剤を含有させる場合であって、非晶性樹脂微粒子が離型剤を含有していない場合、第2工程における凝集剤添加後であって第4工程における非晶性樹脂微粒子分散液添加前に、上記した離型剤微粒子分散液を添加することが好ましい。
(d)第4工程
第4工程では、第3工程における昇温完了までに少なくとも1種の結晶性樹脂微粒子を含有する結晶性樹脂微粒子分散液を添加する。
第4工程においては、結晶性樹脂微粒子分散液を添加する際の、第3工程で調製した混合液中における凝集体の体積基準のメジアン径が0.2〜2.5μmの範囲内であることが好ましい。
第3工程にて昇温が開始されると、水系媒体中の非晶性樹脂微粒子と着色剤微粒子と凝集し、その凝集体の粒径が徐々に大きくなっていくが、その粒径がある程度小さい適正範囲内、すなわち上記0.2〜2.5μmの範囲内であるときに結晶性樹脂微粒子を添加することで、低温定着性、色特性、帯電性及び耐熱保管性に優れた静電荷像現像用トナーを得ることができる。凝集体の粒径が2.5μm以下のときに結晶性樹脂微粒子を添加することで、凝集が進行して粒径がある程度大きくなった凝集体の外側に結晶性樹脂微粒子が凝集することを抑制し、良好な帯電性及び耐熱保管性を得ることができる。また、凝集体の粒径が0.2μm以上のときに結晶性樹脂微粒子を添加することで、結晶性樹脂微粒子が非晶性樹脂微粒子と着色剤微粒子との凝集を阻害せず、良好な帯電性を得ることができる。
なお、凝集体の体積基準のメジアン径は、UPA−150(マイクロトラック社製)にて体積平均粒径を測定することにより得ることができる。
また、第4工程においては、結晶性樹脂微粒子分散液を添加する際の、第3工程で調製した混合液の温度が、結晶性樹脂微粒子の融点に対して−40〜+10℃の範囲内であることが好ましく、−20〜+5℃の範囲内であることがより好ましい。
また、第4工程においては、結晶性樹脂微粒子分散液を添加する際の、第3工程で調製した混合液の温度が、非晶性樹脂のガラス転移温度以上であって結晶性樹脂の融点以下であることが好ましい。
また、結晶性樹脂微粒子分散液は、次のように調製する。
(結晶性樹脂微粒子分散液の調製)
以下の説明では、結晶性樹脂微粒子分散液として、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂微粒子分散液を調製する場合について説明する。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(ハイブリッド樹脂)微粒子分散液の調製は、ハイブリッド樹脂を合成し、このハイブリッド樹脂を水系媒体中に微粒子状に分散させて行う。
ハイブリッド樹脂の製造方法は上記記載したとおりであるため、詳細な説明を省略するが、ハイブリッド樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂セグメント及び非晶性樹脂セグメントの含有割合を上記好ましい範囲内とすることが好ましい。また、本発明に係るハイブリッド樹脂中の結晶性ポリエステル樹脂セグメントを構成する多価アルコール成分の炭素数Calcohol及び多価カルボン酸成分の炭素数Cacidについては、上記関係式(2)を満たすものである。
ハイブリッド樹脂微粒子分散液は、例えば溶剤を用いることなく、水系媒体中において分散処理を行う方法、又は、ハイブリッド樹脂を酢酸エチルなどの溶剤に溶解させて溶液とし、分散機を用いて当該溶液を水系媒体中に乳化分散させた後、脱溶剤処理を行う方法などが挙げられる。
ハイブリッド樹脂は結晶性ポリエステル樹脂セグメント中にカルボキシ基を含む場合がある。このような場合、当該セグメントに含まれるカルボキシ基をイオン乖離させて、水相に安定に乳化させて乳化を円滑に進めるためにアンモニア、水酸化ナトリウムなどを添加しても良い。
更に、水系媒体中には、分散安定剤が溶解されていても良く、また油滴の分散安定性を向上させる目的で、界面活性剤や樹脂微粒子などが添加されていても良い。分散安定剤、界面活性剤及び樹脂微粒子としては、上記「(非晶性樹脂微粒子分散液の調製)」の項で説明したものを用いることができる。
上記分散処理は、機械的エネルギーを利用して行うことができ、分散機としては、上記「(非晶性樹脂微粒子分散液の調製)」の項で説明したものを用いることができる。
このように準備されたハイブリッド樹脂微粒子分散液におけるハイブリッド樹脂微粒子(油滴)の粒径は、体積基準のメジアン径で、50〜1000nmの範囲内とされることが好ましく、より好ましくは50〜500nmの範囲内、更に好ましくは80〜500nmの範囲内である。なお、この体積平均粒径は、実施例に記載の方法で測定する。なお、この油滴の体積平均粒径は、乳化分散時の機械的エネルギーの大きさなどによりコントロールすることができる。
また、ハイブリッド樹脂微粒子分散液におけるハイブリッド樹脂微粒子の含有量は、分散液100質量%に対して10〜50質量%の範囲内とすることが好ましく、15〜40質量%の範囲内がより好ましい。このような範囲内であると、粒度分布の広がりを抑制し、トナー特性を向上させることができる。
(e)第5工程
第5工程では、非晶性樹脂微粒子、結晶性樹脂微粒子及び着色剤微粒子を凝集・融着させて凝集粒子を形成する。
具体的には、第3工程における結晶性樹脂微粒子分散液、非晶性樹脂微粒子分散液及び着色剤微粒子分散液の混合液の昇温が完了したら、当該混合液の温度を保持しながら、撹拌速度を低下させる。第5工程では、混合液の撹拌速度を低下させて粒子同士の衝突による反発を抑制することで、粒子同士を接触させ、粒子の凝集を進行させることができる。このときの温度としては、結晶性樹脂の融点よりも高い温度であることが好ましい。混合液の温度を保持しながら撹拌速度を低下させることにより、結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子及び着色剤微粒子の凝集を進行させ、その凝集粒子の粒径が所望の値に到達したら、凝集停止剤として塩化ナトリウム水溶液等の塩を添加して凝集を停止させる。このときの凝集粒子の粒径としては、体積基準のメジアン径が4.5〜7.0μmの範囲内であることが好ましい。凝集粒子の体積基準のメジアン径は、「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて体積平均粒径を測定することにより得ることができる。
第5工程においては、凝集停止剤を添加及び/又は撹拌速度を上げることによって凝集を停止させた後、混合液を撹拌しながらその温度を保持又は調整し、当該混合液中の粒子の平均円形度が所望の値に到達するまでトナー粒子の融着を進行させることが好ましい。このときの混合液中の粒子の平均円形度としては0.920〜1.000の範囲内であることが好ましい。平均円形度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
これにより、粒子の成長(結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子及び着色剤粒子、必要に応じて離型剤微粒子の凝集)と、融着(粒子間の界面の消失)とを効果的に進行させることができ、耐久性に優れたトナー粒子を得ることができる。
(f)シェル化工程
コア・シェル構造のトナー樹脂を得る場合には、シェル化工程を行うことが好ましい。
シェル化工程では、上記第5工程においてシェル層を構成するシェル層形成用樹脂(好ましくは上記の非晶性樹脂)の水系分散液を更に添加し、上記で得られた単層構造の粒子(コア粒子)の表面にシェル層形成用樹脂を凝集・融着させる。これにより、コア・シェル構造を有するトナー粒子が得られる。この際、シェル化工程に引き続き、コア粒子表面へのシェル層形成用樹脂の凝集・融着をより強固にし、かつ粒子の形状が所望の形状になるまで、更に反応系の加熱処理を行うと良い。この加熱処理は、コア・シェル構造を有するトナー粒子の平均円形度が、上記平均円形度の範囲内になるまで行えば良い。
(g)冷却工程
冷却工程では、上記のトナー粒子の分散液を冷却処理する。冷却処理における冷却速度は、特に制限されないが、0.2〜20℃/分の範囲内が好ましい。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
(h)濾過、洗浄、乾燥工程
濾過工程では、トナー粒子の分散液からトナー粒子を濾別する。濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェなどを使用して行う減圧濾過法、フィルタープレスなどを使用して行う濾過法などがあり、特に限定されるものではない。
次いで、洗浄工程で洗浄することにより濾別されたトナー粒子(ケーキ状の集合物)から界面活性剤や凝集剤などの付着物を除去する。洗浄処理は、濾液の電気伝導度が、例えば5〜10μS/cmの範囲内のレベルになるまで水洗処理を行うものである。
乾燥工程では、洗浄処理されたトナー粒子に乾燥処理が施される。この乾燥工程で使用される乾燥機としては、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等公知の乾燥機が挙げられ、静置棚乾燥機、移動式棚乾燥機、流動層乾燥機、回転式乾燥機、撹拌式乾燥機等を使用することも可能である。乾燥処理されたトナー粒子に含有される水分量は、5質量%以下であることが好ましく、より好ましくは2質量%以下である。
また、乾燥処理されたトナー粒子同士が弱い粒子間引力で凝集している場合には、解砕処理を行っても良い。解砕処理装置としては、ジェットミル、ヘンシェルミキサー、コーヒーミル、フードプロセッサー等の機械式の解砕装置を使用することができる。
(i)外添剤処理工程
外添剤処理工程では、乾燥処理したトナー粒子表面へ必要に応じて外添剤を添加、混合してトナーを作製する。外添剤の添加により、トナーの流動性や帯電性が改良され、また、クリーニング性の向上等が実現される。
《現像剤》
以上のようなトナーは、例えば磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合などが考えられ、いずれも好適に使用することができる。
二成分現像剤を構成するキャリアとしては、鉄、フェライト、マグネタイトなどの金属、それらの金属とアルミニウム、鉛などの金属との合金などの従来公知の材料からなる磁性粒子を用いることができ、特にフェライト粒子を用いることが好ましい。
キャリアとしては、その体積平均粒径としては15〜100μmの範囲内のものが好ましく、25〜60μmの範囲内のものがより好ましい。
キャリアとしては、更に樹脂により被覆されているもの、又は樹脂中に磁性粒子を分散させたいわゆる樹脂分散型キャリアを用いることが好ましい。被覆用の樹脂組成としては、特に限定はないが、例えば、オレフィン樹脂、シクロヘキシルメタクリレート−メチルメタクリレート共重合体、スチレン樹脂、スチレン−アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エステル樹脂あるいはフッ素樹脂などが用いられる。また、樹脂分散型キャリアを構成するための樹脂としては、特に限定されず公知のものを使用することができ、例えば、アクリル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂など使用することができる。
《定着方法》
本発明のトナーを使用する好適な定着方法としては、いわゆる接触加熱方式のものを挙げることができる。接触加熱方式としては、特に熱圧定着方式、更には熱ロール定着方式及び固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部材により定着する圧接加熱定着方式を挙げることができる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の態様に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
(融点(Tc)及びガラス転移温度(Tg)の測定方法)
トナーを構成する各樹脂の融点及びガラス転移温度は、各樹脂について示差走査熱量測定を行うことにより求めた。示差走査熱量測定は、示差走査熱量計「ダイヤモンドDSC」(パーキンエルマー社製)を用いた。測定は、昇降速度10℃/minで室温(25℃)から150℃まで昇温し、5分間150℃で等温保持する1回目の昇温過程、冷却速度10℃/minで150℃から0℃まで冷却し、5分間0℃で等温保持する冷却過程、及び、昇降速度10℃/minで0℃から150℃まで昇温する2回目の昇温過程をこの順に経る測定条件(昇温・冷却条件)によって行った。上記測定は、各樹脂5.0mgをアルミニウム製パンに封入し、示差走査熱量計「ダイヤモンドDSC」のサンプルホルダーにセットして行った。リファレンスとして空のアルミニウム製パンを使用した。
上記測定において、1回目の昇温過程における樹脂の融解ピーク(その半値幅が15℃以内である吸熱ピーク)のトップ温度を、その樹脂の融点(Tc)とした。また、非晶性樹脂については、上記測定において、1回目の昇温過程により得られた吸熱曲線より求められるオンセット温度をガラス転移温度Tg1(℃)、2回目の昇温過程により得られたオンセット温度をガラス転移温度Tg2(℃)とした。
(数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)の測定方法)
各樹脂の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)(ポリスチレン換算)は、GPC装置として、「HLC−8220」(東ソー社製)及びカラムとして「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM−M3連」(東ソー社製)を用い、カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2mL/minで流し、測定試料(結晶性樹脂)を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mLになるようにテトラヒドロフランに溶解させ、次いで、ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得、この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒とともに装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出し、測定試料の有する分子量分布を単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical社製の分子量が6×10、2.1×10、4×10、1.75×10、5.1×10、1.1×10、3.9×10、8.6×10、2×10、4.48×10のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を測定し、検量線を作成した。また、検出器には屈折率検出器を用いた。
(非晶性樹脂粒子及び結晶性樹脂微粒子等の平均粒径の測定方法)
非晶性樹脂微粒子及び結晶性樹脂微粒子等の体積平均粒径(体積基準のメジアン径)は、「UPA−150」(マイクロトラック社製)で測定した。
(結晶性ポリエステル樹脂1の合成)
ドデカン二酸281質量部及び1,6−ヘキサンジオール283質量部を、撹拌機、温度計、冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れた。反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、Ti(OBu)を0.1質量部添加し、窒素ガス気流下、約180℃で8時間撹拌反応を行った。更に、Ti(OBu)を0.2質量部添加し、温度を約220℃に上げ6時間撹拌反応を行った後、反応容器内を1333.2Paまで減圧し、減圧下で反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂1を得た。結晶性ポリエステル樹脂1の数平均分子量(Mn)は5500、重量平均分子量(Mw)は18000、融点(Tc)は67℃であった。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1を30質量部溶融させて溶融状態のまま、乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)に対して毎分100質量部の移送速度で移送した。また、この溶融状態結晶性ポリエステル樹脂1の移送と同時に、当該乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)に対して、水性溶媒タンクにおいて試薬アンモニア水70質量部をイオン交換水で希釈した、濃度0.37質量%の希アンモニア水を、熱交換機で100℃に加熱しながら毎分0.1リットルの移送速度で移送した。そして、この乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)を、回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cmの条件で運転することにより、固形分量が30質量部である結晶性ポリエステル樹脂1の結晶性樹脂微粒子分散液(C1)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C1)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は200nmであった。
(非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製)
(1)第1段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム8質量部及びイオン交換水3000質量部を仕込み、窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、過硫酸カリウム10質量部をイオン交換水200質量部に溶解させたものを添加し、再度液温80℃とし、下記組成からなる単量体混合液を1時間かけて滴下後、80℃にて2時間加熱、撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子の分散液(x1)を調製した。
スチレン 480質量部
n−ブチルアクリレート 250質量部
メタクリル酸 68質量部
(2)第2段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム7質量部をイオン交換水3000質量部に溶解させた溶液を仕込み、98℃に加熱後、樹脂微粒子の分散液(x1)80質量部(固形分換算)と、下記組成からなる単量体及び離型剤を90℃にて溶解させた溶液とを添加し、循環経路を有する機械式分散機「CLEARMIX」(エム・テクニック社製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
スチレン(St) 285質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 95質量部
メタクリル酸(MAA) 20質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
離型剤:ベヘン酸ベヘネート(融点73℃) 190質量部
次いで、この分散液に、過硫酸カリウム6質量部をイオン交換水200質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、この系を84℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子の分散液(x2)を調製した。
(3)第3段重合
更に、樹脂微粒子の分散液(x2)にイオン交換水400質量部を添加し、良く混合した後、過硫酸カリウム11質量部をイオン交換水400質量部に溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下で、下記組成からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、ビニル樹脂(スチレン−アクリル樹脂1)からなる非晶性樹脂微粒子分散液(X1)を調製した。
スチレン(St) 437質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 17質量部
n−オクチルアクリレート 143質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
得られた非晶性樹脂微粒子分散液(X1)について物性を測定したところ、非晶性樹脂微粒子の体積基準のメジアン径が220nm、ガラス転移温度(Tg)が46℃、重量平均分子量(Mw)が32000であった。
(着色剤微粒子分散液〔Bk〕の調製)
ドデシル硫酸ナトリウム90質量部をイオン交換水1600質量部に撹拌溶解し、この溶液を撹拌しながら、カーボンブラック「リーガル330R」(キャボット社製)420質量部を徐々に添加し、次いで、撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理することにより、着色剤微粒子が分散されてなる着色剤微粒子分散液〔Bk〕を調製した。着色剤微粒子分散液〔Bk〕における着色剤微粒子の体積基準のメジアン径を電気泳動光散乱光度計「ELS−800」(大塚電子社製)を用いて測定したところ、120nmであった。
(シェル用非晶性樹脂微粒子分散液(S1)の調製)
両反応性モノマーを含む、下記の付加重合系樹脂(スチレン−アクリル樹脂:StAc)の原料モノマー及びラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
スチレン 80質量部
n−ブチルアクリレート 20質量部
アクリル酸 10質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 16質量部
また、下記の重縮合系樹脂(非晶性ポリエステル樹脂)の原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 285.7質量部
テレフタル酸 66.9質量部
フマル酸 47.4質量部
次いで、撹拌下で付加重合系樹脂の原料モノマーを90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。
その後、エステル化触媒としてTi(OBu)を0.4質量部投入し、235℃まで昇温、常圧下(101.3kPa)にて5時間、更に減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。
次に、200℃まで冷却した後、減圧下(20kPa)にて所望の軟化点に達するまで反応を行った。次いで、脱溶剤を行い、非晶性樹脂としてのシェル用樹脂(s1)を得た。得られたシェル用樹脂(s1)について、ガラス転移温度(Tg)は60℃、重量平均分子量(Mw)は30000であった。
得られたシェル用樹脂(s1)100質量部を、400質量部の酢酸エチル(関東化学社製)に溶解し、あらかじめ作製した0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液638質量部と混合し、撹拌しながら超音波ホモジナイザー「US−150T」(日本精機製作所製)でV−LEVEL 300μAで30分間超音波分散後した後、40℃に加温した状態でダイヤフラム真空ポンプ「V−700」(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去して、固形分量が13.5質量%のシェル用非晶性樹脂微粒子分散液(S1)を調製した。このとき、上記シェル用非晶性樹脂微粒子分散液(S1)に含まれる粒子は、体積基準のメジアン径が160nmであった。
《静電荷像現像用トナー1の製造》
撹拌装置、温度センサー、冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)288質量部(固形分換算)、イオン交換水2000質量部を投入した後、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10(測定温度25℃)に調整した。
上記pH調整後の非晶性樹脂微粒子分散液(X1)に、着色剤微粒子分散液〔Bk〕30質量部(固形分換算)を投入した。次いで、凝集剤として塩化マグネシウム30質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。この混合液を80℃まで昇温し、結晶性ポリエステル樹脂1の結晶性樹脂微粒子分散液(C1)40質量部を10分間かけて添加して凝集を進行させた。「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定して体積基準のメジアン径が6.0μmになった時点で、シェル用非晶性樹脂微粒子分散液(S1)37質量部(固形分換算)を30分間かけて投入し、反応液の上澄みが透明になった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。更に、80℃の状態で加熱撹拌することにより、粒子の融着を進行させ、トナーの平均円形度の測定装置「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて(HPF検出数を4000個)平均円形度が0.945になった時点で2.5℃/minの冷却速度で30℃に冷却した。
次いで、固液分離し、脱水したトナーケーキをイオン交換水に再分散し固液分離する操作を3回繰り返して洗浄した後、40℃で24時間乾燥させることにより、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100質量部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)0.6質量部及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1.0質量部を添加し、「ヘンシェルミキサー」(日本コークス工業(株)製)により回転翼周速35mm/sec、32℃で20分間混合した後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去する外添剤処理を施すことにより、静電荷像現像用トナー1を製造した。
《静電荷像現像用トナー2の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C2)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー2を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C2)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂2の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1の調製において、ドデカン二酸の代わりにテトラデカン二酸を、また1,6−ヘキサンジオールの代わりに1,9−ノナンジオールを用いた以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂2を調製した。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C2)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂2を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C2)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C2)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は220nmであった。
《静電荷像現像用トナー3の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C3)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー3を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C3)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂3の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1の調製において、ドデカン二酸の代わりにテトラデカン二酸を、また1,6−ヘキサンジオールの代わりに1,3−プロパンジオールを用いた以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂3を調製した。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C3)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂3を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C3)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C3)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は180nmであった。
《静電荷像現像用トナー4の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C4)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー4を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C4)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂4の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1の調製において、ドデカン二酸の代わりにテトラデカン二酸を用いた以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂4を調製した。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C4)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂4を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C4)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C4)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は220nmであった。
《静電荷像現像用トナー5の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C5)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー5を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C5)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂5の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1の調製において、ドデカン二酸の代わりにテトラデカン二酸を、また1,6−ヘキサンジオールの代わりに1,4−ブタンジオールを用いた以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂5を調製した。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C5)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂5を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C5)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C5)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は210nmであった。
《静電荷像現像用トナー6の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の代わりに、非晶性樹脂微粒子分散液(X2)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー6を製造した。
非晶性樹脂微粒子分散液(X2)は以下のように調製した。
(非晶性樹脂微粒子分散液(X2)の調製)
上記非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製において、第3段重合の単量体混合液の組成を下記のように変更した以外は同様にして、非晶性樹脂微粒子分散液(X2)を調製した。
スチレン(St) 455質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 0質量部
2−エチルヘキシルアクリレート 143質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
《静電荷像現像用トナー7の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C6)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー7を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C6)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂6の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1の調製において、ドデカン二酸の代わりにアジピン酸を、また1,6−ヘキサンジオールの代わりに1,12−ドデカンジオールを用いた以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂6を調製した。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C6)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂6を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C6)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C6)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は200nmであった。
《静電荷像現像用トナー8の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C7)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー8を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C7)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂7の合成)
両反応性モノマーを含む、下記の付加重合系樹脂(スチレン−アクリル樹脂:StAc)の原料モノマー及びラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
スチレン 34質量部
n−ブチルアクリレート 12質量部
アクリル酸 2質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 7質量部
また、下記の重縮合系樹脂(結晶性ポリエステル樹脂:CPEs)の原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
ドデカン二酸 281質量部
1,6−ヘキサンジオール 283質量部
次いで、撹拌下で付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーを90分かけて滴下し、60分間熟成を行った後、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。なお、このとき除去されたモノマー量は、上記の樹脂の原料モノマー比に対してごく微量であった。
その後、エステル化触媒としてTi(OBu)を0.8質量部投入し、235℃まで昇温、常圧下(101.3kPa)にて5時間、更に減圧下(8kPa)にて1時間反応を行った。
次に、200℃まで冷却した後、減圧下(20kPa)にて1時間反応させることによりハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂である結晶性ポリエステル樹脂7を得た。結晶性ポリエステル樹脂7は、その全量に対してCPEs以外の樹脂(StAc)を8質量%含み、また、StAcにCPEsがグラフト化した形態の樹脂であった。また、結晶性ポリエステル樹脂7の数平均分子量(Mn)は5000、融点(Tc)は65℃であった。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C7)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂7を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C7)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C7)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は230nmであった。
《静電荷像現像用トナー9の製造》
撹拌装置、温度センサー、冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)325質量部(固形分換算)、イオン交換水2000質量部を投入した後、5モル/リットルの水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10(測定温度25℃)に調整した。
上記pH調整後の非晶性樹脂微粒子分散液(X1)に、着色剤微粒子分散液〔Bk〕30質量部(固形分換算)を投入した。次いで、凝集剤として塩化マグネシウム34質量部をイオン交換水60質量部に溶解した水溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。この混合液を80℃まで昇温し、結晶性ポリエステル樹脂1の結晶性樹脂微粒子分散液(C1)40質量部を10分間かけて添加して凝集を進行させた。「コールターマルチサイザー3」(ベックマン・コールター社製)にて会合粒子の粒径を測定して体積基準のメジアン径が6.0μmになった時点で、塩化ナトリウム190質量部をイオン交換水760質量部に溶解した水溶液を添加して粒子成長を停止させた。更に、80℃の状態で加熱撹拌することにより、粒子の融着を進行させ、トナーの平均円形度の測定装置「FPIA−2100」(Sysmex社製)を用いて(HPF検出数を4000個)平均円形度が0.945になった時点で2.5℃/minの冷却速度で30℃に冷却した。
次いで、固液分離し、脱水したトナーケーキをイオン交換水に再分散し固液分離する操作を3回繰り返して洗浄した後、40℃で24時間乾燥させることにより、トナー粒子を得た。
得られたトナー粒子100質量部に、疎水性シリカ(数平均一次粒子径=12nm、疎水化度=68)0.6質量部及び疎水性酸化チタン(数平均一次粒子径=20nm、疎水化度=63)1.0質量部を添加し、「ヘンシェルミキサー」(日本コークス工業(株)製)により回転翼周速35mm/sec、32℃で20分間混合した後、45μmの目開きのフルイを用いて粗大粒子を除去する外添剤処理を施すことにより、静電荷像現像用トナー9を製造した。
《静電荷像現像用トナー10の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の代わりに、非晶性樹脂微粒子分散液(X3)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー10を製造した。
非晶性樹脂微粒子分散液(X3)は以下のように調製した。
(非晶性樹脂微粒子分散液(X3)の調製)
上記非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製において、第3段重合の単量体混合液の組成を下記のように変更した以外は同様にして、非晶性樹脂微粒子分散液(X3)を調製した。
スチレン(St) 304質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 8質量部
2−エチルヘキシルメタクリレート 286質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
《静電荷像現像用トナー11の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の代わりに、非晶性樹脂微粒子分散液(X4)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー11を製造した。
非晶性樹脂微粒子分散液(X4)は以下のように調製した。
(非晶性樹脂微粒子分散液(X4)の調製)
上記非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製において、第3段重合の単量体混合液の組成を下記のように変更した以外は同様にして、非晶性樹脂微粒子分散液(X4)を調製した。
スチレン(St) 357質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 97質量部
ラウリルアクリレート 143質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
《静電荷像現像用トナー12の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の代わりに、非晶性樹脂微粒子分散液(X5)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー12を製造した。
非晶性樹脂微粒子分散液(X5)は以下のように調製した。
(非晶性樹脂微粒子分散液(X5)の調製)
上記非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製において、第3段重合の単量体混合液の組成を下記のように変更した以外は同様にして、非晶性樹脂微粒子分散液(X5)を調製した。
スチレン(St) 323質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 132質量部
ステアリルアクリレート 143質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
《静電荷像現像用トナー13の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の代わりに、非晶性樹脂微粒子分散液(X6)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー13を製造した。
非晶性樹脂微粒子分散液(X6)は以下のように調製した。
(非晶性樹脂微粒子分散液(X6)の調製)
上記非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製において、第3段重合の単量体混合液の組成を下記のように変更した以外は同様にして、非晶性樹脂微粒子分散液(X6)を調製した。
スチレン(St) 308質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 147質量部
ベヘニルアクリレート 143質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
《静電荷像現像用トナー14の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C8)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー14を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C8)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂8の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1の調製において、1,6−ヘキサンジオールの代わりに1,9−ノナンジオールを用いた以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂8を調製した。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C8)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂8を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C8)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C8)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は225nmであった。
《静電荷像現像用トナー15の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の代わりに、結晶性樹脂微粒子分散液(C9)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー15を製造した。
結晶性樹脂微粒子分散液(C9)は以下のように調製した。
(結晶性ポリエステル樹脂9の調製)
上記結晶性ポリエステル樹脂1の調製において、ドデカン二酸の代わりにオクタデカン二酸を、また1,6−ヘキサンジオールの代わりに1,4−ブタンジオールを用いた以外は同様にして、結晶性ポリエステル樹脂9を調製した。
(結晶性樹脂微粒子分散液(C9)の調製)
上記結晶性樹脂微粒子分散液(C1)の調製において、結晶性ポリエステル樹脂1の代わりに結晶性ポリエステル樹脂9を用いた以外は同様にして、結晶性樹脂微粒子分散液(C9)を調製した。このとき、当該結晶性樹脂微粒子分散液(C9)に含まれる粒子の体積基準のメジアン径は240nmであった。
《静電荷像現像用トナー16の製造》
上記静電荷像現像用トナー1の製造において、非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の代わりに、非晶性樹脂微粒子分散液(X7)を用いた以外は同様にして、静電荷像現像用トナー16を製造した。
非晶性樹脂微粒子分散液(X7)は以下のように調製した。
(非晶性樹脂微粒子分散液(X7)の調製)
上記非晶性樹脂微粒子分散液(X1)の調製において、第3段重合の単量体混合液の組成を下記のように変更した以外は同様にして、非晶性樹脂微粒子分散液(X7)を調製した。
スチレン(St) 420質量部
n−ブチルアクリレート(BA) 178質量部
アクリル酸(AA) 52質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
《静電荷像現像用トナー1〜16の評価》
<現像剤の準備>
得られた静電荷像現像用トナー1〜16のそれぞれについて、(1)20℃・50%RHの環境下で24時間保管したトナーと、(2)50℃・40%RHの環境下で24時間保管したトナーを準備した。そしてこれらの各トナーを、シリコーン樹脂を被覆した体積基準のメジアン径(d50)60μmのフェライトキャリアをトナー濃度が6.50質量%となるように添加して混合することにより、現像剤を製造した。
〈低温定着性(アンダーオフセット性)の評価〉
アンダーオフセットとは、定着装置を通過する際に与えられた熱によるトナー層の溶融が不十分であるために記録紙等の転写材から剥離してしまう画像欠陥をいう。
低温定着性の評価は、画像形成装置に上記で作製した現像剤を順次装填し、常温・常湿(20℃・50%RH)環境下で、画像形成装置でNPI128g/m(日本製紙製)に未定着ベタ画像(付着量11.3g/m)を形成した。次に、定着装置の加圧ローラーの表面温度を100℃に設定し、加熱ローラーの表面温度を2℃刻みで140〜180℃の範囲で変更して、定着をした。このとき、アンダーオフセットが発生しない定着上ベルトの定着下限温度を計測した。また、定着下限温度の計測は、上記した保管条件の異なるトナー双方に対して行い、下記評価基準によって、低温定着性の評価及び高温保管環境での保管後における定着性の評価を行った。
(低温定着性の評価基準)
20℃・50%RHの環境下で24時間保管したトナーで製造した現像剤の定着下限温度が160℃以下を合格とした。定着下限温度が低ければ低い程、低温定着性が優れていることを意味する。
◎:下限定着温度が156℃未満
○:下限定着温度が156〜160℃の範囲内
×:下限定着温度が160℃を超える
(高温環境での保管後における定着性の評価基準)
20℃・50%RHの環境下で24時間保管したトナーで製造した現像剤の定着下限温度と、50℃・40%RHの環境下で24時間保管したトナーで製造した現像剤の定着下限温度の温度差が4℃以下であるものを合格とした。定着下限温度の温度差が小さいほど、高温環境での保管後においても定着性が低下しにくいことを意味する。
◎:定着下限温度の温度差が0℃
○:定着下限温度の温度差が2℃又は4℃
×:定着下限温度の温度差が4℃を超える
Figure 0006288003
表1に示すように、本発明の静電荷像現像用トナー1〜13は、比較例の静電荷像現像用トナー14〜16と比較して、良好な低温定着性を有し、かつ高温状態での保管後においても定着性が低下しにくいものであった。これに対して、比較例の静電荷像現像用トナー14〜16は、いずれかの項目において、劣るものであった。

Claims (8)

  1. 少なくとも結着樹脂及び離型剤を含むトナー粒子を含有する静電荷像現像用トナーであって、
    前記結着樹脂として、ビニル樹脂及び結晶性ポリエステル樹脂を含有し、
    前記ビニル樹脂として、下記一般式(1)で表される(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体に由来の構造単位を有し、
    前記(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体が、分岐構造を有し、
    前記結晶性ポリエステル樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数をCalcohol 、前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数をCacidとしたとき、下記関係式(2)及び下記関係式(4)を満たし、
    前記トナー粒子は、コア粒子表面にシェル層が被覆されてなるコア・シェル構造を有し、当該コア粒子部に前記ビニル樹脂及び前記結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする静電荷像現像用トナー。
    一般式(1):HC=CR−COOR
    [式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、炭素数が8〜22の範囲内のア
    ルキル基を表す。]
    関係式(2):5≦|Cacid−Calcohol|≦12
    関係式(4):C alcohol <C acid
  2. 前記結晶性ポリエステル樹脂が、下記関係式(3)を満たす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。
    関係式(3):6≦|Cacid−Calcohol|≦10
  3. 前記結晶性ポリエステル樹脂が、結晶性ポリエステル樹脂セグメントと、非晶性樹脂セグメントとが結合してなるハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
  4. 前記結着樹脂が、非晶性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
  5. 前記非晶性ポリエステル樹脂は、スチレン−アクリル変性ポリエステル樹脂を含有することを特徴とする請求項に記載の静電荷像現像用トナー。
  6. 前記ビニル樹脂は、前記一般式(1)において、Rが、炭素数が8のアルキル基であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
  7. 前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価アルコールに由来する構造単位の主鎖の炭素数Calcoholが、2〜12の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
  8. 前記結晶性ポリエステル樹脂を形成するための多価カルボン酸に由来する構造単位の主鎖の炭素数Cacidが、6〜16の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか一項に記載の静電荷像現像用トナー。
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