JP2020013057A - トナー粒子 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温定着性、保存性、及び耐久性に優れたトナー粒子を提供する。【解決手段】結着樹脂、着色剤、及びワックスを含むトナー粒子であって、結着樹脂として、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを含み、前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下である、トナー粒子。【選択図】なし
Description
本開示は、トナー粒子に関する。
電子写真法などの静電荷像を経て画像情報を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されている。電子写真法においては、感光体表面を均一に帯電した後、この感光体表面に静電荷像を形成し、トナー粒子を含む現像剤で静電潜像を現像し、トナー像として可視化する。このトナー像を記録媒体表面に転写、定着して画像を形成する。ここで用いられる現像剤としては、トナー粒子及びキャリアからなる2成分現像剤と、磁性トナー又は非磁性トナーを単独で用いる1成分現像剤とが知られている。
特許文献1には、非晶性ポリエステル樹脂、結晶性ポリエステル樹脂、ワックス、及び着色剤を含有するトナー粒子を有するトナーであって、該結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)が、5000以上14000以下であり、該結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数8以上20以下の脂肪族モノカルボン酸及び炭素数8以上20以下の脂肪族モノアルコールからなる群より選択される1種以上の脂肪族化合物に由来する部位を、0.5質量%以上15.0質量%以下含有することを特徴とするトナーが記載されている。
特許文献2には、少なくとも1つのアモルファス樹脂と、少なくとも1つの結晶樹脂と、着色剤、随意のワックス、及びそれらの組合せからなる群から選択される1つ又はそれ以上の随意の成分とを含むコアと、所定の化学式を有する分岐アモルファス樹脂を含むシェルと、を含む乳化凝集トナーが記載されている。
特許文献3には、アルケニル基を有し、前記アルケニル基のうち分岐構造を有するアルケニル基の数が5%以上である非晶性ポルエステル樹脂と、下記式で表されるエステル基濃度Mが0.07以上0.10以下の結晶性ポリエステル樹脂と、を含有する結着樹脂を含む、静電荷像現像用トナーが記載されている。
式:エステル基濃度M=K/A[式中、Kは前記結晶性ポリエステル樹脂中のエステル基数を表し、Aは前記結晶性ポリエステル樹脂の高分子鎖を構成する原子数を表す。]
式:エステル基濃度M=K/A[式中、Kは前記結晶性ポリエステル樹脂中のエステル基数を表し、Aは前記結晶性ポリエステル樹脂の高分子鎖を構成する原子数を表す。]
特許文献4には、少なくとも結着樹脂を備える静電荷像現像用トナーにおいて、鉄元素、珪素元素、硫黄元素及びフッ素元素からなる群から少なくとも鉄元素、珪素元素及び硫黄元素を含んで選択される3種以上の元素を含み、鉄元素の含有量、珪素元素の含有量、硫黄元素の含有量及びフッ素元素の含有量がそれぞれ所定範囲であり、前記結着樹脂は、少なくとも非晶性ポリエステル系樹脂を含み、前記非晶性ポリエステル系樹脂は、(1)芳香環濃度が4.5〜5.8mol/kgであり、(2)重量平均分子量(Mw)が7000〜50000であり、(3)ガラス転移温度(Tg)が50〜70℃であり、(4)重量平均分子量(Mw)が7000以上14000未満のとき、式1を満たし、重量平均分子量(Mw)が14000以上50000以下のとき、式2を満たす、静電荷像現像用トナーが記載されている。
Tg=7.26×ln(Mw)+a (ただし、-19.33≦a≦-4.29)・・式1
Tg=2.67×ln(Mw)+b (ただし、21.07≦b≦39.48)・・式2
Tg=7.26×ln(Mw)+a (ただし、-19.33≦a≦-4.29)・・式1
Tg=2.67×ln(Mw)+b (ただし、21.07≦b≦39.48)・・式2
特許文献5には、少なくとも一方に3価以上の成分が含まれる多価アルコール成分及び第一の多価カルボン酸成分の反応により得られ、重量平均分子量が6,000〜40,000であり、水酸基価が15〜70mgKOH/gであるポリエステル樹脂(A)と、第二の多価カルボン酸成分(a)と、を、下記式(1)、(2)及び(3)を満たす条件で反応させることにより得られ、下記式(4)を満たすことを特徴とする、非結晶性ポリエステル樹脂、並びにこれを含むトナー用結着樹脂が記載されている。
(1)(AVB−AVA)/AVa=0.5〜0.7
(2)MwB/MwA=1.1〜2.0
(3)OHVB/AVB=1.0〜6.0
(4)MwB/MnB=3.0〜15.0
[ただし、AVB、OHVB、MwB及びMnBはそれぞれ非結晶性ポリエステル樹脂の酸価、水酸基価、重量平均分子量及び数平均分子量を表し、AVA及びMwAはそれぞれポリエステル樹脂(A)の酸価及び重量平均分子量を表し、AVaは第二の多価カルボン酸成分(a)の理論酸価を表す。]
(1)(AVB−AVA)/AVa=0.5〜0.7
(2)MwB/MwA=1.1〜2.0
(3)OHVB/AVB=1.0〜6.0
(4)MwB/MnB=3.0〜15.0
[ただし、AVB、OHVB、MwB及びMnBはそれぞれ非結晶性ポリエステル樹脂の酸価、水酸基価、重量平均分子量及び数平均分子量を表し、AVA及びMwAはそれぞれポリエステル樹脂(A)の酸価及び重量平均分子量を表し、AVaは第二の多価カルボン酸成分(a)の理論酸価を表す。]
近年、省エネルギーの観点より、消費電力を抑えるため、トナー像の低温での定着が求められている。低温で定着させるため、例えば、トナー粒子の結着樹脂のガラス転移温度や分子量を下げる方策がとられている。しかし、トナー粒子の低温定着性は、更なる向上が望まれている。また、トナー粒子の結着樹脂のガラス転移温度や分子量を下げると、印刷機内や輸送中でトナーが凝集して保存性が低下したり、印刷時に受けるストレスに伴いトナー粒子の耐久性の不足により連続印刷での画像の劣化が顕著となったりする傾向にある。そのため、トナー粒子には、保存性や耐久性の維持も望まれる。
本開示は、低温定着性、保存性、及び耐久性に優れたトナー粒子を提供する。
本開示は、結着樹脂、着色剤、及びワックスを含むトナー粒子であって、
結着樹脂として、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを含み、
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下である、
トナー粒子に関する。
結着樹脂として、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを含み、
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下である、
トナー粒子に関する。
また、本開示は、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを含み、吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下である、トナー用結着樹脂に関する。
また、本開示は、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを混合するトナー用結着樹脂の製造方法であって、
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下となるように、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを混合する、
トナー用結着樹脂の製造方法に関する。
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下となるように、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを混合する、
トナー用結着樹脂の製造方法に関する。
本開示によれば、低温定着性、保存性、及び耐久性に優れたトナー粒子が提供される。
本開示のトナー粒子は、結着樹脂を含む。
本開示のトナー粒子の結着樹脂は、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂を含む。以下、この所定の非結晶性ポリエステル樹脂を、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂という場合もある。また、以下、非結晶性ポリエステル樹脂という場合は、このペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂とこれ以外の非結晶性ポリエステル樹脂との両方を含んでよい。
本開示のトナー粒子の結着樹脂は、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂を含む。以下、この所定の非結晶性ポリエステル樹脂を、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂という場合もある。また、以下、非結晶性ポリエステル樹脂という場合は、このペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂とこれ以外の非結晶性ポリエステル樹脂との両方を含んでよい。
非結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、示差走査熱量測定法(DSC)において、明確な吸熱ピークを有さないポリエステルであってよい。非晶質ポリエステルは、例えば、示差走査熱量測定法において、温度上昇速度を10℃/分で測定したとき、階段状の吸熱量変化を示すポリエステルや、あるいは吸熱ピークの半値幅が、15℃を超えるポリエステルであると定義されてもよい。
非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは50〜80℃であり、更に好ましくは50〜70℃であってよい。
非結晶性ポリエステルは、例えば、脂肪族、脂環族又は芳香族の多価カルボン酸、又はそれらのアルキルエステルを、直接エステル化反応又はエステル交換反応を介して、多価アルコールと反応させることによって製造されてよい。
ポリエステルの製造は、例えば、重合温度を180〜230℃にして行うことができ、必要によっては、反応系内を減圧にし、縮合時に発生する水やアルコールを除去しつつ反応させる。
重合性単量体が、反応温度下で、溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加えて溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を蒸留除去しつつ行う。共重合反応において、相溶性が好ましくない重合性単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性が好ましくない重合性単量体と、その重合性単量体と重縮合させる予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから、主成分と共に重縮合させることができる。
重合性単量体が、反応温度下で、溶解又は相溶しない場合は、高沸点の溶剤を溶解補助剤として加えて溶解させてもよい。重縮合反応においては、溶解補助溶剤を蒸留除去しつつ行う。共重合反応において、相溶性が好ましくない重合性単量体が存在する場合は、あらかじめ相溶性が好ましくない重合性単量体と、その重合性単量体と重縮合させる予定の酸又はアルコールとを縮合させておいてから、主成分と共に重縮合させることができる。
ポリエステルの製造時に使用可能な触媒としては、例えば、ナトリウム、リチウムなどのアルカリ金属化合物、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土金属化合物、亜鉛、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウムなどの金属化合物、亜リン酸化合物、リン酸化合物、及びアミン化合物などを挙げることができる。
非結晶性ポリエステル樹脂を得るために使われる多価カルボン酸は、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p−カルボキシフェニルアセト酸、p−フェニレン−2−アセト酸、m−フェニレンジグリコール酸、p−フェニレンジグリコール酸、o−フェニレンジグリコール酸、ジフェニルアセト酸、ジフェニル−p,p’−ジカルボン酸、ナフタレン−1,4−ジカルボン酸、ナフタレン−1,5−ジカルボン酸、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、及び/又はシクロヘキサンジカルボン酸を用いることができる。
また、ジカルボン酸以外の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸などを用いることができる。また、それらカルボン酸のカルボン酸基を、酸無水物、酸塩化物又はエステルなどで誘導したものを使用してもよい。例えば、それらのうち、テレフタル酸やその低級エステル、シクロヘキサンジカルボン酸などを使用することができる。低級エステルは、例えば、炭素数1〜8の脂肪族アルコールのエステルを意味することができる。
また、ジカルボン酸以外の多価カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、ナフタレントリカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸、ピレントリカルボン酸、ピレンテトラカルボン酸などを用いることができる。また、それらカルボン酸のカルボン酸基を、酸無水物、酸塩化物又はエステルなどで誘導したものを使用してもよい。例えば、それらのうち、テレフタル酸やその低級エステル、シクロヘキサンジカルボン酸などを使用することができる。低級エステルは、例えば、炭素数1〜8の脂肪族アルコールのエステルを意味することができる。
ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、炭素数3以上32以下の分岐鎖を有する多価カルボン酸を構成単量体として用いることで得ることができる。当該多価カルボン酸としては、例えば、炭素数3以上32以下のアルキル基を有するコハク酸、炭素数3以上32以下のアルケニル基を有するコハク酸、炭素数3以上32以下のアルキル基を有するアルキルビスコハク酸、炭素数3以上32以下のアルケニル基を有するアルケニルビスコハク酸、及びこれらの無水物が挙げられる。具体的には、例えば、オクチルコハク酸、デシルコハク酸、ドデシルコハク酸、テトラデシルコハク酸、ヘキサデシルコハク酸、オクタデシルコハク酸、イソオクタデシルコハク酸、ヘキセニルコハク酸、オクテニルコハク酸、デセニルコハク酸、ドデセニルコハク酸、テトラプロペニルコハク酸、テトラデセニルコハク酸、ヘキサデセニルコハク酸、イソオクタデセニルコハク酸、オクタデセニルコハク酸、ノネニルコハク酸等が挙げられる。分岐鎖の炭素数は、好ましくは6以上、より好ましくは24以上、そして、好ましくは12以下、より好ましくは18以下であってよい。
非結晶性ポリエステル樹脂を得るために使われる多価アルコールの具体的な例としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリンなどの脂肪族ジオール類、シクロヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、水素添加ビスフェノールAなどの脂環式ジオール類、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物などの芳香族ジオール類が挙げられ、それら多価アルコールの1種又は2種以上を使用することができる。
それら多価アルコールのうち、好ましくは芳香族ジオール類、脂環式ジオール類であってよい。より好ましくは芳香族ジオールであってよい。また、良好な定着性を確保するために、架橋構造又は分岐構造を形成するように、ジオールと共に、例えば、三価以上の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール)を併用することもできる。
それら多価アルコールのうち、好ましくは芳香族ジオール類、脂環式ジオール類であってよい。より好ましくは芳香族ジオールであってよい。また、良好な定着性を確保するために、架橋構造又は分岐構造を形成するように、ジオールと共に、例えば、三価以上の多価アルコール(グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール)を併用することもできる。
非結晶性ポリエステル樹脂は、多価アルコールと多価カルボン酸とを、一般的な方法によって縮合反応させることによって製造することができる。例えば、多価アルコール及び多価カルボン酸、必要によっては、触媒を入れ、温度計、撹拌機、流下式コンデンサを具備した反応容器で配合し、不活性ガス(窒素ガスなど)の存在下、150〜250℃で加熱し、副生する低分子化合物を連続的に反応系外に除去し、所定の酸価に達した時点で反応を停止させて冷却し、目的とする生成物を取得することによって製造することができる。
非結晶性ポリエステル樹脂の合成に使用する触媒としては、例えば、アンチモン系、スズ系、チタン系、アルミニウム系の触媒を挙げることができる。更に、例えば、ジブチルスズ、ジラウレート、ジブチルスズオキシドなどの有機金属や、テトラブチルチタネートなどの金属アルコキシドなどのエステル化触媒を挙げることができる。
これらのうち、環境に対する影響や安全性の観点から、例えば、Sn−C結合を有していない錫(II)化合物としては、Sn−O結合を有する錫(II)化合物、Sn−X(Xはハロゲン原子を示す)結合を有する錫(II)化合物等が好ましく、Sn−O結合を有する錫(II)化合物がより好ましい。またエステル化触媒は2種以上を混合して使用してもよい。エステル化触媒の存在量は、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分の総量100質量部に対して、0.05〜1質量部が好ましく、0.2〜0.7質量部がより好ましい。
これらのうち、環境に対する影響や安全性の観点から、例えば、Sn−C結合を有していない錫(II)化合物としては、Sn−O結合を有する錫(II)化合物、Sn−X(Xはハロゲン原子を示す)結合を有する錫(II)化合物等が好ましく、Sn−O結合を有する錫(II)化合物がより好ましい。またエステル化触媒は2種以上を混合して使用してもよい。エステル化触媒の存在量は、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分の総量100質量部に対して、0.05〜1質量部が好ましく、0.2〜0.7質量部がより好ましい。
ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂は、結晶樹脂分散の観点から、重量平均分子量が5000以上、好ましくは6000以上、より好ましくは8000以上、そして、30000以下、好ましくは25000以下、より好ましくは18000以下、更に好ましくは16000以下であってよい。ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂以外の非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量もこの範囲であってよい。
本開示における非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、例えば、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法による分子量測定で求められたものであってよい。具体的には、例えば、次の方法で求められたものであってよい。Waters e2695(日本ウォーターズ株式会社製)を測定装置として使用し、Inertsil CN−3 25cm 2連(ジーエルサイエンス株式会社製)をカラムとして使用する。非結晶性ポリエステル樹脂10mgをテトラヒドロフラン(THF)(安定剤含有、和光純薬工業株式会社製)10mLに投入し1時間攪拌後、0.2μmフィルターで濾過したろ液を、試料として使用する。テトラヒドロフラン(THF)試料溶液を測定装置に20μL注入し、40℃、流速1.0mL/分の条件で測定する。
本開示における非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、例えば、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法による分子量測定で求められたものであってよい。具体的には、例えば、次の方法で求められたものであってよい。Waters e2695(日本ウォーターズ株式会社製)を測定装置として使用し、Inertsil CN−3 25cm 2連(ジーエルサイエンス株式会社製)をカラムとして使用する。非結晶性ポリエステル樹脂10mgをテトラヒドロフラン(THF)(安定剤含有、和光純薬工業株式会社製)10mLに投入し1時間攪拌後、0.2μmフィルターで濾過したろ液を、試料として使用する。テトラヒドロフラン(THF)試料溶液を測定装置に20μL注入し、40℃、流速1.0mL/分の条件で測定する。
ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂は、非結晶性ポリエステル樹脂中への結晶性ポリエステルの分散の観点から、素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を、全構成単位中、1モル%以上、好ましくは1.5モル%以上、より好ましくは2モル%以上、そして、10モル%以下、好ましくは9モル%以下、より好ましくは8モル%以下含有してもよい。ここで、このモル%は、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の全構成単量体中の、ペンダント基を有する構成単位となる単量体のモル%として定義されてよい。
例えば、本開示のペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂は、炭素数3以上32以下の炭化水素基をペンダント基として構成単位を全構成単位中1モル%以上10モル%以下有する非結晶性ポリエステル樹脂であってよい。前記炭化水素基は、炭素数3以上32以下のアルキル基及び炭素数3以上32以下のアルケニル基から選ばれる1種以上の基であってよい。
ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂は、低温定着性の観点から、120℃における溶融粘度が、好ましくは200Pa・s以上、より好ましくは400Pa・s以上、更に好ましくは900Pa・s以上、そして、好ましくは20000Pa・s以下、より好ましくは19500Pa・s以下、更に好ましくは19000Pa・s以下であってよい。ここで、この溶融粘度は、例えば、次の方法で測定されたものであってよい。フローテスター(島津製作所、「CFT−500D」)を用い、1gの試料を20Mpaにてペレットに整形し120℃一定温度でプランジャーにより10kgの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出す。フローテスターのプランジャーの時間に対する降下量により粘度を算出する。
ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂以外の非結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、重量平均分子量が30000を超える非結晶性ポリエステル樹脂、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位の含有量が10モル%を超える非結晶性ポリエステル樹脂、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位の含有量が1モル%未満である非結晶性ポリエステル樹脂などが挙げられる。
ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂以外の非結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、重量平均分子量が30000を超え80000以下の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。当該非結晶性ポリエステル樹脂は、分子構造中に架橋構造、例えば、多官能カルボン酸又は水酸基による架橋構造を有するものであってよい。当該非晶性ポリエステル樹脂の構成単位は、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂で例示したものから選択されてよい。
ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂以外の非結晶性ポリエステル樹脂としては、例えば、重量平均分子量が30000を超え80000以下の非晶性ポリエステル樹脂が挙げられる。当該非結晶性ポリエステル樹脂は、分子構造中に架橋構造、例えば、多官能カルボン酸又は水酸基による架橋構造を有するものであってよい。当該非晶性ポリエステル樹脂の構成単位は、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂で例示したものから選択されてよい。
本開示のトナー粒子の結着樹脂は、重量平均分子量が、5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂を含有する。以下、結晶性ポリエステル樹脂という場合、この所定の結晶性ポリエステル樹脂が含まれていると理解してよい。
結晶性ポリエステルは、例えば、変調示差走査熱量測定法(MDSC)において、明確な吸熱ピークを有するポリエステルであってよい。本開示において、結晶性ポリエステルは、トナーの画像光沢度の向上、及び低温定着性向上のために使われるものであってよい。
結晶性ポリエステルの溶融温度(Tm)は、例えば、60〜100℃であってよく、更に60〜75℃であってよい。結晶性ポリエステルの融点が、60〜100℃の範囲を満足すれば、トナー粉体の凝集が抑制され、定着画像の保存性が向上し、低温定着性を向上させる観点で好ましい傾向にある。
結晶性ポリエステル樹脂は、結晶量の観点から、重量平均分子量が、例えば、5000以上、好ましくは5100以上、より好ましくは5400以上、そして、15000以下、好ましくは10000以下、より好ましくは8000以下、更に好ましくは5900以下、より好ましくは5700以下であってよい。
本開示における結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、例えば、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法による分子量測定で求められたものであってよい。具体的には、非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量と同じ方法で求めたものであってよい。
本開示における結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、例えば、テトラヒドロフラン(THF)可溶分のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)法による分子量測定で求められたものであってよい。具体的には、非結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量と同じ方法で求めたものであってよい。
また、本開示における結晶性ポリエステル樹脂は、結晶量の観点から、二回目昇温時の吸熱量を表すTg2nd−dHが、好ましくは25J/g以上、より好ましくは40J/g以上であってよい。ここで、Tg2nd−dHは、変調示差走査熱量計(MDSC)により2回目に測定した当該樹脂の吸熱量であってよい。Tg2nd−dHは、例えば、次の方法で求めたものであってよい。サンプルの樹脂について、変調示差走査熱量計Q2000(ティー・エイ・インスツルメント社製)を用いて、第1の昇温工程として室温から140℃まで変調振幅0.1℃、変調周期10秒、毎分3℃の速度で昇温を行い終了後、0℃まで毎分20℃の速度で降温する。5分間0℃でホールドした後、第2の昇温工程として0℃から140℃まで変調振幅0.1℃、変調周期10秒、毎分3℃の速度で再昇温し、得られた示差走査熱量曲線からdHを求める。
結晶性ポリエステル樹脂の重量平均分子量又はTg2ndのdHが前述の範囲を満足することにより、低温定着性が改善され、樹脂強度の低下を防止し、用紙に定着した画像強度を上昇させることができる傾向にある。また、トナー粒子のガラス転移温度の低下を防止することもできるため、トナー粒子のブロッキングなど保存性も向上させることができる傾向にある。
結晶性ポリエステルは、例えば、非結晶性ポリエステル樹脂と同様に、脂肪族、脂環族又は芳香族の多価カルボン酸、又はそれらのアルキルエステルを、直接エステル化反応又はエステル交換反応を介して、多価アルコールと反応させることによって製造することができる。温度や触媒なども、非結晶性ポリエステル樹脂の製造に準じて採用できる。
結晶性ポリエステルは、好ましくは炭素数8(カルボン酸基の炭素を除外する)以上の脂肪族多価カルボン酸、より好ましくは、炭素数8以上12以下の脂肪族多価カルボン酸、更に好ましくは、炭素数9又は10の脂肪族多価カルボン酸と、好ましくは炭素数8以上の多価アルコール、より好ましくは、炭素数8以上12以下の多価アルコール、更に好ましくは、炭素数9又は10の多価アルコールとを反応させて得られたものであってよい。結晶性ポリエステルは、例えば、1,9−ノナンジオール及び1,10−デカンジカルボン酸、又は1,9−ノナンジオール及び1,12−ドデカンジカルボン酸を反応させて得られたポリエステルであってよい。炭素数をこの範囲にすることによって、トナー粒子に適した溶融温度を有する結晶性ポリエステルになりやすく、また脂肪族であるために、樹脂構造の直線性が増大し、非晶質ポリエステル樹脂と親和しやすくなる。
結晶性ポリエステルは、好ましくは炭素数8(カルボン酸基の炭素を除外する)以上の脂肪族多価カルボン酸、より好ましくは、炭素数8以上12以下の脂肪族多価カルボン酸、更に好ましくは、炭素数9又は10の脂肪族多価カルボン酸と、好ましくは炭素数8以上の多価アルコール、より好ましくは、炭素数8以上12以下の多価アルコール、更に好ましくは、炭素数9又は10の多価アルコールとを反応させて得られたものであってよい。結晶性ポリエステルは、例えば、1,9−ノナンジオール及び1,10−デカンジカルボン酸、又は1,9−ノナンジオール及び1,12−ドデカンジカルボン酸を反応させて得られたポリエステルであってよい。炭素数をこの範囲にすることによって、トナー粒子に適した溶融温度を有する結晶性ポリエステルになりやすく、また脂肪族であるために、樹脂構造の直線性が増大し、非晶質ポリエステル樹脂と親和しやすくなる。
本開示のトナー粒子の結着樹脂は、Tg2nd−dHが、5J/g以上50J/g以下であってよい。当該Tg2nd−dHは、好ましくは10J/g以上、より好ましくは14J/g以上、更に好ましくは15J/g以上、そして、好ましくは40J/g以下、より好ましくは25J/g以下、更に好ましくは19J/g以下、より更に好ましくは18J/g以下であってよい。結着樹脂のTg2nd−dHは、例えば、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の相溶性を表す指標として捉えてもよい。結着樹脂のTg2nd−dHも前記と同様に定義されるものであってよい。
本開示のトナー粒子は、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の質量比が、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂/結晶性ポリエステル樹脂で、好ましくは75/15以上、より好ましくは80/20以上、そして、好ましくは95/5以下、より好ましくは90/10以下であってよい。
結着樹脂は、ポリエステル樹脂以外にも、例えば、スチレン−(メタ)アクリル共重合体、エポキシ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体を含有してもよい。これらの中でも、スチレン−アクリル共重合体は、乳化凝集法や懸濁重合法といったケミカル法によって直接、着色粒子を製造する場合に好適である。スチレン−アクリル共重合体を製造するための単量体としては、例えば、スチレン;o−(m−,p−)メチルスチレン、m−(p−)エチルスチレンなどのスチレン系単量体;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルなどの(メタ)アクリル酸エステル系単量体;ブタジエン、イソプレン、シクロヘキセン、(メタ)アクリロニトリル、アクリル酸アミドなどのエン系単量体を挙げることができる。
更に、結着樹脂の製造時に架橋剤を用いてもよい。結着樹脂の製造時に用いられる架橋剤のうち2官能の架橋剤として、例えば。ジビニルベンゼン、ビス(4−アクリロキシポリエトキシフェニル)プロパン、エチレングリコールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,5−ペンタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール#200、#400、#600の各ジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリエステル型ジアクリレート、及び上記のジアクリレートをジ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、例えば、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート及びそのメタクリレート、2,2−ビス(4−メタクリロキシ、ポリエトキシフェニル)プロパン、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート及びトリアリルトリメリテートが挙げられる。
これらの架橋剤は、結着樹脂を構成する重合性単量体100質量部に対して、0.01〜10質量部、好ましくは0.1〜5質量部を使用してもよい。
本開示では、結着樹脂中、非結晶性ポリエステル樹脂の割合が、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、そして、好ましくは92質量%以下、より好ましくは90質量%以下、であってよい。
本開示では、結着樹脂中、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の割合が、好ましくは55質量%以上、より好ましくは70質量%以上、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、であってよい。
本開示では、結着樹脂中、結晶性ポリエステル樹脂の割合が、好ましくは8質量%以上、より好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、であってよい。
本開示では、非結晶性ポリエステル樹脂中、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の割合が、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、そして、好ましくは100質量%以下、より好ましくは98質量%以下、であってよい。
本開示では、結着樹脂中、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の合計の割合が、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、そして、好ましくは98質量%以下、より好ましくは95質量%以下であってよい。
本開示では、結着樹脂中、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の割合が、好ましくは55質量%以上、より好ましくは70質量%以上、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、であってよい。
本開示では、結着樹脂中、結晶性ポリエステル樹脂の割合が、好ましくは8質量%以上、より好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、であってよい。
本開示では、非結晶性ポリエステル樹脂中、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の割合が、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上、そして、好ましくは100質量%以下、より好ましくは98質量%以下、であってよい。
本開示では、結着樹脂中、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の合計の割合が、好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、そして、好ましくは98質量%以下、より好ましくは95質量%以下であってよい。
本開示のトナー粒子は、非結晶性ポリエステル樹脂を、好ましくは48質量%以上、より好ましくは56質量%以上、そして、好ましくは72質量%以下、より好ましくは64質量%以下、含有してよい。
本開示のトナー粒子は、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂を、好ましくは48質量%以上、より好ましくは56質量%以上、そして、好ましくは72質量%以下、より好ましくは64質量%以下、含有してよい。
本開示のトナー粒子は、結晶性ポリエステル樹脂を、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、含有してよい。
本開示のトナー粒子は、結着樹脂を、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは75質量%以下含有してよい。
本開示のトナー粒子は、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂を、好ましくは48質量%以上、より好ましくは56質量%以上、そして、好ましくは72質量%以下、より好ましくは64質量%以下、含有してよい。
本開示のトナー粒子は、結晶性ポリエステル樹脂を、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、そして、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、含有してよい。
本開示のトナー粒子は、結着樹脂を、好ましくは40質量%以上、より好ましくは45質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは75質量%以下含有してよい。
本開示のトナー粒子は、着色剤を含む。着色剤は、例えば、ブラック着色剤、シアン着色剤、マゼンタ着色剤及びイエロー着色剤から選ばれる着色剤を含むことができる。
ブラック着色剤は、カーボンブラック又はアニリンブラックであってよい。
イエロー着色剤は、縮合窒素化合物、イソインドリノン化合物、アントラキン化合物、アゾ金属錯体又はアリルイミド化合物であってよい。具体的には、例えば、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168、180などが挙げられる。
ブラック着色剤は、カーボンブラック又はアニリンブラックであってよい。
イエロー着色剤は、縮合窒素化合物、イソインドリノン化合物、アントラキン化合物、アゾ金属錯体又はアリルイミド化合物であってよい。具体的には、例えば、C.I.ピグメントイエロー12、13、14、17、62、74、83、93、94、95、109、110、111、128、129、147、168、180などが挙げられる。
マゼンタ着色剤は、縮合窒素化合物、アントラキン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、チオインジゴ化合物、又はペリレン化合物であってよい。具体的には、例えば、C.I.ピグメントレッド2、3、5、6、7、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、166、169、177、184、185、202、206、220、221、又は254などが挙げられる。
シアン着色剤は、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、又はアントラキン化合物などであってよい。具体的には、例えば、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62又は66などが挙げられる。
このような着色剤は、例えば、単独、又は2種以上の混合物で混合して用いられ、色相、彩度、明度、耐候性、トナー内の分散性などを考慮して選択することができる。
シアン着色剤は、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、又はアントラキン化合物などであってよい。具体的には、例えば、C.I.ピグメントブルー1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62又は66などが挙げられる。
このような着色剤は、例えば、単独、又は2種以上の混合物で混合して用いられ、色相、彩度、明度、耐候性、トナー内の分散性などを考慮して選択することができる。
着色剤の含有量は、トナー粒子を着色するのに十分な量であれば、特に制限はないが、トナー粒子100質量部を基準として、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは2質量部以上、そして、好ましくは15質量部以下、より好ましくは12質量部以下、更に好ましくは10質量部以下であってよい。着色剤の含有量が、トナー粒子100質量部を基準として、0.5質量部以上であれば、着色効果が十分に発現し、15質量部以下であれば、トナー粒子の製造コストの上昇に大きな影響を及ぼさずに、十分な摩擦帯電量を得ることができる傾向にある。
本開示のトナー粒子は、ワックスを含むことができる。ワックスは、例えば、離型剤として機能することができる。
離型剤は、トナー粒子の低温定着性、最終画像耐久性及び耐摩耗特性を向上させるので、離型剤となるワックスの種類及び含有量は、トナーの特性を考慮して決定することができる。
ワックスは、天然ワックスであっても合成ワックスであってもよい。ワックスの種類は、これらに限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、シリコンワックス、パラフィン系ワックス、エステル系ワックス、カルナバワックス、蜜蝋、メタロセンワックスからなる群から選択することができる。より具体的には、例えば、固形のパラフィンワックス、マイクロワックス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワックス等を挙げることができる。また、低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン等も用いることができる。
ワックスの溶融温度は、好ましくは60〜100℃、より好ましくは、70〜90℃であってよい。ワックス成分は、トナー粒子と物理的に密着するが、トナー粒子と共有結合は形成しないものであってよい。
離型剤は、トナー粒子の低温定着性、最終画像耐久性及び耐摩耗特性を向上させるので、離型剤となるワックスの種類及び含有量は、トナーの特性を考慮して決定することができる。
ワックスは、天然ワックスであっても合成ワックスであってもよい。ワックスの種類は、これらに限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、シリコンワックス、パラフィン系ワックス、エステル系ワックス、カルナバワックス、蜜蝋、メタロセンワックスからなる群から選択することができる。より具体的には、例えば、固形のパラフィンワックス、マイクロワックス、ライスワックス、脂肪酸アミド系ワックス、脂肪酸系ワックス、脂肪族モノケトン類、脂肪酸金属塩系ワックス、脂肪酸エステル系ワックス、部分ケン化脂肪酸エステル系ワックス、シリコーンワニス、高級アルコール、カルナウバワックス等を挙げることができる。また、低分子量ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン等も用いることができる。
ワックスの溶融温度は、好ましくは60〜100℃、より好ましくは、70〜90℃であってよい。ワックス成分は、トナー粒子と物理的に密着するが、トナー粒子と共有結合は形成しないものであってよい。
ワックスの含有量は、トナー粒子100質量部を基準に、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上、そして、好ましくは20質量部以下、より好ましくは16質量部以下、更に好ましくは12質量部以下であってよい。ワックスの含有量が1質量部以上である場合、低温定着性が良好であり、定着温度範囲が十分に確保され、20質量部以下である場合、保存性及び経済性を改善することができる傾向にある。
また、ワックスは、エステル基を含むエステル系ワックスであってよい。その具体例としては、例えば、エステル系ワックス及び非エステル系ワックスの混合物や非エステル系ワックスにエステル基を含有させたエステル基含有ワックスが挙げられる。
エステル系ワックス成分は、エステル基がトナー粒子のラテックス成分との親和性が高いために、トナー粒子において、ワックスを均一に存在させることができ、ワックスの作用を効果的に発揮できるようにし、非エステル系ワックス成分は、ラテックスとの離型作用によって、エステル系ワックスのみで構成される場合の過度な可塑化作用を抑制できる傾向がある。結果として、エステル系ワックスと、非エステル系ワックスとの混合物は、トナーの良好な現像性を長期間維持させることができる傾向がある。
エステル系ワックス成分は、エステル基がトナー粒子のラテックス成分との親和性が高いために、トナー粒子において、ワックスを均一に存在させることができ、ワックスの作用を効果的に発揮できるようにし、非エステル系ワックス成分は、ラテックスとの離型作用によって、エステル系ワックスのみで構成される場合の過度な可塑化作用を抑制できる傾向がある。結果として、エステル系ワックスと、非エステル系ワックスとの混合物は、トナーの良好な現像性を長期間維持させることができる傾向がある。
エステル系ワックスは、例えば、ベヘン酸ベヘニル、ステアリン酸ステアリル、ペンタエリスリトールのステアリン酸エステル、モンタン酸グリセリドなどの炭素数15〜30の脂肪酸と一価アルコールないし五価アルコールのエステルであってよい。エステルを構成するアルコール成分は、炭素数10〜30の一価アルコール又は炭素数3〜30の多価アルコールであってよい。非エステル系ワックスとしては、例えば、ポリエチレン系ワックス、ポリプロピレン系ワックス、シリコンワックス、パラフィン系ワックスなどが挙げられる。
エステル基を含むエステル系ワックスの例としては、パラフィン系ワックスとエステル系ワックスとの混合物、又はエステル基含有パラフィン系ワックスがあり、その具体的な例としては、例えば、中京油脂株式会社の製品名P−212、P−280、P−318、P−319、P−419などが挙げられる。
エステル基を含むエステル系ワックスの例としては、パラフィン系ワックスとエステル系ワックスとの混合物、又はエステル基含有パラフィン系ワックスがあり、その具体的な例としては、例えば、中京油脂株式会社の製品名P−212、P−280、P−318、P−319、P−419などが挙げられる。
ワックスが、パラフィン系ワックスとエステル系ワックスとの混合物である場合、エステル系ワックスの含有量は、パラフィン系ワックスとエステル系ワックスとの混合物全体重量を基準に、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、より更に好ましくは15質量%以上、そして、好ましくは50質量%以下であってよい。エステル系ワックスの含有量が1質量%以上であれば、トナー粒子製造時に用いるラテックスとの相溶性が十分に維持され、50質量%以下であれば、トナー粒子の可塑性が適切になり、現像性の長期維持を確保することができる傾向にある。
ワックスは、例えば、結着樹脂の溶解度パラメータ(SP)値が、パラフィン系ワックスのSP値、及びエステル系ワックスのSP値と2以上の差を有するように選択することができる。SP値の差が小さい場合には、結着樹脂とワックスとの可塑化現象が起こることがある。
本開示のトナー粒子は、必要に応じて、荷電制御剤を含有してもよい。
該荷電制御剤は、無色でトナーの帯電スピードが速く、かつ、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であってよい。
ネガ系荷電制御剤としては、例えば、
サリチル酸金属化合物;
ナフトエ酸金属化合物;
ジカルボン酸金属化合物;
スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物;
スルホン酸塩又はスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物;
カルボン酸塩又はカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物;
ホウ素化合物;
尿素化合物;
ケイ素化合物;
カリックスアレーン;
などが挙げられる。
ポジ系荷電制御剤としては、例えば、
四級アンモニウム塩;
前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物;
グアニジン化合物;
イミダゾール化合物;
などが挙げられる。
荷電制御剤は、トナー粒子に対して内添してもよいし外添してもよい。
該荷電制御剤は、無色でトナーの帯電スピードが速く、かつ、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であってよい。
ネガ系荷電制御剤としては、例えば、
サリチル酸金属化合物;
ナフトエ酸金属化合物;
ジカルボン酸金属化合物;
スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物;
スルホン酸塩又はスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物;
カルボン酸塩又はカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物;
ホウ素化合物;
尿素化合物;
ケイ素化合物;
カリックスアレーン;
などが挙げられる。
ポジ系荷電制御剤としては、例えば、
四級アンモニウム塩;
前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物;
グアニジン化合物;
イミダゾール化合物;
などが挙げられる。
荷電制御剤は、トナー粒子に対して内添してもよいし外添してもよい。
本開示のトナー粒子は、必要に応じて、無機微粒子を含有してもよい。
該無機微粒子は、トナー粒子に内添してもよいし、外添剤としてトナーに含有されてもよい。
外添剤として含有する場合は、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、及び酸化アルミニウム微粒子のような無機微粒子であってよい。
該無機微粒子は、例えば、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていてもよい。
該無機微粒子がトナーの流動性の向上のために使用される場合は、その比表面積が50m2/g以上400m2/g以下であってよい。
一方、該無機微粒子がトナーの耐久性の向上のために使用される場合は、その比表面積が10m2/g以上50m2/g以下であってよい。
該流動性の向上と耐久性の向上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。
該無機微粒子を外添剤として含有させる場合の割合は、トナー粒子100質量部に対し、0.1質量部以上10.0質量部以下であってよい。トナー粒子と無機微粒子の混合は、例えば、ヘンシェルミキサーのような混合機を用いることができる。
該無機微粒子は、トナー粒子に内添してもよいし、外添剤としてトナーに含有されてもよい。
外添剤として含有する場合は、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、及び酸化アルミニウム微粒子のような無機微粒子であってよい。
該無機微粒子は、例えば、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていてもよい。
該無機微粒子がトナーの流動性の向上のために使用される場合は、その比表面積が50m2/g以上400m2/g以下であってよい。
一方、該無機微粒子がトナーの耐久性の向上のために使用される場合は、その比表面積が10m2/g以上50m2/g以下であってよい。
該流動性の向上と耐久性の向上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。
該無機微粒子を外添剤として含有させる場合の割合は、トナー粒子100質量部に対し、0.1質量部以上10.0質量部以下であってよい。トナー粒子と無機微粒子の混合は、例えば、ヘンシェルミキサーのような混合機を用いることができる。
本開示のトナー粒子は、例えば、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂のマトリックス部とワックスのドメイン部を含む海島構造を有していてもよい。例えば、ドメイン部が長径0.3μm以上1.5μm以下であってよい。例えば、ドメイン部の少なくとも一部は、周囲が結晶性ポリエステル樹脂とペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の相溶層で被覆された2層ドメイン部であってよい。ドメイン部の長径が前記範囲にあると、粒子サイズが適正となって耐オフセット性が向上し耐久性が良好となる。
また、前記2層ドメイン部の割合は、ドメイン部中、好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは50質量%以下であってよい。この範囲では、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の相溶性が適度となって低温定着性が良好となる。
また、前記2層ドメイン部の割合は、ドメイン部中、好ましくは10質量%以上、そして、好ましくは50質量%以下であってよい。この範囲では、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂の相溶性が適度となって低温定着性が良好となる。
本開示のトナー粒子は、前記非結晶性ポリエステル樹脂中に前記結晶性ポリエステル樹脂が分散した構造を有していてもよい。前記非結晶性ポリエステル樹脂中の前記結晶性ポリエステル樹脂の分散粒子の平均粒子径は、5nm以上、更に10nm以上、そして、500nm以下、更に250nm以下であってよい。この平均粒子径は、例えば、TEM(透過型電子顕微鏡)画像から算出できる。なお、この平均粒子径は、トナー粒子を製造する前に、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを混合した状態で測定したものであってよい。
本開示のトナー粒子の結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂の温度tと貯蔵弾性率G’の関係dlogG’/dtのピーク値が0.7以上であってよい。これに加えて、結晶性ポリエステル樹脂のdlogG’/dtのピーク時の温度における損失弾性率に対する貯蔵弾性率の割合tanδが1.0以下であってよい。ここで、dlogG’/dtのピーク値は、例えば、次の方法で測定されたものであってよい。
測定装置としては、回転平板型レオメーター「ARES」(TA INSTRUMEN TS社製)を用いる。
測定試料としては、錠剤成型器を用いて、0.25gを20MPaで1min加圧成型した試料を用いる。
昇温速度2℃/min、周波数10Hz、歪量制御モード(歪量0.01%−3%)の条件下で40℃から100℃に昇温したときの貯蔵弾性率G’の変化挙動において、貯蔵弾性率G’の対数logG’の温度に対する変化量dlogG’/dtを1℃刻みで計算し、最大値をdlogG’/dtのピーク値とする。
dlogG’/dtが最大値となったときの温度における損失弾性率に対する貯蔵弾性率をtanδとする。
dlogG’/dtのピーク値が0.7以上の結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは定着時の熱エネルギーにより急峻な弾性変化を起こすことが可能となる。
また、ピーク時の温度におけるtanδが1.0以下の結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは弾性成分と粘性成分の変化挙動に偏りがなく、低温定着性が良好となる。
測定装置としては、回転平板型レオメーター「ARES」(TA INSTRUMEN TS社製)を用いる。
測定試料としては、錠剤成型器を用いて、0.25gを20MPaで1min加圧成型した試料を用いる。
昇温速度2℃/min、周波数10Hz、歪量制御モード(歪量0.01%−3%)の条件下で40℃から100℃に昇温したときの貯蔵弾性率G’の変化挙動において、貯蔵弾性率G’の対数logG’の温度に対する変化量dlogG’/dtを1℃刻みで計算し、最大値をdlogG’/dtのピーク値とする。
dlogG’/dtが最大値となったときの温度における損失弾性率に対する貯蔵弾性率をtanδとする。
dlogG’/dtのピーク値が0.7以上の結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは定着時の熱エネルギーにより急峻な弾性変化を起こすことが可能となる。
また、ピーク時の温度におけるtanδが1.0以下の結晶性ポリエステル樹脂を含むトナーは弾性成分と粘性成分の変化挙動に偏りがなく、低温定着性が良好となる。
本開示のトナー粒子は、トナー粒子の温度tと貯蔵弾性率G’の関係であるdlogG’/dtの昇温時のピーク値が、dlogG’/dtの降温時のピーク値に対して1.5倍以上であってよい。更にこれに加えて、本開示のトナー粒子は、dlogG’/dtのピーク時の温度が、降温時に対して昇温時が8℃以上高いものであってよい。このような関係を満たすトナー粒子は、昇温時の軟化は急峻であるが、降温時の硬化は緩慢であるという熱特性を示す。これにより、高速化やクイックスタート化といった過酷な条件下でも十分な紙への定着性を得ることができる。ここで、昇温時、降温時のdlogG’/dtのピーク値は、例えば、次の方法で測定されたものであってよい。
測定装置としては、回転平板型レオメーター「ARES」(TA INSTRUMEN TS社製)を用いる。
測定試料としては、錠剤成型器を用いて、0.25gを20MPaで1min加圧成型した試料を用いる。
昇温速度2℃/min、周波数10Hz、歪量制御モード(歪量0.01%−3%)の条件下で40℃から100℃に昇温したときの貯蔵弾性率G’の変化挙動において、貯蔵弾性率G’の対数logG’の温度に対する変化量dlogG’/dtを1℃刻みで計算し、最大値をdlogG’/dtの昇温時のピーク値とする。
昇温速度2℃/min、周波数10Hz、歪量制御モード(歪量0.01%−3%)の条件下で100℃から40℃に降温したときの貯蔵弾性率G’の変化挙動において、貯蔵弾性率G’の対数logG’の温度に対する変化量dlogG’/dtを1℃刻みで計算し、最大値をdlogG’/dtの降温時のピーク値とする。
定着ニップ部でトナーは、高温の定着部材から熱量を得ると同時に、低温の紙及び加圧部材の影響で熱量を失っているため、急速な軟化と同時に急速な硬化が起こると、紙への定着が不十分なまま硬化することで、定着不良(テープ剥離等による画像の剥がれ)が発生してしまう。そのため、コールドオフセットが未発生でも定着不良で温度を上げる必要があり、結果的に低温定着化の効果が小さくなってしまう。高速化やクイックスタート化といった紙や加圧部材がより低温になる条件下では、この現象がより顕著となる。上記の関係を満たすトナー粒子は、昇温時の軟化は急峻であるが、降温時の硬化は緩慢であるという熱特性を示す。これにより、高速化やクイックスタート化といった過酷な条件下でも十分な紙への定着性を得ることができる傾向にある。
測定装置としては、回転平板型レオメーター「ARES」(TA INSTRUMEN TS社製)を用いる。
測定試料としては、錠剤成型器を用いて、0.25gを20MPaで1min加圧成型した試料を用いる。
昇温速度2℃/min、周波数10Hz、歪量制御モード(歪量0.01%−3%)の条件下で40℃から100℃に昇温したときの貯蔵弾性率G’の変化挙動において、貯蔵弾性率G’の対数logG’の温度に対する変化量dlogG’/dtを1℃刻みで計算し、最大値をdlogG’/dtの昇温時のピーク値とする。
昇温速度2℃/min、周波数10Hz、歪量制御モード(歪量0.01%−3%)の条件下で100℃から40℃に降温したときの貯蔵弾性率G’の変化挙動において、貯蔵弾性率G’の対数logG’の温度に対する変化量dlogG’/dtを1℃刻みで計算し、最大値をdlogG’/dtの降温時のピーク値とする。
定着ニップ部でトナーは、高温の定着部材から熱量を得ると同時に、低温の紙及び加圧部材の影響で熱量を失っているため、急速な軟化と同時に急速な硬化が起こると、紙への定着が不十分なまま硬化することで、定着不良(テープ剥離等による画像の剥がれ)が発生してしまう。そのため、コールドオフセットが未発生でも定着不良で温度を上げる必要があり、結果的に低温定着化の効果が小さくなってしまう。高速化やクイックスタート化といった紙や加圧部材がより低温になる条件下では、この現象がより顕著となる。上記の関係を満たすトナー粒子は、昇温時の軟化は急峻であるが、降温時の硬化は緩慢であるという熱特性を示す。これにより、高速化やクイックスタート化といった過酷な条件下でも十分な紙への定着性を得ることができる傾向にある。
本開示のトナー粒子は、鉄元素、珪素元素、硫黄元素及びフッ素元素からなる群から少なくとも鉄元素、珪素元素及び硫黄元素を含んで選択される3種以上の元素を含んでいてもよい。鉄元素の含有量は、好ましくは1.0×103〜1.0×104ppmであってよく、好ましくは珪素元素の含有量は1.0×103〜5.0×103ppmであってよく、好ましくは硫黄元素の含有量は500〜3000ppmであってよい。フッ素元素を含む場合、フッ素元素の含有量は1.0×103〜1.0×104ppmであってよい。
鉄元素及び珪素元素は、凝集剤などに由来する成分であってよく、硫黄元素は、粘着樹脂の製造触媒及び凝集剤などに由来する成分であってよく、フッ素元素は、粘着樹脂の製造触媒などに由来する成分であってよい。このため、トナー粒子中の鉄元素及び珪素元素の含有量は、使用する凝集剤の種類及び量などを調節することにより制御することができ、硫黄元素の含有量は、使用する触媒及び凝集剤の種類及び量などを調節することにより制御することができ、フッ素元素の含有量は、使用する触媒の種類及び量を調節することにより制御することができる。
本開示のトナー粒子中の鉄元素の含有量は、上述のように、好ましくは1.0×103〜1.0×104ppmであってよく、より好ましくは1000〜5000ppmであってよい。鉄元素の含有量が1.0×103〜1.0×104ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
本開示のトナー粒子中の珪素元素の含有量は、上述のように、好ましくは1.0×103〜5.0×103ppmであってよく、より好ましくは1500〜4000ppmであってよい。珪素元素の含有量が、1.0×103〜5.0×103ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
本開示のトナー粒子中の硫黄元素の含有量は、上述のように、好ましくは500〜3000ppmであってよく、より好ましくは1000〜3000ppmであってよい。硫黄元素の含有量が500〜3000ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
本開示のトナー粒子がフッ素元素を含む場合、トナー粒子中のフッ素元素の含有量は、上述のように、好ましくは1.0×103〜1.0×104ppmであってよく、より好ましくは5000〜8000ppmであってよい。フッ素元素の含有量が1.0×103〜1.0×104ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
トナー粒子中の各元素の含有量は、例えば、蛍光X線分析法により測定することができる。具体的には、例えば、蛍光X線分析装置 EDX−720(島津製作所社製)を測定装置として使用し、X線管電圧50kV、サンプル成形量30.0gの条件で測定することができる。蛍光X線測定により導出された定量結果からの強度(cps/μA)を利用し、各元素の含有量を求めることができる。
鉄元素及び珪素元素は、凝集剤などに由来する成分であってよく、硫黄元素は、粘着樹脂の製造触媒及び凝集剤などに由来する成分であってよく、フッ素元素は、粘着樹脂の製造触媒などに由来する成分であってよい。このため、トナー粒子中の鉄元素及び珪素元素の含有量は、使用する凝集剤の種類及び量などを調節することにより制御することができ、硫黄元素の含有量は、使用する触媒及び凝集剤の種類及び量などを調節することにより制御することができ、フッ素元素の含有量は、使用する触媒の種類及び量を調節することにより制御することができる。
本開示のトナー粒子中の鉄元素の含有量は、上述のように、好ましくは1.0×103〜1.0×104ppmであってよく、より好ましくは1000〜5000ppmであってよい。鉄元素の含有量が1.0×103〜1.0×104ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
本開示のトナー粒子中の珪素元素の含有量は、上述のように、好ましくは1.0×103〜5.0×103ppmであってよく、より好ましくは1500〜4000ppmであってよい。珪素元素の含有量が、1.0×103〜5.0×103ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
本開示のトナー粒子中の硫黄元素の含有量は、上述のように、好ましくは500〜3000ppmであってよく、より好ましくは1000〜3000ppmであってよい。硫黄元素の含有量が500〜3000ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
本開示のトナー粒子がフッ素元素を含む場合、トナー粒子中のフッ素元素の含有量は、上述のように、好ましくは1.0×103〜1.0×104ppmであってよく、より好ましくは5000〜8000ppmであってよい。フッ素元素の含有量が1.0×103〜1.0×104ppmであると、静電荷像現像用トナーとしてより好適に使用することができる。
トナー粒子中の各元素の含有量は、例えば、蛍光X線分析法により測定することができる。具体的には、例えば、蛍光X線分析装置 EDX−720(島津製作所社製)を測定装置として使用し、X線管電圧50kV、サンプル成形量30.0gの条件で測定することができる。蛍光X線測定により導出された定量結果からの強度(cps/μA)を利用し、各元素の含有量を求めることができる。
本開示のトナー粒子は、粉砕法、重合法のいずれによって製造してもよい。前記のような、所定の海島構造を有するために、例えば、重合法で製造してよい。
本開示のトナー粒子、とりわけ、結着樹脂として、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー粒子を、重合法で製造する方法について、一例に基づき説明する。
分岐鎖を有する多価カルボン酸を含む多価カルボン酸、多価アルコール、エステル化触媒などを、反応容器に仕込み、公知の方法の反応条件に準じてエステル化反応を行い、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂を得る。得られたペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂を、メチルエチルケトンやイソプロピルアルコールなどの適当な溶媒に溶解させて、pH調整、加水、溶媒の除去などを行って、所定濃度のペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の分散液であるラテックスを得る。
一方、結晶性ポリエステル樹脂についても、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と同様にエステル化反応、分散液であるラテックスの調製を行う。
また、公知の重合法の条件に準じて、着色剤分散液、ワックス分散液をそれぞれ調製する。例えば、ワックス分散液の調製では、先ず、反応容器に、ワックスとアニオン性界面活性剤と水とを入れる。ワックスとアニオン性界面活性剤と水との混合物中の離型剤の含有量は、分散状態などを考慮して適宜決められる。アニオン性界面活性剤として、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられる。ワックスとアニオン性界面活性剤と水との混合物中のアニオン性界面活性剤の含有量は、分散状態などを考慮して適宜決められる。離型剤とアニオン性界面活性剤と水との混合物中の水の含有量は、分散状態、保存性、経済性などを考慮して適宜決められる。離型剤分散液形成工程では、その後、離型剤とアニオン性界面活性剤と水との混合物を分散処理して、離型剤分散液を得る。混合物を分散処理する方法として、ホモジナイザーを用いる方法が挙げられる。また、着色剤分散液、ワックス分散液は、それぞれ、市販品を使用してもよい。
まず、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂のラテックスと、結晶性ポリエステル樹脂のラテックスとを、例えば水系で混合し、次いで、着色剤分散液とワックス分散液を混合し、凝集剤を添加する。混合物を、ホモジナイザーなどで撹拌し、昇温して、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含む結着樹脂、着色剤及びワックスを含有する凝集粒子を得る。ここで、前記当該結着樹脂は、吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下であってよい。次いで、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂のラテックスを更に混合し、凝集粒子の表面にペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂からなる被覆層を形成し、被覆凝集粒子を得る。更に、被覆凝集粒子を加熱して、被覆凝集粒子内の粒子を溶融合一させて、トナー粒子を得る。この方法では、いわゆるコア−シェル型のトナー粒子が得られる。
本開示のトナー粒子、とりわけ、結着樹脂として、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含むトナー粒子を、重合法で製造する方法について、一例に基づき説明する。
分岐鎖を有する多価カルボン酸を含む多価カルボン酸、多価アルコール、エステル化触媒などを、反応容器に仕込み、公知の方法の反応条件に準じてエステル化反応を行い、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂を得る。得られたペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂を、メチルエチルケトンやイソプロピルアルコールなどの適当な溶媒に溶解させて、pH調整、加水、溶媒の除去などを行って、所定濃度のペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂の分散液であるラテックスを得る。
一方、結晶性ポリエステル樹脂についても、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と同様にエステル化反応、分散液であるラテックスの調製を行う。
また、公知の重合法の条件に準じて、着色剤分散液、ワックス分散液をそれぞれ調製する。例えば、ワックス分散液の調製では、先ず、反応容器に、ワックスとアニオン性界面活性剤と水とを入れる。ワックスとアニオン性界面活性剤と水との混合物中の離型剤の含有量は、分散状態などを考慮して適宜決められる。アニオン性界面活性剤として、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩等が挙げられる。ワックスとアニオン性界面活性剤と水との混合物中のアニオン性界面活性剤の含有量は、分散状態などを考慮して適宜決められる。離型剤とアニオン性界面活性剤と水との混合物中の水の含有量は、分散状態、保存性、経済性などを考慮して適宜決められる。離型剤分散液形成工程では、その後、離型剤とアニオン性界面活性剤と水との混合物を分散処理して、離型剤分散液を得る。混合物を分散処理する方法として、ホモジナイザーを用いる方法が挙げられる。また、着色剤分散液、ワックス分散液は、それぞれ、市販品を使用してもよい。
まず、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂のラテックスと、結晶性ポリエステル樹脂のラテックスとを、例えば水系で混合し、次いで、着色剤分散液とワックス分散液を混合し、凝集剤を添加する。混合物を、ホモジナイザーなどで撹拌し、昇温して、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とを含む結着樹脂、着色剤及びワックスを含有する凝集粒子を得る。ここで、前記当該結着樹脂は、吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下であってよい。次いで、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂のラテックスを更に混合し、凝集粒子の表面にペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂からなる被覆層を形成し、被覆凝集粒子を得る。更に、被覆凝集粒子を加熱して、被覆凝集粒子内の粒子を溶融合一させて、トナー粒子を得る。この方法では、いわゆるコア−シェル型のトナー粒子が得られる。
本開示は、
重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と水とを含有する分散液と、
重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂と水とを含有する分散液と、
着色剤と水とを含有する分散液と、
ワックスと水とを含有する分散液と、
を混合して、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを含む結着樹脂、前記着色剤及び前記ワックスを含有する凝集粒子を製造し、
ここで、前記当該結着樹脂は、吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下であり、
前記非結晶性ポリエステル樹脂の別の分散液と前記凝集粒子とを混合し、前記凝集粒子の表面に前記非結晶性ポリエステル樹脂からなる被覆層を形成する、
トナー粒子の製造方法に関する。
重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と水とを含有する分散液と、
重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂と水とを含有する分散液と、
着色剤と水とを含有する分散液と、
ワックスと水とを含有する分散液と、
を混合して、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを含む結着樹脂、前記着色剤及び前記ワックスを含有する凝集粒子を製造し、
ここで、前記当該結着樹脂は、吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下であり、
前記非結晶性ポリエステル樹脂の別の分散液と前記凝集粒子とを混合し、前記凝集粒子の表面に前記非結晶性ポリエステル樹脂からなる被覆層を形成する、
トナー粒子の製造方法に関する。
本開示によるトナー粒子は、結着樹脂として、前記所定のペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂と、前記所定の結晶性ポリエステル樹脂とを含む。両者を混合すると、例えば、図1のように、ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂をマトリックスとして、その中に黒色粒子として視認される結晶性ポリエステル樹脂が微細に分散した状態となる。図1は、本開示のトナー用結着樹脂の非限定的な例であってよい。一方、本開示とは異なる非結晶性ポリエステル樹脂を用いると、図2のように黒色粒子として視認される結晶性ポリエステル樹脂は粗大となり分散が不良となる。なお、図1、2には、左下方に500.0nmを示すスケールが黒線にて示されている。
本開示のトナー粒子は、平均粒子径が、例えば、4μm以上、更に5μm以上、そして、7μm以下、更に6μm以下であってよい。ここで、この平均粒子径は、例えば、以下の方法で求められる体積平均粒子径であってよい。
<トナー粒子の体積平均粒子径>
トナー粒子の体積平均粒子径は、細孔電気抵抗法により測定する。具体的には、コールターカウンター(ベックマンコールター社製)を測定装置として使用し、ISOTON II(ベックマンコールター社製)を電解液として使用し、アパチャー径100μmのアパチャーチューブを使用して、測定粒子数30000の条件で測定する。測定された粒子の粒度分布を基にして、分割された粒度範囲に含まれる粒子が占める体積を小径側から累積していき、累積50%となる粒子径を体積平均粒子径Dv50とする。
<トナー粒子の体積平均粒子径>
トナー粒子の体積平均粒子径は、細孔電気抵抗法により測定する。具体的には、コールターカウンター(ベックマンコールター社製)を測定装置として使用し、ISOTON II(ベックマンコールター社製)を電解液として使用し、アパチャー径100μmのアパチャーチューブを使用して、測定粒子数30000の条件で測定する。測定された粒子の粒度分布を基にして、分割された粒度範囲に含まれる粒子が占める体積を小径側から累積していき、累積50%となる粒子径を体積平均粒子径Dv50とする。
本開示により、本開示のトナー粒子と前記のような他の成分とを含有するトナーを提供することができる。本開示のトナー粒子を含有するトナーは、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、また、長期にわたり安定した画像を供給するために、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できる。
磁性キャリアとしては、例えば、
酸化鉄;
鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、それらの酸化物粒子;
フェライトなどの磁性体;
磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア);
などを使用できる。
本開示のトナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、磁性キャリアとトナーの混合比率は、二成分系現像剤中のトナーの濃度が、2質量%以上15質量%以下であってよく、更に4質量%以上13質量%以下であってよい。
磁性キャリアとしては、例えば、
酸化鉄;
鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、クロム、及び希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、それらの酸化物粒子;
フェライトなどの磁性体;
磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア);
などを使用できる。
本開示のトナーを磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として使用する場合、磁性キャリアとトナーの混合比率は、二成分系現像剤中のトナーの濃度が、2質量%以上15質量%以下であってよく、更に4質量%以上13質量%以下であってよい。
本開示により、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂(ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂)と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを含み、吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下である、トナー用結着樹脂を提供できる。本開示によるトナー用結着樹脂には、本開示によるトナー粒子で述べた事項を適用できる。前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂の具体例及び好ましい態様は、本開示によるトナー粒子と同じであってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂中に前記結晶性ポリエステル樹脂が分散した構造を有するものであってよい。
本開示によるトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂中に前記結晶性ポリエステル樹脂が分散した構造を有し、前記非結晶性ポリエステル樹脂中の前記結晶性ポリエステル樹脂の分散粒子の平均粒子径が10nm以上500nm以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂が、120℃における溶融粘度が200Pa・s以上20000Pa・s以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂の質量比が、非結晶性ポリエステル樹脂/結晶性ポリエステル樹脂で75/15以上95/5以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂が炭素数3以上32以下の分岐鎖を有する多価カルボン酸を構成単量体として含むものであってよい。本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数3以上32以下のアルキル基を有するコハク酸、炭素数3以上32以下のアルケニル基を有するコハク酸、炭素数3以上32以下のアルキル基を有するアルキルビスコハク酸、炭素数3以上32以下のアルケニル基を有するアルケニルビスコハク酸、及びこれらの無水物から選ばれる1種以上の化合物を構成単量体として含むものであってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂(ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂)の割合が、70質量%以上90質量%以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂の割合が、8質量%以上30質量%以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂のTg2nd−dHが25J/g以上であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数8以上12以下の脂肪族多価カルボン酸(ただし炭素数はカルボン酸基の炭素を含まない)から選ばれる1種以上の化合物と、炭素数8以上12以下の多価アルコールから選ばれる1種以上の化合物とを構成単量体として含むものであってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂中に前記結晶性ポリエステル樹脂が分散した構造を有するものであってよい。
本開示によるトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂中に前記結晶性ポリエステル樹脂が分散した構造を有し、前記非結晶性ポリエステル樹脂中の前記結晶性ポリエステル樹脂の分散粒子の平均粒子径が10nm以上500nm以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂が、120℃における溶融粘度が200Pa・s以上20000Pa・s以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂の質量比が、非結晶性ポリエステル樹脂/結晶性ポリエステル樹脂で75/15以上95/5以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂が炭素数3以上32以下の分岐鎖を有する多価カルボン酸を構成単量体として含むものであってよい。本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数3以上32以下のアルキル基を有するコハク酸、炭素数3以上32以下のアルケニル基を有するコハク酸、炭素数3以上32以下のアルキル基を有するアルキルビスコハク酸、炭素数3以上32以下のアルケニル基を有するアルケニルビスコハク酸、及びこれらの無水物から選ばれる1種以上の化合物を構成単量体として含むものであってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記非結晶性ポリエステル樹脂(ペンダント型非結晶性ポリエステル樹脂)の割合が、70質量%以上90質量%以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂の割合が、8質量%以上30質量%以下であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂のTg2nd−dHが25J/g以上であってよい。
本開示のトナー用結着樹脂は、前記結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数8以上12以下の脂肪族多価カルボン酸(ただし炭素数はカルボン酸基の炭素を含まない)から選ばれる1種以上の化合物と、炭素数8以上12以下の多価アルコールから選ばれる1種以上の化合物とを構成単量体として含むものであってよい。
本開示により、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを混合するトナー用結着樹脂の製造方法であって、
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下となるように、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを混合する、
トナー用結着樹脂の製造方法を提供できる。本開示によるトナー用結着樹脂の製造方法には、本開示によるトナー粒子及びトナー用結着樹脂で述べた事項を適用できる。前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂の具体例及び好ましい態様は、本開示によるトナー粒子及びトナー用結着樹脂と同じであってよい。
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下となるように、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを混合する、
トナー用結着樹脂の製造方法を提供できる。本開示によるトナー用結着樹脂の製造方法には、本開示によるトナー粒子及びトナー用結着樹脂で述べた事項を適用できる。前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂の具体例及び好ましい態様は、本開示によるトナー粒子及びトナー用結着樹脂と同じであってよい。
本開示の結着樹脂及びトナー粒子の非限定的な例を以下に示す。
<実施例1−1〜1−3及び比較例1−1〜1−3>
[合成例1−1]
表1に示す仕込み量のグリコール及び酸と、エステル化触媒とを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%に達するまで反応させた後、8.3kPaで所望の軟化点に達するまで反応させて、表1の非結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
同様に、ただしグリコールと酸の種類と仕込み量を表1のように変更して、表1の非結晶性ポリエステル樹脂2、4を製造した。
[合成例1−1]
表1に示す仕込み量のグリコール及び酸と、エステル化触媒とを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%に達するまで反応させた後、8.3kPaで所望の軟化点に達するまで反応させて、表1の非結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
同様に、ただしグリコールと酸の種類と仕込み量を表1のように変更して、表1の非結晶性ポリエステル樹脂2、4を製造した。
[合成例1−2]
表1に示す使用量のグリコール及び酸と、エステル化触媒とを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%に達するまで反応させた後、反応温度を210℃に下げ無水トリメリット酸を添加し、1時間常圧で反応させた後、8.3kPaで所望の軟化点に達するまで反応させて、表1の非結晶性ポリエステル樹脂3を得た。
同様に、ただしグリコールと酸の種類と仕込み量を表1のように変更して、表1の非結晶性ポリエステル樹脂5を製造した。
表1に示す使用量のグリコール及び酸と、エステル化触媒とを、窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱電対を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気下、230℃で反応率が90%に達するまで反応させた後、反応温度を210℃に下げ無水トリメリット酸を添加し、1時間常圧で反応させた後、8.3kPaで所望の軟化点に達するまで反応させて、表1の非結晶性ポリエステル樹脂3を得た。
同様に、ただしグリコールと酸の種類と仕込み量を表1のように変更して、表1の非結晶性ポリエステル樹脂5を製造した。
[合成例2]
500ミリリットルのセパラブルフラスコに、1,9−ノナンジオール(和光純薬工業株式会社製)133gとドデカン二酸(和光純薬工業株式会社製)167gと、エステル化触媒とを投入した。その後、フラスコ内に窒素を導入し、フラスコ内を撹拌装置で撹拌しながら、1,9−ノナンジオールとエステル化触媒との混合物を80℃に加熱して溶解した。その後、フラスコ内を撹拌しながら、フラスコ内の混合溶液を97℃に昇温した。その後、フラスコ内を真空(10mPa・s以下)にし、フラスコ内を撹拌しながら、97℃で5時間、1,9−ノナンジオールとドデカン二酸との脱水縮合反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
この結晶性ポリエステル樹脂1は、重量平均分子量が5600であった。また、Tg2nd−dHが149J/gであった。また、示差走査熱量計における融点(吸熱ピーク温度)が70.1℃であり、示差走査熱量曲線において、昇温時吸熱開始温度と吸熱ピーク温度の差が4.3℃であり、融解時の吸熱量が3.4W/gであった。また、酸価が9.20mgKOH/gであり、硫黄含有量が186.62ppmであった。結晶性ポリエステル樹脂1の仕込み量などを表2に示した。
500ミリリットルのセパラブルフラスコに、1,9−ノナンジオール(和光純薬工業株式会社製)133gとドデカン二酸(和光純薬工業株式会社製)167gと、エステル化触媒とを投入した。その後、フラスコ内に窒素を導入し、フラスコ内を撹拌装置で撹拌しながら、1,9−ノナンジオールとエステル化触媒との混合物を80℃に加熱して溶解した。その後、フラスコ内を撹拌しながら、フラスコ内の混合溶液を97℃に昇温した。その後、フラスコ内を真空(10mPa・s以下)にし、フラスコ内を撹拌しながら、97℃で5時間、1,9−ノナンジオールとドデカン二酸との脱水縮合反応を行い、結晶性ポリエステル樹脂1を得た。
この結晶性ポリエステル樹脂1は、重量平均分子量が5600であった。また、Tg2nd−dHが149J/gであった。また、示差走査熱量計における融点(吸熱ピーク温度)が70.1℃であり、示差走査熱量曲線において、昇温時吸熱開始温度と吸熱ピーク温度の差が4.3℃であり、融解時の吸熱量が3.4W/gであった。また、酸価が9.20mgKOH/gであり、硫黄含有量が186.62ppmであった。結晶性ポリエステル樹脂1の仕込み量などを表2に示した。
[ラテックス製造例1]
3リットルの二重ジャケット反応器に、非結晶性ポリエステル樹脂1 300gと、メチルエチルケトン250gと、イソプロピルアルコール50gとを投入し、約30℃の環境下で、反応容器内を半月型(semi−moontype)インペラを用いて撹拌し、樹脂を溶解した。得られた樹脂溶液を撹拌しつつ、反応容器内に、5%アンモニア水溶液20gを徐々に添加し、続けて、1200gの水を20g/分の速度で添加し、乳化液を製造した。その後、固形分である非結晶性ポリエステル樹脂1の濃度が20質量%になるまで、減圧蒸留方法により、乳化液からメチルエチルケトンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を除去し、樹脂ラテックスを得た。これを、非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1とした。
同様に、ただし、非結晶性ポリエステル樹脂を変更して、非結晶性ポリエステル樹脂2〜5を含有するラテックスを得た。それらを非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス2〜5とした。
表3に、非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1〜5の乳化粒子径を示した。
3リットルの二重ジャケット反応器に、非結晶性ポリエステル樹脂1 300gと、メチルエチルケトン250gと、イソプロピルアルコール50gとを投入し、約30℃の環境下で、反応容器内を半月型(semi−moontype)インペラを用いて撹拌し、樹脂を溶解した。得られた樹脂溶液を撹拌しつつ、反応容器内に、5%アンモニア水溶液20gを徐々に添加し、続けて、1200gの水を20g/分の速度で添加し、乳化液を製造した。その後、固形分である非結晶性ポリエステル樹脂1の濃度が20質量%になるまで、減圧蒸留方法により、乳化液からメチルエチルケトンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を除去し、樹脂ラテックスを得た。これを、非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1とした。
同様に、ただし、非結晶性ポリエステル樹脂を変更して、非結晶性ポリエステル樹脂2〜5を含有するラテックスを得た。それらを非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス2〜5とした。
表3に、非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1〜5の乳化粒子径を示した。
[ラテックス製造例2]
3リットルの二重ジャケット反応容器に、結晶性ポリエステル樹脂1 300gと、メチルエチルケトン250gと、イソプロピルアルコール50gとを投入し、約30℃の環境下で、反応容器内を半月型インペラを用いて撹拌し、樹脂を溶解した。得られた樹脂溶液を撹拌しつつ、反応容器内に、5%アンモニア水溶液25gを徐々に添加し、続けて、水1200gを20g/分の速度で添加し、乳化液を製造した。その後、固形分である結晶性ポリエステル樹脂1の濃度が20質量%になるまで、減圧蒸留方法により、乳化液からメチルエチルケトンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を除去し、樹脂ラテックスを得た。これを、結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1とした。表3に、結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1の乳化粒子径を示した。
3リットルの二重ジャケット反応容器に、結晶性ポリエステル樹脂1 300gと、メチルエチルケトン250gと、イソプロピルアルコール50gとを投入し、約30℃の環境下で、反応容器内を半月型インペラを用いて撹拌し、樹脂を溶解した。得られた樹脂溶液を撹拌しつつ、反応容器内に、5%アンモニア水溶液25gを徐々に添加し、続けて、水1200gを20g/分の速度で添加し、乳化液を製造した。その後、固形分である結晶性ポリエステル樹脂1の濃度が20質量%になるまで、減圧蒸留方法により、乳化液からメチルエチルケトンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を除去し、樹脂ラテックスを得た。これを、結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1とした。表3に、結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1の乳化粒子径を示した。
[結着樹脂の評価]
100mlポリカップに樹脂分で0.8gになるよう非晶性ポリエステル樹脂ラテックス1〜5の何れかを仕込み、次いで樹脂分が0.2gになるよう結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1を仕込んだ。凍結乾燥器にて−40℃/1.5hr、−10℃/2hr、20℃/5hr真空にして脱水を行い混合サンプルを得た。サンプルの組成と物性とを表4に示した。
100mlポリカップに樹脂分で0.8gになるよう非晶性ポリエステル樹脂ラテックス1〜5の何れかを仕込み、次いで樹脂分が0.2gになるよう結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1を仕込んだ。凍結乾燥器にて−40℃/1.5hr、−10℃/2hr、20℃/5hr真空にして脱水を行い混合サンプルを得た。サンプルの組成と物性とを表4に示した。
BPA−2PO:ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(平均付加モル数2)
BPA−2EO:ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2)
BPA−2EO:ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物(平均付加モル数2)
<実施例2−1〜2−3及び比較例2−1〜2−3>
実施例1−1等で用いた非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1〜5及び結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1、並びに下記成分を用いてトナー粒子を製造して定着性を評価した。
実施例1−1等で用いた非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1〜5及び結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1、並びに下記成分を用いてトナー粒子を製造して定着性を評価した。
[着色剤分散液の調製例]
10gの陰イオン性反応性乳化剤(HS−10:第一工業製薬社製)をCyan顔料(C.I.PigmentBlue15:3:クラリアント社製)60gと共にミリングバスに入れた。これに、更に0.8mm以上、1mm以下の径のガラスビードを400g投入し、常温でミリングして着色剤分散液を得た。
10gの陰イオン性反応性乳化剤(HS−10:第一工業製薬社製)をCyan顔料(C.I.PigmentBlue15:3:クラリアント社製)60gと共にミリングバスに入れた。これに、更に0.8mm以上、1mm以下の径のガラスビードを400g投入し、常温でミリングして着色剤分散液を得た。
[ワックス分散液]
ワックス分散液は、市販品(SELOSOL P-212:中京油脂株式会社製)を使用した。
ワックス分散液は、市販品(SELOSOL P-212:中京油脂株式会社製)を使用した。
[ラテックス製造例3]
3リットルの二重ジャケット反応器に、非結晶性高分子ポリエステル樹脂 300gと、メチルエチルケトン250gと、イソプロピルアルコール50gとを投入し、約30℃の環境下で、反応容器内を半月型(semi−moontype)インペラを用いて撹拌し、樹脂を溶解した。得られた樹脂溶液を撹拌しつつ、反応容器内に、5%アンモニア水溶液20gを徐々に添加し、続けて、1200gの水を20g/分の速度で添加し、乳化液を製造した。その後、固形分である非結晶性高分子ポリエステル樹脂の濃度が20質量%になるまで、減圧蒸留方法により、乳化液からメチルエチルケトンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を除去し、樹脂ラテックスを得た。これを、非結晶性高分子ポリエステル樹脂ラテックスとした。
ここで、非結晶性高分子ポリエステル樹脂は、構成単量体が、BPA−2PO/BPA−2EO/エチレングリコール/テレフタル酸/ドデセニルコハク酸/無水トリメリット酸=31/16/4/43/2/4(モル%)で、重量平均分子量が31000であった。
3リットルの二重ジャケット反応器に、非結晶性高分子ポリエステル樹脂 300gと、メチルエチルケトン250gと、イソプロピルアルコール50gとを投入し、約30℃の環境下で、反応容器内を半月型(semi−moontype)インペラを用いて撹拌し、樹脂を溶解した。得られた樹脂溶液を撹拌しつつ、反応容器内に、5%アンモニア水溶液20gを徐々に添加し、続けて、1200gの水を20g/分の速度で添加し、乳化液を製造した。その後、固形分である非結晶性高分子ポリエステル樹脂の濃度が20質量%になるまで、減圧蒸留方法により、乳化液からメチルエチルケトンとイソプロピルアルコールとの混合溶媒を除去し、樹脂ラテックスを得た。これを、非結晶性高分子ポリエステル樹脂ラテックスとした。
ここで、非結晶性高分子ポリエステル樹脂は、構成単量体が、BPA−2PO/BPA−2EO/エチレングリコール/テレフタル酸/ドデセニルコハク酸/無水トリメリット酸=31/16/4/43/2/4(モル%)で、重量平均分子量が31000であった。
[トナー粒子の調製]
3Lの反応器に、脱イオン水500g、非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1を630g、非結晶性高分子ポリエステル樹脂ラテックスを70g、結晶性ポリエステル樹脂ラテックスを143g添加し、次いで、着色剤分散液60g、ワックス分散液(SELOSOL P−212:中京油脂株式会社製)80gを添加し、凝集剤としてポリシリカ鉄(PSI−100、水道機工(株)社製)70gを添加し、ホモジナイザー(IKA社製のウルトラタラックスT50(商品名))を用いて撹拌しながら、フラスコ内の混合溶液を1℃/分の速度で45℃に昇温した。
続けて、0.2℃/分の速度で、凝集反応液の温度を上昇させ、凝集反応を継続させ、4μm以上で且つ6μm以下の体積平均粒径を有する一次凝集粒子を得た。
更に、反応器にシェル層用として非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1を210g、非結晶性高分子ポリエステル樹脂ラテックス23gを添加し、30分間凝集させた。
次いで、0.1NのNaOH水溶液を添加し、混合液のpHを9.5に調整した。
20分経過後、混合液を昇温し、3時間以上で且つ5時間以下で融合(fusing)することにより、4μm以上で且つ7μm以下の体積平均粒径を有する二次凝集粒子を得た。
この凝集反応液に、脱イオン水の氷を投入速度100ml/10secで投入し、28℃以下に冷やした後、濾過工程を経て、粒子を分離して乾燥し、実施例2−1のトナー粒子を得た(昇温ピーク値/降温ピーク値の比は1.52、昇温ピーク温度−降温ピーク温度は8.7℃)。
3Lの反応器に、脱イオン水500g、非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1を630g、非結晶性高分子ポリエステル樹脂ラテックスを70g、結晶性ポリエステル樹脂ラテックスを143g添加し、次いで、着色剤分散液60g、ワックス分散液(SELOSOL P−212:中京油脂株式会社製)80gを添加し、凝集剤としてポリシリカ鉄(PSI−100、水道機工(株)社製)70gを添加し、ホモジナイザー(IKA社製のウルトラタラックスT50(商品名))を用いて撹拌しながら、フラスコ内の混合溶液を1℃/分の速度で45℃に昇温した。
続けて、0.2℃/分の速度で、凝集反応液の温度を上昇させ、凝集反応を継続させ、4μm以上で且つ6μm以下の体積平均粒径を有する一次凝集粒子を得た。
更に、反応器にシェル層用として非結晶性ポリエステル樹脂ラテックス1を210g、非結晶性高分子ポリエステル樹脂ラテックス23gを添加し、30分間凝集させた。
次いで、0.1NのNaOH水溶液を添加し、混合液のpHを9.5に調整した。
20分経過後、混合液を昇温し、3時間以上で且つ5時間以下で融合(fusing)することにより、4μm以上で且つ7μm以下の体積平均粒径を有する二次凝集粒子を得た。
この凝集反応液に、脱イオン水の氷を投入速度100ml/10secで投入し、28℃以下に冷やした後、濾過工程を経て、粒子を分離して乾燥し、実施例2−1のトナー粒子を得た(昇温ピーク値/降温ピーク値の比は1.52、昇温ピーク温度−降温ピーク温度は8.7℃)。
同様に、ただし、結着樹脂の組成が表5の通りとなるようにラテックスの種類と仕込み量を変更して、実施例2−2、2−3及び比較例2−1〜2−3のトナー粒子を得た。
なお、表5の結着樹脂の組成であれば当該結着樹脂のTg2nd−dHは、表4の結着樹脂とほぼ同じ値となる。
<定着性>
前記で製造したトナー粒子を用いて以下の方法で定着性を評価した。結果を表5に示した。
(1)最低定着温度
(1−1)未定着画像作製
25mm×40mmの長方形をくりぬいたOHPシートをマスクした90g/cm2 3紙に向かって、SUS316 φ0.04×300メッシュ(目開き0.04mm)の上から印加電圧1kvで、紙上のトナーの重さが0.36mg/cm2となるようにトナー粒子をこすり落とした。
前記で製造したトナー粒子を用いて以下の方法で定着性を評価した。結果を表5に示した。
(1)最低定着温度
(1−1)未定着画像作製
25mm×40mmの長方形をくりぬいたOHPシートをマスクした90g/cm2 3紙に向かって、SUS316 φ0.04×300メッシュ(目開き0.04mm)の上から印加電圧1kvで、紙上のトナーの重さが0.36mg/cm2となるようにトナー粒子をこすり落とした。
(1−2)定着
多機能カラーレーザープリンター(MultiXpress 7、Samsung Electronics社製)の定着器を改造した外部定着器を用いて定着評価を行った(ヒートベルト線速280mm/sec)。放射温度計(ε 0.98)を用いてヒートベルト表面温度及び加圧ローラの表面温度をモニタリングし、加圧ローラの表面温度がヒートベルト温度に対して−20℃になったところで未定着画像が印字された紙を通紙した。
多機能カラーレーザープリンター(MultiXpress 7、Samsung Electronics社製)の定着器を改造した外部定着器を用いて定着評価を行った(ヒートベルト線速280mm/sec)。放射温度計(ε 0.98)を用いてヒートベルト表面温度及び加圧ローラの表面温度をモニタリングし、加圧ローラの表面温度がヒートベルト温度に対して−20℃になったところで未定着画像が印字された紙を通紙した。
(1−3)定着強度評価
通紙した画像の画像濃度を測色計(X−rite eXact、X−rite社製)を用いて測定した。スコッチ(登録商標)テープを画像に貼り、坪量60g/m2 3の紙を間に挟んで500gの重りを5往復後、180°でテープを剥離した。テープ剥離後の画像濃度を測定し、剥離前に対する剥離後の画像濃度を定着強度とした。ヒートベルト温度を変えて上記の操作を行い、定着強度が90%になる温度を最低定着温度とした。
通紙した画像の画像濃度を測色計(X−rite eXact、X−rite社製)を用いて測定した。スコッチ(登録商標)テープを画像に貼り、坪量60g/m2 3の紙を間に挟んで500gの重りを5往復後、180°でテープを剥離した。テープ剥離後の画像濃度を測定し、剥離前に対する剥離後の画像濃度を定着強度とした。ヒートベルト温度を変えて上記の操作を行い、定着強度が90%になる温度を最低定着温度とした。
(2)P−Roll温度依存性
上記最低定着温度で、加圧ローラの表面温度がヒートベルト温度に対して−60℃のときの定着強度を追加で測定し、−20℃の定着強度に対する差分をP−Roll温度依存性とした。
上記最低定着温度で、加圧ローラの表面温度がヒートベルト温度に対して−60℃のときの定着強度を追加で測定し、−20℃の定着強度に対する差分をP−Roll温度依存性とした。
(3)低温定着性総合評価
最低定着温度及びP−Roll温度依存性の結果に基づき、
最低定着温度が110℃以下、かつP−Roll温度依存性が10%以下のときを良、
最低定着温度が110℃以下、かつP−Roll温度依存性が10%より大きいときをやや良、
最低定着温度が110℃より大きいときを不良
とした。
最低定着温度及びP−Roll温度依存性の結果に基づき、
最低定着温度が110℃以下、かつP−Roll温度依存性が10%以下のときを良、
最低定着温度が110℃以下、かつP−Roll温度依存性が10%より大きいときをやや良、
最低定着温度が110℃より大きいときを不良
とした。
Claims (15)
- 結着樹脂、着色剤、及びワックスを含むトナー粒子であって、
結着樹脂として、重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを含み、
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下である、
トナー粒子。 - 前記非結晶性ポリエステル樹脂中に前記結晶性ポリエステル樹脂が分散した構造を有する、請求項1記載のトナー粒子。
- 前記非結晶性ポリエステル樹脂中の前記結晶性ポリエステル樹脂の分散粒子の平均粒子径が10nm以上500nm以下である、請求項2記載のトナー粒子。
- トナー粒子の温度tと貯蔵弾性率G’の関係であるdlogG’/dtの昇温時のピーク値が、dlogG’/dtの降温時のピーク値に対して1.5倍以上である、請求項1〜3の何れか1項記載のトナー粒子。
- トナー粒子の温度tと貯蔵弾性率G’の関係であるdlogG’/dtの昇温時のピーク値の温度が、dlogG’/dtの降温時のピーク値の温度よりも8℃以上高い、請求項1〜4の何れか1項記載のトナー粒子。
- 前記非結晶性ポリエステル樹脂が炭素数3以上32以下の分岐鎖を有する多価カルボン酸を構成単量体として含む、請求項1〜5の何れか1項記載のトナー粒子。
- 結着樹脂中、前記非結晶性ポリエステル樹脂の割合が、70質量%以上90質量%以下である、請求項1〜6の何れか1項記載のトナー粒子。
- 結着樹脂中、前記結晶性ポリエステル樹脂の割合が、8質量%以上30質量%以下である、請求項1〜7の何れか1項記載のトナー粒子。
- 重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを含み、吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下である、トナー用結着樹脂。
- 前記非結晶性ポリエステル樹脂中に前記結晶性ポリエステル樹脂が分散した構造を有する、請求項9記載のトナー用結着樹脂。
- 前記非結晶性ポリエステル樹脂中の前記結晶性ポリエステル樹脂の分散粒子の平均粒子径が10nm以上500nm以下である、請求項10記載のトナー用結着樹脂。
- 前記非結晶性ポリエステル樹脂が炭素数3以上32以下の分岐鎖を有する多価カルボン酸を構成単量体として含む、請求項9〜11の何れか1項記載のトナー用結着樹脂。
- 結着樹脂中、前記非結晶性ポリエステル樹脂の割合が、70質量%以上90質量%以下である、請求項9〜12の何れか1項記載のトナー用結着樹脂。
- 結着樹脂中、前記結晶性ポリエステル樹脂の割合が、8質量%以上30質量%以下である、請求項9〜12の何れか1項記載のトナー用結着樹脂。
- 重量平均分子量5000以上30000以下で、炭素数3以上32以下のペンダント基を有する構成単位を1モル%以上10モル%以下含有する非結晶性ポリエステル樹脂と、重量平均分子量5000以上15000以下の結晶性ポリエステル樹脂とを混合するトナー用結着樹脂の製造方法であって、
前記結着樹脂の吸熱量Tg2nd−dHが5J/g以上50J/g以下となるように、前記非結晶性ポリエステル樹脂と前記結晶性ポリエステル樹脂とを混合する、
トナー用結着樹脂の製造方法。
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