JP2009053504A - トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、カーボンブラック及びワックスを少なくとも含有するトナー母粒子(A)の表面に、表面層(B)を有するカプセル型のトナー粒子を含有するトナーであって、前記トナーのクロロホルム溶解液におけるトナーの濃度をC(mg/ml)とし、前記溶解液の波長600nmにおける吸光度をA600としたときに、CとA600の関係が、A600/C≧2.0を満足し、前記トナーの、誘電損率ε”/誘電率ε’で示される誘電損失正接tanδが、周波数100000Hzにおいて、0.020以下であり、前記トナーの体積抵抗率が1×1012Ω・cm以上であり、前記トナー粒子の断面拡大写真における、前記カーボンブラックの個数平均分散径が100nm以上、500nm以下であることを特徴とするトナー。
【選択図】なし
Description
ポリエステル樹脂、イソシアネート基を有する低分子化合物、およびその他の成分を酢酸エチルに溶解及び分散して油層を調製し、水中で液滴を調製する。これにより、液滴界面でイソシアネート基を有する化合物を界面重合させることで、ポリウレタンもしくはポリウレアを最外殻としたカプセルトナー粒子を調製する。
特許文献6には、ポリウレタン樹脂(a)からなる皮膜状の1層以上のシェル層(P)と樹脂(b)からなる1層のコア層(Q)とで構成されるコア・シェル型のトナー粒子が提案されている。
劣る性質を、シェル部分の耐熱保存性で補う構成をとる。この場合、シェル部分はやや熱的に固いものを用いるために、高度に架橋したり、高い分子量したりするなどの工夫が必要であるため低温定着性を阻害してしまう傾向にある。
しかしながら、単にトナー中の着色材料を上げると、分散不良により、カラートナーの場合色域が狭くなったり、フィラー効果によるトナーの硬度が上がり定着阻害を引き起こしたりしやすい。また、多量の着色剤が、トナー表面に出ることにより、二成分キャリアやスリーブの部材汚染を引き起こしやすい。また、表面に存在する着色剤が吸湿性大きい場合、環境による帯電量の差が生じやすくなりやすい。
また、ブラックトナーの場合、着色剤にカーボンブラックが一般に使用されているが、含有量を増やした場合、抵抗の低下による、帯電量の低下、現像時の飛散かぶり、転写不良を引き起こしやすい。
即ち、本発明は、ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、カーボンブラック及びワックスを少なくとも含有するトナー母粒子(A)の表面に、表面層(B)を有するカプセル型のトナー粒子を含有するトナーであって、
前記トナーのクロロホルム溶解液におけるトナーの濃度をC(mg/ml)とし、前記溶解液の波長600nmにおける吸光度をA600としたときに、CとA600の関係が、下記式(1)を満足し、
A600/C≧2.0・・・・(1)
前記トナーの、誘電損率ε”/誘電率ε’で示される誘電損失正接tanδが、周波数100000Hzにおいて、0.020以下であり、
前記トナーの体積抵抗率が1×1012Ω・cm以上であり、
前記トナー粒子の断面拡大写真における、前記カーボンブラックの個数平均分散径が100nm以上、500nm以下であることを特徴とするトナーに関する。
更に、表面層(B)に耐熱保存性や現像性に係る機能をもたせ、かつ着色剤であるカーボンブラックのトナー表面への露出を抑えることにより、高着色力のトナーでありながら帯電性に優れるトナーを提供することが可能となった。結果、トナー飛散、かぶりといった黒トナーで抱える問題を解決できた。更に、低粘度である内部のシェルの影響を押さえることにより、帯電性、現像性、転写性、クリーニング性といった電子写真特性に求められる特性を満足できるトナーを提供することが可能となった。
A600/C≧2.0・・・・(1)
トナーの、誘電損率ε”/誘電率ε’で示される誘電損失正接tanδが、周波数100000Hzにおいて、0.020以下であり、トナーの体積抵抗率が1×1012Ω・cm以上であり、トナー粒子の断面拡大写真における、カーボンブラックの個数平均分散径が100nm以上、500nm以下であることを特徴とする。
上述のように、本発明ではポリエステルを主成分とする樹脂(a)、カーボンブラック及びワックスを少なくとも含有するトナー母粒子(A)の表面に、表面層(B)を有するカプセル型の構造(カプセル構造)を有している。上記カプセル型のトナー粒子は、トナー母粒子(A)が表面層(B)によって完全に覆われていることが好ましい。
上記カプセル構造をとらない場合、例えば、ワックスを含有するトナーでは、トナー表面にワックスが析出することにより、トナーが凝集しやすくなり、現像領域での攪拌不良、クリーナーでのつまりを引き起こしやすい。また、着色剤がトナー表面に出ることで、帯電量が各着色剤により異なるため、フルカラー用のカラートナーとして用いる場合、各色での現像や転写の挙動が変わりやすい。また、黒トナー用着色剤にカーボンブラックを用いた場合、トナーの抵抗が変わり、帯電量が変わる以外に、転写時の振る舞いが変わりやすかった。また、低粘度のトナー母粒子(A)を用いる場合、耐熱保存性を満足しにくい。
該溶解液の波長600nmにおける吸光度をA600としたときに、CとA600の関係が、下記式(1)を満足する。
A600/C≧2.0 ・・・・(1)
即ち、本発明のトナーは、トナーの着色力が高く、トナー中の着色剤濃度が高い。トナーの着色力を上げることにより、画像上のトナーの載り量を下げることが可能であり、高画質な画像を得ることが可能になった。好ましくはA600/Cの値は2.5以上、より好ましくは3.0以上である。一方、A600/Cの値は5.0以下であることが好ましい。
また、上記トナーのクロロホルム溶解液の波長600nmにおける吸光度をA600とし、上記トナーのクロロホルム溶解液の波長460nmにおける吸光度をA460としたときに、A600のA460に対する比(A600/A460)が、式(2)を満足することが好ましい。
0.970≦(A600/A460)≦1.035・・・・(2)
より好ましくは、0.975≦(A600/A460)≦1.030、更に好ましくは、0.980≦(A600/A460)≦1.025、である。
一つは、トナーの体積抵抗率が1×1012Ω・cm以上にすることである。これは、表面層(B)でカプセル化すること、および、トナー母粒子(A)のカーボンブラックとの親和性を上げることにより可能となった。上記トナーの体積抵抗率は1×1013Ω・cm以上が好ましく、5×1013Ω・cm以上がより好ましい。
先ず、誘電損失正接tanδが大きい場合でも、トナーの抵抗を上げ使用可能にすることである。これに関しては、上記トナーの体積抵抗率を1×1012Ω・cm以上にすることで解決できる。
1)湿式分散(メディア分散)
2)乾式混練
3)乾式混練品の湿式分散
4)乾式混練作製時の溶媒添加
5)乾式混練作製時のワックス添加
6)樹脂にカーボンとの親和性の高い樹脂を用いる。
これらは、単独又は組み合わせて行っても良い。
本発明に用いられるトナー母粒子(A)はポリエステルを主成分とする樹脂(a)、カーボンブラック及びワックスを少なくとも含有する。従って、必要に応じて上記以外に他の添加剤を含んでもよい。ここで上記「主成分」とは樹脂(a)の総量に対し50質量%以上をポリエステル成分が占めることを意味する。
上記脂肪族ジオールとしては、好ましくは炭素数2〜8、より好ましくは炭素数2〜6のジオールが好ましい。
炭素数2〜8の脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオールのジオールが挙げられる。これらの中では、α,ω−直鎖アルカンジオール好ましく、1,4−ブタンジオール及び1,6−ヘキサンジオールがより好ましい。更に耐久性の観点から、脂肪族ジオールの含有量はポリエステルを構成するアルコール成分中、30〜100モル%であることが好ましく、より好ましくは50〜100モル%である。
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸の芳香族多価カルボン酸、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、コハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等の炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数2〜20のアルケニル基で置換されたコハク酸等の脂肪族多価カルボン酸、それらの酸の無水物及びそれらの酸のアルキル(炭素数1〜8)エステル。
また、上記原料モノマー中には、定着性の観点から、3価以上の多価モノマー、即ち3価以上の多価アルコール及び/又は3価以上の多価カルボン酸化合物が含有されていてもよい。
コール成分とカルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、必要に応じてエステル化触媒を用いて、180〜250℃の温度で縮重合することにより製造できる。
分子量が1000以下の割合が10.0%より多い場合には、比較的熱的に不安定である低分子量成分が部材を汚染してしまう場合がある。
合させて得られた樹脂が好ましい。
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブテンジオール。これらの中でも、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが好ましい。
ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス (4−ヒドロキシフェニル) プロパン、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン等のビスフェノールAのアルキレン(炭素数2〜3)オキサイド(平均付加モル数1〜10)付加物等の2価の芳香族アルコールやグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の3価以上のアルコール。
シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、コハク酸、アジピン酸、及びこれらの酸の無水物、アルキル(炭素数1〜3)エステル。これらの中ではフマル酸及びアジピン酸が好ましく、フマル酸がより好ましい。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量オレフィン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス;及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの;ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。
本発明において特に好ましく用いられるワックスは、溶解懸濁法において、ワックス分散液の作製のしやすさ、作製したトナー中への取り込まれやすさ、定着時におけるトナーからの染み出し性、離型性から、エステルワックスが好ましい。
ていればよく、天然ワックス、合成ワックスのいずれを用いてもよい。
物質を通り抜けて表面に染み出るのが困難な場合があると筆者らは推測している。
また、磁性を有するマグネタイト、フェライトや、非磁性の黒色を有する複合酸化物の如き金属酸化物も併用することが出来る。
具体的には、以下のものが挙げられる。顔料としては、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、16、17、60、62、66;
C.I.バットブルー6、C.I.アシッドブルー45。染料としては、C.I.ソルベントブルー25、36、60、70、93、95。これらのものは単独或いは2種類以上添加しても良い。
ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、含金アゾ錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及びサリチル酸誘導体の金属塩。
VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体であるLR−147(日本カーリット社製)、銅フタロシアニン、ペリレン、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基及び四級アンモニウム塩の官能基を有する高分子系の化合物。
上記表面層(B)は樹脂(b)を含有していることが好ましい。樹脂(b)としては、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂が挙げられる。
樹脂(b)としては、上記樹脂の2種以上を併用しても差し支えない。
炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ジイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネート、炭素数8〜15の芳香族炭化水素ジイソシアネート、及びこれらのジイソシアネートの変性物(ウレタン基、カルボジイミド基、アロファネート基、ウレア基、ビューレット基、ウレトジオン基、ウレトイミン基、イソシアヌレート基、オキサゾリドン基含有変性物;以下、変性ジイソシアネートともいう)、並びにこれらの2種以上の混合物。
1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、粗製トリレンジイソシアネート(粗製TDI)、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製MDI[粗製ジアミノフェニルメタン〔ホルムアルデヒドと芳香族アミン(アニリン)又はその混合物との縮合生成物〕]。
エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ドデカメチレンジイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、ビス(2−イソシアナトエチル)フマレート、ビス(2−イソシアナトエチル)カーボネート、2−イソシアナトエチル−2,6−ジイソシアナトヘキサノエート。
イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート(水添MDI)、シクロヘキシレンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート(水添TDI)、ビス(2−イソシアナトエチル)−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボキシレート、2,5−ノルボルナンジイソシアネート、2,6−ノルボルナンジイソシアネート。
m−キシリレンジイソシアネート、p−キシリレンジイソシアネート(XDI)、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)。
変性MDI(ウレタン変性MDI、カルボジイミド変性MDI、トリヒドロカルビルホスフェート変性MDI)、ウレタン変性TDIのイソシアネートの変性物及びこれらの2種以上の混合物[例えば変性MDIとウレタン変性TDI(イソシアネート含有プレポリマー)との併用]が挙げられる。
これらのうちで好ましいものは6〜15の芳香族ジイソシアネート、炭素数4〜12の脂肪族ジイソシアネート、及び炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネートであり、特に好ましいものはTDI、MDI、HDI、水添MDI、及びIPDIである。
アルキレングリコール(エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、テトラデカンジオール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオールなど);
アルキレンエーテルグリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなど);
脂環式ジオール(1,4−シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなど);
ビスフェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールSなど);
上記脂環式ジオールのアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;
上記ビスフェノール類のアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど)付加物;
その他、ポリラクトンジオール(ポリε−カプロラクトンジオールなど)、ポリブタジエンジオール。
上記したアルキレンエーテルグリコールのアルキル部分は直鎖状であっても、分岐していてもよい。また、本発明においては分岐構造のアルキレングリコールも好ましく用いることができる。
しい。これは表面層のジオール成分とジイソシアネート成分との反応物とトナー母粒子との親和性に関係している。
ジアミノエタン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ジアミノヘキサン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン(イソホロンジアミン、IPDA)、4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、アミノエチルエタノールアミン、ヒドラジン、ヒドラジン水和物のジアミン;
トリエチルアミン、ジエチレントリアミン、及び1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタンのトリアミン。
上記樹脂(b)には、上記以外にも、イソシアネート化合物と、カルボン酸基、シアノ基、チオール基等の反応性の高い水素が存在する基を有する化合物との反応物も併用して用いることが可能である。
を溶媒に溶解又は溶融して液状化し、これを水系媒体中で懸濁させることにより造粒して調製する方法を用いることができる。
酢酸エチル、キシレン、ヘキサンの炭化水素系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロルエタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルのエステル系溶媒、ジエチルエーテルのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサンのケトン系溶媒、メタノール、エタノール、ブタノールのアルコール系溶媒。
トナー粒子は、ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、カーボンブラック及びワックスを少なくとも含む混合物を有機媒体中に溶解又は分散させて溶解物又は分散物(油相)を得る工程、該溶解物又は分散物を、樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を分散させた水系媒体(水相)中に分散させ、得られた分散液から溶媒を除去し乾燥する工程、を含む製造方法によって得られることが好ましい。
また、上記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、カーボンブラック及びワックスを少なくとも含む混合物を有機媒体中に溶解又は分散させて溶解物又は分散物(油相)を得る工程は、カーボンブラック及びポリエステルを主成分とする樹脂(a)の一部の樹脂を少なくとも含む混合物を予め作製する工程、及び、該混合物、ポリエステルを主成分とする樹脂(a)の残りの樹脂、及びワックスを少なくとも含む混合物を有機媒体中に溶解又は分散させて溶解物又は分散物(油相)を得る工程を含むことが好ましい。
さらに、上記カーボンブラック及びポリエステルを主成分とする樹脂(a)の一部の樹脂を少なくとも含む混合物を予め作製する工程は、少なくともカーボンブラック及びポリエステルを主成分とする樹脂(a)の一部の樹脂を、乾式で溶融混錬する工程を含むことが好ましい。
上記の系においては、樹脂微粒子が溶解物又は分散物(油相)を水相に懸濁する際の分散剤としても機能する系である。上記方法でトナー粒子を調製することにより、トナー表面への凝集工程などを必要とせず、簡便にカプセル型のトナー粒子を調製することができる。
酢酸エチル、キシレン、ヘキサンの炭化水素系溶媒、塩化メチレン、クロロホルム、ジクロルエタンのハロゲン化炭化水素系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソプロピルのエステル系溶媒、ジエチルエーテルのエーテル系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサンのケトン系溶媒。
上記ワックス、カーボンブラック(着色剤)についても上記有機媒体中に分散された形態をとることが好ましい。すなわち、予め湿式もしくは乾式で機械的に粉砕されたワックス、カーボンブラック(着色剤)を有機媒体中に分散し、それぞれワックス分散液、着色剤分散液を調製することが好ましい。
尚、ワックス、着色剤はそれぞれに合致した分散剤、樹脂を添加することによっても分散性を上げることが出来る。これらは用いるワックス、着色剤、結着樹脂、有機溶媒によって異なるため、適時選択し用いることが出来る。
上記油相は、これら樹脂分散液、ワックス分散液、着色剤分散液、及び有機媒体を所望量配合し、上記各成分を有機媒体中に分散させることで調製することが出来る。
本発明において、カーボンブラック(着色剤)の分散性を通常以上に上げるために以下の手法を用いた。
(1)湿式分散(メディア分散)
カーボンブラックを、分散用メディア存在下で溶媒に分散する方法である。
例えば、カーボンブラック、樹脂、その他添加剤と上記有機溶媒を混合し、分散用メディア存在下で分散機を用いて、該混合物を分散する。用いた分散用メディアは回収し着色剤(カーボンブラック)分散液を得る。上記分散機としては、例えば、アトライター(三井三池工機(株))を使用する。上記分散用メディアとしては、例えば、アルミナ、ジルコニア、ガラス及び鉄のビーズが挙げられるが、メディア汚染が極めて少ないジルコニアビーズが好ましい。その際のビーズ径は、2mm〜5mmが分散性に優れており好ましい。
(2)乾式混練
樹脂、カーボンブラック、その他添加剤を、ニーダー、ロール式の分散器で溶融混練し(乾式)、得られた樹脂と着色剤の溶融混練物を粉砕後、上記有機溶媒に溶解させることにより着色剤(カーボンブラック)分散液を得る。
。
(3)乾式溶融混練物の湿式分散
上記乾式で得られた樹脂と着色剤の溶融混練物を用いて作製された着色剤分散液を、上記分散用メディア及び分散機を用いて更に湿式分散する。
(4)乾式溶融混練物作製時の溶媒添加
上記乾式溶融混練物の作製時に、溶媒を添加する。溶融混練時の温度は、樹脂のガラス転移点(Tg)以上、溶媒の沸点以下が好ましい。用いる溶媒は、樹脂を溶解できるものが好ましく、上記油相に用いられる溶媒が好ましい。
上記乾式溶融混練物の作製時に、ワックスを添加する。溶融混練時の温度は、樹脂のガラス転移点(Tg)以上、溶媒の沸点以下が好ましい。用いるワックスは、上記油相に溶解するワックスを用いてもいいが、他の比較的高融点のワックスを用いてもよい。
(6)樹脂に着色剤(カーボンブラック)との親和性の高い樹脂を用いる。
上記乾式溶融混練物の作製に用いる樹脂に、カーボンブラックとの親和性の高い、上記結晶性ポリエステル、又は芳香族ジオールより合成される樹脂(好ましくは、ポリエステル樹脂)を用いる。
この場合、上記ポリエステル主成分とする樹脂(a)には、脂肪族ジオールより合成される樹脂(a1)と、結晶性ポリエステル、又は芳香族ジオールより合成される樹脂(以下、樹脂(a2)ともいう)を用いることになる。そして、着色剤(カーボンブラック)分散液は、該樹脂(a2)を用いて作製される。
ポリエステル主成分とする樹脂(a)として、上記2種の樹脂(a1)、(a2)を用いた場合、トナー中にドメイン状に着色剤(カーボンブラック)が存在しやすくなるものの、ドメイン中での着色剤(カーボンブラック)の分散性を向上させることが可能となる。
ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウムの四級アンモニウム塩型のカチオン界面活性剤;脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体などの非イオン界面活性剤;アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタインの両性界面活性剤が挙げられる。
アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマール酸、マレイン酸または無水マレイン酸などの酸類;
アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドの酸クロライド類;
ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミンの窒素原子、又はその複素環を有するもののホモポリマー又は共重合体;
メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースのセルロース類。
例えば、ウルトラタラックス(IKA社製)、ポリトロン(キネマティカ社製)、TKオートホモミキサー(特殊機化工業(株)製)、エバラマイルダー(荏原製作所(株)製)、TKホモミックラインフロー(特殊機化工業(株)製)、コロイドミル(神鋼パンテック社製)、スラッシャー、トリゴナル湿式微粉砕機(三井三池化工機(株)製)、キャビトロン(ユーロテック社製)、ファインフローミル(太平洋機工(株)製)の連続式乳化機、クレアミックス(エムテクニック社製)、フィルミックス(特殊機化工業(株)製)のバッチ式、若しくは連続両用乳化機が挙げられる。
スプレイドライアー、ベルトドライアー、ロータリーキルンなどの短時間の処理でも十分に目的とする品質が得られる。
一方、トナー粒子の重量平均粒径が10.0μmよりも大きい場合には、ライン画像を出力する場合に於いて飛び散りやボタ落ちを招き易くなり、細線再現性に劣ることがある。トナー粒子の重量平均粒径(D4)は樹脂(b)の添加量、油相や分散液の配合量を制御することで上記範囲に調整することが可能である。
シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素。
ニング性向上剤)として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸など脂肪酸金属塩、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリスチレン微粒子のソープフリー乳化重合によって製造されたポリマー微粒子が例示できる。
上記ポリマー微粒子は、比較的粒度分布が狭く、体積平均粒径が0.01から1μmのものが好ましい。
樹脂の軟化点(Tm)は、定荷重押出し式細管式レオメーターであるフローテスターにより測定した。
即ち、樹脂の軟化点(Tm)は、島津製作所製の高架式フローテスターCFT500C型を用い、下記条件にて測定した。得られたデータに基づき、フローテスターカーブを作製した(図1(a)および(b)に表示)。該図より樹脂の軟化点(Tm)を求めた。
図1中、流出開始温度(Tfb)を軟化点(Tm)とする。
<測定条件>
荷重 :10kgf/cm2 (9.807×105 Pa)
昇温速度:4.0℃/min
ダイ口径:1.0mm
ダイ長さ:1.0mm
ワックスの融点は、示差走査熱量計(DSC) Q1000(TA Instruments社製)を用い、ASTM D3418−82に準じて測定した。
具体的には、装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いた。
試料約10mgを精秤し、これをアルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行った。尚、測定においては、一度200℃まで昇温させ、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程での温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線の最大吸熱ピークを示す温度を、ワックスの融点とした。
樹脂のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計(DSC) Q1000(TA Instruments社製)を用い、上記「ワックスの融点の測定方法」と同様の条件にて測定を行い、算出した。
具体的には、試料約10mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行った。この昇温過程で、温度40℃〜100℃の範囲において比熱変化が得られた。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差走査熱量曲線との交点を、樹脂のガラス転移温度(Tg)とした。
トナーの重量平均粒径(D4)及び数平均粒径(D1)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター
Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行ない、算出した。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
尚、測定、解析を行なう前に、以下のように専用ソフトの設定を行なった。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定した。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定した。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れた。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定した。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行った。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加えた。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加した。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させた。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整した。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させた。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続した。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節した。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整した。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行った。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および数平均粒径(D1)を算出した。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、分析/個数統計値(算術平均)画面の「平均径」が数平均粒径(D1)である。
樹脂微粒子、及びワックス分散液中のワックス粒子の粒子径は、マイクロトラック粒度
分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)を用い、0.001μm〜10μmのレンジ設定で測定を行い、個数平均粒子径(nm)として測定した。なお、希釈溶媒として樹脂微粒子には水、ワックス粒子には酢酸エチルを選択した。
樹脂のゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)による分子量分布、ピーク分子量、及び数平均分子量は、樹脂のテトラヒドロフラン(THF)可溶分を、THFを溶媒としたGPC(ゲルパーメイションクロマトグラフィ)により測定した。測定条件は以下の通りである。
(1)測定試料の作製
樹脂(試料)とTHFとを約0.5〜5mg/ml(例えば約5mg/ml)の濃度で混合し、室温にて数時間(例えば5〜6時間)放置した後、充分に振とうし、THFと試料を試料の合一体がなくなるまで良く混ぜた。更に、室温にて12時間以上(例えば24時間)静置した。この時、試料とTHFの混合開始時点から、静置終了の時点までの時間が24時間以上となる様にした。
その後、サンプル処理フィルタ(ポアサイズ0.45〜0.5μm、マイショリディスクH−25−2[東ソー社製]、エキクロディスク25CR[ゲルマン サイエンスジャパン社製]が好ましく利用出来る)を通過させたものをGPCの試料とした。
(2)試料の測定
40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度に於けるカラムに、溶媒としてTHFを毎分1mlの流速で流し、試料濃度を0.5〜5mg/mlに調整した樹脂のTHF試料溶液を50〜200μl注入して測定した。
試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を数種の単分散ポリスチレン標準試料により作製された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。
検量線作成用の標準ポリスチレン試料としては、Pressure Chemical
Co.製或いは東洋ソーダ工業社製の、分子量が6×102、2.1×103、4×103、1.75×104、5.1×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106、4.48×106のものを用いた。又、検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
尚、カラムとしては、1×103〜2×106の分子量領域を適確に測定する為に、市販のポリスチレンゲルカラムを下記のように複数組合せて用いた。本発明に於ける、GPCの測定条件は以下の通りである。
[GPC測定条件]
装 置 :LC−GPC 150C(ウォーターズ社製)
カラム :KF801,802,803,804,805,806,807(ショウデックス製)の7連
カラム温度 :40℃
移動相 :THF(テトラヒドロフラン)
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。結着樹脂の酸価はJIS K 0070−1966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
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、「フェノールフタレイン溶液」を得る。
特級水酸化カリウム7gを5mlの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとする。炭酸ガスに触れないように、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。標定はJIS K 0070−1996に準じて行う。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した結着樹脂の試料2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mlを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。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/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=[(B−C)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。
カーボンブラックの個数平均粒子径は、レーザー回折/散乱粒度分布測定装置LA−720(堀場製作所社製)を用い、以下の方法で測定した。
測定時の分散媒の調製は、バッチ式セルを用い、セルの7〜9割を満たす程度に重合性単量体を投入して行った。尚、セル内は、攪拌子により攪拌を行った。この分散媒に、3分間超音波照射を行った測定試料を、分散媒中のカーボンブラックの濃度が70〜95%になるように投入し、測定を行った。
カーボンブラックの比表面積の測定は、ASTM D3037−78におけるBET法に準拠して行う。図4に示すフローに従いカーボンブラックにN2とHeの混合ガスを流し、N2を吸着させてその量を熱伝導度セルにより検出し、N2吸着量から計算によってサンプルの比表面積を求める。
(1)試料を105℃で1時間乾燥後0.1〜1g精秤し、U字管514に入れて流路に取り付ける。
(2)流量調節器510及び511によりN2/He混合比を変え所定のP/P0にセットする。
(3)コックを開いて試料層に吸着ガスを導入した後、U字管を液体N2513に浸してN2を吸着させる。
(4)吸着平衡にしたあと液体N2を取り去り約30秒間、空気中にさらしたあと、U字管を室温の水に浸しN2を脱着させる。
(5)脱着曲線をレコーダーに描かせ面積を測定する。
(6)これらの操作に先立ち既知量のN2を導入して作成した検量線を用い、上記の試料について得られた面積から所定のP/P0におけるN2吸着量を求める。
以下、次式を適用することにより比表面積を求める。
P:吸着平衡における圧力
ν:吸着平衡における吸着量
C:定数
P/P0とP/ν(P0−P)との関係は直線となり、その勾配と切片からνmを求める。νmが求められれば比表面積Sは次式により計算される。
S=A×νm×N/Wここで
S:比表面積
A:吸着分子の断面積
N:アボガドロ数
W:試料量
吸油量の測定はASTM D2414−79に準拠して行う。アブソープトメーターのコックを操作し、自動ビュレット系統に気泡が残らない様に完全にDBP(ジブチルフタレイト)を満たし、装置の各諸元を次の条件にする。
(1)スプリング張力 2.68kg/cm
(2)ローター回転数 125rpm
(3)トルク用リミットスイッチの目盛り 5
(4)ダンパーバルブ 0.150
(5)DBPの滴下速度 4ml/min
DBPの滴下速度を実測により調整したのち、アブソープトメーター混合室に一定量の乾燥試料を入れ、ビュレットカウンターを0点に合わせ、スイッチを自動にして滴下を開始する。トルクが設定点(この場合5)になるとリミットスイッチが作動して滴下が自動的に停止し、その時のビュレットカウンターの目盛(V)を読み、次式によって吸油量を算出する。
カーボンブラック1〜10gの範囲でをビーカーに計り取る。本検討では5.0gを測り取った。このカーボンブラック試料1gにつき10mlの割合で水を加え、時計皿でおおい、15分間煮沸する。試料をぬれやすくする為、エチルアルコール数滴を加えても良い。煮沸後室温まで冷却し、傾斜法または遠心分離法により上澄み液を除去して、泥状物を残す。この泥状物中にガラス電極pH計の電極を入れ、JIS Z8802(pH測定法)によってpHを測定する。この場合、電極の挿入位置により測定が変化することがあるから、ビーカーを動かして電極の位置を変えて、電極面と泥状面が充分に接触する様に注意して測定し、pH値が一定になったところの値を読む。
トナーの単位濃度あたりの吸光度は、以下の方法で測定した。
トナーを50mg秤量し、これにピペットでクロロホルム50mlを加え溶解した。さらに、該溶解液をクロロホルムで5倍に希釈し、0.2mg/mlのトナーのクロロホルム溶解液を得た。該トナーのクロロホルム溶解液を、吸光度測定用試料とした。測定には
、紫外可視分光光度計V−500V(日本分光株式会社製)を用い、光路長10mm幅となる石英セルを使用し、波長350nm〜800nmの範囲で該溶解液の吸光度を測定した。波長460nm、600nmにおける吸光度A460、A600を測定し、得られた吸光度を上記クロロホルム溶解液のトナーの濃度で除し、単位濃度(mg/ml)あたりの吸光度を算出した。算出した値をそれぞれ(A460/C)、(A600/C)とした。
トナーの誘電損率ε”/誘電率ε’で示される誘電損失正接tanδは、4284AプレシジョンLCRメータ(ヒューレット・パッカード社製)を用いて、1000Hz及び1MHzの周波数で校正後、周波数100000Hzにおける複素誘電率の測定値より誘電損失正接(tanδ=ε”/ε’)を算出した。
即ち、トナーを1.0g秤量し、19600kPa(200kgf/cm2)の荷重を1分間かけて成形し、直径25mm、厚さ2mm以下(好ましくは0.5mm以上1.5mm以下)の円盤状の測定試料を調製した。この測定試料を直径25mmの誘電率測定治具(電極)を装着したARES(レオメトリック・サイエンティフィック・エフ・イー社製)に装着し、室温で、1000Hzから1MHzの周波数の範囲で測定試料の複素誘電率を測定し、誘電損失正接(tanδ=誘電損率ε”/誘電率ε’)を算出した。周波数100000Hzにおける値を、トナーの誘電損失正接tanδとした。
トナーの体積抵抗率は、図2に示した測定装置を用いて行った。
即ち、抵抗測定セルEに、トナーを充填し、該トナーに接するように下部電極11及び上部電極12を配し、これらの電極間に電圧を印加し、そのときに流れる電流を測定することによって体積抵抗率を求めた。測定条件は以下の通りである。
充填トナーと電極との接触面積:S=約2.3cm2
厚みd :約0.5mm
上部電極12の荷重 :180g
印加電圧 :500V
クライオミクロト―ム(Reichert社製 ULTRACUT N FC4E)装置に水溶性樹脂に分散したトナー粒子を入れた。液体窒素により該装置を−80℃まで冷却し、トナー粒子が分散された水溶性樹脂を凍結した。凍結された水溶性樹脂を、ガラスナイフにより切削面形状が約0.1ミリ幅、約0.2ミリ長になるようにトリミングした。次にダイヤモンドナイフを用いて、水溶性樹脂を含むトナーの超薄切片(厚み設定:70nm)を作製し、まつげプローブを用いてTEM観察用グリッドメッシュ上に移動した。水溶性樹脂を含むトナー粒子の超薄切片を室温に戻した後、水溶性樹脂を純水に溶解させて透過型電子顕微鏡(TEM)の観察試料とした。該試料は、透過型電子顕微鏡H−7500(日立製作所製)を用い、加速電圧100kVにて観察し、トナー粒子の断面の拡大写真を撮影した。トナー粒子の断面は任意に選んだ。また、拡大写真の倍率は10000倍とした。
上記写真撮影により得られた画像は、インターフェースを介して、600dpiで読み取り、画像解析装置Win ROOF Version5.0(マイクロソフト社製−三谷商事)に導入し、2値の画像データに変換した。そのうち、カーボンブラック粒子についてのみ無作為に解析を行うこととし、サンプリング数が100回まで測定を繰り返し、カーボンブラック粒子の凝集径を求め、その個数平均をトナー粒子中に存在するカーボンブラックの個数平均分散径とした。
・プロピレングリコール、エチレングリコール、ブタンジオールの40:50:10モル混合物とテレフタル酸、イソフタル酸の等モル混合物から得られた、数平均分子量約2000のポリエステルジオール
100質量部
・プロピレングリコール 16質量部
・ジメチロールプロパン酸 94質量部
・N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−2−アミノエタンスルホン酸ナトリウム
8質量部
・トリレンジイソシアネート 30質量部
上記原材料をアセトン60質量部に溶解し、67℃で1時間反応させた。
ついで、イソホロンジイソシアネート271質量部(1.2モル)を添加し、更に67℃で30分反応させ冷却した。
上記反応物に更に100質量部のアセトンを追加した後、トリエチルアミン80質量部(0.8モル)を投入し攪拌した。
上記アセトン溶液をイオン交換水1000質量部に500rpmで攪拌しながら滴下し、微粒子分散液を調製した。
ついで10%アンモニア水100質量部にトリエチルアミン50質量部を溶解させた水溶液を投入し、50℃で8時間反応させることで伸長反応を行った。更に、イオン交換水を固形分20質量%になるまで添加し、樹脂微粒子分散液−1を得た。該樹脂微粒子分散液−1を乾固した樹脂のTg、Tm、及び分散液中の個数平均粒子径を表1に示す。
温度計、撹拌機を備えたオ−トクレ−ブ中に、
・ジメチルテレフタレ−ト 116重量部
・ジメチルイソフタレ−ト 66重量部
・5−ナトリウムスルホイソフタレ−トメチルエステル 3重量部
・無水トリメリット酸 5重量部
・プロピレングリコ−ル 150重量部
・テトラブトキシチタネ−ト 0.1重量部
を仕込み200℃で120分間加熱してエステル交換反応を行った。ついで反応系を220℃まで昇温し、系の圧力を1〜10mmHgとして60分間反応を続け、ポリエステル樹脂を得た。
該ポリエステル樹脂40質量部、メチルエチルケトン15質量部、テトラヒドロフラン10質量部を80℃にて溶解した後、80℃の水60質量部を攪拌しながら添加し、減圧にて溶剤を除去し、イオン交換水を添加することにより、固形分20質量%である樹脂微粒子分散液−2を得た。該樹脂微粒子分散液−2を乾固した樹脂の特性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記を投入し組成物を得た。
・スチレン 330質量部
・n−ブチルアクリレート 110質量部
・アクリル酸 10質量部
・2−ブタノン(溶媒) 50質量部
重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)8重量部を上記組成物に溶解し、重合性単量体組成物を調製した。60℃で8時間、重合性単量体組
成物を重合した後、150℃まで昇温させ、減圧下で脱溶剤し、反応容器から取り出した。反応物を室温まで冷却した後、粉砕、粒子化し、線形ビニル樹脂を得た。該樹脂100質量部とトルエン400質量部とを混合し、80℃まで加温し、樹脂を溶解し、樹脂溶解液を得た。
次に、イオン交換水360質量とドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(「エレミノールMON−7」、三洋化成工業製)40質量部とを混合し、上記樹脂溶解液を加え混合攪拌し乳白色の液体を得た。減圧にてトルエンを除去し、かつイオン交換水を添加することにより、固形分20質量%である樹脂微粒子分散液−3を得た。該樹脂微粒子分散液−3を乾固した樹脂の特性を表1に示す。
・プロピレングリコール、エチレングリコール、ブタンジオールの40:50:10モル混合物とテレフタル酸、イソフタル酸の等モル混合物から得られた、数平均分子量約2000のポリエステルジオール 120質量部
・ジメチロールプロパン酸 94質量部
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
8質量部
・トリレンジイソシアネート 30質量部
上記原材料をアセトン60質量部中に溶解し、67℃で1時間反応させた。
ついで、イソホロンジイソシアネート271質量部を添加し、更に67℃で30分反応させ冷却した。
上記反応物に更に100質量部のアセトンを追加した後、トリエチルアミン80質量部を投入し攪拌した。
上記アセトン溶液をイオン交換水1000質量部に500rpmで攪拌しながら滴下し、微粒子分散液を調製した。
ついで10%アンモニア水100質量部にトリエチルアミン50質量部を溶解させた水溶液を投入し、50℃で8時間反応させることで伸長反応を行った。更に、イオン交換水を固形分20質量%になるまで添加し、樹脂微粒子分散液−4を得た。該樹脂微粒子分散液−4を乾固した樹脂の特性を表1に示す。
・プロピレングリコール、エチレングリコール、ブタンジオールの40:50:10モル混合物とテレフタル酸、イソフタル酸の等モル混合物から得られた、数平均分子量約2000のポリエステルジオール 120質量部
・プロピレングリコール 8質量部
・ジメチロールプロパン酸 94質量部
・3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸
8質量部
・イソホロンジイソシアネート 39質量部
上記原材料をアセトン60質量部中に溶解し、67℃で1時間反応させた。
ついで、イソホロンジイソシアネート271質量部を添加し、更に67℃で30分反応させ冷却した。
上記アセトン溶液をイオン交換水1000質量部に500rpmで攪拌しながら滴下し、微粒子分散液を調製した。
上記反応物に更に100質量部のアセトンを追加した後、トリエチルアミン80質量部を投入し攪拌した。
ついで10%アンモニア水100質量部にトリエチルアミン50質量部を溶解させた水溶液を投入し、50℃で8時間反応させることで伸長反応を行った。更に、イオン交換水
を固形分20質量%になるまで添加し樹脂微粒子分散液−5を得た。該樹脂微粒子分散液−5を乾固した樹脂の特性を表1に示す。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記を投入した。
・1,4−ブタンジオール 928質量部
・テレフタル酸ジメチルエステル 776質量部
・1,6−ヘキサン二酸 292質量部
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
160℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで210℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて1時間反応させた。ついで160℃まで冷却し、無水トリメリット酸173質量部および1,3−プロパン二酸125質量部を加え、常圧密閉下2時間反応後、200℃常圧で反応させ、軟化点が170℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、非線形ポリエステル樹脂であるポリエステル−1を得た。ポリエステル−1のTgは53℃、酸価は25mgKOH/gであった。
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
30質量部
・ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
33質量部
・テレフタル酸 21質量部
・無水トリメリット酸 1質量部
・フマル酸 3質量部
・ドデセニルコハク酸 12質量部
・酸化ジブチル錫 0.1質量部
をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、撹拌棒、コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、215℃で5時間反応させ、ポリエステル−2を得た。ポリエステル−2のTgは62℃、酸価は6mgKOH/gであった。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記を投入した。
・1,2−プロパンジオール 799質量部
・テレフタル酸ジメチルエステル 815質量部
・1,5−ペンタン二酸 238質量部
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて1時間反応させた。ついで180℃まで冷却し、無水トリメリット酸173質量部を加え、常圧密閉下2時間反応後、220℃常圧で反応させ、軟化点が180℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、非線形ポリエステル樹脂であるポリエステル−3を得た。ポリエステル−3のTgは62℃、酸価は2mgKOH/gであった。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記を投入した。
・1,3−ブタンジオール 1036質量部
・テレフタル酸ジメチルエステル 892質量部
・1,6−ヘキサン二酸 205質量部
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて反応させ、軟化点が150℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、線形ポリエステル樹脂であるポリエステル−4を得た。ポリエステル−4のTgは38℃、酸価は15mgKOH/gであった。
冷却管、窒素導入管および攪拌機のついた反応容器中に、下記を投入した。
・1,2プロパンジオール 858質量部
・テレフタル酸ジメチルエステル 873質量部
・1,6−ヘキサン二酸 219質量部
・テトラブトキシチタネート(縮合触媒) 3質量部
180℃で窒素気流下、生成するメタノールを留去しながら8時間反応させた。ついで230℃まで徐々に昇温させながら、窒素気流下に、生成するプロピレングリコール、水を留去しながら4時間反応させ、さらに20mmHgの減圧下にて反応させ、軟化点が150℃になった時点で取り出した。取り出した樹脂を室温まで冷却後、粉砕、粒子化し、線形ポリエステル樹脂であるポリエステル−5を得た。ポリエステル−5のTgは44℃、酸価は13mgKOH/gであった。
・1,6−ヘキサンジオール 100質量部
・フマル酸 75質量部
・アジピン酸 30質量部
・酸化ジブチル錫 0.1質量部
・ハイドロキノン 0.05質量部
をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、160℃で5時間反応させた後、200℃まで昇温し1時間反応させた。更に、8kPaで、反応を進めた。冷却し、結晶性ポリエステル−1を得た。結晶性ポリエステル−1の数平均分子量(Mn)は1400、軟化点(Tm)は68℃であった。
攪拌羽つきの密閉性容器に酢酸エチルを投入し、100rpmで攪拌しているところに、上記ポリエステル−1〜5入れ室温で3日攪拌することでポリエステル樹脂溶液−1〜5を調製した。樹脂含有量(質量%)は表2に示す。
・カルナバワックス(融点81℃) 20質量部
・酢酸エチル 80質量部
上記を攪拌羽根付きのガラスビーカー(IWAKIガラス製)に投入し、系内を70℃に加熱することでカルナバワックスを酢酸エチルに溶解させた。
ついで、系内を50rpmで緩やかに攪拌しながら徐々に冷却し、3時間かけて25℃にまで冷却させ乳白色の液体を得た。
この溶液を1mmのガラスビーズ20質量部とともに耐熱性の容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて3時間の分散を行い、ワックス分散液−1を得た。
上記ワックス分散液−1中のワックス粒子径をマイクロトラック粒度分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)にて測定したところ、個数平均粒子径で0.15μmであった。ワックス分散液−1の特性を表3に示す。
・ステアリン酸ステアリル(融点67℃) 16質量部
・ニトリル基含有スチレンアクリル樹脂(スチレン65質量部、n−ブチルアクリレート35質量部、アクリロニトリル10質量部、ピーク分子量8500)
8質量部
・酢酸エチル 76質量部
上記を攪拌羽根付きのガラスビーカー(IWAKIガラス製)内に投入し、系内を65℃に加熱することでステアリン酸ステアリルを酢酸エチルに溶解させた。
ついで、ワックス分散液−1と同様操作を行い、ワックス分散液−2を得た。上記ワックス分散液−2中のワックス粒子径をマイクロトラック粒度分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)にて測定したところ、個数平均粒子径で0.12μmであった。ワックス分散液−2の特性を表3に示す。
・トリメチロールプロパントリベヘネート(融点58℃) 16質量部
・ニトリル基含有スチレンアクリル樹脂(スチレン65質量部、n−ブチルアクリレート35質量部、アクリロニトリル10質量部、ピーク分子量8500)
8質量部
・酢酸エチル 76質量部
上記を攪拌羽根付きのガラスビーカー(IWAKIガラス製)内に投入し、系内を60℃に加熱することでトリメチロールプロパントリベヘネートを酢酸エチルに溶解させた。ついで、ワックス分散液−1と同様操作を行い、ワックス分散液−3を得た。上記ワックス分散液−3中のワックス粒子径をマイクロトラック粒度分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)にて測定したところ、個数平均粒子径で0.18μmであった。ワックス分散液−3の特性を表3に示す。
・パラフィンワックス(融点74℃) 16質量部
・ニトリル基含有スチレンアクリル樹脂(スチレン65質量部、n−ブチルアクリレート35質量部、アクリロニトリル10質量部、ピーク分子量8500)
8質量部
・酢酸エチル 76質量部
上記を攪拌羽根付きのガラスビーカー(IWAKIガラス製)内に投入し、系内を70℃に加熱することでパラフィンワックスを酢酸エチルに溶解させた。
ついで、ワックス分散液−1と同様操作を行い、ワックス分散液−4を得た。上記ワックス分散液−4中のワックス粒子径をマイクロトラック粒度分布測定装置HRA(X−100)(日機装社製)にて測定したところ、個数平均粒子径で0.15μmであった。ワックス分散液−4の特性を表3に示す。
・ポリエステル−1 60質量部
・カーボンブラック−1 40質量部
(比表面積 60m2/g、pH=7.5、吸油量 82ml/100g)
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約10分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却しながら混練を続け、80℃まで冷却し、50質量部の酢酸エチルを徐々に加えた。酢酸エチルを添加後、系を75℃に固定し、30分混練した後、冷却し、混練物を得た。次いで、上記混錬物を、ハンマーを用いて粗粉砕後、固形分濃度が、50質量%になるように、酢酸エチルと混ぜた後、ディスパーを用いて、8000rpmで10分間撹拌し、着色剤分散液−1を得た。
・カーボンブラック−1 200質量部
・酢酸エチル 300質量部
・ガラスビーズ(1mm) 300質量部
上記の原材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて5時間分散を行い、ナイロンメッシュでガラスビーズを取り除き、着色剤分散液−2を得た。
・ポリエステル−1 60質量部
・カーボンブラック−1 40質量部
(比表面積 60m2/g、pH=7.5、吸油量 82ml/100g)
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約60分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却し、混練物を得た。
次に、上記混錬物を、ハンマーで粗粉砕後、固形分濃度が、50質量%になるように、酢酸エチルと混ぜた後、ディスパーを用いて、8000rpmで10分間撹拌し、着色剤分散液−3を得た。
・カーボンブラック−1 100質量部
・ポリエステル−2 150質量部
・酢酸エチル 250質量部
・ガラスビーズ(1mm) 300質量部
上記の原材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて5時間分散を行い、ナイロンメッシュでガラスビーズを取り除き、着色剤分散液−4を得た。
・ポリエステル−3 60質量部
・カーボンブラック−1 40質量部
(比表面積 60m2/g、pH=7.5、吸油量 82ml/100g)
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約60分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却し、混練物を得た。
次に、上記混錬物を、ハンマーで粗粉砕し以下の量で秤量した。
・上記粗粉砕物 300質量部
・酢酸エチル 300質量部
・ガラスビーズ(1mm) 300質量部
上記の原材料を耐熱性のガラス容器に投入し、ペイントシェーカー(東洋精機製)にて5時間分散を行い、ナイロンメッシュでガラスビーズを取り除き、着色剤分散液−5を得た。
・ポリエステル−4 50質量部
・カーボンブラック−1 40質量部
(比表面積 60m2/g、pH=7.5、吸油量、 82ml/100g)
・カルナバワックス(カルナバ−1:融点81℃) 10質量部
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約60分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却し、混練物を得た。
次に、上記混錬物を、ハンマーで粗粉砕後、固形分濃度が、50質量%になるように、酢酸エチルと混ぜた後、ディスパーを用いて、8000rpmで10分間撹拌し、着色剤分散液−6を得た。
・ポリエステル−5 60質量部
・カーボンブラック−1 40質量部
(比表面積 60m2/g、pH=7.5、吸油量 82ml/100g)
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約10分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却しながら混練を続け、80℃まで冷却し、50質量部の2−ブタノンを徐々に加えた。2−ブタノンを添加後、系を75℃に固定し、30分混練し、該工程を終了した後、冷却し、混練物を得た。
次に、上記混錬物を、ハンマーで粗粉砕後、固形分濃度が50質量%になるように、酢酸エチルと混ぜた後、ディスパーを用いて、8000rpmで10分間撹拌し、着色剤分散液−7を得た。
・結晶性ポリエステル−1 60質量部
・カーボンブラック−1 40質量部
(比表面積 60m2/g、pH=7.5、吸油量 82ml/100g)
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約10分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却しながら混練を続け、80℃まで冷却し、50質量部の酢酸エチルを徐々に加えた。酢酸エチルを添加後、系を75℃に固定し、30分混練し、該工程を終了した後、冷却し、混練物を得た。
次に、上記混錬物を、ハンマーで粗粉砕後、固形分濃度が50質量%になるように、酢酸エチルと混ぜた後、ディスパーを用いて、8000rpmで10分間撹拌し、着色剤分散液−8を得た。
・ポリエステル−2 60質量部
・カーボンブラック−2 40質量部
(比表面積 90m2/g、pH=9.0、吸油量 46ml/100g)
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約10分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却しながら混練を続け、80℃まで冷却し、50質量部の酢酸エチルを徐々に加えた。酢酸エチルを添加後、系を75℃に固定し、30分混練し、該工程を終了した後、冷却し、混練物を得た。
次に、上記混錬物を、ハンマーで粗粉砕後、固形分濃度が50質量%になるように、酢酸エチルと混ぜた後、ディスパーを用いて、8000rpmで10分間撹拌し、着色剤分散液−9を得た。
・ポリエステル−1 64質量部
・カーボンブラック−1 32質量部
(比表面積 60m2/g、pH=7.5、吸油量 82ml/100g)
・シアン顔料(C.I.Pigment Blue 15:3) 4質量部
上記の原材料をニーダー型ミキサーに仕込み、混合しながら非加圧下で昇温した。130℃まで昇温し、約10分間加熱溶融混練を行ない、カーボンブラックを樹脂に分散させた。その後、冷却しながら混練を続け、80℃まで冷却し、50質量部の酢酸エチルを徐々に加えた。酢酸エチルを添加後、系を75℃に固定し、30分混練し、該工程を終了した後、冷却し、混練物を得た。
次に、上記混錬物を、ハンマーで粗粉砕後、固形分濃度が50質量%になるように、酢酸エチルと混ぜた後、ディスパーを用いて、8000rpmで10分間撹拌し、着色剤分散液−10を得た。
個数平均粒径0.25μmのマグネタイト粉と、個数平均粒径0.60μmのヘマタイト粉に対して、夫々4.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を加え、容器内で、100℃以上で高速混合撹拌し、それぞれの微粒子を親油化処理した。
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
6質量部
・親油化処理したマグネタイト 63質量部
・親油化処理したヘマタイト 21質量部
上記材料と、28%アンモニア水5質量部、水10質量部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて硬化させた。その後、30℃まで冷却し、更に水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃で乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の磁性樹脂粒子を得た。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−1 40質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 140質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 19.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)で、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相1を調製した。
容器に下記を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 255質量部
・樹脂微粒子分散液−1 25質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子5質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25質量部
・酢酸エチル 30質量部
上記水相中に上記油相を投入し、TKホモミキサーで回転数を8000rpmまでの条件で、3分間攪拌を続け、油相1を懸濁させた。
ついで、容器に攪拌羽をセットし、200rpmで攪拌しながら系内を50℃に昇温し、かつ500mmHgに減圧した状態で5時間かけて脱溶剤を行い、トナー粒子の水分散液を得た。
ついで、上記のトナー粒子の水分散液をろ過し、イオン交換水500質量部にリスラリーした後、pH4になるまで塩酸を加えて、5分間攪拌した。
上記スラリーを再度ろ過し、イオン交換水200質量部添加し5分間攪拌する操作を3回繰り返すことで、系内に残存したトリエチルアミンを除去し、トナー粒子のろ過ケーキを得た。上記ろ過ケーキを温風乾燥機にて45℃で3日間乾燥し、目開き75μmメッシュでふるい、トナー粒子1を得た。
次に、上記トナー粒子1の100質量部に対し、平均径20nmの疎水性シリカ0.7質量部と、平均径120nmの単分散シリカ0.8質量部をヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株)製)FM−10Bにて混合し、トナー1を得た。
トナーの成分組成比を表4に、トナーの特性を表5に示す。
本発明においては、上記[トナー1]8質量部と上記キャリア92質量部を混合してなる二成分現像剤1を調製した。
画像形成装置を用いた上記二成分現像剤の評価方法について説明する。評価にはキヤノン製フルカラー複写機CLC5000の改造機(評価機)を用い、下記に記載の評価を実施した。下記において特に説明がない場合、常温常湿度環境下(23℃/60%RH)で測定を実施した。結果を表6に示す。尚、上記複写機の改造箇所は、以下の(1)及び(2)である。(1)該複写機において、655nmの半導体レーザーを用い、スポット径を絞り、1200dpiで出力出来るようにした。(2)定着ユニットの定着ローラーの表層をシリコーンチューブに変え、オイル塗布機構を取り外した。
上記評価機を用い、キヤノン(株)カラーレーザーコピア用紙上に、ベタ画像でトナー乗り量が0.35mg/cm2になるように調整し、定着後の画像を作製した。作製された画像の濃度を、X−rite社製 反射濃度計(500 Series Spectrodensitemeter)を用いて評価した。下記A、Bは問題なし。下記Cは実用上問題を生じる。
(評価基準)
A:反射濃度 1.50以上であり、十分な黒色度が得られるもの。
B:反射濃度 1.40以上、1.50未満で 若干黒色濃度にかけるもの。
C:反射濃度 1.4未満 黒色濃度が低いもの。
上記反射濃度で用いた、定着後の画像の色味を評価した。評価にはGretag Macbeth社製 Spectroscanを用い(測定条件:D65、視野角2度)、CIE a*、b*を測定した。 尚、c*=(a*2+b*2)1/2である。
(評価基準)
A:c*が1以内であり、良好な黒味を示すもの。
B:c*が3以内であり、実質的に問題のないもの。
C:c*が3より大きく、低い画像濃度で、他の色味が目立つもの。
上記評価機において、定着後の画像部濃度が、1.4になるようにトナーの載り量を調整し、白地部電位が現像バイアスから、画像部に対して反対方向に150Vとなるように、感光体上の電位を合わせた。画像形成中に感光体を止め、転写工程前の感光体上のトナーを、透明な粘着テープを用いて剥ぎ取り、紙上に貼り付けた。また、透明な粘着テープをそのまま紙上に、貼り付けリファレンスとした。
測定に関しては、東京電色技術センター製DENSITOMETER TC−6DSを用い、反射率(%)を、測定し、レファレンスとの差分をカブリの値とした。
(評価基準)
A:感光体上の反射率差が0.5%以下であり、良好なもの。
B:感光体上の反射率差が1.0%以下であり、画像として判別できないもの。
C:感光体上の反射率差が1.0%を超えるが、画像として現れないもの。
D:感光体上の反射率差が1.0%を超え、画像上白地部にかぶりが見られるもの。
上記評価機の感光体上の載り量が0.40mg/cm2になるように感光体の電位コントラストを調整し、転写紙上に転写した画像と、感光体上の転写残の画像濃度を、X−rite社製 反射濃度計(500 Series Spectrodensitemeter)を用いて測定した。画像濃度から、載り量を換算し転写紙上への転写効率を求めた。
(評価基準)
A:トナーの転写効率が95%以上である。
B:トナーの転写効率が93%以上である。
C:トナーの転写効率が90%以上である。
D:トナーの転写効率が90%未満である。
上記評価機を用い、30H画像を形成し、この画像を目視にて観察し、画像の細線再現性について以下の基準に基づき評価した。なお、30H画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hをベタ白とし、FFHをベタ黒とするときのハーフトーン画像である。
(評価基準)
A:全くガサツキを感じなく、なめらかである。
B:ガサツキを余り感じない。
C:ややガサツキ感はあるが、実用上問題ないレベルである。
D:ガサツキ感があり、問題である。
E:非常にガサツキ感がある。
上記評価機を用い、単色モードで常温常湿度環境下(23℃/60%)において、紙上のトナー載り量を0.5mg/cm2になるよう現像コントラストを調整し、先端余白5
mm、幅100mm、長さ280mmのべたの未定着画像を作成した。紙としては、厚紙A4用紙(「プローバーボンド紙」:105g/m2、フォックスリバー社製)を用いた。
上記評価機の定着器を更に改造し、定着ユニットは手動で定着温度が設定できるようにした。該改造定着器を用い、常温常湿度環境下(23℃/60%)に於いて80℃から200℃の範囲で順に10℃ずつ上げ定着試験を行った。
得られた定着画像の画像領域に、柔和な薄紙(商品名「ダスパー」、小津産業社製)の上から4.9KPaの荷重をかけつつ5往復摺擦し、摺擦前と摺擦後の画像濃度をそれぞれ測定して、下記式により画像濃度の低下率ΔD(%)を算出した。このΔD(%)が10%未満のときの温度を定着開始温度とし、低温定着性の基準とした。
尚、画像濃度はX−Riteカラー反射濃度計(Color reflection
densitometer X−Rite 404A)で測定した。
(式): ΔD(%)=(摺擦前の画像濃度−摺擦後の画像濃度)/摺擦前の画像濃度×100
(評価基準)
A:定着開始温度が120℃以下
B:定着開始温度が120℃より大きく140℃以下
C:定着開始温度が140℃より大きく160℃以下
D:定着開始温度が160℃より大きい
なお、本発明においてはBランクまでを良好な低温定着性と判断した。
トナーの摩擦帯電量は以下の方法で測定した。
上記二成分現像剤を蓋付きのプラスチックボトルに入れ、振とう器(YS−LD:(株)ヤヨイ製)で、1秒間に4往復のスピードで1分間振とうし、現像剤を帯電させる。
次いで、図3に示す摩擦帯電量を測定する装置において摩擦帯電量を測定した。図3において、底に500メッシュのスクリーン3のある金属製の測定容器2に、前述した二成分現像剤 約0.5〜1.5gを入れ、金属製のフタ4をする。この時の測定容器2全体の質量を秤りW1(g)とした。次に吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとした。この状態で2分間吸引を行いトナー粒子を吸引除去した。この時の電位計9の電位がV(ボルト)であった。ここで、8はコンデンサーであり容量はC(mF)であった。また、吸引後の測定容器全体の質量を秤りW2(g)とした。この試料の摩擦帯電量(mC/kg)は下式の如く算出される。
試料の摩擦帯電量(mC/g)=C×V/(W1−W2)
(評価基準)
A:−40.0以上、−20.0以下 良好な画像が得られる。
B:−50.0以上、−15.0以下 現像条件の変更で画像形成は可能なもの。
C:−50.0未満又は−15.0を超えるもの トナー飛散又はキャリアからの離れが悪く、現像しにくいもの。
約10gのトナーを100mlのポリカップに入れ、温度50℃で3日放置した後、目視で評価した。
(評価基準)
A:凝集物は見られない。
B:凝集物は見られるが容易に崩れる。
C:凝集物をつかむことができ容易に崩れない。
D:トナーが固化し粒子として存在のないもの。
実施例1において、水相中の処方を変え、表4に示すように樹脂(b)の量を調整した以外は、実施例1と同様にして、トナー2を得た。水相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 270質量部
・樹脂微粒子分散液−1 10質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子2質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25質量部
・酢酸エチル 30質量部
実施例1において、油相の処方を変え、表4に示すようにカーボンブラックの量を調整した以外は、実施例1と同様にして、トナー3を得た。油相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−1 20質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 160質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 19.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
実施例1において、油相の処方を変え、表4に示すようにカーボンブラックの量を調整した以外は、実施例1と同様にして、トナー4を得た。油相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−2 20質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 164質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 15.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー5を得た。油相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さら
に、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−3 40質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 140質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 19.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方、及び水相に用いた樹脂微粒子分散液の種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー6を得た。油相及び水相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50.0質量部
・着色剤分散液−4 40質量部
・ポリエステル樹脂溶液−2 140質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 24.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 255質量部
・樹脂微粒子分散液−2 25質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子5質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25質量部
・酢酸エチル 30質量部
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方、及び水相に用いた樹脂微粒子分散液の種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー7を得た。油相及び水相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−2 62.5質量部
・着色剤分散液−5 40質量部
・ポリエステル樹脂溶液−3 130質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 12.0質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、15
00rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 265質量部
・樹脂微粒子分散液−3 15質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子3質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25質量部
・酢酸エチル 30質量部
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方、及び水相に用いた樹脂微粒子分散液の種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー8を得た。油相及び水相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−3 62.5質量部
・着色剤分散液−6 40質量部
・ポリエステル樹脂溶液−4 130質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 12.0質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
(水相の調整)
容器に下記を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 265質量部
・樹脂微粒子分散液−4 15質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子3質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25質量部
・酢酸エチル 30質量部
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方、及び水相に用いた樹脂微粒子分散液の種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー9を得た。油相及び水相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−7 30質量部
・ポリエステル樹脂溶液−5 150質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 19.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、15
00rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
(水相の調整)
容器に下記を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 255質量部
・樹脂微粒子分散液−5 25質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子5質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25質量部
・酢酸エチル 30質量部
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方、及び水相に用いた樹脂微粒子分散液の種類を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー10を得た。油相及び水相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−1 70質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 110質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 19.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
(水相の調整)
容器に下記を投入し、TKホモミキサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分攪拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215質量部
・樹脂微粒子分散液−1 65質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子13質量部仕込み)
・ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25質量部
・酢酸エチル 30質量部
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー11を得た。油相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−8 40質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 140質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 19.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー12を得た。油相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−4 62.5質量部
・着色剤分散液−9 40質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 130質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 12質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
下記に示すように、油相に用いた着色剤分散液の処方を変更した以外は、実施例1と同様にして、トナー13を得た。油相の処方を以下に示す。トナーの特性を表5に示す。さらに、実施例1と同様の方法で画像評価を実施した。結果を表6に示す。
(油相の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
・着色剤分散液−10 50質量部
・ポリエステル樹脂溶液−1 130質量部
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 19.5質量部
上記溶液を容器内に投入し、ホモディスパー(特殊機化工業(株)社製)を用い、1500rpmで10分間攪拌・分散することにより油相を調製した。
2 金属製の測定容器
3 500メッシュのスクリーン
4 金属製のフタ
5 真空計
6 風量調節弁
7 吸引口
8 コンデンサー
9 電位計
11 下部電極
12 上部電極
13 絶縁物
14 電流計
15 電圧計
16 定電圧装置
17 キャリア
18 ガイドリング
d 試料厚み
E 抵抗測定セル
Claims (13)
- ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、カーボンブラック及びワックスを少なくとも含有するトナー母粒子(A)の表面に、表面層(B)を有するカプセル型のトナー粒子を含有するトナーであって、
前記トナーのクロロホルム溶解液におけるトナーの濃度をC(mg/ml)とし、前記溶解液の波長600nmにおける吸光度をA600としたときに、CとA600の関係が、下記式(1)を満足し、
A600/C≧2.0 ・・・・(1)
前記トナーの、誘電損率ε”/誘電率ε’で示される誘電損失正接tanδが、周波数100000Hzにおいて、0.020以下であり、
前記トナーの体積抵抗率が1×1012Ω・cm以上であり、
前記トナー粒子の断面拡大写真における、前記カーボンブラックの個数平均分散径が100nm以上、500nm以下であることを特徴とするトナー。 - 前記トナーの、誘電損率ε”/誘電率ε’で示される誘電損失正接tanδが、周波数100000Hzにおいて、0.015以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記トナーの体積抵抗率が1×1013Ω・cm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
- 前記トナーのクロロホルム溶解液の波長600nmにおける吸光度をA600とし、前記トナーのクロロホルム溶解液の波長460nmにおける吸光度をA460としたときに、A600のA460に対する比(A600/A460)が、下記式(2)を満足することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー。
0.970≦(A600/A460)≦1.035 ・・・・(2) - 前記カーボンブラックの個数平均粒子径が30nm以上、100nm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナー。
- 前記カーボンブラックの含有量は、トナー母粒子(A)に対し、5質量%以上、15質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナー。
- 前記ワックスは、エステルワックスであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のトナー。
- 前記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)は、脂肪族ジオールより合成される樹脂(a1)を50質量%以上含有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のトナー。
- 前記表面層(B)は樹脂(b)含有し、前記樹脂(b)はジオール成分とジイソシアネート成分との反応物である樹脂を含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のトナー。
- 前記表面層(B)は、数平均粒子径が30nm以上、100nm以下の、樹脂(b)を含有する樹脂微粒子から形成されることを特徴とする請求項9に記載のトナー。
- 前記トナー粒子は、前記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、前記カーボンブラック及び前記ワックスを少なくとも含む混合物を有機媒体中に溶解又は分散させて溶解物又
は分散物を得る工程、前記溶解物又は分散物を、樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を分散させた水系媒体中に分散させ、得られた分散液から溶媒を除去し乾燥する工程、を含む製造方法によって得られることを特徴とする請求項9又は10に記載のトナー。 - 前記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、前記カーボンブラック及び前記ワックスを少なくとも含む混合物を有機媒体中に溶解又は分散させて溶解物又は分散物を得る工程は、前記カーボンブラック及び前記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)の一部の樹脂を少なくとも含む混合物を予め作製する工程、及び、前記混合物、ポリエステルを主成分とする樹脂(a)の残りの樹脂、及び前記ワックスを少なくとも含む混合物を有機媒体中に溶解又は分散させて溶解物又は分散物を得る工程を含むことを特徴とする請求項11に記載のトナー。
- 前記カーボンブラック及び前記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)の一部の樹脂を少なくとも含む混合物を予め作製する工程は、少なくとも前記カーボンブラック及び前記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)の一部の樹脂を、乾式で溶融混錬する工程を含むことを特徴とする請求項12に記載のトナー。
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