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JP2011059591A - 電子写真用マゼンタトナー及びその製法 - Google Patents

電子写真用マゼンタトナー及びその製法 Download PDF

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JP2011059591A JP2009212044A JP2009212044A JP2011059591A JP 2011059591 A JP2011059591 A JP 2011059591A JP 2009212044 A JP2009212044 A JP 2009212044A JP 2009212044 A JP2009212044 A JP 2009212044A JP 2011059591 A JP2011059591 A JP 2011059591A
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Satoru Ogawa
哲 小川
Fumihiro Sasaki
文浩 佐々木
Yuji Yamashita
裕士 山下
Ryuta Inoue
竜太 井上
Daisuke Inoue
大佑 井上
Junichi Awamura
順一 粟村
Tomomi Suzuki
智美 鈴木
Tsutomu Sugimoto
強 杉本
Hyo Shu
氷 朱
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

【課題】結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を使用した水系造粒によって得られるトナーであって、着色剤の偏在のない、優れた発色性と帯電性を有するマゼンタトナーを提供すること。
【解決手段】 少なくとも結着樹脂成分、着色剤および離形剤からなるトナー材料を有機溶媒中に含む油相を水系媒体中で懸濁してなる懸濁液から造粒されたトナー母体粒子を含むトナーにおいて、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とが用いられ、該ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20であることを特徴とする電子写真用マゼンタトナー。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真用トナーに関し、より詳細には、静電式複写機やレーザービームプリンタ等、いわゆる電子写真法を用いた画像形成装置で用いられるフルカラー用トナー及びその製法に関する。
従来より、電子写真装置や静電記録装置等において、電気的または磁気的潜像は、トナーによって顕像化されている。例えば、電子写真法では、感光体上に静電荷像(潜像)を形成し、次いで、該潜像をトナーを用いて現像して、トナー画像を形成している。トナー画像は、通常、紙等の転写材上に転写され、次いで、加熱等の方法で定着させている。静電荷像現像に使用されるトナーは、一般に、結着樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、その他の添加剤を含有させた着色粒子であり、その製造方法には、大別して粉砕法と懸濁重合法等のケミカル製造法がある。
粉砕法では、熱可塑性樹脂中に、着色剤、帯電制御剤、オフセット防止剤などを溶融混合して均一に分散させ、得られた組成物を粉砕、分級することによりトナーを製造している。
粉砕法によれば、ある程度優れた特性を有するトナーを製造することができるが、トナー用材料の選択に制限がある。例えば、溶融混合により得られる組成物は、経済的に使用可能な装置により粉砕し、分級できるものでなければならない。この要請から、溶融混合した組成物は、充分に脆くせざるを得ない。このため、実際に上記組成物を粉砕して粒子にする際に、広範囲の粒径分布の被粉砕物が形成され易く、良好な解像度と階調性のある複写画像を得ようとすると、例えば、粒径5μm以下、特に3μm以下の微粉と20μm以上の粗粉を分級により除去しなければならず、収率が非常に低くなるという欠点がある。また、粉砕法では、離型剤や顔料などを熱可塑性樹脂中に均一に分散することが困難である。また、トナーに添加した着色剤が、粉砕工程を経て得られたトナー母体粒子表面に露出してしまうため、トナー粒子表面の帯電が不均一となって、トナーの帯電分布を拡げ、現像特性が低下するという問題がある。従って、これらの問題のため、混練粉砕法では、高性能化の要求に対し充分対応できないのが現状である。
近年、これらの粉砕法における問題点を克服するために、懸濁重合法等のケミカル製造法によるトナーの製造方法が提案され、実施されている。静電潜像現像用のトナーを重合法によって製造する技術は公知であり、例えば懸濁重合法によってトナー粒子を得ることが行なわれている。
しかしながら、ケミカル製造法で得られるトナー粒子は球形であり、クリーニング性に劣るという欠点がある。画像面積率の低い現像・転写では転写残トナーが少なく、クリーニング不良が問題となることはないが、写真画像など画像面積率の高いもの、さらには、給紙不良等で未転写の画像形成したトナーが感光体上に転写残トナーとして発生することがあり、蓄積すると画像の地汚れを発生してしまう。
また、感光体を接触帯電させる帯電ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。さらに、トナーの作製と同時に樹脂の重合を行なうため、従来トナーに用いていた材料を使用できない場合が多い。従来の材料を使用して重合を行なうことができるものでも、樹脂や着色剤などの添加剤の影響を受けて粒径のコントロールが十分にできない場合があり、この方法には材料選択の自由度が小さいといった問題がある。
特に問題となるのは、従来混練粉砕法で優れた定着性能やカラー適性を発現していたポリエステル樹脂が基本的に使用できず、そのため、小型化、高速化、カラー化などに充分対応することができない点である。このため、乳化重合法により得られる樹脂微粒子を会合させて不定形のトナー粒子を得る方法が開示されている(特許文献1の特開昭63−186253号公報参照)。
しかし、乳化重合法で得られるトナー粒子は、水洗浄工程を経ても、界面活性剤が、表面だけでなく、粒子内部にも多量に残存し、トナーの帯電の環境安定性を損ない、かつ帯電量分布を広げ、得られた画像の地汚れ不良となる。また、残存する界面活性剤により、感光体や帯電ローラ、現像ローラ等を汚染してしまい、本来の帯電能力を発揮できなくなってしまう。また、トナー粒子表面に着色剤成分をほとんど露出しない乳化重合法でも、着色剤が凝集し易いために、着色剤をトナー中に均一に添加、分散することが難しく、トナーにより着色剤の入り方に差が生じるため、帯電の不均一性を生じ、長期間使用した場合の安定性が低下するという問題もある。また、カラー出力の場合、現像性や転写性のわずかな悪化がカラーバランスや階調性の悪化を引き起こし問題となる。さらに、トナー中の着色剤は一般に、親水性であって樹脂と相溶しないため、その界面で透過光を乱反射し、OHPなどの透過性を阻害する。従って、着色剤の分散が悪いとOHPでの透過性が悪化するという問題もある。
これらを解決するトナーの作製方法として、特許文献2の特開昭50−120632号公報、特許文献3の特開昭63−25664号公報、特許文献4の特開平5−127422号公報、特許文献5の特開平8−179556号公報には、トナー成分を溶解した油性成分液を水性媒体中で粒子化し、溶媒除去後、粉体化するいわゆる溶解懸濁法について開示されている。
しかしながら、これら公報記載の方法によると、これらの水性媒体中でトナー粒子を作製する方法では、トナーの球形化が容易に行えるという利点を有する一方、特にトナーの平均粒径を小さくするために水性媒体と油性成分の混合物を強力に攪拌すると、微粒化時にトナー粒子中に含まれる顔料が水性媒体と油性成分液滴の界面に偏析しやすく、トナー粒子表面に顔料が露出したり、トナー中の顔料分散が不均一になる。とりわけ、マゼンタ顔料についてはカーボンブラックやフタロシアニンン顔料に比べ、その構造上トナー粒子表面に偏析しやすいという問題を有していた。
顔料分散性を向上する手段としては、特許文献6の特開平11−72958号公報に、顔料分散剤としてポリマー分散剤を用いる技術について開示されており、ポリマー分散剤の酸価、及びアミン価を規定することで、オフセット性、帯電性、保存性に優れ、かつ良好な発色性、OHP透過性を有するトナーが記載されている。しかし、水系で懸濁、造粒しトナーを作製する場合、ポリマー分散剤の酸価、アミン価を規定するのみでは十分ではなく、トナー作製中に顔料の凝集が起こり、トナーの発色性、トナーを定着した後の透明性が悪化する。
一方、色再現性を向上することを目的として2種類以上の顔料を用いて、色相の調整をする技術は広く行われている。
例えば、マゼンタトナーについて、特許文献7の特開2003−215847号公報には、マゼンタ顔料としてナフトール系顔料とキナクリドン系顔料とを含有比率が80:20〜30:70の比率で混合するマゼンタトナーについての技術が開示されている。
しかしながら、溶解懸濁法においてキナクリドン顔料は、理由は定かではないが恐らくその骨格上、油相液滴中の親水基部分が水相側に露出し、造粒時に水相側に寄るため、トナー粒子表層に偏析する。着色剤が偏析すると、凝集しやすくなるため発色が悪くなり、帯電性に影響を及ぼす。
本発明の目的は上記を鑑みなされたものである。すなわち結着樹脂として少なくともポリエステル樹脂を使用した水系造粒によって得られるトナーであって、着色剤の偏在のない、優れた発色性と帯電性を有するマゼンタトナーを提供することである。
本発明者らは鋭意検討を行なった結果、結着樹脂成分として少なくともポリエステル樹脂成分を使用し、水系造粒によって得られるトナーであって、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とを用い、ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率を99:1〜80:20とすることにより、優れた着色性、色相、帯電性を有するトナーとすることができることを見出した。
すなわち、上記課題は、つぎの本発明により解決される。
(1) 少なくとも結着樹脂成分、着色剤および離形剤からなるトナー材料を有機溶媒中に含む油相を水系媒体中で懸濁してなる懸濁液から造粒されたトナー母体粒子を含むトナーにおいて、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とが用いられ、該ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20であることを特徴とする電子写真用マゼンタトナー。
(2)前記着色剤をマスターバッチ用樹脂中に予め分散してなるマスターバッチが用いられたことを特徴とする請求項1に記載の電子写真用マゼンタトナー。
(3)前記着色剤は、酸性の表面処理剤にて表面処理されたものであることを特徴とする前記第(1)項または第(2)項に記載の電子写真用マゼンタトナー。
(4)前記表面処理剤は、酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることを特徴とする前記第(3)項に記載の電子写真用マゼンタトナー。
(5)マスターバッチ用の前記樹脂が、酸価が5KOHmg/g以上40KOHmg/g以下であることを特徴とする前記第(2)項乃至第(4)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
(6)前記表面処理剤と着色剤が予め前記マスターバッチ用樹脂中に分散されたものであり、該樹脂と表面処理剤と着色剤との分散が、溶融混練であることを特徴とする前記第(3)項乃至第(5)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
(7)前記表面処理剤の融点が前記樹脂の融点より低いことを特徴とする請求項6に記載の電子写真用マゼンタトナー。
(8)前記表面処理剤の融点が70℃以上110℃以下であることを特徴とする前記第(6)項または第(7)項に記載の電子写真用マゼンタトナー。
(9)前記離型剤は、90℃での粘度が5センチポアズ以上50センチポアズ以下であることを特徴とする前記第(1)項乃至第(8)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
(10)前記表面処理剤と着色剤とが予め前記マスターバッチ用樹脂に分散されたものであり、該マスターバッチ用樹脂と離型剤と着色剤との分散が、着色剤として顔料洗浄後のプレスケーキ顔料を用いたものであることを特徴とする前記第(6)項乃至第(9)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
(11)前記マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤との分散が、該マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤との溶融混合を含み、該溶融混合が、開放型の溶融混練機を用いることを特徴とする前記第(10)項に記載の電子写真用マゼンタトナー。
(12)少なくとも結着樹脂成分、着色剤および離形剤を含むトナー材料含有の有機溶媒の油相を水系媒体中に液滴状に懸濁させ、該液滴からトナー母体粒子を造粒するトナーの製造方法において、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とを用い、ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20とすることを特徴とする電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(13)前記着色剤をマスターバッチ用樹脂中に予め分散するマスターバッチを用いることを特徴とする前記第(12)項に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(14)前記着色剤を酸性の表面処理剤にて表面処理することを特徴とする前記第(12)項または第(13)項に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(15)前記表面処理剤は、酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることを特徴とする前記第(12)項乃至第(14)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(16)前記マスターバッチ用の樹脂が、酸価が5KOHmg/g以上40KOHmg/g以下であることを特徴とする前記第(13)項乃至第(15)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(17)予め結着樹脂と表面処理剤と着色剤とを分散する工程を有し、該結着樹脂と表面処理剤と着色剤との分散工程が、溶融混練であることを特徴とする前記第(14)項乃至第(16)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(18)前記表面処理剤の融点が前記マスターバッチ用樹脂の融点より低いことを特徴とする前記第(17)項に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(19)該表面処理剤の融点が70℃以上110℃以下であることを特徴とする前記第(17)項または第(18)項に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(20)前記離型剤は、90℃での粘度が5センチポアズ以上50センチポアズ以下であることを特徴とする前記第(17)項乃至第(19)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(21)前記マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを予め分散する工程が、着色剤として顔料洗浄後のプレスケーキ顔料を用いるものであることを特徴とする前記第(17)項乃至第(20)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(22)前記マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを溶融混合する工程で、開放型の溶融混練機を用いることを特徴とする前記第(17)項乃至第(21)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
(23)前記結着樹脂成分と離形剤と着色剤とを前記有機溶媒に分散して前記油相を形成する工程を有することを特徴とする前記第(12)項乃至第(22)項の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
本発明によれば、少なくとも結着樹脂成分、着色剤および離形剤からなるトナー材料を有機溶媒中に含む油相を水系媒体中で懸濁してなる懸濁液から造粒されたトナー母体粒子を含むトナーにおいて、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とが用いられ、該ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20であれば、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
また本発明によれば、着色剤を、結着樹脂の一部になるマスターバッチ用樹脂中に予め分散したマスターバッチを用いることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、着色剤を酸性の表面処理剤にて表面処理することにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、表面処理剤は、酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、マスターバッチ用の樹脂が、酸価が5KOHmg/g以上40KOHmg/g以下であることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、予めマスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを分散する工程が、溶融混練であることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、表面処理剤の融点が前記樹脂の融点より低いことにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、表面処理剤の融点が70℃以上110℃以下であることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、前記離型剤は、90℃での粘度が5センチポアズ以上50センチポアズ以下であることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、予めマスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを分散する工程が、着色剤として顔料洗浄後のプレスケーキ顔料を用いることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
さらに本発明によれば、予めマスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを溶融混合する工程で、開放型の溶融混練機を用いることにより、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないマゼンタトナーが得られる。
次に、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明のトナーは、前記のように、少なくとも結着樹脂成分、着色剤および離形剤を含有するトナー材料を有機溶媒中に含む油相を水系媒体中で懸濁してなる懸濁液から造粒されたトナー母体粒子を含むトナーにおいて、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とが用いられ、該ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20であることを特徴としている。ナフトール系顔料は、マゼンタ顔料の中では比較的油相中あるいは樹脂中の分散は良好であり、着色力も高い。一方、短波長側の吸収が強いためマゼンタ顔料としては黄色味が強く、赤色に近い色相であるため、マゼンタ色再現性が悪い。その補色としてジオキサジン系顔料を添加することでマゼンタ色の色相に近づくことができる。ジオキサジン系顔料も比較的油相中あるいは樹脂中の分散は良好であり、発色性が高い。一方、長波長側に吸収を有するため、添加しすぎるとマゼンタ色の彩度を大きく低下させる。そこで、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とを用い、ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20とすることで、良好な色相、着色度、帯電性を有するマゼンタトナーを得ることができる。
また本発明のトナーは、着色剤をマスターバッチ用樹脂中に予め分散してなるマスターバッチを用いることを特徴としている。マスターバッチを用いることで、着色剤の油相分散時における、ショックを和らげ着色剤の凝集を防ぎ、着色剤の分散性が向上し、良好な色相、着色度、帯電性を有するマゼンタトナーを得ることができる。
また、本発明のトナーは着色剤が酸性の表面処理剤にて表面処理されたものであることを特徴としている。着色剤が酸性処理されたものであることで、樹脂中の着色剤の分散性が向上し、良好な色相、着色度、帯電性を有するマゼンタトナーを得ることができる。
また本発明のトナーは表面処理剤の酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることを特徴としている。酸価が3KOHmg/g以下となると、着色剤が十分に分散されにくく、20KOHmg/g以上であると外部環境により帯電性などに影響を受けやすくなる。例えば、高温高湿下で帯電が低下し地汚れや飛散などが生じる。酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であれば、顔料分散性に優れ高温高湿下での実機ランニング性に優れたトナーが得られる。
また本発明のトナーは、ポリエステル樹脂の酸価が5KOHmg/g以上40KOHmg/g以下であることを特徴としている。ポリエステル樹脂の酸価は顔料の分散性に寄与するため5KOHmg/g以下であると、顔料の分散が難しい。一方、外部環境の影響を受けやすくなるため40KOHmg/g以下であることが好ましい。40KOHmg/g以上であると、例えば、高温高湿下で帯電が低下し地汚れや飛散などが生じる。
また本発明のトナーは、マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤との予めの分散が、溶融混練であることを特徴としている。溶融混練法によるマスターバッチは、表面処理剤を用いることにより効果的に分散することができ、溶剤系の分散のように顔料の再凝集のようなこともならないため、立体障害などの顔料分散剤が必要なく、安定した顔料分散が得られる。
また本発明のトナーは、該表面処理剤の融点がマスターバッチ用樹脂の融点より低いことを特徴としている。表面処理剤の融点がマスターバッチ用樹脂の融点より高いと溶融混練時に効果的に顔料表面に吸着することができない。一方、マスターバッチ用樹脂の融点より低いと、溶融混練時に表面処理剤が溶融し、顔料と濡れて粒子表面に吸着することができ、顔料分散性に大きな効果が得られる。
また本発明のトナーは、前記表面処理剤の融点が70℃以上110℃以下であることを特徴としている。表面処理剤の融点が70℃より低いと高温高湿下での保存性に悪影響を及ぼし、トナーが固化してしまうなどの課題が生じる。一方融点が110℃よりも高いと、溶融混練時に表面処理剤を溶融させるためには高い温度にする必要となり、結着樹脂の一部になるマスターバッチ用樹脂の粘度が下がり、高い剪断を付与することができない。
また本発明のトナーは、前記離型剤の90℃での粘度が5センチポアズ以上50センチポアズ以下であることを特徴としている。表面処理剤の粘度が90℃での5センチポアズを下回ると、トナー表面に露出する表面処理剤の影響により、高温高湿下での保存性に悪影響を及ぼし、トナーが固化してしまうなどの課題が生じる。一方、表面処理剤の粘度が90℃で50センチポアズを超えると、粘度が高すぎて、溶融時に顔料と濡れにくく、顔料表面に吸着しにくいため、顔料分散性に効果が少ない。
また本発明のトナーは、予めマスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを溶融混合する工程で、着色剤として顔料洗浄後のプレスケーキ顔料を用いることを特徴としている。プレスケーキは顔料粒子間に水を含んでおり、溶融混練時にマスターバッチ用樹脂に置換することで凝集することなく顔料分散性の優れたトナーを得ることができる。
また本発明のトナーは予めマスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを溶融混合する工程で、開放型の溶融混練機を用いることを特徴としている。開放型の溶融混練機はせん断時に発生する熱を開放できるため比較的低温で混練することが可能である。低温での混練は原料に高いせん弾力を付与できるため、より顔料分散性の優れたトナーを得ることが可能である。
本発明における結着樹脂成分(結着樹脂及びその前駆体で、マスターバッチ用樹脂を含む)としては、種々のトナー用公知樹脂成分を用いることができるが、うち、ポリエステル系樹脂を好ましく用いることができ、例えば、これを主として他の樹脂成分例えばスチレン系樹脂、アクリル系樹脂等の副成分を併用することができる。
本発明に用いられるポリエステル樹脂は顔料の分散性の観点より、ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物をポリエステル樹脂を重合するときに用いるジオール成分に対して50モル%以上含有することが好ましい。更に好ましいのは70モル%以上、更に好ましいのは80モル%以上である。ジオール成分としてプロピレンオキサイド付加物が一定以上含有したポリエステル樹脂と所定の酸価、アミン価を有するポリエステル誘導体である高分子分散剤を組み合わせたときに顔料分散性が優れ、またトナーの色再現性が向上する。この理由は定かでないが、恐らくポリエステル樹脂と高分子分散剤の親和性が高まり顔料を安定化するものと考えられる。ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物以外のポリオール類、及び酸類は、ポリエステル樹脂のガラス転移点、分子量、軟化点等を考慮して任意に選択できる。水酸基価、酸価は3価以上のポリオール、酸を添加することで任意に調整ができる。ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物以外のジオール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のアルキレングリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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ル、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン基を有するジオール;1,4−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等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。なお、アルキレングリコールの炭素数は、2〜12であることが好ましい。これらの中でも、炭素数が2〜12であるアルキレングリコール又はビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物又はビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物と炭素数が2〜12のアルキレングリコールの混合物が特に好ましい。
また、三価以上のポリオールも使用ができ、三価以上のポリオールとしては、三価以上の脂肪族アルコール、三価以上のポリフェノール類、三価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物等を用いることができる。三価以上の脂肪族アルコールの具体例としては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。三価以上のポリフェノール類の具体例としては、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。三価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物の具体例としては、三価以上のポリフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等が挙げられる。
酸成分(酸無水物、酸クロリドを含む)としてはポリカルボン酸が挙げられる。ポリカルボン酸は、目的に応じて適宜選択することができ、ジカルボン酸、三価以上のカルボン酸、ジカルボン酸と三価以上のカルボン酸の混合物等を用いることができるが、ジカルボン酸又はジカルボン酸と少量の三価以上のポリカルボン酸の混合物が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ジカルボン酸の具体例としては、二価のアルカン酸、二価のアルケン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。二価のアルカン酸の具体例としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。二価のアルケン酸の炭素数は、4〜20であることが好ましく、具体的には、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。芳香族ジカルボン酸の炭素数は、8〜20であることが好ましく、具体的には、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも、炭素数が4〜20の二価のアルケン酸又は炭素数が8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
三価以上のカルボン酸としては、三価以上の芳香族カルボン酸等を用いることができる。三価以上の芳香族カルボン酸の炭素数は、9〜20であることが好ましく、具体的には、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸、三価以上のカルボン酸及びジカルボン酸と三価以上のカルボン酸の混合物のいずれかの酸無水物又は低級アルキルエステルを用いることもできる。低級アルキルエステルの具体例としては、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等が挙げられる。
ジカルボン酸と三価以上のカルボン酸を混合して用いる場合、ジカルボン酸に対する三価以上のカルボン酸の質量比は、0.01〜10%であることが好ましく、0.01〜1%がより好ましい。
ポリオールとポリカルボン酸を重縮合させる際の混合比は、ポリカルボン酸のカルボキシル基に対するポリオールの水酸基の当量比は、通常、1〜2であることが好ましく、1〜1.5がより好ましく、1.02〜1.3が特に好ましい。
トナー用着色剤として、本発明ではマゼンタ顔料としてキナクリドン系顔料とジオキサジン系顔料を併用している。
ナフトール顔料としては、C.I.ピグメントレッド150、C.I.ピグメントレッド184、C.I.ピグメントレッド269、などが挙げられる。
また、ジオキサジン系顔料としては、C.I.ピグメントバイオレット23などが挙げられる。
なお上記顔料は、油相を調整する前に、好誼に顔料と表面処理剤とを結着樹脂に予め分散していられる。さらに好ましくは溶融混練し分散させる。溶融混練機としては、一軸押し出し混練機、二軸押し出し混練機、二本ロール、三本ロールなどが挙げられる。より好誼には表面処理剤や顔料の分散性を向上させる目的として、連続式の開放型二本ロール混練機が用いられる。本混練機は、混練物吐出側のロール間隙が原料投入側のロール間隙よりも広くすることにより、通常混練部全体に渡って強い剪断力がかかるオープンロール型混練機の混練力を、混練部前半の原料投入部に集中させて、後半部は溶融による混合を主体とすることで、混練熱の発生そのものを抑制することができるために、混練効果が増す。近接して配設された2本のロールは、一方が加熱媒体を通した加熱ロールであり、もう一方が冷却媒体を通した冷却ロールであることにより、より強いせん弾力を付与することが可能となり、離型剤や顔料の分散性は向上する。
本発明に用いられるワックスは、天然ワックスとして、動物由来の蜜蝋、鯨蝋、セラック蝋、植物由来のカルナバ蝋、木蝋、米糠蝋(ライスワックス)、キャンデリラワックス、石油由来のパラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、鉱物由来のモンタンワックス、オゾケライトなどがあり、また合成ワックスとしては、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、油脂系合成ワックス(エステル、ケトン類、アミド)、水素化ワックスなどがある。
種類について限定されるものではないが、好ましくは離形性の観点から石油の減圧蒸留留出分を分離精製して得られた炭化水素ワックスをカルボン酸などで変性させたものが良い。これは、パラフィンワックスが比較的低温で低粘度であると共に、針入度が低く、また変性することにより比較的容易に酸価を制御することが可能である。
ワックスの融点は離形効果の観点から、結着樹脂の融点より低いことが好ましく、70℃以上110℃以下であることが好ましい。またワックスの添加量は、離形効果と高温高湿下での保存性や帯電性を考慮すると、好ましくは1重量部以上20重量部以下であり、酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることが好ましい。また、帯電を阻害しないためのワックスのブリード性を考慮すると、90℃における粘度が5以上50以下であることが好ましい。
また、添加量は少なすぎると離形効果が少なく、多いと環境の影響を受けやすくなるため好ましくは3部から10部添加される。
また、本発明では帯電制御剤が好誼に用いられる。帯電制御剤としては公知のものの中から目的に応じて適宜選択することができるが、有色材料を用いると色調が変化することがあるため、無色又は白色に近い材料を用いることが好ましい。具体的には、トリフェニルメタン系染料、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、フッ素変性四級アンモニウム塩を含む四級アンモニウム塩、アルキルアミド、リンの単体又はその化合物、タングステンの単体又はその化合物、フッ素系界面活性剤、サリチル酸の金属塩、サリチル酸誘導体の金属塩等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
帯電制御剤は、市販品を使用してもよく、市販品としては、四級アンモニウム塩のボントロンP−51、オキシナフトエ酸系金属錯体のE−82、サリチル酸系金属錯体のE−84、フェノール系縮合物のE−89(以上、オリエント化学工業社製)、四級アンモニウム塩モリブデン錯体のTP−302、TP−415(以上、保土谷化学工業社製)、四級アンモニウム塩のコピーチャージPSY VP2038、トリフェニルメタン誘導体のコピーブルーPR、四級アンモニウム塩のコピーチャージ NEG VP2036、コピーチャージ NX VP434(以上、ヘキスト社製)、LRA−901、ホウ素錯体のLR−147(日本カーリット社製)、キナクリドン、アゾ系顔料、その他スルホン酸基、カルボキシル基、四級アンモニウム塩等の官能基を有する高分子等が挙げられる。トナー中の帯電制御剤の含有量は、結着樹脂の種類、添加剤の有無、分散方法等により異なり、一概に規定することができないが、結着樹脂に対して、0.1〜10質量%であることが好ましく、0.2〜5質量%がより好ましい。含有量が、0.1質量%未満であると、帯電制御性が得られないことがあり、10質量%を超えると、トナーの帯電性が大きくなりすぎ、現像ローラーとの静電引力が増大し、現像剤の流動性低下や画像濃度の低下を招くことがある。
油相に含有させる前記結着樹脂の重量平均分子量は、1000〜30000であることが好ましく、1500〜15000がより好ましい。重量平均分子量が、1000未満であると、耐熱保存性が低下することがある。このため、重量平均分子量が1000未満である成分の含有量は、8〜28質量%であることが好ましい。一方、重量平均分子量が30000を超えると、低温定着性が低下することがある。
前記結着樹脂のガラス転移温度は、通常、30〜70℃であり、35〜60℃がより好ましく、35〜55℃がさらに好ましい。ガラス転移温度が30℃未満であると、トナーの耐熱保存性が低下することがあり、70℃を超えると、低温定着性が低下することがある。
前記結着樹脂の酸価は、5KOHmg/g以上40KOHmg/g以下であることが好ましい。
この範囲であれば、離型剤や顔料の分散性が向上し、発色や離形性、高温高湿下での保存性や帯電性に優れたトナーが得られる。
水系媒体は、公知のものの中から適宜選択することができる。具体的には、水、水と混和可能な溶媒、これらの混合物等が挙げられるが、これらの中でも、水が特に好ましい。水と混和可能な溶媒としては、アルコール、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、セロソルブ類、低級ケトン類等が挙げられる。アルコールとしては、メタノール、イソプロパノール、エチレングリコール等が挙げられる。低級ケトン類としては、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
本発明において、少なくとも結着樹脂と着色剤を含むトナー材料を含有する油相は、トナー材料が溶媒に溶解又は分散されていることが好ましい。溶媒は、有機溶媒を含有することが好ましい。なお、有機溶媒は、トナーの母粒子を形成する際又はトナーの母粒子を形成した後に除去することが好ましい。
有機溶媒は、目的に応じて適宜選択することができるが、除去が容易であることから、沸点が150℃未満であることが好ましい。具体的には、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,1,2−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられる。中でも、トルエン、キシレン、ベンゼン、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等が好ましく、酢酸エチルが特に好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
有機溶媒の使用量は、目的に応じて適宜選択することができるが、トナー材料100質量部に対して、40〜300質量部であることが好ましく、60〜140質量部がより好ましく、80〜120質量部がさらに好ましい。
トナー材料は、目的に応じて適宜選択することができるが、通常、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有し、活性水素基を有する化合物及び該活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体をさらに含有することが好ましく、必要に応じて、離型剤、帯電制御剤等のその他の成分をさらに含有してもよい。
トナー材料を含有する油相における着色剤と有機溶媒の混合割合は、目的に応じて適宜選択することができ、5:95〜50:50であることが好ましい。着色剤の配合量がこの範囲より少なくなると、トナーの製造時に有機溶媒の量が多くなり、トナーの製造効率が低下することがあり、この範囲より多くなると、顔料の分散が不十分となることがある。
トナー中の顔料の含有量は、目的に応じて適宜選択することができるが、通常、3〜15質量%であり、5〜12質量%が好ましい。着色剤の含有量が、3質量%未満であると、トナーの着色力が低下し、15質量%を超えると、トナー中での顔料の分散不良が起こり、着色力の低下及びトナーの電気特性の低下を招くことがある。
トナー材料を含有する油相を用いて水系媒体中でトナー材料を乳化又は分散させる際には、攪拌しながらトナー材料を含有する油相を水系媒体中に分散させることが好ましい。分散には、公知の分散機等を適宜用いることができる。分散機の具体例としては、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられる。中でも、分散体(油滴)の粒子径を2〜20μmに制御することができることから、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。回転数は、1000〜30000rpmであることが好ましく、5000〜20000rpmがより好ましい。分散時間は、バッチ方式の場合は、0.1〜5分であることが好ましく、分散温度は、加圧下において、0〜150℃であることが好ましく、40〜98℃がより好ましい。なお、一般に、分散温度が高温である方が分散は容易である。
トナーの母粒子を形成する方法は、公知の方法の中から適宜選択することができる。具体的には、溶解懸濁法等を用いてトナーの母粒子を形成する方法、結着樹脂を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法等が挙げられるが、これらの中でも、結着樹脂を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法が好ましい。ここで、結着樹脂とは、紙等の記録媒体に対する接着性を有する基材である。
結着樹脂を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法は、トナー材料が活性水素基を有する化合物と、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体を含有し、水系媒体中で、活性水素基を有する化合物と、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体を反応させることにより結着樹脂を生成しながら、トナーの母粒子を形成する方法である。
このようにして得られるトナーは、必要に応じて適宜選択される離型剤、帯電制御剤等のその他の成分をさらに含有してもよい。
活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体は、該活性水素基含有化合物と反応可能な変性ポリエステル系樹脂等が好適に用いられる。
活性水素基を有する化合物と反応可能な変性ポリエステル系樹脂は、活性水素基に対する反応性を有する重合体としてのイソシアネート基を有するポリエステルが好ましい。なお、イソシアネート基含有ポリエステル樹脂と活性水素基を有する化合物を反応させる際にアルコール類を添加することにより、ウレタン結合を形成してもよい。このようにして生成するウレア結合に対するウレタン結合のモル比(イソシアネート基を有するポリエス
テルプレポリマーが有するウレタン結合と区別するため)は、0〜9であることが好ましく、1/4〜4であることがより好ましく、2/3〜7/3が特に好ましい。この比が9より大きいと、耐ホットオフセット性が低下することがある。
活性水素基を有する化合物は、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体が水系媒体中で伸長反応、架橋反応等する際の伸長剤、架橋剤等として作用する。活性水素基の具体例としては、水酸基(アルコール性水酸基及びフェノール性水酸基)、アミノ基、カルボキシル基、メルカプト基等が挙げられる。なお、活性水素基は、単独であってもよいし、二種以上の混合物であってもよい。
活性水素基を有する化合物は、目的に応じて適宜選択することができるが、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体がイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーである場合には、ポリエステルプレポリマーとの速やかな伸長反応、架橋反応等により高分子量化できることから、アミン類が好適である。
アミン類は、目的に応じて適宜選択することができるが、具体的には、ジアミン、三価以上のアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸及びこれらのアミノ基をブロックしたもの等が挙げられるが、ジアミン及びジアミンと少量の三価以上のアミンの混合物が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ジアミンとしては、芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、脂肪族ジアミン等が挙げられる。芳香族ジアミンの具体例としては、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。脂環式ジアミンの具体例としては、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミノシクロヘキサン、イソホロンジアミン等が挙げられる。脂肪族ジアミンの具体例としては、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等が挙げられる。三価以上のアミンの具体例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等が挙げられる。アミノアルコールの具体例としては、エタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン等が挙げられる。アミノメルカプタンの具体例としては、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等が挙げられる。アミノ酸の具体例としては、アミノプロピオン酸、アミノカプロン酸等が挙げられる。アミノ基をブロックしたものの具体例としては、アミノ基を、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のケトン類でブロックすることにより得られるケチミン化合物、オキサゾリゾン化合物等が挙げられる。
なお、活性水素基を有する化合物と、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体との伸長反応、架橋反応等を停止させるには、反応停止剤を用いることができる。反応停止剤を用いると、トナー用接着性基材の分子量等を所望の範囲に制御することができる。反応停止剤の具体例としては、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ブチルアミン、ラウリルアミン等のモノアミン及びこれらのアミノ基をブロックしたケチミン化合物等が挙げられる。
アミン類のアミノ基の当量に対するポリエステルプレポリマーのイソシアネート基の当量の比は、1/3〜3であることが好ましく、1/2〜2がより好ましく、2/3〜1.5が特に好ましい。この比が、1/3未満であると、低温定着性が低下することがあり、3を超えると、ウレア変性ポリエステル系樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体(以下「プレポリマー」と称することがある)は、公知の樹脂等の中から適宜選択することができ、ポリオール樹脂、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂及びこれらの誘導体等が挙げられる。中でも、溶融時の高流動性、透明性の点で、ポリエステル樹脂を用いることが好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
プレポリマーが有する活性水素基含有化合物と反応可能な部位としては、イソシアネート基、エポキシ基、カルボキシル基、 −COClの化学構造式で示される官能基等が挙げられるが、中でも、イソシアネート基が好ましい。プレポリマーは、このような官能基の一つを有してもよいし、二種以上を有してもよい。
プレポリマーとしては、高分子成分の分子量を調節し易く、乾式トナーにおけるオイルレス低温定着特性、特に、定着用加熱媒体への離型オイル塗布機構のない場合でも良好な離型性及び定着性を確保できることから、ウレア結合を生成することが可能なイソシアネート基等を有するポリエステル樹脂を用いることが好ましい。
イソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマーは、目的に応じて適宜選択することができる。具体的には、ポリオールとポリカルボン酸を重縮合することにより得られる活性水素基を有するポリエステル樹脂と、ポリイソシアネートの反応生成物等が挙げられる。
ポリオールは、目的に応じて適宜選択することができ、ジオール、三価以上のアルコール、ジオールと三価以上のアルコールの混合物等を用いることができるが、ジオール又はジオールと少量の三価以上のアルコールの混合物が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ジオールの具体例としては、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール等のアルキレングリコール;ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、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ル、ポリテトラメチレングリコール等のオキシアルキレン基を有するジオール;1,4−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等の脂環式ジオール;脂環式ジオールに、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの;ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノールS等のビスフェノール類;ビスフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等のビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物等が挙げられる。なお、アルキレングリコールの炭素数は、2〜12であることが好ましい。これらの中でも、炭素数が2〜12であるアルキレングリコール又はビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物が好ましく、ビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物又はビスフェノール類のアルキレンオキシド付加物と炭素数が2〜12のアルキレングリコールの混合物が特に好ましい。
三価以上のアルコールとしては、三価以上の脂肪族アルコール、三価以上のポリフェノール類、三価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物等を用いることができる。三価以上の脂肪族アルコールの具体例としては、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。三価以上のポリフェノール類の具体例としては、トリスフェノールPA、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等が挙げられる。三価以上のポリフェノール類のアルキレンオキシド付加物の具体例としては、三価以上のポリフェノール類に、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加したもの等が挙げられる。
ジオールと三価以上のアルコールを混合して用いる場合、ジオールに対する三価以上のアルコールの質量比は、0.01〜10%であることが好ましく、0.01〜1%がより好ましい。
ポリカルボン酸は、目的に応じて適宜選択することができ、ジカルボン酸、三価以上のカルボン酸、ジカルボン酸と三価以上のカルボン酸の混合物等を用いることができるが、ジカルボン酸又はジカルボン酸と少量の三価以上のポリカルボン酸の混合物が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
ジカルボン酸の具体例としては、二価のアルカン酸、二価のアルケン酸、芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。二価のアルカン酸の具体例としては、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。二価のアルケン酸の炭素数は、4〜20であることが好ましく、具体的には、マレイン酸、フマル酸等が挙げられる。芳香族ジカルボン酸の炭素数は、8〜20であることが好ましく、具体的には、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも、炭素数が4〜20の二価のアルケン酸又は炭素数が8〜20の芳香族ジカルボン酸が好ましい。
三価以上のカルボン酸としては、三価以上の芳香族カルボン酸等を用いることができる。三価以上の芳香族カルボン酸の炭素数は、9〜20であることが好ましく、具体的には、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。ポリカルボン酸としては、ジカルボン酸、三価以上のカルボン酸及びジカルボン酸と三価以上のカルボン酸の混合物のいずれかの酸無水物又は低級アルキルエステルを用いることもできる。低級アルキルエステルの具体例としては、メチルエステル、エチルエステル、イソプロピルエステル等が挙げられる。ジカルボン酸と三価以上のカルボン酸を混合して用いる場合、ジカルボン酸に対する三価以上のカルボン酸の質量比は、0.01〜10%であることが好ましく、0.01〜1%がより好ましい。
ポリオールとポリカルボン酸を重縮合させる際の混合比は、ポリカルボン酸のカルボキシル基に対するポリオールの水酸基の当量比は、通常、1〜2であることが好ましく、1〜1.5がより好ましく、1.02〜1.3が特に好ましい。
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中のポリオール由来の構成単位の含有量は、0.5〜40質量%であることが好ましく、1〜30質量%がより好ましく、2〜20質量%が特に好ましい。この含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が低下し、トナーの耐熱保存性と低温定着性とを両立させることが困難になることがあり、40質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
ポリイソシアネートは、目的に応じて適宜選択することができるが、脂肪族ジイソシアネート、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、イソシアヌレート類、これらをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたもの等が挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアナトカプロン酸メチル、オクタメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、テトラデカメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサンジイソシアネート、テトラメチルヘキサンジイソシアネート等が挙げられる。脂環式ジイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。芳香族ジイソシアネートの具体例としては、トリレンジイソシアネート、ジイソシアナトジフェニルメタン、1,5−ナフチレンジイソシアネート、4,4’−ジイソシアナトジフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3−メチルジフェニルメタン、4,4’−ジイソシアナト−ジフェニルエーテル等が挙げられる。芳香脂肪族ジイソシアネートの具体例としては、α,α,α’,α’−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。イソシアヌレート類の具体例としては、トリス(イソシアナトアルキル)イソシアヌレート、トリス(イソシアナトシクロアルキル)イソシアヌレート等が挙げられる。これらは、単独で使用しても、二種以上を併用してもよい。
ポリイソシアネートと、水酸基を有するポリエステル樹脂を反応させる場合、ポリエステル樹脂の水酸基に対するポリイソシアネートのイソシアネート基の当量比は、通常、1〜5であることが好ましく、1.2〜4がより好ましく、1.5〜3が特に好ましい。当量比が5を超えると、低温定着性が低下することがあり、1未満であると、耐オフセット性が低下することがある。
イソシアネート基を含有するポリエステルプレポリマー中のポリイソシアネート由来の構成単位の含有量は、0.5〜40質量%であることが好ましく、1〜30質量%がより好ましく、2〜20質量%がさらに好ましい。この含有量が、0.5質量%未満であると、耐ホットオフセット性が低下することがあり、40質量%を超えると、低温定着性が低下することがある。
ポリエステルプレポリマーが一分子当たりに有するイソシアネート基の平均数は、1以上であることが好ましく、1.2〜5がより好ましく、1.5〜4がさらに好ましい。この平均数が、1未満であると、ウレア変性ポリエステル系樹脂の分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が低下することがある。
油相における前記ジオール成分中にビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物を50モル%以上含有し、特定の水酸基価と酸価を有するポリエステル樹脂に対するイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーの質量比は、5/95〜25/75であることが好ましく、10/90〜25/75がより好ましい。質量比が、5/95未満であると、耐ホットオフセット性が低下することがあり、25/75を超えると、低温定着性や画像の光沢性が低下することがある。
したがって、トナーに含有される接着性基材の具体例としては、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物混合比率が50モル%以上)及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをイソホロンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーを、ヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物混合比率が50モル%以上)及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをエチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をジフェニルメタンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸/ドデセニルコハク酸無水物の重縮合物をジフェニルメタンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物混合比率が50モル%以上)及びテレフタル酸の重縮合物との混合物;ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物をトルエンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをヘキサメチレンジアミンでウレア化したものと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びイソフタル酸の重縮合物との混合物:ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物及びテレフタル酸、トリメリット酸の重縮合物をイソホロンジイソシアネートと反応させたポリエステルプレポリマーをアミノ基をケトン類でブロックしたケチミン化合物でウレア化したものと、ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物/ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物(ビスフェノールAプロピレンオキサイド3モル付加物混合比率が50モル%以上)及びテレフタル酸、アジピン酸、トリメリット酸の重縮合物との混合物等が挙げられる。
本発明のトナーは、上記母体粒子に対し、通常は、外添剤を外添して用いられる。外添剤としては、PMMAなどの有機微粒子や無機粒子を目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができる。向き粒子として具体的には、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、窒化ケイ素等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
無機粒子の一次粒子径は、5nm〜2μmであることが好ましく、5nm〜500nmがより好ましい。また、無機粒子のBET法による比表面積は、20〜500m/gであることが好ましい。
トナー中の無機粒子の含有量は、0.01〜5.0質量%であることが好ましく、0.01〜5.0質量%がより好ましい。これら無機粒子は流動性やブロッキング性の向上や、耐保存性や耐水性の観点から表面処理をして用いられる。表面処理の具体例としては、シランカップリング剤、シリル化剤、フッ化アルキル基を有するシランカップリング剤、有機チタネート系カップリング剤、アルミニウム系のカップリング剤、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル等が挙げられる。
次にトナーの製造方法の一例として、接着性基材を生成しながら、トナー母粒子を形成する方法を以下に示す。このような方法においては、水系媒体相の調製、トナー材料を含有する油相の調製、トナー材料の乳化又は分散、接着性基材の生成、溶媒の除去、活性水素基に対する反応性を有する重合体の合成、活性水素基を有する化合物の合成等を行なう。 水系媒体の調製は、樹脂粒子を水系媒体に分散させることにより行なうことができる。樹脂粒子の水系媒体中の添加量は、0.5〜10質量%が好ましい。
トナー材料を含有する油相の調製は、溶媒中に、活性水素基を有する化合物、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤、離型剤、帯電制御剤、前記ポリエステル樹脂等のトナー材料を、溶解又は分散させることにより行なうことができる。 なお、トナー材料の中で、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤、ポリエステル樹脂以外の成分は、樹脂粒子を水系媒体に分散させる際に水系媒体中に添加混合してもよいし、トナー材料を含有する油相を水系媒体に添加する際に、水系媒体に添加してもよい。
トナー材料の乳化又は分散は、トナー材料を含有する油相を、水系媒体中に分散させることにより行なうことができる。そして、トナー材料を乳化又は分散させる際に、活性水素基を有する化合物と活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより、接着性基材が生成する。
ウレア変性ポリエステル系樹脂等の接着性基材は、例えば、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー等の活性水素基に対する反応性を有する重合体を含有する油相を、アミン類等の活性水素基を含有する化合物と共に、水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で両者を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより生成させてもよく、トナー材料を含有する油相を、予め活性水素基を有する化合物を添加した水系媒体中で乳化又は分散させ、水系媒体中で両者を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより生成させてもよく、トナー材料を含有する油相を水系媒体中で乳化又は分散させた後で、活性水素基を有する化合物を添加し、水系媒体中で粒子界面から両者を伸長反応及び/又は架橋反応させることにより生成させてもよい。なお、粒子界面から両者を伸長反応及び/又は架橋反応させる場合、生成するトナーの表面に優先的にウレア変性ポリエステル樹脂が形成され、トナー中にウレア変性ポリエステル樹脂の濃度勾配を設けることもできる。
接着性基材を生成させるための反応条件は、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体と活性水素基を有する化合物の組み合わせに応じて適宜選択することができる。反応時間は、10分間〜40時間であることが好ましく、2時間〜24時間がより好ましい。反応温度は、0〜150℃であることが好ましく、40〜98℃がより好ましい。
水系媒体中において、イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー等の活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体を含有する分散液を安定に形成する方法としては、水系媒体相中に、活性水素基含有化合物と反応可能な部位を有する重合体、着色剤、離型剤、帯電制御剤、前記ポリエステル樹脂等のトナー材料を溶媒に溶解又は分散させて調製した油相を添加し、せん断力により分散させる方法等が挙げられる。
分散は、公知の分散機等を用いて行なうことができ、分散機としては、低速せん断式分散機、高速せん断式分散機、摩擦式分散機、高圧ジェット式分散機、超音波分散機等が挙げられるが、分散体の粒子径を2〜20μmに制御することができることから、高速せん断式分散機が好ましい。
高速せん断式分散機を用いた場合、回転数、分散時間、分散温度等の条件は、目的に応じて適宜選択することができる。回転数は、1000〜30000rpmであることが好ましく、5000〜20000rpmがより好ましい。分散時間は、バッチ方式の場合、0.1〜5分であることが好ましく、分散温度は、加圧下において、0〜150℃であることが好ましく、40〜98℃がより好ましい。なお、分散温度は、高温である方が一般に分散が容易である。
トナー材料を乳化又は分散させる際の、水系媒体の使用量は、トナー材料100質量部に対して、50〜2000質量部であることが好ましく、100〜1000質量部がより好ましい。この使用量が、50質量部未満であると、トナー材料の分散状態が悪くなって、所定の粒子径のトナー母粒子が得られないことがあり、2000質量部を超えると、生産コストが高くなることがある。
トナー材料を含有する油相を乳化又は分散する工程においては、油滴等の分散体を安定化させ、所望の形状にする共に粒度分布をシャープにする観点から、分散剤を用いることが好ましい。
分散剤は、目的に応じて適宜選択することができ、界面活性剤、難水溶性の無機化合物分散剤、高分子系保護コロイド等が挙げられるが、界面活性剤が好ましい。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤等を用いることができる。陰イオン界面活性剤としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられ、フルオロアルキル基を有するものが好適に用いられる。フルオロアルキル基を有する陰イオン界面活性剤としては、炭素数が2〜10のフルオロアルキルカルボン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホニルグルタミン酸ジナトリウム、3−[ω−フルオロアルキル(C6〜C11)オキシ]−1−アルキル(C3〜C4)スルホン酸ナトリウム、3−[ω−フルオロアルカノイル(C6〜C8)−N−エチルアミノ]−1−プロパンスルホン酸ナトリウム、フルオロアルキル(C11〜C20)カルボン酸又はその金属塩、パーフルオロアルキルカルボン酸(C7〜C13)又はその金属塩、パーフルオロアルキル(C4〜C12)スルホン酸又はその金属塩、パーフルオロオクタンスルホン酸ジエタノールアミド、N−プロピル−N−(2−ヒドロキシエチル)パーフルオロオクタンスルホンアミド、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、パーフルオロアルキル(C6〜C10)−N−エチルスルホニルグリシン塩、モノパーフルオロアルキル(C6〜C16)エチルリン酸エステル等が挙げられる。フルオロアルキル基を有する界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−111、S−112、S−113(以上、旭硝子社製)、フロラードFC−93、FC−95、FC−98、FC−129(以上、住友3M社製)、ユニダインDS−101、DS−102(以上、ダイキン工業社製)、メガファックF−110、F−120、F−113、F−191、F−812、F−833(以上、大日本インキ社製)、エクトップEF−102、103、104、105、112、123A、123B、306A、501、201、204(以上、トーケムプロダクツ社製)、フタージェント100、150(以上、ネオス社製)等が挙げられる。
陽イオン界面活性剤としては、アルキルアミン塩、アミノアルコール脂肪酸誘導体、ポリアミン脂肪酸誘導体、イミダゾリン等のアミン塩型界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩、ピリジニウム塩、アルキルイソキノリニウム塩、塩化ベンゼトニウム等の四級アンモニウム塩型界面活性剤等が挙げられる。中でも、フルオロアルキル基を有する脂肪族一級、二級又は三級アミン酸、パーフルオロアルキル(C6〜C10)スルホンアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩等の脂肪族四級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。陽イオン界面活性剤の市販品としては、サーフロンS−121(旭硝子社製);フロラードFC−13
5(住友3M社製);ユニダインDS−202(ダイキン工業杜製)、メガファックF−150、F−824(大日本インキ社製);エクトップEF−132(ト−ケムプロダクツ社製);フタージェントF−300(ネオス社製)等を用いることが好ましい。
非イオン界面活性剤としては、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等が挙げられる。
両性界面活性剤の具体例としては、アラニン、ドデシルジ(アミノエチル)グリシン、ジ(オクチルアミノエチル)グリシン、N−アルキル−N,N−ジメチルアンモニウムべタイン等が挙げられる。
難水溶性の無機化合物分散剤の具体例としては、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、コロイダルシリカ、ヒドロキシアパタイト等が挙げられる。
高分子系保護コロイドとしては、カルボキシル基を有するモノマー、水酸基を有する(メタ)アクリル酸アルキル、ビニルエーテル、カルボン酸ビニル、アミドモノマー、酸塩化物のモノマー、窒素原子又はその複素環を有するモノマー等を重合することにより得られるホモポリマー又はコポリマー、ポリオキシエチレン系樹脂、セルロース類等が挙げられる。なお、上記のモノマーを重合することにより得られるホモポリマー又はコポリマーは、ビニルアルコール由来の構成単位を有するものも含む。
カルボキシル基を有するモノマーの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α−シアノアクリル酸、α−シアノメタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸等が挙げられる。水酸基を含有する(メタ)アクリル系単量体の具体例としては、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸β−ヒドロキシプロピル、アクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸γ−ヒドロキシプロピル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロビル、メタクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、ジエチレングリコールモノアクリレート、ジエチレングリコールモノメタクリレート、グリセリンモノアクリレート、グリセリンモノメタクリレート等が挙げられる。ビニルエーテルの具体例としては、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルプロピルエーテル等が挙げられる。カルボン酸ビニルの具体例としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等が挙げられる。アミドモノマーの具体例としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等が挙げられる。酸塩化物のモノマーの具体例としては、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリド等が挙げられる。窒素原子又はその複素環を有するモノマーの具体例としては、ビニルビリジン、ビニルピロリドン、ビニルイミダゾール、エチレンイミン等が挙げられる。ポリオキシエチレン系樹脂の具体例としては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシプロピレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシプロピレンアルキルアミド、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステアリン酸フェニル、ポリオキシエチレンペラルゴン酸フェニル等が挙げられる。セルロース類の具体例としては、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等が挙げられる。
分散剤の具体例としては、リン酸カルシウム塩等の酸、アルカリに溶解可能なもの等が挙げられる。分散剤として、リン酸カルシウムを用いた場合は、塩酸等でカルシウム塩を溶解させて、水洗する方法、酵素で分解する方法等を用いて、リン酸カルシウム塩を除去することができる。
接着性基材を生成させる際の伸長反応及び/又は架橋反応には、触媒を用いることができる。触媒の具体例としては、ジブチルスズラウレート、ジオクチルスズラウレート等が挙げられる。
乳化スラリー等の分散液から有機溶媒を除去する方法としては、反応系全体を徐々に昇温させて、油滴中の有機溶媒を蒸発させる方法、分散液を乾燥雰囲気中に噴霧して、油滴中の有機溶媒を除去する方法等が挙げられる。有機溶媒が除去されると、トナー母粒子が形成される。トナー母粒子に対しては、洗浄、乾燥等を行なうことができ、さらに分級等を行なうことができる。分級は、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により行なってもよいし、乾燥後に分級操作を行なってもよい。
得られたトナー母粒子は、離型剤、帯電制御剤等の粒子と混合してもよい。このとき、機械的衝撃力を印加することにより、トナー母粒子の表面から離型剤等の粒子が脱離するのを抑制することができる。機械的衝撃力を印加する方法としては、高速で回転する羽根を用いて混合物に衝撃力を印加する方法、高速気流中に混合物を投入し、加速させて粒子同士又は粒子を適当な衝突板に衝突させる方法等が挙げられる。この方法に用いる装置としては、オングミル(ホソカワミクロン社製)、I式ミル(日本ニューマチック社製)を改造して粉砕エアー圧カを下げた装置、ハイブリダイゼイションシステム(奈良機械製作所社製)、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、自動乳鉢等が挙げられる。
本発明のトナーは、表面が平滑であるため、転写性、帯電性等の諸特性に優れ、高品質な画像を形成することができる。また、本発明のトナーが、活性水素基を有する化合物と、活性水素基に対する反応性を有する重合体を水系媒体中で反応させることにより得られる接着性基材を含有すると、転写性、定着性等の諸特性にさらに優れる。このため、本発明のトナーは、各種分野において使用することができ、電子写真法による画像形成に、好適に使用することができる。
本発明のトナーの体積平均粒子径は、3〜8μmであることが好ましく、4〜7μmがより好ましい。体積平均粒子径が3μm未満であると、二成分現像剤では、現像装置における長期の撹拌においてキャリアの表面にトナーが融着し、キャリアの帯電能力を低下させることがある。また、一成分現像剤では、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するブレード等の部材へのトナー融着が発生することがある。体積平均粒子径が8μmを超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合にトナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
本発明のトナーの個数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比は、1.00〜1.25であることが好ましく、1.05〜1.25がより好ましい。これにより、二成分現像剤では、長期にわたるトナーの収支が行われても、現像剤中のトナー粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性が得られる。また、一成分現像剤では、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なくなると共に、現像ローラへのトナーのフィルミングやトナーを薄層化するブレード等の部材へのトナーの融着を抑制し、現像装置の長期使用(攪拌)においても、良好で安定した現像性が得られるため、高画質の画像を得ることができる。この比が1.25を超えると、高解像で高画質の画像を得ることが難しくなり、現像剤中のトナーの収支が行われた場合に、トナーの粒子径の変動が大きくなることがある。
体積平均粒子径及び個数平均粒子径に対する体積平均粒子径の比は、粒度測定器マルチサイザーIII(ベックマン・コールター社製)を用いて、以下のようにして測定することができる。まず、約1質量%塩化ナトリウム水溶液等の電解質水溶液100〜150ml中に、分散剤として、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性剤を0.1〜5ml添加する。次に、測定試料を約2〜20mg添加する。試料が懸濁した電解質水溶液に、超音波分散機を用いて約1〜3分間分散処理を行なった後、100μmのアパーチャーを用いて、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。得られた分布から、トナーの体積平均粒子径及び個数平均粒子径を求めることができる。
本発明の現像剤は、本発明のトナーを含有し、キャリア等の適宜選択されるその他の成分をさらに含有してもよい。このため、転写性、帯電性等に優れ、高画質な画像を安定に形成することができる。なお、現像剤は、一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよいが、近年の情報処理速度の向上に対応した高速プリンタ等に使用する場合には、寿命が向上することから、二成分現像剤が好ましい。
本発明の現像剤を一成分現像剤として用いる場合、トナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像ローラへのトナーのフィルミングや、トナーを薄層化するブレード等の部材へのトナーの融着が少なく、現像装置における長期の攪拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
本発明の現像剤を二成分現像剤として用いる場合、長期にわたるトナーの収支が行われても、トナーの粒子径の変動が少なく、現像装置における長期の撹拌においても、良好で安定した現像性及び画像が得られる。
キャリアは、目的に応じて適宜選択することができるが、芯材と、芯材を被覆する樹脂層を有するものが好ましい。芯材の材料は、公知のものの中から適宜選択することができ、50〜90emu/gのマンガン−ストロンチウム系材料、マンガン−マグネシウム系材料等が挙げられる。芯材の体積平均粒子径は、10〜150μmであることが好ましく、40〜100μmがより好ましい。体積平均粒子径が10μm未満であると、キャリア中に微粉が多くなり、一粒子当たりの磁化が低下してキャリアの飛散が生じることがあり、150μmを超えると、比表面積が低下し、トナーの飛散が生じることがあり、ベタ部分の多いフルカラーでは、特に、ベタ部の再現が悪くなることがある。
二成分現像剤中のキャリアの含有量は、90〜98質量%であることが好ましく、93〜97質量%がより好ましい。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例中、各例における「部」および「%」はいずれも質量基準によるものである。
<樹脂の合成>
冷却管、攪拌機及び窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAと、二価カルボン酸及びジブチルスズオキシド2部を投入し、常圧下、230℃で8時間反応させた。次に、10〜15mmHgの減圧下で5時間反応させた後、反応槽中に無水トリメリット酸を添加し、常圧下で反応させて表1に示す樹脂1(ポリエステル樹脂)を合成した。酸価(KOH mg/g)=15.3。
<酸価の測定方法>
JIS K0070−1992に記載の測定方法に準拠して以下の条件で測定を行なう。
試料調整:試料0.5gをトルエン120mlに添加して室温(23℃)で約10時間撹
拌して溶解する。更にエタノール30mlを添加して試料溶液とする。
測定は上記記載の装置にて計算することができるが、具体的には次のように計算する。
あらかじめ標定されたN/10苛性カリ〜アルコール溶液で滴定し、アルコールカリ液
の消費量から次の計算で酸価を求める。
酸価=KOH(ml数)×N×56.1/試料質量
(ただしNはN/10KOHのファクター)
<樹脂融点の測定>
本発明における融点は、示差走査型熱量測定(DSC)において、そのDSC曲線の最大吸熱量を示したピークトップで決定される。 また測定は島津製作所製TA−60WS、及びDSC−60を用い、次に示す測定条件で測定した。
〈測定条件〉
サンプル容器:アルミニウム製サンプルパン(フタあり)
サンプル量:5mg
リファレンス:アルミニウム製サンプルパン(アルミナ10mg)
雰囲気:窒素(流量50ml/min)
〈温度条件〉
開始温度:20℃
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
保持時間:なし
降温温度:10℃/min
終了温度:20℃
保持時間:なし
昇温速度:10℃/min
終了温度:150℃
<マスターバッチ製造>
表1に示す樹脂1の50%と表1に示す比率で混ぜたマゼンタ顔料(C.I.ピグメントレッド269/大日精化社製、C.I.ピグメントバイオレット23/DIC社製)40%と表2に示す表面処理剤1の10%とをヘンシェルミキサー(三井鉱山(株)製)にて1000rpm 5分混合した後オープンロール混練機(三井鉱山(株)製)にて混練し、ロートプレックス粉砕機にて2mm大の顔料分散体粉末を作製しマスターバッチとした。
<トナーの製造>
ビーカー内に、ポリエステルプレポリマー10部、75部のポリエステル樹脂、及び酢酸エチル130部を入れ、攪拌して溶解させた。次に、5部のパラフィンワックス及び上記マスターバッチ20部を加えて、ビーズミルの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/時、ディスクの周速度6m/秒で、粒径0.5mmのジルコニアビーズを80体積%充填した条件で3パスした。さらに、ケチミン化合物2.7部を加えて溶解させ、トナー材料液を調製した。
容器に水系媒体150部を入れ、TK式ホモミキサー(特殊機化工業社製)を用いて、12000rpmで攪拌しながら、トナー材料液100部を添加し、10分間混合して、乳化スラリーを調製した。
攪拌機及び温度計をセットしたコルベンに、乳化スラリー100部を仕込み、攪拌周速20m/分で攪拌しながら30℃で12時間脱溶剤し、分散スラリーを得た。
分散スラリー100部を減圧濾過した後、濾過ケーキにイオン交換水100部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行なった。得られた濾過ケーキに10重量%水酸化ナトリウム水溶液20部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12000rpmで30分間混合した後、減圧濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行なった。さらに、得られた濾過ケーキに10重量%塩酸20部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過した。得られた濾過ケーキにイオン交換水300部を添加し、TK式ホモミキサーを用いて、12000rpmで10分間混合した後、濾過する操作を2回行い、濾過ケーキを得た。
得られた最終濾過ケーキを、循風乾燥機を用いて45℃で48時間乾燥し、目開き75μmメッシュで篩い、トナー母粒子を得た。得られたトナー母粒子100部に対し、外添剤としての疎水性シリカ1.0部と、疎水化酸化チタン0.5部を添加し、ヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)を用いて混合処理し、評価用トナーを作製した。
実施例1におけるナフトール顔料を95部、ジオキサジン顔料を5部に変えた以外は、実施例1と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2におけるマゼンタ顔料を、共に、パウダー形態のものに変え、マスターバッチを製造しないで用いた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤を用いなかった以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤1を、融点81℃、酸価1.2(KOH mg/g)で粘度15cpの表面処理剤2に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤1を、融点93℃、酸価23(KOH mg/g)で粘度23cpの表面処理剤2に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2におけるマスターバッチ用樹脂1を、融点118℃、酸価4.7(KOH mg/g)の樹脂2に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2におけるマスターバッチ用樹脂1を、融点123℃、酸価46(KOH mg/g)の樹脂3に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤1を、融点105℃、酸価18.9(KOH mg/g)で粘度23cpの表面処理剤4に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤1を、融点63℃、酸価9.6(KOH mg/g)で粘度6.3cpの表面処理剤5に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤1を、融点120℃、酸価22.3(KOH mg/g)で粘度31cpの表面処理剤6に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤1を、融点71℃、酸価10.5(KOH mg/g)で粘度3.5cpの表面処理剤7に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
実施例2における表面処理剤1を、融点108℃、酸価21.5(KOH mg/g)で粘度55cpの表面処理剤8に変えた以外は、実施例2と同様にして、評価用トナーを作製した。
[比較例1]
実施例2におけるマスターバッチ用樹脂1を、融点120℃、酸価15.3(KOH mg/g)の樹脂4に変え、かつ、マゼンタ顔料(1)のナフトール顔料の使用量を75部に、マゼンタ顔料(2)のジオキサジン顔料の使用量を25部に変えた以外は、実施例2と同様にして、比較評価用トナーを作製した。
[比較例2]
比較例1におけるマゼンタ顔料(1)のナフトール顔料の使用量を99.5部に、マゼンタ顔料(2)のジオキサジン顔料の使用量を0.5に変えた以外は、比較例1と同様にして、比較評価用トナーを作製した。
[比較例3]
比較例1におけるマゼンタ顔料(1)のナフトール顔料の使用量を85部に変え、マゼンタ顔料(2)のジオキサジン顔料の代わりにキナクリドンを用いその使用量を15に変えた以外は、比較例1と同様にして、比較評価用トナーを作製した。
[比較例4]
比較例3におけるマゼンタ顔料(1)のナフトール顔料の使用量を95部に、マゼンタ顔料(2)のキナクリドンの使用量を5に変えた以外は、比較例3と同様にして、比較評価用トナーを作製した。
Figure 2011059591
Figure 2011059591
<色再現性評価および着色度評価>
画像濃度評価同様に用紙のみを特菱アートN 110Kg(三菱製紙社製)上に付着量付着量0.4mg/cmとなるように作像し、定着部材の温度を160℃となるよう常に制御した上で線速280mm/secにて定着して評価用サンプルとした。
形成されたべた画像について、色度計(X−Rite社製:X−Rite938)を用いてL*a*b*表色系(CIE:1976)におけるクロマチックネス指数a*およびb*を測定し、下記式(1)で示されるC*の値を求め、各カラートナーの彩度を評価した。
C*=[(a*)2+(b*)2]1/2・・・(1)
彩度の評価基準は、以下の様である。
◎:非常に良好。C*が75以上。
○:良好。C*が73以上75未満。
△:やや不良 C*が70以上73未満。
×:不良。C*が70未満。
結果については表3に示す。
また、算出したa*b*より、JapanColorとの色差を下記式(2)より算出し、ΔEの評価を行なった。
ΔE=[(a*)2−(b*)2]1/2・・・(2)
なお、色差の評価基準は、以下の様である。
◎:非常に良好。ΔEが1未満。
○:良好。ΔEが1以上3未満
△:やや不良 ΔEが3以上5未満
×:不良。ΔEが5以上
結果については表3に示す。
また、上記サンプルを色度計(X−Rite社製:X−Rite938)を用いて画像濃度を測定した。
画像濃度の評価基準は以下のとおりである。
◎:非常に良好。画像濃度1.5以上
○:良好。C*が1.4以上1.5未満。
△:やや不良 C*が1.3以上1.4未満。
×:不良。C*が1.3未満。
結果については表3に示す。
<高温高湿下での長期ランニング試験>
上記で得られたトナーと60μmのフェライトキャリアとを、トナー濃度4%の割合で20分間撹拌混合し、二成分現像剤を得た。本二成分現像剤を40℃/80%環境下にて(株)リコー社製複写機(Imagio Neo C355)にて原稿濃度5%の50000枚の耐刷試験をおこなった。形成された1枚目および50000枚目の定着画像の画像濃度をマクベス社製の反射濃度計(小数点以下3桁測定できるように改造)により測定した。未使用紙と定着画像の白紙部の濃度差を測定し、濃度差が0.01未満の場合◎、0.01以上0.02未満の場合は○、0.02以上0.03未満の場合は△、0.03以上の場合を×として判断した。
表3に上記評価の結果を示す。
Figure 2011059591
評価結果によると比較例1のトナーは、ジオキサジン系顔料の比率が高いため、彩度の低く、色差の大きいトナーとなった。比較例2のトナーはジオキサジン系顔料の比率が低いため、青味が弱く、色差の大きいトナーとなった。比較例3および比較例4のトナーは、マゼンタ顔料としてキナクリドン顔料を用いたため、顔料は偏析し、彩度が低く、色差の大きいトナーとなった。
一方、実施例1〜13のトナーは、本発明の範囲の要件を満たすため、彩度も高く、色相に優れ、高温高湿下でのランニングでの地汚れもないトナーが得られた。
特許第2537503号公報 特開昭50−120632号公報 特開昭63−25664号公報 特開平5−127422号公報 特開平8−179556号公報 特許第3661422号公報 特開2003−215847号公報

Claims (23)

  1. 少なくとも結着樹脂成分、着色剤および離形剤からなるトナー材料を有機溶媒中に含む油相を水系媒体中で懸濁してなる懸濁液から造粒されたトナー母体粒子を含むトナーにおいて、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とが用いられ、該ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20であることを特徴とする電子写真用マゼンタトナー。
  2. 前記着色剤をマスターバッチ用樹脂中に予め分散してなるマスターバッチが用いられたことを特徴とする請求項1に記載の電子写真用マゼンタトナー。
  3. 前記着色剤は、酸性の表面処理剤にて表面処理されたものであることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真用マゼンタトナー。
  4. 前記表面処理剤は、酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることを特徴とする請求項3に記載の電子写真用マゼンタトナー。
  5. マスターバッチ用の前記樹脂が、酸価が5KOHmg/g以上40KOHmg/g以下であることを特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
  6. 前記表面処理剤と着色剤が予め前記マスターバッチ用樹脂中に分散されたものであり、該樹脂と表面処理剤と着色剤との分散が、溶融混練であることを特徴とする請求項3乃至5の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
  7. 前記表面処理剤の融点が前記樹脂の融点より低いことを特徴とする請求項6に記載の電子写真用マゼンタトナー。
  8. 前記表面処理剤の融点が70℃以上110℃以下であることを特徴とする請求項6または7に記載の電子写真用マゼンタトナー。
  9. 前記離型剤は、90℃での粘度が5センチポアズ以上50センチポアズ以下であることを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
  10. 前記表面処理剤と着色剤とが予め前記マスターバッチ用樹脂に分散されたものであり、該マスターバッチ用樹脂と離型剤と着色剤との分散が、着色剤として顔料洗浄後のプレスケーキ顔料を用いたものであることを特徴とする請求項6乃至9の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナー。
  11. 前記マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤との分散が、該マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤との溶融混合を含み、該溶融混合が、開放型の溶融混練機を用いることを特徴とする請求項10に記載の電子写真用マゼンタトナー。
  12. 少なくとも結着樹脂成分、着色剤および離形剤を含むトナー材料含有の有機溶媒の油相を水系媒体中に液滴状に懸濁させ、該液滴からトナー母体粒子を造粒するトナーの製造方法において、着色剤としてナフトール系顔料とジオキサジン系顔料とを用い、ナフトール系顔料とジオキサジン系顔料との混合比率が99:1〜80:20とすることを特徴とする電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  13. 前記着色剤をマスターバッチ用樹脂中に予め分散するマスターバッチを用いることを特徴とする請求項12に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  14. 前記着色剤を酸性の表面処理剤にて表面処理することを特徴とする請求項12または13に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  15. 前記表面処理剤は、酸価が3KOHmg/g以上20KOHmg/g以下であることを特徴とする請求項12乃至14の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  16. 前記マスターバッチ用の樹脂が、酸価が5KOHmg/g以上40KOHmg/g以下であることを特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  17. 予め結着樹脂と表面処理剤と着色剤とを分散する工程を有し、該結着樹脂と表面処理剤と着色剤との分散工程が、溶融混練であることを特徴とする請求項14乃至16の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  18. 前記表面処理剤の融点が前記マスターバッチ用樹脂の融点より低いことを特徴とする請求項17に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  19. 該表面処理剤の融点が70℃以上110℃以下であることを特徴とする請求項17または18に記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  20. 前記離型剤は、90℃での粘度が5センチポアズ以上50センチポアズ以下であることを特徴とする請求項17乃至19の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  21. 前記マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを予め分散する工程が、着色剤として顔料洗浄後のプレスケーキ顔料を用いるものであることを特徴とする請求項17乃至20の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  22. 前記マスターバッチ用樹脂と表面処理剤と着色剤とを溶融混合する工程で、開放型の溶融混練機を用いることを特徴とする請求項17乃至21の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
  23. 前記結着樹脂成分と離形剤と着色剤とを前記有機溶媒に分散して前記油相を形成する工程を有することを特徴とする請求項12乃至22の何れかに記載の電子写真用マゼンタトナーの製造方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011118104A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Ricoh Co Ltd トナー、並びに、現像剤及び画像形成方法
JP2013061544A (ja) * 2011-09-14 2013-04-04 Ricoh Co Ltd 電子写真用フルカラートナー
JP2017161819A (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 キヤノン株式会社 マゼンタトナーおよびマゼンタトナーの製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011118104A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Ricoh Co Ltd トナー、並びに、現像剤及び画像形成方法
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