JP6929759B2 - トナー - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真方式、静電記録方式、及び、静電印刷方式などに用いられるトナーに関する。
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及するに従い、更なる高速化、高画質化はもちろんのこと、省エネルギー性能、色味安定性能、及びメンテナンスフリー性能など、維持費用等の付加的な性能の向上も要求されている。
求められている具体的トナーとしては、メンテナンスフリー対応策として、サービスマンによる現像剤の交換頻度を抑えるために、長期の画像出力においても劣化しにくいトナーや、省エネルギー対応策として、定着工程での消費電力を低下させるために、より低い温度で定着できるトナーが求められている。
そこで、長期の画像出力においても劣化にしにくいトナーとして、トナー表面に大粒径の無機微粒子を添加し、スペーサー効果を発現させる提案(特許文献1)や、ゴム弾性を有し、低いガラス転移温度の樹脂である熱可塑性エラストマー樹脂を用いる提案(特許文献2)や、ポリエチレンなどの熱可塑性エラストマー樹脂を用いる提案(特許文献3)がなされている。
特開2012−063607号公報 特開2011−128410号公報 特開平1−183667号公報
特許文献1に記載のトナーは、初期の画像出力においては、スペーサー効果によるトナーの流動性や付着性が担保され、高画質の画像出力が可能となっている。しかし、結着樹脂としてポリエステルやスチレンアクリル樹脂を用いているため、長期の画像出力における現像器の撹拌等により、大粒径の無微微粒子がトナー表面に埋没し、トナーの付着性が高くなることから、転写効率が低下し、画質濃度が低下する場合があった。つまり、長期の画像出力においては、現像剤の交換等のメンテナンスが必要になる場合があった。
一方、特許文献2に記載のトナーは、低いガラス転移温度であるため、優れた低温定着が可能となっている。さらには長期の画像出力においても、ゴム弾性により無機微粒子の埋没が抑制され、トナーの流動性や付着性が担保されている。しかし、ゴム弾性が強いが故に、トナー表面に付着されている無機微粒子が遊離しやすく、その無機微粒子がクリーニング不良を招き、帯電部材や紙面上に縦スジ状の汚れを発生させるため、やはり帯電部材や静電潜像担持体の交換等のメンテナンスが必要になる場合があった。
また、特許文献3に記載のトナーは、熱可塑性エラストマーのポリエチレンを用いているものの、ポリエチレンをコアとして、非晶性樹脂によるシェル化しているため、前記トナーと同様に無機微粒子がトナー表面に埋没し、転写効率が低下し、画質濃度が低下するため、やはり現像剤の交換等のメンテナンスが必要になる場合があった。さらに、実施例を顧みると、シェル層の膜厚が400nm程度と推測され、前記に挙げられた大粒径の無機微粒子を添加しても、無機微粒子の埋没の問題を解消できる構成ではなかった。また、400nm以上の粒径の無機微粒子を添加することで、無機微粒子の埋没の問題は解消できるものの、曲率が小さくなり、スペーサー効果が得られなかった。
以上のことから、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制はトレードオフ関係にあり、このトレードオフ関係を脱却し、優れた低温定着性を示した上で、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できるトナーの開発が急務となっている。
本発明は、樹脂1で構成されているコアおよび非晶性樹脂2で構成されているシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子、ならびに、前記トナー粒子の表面に露出する無機微粒子を有するトナーであって、
前記樹脂1の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hコアが、300nm以上500nm以下であり、かつ、塑性変形率Hコアが、1%以上30%以下であり、
前記非晶性樹脂2のTgが、50℃以上70℃以下であり、
前記非晶性樹脂2の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hシェルが、50nm以上100nm以下であり、かつ、塑性変形率Hシェルが、40%以上90%以下であり、
前記無機微粒子の平均粒径D無機微粒子が、90nm以上300nm以下であり、
前記シェルの平均膜厚sシェルおよび前記平均粒径D無機微粒子が、下記式(1)を満たし、
0.3≦sシェル/D無機微粒子≦0.9 (1)
前記トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さが、20nm以上100nm以下であることを特徴とするトナーに関する。
本発明のトナーを用いることにより、優れた低温定着性を示した上で、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持したトナーを提供することができる。
超微小硬度測定装置により測定した樹脂の変位結果の一例である。
本発明のトナーは、樹脂1で構成されているコアおよび非晶性樹脂2で構成されているシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子、ならびに、前記トナー粒子の表面に露出する無機微粒子を有するトナーであって、
前記樹脂1の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hコアが、300nm以上500nm以下であり、かつ、塑性変形率Hコアが、1%以上30%以下であり、
前記非晶性樹脂2のTgが、50℃以上70℃以下であり、
前記非晶性樹脂2の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hシェルが、50nm以上100nm以下であり、かつ、塑性変形率Hシェルが、40%以上90%以下であり、
前記無機微粒子の平均粒径D無機微粒子が、90nm以上300nm以下であり、
前記シェルの平均膜厚sシェルおよび前記平均粒径D無機微粒子が、下記式(1)を満たし、
0.3≦sシェル/D無機微粒子≦0.9 (1)
前記トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さが、20nm以上100nm以下であることを特徴とする。
特許文献3に記載のように、コアシェルの思想は、保存性や帯電維持性の観点からシェル層の膜厚をしっかり担保する思想に基づいている。そのため、温湿度の変化に対しては、耐性を有するトナーが得られるものの、スペーサー効果を期待して添加している無機微粒子の挙動は、シェル層の材料特性に由来し、制御しているとは言い難かった。具体的には、シェル層の材料として、非晶性樹脂を用いている場合は、無機微粒子の遊離は抑制できるものの、無機微粒子の埋没が発生していた。一方、エラストマー樹脂を用いている場合は、無機微粒子の埋没は抑制できるものの、無機微粒子の遊離が発生していた。
以上のことから、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制はトレードオフ関係にあり、このトレードオフ関係を脱却し、優れた低温定着性を示した上で、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できるトナーへの改良の余地があった。
そこで、本発明者等は、優れた低温定着性、転写性、及び、クリーニング性を示すトナーの検討を進めた。その結果、本発明者等は、シェル層の膜厚に対する従来の概念から脱却し、シェル層は無機微粒子を担持する役割に特化させることを見出した。具体的には、無機微粒子の平均粒径よりもシェル層の膜厚は小さくし、無機微粒子を担持できるように、シェル層の変位と塑性変形率を制御することが重要であることが見出した。一方、コアがシェル層と同様の材料の場合は、シェル層の膜厚を小さくし、無機微粒子を担持できる構成にしても、長期間の画像出力において、コアにまで無機微粒子が埋没してしまう。そのため、コアは、トナーへの負荷を軽減し、コアにまで無機微粒子が埋没してこない材料にすべきであることを見出した。具体的には、コアは、ゴム弾性を発現させる材料であり、その材料の変位と塑性変形率を制御することが重要であることが見出した。その結果、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制のトレードオフ関係を脱却し、優れた低温定着性を示した上で、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できるようになった。
本発明のトナーは、コアシェル構造を有し、コアを構成している樹脂1の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hコアが、300nm以上500nm以下であり、かつ、塑性変形率Hコアが、1%以上30%以下であり、シェルを構成している非晶性樹脂2の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hシェルが、50nm以上100nm以下であり、かつ、塑性変形率Hシェルが、40%以上90%以下である。その結果、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制のトレードオフ関係を脱却し、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できる。ここで、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位や塑性変形率を規定している理由は、実機におけるトナー1粒にかかる最大荷重が50μNであることをシミュレーション等により導き出したことに基づいている。
変位hコアが、300nm以上500nm以下である場合、コアがクッション材として作用することができる変位を有しているため、トナー1粒にかかる荷重を吸収することができ、無機微粒子の埋没を抑制することができる。一方、変位hコアが、300nm未満である場合、コアの変位が小さいため、トナー1粒にかかる荷重を十分吸収することができず、コアにまで無機微粒子が埋没しやすくなる。また、変位hコアが、500nmより大きい場合、コアの変位変化に対して、シェルが追従できず、シェル層の剥がれが発生し、結果として無機微粒子の遊離が発生してしまう。
塑性変形率Hコアが、1%以上30%以下である場合、コアがゴム弾性を有しているため、コアまでの無機微粒子の埋没を抑制することができ、シェル層に無機微粒子を留めることができるため、長期間の画像出力においても、スペーサー効果を発現させることができる。一方、塑性変形率Hコアが1%未満である場合、材料設計上融点が下がりすぎるため、高温高湿環境下における長期間の画像出力において、コアが溶融変形しやすくなり、コアにまで無機微粒子が埋没しやすくなる。また、塑性変形率Hコアが30%より大きい場合、無機微粒子の埋没を抑制できる十分なゴム弾性が発現しないため、コアにまで無機微粒子が埋没しやすくなる。
変位hシェルが、50nm以上100nm以下である場合、シェル層に無機微粒子を担持できるため、無機微粒子の遊離を抑制することができる。一方、変位hシェルが、50nm未満である場合、シェルの硬度が高く、変位が小さいため、シェル層に無機微粒子を担持することができず、無機微粒子が遊離しやすくなる。また、変位hシェルが、100nmより大きい場合、シェルの硬度が低く、変位が大きいため、無機微粒子が埋没しやすくなる。
塑性変形率Hシェルが、40%以上90%以下である場合、シェル層が適度な形状変化をすることを意味し、その結果シェル層に無機微粒子を担持できるため、無機微粒子の遊離を抑制することができる。一方、塑性変形率Hシェルが、40%未満である場合、ゴム弾性が強すぎるため、シェル層に無機微粒子を担持することができず、無機微粒子が遊離しやすくなる。また、塑性変形率Hシェルが、90%より大きい場合、シェルの硬度が低く、変位が大きいため、無機微粒子が埋没しやすくなる。
さらに、本発明のトナーは、シェルを構成している非晶性樹脂2のTgが、50℃以上70℃以下である。その結果、優れた低温定着性を発現しつつ、高温高湿環境下における長期間の画像出力においても、無機微粒子の埋没を抑制することができる。
非晶性樹脂2のTgが、50℃以上70℃以下である場合、保存性や帯電維持性を担保しつつ、優れた低温定着性を発現することができる。その理由は、本発明のトナーは、シェル層に無機微粒子を担持させるため、シェル層の膜厚を薄膜化しているため、低温定着性を阻害しない構成になっているからである。一方、非晶性樹脂2のTgが、50℃未満である場合、高温高湿環境下における長期間の画像出力において、シェルの硬度が低下し、無機微粒子が埋没しやすくなる。また、非晶性樹脂2のTgが、70℃より大きい場合、シェルの硬度が高く、シェル層に無機微粒子を担持することができず、無機微粒子が遊離しやすくなる。
さらに、本発明のトナーは、無機微粒子の平均粒径D無機微粒子が、90nm以上300nm以下である。その結果、無機微粒子のスペーサー効果により、優れた転写性を発現することができる。
無機微粒子の平均粒径D無機微粒子が、90nm以上300nm以下である場合、トナー粒子の粒径に対して無機微粒子が最適な曲率を有するため、スペーサー効果を発現することができる。一方、無機微粒子の平均粒径D無機微粒子が、90nm未満である場合、無機微粒子の粒径が小さいため、スペーサー効果が得られにくい。さらに、無機微粒子は埋没もしやすくなる。また、無機微粒子の平均粒径D無機微粒子が、300nmより大きい場合、無機微粒子の曲率が小さいため、スペーサー効果が得られにくい。さらに、無機微粒子は遊離もしやすくなる。
さらに、本発明のトナーは、シェルの平均膜厚sシェルおよび前記平均粒径D無機微粒子が、下記式(1)を満たしている。
0.3≦sシェル/D無機微粒子≦0.9 (1)
その結果、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制のトレードオフ関係を脱却し、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できる。
シェル/D無機微粒子が0.3以上0.9以下である場合、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制を両立できる。一方、sシェル/D無機微粒子が0.3未満である場合、無機微粒子の粒径に対して、シェル層の膜厚が薄すぎるため、無機微粒子が遊離しやすくなる。また、sシェル/D無機微粒子が0.9より大きい場合、無機微粒子の粒径に対して、シェル層の膜厚が厚すぎるため、無機微粒子が埋没しやすくなる。
さらに、本発明のトナーは、トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さが、20nm以上100nm以下である。その結果、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制のトレードオフ関係を脱却し、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できる。
トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さ(露出径)が、20nm以上100nm以下である場合、無機微粒子がシェル層に最適に担持されているため、無機微粒子の遊離抑制と埋没抑制を両立できる。一方、トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さが、20nm未満である場合、無機微粒子が埋没傾向にあるため、スペーサー効果が得られにくい。また、トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さが、100nmより大きい場合、無機微粒子が遊離しやすい。
また、本発明のトナーは、コアを構成する樹脂1が、エステル基含有オレフィン系共重合体を50質量%以上含有していることが好ましい。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、コアがゴム弾性を発現し、長期間の画像出力において優れた転写性を維持できる。
樹脂1がエステル基含有オレフィン系共重合体を50質量%以上含有している場合、低いガラス転移温度のエラストマー樹脂が主成分であるため、優れた低温定着性を発現することができる。さらに、コアがクッション材として働き、無機微粒子の埋没を抑制することができる。
また、本発明のトナーは、エステル基含有オレフィン系共重合体が、下記式(2)で示されるユニットY1と、下記式(3)で示されるユニットおよび下記式(4)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2とを有していることが好ましい。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、コアがゴム弾性を発現し、長期間の画像出力において優れた転写性を維持できる。
Figure 0006929759
(式中、R1はHまたはCH3を示し、R2はHまたはCH3を示し、R3はCH3またはC25を示し、R4はHまたはCH3を示し、R5はCH3またはC25を示す。)
エステル基含有オレフィン系共重合体が、前記式(2)で示されるユニットY1と、前記式(3)で示されるユニットおよび前記式(4)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2とを有している場合、低いガラス転移温度のエラストマー樹脂であるため、優れた低温定着性を発現することができる。さらに、コアがクッション材として働き、無機微粒子の埋没を抑制することができる。
以下、前記式(3)で示されるユニットおよび前記式(4)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2に関し具体的に説明する。エステル基含有オレフィン系共重合体が、前記式(2)で示されるユニットおよび前記式(3)で示されるユニットにおいて、式中のR1がH、R2がH、R3がCH3であるエチレン−酢酸ビニル共重合体や、前記式(2)で示されるユニットおよび前記式(4)で示されるユニットにおいて、R1がH、R4がH、R5がCH3であるエチレン−アクリル酸メチル共重合体、前記式(2)で示されるユニットおよび前記式(4)で示されるユニットにおいてR1がH、R4がH、R5がC25であるエチレン−アクリル酸エチル共重合体、および前記式(2)および前記式(4)で示されるユニットにおいて、R1がH、R4がCH3、R5がCH3であるエチレン−メタクリル酸メチル共重合体は、ポリエチレンよりも融点を低く設計できるため、優れた低温定着性が得られる。また、エラストマーとしてゴム弾性を発現させることができることから、無機微粒子の埋没を抑制することができる。また、体積抵抗の高いポリエチレンに対して、極性基であるエステル基を含有させることでき、少なからず体積抵抗を低くすることができ、摩擦帯電による電荷の局在化を抑制できる。その結果、中間転写体とトナーとの静電付着力を弱めることができるため、優れた転写性が得られる。
また、本発明のトナーは、シェルを構成する非晶性樹脂2が、ポリエステル樹脂を50質量%以上含有していることが好ましい。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、長期間の画像出力において優れたクリーニング性を維持できる。
非晶性樹脂2が、ポリエステル樹脂を50質量%以上含有している場合、過度に分子量を高め過ぎずに、適切なガラス転移温度に設計できるため、優れた低温定着性を発現することができる。さらに、分子量を高め過ぎないため、樹脂の硬度を最適な範囲に制御できるため、無機微粒子の遊離を抑制することができる。
また、本発明のトナーは、無機微粒子が、コロイダルシリカであることが好ましい。その結果、長期間の画像出力において優れた転写性を維持できる。無機微粒子が、コロイダルシリカである場合、コロイダルシリカは、ヒュームドシリカに対して粒度分布がシャープであるため、添加した無機微粒子のほとんどがスペーサー効果を発現することができる。
また、本発明のトナーは、無機微粒子が、トナー粒子100質量部に対して2.0質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。その結果、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できる。無機微粒子が、トナー粒子に対して上記範囲である場合、最適な量の無機微粒子が添加されているため、最大限のスペーサー効果を発現しつつ、無機微粒子の遊離量を最小限にすることができる。
また、本発明のトナーは、コアを構成する樹脂1がカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体を含有することが好ましい。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、長期間の画像出力において優れた転写性を維持できる。
コアを構成する樹脂1がカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体を含有している場合、カルボキシル基が紙表面の水酸基水素結合を形成し、トナーと紙の密着性が高まることから、優れた低温定着性を発現することができる。さらに、カルボキシル基が、適度に空気中の水分を給水することで、トナー表面抵抗の均一性が増し、摩擦帯電による電荷の局在化を抑制できる。その結果、中間転写体とトナーとの静電付着力を弱めることができるため、優れた転写性が得られる。
また、本発明のトナーは、カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が、酸価50mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のエチレン−アクリル酸共重合体またはエチレン−メタクリル酸共重合体であることが好ましい。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、長期間の画像出力において優れた転写性を維持できる。
カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が、酸価50mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のエチレン−アクリル酸共重合体またはエチレン−メタクリル酸共重合体である場合、紙表面の水酸基水素結合を形成するカルボキシル基が十分存在するため、トナーと紙の密着性が高まることから、優れた低温定着性を発現することができる。さらに、カルボキシル基が、適度に空気中の水分を給水することで、トナー表面抵抗の均一性が増し、摩擦帯電による電荷の局在化を抑制できる。その結果、中間転写体とトナーとの静電付着力を弱めることができるため、優れた転写性が得られる。
また、本発明のトナーは、カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が、樹脂1の全質量に対して10.0質量%以上30.0質量%以下であることが好ましい。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、長期間の画像出力において優れた転写性を維持できる。カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が、樹脂1の全質量に対して10.0質量%以上30.0質量%以下である場合、紙表面の水酸基水素結合を形成するカルボキシル基が十分存在するため、トナーと紙の密着性が高まることから、優れた低温定着性を発現することができる。さらに、カルボキシル基が、適度に空気中の水分を給水することで、トナー表面抵抗の均一性が増し、摩擦帯電による電荷の局在化を抑制できる。その結果、中間転写体とトナーとの静電付着力を弱めることができるため、優れた転写性が得られる。
<エステル基含有オレフィン系共重合体>
本発明におけるエステル基含有オレフィン系共重合体は、エステル基含有オレフィン系共重合体の質量の総和をZ1、前記式(2)、前記式(3)、前記式(4)で示されるユニットの質量をそれぞれl、m、nとする。樹脂成分中に含有される前記エステル基含有オレフィン系共重合体の(l+m+n)/Z1の値は0.80以上であることが低温定着性の観点から好ましく、0.95以上であることがより好ましく、1.00であることがさらに好ましい。
ユニットY1およびユニットY2以外で、エステル基含有オレフィン系共重合体中に含まれてもよいユニットの例としては、例えば、式(5)で示されるユニットや、式(6)で示されるユニットが挙げられる。これらはエステル基含有オレフィン系共重合体を製造する共重合反応の際に相当するモノマーを添加したり、エステル基含有オレフィン系共重合体を高分子反応により変性させることで導入することができる。
Figure 0006929759
本発明におけるエステル基含有オレフィン系共重合体は、エステル基濃度がエステル基含有オレフィン系共重合体の全質量に対して2.0質量%以上18.0質量%以下あることが、低温定着性の観点から好ましい。より好ましくは、11.0質量%以上15.0質量%以下である。本発明のエステル基濃度とは、エステル基含有オレフィン系共重合体中のエステル基[−C(=O)O−]結合部位が質量%でどのくらい含有されているかを示す値であり、具体的には下記式によって表される値である。エステル基濃度がエステル基含有オレフィン系共重合体の全質量に対して2.0質量%以上18.0質量%以下である場合、トナーの保存性を担保できる範囲内でポリエチレンよりも融点を低く設計できるため、低温定着性の観点から好ましい。さらに、エステル基濃度がエステル基含有オレフィン系共重合体の全質量に対して2.0質量%以上18.0質量%以下である場合、エステル基含有オレフィン系共重合体はエラストマーとしてゴム弾性を発現させることができるため、無機微粒子の埋没が軽減され、転写性の観点からも好ましい。さらに、トナーの保存性を担保できる範囲内でポリエチレンよりも極性基であるエステル基を含有させることでき、少なからず体積抵抗を低くすることができ、摩擦帯電による電荷の局在化を抑制でき、中間転写体とトナーとの静電付着力を弱めることができるため、転写性の観点から好ましい。
エステル基濃度(単位:%)=[(N×44)/数平均分子量]×100
(ここで、Nはエステル基含有オレフィン系共重合体の1分子当りのエステル基数の平均であり、44はエステル基[−C(=O)O−]の式量である。数平均分子量は、エステル基含有オレフィン系共重合体の数平均分子量である。)
本発明におけるエステル基含有オレフィン系共重合体の酸価は10mgKOH/g以下であり、好ましくは5mgKOH/g以下であり、実質的に0mgKOH/gであることが帯電維持性の観点から好ましい。エステル基含有オレフィン系共重合体の酸価が上記範囲内である場合、トナーの水分吸着量が少ないため、帯電維持性の観点から好ましい。
本発明におけるエステル基含有オレフィン系共重合体は、メルトフローレートが、5g/10分以上30g/10分以下であることが、低温定着性と耐ホットオフセット性の観点から好ましい。メルトフローレートは、JIS K 7210に基づき、190℃、2.1N(2160g荷重)の条件で測定を行う。樹脂成分中に複数のエステル基含有オレフィン系共重合体を含有する場合は、溶融混合後に前記条件にて測定を行う。メルトフローレートが上記範囲内である場合、溶融特性に優れていることを示し、良好な低温定着性が得られる。さらに溶融後のトナーの粘度が適正な範囲に維持されていることも示している。つまり、定着ニップ出口における紙上のトナーにおいて、溶融変形して紙に定着されているものの、粘性応力を発現させることができるため、定着フィルムに巻き付くことなく、紙上に留まることができるため、耐ホットオフセット性が良化する。メルトフローレートは、エステル基含有オレフィン系共重合体の分子量を変えることで制御することが可能であり、分子量を大きくすることでメルトフローレートを下げることができる。具体的には、エステル基含有オレフィン系共重合体の分子量は、重量平均分子量50000以上500000以下であることが、低温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く、100000以上200000以下がより好ましい。
本発明におけるエステル基含有オレフィン系共重合体の融点は、70℃以上90℃以下であることが、低温定着性の観点から好ましい。融点は、エステル基含有オレフィン系共重合体のエステル基濃度を変えることで制御することが可能であり、エステル基濃度を高めることで融点を下げることができる。エステル基含有オレフィン系共重合体の融点が、70℃以上90℃以下である場合、トナーの保存性を担保しつつ、定着時には溶融し粘度が低下するため、低温定着性が良好となる。また、エステル基含有オレフィン系共重合体の融点が70℃以上90℃以下である場合、エステル基含有オレフィン系共重合体はエラストマーとしてゴム弾性を発現させることができるため、無機微粒子の埋め込まれが軽減され、転写効率の観点からも好ましい。さらに、トナーの保存性を担保できる範囲内でポリエチレンよりも極性基であるエステル基を含有させることでき、少なからず体積抵抗を低くすることができ、摩擦帯電による電荷の立ち上がり速度を速めることができるため、飛散性の観点からも好ましい。
<カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体>
本発明におけるカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体は、前記式(2)で示されるユニットY1に酸基を有する成分をランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合された樹脂、およびそれらの樹脂を高分子反応により改変させたものをさす。共重合される成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、スルホン酸エチルなどが挙げられるが、前記の通り、アクリル酸またはメタクリル酸であることが、低温定着性の観点から好ましい。また、物性に影響しない程度であれば、前記式(2)で示されるユニットY1や前記酸基以外のユニットを含んでもよく、前記式(2)で示されるユニットY1や前記酸基以外のユニットの含有量としては、酸基含有オレフィン系共重合体の全質量に対し、20質量%以下、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下であり、実質的に0質量%であることが、低温定着性の観点からさらに好ましい。また、低温定着性の観点から、前記式(2)で示されるユニットY1は、融点を低く設計できるためポリエチレンが好ましい。
本発明におけるカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体は、コアの表面に配向している。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できる。
コアの表面にカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が配向することにより、コア表面に極性基が配向し、紙表面の水酸基水素結合を形成するため、トナーと紙の密着性が高まることから、優れた低温定着性を発現することができる。さらに、コア表面に極性基により、シェルとの密着性が高まっている。その結果、長期間の画像出力においてもシェルの剥がれ、すなわち優れた転写性が維持され、無機微粒子の遊離が抑制される。
コアの表面にカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が配向していることはFT−IR−ATR法により確認できる。
FT−IR−ATR(Attenuated Total Reflection)法では、試料より高い屈折率を有する結晶(ATR結晶)に、試料を密着させ、臨界角以上の入射角で赤外光を結晶に入射させる。すると、入射光は密着した試料と結晶の界面で全反射をする。この時、赤外光は試料と結晶の界面で反射するのではなく、試料側にわずかににじみこんでから全反射する。このにじみこみ深さは、波長、入射角及びATR結晶の屈折率に依存する。
dp=λ/(2πn1)×[sin2θ−(n1/n22-1/2
dp:にじみ込み深さ
1:試料の屈折率(本発明では1.5としている)
2:ATR結晶の屈折率(ATR結晶がGeの場合の屈折率;4.0、ATR結晶がKRS5の場合の屈折率;2.4)
θ:入射角
このため、ATR結晶の屈折率や入射角を変えることで、にじみこみ深さの異なるFT−IRスペクトルを得ることができる。
具体的には、ATR法を用い、ATR結晶としてGe、赤外光入射角として45°の条件で測定し得られたFT−IRスペクトルにおいて、酸基含有オレフィン系共重合体のカルボキシル基由来と考えられる1680cm-1以上1720cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をカルボキシル基(Ge)、エステル基オレフィン系含有共重合体のエステル基由来と考えられる1725cm-1以上1765cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をエステル基(Ge)としたときのカルボキシル基(Ge)/(エステル基(Ge)+カルボキシル基(Ge))をカルボキシル指数(Ge)とする。前記カルボキシル指数(Ge)は、コア表面からコア中心部に向かうトナー粒子深さ方向において、コアの表面から約0.4μmにおける樹脂1に対するカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体の存在比率に係る指数である。
カルボキシル指数(Ge)は0.15以上0.40以下であることが好ましく、0.20以上0.40以下がより好ましく、0.25以上0.40以下がさらに好ましい。カルボキシル指数(Ge)が0.15以上0.40以下であることによって、コア表層に最適な量の極性基が配向し、シェルとの密着性が高まり、シェルの剥がれが抑制される。
カルボキシル指数(D)は、ATR結晶としてダイヤモンド/KRS5を用いる以外はカルボキシル指数(Ge)と同様に測定を行い、酸基含有オレフィン系共重合体のカルボキシル基由来と考えられる1680cm-1以上1720cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をカルボキシル基(D)、エステル基含有オレフィン系共重合体のエステル基由来と考えられる1725cm-1以上1765cm-1以下の範囲の最大吸収ピーク強度をエステル基(D)とした時のカルボキシル基(D)/(エステル基(D)+カルボキシル基(D))である。前記カルボキシル指数(D)は、コア表面からコア中心部に向かうコア深さ方向において、コア表面から約1.2μmにおける樹脂1に対するカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体の存在比率に係る指数である。
カルボキシル指数(Ge)は、コア粒子の表面近傍のカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体の量の度合いを示しており、カルボキシル指数(D)はコア粒子の内部を含めたカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体の量の度合いを示している。カルボキシル指数(Ge)/カルボキシル指数(D)は、コア粒子中の酸基含有オレフィン系共重合体の表面に偏在する度合いを示す値であり、1.2以上2.4以下であることが好ましく、1.4以上2.4以下であることによって、コア表層に最適な量の極性基が配向し、シェルとの密着性が高まり、シェルの剥がれが抑制される。
本発明における酸基含有オレフィン系共重合体は、メルトフローレートが、10g/10分以上200g/10分以下であることが、低温定着性の観点から好ましい。メルトフローレートは、JIS K 7210に基づき、190℃、2.1N(2160g荷重)の条件で測定を行う。樹脂成分中に複数の酸基含有オレフィン系共重合体を含有する場合は、溶融混合後に前記条件にて測定を行う。メルトフローレートが上記範囲内である場合、エステル基含有オレフィン系共重合体と相溶するため、トナー間誤差なく酸基含有オレフィン系共重合体を均等に含有させることができるため、安定した低温定着性が得られる。メルトフローレートは、酸基含有オレフィン系共重合体の分子量を変えることで制御することが可能であり、分子量を大きくすることでメルトフローレートを下げることができる。具体的には、酸基含有オレフィン系共重合体の分子量は、重量平均分子量50000以上500000以下であることが、低温定着性の観点から好ましく、70000以上200000以下がより好ましい。
本発明におけるカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体は、融点が50℃以上100℃以下であることが、低温定着性及び保存性の観点から好ましい。酸基含有オレフィン系共重合体の融点が50℃以上100℃以下である場合、トナーの保存性を担保しつつ、定着時には溶融し粘度が低下するため、低温定着性及び保存性が良好となる。
<非晶性樹脂>
本発明における非晶性樹脂2にポリエステル樹脂を使用する場合は、以下の構造が挙げられる。
ポリエステル樹脂のポリエステルユニットに用いられるモノマーとしては、多価アルコール(2価又は3価以上のアルコール)と、多価カルボン酸(2価又は3価以上のカルボン酸)、その酸無水物又はその低級アルキルエステルとが用いられる。
ポリエステル樹脂には以下の多価アルコールモノマーを使用することができる。
2価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、又は式(A)で表されるビスフェノール及びその誘導体;式(B)で示されるジオール類;が挙げられる。
Figure 0006929759
(式中、Rはエチレン又はプロピレン基であり、x及びyはそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は0以上10以下である。)
Figure 0006929759
3価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、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、グリセロール、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、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。これらのうち、好ましくはグリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが用いられる。これらの2価のアルコール及び3価以上のアルコールは、単独で又は複数を併用して用いることができる。
ポリエステル樹脂には、以下の多価カルボン酸モノマーを使用することができる。
2価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物及びこれらの低級アルキルエステルが挙げられる。これらのうち、マレイン酸、フマル酸、テレフタル酸、n−ドデセニルコハク酸が好ましく用いられる。
3価以上のカルボン酸、その酸無水物又はその低級アルキルエステルとしては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸無水物又はこれらの低級アルキルエステルが挙げられる。
これらのうち、特に1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、すなわちトリメリット酸又はその誘導体が安価で、反応制御が容易であるため、好ましく用いられる。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、単独で又は複数を併用して用いることができる。
ポリエステル樹脂の製造方法については、特に制限されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、前述のアルコールモノマー及びカルボン酸モノマーを同時に仕込み、エステル化反応又はエステル交換反応、及び縮合反応を経て重合し、ポリエステル樹脂を製造する。また、重合温度は、特に制限されないが、180℃以上290℃以下の範囲が好ましい。ポリエステルユニットの重合に際しては、例えば、チタン系触媒、スズ系触媒、酢酸亜鉛、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム等の重合触媒を用いることができる。スズ系触媒を使用して重合されたポリエステル樹脂がより好ましい。
また、ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂に他の樹脂成分を含有するハイブリッド樹脂であってもよい。例えば、ポリエステル樹脂とビニル系樹脂とのハイブリッド樹脂が挙げられる。ハイブリッド樹脂のような、ビニル系樹脂やビニル系共重合ユニットとポリエステル樹脂の反応生成物を得る方法としては、ビニル系樹脂やビニル系共重合ユニット及びポリエステル樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在しているところで、どちらか一方又は両方の樹脂の重合反応を行う方法が好ましい。
例えば、ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル系共重合体と反応し得るものとしては、例えば、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸のような不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が挙げられる。一方、ビニル系樹脂成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反応し得るものとしては、カルボキシ基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸エステル類又はメタクリル酸エステル類が挙げられる。
また、ポリエステル樹脂の酸価は5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることが、コア樹脂との付着性を高め、シェルの強度を高めるために好ましい。さらに、ポリエステル樹脂の水酸基価は20mgKOH/g以上70mgKOH/g以下であることが、低温定着性と保存性の観点から好ましい。
本発明における非晶性樹脂2には、ポリエステル樹脂以外に、従来非晶性樹脂として知られている種々の樹脂化合物を使用することができる。
例えばフェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロインデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。
<結着樹脂>
本発明におけるコアを構成する樹脂1は、前記エステル基含有オレフィン系共重合体や前記カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系有共重合体以外に、他の重合体を併用してもよい。具体的には、下記の重合体などを用いることが可能である。ポリスチレン、ポリ−p−クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン−p−クロルスチレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタリン共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが挙げられる。
<離型剤>
本発明におけるトナー粒子は、離型剤としてシリコーンオイルを含有することが好ましい。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等を用いることができる。この中でも、ジメチルシリコーンオイルが、耐ホットオフセットの観点から好ましい。シリコーンオイルがジメチルシリコーンオイルである場合、エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体との極性差が大きくなるため、定着時にシリコーンオイルが染み出しやすく、定着フィルムと画像上のトナー層との間に、シリコーンオイルの界面を形成し泣き別れるため、耐ホットオフセット性の観点から好ましい。
本発明におけるシリコーンオイルは、樹脂成分の総量100質量部に対して15質量部以上30質量部以下であることが、定着時にシリコーンオイルが十分染み出すため、耐ホットオフセットの観点から好ましい。
本発明におけるシリコーンオイルは、25℃における動粘度が300mm2/s以上1000mm2/s以下であることが、定着時にシリコーンオイルが十分染み出すため、耐ホットオフセット性の観点から好ましい。
<可塑剤>
本発明におけるトナー粒子は、融点が50℃以上100℃以下の脂肪族炭化水素化合物を、樹脂成分の総量100質量部に対して1質量部以上40質量部以下含有することが低温定着性の観点から好ましい。脂肪族炭化水素化合物は加熱するとエステル基含有オレフィン系共重合体を可塑化することができる。そのために、トナー中に脂肪族炭化水素化合物を含有させることで、トナーを加熱定着時にマトリックスを形成しているエステル基含有オレフィン系共重合体が可塑化し、低温定着性が良化する。さらに、融点が50℃以上100℃以下の脂肪族炭化水素化合物はエステル基含有オレフィン系共重合体の核剤としても作用する。そのために、エステル基含有オレフィン系共重合体のミクロな運動性が抑制され帯電維持性が良化する。脂肪族炭化水素化合物は、樹脂成分の総量100質量部に対して10質量部以上30質量部以下含有されることが低温定着性と帯電維持性の観点からより好ましい。
具体的な脂肪族炭化水素化合物としては、ヘキサコサンや、トリアコサン、ヘキサトリアコサンなどの炭素数が20以上60以下の飽和炭化水素が挙げられる。
<着色剤>
本発明におけるトナー粒子は、着色剤を含有していてもよい。着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;イエロー着色剤、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。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。
マゼンタトナー用顔料としては、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。
マゼンタトナー用染料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27;C.I.ディスパーバイオレット1のような油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28のような塩基性染料。
シアントナー用顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
シアントナー用染料としては、C.I.ソルベントブルー70が挙げられる。
イエロートナー用顔料としては、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。
イエロートナー用染料としては、C.I.ソルベントイエロー162が挙げられる。
これらの着色剤は、単独または混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、及びトナーへの分散性の点から選択される。
着色剤の含有量は、樹脂成分の総量100質量部に対して0.1質量部以上30.0質量部以下であることが好ましい。
<無機微粒子>
本発明における無機微粒子は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。
本発明におけるトナーは、必要に応じて前記無機微粒子以外の無機微粒子を含有してもよい。具体的には、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムのような無機微粒子が好ましい。
流動性向上のための無機微粒子としては、比表面積が50m2/g以上400m2/g以下のシリカや酸化チタンが好ましい。帯電性のための無機微粒子としては、酸化チタンが好ましい。
無機微粒子の総含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。トナー粒子と無機微粒子との混合は、ヘンシェルミキサーのような公知の混合機を用いることができる。
<現像剤>
本発明におけるトナーは、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、また、長期にわたり安定した画像を供給するために、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もできる。
該磁性キャリアとしては、例えば、酸化鉄;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、及び希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、それらの酸化物粒子;フェライトなどの磁性体;磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー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);など、一般に公知のものを使用できる。
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、その際の磁性キャリアの混合比率は、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%以下であることが好ましく、より好ましくは4質量%以上13質量%以下である。
<トナーの製造方法>
本発明のトナー粒子は、任意の方法で製造することができるが、水系媒体中にて製造されるトナー粒子であることが好ましい。その理由は、水系媒体中で製造することにより、本発明のトナー粒子のようなカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体を含有する場合には、トナー粒子の表面に酸基含有オレフィン系共重合体が配向しやすくなる。その結果、優れた低温定着性を示しつつ、長期間の画像出力において優れた転写性とクリーニング性を維持できる。更に後述の乳化凝集法で製造される乳化凝集トナーであることが、転写性の観点からより好ましい。その理由は、トナー粒子の凝集時から、多価金属イオンとカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体の酸基との塩形成が起こるため、トナー表層に微分散した疎水性と親水性のドメインマトリックスを形成させることができるからである。その結果、摩擦帯電による電荷の局在化を抑制でき、中間転写体とトナーとの静電付着力を弱めることができるため、優れた転写性が得られる。
<乳化凝集法>
乳化凝集法とは、目的の粒子径に対して、十分に小さい、トナーの構成材料から成る微粒子の水系分散液を前もって準備し、その微粒子を水系媒体中でトナーの粒子径になるまで凝集し、加熱により樹脂を融着させてトナーを製造する方法である。
すなわち、乳化凝集法では、トナーの構成材料から成る微粒子分散液を作製する分散工程、トナーの構成材料から成る微粒子を凝集させて、トナーの粒子径になるまで粒子径を制御する凝集工程、得られた凝集粒子に含まれる樹脂を融着させる融合工程、その後の冷却工程、得られたトナーをろ別し、過剰な多価金属イオンを除去する金属除去工程、イオン交換水などで洗浄するろ過・洗浄工程、及び洗浄したトナーの水分を除去し乾燥する工程を経てトナーが製造される。
乳化凝集法においては、有機溶剤との接触工程および分離工程は、ろ過・洗浄工程で得られたトナーのウェットケーキに対し有機溶剤で処理する工程、または最終的に乾燥工程を経て得られたトナーに対し、有機溶剤で処理する工程も場合によっては行う。
以下、乳化凝集法における各工程を説明する。
<分散工程>
(樹脂微粒子分散液)
樹脂微粒子分散液は、公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。公知の方法としては、例えば、乳化重合法、自己乳化法、有機溶剤に溶解させた樹脂溶液に水系媒体を添加していくことで樹脂を乳化する転相乳化法、又は、有機溶剤を用いず、水系媒体中で高温処理することで強制的に樹脂を乳化する強制乳化法が挙げられる。
具体的には、樹脂をこれらが溶解する有機溶媒に溶解して、界面活性剤や塩基性化合物を加える。その際、樹脂が融点を有する結晶性樹脂であれば、融点以上に加熱して溶解させれば良い。続いて、ホモジナイザーなどにより撹拌を行いながら、水系媒体をゆっくり添加し樹脂微粒子を析出させる。その後、加熱又は減圧して溶剤を除去することにより、樹脂微粒子の水系分散液を作製する。ここで、エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体を溶解するために使用する有機溶媒としては、エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体を溶解できるものであればどのようなものでも使用可能であるが、トルエンなどの水と均一相を形成する有機溶媒を用いることが、粗粉の発生を抑える観点から好ましい。
分散工程時に使用する界面活性剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、カルボン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
分散工程時に使用する塩基性化合物としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの無機塩基;アンモニア、トリエチルアミン、トリメチルアミン、ジメチルアミノエタノール、及びジエチルアミノエタノールなどの有機塩基が挙げられる。塩基性化合物は1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、水系分散液中における結着樹脂微粒子の分散粒径は、トナー粒子として適切な体積平均粒径である3μm以上10μm以下のトナー粒子を得ることが容易である観点から、体積分布基準の50%粒径(D50)が0.05μm以上1.0μm以下であることが好ましく、0.05μm以上0.4μm以下であることがより好ましい。なお、体積分布基準の50%粒径(D50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を使用する。
(着色剤微粒子分散液)
必要に応じて用いられる着色剤微粒子分散液は、以下に挙げる公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。
着色剤、水系媒体及び分散剤を公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機により混合することで調製できる。ここで用いる分散剤は、界面活性剤及び高分子分散剤といった公知のものを使用できる。
界面活性剤及び高分子分散剤のいずれの分散剤も後述する洗浄工程において除去できるが、洗浄効率の観点から、界面活性剤が好ましい。
界面活性剤としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、及びせっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、及び4級アンモニウム塩型のようなカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、及び多価アルコール系のようなノニオン界面活性剤が挙げられる。
これらの中でもノニオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤が好ましい。また、ノニオン界面活性剤とアニオン界面活性剤とを併用してもよい。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。界面活性剤の水系媒体中における濃度は、0.5質量%以上5質量%以下になるようにするとよい。
着色剤微粒子分散液における着色剤微粒子の含有量は特に制限はないが、着色剤微粒子分散液の全質量に対して1質量%以上30質量%以下であることが好ましい。
また、水系分散液中における着色剤微粒子の分散粒径は、最終的に得られるトナー中での着色剤の分散性の観点から、体積分布基準の50%粒径(D50)が0.5μm以下であることが好ましい。また、同様の理由で、体積分布基準の90%粒径(D90)が2μm以下であることが好ましい。なお、水系媒体中に分散した着色剤微粒子の分散粒径は、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA−EX150:日機装製)で測定する。
着色剤を水系媒体中に分散させる際に用いる公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機としては、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、圧力式ホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、及びペイントシェーカーが挙げられる。これらを単独もしくは組み合わせて用いてもよい。
(可塑剤微粒子分散液)
可塑剤微粒子分散液は、以下に挙げる公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。
可塑剤微粒子分散液は、界面活性剤を含有した水系媒体に可塑剤を加え、可塑剤の融点以上に加熱するとともに、強い剪断付与能力を有するホモジナイザー(例えば、エム・テクニック社製の「クレアミックスWモーション」)や圧力吐出型分散機(例えば、ゴーリン社製の「ゴーリンホモジナイザー」)で粒子状に分散させた後、融点未満まで冷却することで作製することができる。
水系分散液中における可塑剤微粒子の分散粒径は、体積分布基準の50%粒径(D50)が0.03μm以上1.0μm以下であることが好ましく、0.1μm以上0.5μm以下であることがより好ましい。また、1μm以上の粗大粒子が存在しないことが好ましい。
可塑剤微粒子の分散粒径が上記範囲内であることで、トナー中に可塑剤が微分散して存在させることが可能となり、定着時の可塑効果を最大限発現させ、良好な低温定着が可能となる。なお、水系媒体中に分散した可塑剤微粒子の分散粒径は、動的光散乱式粒度分布計(ナノトラックUPA−EX150:日機装製)で測定する。
(シリコーンオイル微粒子分散液)
シリコーンオイル微粒子分散液は、コアを構成する樹脂1とシリコーンオイルとを混合した複合微粒子分散液として作製することがより好ましい。これは、トナー中のシリコーンオイル含有量を高めつつ、トナー表面のシリコーンオイル量を適正な範囲にしやすいため、転写効率の観点から好ましい。
具体的には、上記樹脂微粒子分散液を作製する工程において、樹脂を有機溶剤に溶解させた溶液にシリコーンオイルを混合しておけば良い。
また、シリコーンオイル微粒子分散液は、別途以下に挙げる公知の方法により調製できるが、これらの手法に限定されるものではない。
シリコーンオイル、水系媒体及び分散剤を公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機により混合することで調製できる。ここで用いる分散剤は、界面活性剤及び高分子分散剤といった公知のものを使用できる。
界面活性剤及び高分子分散剤のいずれの分散剤も後述する洗浄工程において除去できるが、洗浄効率の観点から、界面活性剤が好ましい。
界面活性剤としては、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、及びせっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、及び4級アンモニウム塩型のようなカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、及び多価アルコール系のようなノニオン界面活性剤が挙げられる。
これらの中でもノニオン界面活性剤又はアニオン界面活性剤が好ましい。また、ノニオン界面活性剤とアニオン界面活性剤とを併用してもよい。界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。該界面活性剤の水系媒体中における濃度は、0.5質量%以上5質量%以下になるようにするとよい。
シリコーンオイル微粒子分散液におけるシリコーンオイル微粒子の含有量は特に制限はないが、シリコーンオイル微粒子分散液の全質量に対して1質量%以上30質量%以下であることが好ましい。
また、水系分散液中におけるシリコーンオイルの分散粒径は、トナー表面のシリコーンオイル量を制御しやすい観点から、体積基準の50%粒径(D50)が0.5μm以下であることが好ましい。また、同様の理由で、体積基準の90%粒径(D90)が2.0μm以下であることが好ましい。なお、水系媒体中に分散したシリコーン化合物の分散粒径は、動的光散乱式粒度分布径(ナノトラック:日機装製)などで測定することができる。
シリコーンオイルを水系媒体中に分散させる際に用いる公知の撹拌機、乳化機、及び分散機のような混合機としては、超音波ホモジナイザー、ジェットミル、圧力式ホモジナイザー、コロイドミル、ボールミル、サンドミル、及びペイントシェーカーが挙げられる。これらを単独もしくは組み合わせて用いてもよい。
<混合工程>
混合工程では、結着樹脂微粒子分散液、可塑剤微粒子分散液、シリコーン化合物微粒子分散液、及び必要に応じて着色剤微粒子分散液を混合した混合液を調製する。ホモジナイザー、及びミキサーのような公知の混合装置を用いて行うことができる。
<凝集工程>
凝集工程では、混合工程で調製された混合液中に含まれる微粒子を凝集し、目的とする粒径の凝集体を形成させる。このとき、凝集剤を添加混合し、必要に応じて加熱及び/又は機械的動力を適宜加えることにより、樹脂微粒子、必要に応じて可塑剤微粒子、シリコーン化合物微粒子、及び着色剤微粒子が凝集した凝集体を形成させる。コアシェル構造を形成させる場合、非晶性樹脂2の微粒子分散液以外を混合し凝集させた後に、非晶性樹脂2の微粒子分散液を添加し凝集させる方法が好ましい。
凝集剤としては、2価以上の金属イオンを含有する凝集剤を用いることが好ましい。Mg、Ca、Sr、Al、及びZnからなる群より選択される少なくとも1種の金属イオンを含有する凝集剤がより好ましい。
2価以上の金属イオンを含有する凝集剤は、凝集力が高く、少量の添加により目的を達成することが可能である。これらの凝集剤は、結着樹脂微粒子分散液、可塑剤微粒子分散液、シリコーン化合物分散液、および着色剤微粒子分散液中に含まれるイオン性界面活性剤をイオン的に中和することができる。その結果、塩析及びイオン架橋の効果により、結着樹脂微粒子、可塑剤微粒子、シリコーン化合物微粒子及び着色剤微粒子を凝集させる。
2価以上の金属イオンを含有する凝集剤としては、2価以上の金属塩または金属塩の重合体が挙げられる。具体的には、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウム、及び塩化亜鉛のような2価の無機金属塩が挙げられる。また、塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、硫酸アルミニウム、及び塩化アルミニウムのような3価の金属塩が挙げられる。また、ポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム、及び多硫化カルシウムのような無機金属塩重合体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは1種単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
凝集剤は、乾燥粉末及び水系媒体に溶解させた水溶液のいずれの形態で添加してもよいが、均一な凝集を起こさせるためには、水溶液の形態で添加するのが好ましい。
また、凝集剤の添加及び混合は、混合液中に含まれる樹脂のガラス転移温度または融点以下の温度で行うことが好ましい。この温度条件下で混合を行うことで、比較的に均一に凝集が進行する。混合液への凝集剤の混合は、ホモジナイザー、及びミキサーのような公知の混合装置を用いて行うことができる。本発明における凝集工程は、水系媒体中でトナー粒子サイズの凝集体を形成する工程である。凝集工程において製造される凝集体の体積基準の50%粒径(D50)は、3μm以上10μm以下であることが好ましい。
<融合工程>
融合工程においては、凝集工程で得られた凝集体を含む分散液に、凝集工程と同様の撹拌下で、凝集停止剤が添加される。凝集停止剤としては、界面活性剤の酸性極性基を解離側へ平衡を移動させ、凝集粒子を安定化する塩基性化合物が挙げられる。また、界面活性剤の酸性極性基と凝集剤である金属イオンとのイオン架橋を部分的に解離し、金属イオンと配位結合を形成させることで、凝集粒子を安定化するキレート剤などが挙げられる。これらのうち、凝集停止の効果がより大きいキレート剤が好ましい。
凝集停止剤の作用により、分散液中での凝集粒子の分散状態が安定となった後、結着樹脂のガラス転移温度または融点以上に加熱し、凝集粒子を融合する。
キレート剤としては、公知の水溶性キレート剤であれば特に限定されない。具体的には、酒石酸、クエン酸、及びグルコン酸のようなオキシカルボン酸、並びに、これらのナトリウム塩;イミノジ酸(IDA)、ニトリロトリ酢酸(NTA)、及びエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)、並びに、これらのナトリウム塩;が挙げられる。
キレート剤は、凝集粒子の分散液中に存在する凝集剤の金属イオンに配位することで、この分散液中の環境を、静電的に不安定で凝集しやすい状態から、静電的に安定で更なる凝集が生じにくい状態へと変化させることができる。これにより、分散液中の凝集粒子の更なる凝集を抑え、凝集粒子を安定化させ、トナー粒子をことができる。
キレート剤は、添加量が少量でも効果があり、粒度分布もシャープなトナー粒子が得られることから、3価以上のカルボン酸を有する有機金属塩であることが好ましい。
また、キレート剤の添加量は、凝集状態からの安定化と洗浄効率を両立する観点から、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下であることが好ましく、2.5質量部以上15質量部以下であることがより好ましい。なお、トナー粒子の体積基準の50%粒径(D50)は、3μm以上10μm以下であることが好ましい。
<冷却工程>
冷却工程においては、融合工程で得られたトナー粒子を含む分散液の温度を、結着樹脂の結晶化温度及び/またはガラス転移温度より低い温度まで冷却する工程である。冷却を結晶化温度及び/またはガラス転移温度より低い温度まで行わないと、粗大粒子が発生してしまう。具体的な冷却速度は0.1〜50℃/分である。
<金属除去工程>
金属イオンに対してキレート能を有するキレート化合物を添加により除去される金属除去工程を有すること好ましい。これにより、コア表層の多価金属イオンとカルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体の酸基との塩の濃度が最適に制御することができるため、転写性の観点から好ましい。キレート化合物としては、公知の水溶性キレート剤であれば特に限定されず、前記のキレート剤が使用できる。金属除去性能は、温度に非常に敏感であるため、40℃以上60℃以下で行うことが好ましく、50℃で行うことがより好ましい。
<洗浄工程>
洗浄工程においては、冷却工程で得られたトナー粒子を、洗浄、ろ過、繰り返すことによりトナー粒子中の不純物を除去することができる。具体的にはエチレンジアミンテトラ酢酸(EDTA)及びそのNa塩などのキレート剤を含有した水溶液を用いてトナー粒子を洗浄し、さらに純水で洗浄することが好ましい。純水での洗浄はろ過を複数回繰り返すことによりトナー粒子中の金属塩や界面活性剤などを除くことができる。ろ過の回数は3〜20回が製造効率の点から好ましく、3〜10回がより好ましい。
<有機溶剤と接触させる工程および分離工程>
有機溶剤と接触させる工程および分離工程においては、必要に応じて、洗浄工程で得られたトナー粒子を、有機溶剤と接触させ、分離することにより、有機溶剤と親和性の高い低分子量のシリコーン化合物が洗浄され、分子量分布がシャープなシリコーン化合物の薄膜がトナー表面に形成させることができる。用いられる有機溶剤は、従来の離型剤を洗浄するような溶剤とは異なり、むしろシリコーン化合物との親和性がある一定値以上低いことが重要である。親和性が高すぎると、離型剤であるシリコーン化合物をトナー粒子から引き抜きすぎてしまい、定着分離性が悪化してしまう。従って、本発明の有機溶剤とシリコーン化合物との親和性を制御することが重要である。具体的な有機溶剤としては、エタノール、メタノール、プロパノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、及びこれらの混合物などが挙げられる。
有機溶剤は水を含んでいても良く、含水量は、有機溶剤100質量部に対し、0質量部以上10質量部以下であることが好ましい。有機溶剤の含水量を有機溶剤100質量部に対し、10質量部以下にすることで、トナー粒子表面近傍の低分子量のシリコーン化合物を除去することができる。
トナー粒子と有機溶剤の接触工程の処理時間は、1分以上60分以下であることが好ましい。
トナー粒子と有機溶剤の接触工程において、トナー粒子と有機溶剤を混合してトナー粒子の有機溶剤分散液を得る場合、撹拌は撹拌翼による撹拌でも良く、ホモジナイザーや超音波分散機などによる撹拌でも良いが、トナー粒子を均一に処理する観点から、ホモジナイザーや超音波分散機などでの撹拌下処理することが好ましい。
トナー粒子と前記有機溶剤との分離工程は、接触工程で得られたトナー粒子の有機溶剤分散液あるいは、トナーウェットケーキと有機溶剤の混合物をろ過などにより物理的に分離する工程である。トナー粒子と有機溶剤とを分離することができれば、特に方法に限定されるものではないが、吸引ろ過、加圧ろ過、あるいは遠心分離による分離方法が挙げられる。
トナー粒子と有機溶剤との接触工程および分離工程は、接触と分離の工程を複数回繰り返して処理しても良い。特に、トナーウェットケーキと有機溶剤の混合物を処理する場合は、トナーウェットケーキ中に存在する水の影響により、シリコーン化合物の除去性が落ちる場合があるため、複数回処理することがより好ましい。
<乾燥工程>
乾燥工程においては、上記工程で得られたトナー粒子の乾燥を行う。
<外添工程>
外添工程においては、必要に応じて、乾燥工程で得られたトナー粒子に無機微粒子が外添処理される。具体的には、シリカ、アルミナ、チタニア、炭酸カルシウム等の無機微粒子や、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂微粒子を、乾燥状態で剪断力を印加して添加することが好ましい。
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1及び非晶性樹脂2の50μN荷重をかけた際の変位と塑性変形率測定方法>
樹脂1及び非晶性樹脂2の50μN荷重をかけた際の変位と塑性変形率の測定は、超微小押し込み硬さ試験機「ENT1100a」(エリオニクス製)にて測定を行った。
ステージに樹脂1または非晶性樹脂2を散布し、光学顕微鏡で確認しながら、樹脂1または非晶性樹脂2の1粒が中心にくるように、ステージを移動させ、位置情報を記録し、測定を行った。
測定条件は下記の通りである。
荷重:50μN
分割数:1000回
ステップインターバル:50msec
圧子:50μm平面圧子
実施例1に用いた樹脂1の測定結果を図1に示す。変位は、50μNの試験荷重を加えた時の変位hを読み取った。塑性変形率Hは、50μNの試験荷重を加えたのちに、試験荷重を0μNに戻した際に、戻りきらなかった変位xを読み取り、下記式を用いて、塑性変形率Hを算出した。
塑性変形率H={変位x/変位h}×100
<シェルの平均膜厚の測定方法>
シェルの平均膜厚は、トナー粒子の断面の形態を測定することによって求めることができる。トナー粒子の断面の形態を測定する具体的方法としては、まず、光硬化性のエポキシ樹脂中にトナー粒子を十分分散させた後、紫外線を照射してエポキシ樹脂を硬化さる。得られた硬化物を、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用いて切断し、薄片状のサンプルを作製する。該サンプルに四酸化ルテニウムを用い染色を施した後、透過電子顕微鏡(TEM)(HITACHI社製 H7500)を用い、加速電圧120kVの条件でトナーの断層形態を観察する。前記した観察方法において、四酸化ルテニウムによりトナー粒子の非晶部が強く染色される。その結果、本発明における非晶性樹脂を主成分とするシェル部分が染色され、染色されていない結晶性樹脂を主成分とするコア部分がコントラストとして観察可能となる。尚、観察倍率は20000倍とした。また、上記写真撮影により得られた画像は、インターフェースを介して、600dpiで読み取り、画像解析装置WinROOFVersion5.0(マイクロソフト社製−三谷商事)に導入した。得られたTEM写真をもとに、トナー粒子の断面においてトナー粒子の表面同士を直線で結んだときに最も長い直線をトナー粒子の長軸とし、その長さを長軸直径R(nm)とする。長軸上における二つのコア/シェル界面間の長さをr(nm)としたときに、(R−r)/2(nm)をシェルの膜厚sシェルとした。さらにこの測定をトナー100個について行い、その平均値をシェル平均膜厚sシェルとした。
<トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さの測定>
トナーを試料用板上に載せ、体積平均粒径に近い粒径を有するものを選び出して、バイオレットカラーレーザー顕微鏡(キーエンス社製、機種名「VK−9500」)を用いて、トナーの粒子表面4μmについて、粗さ曲線を測定した。測定は、レンズ倍率150倍、光学ズーム20倍、ピッチ0.05μm、曲率0.08mm以上カットオフの条件で行い、三次元表面形状解析ソフトウェア(三谷商事社製、商品名「SurftopEye」)を用いて、算術平均粗さRaを求めた。100個のトナー粒子について、それぞれRaを求め、その平均値をトナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さとした。
<無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)の測定方法>
無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径は、走査型電子顕微鏡でトナー粒子表面に存在する無機微粒子を観察して求める。走査型電子顕微鏡としては、日立超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S−4800(日立製作所製)を用いる。S−4800の画像撮影条件は以下の通りである。なお、予めエネルギー分散型X線分析装置(EDAX社製)による元素分析を行い、それぞれの粒子がシリカ微粒子、酸化チタン微粒子であることを確認した上で測定を行う。
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(2)S−4800観察条件設定
無機微粒子の一次粒子の個数平均粒径の算出は、S−4800の反射電子像観察により得られた画像を用いて行う。反射電子像は二次電子像と比べて無機微粒子のチャージアップが少ないため、無機微粒子の粒径を精度良く測定することができる。S−4800の筐体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S−4800の「PCSTEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20〜40μAであることを確認する。試料ホルダをS−4800筐体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[0.8kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]及び[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[3.0mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。
(3)無機微粒子の個数平均粒径(D1)の算出
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を100000(100k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作をさらに2度繰り返し、ピントを合わせて、粒径を測定する。トナー粒子表面上の少なくとも300個の無機微粒子について粒径を測定して、平均粒径を求める。
<カルボキシル指数(Ge)とカルボキシル指数(D)の測定方法>
FT−IRスペクトルは、ユニバーサルATR測定アクセサリー(Universal ATR Sampling Accessory)を装着したフーリエ変換赤外分光分析装置(Spectrum One:PerkinElmer社製)を用い、ATR法で測定する。具体的な測定手順は以下の通りである。
赤外光の入射角は45°に設定する。ATR結晶としては、GeのATR結晶(屈折率=4.0)、ダイヤモンド/KRS5のATR結晶(屈折率=2.4)を用いる。その他の条件は以下の通りである。
Range
Start:4000cm-1
End:600cm-1(GeのATR結晶)、400cm-1(KRS5のATR結晶)
Duration
Scan number:16
Resolution:4.00cm-1
Advanced:CO2/H2O補正あり
[Pa(Ge)、Pb(Ge)、Pc(Ge)の算出方法]
(1)GeのATR結晶(屈折率=4.0)を装置に装着する。
(2)Scan typeをBackground、UnitsをEGYに設定し、バックグラウンドを測定する。
(3)Scan typeをSample、UnitsをAに設定する。
(4)トナー粒子をATR結晶の上に、0.01g精秤する。
(5)圧力アームでサンプルを加圧する。(Force Gaugeは90)
(6)サンプルを測定する。
(7)得られたFT−IRスペクトルを、Automatic Correctionでベースライン補正をする。
(8)1680cm-1以上1720cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出し、カルボキシル基(Ge)とする。
(9)1725以上1765cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出し、エステル基(Ge)とする。
(10)カルボキシル基(Ge)/(エステル基(Ge)+カルボキシル基(Ge))をカルボキシル指数(Ge)とする。
〈カルボキシル指数(D)の測定方法並びに算出方法〉
(1)ダイヤモンド/KRS5のATR結晶(屈折率=2.4)を装置に装着する。
(2)Scan typeをBackground、UnitsをEGYに設定し、バックグラウンドを測定する。
(3)Scan typeをSample、UnitsをAに設定する。
(4)トナー粒子をATR結晶の上に、0.01g精秤する。
(5)圧力アームでサンプルを加圧する。(Force Gaugeは90)
(6)サンプルを測定する。
(7)得られたFT−IRスペクトルを、Automatic Correctionでベースライン補正をする。
(8)1680cm-1以上1720cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出し、カルボキシル基(D)とする。
(9)1725cm-1以上1765cm-1以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値を算出し、エステル基(D)とする。
(10)カルボキシル基(D)/(エステル基(D)+カルボキシル基(D))をカルボキシル指数(D)とする。
<エステル基含有オレフィン系共重合体のエステル基濃度測定方法>
エステル基含有オレフィン系共重合体のエステル基濃度は、1H−NMRによって求める。以下の条件で、式(2)におけるアルケニルの水素、式(3)におけるアセチル基又はプロピオニル基の水素、式(4)における酸素に結合したメチル基又はエチレン基の水素の積分比を測定し、それぞれ比較することでそれぞれのユニット比率が算出できる。得られたユニット比率を下記式に導入することで、エステル基濃度が算出できる。
エステル基濃度(単位:質量%)=[(N×44)/数平均分子量]×100
ここで、Nはエステル基含有オレフィン系共重合体の1分子当りのエステル基数の平均であり、44はエステル基[−C(=O)O−]の式量である。
装置:JNM−ECZR series FT NMR(JEOL日本電子社製)
溶媒:重アセトン5ml(テトラメチルシランが化学シフト0.00ppmの内部標準として含まれる)
試料:5mg
繰り返し時間:2.7秒
積算回数:16回
例えば、実施例1に用いられるエステル基含有オレフィン系共重合体1(エチレン−酢酸ビニル共重合体)のユニット比率の算出は、1.14〜1.36ppmのピークがエチレンユニットのCH2−CH2に相当し、2.04ppm付近のピークが酢酸ビニルユニットのCH3に相当するため、それらのピークの積分値の比を計算して行なった。
(トナーから測定する場合)
溶剤への溶解度の差を利用してトナーからエステル基含有オレフィン系共重合体を分離してから測定を行う。
トナーからのエステル基含有オレフィン系共重合体の分離は以下の手順で行う。
第一分離:23℃のMEKにトナーを溶解させ、可溶分(非晶性樹脂)と不溶分(エステル基含有オレフィン系共重合体、カルボキシ基を有する酸基含有オレフィン系共重合体、離型剤、着色剤、無機微粒子)を分離する。
第二分離:50℃のトルエンに、第一分離で得られた不溶分(エステル基含有オレフィン系共重合体、カルボキシ基を有する酸基含有オレフィン系共重合体、離型剤、着色剤、無機微粒子)を溶解させ、可溶分(エステル基含有オレフィン系共重合体、カルボキシ基を有する酸基含有オレフィン系共重合体)と不溶分(離型剤、着色剤、無機微粒子)を分離する。
第三分離:40℃のTHFに、第二分離で得られた可溶分(エステル基含有オレフィン系共重合体、カルボキシ基を有する酸基含有オレフィン系共重合体)を溶解させ、可溶分(エステル基含有オレフィン系共重合体)と不溶分(カルボキシ基を有する酸基含有オレフィン系共重合体)を分離する。
得られた可溶分(エステル基含有オレフィン系共重合体)の1H−NMR測定を行うことで、エステル基含有オレフィン系共重合体のエステル基濃度を測定することができる。
<エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体の酸価測定方法>
酸価とは、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸の如き酸成分を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。測定方法は、JIS−K0070に準じ以下のように測定する。
(1)試薬
・溶剤:トルエン−エチルアルコール混液(2:1)を、使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
・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(95体積%)100mLに溶かす。
・0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液:水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとし、2〜3日放置後ろ過する。標定はJIS K 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
(2)操作
試料として樹脂1〜20gを正しくはかりとり、これに前記溶剤100mL及び指示薬として前記フェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これを前記0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
(3)計算式
次の式によって酸価を算出する。
A=B×f×5.611/S
A:酸価(mgKOH/g)
B:0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(mL)
f:0.1mol/Lの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(g)
具体的には、樹脂又はトナー約3mg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て、以下の条件で測定する。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
測定範囲30乃至180℃の間で、昇温速度10℃/min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乃至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と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、樹脂のガラス転移温度(Tg)とする。さらに、温度60乃至90℃の範囲における温度―吸熱量曲線の最大吸熱ピークになる温度を融解ピーク温度(Tp)とする。
<非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)の測定方法>
<エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体の融点(Tp)の測定方法>
エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体の融点は、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3mg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て、以下の条件で測定する。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
測定範囲30〜180℃の間で、昇温速度10℃/min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と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、非晶性樹脂のガラス転移温度(Tg)とする。さらに、温度60℃〜90℃の範囲における温度―吸熱量曲線の最大吸熱ピークになる温度をエステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体の融点の融解ピーク温度(Tp)とする。
(トナーからのエステル基含有オレフィン系共重合体及びカルボキシ基を有する酸基含有オレフィン系共重合体の分離)
上記の方法と同様に、溶剤への溶解度の差を利用してトナーからエステル基含有オレフィン系共重合体とカルボキシ基を有する酸基含有オレフィン系共重合体を分離してからDSC測定を行う。
<エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体の重量平均分子量(Mw)の測定方法>
エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体の重量平均分子量は、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、135℃で6時間かけて、エステル基含有オレフィン系共重合体及び酸基含有オレフィン系共重合体をトルエンに溶解する。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。なお、サンプル溶液は、トルエンに可溶な成分の濃度が約0.1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:HLC−8121GPC/HT(東ソー社製)
カラム:TSKgel GMHHR−H HT(7.8cm I.D×30cm)2連(東ソー社製)
検出器:高温用RI
温度:135℃
溶媒:トルエン
流速:1.0mL/min
試料:0.1%の試料を0.4mL注入
試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算をすることによって算出する。
<非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)の測定方法>
非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)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、トナー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。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.1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:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−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
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
<トナー及び非晶性樹脂2の軟化点(Tm)の測定方法>
軟化点は、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。
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。
なお、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。
まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Smaxと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Sminとの差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax−Smin)/2)。そして、流動曲線においてピストンの降下量がXとなるときの流動曲線の温度が、1/2法における溶融温度である。
測定には、約1.0gの試料を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、NT−100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。
CFT−500Dの測定条件は、以下の通りである。
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℃/min
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
<トナーの重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)は、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・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)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。
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・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
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50000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・コールター社製)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。
具体的な測定法は以下の通りである。
(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、専用ソフトの「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「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、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)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し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に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。
(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。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(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50000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。
<トナーの平均円形度の測定方法>
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)の測定原理は、流れている粒子を静止画像として撮像し、画像解析を行うというものである。試料チャンバーへ加えられた試料は、試料吸引シリンジによって、フラットシースフローセルに送り込まれる。フラットシースフローに送り込まれた試料は、シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。フラットシースフローセル内を通過する試料に対しては、1/60秒間隔でストロボ光が照射されており、流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。また、扁平な流れであるため、焦点の合った状態で撮像される。粒子像はCCDカメラで撮像され、撮像された画像は512×512画素の画像処理解像度(一画素あたり0.37×0.37μm)で画像処理され、各粒子像の輪郭抽出を行い、粒子像の投影面積Sや周囲長L等が計測される。
次に、上記面積Sと周囲長Lを用いて円相当径と円形度を求める。円相当径とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度Cは、円相当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義され、次式で算出される。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は1.000になり、粒子像外周の凹凸の程度が大きくなればなるほど円形度は小さい値になる。各粒子の円形度を算出後、円形度0.200以上1.000以下の範囲を800分割し、得られた円形度の相加平均値を算出し、その値を平均円形度とする。
具体的な測定方法は、以下の通りである。
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「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、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.2mL加える。
さらに測定試料を約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」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に該コンタミノンNを約2mL添加する。
測定には、標準対物レンズ(10倍)を搭載した該フロー式粒子像分析装置を用い、シース液にはパーティクルシース「PSE−900A」(シスメックス社製)を使用する。該手順に従い調製した分散液を該フロー式粒子像分析装置に導入し、HPF測定モードで、トータルカウントモードにて3000個のトナー粒子を計測する。
そして、粒子解析時の2値化閾値を85%とし、解析粒子径を円相当径1.98μm以上39.96μm以下とし、トナーの平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテックス粒子(例えば、Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
<エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子、酸基含有オレフィン系共重合体微粒子、非晶性ポリエステル樹脂微粒子、シリコーン化合物微粒子、脂肪族炭化水素化合物微粒子、及び、着色剤微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定方法>
エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子、酸基含有オレフィン系共重合体微粒子、非晶性ポリエステル樹脂微粒子、シリコーン化合物微粒子、脂肪族炭化水素化合物微粒子、及び、着色剤微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)の測定には、動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いた。測定試料(樹脂微粒子)の凝集を防ぐため、ファミリーフレッシュ(花王株式会社製)を含む水溶液中に測定試料が分散した分散液を投入して撹拌した後、上記装置に注入し、2回測定を行ってその平均値を求めた。測定条件としては、測定時間を30秒とし、試料粒子屈折率を1.49とし、分散媒を水とし、分散媒屈折率を1.33とした。測定試料の体積粒度分布を測定し、測定結果から累積体積分布における小粒子径側からの累積体積が50%になる粒子径を各微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)として算出した。
下記において、「部」は「質量部」を意味する。
<エステル基含有オレフィン系共重合体1(R1=H、R2=H、R3=CH3)の製造例>
・エチレン 75.2部
(総モル数に対して90.3mol%)
・酢酸ビニル 24.8部
(総モル数に対して9.7mol%)
・イソブチルアルデヒド(連鎖移動剤) 4.2部
・ジ−t−ブチルパーオキサイド(ラジカル発生触媒) 0.0025部
上記材料を秤量し、高圧ポンプを使用して管状反応器に圧送し、反応圧力240MPa、反応ピーク温度250℃の重合条件でポリエチレンと酢酸ビニルとを共重合させ、エステル基含有オレフィン系共重合体1を得た。得られたエステル基含有オレフィン系共重合体1は、重量平均分子量(Mw)が110000、融点(Tp)が86℃、メルトフローレート(MFR)が12g/10分、酸価(Av)が0mgKOH/gであった。
<エステル基含有オレフィン系共重合体2〜6の製造例>
エステル基含有オレフィン系共重合体1の製造例において、それぞれのモノマー及び質量部数を表1となるように変更した以外は同様にして反応を行い、エステル基含有オレフィン系共重合体2〜6を得た。エステル基含有オレフィン系共重合体2〜6の物性を表2に示す。エステル基含有オレフィン系共重合体4は、R1=H、R4=H、R5=C25である。
Figure 0006929759
表1中の略号は以下の通り。
Et:エチレン
VA:酢酸ビニル
EA:アクリル酸エチル
Figure 0006929759
<酸基含有オレフィン系共重合体1の製造例>
・エチレン 86.1部
(総モル数に対して95.0mol%)
・メタクリル酸 13.9部
(総モル数に対して5.0mol%)
・イソブチルアルデヒド(連鎖移動剤) 4.2部
・ジ−t−ブチルパーオキサイド(ラジカル発生触媒) 0.0025部
上記材料を秤量し、高圧ポンプを使用して管状反応器に圧送し、反応圧力240MPa、反応ピーク温度250℃の重合条件でポリエチレンとメタクリル酸とを共重合させ、酸基含有オレフィン系共重合体1を得た。得られた酸基含有オレフィン系共重合体1は、重量平均分子量(Mw)が90000、融点(Tp)が90℃、メルトフローレート(MFR)が60g/10分、酸価(Av)が90mgKOH/gであった。
<酸基含有オレフィン系共重合体2〜6の製造例>
酸基含有オレフィン系共重合体1の製造例において、それぞれのモノマー及び質量部数を表3となるように変更した以外は同様にして反応を行い、酸基含有オレフィン系共重合体2〜6を得た。酸基含有オレフィン系共重合体2〜6の物性を表4に示す。
Figure 0006929759
表3中の略号は以下の通り。
Et:エチレン
MA:メタクリル酸
AA:アクリル酸
Figure 0006929759
<非晶性樹脂1の製造例>
・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(総モル数に対して50.0mol%) 76.3部
・テレフタル酸(総モル数に対して30.0mol%) 16.1部
・コハク酸(総モル数に対して20.0mol%) 7.6部
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒) 0.5部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。
次に反応槽内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、4時間反応させた。
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤) 0.1部
その後、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が所望の温度に達したのを確認してから、上記材料を加え温度を下げて反応を止め、非晶性樹脂1を得た。得られた非晶性樹脂1は、重量平均分子量(Mw)が9000、軟化点(Tm)が100℃、ガラス転移温度(Tg)が60℃、酸価(Av)が5mgKOH/gであった。
<非晶性樹脂2の製造例>
・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(総モル数に対して14.5mol%) 38.9部
・テレフタル酸(総モル数に対して7.2mol%) 8.2部
・コハク酸(総モル数に対して4.8mol%) 3.9部
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒) 0.5部
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。
次に反応槽内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2時間反応させた。さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180℃まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。
・アクリル酸(総モル数に対して14.9mol%) 7.4部
・スチレン(総モル数に対して56.5mol%) 41.7部
・ジブチルパーオキサイド(重合開始剤) 1.5部
その後、上記混合物を滴下ロートにより1時間かけて滴下し、1時間保持した(StAc化反応工程)。
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤) 0.1部
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160℃に維持したまま、1時間反応させ、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が表1に示す所望温度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)、非晶性樹脂2を得た。得られた非晶性樹脂2の重量平均分子量(Mw)が14000、軟化点(Tm)が100℃、ガラス転移温度(Tg)が60℃、酸価(Av)が3mgKOH/gであった。
<非晶性樹脂3〜7の製造例>
非晶性樹脂2の製造例において、それぞれのモノマー及び質量部数を表5となるように変更した以外は同様にして反応を行い、非晶性樹脂3〜7を得た。非晶性樹脂3〜7の物性を表6に示す。
Figure 0006929759
表5中の略号は以下の通り。
BPA−PO: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
TPA:テレフタル酸
SUS:コハク酸
AA:アクリル酸
DEHP:2−エチルヘキシル
ST:スチレン
Figure 0006929759
<エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液の製造例>
・トルエン(和光純薬製) 300g
・エステル基含有オレフィン系共重合体1 100g
上記材料を秤量・混合し、90℃で溶解させた。
別途、イオン交換水700gにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5.0g、ラウリン酸ナトリウム10.0gを加え90℃で加熱溶解させた。次いで前記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで撹拌した。さらに、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)用いて200MPaの圧力で乳化した。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行いエステル基含有オレフィン系共重合体微粒子1の濃度20%の水系分散液(エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液)を得た。
前記エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子1の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.40μmであった。
<エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子2〜6分散液の製造例>
エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液の製造例において、それぞれのエステル基含有オレフィン系共重合体を表7となるように変更した以外は同様にして乳化を行い、エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子2〜6分散液を得た。エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子2〜6分散液の物性を表7に示す。
Figure 0006929759
<酸基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液の製造例>
・トルエン(和光純薬製) 300g
・酸基含有オレフィン系共重合体1 100g
上記材料を秤量・混合し、90℃で溶解させた。
別途、イオン交換水700gにドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5.0g、ラウリン酸ナトリウム10.0g、及び、N,N−ジメチルアミノエタノール6.4gを加え90℃で加熱溶解させた。次いで前記のトルエン溶液と水溶液を混ぜ合わせ、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて7000rpmで撹拌した。さらに、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)用いて200MPaの圧力で乳化した。その後、エバポレーターを用いて、トルエンを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い酸基含有オレフィン系共重合体微粒子1の濃度20%の水系分散液(酸基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液)を得た。
前記酸基含有オレフィン系共重合体微粒子1の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.40μmであった。
<酸基含有オレフィン系共重合体微粒子2〜6分散液の製造例>
酸基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液の製造例において、それぞれの酸基含有オレフィン系共重合体を表8となるように変更した以外は同様にして乳化を行い、酸基含有オレフィン系共重合体微粒子2〜6分散液を得た。酸基含有オレフィン系共重合体微粒子2〜6分散液の物性を表8に示す。
Figure 0006929759
<非晶性樹脂微粒子1分散液の製造例>
・テトラヒドロフラン(和光純薬製) 300g
・非晶性樹脂1 100g
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 0.5g
上記材料を秤量・混合し、溶解させた。
次いで、1mol/Lのアンモニア水を20.0g加え、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス製)を用いて4000rpmで撹拌した。さらに、イオン交換水700gを8g/minの速度で添加し、非晶性樹脂微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、テトラヒドロフランを除去し、イオン交換水で濃度調整を行い非晶性樹脂微粒子1の濃度20%の水系分散液(非晶性樹脂微粒子1分散液)を得た。
非晶性樹脂微粒子1の体積分布基準の50%粒径(D50)は、0.13μmであった。
<非晶性樹脂微粒子2〜7分散液の製造例>
非晶性樹脂微粒子1分散液の製造例において、それぞれの非晶性樹脂を表9となるように変更した以外は同様にして乳化を行い、非晶性樹脂微粒子2〜7分散液を得た。非晶性樹脂微粒子2〜7分散液の物性を表9に示す。
Figure 0006929759
<シリコーンオイル微粒子分散液の製造例>
・シリコーンオイル 100g
(ジメチルシリコーンオイル 信越化学製:KF96−500CS動粘度500mm2/s)
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 5g
・イオン交換水 395g
上記材料を秤量・混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、シリコーンオイルを分散させてなるシリコーンオイル微粒子の濃度20%の水系分散液(シリコーンオイル微粒子分散液)を得た。
前記シリコーンオイル微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.09μmであった。
<脂肪族炭化水素化合物微粒子分散液の製造例>
・脂肪族炭化水素化合物HNP−51(日本精蝋製) 100g
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 5g
・イオン交換水 395g
上記材料を秤量し、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・テクニック製)へ循環させて分散処理を60分間行った。分散処理の条件は、以下のようにした。
・ローター外径3cm
・クリアランス0.3mm
・ローター回転数19000r/min
・スクリーン回転数19000r/min
分散処理後、ローター回転数1000r/min、スクリーン回転数0r/min、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、脂肪族炭化水素化合物微粒子の濃度20%の水系分散液(脂肪族炭化水素化合物微粒子分散液)を得た。
前記脂肪族炭化水素化合物微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.15μmであった。
<着色剤微粒子分散液の製造>
・着色剤 50.0g
(シアン顔料 大日精化製:Pigment Blue 15:3)
・アニオン界面活性剤ネオゲンRK(第一工業製薬製) 7.5g
・イオン交換水 442.5g
上記材料を秤量・混合し、溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業製)を用いて約1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子の濃度10%の水系分散液(着色剤微粒子分散液)を得た。
前記着色剤微粒子の体積分布基準の50%粒径(D50)を動的光散乱式粒度分布計ナノトラックUPA−EX150(日機装製)を用いて測定したところ、0.20μmであった。
<トナー1製造例>
・エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液 360g
・酸基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液 120g
(以上がコアを形成する樹脂1)
・シリコーンオイル微粒子分散液 125g
・脂肪族炭化水素化合物微粒子分散液 150g
・着色剤微粒子分散液 80g
・イオン交換水 160g
前記の各材料を丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した後、10%硫酸マグネシウム水溶液60gを添加した。続いてホモジナイザー ウルトラタラックスT50(IKA社製)を用いて5000r/minで10分間分散した。その後、加熱用ウォーターバス中で撹拌翼を用いて、混合液が撹拌されるような回転数を適宜調節しながらで73℃まで加熱した。73℃で5分保持した後、形成された凝集粒子の体積平均粒径を、コールターマルチサイザーIIIを用い、適宜確認し、重量平均粒径(D4)が約6.00μmである凝集粒子が形成されたところで、下記シェルを形成する樹脂2の材料を3分間かけて投入した。
・非晶性樹脂微粒子1分散液 20g
投入後、73℃で10分保持した後、形成された凝集粒子の重量平均粒径を、コールターマルチサイザーIIIを用い、重量平均粒径(D4)が約6.07μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
前記凝集粒子の分散液に、5%エチレンジアミン4酢酸ナトリウム水溶液330gを追加した後、撹拌を継続しながら、98℃まで加熱した。そして、98℃で1時間保持することで凝集粒子を融合させた。
その後、50℃まで冷却し3時間保持することでエチレン−酢酸ビニル共重合体の結晶化を促進させた。
その後、凝集剤由来の2価の金属イオンの除去工程として、50℃に保持しながら、5%エチレンジアミン4酢酸ナトリウム水溶液で洗浄した。
その後、25℃まで冷却し、ろ過・固液分離した後、イオン交換水で洗浄を行った。洗浄終了後に真空乾燥機を用いて乾燥することで、重量平均粒径(D4)が約6.07μmのトナー粒子1を得た。
・トナー粒子1 100g
・平均粒径130nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した大粒径シリカ微粒子
3g
・平均粒径20nmのヘキサメチルジシラザンで表面処理した小粒径シリカ微粒子
1g
・平均粒径40nmのイソブチルトリメトキシシランで表面処理した酸化チタン微粒子
1g
前記の各材料をヘンシェルミキサーFM−10C型(三井三池化工機製)で回転数30s-1、回転時間10minで混合して、トナー1を得た。トナー1の構成材料を表10に示す。
トナー1の重量平均粒径(D4)は6.07μm、平均円形度は0.975、及び軟化点(Tm)は90℃であった。トナー1の物性を表11に示す。
<トナー2〜38の製造例>
トナー1の製造例において、エステル基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液、酸基含有オレフィン系共重合体微粒子1分散液、非晶性樹脂微粒子1分散液、及び、大粒径シリカ微粒子1を表10となるように変更した以外は同様の操作を行い、トナー2〜38を得た。トナー2〜38の物性を表11に示す。
Figure 0006929759
表10中の略号は以下の通り。
大粒径シリカ微粒子1:コロイダルシリカ
大粒径シリカ微粒子2:ヒュームドシリカ
Figure 0006929759
<磁性コア粒子1の製造例>
・工程1(秤量・混合工程):
Fe23 62.7部
MnCO3 29.5部
Mg(OH)2 6.8部
SrCO3 1.0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。
・工程2(仮焼成工程):
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1000℃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、下記の通りである。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe23d
上記式において、a=0.257、b=0.117、c=0.007、d=0.393
・工程3(粉砕工程):
得られた仮焼フェライトをクラッシャーで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部に対し、水を30部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕した。得られたスラリーを、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。
・工程4(造粒工程):
フェライトスラリーに、仮焼フェライト100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部、バインダーとしてポリビニルアルコール2.0部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)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。
・工程5(焼成工程):
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1300℃まで2時間で昇温し、その後、温度1150℃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。
・工程6(選別工程):
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、体積分布基準の50%粒径(D50)37.0μmの磁性コア粒子1を得た。
<被覆樹脂1の調製>
シクロヘキシルメタクリレートモノマー 26.8g
メチルメタクリレートモノマー 0.2g
メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4g
(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 31.3g
メチルエチルケトン 31.3g
アゾビスイソブチロニトリル 2.0g
上記材料のうち、シクロヘキシルメタクリレートモノマー、メチルメタクリレートモノマー、メチルメタクリレートマクロモノマー、トルエン、メチルエチルケトンを、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び撹拌装置を取り付けた四つ口のセパラブルフラスコに入れ、窒素ガスを導入して充分に窒素雰囲気にした。その後、80℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリルを添加して5時間還流し重合させた。得られた反応物にヘキサンを注入して共重合体を沈殿析出させ、沈殿物を濾別後、真空乾燥して被覆樹脂1を得た。
次いで、30gの被覆樹脂1を、トルエン40g及びメチルエチルケトン30gに溶解させて、重合体溶液1(固形分30質量%)を得た。
<被覆樹脂溶液1の調製>
重合体溶液1(樹脂固形分濃度30%) 33.3g
トルエン 66.4g
カーボンブラックRegal330(キャボット製) 0.3g
(一次粒径25nm、窒素吸着比表面積94m2/g、DBP吸油量75mL/100g)
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時間分散をおこなった。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おこない、被覆樹脂溶液1を得た。
<磁性キャリア1の製造例>
(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、磁性コア粒子1及び被覆樹脂溶液1を投入した(被覆樹脂溶液の投入量は、100部の磁性コア粒子1に対して樹脂成分として2.5部になる量)。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、体積分布基準の50%粒径(D50)38.2μmの磁性キャリア1を得た。
<二成分系現像剤1の製造例>
92.0gの磁性キャリア1と8.0gのトナー1をV型混合機(V−20、セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤1を得た。
<二成分系現像剤2〜38の製造例>
二成分系現像剤1の製造例において、表12のように変更する以外は同様の操作を行い、二成分系現像剤2〜38を得た。
Figure 0006929759
〔実施例1〕
上記二成分系現像剤1を用いて、評価を行った。
画像形成装置として、キヤノン製デジタル商業印刷用プリンターimageRUNNER ADVANCE C5560改造機を用い、シアン位置の現像器に二成分系現像剤1を入れた。装置の改造点としては、定着温度、プロセススピード、現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及び、レーザーパワーを自由に設定できるように変更した。画像出力評価は、所望の画像比率のFFh画像(ベタ画像)を出力し、FFh画像のトナーの載り量が所望になるようにVDC、VD、及びレーザーパワーを調整して、後述の評価を行った。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。
以下の評価方法に基づいて評価し、その結果を表13に示す。
[クリーニング性]
紙:CS−680(68.0g/m2
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2(FFh画像)
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の全面に画像比率5%の罫線チャート
試験環境:低温低湿環境(温度15℃/湿度10%RH(以下L/L))
プロセススピード:377mm/sec
上記評価画像を100000枚出力し、クリーニング性を評価した。クリーニング不良が発生した場合は、帯電ローラ表面や紙上に縦スジ状の汚れが発生する。その状態の目視評価をクリーニング性の評価指標とした。
A:紙上の縦スジなし、帯電ローラの汚れもなし(非常に優れている)
B:紙上の縦スジなし、帯電ローラの汚れあり(優れている)
C:紙上の縦スジが1箇所発生(良好である)
D:紙上の縦スジが2箇所以上5箇所未満発生(問題ないレベルである)
E:紙上の縦スジが5箇所以上(許容できない)
[低温定着性]
紙:GFC−081(81.0g/m2
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.50mg/cm2
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の中心に2cm×5cmの画像を配置
試験環境:低温低湿環境:温度15℃/湿度10%RH(以下「L/L」)
定着温度:150℃
プロセススピード:377mm/sec
上記評価画像を出力し、低温定着性を評価した。画像濃度低下率の値を低温定着性の評価指標とした。画像濃度低下率は、X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を用い、先ず、中心部の画像濃度を測定する。次に、画像濃度を測定した部分に対し、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけてシルボン紙により定着画像を摺擦(5往復)し、画像濃度を再度測定する。そして、下記式を用いて摺擦前後での画像濃度の低下率を算出した。得られた画像濃度の低下率を下記の評価基準に従って評価した。
画像濃度の低下率=(摩擦前の画像濃度−摩擦後の画像濃度)/摩擦前の画像濃度×100
(評価基準)
A:画像濃度の低下率5.0%未満(非常に優れている)
B:画像濃度の低下率5.0%以上、8.0%未満(優れている)
C:画像濃度の低下率8.0%以上、10.0%未満(良好である)
D:画像濃度の低下率10.0%以上、13.0%未満(問題ないレベルである)
E:画像濃度の低下率13.0%以上(許容できない)
[転写性]
紙:CS−680(68.0g/m2
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2(FFh画像)
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の中心に2cm×5cmの画像を配置
試験環境:高温高湿環境(温度30℃/湿度80%RH(以下H/H))
プロセススピード:377mm/sec
評価機の安定化及び耐久評価として、画像比率0.1%の帯チャートを用いて、A4用紙に10000枚出力を行った。その後、静電潜像担持体上に上記評価画像を形成し、中間転写体に転写され、かつ記録紙に転写される前に、評価機を止めた。止めた評価機の中間転写体を取り出し、転写された画像に透明な粘着テープを貼ってトナーを採取し、粘着テープごと記録紙に貼り付けた。光学濃度系で画像の濃度を測定し、粘着テープのみを記録紙に貼った箇所の濃度を差し引き、転写濃度Aを求めた。また、評価機の静電潜像担持体を取り出し、転写残トナーについても同様の方法で転写残濃度Bを求めた。粘着テープは透明で弱粘着のスーパーステック(リンテック社製)を使用し、光学濃度計はX−Riteカラー反射濃度計(X−Rite社製)を使用した。そして、下記式を用いて、転写効率を算出した。得られた転写効率を下記の評価基準に従って評価した。
転写効率={転写濃度A/(転写濃度A+転写残濃度B)}×100
(評価基準)
A:転写効率98.0%以上(非常に優れている)
B:転写効率95.0%以上、98.0%未満(優れている)
C:転写効率92.0%以上、95.0%未満(良好である)
D:転写効率90.0%以上、92.0%未満(問題ないレベルである)
E:転写効率90.0%未満(許容できない)
〔実施例2〜28、及び、比較例1〜10〕
二成分系現像剤2〜38を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表13に示す。
Figure 0006929759

Claims (8)

  1. 樹脂1で構成されているコアおよび非晶性樹脂2で構成されているシェルを有するコアシェル構造を有するトナー粒子、ならびに、前記トナー粒子の表面に露出する無機微粒子を有するトナーであって、
    前記樹脂1の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hコアが、300nm以上500nm以下であり、かつ、塑性変形率Hコアが、1%以上30%以下であり、
    前記非晶性樹脂2のTgが、50℃以上70℃以下であり、
    前記非晶性樹脂2の、超微小硬度測定装置によって50μN荷重をかけた際の変位hシェルが、50nm以上100nm以下であり、かつ、塑性変形率Hシェルが、40%以上90%以下であり、
    前記無機微粒子の平均粒径D無機微粒子が、90nm以上300nm以下であり、
    前記シェルの平均膜厚sシェルおよび前記平均粒径D無機微粒子が、下記式(1)を満たし、
    0.3≦sシェル/D無機微粒子≦0.9 (1)
    前記トナー粒子の表面に露出している無機微粒子の高さが、20nm以上100nm以下であることを特徴とするトナー。
  2. 前記樹脂1が、エステル基含有オレフィン系共重合体を50質量%以上含有しており、
    前記エステル基含有オレフィン系共重合体が下記式(2)で示されるユニットY1と、
    下記式(3)で示されるユニットおよび下記式(4)で示されるユニットの群から選択される少なくとも1種のユニットY2とを有し、
    エステル基濃度が前記エステル基含有オレフィン系共重合体の全質量に対して2.0質量%以上18.0質量%以下である請求項1に記載のトナー。
    Figure 0006929759
    (式中、R1はHまたはCH3を示し、R2はHまたはCH3を示し、R3はCH3またはC25を示し、R4はHまたはCH3を示し、R5はCH3またはC25を示す。)
  3. 前記非晶性樹脂2が、ポリエステル樹脂を50質量%以上含有している請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 前記無機微粒子が、コロイダルシリカである請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナー。
  5. 前記無機微粒子が、トナー粒子100質量部に対して2.0質量部以上5.0質量部以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナー。
  6. 前記樹脂1が、カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体を含有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナー。
  7. 前記カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が、酸価50mgKOH/g以上300mgKOH/g以下のエチレン−アクリル酸共重合体またはエチレン−メタクリル酸共重合体である請求項6に記載のトナー。
  8. 前記カルボキシル基を有する酸基含有オレフィン系共重合体が、前記樹脂1の全質量に対して10.0質量%以上30.0質量%以下である請求項6又は7に記載のトナー。
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