JP2015191108A - 電子写真用トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コアシェル構造を有するトナーであって、コア部がアルコール成分とカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(A)を含有し、シェル部がアルコール成分とアルキル基を有するコハク酸及び/又はアルケニル基を有するコハク酸(ASAN)を含むカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(B)を含有し、ポリエステル(B)のガラス転移温度が35℃以上80℃以下であり、ポリエステル(B)のガラス転移温度がポリエステル(A)のガラス転移温度より3℃以上高く、ポリエステル(A)のカルボン酸成分中におけるASAN含有量(モル%)をXA、ポリエステル(B)のカルボン酸成分中におけるASAN含有量(モル%)をXBとするとき、XB―XA≧15の関係を満たす電子写真用トナー及びその製造方法。
【選択図】なし
Description
特許文献1には、低温定着性及び帯電安定性に優れる電子写真用トナーとして、コア部が、炭素数2〜6の脂肪族ジオールを含有するアルコール成分とアルケニルコハク酸を含まないカルボン酸成分とを縮重合させて得られる非晶質樹脂(A)を含み、シェル部が、アルコール成分とアルケニルコハク酸を含むカルボン酸成分とを縮重合させて得られる非晶質樹脂(B)である、コアシェル粒子を結着樹脂として含む電子写真用トナーが開示されている。
本発明の課題は、上記問題を解決し、低温定着性及び耐熱保存性を両立し、耐ドキュメントオフセット性にも優れる電子写真用トナー及びその製造方法を提供することである。
〔1〕 コアシェル構造を有する電子写真用トナーであって、
コア部が、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含んでもよいカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(A)を含有し、
シェル部が、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含むカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(B)を含有し、
ポリエステル(A)及びポリエステル(B)が下記(i)〜(iii)を満たす、電子写真用トナー。
(i)ポリエステル(B)のガラス転移温度が35℃以上80℃以下である。
(ii)ポリエステル(B)のガラス転移温度がポリエステル(A)のガラス転移温度より3℃以上高い。
(iii)ポリエステル(A)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXA、ポリエステル(B)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXBとするとき、XB―XA≧15の関係を満たす。
工程(1):前記ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子(a)を凝集させて、凝集粒子(1)を得る工程
工程(2):凝集粒子(1)に、前記ポリエステル(B)を含有する樹脂粒子(b)を添加して、凝集粒子(2)を得る工程
工程(3):凝集粒子(2)を融着させて、コアシェル構造を有するトナー粒子を得る工程
本発明の電子写真用トナーは、コアシェル構造を有する。コアシェル構造を有するトナーにおいては、低温定着性を発現するのに十分に低い温度で溶融できる樹脂成分をコア部に含み、シェル部には保存時における溶融によるトナー粒子間の融着を抑制するためにコア部よりも十分に高いガラス転移温度を有する樹脂を用いることで、低温定着性と耐熱保存性を両立できるようになると考えられるが、シェル部がコア部を完全に被覆できていない場合や、コア部の樹脂とシェル部の樹脂が製造時の加熱により相溶しやすい場合には、コアシェル構造が加熱によって維持できなくなり、耐熱保存性の悪化や、定着以降の耐ドキュメントオフセット性に劣る。これに対し、本発明の電子写真用トナーは、少なくともシェル部に使用するポリエステルに、炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸成分を含有し、コア部に含まれるポリエステル(A)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXA、シェル部に含まれるポリエステル(B)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXBとするとき、XB―XA≧15の関係を満たす。このように、側鎖に長鎖アルキル基もしくは長鎖アルケニル基をもつポリエステルは分子間の接近が抑制されることで凝集性が低下すると考えられる。このようなポリエステルをシェル部の方に十分多く含有させることで、コア部とシェル部との相溶性を低下させるとともに、シェル部側の表面張力をコア部側の表面張力より低くすることができる。これによりトナー製造時にトナー粒子表面にシェル成分を均一に覆わせることができるものと考えられる。また、シェル部のポリエステルは凝集力が弱いため、トナー定着後においても、シェル部のポリエステルがトナー表面付近に留まり、印字物の耐ドキュメントオフセット性を向上させるものと考えられる。
本発明の電子写真用トナーは、コアシェル構造を有する電子写真用トナーであって、コア部が、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含んでもよいカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(A)を含有し、
シェル部が、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含むカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(B)を含有し、
ポリエステル(A)及びポリエステル(B)が下記(i)〜(iii)を満たすものである。
(i)ポリエステル(B)のガラス転移温度が35℃以上80℃以下である。
(ii)ポリエステル(B)のガラス転移温度がポリエステル(A)のガラス転移温度より3℃以上高い。
(iii)ポリエステル(A)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXA、ポリエステル(B)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXBとするとき、XB―XA≧15の関係を満たす。
(ポリエステル(A))
コア部は、ポリエステル(A)を含有する。
コア部を構成する樹脂中のポリエステル(A)の含有量は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立し、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、コア部を構成する樹脂中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは98質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
ポリエステル(A)は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立し、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、非晶質ポリエステルであることが好ましい。
本発明において、非晶質ポリエステルとは、軟化点と示差走査熱量計(DSC)による吸熱の最大ピーク温度との比、すなわち(軟化点(℃))/(吸熱の最大ピーク温度(℃))で定義される結晶性指数が1.4を超えるか、0.6未満のものである。トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立し、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、0.6未満又は1.4を超え4以下であることが好ましく、より好ましくは0.6未満又は1.5以上4以下、更に好ましくは0.6未満又は1.5以上3以下、より更に好ましくは0.6未満又は1.5以上2以下である。結晶性指数は、原料モノマーの種類及びその比率、並びに反応温度、反応時間、冷却速度等の製造条件により適宜決定することができる。なお、吸熱の最大ピーク温度とは、観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を指す。最大ピーク温度は、軟化点との差が20℃以内であれば融点とし、軟化点との差が20℃を超える場合はガラス転移に起因するピークの温度とする。
〔アルコール成分〕
ポリエステル(A)の原料モノマーであるアルコール成分としては、主鎖炭素数2以上12以下の脂肪族ジオール、芳香族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコール、又はそれらの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物等が挙げられる。
主鎖炭素数2以上12以下の脂肪族ジオールの具体例としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−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、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。
芳香族ジオールの具体例としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシプロピレン付加物、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシエチレン付加物等のビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。
脂環式ジオールの具体例としては、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン(水素添加ビスフェノールA)等が挙げられる。
3価以上の多価アルコールの具体例としては、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、ソルビトール等が挙げられる。
トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、アルコール成分としてビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を含有する場合の含有量は、ポリエステル(A)のアルコール成分中、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、より更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
ポリエステル(A)の原料モノマーであるカルボン酸成分としては、ジカルボン酸、3価以上の多価カルボン酸が挙げられる。
なお、本発明においてカルボン酸成分には、ジカルボン酸及び3価以上の多価カルボン酸だけでなく、それらの無水物、及びそれらの炭素数1以上3以下のアルキルエステルも含まれる。
ジカルボン酸としては、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、脂環式ジカルボン酸が挙げられる。
脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、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、セバシン酸、1,12−ドデカン二酸、アゼライン酸、炭素数1以上14以下、好ましくは炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸、炭素数2以上14以下、好ましくは炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸等が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等が挙げられる。
脂環式ジカルボン酸の具体例としては、シクロヘキサンジカルボン酸等が挙げられる。
3価以上の多価カルボン酸の具体例としては、トリメリット酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
アルコール成分及びカルボン酸成分は、それぞれ1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
アルコール成分に対するカルボン酸成分のモル比(カルボン酸成分/アルコール成分)は、トナーの低温定着性と耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、好ましくは0.7以上1.2以下であり、より好ましくは0.75以上1.1以下である。
(ポリエステル(B))
シェル部は、ポリエステル(B)を含有する。
シェル部を構成する樹脂中のポリエステル(B)の含有量は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、シェル部を構成する樹脂中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは98質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。
ポリエステル(B)は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、非晶質ポリエステルであることが好ましい。
ポリエステル(B)は、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含むカルボン酸成分とを重縮合させて得られる。
ポリエステル(B)の原料モノマーであるアルコール成分としては、主鎖炭素数2以上12以下の脂肪族ジオール、芳香族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコール、又はそれらの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数1以上16以下)付加物等が挙げられる。
主鎖炭素数2以上12以下の脂肪族ジオール、芳香族ジオール、脂環式ジオール、及び3価以上の多価アルコールの具体例は、前記のポリエステル(A)の場合と同様である。
トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、アルコール成分としてビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物を含有する場合のその含有量は、ポリエステル(B)のアルコール成分中、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは75質量%以上であり、また、好ましくは100質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。
また、コア部とシェル部との相溶性を制御してトナーのコアシェル構造を保持する観点から、ポリエステル(A)とポリエステル(B)のアルコール成分として含有されうるビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物のアルキレンオキサイドの種類は、互いに異なるものであることが好ましい。すなわち、ポリエステル(B)が2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシプロピレン付加物をアルコール成分として含有する場合には、ポリエステル(A)のアルコール成分には2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシエチレン付加物を含有することが好ましく、ポリエステル(B)が2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシエチレン付加物をアルコール成分として含有する場合には、ポリエステル(A)のアルコール成分には2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンのポリオキシプロピレン付加物を含有することが好ましい。
ポリエステル(B)の原料モノマーであるカルボン酸成分は、炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含む。ポリエステル(B)は側鎖に長鎖のアルキル基もしくは長鎖のアルケニル基を有するため、分子間の接近が抑制され、ポリエステル(B)の凝集性が低下する。凝集力の低いポリエステル(B)をシェル部に用いることで、シェル部の表面張力をコア部の表面張力より低下させ、シェル部がコア部上に均一に広がりやすくなることで、均質なコアシェル粒子が形成され、耐熱保存性に優れたトナーとなる。また、シェル部のポリエステルは凝集力が弱いため、トナーの定着後においても、シェル部のポリエステル(B)がトナー表面付近に留まり、印字物の耐ドキュメントオフセット性を向上させる。なお、本発明の前記炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸にはそれらの無水物も含まれる。
前記コハク酸が有するアルキル基又はアルケニル基の炭素数は、トナーの耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、8以上14以下であり、好ましくは10以上12以下である。コハク酸が有するアルキル基又はアルケニル基はいずれであってもよいが、好ましくはアルケニル基である。
前記炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸としては、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、オクチルコハク酸、デセニルコハク酸、ウンデセニルコハク酸、ドデセニルコハク酸、テトラデセニルコハク酸が好ましく、ドデセニルコハク酸がより好ましい。
アルコール成分及びカルボン酸成分は、それぞれ1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
アルコール成分に対するカルボン酸成分のモル比(カルボン酸成分/アルコール成分)は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、好ましくは0.7以上1.2以下であり、より好ましくは0.75以上1.1以下である。
コア部に含まれるポリエステル(A)のガラス転移温度は、トナーの低温定着性を向上させる観点から、75℃以下であり、好ましくは70℃以下、より好ましくは60℃以下である。また、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、好ましくは32℃以上、より好ましくは40℃以上、更に好ましくは43℃以上である。
シェル部に含まれるポリエステル(B)のガラス転移温度は、トナーの耐熱保存性及び耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、35℃以上であり、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上である。また、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、80℃以下であり、好ましくは75℃以下、より好ましくは70℃以下である。
シェル部のガラス転移温度をコア部のガラス転移温度よりも高くすることで、トナーの低温定着性を向上させつつ耐熱保存性を向上させることができる。トナーの低温定着性と耐熱保存性を両立させる観点から、シェル部に含まれるポリエステル(B)のガラス転移温度はコア部に含まれるポリエステル(A)のガラス転移温度より3℃以上高く、好ましくは5℃以上高く、より好ましくは10℃以上高く、更に好ましくは15℃以上高い。
なお、ポリエステルのガラス転移温度、軟化点、酸価及び数平均分子量は、原料モノマー組成、重合開始剤、分子量、触媒量等の調整又は反応条件の選択により容易に調整することができる。
ポリエステルは、アルコール成分とカルボン酸成分とを、重縮合反応させることによって製造することができる。例えば、前記アルコール成分と前記カルボン酸成分とを不活性ガス雰囲気中にて、必要に応じエステル化触媒、エステル化助触媒、重合禁止剤等を用いて、好ましくは120℃以上250℃以下の温度で重縮合することにより製造することができる。
エステル化触媒の使用量に制限はないが、アルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上であり、また、好ましくは1質量部以下、より好ましくは0.8質量部以下である。
本発明の電子写真用トナーは、トナーの離型性、低温定着性及び耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、離型剤を含有するのが好ましい。離型剤はコア部とシェル部のいずれに含有してもよいが、トナーの耐熱保存性を向上させる観点から少なくともコア部に含有するのがより好ましい。
離型剤としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の低分子量ポリオレフィン;シリコーンワックス;オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド;カルナウバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等の植物系ワックス;ミツロウ等の動物系ワックス;モンタンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等の鉱物系又は石油系ワックス;エステルワックス等の合成ワックス等が挙げられる。なかでも、トナーの離型性、低温定着性及び耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、植物系ワックス、及び鉱物系又は石油系ワックスが好ましく、カルナウバワックス及びパラフィンワックスがより好ましい。
これらの離型剤は、単独で又は2種以上を併用することができ、2種以上を併用することが好ましい。トナーの離型性、低温定着性及び耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、植物系ワックスと鉱物系又は石油系ワックスとを併用することが好ましく、カルナウバワックスとパラフィンワックスを併用することが、更に好ましい。
本発明において、離型剤の融点は、実施例記載の方法によって求められる。離型剤を2種以上併用する場合、離型剤の融点は、得られるトナーに含有される離型剤中、最も質量比の大きい離型剤の融点を、本発明における離型剤の融点とする。なお、全てが同一の比率の場合は、最も低い値とする。
本発明のトナーは、着色剤をコア部分、シェル部分のいずれに含有していてもよいが、トナーの画像濃度を向上させる観点から、コア部分に有することが好ましく、コア部分及びシェル部分のいずれにも有することがより好ましい。
着色剤を含有する場合の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点から、トナーを構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましく5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
本発明に用いられる着色剤としては、顔料及び染料が挙げられ、トナーの画像濃度を向上させる観点から、顔料が好ましい。
顔料の具体例としては、カーボンブラック、無機系複合酸化物、ベンジジンイエロー、ブリリアンカーミン3B、ブリリアンカーミン6B、ベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、銅フタロシアニン、フタロシアニングリーン等が挙げられ、これらの中でも銅フタロシアニンが好ましい。
染料の具体例としては、アクリジン染料、アゾ染料、ベンゾキノン染料、アジン染料、アントラキノン染料、インジゴ染料、フタロシアニン染料、アニリンブラック染料等が挙げられる。
着色剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
荷電制御剤としては、クロム系アゾ染料、鉄系アゾ染料、アルミニウムアゾ染料、及びサリチル酸金属錯体等が挙げられ、トナーの帯電安定性を向上させる観点及び入手容易性等の観点から、サリチル酸金属錯体が好ましい。各種荷電制御剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
荷電制御剤を含有する場合の含有量は、トナーの帯電安定性を向上させ画像品質を向上させる観点から、トナーを構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.3質量部以上、更に好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。
本発明の電子写真用トナーは、下記の工程(1)〜(3)を含む製造方法により製造することが好ましい。
工程(1):前記ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子(a)を凝集させて、凝集粒子(1)を得る工程
工程(2):凝集粒子(1)に、前記ポリエステル(B)を含有する樹脂粒子(b)を添加して、凝集粒子(2)を得る工程
工程(3):凝集粒子(2)を融着させて、コアシェル構造を有するトナー粒子を得る工程
更に、前記工程(3)の後に、洗浄、乾燥等の後処理工程を行うことが好ましい。
以下、前記製造方法に用いられる各成分、各工程等について説明する。
工程(1)は、ポリエステル(A)を含有する樹脂粒子(a)を凝集させて、凝集粒子(1)を得る工程である。
樹脂粒子(a)は、前述したポリエステル(A)を含有する。
樹脂粒子(a)が着色剤含有樹脂粒子である場合、着色剤の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点から、樹脂粒子(a)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
水性媒体としては水を主成分とするものが好ましく、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点及び環境性の観点から、水性媒体中の水の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、より更に好ましくは実質的に100質量%、より更に好ましくは100質量%である。水としては、脱イオン水又は蒸留水が好ましく用いられる。
水以外の成分としては、炭素数1以上5以下のアルキルアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等の炭素数1以上3以下のアルキル基を有するジアルキルケトン;テトラヒドロフラン等の環状エーテル等の水に溶解する有機溶媒が用いられる。これらの中でも、有機溶媒のトナーへの混入を防止する観点から、ポリエステルを溶解しない炭素数1以上5以下のアルキルアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノールがより好ましい。
複数種のポリエステル(A)又はポリエステル(A)以外の樹脂を含む場合には、これらポリエステル(A)とその他の樹脂を予め、混合したものを用いてもよいが、他の任意成分を添加する際に同時に添加し、溶融して混合することによって樹脂混合物を得てもよい。
樹脂混合物を得る方法としては、例えば、ポリエステル(A)を含有する樹脂、界面活性剤、塩基性水溶液、及び着色剤等の前記の任意成分を容器に入れ、撹拌機によって撹拌しながら、樹脂を溶融して均一に混合する方法が好ましい。
本発明における樹脂粒子(a)の分散液は、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、界面活性剤を含有するのが好ましい。
非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤とを併用する場合、非イオン性界面活性剤とアニオン性界面活性剤との質量比(非イオン性界面活性剤/アニオン性界面活性剤)は、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは0.3以上、より好ましくは0.5以上であり、また、好ましくは10以下、より好ましくは5以下である。
ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類の具体例としては、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等が挙げられる、ポリオキシエチレンアルキル又はアルケニルエーテル類の具体例としては、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等が挙げられる。ポリオキシエチレン脂肪酸エステル類の具体例としては、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレエート等が挙げられる。
非イオン性界面活性剤としては、樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点から、ポリオキシエチレンアルキル又はアルケニルエーテル類が好ましく、ポリオキシエチレンラウリルエーテルがより好ましい。
アルキルベンゼンスルホン酸塩としては、ドデシルベンゼンスルホン酸のアルカリ金属塩が好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムがより好ましい。アルキル硫酸塩としては、ドデシル硫酸のアルカリ金属塩が好ましく、ドデシル硫酸ナトリウムがより好ましい。アルキルエーテル硫酸塩としては、ドデシルエーテル硫酸のアルカリ金属塩が好ましく、ドデシルエーテル硫酸ナトリウムがより好ましい。ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩が好ましい。
無機塩基化合物としては、カリウム、ナトリウム、リチウムといったアルカリ金属の水酸化物塩や炭酸塩、及び炭酸水素塩、並びにアンモニアが挙げられ、アルカリ金属の水酸化物塩、炭酸塩、及び炭酸水素塩の具体例として水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウムが挙げられる。有機塩基化合物としては、ジエチルエタノールアミンといったアルカノールアミンが挙げられる。樹脂粒子分散液の分散安定性を向上させる観点、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが好ましく、水酸化カリウムがより好ましい。
また、有機溶媒中に、樹脂を溶解させてもよい。これにより、より低温で、均一な樹脂粒子を得ることができる。この有機溶媒としては、前述した樹脂粒子(a)の分散液に使用可能な有機溶媒が挙げられ、好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基を有するジアルキルケトンであり、より好ましくはメチルエチルケトンである。
次に、前記の樹脂混合物に水性媒体を添加して、転相し、樹脂粒子(a)の分散液を得る。
水性媒体の添加速度は、樹脂粒子の分散液の分散安定性を向上させる観点、小粒径の樹脂粒子を得る観点から、転相が終了するまでは、樹脂粒子(a)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは0.1質量部/分以上、より好ましくは0.5質量部/分以上であり、また、好ましくは50質量部/分以下、より好ましくは30質量部/分以下、更に好ましくは10質量部/分以下、より更に好ましくは5質量部/分以下である。転相後、樹脂粒子が得られた後の水性媒体の添加速度には制限はない。
水性媒体の使用量は、トナーの生産性を向上させる観点及び後の凝集工程で均一な凝集粒子を得る観点から、樹脂粒子(a)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは100質量部以上、より好ましくは150質量部以上、更に好ましくは170質量部以上、また、好ましくは900質量部以下、より好ましくは500質量部以下、更に好ましくは300質量部以下である。
また、樹脂粒子(a)の粒径分布の変動係数(CV値)(%)は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、好ましくは40%以下、より好ましくは35%以下、更に好ましくは30%以下、更に好ましくは25%以下である。また、樹脂粒子(a)の分散液の生産性を向上させる観点から、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上である。なお、CV値は、下記式で表される値であり、実施例記載の方法で求められる。
CV値(%)=[粒径分布の標準偏差(μm)/体積平均粒径(μm)]×100
前述のとおり、本発明の電子写真用トナーは、離型剤を含有するのが好ましく、少なくともコア部に含有するのがより好ましい。したがって、工程(1)において、樹脂粒子(a)と共に、離型剤粒子を凝集させて、凝集粒子(1)を得てもよい。離型剤粒子は、離型剤を水性媒体に分散して離型剤粒子の分散液として得ることが好ましい。
超音波分散機としては、例えば、超音波ホモジナイザーが挙げられ、市販される装置としては、「US−150T」、「US−300T」、「US−600T」(日本精機製作所社製)、「SONIFIER 4020-400」、「SONIFIER 4020-800」(ブランソン社製)等が挙げられる。
また、前記分散機を使用する前に、離型剤、任意で界面活性剤、及び水性媒体を、あらかじめホモミキサー、ボールミル等の混合機で予備分散させておくことが好ましい。
水性媒体は、前記樹脂粒子(a)を得る際に用いられるものが好ましく用いられる。
界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤等が挙げられ、樹脂粒子(a)の製造に用いるものと同様のものを用いることができるが、離型剤粒子と樹脂粒子の凝集性を向上させる観点から、アニオン性界面活性剤が好ましく、その中でも同様の観点から、親水基がカルボキシ基であるものがより好ましく、ポリカルボン酸塩が更に好ましい。
ポリカルボン酸塩の例としては、トナー作製時の離型剤粒子の凝集性を向上させ、遊離を防止する観点から、ポリアクリル酸塩、アクリル酸−マレイン酸共重合体の塩、ポリマレイン酸塩等が好ましく、アクリル酸−マレイン酸共重合体の塩がより好ましい。塩としては、アルカリ金属塩が好ましく、ナトリウム塩がより好ましい。
ポリカルボン酸塩の重量平均分子量は、離型剤粒子の分散安定性を向上させる観点から、好ましくは90,000以下、より好ましくは50,000以下であり、また、好ましくは3,000以上、より好ましくは10,000以上である。
ポリカルボン酸塩の市販品としては、花王社製の「ポイズ530」(ポリアクリル酸ナトリウム水溶液、重量平均分子量38000、有効濃度40質量%)、「ポイズ521」(アクリル酸ナトリウム−マレイン酸ナトリウム共重合体水溶液、重量平均分子量20000、有効濃度40質量%)等が挙げられる。
凝集粒子(1)は、樹脂粒子(a)の分散液、及び必要に応じて、凝集剤、離型剤粒子の分散液、界面活性剤、着色剤等の任意成分を水性媒体中で凝集して凝集粒子を得る方法によって好適に製造することができる。
本工程においては、まず、樹脂粒子(a)の分散液及び離型剤粒子の分散液を水性媒体中で混合して、混合分散液を得ることが好ましい。
なお、樹脂粒子(a)中に着色剤を混合しなかった場合には、本混合分散液中に着色剤を混合することが好ましい。
また、混合分散液には、樹脂粒子(a)以外の樹脂粒子を混合してもよい。
混合の順に制限はなく、いずれかを順に添加してもよいし、同時に添加してもよい。
樹脂粒子(a)及び離型剤粒子を含む混合分散液中、水性媒体の含有量は、トナーの生産性を向上させる観点及び凝集を制御して所望の粒径の凝集粒子を得る観点から、好ましくは55質量%以上、より好ましくは60質量%以上であり、また、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。
離型剤粒子は、トナーの離型性を向上させる観点、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、樹脂粒子(a)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。
混合温度は、凝集を制御して所望の粒径の凝集粒子を得る観点から、0℃以上40℃以下が好ましい。
凝集剤は、過剰な凝集を防ぎつつ、所望の粒径のトナーを得る観点から、電解質であることが好ましく、塩であることがより好ましい。
無機系凝集剤のカチオンの価数は、過剰な凝集を防ぎつつ、所望の粒径のトナーを得る観点から、好ましくは1価以上5価以下、より好ましくは1価以上2価以下、更に好ましくは1価である。
無機系凝集剤の1価のカチオンとしては、ナトリウム、カリウム、アンモニウム等が挙げられ、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、アンモニウムが好ましい。
無機金属塩としては、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硝酸カルシウム等の金属塩、及びポリ塩化アルミニウム、ポリ水酸化アルミニウム等の無機金属塩重合体が挙げられる。無機アンモニウム塩としては、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム等が挙げられる。凝集剤としては、凝集性を向上させ均一な凝集粒子を得る観点から、無機アンモニウム塩が好ましく、硫酸アンモニウムがより好ましい。
凝集剤の使用量は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、樹脂粒子(a)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは35質量部以下である。また、樹脂粒子の凝集を制御して所望の粒径の凝集粒子を得る観点から、樹脂粒子(a)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上である。
凝集剤の滴下時間は、凝集を制御して所望の粒径の凝集粒子を得る観点から、好ましくは1分以上、より好ましくは5分以上であり、また、トナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは120分以下、より好ましくは60分以下である。
また、凝集剤を滴下する温度は、トナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは0℃以上、より好ましくは10℃以上であり、また、凝集を制御して所望の粒径の凝集粒子を得る観点から、好ましくは70℃以下、より好ましくは60℃以下、更に好ましくは50℃以下である。
得られる凝集粒子(1)の体積中位粒径は、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、更に好ましくは3μm以上であり、また、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下である。凝集粒子(1)の体積中位粒径は、具体的には実施例記載の方法で求められる。
工程(2)は、工程(1)で得られた凝集粒子(1)に、ポリエステル(B)を含有する樹脂粒子(b)を添加して、凝集粒子(2)を得る工程である。
本工程においては、工程(1)で得られた凝集粒子(1)の分散液に、樹脂粒子(b)の分散液を添加して、凝集粒子(1)に更に樹脂粒子(b)を付着させ、凝集粒子(2)の分散液を得ることが好ましい。
樹脂粒子(b)は、前述したポリエステル(B)を含有する。
樹脂粒子(b)を含有する分散液を得る方法の好ましい態様は、樹脂粒子(a)を含有する分散液を得る方法と同様である。
樹脂粒子(b)が着色剤含有樹脂粒子である場合、着色剤の含有量は、トナーの画像濃度を向上させる観点から、樹脂粒子(b)を構成する樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。
本工程においては、工程(1)で得られた凝集粒子(1)の分散液に、樹脂粒子(b)の分散液を添加して、凝集粒子(1)に更に樹脂粒子(b)を付着させ、凝集粒子(2)の分散液を得ることが好ましい。
樹脂粒子(a)に比べ、樹脂粒子(b)を少量添加することで、本発明のトナーのコア部分の効果を十分に発現することができ、耐熱保存性を向上させることができる。
凝集を停止させる粒径、すなわち凝集粒子(2)の粒径としては、体積中位粒径が、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、更に好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、また、好ましくは10μm以下、より好ましくは9μm以下、更に好ましくは8μm以下、更に好ましくは6μm以下である。
凝集停止剤としては、界面活性剤が好ましく、アニオン性界面活性剤がより好ましい。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、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩等が挙げられ、好ましくはポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩であり、より好ましくはポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸塩である。
凝集停止剤は、1種を単独で又は2種以上組み合わせて使用することもできる。
凝集停止剤の添加量は、不必要な凝集を確実に防止する観点から、トナー中の樹脂の総量100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは2質量部以上である。また、トナーへの残留を低減する観点から、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは8質量部以下である。凝集停止剤は、トナーの生産性を向上させる観点から、水溶液で添加することが好ましい。
凝集停止剤を添加する温度は、トナーの生産性を向上させる観点から、凝集粒子分散液を保持する温度と同じであることが好ましく、50℃以上75℃以下であることがより好ましい。
工程(3)は、工程(2)で得られた凝集粒子(2)を融着させて、コアシェル構造を有するトナー粒子を得る工程であり、凝集粒子(2)中の、主として物理的にお互いに付着している状態であった各粒子が融着されて一体となり、コアシェル粒子が形成される。
本工程における保持時間は、凝集粒子の融着性を向上させる観点、トナーの低温定着性及び耐熱保存性を両立させ、耐ドキュメントオフセット性を向上させる観点から、好ましくは1分以上、より好ましくは5分以上、更に好ましくは10分以上であり、また、好ましくは6時間以下、より好ましくは5時間以下、更に好ましくは3時間以下、より更に好ましくは2時間以下である。
なお、本工程で得られる融着したトナー粒子の平均粒径は、凝集粒子(2)の平均粒径以下であることが好ましい。すなわち、本工程において、トナー粒子同士の凝集、融着が生じないことが好ましい。
本発明においては、工程(3)の後に後処理工程を行ってもよく、工程(3)で得られたトナー粒子を単離することが好ましい。
工程(3)で得られたトナー粒子は、水性媒体中に存在するため、まず、固液分離を行うことが好ましい。固液分離には、吸引濾過法等が好ましく用いられる。
固液分離後に洗浄を行うことが好ましい。樹脂粒子(a)及び(b)の製造の際に非イオン性界面活性剤を用いた場合、添加した非イオン性界面活性剤も除去することが好ましいため、非イオン性界面活性剤の曇点以下で水性媒体により洗浄することが好ましい。洗浄は複数回行うことが好ましい。
次に乾燥を行うことが好ましい。乾燥方法としては、真空低温乾燥法、振動型流動乾燥法、スプレードライ法、冷凍乾燥法、フラッシュジェット法等を用いることが好ましい。乾燥後のトナー粒子の水分含量は、好ましくは1.5質量%以下、より好ましくは1.0質量%以下に調整する。
乾燥等を行うことによって得られたトナー粒子を本発明のトナーとしてそのまま用いることもできるが、後述のようにトナー粒子の表面を処理したものを電子写真用トナーとして用いることが好ましい。
〔トナーの物性〕
トナーの体積中位粒径は、高画質の画像を得る観点及びトナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは3μm以上、更に好ましくは4μm以上であり、また、好ましくは10μm以下、より好ましくは8μm以下、更に好ましくは7μm以下、より更に好ましくは6μm以下である。
トナーの粒径分布の変動係数(CV値)は、高画質の画像を得る観点から、好ましくは35%以下、より好ましくは30%以下、更に好ましくは28%以下である。また、トナーの生産性を向上させる観点から、好ましくは5%以上、より好ましくは10%以上、更に好ましくは15%以上である。
トナーの体積中位粒径及びCV値は、実施例記載の方法で求められる。
本発明の電子写真用トナーは、一成分系現像剤として、又はキャリアと混合して二成分系現像剤として使用することができる。
本発明の電子写真用トナーは、前記成分を含有するトナー粒子をトナーとしてそのまま用いることもできるが、流動化剤等を外添剤としてトナー粒子表面に添加処理したものをトナーとして使用することが好ましい。
外添剤としては、疎水性シリカ、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子、酸化セリウム微粒子、カーボンブラック等の無機微粒子やポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、シリコーン樹脂等のポリマー微粒子等が挙げられ、これらの中でも、疎水性シリカが好ましい。外添剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
外添剤を用いてトナー粒子の表面処理を行う場合、外添剤の添加量は、外添剤による処理前のトナー粒子100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは4質量部以下である。
フローテスター「CFT−500D」(島津製作所社製)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/minで加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出した。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
示差走査熱量計「Q100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却した試料を昇温速度10℃/minで測定した。観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度とした。吸熱の最大ピーク温度以下のベースラインの延長線と、該ピークの立ち上がり部分からピークの頂点まで最大傾斜を示す接線との交点温度をガラス転移温度とした。
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により分子量分布を測定し、重量平均分子量及び数平均分子量を算出した。
濃度が0.5g/100mlになるように、ポリエステルをテトラヒドロフランに、25℃で溶解させた。次いで、この溶液をポアサイズ0.2μmのフッ素樹脂フィルター「DISMIC−25JP」(ADVANTEC社製)を用いて濾過して不溶解成分を除き、試料溶液とした。
下記の測定装置と分析カラムを用い、溶離液としてテトラヒドロフランを1ml/minの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させた。そこに試料溶液100μlを注入して測定を行った。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出した。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレン(東ソー社製のA-500(重量平均分子量Mw 5.0×102)、A-1000(Mw 1.01×103)、A-2500(Mw 2.63×103)、A-5000(Mw 5.97×103)、F-1(Mw 1.02×104)、F-2(Mw 1.81×104)、F-4(Mw 3.97×104)、F-10(Mw 9.64×104)、F-20(Mw 1.90×105)、F-40(Mw 4.27×105)、F-80(Mw 7.06×105)、F-128(Mw 1.09×106))を標準試料として作成したものを用いた。
測定装置:HLC−8220GPC(東ソー社製)
分析カラム:GMHXL+G3000HXL(いずれも東ソー社製)
示差走査熱量計「Q100」(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製)を用いて200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/minで0℃まで冷却したサンプルを昇温速度10℃/minで測定し、融解熱の最大ピーク温度を融点とした。
(1)測定装置:レーザー回折型粒径測定機「LA−920」(堀場製作所社製)
(2)測定条件:測定用セルに蒸留水を加え、吸光度が適正範囲になる濃度で体積中位粒径(D50)及び体積平均粒径を測定した。また、CV値は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
赤外線水分計「FD−230」(ケツト科学研究所社製)を用いて、測定試料5gを乾燥温度150℃、測定モード96(監視時間2.5分/変動幅0.05%)にて、水分(質量%)を測定した。固形分濃度は下記の式に従って算出した。
固形分濃度(質量%)=100−水分(質量%)
上記粒子の体積中位粒径(D50)は以下の通り測定した。
・測定機:コールターマルチサイザーIII(ベックマンコールター社製)
・アパチャー径:50μm
・解析ソフト:マルチサイザーIIIバージョン3.51(ベックマンコールター社製)
・電解液:アイソトンII(ベックマンコールター社製)
・測定条件:凝集粒子を含有する試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径(D50)及び体積平均粒径を求めた。
また、CV値(%)は下記の式に従って算出した。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
トナー及びトナー粒子(融着粒子)の体積中位粒径は以下の通り測定した。
測定機、アパチャー径、解析ソフト、電解液は、凝集粒子の体積中位粒径と同様のものを用いた。
・分散条件:前記分散液5mLにトナー粒子の測定試料10mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させ、その後、電解液25mLを添加し、更に、超音波分散機にて1分間分散させて、試料分散液を作製した。
・測定条件:前記試料分散液を前記電解液100mLに加えることにより、3万個の粒子の粒径を20秒で測定できる濃度に調整した後、3万個の粒子を測定し、その粒径分布から体積中位粒径(D50)及び体積平均粒径を求めた。
CV値(%)=(粒径分布の標準偏差/体積平均粒径)×100
・分散液の調製:凝集粒子(2)については、固形分濃度が0.001〜0.05質量%になるように脱イオン水で希釈して凝集粒子(2)の分散液を調製した。またトナーの分散液は、ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマルゲン109P」(花王社製、HLB:13.6)の5質量%水溶液5mlにトナー50mgを添加し、超音波分散機にて1分間分散させたのち、蒸留水20mlを添加し、さらに超音波分散機にて1分間分散させてトナーの分散液を調製した。
・測定装置:フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)
・測定モード:HPF測定モード
上質紙「J紙A4サイズ」(富士ゼロックス社製)に市販のプリンタ「Microline5400」(沖データ社製)を用いて、トナーの紙上の付着量が0.42〜0.48mg/cm2となるベタ画像をA4紙の上端から5mmの余白部分を残し、50mmの長さで定着させずに出力した。
次に、定着器を温度可変に改造した同プリンタを用意し、定着器の温度を90℃にし、A4縦方向に1枚あたり1.2秒の速度で定着し、印刷物を得た。
同様の方法で定着器の温度を5℃ずつ上げて、定着し、印刷物を得た。
定着率(%)=(テープ剥離後の反射画像濃度/テープ貼付前の反射画像濃度)×100
定着率が90%以上となる温度を最低定着温度とした。最低定着温度が低いほど、低温定着性に優れる。
内容積100mlの広口ポリビンにトナー20gを入れて密封し、任意の温度の環境下で48時間静置した。その後、25℃の温度下で密封したまま12時間以上静置して冷却した。次いで、「パウダーテスター」(ホソカワミクロン社製)の振動台に、目開き250μmのフルイをセットし、その上に前記トナー20gを乗せ30秒間振動を行い、フルイ上にトナーが残らなかったときの、任意温度の最大値を耐熱保存温度とした。温度が高いほど、トナーが耐熱保存性に優れることを表す。
上質紙「J紙A4サイズ」(富士ゼロックス社製)に市販のプリンタ「Microline5400」(沖データ社製)を用いて、トナーの紙上の付着量が0.42〜0.48mg/cm2となるベタ画像を50mmの長さで印刷した。この印刷画像同士を重ね合わせて、任意の温度の環境下で48時間静置した。その後、25℃の温度下で、500gのおもりを載せ、速さ10mm/secで1往復押し当てて加重をかけた。トナー同士の付着がなかった温度の最大値を、耐ドキュメントオフセット温度とした。温度が高いほど、トナーが耐ドキュメントオフセット性に優れることを表す。
(非晶質ポリエステルA1〜A6、B1〜B10の製造)
表1、および表2に示すポリエステルの原料モノマーのアルコール成分、テレフタル酸、ジ(2−エチルヘキサン酸)錫(II)塩及び没食子酸を、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した10リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、235℃で1時間保温した後、180℃まで冷却し、ポリエステルの原料モノマーのテレフタル酸以外の酸成分を加え、220℃まで10℃/時間で昇温し、その後、10kPaにて所望の軟化点まで反応を行って、非晶質ポリエステルを得た。物性を表1、および表2に示す。
(樹脂粒子分散液a‐1の製造)
撹拌機を装備したフラスコに、非晶質ポリエステルA1 600g、銅フタロシアニン顔料「ECB301」(大日精化工業社製)45g、ポリオキシエチレンラウリルエーテル「エマルゲン150」(非イオン性界面活性剤、花王社製)6g、15質量%ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液「ネオペレックスG−15」(アニオン性界面活性剤、花王社製)40g、48質量%水酸化カリウム水溶液20gを入れ、撹拌しながら、98℃に昇温して溶融し、98℃で2時間混合して、樹脂混合物を得た。
次に、撹拌しながら、98℃で脱イオン水1088gを6g/minの速度で滴下し、乳化物を得た。次に、得られた乳化物を25℃に冷却し、得られた乳化物を200メッシュ(目開き105μm)の金網を通した。その後、樹脂粒子分散液の固形分を30質量%になるように脱イオン水を添加し、樹脂粒子分散液a‐1を得た。物性を表3に示す。
(樹脂粒子分散液a‐2〜a‐6、b‐1〜b‐10の製造)
非晶質ポリエステルを表3、および表4に示すように変更した以外は、製造例17と同様にして樹脂粒子分散液a‐2〜a‐6、b‐1〜b‐10を得た。物性を表3、および表4に示す。
(離型剤粒子分散液の製造)
1リットル容のビーカーで、脱イオン水200gにポリカルボン酸ナトリウム水溶液としてアクリル酸ナトリウム−マレイン酸ナトリウム共重合体水溶液「ポイズ521」(花王社製、有効濃度40質量%)3.8gを溶解させた後、これにカルナウバワックス「カルナウバワックス1号」(加藤洋行社製、融点83℃)5g及びパラフィンワックス「HNP−9」(日本精鑞社製、融点75℃)45gを添加し、90〜95℃に温度を保持して溶融させて撹拌し、カルナウバワックスとパラフィンワックスとが一体となって溶融した溶融混合物を得た。
得られた溶融混合物を含んだ水溶液を更に90〜95℃に温度を保持しながら、超音波ホモジナイザー「US−600T」(日本精機社製)で30分間分散処理を行った後に室温まで冷却し、ここに脱イオン水を加え、離型剤固形分20質量%に調整し、離型剤粒子分散液を得た。離型剤粒子分散液中の離型剤粒子の体積中位粒径(D50)は0.45μm、CV値は30%であった。
(トナー1の作製)
脱水管、撹拌装置及び熱電対を装備した内容積2リットルの4つ口フラスコに、樹脂粒子分散液a−1 200g、脱イオン水75g、及び離型剤粒子分散液26gを温度25℃下で混合した。次に、該混合物を撹拌しながら、硫酸アンモニウム18gを脱イオン水215gに溶解した水溶液を30分かけて滴下しながら昇温を開始し、50℃まで10℃/時間で昇温し、凝集粒子の体積中位粒径が4.3μmになるまで、50℃で保持し、凝集粒子(1)の分散液を得た。
凝集粒子(2)分散液に、アニオン性界面活性剤「エマールE−27C」(花王社製、有効濃度27質量%)15g、脱イオン水594gを混合した水溶液を添加した。70℃まで1時間かけて昇温し、70℃下で1時間保持して、粒子を融着して、コアシェル構造を有するトナー粒子の分散液を得た。
(トナー2〜18の作製)
実施例1において、樹脂粒子分散液a−1及びb−1を表5、および表6に示す樹脂粒子分散液に変更したこと以外は実施例1と同様にして、トナー2〜18を得た。トナーの物性及び評価を表5、および表6に示す。
Claims (4)
- コアシェル構造を有する電子写真用トナーであって、
コア部が、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含んでもよいカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(A)を含有し、
シェル部が、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含むカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(B)を含有し、
ポリエステル(A)及びポリエステル(B)が下記(i)〜(iii)を満たす、電子写真用トナー。
(i)ポリエステル(B)のガラス転移温度が35℃以上80℃以下である。
(ii)ポリエステル(B)のガラス転移温度がポリエステル(A)のガラス転移温度より3℃以上高い。
(iii)ポリエステル(A)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXA、ポリエステル(B)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXBとするとき、XB―XA≧15の関係を満たす。 - ポリエステル(B)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)が15モル%以上60モル%以下である、請求項1に記載の電子写真用トナー。
- ポリエステル(B)が、アルコール成分中に2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパンを含有する、請求項1又は2に記載の電子写真用トナー。
- 下記工程(1)〜(3)を含む電子写真用トナーの製造方法であって、
工程(1):アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含んでもよいカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(A)を含有する樹脂粒子(a)を凝集させて、凝集粒子(1)を得る工程
工程(2):凝集粒子(1)に、アルコール成分と炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び/又は炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸を含むカルボン酸成分とを重縮合させて得られるポリエステル(B)を含有する樹脂粒子(b)を添加して、凝集粒子(2)を得る工程
工程(3):凝集粒子(2)を融着させて、コアシェル構造を有するトナー粒子を得る工程
ポリエステル(A)及びポリエステル(B)が下記(i)〜(iii)を満たす電子写真用トナーの製造方法。
(i)ポリエステル(B)のガラス転移温度が35℃以上80℃以下である。
(ii)ポリエステル(B)のガラス転移温度がポリエステル(A)のガラス転移温度より3℃以上高い。
(iii)ポリエステル(A)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXA、ポリエステル(B)のカルボン酸成分中における炭素数8以上14以下のアルキル基を有するコハク酸及び炭素数8以上14以下のアルケニル基を有するコハク酸の合計含有量(モル%)をXBとするとき、XB―XA≧15の関係を満たす。
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