WO2009084713A1 - トナー - Google Patents

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WO2009084713A1
WO2009084713A1 PCT/JP2008/073926 JP2008073926W WO2009084713A1 WO 2009084713 A1 WO2009084713 A1 WO 2009084713A1 JP 2008073926 W JP2008073926 W JP 2008073926W WO 2009084713 A1 WO2009084713 A1 WO 2009084713A1
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wax
toner
molecular weight
resin
acid
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Application number
PCT/JP2008/073926
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshihiro Ogawa
Yusuke Hasegawa
Kouji Nishikawa
Miho Okazaki
Takashige Kasuya
Original Assignee
Canon Kabushiki Kaisha
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Publication date
Application filed by Canon Kabushiki Kaisha filed Critical Canon Kabushiki Kaisha
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Priority to US12/420,336 priority patent/US7704659B2/en
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/087Binders for toner particles
    • G03G9/08775Natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • G03G9/08782Waxes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G9/00Developers
    • G03G9/08Developers with toner particles
    • G03G9/0802Preparation methods
    • G03G9/0812Pretreatment of components

Definitions

  • the present invention relates to a toner used in an image forming method such as an electrophotographic method, an electrostatic printing method, and a toner jet method.
  • an alcohol component is contained in the toner in order to improve the low-temperature fixability and high-temperature offset resistance of the toner.
  • JP-A 63-113558, JP-A 63-188158, JP-A 2-134648, JP-A-4-197162, JP-A-4-197163, etc. describe the alcohol component in the toner.
  • a technique for containing bismuth is disclosed.
  • JP 2001-343781 A discloses a hydrocarbon wax having a hydroxyl value (HV) of 5 to 15 OmgKOHZg, an ester value (EV) of 1 to 5 OmgKO HZ g, and HV> EV.
  • HV hydroxyl value
  • EV ester value
  • a toner containing toner is disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-267347 discloses that any one of petroleum wax, ⁇ -olefin fin having a double bond at the end, and Fischer-Tropsch can be obtained by air oxidation in the presence of boric acid. Hydroxyl number is 50 A wax for electrophotographic toner, which is an alcohol type wax of 9 O mg KO HZ g, is disclosed.
  • An object of the present invention is to provide a toner that has excellent low-temperature fixing property, high-temperature offset resistance, and development durability, and that does not cause the cleaner blade to turn up if the toner is fused to the photoreceptor.
  • the present application is a toner containing at least a binder resin, a colorant, and a wax, the wax being i) an oxidized hydrocarbon wax, and ii) a hydroxyl value of 5 mg KOHZ g or more 1 500 mg.
  • K OH / "g or less, iii) In the molecular weight distribution by gel permeation chromatography of the tetrahydrofuran-soluble component, it has a main peak in the range of molecular weight of 20.0 to 60, and molecular weight of 700
  • the present invention relates to a toner characterized in that the content of the component is 3% by mass or less.
  • the toner of the present invention is a toner excellent in low-temperature fixability, high-temperature offset resistance, and development durability. Furthermore, the toner of the present invention is a toner that does not cause the cleaning blade to turn up if the toner is fused to the photoreceptor.
  • the hydroxyl value of the oxidized hydrocarbon series was set to 5 mg KOHZ g or more and 150 mg KOH / g or less, and the molecular weight distribution was a molecular weight of 20,000 or more and 60,000 or less.
  • the molecular weight distribution was a molecular weight of 20,000 or more and 60,000 or less.
  • a by-product of the oxidation reaction is generated.
  • the hydroxyl value is increased, it becomes a reaction condition for further promoting the oxidation reaction, so that a by-product having a carboxyl group or a ketone group that is more oxidized than the hydroxyl group is likely to be produced.
  • carboxyl groups tend to form ester bonds with hydroxyl groups, out of these by-products, especially those with a strong lpoxyl group are ester-bonded to molecules with hydroxyl groups to form larger molecules.
  • the component thus generated is detected as a component having a molecular weight of 700 or more.
  • the component having a molecular weight of 700 or more is a molecule that is a large molecule formed by ester bonding of a small molecule, and therefore has many forceloxyl groups, hydroxyl groups, and ester groups in the molecule, and has a high polarity. Therefore, it has a low crystallinity and a low melting point as compared with a component having a molecular weight of less than 700, and exhibits a viscous property even at room temperature. If such a component is contained in a large amount of toner, the fluidity and chargeability of the toner are likely to be lowered.
  • such components are highly polar and highly compatible with styrene acrylic resins and polyester resins used in toner binder resins. It functions as an agent.
  • the mechanical strength of the toner tends to decrease and the anti-blocking property tends to decrease, and the toner is easily deformed when mechanical stress is applied to the toner in a high temperature environment.
  • the toner present in the area where the photoconductor and the cleaning blade come into contact is plastically deformed by rubbing and becomes viscous, so the coefficient of friction between the photoconductor and the cleaning blade increases, and the cleaning blade turns up. And may cause cleaning defects.
  • the oxidized hydrocarbon wax used in the present invention has a hydroxyl value of 5 mg KO H Zg or more and 15 Omg KOHZg or less (preferably 1 Omg KOHZg or more and 1 2 Omg KOHZg or less, more preferably 2 Omg KOHZg or more and 100 mg KOHZg or less). It is. By setting the hydroxyl value within this range, the balance between the dispersibility of the wax in the toner and the speed at which the wax exudes to the toner surface during fixing is maintained, and excellent low-temperature fixability and high-temperature offset resistance are maintained. Thus, a toner exhibiting good developability can be obtained.
  • the hydroxyl value is less than 5 mgKOHZg, the dispersibility of the wax in the toner is lowered, and the developability of the toner tends to be lowered.
  • the hydroxyl value is greater than 15 OmgKOHZg, the speed at which the wax exudes to the toner surface becomes slow, and the low-temperature fixability of the toner tends to decrease the high-temperature offset resistance.
  • the molecular weight distribution of the oxidized hydrocarbon wax must have a main peak in the range of molecular weight 200 to 600 (preferably molecular weight 300 to 600).
  • a main peak in this range it becomes possible to improve the low-temperature fixability while maintaining the toner blocking resistance.
  • the main peak molecular weight is less than 200, the toner has low blocking resistance.
  • the main peak molecular weight is more than 600, it is difficult to obtain the effect of improving the low-temperature fixability.
  • the molecular weight distribution of the oxidized hydrocarbon wax It is necessary to contain 3% by mass or less, preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less of a component having an amount of 700 or more. If the component having a molecular weight of 700 or more is contained in an amount of more than 3% by mass, as described above, the fluidity and chargeability of the toner are lowered, the mechanical strength of the toner is lowered and the toner tends to deteriorate, Blocking properties are reduced and it's awkward. In addition, it may be easy to fuse the toner to the photosensitive member, or a cleaning failure may occur due to turning of the cleaning blade.
  • a method for purifying the oxidized hydrocarbon wax with a solvent is preferable as a method for setting the content of components having a molecular weight of 700 or more to 3% by mass or less. .
  • the oxidation reaction may take a very long time or the reaction may not proceed sufficiently and the desired hydroxyl value may not be obtained.
  • Solvents used for the purification of oxidized hydrocarbon waxes include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, and tert-butanol.
  • Alcohols such as n-hexane, n-heptane, n-octane, and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene, acetone, and methyl ethyl ketone , Jetyl ketone, Isopetit Ketones such as rumethyl ketone, and alcohols and ketones are particularly preferably used. Of these, alcohols are preferably used, and methanol and ethanol are particularly preferably used.
  • a mixture of wax and solvent is heated, the wax is cooled from the state dissolved in the solvent, and the purified wax is precipitated, and the precipitated wax is removed by decantation or filtration.
  • the wax is first pulverized, the wax is added to the solvent and mixed, and the by-product is solvent extracted from the wax powder in a solid solution that does not dissolve the wax in the solvent, and then purified by decantation or filtration.
  • a solvent washing method for removing powder wax From the viewpoint of increasing the degree of purification, it is preferable to heat and dissolve the wax completely in the solvent, and then cool it to precipitate the wax. However, from the viewpoint of cost and ease of process control, solvent washing This method is preferable.
  • the refining method may be appropriately selected in consideration of the cost and productivity.
  • the content of the oxidized hydrocarbon wax having a molecular weight of 700 or more is set to 3% by mass or less. This is very important.
  • an aliphatic hydrocarbon wax is alcohol-converted to obtain a wax having desired characteristics because the conversion rate of the hydroxyl group of the wax can be easily controlled.
  • the aliphatic hydrocarbon wax has a main peak in the range of polyethylene equivalent molecular weight of 20.0 to 60.0 as measured by gel permeation chromatography (GPC), so that it is oxidized carbonized after alcohol conversion. It is preferable for controlling the molecular weight distribution of the hydrogen wax. Also preferred are saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon waxes having a number average molecular weight (M n) in the range of 100-300, preferably 200-200,000 in terms of polyethylene. Used. The molecular weight distribution of the wax of the present invention is measured by gel permeation chromatography (GPC) as follows.
  • BHT 2,6-di-butyl-4-methylphenol
  • standard polystyrene resin for example, “TSK Standard Polystyrene 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 ", manufactured by Tosoh Corporation) are used.
  • the content of components with a molecular weight of 700 or more was calculated as follows. Minutes detected by measurement of oxidized hydrocarbon wax The total area of all peaks in the molecular weight distribution is 100 area%, and the ratio (area%) of the peak area fractionated at a molecular weight of 700 or more to the total area is calculated. The content of zero or more components was determined.
  • the ratio (area%) of the peak area having a molecular weight of 700 or more calculated by the GPC measurement of the wax is defined as the content (mass%) of the component having a molecular weight of 700 or more of the wax.
  • Examples of the aliphatic hydrocarbon wax include (A) a higher aliphatic unsaturated hydrocarbon having one or more double bonds obtained by an ethylene polymerization method or an olefinification method by thermal decomposition of a petroleum hydrocarbon, ( B) n-paraffin mixture obtained from petroleum fraction, (C) polyethylene wax obtained by ethylene polymerization method, (D) one or more of higher aliphatic hydrocarbons obtained by Fischer-Tropsch synthesis method, etc. It is done. In particular, (B) or (D) is preferably used.
  • an aliphatic hydrocarbon wax can be obtained by liquid phase oxidation with a molecular oxygen-containing gas in the presence of boric acid and boric anhydride.
  • a mixture of boric acid and boric anhydride can be used as the catalyst.
  • the mixing ratio of boric acid and boric anhydride is preferably in the range of 1 to 2, preferably 1.2 to 1.7 in molar ratio.
  • the proportion of boric anhydride is less than the above range, an excess of boric acid causes an agglomeration phenomenon, which is not preferable.
  • the proportion of boric anhydride is larger than the above range, the powder substance derived from boric anhydride is recovered after the reaction, and excess boric anhydride does not contribute to the reaction, which is not preferable from an economical viewpoint.
  • the added amount of boric acid and boric anhydride used is 0.01 mol or more and 10 mol or less, especially 1 mol per mol of the hydrocarbon of the raw material, when the mixture is converted into boric acid amount.
  • the amount is preferably 1.0 mol or less.
  • the molecular oxygen-containing gas blown into the reaction system is oxygen, air, or those Although a wide range of products diluted with an inert gas can be used, the oxygen concentration is preferably 1 to 30% by volume, more preferably 3 to 20% by volume.
  • the liquid phase oxidation reaction is usually carried out in the molten state of the raw material hydrocarbon without using a solvent.
  • the reaction temperature is 120 ° C to 280 ° C, preferably 150 ° C to 25.
  • the reaction time is preferably 1 hour or more and 15 hours or less.
  • boric acid and boric anhydride are mixed in advance and added to the reaction system. If only hydrofluoric acid is added alone, the dehydration reaction of boric acid will occur, which is not preferable.
  • the addition temperature of the mixed solvent of boric acid and boric anhydride is preferably 100 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, and preferably 110 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. If it is lower than 10 ° C., it is not preferable because the catalytic ability of boric anhydride is lowered due to moisture remaining in the system.
  • the wax of the present invention preferably has an ester value of 0.1 mgKOHZg or more and 5 OmgK o H / g or less, more preferably 0.1 mgKOH / g or more and 3 OmgK o HZg or less.
  • the ester value of the wax is within the above range, better dispersibility of the wax in the toner can be obtained.
  • the compatibility with the binder resin is moderate, the action of lowering the mechanical strength of the binder resin is small, and the deterioration of the toner and the development durability can be suppressed.
  • Wax in the present invention has an acid value of 0. LmgKOHZg least 5 OmgK OH / g or less (preferably 0.11118 ⁇ ⁇ [/ 8 above 3,011,181 ⁇ 011 / / 8 hereinafter, more preferably 0. LmgKOHZg least 2 OmgKOHZg less It is preferable that
  • Wax inhibits charging of toner by having acid group Therefore, even when a large amount of wax is added, the chargeability of the toner can be kept good. As a result, both low-temperature fixability and developability can be better balanced.
  • the acid value of the wax is within the above range, the effect of having an acid group can be sufficiently obtained. In addition, it is possible to suppress a decrease in toner developability even in a high temperature and high humidity environment.
  • the hydroxyl value, acid value, and ester value of the wax are determined by the following methods.
  • Basic operation conforms to J 1 S K 0070.
  • the acid value is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of sample. Specifically, the measurement is performed according to the following procedure.
  • the factor of the potassium hydroxide solution is as follows: 0.1 mol / liter hydrochloric acid 2.5 ml 1 is placed in an Erlenmeyer flask, a few drops of the phenolphthalein solution is added, and the solution is titrated with the hydroxy hydroxide solution for neutralization. It is obtained from the amount of the above-mentioned hydroxylated power lithium solution.
  • As the 0.1 mol-liter hydrochloric acid one prepared according to JISK 800 1-1998 is used.
  • A Acid value (mgKOHZg)
  • B Addition amount of potassium hydroxide solution in blank test (m 1)
  • C Addition amount of hydroxyl hydroxide solution in this test (m 1)
  • f Hydroxidation Factor of potassium solution
  • S Sample (g).
  • the hydroxyl value is the number of mg of potassium hydroxide required to neutralize acetic acid bound to a hydroxyl group when acetylating 1 g of a sample. Specifically, measure according to the following procedure.
  • the factor of the potassium hydroxide solution is as follows: 0.5 mol Z liter of hydrochloric acid 25 ml 1 is placed in an Erlenmeyer flask, a few drops of the phenolphthalein solution is added, and titrated with the hydroxylated hydrogen solution to neutralize the solution. It is determined from the amount of the above-mentioned hydroxylated power solution.
  • As the 0.5 mol Z liter hydrochloric acid one prepared in accordance with JISK 80 0 1-1 99 8 is used.
  • A hydroxyl value (mgKOHZg)
  • B addition amount of potassium hydroxide solution in blank test (m 1)
  • C addition amount of hydroxylated rhodium solution in this test (m 1)
  • f hydroxylation The factor of strength rhodium solution
  • S Sample (g)
  • D Wax acid value (mgK0H / g).
  • Air cooler (outer diameter 6 to 8 mm, length 100 cm glass tube or reflux cooler, both of which can be connected to the mouth of the Erlenmeyer flask)
  • Water bath, sand bath or hot plate (can be adjusted to a temperature of about 80 ° C)
  • the wax when measuring the acid value, hydroxyl value, ester value, and saponification value of the wax contained in the toner, the wax is separated from the toner and then measured according to the above measurement method. May be.
  • the oxidized hydrocarbon wax in the present invention has a melting point of 60 or more and 10 It is preferably 0 ° C or lower (preferably 70 ° C or higher and 90 or lower, more preferably 70 ° C or higher and 80 ° C or lower).
  • the melting point of the wax can be measured by using a differential scanning calorimetry measuring device (DSC measuring device), for example, Q-1000 manufactured by TA Instrumes nts.
  • DSC measuring device for example, Q-1000 manufactured by TA Instrumes nts.
  • the measurement method is according to AS TM D 3418-82.
  • the DSC curve used in the present invention is the DSC curve measured when the temperature is raised once and the previous history is taken, then the temperature is lowered at a temperature speed of 10 ° C Zmin, and then the temperature is raised. It can be measured under the following conditions.
  • the melting point of the wax is measured according to ASTM D 341 8-82 using a differential scanning calorimeter “Q 1 000” (manufactured by TA Instr ume nts).
  • the temperature detection of the device detector uses the melting point of ingem and zinc, and the correction of heat uses the melting heat of ingdum.
  • the preferred amount of the oxidized hydrocarbon wax added to the toner in the present invention is 0.1 to 20 parts by mass (preferably 0.5 to 10 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the binder resin. 1 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or more 1
  • the wax in the present invention may be used in combination with a known wax generally used for toners.
  • a known wax generally used for toners For example, paraffin wax and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, carnauba wax and derivatives thereof, etc.
  • block copolymers with vinyl monomers and graft modified products for example, paraffin wax and derivatives thereof, montan wax and derivatives thereof, microcrystalline wax and derivatives thereof, Fischer-Tropsch wax and derivatives thereof, polyolefin wax and derivatives thereof, carnauba wax and derivatives thereof, etc.
  • waxes are used in the range of 0.1 to 15 parts by mass, preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
  • binder resin used in the toner particles of the present invention include styrene series
  • styrene copolymer resin polyester resin, polyol resin, polychlorinated bur resin, phenol resin, natural modified phenolic resin, natural resin modified maleic acid resin, acrylic resin, methacrylic resin, polyvinyl acetate, silicone resin, polyurethane Resin, polyamide resin, furan resin, epoxy resin, xylene resin, polyvinyl petital, terpene resin, coumarone indene resin, petroleum resin.
  • a polyester resin having a small charging environment fluctuation and excellent fixing property is preferably a styrene copolymer resin, and more preferably a hybrid resin in which both are combined.
  • the binder resin preferably used in the present invention includes those containing at least 50% by mass of polyester.
  • the content of the polyester unit in the present invention is a combination of a component present as a polyester resin and a component present as a polyester resin component in the hybrid resin.
  • the binder resin contained in the toner used in the present invention is a binder polymer unit containing 50% by mass or less (preferably 10 to 50% by mass) in the binder resin. It is preferable that it is contained from the viewpoint that good high-temperature offset resistance can be obtained.
  • the resin hybrid resin has a very high affinity with the oxidized hydrocarbon wax having a hydroxyl group.
  • the eight hybrid resin is quickly softened, and the low-temperature fixability can be greatly improved.
  • the oxidized hydrocarbon wax used in the present invention has a molecular weight of 700% or more and a content of 3% by mass or less, the crystallinity is appropriate and the affinity with the hybrid resin is appropriate. Even at normal temperature, the hybrid resin is not excessively softened, and a remarkable effect can be obtained in terms of development durability and blocking resistance.
  • the effect of the oxidized hydrocarbon wax used in the present invention containing 3% by mass or less of a component having a molecular weight of 700 or more can be further enhanced by combining with a hybrid resin.
  • the binder resin used in the present invention can be used alone as a hybrid resin, but may be a mixture containing other resin components.
  • a mixture of hybrid resin and vinyl resin or a mixture of eight hybrid resin and polyester resin, or a mixture of polyester resin, hybrid resin and vinyl resin.
  • Examples of the hybrid resin include the following.
  • (I) Acrylic acid ester is formed by conducting a transesterification reaction between a polyester resin component and a Belle resin component obtained by polymerizing a monomer component having a carboxylic acid ester group such as methacrylic acid ester;
  • (iii) of fumaric acid With an unsaturated bond like A product formed by polymerizing vinyl monomers in the presence of an unsaturated polyester resin component polymerized using a monomer.
  • the hybrid resin contains a monomer component capable of reacting with both resin components in the vinyl resin component and the Z or polyester resin component as in (i) and (ii) above, and reacting them.
  • a monomer component capable of reacting with both resin components in the vinyl resin component and the Z or polyester resin component as in (i) and (ii) above, and reacting them.
  • those that can react with the vinyl resin component include unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, and itaconic acid, or anhydrides thereof.
  • the monomers constituting the Biel resin component those capable of reacting with the polyester resin component include vinyl monomers having a forceful loxyl group such as acrylic acid and methacrylic acid, and vinyl monomers having a hydroxy group.
  • Examples of the production method capable of preparing the hybrid resin used in the present invention include the following production methods (1) to (5).
  • a polyester resin component is produced in the presence of the Biel resin, and a hybrid resin having a polyester resin component and a vinyl resin component is produced.
  • an organic solvent can be used as appropriate.
  • a vinyl resin component is produced in the presence of the polyester resin and reacted to produce a hybrid resin having a polyester resin component and a biel resin component.
  • a hybrid resin is produced by adding a vinyl monomer and / or polyester monomer (alcohol, carboxylic acid) in the presence of these polymer components.
  • a vinyl monomer and / or polyester monomer alcohol, carboxylic acid
  • an organic solvent can be used as appropriate.
  • a hybrid resin having a polyester resin component and a vinyl resin component is produced by mixing a vinyl monomer and a polyester monomer (alcohol, carboxylic acid, etc.) and continuously performing an addition polymerization and a condensation polymerization reaction. . Furthermore, an organic solvent can be used as appropriate.
  • the vinyl resin component and the polyester resin component can have a plurality of different molecular weights, and polymer components having different degrees of crosslinking can be used.
  • (3) may be mentioned as a method for producing a hybrid resin that is preferably used.
  • a hybrid resin obtained by dissolving an unsaturated polyester resin capable of reacting with a vinyl monomer in a vinyl monomer and polymerizing a mixture of the polyester resin and the vinyl monomer by a bulk polymerization method is preferable.
  • the bulk polymerization method is preferably used in the present invention because the molecular weight of the vinyl resin component can be increased and the main peak molecular weight of the vinyl resin component contained in the gel component can be increased.
  • the bulk polymerization method does not require a step of distilling off the solvent as compared with the solution polymerization method, a binder resin can be obtained at low cost.
  • the binder resin produced by the bulk polymerization method has fewer impurities such as a dispersant than the binder resin produced by the suspension polymerization method, it has an effect on the triboelectric chargeability of the toner. Therefore, it is very preferable as a binder resin for toner.
  • the binder resin used in the present invention is a vinyl monomer in the presence of a low molecular weight polyester resin having an unsaturated polyester resin, and a low molecular weight polyester resin: vinyl monomer.
  • a hybrid resin obtained by bulk polymerization at a mass ratio of 90:10 (preferably 60:40 to 80:20) is preferred.
  • the mass ratio of low molecular weight polyester resin is 5 0: 5 If it is less than 0, the low-temperature fixability tends to deteriorate, and if it is more than 90:10, the high-temperature offset resistance tends to decrease.
  • a vinyl resin component having a large molecular weight and high linearity is formed as a main chain.
  • an unsaturated polyester resin component particularly preferably an unsaturated linear polyester resin component
  • a hybrid resin component having a molecular structure in which a low molecular weight polyester resin component is branched from a vinyl resin component can be obtained.
  • the acid group and hydroxyl group in the eight hybrid resin component having this branched structure form an ester bond between molecules to form a gel component.
  • the gel component thus obtained has a regular molecular structure of the hybrid resin component, which is a structural unit. Therefore, the molecular structure of the gel component is also easily structured regularly, has excellent sharp melt properties due to heat, and has a low temperature. Does not inhibit fixability. Furthermore, bulk polymerization of vinyl monomers can increase the molecular weight of the vinyl polymer unit in the hybrid resin component, which is the constituent component of the gel component, so the molecular weight of the gel component also increases, and high viscosity can be maintained even at high temperatures. In addition, high temperature resistance can be improved.
  • the toner using the hybrid resin of the present invention hydrolyzes a resin component insoluble in tetrahydrofuran, and then filtrates and separates the component by filtration (hereinafter sometimes referred to as “residue”).
  • the molecular weight is 10 0, 0 0 0 to 1, 0 0 0, 0 0 0 (preferably molecular weight 3 0, 0 0 0 to 5 0 0, 0 0 0 More preferably, it has a main peak in the molecular weight range of 50, 0 00 to 3 0, 0 0 0).
  • the decomposed component is a polyester unit polymerized by an ester bond, and the vinyl polymer unit remains in the polymer state without being decomposed. . Therefore, the residue after hydrolysis is mainly Biel-type polymerization.
  • the residue of tetrahydrofuran soluble in the residue is the tetrahydrofuran soluble of vinyl polymer unit.
  • a binder resin when a binder resin is manufactured by simply mixing a polyester resin and a vinyl resin having a main peak at a molecular weight of 10, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, The vinyl resin becomes soluble in tetrahydrofuran and is not contained in the insoluble content of tetrahydrofuran in the first stage.
  • a binder resin when a binder resin is produced by simply mixing a polyester resin and a vinyl resin containing a tetrahydrofuran-insoluble component, the bi-resin remains in the tetrahydrofuran-insoluble component, but the tetrahydrofuran remains after hydrolysis. It remains insoluble. Therefore, in any case, it is not a preferable configuration as the hybrid resin as described above.
  • the eight hybrid resin component that satisfies the above preferred configuration is, for example, a polyester resin and a vinyl resin having a main peak in the range of molecular weights of 10, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0. This occurs when it becomes insoluble in tetrahydrofuran by being converted to ibrid.
  • the tetrahydrofuran-soluble component of the residue has a main peak at a molecular weight of 10, 0 0 0 to 1, 0 0 0, 0 0 0, which means that the molecular weight is large (that is, the molecular weight is 10 0, 0 0 0 0
  • the vinyl polymer unit and the polyester unit having a main peak in the range of 1, 0 0 0, 0 0 0) are converted into eight hybrids.
  • the tetrahydrofuran-insoluble component derived from the resin component is hydrolyzed, and the tetrahydrofuran-soluble component in the residue has a molecular weight of 10 0, 0 0 0 to 1, 0 0 0 in the molecular weight distribution measured by GPC.
  • the binder resin having a main peak at 100 has a gel structure with a large molecular weight and a large molecular weight between cross-linking points.
  • the molecular weight between cross-linking points is that The molecular weight between branch points when forming. When the molecular weight between the cross-linking points is large, the distance between the branch points becomes long, so that the force that the molecules bind to each other in a network form becomes weak.
  • a toner containing such a tetrahydrofuran-insoluble component makes the tetrahydrofuran-insoluble component, which is a gel component, easy to undergo molecular motion even with a small amount of heat during fixing, as compared to a case where it contains a gel component with a low molecular weight between cross-linking points.
  • the binder resin is easily softened by heat, improving low-temperature fixability.
  • such a gel component can maintain a high viscosity even at a high temperature, and can improve high-temperature offset resistance. Further, since the high temperature offset resistance can be maintained even with a small amount of gel component, a large amount of low molecular weight components can be contained, and the low temperature fixability can be further improved.
  • the tetrahydrofuran-soluble matter in the residue is in the molecular weight distribution measured by GPC and has a molecular weight of about 10, 0 0 0 to 1, 0 0 0, 0 0 0, it is contained in the toner particles.
  • the effect of inhibiting the dispersion of other components is small, and there is no particular problem.
  • the polyester unit contained in the tetrahydrofuran-insoluble matter is hydrolyzed, and the molecular weight distribution of the tetrahydrofuran-soluble matter in the residue can be measured by the following procedure.
  • the tetrahydrofuran-insoluble matter derived from the binder resin is taken out of the toner, and this tetrahydrofuran-insoluble matter is heated in an aqueous alkaline solution to remove the polyester resin unit by hydrolysis.
  • the vinyl resin component remains as a resin component without being hydrolyzed, so the residue is extracted and the molecular weight distribution is measured by GPC. A specific measurement method is shown below.
  • the toner is a magnetic toner containing a magnetic substance
  • the tetrahydrofuran insoluble matter collected is put in a beaker and sufficiently dispersed by adding tetrahydrofuran, and then the magnet is brought close to the bottom of the beaker to precipitate the magnetic substance on the bottom of the beaker. Let it be fixed.
  • the magnetic substance is removed by transferring the gel component dispersed in tetrahydrofuran and tetrahydrofuran to another container, and the tetrahydrofuran-insoluble matter derived from the binder resin is separated by evaporating tetrahydrofuran.
  • the obtained tetrahydrofuran-insoluble component derived from the binder resin was dispersed in a 2 mo 1 Z liter aqueous NaOH solution at a concentration of 1% by mass, and the temperature was set at 150 ° T. for 24 hours using a pressure vessel. Hydrolyzes under conditions. The hydrolyzed residue is filtered off from this hydrolyzed solution by one of the following procedures.
  • the hydrolyzate is suction filtered using a membrane filter to separate the residue. Thereby, the monomer component which is a decomposition product of the polyester resin unit is removed in the filtrate.
  • the tetrahydrofuran-insoluble component contains a component having an ester structure such as an acrylic ester or a methacrylic ester:
  • the tetrahydrofuran-insoluble component contains 20 to 80% by mass (preferably 30 to 70% by mass, more preferably 40 to 60% by mass) of a bimer polymer unit. preferable.
  • the content of the vinyl polymer unit in the tetrahydrofuran-insoluble matter can be measured as follows.
  • a polyester resin is polymerized with the same monomer composition as the monomer composition of the polyester resin component used for the polymerization of the hybrid resin.
  • the vinyl polymer is polymerized with the same monomer composition as that of the vinyl polymer component used for the polymerization of the hybrid resin.
  • a sample obtained by sufficiently mixing the polyester resin and vinyl polymer thus obtained is used as a calibration curve sample.
  • the polyester peak is derived from the benzene ring of fluoric acid unit (approximately 730 cm- 1 ) and the peak derived from the benzene ring of the bisphenol derivative unit.
  • the sum of the area (approximately 830 cm “ 1 ) is defined as the polyester resin part, and the peak of the benzene ring of the styrene unit (approximately 700 cm- x ) as the vinyl polymer peak.
  • the area is the vinyl polymer part, and the vinyl polymer unit is based on the calibration curve.
  • the content of g was calculated.
  • the unsaturated polyester resin used in the eight hybrid resin obtained by the bulk polymerization method has a molecular weight of 2,000 to 30,000 (preferably a molecular weight of 3,000 to 20,000, More preferably, it is a low molecular weight unsaturated polyester resin having a main peak in the molecular weight range of 5,000 to 15,000). Furthermore, a linear unsaturated polyester resin containing no gel component is particularly preferable. If the main peak molecular weight is within the above range, the image clarity and the low-temperature fixability can both be better balanced.
  • the unsaturated polyester resin used in the hybrid resin obtained by the bulk polymerization method of the present invention has an acid value of 0.1 to 30 mg KOHZg (preferably:! ??) ! ⁇ ! ⁇ . ! / ⁇
  • the toner has a hydroxyl value of 10 to 6 OmgKOH / g (preferably 20 to 6 OmgKOH / g, more preferably 30 to 5 OmgKOH / g). It is preferable because good triboelectric chargeability can be imparted.
  • monomers that can be used in forming the polyester unit are given below.
  • the divalent alcohol component include the following.
  • Ethylene glycol propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexane , Neopentylglycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, hydrogenated bisphenol A, and bisphenol and its derivatives represented by formula (A);
  • R is an ethylene or propylene group
  • x and y are each an integer of 0 or more
  • the average value of X + y is 0 to 10
  • R is one CH 2 CH 2 — or one CH 2 — Or one CH 2 — C—
  • divalent acid component examples include the following. Benzene dicarboxylic acids such as phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, and phthalic anhydride, or water anhydrides thereof, or lower alkyl esters thereof; alkyl dicarboxylic acids such as succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, or anhydrides thereof Or lower alkyl esters thereof; alkenyl succinic acids or alkyl succinic acids such as n-dodeceruccinic acid and n-dodecyl succinic acid, or anhydrides thereof, or lower alkyl esters thereof.
  • dicarboxylic acids such as alkenyl succinic acids or alkyl succinic acids, or anhydrides thereof, or lower alkyl esters thereof, and derivatives thereof are preferably used as acid monomers for low-viscosity saturated polyester resins. Since these acid monomers make the low-viscosity saturated polyester resin easily compatible with the hybrid resin, the low-viscosity saturated polyester resin easily enters the gel component composed of the eight hybrid resin.
  • an acid component with an unsaturated bond to obtain an unsaturated polyester resin Is preferably an unsaturated dicarboxylic acid such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid or itaconic acid or an anhydride thereof, or a lower alkyl ester thereof.
  • These unsaturated dicarboxylic acids are present in a ratio of 0.1 to 1 Omo 1% (preferably 0.3 to 5 mo 1%, more preferably 0.5 to 3mo 1%) based on the total acid component of the polyester monomer. It is preferable to use in.
  • an unsaturated dicarboxylic acid is added within this range, the unsaturated bond concentration in the low molecular weight polyester molecule becomes appropriate, and the polyester resin and the vinyl resin can be hybridized with an appropriate distance between the crosslinking points. Arise.
  • trihydric or higher alcohol components and trivalent or higher acid components can be used.
  • trihydric or higher polyhydric alcohol component examples include the following. Sorbitol, 1, 2, 3, 6-hexanthetrol, 1,4-sorbitol, pentaerythritol, dipentyl erythritol, tripen erythritol, 1, 2, 4 1-butanol, 1, 2, 5_pentane Triol, Glycerol, 2-Methylpropanetriol, 2-Methyl-1,2,4-butanetriol, Trimethylolethane, Trimethylolpropane, 1,3,5-Trihydroxybenzene.
  • Examples of the trivalent or higher polyvalent carboxylic acid component include the following. Pyromellitic acid, 1, 2, 4-benzenetricarboxylic acid, 1, 2, 5-benzenetricarboxylic acid, 2, 5, 7-naphthalenetricarboxylic acid, 1, 2, 4-naphthalenetricarboxylic acid, 1, 2, 4-monobutanetricarboxylic acid, 1,2,5 monohexanetricarboxylic acid, 1,3-dicarboxirous 2-methyl-2-methyl-2,7,8-octanetetracarboxylic acid, emporomer trimer acid, and these Anhydrides, and lower alkyl esters thereof; HOOCCH— X— CHCOOH
  • X is an alkylene group or alkenylene group having 5 to 30 carbon atoms having one or more side chains having 3 or more carbon atoms
  • polycarboxylic acids such as tetracarboxylic acids and their anhydrides and their lower alkyl esters and their derivatives.
  • 1,2,4 monobenzenetricarboxylic acid, 1,2,5-benzenetricarboxylic acid, anhydrides thereof, and lower alkyl esters are preferred.
  • the alcohol component is 40 to 6 Omo 1% (more preferably 45 to 55 mo 1%), and the acid component is 60 to 40 m 01% (more preferably 55 to 45 mo 1%). Is preferred. In the case of using a trivalent or higher polyvalent component, it is preferably 0.1 to 6 Omo 1% (more preferably 0.1 to 2 Omo 1%) of all components.
  • the polyester-based resin is usually obtained by a generally known condensation polymerization. The polymerization reaction of the polyester resin is usually carried out in the presence of a catalyst at a temperature of 150 to 300 ° C, preferably at a temperature of 170 to 280 ° C.
  • the reaction can be performed under normal pressure, reduced pressure, or increased pressure, but after reaching a predetermined reaction rate (for example, about 30 to 90%), the reaction system is 20 OmmHg or less, preferably 25 mmHg or less. More preferably, the reaction is carried out by reducing the pressure to 1 OmmHg or less.
  • a predetermined reaction rate for example, about 30 to 90%
  • Examples of the catalyst include the following catalysts used for polyesterification. Metals such as tin, titanium, antimony, manganese, nickel, zinc, lead, iron, magnesium, calcium, germanium; compounds containing these metals (dibutyltinoxide, orthodibutyl titanate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl titanate) , Zinc acetate, lead acetate, cobalt acetate, Sodium acetate, antimony trioxide).
  • Metals such as tin, titanium, antimony, manganese, nickel, zinc, lead, iron, magnesium, calcium, germanium; compounds containing these metals (dibutyltinoxide, orthodibutyl titanate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl titanate) , Zinc acetate, lead acetate, cobalt acetate, Sodium acetate, antimony trioxide).
  • a titanium compound is preferably used from the viewpoint of the control of the polymerization reaction and the high reactivity with the vinyl monomer.
  • Particularly preferred are tetraisopropyl titanate and titanyl dipotassium oxalate.
  • an antioxidant particularly a phosphorus-based antioxidant
  • a co-catalyst a magnesium compound is preferable, and particularly magnesium acetate is preferable
  • the present invention is achieved by stopping the reaction when the properties of the reactants (for example, acid value, softening point, etc.) reach a predetermined value, or when the stirring torque or stirring power of the reactor reaches a predetermined value. Can be obtained.
  • the properties of the reactants for example, acid value, softening point, etc.
  • the vinyl polymer means a vinyl homopolymer or a vinyl copolymer.
  • Examples of the monomer for obtaining the vinyl resin include the following. Styrene; o-methyl styrene, m-methyl styrene, p-methyl styrene, P-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, 3,4-dichlorostyrene, p-ethyl styrene, 2, 4 dimethyl Styrene, ⁇ - ⁇ -butyl styrene, ⁇ _ tert-butyl styrene, p- n-hexyl styrene, p- n-octyl styrene, p- n-nonyl styrene, p 1 n-decyl styrene, p- n-dodecyl Styrene derivatives such as styrene;
  • N-vinyl compounds such as N-vinylpyrrole, N-vinylcarbazol, N-vinylindole, N-vinylpyrrolidone; vinylnaphthalenes; acrylic acid derivatives such as acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide or methacrylic acid derivatives .
  • These vinyl monomers can be used alone or in admixture of two or more monomers.
  • a combination of monomers that can be a styrene copolymer or a styrene-acrylic copolymer is preferable.
  • examples of the monomer for adjusting the acid value of the binder resin include the following.
  • Acrylic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, Q! -Ethylacrylic acid, crotonic acid and its mono- or 3-alkyl derivatives
  • unsaturated dicarboxylic acids such as fumaric acid, maleic acid, citraconic acid and monoester derivatives thereof
  • maleic anhydride maleic anhydride.
  • a desired binder resin can be prepared by copolymerizing such monomers alone or in combination with other monomers. Among these, it is particularly preferable to use a monoester derivative of an unsaturated dicarboxylic acid in order to control the acid value.
  • Monomethyl maleate Monoethyl maleate, monobutyl maleate, monooctyl maleate, monoallyl maleate, monophenyl maleate, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, monobutyl fumarate, monophenyl fumarate Esters; monoesters of alkenyldicarboxylic acids such as monobutyl n-butenyl succinate, monomethyl n-octenyl succinate, monoethyl n-butenylmalonate, monomethyl n-dodecenyldallate, monobutyl n-butenyladipate; monomethyl phthalate Monoesters of aromatic dicarboxylic acids such as ester, monoethyl phthalate, and monobutyl phthalate.
  • the carboxyl group-containing monomer as described above is preferably used in an amount of 0.1 to 30% by mass with respect to all monomers used in the synthesis of the vinyl polymer unit.
  • the vinyl polymer unit contained in the gel component of the present invention preferably has a high linearity, it preferably has no crosslinkable monomer.
  • a crosslinkable monomer as exemplified below may be added.
  • Aromatic divinyl compounds eg, divinylbenzene, divinylnaphthalene
  • Diacrylate compounds linked by alkyl chains eg, ethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4 butanediol diacrylate) 1,5-pentanediol acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl alcohol acrylate, and acrylate of the above compounds replaced with methacrylate
  • ether bond Diacrylate compounds linked by an alkyl chain containing for example, diethylene glycol diacrylate, triethylene dialcol diacrylate, tetraethylene dalycol dialkyl
  • polyfunctional crosslinking agent examples include the following. Pentaerythritol] ⁇ Lutriacrylate, trimethylol ethane acrylate, trimethylol propane triacrylate, tetramethylol propane triacrylate, tetramethylol methyl acrylate relay, oligoester acrylate, and above compounds Replacement of acrylate with methacrylate; triallyl cyanurate, triallyl trimellitate.
  • cross-linking agents are preferably used in an amount of 0.001 to 1 part by weight, more preferably 0.01 to 0.5 parts, relative to 100 parts by weight of the other vinyl monomer components. Used in the range of parts by mass.
  • the vinyl resin is preferably produced by using a polyfunctional polymerization initiator as exemplified below alone or in combination of a polyfunctional polymerization initiator and a monofunctional polymerization initiator.
  • polyfunctional polymerization initiator having a polyfunctional structure examples include the following. 1, -1-di - t one Buchirupaokishi one 3, 3, hexanes 5- trimethyl cyclohexane, 1, 1-di t one to Kishirupaokishi one 3, 3, hexanes 5- tri methylcyclohexyl, 1, 1 - di - t over ⁇ Milperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-di-tert-butylperoxy-2-methyl Lucyclohexane, 1,3-bis- (t-butylperoxyisopropyl) benzene, 1,3-bis- (neodecanol-peroxyisopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5--di (t— (Butylperoxy) hexane, 2,5-Dimethyl-2,5-di- (tert-butyloxy) hexyne
  • polyfunctional polymerization initiators are preferably used in an amount of 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer from the viewpoint of efficiency.
  • the temperature at which the half-life is 10 hours (10-hour half-life temperature) is the polyfunctional polymerization initiator. It is preferable to use together with a lower monofunctional polymerization initiator.
  • Benzyl peroxide n-butyl 4-, 4-di (t-butyl peroxide), dicumyl peroxide, a, 'mono-bis (t-butyl carboxydiisopropyl) benzene, t-butyl peroxycumene, di Organic peroxides such as tert-butyl peroxide; azo and diazo compounds such as azobisisoptyronitrile and diazoaminoazobenzene.
  • These monofunctional polymerization initiators may be added to the monomer simultaneously with the polyfunctional polymerization initiator, but in order to keep the efficiency of the polyfunctional polymerization initiator properly, in the polymerization step, It is preferable to add after the polymerization rate of the vinyl monomer reaches 50% or more.
  • the binder resin according to the present invention is preferably obtained as an eight hybrid resin by a bulk polymerization method in which a vinyl monomer is polymerized without using a solvent in the presence of the unsaturated polyester resin as described above.
  • a polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature of 100 to 1550 is used, and the polymerization initiator is 30 hours lower than the 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator, and is reduced by 10 hours.
  • the polymerization reaction is carried out until the polymerization conversion rate of the vinyl monomer reaches 60%, preferably 80%, within a temperature range 10 ° higher than the initial temperature, and the molecular weight of the vinyl polymer unit formed by bulk polymerization is increased. It is preferable to enlarge it. Further, after the polymerization conversion reaches 60% (preferably 80%), it is 10 ° C higher than the 10-hour half-life temperature.
  • the polymerization reaction is preferably performed at a higher temperature to complete the reaction.
  • the binder resin of the present invention is most preferably a hybrid resin, but a polyester resin obtained by polymerization of a monomer that can constitute the polyester unit is also preferably used. It is also possible to use a vinyl polymer obtained by polymerizing the vinyl monomer.
  • the binder resin thus obtained has an acid value of 0.1 to 50 mgKOH / g (preferably 1 to 4011181 ⁇ O11 / ⁇ , more preferably 1 to 3 OmgK OH / g), and a hydroxyl value of 5 A range of from 8 to 8 OrngKOH / g (preferably 5 to 60 mgKOH / g, more preferably 10 to 50 mgKOH / g) is preferable in terms of stabilizing the triboelectric chargeability of the toner.
  • the binder resin used in the present invention contains 5 to 50% by mass (preferably 5 to 40% by mass, more preferably 10 to 30% by mass) of a tetrahydrofuran insoluble component, It is preferable for improving the high temperature offset resistance.
  • the binder resin used in the present invention preferably has a softening point of 100 to 150 ° C., preferably 100 to 14 O: from the viewpoint of balancing low-temperature fixability and high-temperature offset resistance. If the softening point is less than 100 ° C, the high-temperature offset resistance may decrease, and if it exceeds 150 ° C, the low-temperature fixability may decrease.
  • the glass transition temperature (Tg) of the binder resin used in the present invention is preferably 50 to 75 ° C. If the glass transition temperature of the binder resin is less than 50, the storage stability of the toner may be insufficient, and if it exceeds 75 ° C, the low-temperature fixability of the toner may be insufficient.
  • the toner of the present invention further contains a magnetic material (for example, magnetic iron oxide) and can be used as a magnetic toner.
  • the magnetic material can also serve as a colorant.
  • examples of the magnetic substance contained in the magnetic toner include the following. Iron oxides such as magnetite, maghemite, ferrite; metals such as iron, cobalt, nickel or these metals, and aluminum, cobalt, copper, lead, magnesium, tin, zinc, antimony, beryllium, bismuth, cadmium Alloys of metals such as calcium, manganese, selenium, titanium, tungsten, vanadium and mixtures thereof.
  • These magnetic materials preferably have a number average particle size of 2. Om or less, preferably 0.05 to 0.5.
  • the amount to be contained in the toner is preferably 20 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin, and more preferably 40 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component. 1 50 parts by mass.
  • a black colorant that is adjusted to black using carbon black, drafted carbon, or the following yellow Z magenta Z cyan colorant can be used.
  • yellow colorants compounds typified by condensed azo compounds, isoindolinone compounds, anthraquinone compounds, azo metal complexes, methine compounds, and aramide compounds are used.
  • magenta colorant condensed azo compounds, diketopyrrolopyrrole compounds, anthraquinones, quinacridone compounds, basic dye lake compounds, naphthol compounds, benzimidazolone compounds, thioindigo compounds, and perylene compounds are used.
  • cyan colorant copper phthalocyanine compounds and derivatives thereof, anthraquinone compounds, basic dye lake compounds, and the like can be used. These colorants can be used alone or mixed and further in a solid solution state.
  • the non-magnetic colorant is selected from the viewpoints of hue angle, saturation, brightness, weather resistance, OHP transparency, and dispersibility in the toner.
  • the nonmagnetic colorant is added in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
  • the toner of the present invention preferably contains a charge control agent, and is particularly preferably used as a negatively charged toner. The following substances are used to control the toner to negative charge.
  • Organic metal compounds and chelate compounds are effective, and monoazo metal compounds, acetylacetone metal compounds, aromatic hydroxycarboxylic acids, and aromatic dicarboxylic acid-based metal compounds.
  • an azo metal compound represented by the following general formula (1) and an oxycarboxylic acid metal compound represented by the general formula (2) are preferable.
  • M represents a coordination center metal, and represents Sc, Ti, V, Cr, Co, Ni, Mn, or Fe.
  • Ar is an aryl group, which represents a phenylene group or a naphthylene group, and may have a substituent.
  • the substituent is a nitro group, a halogen atom, a carboxyl group, an anilide group, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or an alkoxy group.
  • X, X ′, Y, and Y are —O—, 1 CO—, —NH—, 1 NR— (where R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
  • a + represents hydrogen ion, sodium ion, potassium ion, ammonium ion, aliphatic ammonium ion, or a mixture of them, but A + does not exist Sometimes.
  • Fe is preferred as the central metal
  • halogen atoms, alkyl groups, and anilide groups are preferred as the substituent.
  • M represents a coordination center metal, and may be C r, Co, Ni, Mn, Fe, Zn, A 1, B)
  • R represents a hydrogen atom, C>) to C 18 alkyl or C 2 to C 18 alkenyl group.
  • a '+ may be hydrogen, sodium, potassium, ammonium, aliphatic ammonium, or none.
  • Z is one O— or one C—O—.
  • the center metal is preferably Fe, Si, Zn, Zr, or A1
  • the substituent is preferably an alkyl group, an anilide group, an aryl group or a halogen
  • the counter ion is preferably a hydrogen ion, an ammonium ion or an aliphatic ammonium ion.
  • the azo metal compound represented by the formula (1) is more preferable, and the azo iron compound represented by the following formula (3) is most preferable.
  • ⁇ and Y 3 are hydrogen atoms, C 18 alkyl, C 2 to (alkyl 8, sulfonyl amide, mesyl, sulfonic acid, carboxy ester, hydroxy, Ci 8 alkoxy, acetylamino, benzoyl, amino group Or a halogen atom,
  • n and n ' are integers from 1 to 3,
  • Y 2 and 4 represent a hydrogen atom or a -tro group
  • ⁇ ® represents ammonium ion, alkali metal ion, hydrogen ion, or mixed ions.
  • the toner of the present invention can also be used as a positively charged toner.
  • Positive Examples of the charge control agent that can be charged include the following substances. Nigguchishin and fatty acid metal salt modifications; 1-hydroxy 1-4-naphthosulfonate, quaternary ammonium salts such as tetraptyl ammonium tetrafluoroporate, ion salts such as phosphonium salts and their lake pigments, triphenylmethane dyes and their Mono pigment (phosphorungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotandastenmolybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide); metal salt of higher fatty acid; guanidine compound And imidazole compounds. These can be used alone or in combination of two or more. Of these, triphenylmethane compounds and quaternary ammonium salts in which the counter ion is not halogen are preferably used.
  • R 2 and R 3 represent a substituted or unsubstituted alkyl group (preferably having 1 to 4 carbon atoms).
  • a copolymer with a polymerizable monomer such as styrene, acrylic acid ester or methacrylic acid ester described above can be used as a positive charge control agent.
  • these charge control agents also have an action as a binder resin (all or a part thereof).
  • Rl, R2, R3, R4, R5 and R6 each represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted aryl group which may be the same or different from each other;
  • R 7 , R 8 and R 9 each represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, which may be the same or different from each other, and
  • A— is a sulfate ion, nitrate ion, borate ion, phosphate ion, An anion selected from hydroxyl ion, organic sulfate ion, organic sulfonate ion, organic phosphate ion, carbonate ion, organic borate ion or tetrafluoroporate.
  • Preferred control agents for negative charging include the following.
  • S pi I on B lack T RH, T 1 77, T 1 95 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), BONTRON (registered trademark) S—34, S—44, S—54, ⁇ —84, ⁇ 1 88 , ⁇ -89 (Orient Chemical Co., Ltd.)
  • Preferred control agents for positive charging include the following. TP-302, TP-415 (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), BONTRON (registered trademark) N—01, N—04, N—07, P—51 (Orient Chemical Co., Ltd.), copy Blue PR (Clariant).
  • a method of incorporating a charge control agent into the toner there are a method of adding it inside the toner particles and a method of adding it externally.
  • the amount of these charge control agents used is binding It is determined by the toner production method including the type of resin, the presence / absence of other additives, and the dispersion method, and is not limited uniquely. It is preferably used in the range of 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin.
  • a fluidity improver may be externally added to the toner of the present invention.
  • the fluidity improver can be added to the toner particles to increase the fluidity before and after the addition.
  • Examples of such fluidity improvers include the following. Fluorine resin powders such as fine vinylidene fluoride powder and polytetrafluoroethylene fine powder; wet powder silica, fine powder silica such as dry process silica, fine powder titanium oxide, fine powder alumina, silane compound, titanium Fine powder treated with a coupling agent and silicone oil; Oxides such as zinc oxide and tin oxide; Stuntium titanate, barium titanate, calcium titanate, calcium titanate zirconate Double oxides such as calcium carbonate and carbonate compounds such as magnesium carbonate.
  • a preferred fluidity improver is a fine powder produced by vapor phase oxidation of a halogenated silicon compound, and is called a so-called dry method siliability or fumed silica.
  • a dry method siliability or fumed silica For example, it uses the thermal decomposition oxidation reaction of silicon tetrachloride gas in an oxyhydrogen tank.
  • the basic reaction equation is as follows. S i C 1 4 + 2 H 2 + 0 2 ⁇ S i ⁇ 2 + 4 HC 1
  • a composite fine powder of silica and another metal oxide by using other metal halogen compounds such as aluminum chloride or titanium chloride together with a silicon halide compound.
  • the particle size is preferably within the range of 0.001 to 2 m as the average primary particle size, and in particular, silica fine powder within the range of 0.02 to 0.2 m is used. It is preferable.
  • silica fines produced by vapor phase oxidation of silicon halides examples include the following.
  • AEROS IL Natural Aerosil Co., Ltd. 130, 200, 300, 380, TT600, M ⁇ X 170, M ⁇ X80, C ⁇ K84, C a -O-S i L (CABOT Co.) M-5, MS— 7, MS—75, HS _ 5, EH-5, Wacker HDK N 20 (WAC KER-CHEMI E GMBH) V 1 5, N20 E, T30, T40, DC Fine S i 1 ica Ning Co.), Franso 1 (Fransi 1), and these can also be suitably used in the present invention.
  • a treated silica fine powder obtained by hydrophobizing a silica fine powder produced by vapor phase oxidation of the above-mentioned silicon halide compound is more preferable.
  • the treated silica fine powder it is particularly preferable to treat the silica fine powder so that the degree of hydrophobicity measured by a methanol titration test is in the range of 30 to 80.
  • hydrophobizing treatment examples include a chemical treatment with an organic silicon compound that reacts or physically adsorbs with silica fine powder.
  • a fine silica powder produced by vapor phase oxidation of a key octacene compound is treated with an organic key compound.
  • organic silicon compound examples include hexamethyldisilazane, trimethylmethoxysilane, and diphenyljetoxysilane.
  • silicone oils such as dimethyl silicone oil can be mentioned. These may be used alone or as a mixture of two or more.
  • the fluidity improver preferably has a specific surface area by nitrogen adsorption measured by BET method of 30 m 2 Zg or more, preferably 50 m 2 Zg or more.
  • the total amount of the fluidity improver is 0.001 to 8 parts by weight, preferably 0.1 to 4 parts by weight, based on 100 parts by weight of toner particles before external addition.
  • the toner of the present invention is further known as necessary.
  • Other external additives for example, a charge control agent
  • the toner of the present invention can be used as a one-component developer or a two-component developer mixed with a carrier.
  • the carrier for use in the two-component developer all conventionally known carriers can be used. Specifically, surface oxidized or unoxidized iron, nickel, cobalt, manganese, chromium, rare earth, etc.
  • particles having an average particle size of 20 to 300 m, such as these metals and their alloys or oxides, are used.
  • those obtained by adhering or coating a resin such as styrene resin, acrylic resin, silicone resin, fluorine resin, or polyester resin on the surface of the carrier particles are preferably used.
  • the binder resin and the colorant and, if necessary, the magnetic material, wax, charge control agent, and other additives are sufficiently mixed by a mixer such as a Henschel mixer or a pole mill. It is melted, kneaded and kneaded using a heat kneader such as a roll, kneader, and extruder, and the toner and the magnetic material are dispersed in the binder resin. After cooling and solidifying, the toner is crushed and classified. Obtainable.
  • the toner of the present invention can be produced using a known production apparatus.
  • the following production apparatus can be used.
  • Examples of the mixer include the following. Henschel mixer (made by Mitsui Mining Co., Ltd.); Super mixer (made by Rikiyu Co., Ltd.); Lipocorn (made by Okawara Seisakusho); Nauta mixer, evening stabilizer, Cyclomix (made by Hosokawa Micron Co.); Spiral pin mixer ( Pacific Ocean) (Made by Koe); Redige Mixer (Matsupo Co., Ltd.).
  • Examples of the kneader include the following. KRC Ader (manufactured by Kurimoto Iron Works); Busco Kneader (manufactured by Buss); TEM type extruder (manufactured by Toshiba Machine Co.); TEX twin screw mixer (manufactured by Nippon Steel); PCM kneader ( Ikekai iron 3 roll mill, mixing roll mill, Niida (Inoue Manufacturing Co., Ltd.); Nidex (Mitsui Mining Co., Ltd.); MS pressure ader, Nidar Ruder (Moriyama Seisakusho); One mixer (manufactured by Kobe Steel).
  • Examples of the pulverizer include the following.
  • Counter jet mill, Micro jet, Inomizer made by Hosokawa Micron
  • IDS type mill PJM Jet Flour Mill (made by Nippon Numatic Industrial Co., Ltd.); Cross Jet Mill (made by Kurimoto Iron Works); Urmax (Japan) Sok Engineering Co., Ltd.); SK Jet “Oichi” Mill (Ceishin Enterprise Co., Ltd.); Krivtron (Kawasaki Heavy Industries Co., Ltd.); Yuichi Pomil (Turbo Industries Co., Ltd.);
  • classifiers include the following. Classy, Micron Classifier, Spedic Classifier One (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.); Yuichi Po Classifier One (Nisshin Engineering Co., Ltd.); Micron Separe
  • Ultrasonic manufactured by Sakae Sangyo Co., Ltd.
  • Resonance, Gyro Shifter Tokuju Kosakusha Co., Ltd.
  • Vibrasonic System manufactured by Dalton
  • Soniclean manufactured by Shinto Kogyo Co., Ltd.
  • Micro shifter manufactured by Hadano Sangyo Co., Ltd.
  • Circular vibrating sieve
  • the molecular weight distribution of the tetrahydrofuran-soluble content of the toner and the binder resin, the content of the tetrahydrofuran-insoluble content, and the softening point can be measured by the following methods.
  • standard polystyrene resin for example, “TSK Standard Polystyrene F-850, F-450, F—288, F—128, F—80, F-40, F-20, F — 10, F-4, F-12, F-1, A—5000, A—2500, A—1000, A—500 ”(manufactured by Tosoh Corporation) are used.
  • the tetrahydrofuran-insoluble content of the resin component in the binder resin or toner is measured as follows.
  • binder resin or toner is weighed (Wi g) and placed in a pre-weighed cylindrical filter paper (eg, product name No. 86 R (size 28mmxl 00mm), manufactured by Advantech Toyo Co., Ltd.). Set to. Then, extraction is performed for 16 hours using 200 ml of tetrahydrofuran (THF) as a solvent. At this time, the extraction is performed at a reflux rate such that the solvent extraction cycle is about once every 5 minutes.
  • a pre-weighed cylindrical filter paper eg, product name No. 86 R (size 28mmxl 00mm)
  • THF tetrahydrofuran
  • the cylindrical filter paper is taken out and air-dried, then vacuum-dried at 40 ° C for 8 hours, the mass of the cylindrical filter paper including the extraction residue is weighed, and the mass of the cylindrical filter paper is subtracted to obtain the extraction residue. Calculate the mass (W2 g).
  • the THF-insoluble content can be determined by subtracting the content (W3 g) of components other than the resin component as shown in the following formula (1).
  • THF insoluble matter (mass%) ⁇ (W2-W3) / (Wl-W3) ⁇ xl 00 ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • the content of components other than the resin component can be measured by a known analysis means. If analysis is difficult, estimate the content of components other than the resin component (incineration residual ash content in the toner (W3 'g)) and subtract that content to insoluble THF. You can ask for minutes.
  • the incineration residual ash content in the toner is obtained by the following procedure. Weigh about 2 g of toner into a pre-weighed 3 Oml magnetic crucible. Place the crucible in an electric furnace and heat at about 900 ° C for about 3 hours. Weigh and subtract the mass of the crucible to calculate the incineration residual ash (Wb g). Then, calculate the mass (W3'g) of the incineration residual ash in the sample Wlg by the following formula (2).
  • THF-insoluble matter can be obtained by the following formula (3).
  • THF insoluble matter (mass%) ⁇ (W2-W3 ') / (Wl -W3') ⁇ xl 0 0 ⁇ ⁇ ⁇ (3)
  • the acid value is the number of milligrams of hydrolyzed hydroxyl required to neutralize the acid contained in 1 g of sample.
  • the acid value of the binder resin is measured according to JISK 0070-1992. Specifically, it is measured according to the following procedure.
  • A acid value (mgKOHZg)
  • B amount of potassium hydroxide solution added in the blank test (m 1)
  • C amount added in the hydrolyzed hydroxylated solution of this test (m 1)
  • f Factor of potassium hydroxide solution
  • S sample (g).
  • the softening point of the present invention is measured by using a constant load extrusion type capillary rheome “flow characteristic evaluation device Flow Tester C FT-500 D” (manufactured by Shimadzu Corporation) according to the manual attached to the device.
  • Flow Tester C FT-500 D flow characteristic evaluation device Flow Tester C FT-500 D
  • this device while a constant load is applied from the top of the measurement sample with the screw, the measurement sample filled in the cylinder is heated and melted, and the molten measurement sample is pushed out from the die at the bottom of the cylinder.
  • a flow curve showing the relationship between quantity and temperature can be obtained.
  • the “melting temperature in the 1Z2 method” described in the manual attached to the “flow characteristic evaluation device Flow Tester CFT-500 D” is the softening point.
  • the sample to be measured is 1.0 g of toner or binder resin in an environment of 25 using a tablet molding compressor (for example, NT-1 00H, manufactured by NP Corporation). Then, use a cylinder that is compression molded for about 60 seconds and is about 8 mm in diameter.
  • a tablet molding compressor for example, NT-1 00H, manufactured by NP Corporation.
  • the measurement conditions for CFT-500D are as follows.
  • Test mode Temperature rising method
  • Wax 1 has a hydroxyl value of 68. lmgKOHZg, an ester value of 6.7 mgKOHZg, an acid value of 3. lmgKOH / g, a peak molecular weight of 440, a molecular weight of 700 or more, and a content of 0.1% by mass, melting point Was 76.
  • Table 1 shows the synthesis conditions and physical properties of Wax 1. (Wax production example 2)
  • the wax A obtained in Wax Production Example 1 was pulverized until the coarse particles remaining on the sieve were less than 0.1% by mass when passed through a sieve having an opening of 8500 m. Add 1 liter of methanol to 100 g of this crushed wax A, and stir at room temperature (25 ° C) for 4 hours in a state in which the wax is not dissolved but dispersed in methanol. The molecular weight contained in the wax More than 700 components were extracted. Stirring was stopped and the precipitated wax was collected by filtration, and methanol was removed by distillation under reduced pressure to obtain purified wax 2.
  • Table 1 shows the physical properties of Wax 2.
  • Wax B was obtained in the same manner as Lux A in Wax Production Example 1 except that Fischer-Tropsch wax was used as a raw material and the addition amount of boric acid Z hydrofluoric anhydride mixed catalyst and the reaction time were changed.
  • This wax B was extracted in the same manner as in wax production example 2 with methanol to extract a component having a molecular weight of 700 or more to obtain purified wax 3.
  • Table 1 shows the production conditions and physical properties of Wax 3. (Wax production example 4)
  • Wax 4 was obtained in the same manner as in Example 3 except that the addition amount of boric acid and anhydrous boric acid mixed catalyst and the reaction time were changed. Table 1 shows the production conditions and physical properties of Wax 4.
  • wax production example 6 Use polyethylene wax as the raw material, change the amount of boric acid-Z boric anhydride mixed catalyst and the reaction time, and use methyl ethyl ketone for the extraction of components with a molecular weight of 700 or more contained in the wax. Except for the above, wax 5 was obtained in the same manner as in Example 3 of the wax production. The production conditions and physical properties of Wax 5 are shown in Table 1. (Wax production example 6)
  • Wax 6 was obtained in the same manner as in Box Production Example 5. Table 1 shows the production conditions and physical properties of Wax 6.
  • Wax 7 was obtained. Table 1 shows the manufacturing conditions and physical properties of Wax 7.
  • Wax 8 was obtained in the same manner as in Wax Production Example 6 except that no component having a molecular weight of 700 or more contained in the wax was extracted. Table 1 shows the production conditions and physical properties of Wax 8.
  • wax 9 was prepared in the same manner as in Wax Production Example 1 except that the addition amount of boric acid and anhydrous boric acid catalyst and the reaction time were changed, and further purification with ethanol was not performed. Obtained.
  • the production conditions and physical properties of Wax 9 are shown in Table 1.
  • Boric acid Z Wax 10 was obtained in the same manner as in Wax Production Example 5 except that the reaction time with the mixed catalyst of boric anhydride and boric acid was changed, and the component having a molecular weight of 700 or more contained in the wax was not extracted. .
  • the production conditions and physical properties of wax 10 are shown in Table 1.
  • the polyester monomer is mixed in the following ratio.
  • this unsaturated polyester resin 75 parts by weight of this unsaturated polyester resin, and as a vinyl monomer, styrene: 18 parts by weight, n-butyl acrylate: 6.5 parts by weight, mono n-butyl maleate: 0.5 parts by weight, initiator 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexine-3 (10-hour half-life temperature 128 ° C): 0.08 parts by mass was mixed.
  • This vinyl monomer Z-unsaturated polyester resin mixture was polymerized at 12 for 20 hours, and further heated to 150 ° C and held for 5 hours to polymerize the unreacted vinyl monomer to give a hybrid resin.
  • R—1 was obtained.
  • the obtained hybrid resin R-1 has a main peak at a molecular weight of 8,800, a weight average molecular weight (Mw) of 41,200 in the molecular weight distribution of the tetrahydrofuran-soluble component, and 31 mass% of the tetrahydrofuran-insoluble component. Contained.
  • the acid value was 6.7 mgKOH / g.
  • the hydroxyl value was 24.4 mgKO HZg, the glass transition temperature was 58 ° C, and the softening point was 1 2 1 ° C.
  • a polyester monomer was mixed in a four-necked flask at the following ratio.
  • the resulting polyester resin R-2 has a main peak at a molecular weight of 6,300, a weight average molecular weight (Mw) of 113,600 in the molecular weight distribution of the tetrahydrofuran solubles, It contained 9% by mass.
  • the acid value was 36.6 mgKHZg
  • the hydroxyl value was 53.5 mg KOHZg
  • the glass transition temperature was 56 ° C
  • the softening point was 114 ° C.
  • the high molecular weight component was produced as follows.
  • the low molecular weight component was produced as follows.
  • the crosslinkable component was produced as follows.
  • the mixture was mixed and dissolved in 100 parts by mass, heated and mixed under stirring for 12 hours under reflux. Thereafter, the organic solvent was distilled off, and the resulting resin was cold-rolled * solidified and then powdered to obtain R-3-HZ L.
  • R—3—HZL 90 parts by mass and crosslinkable resin
  • R—3—C 10 parts by mass are mixed in a Henschel mixer, and this mixture is heated in a 20-axis biaxial extruder. By melt mixing, the force loxyl group and the glycidyl group were reacted and crosslinked. The obtained resin was cold-rolled and solidified, and then pulverized to obtain a styreneacrylic crosslinked resin R-3.
  • the resulting styrene-acrylic crosslinked resin R-3 is In the molecular weight distribution of min, it had a main peak at a molecular weight of 15,900, a sub-peak at a molecular weight of 33,000, a weight average molecular weight (Mw) of 2,14,600, and contained 11 mass% of tetrahydrofuran insolubles .
  • the acid value was 10.3 mg KOH / g
  • the glass transition temperature was 60 C
  • the softening point was 107.
  • the resulting styrene acrylic cross-linked resin R-3 has the following partial structural formula (A)
  • the resulting styrene-acrylic resin R-4 has a main peak at a molecular weight of 15,300, a sub-peak at a molecular weight of 318,500, and a weight average molecular weight (Mw) of 344,100 in the molecular weight distribution of the tetrahydrofuran solubles. It did not contain tetrahydrofuran-insoluble matter.
  • the acid value was 12.7 mg KOHZg, the glass transition temperature was 59 ° C, and the softening point was 96 ° C.
  • Azo-based iron compound (1) (Counter ion is NH 4 +) 2 parts by mass
  • PCM-30 manufactured by Ikekai Iron Works Co., Ltd.
  • the obtained melt-kneaded product is cooled, and the cooled melt-kneaded product is coarsely pulverized by a cut mill. After that, the resulting coarse powder cake is obtained using a turbo mill T1-250 (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.).
  • the air temperature was adjusted so that the exhaust temperature was 45 t: finely pulverized, and classified using a multi-division classifier utilizing the Coanda effect to obtain magnetic toner particles 1.
  • the magnetic toner particle 1 had a weight average particle diameter (D4) of 5.9 m and a content of particles of 2.00 zm to 4.00 m in the number distribution of 22.3% by number. .
  • Toner 1 100 parts by mass of the magnetic toner particles 1 and 100 parts by mass of hydrophobic silica fine powder (dry silica (BET: 20 Omg)) were surface-treated with 10 parts by mass of hexamethyldisilazane, 100 parts by mass of treated silica treated with 10 parts by mass of dimethyl silicone oil) 1.
  • Toner 1 was prepared by mixing 2 parts by mass with a Henschel mixer.
  • This toner 1 contains 22% by mass of tetrahydrofuran-insoluble matter.
  • the tetrahydrofuran-insoluble matter was hydrolyzed, filtered, and analyzed for tetrahydrofuran-soluble content of the components to be separated.
  • Vinyl-based resin had a peak molecular weight of 112,700 and a weight average molecular weight of 276,600. Further, the content of the vinyl polymer unit contained in the tetrahydrofuran-insoluble matter was 47% by mass.
  • Laser beam printer manufactured by Hewlett-Packard Company Lase J et 4350 fixing device can be taken out and fixing temperature of fixing device can be set arbitrarily And an external fixator with a process speed of 400 mm / sec was used.
  • This external fuser is temperature-controlled in the range of 140 to 220 ° C from 140 ° C to 5 ° C, and is developed on plain paper (75 g7m 2 ).
  • Solid black unfixed image (toner amount on paper) was set to 0.6 mg / cm 2 ).
  • the obtained fixed image was rubbed back and forth five times with sylbon paper applied with a load of 4.9 kPa, and the fixing temperature was defined as the point where the density reduction rate of the image density before and after the rub was 10% or less. The lower this temperature, the better the low-temperature fixability.
  • the process speed was set at 10 Omm / sec, and the temperature was adjusted from 150 ° C to 5 ° C in the temperature range of 150 to 240 ° C to fix the unfixed image. Contamination due to the high temperature offset phenomenon on the fixed image was visually confirmed, and the generated temperature was defined as high temperature offset resistance. The higher this temperature, the better the high temperature offset resistance.
  • a laser beam printer L aser J et 4350 (manufactured by Huette Packard) was remodeled into a 65-sheet machine, and it was at room temperature and humidity (23 ° C, 60% RH), high temperature and humidity (32.5). In an environment of (° C, 80 RH%), an image output test was performed using A 4 size 75 gZm 2 transfer paper. As the image data, original data having an image area ratio of 1% was used. Under these conditions, the solid black image density at the initial stage and when passing 300,000 sheets, and the power blur were measured for the normal temperature and humidity environment.
  • the image density was measured by measuring the reflection density with a Macbeth densitometer (manufactured by Macbeth) using an SPI filter and calculating the average of five points.
  • the capri was calculated from the difference between the whiteness of the transfer paper measured with a reflectometer (manufactured by Tokyo Denshoku Co., Ltd.) and the whiteness of the transfer paper after printing the evening sun.
  • the cleaning blade is turned over when the number of printed sheets is 5, 0 0 0 or more and less than 1 0, 0 0 0
  • the cleaning blade is turned over when the number of printed sheets is 1,00,000 or more and less than 5,00,0.
  • B There are 1 or more and less than 5 fused objects less than 0.1 mm in diameter on the photoreceptor.
  • C There are 5 or more and less than 10 fused objects less than 0.1 mm in diameter on the photoreceptor.
  • D There are 1 or more and less than 10 fused objects on the photosensitive member with a diameter of 0.1 mm or more and less than 0.5 mm.
  • Toner 2 was prepared in the same manner as in Example 1, except that wax 1 in Example 1 was changed to wax 2. Table 2 shows the evaluation results.
  • a toner 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the wax 1 in Example 1 was changed to the wax 3.
  • Table 2 shows the evaluation results.
  • Toner 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that wax 1 in Example 1 was changed to wax 4. Table 2 shows the evaluation results.
  • Toner 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that wax 1 in Example 1 was changed to wax 5. Table 2 shows the evaluation results.
  • Toner 6 was prepared in the same manner as in Example 5 except that the hybrid resin R-1 in Example 5 was changed to polyester resin R-2. Table 2 shows the evaluation results.
  • a toner 7 was prepared in the same manner as in Example 5 except that the hybrid resin R-1 in Example 5 was changed to a styrene acrylic crosslinked resin R-3.
  • Table 2 shows the evaluation results.
  • Toner 8 was prepared in the same manner as in Example 7 except that wax 5 in Example 7 was changed to wax 6. Table 2 shows the evaluation results.
  • a toner 9 was prepared in the same manner as in Example 7, except that the wax 5 in Example 7 was changed to the wax 7. Table 2 shows the evaluation results.
  • a toner 9 was prepared in the same manner as in Example 7, except that the wax 5 in Example 7 was changed to the wax 8. Table 2 shows the evaluation results.
  • Toner 10 was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that the styrene acrylic resin R-3 in Comparative Example 1 was changed to a non-crosslinked styrene acrylic resin R-4. Table 2 shows the evaluation results.
  • Toners 11 to 13 were prepared in the same manner as in Example 7 except that the wax 5 of Example 7 was changed to the wax 9 to 11. Table 2 shows the evaluation results.

Abstract

低温定着性、耐高温オフセット性、現像耐久性に優れ、感光体へのトナー融着やクリーニングブレードめくれを起こさないトナーを提供することにある。少なくとも結着樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナーであって、該ワックスが、i)酸化炭化水素系ワックスであり、ii)水酸基価が5mgKOH/g以上150mgKOH/g以下であり、iii)テトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量分布において、分子量200以上600以下の範囲にメインピークを有し、分子量700以上の成分の含有量が3質量%以下であることを特徴とする。

Description

明 細 書 卜ナー 技術分野
本発明は、 電子写真法、 静電印刷法、 及びトナージェット法の如き画像形 成方法に用いられるトナ一に関するものである。 背景技術
従来、 トナーの低温定着性、 耐高温オフセット性の改良の為に、 トナー中 にアルコール成分を含有させることが知られている。
特開昭 63 - 113558号公報、特開昭 63— 188158号公報、特 開平 2— 134648号公報、特開平 4一 97162号公報、特開平 4一 9 7163号公報等に、トナー中にアルコール成分を含有させる技術が開示さ れている。
これらアルコール成分を有するワックスをトナー中に含有させることで、 トナーの低温定着性ゃ耐高温オフセット性を向上させる効果は認められる ものの、高温高湿環境などの苛酷な環境下で、長期にわたり使用された場合 にトナーの劣化を促進させやすく、 現像性を悪化させる場合があった。 また、 特開 2001— 343781号公報には、 水酸基価 (H V) が 5乃 至 15 OmgKOHZgであり、 エステル価(EV)が 1乃至 5 OmgKO HZ gであり、 HV〉EVである炭化水素系ワックスを含有するトナーにつ いて開示されている。
さらに、 特開 2000-267347号公報には、 石油系ワックス、 末端 に二重結合を有する α—ォレフィンワックス、フイシヤートロプシュヮック スのいずれかを硼酸存在下で空気酸化して得られるヒドロキシル価が 50 乃至 9 O m g K O HZ gのアルコール型ワックスである電子写真トナー用 ワックスについて開示されている。
これら水酸基を有するワックスをトナー中に含有させることで、低温定着 性ゃ耐高温ォフセット性を改良し、かつ優れた現像性を得ることが可能とな る。 しかし、 高温環境で連続して両面印字を行うなど、 複写機やプリンタ一 装置内部の温度が上昇した状況では、感光体にトナーが融着して白ポチなど の画像欠陥が発生したり、感光体に当接するクリーニングブレードがめくれ てクリーニング不良が発生したりする場合があつた。これらの問題を解決す る為には、水酸基を有するワックスの含有量を減らす必要があり、低温定着 性ゃ耐高温オフセット性の改良効果が少なくなる。 発明の開示
低温定着性、 耐高温オフセット性、現像耐久性に優れ、 感光体へのトナー 融着ゃクリーニンダブレードめくれを起こさないトナーを提供することに ある。
本出願は、少なくとも結着榭脂、着色剤及びワックスを含有するトナーで あって、 該ワックスが、 i ) 酸化炭化水素系ワックスであり、 i i ) 水酸基 価が 5 m g KOHZ g以上 1 5 0 m g K OH/" g以下であり、 i i i )テト ラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエ一ションクロマトグラフィーによる 分子量分布において、分子量 2 0 0以上 6 0 0以下の範囲にメインピークを 有し、分子量 7 0 0以上の成分の含有量が 3質量%以下であることを特徴と するトナーに関する。
本発明のトナーは、 低温定着性、 耐高温オフセット性、 現像耐久性に優れ たトナーである。 さらに本発明のトナーは、感光体へのトナー融着ゃクリー ニングブレードめくれを起こさないトナーである。 発明を実施するための最良の形態
本発明者らの検討の結果、酸化炭化水素系ヮックスの水酸基価を 5 m g K OHZ g以上 1 5 0 m g K〇H/ g以下とし、分子量分布を分子量 2 0 0以 上 6 0 0以下の範囲にメインピークを有し、分子量 7 0 0以上の成分を 3質 量%以下含有するように制御することで、優れた低温定着性と耐高温オフセ ット性、 現像耐久性を示し、 かつ、 感光体へのトナー融着ゃクリーニングブ レードめくれを起こさないトナーが得られることが判明した。
炭化水素系ワックスを酸化して水酸基を導入すると、酸化反応の副生成物 が発生する。 特に、 水酸基価を高めようとすると、 酸化反応をより進める反 応条件になるため、水酸基よりも酸化が進んだ、 カルボキシル基ゃケトン基 を持つ副生成物が生成されやすくなる。カルボキシル基は水酸基とエステル 結合を作りやすいため、 これら副生成物のうち、特に力ルポキシル基を持つ 分子は、水酸基を持つ分子とエステル結合してより大きな分子となる。 この ようにして生成される成分は、 分子量 7 0 0以上の成分として検出される。 分子量 7 0 0以上の成分は、小さな分子がエステル結合して大きくなつた分 子であるため、 分子内に力ルポキシル基、 水酸基、 エステル基を多く有して おり、 極性が大きい。 そのため、 分子量 7 0 0未満の成分と比較して、 結晶 性が低くて融点が低く、常温でも粘性のある性状を示す。 このような成分が トナーに多く含まれると、 トナーの流動性や帯電性が低下しやすい。
さらに、 このような成分は、 極性が大きく、 トナーの結着樹脂に用いられ るスチレンアクリル系樹脂やポリエステル系樹脂との相溶性が高いため、結 着樹脂と分子レベルで均一に分散され、 可塑剤として機能する。 その結果、 トナ一の機械的強度が低下したり、耐ブロッキング性が低下したりしやすく、 高温環境で機械的なストレスがトナーにかかった場合に、 トナーが変形しや すくなる。特に、感光体とクリーニングブレードが当接する部位に存在する トナーは、感光体とクリーニングブレードに強く摺擦されて変形し、感光体 に擦り付けられて付着し、 トナー融着を引き起こしやすくなる。 また、 感光 体とクリ一二ングブレードが当接する部位に存在するトナーが摺擦により 塑性変形し、粘性を持つようになるため、感光体とクリーニングブレードの 摩擦係数が大きくなり、 クリーニングブレードがめくれてしまい、 クリ一二 ング不良の原因となることがある。
本発明で用いられる酸化炭化水素系ワックスは、水酸基価が 5 m g KO H Zg以上 15 OmgKOHZg以下(好ましくは 1 OmgKOHZg以上 1 2 OmgKOHZg以下、より好ましくは 2 OmgKOHZg以上 100m gKOHZg以下)であることが重要である。水酸基価をこの範囲とするこ とで、 トナ一中でのワックスの分散性と、定着時のワックスのトナー表面へ の染み出し速度のバランスが保たれ、優れた低温定着性と耐高温オフセット 性を両立しながら、 良好な現像性を示すトナーを得ることができる。
水酸基価が 5mgKOHZg未満であると、トナー中におけるワックスの 分散性が低下してしまい、 トナーの現像性が低下しやすい。 また、 水酸基価 が 15 OmgKOHZgより大きいと、ワックスのトナー表面への染み出し 速度が遅くなつて、 トナーの低温定着性ゃ耐高温オフセット性が低下しやす い。
また、 本発明では、 酸化炭化水素系ワックスの分子量分布において、 分子 量 200以上 600以下(好ましくは分子量 300以上 600以下)の範囲 にメインピークを有することが必要である。この範囲にメインピークがある ことで、トナーの耐ブロッキング性を保ったまま低温定着性を改良すること が可能になる。 メインピーク分子量が 200未満であると、 トナーの耐ブロ ッキング性が低下しゃすく、メインピーク分子量が 600より大きいと低温 定着性を改良する効果が得られにくい。
さらに本発明では、酸化炭化水素系ワックスの分子量分布において、分子 量 7 0 0以上の成分を 3質量%以下、好ましくは 2質量%以下、 より好まし くは 1質量%以下含有することが必要である。分子量 7 0 0以上の成分を 3 質量%より多く含有すると、前述したように、 トナーの流動性や帯電性が低 下したり、 トナーの機械的強度が低下して劣化しやすくなつたり、耐ブロッ キング性が低下したりしゃすい。 また、感光体へトナー融着をしやすくなつ たり、クリ一二ングブレードめくれによるクリ一二ング不良が発生する場合 がある。
本発明では、酸化炭化水素系ワックスの分子量分布に関して、分子量 7 0 0以上の成分の含有量を 3質量%以下とするための方法としては、酸化炭化 水素系ワックスを溶剤により精製する方法が好ましい。
炭化水素系ワックスの酸化反応条件の調整により分子量 7 0 0以上の成 分を減らそうとすると、副生成物を生成させにくくするために、緩やかな反 応条件を選ぶ必要がある。その場合、所望の水酸基価の酸化炭化水素系ヮッ クスを得る為に、酸化反応に非常に長い時間がかかったり、反応が充分に進 まず、 所望の水酸基価を得られなかったりする場合がある。
これに対し、溶剤により精製して酸化炭化水素系ワックスの分子量 7 0 0 以上の成分を減量する手法では、副生成物の量が多くても精製工程でその大 部分を取り除くことが出来る為、酸化反応の条件の制約が少なくなる。その ため、水酸基価が高くて副生成物の少ないものや、短時間で酸化反応を進め ても副生成物が少ないものを得られるようになる。
酸化炭化水素系ワックスの精製に用いられる溶剤の種類としては、メタノ —ル、 エタノール、 1 一プロパノール、 2—プロパノール、 イソプロパノー ル、 1—ブ夕ノール、 2—ブタノール、 t e r t —ブタノ一ル等のアルコー ル類、 n—へキサン、 n—ヘプタン、 n—オクタン、 シクロへキサン等の脂 肪族炭化水素類、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン、 ェチルベンゼン等の芳香 族炭化水素類、 アセトン、 メチルェチルケトン、 ジェチルケトン、 イソプチ ルメチルケトン等のケトン類が挙げられ、 特に、 アルコール類、 ケトン類が 好ましく用いられる。なかでも好ましく用いられるのはアルコール類であり、 特に好ましくはメタノール、 エタノ一ルが用いられる。
酸化炭化水素系ワックスの精製方法としては、ワックスと溶剤の混合物を 加熱し、ワックスが溶剤に溶解した状態から冷却して精製されたワックスを 析出させ、デカンテーションやろ過により析出したワックスをとりだす方法 や、 ワックスを予め粉碎しておき、 溶剤にワックスを添加混合し、 ワックス を溶剤に溶解させない固一液状態でワックス粉体から副生成物を溶剤抽出 した後、デカンテーシヨンやろ過により精製された粉体ワックスをとりだす、 溶剤洗浄の方法が挙げられる。精製度を高めるという観点では、加熱してヮ ックスを一旦溶剤に完全に溶解させた後に、冷却してワックスを析出させる 手法が好ましいが、 コストや工程の管理しやすさの観点では、溶剤洗浄の手 法が好ましい。
精製の方法については、コストゃ生産性を考慮して適宜選択すればよいが、 いずれの手法で行っても、酸化炭化水素系ワックスの分子量 7 0 0以上の成 分を 3質量%以下とすることが重要である。
本発明におけるワックスは、脂肪族炭化水素系ワックスをアルコール転化 して所望の特性を有するヮックスを得ることが、ワックスの水酸基の転化率 をコントロールしやすいという点で好ましい。
脂肪族炭化水素系ワックスとしては、ゲルパーミエ一ションクロマトダラ フィー(G P C ) により測定されるポリエチレン換算分子量 2 0 0以上 6 0 0以下の範囲にメインピ一クを有することが、アルコール転化後の酸化炭化 水素系ワックスの分子量分布を制御するうえで好ましい。 また、数平均分子 量(M n ) がポリエチレン換算で 1 0 0〜 3 0 0 0、 好ましくは 2 0 0〜 2 0 0 0の範囲にある飽和または不飽和の脂肪族炭化水素系ワックスが好ま しく用いられる。 本発明のワックスの分子量分布は、ゲルパーミエーシヨンクロマトグラフ ィー (GPC) により、 以下のようにして測定する。
ゲルクロマトグラフ用の o—ジクロ口ベンゼンに、特級 2, 6—ジー t一 ブチルー 4 _メチルフエノール(BHT) を濃度が 0. 10w tZv o 1 % となるように添加し、室温で溶解する。サンプルビンにワックスと上記の B HTを添加した o—ジクロロベンゼンとを入れ、 150°Cに設定したホット プレート上で加熱し、 ワックスを溶解する。 ワックスが溶けたら、 予め加熱 しておいたフィルターュニットに入れ、本体に設置する。 フィルタ一ュニッ トを通過させたものを GPCサンプルとする。 尚、 サンプル溶液は、 濃度が 約 0. 15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— 8121 GPCZHT (東ソ一社製)
検出器:高温用 R I
カラム: TSKg e l GMHHR-H HT 2連 (東ソ一社製) 温度: 1 35. 0 °C
溶媒:ゲルクロマトグラフ用 o—ジクロ口ベンゼン (BHT 0. 1 0 w t
/v o 1 %添加)
流速: 1. 0m l / i n
注入量: 0. 4m l
ワックスの分子量の算出にあたっては、 標準ポリスチレン樹脂 (例えば、 商品名 「TSKスタンダード ポリスチレン F— 850、 F— 450、 F 一 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」、 東ソ一社製) を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
酸化炭化水素系ワックスの測定において、分子量 700以上の成分の含有 量は以下のように算出した。酸化炭化水素系ワックスの測定で検出される分 子量分布の、 ピーク全ての面積の総和を 1 0 0面積%とし、分子量 7 0 0以 上で分画したピークの面積が総面積に占める割合 (面積%) を算出し、 分子 量 7 0 0以上の成分の含有量とした。
本発明では、ワックスの G P C測定で算出された分子量 7 0 0以上のピー ク面積の割合(面積%)を、ワックスの分子量 7 0 0以上の成分の含有量(質 量%) とする。
脂肪族炭化水素系ワックスとしては、 例えば、 (A) エチレン重合法また は石油系炭化水素の熱分解によるォレフィン化法で得られる二重結合を 1 個以上有する高級脂肪族不飽和炭化水素、 (B ) 石油留分から得られる n— パラフィン混合物、 (C ) エチレン重合法により得られるポリエチレンヮッ クス、 (D ) フィッシャートロプシュ合成法により得られる高級脂肪族炭化 水素の 1種または 2種以上、 などが用いられる。 特に (B ) または (D ) が 好ましく用いられる。
ワックスの製造例としては、 例えば、 脂肪族炭化水素系ワックスを、 ホウ 酸および無水ホウ酸の存在下で、分子状酸素含有ガスで液相酸化することに より得られる。触媒としてはホウ酸と無水ホウ酸の混合物を使用することが できる。 ホウ酸と無水ホウ酸との混合比 (ホウ酸 Z無水ホウ酸) はモル比で 1乃至 2、 好ましくは 1 . 2乃至 1 . 7の範囲が好ましい。 無水ホウ酸の割 合が前記範囲より少ないと、ホウ酸の過剰分が凝集現象を引き起し好ましく ない。 また無水ホウ酸の割合が前記範囲より多いと、反応後無水ホウ酸に由 来する粉末物質が回収され、また過剰の無水ホウ酸は反応に寄与せず経済的 な面からも好ましくない。
使用されるホウ酸と無水ホウ酸の添加量は、その混合物をホウ酸量に換算 して、 原料の炭化水素 1モルに対して 0 . 0 0 1モル以上 1 0モル以下、 と くに 1モル以上 1 . 0モル以下が好ましい。
反応系に吹き込む分子状酸素含有ガスとしては酸素、空気、 またはそれら を不活性ガスで希釈した広範囲ものが使用可能であるが、 酸素濃度が 1体 積%以上 30体積%以下であるのが好ましく、より好ましくは 3体積%以上 20体積%以下である。
液相酸化反応は通常溶媒を使用せず、原料の炭化水素の溶融状態下で行な われる。反応温度は 120 °C以上 280 °C以下、好ましくは 150 °C以上 2 5 以下である。 反応時間は 1時間以上 15時間以下が好ましい。
ホウ酸と無水ホウ酸は予め混合して、反応系に添加するのが望ましい。ホ ゥ酸のみを単独で添加すると、 ホウ酸の脱水反応などが起り好ましくない。 またホウ酸と無水ホウ酸の混合溶媒の添加温度は 1 00°C以上 1 80°C以 下がよく、好ましくは 110°C以上 160°C以下である。 10 o°cより低い 場合には系内に残存する水分などに起因して、無水ホウ酸の触媒能が低下す るので好ましくない。
反応終了後反応混合物に水を加え、生成したワックスのホウ酸エステルを 加水分解 ·精製して、 所望のワックスが得られる。
本発明のワックスは、エステル価が 0. lmgKOHZg以上 5 OmgK 〇H/g以下であることが好ましく、 0. lmgKOH/g以上 3 OmgK 〇HZg以下であることがより好ましい。
ワックスのエステル価が上記の範囲内である場合、トナー中でのより良好 なワックスの分散性が得られる。 また、 結着樹脂への相溶性が適度であり、 結着樹脂の機械的強度を低下させる作用が小さく、トナーの劣化や現像耐久 性の低下を抑えることができる。
本発明におけるワックスは、酸価が 0. lmgKOHZg以上 5 OmgK OH/g以下(好ましくは 0. 11118 〇^[/ 8以上3011181^011//8以 下、 より好ましくは 0. lmgKOHZg以上 2 OmgKOHZg以下) で あることが好ましい。
ワックスが酸基を有していることにより、ワックスがトナーの帯電を阻害 しにくくなる為、ワックスを多量に添加した場合であってもトナーの帯電性 を良好に保つことができる。その結果、低温定着性と現像性とをより良好に 両立することが出来る。
ワックスの酸価が上記の範囲内である場合、酸基を有する効果を十分に得 ることができる。 また、高温高湿環境であってもトナーの現像性の低下を抑 制することができる。
本発明において、 ワックスの水酸基価、 酸価、 エステル価は以下の方法に より求める。 基本操作は J 1 S K 0070に準じる。
<酸価の測定 >
酸価は試料 1 g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。 具体的には、 以下の手順に従って測定する。
(1) 試薬の準備
フエノ一ルフタレイン 1. 0 gをエチルアルコール(95 V o 1 %) 90 m 1に溶かし、イオン交換水を加えて 1 00m 1とし、 フエノールフタレイ ン溶液を得る。
特級水酸化カリウム 7 gを 5m 1の水に溶かし、エチルアルコール(95 V 0 1 %) を加えて 1リットルとする。 炭酸ガス等に触れないように、 耐ァ ルカリ性の容器に入れて 3日間放置後、 ろ過して、水酸化カリウム溶液を得 る。得られた水酸化カリウム溶液は、 耐アルカリ性の容器に保管する。 前記 水酸化カリウム溶液のファクタ一は、 0. 1モルノリットル塩酸 2.5m 1を 三角フラスコに取り、前記フエノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸 化力リゥム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化力リゥム溶液の量から求 める。 前記 0. 1モル リットル塩酸は、 J I S K 800 1— 1 998 に準じて作成されたものを用いる。
(2) 操作
(A) 本試験 粉砕したワックスの試料 2. 0 gを 200m 1の三角フラスコに精秤し、 溶剤(ジェチルエーテルとエタノール(99. 5)を体積比で 1: 1又は 2 : 1で混合したもの) を 10 Oml加え、 5時間かけて溶解する。 次いで、 指 示薬として前記フエノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化力リゥム 溶液を用いて滴定する。 尚、 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。
(B) 空試験
試料を用いない(すなわちジェチルエーテルとエタノールの混合溶液のみ とする) 以外は、 上記操作と同様の滴定を行う。
(3) 得られた結果を下記式に代入して、 酸価を算出する。
A= [ (C-B) X f x5. 61] ZS
ここで、 A :酸価 (mgKOHZg) 、 B:空試験の水酸化カリウム溶液 の添加量(m 1 )、 C:本試験の水酸化力リゥム溶液の添加量(m 1 )、 f : 水酸化カリウム溶液のファクタ一、 S :試料 (g) である。
<水酸基価の測定 >
水酸基価とは, 試料 1 gをァセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を 中和するのに要する水酸化カリウムの mg数である。具体的には、以下の手 順に従って測定する。
(1) 試薬の準備
特級無水酢酸 25 g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、十分に振りまぜてァセチル化試薬を得る。得られた ァセチル化試薬は、 湿気、 炭酸ガス等に触れないように、 褐色びんにて保存 する。
フエノールフタレイン 1. 0 gをエチルアルコール (95 V o 1 %) 90 m 1に溶かし、イオン交換水を加えて 10 Om 1とし、 フエノールフタレイ ン溶液を得る。 特級水酸化カリウム 3 5 gを 2 0 m 1の水に溶かし、 エチルアルコール ( 9 5 V o 1 %)を加えて 1リットルとする。炭酸ガス等に触れないように、 耐アルカリ性の容器に入れて 3日間放置後、 ろ過して、水酸化カリウム溶液 を得る。 得られた水酸化カリウム溶液は、 耐アルカリ性の容器に保管する。 前記水酸化カリウム溶液のファクタ一は、 0 . 5モル Zリットル塩酸 2 5 m 1を三角フラスコに取り、前記フエノールフタレイン溶液を数滴加え、前記 水酸化力リゥム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化力リゥム溶液の量か ら求める。 前記 0 . 5モル Zリットル塩酸は、 J I S K 8 0 0 1 - 1 9 9 8に準じて作成されたものを用いる。
( 2 ) 操作
(A) 本試験
粉砕したワックスの試料 1 . 0 gを 2 0 O m 1丸底フラスコに精秤し、 こ れに前記のァセチル化試薬 5 . O m lをホールピぺットを用いて正確に加え る。 この際、 試料がァセチル化試薬に溶解しにくいときは、 特級トルエンを 少量加えて溶解する。
フラスコの口に小さな漏斗をのせ、約 9 7 :のグリセリン浴中にフラスコ 底部約 1 c mを浸して加熱する。このときフラスコの首の温度が浴の熱を受 けて上昇するのを防ぐため、丸い穴をあけた厚紙をフラスコの首の付根にか ぶせることが好ましい。
1時間後、 グリセリン浴からフラスコを取り出して放冷する。放冷後、 漏 斗から水 1 m 1を加えて振り動かして無水酢酸を加水分解する。さらに完全 に加水分解するため、 再びフラスコをグリセリン浴中で 1 0分間加熱する。 放冷後、 エチルアルコール 5 m 1で漏斗およびフラスコの壁を洗う。
指示薬として前記フエノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化力リ ゥム溶液で滴定する。 尚、 滴定の終点は、 指示薬の薄い紅色が約 3 0秒間続 いたときとする。 (B) 空試験
ワックスの試料を用いない以外は、 上記操作と同様の滴定を行う。
(3) 得られた結果を下記式に代入して、 水酸基価を算出する。
A= [ { (B-C) x28. 05x f } ZS] +D
ここで、 A :水酸基価 (mgKOHZg) 、 B:空試験の水酸化カリウム 溶液の添加量(m 1 )、 C:本試験の水酸化力リゥム溶液の添加量(m 1 )、 f :水酸化力リウム溶液のファクタ一、 S :試料 (g) 、 D:ワックスの酸 価 (mgK〇H/g) である。
<エステル価の測定 >
次の式によって算出する。
(エステル価) = (ケン化価) 一 (酸価)
<ゲン化価の測定 >
•装置及び器具
三角フラスコ (200〜300m l)
空気冷却器(外径 6乃至 8mm, 長さ 100 c mのガラス管又は環流冷却器 で、 いずれも三角フラスコの口にすりあわせ接続できるもの)
水浴、 砂浴又は熱板 (約 80°Cの温度に調節できるもの)
ビュレツ卜 (50m l )
全量ピぺット (25m l)
·試薬
0. 5 kmo 1 Zm3塩酸
0. 5 kmo 1 Zms水酸化カリウムエタノール溶液
フエノールフタレイン溶液
•測定法
(a)ワックス 1.5〜 3.0 gを三角フラスコに 1 m gの桁まで精秤する。 (b) 0. 5 kmo 1 Zm3水酸化カリウムエタノール溶液 25m 1を全量 ピぺットを用いて加える。
(C)三角フラスコに空気冷却器を取り付け、 ときどき内容物を振り混ぜな がら 30分間水浴、砂浴又は熱板上で穏やかに加熱して反応させる。加熱す るときは、環流するエタノールの環が空気冷却器の上端に達しないように加 熱温度を調節する。
(d)反応が終わった後、 直ちに冷却し、 内容物が寒天状に固まらないうち に空気冷却器の上から少量の水、 又はキシレン:エタノール = 1: 3混合溶 液を吹き付けてその内壁を洗浄した後、 空気冷却器を外す。
(e)指示薬としてフエノールフタレイン溶液 lm 1を加えて、 0. 5 km o IZm3塩酸で滴定し、 指示薬の薄い紅色が約 1分間現れなくなったとき を終点とする。
( f ) 空試験は、 ワックスを入れないで (a) 〜 (e) を行う。
(g)試料が溶解しにくい場合は、 予めキシレン、 又はキシレン—エタノー ル混合溶媒を用いて溶解する。
·計算
A= { (B-C) x28. 05x f } /S
ただし、 A :ゲン化価 (mgKOHZg)
B:空試験に用いた 0. 5 kmo 1 /ms塩酸の量 (m 1 )
C :滴定に用いた 0. 5 kmo 1 Zm3塩酸の量 (m 1 )
f : 0. 5 kmo 1 Zms塩酸のファクタ一
S : ワックスの質量 (g)
28. 05 :水酸化カリウムの式量 56. 11x1/2
なお、本発明においてトナーに含有されているワックスの酸価、水酸基価、 エステル価、 ケン化価を測定する場合には、 ワックスをトナーから分取した 後、 上記測定方法に準じて測定を行っても良い。
また、本発明における酸化炭化水素系ワックスは、融点が 60 以上 10 0°C以下(好ましくは 70°C以上 90 以下、 より好ましくは 70°C以上 8 0°C以下)であることが好ましい。融点がこの範囲の酸化炭化水素系ヮック スを用いることにより、トナーの耐ブロッキング性ゃ現像耐久性をより 好 に維持したままで、 低温定着性を改良することが可能になる。
本発明において、 ワックスの融点は示差走査熱量分析測定装置(DSC測 定装置) 、 例えば、 TA I n s t r ume n t s社製の Q— 1000を利 用して測定できる。測定方法は、 AS TM D 3418 - 82に準じて行う。 本発明に用いられる DSC曲線は、 1回昇温させ前履歴を取った後、温度速 度 10°CZm i nで降温し、その後、昇温させた時に測定される D S C曲線 を用いる。 下記の条件にて測定することができる。
<ワックスの融点の測定方法 >
ワックスの融点は、 示差走査熱量分析装置 「Q 1 000」 (TA I n s t r ume n t s社製)を用いて ASTM D 341 8 - 82に準じて測定 する。
装置検出部の温度補正はィンジゥムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正につ いてはィンジゥムの融解熱を用いる。
具体的には、 ワックス約 lmg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°Cの間で、 昇温速度 1 0°C/m i nで測定を行う。 尚、 測 定においては、 一度 200°Cまで昇温させ、 続いて 30°C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 DS C曲線の最大の吸熱ピークを、 ワックスの融点とする。
本発明における酸化炭化水素系ワックスのトナーへの好ましい添加量と しては、結着樹脂 100質量部に対して 0. 1質量部以上 20質量部以下(好 ましくは 0. 5質量部以上 1 5質量部以下、 より好ましくは 1質量部以上 1
0質量部以下) の範囲である。 200
16 本発明におけるワックスは、従来、 トナーに一般に用いられる公知のヮッ クスと組み合せて使用してもよい。例えば、パラフィンワックス及びその誘 導体、モンタンワックス及びその誘導体、マイクロクリスタリンワックス及 びその誘導体、 フィッシャートロプシュワックス及びその誘導体、ポリオレ フィンワックス及びその誘導体、 カルナバワックス及びその誘導体などで、 誘導体には酸化物や、 ビニル系モノマーとのブロック共重合物、 グラフト変 性物を含む。
これらのワックスは、結着樹脂 1 0 0質量部に対して 0 . 1質量部以上 1 5質量部以下、好ましくは 1質量部以上 1 0質量部以下の範囲で用いられる。 本発明のトナー粒子に使用される結着樹脂の種類としては、スチレン系榭
S旨、 スチレン系共重合樹脂、 ポリエステル樹脂、 ポリオール樹脂、 ポリ塩化 ビュル樹脂、 フヱノール樹脂、 天然変性フエノール樹脂、 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、 ポリ酢酸ビエル、 シリコーン 樹脂、 ポリウレタン樹脂、 ポリアミド樹脂、 フラン樹脂、 エポキシ樹脂、 キ シレン樹脂、ポリビニルプチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、 石油系樹脂が挙げられる。 中でも帯電性の環境変動が小さく、定着性に優れ るポリエステル樹脂ゃスチレン系共重合樹脂が好ましく用いられ、さらには 両者を複合化したハイブリッド樹脂がより好ましく用いられる。
特に、本発明で好ましく用いられる結着樹脂としては、少なくともポリエ ステルュニットを 5 0質量%以上含有するものが挙げられる。ポリエステル ュニットを 5 0質量%以上含有することで良好な低温定着性を確保するこ とが可能になる。本発明におけるポリエステルュニットの含有量とは、ポリ エステル樹脂として存在するものと、ハイプリッド樹脂の中においてポリエ ステル系樹脂成分として存在する成分とを合わせたものである。
さらに本発明に用いられるトナーに含まれる結着樹脂は、ビエル系重合体 ュニットを結着樹脂中に 5 0質量%以下 (好ましくは 1 0乃至 5 0質量%) 含有していることが、良好な耐高温ォフセット性を得ることができるという 点で好ましい。
本発明では、結着樹脂としてハイプリッド樹脂を含有することが好ましレ^ 八イブリッド樹脂は、水酸基を有する酸化炭化水素系ワックスとの親和性が 非常に高いため、両者を組み合せると、定着時の熱でワックスが溶融した際 に八イブリッド樹脂も迅速に軟化して、低温定着性を大幅に改良することが 可能になる。本発明で用いる酸化炭化水素系ワックスは、分子量 7 0 0以上 の成分の含有量が 3質量%以下であるため、結晶性が適度であり、 またハイ プリッド樹脂との親和性が適度であるため、常温でもハイプリッド樹脂を過 度に軟化することはなく、現像耐久性ゃ耐ブロッキング性に関し、顕著な効 果が得られる。
つまり、本発明で用いられる、分子量 7 0 0以上の成分を 3質量%以下含 有する酸化炭化水素系ワックスは、 ハイプリッド樹脂と組み合せることで、 その効果をより高めることが出来る。
本発明で用いられる結着樹脂は、ハイプリッド榭脂単独で用いることも可 能であるが、 他の樹脂成分を含有する混合物であっても良い。
例えば、ハイプリッド樹脂とビニル系樹脂との混合物、又は八イブリッド 樹脂とポリエステル樹脂との混合物、又はポリエステル樹脂とハイプリッド 榭脂とビエル系樹脂の混合物が挙げられる。
ハイブリッド樹脂としては、 以下のものが挙げられる。 ( i ) アクリル酸 エステルゃメタクリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモ ノマー成分を重合したビエル系榭脂成分とポリエステル系樹脂成分との間 でエステル交換反応を行うことによって形成されるもの; ( i i ) アクリル 酸ゃメタクリル酸の如きカルボン酸基を有するモノマー成分を重合したビ ニル系樹脂成分とポリエステル成分との間でエステル化反応が生じること によって形成されるもの; ( i i i ) フマル酸のような不飽和結合を持つモ ノマーを用いて重合された不飽和ポリエステル樹脂成分の存在下でビニル 系モノマーを重合して形成されるもの。
ハイブリッド樹脂は、 上記の ( i ) 及び ( i i ) のように、 ビニル系樹脂 成分及び Z又はポリエステル樹脂成分中に、両樹脂成分と反応し得るモノマ 一成分を含有させ、それらを反応させることによって得ることができる。ポ リエステル樹脂成分を構成するモノマーのうち、ビエル系樹脂成分と反応し 得るものとしては、 フマル酸、 マレイン酸、 シトラコン酸、 ィタコン酸の如 き不飽和ジカルボン酸又はその無水物が挙げられる。ビエル系樹脂成分を構 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、 アクリル酸やメ夕クリル酸の如き力ルポキシル基を有するビニルモノマー ゃヒドロキシ基を有するビエルモノマ一が挙げられる。
本発明で用いられるハイプリッド榭脂を調製できる製造方法としては、例 えば、 以下の (1 ) 乃至 (5 ) に示す製造方法を挙げることができる。
( 1 ) ビニル系樹脂とポリエステル樹脂を別々に製造後、少量の有機溶剤に 溶解 '膨潤させ、 エステル化触媒及びアルコールを添加し、 加熱することに よりエステル交換反応を行って、ポリエステル樹脂成分とビニル系樹脂成分 を有するハイプリッド樹脂を得る。
( 2 )ビエル系樹脂製造後に、この存在下にポリエステル樹脂成分を生成し、 ポリエステル樹脂成分とビニル系樹脂成分を有するハイプリッド樹脂を製 造する。 この場合も適宜、 有機溶剤を使用することができる。
( 3 )ポリエステル樹脂製造後に、この存在下にビニル系樹脂成分を生成し、 反応させポリエステル樹脂成分とビエル系樹脂成分を有するハイプリッド 樹脂を製造する。
( 4 ) ビニル系樹脂及びポリエステル樹脂製造後に、 これらの重合体成分存 在下にビニル系モノマー及び またはポリエステルモノマー (アルコール、 カルボン酸) を添加することによりハイブリッド樹脂を製造する。 この場合 も適宜、 有機溶剤を使用することができる。
( 5 ) ビニル系モノマー及びポリエステルモノマ一 (アルコール、 カルポン 酸等)を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりポリエ ステル樹脂成分とビエル系樹脂成分を有するハイプリッド樹脂を製造する。 さらに、 適宜、 有機溶剤を使用することができる。
上記 (1 ) 乃至 (5 ) の製造方法において、 ビニル系樹脂成分及びノまた はポリエステル樹脂成分は複数の異なる分子量であり、異なる架橋度を有す る重合体成分を使用することができる。
本発明において、好ましく用いられるハイプリッド樹脂の製造方法として は (3 ) が挙げられる。 なかでも、 ビニル系モノマーと反応可能な不飽和ポ リエステル樹脂をビニル系モノマーに溶解し、このポリエステル樹脂とビニ ル系モノマーの混合物を塊状重合法により重合して得られたハイプリッド 樹脂が好ましい。
塊状重合法では、 ビニル系樹脂成分の分子量を大きくすることができ、ゲ ル成分中に含まれるビニル系樹脂成分のメインピーク分子量を大きくする ことが可能になるため、 本発明で好ましく用いられる。
また、塊状重合法は、溶液重合法と比較して溶媒の留去の工程が必要ない ため、 低コストで結着樹脂を得ることができる。 更に、 塊状重合法で製造さ れた結着樹脂は、懸濁重合法で製造された結着樹脂と比較して、分散剤の如 き不純物が少ない為、 トナーの摩擦帯電性への影響が少なく、 トナーの結着 樹脂として非常に好ましい。
特に、本発明で用いる結着樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂を有する低分 子量ポリエステル樹脂の存在下でビニル系モノマ一を、低分子量ポリエステ ル樹脂:ビニル系モノマ一二 5 0 : 5 0〜 9 0 : 1 0 (好ましくは 6 0 : 4 0〜 8 0: 2 0 ) の質量比で塊状重合することにより得られるハイブリツド 樹脂であることが好ましい。低分子量ポリエステル樹脂の質量比が 5 0: 5 0よりも少ないと低温定着性が低下しやすく、 9 0 : 1 0よりも多いと耐高 温オフセット性が低下しやすい。
不飽和ポリエステル樹脂成分(特に好ましくは不飽和線状ポリエステル樹 脂成分) の存在下でビニル系モノマ一を塊状重合することで、分子量が大き くて直鎖性の高いビニル系樹脂成分を主鎖として、低分子量ポリエステル樹 脂成分がビニル系樹脂成分から分岐した形の分子構造を持つ、ハイプリッド 樹脂成分を得ることが出来る。更に、 この分岐構造を持つ八イブリッド榭脂 成分中の酸基や水酸基が、分子間でエステル化結合することによりゲル成分 を形成する。
こうして得られたゲル成分は、構成単位であるハイブリツド樹脂成分の分 子構造が規則的であるために、ゲル成分の分子構造も規則的に構成されやす く、熱によるシャープメルト性に優れ、低温定着性を阻害しない。さらには、 ビニル系モノマーの塊状重合により、ゲル成分の構成単位であるハイプリッ ド樹脂成分中のビニル系重合体ュニットの分子量を大きくできるのでゲル 成分の分子量も大きくなり、 高温でも高い粘度を維持でき、耐高温オフセッ ト性を高めることができる。
また、本発明のハイブリッド樹脂を用いたトナーは、テトラヒドロフラン に不溶な樹脂成分を加水分解し、 その後、 濾過して濾別される成分 (以下、 「残留物」 と称す場合もある。 ) のテトラヒドロフラン可溶分が、 G P Cに よって測定される分子量分布において、分子量 1 0 , 0 0 0乃至 1, 0 0 0 , 0 0 0 (好ましくは分子量 3 0 , 0 0 0乃至 5 0 0, 0 0 0、 より好ましく は分子量 5 0 , 0 0 0乃至 3 0 0, 0 0 0 ) の範囲にメインピークを有する ことが好ましい。テトラヒドロフランに不溶なハイプリッド樹脂成分を加水 分解した際、分解される成分はエステル結合によってポリマ一化されている ポリエステルュニットであり、ビニル系重合体ュニットは分解されずに重合 体の状態で残存する。 そのため、 加水分解後の残留物は、 主にビエル系重合 体ュニットからなるものであり、残留物のテトラヒドロフラン可溶分とはビ ニル系重合体ュニットのテトラヒドロフラン可溶分のことである。
また、 ポリエステル樹脂と分子量 1 0, 0 0 0乃至1 , 0 0 0, 0 0 0に メインピークを有するようなビニル系樹脂を単に混合して結着樹脂を製造 した場合には、そのようなビニル系樹脂はテトラヒドロフラン可溶分になり、 最初の段階でテトラヒドロフラン不溶分中に含まれなくなる。 また、 ポリエ ステル樹脂とテトラヒドロフラン不溶分を含有するビニル系樹脂を単に混 合して結着樹脂を製造した場合には、ビエル系樹脂がテトラヒドロフラン不 溶分中には残るものの、加水分解後もテトラヒドロフラン不溶分のままであ る。 そのため、 いずれの場合であっても、 上記したようなハイブリッド樹脂 として好ましい構成とはならない。
上記した好ましい構成を満たすような八イブリッド樹脂成分は、 例えば、 ポリエステル系樹脂と分子量 1 0, 0 0 0乃至1 , 0 0 0, 0 0 0の範囲に メインピークを有するビニル系樹脂とをハイプリッド化し 、イブリッド化 されることによってテトラヒドロフラン不溶分になった場合に生じるもの である。
よって、残留物のテトラヒドロフラン可溶分が分子量 1 0, 0 0 0乃至 1 , 0 0 0 , 0 0 0にメインピークを有するということは、 分子量の大きい (即 ち、 分子量 1 0, 0 0 0乃至1 , 0 0 0, 0 0 0の領域にメインピ一クを有 する)ビニル系重合体ュニットとポリエステル系ュニットとが八イブリツド 化されているということを表す。
即ち、樹脂成分に由来するテトラヒドロフラン不溶分を加水分解し、残留 物のテトラヒドロフラン可溶分が、 G P Cによつて測定される分子量分布に おいて、 分子量 1 0 , 0 0 0乃至 1, 0 0 0 , 0 0 0にメインピークを有す るような結着樹脂は、分子量が大きく、架橋点間分子量の大きいゲル構造を 有しているものである。架橋点間分子量は、樹脂分子が分岐して架橋構造を 形成する際の、分岐点間の分子量である。架橋点間分子量が大きいと分岐点 間の距離が長くなる為、分子が網目状にお互いを縛り合う力が弱くなる。そ の結果、加熱時に、分子運動しやすく、柔軟なゲル成分を得ることができる。 そのため、 トナーの結着樹脂として用いた場合には、溶融混練を経てトナー 粒子を製造した場合であってもゲル分の切断が生じにくく、良好な耐高温ォ フセット性が得られるようになる。
このようなテトラヒドロフラン不溶分を含有するトナーは、定着時に少な い熱量でもゲル成分であるテトラヒドロフラン不溶分が分子運動をしやす くなり、架橋点間分子量が小さいゲル成分を含有する場合と比較して結着樹 脂が熱で軟化しやすくなるため、 低温定着性が向上する。 さらに、 このよう なゲル成分は、高温でも高い粘度を維持することが可能になり、耐高温オフ セット性を向上させることができる。 また、少量のゲル成分でも耐高温オフ セット性を維持できる為に、低分子量成分を多く含有させることが出来、更 に低温定着性を改良することも可能となる。 また、残留物のテトラヒドロフ ラン可溶分が、 G P Cによって測定される分子量分布において、分子量 1 0, 0 0 0乃至1 , 0 0 0 , 0 0 0程度であれば、 トナー粒子に含有される他の 成分の分散を阻害する作用は小さく、 特に問題とならない。
テトラヒドロフラン不溶分中に含まれるポリエステルュニットを加水分 解し、残留物のテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布は、以下のような手 順で測定できる。
まず、 トナーから結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分を取り出し、 このテトラヒドロフラン不溶分をアル力リ性水溶液中で加熱し、ポリエステ ル系樹脂ユニットを加水分解して取り除く。ビニル系樹脂成分は加水分解さ れずに樹脂成分として残留するため、残留物を抽出して G P Cにより分子量 分布を測定する。 具体的な測定法を以下に示す。
( 1 ) テトラヒドロフラン不溶分の分離 トナーを秤量し、 円筒ろ紙 (例えば N o . 8 6 Rサイズ 2 8 mm (高さ) x 1 0 mm (直径) 東洋ろ紙社製) に入れてソックスレー抽出器にかける。 溶媒としてテトラヒドロフラン 2 0 0 m lを用いて、テトラヒドロフラン可 溶分を 1 6時間抽出する。 このとき、テトラヒドロフランの抽出サイクルが 約 4〜5分に 1回になるような還流速度で抽出を行う。抽出終了後、 円筒ろ 紙を取り出し、円筒ろ紙上のトナーのテトラヒドロフラン不溶分を採取する。
トナーが磁性体を含有する磁性トナーの場合、この採取したテトラヒドロ フラン不溶分をビーカーに入れ、テトラヒドロフランを加えてに充分に分散 させた後、 ビーカー底部に磁石を近づけて磁性体をビーカー底部に沈殿、固 定させる。この状態でテトラヒドロフランとテトラヒドロフランに分散され たゲル成分を別の容器に移し替えることで磁性体を取り除き、テトラヒドロ フランをエバポレートすることで、結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶 分を分離する。
( 2 ) 加水分解による残留物の分離
得られた結着樹脂由来のテトラヒドロフラン不溶分を 2 m o 1 Zリット ルの N a O H水溶液に 1質量%の濃度で分散させ、耐圧容器を用いて、温度 1 5 0 T:、 2 4時間の条件で加水分解する。 この加水分解液から以下のいず れかの手順で加水分解後の残留物を濾別する。
i )テトラヒドロフラン不溶分がエステル構造を有する成分を含有していな い場合:
加水分解液をメンブランフィルターを用いて吸引ろ過して残留物を分離す る。 これにより、ポリエステル系樹脂ユニットの分解物であるモノマー成分 はろ液中に除去される。
i i )テトラヒドロフラン不溶分が、 アクリル酸エステルゃメタクリル酸ェ ステル等のエステル構造を有する成分を含有している場合:
加水分解液中に存在する残留物は、 ナトリウム塩 (一 C O O— N a +) とな つているため、 残留物を濾別した後、 残留物を水中に再度分散し、 分散後、 塩酸を加えて水を p H = 2に調整して、 残留物の有する一 C〇〇—基を一 C 〇〇Hとした。 その後、 メンブランフィルターでろ過分離した。
( 3 ) 上記 (2 ) で分離された成分の G P C測定
上記 (2 )で分離された成分をテトラヒドロフランに溶解し、 G P Cによ り分子量分布の測定を実施する。
また、 テトラヒドロフラン不溶分としては、 ビエル系重合体ユニットを 2 0乃至 8 0質量% (好ましくは 3 0乃至 7 0質量%、 より好ましくは 4 0乃 至 6 0質量%)含有していることが好ましい。テトラヒドロフラン不溶分中 のビエル系重合体ュニットの含有量は以下のようにして測定することがで さる。
まず、ハイブリッド樹脂の重合に用いたポリエステル系樹脂成分のモノマ 一組成と同一のモノマー組成でポリエステル樹脂を重合する。また、同様に、 ハイプリッド樹脂の重合に用いたビニル系重合体成分のモノマー組成と同 一のモノマー組成でビニル系重合体を重合する。このようにして得られたポ リエステル樹脂とビニル系重合体を充分に混合したものを検量線サンプル とする。ポリエステル系樹脂とビニル系重合体を任意の比率で変化させた混 合サンプルを数点作製し、 I R測定により検量線を作成し、 この検量線を用 いてテトラヒドロフラン不溶分中のビニル系重合体ュニットの含有量を算 出する。
例えば、後述する実施例のハイプリッド樹脂製造例 1では、ポリエステル のピークとして、 フ夕ル酸ュニットのベンゼン環由来のピーク (約 7 3 0 c m—1 ) とビスフエノール誘導体ユニットのベンゼン環由来のピーク (約 8 3 0 c m" 1 ) の面積の和をポリエステル樹脂部とし、 ビニル系重合体のピ ークとして、 スチレンユニットのベンゼン環由来のピ一ク (約 7 0 0 c m- x ) の面積をビニル系重合体部として、 検量線を元にビニル系重合体ュニッ トの含有量を算出した。
塊状重合法で得られる八イブリッド樹脂に用いられる不飽和ポリエステ ル樹脂としては、 テトラヒドロフラン可溶分の G P C分子量分布において、 分子量 2, 000乃至 30, 000 (好ましくは分子量 3 , 000乃至 20, 000、 より好ましくは分子量 5, 000乃至 1 5, 000) の範囲にメイ ンピークを有するような低分子量の不飽和ポリエステル樹脂であることが 好ましい。 さらには、ゲル成分を含まない線状の不飽和ポリエステル樹脂で あることが特に好ましい。 メインピーク分子量が上記の範囲内であれば、現 像性と低温定着性とをより良好に両立することができる。
また、本発明の塊状重合法で得られるハイブリツド樹脂に用いられる不飽 和ポリエステル樹脂は、 酸価が 0. 1乃至 30mgKOHZg (好ましくは :!乃至?。]!!^!^。!!/^、 より好ましくは 1乃至 1 OmgKOHZg)で あることが好ましく、水酸基価が 10乃至 6 OmgKOH/g (好ましくは 20乃至 6 OmgKOH/g, より好ましくは 30乃至 5 OmgKOH/ g) であることが、 トナーに良好な摩擦帯電性を付与できるため好ましい。 ポリエステルュニットを形成する際に用いることのできるモノマーを以 下に例示する。 2価のアルコール成分としては、 以下のものが挙げられる。 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—ブタンジォ一ル、 2, 3—ブタンジォ一ル、 ジエチレングリコール、 ト リエチレングリコール、 1, 5—ペンタンジォ一ル、 1, 6—へキサンジォ ール、 ネオペンチルグリコ一ル、 2—ェチルー 1, 3—へキサンジオール、 水素化ビスフエノール A、 また (A)式で表わされるビスフエノール及ぴそ の誘導体;
Figure imgf000027_0001
(式中 Rは、 エチレンまたはプロピレン基であり、 x, 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乃至 1 0である。 )
また (B ) 式で示されるジォ一ル類;
Figure imgf000027_0002
(式中、 R, は一 CH2CH2—又は一 CH2
Figure imgf000027_0003
又は一 CH2— C— を表し、
CH3
x, , y ' は、 0以上の整数であり、 力つ、 x + yの平均値は 0乃至 1 0である。 ) 2価の酸成分としては、 以下のものが挙げられる。 フタル酸、 テレフタル 酸、イソフタル酸、無水フタル酸の如きベンゼンジカルボン酸類又はその無 水物、又はその低級アルキルエステル;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、 ァゼライン酸などのァルキルジカルポン酸類又はその無水物、又はその低級 アルキルエステル; n—ドデセエルコハク酸、 n—ドデシルコハク酸の如き アルケニルコハク酸類もしくはアルキルコハク酸類、又はその無水物、又は その低級アルキルエステル。
特に、低粘度の飽和ポリエステル樹脂には、 アルケニルコハク酸類もしく はアルキルコハク酸類、又はその無水物、又はその低級アルキルエステルの 如きジカルボン酸類及びその誘導体を酸モノマーとして用いることが好ま しい。 これら酸モノマーは、低粘度の飽和ポリエステル樹脂をハイブリツド 樹脂になじみやすくする為、八イブリッド樹脂で構成されるゲル成分中に低 粘度の飽和ポリエステル樹脂が入り込みやすくなる。
また、不飽和ポリエステル樹脂を得る為の不飽和結合を持つ酸成分として は、 フマル酸、 マレイン酸、 シトラコン酸、 ィタコン酸の如き不飽和ジカル ポン酸類又はその無水物、又はその低級アルキルエステルが好ましく用いら れる。
これら不飽和ジカルボン酸は、ポリエステルモノマーの全酸成分に対して、 0. 1乃至 1 Omo 1 % (好ましくは 0. 3乃至 5 m o 1 %、 より好ましく は 0. 5乃至 3mo 1 %) の割合で用いることが好ましい。 この範囲で不飽 和ジカルボン酸を添加した場合に、低分子量ポリエステル分子中に占める不 飽和結合濃度が適当となり、適度な架橋点間距離を有してポリエステル樹脂 とビニル系樹脂とのハイブリッド化が生じる。
また必要に応じて 3価以上のアルコール成分や 3価以上の酸成分を使用 することも可能である。
3価以上の多価アルコール成分としては、以下のものが挙げられる。 ソル ビトール、 1 , 2, 3, 6一へキサンテトロール、 1 , 4ーソルビタン、 ぺ ンタエリスリトール、ジペン夕エリスリトール、トリペン夕エリスリトール、 1, 2, 4一ブタントリオ一ル、 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—メチルー 1, 2, 4一ブタン トリオ一ル、 トリメチロールェタン、 トリメチ口一ルプロパン、 1, 3, 5 —トリヒドロキシベンゼン。
3価以上の多価カルボン酸成分としては、以下のものが挙げられる。 ピロ メリット酸、 1, 2, 4—ベンゼントリカルボン酸、 1, 2 , 5—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ーナ フタレントリカルボン酸、 1, 2, 4一ブタントリカルボン酸、 1, 2, 5 一へキサントリカルボン酸、 1, 3—ジカルポキシルー 2—メチルー 2—メ 2, 7, 8—オクタンテトラカルボン酸、 ェンポ一ル三量体酸、 及びこれら の無水物、 及びこれらの低級アルキルエステル;次式 HOOCCH— X— CHCOOH
I I HOOCCH2 CH2COOH
(式中 Xは炭素数 3以上の側鎖を 1個以上有する炭素数 5〜 30のアルキ レン基又はアルケニレン基)
で表わされるテトラカルボン酸、及びこれらの無水物、及びこれらの低級ァ ルキルエステルの如き多価カルボン酸類及びその誘導体。なかでも 1, 2, 4一ベンゼントリカルボン酸、 1, 2, 5—ベンゼントリカルボン酸および これらの無水物、 低級アルキルエステルが好ましい。
ポリエステル系樹脂においては、アルコール成分が 40乃至 6 Omo 1 % (より好ましくは 45乃至 55 mo 1 %)であり、酸成分が 60乃至 40m 01 % (より好ましくは 55乃至 45mo 1 %) であることが好ましい。 ま た 3価以上の多価の成分を用いる場合は、 全成分中の 0. 1乃至 6 Omo 1 % (より好ましくは 0. 1乃至 2 Omo 1 %) であることが好ましい。 ポリエステル系樹脂は通常一般に知られている縮重合によって得られる。 ポリエステル樹脂の重合反応は通常触媒の存在下温度 1 50乃至 300°C、 好ましくは温度 1 70乃至 280°Cの温度条件下で行われる。また反応は常 圧下、 減圧下、 もしくは加圧下のいずれでも行うことができるが、 所定の反 応率(例えば 30乃至 90%程度)に到達後は反応系を 20 OmmHg以下、 好ましくは 25mmHg以下、 更に好ましくは 1 OmmHg以下に減圧し、 反応を行うのが好ましい。
上記触媒としては、ポリエステル化に用いられる以下の触媒が挙げられる。 スズ、 チタン、 アンチモン、 マンガン、 ニッケル、 亜鉛、 鉛、 鉄、 マグネシ ゥム、 カルシウム、 ゲルマニウムの如き金属;これら金属を含有する化合物 (ジブチルスズォキサイド、オルソジブチルチタネート、 テトラブチルチ夕 ネート、テトライソプロピルチタネート、酢酸亜鉛、酢酸鉛、酢酸コバルト、 酢酸ナトリウム、 三酸化アンチモン) 。
本発明では、重合反応の制御のしゃすさや、 ビニル系モノマーとの反応性 の高さからチタン化合物が好ましく用いられる。特に好ましいものとしてテ トライソプロピルチタネート、 シユウ酸チタニルニカリウムが挙げられる。 この際、結着樹脂の着色防止として酸化防止剤(特にリン系酸化防止剤)や、 反応促進剤として助触媒 (マグネシウム化合物が好ましく、特に酢酸マグネ シゥムが好ましい) を添加することが特に好ましい。
反応物の性質 (例えば酸価、 軟化点等) が所定の値に到達した時点、 ある いは反応機の撹拌トルクまたは撹拌動力が所定の値に到達した時点で反応 を停止させることによって本発明のポリエステル系樹脂を得ることができ る。
本発明において、 ビニル系重合体とは、 ビニル系ホモポリマーもしくはビ 二ル系コポリマーを意味するものである。
ビニル系樹脂を得る為のモノマーとしては、次のようなものが挙げられる。 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—フエニルスチレン、 p—クロルスチレン、 3 , 4ージクロルスチレン、 p—ェチルスチレン、 2 , 4一ジメチルスチレ ン、 ρ— η—ブチルスチレン、 ρ _ t e r t—ブチルスチレン、 p— n—へ キシルスチレン、 p— n—ォクチルスチレン、 p— n—ノニルスチレン、 p 一 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誘導体; エチレン、 プロピレン、 ブチレン、 イソブチレンの如きエチレン不飽和モノ ォレフィン類;ブタジエン, イソプレンの如き不飽和ポリェン類;塩化ビニ ル、 臭化ビニル、 沸化ビエルの如きハロゲン化ビエル類;酢酸ビニル、 プロ ピオン酸ビニル、 ベンゾェ酸ビニルの如きビエルエステル類;メタクリル酸 メチル、 メタクリル酸ェチル、 メタクリル酸プロピル、 メタクリル酸 n—ブ チル、 メタクリル酸イソブチル、 メ夕クリル酸 n—ォクチル、 メタクリル酸 ドデシル、 メタクリル酸一 2—ェチルへキシル、 メタクリル酸ステアリル、 メタクリル酸フエニル、 メタクリル酸ジメチルアミノエチル、 メタクリル酸 ジェチルアミノエチルの如き ーメチレン脂肪族モノカルボン酸エステル 類;アクリル酸メチル、 アクリル酸ェチル、 アクリル酸 n—プチル、 ァクリ ル酸イソプチル、 アクリル酸プロピル、 アクリル酸 n—才クチル、 アクリル 酸ドデシル、 アクリル酸 2—ェチルへキシル、 アクリル酸ステアリル、 ァク リル酸 2—クロルェチル、 ァクリル酸フエエルの如きァクリル酸エステル 類;ビニルメチルエーテル、 ビニルェチルエーテル、 ピエルイソプチルエー テルの如きビニルエーテル類;ビニルメチルケトン、ビニルへキシルケトン、 メチルイソプロぺニルケトンの如きビニルケトン類; N—ビニルピロ一ル、 N—ビエルカルバゾ一ル、 N—ビニルインドール、 N—ビニルピロリドンの 如き N—ビニル化合物;ビニルナフタリン類;アクリロニトリル、 メタクリ ロニトリル、アクリルアミドの如きァクリル酸誘導体もしくはメ夕クリル酸 誘導体。これらのビニルモノマーは単独もしくは 2つ以上のモノマ一を混合 して用いられる。
これらの中でもスチレン系共重合体、スチレンーァクリル系共重合体とな るようなモノマーの組み合せが好ましい。
さらに、結着樹脂の酸価を調整するモノマーとして、以下のものが挙げら れる。 アクリル酸、 メタクリル酸、 Q!—ェチルアクリル酸、 クロトン酸の如 きアクリル酸及びそのひ一或いは 3—アルキル誘導体;フマル酸、 マレイン 酸、シトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸及びそのモノエステル誘導体又 は無水マレイン酸。 このようなモノマーを単独、 或いは混合して、 他のモノ マーと共重合させることにより所望の結着樹脂を作ることができる。この中 でも、特に不飽和ジカルボン酸のモノエステル誘導体を用いることが酸価を コント口一ルする上で好ましい。
より具体的には、 例えば、 以下のものが挙げられる。 マレイン酸モノメチ ル、 マレイン酸モノエチル、 マレイン酸モノブチル、 マレイン酸モノォクチ ル、マレイン酸モノアリル、マレイン酸モノフエニル、フマル酸モノメチル、 フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノフエニルの如き α, J3一不飽和ジカルボン酸のモノエステル類; n—ブテニルコハク酸モノブチ ル、 n—ォクテニルコハク酸モノメチル、 n—ブテニルマロン酸モノエチル、 n—ドデセニルダルタル酸モノメチル、 n—ブテニルアジピン酸モノブチル の如きアルケニルジカルボン酸のモノエステル類;フタル酸モノメチルエス テル、 フタル酸モノェチルエステル、 フタル酸モノブチルエステルの如き芳 香族ジカルボン酸のモノエステル類。
以上のようなカルボキシル基含有モノマ一は、ビニル系重合体ュニットを 合成する際に用いられる全モノマーに対し 0 . 1乃至 3 0質量%用いるのが 好ましい。
本発明のゲル成分中に含まれるビニル系重合体ュニットは、直鎖性が高い ものが好ましい為、架橋性モノマーは含有しないものがより好ましい。本発 明の目的を達成する為に、以下に例示する様な架橋性モノマーを添加しても 良い。
架橋性モノマーとしては主として 2個以上の重合可能な二重結合を有す るモノマーが用いられる。 芳香族ジビニル化合物 (例えば、 ジビニルペンゼ ン、 ジビニルナフタレン) ;アルキル鎖で結ばれたジァクリレ一ト化合物類 (例えば、 エチレングリコ一ルジァクリレート、 1, 3—ブチレングリコー ルジァクリレート、 1 , 4一ブタンジオールジァクリレート、 1, 5—ペン タンジォ一ルァクリレート、 1 , 6—へキサンジオールジァクリレート、 ネ ォペンチルダルコールジァクリレート、及び以上の化合物のァクリレートを メタクリレートに代えたもの) ;エーテル結合を含むアルキル鎖で結ばれた ジァクリレート化合物類 (例えば、 ジエチレングリコールジァクリレート、 トリエチレンダルコールジァクリレート、テトラエチレンダリコールジァク リレート、ポリエチレンダリコール # 4 0 0ジァクリレート、ポリエチレン グリコール # 6 0 0ジァクリレート、ジプロピレングリコールジァクリレ一 ト、 及び以上の化合物のァクリレートをメタクリレートに代えたもの) ;芳 香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジァクリレート化合物類(例え ば、 ポリオキシエチレン (2 ) — 2 , 2—ビス (4ーヒドロキシフエ二レ) プロパンジァクリレート、 ポリオキシエチレン (4 ) 一 2 , 2—ビス (4一 ヒドロキシフエニル) プロパンジァクリレート、 及び、 以上の化合物のァク リレートをメタクリレートに代えたもの) ;ポリエステル型ジァクリレート 化合物類 (例えば、 商品名 MA N D A (日本化薬) ) 。 多官能の架橋剤とし ては、 以下のものが挙げられる。 ペンタエリスリ ] ^一ルァクリレート、 トリ メチロールエタン卜リアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレ ート、テトラメチロールプロパントリァクリレート、 テトラメチロ一ルメ夕 ンテ卜ラァクリレー卜、オリゴエステルァクリレー卜、及び以上の化合物の ァクリレートをメタクリレートに代えたもの; トリァリルシアヌレート、 ト リアリルトリメリテート。
これらの架橋剤は、他のビニル系モノマー成分 1 0 0質量部に対して、 0 . 0 0 1乃至 1質量部で用いることが好ましく、 より好ましくは 0 . 0 0 1乃 至 0 . 0 5質量部の範囲で用いられる。
ビニル系樹脂は、以下に例示する様な多官能性重合開始剤を単独で、 ある いは多官能性重合開始剤と単官能性重合開始剤とを併用して生成すること が好ましい。
多官能構造を有する多官能性重合開始剤の具体例としては、以下のものが 挙げられる。 1, 1ージ— t 一ブチルパーォキシ一 3, 3 , 5—トリメチル シクロへキサン、 1 , 1ージー t一へキシルパーォキシ一 3, 3 , 5—トリ メチルシクロへキサン、 1, 1 —ジ— tーァミルパーォキシ— 3, 3 , 5 - トリメチルシクロへキサン、 1, 1ージ一 t 一ブチルパーォキシ一 2—メチ ルシクロへキサン、 1, 3—ビス一 ( t一ブチルパーォキシイソプロピル) ベンゼン、 1 , 3—ビス一 (ネオデカノールパ一ォキシイソプロピル) ベン ゼン、 2 , 5一ジメチルー 2 , 5—ジー( t—ブチルパーォキシ)へキサン、 2 , 5—ジメチルー 2, 5—ジー ( tーブチルバ一ォキシ) へキシン一 3、 2, 5—ジメチルー 2 , 5—ジ— (2—ェチルへキサノールパ一ォキシ) へ キサン、 2 , 5—ジメチルー 2, 5—ジー (m—トルオールパ一ォキシ) へ キサン、 2 , 5—ジメチルー 2, 5—ジー (ベンゾィルパーォキシ) へキサ ン、 卜リス— (t一ブチルパーォキシ) トリアジン、 1, 1ージー t一プチ ルパーォキシシクロへキサン、 1, 1ージー t一へキシルパ一ォキシシクロ へキサン、 1 , 1ージ— t—アミルパ一ォキシシクロへキサン、 1 , 1—ジ 一 t一ブチルパーォキシシクロドデカン、 2, 2—ジ— t—プチルパーォキ シブタン、 4, 4ージ _ t 一ブチルパーォキシバレリックアシッド— n—ブ チルエステル、 ジー tーブチルパ一ォキシへキサハイドロテレフタレ一ト、 ジー t一ブチルパーォキシへキサハイドロイソフタレート、ジー t一ブチル パーォキシァゼレ一ト、 ジー t一ブチルパーォキシトリメチルアジペート、 2, 2—ビス一 ( 4 , 4ージー t 一ブチルパ一ォキシシクロへキシル) プロ パン、 2 , 2— t一プチルパ一ォキシオクタン及び各種ポリマーオキサイド の 1分子内に 2つ以上のパーォキサイド基の如き重合開始機能を有する官 能基を有する多官能性重合開始剤、及びジァリルパーォキシジカーボネート、 t 一ブチルパーォキシマレイン酸、 t一ブチルパーォキシァリルカーポネ一 ト及び t 一ブチルパーォキシイソプロピルフマレ一トの如き、 1分子内に、 パーォキサイド基の如き重合開始機能を有する官能基と重合性不飽和基の 両方を有する多官能性重合開始剤。
これらの内、 より好ましいものとしては、 以下のものが挙げられる。 1 , 3—ビス一 ( t —ブチルパーォキシイソプロピル) ベンゼン、 2 , 5—ジメ チル— 2, 5—ジー ( t—ブチルパーォキシ) へキサン、 2, 5—ジメチル 一 2 , 5—ジー (t一ブチルパーォキシ) へキシン一 3、 及び 2, 2—ビス 一 ( 4 , 4—ジー t一ブチルパーォキシシクロへキシル) プロパン。
これらの多官能性重合開始剤は、効率の点からモノマー 1 0 0質量部に対 し 0 . 0 1乃至 1 0質量部用いるのが好ましい。
さらに、これらの多官能性重合開始剤を単官能性重合開始剤と併用する場 合には、 半減期が 1 0時間となる温度 (1 0時間半減期温度) が該多官能性 重合開始剤よりも低い単官能性重合開始剤と併用することが好ましい。
具体的には、 以下のものが挙げられる。 ベンゾィルパーォキシド、 n—ブ チルー 4, 4ージ (t一ブチルパーォキシ) ノ レレート、 ジクミルパーォキ シド、 a, ' 一ビス ( tーブチルバ一ォキシジイソプロピル) ベンゼン、 t一プチルパーォキシクメン、ジ一 t一ブチルパーォキシドの如き有機過酸 化物;ァゾビスイソプチロニトリル、 ジァゾアミノアゾべンゼンの如きァゾ およびジァゾ化合物。
これらの単官能性重合開始剤は、前記多官能性重合開始剤と同時にモノマ 一中に添加しても良いが、該多官能性重合開始剤の効率を適正に保つ為には、 重合工程においてビニル系モノマーの重合添加率が 5 0 %以上に達した後 に添加するのが好ましい。
本発明に係わる結着樹脂は、上述した如く、前記のような不飽和ポリエス テル樹脂存在下で、溶媒を使わずにビニル系モノマーを重合する、塊状重合 法により八イブリッド樹脂を得ることが好ましい。特に、重合開始剤として、 1 0時間半減期温度が 1 0 0乃至 1 5 0 のものを用い、重合開始剤の 1 0 時間半減期温度よりも 3 0 °C低い温度から、 1 0時間半減期温度よりも 1 0 高い温度の範囲で、 ビニル系モノマーの重合転化率が 6 0 %、好ましく は 8 0 %に達するまで重合反応を行い、塊状重合により生成するビニル系重 合体ュニットの分子量を大きくすることが好ましい。 さらに、重合転化率が 6 0 % (好ましくは 8 0 % )に達した後に、 1 0時間半減期温度よりも 1 0 °C 以上高い温度で重合反応を行い、 反応を終了させることが良い。
本発明の結着樹脂は、 ハイブリツド樹脂を用いることが最も好ましいが、 上記ポリエステルユニットを構成しうるモノマーの重合により得られるポ リエステル樹脂も好ましく用いられる。 また、上記ビニル系モノマーを重合 して得られる、 ビニル系重合体を用いることも可能である。
このようにして得られた結着樹脂は酸価が 0. 1乃至 50mgKOH/g (好ましくは 1乃至 4011181^〇11/§、ょり好ましくは1乃至3 OmgK OH/g)、 水酸基価が 5乃至 8 OrngKOH/g (好ましくは 5乃至 60 mgKOH/g,より好ましくは 10乃至 50mgKOH/g)の範囲であ ることが、 トナーの摩擦帯電性を安定させる点で好ましい。
さらに、本発明に用いられる結着樹脂は、 テトラヒドロフラン不溶分を 5 乃至 50質量% (好ましくは 5乃至 40質量%、 より好ましくは 10乃至 3 0質量%) 含有することが、 トナーの現像性、 耐高温オフセット性を高める うえで好ましい。
本発明に用いられる結着樹脂は、軟化点が 100乃至 150°C、好ましく は 100乃至 14 O :であることが、低温定着性と耐高温オフセット性のバ ランスを取る上で好ましい。軟化点が 100°C未満であると耐高温オフセッ ト性が低下する場合があり、 150°Cより大きいと低温定着性が低下する場 合がある。
本発明に用いられる結着樹脂のガラス転移温度(Tg)は、 50乃至 75°C であることが好ましい。 結着樹脂のガラス転移温度が 50 未満であると、 トナーの保存安定性が不十分となることがあり、 75 °Cよりも大きいとトナ 一の低温定着性が不十分となることがある。
本発明のトナーは更に磁性体(例えば磁性酸化鉄) を含有させ磁性トナー としても使用しうる。 この場合、磁性体は着色剤の役割をかねることもでき る。 本発明において、磁性トナ一中に含まれる磁性体としては、以下のものが 挙げられる。 マグネタイト、 マグへマイト、 フェライトの如き酸化鉄;鉄、 コバルト、 ニッケルの如き金属或はこれらの金属と、 アルミニウム、 コパル ト、 銅、 鉛、 マグネシウム、 スズ、 亜鉛、 アンチモン、 ベリリウム、 ビスマ ス、 カドミウム、 カルシウム、 マンガン、 セレン、 チタン、 タングステン、 バナジウムの如き金属の合金及びその混合物。
これらの磁性体は個数平均粒子径が 2 . O m以下、 好ましくは 0 . 0 5 乃至 0 . 5 のものが好ましい。 トナー中に含有させる量としては結着樹 脂 1 0 0質量部に対し 2 0乃至 2 0 0質量部であることが好ましく、特に好 ましくは樹脂成分 1 0 0質量部に対し 4 0乃至 1 5 0質量部である。
本発明に用いられる着色剤は、黒色着色剤としてカーボンブラック、 ダラ フト化カーボンや以下に示すイェロー Zマゼン夕 Zシアン着色剤を用い黒 色に調色されたものが利用可能である。
イエロ一着色剤としては、 縮合ァゾ化合物、 イソインドリノン化合物、 ァ ンスラキノン化合物、 ァゾ金属錯体、 メチン化合物、 ァリルアミド化合物に 代表される化合物が用いられる。
マゼンタ着色剤としては、縮合ァゾ化合物、ジケトピロロピロ一ル化合物、 アントラキノン、 キナクリドン化合物、 塩基染料レーキ化合物、 ナフトール 化合物、 ベンズイミダゾロン化合物、 チォインジゴ化合物、 ペリレン化合物 が用いられる。
シアン着色剤としては、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、 アント ラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が利用できる。これらの着色剤は、 単独又は混合し更には固溶体の状態で用いることができる。
非磁性の着色剤は、 色相角、 彩度、 明度、 耐候性、 O H P透明性、 トナー 中への分散性の点から選択される。非磁性の着色剤の添加量は、結着樹脂 1 0 0質量部に対し 1〜2 0質量部添加して用いられる。 本発明のトナーには、荷電制御剤を含有させることが好ましく、特に負荷 電性トナ一として用いることが好ましい。トナーを負荷電性に制御するもの として下記物質がある。
有機金属化合物、 キレート化合物が有効であり、 モノァゾ金属化合物、 ァ セチルアセトン金属化合物、芳香族ハイドロキシカルボン酸、芳香族ダイ力 ルボン酸系の金属化合物。 他には、 スルホン酸基、 スルホン酸塩基又はスル ホン酸エステル基を有する重合体又は共重合体、あるいは芳香族ハイドロキ シカルボン酸、 芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、 無水物、 ェ ステル類、 ビスフエノール等のフェノール誘導体類がある。
また、 負帯電性の荷電制御剤としては、 次に示した一般式 (1 ) で表され るァゾ系金属化合物、 一般式 (2 ) で表されるォキシカルボン酸金属化合物 が好ましい。
Figure imgf000038_0001
〔式中、 Mは配位中心金属を表し、 S c、 T i、 V、 C r、 C o , N i、 M n、 又は F eを示す。 A rはァリール基であり、 フエ二レン基、 ナフチレン 基を示し、 置換基を有してもよい。 この場合の置換基としては、 ニトロ基、 ハロゲン原子、カルボキシル基、 ァニリド基および炭素数 1乃至 1 8のアル キル基、 またはアルコキシ基である。 X, X ' 、 Y, 及び Y, は—〇—、 一 C O—、 — N H—、 一 N R— (Rは炭素数 1〜4のアルキル基) である。 A +は水素イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニゥムイオン、 脂肪族アンモニゥムイオン、 それらの混合物を表すが、 A +は存在しない場 合もある。 〕
特に、 中心金属としては F eが好ましく、 置換基としてはハロゲン原子、 アルキル基、 ァニリド基が好ましい。
Figure imgf000039_0001
〔式中、 Mは配位中心金属を表し、 C r, Co, N i, Mn, F e, Zn, A 1 , B いてもよい)
Figure imgf000039_0002
Figure imgf000039_0003
(Xは、 水素原子、 ハロゲン原子、 ニトロ基、 アルキル基を示す) および
Figure imgf000039_0004
(Rは、 水素原子、 C>) 乃至 C18のアルキル又は C2乃至 C18のアルケニル基を示す) を表す。
A'+は水素、 ナトリウム、 カリウム、 アンモニゥム、 脂肪族アンモニゥム、 あるいは無し等が挙げられる。 Zは一 O—或いは一 C一 O— である。 〕
特に、 中心金属としては F e, S i , Zn, Z r , 又は A 1が好ましく、 置換基としてはアルキル基、ァニリド基、ァリール基、ハロゲンが好ましく、 カウンターイオンは水素イオン、 アンモニゥムイオン、脂肪族アンモニゥム イオンが好ましい。
そのうちでも、 式 (1 ) で表されるァゾ系金属化合物がより好ましく、 と りわけ、 下記式 (3 ) で表されるァゾ系鉄化合物が最も好ましい。
Figure imgf000040_0001
[式中、 5^ 及ぴ X2 は水素原子, 低級アルキル基, 低級アルコキシ基, ニトロ 基又はハロゲン原子を示し、 m及ぴ m' は 1乃至 3の整数を示し、
Υχ 及ぴ Y3 は水素原子, 乃至 C18のアルキル, C2 乃至 (¾8のァルケ-ル, ス ルホンアミ ド, メシル, スルホン酸, カルボキシエステル, ヒドロキシ, 乃至 Ci8のアルコキシ, ァセチルァミノ, ベンゾィル, アミノ基又はハロゲン原子を 示し、
n及ぴ n ' は 1乃至 3の整数を示し、
Y2及ぴ¥4 は水素原子又は-トロ基を示し、
(上記の と X2 , mと m' , Y1 と Υ3 , ηと η, , Υ2 と Υ4 は同一でも 異なっていても良い。 )
Α®はアンモニゥムイオン、 アルカリ金属イオン、 水素イオン、 又はそれらの混 合イオンを示す。 ]
次に、 該化合物の具体例を示す。
NH4 +(及び H+, Na+, K+ またはこれらの混合イオン)
H4+(及び H+, Na+, K+ たはこれらの混合イオン)
NH4 +(及び H+, Na+, K+ またはこれらの混合イオン)
Figure imgf000041_0001
ァゾ系鉄化合物 (4)
ΝΗ4+(及び Η+, Na+, Κ+ またはこれらの混合イオン)
Figure imgf000042_0001
ァゾ系鉄化合物 (5)
NH4+(及び H+, Na+, + またはこれらの混合イオン)
Figure imgf000042_0002
ァゾ系鉄化合物 (6)
NH4 +(及び H+, Na+, K+ またはこれらの混合イオン)
Figure imgf000042_0003
本発明のトナーは、正荷電性トナーとして使用することも可能である。正 荷電性の荷電制御剤としては下記の物質が例示される。ニグ口シン及び脂肪 酸金属塩による変成物;
Figure imgf000043_0001
ゥムー 1ーヒドロキシ 一 4—ナフトスルフォン酸塩、テトラプチルアンモニゥムテトラフルォロポ レートの如き四級アンモニゥム塩、ホスホニゥム塩の如きォニゥム塩及びこ れらのレーキ顔料、 トリフエニルメタン染料及びこれらのレ一キ顔料(レー キ化剤としては、 りんタングステン酸、 りんモリブデン酸、 りんタンダステ ンモリブデン酸、 タンニン酸、 ラウリン酸、 没食子酸、 フェリシアン化物、 フエロシアン化物) ;高級脂肪酸の金属塩;グァニジン化合物、 イミダゾー ル化合物。これらを単独で或いは 2種類以上組み合わせて用いることができ る。 これらの中でも、 トリフエニルメタン化合物、 カウンタ一イオンがハロ ゲンでない四級アンモニゥム塩が好ましく用いられる。
また、 一般式 (4 ) '
Figure imgf000043_0002
〔式中、 は H又は C H3を示し、 R2及び R3は置換または未置換のアル キル基 (好ましくは、 炭素数 1〜4 ) を示す。 〕
で表されるモノマーの単重合体;前述したスチレン、 アクリル酸エステル、 メタクリル酸エステルの如き重合性モノマーとの共重合体を正荷電性制御 剤として用いることができる。この場合これらの荷電制御剤は、結着樹脂(の 全部または一部) としての作用をも有する。
特に下記一般式(5 )で表される化合物が本発明の構成においては好まし い。
Figure imgf000044_0001
〔式中、 Rl、 R2、 R3、 R4, R5及び R6は、 各々互いに同一でも異なって いてもよい水素原子、置換もしくは未置換のアルキル基または、置換もしく は未置換のァリール基を表し、 R7、 R8及び R9は、 各々互いに同一でも異 なっていてもよい水素原子、 ハロゲン原子、 アルキル基、 アルコキシ基を表 し、 A—は、 硫酸イオン、 硝酸イオン、 ほう酸イオン、 りん酸イオン、 水酸 イオン、 有機硫酸イオン、 有機スルホン酸イオン、 有機りん酸イオン、 カル ボン酸イオン、有機ほう酸イオン又はテトラフルォロポレートから選択され る陰イオンを示す。 〕
負帯電用として好ましい制御剤として、以下のものが挙げられる。 S p i I on B l a c k T RH、 T一 77、 T一 95 (保土谷化学工業(株))、 BONTRON (登録商標) S— 34、 S— 44、 S— 54、 Ε—84、 Ε 一 88、 Ε— 89 (オリエント化学工業 (株) ) 。 正帯電用として好ましい 制御剤として以下のものが挙げられる。 TP— 302、 TP— 415 (保土 谷化学工業 (株) ) 、 BONTRON (登録商標) N— 0 1、 N— 04、 N — 07、 P— 5 1 (オリエント化学工業 (株) ) 、 コピーブルー PR (クラ リアント社) 。
荷電制御剤をトナーに含有させる方法としては、トナー粒子内部に添加す る方法と外添する方法がある。 これらの電荷制御剤の使用量としては、結着 樹脂の種類、他の添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって 決定されるもので、一義的に限定されるものではない。好ましくは結着樹脂 1 0 0質量部に対して 0 . 1乃至 1 0質量部、 より好ましくは 0 . 1乃至 5 質量部の範囲で用いられる。
本発明のトナーは、流動性向上剤が外部添加されても良い。流動性向上剤 は、 トナー粒子に外添することにより、流動性が添加前後を比較すると増加 し得るものである。 このような流動性向上剤としては、以下のものが挙げら れる。 フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフウルォロエチレン微粉末の如 きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、 微粉末酸化チタン、 微粉末アルミナ、 それらをシラン化合物、 チタンカップ リング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理微粉末;酸化亜鉛、 酸化スズの如き酸化物;チタン酸スト口ンチウムゃチタン酸バリゥム、チタ ン酸カルシウム、ジルコン酸スト口ンチウムゃジルコン酸カルシウムの如き 複酸化物;炭酸カルシウム及び、 炭酸マグネシウムの如き炭酸塩化合物等。 好ましい流動性向上剤としては、ゲイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化によ り生成された微粉末であり、いわゆる乾式法シリ力又はヒュームドシリカと 称されるものである。例えば、 四塩化ケィ素ガスの酸水素焰中における熱分 解酸化反応を利用するもので、 基礎となる反応式は次のようなものである。 S i C 1 4 + 2 H2+ 02→S i〇2+ 4 H C 1
この製造工程において、塩化アルミニウム又は塩化チタン等の他の金属ハ ロゲン化合物をゲイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと 他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、シリカとしてはそれ らも包含する。 その粒径は、 平均の一次粒径として、 0 . 0 0 1乃至 2 m の範囲内であることが好ましく、 特に 0 . 0 0 2乃至0 . 2 mの範囲内の シリカ微粉体を使用することが好ましい。
ゲイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成された市販のシリカ微粉 体としては、以下のものが挙げられる。 AEROS I L (日本ァエロジル社) 130、 200、 300、 380、 TT600、 M〇X 170、 M〇X80、 C〇K84、 C a -O- S i L (CABOT Co.社) M— 5、 MS— 7、 MS— 7 5、 HS _ 5、 EH - 5、 Wa c k e r HDK N 20 (WAC KER - CHEMI E GMBH社) V 1 5、 N20 E、 T30、 T40、 D-C F i n e S i 1 i c a (ダウコ一二ング C o . 社) 、 F r a n s o 1 (F r a n s i 1社)、本発明ではこれらも好適に用いることができる。 更には、本発明に用いることのできる流動性向上剤としては、前記ゲイ素 ハロゲン化合物の気相酸化により生成されたシリカ微粉体に疎水化処理し た処理シリカ微粉体がより好ましい。前記処理シリカ微粉体において、 メタ ノール滴定試験によって測定された疎水化度が 30乃至 80の範囲の値を 示すようにシリカ微粉体を処理したものが特に好ましい。
疎水化処理の方法としては、シリカ微粉体と反応或いは物理吸着する有機 ケィ素化合物で化学的に処理する方法が挙げられる。好ましい方法としては、 ケィ素八口ゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリ力微粉体を有機 ケィ素化合物で処理する。
前記有機ケィ素化合物としては、へキサメチルジシラザン、 トリメチルシ トキシシラン、 ジフエ二ルジェトキシシラン。 さらに、 ジメチルシリコーン オイルの如きシリコーンオイルが挙げられる。これらは一種或いは二種以上 の混合物で用いられる。
前記流動性向上剤は、 BET法で測定した窒素吸着による比表面積が 30 m2Zg以上、 好ましくは 50m2Zg以上のものが好ましい。 外添前のトナ 一粒子 1 00質量部に対して流動性向上剤を総量で 0. 0 1乃至 8質量部、 好ましくは 0. 1乃至 4質量部使用することが良い。
本発明のトナーは、前記流動性向上剤以外にも、必要に応じてさらに公知 の他の外添剤 (例えば荷電制御剤等) を添加して用いることができる。 また、 本発明のトナーは、 一成分現像剤、 或いは、 キャリアと混合して二 成分現像剤として用いることができる。二成分現像剤に用いる場合のキヤリ ァとしては、従来知られているものがすべて使用可能であるが、具体的には、 表面酸化又は未酸化の鉄、 ニッケル、 コバルト、 マンガン、 クロム、 希土類 等の金属及びそれらの合金又は酸化物等の、平均粒径 2 0乃至 3 0 0 mの 粒子が好ましくは使用される。
また、 それらキャリア粒子の表面に、 スチレン系樹脂、 アクリル系樹脂、 シリコーン系樹脂、 フッ素系樹脂、ポリエステル樹脂の如き樹脂を付着又は 被覆させたもの等が好ましく使用される。
本発明のトナーを製造するには、結着樹脂及び着色剤、必要に応じて磁性 体やワックス、荷電制御剤、その他の添加剤をヘンシェルミキサー又はポー ルミルの如き混合機により十分混合してから、 ロール、 ニーダー、 ェクスト ルーダーの如き熱混練機を用いて溶融、捏和及び混練して、結着樹脂中にヮ ックスや磁性体を分散せしめ、冷却固化後、粉砕及び分級を行ってトナーを 得ることができる。
本発明のトナーは、公知の製造装置を用いて製造することができ、例えば、 以下の製造装置を用いることができる。
混合機としては、 以下のものが挙げられる。 ヘンシェルミキサー (三井鉱 山社製) ;スーパーミキサー (力ヮ夕社製) ; リポコーン (大川原製作所社 製) ;ナウターミキサー、 夕ービュライザ一、 サイクロミックス (ホソカワ ミクロン社製) ;スパイラルピンミキサー (太平洋機ェ社製) ; レーディゲ ミキサー (マツポ一社製) 。
混練機としては、 以下のものが挙げられる。 K R Cエーダー (栗本鉄工所 社製) ;ブス ·コ ·ニーダー (B u s s社製) ; T E M型押し出し機 (東芝 機械社製) ; T E X二軸混線機 (日本製鋼所社製) ; P C M混練機 (池貝鉄 ェ所社製) ;三本ロールミル、 ミキシングロールミル、 二一ダー (井上製作 所社製) ;ニーデックス (三井鉱山社製) ; M S式加圧エーダー、 二ダール ーダー (森山製作所社製) ;バンバリ一ミキサー (神戸製鋼所社製) 。 粉砕機としては、 以下のものが挙げられる。 カウンタ一ジェットミル、 ミ クロンジェット、 イノマイザ (ホソカワミクロン社製) ; I D S型ミル、 P J Mジエツト粉碎機 (日本ニュ一マチック工業社製) ;クロスジエツトミル (栗本鉄工所社製) ;ウルマックス (日曹エンジニアリング社製) ; S Kジ エツト 'ォ一 'ミル(セィシン企業社製) ;クリブトロン(川崎重工業社製) ; 夕一ポミル (ターボ工業社製) ;スーパーローター (日清エンジニアリング 社製) 。
分級機としては、 以下のものが挙げられる。 クラッシール、 マイクロンク ラッシファイア一、スぺディッククラッシファイア一(セィシン企業社製) ; 夕一ポクラッシファイア一 (日清エンジニアリング社製) ;ミクロンセパレ
—タ、 ターポプレックス (A T P ) 、 T S Pセパレー夕 (ホソカワミクロン 社製) ;ェルポジェット (日鉄鉱業社製)、デイスパージヨンセパレー夕(日 本ニューマチック工業社製) ; YMマイクロカット (安川商事社製) 。 粗粒子をふるい分けるために用いられる篩い装置としては、以下のものが 挙げられる。 ウルトラソニック (晃栄産業社製) ; レゾナシ一ブ、 ジャイロ シフタ一 (徳寿工作所社) ;バイブラソニックシステム (ダルトン社製) ; ソニクリーン (新東工業社製) ;ターボスクリーナー (ターボ工業社製) ; ミクロシフター (檩野産業社製) ;円形振動篩い。
本発明のトナーに係る各種物性の測定について以下に説明する。本発明で は、 トナー、 及び結着樹脂のテトラヒドロフラン可溶分の分子量分布、 テト ラヒドロフラン不溶分の含有量、 及び軟化点は、以下に示す方法によって測 定することができる。
( 1 ) テトラヒドロフラン可溶分の分子量の測定 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. 2 mの耐溶剤性メンブラ ンフィルター 「マエシヨリディスク」 (東ソ一社製) で濾過してサンプル溶 液を得る。尚、サンプル溶液は、 THF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: HLC 8 120 GPC (検出器: R I) (東ソ一社製)
カラム: Sh o d e x KF— 80 1、 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. 0m l /m i n
オーブン温度: 40. 0°C
試料注入量: 0. 1 0m l
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(例えば、 商品 名 「TSKスタンダード ポリスチレン F— 850、 F— 450、 F— 2 88、 F— 128、 F— 80、 F - 40、 F - 20、 F— 10、 F— 4、 F 一 2、 F— 1、 A— 5000、 A— 2500、 A— 1000、 A— 500」、 東ソ一社製) を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
(2) テトラヒドロフラン不溶分量
結着樹脂またはトナ一中の樹脂成分のテトラヒドロフラン不溶分量は、以下 のようにして測定する。
結着樹脂またはトナー約 1. 0 gを秤量 (Wi g) し、 予め秤量した円筒 濾紙 (例えば、 商品名 No. 86 R (サイズ 28mmxl 00mm) 、 アド バンテック東洋社製) に入れてソックスレー抽出器にセットする。 そして、 溶媒としてテトラヒドロフラン(THF) 200m 1を用いて 16時間抽出 する。 このとき、溶媒の抽出サイクルが約 5分に一回になるような還流速度 で抽出を行う。 抽出終了後、 円筒ろ紙を取り出して風乾した後、 40°Cで 8時間真空乾燥 し、抽出残分を含む円筒濾紙の質量を秤量し、 円筒濾紙の質量を差し引くこ とにより、 抽出残分の質量 (W2 g) を算出する。
そして、 樹脂成分以外の成分の含有量 (W3 g) を下記式 (1) のように 差し引くことによって、 THF不溶分量を求めることができる。
THF不溶分(質量%) = { (W2 - W3) / (Wl - W3) } xl 00 · · · (1)
樹脂成分以外の成分の含有量は、公知の分析手段によって測定することが できる。分析が困難な場合には、以下のようにして樹脂成分以外の成分の含 有量 (トナ一中の焼却残灰分 (W3' g) ) を見積もり、 その含有量を差し 引くことによって、 THF不溶分を求めることができる。
トナー中の焼却残灰分は以下の手順で求める。予め秤量した 3 Om lの磁 性るつぼに約 2 gのトナーを抨量(Wa g) する。 るつぼを電気炉に入れ約 900°Cで約 3時間加熱し、電気炉中で放冷し、常温下でデシケ一夕一中に 1時間以上放冷し、焼却残灰分を含むるつぼの質量を枰量し、 るつぼの質量 を差し引くことにより焼却残灰分(Wb g)を算出する。そして、下記式(2) により、 試料 Wl g中の焼却残灰分の質量 (W3 ' g) を算出する。
W3 ' =Wlx (Wb/Wa) · · · (2)
この場合、 THF不溶分は、 下記式 (3) で求められる。
THF不溶分 (質量%) = { (W2 - W3 ' ) / (Wl -W3 ' ) } xl 0 0 · · · (3)
(3) 樹脂の酸価の測定法
酸価は試料 1 gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化力リゥムの m g数である。結着樹脂の酸価は J I S 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。
(1) 試薬の準備 フエノールフタレイン 1. 0 gをエチルアルコール(95 V o 1 %) 90 m 1に溶かし、イオン交換水を加えて 100mlとし、 フエノールフタレイ ン溶液を得る。
特級水酸化カリゥム 7 gを 5m 1の水に溶かし、エチルアルコール(95 V o 1 %) を加えて 1リツトルとする。 炭酸ガス等に触れないように、 耐ァ ルカリ性の容器に入れて 3日間放置後、 ろ過して、水酸化カリウム溶液を得 る。 得られた水酸化カリウム溶液は、 耐アルカリ性の容器に保管する。 前記 水酸化カリウム溶液のファクタ一は、 0. 1モル Zリットル塩酸 25m 1を 三角フラスコに取り、前記フエノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸 化力リゥム溶液で滴定し、中和に要した前記水酸化力リゥム溶液の量から求 める。 前記 0. 1モル/リットル塩酸は、 J I S K 8001-1998 に準じて作成されたものを用いる。
(2) 操作
(A) 本試験
粉砕した結着樹脂の試料 2. 0 gを 200m 1の三角フラスコに精秤し、 トルエン Z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エ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。 尚、 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。
(B) 空試験
試料を用いない (すなわちトルエンノエタノール (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。
(3) 得られた結果を下記式に代入して、 酸価を算出する。
A= [ (C-B) X f x5. 61 ] /S
ここで、 A :酸価 (mgKOHZg) 、 B:空試験の水酸化カリウム溶液 の添加量(m 1 )、 C:本試験の水酸化力リゥム溶液の添加量(m 1 )、 f : 水酸化カリウム溶液のファクター、 S :試料 (g) である。
(4) 軟化点
本発明の軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメ一夕「流動 特性評価装置フローテスター C FT— 5 00 D」(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ビス 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— 500 D」 に付属のマニュアルに記載の 「1Z2法における溶融温度」 を軟化点と する。 尚、 1Z2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 Sma xと、 流出が開始した時点におけるピストンの降下量 Sm i nとの差の 1Z2を 求める (これを Xとする。 X= (Sma x-Sm i n) / 2) 。 そして、 流 動曲線においてピストンの降下量が Xと Sm i nの和となるときの流動曲 線の温度が、 1Z2法における溶融温度である。
測定試料は、 1. 0 gのトナーや結着樹脂を、 2 5 の環境下で、 錠剤成 型圧縮機 (例えば、 NT— 1 00H、 ェヌピ一エーシステム社製) を用いて 約 l OMP aで、約 60秒間圧縮成型し、直径約 8 mmの円柱状としたもの を用いる。
CFT— 500 D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°C/m i n ピストン断面積: 1. 000 c m2
試験荷重 (ピストン荷重) : 10. O kg f (0. 9807 MP a) 予熱時間: 300秒
ダイの穴の直径: 1. 0mm
ダイの長さ: 1. 0mm
(実施例)
以下実施例にもとづいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、 これによつて本発明の実施の態様がなんら限定されるものではない。
<ワックスの製造例 >
(ワックス製造例 1)
原料物質としてパラフィンワックス 1000 gをガラス製の円筒反応器 に入れ、 窒素ガスを少量 (3リツトル Z分) 吹き込みながら、 140°Cまで 昇温した。 ホウ酸/無水ホウ酸 =1. 5 (モル比) の混合触媒 0. 30モル を加えた後、 空気 (21リツトル Z分) と窒素 (18リツトル/分) を吹き 込みながら、 170°Cで 4時間反応を行った。反応終了後反応混合物に等量 の温水 (95°C) を加え、 反応混合物を加水分解してワックス Aを得た。 ワックス A 100 gを、撹拌機、還流冷却器および加熱ヒータ一を備えた 容器に入れ、溶剤としてエタノール 1リットルを加え、溶剤の還流温度で撹 拌しながら 1時間加熱してワックスを充分に溶解させた。ワックスが溶剤中 に溶解したことを確認した後、温度を常温まで下げてワックスを析出させた。 沈降したワックスをろ過により採取し、溶剤を減圧蒸留により除去して、精 製されたワックス 1を得た。
ワックス 1の水酸基価は 68. lmgKOHZg、 エステル価は 6. 7 m gKOHZg、 酸価は 3. lmgK〇H/g、 ピーク分子量は 440、 分子 量 700以上の含有量は 0. 1質量%、 融点は 76 であった。 ワックス 1 の合成条件及び物性を表 1に示す。 (ワックス製造例 2 )
ワックス製造例 1で得られたワックス Aを、目開き 8 5 0 mのふるいに かけた際に、ふるい上に残る粗粒子が 0 . 1質量%未満になるまで粉砕した。 この粉砕したワックス A 1 0 0 gにメタノール 1リットルを加え、ワックス が溶解せずにメタノール中に分散した状態で、 常温(2 5 °C) で 4時間撹拌 を行い、 ワックス中に含まれる分子量 7 0 0以上の成分を抽出した。撹拌を 止め、沈降したワックスをろ過により採取し、 メタノールを減圧蒸留により 除去して、 精製されたワックス 2を得た。 ワックス 2の物性を表 1に示す。
(ワックス製造例 3 )
原料物質としてフィッシヤートロプシュワックスを用い、ホウ酸 Z無水ホ ゥ酸混合触媒の添加量と反応時間をかえた以外はワックス製造例 1のヮッ クス Aと同様にしてワックス Bを得た。 このワックス Bを、 ワックス製造例 2と同様にして、 メタノールで分子量 7 0 0以上の成分の抽出を行い、精製 されたワックス 3を得た。 ワックス 3の製造条件及び物性を表 1に示す。 (ワックス製造例 4 )
ホウ酸ノ無水ホウ酸混合触媒の添加量と反応時間をかえた以外はヮック ス製造例 3と同様にしてワックス 4を得た。ワックス 4の製造条件及び物性 を表 1に示す。
(ワックス製造例 5 )
原料物質としてポリエチレンワックスを用い、ホウ酸 Z無水ホウ酸混合触 媒の添加量と反応時間をかえ、ワックス中に含まれる分子量 7 0 0以上の成 分の抽出にメチルェチルケトンを使用すること以外はヮックス製造例 3と 同様にしてワックス 5を得た。ワックス 5の製造条件及び物性を表 1に示す。 (ワックス製造例 6 )
ホウ酸 /無水ホウ酸混合触媒の添加量と反応時間をかえ、ワックス中に含 まれる分子量 7 0 0以上の成分の抽出にトルエンを使用すること以外はヮ ックス製造例 5と同様にしてワックス 6を得た。ワックス 6の製造条件及び 物性を表 1に示す。
(ワックス製造例 7 )
ホウ酸 無水ホウ酸混合触媒の添加量と反応時間をかえ、ワックス中に含 まれる分子量 7 0 0以上の成分の抽出を行わない用に変更する以外はヮッ クス製造例 5と同様にして、 ワックス 7を得た。 ワックス 7の製造条件及び 物性を表 1に示す。
(ワックス製造例 8 )
ワックス中に含まれる分子量 7 0 0以上の成分の抽出を行わないこと以 外はワックス製造例 6と同様にして、 ワックス 8を得た。 ワックス 8の製造 条件及び物性を表 1に示す。
(ワックス製造例 9 )
ワックス製造例 1のワックス Aの製造において、ホウ酸 無水ホウ酸混合 触媒の添加量と反応時間を変更し、更に、 エタノールによる精製を行わない こと以外はワックス製造例 1と同様にしてワックス 9を得た。ワックス 9の 製造条件及び物性を表 1に示す。
(ワックス製造例 1 0 )
ホウ酸 Z無水ホウ酸混合触媒による反応時間を変え、ワックス中に含まれ る分子量 7 0 0以上の成分の抽出を行わないこと以外はワックス製造例 5 と同様にして、 ワックス 1 0を得た。 ワックス 1 0の製造条件及び物性を表 1に示す。
(ワックス製造例 1 1 )
ホウ酸 無水ホウ酸混合触媒の添加量と反応温度を変え、ワックス中に含 まれる分子量 7 0 0以上の成分の抽出時間を 3 0分間に短縮すること以外 はワックス製造例 5と同様にして、 ワックス 1 1を得た。 ワックス 1 1の製 造条件及び物性を表 1に示す。 表 1
Figure imgf000056_0001
<結着樹脂の製造例 >
(結着樹脂製造例 1 )
ポリエステルモノマーを下記比率で混合する。 '前記式 (A) で表されるビスフヱノール誘導体 15 Omo 1
(R :プロピレン基, x + yの平均値: 2. 2)
'テレフタル酸 42 Omo 1
'イソフタル酸 39 Omo 1
•フマル酸 01 Omo 1
• ドデセニル無水琥珀酸 18 Omo 1 これらに触媒としてテトラプチルチタネート 0. 5質量%を添加し、 23 0°Cで縮合重合して、不飽和線状ポリエステル樹脂(メインピーク分子量 = 8600、 数平均分子量 (M n ) = 3600、 Mw/M n= 2. 1、 酸価- 7. lmgKOH/g, 水酸基価 =35. 4mgKOH/g) を得た。 この不飽和ポリエステル樹脂 75質量部と、 ビニル系モノマーとして、ス チレン: 18質量部、 アクリル酸 n—プチル: 6. 5質量部、 マレイン酸モ ノ n—ブチル: 0. 5質量部、 開始剤として 2, 5—ジメチルー 2, 5—ビ ス( t一ブチルパーォキシ)へキシン一 3 ( 10時間半減期温度 128°C) : 0. 08質量部とを混合した。 このビニル系モノマ一 Z不飽和ポリエステル 樹脂混合物を 12 で 20時間かけて重合後、さらに 150°Cに温度を上 げて 5時間保持して未反応のビニル系モノマ一を重合させて、ハイプリッド 樹脂 R— 1を得た。
得られたハイプリッド樹脂 R— 1は、テトラヒドロフラン可溶分の分子量 分布において、分子量 8, 800にメインピークを持ち、重量平均分子量(M w) が 41, 200であり、 テトラヒドロフラン不溶分を 31質量%含有し ていた。 また、 酸価が 6. 7mgKOH/g. 水酸基価が 24. 4mgKO HZg、 ガラス転移温度が 58°C、 軟化点が 1 2 1°Cであった。
(結着樹脂製造例 2 )
4つ口フラスコにポリエステルモノマ一を下記比率で混合した。
'前記式 (A) で表されるビスフエノール誘導体 1. 150mo l (R :プロピレン基, x + yの平均値: 2. 2)
-テレフタル酸 0. 35 Omo 1
'イソフタル酸 0. 35 Omo 1
• ドデセニル無水琥珀酸 0. 20 Omo 1 ·無水トリメリット酸 0. 1 10 m ο 1 このポリエステルモノマ一混合物に、エステル化触媒としてジブチル錫 1質 量部を加え、 230°Cまで昇温して縮重合反応を行い、 ポリエステル樹脂 R 一 2を重合した。
得られたポリエステル樹脂 R— 2は、テトラヒドロフラン可溶分の分子量 分布において、分子量 6, 300にメインピ一クを持ち、重量平均分子量(M w) が 1 13, 600であり、 テトラヒドロフラン不溶分を 1 9質量%含有 していた。 また、 酸価が 36. 6mgK〇HZg、 水酸基価が 53. 5mg KOHZg、 ガラス転移温度が 56°C、 軟化点が 1 14°Cであった。
(結着樹脂製造例 3 )
以下のようにして、 高分子量成分の製造を行った。
•スチレン 75 0質量部
•アクリル酸 n—ブチル 22 0質量部
•メタクリル酸 3 0質量部 • 2, 2—ビス (4, 4ージー t一ブチルパーォキシシクロへ- プロ パン 0 8質量部
4つ口フラスコ内でキシレン 200質量部を撹拌しながら容器内を十分に 窒素で置換し、 120 に昇温させた後、上記成分を 4時間かけて滴下した。 更にキシレン還流下で重合を完了した。このようにして高分子量成分 R— 3 一 Hを含有する溶液を得た。
次いで、 以下のようにして、 低分子量成分の製造を行った。
'スチレン 80. 0質量部 •アクリル酸 n—ブチル 1 9 . 0質量部
•メタクリル酸 1 . 0質量部
'ジー t一プチルパーォキサイド 1 . 5質量部 上記原材料をキシレン 2 0 0質量部中に 4時間かけて滴下した。更に、キシ レン還流下で重合を完了した。このようにして低分子量成分 R— 3— Lを含 有する溶液を得た。
以下のようにして、 架橋性成分の製造を行った。
•スチレン 7 9 . 0質量部
•アクリル酸 n—ブチル 2 0 . 0質量部 'メタクリル酸グリシジル 1 . 0質量部
•ジ一 tーブチルバ一オキサイド 5 . 0質量部
4つ口フラスコ内でキシレン 2 0 0質量部を撹拌しながら容器内を十分に 窒素で置換し、 1 2 0 °Cに昇温させた後、上記各成分を 4時間かけて滴下し た。更にキシレン還流下で重合を完了し、 減圧下で溶媒を蒸留除去した。 こ のように得られた樹脂成分を架橋性樹脂成分 R— 3— Cとする。
上記のようにして得られた高分子量成分 R— 3— H、低分子量成分 R— 3 一 Lを、 質量比で高分子量成分ノ低分子量成分 = 3 0 / 7 0となるように、 キシレン 2 0 0質量部に混合溶解させ、昇温して還流下で 1 2時間、撹拌混 合した。 その後、 有機溶剤を留去し、 得られた樹脂を冷延*固化後、 粉碎し て、 R— 3— HZ Lを得た。
R— 3— HZL : 9 0質量部と、架橋性樹脂 R— 3— C : 1 0質量部とを、 ヘンシェルミキサーに入れて混合し、この混合物を 2 0 に加熱された二 軸ェクストルーダ一で溶融混合させることにより、力ルポキシル基とグリシ ジル基とを反応させ、架橋させた。得られた樹脂を冷延'固化後、粉砕して、 スチレンァクリル系架橋樹脂 R— 3を得た。
得られたスチレンァクリル系架橋樹脂 R— 3は、 分の分子量分布において、 分子量 15, 900にメインピーク、 分子量 33 9, 000にサブピークを持ち、 重量平均分子量 (Mw) が 2 14, 600 であり、 テトラヒドロフラン不溶分を 1 1質量%含有していた。 また、 酸価 力 10. 3mgKOH/g, ガラス転移温度が 60 C、 軟化点が 107 で あった。 また、 得られたスチレンアクリル系架橋樹脂 R— 3は、 下記の部分 構造式 (A)
Figure imgf000060_0001
を有していることもあわせて確認された。
(結着樹脂製造例 4 )
結着樹脂製造例 3で得られた高分子量成分 R— 3 _H、低分子量成分 R— 3 一 Lを、 質量比で高分子量成分 Z低分子量成分 =40/60となるように、 キシレン 200質量部に混合溶解させ、昇温して還流下で 12時間、撹拌混 合した。 その後、 有機溶剤を留去し、 得られた樹脂を冷延*固化後、 粉碎し て、 非架橋のスチレンアクリル系樹脂 R— 4を得た。
得られたスチレンァクリル系樹脂 R— 4は、テトラヒドロフラン可溶分の 分子量分布において、 分子量 15, 300にメインピーク、 分子量 3 18, 500にサブピークを持ち、 重量平均分子量 (Mw) が 344, 100であ り、 テトラヒドロフラン不溶分を含有していなかった。 また、 酸価が 12. 7mgKOHZg、 ガラス転移温度が 59 °C、 軟化点が 96 °Cであった。
<実施例 1 >
•ハイプリッド樹脂 R— 1 100質量部
'ワックス 1 6質量部
• フィッシャートロプシュワックス (融点 105°C) 2質量部 •マグネタイト (個数平均粒径 0. 1 8 m) 100質量部
•前記ァゾ系鉄化合物 (1) (カウンターイオンは NH4+) 2質量部 上記原材料をヘンシェルミキサーで予備混合した後、温度 130°C、 回転数 200 r pmに設定した二軸混練押し出し機(P CM— 30:池貝鉄工所社 製) によって混練した。 得られた溶融混練物を冷却し、 冷却された溶融混練 物をカツ夕一ミルで粗粉砕した後、得られた粗粉碎物を、 ターボミル T一 2 50 (ターボ工業社製) を用いて、 排気温度が 45t:になるようエア一温度 を調整して微粉砕し、コアンダ効果を利用した多分割分級機を用いて分級し、 磁性トナー粒子 1を得た。 磁性トナ一粒子 1は、 重量平均粒子径 (D4) が 5. 9 m、 個数分布における粒径 2. 00 zm以上 4. 00 m以下の粒 子の含有量が 22. 3個数%であった。
さらに、この磁性トナー粒子 1の 100質量部と、疎水性シリカ微粉体(乾 式シリカ (BET: 20 Om g) 1 00質量部をへキサメチルジシラザ ン 10質量部で表面処理し、次いでこの処理シリカ 100質量部にジメチル シリコーンオイル 1 0質量部で処理を行ったもの) 1. 2質量部とを、 ヘン シェルミキサーで混合してトナー 1を調製した。
このトナー 1は、 テトラヒドロフラン不溶分を 22質量%含有しており、 このテトラヒドロフラン不溶分を加水分解し、濾過し、濾別される成分のテ トラヒドロフラン可溶分を分析したところ、 残留物 (ビニル系樹脂) のピー ク分子量は 1 12, 700、 重量平均分子量は 276, 600であった。 ま た、テトラヒドロフラン不溶分中に含まれるビニル系重合体ュニットの含有 量は 47質量%であった。
このトナーを以下の項目について評価した。 評価結果を表 2に示す。
(定着試験)
ヒユーレツトパッカード社製レーザービームプリン夕: L a s e r J e t 4350の定着器を取り出し、定着装置の定着温度を任意に設定できるよう にし、かつプロセススピードを 400 mm/ s e cとなるようにした外部定 着器を用いた。 この外部定着器を温度 140〜220°Cの範囲で温度 14 0°Cから温度 5°Cおきに温調し、 普通紙 (75 g7m2) 紙に現像したベタ 黒未定着画像(紙上トナー量を 0. 6 mg/ cm2に設定)の定着を行った。 得られた定着画像を 4. 9 kP aの荷重をかけたシルボン紙で 5往復摺擦し、 摺擦前後の画像濃度の濃度低下率が 10 %以下になる点を定着温度とした。 この温度が低いほど低温定着性に優れたトナーである。
また、 プロセススピードを 1 0 Omm/s e cにし、 温度 1 50〜24 0°Cの範囲で温度 150°Cから温度 5 °Cおきに温調し、未定着画像の定着を 行った。定着画像上の高温オフセット現象による汚れを目視で確認し、発生 した温度を耐高温オフセット性とした。この温度が高いほど耐高温オフセッ ト性に優れたトナーである。
(現像試験)
市販のレーザービームプリンタ L a s e r J e t 4350 (ヒュ一レツ トパッカード社製) を 65枚機に改造して、 常温常湿環境 (23°C、 60% RH) 、 高温高湿環境 (32. 5°C、 80 RH%) 環境にて、 A 4サイズの 75 gZm2の転写紙を用いて画出し試験を行った。 画像データとしては、 画像面積率が 1 %の原稿データを用いた。 この条件で、 初期及び 30, 00 0枚通紙時のベタ黒画像濃度と、常温常湿環境に関しては力ブリの測定を行 つた。
画像濃度の測定は、 マクベス濃度計 (マクベス社製) で SP Iフィルター を使用して反射濃度を測定することにより行い、 5点平均で算出した。
カプリの測定は、 リフレクトメーター (東京電色 (株) 製) により測定し た転写紙の白色度と、ベ夕白をプリントした後の転写紙の白色度との差から カプリを算出した。
(クリーニングブレードめくれ) 上記現像試験で用いた改造機を使用し、温度 3 5 の高温環境にて、 A 4 サイズの 7 5 g Zm2の転写紙を用いて、連続で両面印字の印字試験を行い、 以下の基準でクリーニングブレードめくれを評価した。
A:発生なし
B: 1 0 , 0 0 0枚以上の印字枚数でクリーニングブレードめくれが発生す る
C: 5 , 0 0 0枚以上 1 0, 0 0 0枚未満の印字枚数でクリーニングブレー ドめくれが
生する
D: 1 , 0 0 0枚以上 5, 0 0 0枚未満の印字枚数でクリーニングブレード めくれが発生する
E: 1 , 0 0 0枚未満の印字枚数でクリーニングブレードめくれが発生する (ブロッキング試験)
トナー 1 0 gを直径 3 c mの円筒状のポリプロピレンのカップに量りとり、 表面を平らにならした後、薬包紙を敷き、その上に 1 0 gの鉄粉キャリアを のせ、 温度 5 0 °Cで 5日間放置し、 トナーのブロッキング状態を評価した。 A:カップを傾けるとトナ一がさらさらと流れる。
B:カップを回していると、 トナー表面が少しずつ崩れだし、 さらさらの粉 になる。
C:カップを回しながら外から力を加えるとトナー表面が崩れ、そのうちさ らさらと流れだす。
D:ブロッキング塊が発生。 先のとがったものでつつくと崩れる。
E :ブロッキング塊が発生。 つついても崩れにくい。
(感光体融着)
高温高湿環境下での 3 0 , 0 0 0枚現像試験において、感光伴上への融着物 の発生の有無を下記評価基準に従って目視及びルーペで評価した。 A:全く融着物が存在しない。
B :感光体上に 0 . 1 mm径未満の融着物が 1点以上 5点未満存在する。 C :感光体上に 0 . 1 mm径未満の融着物が 5点以上 1 0点未満存在する。 D:感光体上に 0 . 1 mm径以上 0 . 5 mm径未満の融着物が 1点以上 1 0 点未満存在する。
E :感光体上に 0 . 5 mm径以上の融着物が 1 0点以上存在する。
<実施例 2 >
実施例 1のワックス 1をワックス 2に変更する以外は実施例 1と同様に して、 トナー 2を調製した。 評価結果を表 2に示す。
<実施例 3 >
実施例 1のワックス 1をワックス 3に変更する以外は実施例 1と同様に して、 トナ一 3を調製した。 評価結果を表 2に示す。
<実施例 4 >
実施例 1のワックス 1をワックス 4に変更する以外は実施例 1と同様に して、 トナー 4を調製した。 評価結果を表 2に示す。
<実施例 5 >
実施例 1のワックス 1をワックス 5に変更する以外は実施例 1と同様に して、 トナー 5を調製した。 評価結果を表 2に示す。
<実施例 6 >
実施例 5のハイプリッド樹脂 R— 1をポリエステル樹脂 R— 2に変更す る以外は実施例 5と同様にして、 トナー 6を調製した。評価結果を表 2に示 す。
<実施例 7 >
実施例 5のハイブリツド樹脂 R— 1をスチレンアクリル系架橋樹脂 R— 3に変更する以外は実施例 5と同様にして、 トナ一 7を調製した。評価結果 を表 2に示す。 <実施例 8 >
実施例 7のワックス 5をワックス 6に変更する以外は実施例 7と同様に して、 トナー 8を調製した。 評価結果を表 2に示す。
<実施例 9 >
実施例 7のワックス 5をワックス 7に変更する以外は実施例 7と同様に して、 トナー 9を調製した。 評価結果を表 2に示す。
<比較例 1 >
実施例 7のワックス 5をワックス 8に変更する以外は実施例 7と同様に して、 トナー 9を調製した。 評価結果を表 2に示す。
く比較例 2 >
比較例 1のスチレンァクリル系架橋樹脂 R— 3を非架橋のスチレンァク リル系樹脂 R— 4に変更する以外は比較例 1と同様にして、トナー 1 0を調 製した。 評価結果を表 2に示す。
<比較例 3〜5 >
実施例 7のワックス 5をワックス 9〜 1 1に変更する以外は実施例 7と 同様にして、 トナー 1 1〜 1 3を調製した。 評価結果を表 2に示す。
Figure imgf000066_0001
この出願は 20 0 7年 1 2月 2 7日に出願された日本国特許出願番 号第 2007— 3 3 5 9 3 0からの優先権を主張するものであり、 そ の内容を引用してこの出願の一部とするものである。

Claims

請 求 の 範 囲
1 - 少なくとも結着樹脂、着色剤及びヮックスを含有するトナーであって、 該ワックスが、 i ) 酸化炭化水素系ワックスであり、 i i)水酸基価が 5m gKOHZg以上 15 OmgKOHZg以下であり、 i i i)テトラヒドロ フラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーによる分子量分 布において、分子量 200以上 600以下の範囲にメインピークを有し、分 子量 700以上の成分の含有量が 3質量%以下であることを特徴とするト ナ一。
2. 該ワックスは溶剤により精製されたものであることを特徴とする請求 項 1に記載のトナー。
3. 該溶剤がアルコール類、 またはケトン類であることを特徴とする請求 項 2に記載のトナー。
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