JP5677331B2 - 静電潜像現像用トナー - Google Patents
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Description
前記有機微粒子は、下記式で表されるスチレン系モノマーと、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸の炭素数1〜6のアルキルエステル、及び(メタ)アクリロニトリルからなる群より選択される1種類以上の(メタ)アクリル系モノマーと、ジビニルベンゼンとを含むモノマーの共重合体からなり、
前記共重合体におけるジビニルベンゼンの量が、前記スチレン系モノマーと前記(メタ)アクリル系モノマーとの合計質量に対して10質量%以上である、静電潜像現像用トナー。
〔結着樹脂〕
本発明の静電潜像現像用トナーは、少なくとも着色剤を含有する結着樹脂からなるトナー母粒子の表面に後述する有機微粒子を付着させ得られる。トナー母粒子に含まれる結着樹脂は、従来からトナー用の結着樹脂として用いられている樹脂であれば特に制限されない。結着樹脂の具体例としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ビニルエーテル系樹脂、N−ビニル系樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの樹脂の中でも、結着樹脂中の着色剤の分散性、トナーの帯電性、用紙に対する定着性の面から、ポリスチレン系樹脂、及びポリエステル系樹脂が好ましい。以下、スチレン−アクリル系樹脂、及びポリエステル系樹脂について説明する。
本発明の静電潜像現像用トナーは結着樹脂中に着色剤を含有する。結着樹脂に配合できる着色剤は、トナーの色に合わせて、公知の顔料や染料を使用できる。結着樹脂に添加する好適な着色剤の具体例としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、ランプブラック、アニリンブラック等の黒色顔料;黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルスイエロー、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、ハンザイエロー10G、ベンジジンイエローG、ベンジジンイエローGR、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローNCG、タートラジンレーキ等の黄色顔料;赤口黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダスレンブリリアントオレンジGK等の橙色顔料;ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀カドミウム、パーマネントレッド4R、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウオッチングレッドカルシウム塩、レーキレッドD、ブリリアントカーミン6B、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン3B等の赤色顔料;マンガン紫、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ等の紫色顔料;紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダスレンブルーBC等の青色顔料;クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンB、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンG等の緑色顔料;亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等の白色顔料;バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等の体質顔料が挙げられる。これらの着色剤は、トナーを所望の色相に調整する目的等で2種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明の静電潜像現像用トナーは、本発明の目的を阻害しない範囲で、結着樹脂中に電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、正帯電性又は負帯電性の電荷制御剤のいずれも使用できる。
本発明の静電潜像現像用トナーは、トナーの定着性や耐オフセット性を向上させる目的で、結着樹脂中に離型剤を含んでいてもよい。結着樹脂に配合できる離型剤の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。離型剤としてはワックスが好ましく、ワックスの例としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素樹脂系ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、エステルワックス、モンタンワックス、ライスワックス等が挙げられる。これらのワックスは2種以上を組み合わせて使用できる。かかる離型剤をトナーに添加することにより、オフセットや像スミアリング(画像をこすった際の画像周囲の汚れ)の発生をより効率的に抑制できる。
本発明の静電潜像現像用トナーは、所望により、結着樹脂中に磁性粉を配合して、磁性1成分現像剤とすることができる。トナーを磁性1成分現像剤とする場合に用いる磁性粉の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。好適な磁性粉の例としては、フェライト、マグネタイト等の鉄;コバルト、ニッケル等の強磁性金属;鉄、及び/又は強磁性金属を含む合金;鉄、及び/又は強磁性金属を含む化合物;熱処理等の強磁性化処理を施された強磁性合金;二酸化クロムが挙げられる。
本発明の静電潜像現像用トナーは、結着樹脂中に、着色剤、離型剤、電荷制御剤、磁性粉等の成分を配合して所望の粒子径のトナー母粒子を調製した後に、トナー母粒子の表面に特定の樹脂を含む有機微粒子を付着させたものである。
<有機微粒子の埋没率の測定方法>
走査型電子顕微鏡(SEM)によりトナー母粒子に付着させる前の有機微粒子の画像を取得し、画像解析ソフトウェアにて画像を解析して複数の有機微粒子の一次粒子径を測定する。得られた有機微粒子の一次粒子径の値から、有機微粒子の平均一次粒子径rを算出する。平均一次粒子径rを測定する際には、10個以上の一次粒子について粒子径を測定する。次いで、走査型電子顕微鏡により、トナーを側面から観察した画像を取得する。得られた画像から、トナー表面からトナー表面に露出している有機微粒子の輪郭までの、トナー表面から垂直方向の最長の距離である、有機微粒子の露出距離rAを測定する。露出距離rAの測定は10個以上の有機微粒子に対して行う。以上のように求めたr及びrAから、下式により埋没率を算出する。
埋没率(%)=(r−rA)/r×100
<有機微粒子の境界線長/投影面積の値の測定方法>
走査型電子顕微鏡にてトナー表面を正面から観察した画像を取得する。取得した画像を画像解析ソフトウェア(WinROOF、三谷商事株式会社製)に取り込み、ソフトウェアのペンツールにより有機微粒子の輪郭線を描画し、有機微粒子の境界線長(pix(ピクセル))を測定する。次いで、輪郭線を描画した有機微粒子をペンツールにより塗りつぶし有機微粒子の投影面積(pix)を測定する。得られた有機微粒子の境界線長(pix)と有機微粒子の投影面積(pix)とから、有機微粒子の境界線長/投影面積の値を算出する。
本発明の静電潜像現像用トナーは、トナーの流動性、保存安定性、クリーニング性等を改良する目的で、有機微粒子と共に、有機微粒子以外の他の外添剤をトナー母粒子の表面に付着させてもよい。
静電潜像現像用トナーは、所望のキャリアと混合して2成分現像剤として使用することもできる。2成分現像剤を調製する場合、磁性キャリアを用いるのが好ましい。
本発明の静電潜像現像用トナーは、結着樹脂に、着色剤と、必要に応じて、電荷制御剤、離型剤、磁性粉等の任意の成分とを配合した後に、所望の粒子径のトナー母粒子を調製し、得られたトナー母粒子の表面に、有機微粒子を単独で付着させるか、有機微粒子と外添剤とを付着させることにより製造できる。
スチレン20質量部、アクリロニトリル80質量部、ジビニルベンゼン10質量部、過硫酸カリウム4.5質量部(水溶性重合開始剤)、イオン交換水100質量部を丸底フラスコに仕込み、アンカー型撹拌翼により100rpmで撹拌し、ソープフリー系で、70℃にて8時間乳化重合を行い、有機微粒子Aの分散液を得た。分散液を濾過した後、固形分を水洗、乾燥して有機微粒子Aを得た。走査型電子顕微鏡(JSM−7600F、日本電子株式会社製)により測定した有機微粒子Aの平均一次粒子径は100μmであった。また、フローテスター(GFT−500D、株式会社島津製作所製)により測定した有機微粒子Aの流出開始温度は242℃であった。フローテスターの測定条件は荷重30kgf、ダイ口径1.0mm、ダイ長さ1.0mm、昇温速度4℃/分であった。
表1に記載の種類及び量のモノマーを用いる他は、有機微粒子Aと同様にして、有機微粒子B〜Eを得た。有機微粒子B〜Eの平均一次粒子径と流出開始温度とを表1に記す。
ポリエステル樹脂(タフトンNE−410、花王株式会社製)89質量部、離型剤(ポリプロピレンワックス660P、三洋化成株式会社製)5質量部、電荷制御剤(ボントロンP−51、オリヱント化学工業株式会社製)1質量部、及び着色剤(カーボンブラック、REGAL330R、キャボットジャパン株式会社製)5質量部を混合した後、二軸押出機にて溶融混練した。得られた混練物を冷却した後、粉砕・分級して、体積平均粒子径7μmのトナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子に、トナー全体の質量に対して1.0質量%となる量の酸化チタン(EC−100、チタン工業株式会社製)、0.7質量%となる量の疎水性シリカ(RA−200H、日本エアロジル株式会社製)、及び1.0質量%となる量の有機微粒子Aを加えた後、ヘンシェルミキサー(FM−10B(日本コークス工業株式会社製))により、回転数3500rpmにて5分混合して、酸化チタン、疎水性シリカ、及び有機微粒子Aをトナー母粒子の表面に固着させて静電潜像現像用トナーを得た。
得られたトナー母粒子、有機微粒子A、及びトナーについて示差走査熱量計(DSC)測定を行い有機微粒子由来の吸熱ピーク温度を測定した。示差走査熱量計(DSC)として、DSC6200(セイコーインスツル株式会社製)を用いた。各測定試料を30℃から500℃まで10℃/分の速度で昇温して行う示差走査熱量計による測定を行った。なお、各測定試料の量は10mgとした。
得られたトナーと、フェライトキャリアを、現像剤中のトナーの量が10質量%となるように混合して2成分現像剤を調製した。フェライトキャリアは平均径35μmのMn−Mgフェライト芯材1000質量部に、シリコーン樹脂30重量部とトルエン200質量部とからなる溶液を噴霧塗布した後、200℃で60分間の熱処理を行い作製した。調製した2成分現像剤とトナーとを用いて、通常環境(20℃、湿度50%)にて、複合機(Taskalfa500ci、京セラミタ株式会社製)を用いて、印字率1.0%での1万枚連続印刷試験と、引き続き印字率5.0%での10万枚連続印刷試験とを行った。初期の印刷物と、連続印刷試験後の印刷物における評価パターンのベタ印字部の画像濃度(画像ID)をマクベス反射濃度計(RD914、グレタグ・マクベス社製)により測定した。初期、印字率1.0%での1万枚連続印刷試験後、及び印字率5.0%での10万枚連続印刷試験後の画像IDを表3に示す。画像ID1.2以上を良と判定し、画像ID1.2未満を不良と判定した。
有機微粒子Aを有機微粒子Bに変えることの他は、実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの初期、及びターブラミキサー処理後の、有機微粒子由来の吸熱ピーク温度と、有機微粒子の埋没率と、有機微粒子の境界線長/投影面積の値を表2に示す。また、得られたトナーの画像評価の結果を表3に示す。
有機微粒子Aを有機微粒子Cに変えることの他は、実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの初期、及びターブラミキサー処理後の、有機微粒子由来の吸熱ピーク温度と、有機微粒子の埋没率と、有機微粒子の境界線長/投影面積の値を表2に示す。また、得られたトナーの画像評価の結果を表3に示す。
有機微粒子Aを有機微粒子Dに変えることの他は、実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの初期、及びターブラミキサー処理後の、有機微粒子由来の吸熱ピーク温度と、有機微粒子の埋没率と、有機微粒子の境界線長/投影面積の値を表2に示す。また、得られたトナーの画像評価の結果を表3に示す。
有機微粒子Aを有機微粒子Eに変えることの他は、実施例1と同様にしてトナーを得た。得られたトナーの初期、及びターブラミキサー処理後の、有機微粒子由来の吸熱ピーク温度と、有機微粒子の埋没率と、有機微粒子の境界線長/投影面積の値を表2に示す。また、得られたトナーの画像評価の結果を表3に示す。
Claims (7)
- 少なくとも結着樹脂と着色剤とを含むトナー母粒子の表面に有機微粒子が付着されており、
前記有機微粒子は、下記式で表されるスチレン系モノマーと、(メタ)アクリロニトリルと、ジビニルベンゼンとを含むモノマーの共重合体からなり、
前記共重合体におけるジビニルベンゼンの量が、前記スチレン系モノマーと前記(メタ)アクリロニトリルとの合計質量に対して10質量%以上である、静電潜像現像用トナー。
- 前記有機微粒子が、フローテスターにより測定される流出開始温度が240℃以上のポリマーからなる、請求項1記載の静電潜像現像用トナー。
- 示差走査熱量計により昇温速度10℃/分で測定する場合に、400℃以上において前記有機微粒子由来の吸熱ピークが測定される、請求項1記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記ジビニルベンゼンが、前記スチレン系モノマーと前記(メタ)アクリロニトリルとの合計質量に対して10〜20質量%である、請求項1から3のいずれか1記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記スチレン系モノマーがスチレンであり、前記(メタ)アクリロニトリルがアクリロニトリルである、請求項1から4のいずれか1記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記静電潜像現像用トナー30gと、被覆処理されていないキャリア300gとを容量500ccのボトルに入れ、ターブラミキサーにより、101m−1の撹拌速度で5時間トナーを撹拌する処理を行った後の、前記有機微粒子の前記トナー母粒子に対する埋没率が30〜60%であり、前記有機微粒子の境界線長/投影総面積の値が0.02以上である、請求項1から5のいずれか1記載の静電潜像現像用トナー。
- 請求項1から6のいずれか1記載の静電潜像現像用トナーと、キャリアとを含む2成分現像剤。
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