JP2011247942A - トナー及びその製造方法、現像剤並びに画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、低温定着時の離型性に優れ、粉塵の放散を抑制することが可能なトナー及び該トナーの製造方法、該トナーを有する現像剤並びに該現像剤を用いる画像形成方法を提供することを目的とする。
【解決手段】トナーは、結着樹脂、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含む母体粒子を有し、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総質量に対するパラフィンワックスの質量の比が5%以上15%以下である。
【選択図】なし
【解決手段】トナーは、結着樹脂、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含む母体粒子を有し、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総質量に対するパラフィンワックスの質量の比が5%以上15%以下である。
【選択図】なし
Description
本発明は、トナー、トナーの製造方法、現像剤及び画像形成方法に関する。
電子写真法による画像形成は、一般に、感光体上に静電潜像を形成し、静電潜像を現像剤で現像してトナー像を形成した後、トナー像を紙等の記録媒体に転写し、記録媒体に転写されたトナー像を定着させることにより行われる。
近年では、プリプロダクション印刷として電子写真が印刷用途に用いられ、60枚/分を超える超高速機が知られている。
なお、画像形成装置等の事務機器は、通常、室内に設置されているため、ドイツのブルーエンジェル(RAL−UZ62、85、114)において、画像形成装置等の事務機器から放散される粉塵について規定されている。
一方、オイルレス方式のヒートロールを用いて、トナー像を定着させる際に、トナーにワックスを添加する方法が知られている。
しかしながら、低温定着時の離型性が不十分であるという問題があった。
そこで、特許文献1には、結着樹脂またはその前駆体である重合体、着色剤、ワックス及び無機微粒子を有機溶媒中に溶解又は分散させた有機溶媒相を、水系媒体中に乳化又は分散させた後、該有機溶媒を除去させる工程を経て得られるトナーが開示されている。このとき、トナーは、表面が疎水化処理された無機微粒子及び融点が50〜90℃であり、C−H、C−C結合のみで分子鎖を構成するワックスを含有する。
しかしながら、画像形成時に粉塵が放散されるという問題がある。このとき、粉塵の放散を抑制するために融点が高いワックスを用いると、超高速機において、低温定着時の離型性が不十分になるという問題がある。
本発明は、上記従来技術が有する問題に鑑み、低温定着時の離型性に優れ、粉塵の放散を抑制することが可能なトナー及び該トナーの製造方法、該トナーを有する現像剤並びに該現像剤を用いる画像形成方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、結着樹脂、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含む母体粒子を有するトナーであって、前記パラフィンワックス及び前記マイクロクリスタリンワックスの総質量に対する前記パラフィンワックスの質量の比が5%以上15%以下であることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のトナーにおいて、前記パラフィンワックスは、融点が65℃以上85℃以下であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のトナーにおいて、前記マイクロクリスタリンワックスは、融点が60℃以上90℃以下であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナーにおいて、前記マイクロクリスタリンワックスは、165℃における質量減少が10%以下であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナーにおいて、前記パラフィンワックス及び前記マイクロクリスタリンワックスの総含有量が2質量%以上10質量%以下であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナーにおいて、前記無機粒子は、疎水化処理されているシリカであることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のいずれか一項に記載のトナーにおいて、平均円形度が0.94以上0.98以下であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のトナーにおいて、体積平均粒径が3μm以上8μm以下であり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.5質量%以下であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のトナーにおいて、前記結着樹脂は、ウレア変性ポリエステルを含むことを特徴とする。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載のトナーにおいて、前記結着樹脂は、ポリエステルをさらに含むことを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、請求項1乃至10のいずれか一項に記載のトナーにおいて、前記結着樹脂は、ポリエステルをさらに含むことを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、トナーの製造方法において、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、アミノ基を有する化合物、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含むトナー材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、該第一の液を、樹脂粒子を含む水系媒体中に乳化又は分散させて第二の液を調製する工程と、該第二の液から前記有機溶媒を除去する工程を有し、前記パラフィンワックス及び前記マイクロクリスタリンワックスの総質量に対する前記パラフィンワックスの質量の比が5%以上15%以下であることを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載のトナーの製造方法において、前記トナー材料は、ポリエステルをさらに含むことを特徴とする。
請求項14に記載の発明は、請求項13に記載のトナーの製造方法において、前記ポリエステル及び前記ポリエステルプレポリマーの総質量に対する前記ポリエステルプレポリマーの質量の比が5%以上25%以下であることを特徴とする。
請求項15に記載の発明は、現像剤において、請求項1乃至11のいずれかに記載のトナーを有することを特徴とする。
請求項16に記載の発明は、画像形成方法において、感光体を帯電させる工程と、該帯電した感光体に露光して静電潜像を形成する工程と、該感光体に形成された静電潜像を請求項15に記載の現像剤で現像してトナー像を形成する工程と、該感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程と、該記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程を有することを特徴とする。
本発明によれば、低温定着時の離型性に優れ、粉塵の放散を抑制することが可能なトナー及び該トナーの製造方法、該トナーを有する現像剤並びに該現像剤を用いる画像形成方法を提供することができる。
次に、本発明を実施するための形態を説明する。
本発明のトナーは、結着樹脂、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含む母体粒子を有し、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総質量に対するパラフィンワックスの質量の比が5〜15%である。本発明のトナーは、無機粒子が母体粒子に含まれるため、無機粒子が脱離しにくく、流動性向上剤の添加量を少なくすることができる。その結果、本発明のトナーは、効率的にワックスの効果を引き出すことができ、低温定着時の離型性に優れる。また、本発明のトナーは、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総質量に対するパラフィンワックスの質量の比が5〜15%であるため、粉塵の発生を抑制することができる。
パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総質量に対するパラフィンワックスの質量の比が5%未満であると、低温定着時の離型性が低下し、15%を超えると、粉塵の放散が発生する。
パラフィンワックスは、融点が65〜85℃であることが好ましい。パラフィンワックスの融点が65℃未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、85℃を超えると、トナーの低温定着性が低下することがある。
マイクロクリスタリンワックスは、融点が60〜90℃であることが好ましい。マイクロクリスタリンワックスの融点が60℃未満であると、トナーの耐ブロッキング性が低下することがあり、90℃を超えると、製造性が低下することがある。
なお、ワックスの融点は、TA−60WS及びDSC−60(島津製作所社製)を用いて測定することができる。
マイクロクリスタリンワックスは、165℃における質量減少が10%以下であることが好ましい。マイクロクリスタリンワックスの165℃における質量減少が10%を超えると、粉塵の放散が発生することがある。
なお、ワックスの165℃における質量減少は、TA−60WS及びDTG−60(島津製作所社製)を用いて測定することができる。このとき、165℃における質量減少は、165℃に到達した時のワックスの質量をA、165℃で60分間保持した時のワックスの重量をBとすると、式
(A−B)/A×100
で表される。
(A−B)/A×100
で表される。
トナー中のパラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総含有量は、2〜10質量%であることが好ましい。トナー中のパラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総含有量が2質量%未満であると、トナーの離型性が低下することがあり、10質量%を超えると、トナーの流動性が低下することがある。
無機粒子としては、特に限定されないが、二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、酸化スズ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化セリウム等の金属酸化物;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等のチタン酸金属塩;硫酸バリウム等の硫酸金属塩;炭酸バリウム、炭酸カルシウム等の炭酸金属塩;窒化ケイ素等の窒化物;ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、金属酸化物が好ましく、二酸化珪素(シリカ)、二酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウムがさらに好ましく、有機溶媒中から水系媒体中に移動しにくく、有機溶媒中の分散性が良好である点で、二酸化珪素(シリカ)が特に好ましい。
無機粒子は、疎水化処理されていることが好ましい。これにより、無機粒子の表面に存在する親水性基が疎水性基(親油性基)に置換されるため、無機粒子は、疎水性(親油性)となる。
疎水化処理されている無機粒子の疎水化度は、通常、5〜90質量%であり、10〜90質量%が好ましく、10〜70質量%がさらに好ましい。疎水化処理されている無機粒子の疎水化度が5%未満であると、疎水化処理されている無機粒子が有機溶媒中から水系媒体中に移動しやすくなることがあり、90%を超えると、疎水化処理されている無機粒子が凝集しやすくなることがある。
このとき、無機粒子の疎水化度の範囲は、母体粒子に含まれており、環境の影響を受けにくいため、流動性向上剤として用いる場合の無機粒子の疎水化度の範囲よりも広くすることができる。
なお、疎水化処理されている無機粒子の疎水化度は、2.5質量%刻みで調製したメタノール水溶液に疎水化処理されている無機粒子を少量添加した場合に、目視により沈殿が確認されるメタノールの濃度の最小値である。
無機粒子の数平均粒径は、通常、5〜200nmであり、10〜180nmが好ましい。無機粒子の数平均粒径が5nm未満であると、トナーが凝集しやすくなることがあり、200nmを超えると、低温定着性が低下することがある。
無機粒子の数平均粒径は、動的光散乱を利用する粒径分布測定装置DLS‐700(大塚電子社製)、コールターN4(コールターエレクトロニクス社製)等を用いて測定することができる。
なお、疎水化処理されている無機粒子の数平均粒径は、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕微鏡等を用いて写真を撮影し、100個以上の無機粒子の長径を平均することにより、数平均粒径を測定することができる。
無機粒子の数平均粒径に対するトナーの数平均粒径の比は、通常、5〜2000であり、20〜200が好ましい。これにより、トナーの粒径を制御しやすくなる。
無機粒子の形状としては、特に限定されないが、球状、線状、網目状、不定形状等が挙げられ、二種以上の形状が異なる無機粒子を併用してもよい。
なお、無機粒子を有機溶媒中で分散させる場合は、その分散状態によって異なる形状の無機粒子が得られることがある。
無機粒子を疎水化処理する方法としては、特に限定されないが、無機粒子を疎水化剤で処理する方法、無機粒子を疎水化剤及びアミンで同時に処理する方法、無機粒子を疎水化剤及びアミンで段階的に処理する方法、無機粒子を疎水化剤で処理した後、アミンで処理する方法等が挙げられる。
疎水化剤としては、無機粒子の表面を疎水化することが可能であれば、特に限定されないが、シランカップリング剤、シリル化剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、シリコーンオイル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ケイ素原子を有する化合物又はシリコーン化合物が好ましく、有機溶媒中における無機粒子の分散安定性の点で、シランカップリング剤が特に好ましい。
シランカップリング剤としては、特に限定されないが、一般式
Si(Q)x(P)y(A)z・・・(1)
(式中、Qは、ハロゲン基、アミノ基又は加水分解性基であり、Aは、アルキル基又はアリール基であり、Pは、一般式
−XOOC(R)C=CH2
(式中、Rは、アルキル基であり、Xは、アルキレン基、オキシ基、イミノ基又はカルボニルアルキレン基である。)
で表される官能基、一般式
−XNHR
(式中、Rは、アルキル基又はアリール基であり、Xは、アルキレン基、オキシ基、イミノ基又はカルボニルアルキレン基である。)
で表される官能基又は一般式
−XNH2
(式中、Xは、アルキレン基、オキシ基、イミノ基又はカルボニルアルキレン基である。)
で表される官能基であり、x及びyは、それぞれ独立に、1以上の整数であり、zは、0以上の整数であり、x、y及びzの和は4である。)
で表される化合物、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、シラザン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、一般式(1)で表される化合物、シラザンが好ましい。
Si(Q)x(P)y(A)z・・・(1)
(式中、Qは、ハロゲン基、アミノ基又は加水分解性基であり、Aは、アルキル基又はアリール基であり、Pは、一般式
−XOOC(R)C=CH2
(式中、Rは、アルキル基であり、Xは、アルキレン基、オキシ基、イミノ基又はカルボニルアルキレン基である。)
で表される官能基、一般式
−XNHR
(式中、Rは、アルキル基又はアリール基であり、Xは、アルキレン基、オキシ基、イミノ基又はカルボニルアルキレン基である。)
で表される官能基又は一般式
−XNH2
(式中、Xは、アルキレン基、オキシ基、イミノ基又はカルボニルアルキレン基である。)
で表される官能基であり、x及びyは、それぞれ独立に、1以上の整数であり、zは、0以上の整数であり、x、y及びzの和は4である。)
で表される化合物、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、シラザン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、一般式(1)で表される化合物、シラザンが好ましい。
一般式(1)において、加水分解性基としては、特に限定されないが、アルコキシ基等が挙げられる。ハロゲン基としては、特に限定されないが、フルオロ基、クロロ基、ブロモ基、ヨード基等が挙げられる。アルキル基としては、特に限定されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、特に限定されないが、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。アリール基としては、特に限定されないが、ベンジル基等が挙げられる。アルキレン基としては、特に限定されないが、メチレン基、エチレン基、プロピレン基等が挙げられる。
なお、アルキル基、アルコキシ基、アリール基及びアルキレン基は、公知の置換基でさらに置換されていてもよい。
シランカップリング剤の具体例としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン(γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン)、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン)、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシシラン)、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン]、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチルブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン(γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン)、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩(N−β−(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩)、オクタデシルジメチル(3−(トリメトキシシリル)プロピル)アンモニウムクロライド、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン)、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、トリフルオロプロピルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロデシルトリクロロシラン、ジシラザン、トリシラザン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ジシラザンが好ましく、疎水化処理されている無機粒子にハロゲン原子が残存せず、有機溶媒中の分散安定性に優れる点で、ヘキサメチルジシラザンが特に好ましい。
疎水化剤で疎水化処理されている無機粒子の表面は、完全には疎水化されず、親水性基が一部残存するため、疎水化剤で疎水化処理されている無機粒子をさらに疎水化処理してもよい。
疎水化剤で疎水化処理されている無機粒子をさらに疎水化処理する方法としては、特に限定されないが、疎水化剤で疎水化処理されている無機粒子の表面に存在する水酸基を置換することが可能な有機金属化合物を併用する方法、アミンを併用する方法等が挙げられる。中でも、無機粒子の母体粒子中の分散性が良好な点で、シラノール基のエンドキャッピング剤としても知られているアミンを併用する方法が好ましい。
アミンは、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン及び第4級アミンのいずれであってもよく、モノアミン、ジアミン及びトリアミンのいずれであってもよく、二種以上併用してもよい。中でも、アミンで疎水化処理されている無機粒子が反応する可能性が低い点で、第3級アミン及び第4級アミンが好ましい。
アミンの具体例としては、一般式
R1R2R3N・・・(2)
(式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、フェニル基又はフェノキシ基であり、互いに連結して環を形成していてもよい。)
で表される化合物が挙げられる。
R1R2R3N・・・(2)
(式中、R1、R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、フェニル基又はフェノキシ基であり、互いに連結して環を形成していてもよい。)
で表される化合物が挙げられる。
一般式(2)において、アルキル基としては、特に限定されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基等が挙げられる。アリール基としては、特に限定されないが、フェニル基等が挙げられる。アルコキシ基としては、特に限定されないが、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
アミンの具体例としては、トリエチルアミン、イソホロンジアミン、1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7(DBU)、ビス(2−モノホリノエチル)エーテル等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ビス(2−モノホリノエチル)エーテルが好ましい。
トナー中の無機粒子の含有量は、通常、0.1〜20質量%であり、1〜10質量%が好ましい。無機粒子の含有量が、0.1質量%未満であると、トナーが凝集しやすくなることがあり、20質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
結着樹脂としては、特に限定されないが、粉砕法により生成する樹脂及び重合法により生成する樹脂であってもよいが、ウレア変性ポリエステルが好ましい。ウレア変性ポリエステルは、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミノ基を有する化合物を反応させることにより合成することができる。
ウレア変性ポリエステルは、ウレタン結合を有していてもよい。このとき、ウレア結合及びウレタン結合の総当量に対するウレタン結合の当量の比は、通常、0〜90%であり、20〜80%が好ましく、40〜70%がさらに好ましい。ウレア結合及びウレタン結合の総当量に対するウレタン結合の当量の比が90%を超えると、トナーの耐オフセット性が低下することがある。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーは、ポリオールとポリカルボン酸の重縮合物をポリイソシアネートと反応させることにより合成することができる。
ポリオールとしては、特に限定されないが、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−ヘキサンジオール等のアルキレングリコール、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等のアルキレンエーテルグリコール、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等の脂環式ジオール、脂環式ジオールに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等のアルキレンオキサイドが付加されている脂環式ジオールのアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類、ビスフェノール類に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等のアルキレンオキサイドが付加されているビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等のジオール;グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の3価以上の多価脂肪族アルコール、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等の3価以上のポリフェノール類、3価以上のポリフェノール類に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等のアルキレンオキサイドが付加されている3価以上のポリフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等の3価以上のポリオール等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ジオール又はジオールと3価以上のポリオールの混合物が好ましく、炭素数が2〜12のアルキレングリコール、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物がさらに好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物と炭素数が2〜12のアルキレングリコールの混合物が特に好ましい。
ジオールと3価以上のポリオールの混合物における、ジオールに対する3価以上のポリオールの質量比は、通常、0.01〜10%であり、0.01〜1%が好ましい。
ポリカルボン酸としては、特に限定されないが、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等のアルキレンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸等のアルケニレンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等のジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸等の芳香族ポリカルボン酸等の3価以上のポリカルボン酸等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ジカルボン酸又はジカルボン酸と3価以上のポリカルボン酸の混合物が好ましく、炭素数が4〜20のアルケニレンジカルボン酸、炭素数が8〜20の芳香族ジカルボン酸がさらに好ましい。
ジカルボン酸と3価以上のポリカルボン酸の混合物における、ジカルボン酸に対する3価以上のポリカルボン酸と質量比は、通常、0.01〜10%であり、0.01〜1%が好ましい。
なお、ポリカルボン酸は、酸無水物又はメチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等の低級アルキルエステルであってもよい。
ポリオールとポリカルボン酸を重縮合させる際のポリカルボン酸のカルボキシル基に対するポリオールの水酸基の当量比は、通常、1〜2であり、1〜1.5が好ましく、1.02〜1.3がさらに好ましい。この当量比が2を超えると、重縮合が十分に進行しなくなり、1未満であると、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーの収率が低下する。
ポリイソシアネートとしては、特に限定されないが、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、2,6−ジイソシアナトメチルカプロエート、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート;トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート、ジフェニレン−4,4'−ジイソシアネート、4,4'−ジイソシアナト−3,3'−ジメチルジフェニル、3−メチルジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、ジフェニルエーテル−4,4'−ジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート;α,α,α',α'−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等の芳香脂肪族ジイソシアネート;トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリス(イソシアナトシクロアルキル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート類等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ポリオールとポリカルボン酸の縮重合物のジイソシアネート誘導体が好ましい。
なお、ポリイソシアネートは、フェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でイソシアネート基がブロックされていてもよい。
ポリオールとポリカルボン酸の縮重合物とポリイソシアネートを反応させる際の縮重合物の水酸基に対するポリイソシアネートのイソシアネート基の当量比は、通常、1〜5であり、1.2〜4が好ましく、1.5〜2.5がさらに好ましい。この当量比が1未満である場合又は5を超える場合は、トナーの定着性が低下することがある。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中のポリイソシアネートの含有量は、通常、0.5〜40質量%であり、1〜30質量%が好ましく、2〜20質量%がさらに好ましい。この含有量が0.5質量%未満であると、トナーの耐オフセット性が低下して、トナーの耐熱保存性及び低温定着性を両立させるのが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中のポリオールの含有量は、通常、0.5〜40質量%であり、1〜30質量%が好ましく、2〜20質量%がさらに好ましい。この含有量が、0.5質量%未満であると、トナーの耐オフセット性が低下して、トナーの耐熱保存性及び低温定着性を両立させるのが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーの1分子当たりのイソシアネート基の含有量は、通常、1個以上であり、1.5〜3個が好ましく、1.8〜2.5個がさらに好ましい。この含有量が1未満であると、ウレア変性ポリエステルの分子量が小さくなって、トナーの耐オフセット性が低下することがある。
なお、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーのイソシアネート基の代わりに、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、クロロカルボニル基等の活性水素基と反応することが可能な官能基を有するポリオール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。
アミノ基を有する化合物としては、特に限定されないが、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ジアミン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン等の脂環式ジアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン等のジアミン;ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の3価以上のポリアミン;エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等のアミノアルコール;アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタン等のアミノメルカプタン;アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等のアミノ酸等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、ジアミン、ジアミンと3価以上のポリアミンの混合物が好ましい。
なお、アミノ基を有する化合物は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトンでアミノ基がブロックされているケチミン、アルデヒドでアミノ基がブロックされているオキサゾリジン等であってもよい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミノ基を有する化合物を反応させる際のアミノ基を有する化合物のアミノ基に対するイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーのイソシアネート基の当量比は、通常、0.5〜2であり、2/3〜1.5が好ましく、5/6〜1.2がさらに好ましい。この当量比が0.5未満である場合又は2を超える場合は、ウレア変性ポリエステルの分子量が小さくなって、トナーの耐オフセット性が低下することがある。
なお、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミノ基を有する化合物の反応を停止させるために、反応停止剤を用いることができる。これにより、ウレア変性ポリエステルの分子量を所望の範囲に制御することができる。
反応停止剤としては、特に限定されないが、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等のモノアミン等が挙げられる。
なお、モノアミンは、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトンでアミノ基がブロックされているケチミン、アルデヒドでアミノ基がブロックされているオキサゾリジン等であってもよい。
また、アミノ基を有する化合物の代わりに、水酸基(アルコール性水酸基又はフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等の活性水素基を有する化合物を用いることができる。
このとき、低温定着性及び光沢性を向上させるために、ウレア変性ポリエステル及びポリエステルを併用してもよい。ポリエステルとしては、特に限定されないが、ポリオールとポリカルボン酸の重縮合物等が挙げられる。
ポリエステルは、低温定着性及び耐オフセット性の点で、その一部がウレア変性ポリエステルと相溶できること、即ち、ウレア変性ポリエステルと相溶することが可能な類似する構造を有することが好ましい。
ポリエステルの重量平均分子量は、通常、1×103〜3×104であり、1.5×103〜1×104が好ましく、2×103〜8×103がさらに好ましい。ポリエステルの重量平均分子量が1×103未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、1×104を超えると、トナーの低温定着性が低下することがある。
ポリエステルの水酸基価は、通常、5mgKOH/g以上であり、10〜120mgKOH/gが好ましく、20〜80mgKOH/gがさらに好ましい。ポリエステルの水酸基価が5mgKOH/g未満であると、トナーの耐熱保存性及び低温定着性を両立するのが困難になることがある。
ポリエステルの酸価は、通常、1〜30mgKOH/gであり、5〜20mgKOH/gが好ましい。これにより、トナーが負帯電性になりやすくなる。
結着樹脂の具体例としては、以下の(1)〜(10)の組み合わせが挙げられる。
(1)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物
(2)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(3)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(4)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(5)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(6)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(7)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとエチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(8)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とジフェニルメタンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物
(9)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物、テレフタル酸及びドデセニルコハク酸無水物の重縮合物とジフェニルメタンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(10)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とトルエンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物
結着樹脂の重量平均分子量は、通常、1×104以上であり、2×104〜1×107が好ましく、3×104〜1×106がさらに好ましい。結着樹脂の重量平均分子量が1×104未満であると、トナーの耐ホットオフセット性が低下することがある。
(1)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物
(2)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(3)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(4)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとイソホロンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(5)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(6)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(7)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物とイソホロンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとエチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(8)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とジフェニルメタンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物
(9)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物、テレフタル酸及びドデセニルコハク酸無水物の重縮合物とジフェニルメタンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物
(10)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物とトルエンジイソシアネートを反応させることにより生成されるポリエステルプレポリマーとヘキサメチレンジアミンを反応させることにより生成されるウレア変性ポリエステルと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物
結着樹脂の重量平均分子量は、通常、1×104以上であり、2×104〜1×107が好ましく、3×104〜1×106がさらに好ましい。結着樹脂の重量平均分子量が1×104未満であると、トナーの耐ホットオフセット性が低下することがある。
結着樹脂の数平均分子量は、通常、2×104以下であり、1×103〜1×104が好ましく、2×103〜8×103がさらに好ましい。結着樹脂の数平均分子量が2×104を超えると、トナーの低温定着性及び光沢性が低下することがある。
なお、結着樹脂の分子量は、GPCを用いて測定することができる。
結着樹脂のガラス転移点は、通常、40〜70℃であり、55〜65℃が好ましい。結着樹脂のガラス転移点が40℃未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、70℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
なお、結着樹脂のガラス転移点は、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて測定することができる。
結着樹脂の貯蔵弾性率温度、即ち、測定周波数20Hzにおいて、結着樹脂の貯蔵弾性率が10000dyne/cm2となる温度は、通常、100℃以上であり、110〜200℃が好ましい。結着樹脂の貯蔵弾性率温度が100℃未満であると、トナーの耐オフセット性が低下することがある。
結着樹脂の粘性温度、即ち、測定周波数20Hzにおいて、結着樹脂の粘度が1000ポイズとなる温度は、通常、180℃以下であり、90〜160℃が好ましい。結着樹脂の粘性温度が180℃を超えると、トナーの低温定着性が低下することがある。
また、耐熱保存性と低温定着性の両立の点から、結着樹脂の貯蔵弾性率温度は、結着樹脂の粘性温度以上であることが好ましい。このとき、結着樹脂の貯蔵弾性率温度と結着樹脂の粘性温度との差は、通常、0〜100℃であり、10〜90℃が好ましく、20〜80℃がさらに好ましい。
着色剤としては、染料又は顔料であれば、特に限定されないが、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロロオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロムバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
トナー中の着色剤の含有量は、通常、1〜15質量%であり、3〜10質量%が好ましい。トナー中の着色剤の含有量が1質量%未満であると、着色力が不十分であることがあり、15質量%を超えると、トナーの定着を阻害することがある。
着色剤は、樹脂と複合化されているマスターバッチとして、用いてもよい。
樹脂としては、特に限定されないが、スチレン又はその置換体の重合体、スチレン系共重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エポキシ樹脂、エポキシポリオール樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、脂肪族炭化水素樹脂、脂環族炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、塩素化パラフィン、パラフィンワックス等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
スチレン又はその置換体の重合体としては、ポリスチレン、ポリ(p−クロロスチレン)、ポリビニルトルエン等が挙げられる。
スチレン系共重合体としては、スチレン−p−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、スチレン−ビニルナフタレン共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン−α−クロロメタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ビニルメチルケトン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−イソプレン共重合体、スチレン−アクリロニトリル−インデン共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸エステル共重合体等が挙げられる。
マスターバッチを製造する方法としては、特に限定されないが、樹脂及び着色剤を混合又は混練する方法が挙げられる。このとき、着色剤と樹脂の相互作用を高めるために、有機溶媒を添加することが好ましい。また、着色剤のウエットケーキをそのまま用いることができ、乾燥する必要がない点で、マスターバッチを製造する方法として、フラッシング法を用いることが好ましい。フラッシング法は、着色剤の水性ペースト、樹脂及び有機溶媒を混合又は混練し、着色剤を樹脂側に移行させた後、水分及び有機溶媒を除去する方法である。
混合又は混練する際に用いる装置としては、特に限定されないが、三本ロールミル等の高せん断分散装置が挙げられる。
マスターバッチ中の着色剤の含有量は、通常、80質量%以下であり、30〜60質量%が好ましい。
本発明のトナーは、帯電制御剤をさらに含んでもよい。
帯電制御剤としては、特に限定されないが、トリフェニルメタン系染料、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、フッ素変性4級アンモニウム塩を含む4級アンモニウム塩、アルキルアミド、リンの単体又は化合物、タングステンの単体又は化合物、フッ素系界面活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩、キナクリドン、アゾ系顔料、スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子化合物等が挙げられ、二種以上併用してもよい。このとき、帯電制御剤として、有色材料を用いると、色調が変化することがあるため、無色乃至白色の材料を用いることが好ましい。
帯電制御剤の市販品としては、4級アンモニウム塩のボントロンP−51、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、4級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、4級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、4級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX 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)等が挙げられる。
帯電制御剤は、マスターバッチを製造する際に、着色剤と共に、混合又は混練してもよいし、母体粒子の表面に固定させてもよい。
トナー中の帯電制御剤の含有量は、結着樹脂に対して、通常、0.1〜10質量%であり、0.2〜5質量%が好ましい。トナー中の帯電制御剤の含有量が、結着樹脂に対して、0.1質量%未満であると、トナーの帯電性が不十分になることがあり、10質量%を超えると、現像ローラとの静電引力が増大して、トナーの流動性が低下したり、画像濃度が低下したりすることがある。
本発明のトナーは、母体粒子の表面に、クリーニング性向上剤が固定されていてもよい。
クリーニング性向上剤は、特に限定されないが、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩;ポリメタクリル酸メチル粒子、ポリスチレン粒子等のソープフリー乳化重合により製造されている樹脂粒子等が挙げられる。
樹脂粒子は、通常、体積平均粒径が0.01〜1μmである。
本発明のトナー中のテトラヒドロフランに溶解しない樹脂成分の含有量は、通常、1〜15質量%である。本発明のトナー中のテトラヒドロフランに溶解しない樹脂成分の含有量が1質量%未満であると、耐ホットオフ性が低下することがあり、15質量%を超えると、光沢性及び透明性が低下することがある。
なお、トナー中のテトラヒドロフランに溶解しない樹脂成分の含有量は、以下のようにして測定することができる。まず、TG法によりトナーの加熱減量を測定することにより、トナー中の樹脂成分以外のテトラヒドロフランに溶解しない成分の含有量A[質量%]を測定する。次に、トナー約1.0gにテトラヒドロフラン約50gを加えて20℃で24時間静置した後、遠心分離する。さらに、JIS P3801により規定される5種Cの定量用ろ紙を用いてろ過した後、ろ液を真空乾燥し、テトラヒドロフランに溶解する樹脂成分の含有量B[質量%]を測定する。このとき、トナー中のテトラヒドロフランに溶解しない樹脂成分の含有量は、100−A−B[質量%]となる。
本発明のトナーのガラス転移点は、通常、40〜70℃であり、55〜65℃が好ましい。本発明のトナーのガラス転移点が40℃未満であると、耐熱保存性が低下することがあり、70℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
なお、トナーのガラス転移点は、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて測定することができる。
本発明のトナーの軟化温度は、通常、50℃以上であり、80〜120℃が好ましい。本発明のトナーの軟化温度が50℃未満であると、耐熱保存性及び/又は低温保存性が低下することがある。
本発明のトナーの流出開始温度は、通常、80〜170℃であり、100〜150℃が好ましい。本発明のトナーの流出開始温度が80℃未満であると、耐熱保存性及び/又は低温保存性が低下することがあり、170℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
本発明のトナーの1/2法軟化点は、通常、60℃以上であり、80〜170℃が好ましい。本発明のトナーの1/2法軟化点が60℃未満であると、耐熱保存性及び/又は低温保存性が低下することがある。
なお、トナーの軟化温度、流出開始温度及び1/2法軟化点は、高架式フローテスターCFT500型(島津製作所社製)を用いて測定することができる。
本発明のトナーの平均円形度は、0.94〜0.98であることが好ましい。本発明のトナーの平均円形度が0.94未満であると、転写性が低下して、チリのない高画質画像が形成されなくなることがある。
なお、トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)を用いて測定することができる。
本発明のトナーの体積平均粒径は、3〜8μmであることが好ましい。本発明のトナーの体積平均粒径が3μm未満であると、トナーの融着が発生しやすくなることがあり、8μmを超えると、高画質画像を形成することが困難になることがある。
本発明のトナーは、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.5質量%以下であることが好ましい。本発明のトナーの粒径が25μm以上の成分の含有量が0.5質量%を超えると、高画質画像を形成することが困難になることがある。
本発明のトナーの数平均粒径に対する体積平均粒子径の比は、通常、1.00〜1.25であり、1.05〜1.20が好ましい。本発明のトナーの数平均粒径に対する体積平均粒子径の比が1.25を超えると、高画質画像を形成することが困難になることがある。
トナーの粒度分布は、粒度測定器コールターカウンターTAII(コールターエレクトロニクス社製)を用いて測定することができる。
本発明のトナーの製造方法は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、アミノ基を有する化合物、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含むトナー材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、樹脂粒子を含む水系媒体中に第一の液を乳化又は分散させて第二の液を調製する工程と、第二の液から有機溶媒を除去する工程を有する。このとき、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの総質量に対するパラフィンワックスの質量の比が5〜15%である。
トナー材料は、ポリエステルをさらに含んでいてもよい。
ポリエステル及びイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーの総質量に対するイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーの質量の比は、5〜25%であることが好ましく、8〜25%がさらに好ましく、8〜22%が特に好ましい。この比が5%未満であると、トナーの耐オフセット性が低下して、トナーの耐熱保存性及び低温定着性を両立するのが困難になることがあり、25%を超えると、トナーの低温定着性が低下することがある。
なお、トナー材料の中で、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー等の樹脂を含む成分以外は、水系媒体中に第一の液を乳化又は分散させる前に添加してもよいし、水系媒体中に第一の液を乳化又は分散させる際に添加してもよいし、水系媒体中に第一の液を乳化又は分散させた後に添加してもよい。このとき、無機粒子は、そのままの状態で添加してもよいし、無機粒子の分散液として添加してもよい。
第一の液中のパラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの体積平均粒径は、通常、0.1〜2μmであり、0.1〜1μmが好ましい。パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスの体積平均粒径が0.1μm未満であると、トナーの低温定着時の離型性が低下することがあり、2μmを超えると、パラフィンワックス及びマイクロクリスタリンワックスがトナー中に不均一に分散することがある。
有機溶媒としては、トナー材料を溶解又は分散させることが可能であれば、特に限定されないが、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、容易に除去できることから、酢酸エチル、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2‐ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素が好ましい。
有機溶媒の使用量は、トナー材料100質量部に対して、通常、40〜300質量部であり、60〜140質量部が好ましく、80〜120質量部がさらに好ましい。
水系媒体中に第一の液を乳化又は分散させる際に用いる分散機としては、特に限定されないが、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられる。中でも、第一の液の分散体の粒径を2〜20μmに制御することができる点で、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機を用いる場合、回転数は、通常、1×103〜3×104rpmであり、5×103〜2×104rpmが好ましい。また、分散時間は、バッチ方式の場合、通常、0.1〜5分間である。さらに、分散温度は、加圧下において、通常、0〜150℃であり、40〜98℃が好ましい。
水系媒体の使用量は、トナー材料100質量部に対して、通常、50〜2000質量部であり、100〜1000質量部が好ましい。水系媒体の使用量が、トナー材料100質量部に対して、50質量部未満であると、所定の粒径の母体粒子が得られなくなることがあり、2000質量部を超えると、生産コストが高くなることがある。
水系媒体は、水中に樹脂粒子が分散されている。このとき、水と共に、水と混和可能な溶媒を併用することもできる。水と混和可能な溶媒としては、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等のアルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ等のセロソルブ類、アセトン、メチルエチルケトン等の低級ケトン類等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、第一の液に含まれる有機溶媒が好ましい。このとき、水は、第一の液で飽和されていることが好ましい。
水系媒体中の樹脂粒子の含有量は、通常、0.5〜10質量%である。
樹脂粒子は、母体粒子に含まれていればよいが、母体粒子の表面に固定されていることが好ましい。この場合、樹脂粒子によりトナーの耐オフセット性、耐熱保存性及び低温定着性を制御することができる。
樹脂粒子の重量平均分子量は、通常、9×103〜2×105であり、1×104〜5×104が好ましい。樹脂粒子の重量平均分子量が9×103未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、2×105を超えると、低温定着性が低下することがある。
なお、樹脂粒子の重量平均分子量は、GPCを用いて測定することができる。
樹脂粒子の体積平均粒径は、通常、20〜400nmであり、30〜200nmが好ましく、40〜120nmがさらに好ましい。樹脂粒子の体積平均粒径が20nm未満であると、樹脂粒子が結着樹脂と記録媒体との接着性を阻害して、低温定着性が低下することがあり、400nmを超えると、現像時の撹拌ストレスにより、トナーから樹脂粒子が脱離することがある。
なお、樹脂粒子の体積平均粒径は、粒度分布測定装置nanotrac UPA−150EX(日機装社製)を用いて測定することができる。
樹脂粒子のガラス転移点は、通常、40〜150℃であり、45〜80℃が好ましい。樹脂粒子のガラス転移点が、40℃未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、150℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
なお、樹脂粒子のガラス転移点は、示差走査熱量計DSC−60(島津製作所社製)を用いて測定することができる。
トナー中の樹脂粒子の含有量は、通常、0.2〜6.0質量%である。トナー中の樹脂粒子の含有量が0.2質量%未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、6.0質量%を超えると、現像時の撹拌ストレスにより、トナーから樹脂粒子が脱離することがある。
なお、トナー中の樹脂粒子の含有量は、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて、樹脂粒子のみに起因するピークの面積から算出することができる。
樹脂粒子を構成する樹脂としては、水中に分散させることが可能であれば、特に限定されないが、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ケイ素樹脂、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、ポリカーボネート等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、微細な球状の樹脂粒子の水性分散液が得られやすいことから、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂及びポリエステル樹脂が好ましく、ビニル樹脂がさらに好ましい。
ビニル樹脂としては、スチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、(メタ)アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
なお、樹脂粒子は、通常、樹脂粒子の分散液として得られるが、樹脂粒子の分散液をそのままトナーの製造に用いてもよいし、樹脂粒子の分散液に含まれる樹脂粒子のみをトナーの製造に用いてもよい。樹脂粒子の分散液に含まれる樹脂粒子のみをトナーの製造に用いる場合、樹脂粒子の分散液を、例えば、水で洗浄した後、真空乾燥することにより、樹脂粒子が得られる。
樹脂粒子は、不飽和基を複数有する単量体を用いて合成されていることが好ましい。
不飽和基を複数有する単量体の添加量は、単量体の全量に対して、通常、0.3〜20質量%であり、0.5〜5質量%が好ましい。不飽和基を複数有する単量体の添加量が、単量体の全量に対して、0.3質量%未満であると、樹脂粒子の架橋密度が不十分になることがあり、20質量%を超えると、樹脂粒子のトナーの表面に対する付着力が低下することがある。
不飽和基を複数有する単量体としては、特に限定されないが、メタクリル酸のエチレンオキサイド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)等が挙げられる。
なお、樹脂粒子の合成方法としては、特に限定されないが、ソープフリー乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法等が挙げられる。
水系媒体は、トナーの粒度分布を狭くする観点から、分散剤をさらに含むことが好ましい。
分散剤としては、特に限定されないが、界面活性剤、難水溶性の無機化合物、高分子系保護コロイド等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、界面活性剤が好ましい。
界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。
アニオン性界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤が好ましい。
フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤としては、炭素数が2〜10のフルオロアルキルカルボン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜11)オキシ]−1−アルキル(C3〜4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜20)カルボン酸又はその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜12)スルホン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するアニオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(旭硝子社製);フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(住友3M社製);ユニダインDS−101、DS−102(ダイキン工業社製);メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(DIC社製);エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(トーケムプロダクツ社製);フタージェントF−100、F−150(ネオス社製)等が挙げられる。
カチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型の界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニム塩、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等の4級アンモニウム塩型の界面活性剤等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤が好ましい。
フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤としては、フルオロアルキル基を有する脂肪族1級、2級又は3級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族4級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。
フルオロアルキル基を有するカチオン性界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−121(旭硝子社製);フロラードFC−135(住友3M社製);ユニダインDS−202(ダイキン工業杜製)、メガファックF−150、F−824(DIC社製);エクトップEF−132(トーケムプロダクツ社製);フタージェントF−300(ネオス社製)等が挙げられる。
ノニオン性界面活性剤としては、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤としては、アラニン、ドデシルビス(アミノエチル)グリシン、ビス(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等が挙げられる。
難水溶性の無機化合物としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。
なお、水系媒体がリン酸三カルシウム等の酸又はアルカリに溶解することが可能な化合物を含む場合は、塩酸等の酸によりリン酸三カルシウムを溶解させた後、水洗する方法、酵素で分解する方法等により、母体粒子からリン酸三カルシウムを除去することができる。
高分子系保護コロイドとしては、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、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等のカルボキシル基を有する単量体;アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリル酸エステル、ジエチレングリコールモノメタクリル酸エステル、グリセリンモノアクリル酸エステル、グリセリンモノメタクリル酸エステル等の水酸基を有する(メタ)アクリル系単量体;ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等のビニルアルキルエーテル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のカルボン酸ビニル;アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のアミド基を有する(メタ)アクリル系単量体;N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等のアミド基を有する(メタ)アクリル系単量体のメチロール化物;アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等のカルボキシル基を有する(メタ)アクリル系単量体のクロライド;ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の窒素原子若しくはその複素環を有する単量体等の単独重合体又は共重合体が挙げられる。これら以外の高分子系保護コロイドとしては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルフェニルエステル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエステル等のポリオキシエチレン系樹脂;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等のセルロース類等が挙げられる。
水系媒体は、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミノ基を有する化合物の反応を促進させる触媒をさらに含んでいてもよい。
触媒としては、特に限定されないが、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート等が挙げられる。
第二の液に含まれるイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミノ基を有する化合物を反応させる反応時間は、通常、10分間〜40時間であり、2〜24時間が好ましい。また、反応温度は、通常、0〜150℃であり、40〜98℃が好ましい。
第二の液から有機溶媒を除去する方法としては、第二の液を徐々に昇温させて有機溶媒を蒸発させる方法、第二の液を乾燥雰囲気中に噴霧して、有機溶媒及び水を蒸発させる方法等が挙げられる。
乾燥雰囲気としては、特に限定されないが、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等の加熱雰囲気が挙げられる。このとき、加熱雰囲気の温度は、有機溶媒及び水の沸点以上であることが好ましい。
第二の液を乾燥雰囲気中に噴霧して、有機溶媒及び水を蒸発させる装置としては、特に限定されないが、スプレードライヤー、ベルトドライヤー、ロータリーキルン等が挙げられる。
第二の液から有機溶媒を除去すると、母体粒子が水系媒体中に分散されている分散液又は母体粒子が得られる。
母体粒子が水系媒体中に分散されている分散液又は母体粒子は、水で洗浄した後、真空乾燥することが好ましい。これにより、分散剤を除去することができる。
このとき、母体粒子は、必要に応じて、分級してもよい。
母体粒子を分級する方法としては、特に限定されないが、サイクロン、デカンター、遠心分離等により微粒子を除去する方法、メッシュにより粗粒子を除去する方法等が挙げられる。
本発明のトナーを製造する方法は、上記の方法に限定されず、懸濁重合法、乳化重合法等の重合法;粉砕法であってもよい。このとき、無機粒子は、母体粒子が形成される前に添加すればよい。また、重合法を用いる場合は、母体粒子が形成される前に樹脂粒子を添加してもよい。
母体粒子に樹脂粒子を添加する場合は、ヘンシェルミキサー(三井三池社製)、スーパーミキサー(川田製作所社製)、Qミキサー(三井鉱山社製)、メカノフュージョンシステム(細川ミクロン社製)、メカノミル(岡田精工社製)等の混合・攪拌装置等を用いることができる。
本発明の現像剤は、本発明のトナーを有し、トナーからなる一成分現像剤であってもよいし、トナー及びキャリアからなる二成分現像剤であってもよい。
二成分現像剤中のキャリアの含有量は、通常、90〜98質量%であり、93〜97質量%が好ましい。
キャリアは、芯材が樹脂層で被覆されていることが好ましい。
芯材を構成する材料としては、特に限定されないが、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム系材料、マンガン−マグネシウム系材料等が挙げられ、二種以上併用してもよい。中でも、画像濃度を確保する点では、100emu/g以上の鉄、75〜120emu/gのマグネタイト等の高磁化材料が好ましい。また、トナーが穂立ち状態となっている感光体への当たりを弱くでき、高画質化に有利である点で、30〜80emu/gの銅−亜鉛系材料等の弱磁化材料が好ましい。
芯材の体積平均粒径は、通常、10〜200μmであり、20〜150μmが好ましく、40〜100μmがさらに好ましい。芯材の体積平均粒径が10μm未満であると、1粒子当たりの磁化が小さくなって、キャリアが飛散することがあり、200μmを超えると、比表面積が小さくなって、トナーが飛散することがある。
樹脂層を構成する材料としては、特に限定されないが、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂等のアミノ樹脂;ポリアミド;エポキシ樹脂;アクリル樹脂、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等のビニル樹脂;ポリスチレン、スチレン−アクリル共重合体等のスチレン樹脂;ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル;ポリカーボネート;ポリエチレン;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリトリフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン−アクリル共重合体、フッ化ビニリデン−フッ化ビニル共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体のターポリマー等のフッ素樹脂;シリコーン樹脂等が挙げられ、二種以上併用してもよい。
樹脂層は、導電粉を含んでいてもよい。
導電粉を構成する材料としては、特に限定されないが、金属、カーボンブラック、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等が挙げられる。
導電粉の平均粒径は、通常、1μm以下である。導電粉の平均粒径が1μmを超えると、樹脂層の電気抵抗を制御するのが困難になることがある。
樹脂層は、樹脂を溶媒に溶解させた塗布液を芯材の表面に塗布した後、乾燥して、焼き付けることにより形成することができる。
塗布方法としては、特に限定されないが、浸漬法、スプレー法、ハケ塗り法等が挙げられる。
溶媒としては、特に限定されないが、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、セロソルブ、酢酸ブチル等が挙げられる。
焼き付ける方法としては、特に限定されないが、固定式電気炉、流動式電気炉、ロータリー式電気炉、バーナー炉等を用いる外部加熱方式;マイクロ波を用いる内部加熱方式等が挙げられる。
キャリア中の樹脂層の含有量は、通常、0.01〜5.0質量%である。キャリア中の樹脂層の含有量が0.01質量%未満であると、芯材の表面に均一な樹脂層を形成することが困難になることがあり、5.0質量%を超えると、キャリア同士が凝集することがある。
本発明の現像剤は、磁性一成分現像法、非磁性一成分現像法、二成分現像法等の各種の電子写真法による画像形成に適用することができる。
本発明の画像形成方法は、感光体を帯電させる工程と、帯電した感光体に露光して静電潜像を形成する工程と、感光体に形成された静電潜像を本発明の現像剤で現像してトナー像を形成する工程と、感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程と、記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程を有する。
感光体の形状としては、特に限定されないが、ドラム状等が挙げられる。
感光体を構成する材料としては、特に限定されないが、アモルファスシリコン、セレン等の無機化合物;ポリシラン、フタロポリメチン等の有機化合物等が挙げられる。中でも、長寿命性の点で、アモルファスシリコンが好ましい。
感光体を帯電させる方法としては、例えば、帯電装置を用いて感光体の表面に電圧を印加する方法が挙げられる。
帯電装置としては、特に限定されないが、導電性又は半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を有する接触帯電装置;コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電装置等が挙げられる。
帯電した感光体に露光する方法としては、例えば、露光装置を用いて感光体の表面に露光する方法が挙げられる。このとき、感光体の裏面に露光する光背面方式を適用してもよい。
露光装置としては、特に限定されないが、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光装置が挙げられる。
感光体に形成された静電潜像を本発明の現像剤で現像する方法としては、例えば、現像装置を用いて、感光体の表面に形成された静電潜像に本発明のトナーを付与する方法が挙げられる。
現像装置としては、本発明の現像剤を収容し、感光体に形成された静電潜像に本発明のトナーを接触又は非接触的に付与することが可能であれば、特に限定されないが、本発明の現像剤としての二成分現像剤を攪拌して帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラを有する現像装置が挙げられる。このとき、攪拌器内で、本発明のトナーとキャリアが攪拌される際の摩擦により帯電した本発明の現像剤が、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、感光体の近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成する本発明のトナーの一部は、静電引力により、感光体の表面に形成された静電潜像に付与される。その結果、感光体の表面に形成された静電潜像が本発明の現像剤で現像されてトナー像が形成される。
なお、現像装置に収容される本発明の現像剤は、一成分現像剤であってもよい。
感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する方法としては、例えば、転写装置を用いて、感光体の表面に形成されたトナー像を記録媒体の表面に転写する方法が挙げられる。
転写装置としては、特に限定されないが、中間転写方式等が挙げられる。
記録媒体に転写されたトナー像を定着させる方法としては、例えば、定着装置を用いて、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着させる方法が挙げられる。
定着装置としては、特に限定されないが、ベルト定着方式、ローラ定着方式等が挙げられる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、実施例に限定されない。なお、部は、質量部を意味する。
[ポリエステルの合成]
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAのプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルスズオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応させた後、10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させた。次に、無水トリメリット酸44部を加え、常圧下、180℃で2時間反応させて、ポリエステル1を得た。得られたポリエステル1は、数平均分子量が2500、重量平均分子量が6700、ガラス転移点が43℃、酸価が25mgKOH/gであった。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAのプロピオンオキサイド3モル付加物529部、テレフタル酸208部、アジピン酸46部及びジブチルスズオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で8時間反応させた後、10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させた。次に、無水トリメリット酸44部を加え、常圧下、180℃で2時間反応させて、ポリエステル1を得た。得られたポリエステル1は、数平均分子量が2500、重量平均分子量が6700、ガラス転移点が43℃、酸価が25mgKOH/gであった。
[ポリエステルプレポリマーの合成]
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部及びジブチルスズオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で7時間反応させた後、10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させ、中間体ポリエステルを得た。得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量が2200、重量平均分子量が9700、ピーク分子量が3000、ガラス転移点が54℃、酸価が0.5mgKOH/g、水酸基価が52mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機及び窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部及びジブチルスズオキサイド2部を入れ、常圧下、230℃で7時間反応させた後、10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させ、中間体ポリエステルを得た。得られた中間体ポリエステルは、数平均分子量が2200、重量平均分子量が9700、ピーク分子量が3000、ガラス転移点が54℃、酸価が0.5mgKOH/g、水酸基価が52mgKOH/gであった。
冷却管、撹拌機及び窒素導入管の付いた反応容器中に、中間体ポリエステル410部、イソホロンジイソシアネート89部及び酢酸エチル500部を入れ、100℃で5時間反応させ、ポリエステルプレポリマー1を得た。得られたポリエステルプレポリマー1は、遊離イソシアネート含有量が1.53質量%であった。
[マスターバッチの作製]
水1200部、DBP吸油量が42ml/100g、pHが9.5のカーボンブラックPrintex35(デグサ社製)540部及び1200部のポリエステル1を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。得られた混合物を、二本ロールを用いて、150℃で30分間混練した後、圧延冷却した。さらに、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)を用いて粉砕して、マスターバッチを得た。
水1200部、DBP吸油量が42ml/100g、pHが9.5のカーボンブラックPrintex35(デグサ社製)540部及び1200部のポリエステル1を、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合した。得られた混合物を、二本ロールを用いて、150℃で30分間混練した後、圧延冷却した。さらに、パルペライザー(ホソカワミクロン社製)を用いて粉砕して、マスターバッチを得た。
[水系媒体の調製]
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水683部、メタクリル酸のエチレンオキサイド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)20部、スチレン78部、メタクリル酸78部、アクリル酸ブチル120部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400rpmで15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。得られた乳濁液を75℃まで昇温し、75℃で5時間反応させた。次に、1質量%の過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加した後、75℃で5時間熟成し、樹脂粒子の分散液を得た。得られた樹脂粒子の分散液は、体積平均粒径が55nmであった。また、樹脂粒子の分散液の一部を乾燥して樹脂粒子を単離したところ、樹脂粒子は、ガラス転移点が48℃であり、重量平均分子量が4.5×105であった。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、水683部、メタクリル酸のエチレンオキサイド付加物の硫酸エステルのナトリウム塩エレミノールRS−30(三洋化成工業社製)20部、スチレン78部、メタクリル酸78部、アクリル酸ブチル120部及び過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400rpmで15分間撹拌し、白色の乳濁液を得た。得られた乳濁液を75℃まで昇温し、75℃で5時間反応させた。次に、1質量%の過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加した後、75℃で5時間熟成し、樹脂粒子の分散液を得た。得られた樹脂粒子の分散液は、体積平均粒径が55nmであった。また、樹脂粒子の分散液の一部を乾燥して樹脂粒子を単離したところ、樹脂粒子は、ガラス転移点が48℃であり、重量平均分子量が4.5×105であった。
水990部、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質量%水溶液エレミノールMON−7(三洋化成工業社製)37部、樹脂粒子の分散液15部及び酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の水系媒体を得た。
[ポリエステルの分子量]
ポリエステルの分子量は、高速GPC装置HLC−8220GPC(東ソー社製)を用いて測定した。具体的には、まず、ポリエステルをテトラヒドロフランに溶解させた後、0.2μmフィルターで濾過し、0.15質量%の試料溶液を得た。次に、40℃のヒートチャンバー内でカラムにテトラヒドロフランを0.35ml/分で流し、カラムを安定させた後、試料溶液100μlを注入した。
ポリエステルの分子量は、高速GPC装置HLC−8220GPC(東ソー社製)を用いて測定した。具体的には、まず、ポリエステルをテトラヒドロフランに溶解させた後、0.2μmフィルターで濾過し、0.15質量%の試料溶液を得た。次に、40℃のヒートチャンバー内でカラムにテトラヒドロフランを0.35ml/分で流し、カラムを安定させた後、試料溶液100μlを注入した。
なお、ポリエステルの分子量は、単分散ポリスチレン標準試料を用いて作成した検量線の対数値と保持時間の関係から算出した。このとき、単分散ポリスチレン標準試料としては、ShowdexSTANDARDのStd.No S−7300、S−210、S−390、S−875、S−1980、S−10.9、S−629、S−3.0、S−0.580(昭和電工社製)を用いた。また、検出器としては、屈折率(RI)検出器を用い、カラムとしては、TSKgel SuperHZM−H 15cm 3連(東ソー社製)を用いた。
[ポリエステルのガラス転移点]
ポリエステルのガラス転移点は、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンにポリエステル約10mgを詰め、窒素雰囲気下、以下の温度条件で融点を測定した。
ポリエステルのガラス転移点は、TG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンにポリエステル約10mgを詰め、窒素雰囲気下、以下の温度条件で融点を測定した。
開始温度:室温
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
保持時間:10分間
降温温度:10℃/分
終了温度:室温
保持時間:10分間
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、TG−DSCシステムTAS−100システム中の解析システムを用いて、測定結果を解析した。
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
保持時間:10分間
降温温度:10℃/分
終了温度:室温
保持時間:10分間
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、TG−DSCシステムTAS−100システム中の解析システムを用いて、測定結果を解析した。
[樹脂粒子の分散液の粒度分布]
樹脂粒子の分散液の粒度分布は、粒度分布測定装置nanotrac UPA−150EX(日機装社製)を用いて測定した。
樹脂粒子の分散液の粒度分布は、粒度分布測定装置nanotrac UPA−150EX(日機装社製)を用いて測定した。
[樹脂粒子のガラス転移点]
樹脂粒子のガラス転移点は、示差走査熱量計DSC−60(島津製作所社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンに樹脂粒子約10mgを詰め、窒素雰囲気下、以下の温度条件で融点を測定した。
樹脂粒子のガラス転移点は、示差走査熱量計DSC−60(島津製作所社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンに樹脂粒子約10mgを詰め、窒素雰囲気下、以下の温度条件で融点を測定した。
開始温度:室温
昇温速度:10℃/分
終了温度:200℃
保持時間:10分間
降温温度:10℃/分
終了温度:室温
保持時間:10分間
昇温速度:10℃/分
終了温度:200℃
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、TG−DSCシステムTAS−100システム中の解析システムを用いて、測定結果を解析した。
昇温速度:10℃/分
終了温度:200℃
保持時間:10分間
降温温度:10℃/分
終了温度:室温
保持時間:10分間
昇温速度:10℃/分
終了温度:200℃
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、TG−DSCシステムTAS−100システム中の解析システムを用いて、測定結果を解析した。
[樹脂粒子の重量平均分子量]
樹脂粒子の重量平均分子量は、ポリエステルの分子量と同様にして、測定した。
樹脂粒子の重量平均分子量は、ポリエステルの分子量と同様にして、測定した。
[実施例1]
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、ポリエステル378部、融点が82℃、165℃における重量減少が12%のパラフィンワックスと融点が85℃、165℃における質量減少が1.3%のマイクロクリスタリンワックスの質量比5:95の混合物110部及び酢酸エチル947部を仕込み、攪拌しながら、80℃まで昇温し、80℃で5時間保持した後、1時間かけて30℃まで降温し、ワックス分散液を得た。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器中に、ポリエステル378部、融点が82℃、165℃における重量減少が12%のパラフィンワックスと融点が85℃、165℃における質量減少が1.3%のマイクロクリスタリンワックスの質量比5:95の混合物110部及び酢酸エチル947部を仕込み、攪拌しながら、80℃まで昇温し、80℃で5時間保持した後、1時間かけて30℃まで降温し、ワックス分散液を得た。
ワックス分散液1435部に、マスターバッチ500部、疎水化処理されているシリカR−972(アエロジル社製)12部及び酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合して原料混合液を得た。
原料混合液1324部を反応容器に移し、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)に粒径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填し、送液速度1kg/時、ディスクの周速度6m/秒で3パスした。次に、ポリエステルの65質量%酢酸エチル溶液1324部を添加した後、同様の条件で1パスし、原料分散液を得た。得られた原料分散液は、130℃で30分間の加熱による固形分濃度が50質量%であった。
反応容器中に、原料分散液749部、ポリエステルプレポリマー115部及びイソホロンジアミン1.45部を仕込み、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、7.5m/秒で1分間混合し、トナー材料液を得た。
得られたトナー材料液に水系媒体1200部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、周速15m/秒で20分間混合し、乳化スラリー得た。
攪拌機及び温度計をセットした反応容器中に、乳化スラリーを仕込み、30℃で8時間溶媒を除去した後、45℃で4時間熟成し、分散スラリーを得た。
分散スラリー100部を減圧濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、10.0m/秒で10分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水100部を添加した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、10.0m/秒で10分間混合した後、減圧濾過した。得られた濾過ケーキに10質量%水酸化ナトリウム水溶液100部を添加した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、10.0m/秒で10分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加した後、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、10.0m/秒で10分間混合した後、濾過する操作を2回行い、濾過ケーキを得た。得られた濾過ケーキを、循風乾燥機を用いて、45℃で48時間乾燥した後、目開きが75μmメッシュで篩い、トナー(母体粒子)を得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.4質量%であった。
[実施例2]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を7:93に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.5質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を7:93に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.5質量%であった。
[実施例3]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を10:90に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.1質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を10:90に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.1質量%であった。
[実施例4]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を12:88に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.3質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を12:88に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.3質量%であった。
[実施例5]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を15:85に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.2質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を15:85に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.2質量%であった。
[比較例1]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を100:0に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.6質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を100:0に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.6質量%であった。
[比較例2]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を0:100に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.4質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を0:100に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.4質量%であった。
[比較例3]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を40:60に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.1質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を40:60に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.1質量%であった。
[比較例4]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を20:80に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.3質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を20:80に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.97であり、体積平均粒径が6μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.3質量%であった。
[比較例5]
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を3:97に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.2質量%であった。
パラフィンワックスとマイクロクリスタリンワックスの質量比を3:97に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.2質量%であった。
[比較例6]
パラフィンワックスとして、融点が76℃のバリコ BW3250(東洋アドレ社製)を用いた以外は、比較例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.3質量%であった。
パラフィンワックスとして、融点が76℃のバリコ BW3250(東洋アドレ社製)を用いた以外は、比較例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.3質量%であった。
[比較例7]
マイクロクリスタリンワックスとして、融点が79℃、165℃における質量減少が2.1%のビクトリーアンバー(東洋アドレ社製)を用いた以外は、比較例2と同様にして、トナーを得た。
マイクロクリスタリンワックスとして、融点が79℃、165℃における質量減少が2.1%のビクトリーアンバー(東洋アドレ社製)を用いた以外は、比較例2と同様にして、トナーを得た。
得られた各現像剤を用いて、以下のようにして、(a)粉塵発生、(b)定着時の離型性を測定した。得られたトナーは、平均円形度が0.96であり、体積平均粒径が5μmであり、粒径が25μm以上の成分の含有量が0.4質量%であった。
[ワックスの融点]
ワックスの融点は、TA−60WS及びDSC−60(島津製作所社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンにワックス5mgを詰め、窒素雰囲気下、窒素の流量を50ml/分として、以下の温度条件で融点を測定した。
ワックスの融点は、TA−60WS及びDSC−60(島津製作所社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンにワックス5mgを詰め、窒素雰囲気下、窒素の流量を50ml/分として、以下の温度条件で融点を測定した。
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/分
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、データ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて、測定結果を解析した。
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/分
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/分
終了温度:150℃
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、データ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて、測定結果を解析した。
[ワックスの165℃における質量減少]
ワックスの165℃における質量減少は、TA−60WS及びDTG−60(島津製作所社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンにワックス5mgを詰め、窒素雰囲気下、窒素の流量を50ml/分として、以下の温度条件で融点を測定した。
ワックスの165℃における質量減少は、TA−60WS及びDTG−60(島津製作所社製)を用いて測定した。具体的には、アルミニウム製のサンプルパンにワックス5mgを詰め、窒素雰囲気下、窒素の流量を50ml/分として、以下の温度条件で融点を測定した。
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/分
終了温度:165℃
保持時間:60分
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、データ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて、測定結果を解析した。
昇温速度:10℃/分
終了温度:165℃
保持時間:60分
なお、リファレンスとして、アルミニウム製のサンプルパンを用いた。また、データ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて、測定結果を解析した。
[トナーの平均円形度]
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)を用いて測定した。具体的には、容器に、予め不純固形物を除去した水100〜150ml及び界面活性剤アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜0.5mlを添加した後、トナー0.1〜0.5g程度を添加した。次に、超音波分散機を用いて、約1〜3分間分散させた後、トナーの濃度を3000〜1万個/μlに調整して、トナーの平均円形度を測定した。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置FPIA−2100(シスメックス社製)を用いて測定した。具体的には、容器に、予め不純固形物を除去した水100〜150ml及び界面活性剤アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜0.5mlを添加した後、トナー0.1〜0.5g程度を添加した。次に、超音波分散機を用いて、約1〜3分間分散させた後、トナーの濃度を3000〜1万個/μlに調整して、トナーの平均円形度を測定した。
[トナーの粒度分布]
トナーの粒度分布は、粒度測定器コールターカウンターTAII(コールターエレクトロニクス社製)を用いて測定した。具体的には、まず、約1質量%塩化ナトリウム水溶液100〜150ml中に界面活性剤アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜5mlを添加した後、トナー2〜20mgを添加した。次に、超音波分散機を用いて、約1〜3分間分散させた後、100μmアパーチャーを用いて、トナーの粒度分布を測定した。
トナーの粒度分布は、粒度測定器コールターカウンターTAII(コールターエレクトロニクス社製)を用いて測定した。具体的には、まず、約1質量%塩化ナトリウム水溶液100〜150ml中に界面活性剤アルキルベンゼンスルホン酸塩0.1〜5mlを添加した後、トナー2〜20mgを添加した。次に、超音波分散機を用いて、約1〜3分間分散させた後、100μmアパーチャーを用いて、トナーの粒度分布を測定した。
なお、チャンネルとしては、2.00μm以上2.52μm未満、2.52μm以上3.17μm未満、3.17μm以上4.00μm未満、4.00μm以上5.04μm未満、5.04μm以上6.35μm未満、6.35μm以上8.00μm未満、8.00μm以上10.08μm未満、10.08μm以上12.70μm未満、12.70μm以上16.00μm未満、16.00μm以上20.20μm未満、20.20μm以上25.40μm未満、25.40μm以上32.00μm未満及び32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径が2.00μm以上40.30μm未満の粒子を測定対象とした。
[粉塵の放散]
カラー電子写真装置RICOH Pro C900(リコー社製)の現像装置に実施例又は比較例のトナーを収容し、ブルーエンジェル(RAL−UZ62、85、114)に記載されている測定方法を用いて、粉塵の放散速度を測定した。なお、粉塵の放散速度が4mg/時以上である場合を1、3mg/時以上4mg/時未満である場合を2、2mg/時以上3mg/時未満である場合を3、1mg/時以上2mg/時未満である場合を4、1mg/時未満である場合を5として、判定した。
カラー電子写真装置RICOH Pro C900(リコー社製)の現像装置に実施例又は比較例のトナーを収容し、ブルーエンジェル(RAL−UZ62、85、114)に記載されている測定方法を用いて、粉塵の放散速度を測定した。なお、粉塵の放散速度が4mg/時以上である場合を1、3mg/時以上4mg/時未満である場合を2、2mg/時以上3mg/時未満である場合を3、1mg/時以上2mg/時未満である場合を4、1mg/時未満である場合を5として、判定した。
[低温定着時の離型性(分離抵抗力)]
測定装置10(図1参照)を用いて、分離抵抗力を測定した。具体的には、カラー電子写真装置RICOH Pro C900(リコー社製)の定着装置の定着ローラR1と加熱加圧ローラR2の間に形成される定着ニップNの直後の定着ローラR1が設けられている側に検出爪11を設置し、定着ローラR1の温度を160℃に設定し、実施例又は比較例のトナーを付着させた用紙Sを定着させ、分離抵抗力を測定した。このとき、定着ニップNを通過した用紙Sは、定着ローラR1に巻き付いた状態で搬送されるため、検出爪11に押し付けられる。なお、検出爪11に押し付けられる力Fが検出爪11の他端に設けられたロードセル12により読み取られる。この値が用紙Sを定着ローラR1から分離するのに必要な力であり、分離抵抗力とした。
測定装置10(図1参照)を用いて、分離抵抗力を測定した。具体的には、カラー電子写真装置RICOH Pro C900(リコー社製)の定着装置の定着ローラR1と加熱加圧ローラR2の間に形成される定着ニップNの直後の定着ローラR1が設けられている側に検出爪11を設置し、定着ローラR1の温度を160℃に設定し、実施例又は比較例のトナーを付着させた用紙Sを定着させ、分離抵抗力を測定した。このとき、定着ニップNを通過した用紙Sは、定着ローラR1に巻き付いた状態で搬送されるため、検出爪11に押し付けられる。なお、検出爪11に押し付けられる力Fが検出爪11の他端に設けられたロードセル12により読み取られる。この値が用紙Sを定着ローラR1から分離するのに必要な力であり、分離抵抗力とした。
評価結果を表1に示す。
Claims (16)
- 結着樹脂、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含む母体粒子を有するトナーであって、
前記パラフィンワックス及び前記マイクロクリスタリンワックスの総質量に対する前記パラフィンワックスの質量の比が5%以上15%以下であることを特徴とするトナー。 - 前記パラフィンワックスは、融点が65℃以上85℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記マイクロクリスタリンワックスは、融点が60℃以上90℃以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 前記マイクロクリスタリンワックスは、165℃における質量減少が10%以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記パラフィンワックス及び前記マイクロクリスタリンワックスの総含有量が2質量%以上10質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記無機粒子は、疎水化処理されているシリカであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナー。
- 平均円形度が0.94以上0.98以下であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のトナー。
- 体積平均粒径が3μm以上8μm以下であり、
粒径が25μm以上の成分の含有量が0.5質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のトナー。 - 前記結着樹脂は、ウレア変性ポリエステルを含むことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のトナー。
- 前記結着樹脂は、ポリエステルをさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のトナー。
- 前記母体粒子は、樹脂粒子をさらに含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のトナー。
- イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー、アミノ基を有する化合物、着色剤、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス及び無機粒子を含むトナー材料を有機溶媒中に溶解又は分散させて第一の液を調製する工程と、
該第一の液を、樹脂粒子を含む水系媒体中に乳化又は分散させて第二の液を調製する工程と、
該第二の液から前記有機溶媒を除去する工程を有し、
前記パラフィンワックス及び前記マイクロクリスタリンワックスの総質量に対する前記パラフィンワックスの質量の比が5%以上15%以下であることを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記トナー材料は、ポリエステルをさらに含むことを特徴とする請求項12に記載のトナーの製造方法。
- 前記ポリエステル及び前記ポリエステルプレポリマーの総質量に対する前記ポリエステルプレポリマーの質量の比が5%以上25%以下であることを特徴とする請求項13に記載のトナーの製造方法。
- 請求項1乃至11のいずれかに記載のトナーを有することを特徴とする現像剤。
- 感光体を帯電させる工程と、
該帯電した感光体に露光して静電潜像を形成する工程と、
該感光体に形成された静電潜像を請求項15に記載の現像剤で現像してトナー像を形成する工程と、
該感光体に形成されたトナー像を記録媒体に転写する工程と、
該記録媒体に転写されたトナー像を定着させる工程を有することを特徴とする画像形成方法。
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