JP2012048014A - トナー - Google Patents

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Abstract

【課題】窒素量の多いトナーでありながら、高温高湿環境下における低温定着の阻害性および帯電能の低下を抑制し、高品質な画像を得ることができるトナーを提供すること。
【解決手段】ポリエステルを主成分とする樹脂、着色剤及びワックスを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該トナー粒子表面のX線光電子分光分析による表面窒素量が1.0乃至10.0atomic%であり、
該トナー粒子を水に分散させて測定して得られたトナー粒子の酸価をUt(mgKOH/g)としたとき、該トナー粒子の比表面積Stが0.60乃至2.00m2/gであり、該トナー粒子の表面積あたりの酸価Ut/Stは0.2乃至1.5mgKOH/m2を満足し、
該トナー粒子の仕事関数W0が5.65乃至6.00eVであることを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真法,静電記録法,トナージェット方式記録法などを利用した記録方法に用いられるトナーに関する。詳しくは、本発明は、静電潜像担持体上にトナー画像を形成後、転写材上に転写させてトナー画像を形成し、熱圧力下で定着して定着画像を得る、複写機、プリンター、ファックスに用いられるシアントナーに関する。
近年、電子写真装置においても省エネルギー化が大きな技術的課題として考えられ、定着装置にかかる熱量の大幅な削減が挙げられている。従って、トナーにおいて、より低エネルギーで定着が可能ないわゆる「低温定着性」のニーズが高まっている。
従来、より低温での定着を可能とするためには結着樹脂をよりシャープメルトにする手法が効果的な方法の一つとして知られている。この点においてポリエステル樹脂は優れた特性を示す。
一方、高画質化の別の観点として、高解像・高精細化の目的から、トナーの小粒径化・粒度分布シャープ化が進められるとともに、転写効率や流動性の向上の目的から球形のトナーが好適に用いられるようになってきている。そして効率的に小粒径で球形なトナー粒子を調製する方法としては、湿式法が用いられるようになってきている。
シャープメルトなポリエステル樹脂を用いることのできる湿式法として、樹脂成分を、水と非混和性である有機溶媒に溶解し、この溶液を水相中に分散して油滴を形成することにより、球形トナー粒子を製造する「溶解懸濁」法が提案されている(特許文献1)。この手法によれば、低温定着性に優れるポリエステルを結着樹脂とした小粒径で球形のトナーを簡便に得ることができる。
更に、上述したポリエステルを結着樹脂とした溶解懸濁法で生成されたトナー粒子において、更なる低温定着性を目的として、カプセル型のトナー粒子も提案されている。
特許文献2には以下の方法が提案されている。
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相を調製し、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。
また、特許文献3、4には、それぞれビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂のいずれかまたはそれらを併用した樹脂微粒子の存在下で溶解懸濁法によりトナー母粒子を調製し、上記樹脂微粒子でトナーの母粒子の表面が被覆されたトナー粒子を調製する手法が提案されている。
特許文献5には、ウレタン変性ポリエステル樹脂微粒子を分散剤として用いた溶解懸濁法によるトナー粒子が提案されている。
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。
このコア・シェル型のトナー粒子においては、コア部分を低粘度にし、耐熱性保存性に劣る性質を、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、高い分子量に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。
湿式法でコア・シェル型のトナーを作製する場合、トナー表面に極性の材料を配置することが可能である。また、樹脂微粒子を分散剤に用いる工程においては、樹脂微粒子が極性を持つことにより、水相となじみやすくカプセル構造をとりやすくなる(特許文献7)。しかしながら、表層材料にスルホン酸基、カルボキシル基のような極性基を持つ場合は、トナー表面の吸水による弊害を引き起こしやすかった。トナー粒子の吸水量が大きい場合、高湿環境下に放置後のトナー粒子の帯電量が不十分となりやすい。また、吸水によってトナーが可塑化され、凝集する場合がある。吸水状態でのトナーのガラス転移温度が、保存温度を下回った場合、この凝集が生じやすい。
特開平08−248680号公報 特開平05−297622号公報 特開2004−226572号公報 特開2004−271919号公報 特許3455523号 WO2005/073287 特開2006−206848号公報
本発明は、上記のような問題を鑑みてなされたものであり、低温定着性に優れたカプセル型のトナーでありながら、耐オフセット性が高く、帯電性にも優れたトナーを提供することにある。特に、環境での保存性を満足した上での、帯電性の安定化を目的とし、文字、ライン、ドットが精細であり、高品位な画像を得ることにある。さらに、高温高湿下においてもトナーの吸水量を抑えることが可能であり、トナーの可塑化による帯電量の低下、現像時の飛散かぶり、転写不良等の問題を解決することにある。そして小粒径で粒度分布がシャープな球形のトナーを提供することにある。
本発明は、ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、着色剤およびワックスを少なくとも含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該トナー粒子表面のX線光電子分光分析(ESCA)による表面窒素量が1.0atomic%以上10.0atomic%以下であり、
該トナー粒子を水に分散させて測定して得られたトナー粒子の酸価をUt(mgKOH/g)としたとき、該トナー粒子の比表面積Stが0.60m2/g以上2.0m2/g以下であり、該トナー粒子の表面積あたりの酸価(Ut/St)は0.2mgKOH/m2以上1.5mgKOH/m2以下を満足し、
該トナー粒子を温度23.0℃湿度25%RH環境下に3日間放置した後で測定したときの仕事関数W0が5.65eV以上6.00eV以下であることを特徴とするトナーに関する。
本発明によれば低粘度、離型性、着色といった機能をトナー母粒子(A)はもっているため、優れた低温定着性を実現する。
窒素量の多いトナーでありながら、高温高湿環境下における低温定着の阻害性および帯電能の低下を抑制し、高品質な画像を得ることができる。また、トナー飛散、かぶりといった問題をも解決でき、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。
DSCカーブによるTgの算出方法を示す。 温度40℃、相対湿度95%での吸水量を測定するための、質量変化曲線。 摩擦帯電量を測定する装置の概略図である。
本発明により、樹脂(a)にポリエステルを主成分とする樹脂を用いることで、軟化点、ガラス転移温度、分子量分布といったシャープメルト性にかかわる溶融特性を制御しやすい。その結果、定着温度を下げることができ、低温で高グロスを付与でき、定着時に十分溶融しやすく画像濃度の高いトナーを提供することが可能である。
本発明のトナーは、トナー粒子表面のX線光電子分光分析(ESCA)による399乃至401eV付近の窒素量が1.0atomic%以上10.0atomic%以下であることが好ましい。表面窒素量が1.0atomic%未満の場合、表面の窒素量は顔料由来(398eV付近)であり、ワックスや顔料がトナー表面に露出しているため、保存安定性が得られない。一方、表面窒素量が10.0atomic%超である場合、窒素量が多くなりすぎて帯電はポジとなる。また、環境における保存安定性も吸水量の増加により悪化する。
本発明のトナーは、シェルの吸水量を調整しトナー粒子の表面の吸水を抑制したことを特徴とする。すなわち、粒子を水に分散させて測定して得られたトナー粒子の酸価をUt(mgKOH/g)とし、トナー粒子の比表面積をStとしたとき、(Ut/St)が0.2mgKOH/m2以上1.5mgKOH/m2以下が好ましい。(Ut/St)が0.2mgKOH/m2より小さい場合、吸水によるトナー表面強度の変化は小さいものの、低湿度下での電化の保持性の不足や、チャージアップ等の帯電的問題を引き起こしやすい。また、(Ut/St)が1.5mgKOH/m2より大きい場合、吸水によるトナー表面粘度の変化か顕著になり、耐熱保存性、定着性の両立が厳しくなる。
Utは0.2mgKOH/g以上1.0mgKOH/g以下が好ましく、トナー粒子の比表面積Stは0.60m2/g以上2.00m2/g以下が好ましい。
トナー表面の吸水量を下げるためには、表層に用いる材料の吸水量を下げることが必要である。湿式法でコア・シェル型のトナーを作製する場合、極性を持つ材料をトナー表面に配置させるが,カルボン酸やスルホン酸といった極性基が多いと吸水量が多くなる傾向にあった。しかしながらカルボン酸やスルホン酸といった極性基を単純に減らすと,吸水は抑えられるがトナーの造粒が困難になったり,カプセルのレベルが下がったりする。またトナーの帯電量が下がり現像性に問題が発生する。
そこで本発明ではトナー粒子の仕事関数に着目した。仕事関数は、物質から電子を取り出すためのエネルギー(eV)として数値化され、種々の物質間の接触による帯電性を評価しうるものである。仕事関数が小さいほど電子を出しやすく、大きいほど電子を出しにくい。またトナー粒子の仕事関数は、トナー表面の官能基に強く影響を受け、一般に酸価が高いトナー粒子の仕事関数は高い。カプセル化に必要なカルボン酸やスルホン酸は電子吸引性官能基であり、仕事関数は高いが吸水性も高いものである。本発明では、カプセル化に必要量のカルボン酸は導入し、仕事関数を上げるために非吸水性の電子吸引性官能基を導入することで、耐吸水性と帯電性の両方を個々にコントロール可能であることを見出した。
本発明のトナー粒子の仕事関数は、5.65eV以上6.00eV以下であることが好ましい。5.65eVより小さい場合、帯電が不十分となりカブリや飛散など現像性に問題が生じる。6.00eVより大きい場合、チャージアップするため画像濃度低下を引き起こしやすい。帯電においてチャージアップしやすい温度23.0℃湿度25.0%RH環境下や吸水によって帯電低下しやすい温度40.0℃湿度95.0%RH環境下などにおいても、仕事関数は上記範囲内であることが好ましい。
さらに、どの環境においてもトナーの性能が変化しないことが求められるため、温度23.0℃湿度25.0%RH環境下に3日放置後のトナーの帯電量と、温度40.0℃湿度95.0%RH環境下に3日放置後のトナーの帯電量との差は、10.0mC/kg以下であることが好ましい。
低温定着を満足するためには、ガラス転移温度の低いトナー設計を用いることが有効であるが、耐熱保存性の両立から、適正の温度に設計することが好ましい。また、画像の保存安定性のためにも適切な、ガラス転移温度に設計することが望ましい。
本発明のトナーは、昇温速度が0.5℃/minでのガラス転移温度Tg(0.5)が以下の関係を満足することを特徴とする。
35.0≦Tg(0.5)≦60.0・・・(1)
即ち、35.0℃以上60.0℃以下であり、好ましくは40.0℃以上58.0℃以下である。ガラス転移温度Tg(0.5)が35.0℃より小さい場合、低温での定着性に優れるものの、高温での、巻きつき、オフセットという問題が発生しやすく、定着の温度領域が狭くなりやすい。また、トナーの保管時の安定性を損ねたり、定着後の画像保存時における、安定性が不足しやすい。ガラス転移温度Tg(0.5)が60.0℃を超える場合、低温定着性を実現し難い。
さらに、本発明のトナーは、DSC測定におけるガラス転移温度に特徴がある。
DSC測定においては、トナーのガラス転移温度吸熱ピークとして観測されるが、トナーのガラス転移点測定の昇温時において、昇温速度を変化させた場合、ガラス転移温度の変化が以下の関係を満足することを特徴とする。
2.0≦Tg(4.0)−Tg(0.5)≦10.0・・・(2)
(ここで、Tg(0.5)は昇温速度0.5℃/minで得られたガラス転移温度(℃)、Tg(4.0)は昇温速度4.0℃/minで得られたガラス転移温度(℃)を表す。)
即ち、Tg(4.0)−Tg(0.5)が2.0℃以上10.0℃以下であり、好ましくは2.5℃以上8.0℃以下である。Tg(4.0)−Tg(0.5)が2.0℃より小さい場合、耐熱保存性が不十分になったり、ワックス、着色剤の影響を拾いやすくなる。また、Tg(4.0)−Tg(0.5)が10.0℃より大きい場合、十分なカプセル構造はとるものの、低温定着性を発揮できなくなったり、ワックスの染み出しが不十分になり、定着部材への巻きつきが発生しやすい。
トナー表面の吸水性を制御することが必要である。本発明のトナーは、温度40℃湿度95%RHにおける吸水量が0.5質量%以上2.0質量%以下であることが好ましい。より好ましくは1.5質量%以下である。
本発明のトナーはカプセル型構造を有することが好ましく、表面層に比較的粘度の高いシェル層を設ける。本発明においては、樹脂の分散剤を用い、カプセル型トナーを達成している。カプセル型のトナーとすることで、コア部分の特性を拾いにくく、着色剤の特性、ワックスの特性をコアに閉じ込めることが出来る。しかしながら、完全なカプセル型トナーになった場合において、シェルの部分の耐吸水性と帯電特性の両立が必要であり、それらをコントロールした、シェル材料の設計が必要である。
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。
トナー表面層(B)の主成分は樹脂(b)であるため,該樹脂(b)の仕事関数が直接トナーの仕事関数に影響するため,本発明に用いる樹脂(b)の仕事関数は、5.65eV以上6.00eV以下であることが好ましい。仕事関数が5.65eVより小さい場合,トナーの帯電が不十分となりカブリ,飛散など現像性に問題が生じる。また仕事関数が6.00eVより大きい場合,トナーがチャージアップするため画像濃度の低下を引き起こしやすい。
本発明において、該樹脂(b)の温度40℃湿度95%RH環境下における吸水量が2.5質量%以下であることが好ましい。
該樹脂(b)の温度40℃湿度95%RH環境下における吸水量が2.5質量%を超える場合、トナー粒子の吸水量が2.0質量%より大きくなりやすい。また表面のTgが下がり、苛酷環境下(温度40℃湿度95%RH)における安定性が得られにくくなる。高温高湿環境においてはトナーが凝集しやすくなり、保存性が低下しやすい。さらに、現像過程でとびちりが発生しやすく、鮮明な画像を得にくい。
該ウレタン樹脂(b)をテトラヒドロフランに溶解して測定した場合のウレタン樹脂(b)の酸価をUb(mgKOH/g)としたとき、該Ubが10.0乃至50.0mgKOH/gであることが好ましい。
該Ubが10.0mgKOH/gより小さい場合、トナーの耐熱保存性が低下しやすい。さらに表面層(B)がはがれやすく、耐久安定性が低下する場合がある。一方、該Ubが50.0mgKOH/gを超える場合、所望のトナー酸価を満たすのが困難となりやすい。また該Ubはカルボキシル基含有モノマーの配合比で調整するのが好ましい。
ウレタン樹脂(b)が有するカルボン酸,スルホン酸といった官能基を減らし,吸水量を低くすることが可能であるが,湿式法でトナーを作製する場合,トナー作製が難しくなったり、カプセル性が崩れたり、十分な帯電性能を出せなくなる。しかしカルボン酸やスルホン酸などの官能基を減らし,ニトリルやカルボン酸メチルといった吸水に関与しない電子吸引性官能基を導入すると,吸水量は少ないうえに仕事関数は高くなり,高温高湿環境下でも安定した帯電性能を保つことが可能となる。
以下に本発明に用いられるトナー母粒子(A)について詳しく述べる。
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)、着色剤、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。
本発明に用いられる、上記樹脂(a)は、主成分としてポリエステルを含有する。ここで「主成分」とは、上記樹脂(a)の総量に対し50質量%以上をポリエステルが占めることを意味する。上記ポリエステルには、アルコール成分として脂肪族ジオールを主成分として用いたポリエステル、及び/又は、アルコール成分として芳香族ジオールを主成分として用いたポリエステルを用いることが好ましい。
上記脂肪族ジオールは、好ましくは炭素数が2乃至8であり、より好ましくは炭素数が2乃至6である。
上記炭素数2乃至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、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の3価以上の多価アルコールが挙げられる。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乃至100モル%であることが好ましく、より好ましくは50乃至100モル%である。
上記芳香族ジオールとしては、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)プロパンが挙げられる。
上記ポリエステルを構成するカルボン酸成分としては以下のものが挙げられる。
フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等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乃至20のアルキル基又は炭素数2乃至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乃至8)エステル等。
上記カルボン酸は、帯電性の観点から、芳香族多価カルボン酸化合物が含有されていることが好ましく、その含有量は、上記ポリエステルを構成するカルボン酸成分中、30乃至100モル%が好ましく、50乃至100モル%がより好ましい。
また、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。
上記ポリエステルの製造方法は、特に限定されず、公知の方法に従えば良い。例えば、アル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乃至250℃の温度で縮重合する製造方法が挙げられる。
上記樹脂(a)は、上記脂肪族ジオールをアルコール成分として使用したポリエステルを主成分として含むことが好ましい。一方、上記樹脂(a)が、アルコール成分としてビスフェノール系モノマーを使用したポリエステルを含む場合であっても、該樹脂(a)の溶融特性に大きな差は見られない。しかしながら、ウレタン樹脂(b)との関係で、造粒性に影響を及ぼすため、適宜適正なポリエステルを選ぶことが有効である。
上記樹脂(a)は、脂肪族ジオールや芳香族ジオールをアルコール成分として使用したポリエステル以外のポリエステル、例えば、脂肪族ジオールの使用量が上記範囲外であるポリエステル樹脂、スチレン−アクリル樹脂、ポリエステルとスチレンアクリルの混合樹脂、エポキシ樹脂等が含有されていてもよい。その場合、上記特定量の脂肪族ジオールをアルコール成分として使用したポリエステルの含有量が、樹脂(a)全量に対して、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましい。
更に本発明では樹脂(a)の分子量は、ピーク分子量が8000以下、好ましくは5500未満であることがより好ましい形態の一つである。更に、分子量10万以上の割合が5.0%以下、より好ましくは1.0%以下であることも好ましい形態の一つである。
ピーク分子量が8000を超える場合であったり、分子量10万以上の割合が5.0%を超える場合であったりすると、表層樹脂の種類や量によっては定着性が著しく損なわれる場合がある。
また本発明においては、結着樹脂の分子量が1000以下の割合が10.0%以下、より好ましくは7.0%未満であることが好ましい。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。
本発明においては、特に上記した分子量が1000以下の割合を10.0%以下にするために、以下のような調製方法を好適に用いることができる。
分子量1000以下の割合を少なくするためには、結着樹脂を溶媒に溶解させその溶液を水と接触させて放置することによって、分子量1000以下の割合を効果的に減少させることができる。すなわちこのような操作により、水中に上記分子量1000以下の低分子量成分が溶出し、効果的に樹脂溶液から除去することができる。
上記理由から、例えば、トナーの製造方法として前述した溶解懸濁法を用いることが好ましい。樹脂(a)と着色剤とワックスとを溶解乃至分散した溶液を、水系媒体中で懸濁させる前に、水系媒体と接触させたまま放置する方法を用いることで効率的に低分子量成分を除去することができる。
本発明においてトナーの分子量を調節する場合には、2種類以上の分子量を持つ樹脂を混合して用いても良い。
本発明において、樹脂(a)中に結晶性ポリエステルを含有しても良い。結晶性ポリエステルとしては、脂肪族ジオールを主成分にしたアルコール成分と脂肪族ジカルボン酸化合物を主成分としたカルボン酸成分を縮重合させて得られる樹脂が好ましい。
上記結晶性ポリエステルは、2価以上の多価アルコールからなるアルコール成分と、2価以上の多価カルボン酸化合物からなるカルボン酸成分とを含有した単量体を用いて得られる。その中でも、炭素数が2乃至6、好ましくは4乃至6の脂肪族ジオールを60モル%以上含有したアルコール成分と炭素数が2乃至8、好ましくは4乃至6、より好ましくは4の脂肪族ジカルボン酸化合物を60モル%以上含有したカルボン酸成分を縮重合させて得られた樹脂が好ましい。
上記結晶性ポリエステルを構成する上記炭素数2乃至6の脂肪族ジオールとしては以下のものが挙げられる。
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。
上記結晶性ポリエステルを構成するアルコール成分には、脂肪族ジオール以外の多価アルコール成分が含有されていてもよい。該多価アルコール成分としては以下のものが挙げられる。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乃至3)オキサイド(平均付加モル数1乃至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。
上記結晶性ポリエステルを構成する炭素数2乃至8の脂肪族ジカルボン酸化合物と以下のものが挙げられる。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乃至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。
上記結晶性ポリエステルを構成するカルボン酸成分には、脂肪族ジカルボン酸化合物以外の多価カルボン酸成分が含有されていてもよい。該多価カルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸;セバシン酸、アゼライン酸、n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸の脂肪族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸;トリメリット酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸;及びこれらの酸の無水物、アルキル(炭素数1乃至3)エステル等が挙げられる。
上記結晶性ポリエステルを構成するアルコール成分とカルボン酸成分は、不活性ガス雰囲気中にて、要すればエステル化触媒等を用いて、150乃至250℃の温度で反応させること等により縮重合させることができる。
本発明に用いるポリエステルを主成分にする樹脂(a)は、温度40℃湿度95%RHにおける吸水量が2.0質量%以下であることが好ましく、より好ましくは、1.5質量%以下である。樹脂(b)は、温度40℃湿度95%RHにおける吸水量が2.5質量%以下が好ましく、より好ましくは、2.0質量%以下である。
本発明に用いられるワックスとしては、例えば、以下のものが挙げられる。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、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。
本発明においてエステルワックスとは、1分子中にエステル結合を少なくとも1つ有していればよく、天然エステルワックス、合成エステルワックスのいずれを用いてもよい。
合成エステルワックスとしては、例えば、長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和アルコールから合成されるモノエステルワックスが挙げられる。長鎖直鎖飽和脂肪酸は一般式Cn2n+1COOHで表わされ、n=5乃至28程度のものが好ましく用いられる。また長鎖直鎖飽和アルコールはCn2n+1OHで表わされn=5乃至28程度のものが好ましく用いられる。
ここで長鎖直鎖飽和脂肪酸の具体例としては、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ヘプタデカン酸、テトラデカン酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラモン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸、モンタン酸およびメリシン酸等が挙げられる。
一方、長鎖直鎖飽和アルコールの具体例としては、アミルアルコール、ヘキシールアルコール、ヘプチールアルコール、オクチルアルコール、カプリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、エイコシルアルコール、セリルアルコールおよびヘプタデカンノオールが挙げられる。
また、1分子にエステル結合を2つ以上有するエステルワックスとしては、例えば、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18−オクタデカンジオール−ビス−ステアレート、ポリアルカノールエステル(トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートが挙げられる。
また、天然エステルワックスとしては、キャンデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油、蜜ろう、ラノリン、カスターワックス、モンタンワックスおよびその誘導体が挙げられる。
また、その他の変性ワックスとしては、ポリアルカン酸アミド(エチレンジアミンジベヘニルアミド);ポリアルキルアミド(トリメリット酸トリステアリルアミド);及びジアルキルケトン(ジステアリルケトン)が挙げられる。
上記ワックスは部分ケン化されていてもよい。
上記のうち、より好ましいワックスとしては、長鎖直鎖飽和脂肪酸と長鎖直鎖飽和脂肪族アルコールとによる合成エステルワックスもしくは、上記エステルを主成分とする天然ワックスである。
この理由は定かでないが、ワックスが直鎖状の構造を持つことにより、溶融状態での移動度が高くなるためであると思われる。すなわち、ワックスは定着時に結着樹脂であるポリエステルや表面層のジオールとジイソシアネートの反応物といった比較的極性の高い物質の間を通り抜けてトナー表層へ染み出ることが必要である。従って、このような極性の高い物質の間を通り抜けるには、ワックスは出きるだけ直鎖状の構造であることが有利に働いているものと思われる。
さらに、本発明においては上記した直鎖構造に加えてエステルがモノエステルであることがより好ましい。これも上述した理由と同様に、分岐した鎖にそれぞれエステルが結合しているようなバルキーな構造では、ポリエステルや本発明の表面層のような極性の高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。
また本発明においては、必要に応じてエステルワックス以外の炭化水素系ワックスを併用することも好ましい形態の一つである。
上記エステルワックス以外の炭化水素系ワックスとしては、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムおよびこれらの誘導体の如き石油系天然ワックス、フィッシャートロプッシュワックス、ポリオレフィンワックスおよびその誘導体(ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス)の如き合成炭化水素、オゾケライト、セレシンの如き天然ワックスが挙げられる。
本発明において、トナー中におけるワックスの含有量は、好ましくは5.0乃至20.0質量%、より好ましくは5.0乃至15.0質量%である。5.0質量%より少ないと、トナーの離型性を保てなくなり、20.0質量%より多い場合は、トナー表面にワックスが露出し易くなり、耐熱保存性の低下を招く恐れがある。
本発明においてワックスは、示差走査熱量測定(DSC)において、60℃以上90℃以下に最大吸熱ピークを有することが好ましい。最大吸熱ピークが60℃より低いと、トナー表面にワックスが露出し易くなり、耐熱保存性の低下を招く恐れがある。一方、最大吸熱ピークが90℃より高いと、定着時に適切にワックスが溶融せず低温定着性や耐オフセット性に劣る場合がある。
本発明に用いられる着色剤としては以下のものが挙げられる。
イエロー用の着色剤としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が挙げられる。
具体的には、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントイエロー12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、128、129、138、147、150、151、154、155、168、180、185、213、214。これらは単独或いは2種類以上のものを併用して用いることが可能である。
マゼンタ用の着色剤としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、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、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物が挙げられる。
具体的には、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、238、254、269、C.I.ピグメントバイオレッド19。これらは単独或いは2種類以上のものを併用して用いることが可能である。
シアン用の着色剤としては、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が挙げられる。
具体的には、以下のものが挙げられる。
C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、66が挙げられる。これらは単独或いは2種類以上のものを併用して用いることが可能である。
黒色用の着色剤としては、以下のものが挙げられる。ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックのカーボンブラック。又、マグネタイト、フェライトの如き金属酸化物も用いられる。
本発明においては着色剤として、極端に水への溶解度の高い染料、顔料を用いた場合、製造工程中に水中へ溶解し、造粒が乱れたり、所望の着色を得られなくなる可能性がある。
本発明においては、通常のカラートナー用の着色剤として用いる場合、着色剤の含有量は、トナーに対し、2.0質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。2.0質量%より少ない場合、着色力が低下する。一方、15.0質量%より多い場合、色空間が小さくなりやすい。より好ましくは2.5質量%以上12.0質量%以下である。また、通常のカラートナーと併せて、濃度を下げた薄色用トナーも好ましく用いることが出来る。この場合、着色剤の含有量は、トナーに対し、0.5質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。より好ましくは0.7質量%以上3.0質量%以下である。
上記着色剤は、トナー粒子の断面の拡大写真を撮影し、得られたトナー粒子の画像において、個数平均粒子径が200nm以下であることが好ましい。より好ましくは150nm以下である。一方、上記個数平均粒子径は50nm以上であることが好ましい。200nmを超える場合、粒隗が大きく着色剤のシェルが形成しにくい。そのため、着色力の低下や色域の低下を引き起こしやすい。
本発明においては、必要に応じて荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤は、樹脂(a)、着色剤及びワックスを少なくとも含むトナー母粒子(A)に含まれていてもよいし、表面層(B)に含まれていても良い。
本発明に用いることのできる帯電制御剤としては、公知のものが使用でき、以下のものがあげられる。
ネガ系荷電制御剤としてサリチル酸、アルキルサリチル酸、ジアルキルサリチル酸、ナフトエ酸、ダイカルボン酸の如き芳香族カルボン酸の金属化合物、アゾ染料或いはアゾ顔料の金属塩または金属錯体、スルフォン酸又はカルボン酸基を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーン等が挙げられる。ポジ系荷電制御剤としては四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、ニグロシン系化合物、イミダゾール化合物。
次に、本発明に用いられる表面層(B)について述べる。
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。
本発明に用いられる樹脂(b)としては、水性分散液を形成しうる樹脂が好ましい。従って、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂が、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすいため、好ましい。
表面層(B)の粘度を下げるためには、ポリエステルを構成要素にもつポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。さらに、溶剤に対する適度の親和性を示し、水分散性、粘度の調整、粒径の揃えやすさからは、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好ましく、ポリウレタン樹脂が特に好ましい。また、表面層(B)に様様な機能をもたせることも可能である。特に、表面はトナーの帯電性に影響するため、表面層に荷電制御性を持つ樹脂を用いることも可能である。
以下、ポリウレタン樹脂について詳しく述べる。
上記ウレタン樹脂は、プレポリマーである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。該ジオール成分、ジイソシアネート成分の調整により、各種機能性をもつ樹脂を得ることが出来る。
ウレタン樹脂(b)は、ジイソシアネートを2.5mmol/g以上3.5mmol/g以下で含有することが好ましい。2.5mmol/gより低い場合、カルボン酸、スルホン酸といった官能基を少なくし、吸水量を低くした場合、トナー作製が難しかったり、カプセル性が崩れたり、十分なトナー性能を出しにくくなる。3.5mmol/gより多い場合、トナーの作製はしやすくなるものの、ウレタン樹脂(b)の粘弾性測定がしにくくなったりする。
上記ジイソシネート成分としては以下のものが挙げられる。
炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6乃至20の芳香族ジイソシアネート、炭素数2乃至18の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4乃至15の脂環式ジイソシアネート、炭素数8乃至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。
上記芳香族ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられるが特に限定するものではない。
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。
上記脂肪族ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。
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。
上記脂環式ジイソシアネートとしては、以下のものが挙げられる。
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。
これらのうちで好ましいものは6乃至15の芳香族ジイソシアネート、炭素数4乃至12の脂肪族ジイソシアネート、及び炭素数4乃至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HDI及びIPDIである。
また上記ウレタン樹脂(b)は、上記したジイソシアネート成分に加えて、3官能以上のイソシアネート化合物を用いることもできる。上記した3官能以上のイソシアネート化合物としては、例えば、ポリアリルポリイソシアネート(PAPI)]、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、m−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネート及びp−イソシアナトフェニルスルホニルイソシアネートが挙げられる。
また、上記ウレタン樹脂(b)に用いることのできるジオール成分としては、以下のものが挙げられる。
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);
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);
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。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。
これらのうち好ましいものは、酢酸エチルへの溶解性(親和性)を考えるとアルキル構造が好ましく、炭素数2乃至12のアルキレングリコールを用いることが好ましい。
また上記ウレタン樹脂においては、上記したジオール成分に加えて、末端が水酸基であるポリエステルオリゴマー(末端ジオールポリエステルオリゴマー)も好適なジオール成分として用いることができる。
このとき、末端ジオールポリエステルオリゴマーの分子量(数平均分子量)は、好ましくは3000以下、より好ましくは800以上2000以下である。
末端ジオールポリエステルオリゴマーの分子量が上記以上大きくなると、イソシアネート末端の化合物との反応性が低下し、ポリエステルの性質が強くなりすぎて酢酸エチルに可溶となってしまう。
また、上述した末端ジオールポリエステルオリゴマーの含有量は、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物を構成するモノマー中において、好ましくは1モル%以上10モル%以下、より好ましくは3モル%以上6モル%以下である。
末端ジオールポリエステルオリゴマーが10モル%を超えて含有されている場合、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物が酢酸エチルに可溶となってしまう場合がある。
一方、末端ジオールポリエステルオリゴマーが1モル%より少ない場合は、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物が熱的に固くなりすぎて定着性を阻害したり、樹脂(a)との親和性が低下して表面層が形成され難くなったりする場合がある。
上記した末端ジオールポリエステルオリゴマーのポリエステル骨格と、樹脂(a)のポリエステル骨格は、同一であることが、良好なカプセル型トナー粒子を形成するためには好ましい。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(コア)との親和性に関係している。
また上述した末端ジオールポリエステルオリゴマーは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドなどで変性された、エーテル結合を有していても良い。
また、上記ウレタン樹脂においては、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物に加えて、アミノ化合物とイソシアネート化合物の反応物がウレア結合した化合物も併用して含有することができる。
上記アミノ化合物としては以下のものが挙げられる。
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、ヒドラジン水和物などのジアミン。
トリエチルアミン、ジエチレントリアミンおよび1,8−ジアミノ−4−アミノメチルオクタンなどのトリアミン。
上記ウレタン樹脂においては、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、チオール基など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。
上記ウレタン樹脂においては、側鎖にカルボン酸基、スルホン酸基、カルボン酸塩又はスルホン酸塩を有していることが好ましい。これにより、水性分散液を形成しやすく、また、油相の溶剤に溶けることなく、安定にカプセル型構造を形成するために有効である。これらは、ジオール成分、又はジイソシアネート成分の側鎖にカルボン酸基、スルホン酸基、カルボン酸塩又はスルホン酸塩を導入することで容易に製造することができる。
例えば、側鎖にカルボン酸基、又はカルボン酸塩が導入されたジオール成分としては、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、ジメチロール酪酸、ジメチロールペンタン酸などのジヒドロキシルカルボン酸類及びその金属塩を挙げることができる。
一方、側鎖にスルホン酸基を持つジオール化合物としては例えば、3−(2,3−ジヒドロキシプロポキシ)−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、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、1,4−ジヒドロキシ−2−スルホン酸ベンゼン、1,3−ジヒドロキシメチル−5−スルホン酸ベンゼン、2−スルホ−1,4−ブタンジオール等ならびにその金属塩を挙げることができる。
上記した、側鎖にカルボン酸基、スルホン酸基、カルボン酸塩又はスルホン酸塩が導入されたジオール成分の含有量は、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物を形成する全モノマーに対して、好ましくは10モル%以上50モル%以下、より好ましくは20モル%以上30モル%以下である。
上記ジオール成分が10モル%より少ない場合には、後述する樹脂微粒子の分散性が悪くなり易く造粒性が損なわれる場合がある。一方、50モル%より多い場合には、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物が水系媒体中に溶解する場合が生じ、分散剤としての機能を果たせない場合がある。
上記ウレタン樹脂においては、ニトリル基、カルボン酸メチル基、といった非吸水性の電子吸引性基を有していることが好ましい。これにより、カプセル構造形成のために必要なカルボン酸やスルホン酸量のみで,トナーの吸水量は抑えられ、さらにトナー表層に存在するウレタン樹脂の仕事関数は高いため、高温高湿環境下でも安定した帯電性能を有するトナーを提供できる。
例えば、上記ウレタン樹脂に電子吸引性基を導入する場合、例えば、
1)側鎖に電子吸引性官能基を導入したジオール成分を用いる。
2)ウレタンプレポリマーのNCO末端を電子吸引性基含有アミンで末端封鎖する。
ことで容易に導入できる。
側鎖に電子吸引性官能基を導入したジオール成分としては,ジメチロールプロパン酸メチル、ジメチロールスルホン酸メチル、ジメチロールブタン酸メチル、ジメチロールペンタン酸メチルなどを挙げることができる。
ウレタンプレポリマーのNCO末端を封鎖する末端化合物としては,6−アミノヘキサニトリル,5−アミノペンタニトリル,4−アミノブタンニトリル,2−アミノベンゾニトリル,3−アミノベンゾニトリル,2−アミノベンゼン酸スルホフェニル,2−アミノベンゼンスルホン酸メチルなどを挙げることができる。
上記表面層(B)は、上記樹脂(b)を含有する樹脂微粒子によって形成されることが好ましい。上記樹脂微粒子の調製方法は特に限定されるものではなく、乳化重合法や、樹脂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。
上記樹脂微粒子の調製には、公知の界面活性剤や分散剤を用いること、又は、樹脂微粒子を構成する樹脂に自己乳化性を持たせることが可能である。
樹脂を溶媒に溶解させて樹脂微粒子を調製する場合に用いることのできる溶媒としては、特に制限をうけないが、以下のものが挙げられる。
酢酸エチル、キシレン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、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、酢酸イソプロピル等のエステル系溶媒、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒、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等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒。
また、上記樹脂微粒子を調製する場合において、ジオール成分とジイソシアネート成分との反応物を含有する樹脂微粒子を分散剤として用いる製造方法が好ましい形態の一つである。この製造方法では、ジイソシアネート成分を有するプレポリマーを製造し、これを水に急速に分散させ、引き続きジオール成分を添加することにより、鎖を延長させるかまたは架橋する。
すなわち、ジイソシアネート成分を有するプレポリマーと必要に応じてその他に必要な成分を、上記の溶媒のうちアセトンやアルコールといった水への溶解度が高い溶媒中に溶解又は分散する。これを水に投入することにより、ジイソシアネート成分を有するプレポリマーを急速に分散させる。そして、引き続き上記ジオール成分を添加して、所望の物性を持ったジオール成分とジイソシアネート成分との反応物を調製する方法である。
上記樹脂(b)を含有する樹脂微粒子の粒径は、トナー粒子がカプセル構造を形成するために、数平均粒子径が100nm以上300nm以下であることが好ましい。
即ち、数平均粒子径が100nmより小さい場合は、樹脂(b)を適正量添加する場合、造粒不良物を発生しやすい。造粒安定性等が低下する傾向にある。結果、カプセル構造の形成が難くなり、コア内部の遮蔽効果が現れにくくなる。
一方、数平均粒子径が300nmよりも大きい場合は、樹脂微粒子の被覆量が多くなり、樹脂(b)特徴を受けやすくなる。
より好ましくは120nm以上250nm以下である。この範囲の樹脂微粒子を用いることにより、樹脂(b)のコート性が良くなり、保存時や現像時での安定性に優れる。
本発明においては、トナーの重量平均粒子径(D4)が4.0μm以上9.0μm以下であることが好ましい。4.5μm以上7.0μm以下がより好ましい。
トナーの重量平均粒子径が4.0μmより小さいと、特に長時間の使用後などにおいてトナーがチャージアップし、濃度が低下するなどの問題を生じやすい。また、トナーの重量平均粒子径が9.0μmよりも大きい場合には、ライン画像等を出力する場合にお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。
また、トナーの重量平均粒子径(D4)は、ウレタン樹脂(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。
本発明のトナーにおいて、トナーの0.6μm以上2.0μm以下の粒子(以下、トナーの微粉量ともいう)が2.0個数%以下であることが好ましい。2.0μm以下の微粉が多い場合、剤汚染、帯電量変動の要因となりやすく、長期画出し後に濃度低下、飛散かぶりといった問題を引き起こしやすい。より好ましくは、1.5個数%以下である。
本発明のトナーの重量平均粒子径(D4)と個数平均粒子径(D1)の比D4/D1は1.25以下であることが好ましい。より好ましくは1.20以下である。一方、上記D4/D1は1.00以上であることが好ましい。
以下、本発明に用いられるトナー粒子の簡便な調製方法を説明するが、これに限定されるものではない。
トナー粒子は、樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を分散させた水系媒体中(以下、水相ともいう)に、少なくとも、ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、着色剤及びワックスを有機媒体中で溶解又は分散させて得られた溶解物又は分散物(以下、油相ともいう)を分散させ、得られた分散液から溶媒を除去し乾燥することによって得られることが好ましい。
上記の系においては、樹脂微粒子が上記溶解物又は分散物(油相)を上記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。
上記油相の調製方法において、樹脂(a)等を溶解させる有機媒体として以下のものが例示できる。
酢酸エチル、キシレン、ヘキサン等の炭化水素系溶媒、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、酢酸イソプロピル等のエステル系溶媒、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒、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等のケトン系溶媒。
上記樹脂(a)は、上記有機媒体に溶解させた樹脂分散液の形で用いることが好ましい。この場合、樹脂の粘度、溶解度により異なるが、次工程での製造のしやすさを考え、有機溶媒中に樹脂成分として、40質量%から60質量%の範囲で樹脂(a)を配合することが好ましい。また、溶解時に有機媒体の沸点以下で加熱すると、樹脂の溶解度が上がるため好ましい。
上記ワックス、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、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、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。特に、上記着色剤は、上記樹脂(a)とともに、有機媒体に予め分散した後、用いることが好ましい。
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、上記各成分を該有機媒体中に分散させることで調製することが出来る。
着色剤分散液について更に詳しく述べる。
以下、着色剤の分散液の調製方法について、例を挙げて、更に説明する。
本発明において、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)
着色剤を、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、着色剤、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、2乃至5mmが分散性に優れており好ましい。
(2)乾式混練
樹脂、着色剤、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。
(5)乾式溶融混練物作製時のワックス添加
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、着色剤との親和性の高い樹脂を用いる。特に、着色剤を分散させる樹脂は、ジアルコールの成分が、ビスフェノールAを主成分にしたポリエステル樹脂が好ましい。樹脂(a)の酸価は、15mgKOH/g以上30mgKOH/g以下が好ましく、重量平均分子量Mwが30,000以下であることが好ましい。
更に、各分散液の混合後、超音波による微分散工程が有効である。この場合、油相調整後の分散液の着色剤の凝集隗がほぐれやすくなり更に微分散が可能である。
本発明に好ましく用いられる超音波発振装置は、円柱状の構造を有する超音波を照射するための振動子を有する超音波発振素子方式のもの、超音波洗浄槽を有し、槽底面に超音波振動子を取り付け、水中で超音波被照を行うものを用いることができる。
超音波照射による顔料の高分散化のメカニズムについては、正確には不明であるが、おそらくは以下の理由によるものと推測される。
超音波照射による溶液自身の振動は、周波数に比例する。その加速度は、重力加速度の約1000乃至5000倍と非常に大きいため、従来の撹拌翼によるせん断力作用に比べ、効率良く顔料を高分散化することができると思われる。
上記水系媒体は、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することも出来る。混和可能な溶剤としては、アルコール類(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブ)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン)が挙げられる。また、本発明に用いる水系媒体中に、上記油相として用いる有機媒体を適量混ぜておくことも好ましい方法である。これは造粒中の液滴安定性を高め、また水系媒体と油相とをより懸濁しやすくする効果があると思われる。
本発明において水系媒体に、上記ウレタン樹脂(b)を含有する樹脂微粒子を分散させて用いることが好ましい。ウレタン樹脂(b)を含有する樹脂微粒子は、次工程での油相の安定性、トナー母粒子のカプセル化にあわせ所望量配合して用いる。本発明において、表面層(B)の形成に樹脂微粒子を用いた場合には、該樹脂微粒子の使用量は、トナー母粒子(A)に対し、5.0質量%以上15.0質量%以下であることが好ましい。
上記水系媒体中には、公知の界面活性剤、分散剤、分散安定剤、水溶性ポリマー、又は、粘度調整剤を添加することも出来る。
上記界面活性剤としては、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン界面活性剤が挙げられる。これらは、トナー粒子形成の際の極性に併せて任意に選択可能である。
具体的には、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、リン酸エステル等のアニオン界面活性剤;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や、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)グリシンやN−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等の両性界面活性剤が挙げられる。
上記分散剤として、以下のものが挙げられる。
アクリル酸、メタクリル酸、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−ヒドロキシプロビル、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−ヒドロキシプロビル、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、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水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体;
ビニルアルコール、又は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コールとのエ一テル類;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルアルコールとカルボキシル基を含有する化合物のエステル類;
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或いはこれらのメチロール化合物;アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド等の酸クロライド類;ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等の窒素原子、又はその複素環を有するもの等のホモポリマー又は共重合体;
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類;
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。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることも出来るが、溶解洗浄除去する方がトナーの帯電面から好ましい。
また、本発明においては、より好ましい分散状態を維持する上で固体の分散安定剤を使用しても構わない。
本発明においては、分散安定剤を使用することが好ましい。その理由は以下の通りである。トナーの主成分である樹脂(a)が溶解した有機媒体は高粘度のものである。よって、高剪断力で有機媒体を微細に分散して形成された油滴の周囲を分散安定剤が囲み、油滴同士が再凝集するのを防ぎ、安定化させる。
上記分散安定剤としては、無機分散安定剤、及び有機分散安定剤が使用出来、無機分散安定剤の場合は、分散後に粒子表面上に付着した状態でトナー粒子が造粒されるので溶媒と親和性がない塩酸等の酸類によって除去が出来るものが好ましい。例えば、炭酸カルシウム、塩化カルシウム、炭化水素ナトリウム、炭化水素カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ヒドロキシアパタイト、三リン酸カルシウムが使用出来る。
トナー粒子の調製時に用いられる分散方法は特に制約されず、低速せん断式、高速せん断式、摩擦式、高圧ジェット式、超音波等の汎用装置が使用可能であるが、分散粒径を2乃至20μm程度にする為には高速せん断式が好ましい。
回転羽根を有する撹拌装置であれば、特に制約はなく、乳化機、分散機として汎用のものであれば上記分散方法に使用可能である。
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)等の連続式乳化機、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。
上記分散方法に高速せん断式分散機を使用した場合、回転数は特に限定されないが、通常1000乃至30000rpm、好ましくは3000乃至20000rpmである。
上記分散方法における分散時間としてはバッチ方式の場合は、通常0.1乃至5分である。分散時の温度としては、通常、10乃至150℃(加圧下)、好ましくは10乃至100℃である。
得られた分散液から有機溶媒を除去する為には、系全体を徐々に昇温し、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を採用することが出来る。
或いは又、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧し、液滴中の非水溶性有機溶媒を完全に除去してトナー粒子を形成し、合せて分散液中の水を蒸発除去することも可能である。
その場合、分散液が噴霧される乾燥雰囲気としては、空気、窒素、炭酸ガス、燃焼ガス等を加熱した気体、特に使用される最高沸点溶媒の沸点以上の温度に加熱された各種気流が一般に用いられる。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。
上記分散方法により得られた分散液の粒度分布が広く、その粒度分布を保って洗浄、乾燥処理が行われた場合、所望の粒度分布に分級して粒度分布を整えることが出来る。
上記分散方法に用いた分散剤は得られた分散液から出来るだけ取り除くことが好ましいが、より好ましくは分級操作と同時に行うのが好ましい。
製造方法においては有機溶媒を除去した後、更に加熱工程を設けることも可能である。加熱工程を設けることで、トナー粒子表面を平滑化したり、トナー粒子表面の球形化度を調節したりすることができる。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことが出来る。勿論乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。
上記分級操作で得られた不要の微粒子、又は粗粒子は再び溶解工程に戻して粒子の形成に用いることが出きる。その際微粒子、又は粗粒子はウェットの状態でも構わない。
本発明のシアントナーは、トナーの流動性、現像性、及び帯電性を補助する為の外添剤として、無機微粒子を用いることが出来る。
無機微粒子の一次粒子径は、5nm以上2μm以下であることが好ましく、5nm以上500nm以下であることがより好ましい。また、無機微粒子のBET法による比表面積は、20m2/g以上500m2/g以下であることが好ましい。
無機微粒子の使用割合は、トナー粒子100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下であることが好ましく、0.01質量部以上2.0質量部以下であることがより好ましい。
これら無機微粒子は単独、若しくは複数種を併用し用いても何ら構わない。
無機微粒子の具体例としては、以下のものが挙げられる。
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。
上記無機微粒子は、高湿度下のトナーの流動特性や帯電特性の悪化を防止するために、表面処理剤を用いて疎水性を上げることが好ましい。
好ましい表面処理剤としては、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等が例示できる。
また、感光体や一次転写媒体に残存する転写後のトナーを除去する為の外添剤(クリーニング性向上剤)としては、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等のソープフリー乳化重合等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。
本発明のトナーの各種物性の測定方法について以下に説明する。
<樹脂の酸価の測定方法>
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。
D:試料の酸価(mgKOH/g)である。
<X線光電子分光分析(ESCA)の測定方法>
本発明におけるトナー粒子表面に存在する窒素元素の含有量は、ESCA(X線光電子分光分析)による表面組成分析を行い算出される。ESCAの装置及び測定条件は、下記の通りとすればよい。
使用装置:PHI社(Physical Electronics Industries, INC.)製 Quantum 2000 Scanning ESCA Microprobe
・ナロー分析
測定条件 :X線源 Al K・(25W,15KV)
光電子Angle :45°
Pass Energy:58.70eV
測定範囲 :φ100μm
Sweep数 :30回
<トナー粒子および樹脂の仕事関数の測定方法>
仕事関数は、光電子分光装置(理研計器(株)製AC−2)を使用して測定される。サンプルを該装置測定用ホルダーに均一に広げて載置し、試料を励起するためのUV光源として重水素ランプを使用し、照射光量500mWに設定する。また分光器により単色光を選択し、スポットサイズ4mm角、エネルギー走査範囲3.4乃至6.2eV、測定時間10sec/1ポイントでサンプルに照射する。そして、サンプル表面から放出される光電子を検知し、仕事関数計ソフトを使用して演算処理され得られるものである。仕事関数に関しては、繰り返し精度(標準偏差)0.02eVで測定されるものである。
<Tgの測定方法>
本発明におけるTgの測定方法は、DSC Q1000(TA Instruments社製)を用いて以下の条件にて測定を行った。
《測定条件》
・モジュレーションモード
・昇温速度 :0.5℃/分または4.0℃/分
・モジュレーション温度振幅:±1.0℃/分
・測定開始温度 :25℃
・測定終了温度 :130℃
昇温速度を変えるときは、新しい測定サンプルを用意した。昇温は1度のみ行い、「Reversing Heat Frow」を縦軸にとることでDSCカーブを得、図1に示すオンセット値を本発明のTgとした。
昇温速度0.5℃/分でのガラス転移温度をTg(0.5)、昇温速度4.0℃/分でのガラス転移温度をTg(4.0)をそれぞれ測定し、Tg(4.0)−Tg(0.5)は、両者の差として算出する。
<重量平均粒径(D4)、個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、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)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、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)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行なう。
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、以下のように前記専用ソフトの設定を行なった。
前記専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャーチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
前記専用ソフトの「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までに設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行なう。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行なう。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、前記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、前記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」が個数平均粒径(D1)である。
<樹脂微粒子の粒子径の測定方法>
樹脂微粒子の粒子径は、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乃至10μmのレンジ設定で測定を行い、個数平均粒子径(μm又はnm)として測定した。なお、希釈溶媒としては水を選択した。
<ワックスの融点の測定方法>
ワックスの融点は、ワックスを、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。
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。
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、測定温度範囲30乃至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、温度30乃至200℃の範囲におけるDSC曲線の最大の吸熱ピークを示す温度をワックスの融点とした。上記最大吸熱ピークとは、ピークが複数存在する場合には、最も吸熱量の大きいピークをいう。
<温度40℃湿度95%RH環境下における吸水量の測定方法>
(サンプル準備)
トナー粒子は乾燥させたものを用いる。樹脂(a)、樹脂(b)は中心径10μmに粉砕し、乾燥させたものを用いる。粉砕手段としては公知のものが使用できるが、日本分析工業社製冷凍粉砕機JFC−300を用いることができる。
(吸水量測定)
試料の温度40℃湿度95%RH環境下における吸水量は、TAInstruments社製吸着分析器Q5000SAを用いて測定する。測定の概略は、TA社発行の操作説明書「Qシリーズ スタートアップガイド」(改訂B2006年2月発行)に記載されているが、以下の通りである。
Q5000SAのリファレンスチャンバー、サンプルチャンバーにそれぞれ空パンをセットし零点調整を行う。ついで試料をサンプル側パンに投入し、測定開始する。
《測定条件》
・装置:TA Instruments社製 Q5000SA
・パン:Q5000SA用クォーツ蒸着パン957210.903
・ガス:乾燥空気
・サンプル量:1乃至2mg
・温湿度プログラム:
step1)温度40℃湿度0%RHを30分
step2)温度40℃湿度95%RHを60分
step3)温度40℃湿度0%RHを30分
(解析)
図2に示すチャートを得て、以下のように解析する。step2終了時(測定開始から90分)のweight(%)(W2)からstep1終了時(測定開始から30分)のweight(%)(W1)を引いた値を、40℃95%RH環境下における吸水量(%)として得る。
<トナー粒子の表面酸価(Ut)の測定方法>
(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。標定はJIS K 0070−1996に準じて行う。
(2)滴定
(A)本試験 トナー粒子0.5gを100mlの三角フラスコに精秤し、イオン交換水25mL、和光純薬工業社製界面活性剤「コンタミノンN」の3質量%水溶液を約0.3ml加える。超音波分散器(シャープ製UT−305HS)で1分間分散させる。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を5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10秒間続いたときとする。
(B)空試験 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、Utを算出する。
Ut=[(B−C)×f×56.1]/W
Ut:トナー粒子水分散液の酸価(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
W:試料(g)
なお、マゼンタトナー測定の場合、終点で色の変化を観察しにくいため、フェノールフタレインの代わりとして、チモルブルーを用いる。
<トナー及びトナー粒子のBET比表面積(St)の測定方法>
次ぎにトナーの比表面積の測定を行う。トナー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3に示すフローに従いトナーに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乃至1.0g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/ν(P0−P)=1/νm/C+(C−1)/νm/C・(P/P0)
P0:測定温度における吸着質の飽和蒸気圧
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
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
<樹脂微粒子分散液1の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 32質量部
・ネオペンチルグリコール 19質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 4質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−1を得た。ウレタン樹脂(b)−1の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液1を得た。
<樹脂微粒子分散液2の調製>
撹拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素を導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量4000) 86質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 4質量部
・ヘキサンジイソシアネート 10質量部
・アセトン 250質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加えさらに1.7質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−2を得た。ウレタン樹脂(b)−2の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈してポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液2を得た。
<樹脂微粒子分散液3の調製>
撹拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素を導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 7質量部
・ネオペンチルグリコール 29質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 4質量部
・イソホロンジイソシアネート 20質量部
・ヘキサンジイソシアネート 40質量部
・アセトン 250質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加えさらに1.7質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−3を得た。ウレタン樹脂(b)−3の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈してポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液3を得た。
<樹脂微粒子分散液4の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 32質量部
・ネオペンチルグリコール 20質量部
・2,2−ジメチロールプロピオン酸 3質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加えさらに1.7質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−4を得た。ウレタン樹脂(b)−4の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈してポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液4を得た。
<樹脂微粒子分散液5の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 30質量部
・ネオペンチルグリコール 14質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 11質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加えさらに1.7質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−5を得た。ウレタン樹脂(b)−5の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈してポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液5を得た。
<樹脂微粒子分散液6の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 29質量部
・ネオペンチルグリコール 12質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 4質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸メチル 10質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−6を得た。ウレタン樹脂(b)−6の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液6得た。
<樹脂微粒子分散液7の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 29質量部
・ネオペンチルグリコール 17質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 4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メチル 5質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−エチロールメチロールプロピオン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−7を得た。ウレタン樹脂(b)−7の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液7を得た。
<樹脂微粒子分散液8の調製>
撹拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素を導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 135質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 3質量部
・ヘキサンジイソシアネート 8質量部
・アセトン 250質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−8を得た。ウレタン樹脂(b)−8の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液8を得た。
<樹脂微粒子分散液9の調製>
撹拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素を導入しながら下記を仕込んだ。
・ネオペンチルグリコール 31質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 4質量部
・イソホロンジイソシアネート 25質量部
・ヘキサンジイソシアネート 40質量部
・アセトン 250質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−9を得た。ウレタン樹脂(b)−9の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液9を得た。
<樹脂微粒子分散液10の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 30質量部
・ネオペンチルグリコール 21質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 2質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−10を得た。ウレタン樹脂(b)−10の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液10を得た。
<樹脂微粒子分散液11の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 30質量部
・ネオペンチルグリコール 12質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 13質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを2.8質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加えさらに1.7質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−11を得た。ウレタン樹脂(b)−11の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈してポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液11を得た。
<樹脂微粒子分散液12の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 32質量部
・ネオペンチルグリコール 19質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 4質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−12を得た。ウレタン樹脂(b)−12の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液12を得た。
<樹脂微粒子分散液13の調製>
攪拌機および温度計を備えた反応装置に、窒素ガスを導入しながら下記を仕込んだ。
・イソフタル酸とビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とから得られる
ポリエステル樹脂(数平均分子量2000) 35質量部
・ネオペンチルグリコール 10質量部
・2,2−ジメチロールプロパン酸 11質量部
・イソホロンジイソシアネート 15質量部
・ヘキサンジイソシアネート 30質量部
・トリエチルアミン(ウレタン化反応の触媒) 0.5質量部
・水を除去したアセトン(溶媒) 100質量部
50℃に加熱し、15時間かけてウレタン化反応を行い、ウレタンプレポリマーを得た。このプレポリマーに6−アミノヘキサニトリルを5.6質量部加え反応させた。40℃に冷却後、2,2−ジメチロールプロパン酸のカルボキシル基を中和するため、トリエチルアミンをすでに添加した分に加え4質量部添加、混合し、反応混合物を得た。反応混合物の一部を乾燥させてウレタン樹脂(b)−13を得た。ウレタン樹脂(b)−13の物性を表1に示す。
この反応混合物を、特殊機化工業社製TKホモミクサーで10000rpm攪拌下、水600質量部中に注ぎ乳化させた。固形分比が20質量%となるよう水希釈して、ポリエステル含有ウレタンのエマルションである樹脂微粒子分散液13を得た。
Figure 2012048014
<ポリエステル−1の調製>
・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、210℃で2.5時間反応させ、ポリエステル−1を得た。ポリエステル−1のTgは45℃、酸価は18mgKOH/g、水酸基価は26mgKOH/gであった。
<ポリエステル−2の調製>
・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、200℃で3.5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36℃、酸価は21mgKOH/g、水酸基価は28mgKOH/gであった。
<ポリエステル−3の調製>
冷却管、窒素導入管および撹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−3を得た。ポリエステル−3のTgは58℃、酸価は4mgKOH/g、水酸基価は20mgKOH/gであった。
<ポリエステル樹脂溶液の調製>
撹拌羽つきの密閉性容器に酢酸エチルを投入し、100rpmで撹拌しているところに、上記ポリエステル−1乃至3を入れ室温で3日撹拌することでポリエステル樹脂溶液−1乃至9を調製した。樹脂含有量はすべて50質量%になるように調整した。
<ワックス分散液−1の調製>
・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。
Figure 2012048014
<着色剤分散液−1の調製>
・銅フタロシアニン顔料 C.I.ピグメントブルー15:3 100質量部
・上記ポリエステル−1 100質量部
・酢酸エチル 300質量部
・ガラスビーズ(1mm) 400質量部
上記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−1を得た。
<着色剤分散液−2および3の調製>
着色剤分散液の作製において、用いる樹脂をポリエステル2または3に変更して、着色剤分散液−2および着色剤分散液−3を得た。
(キャリアの製造例)
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。
・フェノール 10質量部
・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。
コート樹脂として、メチルメタクリレートとパーフルオロアルキル基(m=7)を有するメチルメタクリレートの共重合体(共重合比8:1 重量平均分子量45,000)を用いた。該コート樹脂100質量部に、粒径290nmのメラミン粒子を10質量部、比抵抗1×10-2Ω・cmで粒径30nmのカーボン粒子を6質量部加え、超音波分散機で30分間分散させた。更に、コート樹脂分がキャリアコアに対し、2.5質量部となるようにメチルエチルケトン及びトルエンの混合溶媒コート溶液を作製した(溶液濃度10質量%)。
このコート溶液を、剪断応力を連続して加えながら溶媒を70℃で揮発させて、磁性樹脂粒子表面への樹脂コートを行った。この樹脂コートされた磁性キャリア粒子を100℃で2時間撹拌しながら熱処理し、冷却、解砕した後、200メッシュの篩で分級して個数平均粒子径33μm、真比重3.53g/cm3、見かけ比重 1.84g/cm3、磁化の強さ42Am2/kgのキャリアを得た。
<実施例1>
(液状トナー組成物1の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
(カルナバワックス固形分:20%)
・着色剤分散液−1 25質量部
(顔料固形分:20%、樹脂固形分:20%)
・ポリエステル樹脂溶液−1 160質量部
(樹脂固形分:50%)
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 14.5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分間撹拌・分散した。更に、上記溶液を常温下で超音波分散器により30分間分散させることにより油相1を調製した。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215.5質量部
・樹脂微粒子分散液−1 35.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
(乳化及び脱溶剤工程)
上記水相中に油相を投入し、TKホモミクサーで回転数を8000rpmまでの条件で、1分間撹拌を続け、油相1を懸濁させた。
ついで、容器に撹拌羽をセットし、200rpmで撹拌しながら系内を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。
(洗浄乃至乾燥工程)
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、系内を撹拌しつつ、系内がpH4になるまで塩酸を加えて、5分間撹拌した。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分間撹拌する操作を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。
(トナー及び二成分現像剤の調製)
次に、上記トナー粒子1の100質量部に対し、アナターゼ型酸化チタン微粉末(BET比表面積80m2/g、個数平均粒径(D1):15nm、イソブチルトリメトキシシラン12質量%処理)0.9質量部をまずヘンシェルミキサーにより外添し、さらにオイル処理シリカ微粒子(BET比表面積95m2/g、シリコーンオイル15質量%処理) 1.2質量部、上記無機微粒子(ゾルゲルシリカ微粒子:BET比表面積24m2/g、個数平均粒径(D1):110nm) 1.5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。
本発明においては、上記トナー1を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。
トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
〔画像評価〕
得られたトナーの評価方法について説明する。画像評価には市販のキヤノン製カラー複写機(商品名:CLC5000)を用いた。
<低温定着性の評価>
評価には上記二成分現像剤1、カラーレーザー複写機CLC5000(キヤノン社製)を用いた。紙上のトナー載り量を1.2mg/cm2になるように上記複写機の現像コントラストを調整し、単色モードで、先端余白5mm、幅100mm、長さ280mmの、「べた」の未定着画像を常温常湿度環境下(23℃/60%RH)で作成した。紙は、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。
次に、LBP5900(キヤノン社製)の定着器を手動で定着温度設定が可能となるように改造した。定着部材が245mm/sになるように、設定し、該改造定着器を用い、常温常湿度環境下NN(23℃/60%)および常温低湿度環境下NL(23℃/5%)で、80℃から200℃の範囲で10℃ずつ定着温度を上昇させながら、上記「べた」の未定着画像の各温度における定着画像を得た。
得られた定着画像の画像領域に、柔和な薄紙(例えば、商品名「ダスパー」、小津産業社製)を被せ、該薄紙の上から4.9KPaの荷重をかけつつ5往復、該画像領域を摺擦した。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、以下のような評価基準で低温定着性を評価した。
尚、画像濃度はカラー反射濃度計(Color reflection densitometer X−Rite 404A:製造元 X−Rite社製)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
<帯電性(トリボ)の評価>
サンプルの調整
トナー及び所定のキャリア(日本画像学会標準キャリア フェライトコアを表面処理した球形キャリア N−01)蓋付きのプラスチックボトルにそれぞれ、1.0g、19.0g入れ、環境に1日放置する。環境はN/L(温度23.0℃/湿度 5%)、H/H(温度30.0℃/湿度 80%)、苛酷(温度40.0℃/湿度 95%)である。
帯電性(トリボ)の評価は、トナーの摩擦帯電量を用いて評価した。
以下にトナーの摩擦帯電量の測定方法について説明する。
まず、所定のキャリア(日本画像学会標準キャリア フェライトコアを表面処理した球形キャリア N−01)とトナーとを蓋付きのプラスチックボトルに入れ、振盪器(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、トナーとキャリアからなる現像剤を帯電させる。次に、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する。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、前述した現像剤約0.5乃至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)とする。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とする。この状態で2分間吸引を行い、トナーを吸引除去する。この時の電位計9の電位をV(ボルト)とする。ここで、8はコンデンサーであり容量をC(mF)とする。また、吸引後の測定容器全体の質量を秤りW2(g)とする。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/kg)=C×V/(W1−W2)
<耐熱保存性>
約10gのトナーを100mlのポリカップに入れ、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。
<苛酷保存性>
約10gのトナーを100mlのポリカップに入れ、更にチャック付き袋ユニパックJ−4(生産日本社)に入れ封をする。温度40℃、相対湿度95%の環境にサンプルを入れ、1時間温度を環境に合わせた上で、チャック付き袋より取り出し、3日間放置する。温度40℃、相対湿度95%の環境より取り出し、通常環境下(温度23℃、相対湿度60%)に1日放置する。放置したトナーを目視で評価した。
(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。
〔実機評価〕
得られたトナーの評価方法について説明する。画像評価には市販のキヤノン製カラー複写機(商品名:CLC5000)を用いた。
上記画像評価の為の試験機を,23℃,5%RH環境下に一晩放置後,印字率3%となる横線パターンを1枚/1ジョブとして,ジョブとジョブの間にマシンが一旦停止してから次のジョブが始まるように設定したモードで,A4普通紙(75g/m2)を使用して10000枚の画出し耐久試験を行った。
<転写効率>
上記画像評価の為の試験機を、温度23℃、相対湿度60%の条件下で、A4普通紙(75g/m2)を使用して評価を行った。上記評価機の感光体上の載り量が0.60mg/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。
<比較例1>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー14を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215.5質量部
・樹脂微粒子分散液−8 35.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
<比較例2>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー15を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215.5質量部
・樹脂微粒子分散液−9 35.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
<比較例3>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー16を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215.5質量部
・樹脂微粒子分散液−10 35.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
<比較例4>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー17を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215.5質量部
・樹脂微粒子分散液−11 35.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
<比較例5>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー18を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215.5質量部
・樹脂微粒子分散液−12 35.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
<比較例6>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー19を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 215.5質量部
・樹脂微粒子分散液−13 35.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
<実施例2>
実施例1で用いた樹脂微粒子分散液−1の代わりに樹脂微粒子分散液−2を用いて水相を作製した。これ以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー2を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
<実施例3>
実施例1で用いた樹脂微粒子分散液−1の代わりに樹脂微粒子分散液−3を用いて水相を作製した。これ以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー3を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
<実施例4>
実施例1で用いた樹脂微粒子分散液−1の代わりに樹脂微粒子分散液−4を用いて水相を作製した。これ以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー4を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
<実施例5>
実施例1で用いた樹脂微粒子分散液−1の代わりに樹脂微粒子分散液−5を用いて水相を作製した。これ以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー5を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
<実施例6>
実施例1で用いた樹脂微粒子分散液−1の代わりに樹脂微粒子分散液−6を用いて水相を作製した。これ以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー6を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
<実施例7>
実施例1で用いた樹脂微粒子分散液−1の代わりに樹脂微粒子分散液−7を用いて水相を作製した。これ以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー7を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
<実施例8>
実施例1で用いた油相の代わりに、以下に示す油相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー8を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(液状トナー組成物1の調製)
・ワックス分散液−1 50質量部
(カルナバワックス固形分:20%)
・着色剤分散液−1 25質量部
(顔料固形分:20%、樹脂固形分:20%)
・ポリエステル樹脂溶液−1 160質量部
(樹脂固形分:50%)
・トリエチルアミン 0.9質量部
・酢酸エチル 14.4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分間撹拌・分散した。更に、上記溶液を常温下で超音波分散器により30分間分散させた。
<実施例9>
実施例1で用いた油相の代わりに、以下に示す油相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー9を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
・ワックス分散液−1 50質量部
(カルナバワックス固形分:20%)
・着色剤分散液−1 25質量部
(顔料固形分:20%、樹脂固形分:20%)
・ポリエステル樹脂溶液−1 160質量部
(樹脂固形分:50%)
・トリエチルアミン 0.2質量部
・酢酸エチル 14.4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分間撹拌・分散した。更に、上記溶液を常温下で超音波分散器により30分間分散させた。
<実施例10>
実施例1で用いた油相の代わりに、以下に示す油相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー10を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
・ワックス分散液−1 50質量部
(カルナバワックス固形分:20%)
・着色剤分散液−2 25質量部
(顔料固形分:20%、樹脂固形分:20%)
・ポリエステル樹脂溶液−2 160質量部
(樹脂固形分:50%)
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 14.4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分間撹拌・分散した。更に、上記溶液を常温下で超音波分散器により30分間分散させた。
<実施例11>
実施例1で用いた油相の代わりに、以下に示す油相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー11を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
・ワックス分散液−1 50質量部
(カルナバワックス固形分:20%)
・着色剤分散液−3 25質量部
(顔料固形分:20%、樹脂固形分:20%)
・ポリエステル樹脂溶液−3 160質量部
(樹脂固形分:50%)
・トリエチルアミン 0.5質量部
・酢酸エチル 14.4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分間撹拌・分散した。更に、上記溶液を常温下で超音波分散器により30分間分散させた。
<実施例12>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー12を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 235.5質量部
・樹脂微粒子分散液−1 15.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
<実施例13>
以下の条件で作製した水相を用いた以外は、実施例1と同じ製造方法でトナー13を得た。トナーの成分組成比を表3に、トナーの特性を表4,5に示す。
(水相の調製)
容器に下記を投入し、TKホモミクサー(特殊機化社製)にて5000rpmで1分撹拌し、水相を調製した。
・イオン交換水 200.5質量部
・樹脂微粒子分散液−1 50.0質量部
(トナー母粒子100質量部に対して、樹脂微粒子7.0質量部)
・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50%水溶液
(エレミノールMON−7、三洋化成工業製) 25.0質量部
・酢酸エチル 30.0質量部
Figure 2012048014
Figure 2012048014
Figure 2012048014
1 吸引機(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)、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 (7)

  1. ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、着色剤およびワックスを少なくとも含有するトナー粒子を有するトナーであって、
    該トナー粒子表面のX線光電子分光分析(ESCA)による表面窒素量が1.0atomic%以上10.0atomic%以下であり、
    該トナー粒子を水に分散させて測定して得られたトナー粒子の酸価をUt(mgKOH/g)としたとき、該トナー粒子の比表面積Stが0.60m2/g以上2.00m2/g以下であり、該トナー粒子の表面積あたりの酸価(Ut/St)は0.2mgKOH/m2以上1.5mgKOH/m2以下を満足し、
    該トナー粒子を温度23.0℃湿度25%RH環境下に3日間放置した後で測定したときの仕事関数W0が5.65eV以上6.00eV以下であることを特徴とするトナー。
  2. 前記トナーの、示差走査熱量計(DSC)による測定において、昇温速度が0.5℃/minで測定されたガラス転移温度をTg(0.5)(℃)、昇温速度が4.0℃/minでの測定されたガラス転移温度をTg(4.0)(℃)とするとき、Tg(0.5)が35.0℃以上60.0℃以下、該Tg(4.0)と該Tg(0.5)との差(Tg(4.0)−Tg(0.5))(℃)が2.0℃以上10.0℃以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
  3. 前記トナーの温度40℃湿度95%RH環境下における吸水量が0.5質量%以上2.0質量%以下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。
  4. 前記ポリエステルを主成分とする樹脂(a)、着色剤およ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、樹脂(b)を主成分とする表面層(B)有するカプセル型のトナー粒子を有するトナー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。
  5. 前記樹脂(b)の仕事関数が5.65eV以上6.00eV以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナー。
  6. 前記樹脂(b)はウレタン樹脂であり、該ウレタン樹脂(b)の吸水量は2.5質量%以下であり、該ウレタン樹脂(b)を水に分散させて測定して得られた該ウレタン樹脂(b)の酸価をUb(mgKOH/g)としたとき、該Ubは10.0乃至50.0mgKOH/g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。
  7. 前記樹脂(b)はウレタン樹脂であり、ニトリル(シアノ)基を有す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。
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