JP6907076B2 - トナーおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
そこで、トナーが高温時の粘度を上昇させる手段として、トナーの結着樹脂組成物を架橋させることにより粘度を上げる技術や(特許文献1)、高融点結晶性樹脂の物理架橋によりトナー全体の粘度を上げるような技術が提案されている(特許文献2、3)。
一方で、トナー中に結晶性化合物を非晶性状態で存在させることで、非晶性化合物の昇温時結晶化現象に起因する発熱を利用してトナーの定着に利用するような技術が提案されている(特許文献4)。
また、高融点結晶性樹脂をトナーに添加する場合、高融点結晶性樹脂がトナーの定着温度域において溶融しないため、他の結着樹脂との相溶性が良い場合にはトナー全体の粘度を向上させる効果がある。
しかし、この場合においてもトナー中に結晶性樹脂が結晶状態として存在してしまうため、トナーの低温定着性を阻害し、且つ画像のグロスの変動も大きくなってしまうという課題があった。
更に、特許文献4の場合においても、結晶性化合物単体でトナーに添加しており、トナーの定着プロセスにおいて結晶化が遅くなってしまうことから、トナーの粘度特性を向上させるには不十分であった。
従って本発明の目的は、トナーが定着する温度域においてグロスの安定した、低温定着可能なトナーを供給することである。
すなわち本発明は、結晶性セグメントと非晶性セグメントを含むブロック共重合体と、ガラス転移温度が60℃以下である非晶性樹脂とを結着樹脂に含有するトナーであって、
該ブロック共重合体に該結晶性セグメントを50質量%以上90質量%以下で含有し、
該ブロック共重合体を該結着樹脂の全質量に対して10質量%以上50質量%以下で含有し、
該ブロック共重合体を示差走査熱量測定(DSC)を用いて100℃/minで昇温した場合において、トナーの軟化点以上180℃以下に該結晶性セグメントに由来する3J/g以上の結晶化発熱ピークを持ち、該結晶性セグメントに由来する吸熱ピークを200℃以上に持ち、
該結晶性セグメントと該非晶性樹脂のSP値差が0.5以上2.5[J/cm3]0.5以下であることを特徴とするトナーである。
また、本発明は、(1)融点が200℃以上、示差走査熱量測定(DSC)を用いて100℃/minで昇温した場合において180℃以下に結晶化温度を有する、結晶性セグメントを持つポリエステル樹脂と非晶性セグメントを持つポリエステル樹脂をエステル交換触媒を用いてエステル交換反応させた樹脂と、(2)ガラス転移温度が60℃以下である非晶性樹脂とを、該結晶性セグメントの融点以上で相溶させ、100℃/min以上の速度で結晶化温度まで下げるトナーの製造方法であって、
該ブロック共重合体を結着樹脂に10質量%以上50質量%以下で含有し、該結晶性セグメントと該非晶性樹脂のSP値差が0.5以上2.5[J/cm3]0.5以下であることを特徴とするトナーの製造方法である。
本発明に使用するブロック共重合体について説明する。
(a)アセチル化試薬:無水酢酸25gをメスフラスコ100mlに入れ、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振りまぜる。アセチル化試薬は、湿気、炭酸ガス及び酸の蒸気に触れないようにし、褐色びんに保存する。
(b)フェノールフタレイン溶液フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95vol%)100mlに溶かす。
試料0.5〜2.0gを丸底フラスコに正しくはかりとり、これにアセチル化試薬5mlを正しく加える。フラスコの口に小さな漏斗をかけ、95〜100℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首が浴の熱を受けて温度の上がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円盤をフラスコの首の付根にかぶせる。1時間後フラスコを浴から取り出し、放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を分解する。更に分解を完全にするため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱し、放冷後エチルアルコール5mlで漏斗及びフラスコの壁を洗い、フェノールフタレイン溶液を指示薬として0.5モル/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定する。なお、本試験と並行して空試験を行う。
次式によって樹脂の水酸基価を算出する。
A=[{(B+C)×f×28.05}/S]+D
[A:樹脂の水酸基価(mgKOH/g)
B:空試験の0.5モル/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
C:本試験の0.5モル/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(ml)
f:0.5モル/リットル−水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料の質量(g)
D:樹脂の酸価(mgKOH/g)]
δi=[Ev/V](1/2)=[Δei/Δvi](1/2)式(3)
Ev:蒸発エネルギー
V:モル体積
Δei:i成分の原子または原子団の蒸発エネルギー
Δvi:i成分の原子または原子団のモル体積
本発明における非晶性樹脂は、ガラス転移温度が60℃以下であり、ブロック共重合体における該結晶性樹脂セグメントと該非晶性樹脂のSP値差が0.5以上2.5[J/cm3]0.5以下であれば、特に構造は限定されないが、低温定着性および帯電性の観点から、ポリエステル樹脂が望ましい。
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。更に、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、バ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。
トナーに含有できる着色剤としては、以下のものが挙げられる。
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且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。
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。
本発明のトナー粒子を製造する方法としては、トナー材料を該ブロック共重合体における結晶性セグメントの融点以上の温度にて相溶化し、100℃/min以上の速度で急冷する工程を含めばよい。これにより、結晶性セグメントを非晶状態でトナー粒子中に含むことができる。トナー製造方法の具体的な方法は特に限定されないが、二軸押出機等で材料を溶融混練する方法を含む、粉砕法が好ましい。
多価カルボン酸成分;
・フマル酸 80質量部
・トリメリット酸 20質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA 40質量部
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 40質量部
・ビスフェノールA−エチレンオキサイド2モル付加物 20質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂1を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・フマル酸 60質量部
・テレフタル酸 40質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 25質量部
・ビスフェノールA−エチレンオキサイド2モル付加物 75質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂2を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・テレフタル酸 60質量部
・ドデシルコハク酸 10質量部
・トリメリット酸 30質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA−エチレンオキサイド2モル付加物 100質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂3を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・フマル酸 80質量部
・トリメリット酸 20質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA 40質量部
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 40質量部
・ビスフェノールA−エチレンオキサイド2モル付加物 20質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂4を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・テレフタル酸 30質量部
・フマル酸 70質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA 60質量部
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 40質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂5を得た。物性を表1に示す。
多価イソシアネート成分:
・トルエンジイソシアネート 100質量部
多価アルコール成分;
・エチレングリコール 80質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、60℃まで加熱し、10時間かけてウレタン化反応を施し、非晶性樹脂6を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・テレフタル酸 50質量部
・イソフタル酸 50質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA 50質量部
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 50質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂7を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・テレフタル酸 46質量部
・ドデシルコハク酸 40質量部
・トリメリット酸 14質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 65質量部
・ビスフェノールA−エチレンオキサイド2モル付加物 35質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂8を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・テレフタル酸 70質量部
・トリメリット酸 30質量部
多価アルコール成分;
・ビスフェノールA 80質量部
・ビスフェノールA−エチレンオキサイド2モル付加物 20質量部
以上を十分に加熱乾燥した二口フラスコに、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しオルトチタン酸テトライソプロピル0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、230℃で縮重合反応させ、更に減圧して250℃に昇温し、樹脂を重合した。得られた樹脂の結晶化処理として、得られた樹脂40gをトルエン160gが入ったビーカーに加え90℃まで加熱し、樹脂を溶解させた後、25℃まで6時間かけて徐冷して樹脂を析出させた。析出した樹脂をろ過、乾燥することで非晶性樹脂9を得た。物性を表1に示す。
多価カルボン酸成分;
・テレフタル酸 83質量部
多価アルコール成分;
・エチレングリコール 37質量部
以上を十分に加熱乾燥した撹拌装置を備えた反応容器に、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しチタンテトラブトキシドを0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら260℃に昇温し、樹脂を重合した(数平均分子量:38300、SP値:25.4[J/cm3]0.5)。
ポリエチレンテレフタレート1を、二軸押出機(PCM−30型、株式会社池貝製)を用いて270℃にて混練した。混練物を冷却した後、ストランドカッターによりチップ状に裁断し、ポリエチレンテレフタレート2を得た(数平均分子量:16600、SP値:25.4[J/cm3]0.5)。
多価カルボン酸成分;
・テレフタル酸 83質量部
多価アルコール成分;
・ブチレングリコール 54質量部
以上を十分に加熱乾燥した撹拌装置を備えた反応容器に、上記のモノマー成分を投入し、上記混合物100質量部に対しチタンテトラブトキシドを0.05質量部を加え、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら260℃に昇温し、樹脂を重合した(数平均分子量:24800、SP値:24.0[J/cm3]0.5)。
・ポリエチレンテレフタレート1 70質量部
・非晶性樹脂1 30質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体1を得た。物性を表2に示す。
・ポリエチレンテレフタレート1 55質量部
・非晶性樹脂1 45質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体2を得た。物性を表2に示す。
・ポリエチレンテレフタレート1 85質量部
・非晶性樹脂1 15質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体3を得た。物性を表2に示す。
・ポリエチレンテレフタレート2 70質量部
・非晶性樹脂1 30質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体4を得た。物性を表2に示す。
・ポリエチレンテレフタレート1 70質量部
・非晶性樹脂2 30質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体5を得た。物性を表2に示す。
・ポリブチレンテレフタレート1 70質量部
・非晶性樹脂2 30質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度240℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体6を得た。物性を表2に示す。
・ポリエチレンテレフタレート1 40質量部
・非晶性樹脂1 60質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体7を得た。物性を表2に示す。
・ポリ乳酸(レイシアH100J三井化学社製) 60質量部
・非晶性樹脂1 40質量部
上記材料を、温度170℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体8を得た。物性を表2に示す。
・ポリエチレンテレフタレート1 70質量部
・非晶性樹脂6 30質量部
上記材料に、エステル交換触媒として酢酸ナトリウムを1質量部加えた後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、ブロック共重合体9を得た。物性を表2に示す。
・ナイロン6(UBEナイロン1013B宇部興産株式会社製) 120質量部
・フマル酸 32質量部
・トリメリット酸 8質量部
・ビスフェノールA 16質量部
・ビスフェノールA−プロピレンオキサイド2モル付加物 16質量部
・ビスフェノールA−エチレンオキサイド2モル付加物 8質量部
上記材料に、容器内に窒素ガスを導入して不活性雰囲気に保ちながら昇温した後、250℃で縮重合反応させ、樹脂を重合し、ブロック共重合体10を得た。物性を表2に示す。
樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TAInstruments社製)を用いてASTMD3418−82に準じて測定する。
本発明における樹脂の結晶化温度は、示査走査熱量計(メトラートレド社製:DSC822/EK90)を用いて測定する。具体的には、試料0.01gをアルミパンに計量し、室温から300℃まで昇温速度100℃/minで試料を昇温しながら熱量測定を行う。次いで、得られたDSC曲線より、発熱ピークのピーク温度を結晶化温度とし、そのピーク面積を試料質量で除した値を単位質量当たりの結晶化発熱ピークとする。
樹脂の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、試料(樹脂)をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、溶媒に可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:ShodexKF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
まず、室温で24時間かけて、試料(樹脂)をヘキサフロオロイソプロパノール(HFIP)に溶解する。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。尚、サンプル溶液は、溶媒に可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置:HLC8120GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:ShodexKF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:ヘキサフロオロイソプロパノール(HFIP)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
本発明における樹脂およびトナーの軟化点の測定は、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」(島津製作所社製)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。
試験モード:昇温法
開始温度:40℃
到達温度:300℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):49N(5.0kgf)
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1の製造)
・ブロック共重合体1 20質量部
・非晶性樹脂1 80質量部
・フィッシャートロプシュワックス(最大吸熱ピークのピーク温度78℃) 5質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 7質量部
・3、5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物(ボントロンE88オリエント化学工業社製) 0.5質量部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度270℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を120℃/minで急冷し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。更にファカルティF−300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー1を得た。物性を表3に示す。
(トナー2の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体2に変更し、その部数および非晶性樹脂1の部数を下記に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー2を得た。物性を表3に示す。
・ブロック共重合体2 40質量部
・非晶性樹脂1 60質量部
(トナー3の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体3に変更し、その部数および非晶性樹脂1の部数を下記に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー3を得た。物性を表3に示す。
・ブロック共重合体3 10質量部
・非晶性樹脂1 90質量部
(トナー4の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂2に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー4を得た。物性を表3に示す。
(トナー5の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体4に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー5を得た。物性を表3に示す。
(トナー6の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体5に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー6を得た。物性を表3に示す。
(トナー7の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体6に変更し、非晶性樹脂1を非晶性樹脂2に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー7を得た。物性を表3に示す。
(トナー8の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂3に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー8を得た。物性を表3に示す。
(トナー9の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂4に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー9を得た。物性を表3に示す。
(トナー10の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂5に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー9を得た。物性を表3に示す。
(トナー11の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体9に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー11を得た。物性を表3に示す。
(トナー12の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂6に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー12を得た。物性を表3に示す。
(トナー13の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体10に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー13を得た。物性を表3に示す。
(トナー14の製造)
ブロック共重合体1と非晶性樹脂1の部数を下記に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー14を得た。物性を表3に示す。
・ブロック共重合体1 60質量部
・非晶性樹脂1 40質量部
(トナー15の製造)
ブロック共重合体1と非晶性樹脂1の部数を下記に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー15を得た。物性を表3に示す。
・ブロック共重合体1 5質量部
・非晶性樹脂1 95質量部
(トナー16の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体7に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー16を得た。物性を表3に示す。
(トナー17の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂7に変更し、またブロック共重合体1と非晶性樹脂7の部数を下記に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー17を得た。物性を表3に示す。
・ブロック共重合体1 30質量部
・非晶性樹脂7 70質量部
(トナー18の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂8に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー18を得た。物性を表3に示す。
(トナー19の製造)
非晶性樹脂1を非晶性樹脂9に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー19を得た。物性を表3に示す。
(トナー20の製造)
ブロック共重合体1をポリエチレンテレフタレート1に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー20を得た。物性を表3に示す。
(トナー21の製造)
実施例1において、トナー材料を溶融混練した後に20℃/minで徐冷し、結晶性セグメントを結晶化させた以外は、実施例1と同様にしてトナー21を得た。物性を表3に示す。
(トナー22の製造)
ブロック共重合体1をブロック共重合体8に変更した以外は実施例1と同様にしてトナー22を得た。物性を表3に示す。
<定着性の評価>
100質量部のトナーに、BET法で測定した比表面積が200m2/gであり、シリコーンオイルにより疎水化処理されたシリカ微粉体1.8質量部をヘンシェルミキサー(三井鉱山製)で乾式混合して、外添剤が添加されたトナーを調製した。当該トナーと、シリコーン樹脂で表面コートしたフェライトキャリア(平均粒径42μm)とを、トナー濃度が8質量%になるように混合して、二成分現像剤を調製した。当該二成分現像剤を市販のフルカラーデジタル複写機(CLC1100、キヤノン社製)に充填し、受像紙(64g/m2)上に未定着のトナー画像(0.6mg/cm2)を形成した。市販のフルカラーデジタル複写機(imageRUNNERADVANCEC5051、キヤノン製)から取り外した定着ユニットを定着温度が調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。常温常湿下、プロセススピードを246mm/秒に設定し、前記未定着画像を定着させたときの様子を目視にて評価した。評価結果を表3に示す。
A:140℃以下の温度領域で定着が可能
B:140℃より高く、160℃以下の温度領域で定着が可能
C:160℃より高い温度領域にしか定着可能領域がない
上記定着画像のうち、ホットオフセットが発生しなかった画像について、ハンディ光沢度計グロスメーターPG−3D(日本電色工業製)を用いて、光の入射角75°の条件にて各画像の任意の点3カ所の平均値を測定し、各温度のグロス値とした。グロス値は、最高値、およびグロス値の差が5以内の温度領域を評価した。評価結果を表3に示す。
[評価基準(グロス値の差が5以内の温度領域)]
A:グロス値の差が5以内の温度領域が50℃以上
B:グロス値の差が5以内の温度領域が40℃以上50℃未満
C:グロス値の差が5以内の温度領域が20℃以上40℃未満
D:グロス値の差が5以内の温度領域が20℃未満
トナー0.01gをアルミパンに計量し、ストロコロン帯電装置を用いて−600Vに帯電させた。続いて、温度25℃、湿度50%RHの雰囲気下で表面電位計(トレックジャパン製:model347)を用いて表面電位の変化挙動を30分間測定した。測定結果を下記式に代入して電荷保持率を算出し、下記基準で評価した。評価結果を表3に示す。
式:30分後の電荷保持率(%)=[30分後の表面電位]/[初期表面電位]×100
A:30分後の電荷保持率が90%以上
B:30分後の電荷保持率が90%未満かつ50%以上
C:30分後の電荷保持率が50%未満
100質量部のトナーに、BET法で測定した比表面積が200m2/gであり、シリコーンオイルにより疎水化処理されたシリカ微粒子1.8質量部をヘンシェルミキサー(三井鉱山製)で乾式混合して、外添剤が添加されたトナーを調製した。当該トナーを恒温恒湿槽中で3日間静置し、目視によりブロッキングの程度を下記基準で評価した。評価結果を表3に示す。
A:温度55℃、湿度10%の恒温恒湿槽中で3日間静置後、ブロッキングが発生しても軽い振動により容易に分散する。
B:温度50℃、湿度10%の恒温恒湿槽中で3日間静置後、ブロッキングが発生するが、振動し続けると分散する。
C:温度50℃、湿度10%の恒温恒湿槽中で3日間静置後、ブロッキングが発生し、力を加えても分散しない。
Claims (10)
- 結晶性セグメントと非晶性セグメントを含むブロック共重合体と、ガラス転移温度が60℃以下である非晶性樹脂とを結着樹脂に含有するトナーであって、
該ブロック共重合体に該結晶性セグメントを50質量%以上90質量%以下で含有し、
該ブロック共重合体を該結着樹脂の全質量に対して10質量%以上50質量%以下で含有し、
該ブロック共重合体を示差走査熱量測定(DSC)を用いて100℃/minで昇温した場合において、トナーの軟化点以上180℃以下に結晶性セグメントに由来する3J/g以上の結晶化発熱ピークを持ち、結晶性セグメントに由来する吸熱ピークを200℃以上に持ち、該結晶性セグメントと該非晶性樹脂のSP値差が0.5以上2.5[J/cm3]0.5以下であることを特徴とするトナー。 - 前記ブロック共重合体の非晶性セグメントと、前記非晶性樹脂が同種のモノマー単位で構成される請求項1に記載のトナー。
- 前記非晶性セグメントがポリエステルである請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記非晶性樹脂がポリエステルである請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記結晶性セグメントが、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、または、ポリブチレンテレフタレートである請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記非晶性セグメントが、ビスフェノールAアルキレンオキサイド付加物と、フマル酸を含む請求項1〜5のいずれか1項に記載のトナー。
- トナーの軟化点が80℃以上120℃以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載のトナー。
- (1)融点が200℃以上、示差走査熱量測定(DSC)を用いて100℃/minで昇温した場合において180℃以下に結晶化温度を有する、結晶性セグメントを持つポリエステル樹脂と非晶性セグメントを持つポリエステル樹脂をエステル交換触媒を用いてエステル交換反応させた樹脂と、(2)ガラス転移温度が60℃以下である非晶性樹脂とを、該結晶性セグメントの融点以上で相溶させ、100℃/min以上の速度で結晶化温度まで下げるトナーの製造方法であって、
該ブロック共重合体を結着樹脂に10質量%以上50質量%以下で含有し、該結晶性セグメントと該非晶性樹脂のSP値差が0.5以上2.5[J/cm3]0.5以下であることを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記結晶性セグメントを持つポリエステル樹脂と非晶性セグメントを持つポリエステル樹脂をエステル交換触媒を用いてエステル交換反応させた樹脂と、前記非晶性樹脂を相溶させる方法が、溶融混練である請求項8に記載のトナーの製造方法。
- 前記結晶性セグメントを持つポリエステル樹脂と非晶性セグメントを持つポリエステル樹脂をエステル交換触媒を用いてエステル交換反応させた樹脂が、溶融混練によって得られる請求項8又は9に記載のトナーの製造方法。
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