明 細 書 トナー 技術分野
本発明は、 電子写真法、 静電記録法、 磁気記録法、 トナージェット法に用い られるトナーに関する。 背景技術
従来、 電子写真法は、 種々の手段により感光体上に静電荷像を形成し、 次い で、 該静電荷像をトナーを用いて現像して感光体上にトナー画像を形成し、 必 要に応じて紙の如き転写材にトナー画像を転写する。 その後、 加熱、 圧力、 加 熱圧力、 或いは溶剤蒸気等により トナー画像を転写材に定着し、 画像を得るも のである。
トナー画像を定着する工程としては、 熱ローラーによる圧着加熱法 (以下、 熱ローラー定着法と称する) や、 定着フィルムを介して加熱体に被定着シート を密着させながら定着する加熱定着法 (以下、 フィルム定着法と称する) など が開発されている。
熱ローラー定着法やフィルム定着法では、 熱ローラー或いは定着フィルムの 表面に被定着シート上のトナー画像を、 当接する加圧部材により加圧下で接触 しながら通過せしめることにより定着を行うものである。 該定着法では熱ロー ラーや定着フィルムの表面と被定着シートのトナー画像とが加圧下で接触す るため、 該シート上にトナー画像を融着する際の熱効率が極めて高く、 迅速で 良好な定着を行うことができる。 特にフィルム定着法は、 省エネルギー化に対 する効果は大きく、 また、 電子写真装置の電源を入れてから 1枚目のプリント が完了するまでの所用時間が短いなどの効果も期待できる。
電子写真装置は、 高画質化、 小型軽量化、 高速高生産性化、 省エネルギー化 の如き様々の要請を受けており、 その中でも特に定着工程においてはさらにー 層の高速化、 省エネルギー化、 及び、 高信頼性ィヒを達成できるシステムや材料 の開発が重要な技術課題となっている。 し力 し、 熱ローラー定着法やフィルム 定着法でこれらの課題を解決するためには、 特にトナーの定着特性能を大幅に 改善することが必須であり、 より低レ、温度で十分に被定着シートに定着できる 性能 (以下、 低温定着性能と称する) の向上が必要である。 しかし、 トナーの 低温定着性能の向上を目指した場合、 長期保管中のトナーが凝集、 融着してし まう現象を抑制する性能 (以下、 耐ブロッキング性能と称する) や、 多量の連 続印字の際に、 画像不良が発生することを抑制する性能 (以下、 耐久安定性能 と称する) が低下しやすく、 これらの性能を同時に満たしたトナーが望まれて いる。 また、 ローラーやフィルムの如き定着部材に付着したトナー汚れによつ て次の転写材を汚す現象であるオフセットを防止できる性能 (以下、 耐オフセ ット性能と称する) の向上も必要である。 さらに、 フルカラー電子写真装置の 普及に伴い、新たな画像品位の向上が求められるようになってきている。即ち、 髙光沢の画像を形成することによって、画像の発色性を向上させる性能(以下、 グロス性能と称する) や、 画像の光沢にムラが生じることを抑制する性能 (以 下、 耐しみ込み 1"生能と称する) が要求されている。 この耐しみ込み性能は、 定 着工程において、 紙の如き転写材の進行方向に対し、 前半部と後半部とで加熱 ムラが生じることによる画像品位の低下、 或いは、 出力速度を早くした場合に おいて、 1枚目と 1 0枚目との加熱ムラによる画像品位の低下として現れやす い。
加熱加圧定着に用いられるトナーにおいて、 低温定着性能と耐ブロッキング 性能との両立を目指したトナーとしては、 カプセル構造を有するトナーがある
(特開平 0 6— 1 3 0 7 1 3号公報及び特開平 0 9— 0 4 3 8 9 6号公報参 照)。 これらのトナーは、 ガラス転移点 (T g ) の低い内核層を T gの高い外
殻層で被覆することにより、 トナー内部に含有される低 Tg材料のしみ出しを 抑制し、 トナーの低温定着性能と、 耐ブロッキング性能或いは耐久安定性能と を両立しょうとするものである。 また、 樹脂微粒子による被覆層を設けたトナ 一は、 良好な定着性能、 耐ブロッキング性能及び耐久安定性能を有する (特開 2003-091093号公報及ぴ特開 2004— 226572号公報参照), トナーの低温定着性能の向上を目指した他のアプローチとして、 トナーの溶融 前後の熱的物性変化を制御したトナーがある (特開 2006— 084743号 公報参照)。 このトナ一によれば低温定着性能と耐プロッキング性能との両立 が可能となる。 し力 し、 これらのトナーは、 更なる低温定着性能の向上を目指 した場合、 上記全ての性能を満足することは困難であった。 発明の開示
本発明の目的は、 前述の如き課題を解決し得るトナーを提供することにある ( 即ち、 本発明の目的は、 ワックスを含有するトナーにおいて、 低温定着性能 を向上させた場合においても良好な耐久安定性能を有し、 高品位画像の形成を 可能とするトナーを提供するものである。
本発明は、 結着樹脂、 着色剤及びワックスを少なくとも含有するトナー粒子 と、 無機微粉体とを有するトナーであって、
示差走査熱量計 (DSC) により測定される該トナーのガラス転移点を Ί\ (°C) としたとき、 1\一 1 0 (°C) における該トナーの微小圧縮試験におい て、 該トナ^ "一粒に荷重 0. 0 ON (0. O Omg f ) から 7. 85 X 10一4 N (80. O Omg f ) まで 7. 85 X 10— 7N (0. 08 m g f ) 刻みで負 荷を加えたとき、 7. 85 X 10一4 Nでの歪みの値 A80a (%) が 35. 0乃 至 75. 0%であり、 該微小圧縮試験より得られる荷重 (X軸) 一歪み (y軸) 曲線において、 該曲線と、 x = 7. 85 X 10— 4Nの直線と、 x軸とで囲まれ る領域の面積 (Sla) と、 x = 3. 92X 10— 5 N (4. O Omg f ) の時の
曲線上の点と x = 7. 8 5 X 1 0— 5 N (8. O Omg f ) の時の曲線上の点と を結ぶ直線と、 x = 7. 8 5 X 1 0— 4Nの直線と、 X軸とで囲まれる領域の面 積 (S 2 a) との比 (S l a/S 2 a) が 1. 5乃至 3. 5であるトナーに関する。 本発明によると、 結着樹脂と着色剤とワックスを含有するトナーにおいて、 低温定着性能を向上させた場合においても良好な耐久安定性能を有し、 高品位 画像を形成することが可能となる。 図面の簡単な説明
図 1は、 トナーの荷重 (X軸) 一歪み (y軸) 曲線の一例を示す図である。 図 2は、 D S Cによるガラス転移点 (T g) 及ぴ融点 (Tm) の測定方法の
—例を示す図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明におけるトナーの微小圧縮試験について述べる。 本発明における微小 圧縮試験に用いる装置としては、 以下の条件を満足する装置を用いて測定する ことができる。 トナーに荷重を加える圧子としては、 トナーと比較して硬度が 十分に高く、 先端部の表面粗さ R zが 0. 1 m以下であり、 内接円が直径 1 5. 0 μ πι以上となる平面を有する圧子を用いることができる。
•測定可能な荷重の範囲: 9. 8 1 X 1 0— 4Ν (1 0 0. O Omg f ) 以上 ·測定可能な変位の分解能: 1. 0 nm以下
•測定可能な変位の範囲: 1 0. 0 μ m以上
測定の内容としては、 トナ1 "―粒について圧子を接触させた状態から、 荷重 0. 0 O N (0. O Omg f ) から 7. 8 5 X 1 0— 4N (8 0. O Omg f ) まで、 3 0m s e c毎に 7. 8 5 X 1 0— 7N (0. 0 8 m g f ) 刻みで荷重を 加え、 各荷重における圧子の変位 (^u m) を測定する。 実際に測定するトナー 一粒の粒子径は、 該トナ一一粒の長径と短径を測定し、 その平均値をもって該
トナーの粒子径 R (μτη) [R= (長径 +短径) ノ2] とする。 トナーの形状 を粒子径 R (μ πι)の真球と仮定し、各荷重における圧子の変位 X m)を、 Rに対する歪みの百分率 [歪み A (%) = x X 1 0 0/R] として求める。 こ れより、 該トナ一一粒の荷重 (X軸) 一歪み (y軸) 曲線を作成し、 該荷重一 歪み曲線より該トナ一一粒の各物性値を読みとる。 トナー 5 0粒について同様 の測定を行い、 それぞれの物性値についてその平均値を求めて、 本発明で規定 する物性値とする。
具体的には、 超微小押し込み硬さ試験機 (ENT— 1 1 0 0 a ; (株) エリ ォニタス社製) を用い、 以下に示す測定方法により測定することができる。 装 置を設置する環境は、 温度 2 2°C、 湿度 6 0%RHとし、 使用する圧子は先端 部が 2 0 ^ mX 2 0 μ ηι四方の平面圧子を用いる。 パラメータ設定は以下の条 件とする。
•移動平均点数: 1
•表面検出時の圧子速度 : 1 0 0
·表面検出時の圧子速度降下係数: 2
•対物レンズ倍率: 40
•表面検出ステップ数: 20
•負荷一荷重試験における分割数: 1 0 0 0
•負荷一荷重試験におけるステップインターバル: 3 0m s e c
'試験荷重: 7. 8 5 X 1 0— 4N (8 0. O Omg f )
測定は、 温度制御装置を具備するプレート上にトナーを塗布する。 この際、 トナ一一粒一粒がプレート上でなるべく接触しない状態で存在するようにす る。 そのプレートを装置にセットして測定する。 測定の際は、 トナーが一粒で 存在しているものをランダムに 5 0粒選択する。
本発明において、 荷重 7. 8 5 X 1 0— 4N (8 0. O Omg f ) における歪 み A8。a (%) は、 任意に選択したトナー 5 0粒について上記測定を行い、 荷
重 (x軸) 一歪み (y軸) 曲線から求めた歪みの平均値である。
あるトナ一一粒に対する上記荷重 (X軸) 一歪み (y軸) 曲線において、 該 曲線と、 x= 7. 8 5 X 1 0— 4Nの直線と、 X軸とで囲まれる領域の面積を s laとする。 また、 該曲線上の、 荷重 3. 9 2 X 1 0-5N (4. O Omg f ) における点と荷重 7. 8 5 X 1 0一5 N (8. ◦ 0 m g f ) における点とを結ぶ 直線と、 x= 7. 8 5 X 1 0— 4Nの直線と、 X軸とで囲まれる領域の面積 s 2aとする。 該 s laと該 s 2aとの比 (s laZs 2a) を、 上記選択したトナー 5 0粒について求め、 その平均値 S la及び S 2 aを算出し、 それより (S l aZ S 2 a) を算出する。 尚、 この測定は、 測定温度をトナーのガラス転移点 T 1一 1 0 (°C) の条件で行う。
本発明のトナー (実施例 1のトナー 1) の一粒について、 上記微小圧縮試験 を行い作成した荷重一歪み曲線を図 1に示す。
次に、 本発明における Β 10、 Β。8、 Β 12、 φ、 αについて述べる。 前記測 定において、 η番目のトナ——粒の粒子径 Rn (μ m) について、 次に例示す るように 0. 2 5 0 μπι刻みでグループ分けする。 例えば、 5. 00 0 μ m以 上 5. 2 5 0 μ m未満のグループ、 5. 2 5 0 μ m以上 5. 5 0 0 μ m未満の グループ、 5 · 5 0 0 M m以上 5. 7 5 0 M m未満のグループ、 5. 7 5 0 μ m以上 6. 0 0 0 m未満のグループ等である。 各グループにおいて、 それぞ れに属する歪み (%) の平均値 a 80 (%) を求める。 各グループの粒子径の中 心値 R (μ ι) (例えば、 5. 0 0 0 ;/ m以上 5. 2 5 0 μ m未満のグループ であれば 5. 1 2 5 / m) を X軸とし、 各グループに属する歪みの平均値 a 8。 (%) を y軸として、 粒子径 (X軸) 一歪み (y軸) 曲線 (R— A8。曲線) を 作成する。 該 R— A80曲線において、 ト ^ "一の個数平均粒子径 D 1 T (Ai m) に対応する歪みの値を B 10 (%) とする。 即ち、 前記 R— A80曲線において、 X軸の値が該 D 1 T (μ ηα) のときの y軸の値 Β 10 (%) を前記 R— Α8。曲線 のグラフより読みとる。該 Β 10と前記 A80 aとから、両者の変化率 φ (%) [ φ
= (A80 a— B 10) X 1 00/B 10] を算出する。 同様に、 該 R— A80曲線よ り、 D 1 τの 1. 2倍の粒子径 (D 1 TX 1. 2) {μ m) に対応する歪みの値 を B12 (%) とし、 01丁の 0. 8倍の粒子径 (D 1 TX 0. 8) (μ χα) に対 応する歪みの値を Β。8 (%) とする。 これらの値を用い、 該 Β 12と該 Β。8と の傾き ひ [α = (B 12— B。8) / (D 1 ΤΧ 0. 4)] を算出する。 尚、 この 測定は、 測定温度をトナーのガラス転移点 T 1一 1 ◦ (°C) の条件で行う。 次いで、 本努明における C10、 C。8、 C12、 ;3 について述べる。 前記の測 定により、 5 0粒のト "一についてそれぞれ得られた荷重 (X軸) 一歪み (y 軸) 曲線において、 荷重 7. 8 5 X 1 0一5 N (8. O Omg f ) を超える領域 において該曲線が最大傾斜となる荷重における該曲線の接線と、 該曲線上の、 荷重 3. 9 2 X 1 0— 5N (4. O Omg f ) における点と荷重 7. 8 5 X 1 0一5 N (8. O Omg f ) における点とを結ぶ直線との交点(即ち、変曲点) における荷重 C nを求める。 前述と同様に 0. 2 5 0 μ m刻みでグループ分け し、 各グループにおいてそれぞれに属する C nの平均値 C (N) を求める。 前 述と同様に R (μ α) を χ軸とし、各グループの平均値 C (Ν)を y軸として、 粒子径 軸) —変曲点 (y軸) 曲線 (R— C曲線) を作成する。 該 R— C曲 線において、 トナーの個数平均粒子径 D 1 T (μιη) に対応する前記 Cの値を C10 (N) とする。 即ち、 前記 R— C曲線において、 X軸の値が該 D 1 T (μ m) のときの y軸の値 C10 (N) を前記 R— C曲線のグラフより読みとる。 同 様に、 該 R— C曲線より、 011>の1. 2倍の粒子径 (D 1 TX 1. 2) (μιη) に対応する前記 Cの値を C12 (N) とし、 01丁の0. 8倍の粒子径 (D 1 T X 0. 8) m) に対応する前記 Cの値を C。8 (N) とする。 これらの値を 用い、 該 C12と該 C08との傾き β [j3 = (C12— C08) / (D 1 TX 0. 4)] を算出する。尚、この測定は、測定温度をトナーのガラス転移点 Τ 1 - 1 0 (°C) の条件で行う。
さらに、 本発明における s lb/s la、 s2b/s2aについて述べる。 前記微
小圧縮試験において、 測定温度をトナーのガラス転移点 T 1 + 5 (°C) とする 以外は前記測定と同様にして、 トナ' ^一粒についての荷重 (X軸) 一歪み (y 軸) 曲線を作成する。 該曲線において、 前述の s laと同様の方法により該 s laに対応する s lbを求める。 前述の s 2aと同様の方法により該 s 2aに対応 する s 2 bを求める。 トナー 5 0粒について同様に求めた s l a、 s l b、 s 2 a、 及び s 2 bから、 それぞれの平均値 S l a、 S l b、 S 2 a、 及び S 2 bを求める。 こ れらの値を用いて、 slaと slbとの比 (slbZsla)、 s2aと s2bとの比 (s2bzs2a) をそれぞれ算出する。
本発明のトナーは、 1\一 1 0 (°C) における微小圧縮試験により求められる 歪み 803が3 5. 0乃至 7 5. 0%にある。 本発明において A80 aは、 トナ 一が有するガラス転移点 (T g) 近傍の温度におけるトナーの変形しやすさを 示す。 該 A8。aの値が大きいほど、 トナーが有する T g近傍の温度において、 トナーの変形の程度が大きいことを意味する。 即ち、 該 A8。aの値が大きいほ ど、 トナーの低温定着性能、 ダロス性能が良好であることを示す。 前記 A8。a が上記の範囲内であれば、 特に良好な低温定着性能、 ダロス性能が得られ、 ま た、 特に良好な耐しみ込み性能が得られる。
また、 本発明のトナーは、 上記微小圧縮試験により求められる sla/s2a が 1. 5 0乃至 3. 5 0にある。 これは、 トナーに一定の荷重速度で 7. 8 5 X 1 0_4Nまで荷重を加える過程において、測定開始後の初期段階におけるト ナ一の変形挙動と、 中期から後期段階におけるトナーの変形挙動とに大きな違 いがみられることから生じる。 即ち、 本発明のトナーは、 測定開始直後の初期 段階においてはトナーの変形の度合いが小さく、 中期段階において、 ある荷重 を超えた時点からトナーの変形挙動が格段に大きくなる。 荷重 (X軸) 一歪み (y軸) 曲線の傾きが最大となる荷重を超え、 測定の後期段階に入ると再び緩 やかな変形挙動になる、 という特徴を有する。
この初期段階においてトナーの変形の度合いが小さいという性質は、 小さい
荷重に対してはトナーが硬さと柔軟性を保持し、 可逆な微小の変形に留まると いうことを示している。 トナーの低温定着性能、 ダロス性能の向上を目指す場 合、 トナーを低 T g化、 シャープメルト化する手法が知られている。 しかし、 そのような場合トナーとしては脆くなりやすく、 現像機内でトナーが破碎され やすい。 特に、 電子写真装置の高速化により、 現像機内においてトナーは、 ト ナー担持体や帯電部材といった現像部材との摩擦により、 トナーの有する T g 付近まで昇温される場合がある。 この際、 該現像部材からの機械的ス トレスに より、 現像機内でトナーが破枠されやすくなる。 現像機内でトナーが破砕され ることにより生じる微粉は、 トナー担持体や帯電部材に堆積しやすく、 トナー の帯電不良が発生する。 本発明のトナーは、 トナーの有する T g近傍の温度に おいても柔軟性を有するため、 現像器内である程度の荷重、 機械的ストレスを 受けてもトナーが破砕されるのを抑制することが可能となる。 このため、 トナ 一の低温定着性能、 ダロス性能の向上を目指した場合においても、 良好な耐久 安定性能を発現可能となる。
さらに本発明のトナーは、 トナーに加えられる荷重がある値を超えると、 ト ナ一の変形挙動が格段に大きくなる性質を有する。 荷重が小さい領域では、 ト ナ一は可逆な微小の変形に留まるが、 ある荷重の値以上になるとトナーが不可 逆な大変形を起こすことを示している。 荷重が小さい領域において、 トナー可 逆な微小の変形をなしうる硬さと柔軟性を有していたとしても、 あらゆる荷重 に対して同様に可逆な微小の変形に留まる場合には、 良好な現像安定 1·生能が得 られたとしても低温定着性能、 ダロス性能は向上し得ない。 一般にトナーは紙 上で高さ方向に 1層〜数層のトナ一層を形成して画像形成がなされ、 定着ロー ラ一や定着フィルムといった定着部材から熱と圧力を加えられることによつ て定着する。 この際、 定着部材とトナー層との伝熱速度、 トナー層内部の伝熱 速度、 及ぴ、 トナー層と紙との伝熱速度は、 トナ一一粒と伝熱する相手方との 接触面積の影響が大きいと考えられる。 このため、 定着工程において、 定着部
材とトナーとの接触面積を瞬時に大きくできれば、 両者間の伝熱速度は格段に 大きくなる。 トナー層内部において、 隣り合ったトナー同士の接触面積を瞬時 に大きくできれば、 両者間の伝熱速度は格段に大きくなる。 トナーと紙との接 触面積を瞬時に大きくできれば、 両者間の伝熱速度は格段に大きくなる。 この ように、 荷重が小さい領域では、 トナ一は可逆な微小の変形に留まるが、 ある 荷重の値以上になるとトナーが不可逆な大変形を起こすという特性を有する ことで、 これまでにない低温定着性能、 ダロ 性能、 及び耐久安定性能が発現 される。
さらに本発明のトナーは、 前述の313ノ32£1が特定の範囲を有する。 該 slaZs2aは、小さい荷重に対するトナーの変形のしゃすさと、大きい荷重に 対するトナーの変形のしゃすさとの関係を示す。 前記微小圧縮試験においては、 slaは後期段階におけるトナーの変形のしゃすさに対応し、 s2aは初期段階に おけるトナーの変形のしゃすさに対応する。 前記 A8Qaが特定の範囲にあるト ナ一において、 該 Si aZs2aが特定の範囲にあることにより、 耐久安定性能、 低温定着性能及びグロス性能の両立が可能となる。前記 Slaノ S2aは 1. 5乃 至 3. 0にあることがより好ましく、 2. 0乃至 3. 0にあることが特に好ま しい。
上記のような物性を好ましく発現するトナーの構成としては、 トナーがある 種のコアシェル構造を形成していることが好ましいと考えられる。 即ち、 本発 明のトナーが有するトナー粒子は、 ワックスと着色剤を少なくとも有し、 結着 樹脂を主成分とするコア相と、 該コア相を被覆する表層樹脂を主成分とするシ ヱル相とを有し、 更に、 該シェル相の表面に無機微粉体を有することが好まし レ、。 このようなトナーにおいて、 該コア相がある程度軟らかく、 該シェル相が ある程度の硬さを有する樹脂を主成分として形成され、 且つ、 シェル相の厚み が十分に薄い場合に本発明の物性が良好に発現されると考えられる。 さらに、 シヱル相の被覆状態、厚み等が、シェル相の横方向及び深さ方向に均一であり、
且つ、 シェル相の厚みが十分に薄い場合に、 小さい荷重に対しては、 トナーが 破砕されない程度の可逆的な柔軟性を有するが、 ある荷重を超えてシェル相が 破断されると、 トナーが不可逆な大変形を起こす特性が発現されるものと考え られる。 十分に軟らかいコア相を有するコアシェル構造のトナーとした場合に おいて、 シェル相の横方向の被覆状態、 厚みが不均一であると、 小さい荷重に 対してもトナーが不可逆な変形を起こしやすくなる。 そこで、 シェル相の被覆 量を増大すると、 大きい荷重に対してもトナーが変形しなくなる。 或いは、 シ エル相の柔軟性が低下するため、 瞬間的な荷重、 現像機内における機械的スト レスに対してトナーが脆くなる。
前記 A8。aの値は、 コア相の主成分となる結着樹脂の T gや分子量、 コア相 の形状、 コア相中におけるワックス相の形状、 ワックスの種類、 及び、 シェル 相の主成分となる表層樹脂の T g、 分子量や添加量、 シェル相の厚みと被覆状 態により制御可能である。 また、前記 S l a/S2 aは、 上記コア相及びシェル相 についての例示の他、 コア相とシヱル相との密着性により制御可能である。 本発明のトナーは、該トナーの個数平均粒子径を D 1 τ m) としたとき、 前記微小圧縮試験より得られる粒子径 (X軸) 一歪み (y軸) 曲線 (R— A80 曲線) において、 該 D 1Tに対応する歪みの値を B10 (%) としたとき、 該 B10と前記 A80 aとの変化率 φ (%) [φ= (A80a— Β10) X 1 00/Β10] が 1 5. 0%以下にあり、 前記 D 1Τの 1. 2倍の粒子径に対応する歪みの値 を Β12 (%) とし、 前記 D 1Tの 0. 8倍の粒子径に対応する歪みの値を B 08 (%) としたとき、 該 B12と該 B08との傾き α ία= (Β12— Β。8) / (D 1 τ X 0. 4)] がー 1 5. 0以下であることが好ましい。
一般に、 トナーはある程度の粒子径分布を有する。 完全に単一形状、 単一粒 子径のトナーを目指すことも不可能ではないが、 生産性を考慮するとある程度 の粒子径分布を有する方が経済的と考えられる。 また、 トナーが完全に単一形 状、 単一粒子径であると、 トナーが現像機内でパッキングされやすく、 耐久安
定性能が低下する場合がある。 トナーが僅かな粒子径の分布を有することで、 トナーが機械的ストレスを受けた場合に、 力が散逸されやすいため、 その観点 においてトナーの耐久安定性能が向上しやすい。
本発明において、 前記 φが 1 5 . 0 %以下にあることは、 中心粒子径にあ るトナー、 即ち該トナーの大部分を占めるトナーが、 該トナー全体の物性の平 均値と大きく外れていないことを示す。 また、 トナー全体としての物性の平均 値から大きく外れた物性を有するトナー粒子が殆ど含まれないことを示す。 こ の場合、 耐久安定性能に特に優れたトナーが得られる。 尚、 該 φ のより好ま しい範囲としては 1 0 . 0 %以下であり、特に好ましくは 9 . 0 %以下である。 さらに、 前記 aは、 トナーの粒子径に対するトナー物性の違いを示す。 ひ が 0である場合に、 粒子径に依らずトナ一一粒一粒の物性が完全に等しいこと を示す。 トナ1 "一粒一粒を被覆しているシェル相の厚みが、 トナーの粒子径に 依らず均一である場合に、 このような物性が発現されると考えられる。 トナー 全体としてはある物性の範囲にある場合においても、 一粒一粒のトナーを比較 すると、 物性の違いが大きい場合がある。 特にコアシェル構造を有するトナー にお,レ、ては、 コア相をシェル相で被覆することでトナー性能を達成するため、 トナ一一粒一粒の物性のバラツキがトナー性能に与える影響が大きい。 このた め、 前記 αは一 1 5 . 0以下であることが好ましく、 この場合に、 トナーの 耐久安定性能が特に良好となり、 またダロスの高い画像を形成しやすくなる。 特に、 コアシェル構造を有するトナーの場合で、 且つ、 トナーの粒子径がぁ る程度の分布を有する場合には、 一般に大きいトナーの方が小さいトナーより もシェル相の厚みが厚くなりやすい。 コア相とシェル相との構成量の比が一定 と仮定した場合、 シェル相の厚みだけを比較すると、 大きいトナーの方がシェ ル相の厚みが厚くなる。 実際には、 粒子径が異なるトナー間で、 コア相とシェ ル相との構成量の比に偏りが生じやすいため、 トナーの粒子径に対するシェル 相の厚みの違いはさらに大きくなりやすい。 このようなトナーの場合、前記 α
は一 1 5. 0未満といった小さい値になりやすい。 このようなト "一に含有さ れるトナーであって、 厚いシェル相を有する大きいトナーは、 薄いシェル相を 有する小さいトナーよりも低温定着性能及びグロス性能が劣りやすい。 一方、 トナーの粒子径に依らずシェル相の厚みが一定の場合には、 前記 αは 0に近 づいていく。 そして、 このような場合に、 粒子径に分布を有するトナーにおい て、 トナーの低温定着性能及ぴ耐ブ口ッキング性能の両立を目指した場合にも、 ダロス性能及び耐久安定性能がより良好になると考えられる。
また、 前記 α の絶対値はなるべく小さい方が好ましいが、 ひ が◦. 0であ ると、 かえって耐久安定性能が低下する場合がある。 トナーの粒子径にパラッ キがある場合、 トナーが機械的ストレスを受けた場合に、 トナー全体の中でも より粒子径が大きいトナーにストレスが集中しやすいためと考えられる。 この ため、 前記ひ の範囲としては、 一 15. 0乃至一1. 0にあることがより好 ましく、 一 10. 0乃至一 1. 0にあることが更に好ましく、 一 8. 0乃至 一 2. 0にあることが特に好ましい。
前記 Β10の値は、 前述の A8。aの制御と同様の方法により制御できる。 前記 Φ及び前記 αの値は、 前述の31;1/323の制御と同様の方法の他、 トナーの 粒子径に対するシェル相の含有量、 シェル相の形成状態により制御可能である。 本発明のトナーは、 前記微小圧縮試験より得られる粒子径 (X軸) 一変曲点
(y軸) 曲線 (R— C曲線) において、 前記 D 1Tに対応する変曲点 Cの値を C10 (N) としたとき、 該 C10が 9. 81 X 10一5乃至 3. 43 X 10一4 N
(10. 00乃至 35. 0 Omg f ) にあり、 前記 D1Tの 1. 2倍の粒子径 に対応する変曲点 Cの値を C12 (N) とし、 前記 D1Tの 0. 8倍の粒子径に 対応する変曲点 Cの値を C08 (N) としたとき、 該 C12と該 C08との傾き β
[β = (C12-C08) / (D 1TX 0. 4)] が 15. 0以下であることが好ま しい。
上記 。が上記の範囲内である場合、 トナーの耐久安定性能と、 低温定着性
能やダロス性能との両立を良好に達成できる。
前記 β は、 トナーの粒子径に対するトナーの割れやすさの違いを示す。 該 j3 が 0 . 0である場合に、 トナーの粒子径に依らずトナ一一粒一粒の割れやす さが等しいことを示す。 トナー全体としてはある物性の範囲にある場合におい て、 割れやすいトナーが多く含まれていればそれだけ耐久安定性能が低下しや すい。 固いトナーが多く含まれていれば、 それだけ低温定着性能、 グロス性能 が低下しやすい。
従来一般のコアシェル構造を有するトナーは、 厚いシェル相を有する比較的 に粒径の大きなトナーと、 薄いシェル相を有する比較的に粒径の小さなトナー とを含有する。 そして、 前記の変曲点 Cは、 シェル相が割れるまでに要する荷 重の値に大きく関係すると考えられる。 そのため、 従来一般のコアシェル構造 を有するトナーの場合、 前記 |3 は 1 5 . 0よりも大きい値になりやすい。 一 方、 トナーの粒子径に依らずシェル相の厚みが一定の場合には、前記 β は 0 . 0に近づいていく。 そして、 このような場合に、 粒子径に分布を有するトナー において、 トナ一の低温定着性能及び耐ブロッキング性能の両立を目指した場 合にも、 グロス性能及び耐久安定性能がより良好になると考えられる。
また、 前記 の絶対値はなるべく小さい方が好ましいが、 β が 0 . 0であ ると、 若干ではあるが耐久安定性能が低下する場合がある。 トナーの粒子径に バラツキがある場合、 トナーが機械的ストレスを受けた場合に、 トナー全体の 中でもより粒子径が大きいトナーにストレスが集中しやすい。 そこで、 小さい トナーに比較すると大きいトナーの方がやや柔軟性を有し、 やや割れにくい特 性を有する方がトナーの耐久安定性能は向上しやすい。 このため、 前記 の 範囲としては、 1 . 0乃至 1 5 . 0にあることがより好ましく、 1 . 0乃至 1 0 . 0にあることが更に好ましく、 2 . 0乃至 8 . 0にあることが特に好まし い。
前記 c i。の値は、 前述の s z s 2 aの制御と同様の方法により制御できる。
前記 i3 の値は、 前述の Si aZS^の制御と同様の方法の他、 トナーの粒子径 に対するシェル相の含有量、 シェル相の形成状態により制御可能である。
本発明のトナーは、 前記 Slbと前記 Slaとの比 (Slb/Sla) が 1. 2乃 至 3. 0であり、前記 S2bと前記 S2aとの比 (S2bZS2a) が 2. 0乃至 6. 0であることが好ましい。
該 S i bZ S i aが上記範囲にあることは、 トナ一が有する T g前後の僅かな温 度変化において、 トナーの変形量に変化が大きいことを示している。 該 ^ s , aが上記範囲にあることで、 トナ一の低温定着性能、 グ口ス性能、 耐しみ込 み性能、耐久安定性能がより良好になる。該 s lbZs laが上記範囲内にあると レヽうことは、 コアシェル構造を有するトナーの場合には、 シェル相の厚み'硬 度が適度であり、 トナー全体としても適度な硬さを有することを示している。 該3 lbZS laの範囲としては、 1. 3乃至 2. 8にあることがより好ましく、 1. 5乃至 2. 7にあることが特に好ましい。
また、 S 21)ノ S2aが上記範囲にあることは、 トナーが有する T g前後の僅か な温度変^ f匕において、 前記荷重一歪み曲線の形状変化が大きいことを示してい る。該32137323が上記範囲にあることで、 トナーの低温定着性能、 ダロス性 能、 耐しみ込み性能、 耐久安定性能がさらに良好になる。 該 S2b/S2aが上記 範囲内にあるということは、 コアシェル構造を有するトナーの場合には、 シェ ル相の厚み ·硬度が適度であり、 トナー全体としても適度な硬さを有すること を示している。 該 S2b/S2aの範囲としては、 2. 0乃至 5. 0にあることが より好ましく、 3. 0乃至 5. 0にあることが特に好ましい。
上記 SlbZSl a及び S2b/S2aの値は、前記 β の値の制御と同様の方法に より制御可能であり、 また、 シェル相の粘弾性により制御可能である。
本発明のトナ一は、 着色粒子 (コア粒子) 100. 0質量部に対し表層樹脂 を 1. 0乃至 10. 0質量部含有し、 該表層樹脂は、 動的粘弾性試験による損 失正接 ( t a η δ) 曲線において、 セ & 113 が45. 0乃至85. 0。Cの範囲
内の温度 Ts (°C) において極大値となり、 該動的粘弾性試験による貯蔵弾性 率 (G' ) 曲線において、 Ts+ 10 (。C) における G' の値 (G' 10) が 1.
0 X 105乃至 5. 0 X 106P a (1 d y n/cm2=0. l P a) であり、
Ts+ 30 (°C) における G' の値 (G, 30) が 1. 0 X 104乃至 5. 0 X 1
05P aであることが好ましい。
該表層樹脂は、 本発明のトナーにおいてシェル相の主成分を構成すると考え られる。 前記 Ts (°C) は、 該表層樹脂のガラス転移点 (Tg) を示す。 トナ 一分野では、 樹脂のガラス転移点の測定には D S Cが用いることが一般的であ るが、 上記測定で求められる Tsも動的粘弾性試験による樹脂の Tgとして、 議論するに相応しい値である。 特に、 本発明のようにシェル相の機械的特性、 及び熱的特性の両方を制御しようとする場合には、 D S Cよりも動的粘弾性試 験による制御の方が好ましいと考えられる。
T sが上記範囲内であると、 耐しみ込み性能と耐久安定性との両立を良好に 図ることができる。 上記 Tsは、 55. 0乃至 80. 0°Cであることがより好 ましく、 60. 0乃至75. 0°Cであることが特に好ましい。
上記 G' 10及び G' 30が上記範囲内であると、 前記 SlaZS2aや前記 ASOa及び B10の値を制御しやすく、 トナーの耐しみ込み性能、 耐久安定性能 を良好に高めることができる。 また、 コアシェル構造を有するトナー粒子を水 中で形成する場合には、 トナー粒子同士が融着を抑制できることに加え、 コア 相とシェル相との接着性を高めることができる。 前記 G' 10は 5. 0 X 105 乃至 3. 0 X 106P aであることがより好ましく、 6. 0X 105乃至 2. 0 X 106P aであることが特に好ましい。 前記 G, 3。は 4. 0 X 104乃至 5. 0 X 105P aであることがより好ましく、 8. 0 X 1 04乃至 5. 0 X 105 P aであることが特に好ましい。
また、 前記 G, 丄。と G' 30との比 (G' 10/G' 30) が 2. 5乃至 10. 0であることが、 トナーの耐ブロッキング性能、 低温定着性能、 ダロス性能、
耐しみ込み性能及び耐久安定性能の両立の観点から好ましレ、。 また、 薄いシヱ ル層によるコアシェル構造を有するトナーにおいても、 コア相とシェル相との 接着性が良好となる。
上記表層樹脂の含有量は、 上記したとおり、 コア粒子 100. 0質量部に対 し 1. 0乃至 10. 0質量部であることが好ましい。 該表層樹脂の含有量がト ナー全体に対して十分に少なく、 且つ、 全てのトナー粒子表面においてシェル 相の形成状態が均一であることが好ましい。 上記表層樹脂の含有量を上記の範 囲内とした上で、 前記 SlaZS2a、 A80a、 B10、 C10s α、 i3 の値を制御 することが好ましい。 上記表層樹脂の含有量は、 1. 5乃至 8. 5質量部にあ ることがより好ましく、 2. 5乃至 6. 0質量部にあることが特に好ましレ、。 本発明のトナーを製造する方法としては、 例えば、
(1) 結着樹脂、 着色剤、 ワックス、 その他添加剤を含有する着色粒子 (コア 相) を分散質、 水を分散媒とした、 着色粒子の水分散液を形成する工程、 前記 表層樹脂成分を有する樹脂微粒子を該水分散液に添加して複合分散液を形成 する工程、 該樹脂微粒子を該着色粒子の表面に固定化する工程を経て、 前記表 層樹脂を表面層 (シェル相) として有するトナー粒子を形成する方法;
(2) 前記表層樹脂を有する樹脂微粒子を添加した水系媒体を形成する工程、 結着樹脂、 着色剤、 ワックス、 その他添加剤、 必要に応じ有機溶媒を有する混 合物を、 前記水系媒体に添加する工程、 前記水系媒体中において、 前記混合物 を造粒する工程を経て、 前記表層樹脂を表面層として有するトナー粒子を形成 する方法;
( 3 ) 前記表層樹脂を有する樹脂微粒子を添加した水系媒体を形成する工程、 結着樹脂の原料となる重合性単量体、 着色剤、 ワックス、 その他添加剤を含有 する混合物を、 前記水系媒体に添加する工程、 前記水系媒体中において、 前記 混合物を造粒する工程、 該混合物が有する重合性単量体を重合する工程を経て、 前記表層樹脂を表面層として有するトナー粒子を形成する方法;
(4)前記表層樹脂、結着樹脂の原料となる重合性単量体、着色剤、ワックス、 その他添加剤を含有する混合物を、 水系媒体に添加する工程、 水系媒体中にお いて、 前記混合物を造粒する工程、 該混合物が有する重合性単量体を重合する 工程を経て、 前記表層樹脂を表面層として有するトナー粒子を形成する方法; が挙げられる。 その中でも (1) の方法が、 シェル相の深さ方向及び横方向の 均一性の観点、 及び、 トナーの粒子径分布に対するシ-ル相の均一性の観点か ら特に好ましい。
前記表層樹脂を有する樹脂微粒子としては、 体積平均粒子径 D V sが 20. 0乃至 150. Onmにあり、 レーザードップラー電気泳動式のゼータ電位測 定によるゼータ電位 Z1Sが一 1 10. 0乃至一 35. OmVにある樹脂微粒子 の水分散液を用いることが好ましい。 該樹脂微粒子の体積平均粒子径が上記範 囲にあることで、 シェル相として添加する前記表層樹脂の添加量を少なくして も、 シェル相の深さ方向及び横方向の均一性が良好となり、 また、 トナーの粒 子径分布に対するシェル相の均一性がより良好となる。 さらに、 該樹脂微粒子 のゼータ電位 Z 1Sがー 110. 0乃至一 35. OmVにあることが好ましい。 該 Z1Sは、 前記表層樹脂の有する酸性基の種類、 及び、 含有量に由来すると考 えられる。 該 Z1Sが上記範囲にあることで、 コア相とシェル相との密着性がよ り良好となる。 このため、 前述の A80、 SlaZS2a、 ひ、 及ぴ /3が好適な値 となり、 低温定着性能、 ダロス性能、 及び、 耐久安定性能がより良好に発現さ れる。
尚、 上記 D vsの範囲としては、 20. 0乃至 100. Onmにあることが より好ましく、 25. 0乃至 80. 0 nmにあることが特に好ましい。 また、 上記 Z1Sの範囲としては、 一 95. 0乃至一 35. OmVにあることがより好 ましく、 一 85. 0乃至一 45. OmVにあることが特に好ましい。
前記樹脂微粒子は、酸価 A vsが 3. 0乃至 40. OmgKOHZgにあり、 該 Avsと前記 D vsとの積(AvsXDvs)が 200乃至 1000にあること
が好ましい。 コアシェル構造を有するトナー粒子を水中で形成する場合には、 樹脂微粒子の酸価が前記範囲にあることで、 酸性基が前記着色粒子表面と相互 作用しやすく、 コア相とシェル相との密着性が良好になりやすい。 さらに、 該 樹脂微粒子の粒子径が前記範囲にあることで、 トナー全体に占める樹脂微粒子 の添加量を抑制しつつ、 トナ1 ^一粒一粒に含有される榭脂微粒子の量が、 トナ 一間において均一になりやすい。 前記表層樹脂の A vsは、 6. 0乃至35. OmgK〇H/gにあることがより好ましく、 6. 0乃至 30. OmgKOH Zgにあることが特に好ましい。 また、 前記 (AvsXDvs) は、 200乃至 600にあることがより好ましい。
前記樹脂微粒子は、体積粒子径分布の 10%粒子径(Dvsl0) と前記 Dvs との比 (Dvs/Dvsl0) が 1. 0乃至 10. 0にあることが好ましい。 この 場合、 トナー全体に占める該樹脂微粒子の添加量を増大しなくても、 トナ一一 粒一粒に含有される該樹脂微粒子の量が、 トナー間において均一になりやすい ( (D vs/D vsl0) が 1. 0乃至 5. 0にあることがより好ましく、 1. 0乃 至 4. 0にあることが特に好ましい。
また、 上記と同様の理由により、 前記樹脂微粒子は、 体積分布の 90%粒子 径 (DvS90) と前記 Dvsとの比 (DvS90ZDvs) が 1. 0乃至 10. 0 にあることが好ましい。 該 (DvS90 D vs) は 1. 0乃至 6. 0にあること がより好ましく、 1. 0乃至 4. 0にあることが特に好ましい。
上記樹脂微粒子の体積平均粒子径 (Dvs)、 体積分布の 10%粒子径
(Dvs l。)、 90%粒子径 (DvS9。) は、 例えば、 MI CROTRAC U P A MODE L : 9232 (L e e d s a n d N o r t h r u p社製) で測定することができる。 測定条件としては、 下記に示す条件とする。
P a r t i c l e Ma t e r i a l : L a t e x
I r a n s p a r e n t P a r t ι c 1 e s : Ye s
S p h e r i c a l P a r t i c l e s : Ye s
P a r t i c l e R e f r a c t i v e I n d e : 1. 5 9
F l u i d : w a t e r
前記榭脂微粒子は、 レーザードップラー電気泳動式のゼータ電位測定による 1 0%ゼータ電位を ZS 1。 (mV) とし、 9 0%ゼータ電位を ZS 9。 (mV) としたとき、 該 ZS 1。と前記 Z1 Sとの比 (Z 1 S/ZS 1。) が 1. 00乃至 3. 0 0であり、 該 ZS 90と前記 Z 1 Sとの比 (ZS90ZZ1S) が 1. 00乃至 3.
0 0であることが好ましい。 該 z i s Z z s i。及び該 z s 90 z i sが上記範囲で あることにより、 トナー全体に占める樹脂微粒子の添加量を抑制した場合にお いても、 トナー粒子表面における樹脂微粒子の被覆状態がより均一になる。 ま た、 トナ一一粒一粒に含有される榭脂微粒子の量が、 トナー間において、 より 均一になりやすい。 水中において、 着色粒子からなるコア相に樹脂微粒子を吸 着させてシェル相を形成する場合には、 シェル相の被覆状態がより均一になり、 また、 樹脂微粒子同士の凝集体の副生を抑制できるため特に好ましい。 また、 前記 Z 1S/ZS1。が上記範囲内である場合には、 前記 SlaZS2a、 α、 β を 上記所望の範囲に調整しやすくなる。 前記 Z 1 S/ZS 1。は 1. 0 0乃至 2. 5 0であることがより好ましく、 1. 0 0乃至 2. 0 0であることが特に好まし い。 また、 前記 ZsgoZZ 1Sは 1. 00乃至 2. 50であることがより好まし く、 1. 0 0乃至 2. 0◦であることが特に好ましい。
前記表層樹脂に用いることのできる樹脂としては、 後述の結着樹脂に用いる ことのできる樹脂として例示したものと同様の樹脂を用いることができる。 具 体的には、 2価のアルコール成分としてエーテル結合を有するアルコールを有 するポリエステルを有することが好ましい。 エーテル結合を有する 2価アルコ ールとして、 具体的には、 ポリオキシプロピレン (2. 2) — 2, 2—ビス (4 ーヒ ドロキシフエニル) プロパン、 ポリオキシプロピレン (3. 3) 一 2, 2 一ビス (4ーヒ ドロキシフエニル) プロパン、 ポリオキシエチレン (2. 0) 一 2, 2—ビス (4ーヒ ドロキシフエニル) プロパン、 ポリオキシプロピレン
( 2 . 0 ) 一ポリオキシエチレン (2 . 0 ) 一 2, 2 _ビス (4ーヒ ドロキシ フエ二ノレ) プロノ ン、 ポリオキシプロピレン (6 ) — 2, 2—ビス (4ーヒ ド ロキシフエ二ノレ) プロパン等のビスフエノーノレ Aのアルキレンォキシド付カロ 物;ジエチレングリコーノレ、 トリエチレングリコー/レ、 ジプロピレングリコー ル、 ポリエチレングリコール、 ポリプロピレングリコーノレ、 ポリテトラメチレ ングリコール、 下式 (1 ) で示されるビスフエノーノレ誘導体;または下式 ( 2 ) で示される化合物をあげることができる。
(式中、 Rはエチレンまたはプロピレン基を示し、 x, yはそれぞれ 1以上の 整数を示し、 且つ X + yの平均値は 2乃至 1 0を示す。)
(式中、 R ' はエチレン、 プロピレン、 又は、 ブチレン基を示す。)
前記表層樹脂が、 2価のアルコール成分としてエーテル結合を有するアルコ ールを有するポリエステルであることは、 トナーの低温定着性能、 耐ブロッキ ング性能、 耐久安定性能、 耐オフセット性能、 画像保存性能、 及び、 耐しみ込 み性能の両立の点で好ましレ、。 主鎖にエーテル結合を多数有することで、 着色 粒子と適度な親和性を有するため、 表層樹脂の添加量が少量の場合にも、 トナ 一粒子に対する表層樹脂の被覆状態がより均一になりやすい。
上記 2価アルコールと組み合わせて用いる多価カルボン酸成分としては、 以 下の化合物が挙げられる。 ,
フタル酸、 イソフタル酸及びテレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸類又は その無水物;琥珀酸、 アジピン酸、 セバシン酸及びァゼライン酸の如きアルキ ルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数 6乃至 1 2のアルキル基で置換され
た琥珀酸若しくはその無水物;フマル酸、 マレイン酸及びシトラコン酸の如き 不飽和ジカルボン酸類又はその無水物; n—ドデセニルコハク酸、 ィソドデセ -ルコハク酸、 トリメリット酸。
前記表層樹脂は、 下記に示すァニオン性の親水性官能基を有することが好ま しい。 前記表層樹脂がァニオン性の親水性官能基を有することは、 トナーの低 温定着性能、 耐ブロッキング性能、 耐久安定性能、 耐オフセッ ト性能、 及び、 耐しみ込み性能の両立の点で好ましい。 ァニオン性の親水性官能基を有するこ とで、着色粒子との親和性が良好となり、表層樹脂の添加量が少量の場合にも、 トナー粒子に対する表層樹脂の被覆状態がより均一になりやすい。
ァニオン性の親水性官能基としては、 スルホン酸基、 カルボン酸基、 リン酸 基、 及びこれらの金属塩、 或いは、 アルキルエステルを用いることができる。 金属塩としては、例えば、 リチウム、ナトリゥム、力リゥム等のアル力リ金属、 マグネシウム等のアルカリ土類金属が挙げられる。 中でも、 着色粒子と表層樹 脂との接着性、 被覆状態の均一性の観点から、 スルホン酸基、 スルホン酸基の アルカリ金属塩、 スルホン酸基のアルキルエステル塩から選ばれるスルホン酸 系官能基を有することが好ましい。 表層樹脂の添加量が少量の場合にも、 トナ 一粒子に対する表層樹脂の被覆状態が特に均一になりやすい。
前記表層樹脂は、該樹脂を 1 0 0 . 0 0質量%としたときスルホン酸基を 0 . 1 0乃至 4 . 0 0質量0 /0含有することが好ましい。 該スルホン酸基の含有量が 0 . 1 0乃至 4 . 0 0質量%であることは、 トナーの低温定着性能、 耐ブロッ キング性能、 耐久安定性能、 耐オフセット性能、 画像保存性能、 及び、 耐しみ 込み性能の両立の点で好ましい。 該スルホン酸基の含有量が上記範囲である場 合に、表層樹脂のはがれを抑制でき、また表層樹脂の添加量が少量の場合にも、 着色粒子に対する表層樹脂の被覆状態が特に均一になりやすい。 該スルホン酸 基の含有量は、 0 . 2 0乃至 3 . 0 0質量%であることが好ましく、 0 . 4 0 乃至 2 . 0 0質量%であることがより好ましい。
本発明のトナーを製造する方法としては、 C a、 Mg、 B a、 Zn、 A lか ら選ばれる金属を有する無機塩を含有する水系媒体に、 重量平均粒子径 D 4 c が 3. 0乃至 8. Ομηιにあり、 レーザードップラー電気泳動式のゼータ電位 測定によるゼータ電位 (Z2C) がー 1 5. OmV以下、 且つ、 (Zls+5. 0) 乃至 (Zls+50. 0) mVにある着色粒子 (コア粒子) を分散させた水分散 液を形成する工程;別途調製した前記樹脂微粒子の分散液を、 該着色粒子の水 分散液に添加して複合分散液を形成する工程;前記着色粒子の D S Cにより測 定されるガラス転移点を T2 (°C) としたとき、 該複合分散液を T2 (°C) 以上 Ts (°C) 以下の温度に加熱する工程;及び該複合分散液の pHを 5. 0以下 にする工程;を経てトナー粒子を製造することが好ましい。
C a、 Mg、 B a、 Zn、 A lから選ばれる無機塩は、 酸やアル力リの添カロ により容易に溶解、 洗浄除去することが可能であるため、 好ましい。 特に好ま しい無機塩の例としては、 リン酸三カルシウム、 リン酸マグネシウム、 リン酸 アルミニウム、 リン酸亜鉛の如きリン酸多価金属塩;炭酸カルシウム、 炭酸マ グネシゥムの如き炭酸塩;メタ硅酸カルシウム、 硫酸カルシウム、 硫酸バリゥ ムの如き無機塩;水酸化力ルシゥム、 水酸化マグネシゥム、 水酸化アルミニゥ ム、 シリカ、 ベントナイト、 アルミナの如き無機酸ィヒ物が挙げられる。
着色粒子の D 4 cが上記の範囲内であれば、 前記榭脂微粒子を介したトナー 同士の凝集を抑制でき、 耐久安定 14能を良好にすることができる。 また、 コア 相とシェル相との密着性が高まり、 耐久安定性能をより高めることができる。
Z2Cが上記範囲内であれば、 前記着色粒子の水分散液が熱的、 化学的に安定 であり、 前記複合分散液を形成する工程において、 着色粒子同士の凝集の発生 を良好に抑制できる。 また、 優れたコア相とシェル相との密着性が得られる。 本発明のトナーを製造する好適な方法としては、以下に示す工程(1)〜(5) を経る方法が挙げられる。
(1) 難水溶性の上記無機塩を有する水系媒体中において、 結着樹脂と着色剤
とワックスとを含有し、 前記 D4Cが 3. 0乃至 8. 0 i mにあり、 前記 Z2C がー 15. OmV以下、 且つ、 (Zls+5. 0) 乃至 (Zls+50. 0) mV にある着色粒子の水分散液を形成する工程;
(2) 該水分散液に、 前記 D vsが 20. 0乃至 100. 011111、 前記 3が 3. 0乃至 40. OmgKOHZg、 前記 (AvsXD vs) が 200乃至 10 00、 前記 (Dvs/Dvsl。) が 1. 0乃至 10. 0、 前記 (DvS9。ZDvs) が 1. 0乃至 10. 0にある樹脂微粒子を含有する水分散液を添加して複合分 散液を形成する工程;
(3) 該複合分散液を T2 (°C) 以上 Ts (°C) 以下の温度に加熱する工程 (カロ 熱工程 1) ;
(4) 該複合分散液の pHを 5. 0以下にして、 前記難水溶性の無機塩を溶解 する工程 (酸処理工程) ;
(5) 該複合分散液を T2 (°C) 以上であって、 Ts— 30 (°C) 以上 Ts (°C) 以下の温度に加熱する工程 (加熱工程 2)。
着色粒子表面に前記無機分散剤が均一に、 且つ、 着色粒子間において該無機 分散剤の吸着量が均一に吸着する。 該無機分散剤と前記樹脂微粒子との相互作 用により吸着力が働き、 着色粒子表面に樹脂微粒子が均一に、 且つ、 着色粒子 間において該樹脂微粒子の含有量が均一に含有せしめることが可能になると 考えられる。 着色粒子に、 前記無機分散剤及び前記樹脂微粒子が均一に吸着し た状態を形成した後、 加熱工程により、 前記着色粒子、 及び、 該樹脂微粒子を 軟化せしめ、 さらに、 該無機分散剤を溶解する工程により、 着色粒子表面に樹 脂微粒子が均一に、 且つ、 着色粒子間において該樹脂微粒子の含有量が均一に 含有せしめることが可能になる。 さらに詳細に述べると、 前記難水溶性の無機 塩は、 前記着色粒子や前記樹脂微粒子と比較して十分に小さい。 この十分に小 さい無機塩が前記着色粒子表面において、 界面化学的に均一に吸着する。 そし て、 着色粒子表面に均一に並べられた該無機塩と、 前記樹脂微粒子との電気的
相互作用により、 該無機塩に樹脂微粒子が吸着する。 無機塩と樹脂微粒子とが 接触できる限りで樹脂微粒子が吸着するため、 前記着色粒子表面において無機 塩を媒介として、 前記樹脂微粒子を細密充填した状態で一層だけ被覆すること ができる。 この状態を形成した後に、 加熱工程により、 前記樹脂微粒子及び前 記着色粒子を軟化せしめ、 酸処理工程により、 前記無機塩を溶解させて無機塩 だけを取り除きつつ、 樹脂微粒子を前記着色粒子表面に固定ィヒすることができ る。 このような方法によると、 トナー粒子表面の全方位に渡って膜厚が均一な シェル層を良好に形成でき、 且つ、 その均一さがトナー全体におよぶと考えら れる。 また、 前記着色粒子が粒子径にある程度の分布を有する場合でも、 大き レ、着色粒子についても小さレ、着色粒子についても、 樹脂微粒子の直径に相当す るシェル層を均一に形成することが可能になると考えられる。
前記加熱工程 1において加熱する温度は、 Ts (°C) 以下の温度であって、 T2+5 (°C) 以上 T2+30 (°C) 以下であることがより好ましく、 T2+5
(°C) 以上 T2+20 (°C) 以下であることが特に好ましい。 該加熱温度と Ts との差が大きレ、ことにより、 トナー全体に占める樹脂微粒子の添加量を抑制し つつ、 トナ一一粒一粒に含有される樹脂微粒子の量が、 トナー間において均一 になりやすい。
前記酸処理工程において pHを制御する方法としては、 塩酸水溶液を添加す る方法が好ましい。 塩酸水溶液の濃度としては、 0. 05乃至1. 00モル Z リットルであることが好ましレ、。該水溶液の濃度としては、より好ましくは 0. 10乃至0. 60モル Zリッ トルであり、 特に好ましくは 0. 10乃至0. 4 0モル/リッ トルである。 トナ——粒一粒に形成されるシェル相の硬さが、 ト ナ一間において均一になりやすレ、。
前記酸処理工程において塩酸水溶液を滴下する方法としては、 0. 5乃至 1 0. 0時間であることが好ましい。 より好ましくは 1. 0乃至 5. 0時間であ り、 特に好ましくは、 2. 0乃至 4. 0時間である。 トナ一一粒一粒に形成さ
れるシヱル相の硬さが、 トナー間におレ、て均一になりやすレ、。
前記加熱工程 2における加熱する温度は、 T2 (°C) 以上の温度であって、 Ts-30 (°C) 以上 Ts (°C) 以下であることが好ましい。 より好ましくは、 加熱工程 1における加熱温度以上の温度であって、 Ts— 20 (°C) 以上 Ts— 5 (°C) 以下であることがよレ、。 コア相とシェル相との接着性が増大し、 耐久 安定性能と低温定着性能のバランスがより良好となる。
更に、 該着色粒子は粒子表面近傍にポリエステルを含有することが好ましレ、。 着色粒子がポリエステルを含有することで、 該ポリエステルとの相互作用によ り、 着色粒子表面に吸着する前記無機分散剤の均一性が向上しやすくなる。 こ のため、 より均一で、 緻密なシェル相の形成が可能となる。
本発明のトナーは、 ソックスレー抽出法によるテトラヒ ドロフラン(THF) 可溶成分を 60. 0乃至95. 0質量。/。含有し、 該 THF可溶成分はスルホン 酸基に由来する硫黄元素を 0. 010乃至0. 300質量%含有することが好 ましい。 該スルホン酸基は、 本発明では、 シェル部を構成することを想定して トナーに添カ卩した樹脂微粒子に含有されるスルホン酸基と考えられる。 本発明 によると、 該スルホン酸基の含有量が上記範囲にある場合に、 コア部とシェル 部との吸着性が良好となる。 このため、 トナーに含有せしめる該榭脂微粒子の 添加量を少なく しても本発明で規定する物性値を良好に発現することが可能 となり、 良好な耐久安定性能を保持したまま、 低温定着性能を更に良好にする ことができる。
前記 THF可溶成分の含有量が上記範囲内であれば、 耐オフセット性能と低 温定着性能との両立を良好に達成できる。 前記 THF可溶成分の含有量は、 6 0. 0乃至 90. 0質量%にあることがより好ましく、 70. 0乃至 90. 0 質量%にあることが特に好ましい。 上記 THF可溶成分の含有量は、 結着榭月旨 及び架橋剤の種類や添加量、 トナ一の製造条件等によつて制御することが可能 である。
上記 THF可溶成分の含有量とは、 具体的には以下に示すソックスレー抽出 法により測定される値をもって定義する。 また、 トナーに含有される THF可 溶成分とは、 以下のようにして回収された成分を示す。
円筒濾紙 (例えば、 東洋濾紙製 No. 86Rを用いることができる) を、 4 0 で 24時間真空乾燥した後、 25 °C 60 % R Hの温湿度に調整された環境 下に 3日間放置する。 トナーの真密度を p (g/c m3) としたとき、 トナー (1 X P) gを秤量し (Wl g)、 この円筒濾紙に入れてソックスレー抽出器 にかけ、 溶媒として THF 20 Om 1を用い、 90 °Cのオイルバスで 24時間 抽出する。 その後、 毎分 1°Cの冷却速度でソックスレー抽出器を冷却した後、 円筒濾紙を静かに取り出して、 40でで 24時間真空乾燥する。 これを 25 °C 60%RHの温湿度に調整された環境下に 3日間放置した後、 円筒濾紙に残存 する固形分の量を秤量する (W2 g)。 この固形分を、 トナーに含有される T HF不溶成分とする。
トナーの THF可溶成分の含有量は、 下記式から算出される。
トナーの THF可溶成分の含有量 (質量%) =
100- (W2 /W 1 ) X 100
上記で得られた溶出成分を、 定量濾紙 (例えば、 ADVANTEC製定量濾 紙 No. 5 Aを用いることができる) を用いて濾過する。 得られた溶液を、 4 0°Cに設定したエバポレーターを用いて揮発分を留去した後、 40°Cで 24時 間真空乾燥した固形分を、 THF可溶成分と定義する。
また、 トナーの真密度は、例えば、乾式自動密度計アキュピック 1 330 (島 津製作所 (株) 社製) により測定することができる。
前記トナーに含有される THF可溶成分は、 ゲルパーミッシヨンクロマトグ ラフィー (GPC) によるポリスチレン (PS t) 換算の重量平均分子量 (M w) が 30000乃至 300000にあることが好ましい。 また、 上記測定で 求められる数平均分子量 (Mn) と Mwとの比 (Mw/Mn) が 2. 0乃至 2
0. 0にあることが好ましい。 該 THF可溶成分が上記範囲に] VIw及び Mw/ Mnを有することで、 トナーのシャープメルト化と溶融時の粘性保持とのバラ ンスが良好となり、 本発明の物性がより良好に発現される。 結果として、 低温 定着性能、 耐しみ込み性能、 及ぴ、 耐オフセット性能が更に良好になる。 該 M w、 MwZMnが上記範囲内である場合、 A8。aを良好に調整しやすく、 優れ た耐久安定性能、 耐オフセット性能、 耐しみ込み性能、 低温定着性能及びグロ ス性能が得られる。 前記 Mwの範囲としては、 分子量 40000乃至 1500 00にあることがより好ましく、 分子量 50000乃至 150000にあるこ とが特に好ましい。 また、 前記 Mw/Mnの範囲としては、 2. 0乃至 10. 0にあることがより好ましく、 3. 0乃至 8. 0にあることが特に好ましい。 前記 Mw及び Mw/Mnを上記範囲に有するようにするためには、 架橋剤や 重合開始剤の種類や添加量、 トナーの製造条件等を制御することにより可能と なる。
本発明のトナーは、 画像処理解像度 512 X 512画素 (1画素あたり 0. 37 μπιΧ 0. 37 m) のフロ一式粒子像測定装置によつて計測された円形 度を、 0. 200〜1. 000の円形度範囲に 800分割し解析された前記ト ナ一の平均円形度が、 0. 945乃至 0. 995の範囲にあることが好ましい。 より好ましくは 0. 965乃至 0. 995であり、 0. 975乃至 0. 990 にあることが特に好ましい。 該平均円形度が 0. 945未満であると、 現像器 内においてトナーの凹部ゃ凸部からトナーが割れやすくなり、 割れたトナーが 帯電部材等に堆積されて耐久安定性能が低下しやすくなる。 本発明のように表 層樹脂を含有するトナーにおいては、 トナー間における表層樹脂の含有状態が 不均一であると、 該表層樹脂がトナーの凹部や凸部を形成して平均円形度が小 さい値となりやすく、 該表層樹脂が現像器内で割れやすい。 前記平均円形度が 0. 995より大きいと、 トナーが過密に充填されやすく、 低温定着性能の向 上を目指した場合には、 耐久安定性能が低下する場合がある。 また、 感光ドラ
ムのクリーニングにおいて、 形状が球形すぎるため、 クリーニングブレードを すり抜けるなど、 クリーニング不良の画像弊害が現れることがある。 本発明の トナーの平均円形度は、 後述する表面改質装置を用いることによつても調整す ることが可能である。
トナーの平均円形度は、 フロー式粒子像分析装置「FP I A— 3000」 (シ スメックス社製) によって測定することができる。
具体的な測定方法は、 以下の通りである。 まず、 ガラス製の容器中に予め不 純固形物などを除去したイオン交換水約 2 Om lを入れる。 この中に分散剤と して 「コンタミノン N」 (非イオン界面活性剤、 陰イオン界面活性剤、 有機ビ ルダーを有する p H 7の精密測定器洗浄用中性洗剤の 10質量%水溶液、 和光 純薬工業社製) をイオン交換水で 3質量倍に希釈した希釈液を 0. 2 m 1加え る。 更に測定試料を 0. 02 g加え、 超音波分散器を用いて 2分間分散処理を 行い、 測定用の分散液とする。 その際、 分散液の温度が 10°C以上 40°C以下 となる様に適宜冷却する。 超音波分散器としては、 発振周波数 50 kHz、 電 気的出力 1 50Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS— 150」 (ヴ エルヴォクリーア社製)) を用い、 水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、 この水槽中に前記コンタミノン Nを 2 m 1添加する。
測定には、 標準対物レンズ (10倍) を搭載した前記フロー式粒子像分析装 置を用い、 シース液にはパーティクルシース 「PSE— 900A」 (シスメッ タス社製) を使用する。 前記手順に従い調整した分散液を前記フロー式粒子像 分析装置に導入し、 HP F測定モードで、 トータルカウントモードにて 300 0個のトナー粒子を計測する。そして、粒子解析時の 2値化閾値を 85 %とし、 解析粒子径を円相当径 1. 985 m以上、 39. 69 m未満に限定し、 ト ナー粒子の平均円形度を求める。
測定にあたっては、測定開始前に標準ラテツクス粒子(例えば、 Duk e S c i e n t i f i c社製の 「RE S EARCH AND TEST PART
1 C L E S L a t e M i c r o s p h e r e S u s p e n s i o n s 5 2 0 0A」 をイオン交換水で希釈) を用いて自動焦点調整を行う。 その 後、 測定開始から 2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
なお、 本願実施例では、 シスメッタス社による校正作業が行われた、 シスメ ックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロ一式粒子像分析装置を使 用した。 解析粒子径を円相当径 1. 9 8 5 μ m以上、 3 9. 6 9 μ m未満に限 定した以外は、 校正証明を受けた時の測定及び解析条件で測定を行った。
フロー式粒子像分析装置 「F P I A— 3 0 0 0」 (シスメックス社製) の測 定原理は、 流れている粒子を静止画像として撮像し、 画像解析を行うというも のである。 試料チャンバ一^ ~加えられた試料は、 試料吸引シリンジによって、 フラッ 1、シースフ口一セルに送り込まれる。 フラッ トシースフ口一に送り込ま れた試料は、 シース液に挟まれて扁平な流れを形成する。 フラッ トシースフロ 一セル内を通過する試料に対しては、 1Z60秒間隔でス卜ロボ光が照射され ており、 流れている粒子を静止画像として撮影することが可能である。 また、 扁平な流れであるため、 焦点の合った状態で撮像される。 粒子像は CCDカメ ラで撮像され、 撮像された画像は 5 1 2 X 5 1 2の画像処理解像度 (一画素あ たり 0. 3 7 μ πιΧ 0. 3 7 zm) で画像処理され、 各粒子像の輪郭抽出を行 レ、、 粒子像の投影面積 Sや周囲長 L等が計測される。
次に、 上記面積 Sと周囲長 Lを用いて円相当径と円形度を求める。 円相当径 とは、粒子像の投影面積と同じ面積を持つ円の直径のことであり、円形度 ま、 円相当径から求めた円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割った値として定義 され、 次式で算出される。
円形度 C= 2 X (π X S) 1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は 1になり、 粒子像の外周の凹凸の程度が大きく なればなるほど円形度は小さい値になる。各粒子の円形度を算出後、円形度 0.
2 0 0〜1. 0 0 0の範囲を 8 0 0分割し、 得られた円形度の相加平均値を算
出し、 その値を平均円形度とする。
本発明のトナーは、 重量平均粒子径 (D4T) が 3. 0乃至 8. Ο μπιにあ ることが好ましい。 該 D 4 τが上記の範囲内であると、 トナーの過密充填が生 じにくく、 保存安定性能がより高まる。 また、 感光ドラムのクリーニングにお いて、 クリーニングブレードをすり抜けるなど、 クリーニング不良の画像弊害 の発生が抑制される。 更に、 低濃度域においても優れた粒状性が得られ、 がさ つき感が抑制された画像が得られる。 本発明において前記 D 4 τは、 3. 5乃 至 6. 5 μπιであることがより好ましく、 4. 0乃至 6. O /^mであることが 特に好ましい。
次に、 本発明のトナーに用いられる材料およびその製造方法を説明する。 本発明のトナーに用いられる結着樹脂としては、 電子写真トナー用の結着樹 脂として知られる各種の樹脂を用いることができる。 その中でも (a) ポリエ ステル、 (b) ポリエステルとビュル系重合体とを有しているハイブリッド樹 脂、 (c) ビニル系重合体、 及び、 これらの混合物から選択される樹脂を主成 分とすることが好ましい。 該ポリエステルはウレタン結合、 ゥレア結合を有し ていることも好ましい。
本発明の結着樹脂に用いることができるモノマーとしては、 具体的には、 例 えば以下の化合物を用いることができる。
二価アルコール成分としては、 ポリオキシプロピレン (2. 2) -2, 2 - ビス (4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) プロパン、 ポリ才キシプロピレン (3. 3) -2, 2—ビス(4ーヒ ドロキシフエニル)プロパン、ポリオキシエチレン(2. 0) 一 2, 2—ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) プロパン、 ポリオキシプロピ レン (2. 0) 一ポリオキシエチレン (2. 0) -2, 2 -ビス (4ーヒ ドロ キシフエニル) プロパン、 ポリオキシプロピレン (6) — 2, 2—ビス (4一 ヒ ドロキシフエ二ノレ) プ口パン等のビスフエノール Aのアルキレンォキシド付 加物、エチレングリコ一ノレ、ジエチレングリコール、 トリエチレングリコーノレ、
1 ' 2—プロピレングリ コーノレ、 1' 3—プロピレンダリコーノレ、 1, 4—ブ タンジオール、 ネオペンチノレグリコール、 1, 4ーブテンジオール、 1, 5— ペンタンジォーノレ、 1, 6一へキサンジォ一ノレ、 1, 4ーシク口へキサンジメ タノ一ノレ、 ジプロピレングリ コーノレ、 ポリエチレングリ コーノレ、 ポリプロピレ ングリコール、 ポリテトラメチレングリコール、 ビスフエノール A、 水素添加 ビスフエノール A、 下記式 (V I I)
(式中、 Rはエチレンまたはプロピレン基を示し、 X , yはそれぞれ 1以上の 整数を示し、 且つ X + yの平均値は 2乃至 10を示す。 )
で示されるビスフエノール誘導体、 または下記式 (V I I I)
CH3 CH3
式中、 R' は— CH2CH2- -CH2— CH—又は C一を示す。
で示される化合物等が挙げられる。
三価以上のアルコール成分としては、 例えばソルビトール、 1, 2, 3, 6 一へキサンテトローノレ、 1, 4ーソノレビタン、 ペンタエリスリ トーノレ、 ジペン タエリスリ トール、 トリペンタエリスリ トール、 1, 2, 4一ブタントリォー ノレ、 1, 2, 5 _ペンタントリオ一ノレ、 グリセローノレ、 2一メチル 'プロノ ント リオール、 2—メチルー 1, 2, 4—ブタントリオール、 トリメチロールエタ ン、 トリメチロールプロパン、 1, 3, 5 _トリ ヒ ドロキシメチルベンゼン等 が挙げられる。
多価カルボン酸成分等としては、 フタル酸、 イソフタル酸及びテレフタル酸 の如き芳香族ジカルボン酸類又はその無水物;琥珀酸、 アジピン酸、 セバシン 酸及びァゼライン酸の如きアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数 6 乃至 1 2のアルキル基で置換された琥珀酸若しくはその無水物; フマル酸、 マ レイン酸及ぴシトラコン酸の如き不飽和ジカルボン酸類又はその無水物; n - ドデセニルコハク酸、 ィソドデセニルコハク酸、 トリメリット酸等が挙げられ る。
それらの中でも、 特に、 前記式 (V I I I ) で代表されるビスフエノール誘 導体、 及び、 炭素数 2乃至 6のアルキルジオールをジオール成分とし、 二価の カルボン酸又はその酸無水物、 又はその低級アルキルエステルとからなるカル ボン酸成分 (例えば、 フマル酸、 マレイン酸、 マレイン酸、 フタル酸、 テレフ タル酸、 トリメリット酸、 ピロメリット酸、 炭素数 4乃至 1 0のアルキルジカ ルボン酸、 及びこれらの化合物の酸無水物等) を酸成分として、 これらを縮重 合したポリエステルが、 トナーとして、良好な帯電特性を有するので好ましい。 また、 架橋部位を有するポリエステル樹脂を形成するための三価以上の多価 カルボン酸成分としては、例えば、 1, 2 , 4—ベンゼントリカルボン酸、 1 , 2, 5一ベンゼントリカルボン酸、 1, 2 , 4一ナフタレントリカルボン酸、 2, 5, 7—ナフタレントリカノレボン酸、 1, 2 , 4, 5—ベンゼンテトラ力 ルボン酸おょぴ、 これらの無水物やエステル化合物が挙げられる。
三価以上の多価カルボン酸成分の使用量は、全モノマー基準で 0 . 1乃至 1 .
9 m o 1 %が好ましい。 さらに結着樹脂として、主鎖中にエステル結合を有し、 多価アルコールと多塩基酸との重縮合体であるポリエステルュニットと、 不飽 和炭化水素基を有する重合体であるビニル系重合体ュニットを有しているハ イブリツド樹脂を用いる場合、 さらに良好なワックス分散性と、 低温定着性、 耐オフセット性の向上が期待できる。 本発明に用いられるハイプリッド樹脂と は、 ビニル系重合体ュニッ トとポリエステルュニッ トが化学的に結合した樹脂
を意味する。 具体的には、 ポリエステルユニットとアクリル酸エステル或いは メタタリル酸エステルの如きカルボン酸エステル基を有するモノマーとを重 合したビュル系重合体ュニットとがエステル交換反応によって形成する樹脂 であり、 好ましくはビュル系重合体を幹重合体、 ポリエステルュニットを枝重 合体としたグラフト共重合体 (あるいはプロック共重合体) である。
ビュル系重合体を生成するためのビュル系モノマーとしては、 例えばスチレ ン; oーメチノレスチレン、 m—メチノレスチレン、 p—メチノレスチレン、 α—メ チノレスチレン、 ρ—フエニノレスチレン、 ρ—ェチノレスチレン、 2, 4一ジメチ ノレスチレン、 ρ - η -ブチノレスチレン、 p - t e r tーブチノレスチレン、 p― n一へキシ/レスチレン、 p _ n—才クチノレスチレン、 p— n—ノ二/レスチレン、 p— n—デシ/レスチレン、 p - n -ドデシノレスチレン、 p—メ トキシスチレン、 p—ク口ルスチレン、 3 , 4—ジクロノレスチレン、 m—二トロスチレン、 o— ニトロスチレン、 p—二トロスチレンの如きスチレン及びその誘導体;ェチレ ン、 プロピレン、 ブチレン、 ィソブチレンの如きスチレン不飽和モノォレフィ ン類;ブタジエン、 ィソプレンの如き不飽和ポリェン類;塩化ビニル、 塩化ビ ニルデン、臭化ビュル、フッ化ビニルの如きハロゲン化ビュル類;酢酸ビニル、 プロピオン酸ビュル、 ベンゾェ酸ビエルの如きビエルエステル類; メタクリル 酸メチル、 メタクリル酸ェチル、 メタクリル酸プロピル、 メタクリル酸一 n— ブチル、 メタクリル酸ィソブチル、 メタクリル酸一 n _オタチル、 メタクリル 酸ドデシル、 メタクリル酸一 2—ェチルへキシル、 メタクリル酸ステアリル、 メタクリル酸フエニル、 メタクリル酸ジメチルァミノェチル、 メタクリル酸ジ ェチルァミノェチルの如き α—メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;ァ クリル酸メチル、 アクリル酸エル、 アクリル酸プロピル、 アクリル酸一 η—ブ チル、 アクリル酸イソプチル、 アクリル酸一 η—ォクチル、 アクリル酸ドデシ ル、 アクリル酸一 2—ェチルへキシル、 ァクリル酸ステアリル、 アクリル酸一 2—クロルェチノレ、 アクリル酸フエニルの如きアクリル酸エステル類; ビニル
メチルエーテル、 ビニノレエチルエーテル、 ビニノレイソブチノレエーテルの如きビ ニルエーテル類; ビュルメチルケトン、 ビュルへキシルケトン、 メチルイソプ ロぺニルケトンの如きビニルケトン類; N—ビエルピロール、 N—ビュルカル バゾール、 N一ビニルインドール、 N—ビュルピロリ ドンの如き N—ビュル化 合物; ビエルナフタリン類;アクリロニトリル、 メタクリロニトリル、 ァクリ ルアミ ドの如きアクリル酸もしくはメタクリル酸誘導体等が挙げられる。
さらに、 マレイン酸、 シトラコン酸、 ィタコン酸、 ァルケエルコハク酸、 フ マル酸、 メサコン酸の如き不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、 シトラコン酸 無水物、 ィタコン酸無水物、 アルケニルコハク酸無水物の如き不飽和二塩基酸 無水物;マレイン酸メチルハ一フェステル、マレイン酸ェチルハーフエステノレ、 マレイン酸ブチノレハーフエステル、 シトラコン酸メチノレハーフエステノレ、 シト ラコン酸ェチ /レハーフエステル、 シトラコン酸ブチゾレハーフエステノレ、 イタコ ン酸メチルハーフエステル、 アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、 フマ ル酸メチルハーフエステノレ、 メサコン酸メチノレハーフエステルの如き不飽和二 塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、 ジメチルフマル酸の如き不飽 和二塩基酸エステル;アタリル酸、 メタクリル酸、 クロトン酸、 ケィヒ酸の如 き α , /3—不飽和酸; クロ トン酸無水物、 ケィヒ酸無水物の如き ct , β—不 飽和酸無水物、 前記 α , β一不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマ ロン酸、 ァルケ-ルグルタル酸、 アルケニルアジピン酸、 これらの酸無水物及 ぴこれらのモノエステルの如きカルボキシル基を有するモノマーが挙げられ る。
さらに、 2—ヒ ドロキシェチルアタリレート、 2—ヒ ドロキシェチルメタク リレート、 2—ヒ ドロキシプロピルメタタリレートなどのアクリル酸又はメタ クリル酸エステル類; 4一 (1ーヒ ドロキシー 1一メチルプチル) スチレン、 4一 ( 1ーヒ ドロキシ一 1ーメチルへキシル) スチレンの如きヒ ドロキシ基を 有するモノマーが挙げられる。
本発明のトナーにおいて、 結着樹脂のビニル系重合体ユニットは、 ビニル基 を二個以上有する架橋剤で架橋された架橋構造を有していてもよレ、。 この場合 に用いられる架橋剤は、 芳香族ジビニル化合物として例えば、 ジビニルベンゼ ン、 ジビュルナフタレンが挙げられ;アルキル鎖で結ばれたジァクリレート化 合物類として例えば、 エチレンダリコールジァクリレート、 1, 3ーブチレン ダリコールジァクリ レート、 1 , 4—ブタンジオールジァクリ レート、 1, 5 —ペンタンジォーノレジアタリ レート、 1, 6一へキサンジォーノレジァクリ レー ト、 ネオペンチルグリコールジァクリレート及び以上の化合物のァクリレート をメタタリレートに代えたものが挙げられ;エーテル結合を含むアルキル鎖で 結ばれたジァクリレート化合物類としては、 例えば、 ジエチレンダリコールジ アタリ レート、 トリエチレングリコールジアタリ レート、 テトラエチレングリ コールジァクリ レート、 ポリエチレングリコール # 4 0 0ジアタリレート、 ポ リエチレングリコーノレ # 6 0 0ジァクリ レート、 ジプロピレングリコールジァ クリ レート及び以上の化合物のァクリ レートをメタタリ レートに代えたもの が挙げられ;芳香族基及びエーテル結合を含む鎖で結ばれたジァクリレート化 合物類として例えば、 ポリオキシエチレン ( 2 ) 一 2, 2—ビス (4—ヒ ドロ キシフエニル) プロパンジアタリ レート、 ポリオキシエチレン ( 4 ) 一 2, 2 一ビス (4ーヒ ドロキシフエニル) プロパンジアタリレート及び以上の化合物 のァクリレートをメタクリレートに代えたものが挙げられる。
多官能の架橋剤としては、 ペンタエリスリ トールトリアタリレート、 トリメ チロールェタントリアクリ レート、 トリメチロールプロパントリアタリ レート、 テトラメチロールメタンテトラァクリレート、 オリゴエステルァクリレート及 ぴ以上の化合物のァクリ レートをメタクリレートに代えたもの ; トリアリノレシ ァヌレート、 トリアリルトリメリテートが挙げられる。
本発明に用いられるハイブリッド樹脂には、 ビニル系重合体ユニット成分及 びポリエステルユニットの一方の中、 又は両方の中に、 両榭脂成分と反応し得
るモノマー成分を含むことが好ましい。 ポリエステルュニットを構成するモノ マーのうちビュル系重合体ユニットと反応し得るものとしては、 例えば、 フタ ル酸、 マレイン酸、 シトラコン酸、 ィタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又は その無水物などが挙げられる。 ビュル系重合体ュニットを構成するモノマーの うちポリエステルユニットと反応し得るものとしては、 カルボキシル基又はヒ ドロキシ基を有するものや、 ァクリル酸もしくはメタクリル酸エステル類が挙 げられる。
ビニル系重合体ュニットとポリエステルュニッ卜の反応生成物を得る方法 としては、 それぞれのュニットと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存 在しているところで、 どちらか一方もしくは両方の樹脂の重合反応をさせるこ とにより得る方法が好ましい。
本発明のビニル系重合体を製造する場合に用いられる重合開始剤としては、 例えば、 2 , 2, —ァゾビスイソブチロニトリル、 2 , 2 ' —ァゾビス ( 4 - メ トキシ一 2, 4—ジメチルバレロニトリノレ)、 2 , 2 ' ーァゾビス (一 2 , 4ージメチルバレロニトリル)、 2, 2, ーァゾビス (一2メチルブチロニト リル)、 ジメチル一 2 , 2 ' 一ァゾビスィソプチレート、 1 , 1, ーァゾビス ( 1ーシクロへキサンカノレボニトリノレ)、 2— (カーバモイノレァゾ) 一イソブ チロニトリル、 2, 2 ' —ァゾビス (2 , 4 , 4 _トリメチルペンタン)、 2 一フエ二ルァゾ一 2 , 4—ジメチノレ一 4—メ トキシバレロ二 ト リノレ、 2 , 2 ' ーァゾビス (2—メチループロパン)、 メチノレエチルケトンパーオキサイド、 ァセチルアセトンパーォキサイ ド、 シクロへキサノンパーォキサイ ドの如きケ トンパーオキサイド類、 2 , 2一ビス ( t一ブチルパーォキシ) ブタン、 t一 ブチルハイ ドロパーォキサイ ド、 クメンハイドロパーォキサイ ド、 1 , 1, 3 , 3—テトラメチルブチルハイ ドロパーォキサイド、 ジー t一ブチルパーォキサ ィ ド、 tーブチルクミルパーォキサイ ド、ジークミルパーォキサイ ド、 a , a ' 一ビス ( t一ブチルパーォキシィソプロピル) ベンゼン、 ィソブチルパーォキ
サイ ド、 ォクタノィルパーォキサイド、 デカノィルパーォキサイド、 ラウロイ ノレパーオキサイド、 3 , 5 , 5—トリメチルへキサノィルパーオキサイ ド、 ベ ンゾィルパーォキサイド、 m—トリオイルパーォキサイ ド、 ジ—イソプロピル /、°ーォキシジカーボネート、 ジー 2—ェチ/レへキシ /レパーォキシジカーボネー ト、 ジー n—プロピノレパーォキシジカーボネート、 ジ _ 2—エトキシェチノレノ 一ォキシカーボネート、 ジーメ トキシイソプロピルパーォキシジカーボネート ジ (3—メチ 3—メ トキシブチ _ /レ) パーォキシカーボネート、 ァセチノレシ クロへキシルスノレホニルパーォキサイ ド、 t一ブチルパーォキシアセテート、 tーブチノレパーォキシィソプチレート、 t—プチルパーォキシネオデカノエイ ト、 t一プチノレハ "一ォキシ 2—ェチノレへキサノエート、 t一プチノレハ°一ォキシ ラウレート、 t一ブチルパーォキシベンゾエイ ト、 t—プチルパーォキシイソ プロピノレカーボネート、 ジ一 tーブチノレパーォキシイソフタレート、 tーブチ ノレパーォキシァリルカーボネート、 t一アミノレパーォキシ 2—ェチルへキサノ エート、 ジー tーブチノレパーォキシへキサハイドロテレフタレート、 ジー t― ブチルパーォキシァゼレートが挙げられる。
前記ハイブリッド榭脂を調製する製造方法としては、 例えば、 以下の (1 ) 乃至 (5 ) に示す製造方法を挙げることができる。
( 1 ) ビュル系重合体とポリエステル榭脂を別々に製造後、 少量の有機溶剤に 溶解 '膨潤させ、 エステル化触媒及びアルコールを添カ卩し、 加熱することによ りエステル交換反応を行ってハイプリッド樹脂を得る方法。
( 2 ) ビュル系重合体製造後に、 これの存在下にポリエステルユニット及ぴハ イブリツド樹脂成分を製造する方法である。 ハイブリッド榭脂成分は、 ビニル 系重合体 (必要に応じてビュル系モノマーも添加できる) とポリエステルモノ マー (アルコール、 カルボン酸) 及びポリエステルのいずれか一方との反応、 又は両方との反応により製造される。 この場合も適宜、 有機溶剤を使用するこ とができる。
( 3 ) ポリエステルユニット製造後に、 これの存在下にビニル系重合体及びハ イブリッド樹脂成分を製造する方法である。 ハイプリッド樹脂成分はポリエス テルユニット (必要に応じてポリエステルモノマーも添カ卩できる) とビュル系 モノマーとのいずれか一方又は両方との反応により製造される。
( 4 ) ビニル系重合体ユニット及びポリエステルユニット製造後に、 これらの 重合体ュニット存在下にビエル系モノマー及びポリエステルモノマー (アルコ ール、 カルボン酸) のいずれか一方又は両方を添加することによりハイブリツ ド樹脂成分が製造される。 この場合も適宜、有機溶剤を使用することができる。
( 5 ) ビニノレ系モノマー及ぴポリエステノレモノマー (アルコール、 カルボン酸 等) を混合して付加重合及び縮重合反応を連続して行うことによりビニル系重 合体ュニット、 ポリエステルュニット及びハイプリッド樹脂成分が製造される。 さらに、 適宜、 有機溶剤を使用することができる。
上記 (1 ) 乃至 (5 ) の製造方法において、 ビュル系重合体ユニット及びポ リエステルュニットには複数の異なる分子量、 架橋度を有する重合体ュニット を使用することができる。
また、 ハイブリッド樹脂成分を製造後、 ビュル系モノマー及びポリエステル モノマー (アルコール、 カルボン酸) のいずれか一方又は両方を添加して、 付 加重合及び縮重合反応の少なくともいずれか一方を行うことによりビニル系 重合体ュニット及びポリエステルュニットを更に含有させるても良い。
なお、 本発明のトナーに含有される結着樹脂には、 上記ポリエステル樹脂と ビニル系重合体との混合物、 上記ハイプリッド榭脂とビニル系重合体との混合 物、 上記ポリエステル樹脂と上記ハイブリッド樹脂に加えてビエル系重合体の 混合物を使用しても良い。
本発明のトナーは、 1種又は 2種以上のワックスを含有している。 本発明に 用いることのできるワックスとしては、 例えば、 低分子量ポリエチレン、 低分 子量ポリプロピレン、 ォレフィン共重合体、 マイクロクリスタリンワックス、
パラフィンワックス、 フィッシヤート口プシュヮックス等の脂肪族炭化水素ヮ ックス ;酸化ポリエチレンヮックス等の脂肪族炭化水素ワックスの酸化物;脂 肪族炭化水素ワックスのブロック共重合物;カルナバワックス、 モンタン酸ェ ステルワックス等の脂肪酸エステルを主成分とするワックス ;及び脱酸カルナ バヮッタス等の脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの等が挙げら れる。 例えば、 エステノレワックスとしては、 ベヘン酸べへニル、 ステアリン酸 ステアリル等が挙げられる。
そして、 ベへニン酸モノダリセリ ド等の脂肪酸と多価アルコールの部分エス テル化物;植物性油脂を水素添カ卩することによって得られるヒ ドロキシル基を 有するメチルエステル化合物等が挙げられる。
ヮックスの分子量分布では、 メインピークが分子量 3 5 0乃至 2 4 0 0の領 域にあることが好ましく、 分子量 4 0 0乃至 2 0 0 0の領域にあることがより 好ましい。 このような分子量分布を持たせることにより トナーに好ましい熱特 性を付与することができる。
また、 上記ワックスの含有量としては、 結着樹脂 1 0 0質量部に対し 3乃至 3 0質量部含有することが好ましい。 本発明のトナーは、 トナーに含有される ワックスの一部を、 トナー製造時に結着樹脂成分と相溶させ可塑剤として用い る。 さらに、 定着工程において、 トナーに含有されるワックスの一部を結着樹 脂と相溶させ可塑剤として用いる。 このため、 トナーに含有せしめたワックス の全てが離型剤として作用しないため、 通常よりも多くのワックスを含有させ ることが好ましい。 ワックスの含有量としては、 5乃至 2 0質量部であること がより好ましく、 6乃至 1 4質量部であることが特に好ましい。
上記の如き物性を求めるにあたって、 ワックスのトナーからの抽出を必要と する場合には、 抽出方法は特に制限されるものではなく、 任意の方法が可能で める。
一例を挙げると、 所定量のトナーをトルエンにてソックスレー抽出し、 得ら
れたトルエン可溶分から溶剤を除去した後、 クロロホルム不溶分を得る。
その後、 I R法などにより同定分析をする。
また、 定量に関しては、 D S Cにより定量分析を行う。
これらのワックス成分の内では、 示差走查熱量計により測定される D S C曲 線において、 6 0乃至 1 4 0 °Cの領域に最大吸熱ピークを有するものが好まし く、 6 0乃至 9 0 °Cの領域に最大吸熱ピークを有するものがさらに好ましレ、。 上記の温度領域に最大吸熱ピークを有することにより、 低温定着に大きく貢献 しつつ、 離型性をも効果的に発現することができる。 この最大吸熱ピークが 6 0 °c未満であるとヮックス成分の自己凝集力が弱くなり、 結果として耐高温ォ フセット性が悪化する。 一方、 この最大吸熱ピークが 1 4 0 °Cを超えると定着 温度が高くなり低温ォフセッ トが発生しゃすくなる。 さらに、 水系媒体中で重 合を行う重合方法により直接トナーを得る場合、 この最大吸熱ピーク温度が高 いと、 多量の添加する場合など主に造粒中にヮッタス成分が析出する等の問題 が生じる場合がある。
本発明のトナーは、 荷電制御剤を使用しても良い。
トナーを負荷電性に制御する荷電制御剤としては、例えば、有機金属化合物、 キレート化合物、 モノァゾ金属化合物、 ァセチルアセトン金属化合物、 尿素誘 導体、 含金属サリチル酸系化合物、 含金属ナフトェ酸系化合物、 4級アンモニ ゥム塩、 カリックスァレーン、 ケィ素化合物、 ノンメタルカルボン酸系化合物 及びその誘導体が挙げられる。
また、 トナーを正荷電性に制御する荷電制御剤としては、 例えば、 ニグロシ ン及ぴ脂肪酸金属塩による変性物、 トリブチルベンジルアンモユウムー 1ーヒ ドロキシー 4一ナフトスルホン酸塩、 テトラブチルアンモニゥムテトラフルォ ロボレ一ト等の 4級アンモニゥム塩、 及びこれらの類似体であるホスホニゥム 塩等のォニゥム塩及びこれらのレーキ顔料、 トリフエニルメタン染料及びこれ らのレーキ顔料 (レーキ化剤としては、 リンタングステン酸、 リンモリブデン
酸、 リンタングステンモリブデン酸、 タンニン酸、 ラウリン酸、 没食子酸、 フ エリシアン化物、 フエロシアン化物等)、 高級脂肪酸の金属塩; ジブチルスズ オキサイド、 ジォクチルスズォキサイ ド、 ジシクロへキシルスズォキサイ ド等 のジオルガノスズォキサイ ド;ジブチノレスズボレート、 ジォクチノレスズボレー ト、 ジシク口へキシルスズポレート等のジオルガノスズボレート類;が挙げら れ、 これらを単独或いは 2種類以上組み合わせて用いることができる。 これら の中でも、 ニグ口シン系、 4級アンモニゥム塩の如き荷電制御剤が特に好まし く用いられる。
上記荷電制御剤は、 トナー中の結着樹脂 1 00質量部当り、 0. 0 1乃至 2 0質量部、 より好ましくは 0. 5乃至 1 0質量部となる様に含有させるのが良 レ、。
本発明のトナーは、 着色剤を含有している。 黒色着色剤としては、 カーボン ブラック、 磁性体、 又は以下に示すイェロー/マゼンタ Zシアン着色剤を用い 黒色に調色されたものが利用される。
シアントナー、マゼンタトナー、イェロートナー用の着色剤として、例えば、 以下に示す着色剤を用いることができる。
イェロー着色剤としては、 顔料系としては、 縮合ァゾ化合物、 イソインドリ ノン化合物、 アンスラキノン化合物、 Ύゾ金属錯体メチン化合物、 ァリルアミ ド化合物に代表される化合物が用いられる。 具体的には、 C. I . ビグメント イェロー 3、 7、 1 0、 1 2〜: 1 5、 1 7、 2 3、 24、 6 0、 6 2、 74、 7 5、 8 3、 9 3〜9 5、 9 9、 1 00、 1 0 1、 1 04、 1 0 8〜: L l l、 1 1 7、 1 23、 1 28、 1 2 9、 1 38、 1 3 9、 14 7、 1 48、 1 50、 1 6 6、 1 6 8〜 1 7 7、 1 7 9、 1 80、 1 8 1、 1 8 3、 1 8 5、 1 9 1 : 1、 1 9 1、 1 9 2、 1 9 3、 1 9 9が好適に用いられる。 染料系としては、 例えば、 C. 1. ソルベントイエロー 3 3、 5 6、 7 9、 8 2、 9 3、 1 1 2、 1 6 2、 1 6 3、 C. I . デイスパースィエロー 42、 64、 20 1、 2 1 1
が挙げられる。
マゼンタ着色剤としては、 縮合ァゾ化合物、 ジケトピロ口ピロール化合物、 アントラキノン、 キナタリ ドン化合物、 塩基染料レーキ化合物、 ナフ トール化 合物、 ベンズイミダゾロン化合物、 チォインジゴ化合物、 ペリレン化合物が用 レヽられる。 具体的には、 C. I . ビグメントレッ ド 2、 3、 5〜7、 23、 4 8 : 2、 48 : 3、 48 : 4、 57 : 1、 81 : 1、 122、 146、 166、 1 69、 1 77、 184、 1 85、 202、 206、 220、 221、 254、 C. I . ビグメントバイオレッ ド 19が挙げられる。
シアン着色剤としては、 銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、 アントラ キノン化合物、 塩基染料レーキ化合物等が利用できる。 具体的には、 C. I . ピグメントブルー 1、 7、 1 5、 1 5 : 1、 1 5 : 2、 1 5 : 3、 1 5 : 4、 60、 62、 66が挙げられる。
これらの着色剤は、 単独または混合しさらには固溶体の状態で用いることが できる。 本発明の着色剤は、 色相角、 彩度、 明度、 耐候性、 OHP透明性、 ト ナ一中への分散性の点から選択される。 該着色剤の添加量は結着樹脂 100質 量部に対し 0. 4乃至 20質量部となる様に添加して用いられる。
さらに本発明のトナーは磁性体を含有させ磁性トナーとしても使用しうる。 この場合、 磁性体は着色剤の役割をかねることもできる。 本発明において、 該 磁性体としては、 マグネタイト、 へマタイト、 フェライトの如き酸化鉄;鉄、 コバノレト、 ニッケルの如き金属、 或いはこれらの金属とアルミニウム、 コノ ル ト、銅、鉛、 マグネシウム、 スズ、 亜鉛、 アンチモン、ベリリゥム、 ビスマス、 カ ドミウム、 カノレシゥム、 マンガン、 セレン、 チタン、 タングステン、 ノ ナジ ゥムの如き金属との合金及びその混合物が挙げられる。
これらの磁性体は平均粒子径が 2 μ m以下、 好ましくは 0. 1乃至 0. 5 μ m程度のものが好ましレ、。 トナー中に含有させる量としては結着樹脂 100質 量部に対し 20乃至 200質量部、 特に好ましくは 40乃至 150質量部とな
る様に含有させるのが良い。
上記磁性体は、 796 kA/m (10 kエルステッ ド) 印加での磁気特性が 保磁力 (He) 1. 59乃至 23. 9 k A/m (20乃至 300ェルステツド)、 磁化の強さ (び 3 ) 50乃至 200 Am2/k g、 残留磁ィ匕 (σ r) 2乃至 2 0 Am2Zk gの磁性体が好ましい。
また、 本発明のトナーには、 流動性向上剤として、 無機微粉体又は疎水性無 機微粉体がトナー粒子に外部添加されて混合されることが好ましい。 例えば、 酸化チタン微粉末、 シリカ微粉末、 アルミナ微粉末を添加して用いることが好 ましく、 特にシリカ微粉末を用いることが好ましい。
本発明のトナーに用いられる無機微粉体は、 BET法で測定した窒素吸着に よる比表面積が 30m2/g以上のもの、特には 50乃至 400m2Zgの範囲 のものが良好な結果を与えることができるため好ましい。
さらに、 本発明のトナーは、 必要に応じて流動性向上剤以外の外部添加剤を トナー粒子に混合されて有していてもよい。
例えば、 クリーニング性を向上させる等の目的で、 一次粒径が 30 nmを超 える (好ましくは比表面積が 50 m2Z g未満) 微粒子、 より好ましくは一次 粒径が 50 n m以上 (好ましくは比表面積が 30 m2Z g未満) で球状に近い 無機微粒子又は有機微粒子をさらにトナー粒子に添加することも好ましい形 態の一つである。 例えば球状のシリ力粒子、 球状のポリメチルシルセスキォキ サン粒子、 球状の樹脂微粒子を用いるのが好ましい。
さらに他の添加剤、例えばポリフッ化工チレン粉末、ステアリン酸亜鉛粉末、 ポリフッ化ビニリデン粉末の如き滑剤粉末;又は酸化セリゥム粉末、 炭化硅素 粉末、 チタン酸スト口ンチウム粉末の如き研磨剤;ケーキング防止剤;又は例 えばカーボンブラック粉末、 酸化亜鉛粉末、 酸化スズ粉末の如き導電性付与 剤;また、 逆極性の有機微粒子、 および無機微粒子を現像性向上剤として少量 加えることもできる。 これらの添加剤も、 その表面を疎水化処理して用いるこ
とも可能である。
上述の如き外添剤は、 トナー粒子 1 0 0質量部に対して 0 . 1乃至 5質量部 (好ましくは 0 . 1乃至 3質量部) 使用するのが良い。
本発明で規定する物性を満たすトナーを製造することのできる方法であれ ば特に制限されず、 気流式粉碎機或いは機械式粉砕機を用 、る粉枠法の如き、 公知の方法が用いることができる。 粉碎法でトナー粒子を製造した場合には、 球形化処理を施すこともできる。
さらにまた、 本発明のトナーは、 ディスク又は多流体ノズルを用いて溶融混 合物を空気中に霧化し球状トナーを得る方法や、 単量体には可溶で得られる重 合体が不溶な水系有機溶剤を用いて直接トナーを生成する分散重合方法、 又は 水溶性の極性重合開始剤の存在下で直接重合させてトナーを生成するソープ フリ一重合方法に代表される乳化重合方法等を用いてトナーを製造する方法、 溶解懸濁法、 乳化凝集法などでも製造が可能である。
特に好ましい製法として、 水系媒体中において、 重合性単量体を直接重合し て得られる懸濁重合法が挙げられる。
懸濁重合法によるトナーの製造では、 一般に、 重合性単量体、 着色剤、 ヮッ タス、 荷電制御剤、 架橋剤などを、 ホモジナイザー、 ボールミル、 コロイ ドミ ル、 超音波分散機等の分散機によって均一に溶解又は分散させる。 こうして得 られた単量体糸且成物を、分散安定剤を含有する水系媒体中に懸濁する。 この時、 高速撹拌機もしくは超音波分散機のような高速分散機を使用して一気に所望 のトナー粒子のサイズとするほうが、 得られるトナー粒子の粒度分布がシヤー プになる。 重合開始剤添カ卩の時期としては、 予め単量体組成物に加えても良い し、 水系媒体中に単量体組成物を懸濁した後に添加しても良い。
懸濁後は、 通常の撹拌機を用いて、 粒子状態が維持されかつ粒子の浮遊 ·沈 降が防止される程度の撹拌を行えば良い。 なお、 本発明においては、 前記懸濁 する際に、 p Hが 4乃至 1 0 . 5であること力、 トナー粒子の粒度分布の制御
や帯電量の制御の観点で好ましい。
懸濁重合法においては、 分散安定剤として公知の界面活性剤や有機 ·無機分 散剤が使用できる。 その中でも、 無機分散剤は反応温度を変化させても安定性 が崩れ難くいため、 好ましく使用できる。 こうした無機分散剤の例としては、 リン酸三カルシウム、 リン酸マグネシウム、 リン酸アルミニウム、 リン酸亜鉛 の如きリン酸多価金属塩;炭酸カルシウム、 炭酸マグネシウムの如き炭酸塩; メタ硅酸カルシウム、 硫酸カルシウム、 硫酸バリウムの如き無機塩;水酸ィ匕カ ルシゥム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、 シリカ、ベントナイ ト、 アルミナの如き無機酸ィヒ物が挙げられる。
これらの無機分散剤は、 重合性単量体 1 0 0質量部に対して、 0 . 2乃至 2 0質量部を単独で又は 2種類以上組み合わせて使用することが好ましレ、。 平均 粒径が 5 μ πι以下であるような、 より微粒化されたトナーを目的とする場合に は、 0 . 0 0 1乃至0 . 1質量部の界面活性剤を併用しても良い。
界面活性剤としては、 例えばドデシルベンゼン硫酸ナトリゥム、 テトラデシ ル硫酸ナトリウム、 ペンタデシル硫酸ナトリウム、 ォクチル硫酸ナトリウム、 ォレイン酸ナトリウム、 ラウリル酸ナトリウム、 ステアリン酸ナトリウム、 ス テアリン酸カリゥムが挙げられる。
これらの無機分散剤を用いる場合には、 そのまま使用しても良いが、 より細 かい粒子を得るため、 水系媒体中にて該無機分散剤を生成させることが好まし い。 具体的には例えば、 リン酸三カルシウムの場合、 高速撹拌下、 リン酸ナト リゥム水溶液と塩化カルシウム水溶液とを混合して、 難水溶性のリン酸三カル シゥムを生成させることができ、 より均一で細かな分散が可能となる。 無機分 散剤は、 重合終了後酸あるいはアルカリで溶解して、 ほぼ完全に取り除くこと ができる。
前記重合工程においては、 重合温度は 4 0 °C以上、 一般には 5 0乃至 9 0 °C の温度に設定して重合を行う。 この温度範囲で重合を行うと、 重合の進行と共
に結着樹脂とワックスが相分離し、 ワックスが内包化されたトナーが得られる。 重合反応終期において、 反応温度を 9 0乃至 1 5 0 °Cにまで上げることも好ま しレ、。
本発明のトナーは、 一成分系現像剤用のトナーとして使用することも可能で あり、 キャリアを有する二成分系現像剤用のトナーとしても使用可能である。 二成分系現像剤として用いる場合には、 本発明のトナーとキャリアとを混合 した現像剤として使用する。 該キャリアは、 鉄、 銅、 亜鉛、 ニッケル、 コバル ト、 マンガン、 及び、 クロム元素から選ばれる元素単独または複合のフェライ トで構成される。該キヤリァの形状としては、球状、扁平または不定形があり、 そのいずれのものも用いることができる。 また、 キャリア表面の微細構造 (た とえば表面凹凸性) をコント口ールすることが好ましレ、。
該キャリアの製造方法は、 上記フェライトを焼成、 造粒することにより、 あ らカ じめ、 キャリアコアを生成した後、 その表面を樹脂で被覆する方法が挙げ られる。 キャリアのトナ^ ■の負荷を軽減する意味合いから、 フェライトと榭 脂を混練後、 粉砕、 分級して低密度分散キャリアを得る方法や、 さらには、 直 接フェライトとモノマーとの混練物を水系媒体中にて懸濁重合せしめ真球状 のキヤリァを得る方法も利用することが可能である。
上記キヤリァコアの表面を樹脂で被覆した被覆キヤリァは、 特に好ましく用 いられる。その製造方法としては、樹脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せしめて、 該溶液または懸濁液をキヤリァに塗布し付着せしめる方法、 単に樹脂粉体とキ ャリアコアとを混合して付着させる方法が挙げられる。
上記キヤリアコアの表面を被覆する物質としてはトナーの材料によっても 異なるが、 例えばポリテトラフルォロエチレン、 モノクロ口 トリフルォロェチ レン重合体、 ポリフッ化ビニリデン、 シリコーン樹脂、 ポリエステル樹脂、 ス チレン系榭脂、 アクリル系樹脂、 ポリアミ ド、 ポリビニルプチラール、 ァミノ アタリレート樹脂が挙げられる。 これらは、 単独或は複数で用いることができ
る。
上記キヤリァの磁性特性としては、 磁気的に飽和させた後の 79. 6 k A/ m (l kエルステッ ド) における磁化の強さ (σ Ι Ο Ο Ο) が 30乃至 300 emu/ cm3であることが好ましレ、。 この場合には、 高画質なトナー画像を 得ることが容易となり、 またキャリア付着の発生を抑制することができる。 さ らに高画質化を達成するためには、 100乃至 250 emuZcm3であるこ とがより好ましい。
キャリアの形状は、 丸さの度合いを示す S F_ 1が 180以下、 凹凸の度合 いを示す S F— 2が 250以下であることが好ましい。 SF—1 SF— 2は 以下の式にて定義され、 二レコ社製の Lu z e X I I Iにて測定される。
c r ι _ (キャリアの最大長)2
キャリアの投影面積 4
一 _—(キャリアの周辺長)2 —1
―" キャリアの投影面積 X 10 Q
本発明のトナーと上記キャリアとを混合して二成分系現像剤を調製する場 合、 その混合比率は現像剤中のトナー濃度として、 2乃至 1 5質量%が好まし く、 4乃至 13質量。 /0がより好ましい。
く D S Cによるトナー及び使用する材料のガラス転移点 (Tg)、 融点 (Tm) の測定〉
ワックスおよぴトナ一の最大吸熱ピークのピーク温度は、 示差走査熱量分析 装置 「Q 1000」 (TA I n s t r ume n t s社製) を用いて AS TM D 341 8— 82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用レ、、 熱量の補正につい てはィンジゥムの融解熱を用いる。
具体的には、 トナー約 6 m gを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れる。 リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用いる。 測定範囲 0 20 0°Cの間で、 昇温速度 1. 0°C/m i nで測定を行う。 この昇温過程で、 温度
40°C〜100°Cの範囲において比熱変化が得られる。 このときの比熱変化が 出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、 結着樹 脂のガラス転移温度 T gとする。
本発明において、 トナー及び使用する材料のガラス転移点 (Tg)、融点 (T m)は、示差走查熱量分析装置(D S C)を用いて測定する。 D S Cとしては、 Q 1000 (TA I n s t r ume n t s社製) が利用できる。 測定方法は、 アルミパンに試料約 6 m g精秤し、 リファレンスパンとして空のアルミパンを 用い、 窒素雰囲気下、 モジュレーション振幅 1. 0°C、 周波数 1/分で測定す る。 測定温度は、 10°Cで 1分間保持した後、 昇温速度 1 ノ分で 10°Cから 200°Cまで走査して得られたリパーシングヒートフ b—曲線を用い、 中点法 により T gを求める。 なお、 中点法によって求められたガラス転移点とは、 昇 温時の D S C曲線において吸熱ピーク前の基線と吸熱ピーク後の基線の中線 と、 立ち上がり曲線での交点をもってガラス転移点とするものである (図 2参 照)。
トナーの融点の測定は、 上記と同様に測定して得られたリパーシングヒート フロー曲線において、 融解ピークの極大値となる温度を融点とする。 また、 融 点のオンセット値とオフセット値は、 前記融解ピークにおいて、 ピークの立ち 上がり部分の最大傾斜の点で引いた接線とピーク前の外揷基線との交点の温 度を、 融点のオンセット値とし、 融解ピーク終了前の最大傾斜の点で引いた接 線とピーク後の外揷基線との交点の温度を、 融点のオフセット値とする。
吸熱量は、 上記測定で得られたリパーシングヒートフロー曲線において、 融 解ピーク前の外挿基線からピークが立ち上がる点と、 融解ピーク終了後の外揷 基線とピークが接する点とを結んだ直線と融解ピークとで囲まれる面積より 求める。
<動的粘弾性試験による損失正接 (t a η δ) 曲線、 貯蔵弾性率 (G' ) 曲線 の測定 >
本発明において、 動的粘弾性試験による貯蔵弾性率 (G' ) の測定方法につ いて説明する。
測定装置としては、 例えば ARES (レオメ トリック ·サイェンティフィッ ク .エフ 'ィー株式会社製) を用いることができる。 下記の条件で、 25乃至 200 °Cの温度範囲における貯蔵弾性率の測定を行う。
•測定冶具:直径 8 mmの円形パラレルプレートを使用する。
'測定試料: トナーの真密度を p (g/cm3) としたとき、 トナー (0. 1 2 X p) gを秤量し、 20 kNの荷重を 2分間かけて、 直径 8mm、 厚さ約 1 mmの円盤状に成型し測定試料とする。
·測定周波数: 6. 28ラジアン /秒
•測定歪の設定:初期値を 0. 1%に設定した後、 自動測定モードにて測定を 行う。
•試料の伸長補正: 自動測定モードにて調整する。
•測定温度: 25乃至 200 °Cまで 1 °C /分の昇温速度で 30秒毎に弾性率の 測定を行う。
<GPCによるポリスチレン換算の分子量測定〉
本発明においてゲルパーミッシヨンクロマトグラフィー (GPC) によるポ リスチレン (PS t) 換算の分子量測定の方法について説明する。
40°Cのヒートチャンパ中でカラムを安定化させ、 この温度におけるカラム に、 溶媒として THF (テトラヒドロフラン) を毎分 lm 1の流速で流し、 T HF試料溶液を 100 μ 1注入して測定する。 試料の分子量測定にあたっては、 試料の有する分子量分布を、 数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成さ れた検量線の対数値とカウント数との関係から算出する。 検量線作成用の標準 ポリスチレン試料としては、 分子量が 102乃至 107程度のものを用い、 少な くとも 10点程度の標準ポリスチレン試料を用いるのが適当である。 具体的に は、 例えば、 P o l yme r L a b o r a t o r i e s社製 標準ポリスチ
レン E a s i c a 1 P S— l (分子量 7500000、 841700、 14 8000、 28500、 2930の混合物、 及び、 分子量 2560000、 3 20000、 59500、 9920、 580の混合物) 及び P S— 2 (分子量 377400、 96000、 1 9720、 4490、 1 180の混合物、及び、 分子量 188700、 46500、 9920、 2360、 580の混合物) を 組み合わせて用いることができる。検出器には R I (屈折率)検出器を用いる。 カラムとしては、 市販のポリスチレンジエルカラムを複数本組み合わせるのが 良く、 例えば昭和電工社製の s h o d e x GPC KF— 801、 802、 803、 804、 805、 806、 807、 800 Pの '組み合わせや、 東ソー 社製の TSK g e 1 G 100 OH (HXL)、 G 200 OH (HXL)ヽ G 30 0 OH (HXL)ヽ G400 OH (HXL)ヽ G 500 OH (HXL)、 G 60 0 OH (HXL), G 700 OH (HXL), T S K g u a r d c o 1 u m nの 組み合わせが挙げられる。
本発明のトナーが有する THF可溶成分が有する分子量分布の極大値 (M p)、 及び、 重量平均分子量 (Mw) は、 上記測定で得られた分子量分布より 求める。
G P C装置に用いる試料は以下のようにして作製する。
測定するサンプルを THF中に入れて十分に混合し、 18時間静置する。 そ の後、サンプル処理フィルター (ポアサイズ 0. 45乃至 0. 5 μηι、例えば、 マイシヨリディスク Η— 25 _ 5 東ソ一社製、 ェキク口ディスク 25 CR ゲルマン.サイエンス 'ジャパン社製などが利用できる)を通過させたものを、 GPCの試料とする。 測定するサンプルの THFに対する濃度は 5mgZm 1 とする。
本発明に用いるワックスその他樹脂の重量平均分子量 (Mw)、 数平均分子 量 (Mn) なども、 上記方法と同様にして測定することができる。
<樹脂の酸価測定 >
樹月旨の酸価は以下のように求められる。 基本操作は、 J I S— K0070に 準ずる。
試料 1 g中に含有されている遊離脂肪酸、 樹脂酸などを中和するのに要する 水酸化カリゥムの mg数を酸価といい、 以下の方法によって測定される。
(1) 試薬
(a) 溶剤の調製
試料の溶剤としては、 ェチルエーテル一エチルアルコール混液 (1 + 1また は 2+ 1) またはベンゼン一エチルアルコール混液 (1 + 1または 2 + 1) を 用いる。 これらの溶液は使用直前にフエノールフタレインを指示薬として 0. 1モル/リッ トルの水酸化力リゥムエチルアルコール溶液で中和しておく。
(b) フエノールフタレイン溶液の調製
フエノールフタレイン 1 gをエチルアルコール (95 v/v%) 100 m 1に 溶かす。
( c ) 0. 1モル/リッ トルの水酸化力リ ゥム—エチルアルコール溶液の調製 水酸ィヒカリウム 7. 0 gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール (9
5 v/v%) を加えて 1リッ トルとし、 2乃至 3日放置後ろ過する。 標定は J I SK 8006 (試薬の含量試験中滴定に関する基本事項) に準じて行う。
(2) 操作
試料 1乃至 20 gを正しくはかりとり、 これに溶剤 100m l及び指示薬と してフヱノールフタレイン溶液数滴を加え、 試料が完全に溶けるまで十分に振 る。 固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。 冷却後これを 0. 1モル Zリ ットルの水酸化カリゥム—エチルアルコール溶液で滴定し、 指示薬の微紅色が
30秒間続いたときを中和の終点とする。
(3) 計算式
次の式によって酸価を算出する。
A=B X f X 5. 61 1/S
A:酸価 (mgKOH g)
B: 0. 1モル/リッ トル—水酸化力リゥムエチルアルコール溶液の使用量(m 1 )
f : 0. 1モル Zリットルー水酸化カリゥムエチルアルコール溶液のファクタ 一
S :試料 (g)
<トナーの重量平均粒子径 (D4T)、 個数平均粒子径 (D 1T) の測定〉 トナーの重量平均粒子径 (D4T)、 個数平均粒子径 (D 1T) の値は、 具体 的には以下の方法により測定することができる。
トナーの重量平均粒径 (D4T) および個数平均粒径 (D 1T) は、 以下のよ うにして算出する。 測定装置としては、 100 μ mのアパーチャ一チューブを 備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置 「コールター ·カウンター Mu 1 t i s i z e r 3」 (登録商標、 ベックマン ·コールタ一社製) を用 レ、る。 測定条件の設定及び測定データの解析は、 付属の専用ソフト 「ベックマ ン♦ コーノレター Mu I t i s i z e r 3 V e r s i o n 3. 5 1」 べ ックマン ·コールター社製) を用いる。 尚、 測定は実効測定チャンネル数 2万 5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、 特級塩化ナトリゥムをイオン交換水に溶解し て濃度が約 1質量%となるようにしたもの、例えば、「 I S O T O N I I」(ベ ックマン .コールター社製) が使用できる。
尚、 測定、 解析を行う前に、 以下のように専用ソフトの設定を行った。 専用ソフトの 「標準測定方法 (SOM) を変更」 画面において、 コントロー ルモードの総カウント数を 50000粒子に設定し、 測定回数を 1回、 K d値 は 「標準粒子 10. 0wm」 (ベックマン 'コールター社製) を用いて得られ た値を設定する。 「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」 を押すことで、 閾値と ノイズレベルを自動設定する。 また、 カレントを 1600 μ Aに、 ゲインを 2
に、 電角军液を I SOTON I Iに設定し、 「測定後のアパーチャ一チューブ のフラッシュ」 にチェックを入れる。
専用ソフトの 「パルスから粒径への変換設定」 画面において、 ビン間隔を対 数粒径に、 粒径ビンを 256粒径ビンに、 粒径範囲を 2 μ mから 60 μ mまで 疋 ^" 。
具体的な測定法は以下の通りである。
(1) Mu 1 t i s i z e r 3専用のガラス製 250m l丸底ビーカーに前 記電解水溶液約 200m lを入れ、 サンプルスタンドにセットし、 スターラー 口ッドの撹拌を反時計回りで 24回転 Z秒にて行う。そして、専用ソフトの「ァ パーチヤーのフラッシュ」 機能により、 アパーチャ一チューブ内の汚れと気泡 を除去しておく。
( 2 ) ガラス製の 100 m 1平底ビーカーに前記電解水溶液約 30m lを入れ る。 この中に分散剤として 「コンタミノン N」 (非イオン界面活性剤、 陰ィォ ン界面活性剤、 有機ビルダーからなる p H 7の精密測定器洗浄用中性洗剤の 1 0質量%水溶液、 和光純薬工業社製) をイオン交換水で約 3質量倍に希釈した 希釈液を約 0. 3ml加える。
(3) 発振周波数 50 kHzの発振器 2個を位相を 180度ずらした状態で内 蔵し、 電気的出力 120Wの超音波分散器 「U l t r a s o n i c D i s p e n s i o n S y s t em Te t o r a l 50」 (日科機バイォス社製) を準備する。超音波分散器の水槽内に約 3. 3リツトルのイオン交換水を入れ、 この水槽中にコンタミノン Nを約 2 m 1添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、 超音波分散器を作動させる。 そして、 ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状 態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5) 前記 (4) のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、 トナ 一約 1 Omgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、 分散させる。 そして、 さら
に 60秒間超音波分散処理を継続する。 尚、 超音波分散にあたっては、 水槽の 水温が 10°C以上 40°C以下となる様に適宜調節する。
(6) サンプルスタンド内に設置した前記 (1) の丸底ビーカーに、 ピペッ ト を用いてトナーを分散した前記 (5) の電解質水溶液を滴下し、 測定濃度が約 5%となるように調整する。 そして、 測定粒子数が 50000個になるまで測 定を行う。
(7) 測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、 重量平均粒径 (D4T) および個数平均粒径 (D 1T) を算出する。 尚、 専用ソフトでグラフ
/体積%と設定したときの、 「分析/体積統計値(算術平均)」 画面の「平均径」 が重量平均粒径 (D4T) であり、 専用ソフトでグラフ Z個数%と設定したと きの、 「分析/個数統計値 (算術平均)」 画面の 「平均径」 が個数平均粒径 (D 1 τ) で ¾>る。
< T H F可溶成分が有するスルホン酸基に由来する硫黄元素含有量、 シェル用 樹脂が有するスルホン酸基の含有量、 トナーが有するシリカ、 酸化チタンの含 有量の測定〉
波長分散型蛍光 X線 「Ax i o s a d v a n c e d」 (PANa l y t i c a 1 レ、。ナリティカル) 社製) を用いて測定した。 サンプル約 3 gを、 27 mm測定用の塩化ビニル製リングに入れ、 200 k Nでプレスし、 試料を成型 した。 使用したサンプル量と成形後の試料の厚みを測定し、 含有量算出のため の入力値として上記の含有量を求めた。 分析条件及び解析条件は下記に示す。 分析条件
•定量方法:ファンダメンタルパラメータ法
•分析元素:周期表におけるホウ素 B乃至ウラン Uまでの各元素について測定 -測定雰囲気:真空
·測定サンプル:固体
•コリメーターマスク径; 27mm
•測定条件:各元素に最適な励起条件にあらかじめ設定された自動プログラム を用いた
•測定時間:約 20分
•その他は装置の推奨する一般値を用いた
解析
•解析プログラム: Un i Qu a n t 5
•解析条件:酸化物形態
•バランス成分: CH2
•その他は装置の推奨する一般値を用いた
<トナー、 キャリアの真密度の測定〉
トナー、 キャリアの真密度は、 気体置換型ピクノメータを用いる方法により 測定することができる。 測定原理は、 一定体積の試料室 (体積 V と比較室 (体積 V2) との間に遮断弁を設け、 予め質量 (M。 (g)) を測定したのちサ ンプルを試料室に入れる。 試料室及び比較室内をヘリゥムの如き不活性ガスで 充満し、 そのときの圧力を Piとする。 遮断弁を閉じ、 試料室のみ不活性ガス を加える。 そのときの圧力を P2とする。 遮断弁を開き、 試料室と比較室とを 接続したときの系内の圧力を P 3とする。下記式 Aにより、サンプルの体積 (V 。 (cm3)) を求めることができる。 下記式 Bにより、 トナー、 キャリアの真 密度 p (g/cm3) を求めることができる。
V。 = V1— [V2Z {(P2— PJ / (P3— — 1 }] (式 A)
P =M0/V0 (式 B)
上記の方法として、 本発明では乾式自動密度計アキュピック 1330 (島津 製作所(株)社製) を用いて測定した。 この際、 10 cm3の試料容器を用い、 試料前処理としてはヘリウムガスパージを最高圧 19. 5 p s i g (1 34. 4 k P a) で 1 0回行う。 この後、 容器内圧力が平衡に達したか否かの圧力平 衡判定値として、 試料室内の圧力の振れが 0. 0050 p s i g/m i nを目
安とし、 この値以下であれば平衡状態とみなして測定を開始し、 真密度を自動 測定する。 測定は 5回行い、 その平均値を求めて真密度(g/cm3) とする。
<着色粒子及び樹脂微粒子のゼータ電位の測定 >
着色粒子及び樹脂微粒子のゼータ電位は、 レーザードップラー電気泳動式の ゼータ電位測定器を用いて測定することができる。 具体的には、 Z e t a s i z e r Na n o Z S (モデル: ZEN3600、 Ma l v e r n I n s t r ume n t s L t d製) を用いて測定することができる。
着色粒子又は樹脂微粒子を、 固形分濃度が 0. 05質量%になるようにィォ ン交換水で調整する。 p Hは 7. 0になるように、 塩酸又は水酸化ナトリウム で調整する。 この分散液 2 Om 1を超音波洗浄器 (BRANSON I C 351
0、 BRAN SON社製) を用いて 3分間分散処理する。 これを用い、 以下の 条件にする以外は取り扱い説明書の推奨する方法で測定して得られる Z e t a P o t e n t i a l (mV) の値を、 着色粒子は Z2C (mV) とし、 樹脂 微粒子は Z1S (mV) とした。
C e l 1 : DTS 1060C-C l e a r d i s p o s a b l e z e t a c e l l
D i s p e r s a n t : wa t e r
Me a s u r eme n t d u r a t i o n : Au t oma t i c
Mo d e l : Smo 1 u c h ow s k i
Temp e r a t u r e : 25. 0。C
Re s u l t Ca l c u l a t i o n : Ge n e r a l Pu r p o s e また、 上記測定で得られるゼータ電位の分布曲線 [(Z e t a P o t e n t i a 1 (mV) (x軸) 一 I n t e n s i t y (k c p s) (y軸) 曲線)] の積分曲線を求め、 この y軸を百分率に変換した Z e t a P o t e n t i a 1 (mV) (x軸) 一積分値の百分率 (%) (y軸) 曲線を作成する。 この曲線 より、 y軸の値が 10. 0%のときの X軸の値を読みとつてこれを ZS1。 (m
V) とし、 y軸の値が 90. 0%のときの x軸の値を読みとつてこれを ZS9。
(mV) とする。
実施例
以下、 本発明を製造例及び実施例により具体的に説明するが、 これらは本発 明をなんら限定するものではない。
(表層樹脂の製造例 1 )
冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、下記原料を入れ、常圧下、 260°Cで 8時間反応させた後、 240°Cに冷却し、 1時間かけて 1 mmH g に減圧した。 さらに 3時間反応させてスルホン酸基を有するポリエステルを得 た。
(ァノレコーノレモノマー)
'ポリオキシプロピレン (2. 2) -2, 2—ビス (4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) プロパン (B PA— PO) : 35 m o 1 % (120質量部)
'ポリオキシエチレン (2. 2) —2, 2—ビス (4—ヒ ドロキシフエニル) プロパン (BPA— EO) : 10 m o 1 % ( 32質量部)
'エチレングリコール: 7 Omo 1 % (43質量部)
(酸モノマー)
•テレフタル酸: 64 m o 1 % ( 106質量部)
•ィソフタル酸: 30 m o 1 % ( 58質量部) ·無水トリメリット酸: 6 m o 1 % ( 1 3質量部)
• 5—ナトリゥムスルホイソフタ/レ酸: 4. 8 m o 1 % (10質量部) (触媒)
•テトラブチルチタネート : 0. lmo l % (0. 28質量部) 冷却管、 撹拌機、 窒素導入管を備えた反応容器に、 上記ポリエステル: 10 0質量部、 メチルェチルケトン: 50質量部、 テトラヒドロフラン: 50質量 部を入れ、 撹拌しつつ 75 °Cに加熱した。 これに 75°Cの水 300質量部を添
加し、 1時間撹拌した。 9 0 °Cに加熱して 3時間、 9 5 °Cで 2時間撹拌した後、 3 0 °Cに冷却して表層樹脂 1を含有する微粒子分散液を得た。 処方を表 1に、 物性を表 2に示す。
(表層樹脂の製造例 2乃至 5 )
表 1に示す以外は、 表層樹脂の製造例 1と同様にして、 表層樹脂 2乃至 5を 含有する微粒子分散液を得た。 物性を表 2に示す。
表 1
s挲
JP2009/053803
62
(極性樹脂の製造例)
冷却管、撹拌機、窒素導入管を備えた反応容器に、下記原料を入れ、常圧下、 260°Cで 8時間反応させた後、 240°Cに冷却し、 1時間かけて 1 mmH g に減圧した。 さらに 3時間反応させて極性樹脂を得た。
(アルコーノレモノマー)
•ポリオキシプロピレン (2 2) - 2 , 2—ビス (4ーヒ ドロキシフエ二ノレ) プロパン (BPA— PO) : 35 m o 1 % (1 20質量部)
•ポリオキシエチレン (2.
2, 2一ビス (4—ヒ ドロキシフエ二ノレ) プロパン (BPA— EO) : 10 m o 1 % (32質量部)
.エチレングリコーノレ : 70 m o 1 % (43質量部)
(酸モノマー)
,酸: 64 m o 1 % (106質量部) 酸: 3 Omo 1 % ( 58質量部)
無水トリメリット酸: 6 m o 1 % (1 3質量部)
(触媒)
テトラブチルチタネート : 0. 1 m o 1 % ( 0. 28質量部) 得られた極性樹脂について、 前記表層樹脂と同様に物性測定を行ったところ. 動的粘弾性測定による t a η δ のピーク温度 T sは 76 · 1 °C、 G, 。が 5. l X l 05P a、 G' 3。力 s6. 7 X 104P a、 G' 10/G' 30は 7· 6にあ り、 酸価は 5. 3mgKOHZgであった。
(着色粒子の分散液の製造例 1 )
' スチレン 65質量部
• n—ブチルァクリ レー卜 35質量部
- ピグメントブルー 1 5 : 3
•サリチル酸アルミニゥム化合物
(ポントロン E— 88 : オリエント化学社製)
• ジビュルベンゼン 0. 022質量部
'上記極性樹脂の製造例で得た極性樹脂 3. 0質量部
' フィッシャートロプシュワックス 10質量部
(融点 78 °C、 融点の半値幅 3. 5°C)
からなる単量体の混合物を調製した。 これに 15mmのセラミックビーズを入 れ、 アトライターを用いて 2時間分散して、 単量体組成物を得た。
イオン交換水 700質量部に、 0. 1モル Zリッ トルの Na 3P04水溶液 4 50質量部を投入し、 60°Cに加温した。 TK式ホモミキサー (特殊機化工業 製) を用いて、 10, 000 r pmにて撹拌した。 これに 1. 0モルノリット ルの C a C 12水溶液 68質量部を添加し、 リン酸カルシウム塩を含む水分散 液を得た。
上記単量体組成物に、 重合開始剤である 1, 1, 3, 3—テトラメチルプチ ルパーォキシ _ 2—ェチルへキサノエートの 70%トルエン溶液 10質量部 を添加し、 これを上記分散系に投入した。 前記高速撹拌装置にて 12000回 転/分を維持しつつ 3分間の造粒工程を行った。 その後、 高速撹拌装置からプ 口ペラ撹拌羽根に撹拌機を代え、 150回転 Z分で 10時間重合を行った。 5 0°Cに冷却して、 着色粒子の分散液 1を得た。
(着色粒子の分散液の製造例 2及び 3 )
表 3に示す材料の添加量を変更した以外は、 着色粒子の分散液の製造例 1と 同様にして、 着色粒子の分散液 2及び 3を得た。
水合閉始剤ク水溶液溶液重プ Nリン〇|P0チルァスチレ〇a n342
菪色粒子分散液のの
加菪色粒子添加量ト添加量添量添加のレのの添加量量ののー
製造例
(黄量部) (黄量部)〈黄部〉量〈質量部) (質量部)
菪色粒子分散菪色粒子液ののの
例分散液製适 11
H P
菪色粒菪色粒子子分散液ののの L8t- "
分散製造例液 22
菪粒散菪色粒子色子分液ののの
製造例分散液 33
<実施例 1〉
冷却管、 撹拌機、 窒素導入管を備えた反応容器に ·上記着色粒子の分散液 1 :
1380質量部 (着色粒子の含有量: 100質量部) •表層樹脂 1を含有する微粒子分散液:
20質量部 (表層樹脂の含有量: 5質量部) を投入して、 複合分散液を得た。
上記複合分散液を T2+l 5 (°C)に加熱し、 3時間撹拌した(加熱工程 1)。 次に、 0. 2モル Zリットルの塩酸を滴下し、 3時間かけて反応系の pHを 1. 8にした (酸処理工程)。 さらに、 上記複合分散液に表層樹脂 1の有する Ts— 10 (°C) に加熱し、 1時間撹拌を続けた (加熱工程 2)。 20°Cまで冷却し、 ろ過、 乾燥してトナー粒子 1を得た。
•上記トナー粒子 1 : 100質量部
• n— C4H9S i (OCH3) 3で処理した疎水性酸化チタン(BET比表面積:
13 OmVg) : 1質量部
•へキサメチルジシラザン処理した後シリコーンオイルで処理した疎水性シリ 力 (BET比表面積 16 Om2/g) : 1質量部
からなる混合物をヘンシェルミキサーで混合し、 トナー 1を得た。 トナー 1の 製造における処方及び製造条件を表 4に示す。
上記トナー 1を用い、後述の評価を行った。 トナー 1の物性を表 5、表 6に、 評価結果を表 7に示す。
<実施例 2乃至 6 >
原材料の使用量、 加熱工程 1、 酸処理工程、 加熱工程 2を表 4に示す条件に 変更した以外は、 実施例 1と同様にして、 トナー 2〜6を得た。 また、 該トナ 一 2〜 6を用いて、 実施例 1と同様の評価を行った。 各トナーの物性を表 5、 表 6に、 評価結果を表 7に示す。
<比較例 1 >
実施例 1において、 原材料の使用量、 加熱工程 1、 酸処理工程を表 4に示す 条件に変更し、 加熱工程 2を行わなかった以外は、 実施例 1と同様にしてトナ
一 7を得た。 該トナー 7を用いて、 実施例 1と同様の評価を行った。 該トナー 7の物性を表 5、 表 6に、 評価結果を表 7に示す。
<比較例 2及び 3〉
実施例 1において、 原材料の使用量、 加熱工程 1、 酸処理工程、 加熱工程 2 を表 4に示す条件に変更した以外は、 実施例 1と同様にしてトナー 8及び 9を 得た。 該トナー 8及び 9を用いて、 実施例 1と同様の評価を行った。 該トナー 8及び 9の物性を表 5、 表 6に、 評価結果を表 7に示す。
<比較例 4 >
実施例 1において、 原材料の使用量、 加熱工程 1、 加熱工程 2を表 4に示す 条件に変更し、 酸処理工程を行わなかった以外は、 実施例 1と同様にしてトナ 一 1 0を得た。 該トナー 1 0を用いて、 実施例 1と同様の評価を行った。 該ト ナー 1 0の物†生を表 5、 表 6に、 評価結果を表 7に示す。
<比較例 5〉
着色粒子の分散液の製造例 1において、 極性樹脂の添加量を 1 0質量部に変 更した以外は同様にして、 着色粒子の分散液を得た。 この着色粒子の分散液を 使用し、 さらに表層樹脂を添加しなかった以外は実施例 1と同様にしてトナー 1 1を得た。 該トナー 1 1を用いて、 実施例 1と同様の評価を行った。 該トナ 一 1 1の物性を表 5、 表 6に、 評価結果を表 7に示す。
<比較例 6〉
比較例 5において、 極性樹脂の添加量を 3 0質量部に変更した以外は同様に して、 トナー 1 2を得た。 該トナー 1 2を用いて、 実施例 1と同様の評価を行 つた。 該トナー 1 2の物性を表 5、 表 6に、 評価結果を表 7に示す。
表 4
表 5
DSCによるト THF可溶成分 THF可 ίき成分の 実施例 トナ^" 04τ< Αΐιιι) D^ τ( μ.m) ナ一の THF
Tg 可容成分 THFHT;'容成分
の含有量 硫萤含有量 の の ΜΙΜ/ΜΠ
(Ti CO) (黄量 ¾) 賺0 /。〉 実施例 1 トナー 1 5.3 4.9 44 97200 5.20 86.1 0.113 実施例 2 トナー 2 5.2 4.8 44 96600 5.19 84.5 0.098 実施例 3 トナ^ 3 5.2 4.6 44 98100 5.22 87.2 0.201 実施例 4 トナー 4 4.6 3.9 54 54800 3.19 88.4 0.117 実施例 5 トナ 5 6.2 5.3 34 137200 7.18 82.6 0.181 実施例 6 卜ナ^ 6 6.6 5.5 34 136700 7.23 81.3 0.151 比較例 1 トナ 7 5.6 4.6 44 96500 5.19 82.9 0.116 比較例 2 トナー 8 5.1 4.3 54 54400 3.14 78.7 0.374 比較例 3 トナ 7.1 6.0 34 136100 7.52 91.2 0.000 比翻 4 トナ 0 5.6 4.8 44 95800 5.04 85.2 0.321 比較例 5 トナー 1 1 6.2 5.1 46 91200 4.47 84.3 0.000 比車例 6 トナー 12 7.6 6.1 38 132200 9.87 74.6 0.000
表 6
く耐ブロッキング性能の評価方法 >
トナー 5 gを 10 Om 1のポリカップに計りとり、 50°Cに調整した温風乾 燥器と 25°Cに調整した室内に入れ 1週間静置した。 ポリカップを静かに取り 出し、 ゆっくりと回転させたときのトナーの流動性を、 50°Cで静置したトナ 一と 25°Cで静置したトナーとで比較し、 目視により評価した。
A: 25 °Cで静置したトナーと比較して、 50°Cで静置したトナーの流動性が 同等である。
B : 25 °Cで静置したトナーと比較して、 50°Cで静置したトナーの流動性が やや劣るが、 ポリ力ップの回転に伴い徐々に流動性が回復する。
C: 50°Cで静置したトナーは、 凝集し融着した塊状物が見られる。
D: 50°Cで静置したトナーが流動しない。
<低温定着性能、 耐オフセット性能、 耐しみ込み性能、 及び、 色域性能の評価 方法 >
市販のカラーレーザープリンター (L BP— 5400、 キャノン製) を使用 し、 シアンカートリッジのトナーを取り出して、 これにトナー 1を充填した。 該カートリッジをシアンステーションに装着し、 受像紙 (キヤノン製オフィス プランナー 64 g/m2) 上に、 縦 2. O cm横 15. 0 c mの未定着のト ナー画像 (0. 5mg/cm2) を、 通紙方向に対し上端部から 2. 0 c mの 部分と下端部から 2. 0 cmの部分に形成した。 次いで、 市販のカラーレーザ 一プリンター (LBP—5400、 キャノン製) から取り外した定着ユニット を定着温度とプロセススピ一ドが調節できるように改造し、 これを用いて未定 着画像の定着試験を行った。 常温常湿下、 プロセススピードを 280 mm /秒 に設定し、 120°C乃至 240°Cの範囲で設定温度を 10°Cおきに変化させな がら、 各温度で上記トナー画像の定着を行った。 下記評価基準に従って、 低温 定着性能、 耐オフセッ ト性能、 ダロス性能、 耐しみ込み性能を評価した。
低温定着性能
A: 1 2 0 °C以上で低温オフセッ卜が発生せず、 指でこすってもトナーが剥が れない。
B : 1 3 0 °C以上で低温オフセットが発生せず、 指でこすってもトナーが剥が れない。
C : 1 4 0 °C以上で低温オフセットが発生せず、 指でこすってもトナーが剥が れない。
D : 1 5 0 °C以上で低温オフセットが発生せず、 指でこすってもトナーが剥が れない。
E : Dより劣る。
耐オフセッ ト性能
A:低温定着性能の評価基準となった温度 + 7 0 °C以上の温度領域で高温オフ セットが発生しない。
B :低温定着性能の評価基準となった温度 + 6 0 °C以上の温度領域で高温オフ セットが発生しない。
C :低温定着性能の評価基準となった温度 + 5 0 °C以上の温度領域で高温オフ セットが発生しない。
D :低温定着性能の評価基準となった温度 + 4 0 °C以上の温度領域で高温オフ セットが発生しない。
E : Dより劣る。
グロス+生能
低温オフセット及び高温オフセットが発生しなかった定着画像について、 ハ ンディ光沢度計ダロスメータ一 P G— 3 D (日本電色工業製) を用いて、 光の 入射角 7 5 ° の条件で測定し、 以下の基準で評価した。
A:ベタ画像部の光沢度の最高値が 4 5以上である。
B :ベタ画像部の光沢度の最高値が 4 0以上 4 5未満である。
C :ベタ画像部の光沢度の最高値が 3 5以上 4 0未満である。
D:ベタ画.像部の光沢度の最高値が 30以上 35未満である。
E :ベタ画像部の光沢度の最高値が 30未満である。
耐しみ込み性能
光沢度が最高値となった画像の光沢値 (t と、 該画像を作成したときの 定着器の温度 + 10°Cで作成した画像の光沢値( t 2) との変化率 [変化率(%) = (t x- t 2) X 100/t J について、 以下の基準で評価した。
A:光沢度の変化率が 5%未満である。
B :光沢度の変化率が 5 %以上 10%未満である。
C:光沢度の変化率が 10%以上 15%未満である。
D:光沢度の変化率が 1 5 %以上 20 %未満である。
E:光沢度の変化率が 20 %以上である。
<耐久安定性能 >
市販のカラーレーザープリンター (LBP—5400, キャノン製) を使用 し、 シアンカートリッジのトナーを取り出して、 これにトナー 1を 50 g充填 した。 該カートリッジをシアンステーションに装着し、 受像紙 (キャノン製ォ フィスプランナー 64 gZm2) 上に、 印字率 1 %の連続印字を行い、 50 0枚に 1回の割合でベタ画像を形成した。 カートリッジ内のトナーが 25 g以 下となった時点で、 トナー 1を 50 g追加し、 同様に連続印字を行う、 という 作業を繰り返した。 下記評価基準に従って、 耐久安定性能を評価した。
·耐久安定性能 (1)
A: トナーを追加した量が合計 200 g以上のときに、 ベタ画像濃度が 1. 5 未満となる。 若しくは、 トナーを追加した量が合計 250 gのときにベタ画像 濃度が 1. 5未満とならない。
B : トナーを追加した量が合計 1 50 gのときに、 ベタ画像濃度が 1. 5未満 となる。
C: トナーを追加した量が合計 100 gのときに、 ベタ画像濃度が 1. 5未満
となる。
D: トナーを追加した量が合計 50 gのときに、 ベタ画像濃度が 1. 5未満と なる。
E: トナーを追加することなく、 ベタ画像濃度が 1. 5未満となる。
•耐久安定性能 (2)
A: トナーを追加した量が合計 200 g以上のときに、 印字率 1%画像に画像 不良が発生する。 若しくは、 トナーを追加した量が合計 250 gのときに画像 不良が発生しない。
B : トナーを追加した量が合計 150 gのときに、 印字率 1%画像に画像不良 が発生する。
C: トナーを追加した量が合計 100 gのときに、 印字率 1%画像に画像不良 が発生する。
D: トナーを追 ¾!した量が合計 50 gのときに、 印字率 1%画像に画像不良が 発生する。
E: トナーを追加することなく、 印字率 1%画像に画像不良が発生する。
表 7
この出願は 2008年 2月 25日に出願された日本国特許出願第 2008 -042970号からの優先権を主張するものであり、 その内容を引用してこ の出願の一部とするものである。