JP4863523B2 - トナー - Google Patents
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Description
すなわち本発明は、以下のとおりである。
(1)少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーにおいて、該トナーを25℃で24時間テトラヒドロフラン(THF)溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析におけるTHF可溶分の全量に対する固有粘度が5.0×10−2dl/g以下の割合が15.0質量%乃至60.0質量%であり、固有粘度が1.5×10−1dl/g以上の割合が20.0質量%乃至40.0質量%であり、該結着樹脂は少なくともポリエステルユニットとビニル系共重合ユニットが化学的に結合したハイブリッド樹脂を含有することを特徴とするトナー。
(2)該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.5×104の固有粘度が5.0×10−3dl/g乃至1.0×10−1dl/gである事を特徴とする(1)に記載のトナー。(3)該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.0×105の固有粘度が1.0×10−1dl/g乃至2.0×10−1dl/gである事を特徴とする(1)又は(2)に記載のトナー。
(4)該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.5×104の固有粘度が1.0×10−2dl/g乃至6.0×10−2dl/gであることを特徴とする(1)乃至(3)の何れかに記載のトナー。
(5)該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.0×105の固有粘度が1.2×10−1dl/g乃至2.0×10−1dl/gであることを特徴とする(1)乃至(4)の何れかに記載のトナー。
本発明のトナーは、少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーにおいて、該トナーを25℃で24時間テトラヒドロフラン(THF)溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析におけるTHF可溶分の全量に対する固有粘度が5.0×10−2dl/g以下の割合が15.0質量%乃至60.0質量%であり、固有粘度が1.5×10−1dl/g以上の割合が20.0質量%乃至40.0質量%であることを特徴とする。尚、上記トナーを25℃で24時間テトラヒドロフラン(THF)溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における固有粘度を以下単に固有粘度ともいう。
これは同じ絶対分子量であっても、樹脂種・モノマー種によって固有粘度が異なってくるため、それを表す指標である。同じ絶対分子量1.5×104でも、より粘度の低いモノマー種・樹脂種を用いた場合、固有粘度も低くなる。絶対分子量1.5×104は本発明トナーのメインピーク分子量付近となるため、成分量としては一番多い成分である。この絶対分子量1.5×104の固有粘度が5.0×10−3dl/g よりも小さい時は、トナー中のTHF可溶成分において固有粘度の低い成分が主成分となるため、耐オフセット性が低下することがある。一方、1.5×104の固有粘度が1.0×10−1dl/gよりも大きい場合には、トナー中のTHF可溶成分において固有粘度の高い成分が主成分となるため、定着性が低下することがある。また、トナー中のTHF可溶成分において固有粘度の高い成分が主成分となることから、荷電制御剤等他成分との混合性が劣り、帯電の不均一化によって、現像性が低下することがある。
さらに、上記トナーのTHF不溶分量は0質量%乃至40.0質量%であることが好ましく,より好ましくは5.0質量%乃至30.0質量%である。これは定着性の観点から好ましい。
さらに、両者のうち分岐した高分子量樹脂の末端に長鎖アルキルモノマーを結合させる事が本発明の効果を得る上でより好ましい形態である。特に分岐ポリエステル樹脂末端に炭素数10以上30以下(より好ましくは15以上25以下)の直鎖カルボン酸もしくは直鎖アルコールを結合させる事が特に好ましい形態である。具体的には直鎖カルボン酸としては、パルミチン酸,ステアリン酸,アルキジン酸などの飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの不飽和脂肪酸、直鎖アルコールとしては、オクタデシルアルコール、ベヘニルアルコールなどの飽和アルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコールなどの不飽和アルコールである。このような直鎖アルキル鎖を分岐末端に添加する事でより離型性が向上するのである。そのため、これら長鎖アルキルモノマーは分岐した高分子量樹脂を作成後、縮重合の最終工程で添加することが好ましい。そうすることで、分子末端にこれら長鎖アルキルモノマーを結合でき、所望の効果が得られやすくなる。また、分岐した高分子量樹脂の末端に長鎖アルキルモノマーを結合させる事により低分子量樹脂よりも直鎖モノマーを多量に含有でき、本発明の効果である離型性を得やすい。
スチレン系モノマーとしては、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、p−フェニルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、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、p−メトキシスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、m−ニトロスチレン、o−ニトロスチレン、p−ニトロスチレンの如きスチレン及びその誘導体が挙げられる。
このような重合開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、ジメチル−2,2’−アゾビスイソブチレート、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)、2−カーバモイルアゾイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2−フェニルアゾ−2,4−ジメチル−4−メトキシバレロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルプロパン)、メチルエチルケトンパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイドの如きケトンパーオキサイド類、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α,α’−ビス(t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、イソブチルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、m−トリオイルパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ−n−プロビルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エトキシエチルパーオキシカーボネート、ジメトキシイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシカーボネート、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシベンゾエイト、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、t−ブチルパーオキシアリルカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエイト、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、ジ−t−ブチルパーオキシアゼレートが挙げられる。
そのため、両樹脂のモノマーのいずれとも反応しうる化合物(以下「両反応性化合物」という)を用いて重合を行う。このような両反応性化合物としては、前記の縮重合系樹脂のモノマー及び付加重合系樹脂のモノマー中の、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、シトラコン酸、マレイン酸、及びフマル酸ジメチル等の化合物が挙げられる。これらのうち、フマル酸、アクリル酸、及びメタクリル酸が好ましく用いられる。
両反応性化合物の使用量は、全原料モノマーに対して0.1質量%乃至20質量%であることが好ましく、より好ましくは0.2質量%乃至10質量%である。
式(1) 1.1≦Cw/Cr≦8.0
この比は直鎖モノマーとワックスとの分散状態を規定するものであり、この比を上記範囲にする事で、高速現像システムにおいて、優れた低温定着性を有しつつ、本発明の離型効果が得られやすくなる。この比が1.1未満の場合には直鎖モノマーとワックスとの分子鎖長が近くなり過ぎ、ワックスの直鎖モノマーへの相溶化が起こりやすくなる。その結果、直鎖モノマーの離型効果が十分得られず、排紙接着性が低下することがある。一方、8.0よりも大きくなると、ワックスの分子鎖長が長くなりすぎ、直鎖モノマーと絡み合う。その結果、ワックスの分散性が悪化し、帯電分布が不均一となり、現像性が低下することがある。
本発明で用いられる磁性材料としては、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトなどの酸化鉄、及び他の金属酸化物を含む磁性酸化鉄;Fe、Co、Niのような金属、あるいは、これらの金属とAl、Co、Pb、Mg、Ni、Sn、Zn、Sb、Be、Bf、Cd、Ca、Mn、Se、Ti、W、Vのような金属との合金、及びこれらの混合物等が挙げられる。従来、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ−Fe2O3)、酸化鉄亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミウム(Cd3Fe2O4)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe5O12)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄ニッケル(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジム(NdFe2O3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)、コバルト粉(Co)、ニッケル粉(Ni)等が知られている。特に好適な磁性材料は四三酸化鉄又は三二酸化鉄の微粉末である。また上述した磁性材料を単独で或いは2種以上の組合せで選択使用することもできる。
上記マゼンタ顔料を単独で使用しても構わないが、染料と顔料を併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。マゼンタ用染料としては、C.I.ソルベントレッド1,3,8,23,24,25,27,30,49,81,82,83,84,100,109,121、C.I.ディスパースレッド9、C.I.ソルベントバイオレット8,13,14,21,27、C.I.ディスパースバイオレット1などの油溶染料、C.I.ベーシックレッド1,2,9,12,13,14,15,17,18,22,23,24,27,29,32,34,35,36,37,38,39,40、C.I.ベーシックバイオレット1,3,7,10,14,15,21,25,26,27,28などの塩基性染料が挙げられる。
上記絶対分子量1.5×104の固有粘度が1.0×10−1dl/g未満の場合には、トナー溶融混練時に十分なシェアが掛からず、トナーにおける原材料の微分散性が低下しやすくなり、現像性が低下し易い。一方、上記絶対分子量1.5×104の固有粘度が3.0×10−1dl/gよりも大きい場合には、他原材料と十分混合しにくくなるため、遊離樹脂成分となり、画像ムラ等画像欠陥が生じやすくなる。
本発明のトナーの帯電性は正負どちらでも構わないが、結着樹脂であるポリエステル樹脂自体は負帯電性が高いため、負帯電性トナーであることが好ましい。荷電制御剤は、その種類や他のトナー粒子構成材料の物性等によっても異なるが、一般に、トナー中に結着樹脂100質量部当たり0.1質量部乃至10質量部含まれることが好ましく、0.1質量部乃至5質量部含まれることがより好ましい。このような荷電制御剤としては、トナーを負帯電性に制御するものと、正帯電性に制御するものとが知られており、トナーの種類や用途に応じて種々のものを一種又は二種以上用いることができる。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
また、この製造工程において、例えば塩化アルミニウム又は塩化チタン等他の金属ハロゲン化合物をケイ素ハロゲン化合物と共に用いることによってシリカと他の金属酸化物の複合微粉体を得ることも可能であり、それらもシリカとして包含する。そのシリカ微粉体の粒径は、平均の一次粒径として、0.001μm乃至2μmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは、0.002μm乃至0.2μmの範囲内である。
AEROSiL 130、AEROSiL 200、AEROSiL 300、AEROSiL 380、AEROSiL TT600、AEROSiL MOX170、AEROSiL MOX80、AEROSiL COK84(日本アエロジル社);Ca−O−SiL M−5、Ca−O−SiL MS−7、Ca−O−SiL MS−75、Ca−O−SiL HS−5、Ca−O−SiL EH−5(CABOT Co.社);Wacker HDK N20、Wacker HDK V15、Wacker HDK N20E、Wacker HDK T30、Wacker HDK T40(WACKER−CHEMIE GNBH社);D−CFine Silica(ダウコーニングCo.社);Fransol(Francil社)
疎水化方法としては、シリカ微粉体と反応あるいは物理吸着する有機ケイ素化合物等で化学的に処理することによって付与される。好ましい方法としては、ケイ素ハロゲン化合物の蒸気相酸化により生成されたシリカ微粉体を有機ケイ素化合物で処理する。そのような有機ケイ素化合物としては、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルシラン、トリメチルクロルシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジクロルシラン、メチルトリクロルシラン、アリルジメチルクロルシラン、アリルフエニルジクロルシラン、ベンジルジメチルクロルシラン、ブロムメチルジメチルクロルシラン、α−クロルエチルトリクロルシラン、β−クロルエチルトリクロルシラン、クロルメチルジメチルクロルシラン、トリオルガノシリルメルカプタン、トリメチルシリルメルカプタン、トリオルガノシリルアクリレート、ビニルジメチルアセトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、1−ヘキサメチルジシロキサン、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,3−ジフェニルテトラメチルジシロキサンおよび1分子当り2から12個のシロキサン単位を有し末端に位置する単位のSiに水酸基を一つずつ有するジメチルポリシロキサン等が挙げられる。これらは1種あるいは2種以上の混合物で用いられる。
シリコーンオイル処理の方法としては、例えばシランカップリング剤で処理されたシリカ微粉体とシリコーンオイルとをヘンシェルミキサーの如き混合機を用いて直接混合する方法;べースとなるシリカ微粉体にシリコーンオイルを噴霧する方法;あるいは適当な溶剤にシリコーンオイルを溶解あるいは分散せしめた後、シリカ微粉体を加え混合し溶剤を除去する方法;を用いることが可能である。シリコーンオイル処理シリカは、シリコーンオイルの処理後にシリカを不活性ガス中で200℃以上(より好ましくは250℃以上)に加熱し表面のコートを安定化させることがより好ましい。
窒素原子を有するアミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシン、ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジプロピルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、モノブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ジオクチルアミノプロピルジメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルジメトキシシラン、ジブチルアミノプロピルモノメトキシシラン、ジメチルアミノフェニルトリエトキシシラン、トリメトキシシリル−γ−プロピルフェニルアミン、トリメトキシシリル−γ−プロピルベンジルアミンの如きシランカップリング剤も単独あるいは併用して使用される。好ましいシランカップリング剤としては、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)が挙げられる。
本発明においては、シリカをあらかじめ、カップリング剤で処理した後にシリコーンオイルで処理する方法、または、シリカをカップリング剤とシリコーンオイルで同時に処理する方法によって処理されたものが好ましい。
このようなものとしては、例えば、テフロン(登録商標)、ステアリン酸亜鉛、ポリフッ化ビニリデンの如き滑剤、中でもポリフッ化ビニリデンが好ましい。あるいは、酸化セリウム、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム等の研磨剤、中でもチタン酸ストロンチウムが好ましい。
あるいは、酸化チタン、酸化アルミニウムなどの流動性付与剤、中でも特に疎水性のものが好ましい。あるいはケーキング防止剤や、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化スズなどの導電性付与剤、また、逆極性の微粒子を現像性向上剤として少量用いることもできる。
(1)GPC−RALLS−粘度計分析
(i)前処理
試料(トナーの場合0.1g、結着樹脂の場合0.05g)を、THF(テトラヒドロフラン) 10mlとともに20ml試験管に入れる。これを25℃で24時間溶解させる。その後、サンプル処理フィルター(ポアサイズ0.2〜0.5μm、例えばマイショリディスクH−25−2(東ソー社製)などが使用できる。なお、本実施例では、サンプル処理フィルターとして、ポアサイズ0.5μmのマイショリディスクH−25−5(東ソー社製)を使用した。)を通過させたものをGPCの試料とする。
(ii)分析条件
装置 :HLC−8120GPC 東ソー(株)社製
DAWN EOS(Wyatt Technology社製)
高温差圧粘度検出器(Viscotek社製)
カラム:KF−807、806M、805、803(昭和電工社製)の4連カラムの組合せ
検出器1 :多角度光散乱検出器 Wyatt DAWN EOS
検出器2 :高温差圧粘度検出器
検出器3 :ブライス型示差屈折計
温度:40℃
溶媒:THF
流速:1.0ml/min
注入量 :400μl
本測定においては、絶対分子量に基く分子量分布及び慣性二乗半径、固有粘度が、直接出力されるが、その測定理論は以下の通りである。
M90=R(θ90)/KC・・・レイリー方程式
M90:90°における分子量
R(θ90):散乱角90°でのレイリー比
K:光学定数(=2π2n2/λ0 4NA・(dn/dc)2)C:溶液濃度
Rg=(1/6)1/2([η]M90/Φ)1/3・・・Flory Fox式Rg:慣性半径
η:固有粘度
Φ:形状要素
絶対分子量:M=R(θ0)/KC
R(θ0)= R(θ90)/P(θ90)
P(θ90)=2/X2・(e−X−(1−X)) (X=4πn/λ・Rg)λ:波長
ここで、(dn/dc)値は、ハイブリット樹脂含有トナーでは0.089ml/g、ポリエステル樹脂のみ含有トナーでは0.078ml/g、直鎖ポリスチレンでは0.185ml/gとした。
JIS K 7210に則り、高化式フローテスターにより測定されるものを指す。具体的には、高化式フローテスター(島津製作所製)を用いて1cm3の試料を昇温速度4℃/minで加熱しながら、プランジャーにより980N/m2(10kg/cm2)の荷重を与え、直径1mm,長さ1mmのノズルを押し出すようにし、これにより、プランジャー降下量(流れ値)−温度曲線を描き、そのS字曲線の高さをhとするとき、h/2に対応する温度(樹脂の半分が流出した温度)を軟化点とする。
(3)樹脂及びトナーのガラス転移温度(Tg)及びワックスの融点の測定
測定装置 :示差走査型熱量計(DSC)、MDSC−2920(TA Instruments社製)
ASTM D3418−82に準じて測定する。
測定試料は2〜10mg、好ましくは3mgを精密に秤量する。これをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを用いて、測定温度範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで常温常湿下測定を行う。2回目の昇温過程で得られる、温度30〜200℃の範囲におけるDSC曲線をもって解析を行う。
ガラス転移温度(Tg)については、得られたDSC曲線より中点法で解析を行った値を用いる。また、ワックスの融点ついては、得られたDSC曲線の吸熱メインピークの温度値を用いる。
本発明において、トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、コールターカウンターのマルチサイザーII(コールター社製)を用いる。電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて、約1%NaCl水溶液を調製する。該電解液として、例えば、ISOTON R−II(コールターサイエンティフィックジャパン社製)が使用出来る。
測定方法としては、前記電解水溶液100〜150ml中に分散剤として界面活性剤(好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加え、更に測定試料を2〜20mg加える。上記測定試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約1〜3分間分散処理を行い、上記測定装置により、アパーチャーとして100μmアパーチャーを用いて、粒径2.00乃至40.30μmのトナー粒子の体積及び個数を下記のチャンネルごとに測定して、トナーの体積分布と個数分布とを算出する。その算出結果から、トナー粒子の重量平均粒径(D4)を求める。
チャンネルとしては、2.00〜2.52μm;2.52〜3.17μm;3.17〜4.00μm;4.00〜5.04μm;5.04〜6.35μm;6.35〜8.00μm;8.00〜10.08μm;10.08〜12.70μm;12.70〜16.00μm;16.00〜20.20μm;20.20〜25.40μm;25.40〜32.00μm;32.00〜40.30μmの13チャンネルを用いる(各チャンネルの中央値をチャンネル毎の代表値とする)。
(5)トナー中の樹脂成分のTHF不溶分の含有量(THF不溶分量)
トナーを2g秤量し、円筒ろ紙(例えばNo.86Rサイズ28×10mm 東洋ろ紙社製)に入れてソックスレー抽出器にかける。溶媒としてTHF200mlを用いて、16時間抽出する。このとき、THFの抽出サイクルが約4〜5分に1回になるような還流速度で抽出を行う。抽出終了後、円筒ろ紙を取り出し、秤量することによってトナーの不溶分を得る。
トナーが樹脂成分以外の磁性体又は顔料の如き、THF不溶分を含有している場合、円筒ろ紙に入れたトナーの質量をW1gとし、抽出されたTHF可溶樹脂成分の質量をW2gとし、トナーに含まれている樹脂成分以外のTHF不溶成分の質量をW3gとすると、トナー中の樹脂成分のTHF不溶分の含有量は下記式から求められる。
THF不溶分(質量%)=[W1−(W3+W2)]/(W1−W3)×100
(PES部[P−1]の処方)
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2.2mol付加物):46.5mol%
・テレフタル酸:32.5mol%
・アジピン酸:6.5mol%
・無水トリメリット酸:5.0mol%
・フマル酸:1.5mol%
・アクリル酸:4.0mol%
次にポリエステルユニットの原料モノマーを2段階に分け、縮重合反応させる。第一ステップでは主鎖のポリマーに側鎖のモノマーを重合させ、分岐度の高い分岐ポリマーを作製する。第二ステップでは長鎖モノマーの縮重合反応を行う事で、分岐末端に長鎖モノマーを結合する。
この結着樹脂1の諸物性については表4に示した通りである。
表1〜2に記載のモノマーと表3記載の条件に変更する以外は結着樹脂1の製造例に従い、結着樹脂2〜9を得た。これらの諸物性については表4に示した通りである。
<結着樹脂10〜11の製造例>
表1に記載のポリエステルモノマーの混合物(P−10又はP−11)80質量部を4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着して窒素雰囲気下にて160℃で攪拌する。そこに、表2に記載のビニル系共重合モノマー(S−1又はS−2)と表3に記載の重合開始剤であるベンゾイルパーオキサイドを混合したもの20質量部を滴下ロートから4時間かけて滴下した。その後、160℃で5時間反応した後、230℃に昇温してジブチル錫オキシドをポリエステルモノマー成分の総量に対し0.2質量%及び表3に記載のワックスを添加し、6時間縮重合反応を行った。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕して結着樹脂10〜11を得た。
ポリエステルモノマーの混合物(P−12、P−13又はP−14)及びジブチル錫オキシドをポリエステルモノマー100質量部に対し0.2質量部を4口フラスコに仕込み、減圧装置、水分離装置、窒素ガス導入装置、温度測定装置及び攪拌装置を装着して窒素雰囲気下にて230℃に昇温して縮重合反応を行った。さらに、そこに表3に記載のワックスを添加した。反応終了後容器から取り出し、冷却、粉砕してポリエステル樹脂である結着樹脂12〜14を得た。これらの諸物性については表4に示した通りである。
4つ口フラスコ内にキシレンを投入し、120℃に昇温した。該フラスコ内を窒素で十分に置換した後、撹拌しながら表2に記載のモノマー(S−3又はS−4)と重合開始剤として表3に記載されたベンゾイルパーオキサイドを混合したものを該フラスコに4時間かけて滴下した。さらに、そこに表3に記載のワックスを添加した。そして、減圧下で溶媒を蒸留除去することで、結着樹脂15〜16を得た。これらの諸物性については表4に示した通りである。
(トナーNo.1の調製)
・結着樹脂1 70質量部
・結着樹脂10 30質量部
・磁性酸化鉄粒子a
(平均粒径0.14μm、Hc(抗磁力)=11.5kA/m、σs(飽和磁化)=90Am2/kg、σr(残留磁化)=16Am2/kg) 90質量部
・荷電制御剤−1
(1.5×104の固有粘度: 2.5×10−1dl/g、Mw:27000、Tg:76℃、酸価:25mgKOH/g) 2質量部
上記材料をヘンシェルミキサーで前混合した後、二軸混練押し出し機によって、溶融混練した。この時、混練された樹脂の温度が150℃になるように滞留時間をコントロールした。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルで粗粉砕した後、ターボミルで粉砕し、得られた微粉砕粉末を、コアンダ効果を利用した多分割分級機(日鉄鉱業社製エルボジェット分級機)を用いて分級し、重量平均粒径6.8μmのトナー粒子を得た。該トナー粒子100質量部に対し、疎水性シリカ微粉体(BET法で測定した窒素吸着による比表面積が140m2/g)を1.0質量部とチタン酸ストロンチウム3.0質量部を外添混合し目開き150μmのメッシュで篩い、トナーNo.1を得た。トナー内添処方及び物性値を表5、6に記す。また、GPC−RALLS−粘度計分析装置によって得られたトナーNo.1の測定結果を図2〜4に示す。
なお、荷電制御剤−1は、以下の製造方法によって合成されたものである。
還流管、撹拌機、温度計、窒素導入管、滴下装置及び減圧装置を備えた加圧可能な反応容器に、溶媒としてメタノール200質量部、2−ブタノン150質量部及び2−プロパノール50質量部を添加し、モノマーとしてスチレン78質量部、アクリル酸n−ブチル15質量部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸7質量部を添加して撹拌しながら70℃まで加熱した。重合開始剤である2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)1質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を1時間かけて滴下して5時間撹拌を継続し、更に2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)1質量部を2−ブタノン20質量部で希釈した溶液を30分かけて滴下して更に5時間撹拌して重合を終了した。重合溶媒を減圧留去した後に得られた重合体を150メッシュのスクリーンを装着したカッターミルを用いて100μm以下に粗粉砕して荷電制御剤−1を得た。
上記トナーNo.1を用い、以下に示す方法でその評価を実施した。
(1)現像性の評価(画像濃度及びカブリの測定)
現像性は、画像濃度及びカブリの測定結果により評価した。
市販の複写機(IR−6010 キヤノン製)を1.4倍のプリントスピードに改造し、定着器から定着ウェブを取り除いた。この複写機を用い、23℃、5%RH(NL)の環境と32℃、80%RH(HH)の両環境で印字比率4%のテストチャート(キヤノン販売(株)社 オフィスプランナーSK紙)を3万枚連続して画出した。画像濃度は、マクベス濃度計(マクベス社製)でSPIフィルターを使用して、反射濃度測定を行い、1cm角の画像を測定することで求めた。一方、カブリは、反射濃度計(リフレクトメーターモデル TC−6DS 東京電色社製)を用いて行い、画像形成後の白地部反射濃度最悪値をDs、画像形成前の転写材の反射平均濃度をDrとし、Ds−Drをカブリ量として評価を行った。数値が少ないほどカブリ抑制が良い。これらの評価を3万枚時に行った。結果を表7に示す。3万枚後の画像濃度が1.35以上、カブリが1.5以下であれば問題ないレベルである。
上記現像性の評価で用いた装置及び方法に従い、32℃,80%RH(HH)の環境で印字比率4%のテストチャート(キヤノン販売(株)社 オフィスプランナーSK紙)を用いて、3万枚の連続プリント試験を行った後、3万枚目の画像を目視確認する事により、画像の評価を行った。結果を表7に示す。下記評価基準においてB以上であれば問題ないレベルである。
(評価基準)
A:黒ポチ等画像欠陥が全く無い
B:画像上に4点以下の黒ポチが発生する。
C:画像上に5〜10点の黒ポチが発生する。
D:画像上に11点以上の黒ポチが発生する。
市販の複写機(IR−6010 キヤノン製)から定着器を取り外し、常温常湿度環境下(23℃/60%)においてA4紙(キヤノン販売(株)社 オフィスプランナーSK紙)に2cm角の画像5点出力させた。この際の未定着画像ののり量は0.6mg/cm2とした。一方、市販のHewlett−Packard社製レーザービームプリンターLaser Jet4300nの定着器を外部へ取り出し、該プリンター外でも動作し、定着ローラー温度、プロセススピード、加圧力を任意に設定可能になるように改造した。この改造された定着器に上記未定着画像を通紙し、定着画像を得た。通紙時の条件としては、定着ローラーの表面温度を140℃、プロセススピードを1.1倍、加圧力12.0kgf/cm2とした。この定着画像を、50g/cm2の荷重をかけたシルボン紙(Lenz Cleaning Paper “dasper(R)”:Ozu Paper Co.Ltd製)により5回摺擦し、摺擦前後での画像濃度の低下率(%)で評価した。尚、画像濃度は上記(1)で用いた方法で測定した。結果を表7に示す。下記評価基準においてB以下において問題が生じるレベルである。
(評価基準)
A:10%未満
B:10%以上、15%未満
C:15%以上、20%未満
D:20%以上
市販の複写機(IR−6010 キヤノン製)から定着器を取り外し、トナーの載り量を1.0mg/cm2になるように調整し、薄紙として第2原図用紙に図1に示すような未定着画像(印字比率:10%)を作成した。これを、高温・高湿環境(32℃、80%RH)にて、プロセススピードを50mm/sec、加圧力5.0 MPa、温調240℃となるように設定した定着装置に通紙する事で評価した。結果を表7に示す。下記評価基準においてC以下において問題が生じるレベルである。
(評価基準)
A:巻きつきオフセットが発生しない。
B:巻きつきは発生しないが、通紙により紙がカールし、且つ定着ローラへのオフセットが発生する。
C:定着ローラへの巻きつきが発生
(1)で使用した複写機を用い、高温高湿環境(35℃、90%RH)下で、2cm角の画像の測定テストチャート(A4紙(キヤノン販売(株)社 オフィスプランナーSK紙),のり量は0.6mg/cm2)100枚印刷した時の100枚目の5点の平均透過濃度をマクベス濃度計(マクベス社製)で測定した時の値をD1とした。次に、5000枚耐久後、積み重なった紙の中から100枚目をはがしとり、上記と同様に濃度測定した。この時の値をD2とする。D1−D2の値を計算し、その差に応じ、以下のようにランク分けを行った。結果を表7に示す。下記評価基準においてC以下において問題が生じるレベルである。
(評価基準)
A:剥がれ白抜け点無し
B:濃度低下0.1以上0.2未満
C:濃度低下0.2以上0.4未満
D:濃度低下0.4以上0.6未満
E:濃度低下0.6以上
トナー10gを50ccのポリカップに計りとり、50gの重りを載せた状態で50℃湿度20%の恒温槽に7日間放置した後のブロッキング性を以下の評価基準を用いて目視評価を行った。結果を表7に示す。下記評価基準においてB以下において問題が生じるレベルである。
A: 全く固まっている様子がない
B: 塊があるが、カップを回すうちに小さくなってほぐれてくる
C: カップを回してほぐしても塊が残る
D: 大きな塊があり、カップを回してもほぐれない
(トナーNo.2〜12の調製)
表5に記載の処方で実施例1と同様にして、トナーNo.2〜12を作成し、実施例1と同様の方法でトナーの評価を実施した。得られたトナーの物性値を表6に、評価結果を表7に示す。
(トナーNo.13の調製)
・結着樹脂1 20質量部
・結着樹脂10 80質量部
・荷電制御剤−2 2質量部
・カーボンブラック 5質量部
トナー粒子の処方を上記に変更した以外は実施例1と同様の方法でトナーNo.13を作成し、実施例1と同様の方法でトナーの評価を実施した。得られたトナーの物性値を表6に、評価結果を表7に示す。
さらに、トナーNo.13においてカーボンブラックの代わりにピグメントレッド57を用いたマゼンタトナー(M)と、トナーNo.13においてカーボンブラックの代わりにピグメントイエロー74を用いたイエロートナー(Y)と、トナーNo.13においてカーボンブラックの代わりにピグメントブルー15:3を用いたシアントナー(C)と、そしてトナーNo.13(K)を用いて、YMCKフルカラー一成分現像評価を行った。各カラートナーは、上記評価項目に関して良好な結果を得た。
(トナーNo.14の調製)
・結着樹脂1 70質量部
・結着樹脂10 30質量部
・磁性酸化鉄粒子a
(平均粒径0.14μm、Hc=11.5kA/m、σs=90Am2/kg、σr=16Am2/kg) 90質量部
・荷電制御剤−1
(1.5×104の固有粘度:2.5×10−1dl/g、Mw:27000、Tg:76℃、酸価:25mgKOH/g)
2質量部
・荷電制御剤−2 0.5質量部
トナー粒子の処方を上記に変更した以外は実施例1と同様の方法でトナーNo.14を作成し、実施例1と同様の方法でトナーの評価を実施した。得られたトナーの物性値を表6に、評価結果を表7に示す。
表5に記載したように処方を変更した以外は実施例1と同様の方法でトナーNo.15〜20を作成し、実施例1と同様の方法でトナーの評価を実施した。得られたトナーの物性値を表6に、評価結果を表7に示す。なお、表5において記載されている結着樹脂の製造に使用したワックスAの代わりに用いているワックスBは、融点108℃、炭素数83、Mw:1200のフィッシャートロップシュワックスである。また、荷電制御剤−1の代わりに用いている荷電制御剤−3は、下記構造式(II)で示される化合物である。
Claims (5)
- 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーにおいて、
該トナーを25℃で24時間テトラヒドロフラン(THF)溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析におけるTHF可溶分の全量に対する固有粘度が5.0×10−2dl/g以下の割合が15.0質量%乃至60.0質量%であり、固有粘度が1.5×10−1dl/g以上の割合が20.0質量%乃至40.0質量%であり、
該結着樹脂は少なくともポリエステルユニットとビニル系共重合ユニットが化学的に結合したハイブリッド樹脂を含有することを特徴とするトナー。 - 該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.5×104の固有粘度が5.0×10−3dl/g乃至1.0×10−1dl/gであることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.0×105の固有粘度が1.0×10−1dl/g乃至2.0×10−1dl/gであることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー。
- 該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.5×104の固有粘度が1.0×10−2dl/g乃至6.0×10−2dl/gであることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のトナー。
- 該トナーを25℃で24時間THF溶媒に溶解させた時のTHF可溶分のGPC−RALLS−粘度計分析における絶対分子量1.0×105の固有粘度が1.2×10−1dl/g乃至2.0×10−1dl/gであることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のトナー。
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