JP6824643B2 - トナー - Google Patents
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- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
Description
そこで、特許文献1には、シャープメルト性を有する結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とからなる複合樹脂を添加することで、トナーの低温定着性能を向上させたトナーが開示されている。結晶性ポリエステル樹脂の含有量を増やすと、低温定着性が更に向上する反面、樹脂の強度が低下し耐久性が低くなる。その結果、熱的ストレスや機械的ストレスにより、耐ホットオフセット性や耐熱保存性が損なわれる。
結晶性ポリエステル樹脂の含有量を抑えつつ、低温定着性を向上させるために、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂の相溶性を上げるという方法がある。例えば特許文献2に開示されているように結晶性ポリエステル樹脂の分子量を小さいものにする、特許文献3に開示されているように滑剤を添加する、特許文献4に開示されているように樹脂のSP値を調整するなどの手段が挙げられる。しかし、トナーの低温定着性を維持しつつ、近年求められるレベルの高画質を実現するには不十分である。
以上のことから、結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナーにおいて、低温定着性に優れると共に、耐熱保存性、耐ホットオフセット性を満足させるには、さらなる検討の余地がある。
非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーにおいて、
該非晶性ポリエステル樹脂は、ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物を80mol%以上含むアルコール成分と、炭素数2以上14以下の直鎖状炭化水素の両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸を含むカルボン酸成分との縮重合体であり、カルボン酸成分の総モル数に対して、該脂肪族ジカルボン酸をそれぞれ4.5mol%以上35.0mol%以下含有し、
該結晶性ポリエステル樹脂は、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールが80mol%以上含むアルコール成分と、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸化合物が80mol%以上含むカルボン酸成分との縮重合体であり、
該着色剤は、下記の着色剤1、着色剤2、着色剤4および着色剤5からなる群より選択されるいずれかの着色剤であり、更に、C.I.ピグメントイエロー180またはカーボンブラックを含有する、トナーが提供される。
本発明のトナーは、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有する。
該非晶性ポリエステル樹脂は、
ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物を80mol%以上含むアルコール成分と、
炭素数2以上14以下の直鎖状炭化水素の両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸を含むカルボン酸成分との縮重合体であり、
カルボン酸成分の総モル数に対して、該脂肪族ジカルボン酸をそれぞれ4.5mol%以上35.0mol%以下含有する。
該結晶性ポリエステル樹脂は、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールが80mol%以上含むアルコール成分と、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸化合物が80mol%以上含むカルボン酸成分との縮重合体である。
該着色剤は、下記の着色剤1、着色剤2、着色剤4および着色剤5からなる群より選択されるいずれかの着色剤であり、更に、C.I.ピグメントイエロー180またはカーボンブラックを含有する。
非晶性ポリエステル樹脂は、疎水性部分を増やすために組成(プロピレンオキサイド付加物の比率)を限定し、結晶性ポリエステル樹脂の炭素数を限定することにより、非晶性ポリエステルとの相溶性を上げ、トナー中に均一に分散することができる。それにより、低温定着時における非晶性ポリエステル樹脂の可塑化を促進し低温定着性に寄与する。
ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物を80mol%以上含有したアルコール成分と、
炭素数4以上16以下の直鎖状炭化水素を主鎖として両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸を含有したカルボン酸成分とを縮重合して得られた樹脂であり、
カルボン酸成分の総モル数に対して、該脂肪族ジカルボン酸をそれぞれ4.5mol%以上35.0mol%以下含有することを特徴とする。
上記の非晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂を用いることにより、上記式(1)の化合物との相容性が高まり、低温定着性、耐熱保存性及び耐ホットオフセット性をバランス良く満足することができる。
本発明においてその目的を達成するに好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
本発明のトナーに使用される非晶性ポリエステル樹脂は、
ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物を90mol%以上含有したアルコール成分と、
炭素数6以上10以下の直鎖状炭化水素を主鎖として両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸を含有したカルボン酸成分とを縮重合して得られた樹脂である。そして、該カルボン酸成分の総モル数に対して、該脂肪族ジカルボン酸をそれぞれ10.0mol%以上30.0mol%以下含有する。非晶性ポリエステル樹脂としては、飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、あるいはその両者を適宜選択して使用することが可能である。
プロピレンオキサイド付加物の比率を上げることは、非晶性ポリエステル樹脂の疎水性を高め、結晶性ポリエステル樹脂の相容性が向上する。よって、優れた低温定着性を得ることができるという観点からビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物の含有量は90mol%以上がより好ましい。また、80.0mol%未満の樹脂を使用すると上記式(1)の化合物との相容性が低下し、非晶性ポリエステル樹脂の強度を維持することができず、耐熱保存性を満足することができなくなる。
これらの2価のカルボン酸等及び3価以上のカルボン酸は、単独であるいは複数を併用して用いることができる。
前記のアルコール成分と、炭素数4以上16以下(好ましくは6以上10以下)の直鎖状炭化水素を主鎖として両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸を含有したカルボン酸成分とを縮重合して得られた樹脂であり、
カルボン酸成分の総モル数に対して、該脂肪族ジカルボン酸をそれぞれ4.5mol%以上35.0mol%以下(好ましくは10.0mol%以上30.0mol%以下)含有していることを特徴とする。
これらの組成を満足することが上記式(1)の化合物との相容性を高め、低温定着性、耐熱保存性及び耐ホットオフセット性をバランス良く満足することができ、これらの組成を満足できないとき、本発明の効果が得られない。
チタン系の触媒を用いて重縮合した非晶性ポリエステル樹脂は、均質なポリエステル樹脂になりやすいため、トナー粒子間でのばらつきも少なくなる。
上記非晶性ポリエステル樹脂は、帯電の安定性を向上させるという観点から、酸価は1mgKOH/g以上10mgKOH/g以下であることが好ましい。10mgKOH/g以下であることにより、磁性トナーの帯電性が安定化しやすいため、特に高温高湿環境下での現像効率が向上しやすい。
本発明における結晶性ポリエステル樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において吸熱ピークが観測されるポリエステル樹脂である。
本発明の結晶性ポリエステル樹脂は、低温定着性と耐ホットオフセット性を満足し、上記式(1)化合物との相容性を高め、非晶性ポリエステル樹脂の強度を維持し耐熱保存性を満足するために、以下の特徴を有する。すなわち、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールを80mol%以上含有するアルコール成分と、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸を80mol%以上含有するカルボン酸成分との縮重合により得られることを特徴とする。アルコール成分は、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールを85mol%以上含有することが好ましい。カルボン酸成分は、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸を85mol%以上含有することが好ましい。
本発明において、上記脂肪族ジオール以外の多価アルコール単量体を併せて用いることもできる。該多価アルコール単量体のうち2価アルコール単量体としては、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等の芳香族アルコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、該多価アルコール単量体のうち3価以上の多価アルコール単量体としては、以下のものが挙げられる。1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の芳香族アルコール;ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の脂肪族アルコール等。
上記エステル化またはエステル交換反応は、必要に応じて硫酸、チタンブトキサイド、ジブチルスズオキサイド、酢酸マンガン、酢酸マグネシウムなどの通常のエステル化触媒またはエステル交換触媒を用いて行うことができる。
エステル化もしくはエステル交換反応または重縮合反応において、得られる結晶性ポリエステル樹脂の強度を上げるために全単量体を一括混合したりしてもよい。また低分子量成分を少なくするために2価の単量体を先ず反応させた後、3価以上の単量体を添加して反応させたりする等の方法を用いてもよい。
結晶性ポリエステル樹脂の原料モノマーであるアルコール成分とカルボン酸成分とのモル比(カルボン酸成分/アルコール成分)は、0.80以上1.20以下であることが好ましい。
本発明における着色剤は、下記式(1)の化合物を含むことを特徴とする。
式(2)中のR4、R5における炭素数1以上12以下のアルキル基としては、特に限定されるものではないが以下のものが挙げられる。メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基などのアルキル基。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤とマゼンタ着色剤及びシアン着色剤とを用いて黒色に調色したものが挙げられる。
マゼンタ着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
イエロー着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
上記着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下で使用されることが好ましい。
本発明のトナーは、必要に応じワックスを含有することができる。
本発明のトナーに用いられるワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸の如き飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、パリナリン酸の如き不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールの如き飽和アルコール類;ソルビトールの如き多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸の如き脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールの如きアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドの如き脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドの如き飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドの如き不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドの如き芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムの如き脂肪族金属塩(一般的に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸の如きビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加によって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。
該ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上15質量部以下で使用されることが好ましい。該ワックスの含有量がこの範囲にあるとき、高温でのホットオフセット性を維持に効率的に発揮することが可能となりやすい。
また、示差走査熱量分析装置(DSC)で測定される昇温時の吸熱曲線において、温度30℃以上200℃以下の範囲に存在する最大吸熱ピークのピーク温度が50℃以上110℃以下であることが好ましい。最大吸熱ピークのピーク温度がこの範囲にあるとき、トナーの耐熱保存性と高温オフセット性の両立を図ることができる。
また、本発明におけるトナーでは、ワックスとして炭化水素系ワックスを含有する場合、ビニル系樹脂成分と炭化水素化合物が反応した構造を有する重合体を含有することがワックスを樹脂中に分散させるために好ましい。中でも、ビニル系樹脂にポリオレフィンがグラフトした構造を有するグラフト重合体又はポリオレフィンにビニル系モノマーがグラフト重合したグラフト重合体を更に含有することが好ましい。
また該ビニル系樹脂成分と炭化水素化合物が反応した構造を有する重合体の含有量は、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上15質量部以下であることが好ましい。含有量がこの範囲にあるとき、非晶性ポリエステル樹脂中にワックスの分散状態が均一となりやすい。
ビニル系基を有するモノマーとしては、例えば以下のものが挙げられる。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、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、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−ドデシルスチレンの如きスチレン及びその誘導体などのスチレン系単位。メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルの如きアミノ基含有α−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドの如きアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体などのN原子を含むビニル系単位。
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−2−クロルエチル、アクリル酸フェニルの如きアクリル酸エステル類などのアクリル酸エステルからなるエステル単位。
本発明に用いられるポリオレフィンにビニル系モノマーがグラフト重合したグラフト重合体は、前述したこれらの重合体同士の反応や、一方の重合体のモノマーと他方の重合体との反応等、公知の方法によって得ることができる。
ビニル樹脂の構成単位として、スチレン系単位、さらにはアクリロニトリル、またはメタアクリロニトリルを含むことが好ましい。
トナーには、必要に応じて荷電制御剤を含有させることもできる。トナーに含有される荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速くかつ一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
ネガ系荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩或いはスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩或いはカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーン。ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添しても良いし外添しても良い。荷電制御剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対し0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。
本発明のトナーには、必要に応じて無機微粒子を含有させることもできる。無機微粒子は、トナー粒子に内添しても良いし外添剤としてトナー粒子と混合してもよい。外添剤としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムの如き無機微粉体が好ましい。無機微粉体は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物の如き疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。
外添剤は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下使用されることが好ましい。トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサーの如き公知の混合機を用いることができる。
本発明のトナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることが好ましい。また、長期にわたり安定した画像が得られるという点でも好ましい。
磁性キャリアとしては、例えば、以下のものを使用できる。表面を酸化した鉄粉、或いは、未酸化の鉄粉や、鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、希土類の如き金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子、フェライト等の磁性体や、磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持する結着樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア)。
本発明のトナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、その際のキャリア混合比率は、二成分系現像剤中のトナー濃度として、2質量%以上15質量%以下、好ましくは4質量%以上13質量%以下にすると通常良好な結果が得られる。
本発明のトナーの製造方法は、乳化凝集法、溶融混練法、溶解懸濁法など従来公知のトナー製造方法であれば特に限定されないが、原材料の分散性を向上させるという観点から溶融混練法が好ましい。
溶融混練法は、トナー粒子の原材料であるトナー組成物を溶融混練し、得られた混練物を粉砕することを特徴とする。製造方法の例を挙げて説明する。
原料混合工程で、トナー粒子を構成する材料として、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び上記式(1)で表される化合物を含む着色剤、並びに必要に応じてワックス、荷電制御剤等の他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業(株)製)などが挙げられる。
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業(株)製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン(株)製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン(株)製)、ファカルティ(ホソカワミクロン(株)製)の如き分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。
乳化凝集法とは、目的の粒子径に対して、十分に小さい樹脂微粒子を前もって準備し、その樹脂微粒子を水系媒体中で凝集することによりコア粒子を製造する製造方法である。乳化凝集法では、樹脂微粒子の乳化工程、凝集工程、融合工程、冷却工程、洗浄工程を経てトナー粒子が製造される。また必要に応じて、冷却工程後にシェル化工程を加え、コアシェルトナーにすることもできる。
ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂微粒子は公知の方法で調製できる。例えば、前記樹脂を有機溶剤に溶かして水系媒体に添加し、界面活性剤や高分子電解質と共にホモジナイザーなどの分散機により水系媒体に粒子分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を除去することにより、樹脂粒子分散液を作製することができる。溶解させるために使用する有機溶剤としては、前記樹脂を溶解させるものであればどのようなものでも使用可能であるが、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、クロロホルムなどがより優れた溶解性を有するという観点から好ましい。
凝集工程とは、上述の樹脂微粒子、色材微粒子、離型剤微粒子を必要量に応じて混合し混合液を調製し、ついで、調製された混合液中に含まれる粒子を凝集し、凝集体を形成させる工程である。当該凝集体を形成させる方法としては、例えば凝集剤を上記混合液中に添加・混合し、温度、機械的動力等を適宜加える方法が好適に例示できる。
上記凝集剤としては、例えば、ナトリウム、カリウム等の1価の金属の金属塩;カルシウム、マグネシウム等の2価の金属の金属塩;鉄、アルミニウム等の3価の金属の金属塩があげられる。
ここで形成される凝集体の重量平均粒径としては、特に制限はないが、通常、得ようとするトナー粒子の重量平均粒径と同じ程度になるよう4.0μm〜7.0μmに制御するとよい。制御は、例えば、上記凝集剤等の添加・混合時の温度と上記撹拌混合の条件を適宜設定・変更することにより容易に行うことができる。なお、トナー粒子の粒度分布はコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:ベックマン・コールター(株)製)にて測定できる。
融合工程とは、上記凝集体を、樹脂のガラス転移温度(Tg)以上に加熱し融合することで、凝集体表面を平滑化させた粒子を製造する工程である。一次融合工程に入る前に、トナー粒子間の融着を防ぐため、キレート剤、pH調整剤、界面活性剤等を適宜投入することができる。
キレート剤の例としては、エチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びそのNa塩等のアルカリ金属塩、グルコン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、クエン酸カリウム及びクエン酸ナトリウム、ニトロトリアセテート(NTA)塩、COOH及びOHの両方の官能性を含む多くの水溶性ポリマー類(高分子電解質)が挙げられる。
冷却工程とは、上記粒子を含む水系媒体の温度を、コア用樹脂のガラス転移温度(Tg)より低い温度まで冷却する工程である。具体的な冷却速度は0.1〜50℃/分である。
また本発明では必要に応じて、下記の洗浄乾燥工程の前にシェル化工程を入れることができる。シェル化工程はこれまでの工程で作製した粒子に、樹脂微粒子を新たに添加し付着させて、シェル化させる工程である。
ここで添加する結着樹脂微粒子はコアに使用した結着樹脂微粒子と同一の構造でも良いし、異なる構造の結着樹脂微粒子でも良い。
本発明においては、上記のシェル層を構成する結着樹脂は単独で用いても良いが、2種以上組み合わせて用いてもよい。
上記工程を経て作製した粒子を、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムでpHを調整されたイオン交換水で洗浄ろ過を行い、続いて、イオン交換水で洗浄、ろ過を複数回行う。その後、乾燥し、乳化凝集トナー粒子を得ることができる。
トナー及び原材料の各種物性の測定法について以下に説明する。
樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、樹脂約5mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/分で測定を行う。一度180℃まで昇温させ10分間保持し、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度30〜100℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前のベースラインを延長した直線を第1の直線とし、比熱変化が出た後のベースラインを延長した直線を第2の直線とし、第1の直線と第2の直線とから縦軸方向に等距離にある直線を第3の直線とする。第3の直線と示差熱曲線との交点の温度(いわゆる、中間点ガラス転移温度)を、樹脂のガラス転移温度(Tg)とする。
結晶性ポリエステル樹脂、ワックスの融点は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定したDSC曲線において、最大吸熱ピークのピーク温度を融点とする。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。具体的には、試料約2mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/分で測定を行う。なお、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピーク温度を融点とする。200℃まで昇温させてからの保持時間はなく、200℃まで到達したらすぐに30℃まで降温させる。
トナーを試料とする場合において、ワックス及び結結晶性樹脂の吸熱ピークが結着樹脂の最大吸熱ピークと重なっている場合、ワックスと結晶性樹脂の溶剤への溶解度の差を利用してトナーから結晶性樹脂を分離することで結晶性樹脂の吸熱ピークを特定できる。
樹脂のテトラヒドロフラン(THF)可溶分の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに溶媒としてTHFを毎分1mLの流量で流し、THF試料溶液を約100μL注入して測定する。試料の分子量測定にあたっては試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント値との関係から算出する。検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては例えば、東ソー(株)製あるいは昭和電工(株)製の分子量が102〜107程度のものを用い、少なくとも10点程度の標準ポリスチレン試料を用いることが適当である。また、検出器はRI(屈折率)検出器を用いる。なお、カラムとしては市販のポリスチレンジェルカラムを複数本組み合わせることが好ましく、例えば以下の組み合わせが挙げられる。昭和電工(株)製のshodex GPC KF−801,802,803,804,805,806,807,800Pの組み合せや、東ソー(株)製のTSKgel G1000H(HXL)、G2000H(HXL)、G3000H(HXL)、G4000H(HXL)、G5000H(HXL)、G6000H(HXL)、G7000H(HXL)、TSKgurd columnの組み合せ。
試料50mgをTHF10mL中に入れ、温度25℃で数時間静置した後、十分振とうし、THFとよく混ぜ(試料の合一体が無くなるまで)、更に12時間以上静置する。なお、THF中における静置時間の合計が24時間となるようにする。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2μm以上0.5μm以下、例えばマイショリディスクH−25−2(東ソー(株)製)などを使用できる。)を通過させたものをGPCの試料とする。
樹脂の軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」((株)島津製作所製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行う。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
CFT−500Dの測定条件は、以下のとおりである。
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/分
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、下記の装置と、測定条件設定及び測定データ解析をするための下記の付属の専用ソフトを用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
・100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター(株)製)
・専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター(株)製)
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター(株)製)を用いることができる。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50,000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター(株)製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μm以上60μm以下に設定する。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れ、この中に分散剤として下記の希釈液を約0.3mL加える。
・希釈液:「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で3質量倍に希釈したもの
・超音波分散器:発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵。電気的出力120W。「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス(株)製)
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50,000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
トナー粒子の平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス(株)製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
具体的な測定方法は、以下のとおりである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20mLを入れる。この中に分散剤として下記の希釈液を約0.2mL加える。
・希釈液:「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業(株)製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈したもの
更に測定試料を約0.02g加え、超音波分散器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(「VS−150」((株)ヴェルヴォクリーア製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。
・標準ラテックス粒子:Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈したもの
なお、本願実施例では、シスメックス(株)による校正作業が行われた、シスメックス(株)が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径1.985μm以上39.69μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
<非晶性ポリエステル樹脂の製造例1>
冷却管、撹拌機及び液中バブリング可能な窒素導入管の付いた反応槽中に、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)1,617部とイオン交換水126部を入れた。そして、窒素にて液中バブリング下、90℃まで徐々に昇温し、90℃で4時間反応(加水分解)させることで、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)を得た。
・テレフタル酸:19.64質量部(0.12モル;多価カルボン酸総モル数に対して70.0mol%)
・アジピン酸(炭素数6の直鎖状炭化水素を主鎖として両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸):4.94質量部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して20.0mol%)
・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質量部
・無水トリメリット酸:3.26質量部(0.02モル;多価カルボン酸総モル数に対して10.0mol%)
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度180℃に維持した状態で3時間反応させた。そして、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が110℃に達したのを確認してから温度を下げて反応を止め(第2反応工程)、非晶性ポリエステル樹脂A−1を得た。
表1に示した材料を適宜組み合わせて、非晶性ポリエステル樹脂A−1とほぼ同様にして樹脂を合成した。得られた非晶性ポリエステル樹脂A−2〜12、14〜18の物性は表1に示した。
・1,10−デカンジオール(炭素数10の脂肪族ジオール):
46.9質量部(0.27モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・セバシン酸(炭素数10の脂肪族ジカルボン酸):
53.1質量部(0.26モル;多価カルボン酸総モル数に対して100.0mol%)
・2−エチルヘキサン酸スズ:
1.0質量部
・1,10−デカンジオール(炭素数10の脂肪族ジオール):
37.6質量部(0.22モル;多価アルコール総モル数に対して85.0mol%)
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:13.6質量部(0.04モル;多価アルコール総モル数に対して15.0mol%)
・セバシン酸(炭素数10の脂肪族ジカルボン酸):
42.6質量部(0.21モル;多価カルボン酸総モル数に対して85.0mol%)
・テレフタル酸:
6.2質量部(0.04モル;多価カルボン酸総モル数に対して15.0mol%)
・2−エチルヘキサン酸スズ:
1.0質量部
アルコール成分、酸成分の種類を表2に記載の様に変更し、それ以外は、製造例1と同様にして結晶性ポリエステル樹脂B−3〜B−12を得た。これらの結晶性ポリエステル樹脂の物性を表2に示す。
下記アミン化合物(Am1)0.721gのメタノール(MeOH)20mL溶液を5℃に冷却し、濃硫酸2mL、ニトロシル硫酸(40質量%)1.4mLを滴下した(ジアゾ化A液)。また別途、下記ピリドン化合物(P1)0.496gのメタノール(MeOH)20mL溶液を5℃に冷却し、これにジアゾ化A液を5℃以下の温度に保持されるようにゆっくりと滴下し、氷浴中で20分撹拌した。反応終了後、炭酸ナトリウム水溶液を滴下し、pHを6に中和した後、クロロホルムで抽出した。その後、溶媒を留去して得られた固体をカラムクロマトグラフィーにより精製(展開溶媒:ヘプタン/酢酸エチル)し、さらにヘプタン溶液で再結晶して0.8gの下記式(S1)の構造を有する着色剤1を得た。
MALDI−TOF−MSによる質量分析:m/z=618.612(M−H)−
ピリドン化合物(P1)の代わりに下記ピリドン化合物(P2)を使用した以外は、着色剤1と同様にして下記式(S2)の構造を有する着色剤2を得た。
アミン化合物(Am1)の代わりに下記アミン化合物(Am3)を使用し、ピリドン化合物(P1)の代わりに下記ピリドン化合物(P3)を使用した以外は、着色剤1と同様にして下記式(S3)の構造を有する着色剤3を得た。
アミン化合物(Am1)の代わりに下記アミン化合物(Am4)を使用し、ピリドン化合物(P1)の代わりに下記ピリドン化合物(P4)を使用した以外は、着色剤1と同様にして下記式(S4)の構造を有する着色剤4を得た。
アミン化合物(Am1)の代わりに下記アミン化合物(Am5)を使用し、ピリドン化合物(P1)の代わりに下記ピリドン化合物(P5)を使用した以外は、着色剤1と同様にして下記式(S5)の構造を有する着色剤5を得た。
<トナー1の製造例>
・非晶性ポリエステル樹脂 A−1 90.0質量部
・結晶性ポリエステル樹脂 B−1 10.0質量部
・着色剤1 5.0質量部
・ビニル系樹脂重合体 5.0質量部
・炭化水素系ワックス(最大吸熱ピークのピーク温度90℃) 5.0質量部
・C.I.ピグメントイエロー180(PY180) 5.0質量部
・3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.3質量部
・イソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径50nmの酸化チタン微粒子 0.5質量部
・ヘキサメチルジシラザン20.0質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径15nmの疎水性シリカ微粒子 1.0質量部
得られたトナー1は、示差走査熱量分析によるDSC曲線において、73℃に結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピーク、90℃にワックス成分由来の吸熱ピークを有した。
・工程1(秤量・混合工程):
Fe2O3 62.7質量部
MnCO3 29.5質量部
Mg(OH)2 6.8質量部
SrCO3 1.0質量部
上記材料を上記組成比となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、直径1/8インチのステンレスビーズを用いた乾式振動ミルで5時間粉砕・混合した。
得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した。その後、バーナー式焼成炉を用いて、窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%)で、温度1,000℃で4時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトの組成は、下記のとおりである。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
上記式において、a=0.257、b=0.117、c=0.007、d=0.393
クラッシャーで直径0.3mm程度に粉砕した後に、直径1/8インチのジルコニアビーズを用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕した。そのスラリーを、直径1/16インチのアルミナビーズを用いた湿式ボールミルで4時間粉砕し、フェライトスラリー(仮焼フェライトの微粉砕品)を得た。
フェライトスラリーに、仮焼フェライト100質量部に対して分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0質量部、バインダーとしてポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機(株))で、球状粒子に造粒した。得られた粒子を粒度調整した後、ロータリーキルンを用いて、650℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーの有機成分を除去した。
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度1.00体積%)で、室温から温度1,300℃まで2時間で昇温し、その後、温度1,150℃で4時間焼成した。その後、4時間をかけて、温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
凝集した粒子を解砕した後に、磁力選鉱により低磁力品をカットし、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、体積基準のメジアン径(50%粒径、D50)37.0μmの磁性コア粒子1を得た。
シクロヘキシルメタクリレートモノマー 26.8質量%
メチルメタクリレートモノマー 0.2質量%
メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4質量%
(片末端にメタクリロイル基を有する重量平均分子量5000のマクロモノマー)
トルエン 31.3質量%
メチルエチルケトン 31.3質量%
アゾビスイソブチロニトリル 2.0質量%
重合体溶液1(樹脂固形分濃度30%) 33.3質量%
トルエン 66.4質量%
カーボンブラック(CB。Regal330;キャボット社製) 0.3質量%
(一次粒径25nm、窒素吸着比表面積94m2/g、DBP吸油量75mL/100g)
上記材料を、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、ペイントシェーカーで1時間分散を行った。得られた分散液を、5.0μmのメンブランフィルターで濾過を行い、被覆樹脂溶液1を得た。
(樹脂被覆工程):
常温で維持されている真空脱気型ニーダーに被覆樹脂溶液1を充填コア粒子1の100質量部に対して樹脂成分として2.5質量部になるように投入した。投入後、回転速度30rpmで15分間撹拌し、溶媒が一定以上(80質量%)揮発した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、2時間かけてトルエンを留去した後冷却した。得られた磁性キャリアを、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口70μmの篩を通した後、風力分級器で分級し、体積基準のメジアン径(50%粒径、D50)38.2μmの磁性キャリア1を得た。
磁性キャリア1を92.0質量部に対し、トナー1を8.0質量部加え、V型混合機(V−20、(株)セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤1を得た。
以下の方法(1)〜(3)に従って、トナーの性能評価を行った
キヤノン(株)製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C5255のシアンステーションに二成分系現像剤1を入れた現像器を搭載し、定着器を取り外した状態で画像形成できるように改造を行った。そして、評価紙上に定着されていないトナー像(以下、未定着画像)を形成した。評価には、カラー複写機・プリンタ用普通紙 GF−C104(A4 104g/cm2)(キヤノンマーケティングジャパン(株)より販売)を用いた。
実際には、FFh画像のトナーの紙上への載り量が1.2mg/cm2となるように現像条件を適宜調整し、A4縦評価紙先端から3cm、評価紙の中心の位置に2cm×10cmの未定着画像を形成した。未定着画像は低温低湿環境下(温度15℃/相対湿度10%)に24時間調湿した。FFhとは、256階調を16進数で表示した値であり、00hが256階調の1階調目(白地部)であり、FFhが256階調の256階調目(ベタ部)である。
A:120℃未満
B:120℃以上135℃未満
C:135℃以上150℃未満
D:150℃以上
低温定着の評価と同様に、キヤノン(株)製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C5255のシアンステーションに二成分系現像剤1を入れ評価用未定着画像を作成した。評価紙は、カラー複写機・プリンタ用普通紙 GF−C104(A4 104g/cm2)(キヤノンマーケティングジャパン(株)より販売)を用いた。
FFh画像のトナーの紙上への載り量が0.12mg/cm2となるように現像条件を調整し、未定着のFFh画像を得た。
画出し前の評価紙について反射率をリフレクトメータ(「REFLECTOMETER MODEL TC−6DS」、(有)東京電色製)によって測定し、5箇所測定した平均値をDA(%)とした。上記外部定着器における定着温度を100〜220℃の範囲で5℃おきに調整し、各定着温度における定着画像の白地部についてリフレクトメータで反射率を測定し、最大値をDB(%)とした。
そして、DA(%)とDB(%)の差が0.5%を超えない、最も高い定着温度を定着上限温度とし、下記の評価基準にて耐ホットオフセット性を評価した。評価結果を表4に示す。
A:210℃以上
B:180℃以上210℃未満
C:160℃以上180℃未満
D:160℃未満
評価トナーサンプル 5.0gが入った樹脂製カップ(100mL (株)サンプラテック製)を、過酷環境下(温度50℃/相対湿度50%)において、3日間静置した。その後、常温常湿環境下(温度23℃/相対湿度50%)に移し、1晩静置した。
測定装置としては、「パウダーテスターPT−X」(ホソカワミクロン(株)製)を使用し、目開き75μmの篩を用いて、常温常湿環境(温度23℃/相対湿度50%)下で行った。篩の振幅を1.00mm(peak−to−peak)になるように調整し、篩上に評価用のトナーをのせ、40秒間振動を加えた。その後、篩上に残ったトナーの凝集物の量から耐熱保存性を評価し、下記の評価基準にて耐熱保存性を評価した。評価結果を表4に示す。
A:メッシュ上のトナー残量が0.20g以下である。
B:メッシュ上のトナー残量が0.20gを超え、0.40g以下である。
C:メッシュ上のトナー残量が0.40gを超え、0.60g以下である。
D:メッシュ上のトナー残量が0.60gを超えている。
非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び着色剤を表3に記載の様に変更
した以外は、実施例1と同様にして、トナー2〜9を作製し、同様に二成分現像剤2〜9を作製した。
さらに、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表4に示す。
なお、実施例3〜9は、参考例として記載するものである。
<トナー10の製造例>
・非晶性ポリエステル樹脂 A−3 90.0質量部
・結晶性ポリエステル樹脂 B−5 10.0質量部
・着色剤3 5.0質量部
・エステル系ワックス(最大吸熱ピークのピーク温度70℃) 5.0質量部
・C.I.ピグメントイエロー180(PY180) 5.0質量部
・3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.3質量部
・イソブチルトリメトキシシラン15.0質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径50nmの酸化チタン微粒子 0.5質量部
・ヘキサメチルジシラザン20.0質量%で表面処理した一次粒子の個数平均粒径15nmの疎水性シリカ微粒子 1.0質量部
得られたトナー10は、示差走査熱量分析によるDSC曲線において、70℃に結晶性ポリエステル樹脂由来の吸熱ピーク、70℃にワックス成分由来の吸熱ピークを有した。
なお、実施例10は、参考例として記載するものである。
非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び着色剤を表3に記載の様に変更した以外は、実施例10と同様にして、トナー11〜24を作製し、同様に二成分現像剤11〜24を作製した。
さらに、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表4に示す。
なお、実施例11〜14は、参考例として記載するものである。
<非晶性ポリエステル樹脂A−12微粒子分散液の製造例>
非晶性ポリエステル樹脂A−12:100質量部をテトラヒドロフラン150質量部に溶解した。このテトラヒドロフラン溶液を室温においてホモジナイザー(IKAジャパン製:ウルトラタラクス)にて10,000rpmで2分間攪拌しながら、界面活性剤として下記のイオン交換水1,000質量部を滴下した。
・水酸化カリウム5質量部およびドデシルベンゼン−スルホン酸ナトリウム10質量部を添加したイオン交換水
この混合溶液を約75℃に加温することによりテトラヒドロフランを除去した。その後、固形分が8%になるようにイオン交換水で希釈し、体積平均粒径0.09μmの非晶性ポリエステル樹脂A−12微粒子分散液を得た。
前記非晶性ポリエステル樹脂A−12微粒子分散液の調製において、非晶性ポリエステル樹脂A−12を結晶性ポリエステル樹脂B−8に変更する以外は同様にして結晶性ポリエステル樹脂B−8微粒子分散液を得た。
・着色剤5 10.0質量部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 1.5質量部
・イオン交換水 88.5質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業(株)製)を用いて約1時間分散して、着色剤5を分散させてなる着色剤5微粒子の水系分散液を調製した。また、体積基準のメジアン径は動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装(株)製)を用いて測定したところ、0.20μmであった。
・色材(C.I.ピグメントイエロー180、PY180) 10.0質量部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 1.5質量部
・イオン交換水 88.5質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業(株)製)を用いて約1時間分散して、色材を分散させてなる色材微粒子の水系分散液を調製した。また、体積基準のメジアン径は動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装(株)製)を用いて測定したところ、0.20μmであった。
・エステル系ワックス(最大吸熱ピークのピーク温度60℃) 5.0質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 1.0質量部
・イオン交換水 89.0質量部
以上を撹拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック(株)製)へ循環しながらローター外径が3cm、クリアランスが0.3mmの剪断撹拌部位にて、下記の条件にて撹拌し、60分間分散処理した。
・ローター回転数19,000r/分、スクリーン回転数19,000r/分
その後、ローター回転数1000r/分、スクリーン回転数0r/分、冷却速度10℃/分の冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、離型剤微粒子の水系分散液を得た。また、体積基準のメジアン径は動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装(株)製)を用いて測定したところ、0.15μmであった。
3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 10.0質量部
アニオン界面活性剤(第一工業製薬(株)製:ネオゲンRK) 1.5質量部
イオン交換水 88.5質量部
以上を混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業(株)製)を用いて約1時間分散して、有機金属化合物を分散させてなる有機金属化合物微粒子の水系分散液を調製した。また、体積基準のメジアン径は動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装(株)製)を用いて測定したところ、0.30μmであった。
・非晶性ポリエステル樹脂A−12微粒子分散液 100.00質量部(樹脂相当分)
・結晶性ポリエステル樹脂B−8微粒子分散液 5.00質量部(樹脂相当分)
・着色剤5微粒子分散液 5.00質量部(色剤相当分)
・色材微粒子分散液 5.00質量部(色剤相当分)
・離型剤微粒子分散液 5.00質量部(離型剤相当分)
・有機金属化合物微粒子分散液 1.00質量部(有機金属相当分)
・1.5質量%硫酸マグネシウム水溶液 10質量部
上記を、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて分散させた。続いて、0.1N水酸化ナトリウム水溶液でpHを8.1に調整した。その後、加熱用ウォーターバス中で45℃まで撹拌翼にて撹拌しながら加熱した。45℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、平均粒径が約5.5μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。5質量%クエン酸三ナトリウム水溶液を40質量部加えた後、撹拌を継続しながら85℃まで昇温して90分間保持しコア粒子を融合させた。次いで、撹拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、25℃まで冷却した。また、コア粒子の粒径をコールター法による粒度分布解析装置(コールターマルチサイザーIII:ベックマン・コールター(株)製)で測定したところ、体積基準のメジアン径は5.8μmであった。
得られたトナー粒子25の100質量部に、一次粒子の個数平均粒径15.0nmのシリカ微粒子 1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型)で回転数31.6s−1、回転時間5分混合し、目開き54μmの超音波振動篩を通過させトナー25を得た。
さらに、実施例1と同様に二成分現像剤25を作製し、評価を行った。評価結果を表4に示す。
非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び着色剤を表3に記載の様に変更し、C.I.ピグメントイエロー180(PY180)をカーボンブラック(CB)に変更した。これらの変更以外は、実施例10と同様にして、トナー27を作製し、同様に二成分現像剤27を作製した。
さらに、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表4に示す。
非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び着色剤を表3に記載の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較トナー1〜10を作製し、同様に比較二成分現像剤1〜10を作製した。
さらに、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表4に示す。
Claims (6)
- 非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーにおいて、
該非晶性ポリエステル樹脂は、ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物を80mol%以上含むアルコール成分と、炭素数2以上14以下の直鎖状炭化水素の両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸を含むカルボン酸成分との縮重合体であり、該カルボン酸成分の総モル数に対して、該脂肪族ジカルボン酸をそれぞれ4.5mol%以上35.0mol%以下含有し、
該結晶性ポリエステル樹脂は、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールを80mol%以上含むアルコール成分と、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸化合物を80mol%以上含むカルボン酸成分との縮重合体であり、
該着色剤は、下記の着色剤1、着色剤2、着色剤4および着色剤5からなる群より選択されるいずれかの着色剤であり、更に、C.I.ピグメントイエロー180またはカーボンブラックを含有する、
ことを特徴とするトナー。
- 該着色剤が、該着色剤1または該着色剤2である請求項1に記載のトナー。
- 該着色剤が、該着色剤1である請求項1に記載のトナー。
- 前記非晶性ポリエステル樹脂は、ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物を90mol%以上含むアルコール成分と、炭素数4以上8以下の直鎖状炭化水素の両末端にカルボキシル基を有する脂肪族ジカルボン酸を含むカルボン酸成分との縮重合体であり、該カルボン酸成分の総モル数に対して、該脂肪族ジカルボン酸をそれぞれ10.0mol%以上30.0mol%以下含有する請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
- 該脂肪族ジカルボン酸が、アジピン酸、ドデカン二酸、フマル酸およびヘキサデカン二酸からなる群より選択されるジカルボン酸である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂は、脂肪族ジオールを85mol%以上含むアルコール成分と、脂肪族ジカルボン酸化合物を85mol%以上含むカルボン酸成分との縮重合体である請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナー。
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