JP7475875B2 - トナー - Google Patents
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Description
シャープメルト性を有する他の結晶性樹脂として、結晶性のビニル系樹脂を使用したトナーが各種提案されている。例えば、特許文献2では、側鎖に結晶性を有するアクリレート系樹脂を用いることで低温定着性と耐熱保存性を両立させるトナーが提案されている。また、特許文献3では、非晶性のビニル系樹脂と結晶性のビニル系樹脂を化学的に結合させた結着樹脂を用いたトナーが提案されている。
上記特許文献のトナーは、低温定着性と耐熱保存性を両立することができ、結晶性ポリエステル樹脂を使用したトナーの弱点であった帯電安定性もある程度改善することができている。しかしながら、これら結晶性のビニル系樹脂を結着樹脂として使用したトナーは帯電の立ち上がりが遅いということがわかってきた。
これにより、印字比率の大きい画像を印刷した直後に印字比率の小さい画像を印刷した場合、現像機に存在しているトナーと新しく現像機内に供給されるトナーの帯電量とが異なることに起因して画像濃度が徐々に変動してしまうことがわかった。この傾向はとくに低湿環境において顕著である。このような現像安定性と低温定着性との両立に関しては、まだ改善の余地がある。
該結着樹脂がポリエステル樹脂であり、
該結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であり、
該重合体Aの含有量が、該結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上10.0質量部以下であり、
該重合体Aが、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%以上60.0モル%以下であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%以上95.0モル%以下であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)及び(2)を満たし、
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
該トナーをFT-IR ATR法で測定したとき、下記式(3)を満たすことを特徴とするトナーに関する。
0.30≦(Ge-a/Ge-r) ・・・(3)
Ge-a;ゲルマニウムを用いた時の該重合体A由来の強度
Ge-r;ゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
該結着樹脂がポリエステル樹脂であり、
該結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であり、
該重合体Aの含有量が、該結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上10.0質量部以下であり、
該重合体Aが、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%以上60.0モル%以下であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%以上95.0モル%以下であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)及び(2)を満たし、
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
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該トナーをFT-IR ATR法で測定したとき、下記式(3)を満たすことを特徴とする。
0.30≦(Ge-a/Ge-r) ・・・(3)
Ge-a;ゲルマニウムを用いた時の該重合体A由来の強度
Ge-r;ゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
21.00≦SP21 ・・・(2)
21.00≦SP21≦40.00 ・・・(2)’
25.00≦SP21≦30.00 ・・・(2)”
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
3.00≦(SP21-SP11)≦20.00 ・・・(1)’
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5.00≦(SP21-SP11)≦15.00 ・・・(1)”’
炭素数1以上26以下のアルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、t-ブチルアルコール、ペンタノール、ヘプタノール、オクタノール、2-エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、ドデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セタノール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、イソステアリルアルコール、エライジルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、ノナデシルアルコール、ヘンエイコサノール、ベヘニルアルコール、エルシルアルコール等)と、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2以上30以下のイソシアネート[2-イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2-(0-[1’-メチルプロピリデンアミノ]カルボキシアミノ)エチル、2-[(3,5-ジメチルピラゾリル)カルボニルアミノ]エチル(メタ)アクリレート及び1,1-(ビス(メタ)アクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート等]とを公知の方法で反応させた単量体等。
R1は、ニトリル基(-C≡N)、
アミド基(-C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1以上4以下のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
-COOR11(R11は炭素数1以上6以下(好ましくは1以上4以下)のアルキル基若しくは炭素数1以上6以下(好ましくは1以上4以下)のヒドロキシアルキル基)、
ウレタン基(-NHCOOR12(R12は炭素数1以上4以下のアルキル基))、
ウレア基(-NH-C(=O)-NH(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1~6(好ましくは1~4)のアルキル基))、
-COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1~4のアルキル基)、又は
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-NH(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1以上6以下(好ましくは1以上4以下)のアルキル基)
であり、R2は、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、R3は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。)
SP11=(SP111×A+SP112×(100-A))/100
である。第一のモノマーユニットの要件を満たすモノマーユニットが3以上含まれる場合も同様に計算する。一方、SP21も同様に、それぞれの第一の重合性単量体のモル比率で算出した平均値を表す。
結着樹脂は、ポリエステル樹脂であることが好ましい。
本発明のトナーは、ワックスを含有してもよく、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。これらのワックスの中でも、低温定着性、耐ホットオフセット性を向上させるという観点で、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、もしくはカルナバワックスの如き脂肪酸エステル系ワックスが好ましい。
本発明の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。
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がある。
本発明のトナーには、必要に応じて荷電制御剤を含有させることもできる。この荷電制御剤としては、例えばネガ系荷電制御剤としては、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質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下が好ましい。
本発明のトナーにおいては、現像安定性、耐久安定性のために、トナー粒子の表面に無機微粒子が熱固着されている。無機微粒子としては、チタン酸ストロンチウムであることが好ましい。チタン酸ストロンチウムの粒径は、個数平均粒径50nm以上300nm以下であることが好ましく、さらに、80nm以上250nm以下であることが好ましい。粒径が80nm以上であることで、キャリアとトナーの間でスペーサーとして、機能するため、現像性が良化する。また、粒径を250nm以下にすることで、チタン酸ストロンチウムが、トナー粒子に固着できるため、耐久安定性が向上する。また、トナー粒子の質量を基準として、チタン酸ストロンチウムを0.01質量%以上15.00質量%以下用いることが好ましく、5.0質量%以上10.00質量%以下用いることがより好ましい。
本発明のトナーには、必要に応じて他の無機微粉末を外添することもできる。無機微粉末は、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、チタン酸ストロンチウム、酸化アルミニウムのような無機微粉末が好ましい。より好ましくは、チタン酸ストロンチウムのような、低抵抗粒子が現像安定性の観点で望ましい。無機微粉末は、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、長期にわたり安定した画像が得られるという点で、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より好ましい。
本発明のトナー粒子は、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製造することが可能であり、特に限定されない。
まず、原料混合工程では、トナー原料として、結着樹脂、ワックス、着色剤などを所定量秤量して配合し、混合する。
トナー粒子の重量平均粒径(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。
(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する。
(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)を脱イオン水で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 Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量の脱イオン水を入れ、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。尚なお、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)の丸底ビーカー内に、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。尚なお、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。
結着樹脂・重合体A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: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
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。結着樹脂の酸価はJIS K 0070-1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
(A)本試験
試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
結着樹脂の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。
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
[重合体Aの融解ピーク温度(Tp)の測定]
樹脂のガラス転移温度は、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。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
SP11、SP21は、Fedorsによって提案された算出方法に従い、以下のようにして求める。
トナーの表層に偏在している結着樹脂に対する重合体Aの存在比率は、FT-IR-ATR法において、ATR結晶としてゲルマニウム(以下、Ge)を用いた測定によって求めたものである。Geはトナー表層数百nm程度の深さまでの情報が得られることができる。以下の条件で測定した結着樹脂と重合体Aの特徴的なピークの強度を比較することで、結着樹脂と重合体Aの構成比を求めることができる。
Range
Start:4000cm-1
End:600cm-1(GeのATR結晶)
Duration
Scan number:4
Resolution:4.00cm-1
Advanced:CO2/H2O補正あり
<ポリエステル樹脂P1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:29.7部(0.07モル;多価アルコール総モル数に対して40.0mol%)
・ポリオキシエチレン(2.2)-2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン:
40.8部(0.13モル;多価アルコール総モル数に対して60.0mol%)
・テレフタル酸:30.4部(0.195モル;多価カルボン酸総モル数に対して95.0mol%)
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を投入した。そして、モノマー総量100部に対して、触媒として2-エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒)を1.0部添加した。次にフラスコ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、2.5時間反応させた。
・無水トリメリット酸:2.0部(0.01モル;多価カルボン酸総モル数に対して5.0mol%)
・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、15時間反応させ、ASTM D36-86に従って測定した反応物の軟化点が目標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)、ポリエステル樹脂P1を得た。得られたポリエステル樹脂P1の軟化点(Tm)は98℃、酸価は12mgKOH/gであった。
ポリエステル樹脂P1の製造例において、多価アルコールモノマー及び多価カルボン酸モノマーの種類及び量を表1に記載のものに変更した以外は同様にして製造し、ポリエステル樹脂P2~P7を得た。得られたポリエステル樹脂の物性は、表1に示した。
・溶媒:トルエン 100.0部
・単量体組成物 100.0部
(単量体組成物はアクリル酸ベヘニル、メタクリロニトリル、スチレンを以下に示す割合で混合したものである)
・アクリル酸ベヘニル(第一単量体) 67.0部(28.9モル%)
・メタクリロニトリル(第二単量体) 22.0部(53.8モル%)
・スチレン(第三単量体) 11.0部(17.3モル%)
・重合開始剤t-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV) 0.5部
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して12時間重合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。続いて、上記溶解液を25℃まで降温した後、1000.0部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分をろ別し、更にメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して重合体A1を得た。重合体A1の重量平均分子量は68400、融点は62℃、酸価0.0mgKOH/gであった。
メタノール50.0部を反応容器に仕込んだ。その後、撹拌下、40℃にてカレンズMOI[2-イソシアナトエチルメタクリレート](昭和電工株式会社)5.0部を滴下した。滴下終了後、40℃を維持しながら2時間撹拌を行った。その後、エバポレーターにて未反応のメタノールを除去することで、ウレタン基を有する単量体を調製した。
ジブチルアミン50.0部を反応容器に仕込んだ。その後、撹拌下、室温にてカレンズMOI[2-イソシアナトエチルメタクリレート]5.0部を滴下した。滴下終了後、2時間撹拌を行った。その後、エバポレーターにて未反応のジブチルアミンを除去することで、ウレア基を有する単量体を調製した。
重合体A1の製造例において、それぞれの単量体及び質量部数を表2となるように変更した以外は同様にして反応を行い、重合体A2~A30を得た。物性を表2に示す。
BEA:ベヘニルアクリレート
BMA:ベヘニルメタクリレート
SA:ステアリルアクリレート
MYA:ミリシルアクリレート
OA:オクタコサアクリレート
HA:ヘキサデシルアクリレート
MN:メタクリロニトリル
AN:アクリロニトリル
HPMA:メタクリル酸2ヒドロキシプロピル
AM:アクリルアミド
UT:ウレタン基を有する単量体
UR:ウレア基を有する単量体
AA:アクリル酸
VA:酢酸ビニル
MA:アクリル酸メチル
St:スチレン
MM:メタクリル酸メチル
・ポリエステル樹脂P1 100.0部
・重合体A1 5.0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90℃)6.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 9.0部
前記処方で示した原材料をヘンシェルミキサー(FM75J型、三井三池化工機(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度130℃、バレル回転数200rpm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、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。さらに回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、処理前トナー粒子1を得た。回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)の運転条件は、分級ローター回転数を50.0s-1とした。
トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂P1及び重合体A1の種類及び量を表3に記載のものに変更した以外は同様にして製造し、トナー2~38を得た。物性は、表3に示す。
トナー1の製造例において、ポリエステル樹脂P1及び重合体A1の種類及び量を表3に記載のものに変更した。さらに、チタン酸ストロンチウム微粒子(個数平均粒径:80 nm、BET:12m2/g)は、疎水性シリカ(個数平均粒径:110nm、BET:25m2/g)に変更して、製造した。物性は、表3に示す。
(工程1:秤量・混合工程)
・Fe2O3 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。
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。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部を添加した。そして、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機(株))を用いて、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、温度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、体積分布基準のメジアン径が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5,000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%
上記材料のうち、シクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、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窒素ガスで系内を置換した。その後、温度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。得られた被覆樹脂1を30部、トルエン40部、メチルエチルケトン30部に溶解させて、重合体溶液1(固形分30質量%)を得た。
・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 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をフェライト粒子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、減圧混合しながら温度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、体積分布基準のメジアン径が38.2μmの磁性キャリア1を得た。
前記トナー1~38と磁性キャリア1(個数平均粒径35μm)とで、トナー濃度が9質量%になるようにV型混合機(V-10型:株式会社徳寿製作所)で0.5s-1、5分間で混合し、二成分現像剤1~38を得た。
評価する画像形成装置として、キヤノン製フルカラー複写機imagePRESS C800改造機を用いた。この画像形成装置は、像担持体として静電潜像を形成させる感光体を有し、感光体の静電潜像を二成分現像器によりトナー像として現像する現像工程を有する。さらに、現像されたトナー像を中間転写体に転写し、その後に中間転写体のトナー像を紙に転写する転写工程を有し、紙上のトナー像を熱により定着する定着工程を有する。前記画像形成装置は、定着の温調やプロセススピードを変更できるように改造を行った。この画像形成装置のシアンステーションとマゼンタステーションの現像器に、二成分系現像剤1を投入し、評価を行った。
紙:OK-TOPコート128(128.0g/m2)(王子製紙株式会社)
紙上のトナーの載り量:0.90mg/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用紙の先端に2cm×15cm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」)
プロセススピード:377mm/sec
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:定着温調温度115℃未満
B:定着温調温度115℃以上130℃未満
C:定着温調温度130℃以上140℃未満
D:定着温調温度140℃以上
画像比率5%で、1000枚の画像出力試験を行った。1000枚連続通紙中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行った。
(評価基準)
A:1.0未満
B:1.0以上3.0未満
C:3.0以上5.0未満
D:5.0以上
画像比率5%で、20000枚の画像出力試験を行った。20000枚連続通紙中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行った。
(評価基準)
A:3.0未満
B:3.0以上4.0未満
C:4.0以上5.0未満
D:5.0以上
Claims (7)
- 結着樹脂、該結着樹脂以外の重合体Aを含有し、表面に無機微粒子が熱固着されているトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂がポリエステル樹脂であり、
該結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であり、
該重合体Aの含有量が、該結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上10.0質量部以下であり、
該重合体Aが、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%以上60.0モル%以下であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%以上95.0モル%以下であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP11(J/cm3)0.5とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP21(J/cm3)0.5としたとき、下記式(1)及び(2)を満たし、
3.00≦(SP21-SP11)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP21 ・・・(2)
該トナーをFT-IR ATR法で測定したとき、下記式(3)を満たすことを特徴とするトナー。、
0.3≦(Ge-a/Ge-r) ・・・(3)
Ge-a;ゲルマニウムを用いた時の該重合体A由来の強度
Ge-r;ゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度 - 該トナー粒子が、炭化水素系ワックスを含有する請求項1に記載のトナー。
- 該結着樹脂が、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物を含有する請求項1又は2に記載のトナー。
- 該第二のモノマーユニットが、下記式(A)及び(B)からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む請求項1~3のいずれか1項に記載のトナー。
R1は、ニトリル基(-C≡N)、
アミド基(-C(=O)NHR10(R10は水素原子、若しくは炭素数1以上4以下のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
-COOR11(R11は炭素数1以上6以下のアルキル基若しくは炭素数1以上6以下のヒドロキシアルキル基)、
ウレタン基(-NHCOOR12(R12は炭素数1以上4以下のアルキル基))、
ウレア基(-NH-C(=O)-NH(R13)2(R13はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1以上6以下のアルキル基))、
-COO(CH2)2NHCOOR14(R14は炭素数1以上4以下のアルキル基)、又は
-COO(CH2)2-NH-C(=O)-NH(R15)2(R15はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1以上6以下のアルキル基)
であり、R2は、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、R3は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。) - 該重合体A中の該第一のモノマーユニットが、ベヘニルアクリ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。
- 該結着樹脂が、Sn元素を含有する請求項1または3に記載のトナー。
- 該無機微粒子が、個数平均粒径50nm以上300nm以下のチタン酸ストロンチウムを含有する請求項1~6のいずれか1項に記載のトナー。
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