JP6700799B2 - トナーおよびトナーの製造方法 - Google Patents
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Description
該トナー粒子は、
(i)非晶性ポリエステル樹脂、ワックス、着色剤、および結晶性ポリエステル樹脂を含有し、
(ii)熱球形化処理トナー粒子であり、
該非晶性ポリエステル樹脂が、
ピーク炭素数が25以上102以下であるアルキルモノアルコール、および、
ピーク炭素数が25以上102以下であるアルキルモノカルボン酸
の少なくとも一方に由来するユニットを分子鎖の末端に有し、
該ワックスが、ピーク炭素数が25以上102以下の脂肪族炭化水素を有し、
該トナー粒子における、以下の(a)〜(c):
(a)該ピーク炭素数が25以上102以下の脂肪族炭化水素;
(b)該非晶性ポリエステル樹脂の末端に存在する該ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノアルコールに由来するユニット;
(c)該非晶性ポリエステル樹脂の末端に存在する該ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノカルボン酸に由来するユニット;
の合計の含有割合が、該非晶性ポリエステル樹脂およびワックスの合計質量を基準として、6.0質量%以上16.0質量%以下であり、
該結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数2以上22以下の脂肪族ジオールと、炭素数2以上22以下の脂肪族ジカルボン酸とに由来するエステルユニットを有し、
該トナーは、示差走査熱量測定にて得られる温度−吸熱量曲線において、ピークトップが60℃以上90℃以下に存在する吸熱ピークを有し、該吸熱ピークの吸熱量が10.0J/g以下である
ことを特徴とするトナーに関する。
該溶融混練物を粉砕分級してトナー粒子を得る工程と、
該トナー粒子を熱処理する工程と、
を有するトナーの製造方法において、
該非晶性ポリエステル樹脂が、
ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノアルコール、および、
ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノカルボン酸
の少なくとも一方に由来するユニットを分子鎖の末端に有し、
該ワックスは、炭素数の平均値が25以上102以下の脂肪族炭化水素を有し、
以下の(a)〜(c):
(a)該炭素数の平均値が25以上102以下の脂肪族炭化水素;
(b)該ポリエステル樹脂の末端に存在する該炭素数の平均値が25以上102以下のアルキルモノアルコールに由来するユニット;
(c)該ポリエステル樹脂の末端に存在する該炭素数の平均値が25以上102以下のアルキルモノカルボン酸に由来するユニット;
の合計の含有割合が、該非晶性ポリエステル樹脂および該ワックスの合計の質量を基準として、6.0質量%以上16.0質量%以下であり、
該結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数2以上22以下の脂肪族ジオールと、炭素数2以上22以下の脂肪族ジカルボン酸に由来するエステルユニットを有する樹脂であり、
該熱処理工程における熱風温度が100℃以上300℃以下であり、
得られるトナーは、示差走査熱量測定にて得られる温度−吸熱量曲線において、ピークトップが60℃以上90℃以下に存在する吸熱ピークを有し、該吸熱ピークの吸熱量が10.0J/g以下である
ことを特徴とするトナーの製造方法。
本発明のトナーに用いられる非晶性ポリエステル樹脂とは、分子鎖が不規則であって、ガラス転移温度を有するが、融点を有しない樹脂である。非晶性ポリエステル樹脂のエステルユニットに用いられるモノマーとしては、多価アルコール(2価もしくは3価以上のアルコール)と、多価カルボン酸(2価もしくは3価以上のカルボン酸)、その酸無水物またはその低級アルキルエステルとが用いられる。ここで、分岐ポリマーを作成する場合には、結着樹脂の分子内において部分架橋することが有効であり、そのためには、3価以上の多官能化合物を使用することが好ましい。従って、エステルユニットの原料モノマーとして、3価以上のカルボン酸、その酸無水物またはその低級アルキルエステル、および/または3価以上のアルコールを含むことが好ましい。
式(B)で示されるジオール類;
本発明のトナーは軟化剤として結晶性ポリエステル樹脂を含有する。
本発明のトナーに用いられるワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、アルキレン共重合体、マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックスのような炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスのような炭化水素系ワックスの酸化物またはそれらのブロック共重合物;カルナバワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステル類を一部または全部を脱酸化したもの。さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸のような飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸のような不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールのような飽和アルコール類;ソルビトールのような多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸のような脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールのようなアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドのような飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’ジオレイルセバシン酸アミドのような不飽和脂肪酸アミド類;m−キシレンビスステアリン酸アミド、N,N’ジステアリルイソフタル酸アミドのような芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムのような脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸のようなビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドのような脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加によって得られるヒドロキシ基を有するメチルエステル化合物。
トナーに含有できる着色剤としては、以下のものが挙げられる。
トナーには、必要に応じて荷電制御剤を含有させることもできる。トナーに含有される荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
本発明のトナーは、トナー粒子の表面に無機微粒子を有する。無機微粒子は、トナー粒子の表面に外添されていることは勿論であるが、内添されていてもよい。外添剤としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムのような無機微粒子が好ましい。無機微粒子は、シラン化合物、シリコーンオイルまたはそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。流動性向上のための外添剤としては、比表面積が50m2/g以上400m2/g以下の無機微粒子が好ましく、耐久性安定化のためには、比表面積が10m2/g以上50m2/g以下の無機微粒子であることが好ましい。流動性向上や耐久性安定化を両立させるためには、比表面積が上記範囲の無機微粒子を併用してもよい。
本発明のトナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、ドット再現性をより向上させるために、磁性キャリアと混合して、二成分系現像剤として用いることが、また長期にわたり安定した画像が得られるという点で好ましい。
トナー粒子を製造する方法としては、非晶性ポリエステル樹脂、ワックス、着色剤、結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナー組成物を溶融混練し、溶融混練物を冷却後、粉砕分級する粉砕法が好ましい。
装置 :HLC−8121GPC/HT(東ソー社製)
カラム:TSKgel GMHHR−H HT 7.8cmI.D×30cm2連(東ソー社製)
検出器:高温用RI
温度 :135℃
溶媒 :o−ジクロロベンゼン(0.05%アイオノール添加)
流速 :1.0ml/min
試料 :0.1%の試料を0.4ml注入
以上の条件で測定し、試料の分子量算出にあたっては単分散ポリスチレン標準試料により作成した分子量較正曲線を使用する。さらに、Mark−Houwink粘度式から導き出される換算式でポリエチレン換算をすることによって算出される。
・装置および器具:三角フラスコ(300ml)、ビュレット(25ml)、水浴または熱板
・試薬:0.1kmol/m3塩酸、0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液(標定は、0.1kmol/m3塩酸25mlを全ピペットを用いて三角フラスコに取り、フェノールフタレイン溶液を加え、0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、中和に要した量からファクターを求める。)、フェノールフタレイン溶液、溶剤(ジエチルエーテルとエタノール(99.5)を体積比で1:1または2:1で混合したもの。これらは、使用直前にフェノールフタレイン溶液を指示薬として数滴加え、0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で中和する。)
(a)炭化水素系ワックス(a)1〜20gを三角フラスコに精秤する。
(b)溶剤100mlおよび指示薬としてフェノールフタレイン溶液を数滴加え、水浴上で炭化水素系ワックスが完全に溶けるまで十分に振り混ぜる。
(c)0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が30秒間続いたときを終点とする。
A=5.611×B×f/S ただし、A:酸価(mgKOH/g)
B:滴定に用いた0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
f:0.1kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:炭化水素系ワックス(a)の質量(g)
5.611:水酸化カリウムの式量56.11×1/10
・装置および器具:メスシリンダー(100ml)、全量ピペット(5ml)、平底フラスコ(200ml)、グリセリン浴
・試薬:アセチル化試薬(無水酢酸25gを全量フラスコ100mlに取り、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振り混ぜる。)、フェノールフタレイン溶液、0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液
(a)炭化水素系ワックスを0.5〜6.0g平底フラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5mlを全量ピペットを用いて加える。
(b)フラスコの口に小さな漏斗を置き、温度95〜100℃のグリセリン浴中に底部約1cmを浸して加熱する。フラスコの首がグリセリン浴の熱を受けて温度が上がるのを防ぐために、中に丸い穴をあけた厚紙の円板をフラスコの首の付け根にかぶせる。
(c)1時間後フラスコをグリセリン浴から取り出し、放冷後漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を分解する。
(d)更に、分解を完全にするため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱し、放冷後エタノール(95)5mlで漏斗およびフラスコの壁を洗う。
(e)フェノールフタレイン溶液数滴を指示薬として加え、0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液で滴定し、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときを終点とする。
(f)空試験は、炭化水素系ワックス(a)を入れないで(a)〜(e)を行う。
(g)試料が溶解しにくい場合は、少量のピリジンを追加するか、キシレンまたはトルエンを加えて溶解する。
A=[{(B−C)×28.05×f}/S]+D ただし、A:水酸基価(mgKOH/g)
B:空試験に用いた0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
C:滴定に用いた0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液の量(ml)
f:0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液のファクター
S:炭化水素系ワックスの質量(g)
D:酸価
28.05:水酸化カリウムの式量56.11×1/2
次の式によって算出する。
(エステル価)=(ケン化価)−(酸価)
ケン化価の測定
・装置および器具:三角フラスコ(200〜300ml)、空気冷却器(外径6〜8mm,長さ100cmのガラス管または環流冷却器で、いずれも三角フラスコの口にすりあわせ接続できるもの)、水浴、砂浴または熱板(約80℃の温度に調節できるもの)、ビュレット(50ml)、全量ピペット(25ml)
・試薬:0.5kmol/m3塩酸、0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液
フェノールフタレイン溶液
(a)炭化水素系ワックス(a)1.5〜3.0gを三角フラスコに1mgの桁まで精秤する。
(b)0.5kmol/m3水酸化カリウムエタノール溶液25mlを全量ピペットを用いて加える。
(c)三角フラスコに空気冷却器を取り付け、ときどき内容物を振り混ぜながら30分間水浴、砂浴または熱板上で穏やかに加熱して反応させる。加熱するときは、環流するエタノールの環が空気冷却器の上端に達しないように加熱温度を調節する。
(d)反応が終わった後、直ちに冷却し、内容物が寒天状に固まらないうちに空気冷却器の上から少量の水、またはキシレン:エタノール=1:3混合溶液を吹き付けてその内壁を洗浄した後、空気冷却器を外す。
(e)指示薬としてフェノールフタレイン溶液1mlを加えて、0.5kmol/m3塩酸で滴定し、指示薬の薄い紅色が約1分間現れなくなったときを終点とする。
(f)空試験は、炭化水素系ワックス(a)を入れないで(a)〜(e)を行う。
(g)試料が溶解しにくい場合は、予めキシレン、またはキシレン−エタノール混合溶媒を用いて溶解する。
A={(B−C)×28.05×f}/S ただし、A:ケン化価(mgKOH/g)
B:空試験に用いた0.5kmol/m3塩酸の量(ml)
C:滴定に用いた0.5kmol/m3塩酸の量(ml)
f:0.5kmol/m3塩酸のファクター
S:炭化水素系ワックス(a)の質量(g)
28.05:水酸化カリウムの式量56.11×1/2
樹脂のTHF可溶分の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
樹脂の軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行う。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、100μmのアパーチャー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 Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定および測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れ、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、有機ビルダーからなるpH7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約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHz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「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に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を約2ml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、トナー約10mg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℃以上40℃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(D4)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(D4)である。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定および解析条件で測定する。
円形度C=2×(π×S)1/2/L
粒子像が円形の時に円形度は1.000になり、粒子像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0.200以上1.000以下の範囲を800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。
・パラフィンワックス:100.0質量部(数平均分子量(Mn=399)、平均炭素数35)
・ホウ酸/無水ホウ酸=1.44(モル比)(混合触媒):2.6質量部(0.04モル)
冷却管、攪拌機、窒素導入管、および、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次に140℃の温度まで昇温させた後、空気と窒素を吹き込みながら180℃で2時間反応を行った。反応終了後、反応混合物に等量の温水(95℃)を加え、反応混合物を加水分解させ、静置して上層に分離した反応物を分取し、水洗いしてアルキルモノアルコールA1を得た。得られたアルキルモノアルコーA1の数平均分子量、平均炭素数、水酸基価、エステル価、酸価を表1に示す。
アルキルモノアルコールA1の製造例において、表1の物性となるように、触媒量、合成条件を変更したほかは同様にして反応を行い、長鎖アルキルモノカルボン酸B1を得た。アルキルモノカルボン酸B1の物性を表1に示す。
アルキルモノアルコールA1の製造例において、表1の物性となるように原料、触媒量、合成条件を変更したほかは同様にして反応を行い、アルキルモノアルコールA2〜A5を得た。アルキルモノアルコールA2〜A5の物性を表1に示す。
・ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:67.9質量部(0.19モル;多価アルコール総モル数に対して93.0mol%)
・アルキルモノアルコールA1:5.1質量部(0.01モル;多価アルコール総モル数に対して7.0mol%)
・テレフタル酸:20.8質量部(0.13モル;多価カルボン酸総モル数に対して75.0mol%)
・フマル酸:2.9質量部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して15.0mol%)
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、攪拌機、窒素導入管、および、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2時間反応させた。
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度160℃に維持したまま、15時間反応させた。ASTM D36−86に従って測定した軟化点が表2に示す所望温度に達したのを確認してから温度を下げて反応を止め、(第2反応工程)、ポリエステル樹脂C1を得た。得られたポリエステル樹脂C1のピーク分子量、軟化点、ガラス転移温度を表2に示す。
ポリエステル樹脂C1製造例において、多価アルコール成分および/または多価カルボン酸成分のモル比率を表1となるようにそれぞれのモノマーの質量部数を変更した。
・ヘキサンジオール:34.5質量部(0.29モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・ドデカン二酸:65.5質量部(0.28モル;多価カルボン酸総モル数に対して100.0mol%)
冷却管、攪拌機、窒素導入管、および、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応させた。
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度200℃に維持したまま、4時間反応させた(第1反応工程)。
その後、反応槽内の圧力を序々に開放して常圧へ戻した後、上記材料を加え、常圧下にて200℃で2時間反応させた。その後、再び反応槽内を5kPa以下へ減圧して200℃で3時間反応させることにより結晶性ポリエステル樹脂D1を得た(第2反応工程)。得られたポリエステル樹脂D1のピーク分子量、軟化点を表3に示す。
第1反応工程の多価アルコール成分および/または多価カルボン酸成分のそれぞれのモノマーの質量部数を表3に示すようにD1製造の場合から変更した以外はD1製造と同様に反応を行った。更に第2反応工程における、アルコールまたはカルボン酸のモノマー質量部数を表3に示すようにD1製造の場合から変更した以外はD1製造と同様にして反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂D2〜D11を得た。結晶性ポリエステル樹脂D2〜D11の物性を表3に示す。
・ポリエステル樹脂C1:90質量部
・結晶性ポリエステル樹脂D1:10質量部
・フィッシャートロプシュワックス(最大吸熱ピークのピーク温度78℃):5質量部
・C.I.ピグメントブルー15:3 :7質量部
・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物(ボントロンE88 オリエント化学工業社製):0.3質量部
トナー1製造例において、ポリエステル樹脂C、結晶性ポリエステル樹脂Dを表4となるように変更し、平均円形度が表4となるように表面処理装置の熱風温度を適宜変更したほかは同様の操作を行い、トナー2〜トナー22を得た。
・工程1(秤量・混合工程):
Fe2O3:62.7質量部
MnCO3:29.5質量部
Mg(OH)2:6.8質量部
SrCO3:1.0質量部
上記材料を上記組成比となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、直径1/8インチのステンレスビーズを用いた乾式振動ミルで5時間粉砕・混合した。
得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した後、バーナー式焼成炉を用いて、窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%)で、温度1000℃で4時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトの組成は、下記の通りである。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
上記式において、a=0.257、b=0.117、c=0.007、d=0.393
クラッシャーで0.3mm程度に粉砕した後に、直径1/8インチのジルコニアビーズを用い、仮焼フェライト100質量部に対し、水を30質量部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕した。そのスラリーを、直径1/16インチのアルミナビーズを用いた湿式ボールミルで4時間粉砕し、フェライトスラリー(仮焼フェライトの微粉砕品)を得た。
フェライトスラリーに、仮焼フェライト100質量部に対して分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0質量部、バインダーとしてポリビニルアルコール2.0質量部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で、球状粒子に造粒した。得られた粒子を粒度調整した後、ロータリーキルンを用いて、650℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーの有機成分を除去した。
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度1.00体積%)で、室温から温度1300℃まで2時間で昇温し、その後、温度1150℃で4時間焼成した。その後、4時間をかけて、温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
凝集した粒子を解砕した後に、磁力選鉱により低磁力品をカットし、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、体積分布基準の50%粒径(D50)37.0μmの磁性コア粒子1を得た。
シクロヘキシルメタクリレートモノマー 26.8質量%
メチルメタクリレートモノマー 0.2質量%
メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4質量%
(片末端にメタクリロイル基を有する重量平均分子量5000のマクロモノマー)
トルエン 31.3質量%
メチルエチルケトン 31.3質量%
アゾビスイソブチロニトリル 2.0質量%
上記材料のうち、シクロヘキシルメタクリレート、メチルメタクリレート、メチルメタクリレートマクロモノマー、トルエン、メチルエチルケトンを、還流冷却器、温度計、窒素導入管および攪拌装置を取り付けた四つ口のセパラブルフラスコに添加し、窒素ガスを導入して充分に窒素雰囲気にした後、80℃まで加温し、アゾビスイソブチロニトリルを添加して5時間還流し重合させた。得られた反応物にヘキサンを注入して共重合体を沈殿析出させ、沈殿物を濾別後、真空乾燥して被覆樹脂1を得た。得られた被覆樹脂1を30質量部、トルエン40質量部、メチルエチルケトン30質量部に溶解させて、重合体溶液1(固形分30質量%)を得た。
重合体溶液1(樹脂固形分濃度30%):33.3質量%
トルエン:66.4質量%
カーボンブラック(Regal330;キャボット社製):0.3質量%
(一次粒径25nm、窒素吸着比表面積94m2/g、DBP吸油量75ml/100g)
を、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、ペイントシェーカーで1時間分散を行った。得られた分散液を、5.0μmのメンブランフィルターで濾過を行い、被覆樹脂溶液1を得た。
(樹脂被覆工程):
常温で維持されている真空脱気型ニーダーに被覆樹脂溶液1を充填コア粒子1の100質量部に対して樹脂成分として2.5質量部になるように投入した。投入後、回転速度30rpmで15分間撹拌し、溶媒が一定以上(80質量%)揮発した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、2時間かけてトルエンを留去した後冷却した。得られた磁性キャリアを、磁力選鉱により低磁力品を分別し、開口70μmの篩を通した後、風力分級器で分級し、体積分布基準の50%粒径(D50)38.2μmの磁性キャリア1を得た。
磁性キャリア1を92.0質量部に対し、トナー1を8.0質量部加え、V型混合機(V−20、セイシン企業製)により混合し、二成分系現像剤1を得た。
二成分系現像剤1の製造例において、表5のように変更する以外は同様の操作を行い、二成分系現像剤2〜22を得た。
得られた二成分系現像剤1を用い、評価を行った。
紙:CS−680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2(FFh画像)
評価画像:上記A4用紙画像比率100%のチャート
定着試験環境:高温高湿環境:温度30℃/湿度85%RH(以下「H/H」)
耐久画像出力試験として、画像比率0.1%のFFh出力の帯チャートを用いて、A4用紙に10,000枚出力を行った。その後、上記評価画像を出力し、画像中の白斑点の個数を目視で確認した。
A:白斑点が5個未満(非常に優れている)
B:白斑点が5個以上10個未満(良好である)
C:白斑点が10個以上20個未満(本発明では問題ないレベルである)
D:白斑点が20個以上(本発明では許容できない)
紙: CS−680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:1.20mg/cm2
評価画像:上記A4用紙の中心に10cm2の画像を配置
定着試験環境:低温低湿環境:温度15℃/湿度10%RH(以下「L/L」)
紙上のトナーの載り量が上記になるように、現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、およびレーザーパワーを調整した後、プロセススピードを450mm/sec、定着温度を130℃に設定し低温定着性を評価した。画像濃度低下率の値を低温定着性の評価指標とした。画像濃度低下率は、X−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を用い、先ず、中心部の画像濃度を測定する。次に、画像濃度を測定した部分に対し、4.9kPa(50g/cm2)の荷重をかけてシルボン紙により定着画像を摺擦(5往復)し、画像濃度を再度測定する。そして、摺擦前後での画像濃度の低下率(%)を測定した。
A:濃度低下率1.0%未満(非常に優れている)
B:濃度低下率1.0%以上、5.0%未満(良好である)
C:濃度低下率5.0%以上、10.0%未満(本発明では問題ないレベルである)
D:濃度低下率10.0%以上(本発明では許容できない)
100ccのポリカップにトナー5gを入れ、温度および湿度可変型の恒温槽(55℃41%)に48時間放置し、放置後にトナーの凝集性を評価した。凝集性は、ホソカワミクロン社製パウダーテスタPT−Xにて0.5mmの振幅にて10秒間、目開き20μmのメッシュで振るった際に、残ったトナーの残存率を評価指標とした。
A:残存率2.0%未満(非常に優れている)
B:残存率2.0%以上、10.0%未満(良好である)
C:残存率10.0%以上、15.0%未満(本発明では問題ないレベルである)
D:残存率15.0%以上(本発明では許容できない)
紙:CS−680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
潜像担持体上のトナーの載り量:0.35mg/cm2
評価画像:上記A4用紙画像比率100%のチャート
定着試験環境:高温高湿環境:温度30℃/湿度85%RH(以下「H/H」)
上記画像を出力する際、現像中に停止させ、画像形成時の潜像担持体上の転写残トナーを、透明なポリエステル製の粘着テープによりテーピングしてはぎ取った。はぎ取った粘着テープを紙上に貼ったものの濃度から、粘着テープのみを紙上に貼ったものの濃度を差し引いた濃度差をそれぞれ算出した。下記の評価基準に基づいて評価を行った。尚、転写残濃度はX−Riteカラー反射濃度計(500シリーズ)で測定した。
A:濃度差が0.10未満(非常に優れている)
B:濃度差が0.10以上、0.15未満(良好である)
C:濃度差が0.15以上、0.25未満(本発明では問題ないレベルである)
D:濃度差が0.25以上(本発明では許容できない)
二成分系現像剤2〜22を用いた以外は、実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表6に示す。
2 圧縮気体流量調整手段
3 導入管
4 突起状部材
5 供給管
6 処理室
7 熱風供給手段
8 冷風供給手段
9 規制手段
10 回収手段
11 熱風供給手段出口
12 分配部材
13 旋回部材
14 粉体粒子供給口
Claims (7)
- トナー粒子と、該トナー粒子の表面に存在する無機微粒子とを有するトナーであって、
該トナー粒子は、
(i)非晶性ポリエステル樹脂、ワックス、着色剤、および結晶性ポリエステル樹脂を含有し、
(ii)熱球形化処理トナー粒子であり、
該非晶性ポリエステル樹脂が、
ピーク炭素数が25以上102以下であるアルキルモノアルコール、および、
ピーク炭素数が25以上102以下であるアルキルモノカルボン酸
の少なくとも一方に由来するユニットを分子鎖の末端に有し、
該ワックスが、ピーク炭素数が25以上102以下の脂肪族炭化水素を有し、
該トナー粒子における、以下の(a)〜(c):
(a)該ピーク炭素数が25以上102以下の脂肪族炭化水素;
(b)該非晶性ポリエステル樹脂の末端に存在する該ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノアルコールに由来するユニット;
(c)該非晶性ポリエステル樹脂の末端に存在する該ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノカルボン酸に由来するユニット;
の合計の含有割合が、該非晶性ポリエステル樹脂およびワックスの合計質量を基準として、6.0質量%以上16.0質量%以下であり、
該結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数2以上22以下の脂肪族ジオールと、炭素数2以上22以下の脂肪族ジカルボン酸とに由来するエステルユニットを有し、
該トナーは、示差走査熱量測定にて得られる温度−吸熱量曲線において、ピークトップが60℃以上90℃以下に存在する吸熱ピークを有し、該吸熱ピークの吸熱量が10.0J/g以下である
ことを特徴とするトナー。 - 前記結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数10以上20以下の脂肪族モノカルボン酸および炭素数10以上20以下の脂肪族モノアルコールからなる群より選ばれた一種以上の脂肪族化合物が分子鎖の末端に縮合した樹脂である請求項1に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールと、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸を重縮合して得られた樹脂である請求項1または2に記載のトナー。
- 前記トナーのフロー式粒子像測定装置によって計測された円相当径1.985μm以上39.69μm未満の粒子の平均円形度が、0.950以上1.000以下である請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
- 非晶性ポリエステル樹脂、ワックス、着色剤、および、結晶性ポリエステル樹脂を含有するトナー組成物を溶融混練して溶融混練物を得る工程と、
該溶融混練物を粉砕分級してトナー粒子を得る工程と、
該トナー粒子を熱処理する工程と、
を有するトナーの製造方法において、
該非晶性ポリエステル樹脂が、
ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノアルコール、および、
ピーク炭素数が25以上102以下のアルキルモノカルボン酸
の少なくとも一方に由来するユニットを分子鎖の末端に有し、
該ワックスは、炭素数の平均値が25以上102以下の脂肪族炭化水素を有し、
以下の(a)〜(c):
(a)該炭素数の平均値が25以上102以下の脂肪族炭化水素;
(b)該ポリエステル樹脂の末端に存在する該炭素数の平均値が25以上102以下のアルキルモノアルコールに由来するユニット;
(c)該ポリエステル樹脂の末端に存在する該炭素数の平均値が25以上102以下のアルキルモノカルボン酸に由来するユニット;
の合計の含有割合が、該非晶性ポリエステル樹脂および該ワックスの合計の質量を基準として、6.0質量%以上16.0質量%以下であり、
該結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数2以上22以下の脂肪族ジオールと、炭素数2以上22以下の脂肪族ジカルボン酸に由来するエステルユニットを有する樹脂であり、
該熱処理工程における熱風温度が100℃以上300℃以下であり、
得られるトナーは、示差走査熱量測定にて得られる温度−吸熱量曲線において、ピークトップが60℃以上90℃以下に存在する吸熱ピークを有し、該吸熱ピークの吸熱量が10.0J/g以下である
ことを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数10以上20以下の脂肪族モノカルボン酸および炭素数10以上20以下の脂肪族モノアルコールからなる群より選ばれた一種以上の脂肪族化合物が分子鎖の末端に縮合した樹脂である請求項5に記載のトナーの製造方法。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールと、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸を重縮合して得られた樹脂である請求項5または6に記載のトナーの製造方法。
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