JP5685984B2 - 結晶性ポリエステルを添加したトナー - Google Patents
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Description
特に、定着性向上のためにワックス(離型剤)を添加している場合、混練粉砕法で作製されたトナーは、粉砕の際にワックスの界面で割れるために、ワックスがトナー表面に多く存在してしまう。そのため、離型効果が出る一方で、キャリア、感光体及びブレードへのトナーの付着が起こりやすくなり、全体的な性能としては、満足のいくものではない。
このような重合法で製造されたトナーは、小粒径化が容易であり、粒度分布も粉砕法によるトナーの粒度分布に比べてシャープであり、さらに、ワックスの内包化も可能である。
しかしながら、上述のような方法及びその方法により得られるトナーの場合、耐高温オフセット性は上がるが、低温定着性の阻害および定着後の光沢低下を招いてしまい、まだ不十分である。
上記課題を解決するために本発明に係るトナー、及び該トナーを有する現像剤は、具体的には下記(1)〜(13)に記載の技術的特徴を有する。
本発明に係るトナーは、結着樹脂を含むトナーであって、前記結着樹脂は成分として結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂とを含有し、前記結晶性ポリエステル樹脂は、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12ドデカンジオールのいずれか一種類のアルコール成分、及び、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれか一種類のジカルボン酸成分から合成されるポリエステルであり、X線回折測定により、20°<2θ<25°の範囲に少なくとも二の回折ピークが検出され、且つ、融点が60℃以上80℃未満であり、前記回折ピークの半値幅は、いずれも1.0°/2θ未満であることを特徴とする。
ここでまず、本発明に係るトナーについて、構成する材料の好ましい例、製造するための材料の好ましい例、これらの好ましい物性、好ましい製法等の具体例を挙げて説明し、次いで、前記物性の測定方法について説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
有機溶剤としては、高温で結晶性ポリエステル樹脂を完全に溶解して均一溶液を形成し、その反面、低温に冷却すると結晶性ポリエステル樹脂と相分離し、不均一溶液を形成するものが好ましい。換言すると有機溶剤は、高温では結晶性ポリエステル樹脂を完全に溶解した溶液となり、低温では結晶性ポリエステル樹脂の少なくとも一部が溶液から析出することで固液混合状態となるものが好ましい。
具体例としてトルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどを単独あるいは2種以上組合せて用いることができる。
本発明に係るトナー中の結晶性ポリエステル樹脂は、高い結晶性をもつがゆえに定着開始温度付近において、急激な粘度低下を示す熱溶融特性を示す。つまり本発明者等は、かかる結晶性ポリエステル樹脂を用いることで、溶融開始温度直前までは結晶性による耐熱保存性が良く、溶融開始温度では急激な粘度低下(シャープメルト性)を起こし定着することから、良好な耐熱保存性と低温定着性とを兼ね備えたトナーが得られることを知見した。また、離型幅(定着下限温度とホットオフセット発生温度との差)についても、良好な結果を示すことを知見した。
結晶性ポリエステル樹脂は、例えば、アルコール成分として炭素数2〜12の飽和脂肪族ジオール化合物、特にエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12ドデカンジオールおよびこれらの誘導体と、少なくとも酸性分として二重結合(C=C結合)を有する炭素数2〜12のジカルボン酸、もしくは、炭素数2〜12の飽和ジカルボン酸、特にフマル酸、1,4−ブタン二酸、1,6−ヘキサン二酸、1,8−オクタン二酸、1,10−デカン二酸、1,12ドデカン二酸およびこれらの誘導体と、を用いて合成される結晶性ポリエステル樹脂が好ましいものとして挙げられる。
更には、重量平均分子量(Mw)で5000〜15000、数平均分子量(Mn)で2000〜10000、Mw/Mnが1〜5であることが好ましい。
本発明において、前記結着樹脂の成分として非結晶性ポリエステル樹脂を含む。この非結晶性ポリエステル樹脂としては、非結晶性の未変性ポリエステル樹脂が好ましく用いられる。
尚、詳細を後述する変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を架橋及び/又は伸長反応させて得られる変性ポリエステル樹脂と、未変性のポリエステル樹脂とは、少なくとも一部が相溶していることが好ましい。これにより、低温定着性及び耐ホットオフセット性を向上させることができる。このため、変性ポリエステル樹脂を構成するアルコール成分及びカルボン酸成分と、未変性のポリエステル樹脂を構成するアルコール成分及びカルボン酸成分とは、類似の組成であることが好ましい。
未変性のポリエステル樹脂の水酸基価は、5mgKOH/g以上であることが好ましい。
前記結着樹脂の成分としては、さらに結着樹脂前駆体を含有することが好ましい。
また、本発明のトナーとしては、有機溶剤中に、少なくとも着色剤、離型剤、結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル系樹脂から成る結着樹脂前駆体、非結晶性ポリエステル樹脂、及びこれら以外の結着樹脂の成分を溶解・分散させて得られる油相に、前記結着樹脂前駆体と架橋及び/又は伸長する化合物を溶解させた後、前記油相を微粒子分散剤の存在する水系媒体中に分散させて乳化分散液を得、前記乳化分散液中で前記結着樹脂前駆体を架橋反応及び/又は伸長反応させ、有機溶剤を除去して得られるトナーが好ましい。
換言すると、結晶性ポリエステル樹脂、非結晶性ポリエステル樹脂、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を含有する結着樹脂の成分と、着色剤と、離型剤と、を含む油相に、前記結着樹脂前駆体と架橋及び/又は伸長する化合物を溶解させた後、分散剤を含む水系媒体中に当該化合物を溶解させた油相を分散させて分散液を得て、該分散液中で前記結着樹脂前駆体を前記化合物と反応させて架橋反応及び/又は伸長反応させた後、前記有機溶剤を除去して得られるトナーが好ましい。
このポリエステルプレポリマーの合成方法としては、ベースとなるポリエステル樹脂に、従来公知のイソシアネート化剤やエポキシ化剤などを反応させることで容易に合成することが出来る。ここで、ベースとなるポリエステル樹脂としては、前述した非結晶性ポリエステル樹脂(未変性のポリエステル樹脂)を用いることができる。
また、エポキシ化剤としては、エピクロロヒドリンなどをその代表例としてあげることが出来る。
このポリエステルプレポリマー中のイソシアネート化剤の含有量は、通常0.5〜40重量%、好ましくは1〜30重量%、さらに好ましくは2〜20重量%である。0.5重量%未満では、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性の両立の面で不利になる。また、40重量%を超えると低温定着性が悪化する。
前記結着樹脂前駆体は、重量平均分子量が5×103以上5×104以下であることが好ましい。
結着樹脂前駆体と架橋及び/又は伸長する化合物としては、活性水素基を有する化合物が挙げられ、その代表として、アミン類をあげることができる。アミン類としては、ジアミン化合物、3価以上のポリアミン化合物、アミノアルコール化合物、アミノメルカプタン化合物、アミノ酸化合物、および、これらのアミノ基をブロックした化合物などが挙げられる。
3価以上のポリアミン化合物としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミンなどが挙げられる。
アミノアルコール化合物としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
アミノメルカプタン化合物としては、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピルメルカプタンなどが挙げられる。
アミノ酸化合物としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸などが挙げられる。
これらのアミノ基をブロックした化合物としては、前記アミン類とケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなど)から得られるケチミン化合物、オキサゾリン化合物などが挙げられる。
これらアミン類のうち好ましいものは、ジアミン化合物、ジアミン化合物と少量のポリアミン化合物の混合物、ジアミン化合物のアミノ基をブロックした化合物である。
一例として、ウレア変性ポリエステル樹脂を製造方法について説明する。
まず、ポリオールとポリカルボン酸を、テトラブトキシチタネート、ジブチルスズオキサイド等の触媒の存在下で、150〜280℃に加熱し、必要に応じて、減圧しながら生成する水を除去して、水酸基を有するポリエステル樹脂を得る。次に、水酸基を有するポリエステル樹脂とポリイソシアネートを40〜140℃で反応させ、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーを得る。さらに、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーとアミン類を0〜140℃で反応させ、ウレア変性ポリエステル樹脂を得る。
ウレア変性ポリエステル樹脂の数平均分子量は、通常、1000〜10000であり、1500〜6000が好ましい。
溶剤としては、芳香族溶剤(トルエン、キシレン等);ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等);エステル類(酢酸エチル等);アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等);エーテル類(テトラヒドロフラン等)等のイソシアネート基に対して不活性なものが挙げられる。
なお、未変性のポリエステル樹脂は、水酸基を有するポリエステル樹脂と同様に製造したものを、ウレア変性ポリエステル樹脂の反応後の溶液に混合してもよい。
また、本発明のトナーには必要に応じて着色剤、離型剤、帯電制御剤、樹脂微粒子(有機微粒子)等、トナーに用いられるものとして周知慣用のものを含有してもよく、さらには有機溶剤を除去した後その表面に添加剤が付着されてなるものとしてもよい。
本発明に用いられる着色剤としては公知の染料及び顔料が全て使用でき、例えば、カーボンブラック、ニグロシン染料、鉄黒、ナフトールイエローS、ハンザイエロー(10G、5G、G)、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、黄土、黄鉛、チタン黄、ポリアゾイエロー、オイルイエロー、ハンザイエロー(GR、A、RN、R)、ピグメントイエローL、ベンジジンイエロー(G、GR)、パーマネントイエロー(NCG)、バルカンファストイエロー(5G、R)、タートラジンレーキ、キノリンイエローレーキ、アンスラザンイエローBGL、イソインドリノンイエロー、ベンガラ、鉛丹、鉛朱、カドミウムレッド、カドミウムマーキュリレッド、アンチモン朱、パーマネントレッド4R、パラレッド、ファイセーレッド、パラクロルオルトニトロアニリンレッド、リソールファストスカーレットG、ブリリアントファストスカーレット、ブリリアントカーンミンBS、パーマネントレッド(F2R、F4R、FRL、FRLL、F4RH)、ファストスカーレットVD、ベルカンファストルビンB、ブリリアントスカーレットG、リソールルビンGX、パーマネントレッドF5R、ブリリアントカーミン6B、ポグメントスカーレット3B、ボルドー5B、トルイジンマルーン、パーマネントボルドーF2K、ヘリオボルドーBL、ボルドー10B、ボンマルーンライト、ボンマルーンメジアム、エオシンレーキ、ローダミンレーキB、ローダミンレーキY、アリザリンレーキ、チオインジゴレッドB、チオインジゴマルーン、オイルレッド、キナクリドンレッド、ピラゾロンレッド、ポリアゾレッド、クロームバーミリオン、ベンジジンオレンジ、ペリノンオレンジ、オイルオレンジ、コバルトブルー、セルリアンブルー、アルカリブルーレーキ、ピーコックブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、インダンスレンブルー(RS、BC)、インジゴ、群青、紺青、アントラキノンブルー、ファストバイオレットB、メチルバイオレットレーキ、コバルト紫、マンガン紫、ジオキサンバイオレット、アントラキノンバイオレット、クロムグリーン、ジンクグリーン、酸化クロム、ピリジアン、エメラルドグリーン、ピグメントグリーンB、ナフトールグリーンB、グリーンゴールド、アシッドグリーンレーキ、マラカイトグリーンレーキ、フタロシアニングリーン、アントラキノングリーン、酸化チタン、亜鉛華、リトボン及びそれらの混合物が使用できる。着色剤の含有量はトナーに対して通常1〜15重量%、好ましくは3〜10重量%である。
本発明のトナーに用いられる離型剤は、融点が50〜120℃のワックスであることが好ましい。
このようなワックスは、定着ローラとトナー界面との間で離型剤として効果的に作用することができるため、定着ローラにオイル等の離型剤を塗布しなくても高温耐オフセット性を向上させることができる。
なお、ワックスの融点は、示差走査熱量計であるTG−DSCシステムTAS−100(理学電機社製)を用いて、最大吸熱ピークを測定することにより求められる。
ロウ類及びワックス類としては、カルナバワックス、綿ロウ、木ロウ、ライスワックス等の植物系ワックス;ミツロウ、ラノリン等の動物系ワックス;オゾケライト、セルシン等の鉱物系ワックス;パラフィン、マイクロクリスタリン、ペトロラタム等の石油ワックス等が挙げられる。
また、これらの天然ワックス以外の離型剤としては、フィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス等の合成炭化水素ワックス;エステル、ケトン、エーテル等の合成ワックス等が挙げられる。
さらに、1、2−ヒドロキシステアリン酸アミド、ステアリン酸アミド、無水フタル酸イミド、塩素化炭化水素等の脂肪酸アミド;低分子量の結晶性高分子である、ポリメタクリル酸n−ステアリル、ポリメタクリル酸n−ラウリル等のポリアクリレートのホモポリマー又はコポリマー(例えば、アクリル酸n−ステアリルーメタクリル酸エチル共重合体等)等の側鎖に長鎖アルキル基を有する結晶性高分子も離型剤として用いることができる。
本発明のトナーは、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用でき、例えばニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料、クロム含有金属錯体染料、モリブデン酸キレート顔料、ローダミン系染料、アルコキシ系アミン、4級アンモニウム塩(フッ素変性4級アンモニウム塩を含む)、アルキルアミド、燐の単体または化合物、タングステンの単体または化合物、フッ素系活性剤、サリチル酸金属塩及び、サリチル酸誘導体の金属塩等である。
本発明のトナーは、流動性や現像性、帯電性あるいはクリーニング性を補助するために外添剤を含有してもよい。
流動性や現像性、帯電性を補助し得る外添剤としては、無機微粒子を好ましく用いることができる。無機微粒子の具体例としては、例えばシリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ケイ砂、クレー、雲母、ケイ灰石、ケイソウ土、酸化クロム、酸化セリウム、ベンガラ、三酸化アンチモン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素などを挙げることができる。
この無機微粒子の一次粒子径は、5nm〜2μm(2000nm)であることが好ましく、特に5nm〜500nmであることが好ましい。また、BET法による比表面積は、20〜500m2/gであることが好ましい。この無機微粒子の使用割合は、トナーの0.01〜5重量%であることが好ましく、特に0.01〜2.0重量%であることが好ましい。
本発明に用いる水系媒体としては、水単独でもよいが、水と混和可能な溶剤を併用することもできる。混和可能な溶剤としては、アルコール(メタノール、イソプロパノール、エチレングリコールなど)、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セルソルブ類(メチルセルソルブなど)、低級ケトン類(アセトン、メチルエチルケトンなど)などが挙げられる。
分散剤を使用した場合には、該分散剤がトナー粒子表面に残存したままとすることもできるが、反応後、洗浄除去するほうがトナーの帯電面から好ましい。
分級操作は液中でサイクロン、デカンター、遠心分離等により、微粒子部分を取り除くことができる。もちろん乾燥後に粉体として取得した後に分級操作を行っても良いが、液体中で行うことが効率の面で好ましい。得られた不要の微粒子、または粗粒子は再び有機溶剤に戻して溶解しトナー粒子の形成に用いることができる。その際微粒子、または粗粒子はウェットの状態でも構わない。
用いた分散剤は得られた分散液からできるだけ取り除くことが好ましいが、先に述べた分級操作と同時に分散剤を取り除くことが好ましい。
本発明のトナーの酸価は、低温定着性及び耐高温オフセット性に対して、重要な指標であり、未変性のポリエステル樹脂の末端カルボキシル基に由来するが、低温定着性(定着下限温度)、ホットオフセット発生温度等を制御するために、0.5〜40KOHmg/gであることが好ましい。
酸価が40KOHmg/gを超えると、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が不十分となり、耐高温オフセット性が低下することがある。また、酸価が0.5KOHmg/g未満では、製造時の塩基による分散安定性を向上させる効果が得られなくなったり、反応性変性ポリエステル樹脂の伸長反応及び/又は架橋反応が進行しやすくなったりして、製造安定性が低下することがある。
本発明のトナーのTg1stは45〜65℃であることが好ましい。これにより、低温定着性、耐熱保存性及び高耐久性を得ることができる。Tg1stが45℃未満では、現像機内でのブロッキングや感光体へのフィルミングが発生することがあり、65℃を超えると、低温定着性が低下することがある。更には50〜60℃であることがより好ましい。
本発明のトナーの吸熱ショルダー温度Tg2ndは20〜40℃であることが好ましい。Tg2ndが20℃未満では、現像機内でのブロッキングや感光体へのフィルミングが発生することがあり、40℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
なお、Tg1stは昇温一回目のガラス転移温度、Tg2ndは昇温二回目のガラス転移温度を表し、測定方法の詳細については後述する。
本発明のトナーの体積平均粒径は3μm以上7μm以下であることが好ましく、個数平均粒径に対する体積平均粒径の比が1.2以下であることが好ましい。また、粒径が2μm以下である成分を1個数%以上10個数%以下含有することが好ましい。
結晶性ポリエステル樹脂のX線回折測定は、結晶解析X線回折装置(X’Pert MRDX’Pert MRD フィリッップス社)により確認することができる。以下測定方法を記す。
得られた回折ピークから20°<2θ<25°の範囲に得られたピークを、ピーク強度の強い順に、P1,P2・・・と定義する。
ここで、図1に本発明に係るトナーに用いられる結晶性ポリエステル樹脂のX線回折スペクトルの一例を示す。図1に示すが如く、本発明におけるピークとは、X線回折スペクトルのベースラインに対して凸上に形成されるものである。
以下にX線回折の測定条件を記す。
Tension kV: 45kV
Current: 40A
MPSS
Upper
Gonio
Scanmode: continuos
Start angle : 3°
End angle : 35°
Angle Step:0.02°
Lucident beam optics
Divergence slit : Div slit 1/2
Difflection beam optics
Anti scatter slit: As Fixed 1/2
Receiving slit : Prog rec slit
トナー中に含まれる結晶性ポリエステル樹脂を抽出するには、例えば以下の手段が挙げられる。
トナーを可溶な溶媒、例えばTHFなどの有機溶媒に溶解した溶解液を、THFを移動相としたGPC測定を行ない、溶出液についてフラクションコレクターなどにより分取を行う。
各フラクションにおける溶出液をエバポレーターなどにより濃縮・乾燥した後、固形分を重クロロホルムあるいは重THFなどの重溶媒に溶解させ、1H−NMR測定を行い、各元素の積分比率から、溶出成分における樹脂の構成モノマー比率を算出することができる。
また、他の手法としては、溶出液を濃縮後、水酸化ナトリウムなどにより加水分解を行い、分解生成物を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)などにより定性定量分析することでも構成モノマー比率を算出することができる。
各フラクションにおける上記分析を行った結果、結晶性ポリエステル樹脂が最も多く含まれるフラクションを同定し、結晶性ポリエステル樹脂の重量比が95%以上含まれるようにフラクションの間隔を設定し、結晶性ポリエステル樹脂を単離することができる。ここでは、結晶性ポリエステル樹脂の重量比が95%以上含まれるものを結晶性ポリエステル樹脂成分とした。
上述のGPCによる抽出の他にも、例えば結晶性ポリエステル樹脂の極性溶媒に対する溶解性の低さを利用し、非結晶性ポリステル樹脂と分離することで、結晶性ポリエステル樹脂の単離を行い、しかる後に、1H−NMRや加水分解後の分解生成物をHPLCにより同定することなどにより構成モノマー比率を算出し、結晶性ポリエステル樹脂が重量比で95%以上含まれるように抽出溶媒、濃度を調整して、結晶性ポリエステル樹脂を単離することができる。
結晶性ポリエステル樹脂の有機溶剤に対する溶解度は以下の方法で求められる。
先ず、結晶性ポリエステル樹脂20gと有機溶剤80gを所定の温度下で、1時間攪拌する。
次いで、桐山ロート(桐山製作所製)に、桐山ロート用ろ紙No.4(桐山製作所製)をセットし、これを用いて攪拌した後の溶液を、所定の温度下で、アスピレーターで吸引ろ過し、有機溶剤と結晶性ポリエステル樹脂とを分離する。
さらに、分離して得られた有機溶剤を有機溶剤の沸点+50℃の温度で1時間加熱して有機溶剤を蒸発させ、加熱前後の重量変化から、有機溶剤中に溶解していた結晶性ポリエステル樹脂の溶解量を算出する。
水酸基価は、JIS K0070−1966に準拠した方法を用いて測定される。
具体的には、まず、試料0.5gを100mlのメスフラスコに精秤し、これにアセチル化試薬5mlを加える。次に、100±5℃の温浴中で1〜2時間加熱した後、フラスコを温浴から取り出して放冷する。さらに、水を加えて振り動かして無水酢酸を分解する。次に、無水酢酸を完全に分解させるために、再びフラスコを温浴中で10分以上加熱して放冷した後、有機溶剤でフラスコの壁を十分に洗う。
さらに、電位差自動滴定装置DL−53 Titrator(メトラー・トレド社製)及び電極DG113−SC(メトラー・トレド社製)を用いて、23℃で水酸基価を測定し、解析ソフトLabX Light Version 1.00.000を用いて解析する。なお、装置の校正には、トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を用いる。
このとき、測定条件は、以下の通りである。
Stir
Speed[%] 25
Time[s] 15
EQP titration
Titrant/Sensor
Titrant CH3ONa
Concentration[mol/L] 0.1
Sensor DG115
Unit of measurement mV
Predispensing to volume
Volume[mL] 1.0
Wait time[s] 0
Titrant addition Dynamic
dE(set)[mV] 8.0
dV(min)[mL] 0.03
dV(max)[mL] 0.5
Measure mode Equilibrium controlled
dE[mV] 0.5
dt[s] 1.0
t(min)[s] 2.0
t(max)[s] 20.0
Recognition
Threshold 100.0
Steepest jump only No
Range No
Tendency None
Termination
at maximum volume[mL] 10.0
at potential No
at slope No
after number EQPs Yes
n=1
comb.termination conditions No
Evaluation
Procedure Standard
Potential1 No
Potential2 No
Stop for reevaluation No
具体的には、まず、試料0.5g(酢酸エチル可溶分では0.3g)をトルエン120mlに添加して、23℃で約10時間撹拌することにより溶解させる。次に、エタノール30mlを添加して試料溶液とする。なお、試料が溶解しない場合は、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の溶媒を用いる。さらに、電位差自動滴定装置DL−53 Titrator(メトラー・トレド社製)及び電極DG113−SC(メトラー・トレド社製)を用いて、23℃で酸価を測定し、解析ソフトLabX Light Version 1.00.000を用いて解析する。なお、装置の校正には、トルエン120mlとエタノール30mlの混合溶媒を用いる。
このとき、測定条件は、上記した水酸基価の場合と同様である。
本発明において、結晶性ポリエステル樹脂の融点、トナーのガラス転移温度は、例えば、DSCシステム(示差走査熱量計)(「DSC−60」、島津製作所製)を用いて測定することができる。
具体的には、対象試料の融点、ガラス転移温度は、下記手順により測定できる。
まず、対象試料(結晶性ポリエステル樹脂あるいはトナー)約5.0mgをアルミニウム製の試料容器に入れ、試料容器をホルダーユニットに載せ、電気炉中にセットする。次いで、窒素雰囲気下、0℃から昇温速度10℃/minにて150℃まで加熱する。その後、150℃から降温速度10℃/minにて0℃まで冷却させ、更に昇温速度10℃/minにて150℃まで加熱し、示差走査熱量計(「DSC−60」、島津製作所製)を用いてDSC曲線を計測する。得られたDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラムを用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の『吸熱ショルダー温度』を用いて、対象試料の昇温一回目におけるガラス転移温度を、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、『吸熱ショルダー温度』を用いて、対象試料の昇温二回目におけるガラス転移温度を求めることが出来る。また、得られたDSC曲線から、DSC−60システム中の解析プログラムを用いて、解析プログラム中の『吸熱ピーク温度』を用いて、一回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、対象試料の昇温一回目における融点を、二回目の昇温時におけるDSC曲線を選択し、解析プログラム中の『吸熱ピーク温度』を用いて、対象試料の昇温二回目における融点を求めることが出来る。
本発明では、対象試料としてトナーを用いた際の一回目昇温時におけるガラス転移温度をTg1st、同二回目昇温時におけるガラス転移温度をTg2ndとする。
また本発明では、対象試料として結晶性ポリエステル樹脂を用いた際の二回目昇温時における融点を結晶性ポリエステル樹脂の融点とする。
本発明において、粒度分布は、コールターカウンター法を用いて測定される。
粒度分布の測定装置としては、コールターカウンターTA−II及びコールターマルチサイザーII(いずれもコールター社製)が挙げられる。
本発明においては、コールターカウンターTA−II型測定装置に、個数分布及び体積分布を出力するインターフェイス(日科技研社製)を介して、PC−9801パーソナルコンピューター(NEC社製)を接続して、粒度分布の測定を行う。
具体的には、まず、電解液100〜150ml中に、分散剤として、界面活性剤(好ましくは、アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1〜5ml加える。なお、電解液とは、1級塩化ナトリウムを用いて、約1重量%の水溶液を調製したものであり、例えば、ISOTON−II(コールター社製)が使用できる。次に、試料(トナー)を2〜20mg加えて懸濁させた後に、超音波分散機で1〜3分間分散させる。100μmアパーチャーを用いて、得られた分散液からトナーの体積及び個数を測定し、体積分布及び個数分布を算出する。
なお、チャンネルは、2.00μm以上2.52μm未満、2.52μm以上3.17μm未満、3.17μm以上4.00μm未満、4.00μm以上5.04μm未満、5.04μm以上6.35μm未満、6.35μm以上8.00μm未満、8.00μm以上10.08μm未満、10.08μm以上12.70μm未満、12.70μm以上16.00μm未満、16.00μm以上20.20μm未満、20.20μm以上25.40μm未満、25.40μm以上32.00μm未満及び32.00μm以上40.30μm未満の13チャンネルを使用し、粒径が2.00μm以上40.30μm未満の粒子を対象とする。
粒径2μm以下の超微粉トナー粒子の計測にフロー式粒子像分析装置(「FPIA−2100」;シスメックス社製)を用いて計測し、解析ソフト(FPIA−2100Data Processing Program for FPIA version00−10)を用いて解析を行った。具体的には、ガラス製100mlビーカーに10wt%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC−A;第一工業製薬製)を0.1〜0.5ml添加し、トナー粒子(外添剤が添加されていないトナー母体粒子)0.1〜0.5g添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水80mlを添加した。得られた分散液を超音波分散器(本多電子社製)で3分間分散処理した。前記分散液を前記FPIA−2100を用いて濃度を5000〜15000個/μlが得られるまでトナー粒子の形状及び分布を測定した。本測定法は測定再現性の点から前記分散液濃度が5000〜15000個/μlにすることが重要である。前記分散液濃度を得るために前記分散液の条件、すなわち添加する界面活性剤量、トナー粒子量を変更する必要がある。界面活性剤量はトナー粒子の疎水性により必要量が異なり、多く添加すると泡によるノイズが発生し、少ないとトナー粒子を十分にぬらすことが出来ないため、分散が不十分となる。またトナー粒子添加量は粒径により異なり、小粒径の場合は少なく、また大粒径の場合は多くする必要があり、トナー粒子径が3〜7μmの場合、トナー粒子量を0.1〜0.5g添加することにより分散液濃度を5000〜15000個/μlにあわせる事が可能となる。
本発明の現像剤は、本発明のトナーを有するが、キャリアをさらに有する二成分系現像剤であることが好ましい。このとき、トナーの含有量は、キャリア100重量部に対して1〜10重量部であることが好ましい。
なお、本発明の現像剤は、キャリア有さない一成分系現像剤、即ち、磁性トナー又は非磁性トナーであってもよい。
導電粉は、平均粒子径が1μm以下であることが好ましい。平均粒子径が1μmを超えると、電気抵抗の制御が困難になることがある。
〜結晶性ポリエステル樹脂1の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2320g、1,8−オクタンジオール1430g、ハイドロキノン4.9gを入れ、200℃で10時間反応させた後、230℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて4時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂1を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
尚、分子量測定はo−ジクロロベンゼンの可溶分のGPCによる測定によって行う。また、以下に示す結晶性ポリエステル樹脂2〜10についても同様である。
〜結晶性ポリエステル樹脂2の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2300g、1,8−オクタンジオール1430g、ハイドロキノン4.9gを入れ、190℃で4時間反応させた後、220℃に昇温して3時間反応させ、さらに7.8kPaにて1時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂2を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂3の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2400g、1,8−オクタンジオール1530g、ハイドロキノン4.9gを入れ、200℃で10時間反応させた後、220℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂3を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂4の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−ドデカン二酸2300g、1,10−ドデカンジオール2030g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂4を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂5の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2400g、エチレングリコール620g、ハイドロキノン4.9gを入れ、200℃で10時間反応させた後、220℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂5を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂6の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2400g、1,6−ヘキサンジオール1330g、ハイドロキノン4.9gを入れ、200℃で10時間反応させた後、220℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂6を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂7の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−デカン二酸2400g、1,6−ヘキサンジオール830g、1,4−ブタンジオール430g、ハイドロキノン4.9gを入れ、200℃で10時間反応させた後、220℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂7を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂8の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−ドデカン二酸2700g、エチレングリコール620g、ハイドロキノン4.9gを入れ、200℃で10時間反応させた後、220℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂8を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂9の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−テレフタル酸2520g、1,6−ヘキサンジオール2880g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂9を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂10の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコにフマル酸2160g、1,6−オクタンジオール2120g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂10を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂11の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−オクタン酸2520g、1,8−ペンタンジオール2880g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂11を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂12の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに1,10−アジピン酸2320g、1,8−ヘキサンジオール2580g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂12を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂13の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコにフマル酸1920g、1,6−ヘキサンジオール2480g、ハイドロキノン4.9gを入れ、180℃で10時間反応させた後、200℃に昇温して3時間反応させ、さらに8.3kPaにて2時間反応させて結晶性ポリエステル樹脂13を得た。X線回折測定結果を表1に、融点、有機溶剤への溶解度、分子量測定結果を表2に示す。
〜結晶性ポリエステル樹脂の分散液作製〜
金属製2L容器に[結晶性ポリエステル樹脂1]を100g、酢酸エチル400gを入れ、75℃で加熱溶解させた後、氷水浴中で27℃/分の速度で急冷した。これにガラスビーズ(3mmφ)500mlを加え、バッチ式サンドミル装置(カンペハピオ社製)で10時間粉砕を行い、[結晶性ポリエステル分散液1]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂2]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液2]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂3]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液3]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂4]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液4]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂5]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液5]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂6]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液6]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂7]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液7]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂8]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液8]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂9]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液9]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂10]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液10]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂11]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液11]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂12]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液12]を得た。
また同様にして、[結晶性ポリエステル樹脂1]を[結晶性ポリエステル樹脂13]に変更して、[結晶性ポリエステル分散液13]を得た。
製造例15
〜非結晶性ポリエステル(低分子非結晶性ポリエステル)樹脂の合成〜
窒素導入管、脱水管、攪拌器及び熱伝対を装備した5リットルの四つ口フラスコに、ビスフェノールAエチレンオキサイドサイド2モル付加物229部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物529部、イソフタル酸100部、テレフタル酸108部、アジピン酸46部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で10時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した後、反応容器に無水トリメリット酸30部を入れ、180℃、常圧で3時間反応し、[非結晶性ポリエステル1]を得た。[非結晶性ポリエステル]は、数平均分子量1800、重量平均分子量5500、Tg50℃、酸価20であった。
〜ポリエステルプレポリマー(結着樹脂前駆体)の合成〜
冷却管、撹拌機および窒索導入管の付いた反応容器中に、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物682部、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物81部、テレフタル酸283部、無水トリメリット酸22部およびジブチルチンオキサイド2部を入れ、常圧で230℃で8時間反応し、さらに10〜15mmHgの減圧で5時間反応した[中間体ポリエステル1]を得た。[中間体ポリエステル1]は、数平均分子量2100、重量平均分子量9500、Tg55℃、酸価0.5、水酸基価51であった。
次に、冷却管、撹拌機および窒素導入管の付いた反応容器中に、[中間体ポリエステル1]410部、イソホロンジイソシアネート89部、酢酸エチル500部を入れ100℃で5時間反応し、[プレポリマー1]を得た。[プレポリマー1]の遊離イソシアネート重量%は、1.53%であった。
〜ケチミンの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、イソホロンジアミン170部とメチルエチルケトン75部を仕込み、50℃で5時間反応を行い、[ケチミン化合物1]を得た。[ケチミン化合物1]のアミン価は418であった。
〜マスターバッチ(MB)の合成〜
水1200部、カーボンブラック(Printex35デクサ製)〔DBP吸油量=42ml/100mg、pH=9.5〕540部、ポリエステル樹脂1200部を加え、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)で混合し、混合物を2本ロールを用いて150℃で30分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕し、[マスターバッチ1]を得た。
〜油相の作成〜
撹拌棒および温度計をセットした容器に、[非結晶性ポリエステル1]378部、カルナバWAX110部、CCA(サリチル酸金属錯体E−84:オリエント化学工業)22部、酢酸エチル947部を仕込み、撹拌下80℃に昇温し、80℃のまま5時間保持した後、1時間で30℃に冷却した。次いで容器に[マスターバッチ1]500部、酢酸エチル500部を仕込み、1時間混合し[原料溶解液1]を得た。
[原料溶解液1]1324部を容器に移し、ビーズミル(ウルトラビスコミル、アイメックス社製)を用いて、送液速度1kg/hr、ディスク周速度6m/秒、0.5mmジルコニアビーズを80体積%充填、3パスの条件で、カーボンブラック、WAXの分散を行った。次いで、[非結晶性ポリエステル1]の65%酢酸エチル溶液1042.3部加え、上記条件のビーズミルで1パスし、[顔料・WAX分散液1]を得た。[顔料・WAX分散液1]の固形分濃度(130℃、30分)は50%であった。
〜有機微粒子エマルションの合成〜
撹拌棒および温度計をセットした反応容器に、水683部、メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩(エレミノールRS−30:三洋化成工業製)11部、スチレン138部、メタクリル酸138部、過硫酸アンモニウム1部を仕込み、400回転/分で15分間撹拌したところ、白色の乳濁液が得られた。加熱して、系内温度75℃まで昇温し、5時間反応させた。さらに、1%過硫酸アンモニウム水溶液30部加え、75℃で5時間熟成してビニル系樹脂(スチレン−メタクリル酸−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体)の水性分散液[微粒子分散液1]を得た。[微粒子分散液1]をLA−920で測定した体積平均粒径は、0.14μmであった。[微粒子分散液1]の一部を乾燥して樹脂分を単離した。
〜水相の調整〜
水990部、[微粒子分散液1]83部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの48.5%水溶液(エレミノールMON−7:三洋化成工業製)37部、酢酸エチル90部を混合撹拌し、乳白色の液体を得た。これを[水相1]とする。
〜乳化・脱溶剤〜
[顔料・WAX分散液1]664部、[プレポリマー1]を109.4部、[結晶性ポリエステル分散液1]を73.9部、[ケチミン化合物1]4.6部を容器に入れ、TKホモミキサー(特殊機化製)で5,000rpmで1分間混合した後、容器に[水相1]1200部を加え、TKホモミキサーで、回転数13,000rpmで20分間混合し[乳化スラリー1]を得た。
撹拌機および温度計をセットした容器に、[乳化スラリー1]を投入し、30℃で8時間脱溶剤した後、45℃で4時間熟成を行い、[分散スラリー1]を得た。
〜洗浄・乾燥〜
[分散スラリー1]100部を減圧濾過した後、
(1):濾過ケーキにイオン交換水100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(2):(1)の濾過ケーキに10%水酸化ナトリウム水溶液100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで30分間)した後、減圧濾過した。
(3):(2)の濾過ケーキに10%塩酸100部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過した。
(4):(3)の濾過ケーキにイオン交換水300部を加え、TKホモミキサーで混合(回転数12,000rpmで10分間)した後濾過する、
という前記(1)〜(4)の操作を2回行い[濾過ケーキ1]を得た。
[濾過ケーキ1]を循風乾燥機にて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い[トナー1]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液2]に変更した以外は同様にして、[トナー2]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液3]に変更した以外は同様にして、[トナー3]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液4]に変更した以外は同様にして、[トナー4]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液5]に変更した以外は同様にして、[トナー5]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液6]に変更した以外は同様にして、[トナー6]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液7]に変更した以外は同様にして、[トナー7]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液8]に変更した以外は同様にして、[トナー8]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液9]に変更した以外は同様にして、[トナー9]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液10]に変更した以外は同様にして、[トナー10]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を添加しない以外は同様にして、[トナー11]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液11]に変更した以外は同様にして、[トナー12]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液12]に変更した以外は同様にして、[トナー13]を得た。
実施例1の「乳化・脱溶剤」において、[結晶性ポリエステル分散液1]を[結晶性ポリエステル分散液13]に変更した以外は同様にして、[トナー14]を得た。
(実施例9)
実施例1で得られた[トナー1]1gを100mlのTHF中に投入し、25℃の条件下、30分間攪拌しながら可溶分が溶解した溶解液を得た。
これを目開き0.2μmのメンブランフィルターにてろ過し、トナー溶解液を得た。
これをGPC測定用の試料とし、GPCは「HLC−8120GPC、SC−8020(東ソー(株)社製)装置」を用い、カラムは「TSKgel、SuperHM−H(東ソー(株)社製6.0mmID×15cm)」を2本用い、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)を用いた。
実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。
また、検量線は東ソー社製「polystylene標準試料TSK standard」:「A−500」、「F−1」、「F−10」、「F−80」、「F−380」、「A−2500」、「F−4」、「F−40」、「F−128」、「F−700」の10サンプルから作製した。
なお、試料解析におけるデータ収集間隔は300msとした。
含まれる樹脂のモノマー組成、構成比率は得られたスペクトルのピーク積分比率から求めることができる。
ピークの帰属は例えば、8.25ppm付近:トリメリット酸のベンゼン環由来(水素1個分)、8.07〜8.10ppm付近:テレフタル酸のベンゼン環由来(水素4個分)、7.1〜7.25ppm付近:ビスフェノールAのベンゼン環由来(水素4個分)、6.8ppm付近:ビスフェノールAのベンゼン環由来(水素4個分)およびフマル酸の二重結合由来(水素2個分)、5.2〜5.4ppm付近:ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物のメチン由来(水素1個分)およびアルケニルコハク酸の二重結合由来(水素2個分)、3.7〜4.7ppm付近:ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物のメチレン由来(水素2個分)およびビスフェノールAエチレンオキサイド付加物のメチレン由来(水素4個分)、1.6ppm付近ビスフェノールAのメチル基由来(水素6個分)、0.8〜0.9ppm付近:アルケニルコハク酸の末端メチル基由来(水素12個分)として算出できる。
その結果から結晶性ポリエステルが主成分として含まれるフラクションを同定した。
得られた結晶性ポリエステルを主成分として含むフラクションの溶出分に対して、前述の条件でX線回折を行ない、結晶性ポリエステルの回折ピークを得た。結果を表3に示す。
即ち本発明において、トナー中に結着樹脂の成分として含有される結晶性ポリエステル樹脂のX線回折測定は、原材料としての結晶性ポリエステル樹脂を測定しても良く、トナー中から抽出して得られた結晶性ポリエステル樹脂を測定しても良い。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー2]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー3]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー4]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー5]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー6]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー7]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー8]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー9]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー10]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー11]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行ったが、トナー11では結晶性ポリエステルを含まないため、明確な回折ピークが得られなかった。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー12]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー13]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
実施例9で用いるトナーを[トナー1]から[トナー14]に替えた以外は同様にして、トナー中からの結晶性ポリエステルの抽出、X線回折測定を行った。結果を表3に示す。
また、得られたトナーのガラス転移温度(Tg1st、Tg2nd)の評価結果についても併せて下記表4に示した。
定着ローラとして、テフロン(登録商標)ローラを使用した複写機MF2200(リコー社製)の定着部を改造した装置を用いて、タイプ6200紙(リコー社製)に複写テストを行った。
具体的には、定着温度を変化させてコールドオフセット温度(定着下限温度)及びホットオフセット温度(定着上限温度)を求めた。
定着下限温度の評価条件は、紙送りの線速度を120〜150mm/秒、面圧を1.2kgf/cm2、ニップ幅を3mmとした。
また、定着上限温度の評価条件は、紙送りの線速度を50mm/秒、面圧を2.0kgf/cm2、ニップ幅を4.5mmとした。
<定着性評価基準>
(定着下限)
◎:低温定着性に大変優れ、省エネ性能の向上に大きく寄与する。
○:低温定着性に優れ、実使用上問題の無いレベルである。
△:低温定着性に劣り、実使用上問題のあるレベルである。
×:低温定着性に劣り、実使用上大きく問題のあるレベルである。
(定着上限)
◎:定着オフセットに大変優れ、様々な紙種・通紙温度が触れた際にも問題に全くならない。
○:定着オフセットに優れ、様々な紙種・通紙温度が触れた際にもほとんど問題ならない。
△:定着オフセット性に劣り、実使用上問題のあるレベルである。
×:定着オフセット性が大きく劣り、実使用上大きく問題のあるレベルである。
トナーを50℃で8時間保管した後、42メッシュの篩で2分間篩い、金網上の残存率を測定した。
このとき、耐熱保存性が良好なトナー程、残存率は小さい。
なお、耐熱保存性は、残存率が10%未満である場合を◎、残存率が10%以上20%未満である場合を〇、残存率が20%以上30%未満である場合を△、30%以上である場合を×として、判定した。
デジタルフルカラー複写機(リコー社製imagioColor2800)を用い、を用い、単色モードで写真画像を30,000枚ランニング出力した後、粒状性、鮮鋭性の度合いを目視にて評価した。良好なものから順に、「◎」はオフセット印刷並、「○」はオフセット印刷よりわずかに悪い程度、「△」はオフセット印刷よりかなり悪い程度、「×」は従来の電子写真画像程度(非常に悪い)で評価した。
画像形成装置MF2800(株式会社リコー製)を用いて、10,000枚画像を形成させた後の感光体を目視で検査し、トナー成分、主に離型剤の感光体への固着が生じていないかを下記評価基準により評価した。
<フィルミング評価基準>
◎:感光体へのトナー成分の固着が確認されない
○:感光体へのトナー成分の固着が確認できるが、実用上、問題になるレベルではない
△:感光体へのトナー成分の固着が確認でき、実用上問題の出るレベルである
×:感光体へのトナー成分の固着が確認でき、実用上大きく問題のあるレベルである
感光体に当接するクリーニングブレード及び帯電ローラを有するタンデム型カラー電子写真装置imagio Neo 450(株式会社リコー製)を用いて、現像スリーブの回転方向に対して垂直な方向に1cm間隔で黒ベタと白ベタを繰り返したA4横チャート(画像パターンA)を1万枚出力した後、白紙画像を出力し、かぶりの有無を目視により確認し下記評価基準により評価した。
<かぶり評価基準>
◎:かぶりが全く無い
○:かぶりがあるものの実使用上問題の無いレベルである
△:かぶりが有り実使用上問題となる可能性のあるレベルである
×:かぶりが有り実使用上大きく問題となるレベルである
比較例3では結晶性ポリエステル樹脂を含まないため、低温定着性に大きく劣る結果となった。
FWHM ピーク半値幅(=|x1−x2|)
fmax 最大ピーク強度
1/2*fmax 最大ピーク強度の半分
Claims (13)
- 結着樹脂を含むトナーであって、
前記結着樹脂は、成分として結晶性ポリエステル樹脂と非結晶性ポリエステル樹脂とを含有し、
前記結晶性ポリエステル樹脂は、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12ドデカンジオールのいずれか一種類のアルコール成分、及び、1,10−デカン二酸、1,12−ドデカン二酸のいずれか一種類のジカルボン酸成分から合成されるポリエステルであり、X線回折測定により、20°<2θ<25°の範囲に少なくとも二の回折ピークが検出され、且つ、融点が60℃以上80℃未満であり、前記回折ピークの半値幅は、いずれも1.0°/2θ未満である、
ことを特徴とするトナー。 - かつ前記回折ピークの半値幅は、いずれも0.6°/2θ未満であることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂は、融点が65℃以上75℃未満であることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー。
- 当該トナーにおけるDSC昇温一回目より算出されるガラス転移温度(Tg1st)が45℃以上65℃未満であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナー。
- 当該トナーにおけるDSC昇温二回目より算出されるガラス転移温度(Tg2nd)が20℃以上40℃未満であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂は、オルトジクロロベンゼンの可溶分のGPCによる分子量分布が、重量平均分子量(Mw)で3000〜30000、数平均分子量(Mn)で1000〜10000、Mw/Mnが1〜10であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂は、オルトジクロロベンゼンの可溶分のGPCによる分子量分布が、重量平均分子量(Mw)で5000〜15000、数平均分子量(Mn)で2000〜10000、Mw/Mnが1〜5であることを特徴とする請求項6に記載のトナー。
- 有機溶剤と該有機溶剤中に含有されてなる前記結着樹脂の成分とを有する油相を、水系媒体中に分散させて分散液とし、該分散液から前記有機溶剤を除去することによって得られることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂は、20℃における前記有機溶剤に対する溶解度が3.0質量部未満であることを特徴とする請求項8に記載のトナー。
- 前記結晶性ポリエステル樹脂は、70℃における前記有機溶剤に対する溶解度が10.0質量部以上であることを特徴とする請求項8または9に記載のトナー。
- 前記油相は、前記結着樹脂の成分として更に結着樹脂前駆体を含有することを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記結着樹脂の成分は、変性ポリエステル系樹脂からなる結着樹脂前駆体を含み、
前記油相は、着色剤と、離型剤と、を含み、
前記水系媒体は、分散剤を含み、
前記油相に前記結着樹脂前駆体と架橋及び/又は伸長する化合物を溶解させた後、前記水系媒体中に当該化合物を溶解させた油相を分散させて分散液を得て、該分散液中で前記結着樹脂前駆体を前記化合物と反応させて架橋反応及び/又は伸長反応させた後、前記有機溶剤を除去して得られることを特徴とする請求項8乃至11のいずれか1項に記載のトナー。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載のトナーを含むことを特徴とする現像剤。
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