JP5370123B2 - 静電潜像現像用トナー - Google Patents
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Description
少なくとも樹脂、着色剤及び離型剤を含有し、
前記離型剤は下記一般式(1)で表わされる化合物を1種または2種以上含有する。
〔上記一般式(1)に示すR1は、炭素数2〜8の環状構造を有してもよい連結基であり、ヒドロキシ基、脂肪酸エステル基を有してもよい。
そして、前記離型剤において、炭素数NのR2を全R2の質量に対し80〜97質量%、炭素数(N−2)のR2を全R2の質量に対し0.0〜7.8質量%、炭素数(N−4)のR2を全R2の質量に対し3.0〜13.0質量%含む。ただし、炭素数(N−4)のR2が炭素数(N−2)のR2より1.5質量%以上多く含有される。
〈トナー〉
本発明のトナーは、少なくとも樹脂、着色剤及び離型剤を含有し、前記離型剤は下記一般式(1)で表わされる化合物を1種または2種以上含有する。
〔上記一般式(1)に示すR1は、炭素数2〜8の環状構造を有してもよい連結基であり、ヒドロキシ基、脂肪酸エステル基を有してもよい。
そして、前記離型剤において、炭素数NのR2を全R2の質量に対し80〜97質量%、炭素数(N−2)のR2を全R2の質量に対し0.0〜7.8質量%、炭素数(N−4)のR2を全R2の質量に対し3.0〜13.0質量%含む。ただし、炭素数(N−4)のR2が炭素数(N−2)のR2より1.5質量%以上多く含有される。なお、本発明に係るトナーはコアシェル構造を有することとしてもよい。
(樹脂)
本発明に係るトナーに用いる樹脂は特に限定されるものではない。下記に記載されるビニル系単量体と呼ばれる重合性単量体を重合して形成される重合体がその代表的なものである。さらには、ポリエステル樹脂も使用することができる。また、本発明で使用可能な樹脂を構成する重合体は、少なくとも1種の重合性単量体を重合して得られる重合体を構成成分とするものであり、これら重合性単量体を単独或いは複数種類組み合わせて作製した重合体である。
(1)スチレン或いはスチレン誘導体
例えば、スチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンが挙げられる。
(2)メタクリル酸エステル誘導体
例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチルが挙げられる。
(3)アクリル酸エステル誘導体
例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸フェニルが挙げられる。
(4)ビニルエステル類
例えば、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル等である。
(5)ビニルエーテル類
例えば、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル等である。
(6)ビニルケトン類
例えば、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルヘキシルケトン等である。
(7)その他
例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド等のアクリル酸或いはメタクリル酸誘導体が挙げられる。
(着色剤)
着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料等を任意に用いることができる。また、数平均一次粒子径は種類により多様であるが、概ね10〜200nm程度が好ましい。
(離型剤)
本発明に係るトナーに用いられる離型剤は、下記一般式(1)で表わされる化合物を1種または2種以上含有する。
〔上記一般式(1)に示すR1は、炭素数2〜8の環状構造を有してもよい連結基であり、ヒドロキシ基、脂肪酸エステル基を有してもよい。
そして、前記離型剤において、炭素数NのR2を全R2の質量に対し80〜97質量%、炭素数(N−2)のR2を全R2の質量に対し0.0〜7.8質量%、炭素数(N−4)のR2を全R2の質量に対し3.0〜13.0質量%含む。ただし、炭素数(N−4)のR2が炭素数(N−2)のR2より1.5質量%以上多く含有される
上記一般式(1)により示される化合物を1種または2種以上含有する離型剤は、多価カルボン酸とモノアルコールをエステル反応させることにより得られる。
本発明のトナーには帯電を安定化させるため、或いは帯電立ち上がりを向上させるために、荷電制御剤を添加してもよい。
(外添剤)
流動性やクリーニング性、さらには帯電性を改良するため、本発明のトナーに外添剤を添加してもよい。
〈トナーの製造方法〉
本発明に係るトナーは、粉砕法、懸濁重合法、乳化会合法等の公知の製造方法により製造することができる。
(1)コア用樹脂粒子乳化工程
この工程では、トナーのコア部となる粒子を製造する。まず、コア部の結着樹脂となる樹脂粒子を乳化する。乳化した樹脂粒子は30〜300nmであることが好ましい。例えば、重合性の単量体を乳化、分散し、重合開始剤を添加して重合反応を進行させることにより、コア用樹脂粒子の分散液を調製する。重合反応を使用せず、樹脂及び必要に応じて離型剤や着色剤を溶媒中に溶解或いは分散させた後に水系媒体中に分散、脱溶剤して樹脂粒子を調整することもできる。このとき、重合性単量体又は樹脂溶液に一般式(1)で示される離型剤を溶解させて乳化(分散)液を調製すると、トナー粒子が完成した後に離型剤粒子が脱離して、画像形成装置の部材を汚染することを抑制できるので好ましい。
(2)凝集・融着工程
上記コア用樹脂粒子の分散液に着色剤粒子の分散液を添加するとともに、必要に応じて離型剤粒子の分散液を添加する。次いで、凝集剤を添加し、水系媒体中でコア用樹脂粒子と着色剤粒子、離型剤が添加されている場合にはさらに添加された離型剤粒子を凝集、融着させてコア粒子を形成する。凝集と融着の一連の工程を会合工程と呼ぶことがある。
を搭載したコンピュータシステム(ベックマン・コールター社製)を接続した装置を用いて測定、算出する。
(3)シェル化工程
シェル化工程では、コア粒子の分散液中に、シェル用樹脂粒子の分散液を添加する。当該分散液は公知のトナー用結着樹脂粒子と同組成の樹脂粒子の分散液でよく、コア用樹脂粒子と同じ樹脂粒子の分散液でもよい。ただし、耐熱保存性と低温定着性を両立するためには、コア用樹脂粒子よりガラス転移点が5℃から25℃高めに共重合比を設定することが好ましい。
(4)冷却・洗浄工程
冷却・洗浄工程では、シェル化により得られたトナー粒子の分散液を、例えば1〜20℃/minの冷却速度で冷却する。所定温度まで冷却すると、冷却されたトナー粒子の分散液からトナー粒子を固液分離する。固液分離は遠心分離の他、ヌッチェ等を用いた減圧濾過、フィルタープレス等を用いた濾過等、何れの方法でもよい。次いで、固液分離によって得られたトナーケーキ(ウェット状のトナー粒子をケーキのような円筒形状に整えたもの)を洗浄し、界面活性剤や塩析剤等の付着物を除去する。
(5)乾燥工程
乾燥工程では、洗浄されたトナーケーキを乾燥処理する。乾燥処理には、スプレードライヤー、真空凍結乾燥機、減圧乾燥機等を用いることができる。乾燥されたトナー粒子の水分は、5%質量以下であることが好ましく、さらに好ましくは2%質量以下である。
(6)外添処理工程
外添処理工程では、乾燥によって得られたトナー粒子に外添剤を混合し、静電荷現像用トナーを得る。
〈現像剤の作製〉
本発明のトナーは、例えば磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合等が考えられ、何れも好適に使用することができる。
〈画像形成方法〉
以上のトナーは、接触加熱方式による定着工程を含む画像形成方法に好適に用いることができる。画像形成方法としては、具体的には、以上のようなトナーを使用して、例えば像担持体上に静電的に形成された静電潜像を、現像装置において現像剤を摩擦帯電部材によって帯電させることにより顕在化させてトナー画像を得る。そして、このトナー像を用紙に転写し、その後、用紙上に転写されたトナー画像を接触加熱方式の定着処理によって用紙に定着させることにより、可視画像が得られる。
〈定着方法〉
本発明のトナーを使用する好適な定着方法としては、いわゆる接触加熱方式のものを挙げることができる。接触加熱方式としては、特に熱圧定着方式、さらには熱ロール定着方式及び固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部材により定着する圧接加熱定着方式を挙げることができる。
1.材料の調製
(1)離型剤1の作製
温度計、窒素導入管、攪拌機及び冷却管を取り付けた4つのフラスコに、酸成分としてクエン酸1020質量部(10.0mol)と、アルコール成分として下記アルコール群を加えた。
アラキルアルコール(炭素数N=20) :7531.0質量部
オクタデシルアルコール(炭素数(N−2)=18):325.3質量部
セチルアルコール(炭素数(N−4)=16) :483.7質量部
さらに、メタスルホン酸80質量部を加え、窒素気流下、120℃で反応水を留去しつつ、5時間常圧で反応させた。得られたエステル化粗生成物100質量部に対し、1%水酸化カリウム水溶液100質量部を加え、90℃で30分間攪拌した。その後、30分間静置して水層部を除去して脱酸工程を終了した。次いで、用いたエステル化粗生成物100質量部に対して、20質量部のイオン交換水と5質量部のアラキルアルコールを加え、70℃で30分間攪拌した後、30分間静置して水層部を分離、除去した。廃水のpHが中性になるまで水洗を4回繰り返した。残ったエステル層を180℃で水分を留去し、濾過して融点76.1℃のエステルワックスである離型剤1を得た。離型剤1中のエステル化されていないアラキルアルコールは5.6質量%であった。
離型剤1の作製において、R1基の炭素数M、R2基の炭素数N、離型剤中の各炭素数N、N−2、N−4のアルキル基の全R2の質量に対する含有率(質量%)が表1に示す値となるように、酸成分のカルボン酸、アルコール成分となるモノアルコールの配合量を変更した他は、離型剤1と同様の手順により、離型剤2〜15、比較用離型剤1〜9を調製した。
(3)コア用樹脂粒子1の調製
アニオン界面活性剤(エマールE27C、花王社製、有効成分27%)11.3質量部を1107.05質量部の純水に溶解し、温度を80℃に維持した。別の容器に、スチレン201.5質量部、n−ブチルアクリレート117.24質量部、メタクリル酸18.31質量部、離型剤1(融点75.6℃)117.2質量部、ベヘニルアルコール12.4質量部を入れ、加熱を開始した。加熱した溶液を上記界面活性剤の溶液に添加し、クレアミックス(エムテクニック社製)を用いて高速攪拌し、モノマー乳化液を調製した。
(4)コア用樹脂粒子2〜15、比較用コア用樹脂粒子1〜9
上記コア用樹脂粒子1の調製において、用いる離型剤を下記表2に示すように変更した他は、コア用樹脂粒子1の調製と同様の手順により、コア用樹脂粒子2〜15、比較用コア用樹脂粒子1〜9を得た。
(5)シェル用樹脂粒子の調製
攪拌装置、冷却管、窒素導入管、温度センサを備えた5リットルステンレス製反応器に、純水2948質量部、アニオン性界面活性剤(エマール2FG、花王社製)2.3質量部を溶解した。この溶液を窒素気流下80℃に維持し、攪拌を行いつつ、過硫酸カリウム10.2質量部を純水218質量部に溶解した重合開始剤の水溶液を加えた。さらに、スチレン520質量部、n−ブチルアクリレート184質量部、メタクリル酸96質量部、n−オクチルメルカプタン22.1質量部を混合したモノマー溶液を3時間かけて滴下した後、同温度に1時間保持し重合を完結させた。その後、内温を室温まで冷却し、シェル用樹脂粒子を得た。
(6)シアン着色剤分散液の調製
シアン顔料C.I.Pigment Blue 15:3(銅フタロシアニン顔料)25質量部を、界面活性
剤溶液(n−ドデシル硫酸ナトリウム11.5質量部を純水160質量部に溶解した溶液)に徐々に添加した後、クレアミックスWモーションCLM-0.8(エムテクニック社製)を
用いて分散処理し、体積平均粒径138nmのシアン顔料分散液を得た。
2.トナーの作製
(1)実施例に係るトナー1の作製
攪拌装置、冷却管、温度センサを備えたステンレス製反応器に、コア用樹脂粒子1を1461.42質量部、純水1671.4質量部、シアン着色剤分散液147.31質量部を投入し、攪拌を行いつつ、5N−水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを10に調整した。次いで、攪拌下、塩化マグネシウム・6水和物56.66質量部を純水56.66質量部に溶解した塩化マグネシウム水溶液を10分間かけて滴下した。内温が75℃になるまで昇温し、コールターTA3(ベッグマン・コールター社製)を用いて粒径を測定し、体積基準のメジアン径が6.5μmになるまで加熱、攪拌を行った。体積基準のメジアン径が6.5μmに到達した時点で、5N−水酸化ナトリウム水溶液によりpH=4に調整したシェル用樹脂粒子を244.18質量部滴下し、コア用樹脂粒子1、シアン着色剤が凝集融着したコア粒子表面に、シェル用樹脂粒子が付着するまで加熱攪拌を続けた。
(2)実施例に係るトナー2〜15、比較例に係るトナー1〜9の作製
実施例に係るトナー1の作製において、表2に示すようにコア用樹脂粒子1をそれぞれコア用樹脂粒子2〜15、比較用コア用樹脂粒子1〜9に変更した他は、同様の手順により実施例に係るトナー2〜15、比較例に係る比較用トナー1〜9をそれぞれ作製した。
(3)外添剤の添加
作製した実施例に係るトナー1〜15、比較例に係る比較用トナー1〜9のそれぞれに対し、外添処理を行った。
酸化チタン粒子(ドデシルトリメトキシシラン処理済み、体積基準のメジアン径30nm):0.8質量部
シリカ粒子(ヘキサメチルジンラザン処理済み、体積基準のメジアン径100nm):1.2質量部
(4)現像剤の調製
次に、現像剤を調製するため、粒径35μmのフェライトコアに対して質量比で0.8
質量%のシリコーン樹脂「SR2411」(東レダウコーニングシリコーン社製)を添加し、ニーダ装置を用いてコーディング処理してキャリアを作製した。
3.評価実験
(1)ドキュメントオフセット性の評価
上記フルカラー高速複合機により、評価用画像の両面印刷を200枚分連続して行った。評価用画像は濃度20%の全面ハーフトーンの画像を背景に、サイズ6.0ポイントの文字を36行分配置した画像であり、この評価用画像を用紙の両面に印刷した。印刷された200枚の印刷物を大理石テーブル上にそのまま揃えて置き、各用紙を重ねた部分に対して19.6kPa(200g/cm2)相当の圧力が加わるようにおもりを載せた。この状態で温度30℃、湿度60%RHの環境下に3日間放置した後、重ね合わせた各用紙のトナー画像上における画像欠損の度合いを評価した。
良好:重ねた状態にある印刷物から用紙を1枚1枚剥がすときに、パリッという音がしたが、画像不良はなく、画像欠損の問題が無いレベル
実用可:重ねた状態にある印刷物から用紙を1枚1枚剥がすときに、トナー画像上に若干のグロスむらの発生が認められるものの画像不良はなく、画像欠損はほとんどないと判断されるレベル
不良:印刷直後に、文字が無い背景の領域に文字部分のトナーの移行が認められ、当該文字の領域にもトナーの移行による汚れが認められるレベル
(2)光沢の均一性の評価
市販のデジタル複写機「bizhub PRO C500」(コニカミノルタビジネステクノロジーズ
社製)を用い、定着装置の加熱ローラの表面温度が150℃の場合についてオンデマンド印刷用カラー記録紙「POD フィルムコート S 198g/m2」(王子製紙社製)に対してシアントナーの付着量が0.4g/m2で、光沢度が75以上80未満のトナー画像を形成した。光沢度は、「Gross Meter」(村上色彩光学研究所社製)を用い、入射角を75°に設定して測定した。測定画像の中央部、先端、後端において50点の測定を行い、光沢度の変動係数を測定した。変動係数が小さいほど光沢が均一であることを表す。変動係数2%未満を合格とした。
4.評価結果
評価結果を表2に示す。
Claims (5)
- 少なくとも樹脂、着色剤及び離型剤を含有し、前記離型剤は下記一般式(1)で表わされる化合物を1種または2種以上含有する静電潜像現像用トナーであり、
一般式(1): R1−(COO−R2)n
〔上記一般式(1)に示すR1は、炭素数2〜8の環状構造を有してもよい連結基であり、ヒドロキシ基、脂肪酸エステル基を有してもよい。
一般式(1)に示すR2は炭素数がそれぞれN、(N−2)または(N−4)のアルキル基であり、それぞれが同じでも異なっていてもよい。Nは10以上30以下の自然数であり、nは3以上4以下の自然数である。〕
前記離型剤において、炭素数NのR2を全R2の質量に対し80〜97質量%、炭素数(N−2)のR2を全R2の質量に対し0.0〜7.8質量%、炭素数(N−4)のR2を全R2の質量に対し3.0〜13.0質量%含み、炭素数(N−4)のR2が炭素数(N−2)のR2より1.5質量%以上多く含有されることを特徴とする静電潜像現像用トナー。 - 前記離型剤が、下記一般式(1a)、(1b)または(1c)で表わされる化合物の混合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記離型剤が、下記一般式(1d)、(1e)または(1f)で表わされる化合物のいずれかを含有することを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記離型剤が、下記一般式(1a)〜(1f)で表わされる化合物の混合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
- 請求項1において、前記離型剤が、多価カルボン酸、炭素数Nのモノアルコール、炭素数(N−2)のモノアルコールおよび炭素数(N−4)のモノアルコールから合成されることを特徴とする請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
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