JP6399014B2 - 静電潜像現像用トナー - Google Patents
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Description
静電潜像現像用トナーが、トナーコアとシェル層とを備えるトナー粒子を複数含む。シェル層は、少なくとも前述の式(1)で表される化合物を含む2種以上のビニル化合物の共重合体を含有する。
(結着樹脂)
トナーコアでは、一般的に、成分の大部分(例えば、85質量%以上)を結着樹脂が占める。このため、結着樹脂の性質がトナーコア全体の性質に大きな影響を与えると考えられる。結着樹脂として複数種の樹脂を組み合わせて使用することで、結着樹脂の性質(より具体的には、水酸基価、酸価、Tg、又はTm等)を調整することができる。結着樹脂がエステル基、ヒドロキシル基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する場合には、トナーコアはアニオン性になる傾向が強くなり、結着樹脂がアミノ基又はアミド基を有する場合には、トナーコアはカチオン性になる傾向が強くなる。トナーコアとシェル層との結合性(反応性)を高めるためには、結着樹脂の水酸基価及び酸価の少なくとも一方が10mgKOH/g以上であることが好ましい。
トナーコアは、着色剤を含有してもよい。着色剤としては、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。着色剤の量は、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下であることが好ましい。
トナーコアは、離型剤を含有してもよい。離型剤は、例えば、トナーの定着性又は耐オフセット性を向上させる目的で使用される。トナーコアのアニオン性を強めるためには、アニオン性を有するワックスを用いてトナーコアを作製することが好ましい。トナーの定着性又は耐オフセット性を向上させるためには、離型剤の量は、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上30質量部以下であることが好ましい。
トナーコアは、電荷制御剤を含有してもよい。電荷制御剤は、例えば、トナーの帯電安定性又は帯電立上り特性を向上させる目的で使用される。トナーの帯電立上り特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。
トナーコアは、磁性粉を含有してもよい。磁性粉の材料としては、例えば、強磁性金属(より具体的には、鉄、コバルト、ニッケル、又はこれら金属の1種以上を含む合金等)、強磁性金属酸化物(より具体的には、フェライト、マグネタイト、又は二酸化クロム等)、又は強磁性化処理(より具体的には、熱処理等)が施された材料を好適に使用できる。1種類の磁性粉を単独で使用してもよいし、複数種の磁性粉を併用してもよい。また、磁性粉からの金属イオン(例えば、鉄イオン)の溶出を抑制するためには、磁性粉を表面処理することが好ましい。
前述の基本構成を有するトナーでは、シェル層が、特定共重合体(少なくとも前述の式(1)で表される化合物を含む2種以上のビニル化合物の共重合体)を含有する。シェル層を構成する樹脂(特定共重合体)を合成するためのモノマー(ビニル化合物)の好適な例は、前述したとおりである(式(1)〜式(5)等を参照)。
トナー母粒子の表面に外添剤として無機粒子を付着させてもよい。例えば、トナー母粒子(粉体)と外添剤(粉体)とを一緒に攪拌することで、物理的な力でトナー母粒子の表面に外添剤(詳しくは、複数の外添剤粒子を含む粉体)が付着(物理的結合)する。外添剤は、例えばトナーの流動性又は取扱性を向上させるために使用される。トナーの流動性又は取扱性を向上させるためには、外添剤の量は、トナー母粒子100質量部に対して、0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましい。また、トナーの流動性又は取扱性を向上させるためには、外添剤の粒子径は0.01μm以上1.0μm以下であることが好ましい。
以下、前述の基本構成を有するトナーを製造する方法の一例について説明する。まず、トナーコアを準備する。続けて、液に、トナーコアと、シェル材料とを入れる。続けて、液中でシェル材料を反応させて、トナーコアの表面に、実質的に樹脂から構成されるシェル層を形成する。
好適なトナーコアを容易に得るためには、凝集法又は粉砕法によりトナーコアを製造することが好ましく、粉砕法によりトナーコアを製造することがより好ましい。
続けて、水性媒体(例えば、イオン交換水)に、トナーコアと、シェル材料(例えば、オキサゾリン基含有水溶性高分子)とを添加する。
(トナーコアの作製)
温度計(熱電対)、脱水管、窒素導入管、精留塔、及び攪拌装置を備えた容量5Lの反応容器を油浴にセットし、その容器内に、プロパンジオール1200gと、テレフタル酸1700gと、エステル化触媒(2−エチルヘキサン酸錫(II))3gとを入れた。続けて、油浴を用いて容器内の温度を230℃に昇温させて、窒素雰囲気かつ温度230℃の条件で、容器内容物を15時間反応(詳しくは、縮合反応)させた。続けて、容器内を減圧し、減圧雰囲気(圧力8.0kPa)かつ温度230℃の条件で、反応生成物(ポリエステル樹脂)のTmが所定の温度(90℃)になるまで、容器内容物を反応させた。その結果、Tm90℃のポリエステル樹脂が得られた。
温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの3つ口フラスコをウォーターバスにセットし、フラスコ内にイオン交換水300gを入れた。その後、ウォーターバスを用いてフラスコ内の温度を30℃に保った。続けて、表1に示される量のオキサゾリン基含有高分子水溶液(株式会社日本触媒製「エポクロスWS−300」、固形分濃度:10質量%、Tg:90℃)をフラスコ内に加えた後、フラスコ内容物を十分攪拌した。なお、表1中の量は、後で添加されるトナーコアの量(300g)に対するオキサゾリン基含有高分子の割合(単位:質量%)を示している。例えば、トナーT−1の製造では、オキサゾリン基含有高分子水溶液(エポクロスWS−300)を90g添加した。この添加量(90g)は、「トナーコアの量(300g)×表1中の量(0.03)/固形分濃度(0.1)=90g」のように求められる。トナーT−9〜T−11の各々の製造では、オキサゾリン基含有高分子水溶液(エポクロスWS−300)を添加しなかった。
上記のようにして得られたトナー母粒子の分散液を、ブフナー漏斗を用いてろ過(固液分離)して、ウェットケーキ状のトナー母粒子を得た。その後、得られたウェットケーキ状のトナー母粒子をイオン交換水に再分散させた。さらに、分散とろ過とを5回繰り返して、トナー母粒子を洗浄した。
続けて、得られたトナー母粒子を、濃度50質量%のエタノール水溶液に分散させた。これにより、トナー母粒子のスラリーが得られた。続けて、連続式表面改質装置(フロイント産業株式会社製「コートマイザー(登録商標)」)を用いて、熱風温度45℃かつブロアー風量2m3/分の条件で、スラリー中のトナー母粒子を乾燥させた。その結果、トナー母粒子の粉体が得られた。
続けて、得られたトナー母粒子を外添処理した。詳しくは、トナー母粒子100質量部と、乾式シリカ微粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」)1質量部とを、容量10LのFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて5分間混合することにより、トナー母粒子の表面に外添剤(シリカ粒子)を付着させた。続けて、得られた粉体を、200メッシュ(目開き75μm)の篩を用いて篩別した。その結果、多数のトナー粒子を含むトナー(トナーT−1〜T−12)が得られた。
各試料(トナーT−1〜T−12)の評価方法は、以下の通りである。
試料(トナー)の電荷減衰定数αは、静電気拡散率測定装置(株式会社ナノシーズ製「NS−D100」)を用いて、JIS(日本工業規格)C 61340−2−1−2006に準拠した方法で測定した。以下、トナーの電荷減衰定数の測定方法について詳述する。
離型性及び逆帯電特性の各々の評価では、次に示す方法で調製した評価用現像剤を用いた。
評価機としては、Roller−Roller方式の加熱加圧型の定着装置(ニップ幅8mm)を有するカラープリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−C5250DN」を改造して定着温度を変更可能にした評価機)を用いた。前述の手順で調製した評価用現像剤を評価機の現像装置に投入し、試料(補給用トナー)を評価機のトナーコンテナに投入した。
評価機としては、カラープリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「ECOSYS(登録商標)FS−C5400DN」)を用いた。評価機の現像スリーブ上のトナーについて、逆帯電トナー粒子の割合(単位:質量%)を求めた。
トナーT−1〜T−12の各々についての評価結果(電荷減衰特性:電荷減衰定数、離型性:最高定着温度、逆帯電特性:逆帯電トナー粒子の割合)を、表2に示す。
Claims (7)
- 前記2種以上のビニル化合物には、スチレン系モノマー及びアクリル酸系モノマーからなる群より選択される1種以上のビニル化合物が含まれる、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記共重合体は、前記式(1)で表される1種以上の化合物と、1種以上の(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体である、請求項1又は2に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記コアに含まれる離型剤の量は、前記結着樹脂100質量部に対して2.50質量部以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記コアは、離型剤を含有しない、請求項1〜4のいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記コアは、前記結着樹脂としてポリエステル樹脂を含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記ポリエステル樹脂は、1種以上のジオール類と1種以上のカルボン酸との縮重合物である、請求項6に記載の静電潜像現像用トナー。
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