JP5471271B2 - トナー及びその製造方法 - Google Patents
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Description
A(OH)m
(式中、Aは、置換基を有してもよい、炭素数が1〜20の脂肪族基又は芳香族基若しくはヘテロ芳香族基であり、mは、2〜4の整数である。)
で表されるポリアルコールと、一般式
B(COOH)n
(式中、Bは、置換基を有してもよい、炭素数が1〜20の脂肪族基又は芳香族基若しくはヘテロ芳香族基であり、nは、2〜4の整数である。)
で表されるポリカルボン酸を重縮合することにより得られる。
(1)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とイソフタル酸の重縮合物を、イソホロンジイソシアネートと反応させた後、イソホロンジアミンと反応させたものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物とイソフタル酸の重縮合物の混合物
(2)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とイソフタル酸の重縮合物を、イソホロンジイソシアネートと反応させた後、イソホロンジアミンと反応させたものと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物の混合物
(3)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物を、イソホロンジイソシアネートと反応させた後、イソホロンジアミンと反応させたものと、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モル付加物とテレフタル酸の重縮合物の混合物
(4)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物を、イソホロンジイソシアネートと反応させた後、イソホロンジアミンと反応させたものと、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物の混合物
(5)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物を、イソホロンジイソシアネートと反応させた後、ヘキサメチレンジアミンと反応させたものと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物の混合物
(6)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物を、イソホロンジイソシアネートと反応させた後、ヘキサメチレンジアミンと反応させたものと、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モル付加物とテレフタル酸の重縮合物の混合物
(7)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物を、イソホロンジイソシアネートと反応させた後、エチレンジアミンと反応させたものと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とテレフタル酸の重縮合物の混合物
(8)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とイソフタル酸の重縮合物を、ジフェニルメタンジイソシアネートと反応させた後、ヘキサメチレンジアミンと反応させたものと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とイソフタル酸の重縮合物の混合物
(9)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物及びビスフェノール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を、ジフェニルメタンジイソシアネートと反応させた後、ヘキサメチレンジアミンと反応させたものと、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モル付加物とテレフタル酸の重縮合物の混合物
(10)ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とイソフタル酸の重縮合物を、トルエンジイソシアネートと反応させた後、ヘキサメチレンジアミンと反応させたものと、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物とイソフタル酸の重縮合物の混合物
ポリエステル及び/又は変性ポリエステルは、重量平均分子量が3×103以上であることが好ましく、5×103〜1×106がさらに好ましく、7×103〜5×105が特に好ましい。重量平均分子量が3×103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。
(トナーの投影像の面積と同一の面積の円の周囲長)/(トナーの投影像の周囲長)
で定義される円形度の平均値であり、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。
(1)ビニルモノマーを懸濁重合、乳化重合、シード重合又は分散重合する方法
(2)ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂等の重付加又は縮合系樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶液を、分散剤の存在下、水系媒体中に分散させた後、重合又は硬化させる方法
(3)ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂等の重付加又は縮合系樹脂の前駆体(モノマー、オリゴマー等)又はその溶液中に乳化剤を添加した後、水系媒体を添加して転相乳化する方法
(4)樹脂を機械回転式、ジェット式等の微粉砕機を用いて粉砕し、分級することにより得られた樹脂粒子を、分散剤の存在下、水系媒体中に分散させる方法
(5)樹脂溶液を霧状に噴霧することにより得られた樹脂粒子を、分散剤の存在下、水系媒体中に分散させる方法
(6)樹脂溶液に貧溶剤を添加又は加熱溶解させた樹脂溶液を冷却し、溶剤を除去することにより得られた樹脂粒子を、分散剤の存在下、水系媒体中に分散させる方法
(7)樹脂溶液を、分散剤の存在下、水系媒体中に分散させた後、加熱、減圧等により溶剤を除去する方法
(8)樹脂溶液中に乳化剤を添加した後、水系媒体を添加して転相乳化する方法
このとき、アニオン性の樹脂粒子とするためには、分散剤として、アニオン性界面活性剤を用いたり、樹脂にカルボキシル基、スルホン酸基等のアニオン性基を導入したりすることが好ましい。
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAのエチレンオキサイド2モル付加物67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84部、テレフタル酸274部及びジブチルスズオキサイド2部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。さらに、10〜15mmHgの減圧下、5時間反応させて、ポリエステル1を合成した。ポリエステル1は、数平均分子量が2100、重量平均分子量が5600、ガラス転移点が55℃であった。
水1000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、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、マスターバッチを調製した。
冷却管、撹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部を仕込み、常圧下、230℃で8時間反応させた。さらに、10〜15mHgの減圧下、5時間反応させて、ヒドロキシル基を有するポリエステルを得た。ヒドロキシル基を有するポリエステルは、数平均分子量が2100、重量平均分子量が9600、ガラス転移点が55℃、酸価が0.5mgKOH/g、水酸基価が49mgKOH/gであった。
数平均分子量及び重量平均分子量は、GPCを用いて測定した。具体的には、まず、40℃のヒートチャンバー中で、カラムにテトラヒドロフランを流速1ml/分で流して安定させた後、この状態で、樹脂の0.05〜0.6質量%テトラヒドロフラン溶液を50〜200μl注入して測定した。なお、検出器としては、RI(屈折率)検出器を用いた。また、数平均分子量及び重量平均分子量は、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カウント数の関係から算出した。ポリスチレン標準試料としては、分子量が6×102、2.1×102、4×102、1.75×104、1.1×105、3.9×105、8.6×105、2×106及び4.48×106の単分散ポリスチレン(Pressure Chemical社製又は東洋ソーダ工業社製)を用いた。
ガラス転移点は、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、アルミニウム製サンプルパン(フタあり)に試料5mgを入れ、窒素の流量を50ml/分として、以下の温度条件で測定した。
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℃
また、リファレンスとしては、アルミニウム製サンプルパンを用いた。なお、測定結果は、データ解析ソフトTA−60、バージョン1.52(島津製作所社製)を用いて解析した。具体的には、2回目の昇温のDSC微分曲線であるDrDSC曲線の最も低温側の最大ピークを中心として、±5℃の範囲を指定し、解析ソフトのピーク解析機能を用いてピーク温度を求めた。次に、得られたピーク温度+5℃及び−5℃の範囲を指定し、解析ソフトのピーク解析機能を用いて、DSC曲線の最大吸熱温度を求めた。
撹拌棒及び温度計をセットした反応容器に、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)16部、スチレン83部、メタクリル酸83部、アクリル酸ブチル110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。次に、乳濁液を75℃まで昇温し、5時間反応させた。さらに、1質量%の過硫酸アンモニウム水溶液30部を添加し、75℃で5時間熟成して、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42nmであった。
水660部、樹脂粒子の分散液1.25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)25部及び酢酸エチル60部を混合撹拌し、乳白色の水系媒体を得た。
[カリックスアレーンの分散液の調製]
ビーカー内に、化学式
で表されるカリックスアレーン(A)5部、15部のポリエステル1及び酢酸エチル30部を仕込み、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、送液速度を1kg/時、ディスクの周速度を6m/秒として、粒径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスして、環状化合物の分散液を得た。得られたカリックスアレーンの分散液は、体積平均粒径が104nmであった。
ビーカー内に、100部のポリエステル1及び酢酸エチル130部を入れて攪拌し、溶解させた。次に、分子量が1800、酸価が2.5mgKOH/g、40℃における針入度が1.5mmのカルナウバワックス10部、マスターバッチ10部及びカリックスアレーンの分散液1部を添加し、ビーズミルのウルトラビスコミル(アイメックス社製)を用いて、送液速度を1kg/時、ディスクの周速度を6m/秒として、粒径が0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスした。さらに、イソホロンジアミン1部を添加した後、ポリエステルプレポリマー40部を添加して、攪拌し、第一の液を調製した。
容器に水系媒体150部を入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、12000rpmで攪拌した後、第一の液100部を添加し、10分間混合して、第二の液を得た。
脱気用配管、攪拌機及び温度計をセットしたフラスコに、第二の液100部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、減圧下、30℃で12時間有機溶媒を除去し、スラリーを得た。
得られたスラリーを減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300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、12000rpmで10分間混合した。得られたスラリーを減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水300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、12000rpmで10分間混合する操作を、伝導度が0.1〜10μS/cmになるまで行い、第三の液を得た。
攪拌機及び温度計をセットしたフラスコに、第三の液を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、55℃で30分間攪拌し、加熱処理した。
得られたスラリーを減圧濾過した後、濾過ケーキを、順風乾燥機を用いて、45℃で48時間乾燥した後、目開きが75μmであるメッシュで篩い、母体粒子を得た。
母体粒子100部、平均粒径が100nmの疎水性シリカ0.6部、平均粒径が20nmの酸化チタン1.0部及び平均粒径が15nmの疎水性シリカ0.8部を、ヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.38であった。
カリックスアレーン(A)の添加量を0.1部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.35であった。
カリックスアレーン(A)の添加量を3.0部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.45であった。
帯電制御剤(B)の添加量を0.04部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.14であった。
帯電制御剤(B)の添加量を0.1部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.24であった。
以下の後処理を実施した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.44であった。
攪拌機及び温度計をセットしたフラスコに、第三の液を仕込み、帯電制御剤(B)(第三の液の固形分に対して0.07%)のメタノール溶液を添加し、攪拌周速20m/分で攪拌しながら、室温で1時間攪拌した。
カリックスアレーン(A)の代わりに、化学式
カリックスアレーン(A)の代わりに、化学式
カリックスアレーン(A)の代わりに、化学式
帯電制御剤(B)を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.11であった。
帯電制御剤(B)の添加量を0.2部に変更した以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0.51であった。
カリックスアレーン(A)及び帯電制御剤(B)を添加しなかった以外は、実施例1と同様にして、トナーを得た。得られたトナーは、相対イオン強度Xが0であった。
固形分50質量%のアクリル樹脂溶液21部、固形分70質量%のグアナミン溶液6.4部、平均粒径0.3μm、体積固有抵抗1×1014Ω・cmのアルミナ粒子7.6部、固形分23質量%のシリコーン樹脂溶液SR2410(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)65部、アミノシランSH6020(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製)1.0部、トルエン60部及びブチルセロソルブ60部を、ホモミキサーを用いて10分間分散させ、被覆層用塗布液を得た。
透過型電子顕微鏡を用いて、キャリアの断面を観察することにより、被覆層の厚さを測定し、平均した。
マイクロトラック粒度分析計モデルHRA9320−X100(Honewell社製)を用いて、重量平均粒径を測定した。なお、粒径範囲を8〜100μm、チャネル長さ(チャネル幅)を2μm、チャネル数を46、屈折率を2.42とした。
容器が転動して攪拌される型式のターブラミキサーを用いて、キャリア100部及びトナー7部を均一に混合して、現像剤を得た。
現像剤をサンプリングし、Vブローオフ装置(リコー創造開発社製)を用いて、トナーの飽和帯電量を測定することにより、帯電性を評価した。具体的には、まず、サンプリングした現像剤6gを常温常湿(温度20℃、湿度65%RH)に2時間放置した後、金属ゲージに入れ、攪拌装置を用いて、285rpmで600秒間攪拌混合した。次に、現像剤1gを計量した後、シングルモード法を用いてトナーの帯電量分布を測定した。なお、シングルモード法とは、Vブローオフ装置で、シングルモードを選び、測定条件を高さ5mm、吸い込み100、2回ブローとする方法である。また、ブロー時、635メッシュを用いた。
DocuColor 8000 Digital Press(富士ゼロックス社製)を改造して、線速及び転写時間を調整可能にチューニングした評価機を用いて、A4サイズ、トナーの付着量が0.6mg/cm2のベタパターンを、10万枚出力した。10万枚出力後の現像剤をサンプリングした以外は、[帯電性]と同様にして、トナーの飽和帯電量を測定することにより、耐久性を評価した。
サンプリングした現像剤6gを2時間放置する環境を、常温常湿から高温高湿又は低温低湿に変更した以外は、[帯電性]と同様にして、トナーの飽和帯電量を測定することにより、環境安定性を評価した。このとき、高温高湿は、温度40℃、湿度90%RHの環境、低温低湿は、温度10℃、湿度15%RHの環境を意味する。
15 帯電装置
20 現像装置
21 露光装置
22 二次転写装置
30 クリーニング装置
40 一次転写装置
50 中間転写ベルト
100 画像形成装置
Claims (12)
- 結着樹脂と、ハロゲン基を有するカリックスアレーンを含む母体粒子の表面に、ハロゲン基を有する帯電制御剤(ただし、ハロゲン基を有するカリックスアレーンを除く)が存在する重合トナーであって、
飛行時間型二次イオン質量分析法(TOF−SIMS)を用いて測定される炭素イオンのカウント数に対するハロゲンイオンのカウント数の比が0.01以上0.5以下であることを特徴とするトナー。 - 前記結着樹脂は、ポリエステル及び/又は活性水素基を有する化合物と、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エステルプレポリマーを反応させた変性ポリエステルを含むことを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 結着樹脂及び/又は結着樹脂の前駆体と、ハロゲン基を有するカリックスアレーン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と、
該有機溶媒が除去された第二の液を洗浄して第三の液を調製する工程と、
該第三の液に、ハロゲン基を有する帯電制御剤(ただし、ハロゲン基を有するカリックスアレーンを除く)を添加する工程を有することを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記ハロゲン基を有する帯電制御剤(ただし、ハロゲン基を有するカリックスアレーンを除く)が添加された第三の液を加熱する工程をさらに有することを特徴とする請求項3に記載のトナーの製造方法。
- 前記第三の液を加熱する工程をさらに有し、
該加熱された第三の液に、前記ハロゲン基を有する帯電制御剤(ただし、ハロゲン基を有するカリックスアレーンを除く)を添加することを特徴とする請求項3に記載のトナーの製造方法。 - 前記第三の液を加熱する温度は、前記結着樹脂のガラス転移点より10℃低い温度以上前記結着樹脂のガラス転移点より10℃高い温度以下であることを特徴とする請求項4又は5に記載のトナーの製造方法。
- 前記結着樹脂の前駆体は、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エステルプレポリマーを含むことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか一項に記載のトナーの製造方法。
- 請求項1又は2に記載のトナーを有することを特徴とする現像剤。
- 感光体と、
該感光体を帯電させる帯電手段と、
該帯電した感光体を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
該感光体に形成された静電潜像を、請求項8に記載の現像剤を用いて現像してトナー像を形成する現像手段と、
該感光体に形成されたトナー像を被記録材に転写する転写手段を有することを特徴とする画像形成装置。 - 中間転写体をさらに有し、
前記転写手段は、前記感光体に形成されたトナー像を該中間転写体に転写した後、該中間転写体に転写されたトナー像を前記被記録材に転写することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記中間転写体に転写されたトナー像を前記被記録材に転写する線速度が0.1m/秒以上1m/秒以下であり、
前記中間転写体と前記被記録材が接触するニップ部における転写時間が0.5ミリ秒以上60ミリ秒以下であることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。 - タンデム方式であることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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