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JP6791111B2 - トナー - Google Patents

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Description

本発明は、トナーに関する。
例えば特許文献1には、ポリエステル樹脂粒子を水系媒体中で凝集させて、凝集粒子を得る工程を含む、トナーの製造方法が開示されている。
特開2015−125404号公報
しかしながら、特許文献1に記載の方法により製造されるトナーでは、トナー粒子の大部分が結着樹脂で構成されている。こうしたトナーのシャープメルト性を向上させ、トナーの定着性を向上させることには限界がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、トナーのシャープメルト性を向上させることにより、定着性及び耐熱保存性に優れるトナーを提供することを目的とする。
本発明に係るトナーは、トナー粒子を含む。前記トナー粒子は、複合コアと、前記複合コアの表面を覆うシェル層とを備える。前記複合コアは、トナーコアと、前記トナーコアの表面に備えられる有機粒子との複合体である。前記トナーコアは、カルボキシル基を有する離型剤を含有する。前記有機粒子は、カルボキシル基を有し且つ質量平均分子量が30000以上50500以下である樹脂を含有する。前記シェル層は、未開環のオキサゾリン基を有する単位を含む。ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される、前記トナー1gに含まれる未開環のオキサゾリン基の量は、500μmol以上1400μmol以下である。示差走査熱量分析法により測定される、前記トナー1mgに含まれる前記離型剤の融解に伴う吸熱量は、80mJ以上160mJ以下である。
本発明によれば、トナーの定着性及び耐熱保存性を向上させることができる。
本発明の実施形態に係るトナーに含まれるトナー粒子の断面構造の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係るトナーの示差走査熱量分析スペクトルを示すグラフである。 本発明の実施形態に係るトナーのG’温度依存性曲線を示すグラフである。 トナーコアに含有される離型剤とシェル層との反応を模式的に示す図である。 有機粒子とシェル層との反応を模式的に示す図である。
本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、粉体(より具体的には、トナーコア、トナー母粒子、外添剤、又はトナー等)に関する評価結果(形状又は物性などを示す値)は、何ら規定していなければ、相当数の粒子について測定した値の個数平均である。また、粉体の個数平均粒子径は、何ら規定していなければ、顕微鏡を用いて測定された1次粒子の円相当径の個数平均値である。円相当径は、ヘイウッド径であり、具体的には粒子の投影面積と同じ面積を有する円の直径である。また、粉体の体積中位径(D50)の測定値は、何ら規定していなければ、ベックマン・コールター株式会社製の「コールターカウンターマルチサイザー4」を用いてコールター原理(細孔電気抵抗法)に基づき測定した値である。また、酸価の測定値は、何ら規定していなければ、「JIS(日本工業規格)K0070−1992」に従って測定した値である。また、帯電性は、何ら規定していなければ、摩擦帯電における帯電性を意味する。摩擦帯電における正帯電性の強さ(又は負帯電性の強さ)は、公知の帯電列で確認できる。また、化合物名の後に「系」を付けて、化合物及びその誘導体を包括的に総称することがある。化合物名の後に「系」を付けて重合体名を表す場合には、重合体の繰返し単位が化合物又はその誘導体に由来することを意味する。また、アクリル及びメタクリルを包括的に「(メタ)アクリル」と総称することがある。
本実施形態は、トナーに関する。本実施形態のトナーは、定着性及び耐熱保存性に優れる。定着性に優れるトナーとは、具体的には、低温定着性に優れるトナー、ドキュメントオフセットの発生が抑制できるトナー、及びホットオフセットの発生の抑制により定着可能温度幅が拡大できるトナーである。ドキュメントオフセットとは、印刷後の紙上のトナーが別の紙に付着する不具合である。ホットオフセットとは、画像形成装置の部材(例えば、定着部)にトナーが付着する不具合である。
トナーは、トナー粒子を含む。トナーは、トナー粒子の集合体である。図1は、本実施形態のトナーに含まれるトナー粒子10の断面構造の一例を示す。図1に示されるトナー粒子10は、複合コア13と、シェル層14とを備える。シェル層14は、複合コア13の表面を覆う。複合コア13は、トナーコア11と、有機粒子12との複合体である。有機粒子12は、トナーコア11の表面に備えられる。例えば、シェル層14は、トナーコア11と、有機粒子12とを覆う。詳しくは、シェル層14は、有機粒子12が備えられていないトナーコア11の表面の領域と、有機粒子12の表面とを覆う。シェル層14は、複合コア13の表面全域を覆っていることが好ましく、複合コア13の表面全域を完全に覆っていることがより好ましい。有機粒子12は、トナーコア11とシェル層14との間(境界面)に位置している。有機粒子12は、シェル層14に被覆された状態で突出していてもよい。以上、図1を参照して、トナーに含まれるトナー粒子の構造について説明した。以下、トナーについて更に説明する。
(トナーのΔH)
示差走査熱量分析法により測定される、トナー1mgに含まれる離型剤の融解に伴う吸熱量は、80mJ以上160mJ以下である。以下、「示差走査熱量分析法により測定される、トナー1mgに含まれる離型剤の融解に伴う吸熱量」を、「ΔH」と記載することがある。トナーの耐熱保存性及び低温定着性の両立を図るためには、トナーがシャープメルト性を有することが好ましい。トナーのΔHが80mJ以上160mJ以下であることにより、トナーのシャープメルト性を向上させることができる。また、トナーのΔHが80mJ未満であると、トナーの低温定着性が低下する。トナーのΔHが160mJを超えると、トナーの耐熱保存性が低下する。トナーのΔHは、80mJ、82mJ、83mJ、157mJ、158mJ、及び160mJから選ばれる2つの値の範囲内であることも好ましい。
以下、図2を参照して、トナーのΔHについて説明する。図2のグラフは、本実施形態のトナーの一例の示差走査熱量分析スペクトルを示す。詳しくは、図2のグラフは、本実施形態のトナーの一例について、示差走査熱量計を用いて2回目の昇温時に測定された吸熱曲線を示している。昇温速度及び降温速度はそれぞれ10℃/分である。図2のグラフの縦軸は熱流(DSC信号、単位:mW)を示し、横軸は温度(単位:℃)を示す。図2中、トナー1mgに含まれる離型剤に由来する吸熱ピーク(詳しくは、離型剤が融解することによって生じる吸熱ピーク)の面積Sから、トナーのΔH(詳しくは、トナー1mgに含まれる離型剤の融解に伴う吸熱量)を求めることができる。トナーのΔHの測定方法は、後述する実施例と同じ方法又はその代替方法である。
トナーのΔHは、例えば、トナーコアが含有する離型剤の量を変更することにより、調整することができる。トナーコアが含有する離型剤の量が多くなるほど、トナーのΔHは大きくなる。また、トナーのΔHは、例えば、トナーコアが含有する結着樹脂の量を変更することにより、調整することもできる。
(貯蔵弾性率とトナーの温度)
次に、図3を参照して、貯蔵弾性率G’とトナーの温度との関係について説明する。図3のグラフは、本実施形態のトナーの一例のG’温度依存性曲線を示す。詳しくは、図3に示すG’温度依存性曲線は、レオメーターを用いて、トナーの温度を一定速度(昇温速度4℃/分)で上昇させながら、各温度におけるトナーの貯蔵弾性率G’を測定することにより得られる。図3の縦軸は貯蔵弾性率G’(単位:Pa)を示し、横軸はトナーの温度(単位:℃)を示す。図3に示すG’温度依存性曲線では、トナーの温度が上昇するにつれて貯蔵弾性率が小さくなっている。
トナーの耐熱保存性及び低温定着性の両立を図るためには、トナーがシャープメルト性を有することが好ましい。トナーがシャープメルト性を有するためには、例えば、貯蔵弾性率が1.0×108Paであるときのトナーの温度が70℃以上であり、貯蔵弾性率が1.0×105Paであるときのトナーの温度が85℃以下であることが好ましい。こうした特性を有するトナーは、70℃以下の温度では十分高い貯蔵弾性率を有する。しかしながら、定着時にトナーが加熱されると、トナーの貯蔵弾性率が急激に低下し、トナーの温度が85℃になった時には、トナーの貯蔵弾性率が十分小さくなっている。例えば、図3に示すように、貯蔵弾性率が1.0×108Paであるときのトナーの温度が70℃以上であり、貯蔵弾性率が1.0×105Paであるときのトナーの温度が85℃以下である。こうしたシャープメルト性を有するトナーは、耐熱保存性及び低温定着性の両方に優れる傾向がある。
貯蔵弾性率が1.0×108Paであるときのトナーの温度は、70℃以上80℃以下であることが好ましく、70℃以上76℃以下であることがより好ましい。また、貯蔵弾性率が1.0×108Paであるときのトナーの温度は、70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、及び76℃から選ばれる2つの値の範囲内であることも好ましい。
貯蔵弾性率が1.0×105Paであるときのトナーの温度は、70℃以上85℃以下であることが好ましく、80℃以上85℃以下であることがより好ましく、82℃以上85℃以下であることが更に好ましい。また、貯蔵弾性率が1.0×105Paであるときのトナーの温度は、70℃、82℃、83℃、84℃、及び85℃から選ばれる2つの値の範囲内であることも好ましい。
貯蔵弾性率が1.0×108Paであるときのトナーの温度の測定方法、及び貯蔵弾性率が1.0×105Paであるときのトナーの温度の測定方法は、各々、後述する実施例と同じ方法又はその代替方法である。
貯蔵弾性率が1.0×108Paであるときのトナーの温度、及び貯蔵弾性率が1.0×105Paであるときのトナーの温度は、各々、例えば、トナーのガラス転移点を変更することにより、調整することができる。シャープメルト性をトナーが有するためには、トナーのガラス転移点が65℃以上70℃以下であることが好ましい。トナーのガラス転移点は、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、及び70℃から選ばれる2つの値の範囲内であってもよい。トナーのガラス転移点は、66℃、67℃、68℃、又は70℃であってもよい。トナーのガラス転移点は、例えば、結着樹脂の融点、及び離型剤の融点の一方又は両方を変更することにより、調整することができる。また、トナーのガラス転移点は、例えば、結着樹脂の質量に対する離型剤の質量を変更することにより、調整することができる。トナーコアが結着樹脂を含有しない場合には、トナーのガラス転移点は、例えば、離型剤の融点を変更することにより、調整することができる。
トナーの弾性を向上させるためには、トナーの温度が130℃であるときのトナーの貯蔵弾性率(以下、「G’130」と記載することがある)が、1.0×104Pa以上5.0×104Pa以下であることが好ましい。トナーのG’130が1.0×104Pa以上5.0×104Pa以下であると、トナーに適度な弾性を付与することができる。トナーのG’130が1.0×104Pa以上であると、トナーの弾性が適度に高くなる。トナーの弾性が適度に高くなると、トナーが画像形成装置の部材(例えば、定着部)から離れ易くなり、トナーのホットオフセットの発生を抑制することができる。これにより、トナーの定着可能温度幅を拡大することができる。また、ドキュメントオフセットの発生を抑制することができる。トナーのG’130が5.0×104Pa以下であると、トナーの弾性が高くなり過ぎず、トナーの低温定着性を向上させることができる。
トナーの定着可能温度幅の拡大、及びトナーの低温定着性の向上をバランスよく達成するためには、トナーのG’130が1.0×104Pa以上4.5×104Pa以下であることが好ましく、1.3×104Pa以上4.5×104Pa以下であることがより好ましい。同じ理由から、トナーのG’130が、1.0×104Pa、1.3×104Pa、2.0×104Pa、2.2×104Pa、2.3×104Pa、3.5×104Pa、3.7×104Pa、4.5×104Pa、及び5.0×104Paから選ばれる2つの値の範囲内であることも好ましい。
G’130の測定方法は、後述する実施例と同じ方法又はその代替方法である。G’130は、例えば、有機粒子の質量平均分子量を変更することにより調整することができる。
(未開環オキサゾリン基含有量)
本実施形態のトナーでは、シェル層が未開環のオキサゾリン基を有する単位を含む。本実施形態のトナーでは、ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される、トナー1gに含まれる未開環のオキサゾリン基の量が500μmol以上1400μmol以下である。以下、「ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される、トナー1gに含まれる未開環のオキサゾリン基の量」を、「未開環オキサゾリン基含有量」と記載することがある。未開環オキサゾリン基含有量の測定方法は、後述する実施例と同じ方法又はその代替方法である。
未開環オキサゾリン基含有量が500μmol未満であると、トナー中のシェル層の含有量が少なくなり、トナーの耐熱保存性が低下する。一方、未開環オキサゾリン基含有量が1400μmol超であると、トナー中のシェル層の含有量が多くなり、トナーの低温定着性が低下する。また、未開環オキサゾリン基含有量が500μmol以上1400μmol以下であることで、次のような利点も得られると考えられる。未開環オキサゾリン基含有量が増えるほど、複合コアとシェル層との間に強固な結合(詳しくは、アミド結合)が形成され易くなる。ただし、トナーの未開環オキサゾリン基含有量が多過ぎると、トナーの正帯電性が強くなり過ぎる傾向がある。トナーの未開環オキサゾリン基含有量が500μmol以上1400μmol以下であることで、トナーに適切な正帯電性を持たせながら、複合コアの表面全域をシェル層で覆うことが可能になる。強固な結合(詳しくは、アミド結合)により、トナーコアが多量の離型剤を含有する場合であっても、トナーコアの表面にシェル層を十分な接着強度で固定することができる。
未開環オキサゾリン基含有量は、510μmol以上1350μmol以下であることが好ましく、565μmol以上1320μmol以下であることがより好ましい。未開環オキサゾリン基含有量は、500μmol、505μmol、508μmol、510μmol、565μmol、1320μmol、及び1400μmolから選ばれる2つの値の範囲内であることも好ましい。
未開環オキサゾリン基含有量は、例えば、トナーコアの質量に対するシェル層を形成するための材料(以下、シェル材料と記載することがある)の添加量を変更することにより、調整することができる。また、未開環オキサゾリン基含有量は、例えば、有機粒子の質量に対するシェル材料の添加量を変更することにより、調整することができる。また、未開環オキサゾリン基含有量は、例えば、開環剤を用いて、シェル層に含まれる未開環のオキサゾリン基のうち、一部のオキサゾリン基を開環させることにより、調整することができる。
ここで、本実施形態のトナーにおいて、トナーのΔHは80mJ以上160mJ以下である。トナーのΔHが大きくなるほど、トナーに含まれる離型剤の量が多くなる傾向がある。一般的なトナーでは、トナー粒子のうち、大部分(例えば、約90質量%)を結着樹脂が占めて、残りの部分(例えば、約10質量%)を内添剤(例えば、5質量%を離型剤、5質量%を着色剤)が占める。トナーのΔHが80mJ以上160mJ以下であるトナーは、一般的なトナーと比べて、10倍〜20倍の離型剤を含む傾向がある。こうした多量の離型剤は、トナーにシャープメルト性を付与する。しかしながら、トナー粒子に多量の離型剤を含有させると、トナー粒子から離型剤が脱離し易くなる。また、離型剤の影響で、トナー粒子の表面の付着力が高くなる傾向がある。トナー粒子の表面の付着力が高くなると、画像形成装置内に存在する部材(より具体的には、キャリア、感光体ドラム、又は現像ローラー等)にトナーが固着し易くなる。こうしたトナーの固着は、画像不良の原因になる。また、トナー粒子に含まれる離型剤の量が多過ぎると、トナー粒子が溶け易くなり過ぎてしまう。
本願発明者は、多量の離型剤を含有するトナーコアの表面をシェル層で覆うことにより、上記のような離型剤の脱離とトナーの固着とをそれぞれ抑制しようと考えた。しかしながら、多量の離型剤を含有するトナーコアに対してシェル層を十分な接着強度で固定することは容易ではなかった。
本願発明者は、カルボキシル基を有する離型剤をトナーコアに含有させるとともに、未開環のオキサゾリン基を有する単位をシェル層に含ませることで、トナーコアとシェル層との間に化学的な結合(共有結合)を形成できることに着眼した。また、本願発明者は、カルボキシル基を有する有機粒子をトナーコアの表面に備えるとともに、未開環のオキサゾリン基を有する単位をシェル層に含ませることで、有機粒子とシェル層との間に化学的な結合(共有結合)を形成できることに着眼した。これらによって、多量の離型剤を含有するトナーコアの表面をシェル層で覆うことに成功した。そして、トナーコアの表面をシェル層で覆うことによって、前述した離型剤の脱離とトナーの固着との両方を抑制することに成功した。シェル層の存在によって、トナー母粒子の表面に離型剤が露出しなくなる。
未開環のオキサゾリン基を有する単位の好適な例としては、下記式(A)で表される単位が挙げられる。以下、式(A)で表される単位を「単位(A)」と記載することがある。
Figure 0006791111
式(A)中、R1は、水素原子、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。R1が表わすアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、及びイソプロピル基が挙げられる。R1が置換基を有するアルキル基を表す場合、このような置換基の例としては、フェニル基が挙げられる。R1の好適な例としては、水素原子、メチル基、エチル基、及びイソプロピル基が挙げられる。
シェル層に含まれる複数個の単位(A)のうち、一部の単位(A)のオキサゾリン基を、トナーコア中の離型剤のカルボキシル基と反応させることにより、単位(A)を含むシェル層中に、下記式(B1)で表される単位を更に含ませることができる。以下、式(B1)で表される単位を「単位(B1)」と記載することがある。
Figure 0006791111
式(B1)中、R1は、式(A)中のR1と同一の基を表し、RWは、トナーコアに含有される離型剤を構成する原子を表す。RWは、離型剤の構成原子であり、この構成原子はカルボキシル基に結合している。
シェル層に含まれる複数個の単位(A)のうち、一部の単位(A)のオキサゾリン基を、有機粒子が含有する樹脂のカルボキシル基と反応させることにより、単位(A)を含むシェル層中に、下記式(B2)で表される単位を更に含ませることができる。以下、式(B2)で表される単位を「単位(B2)」と記載することがある。
Figure 0006791111
式(B2)中、R1は、式(A)中のR1と同一の基を表し、RPは、有機粒子が含有する樹脂を構成する原子を表す。RPは、有機粒子が含有する樹脂の構成原子であり、この構成原子はカルボキシル基に結合している。
単位(A)は、未開環のオキサゾリン基を有する。未開環のオキサゾリン基は、環状構造を有し、強い正帯電性を示す。未開環のオキサゾリン基は、カルボキシル基、芳香族性スルファニル基、及び芳香族性水酸基と反応し易い。例えば、シェル層中の単位(A)が、トナーコア中の離型剤(式(B1)中では、RWと表す)のカルボキシル基と反応すると、式(B1)に示すようにオキサゾリン基が開環し、アミド結合が形成される。また、シェル層中の単位(A)が、有機粒子が含有する樹脂(式(B2)中では、RPと表す)のカルボキシル基と反応すると、式(B2)に示すようにオキサゾリン基が開環し、アミド結合が形成される。複合コアとシェル層との間に、強固な結合(詳しくは、アミド結合)が形成されることで、複合コアからのシェル層の脱離が抑制されることになる。また、複合コアとシェル層との間に強固な結合(詳しくは、アミド結合)が形成されることで、トナー粒子からの有機粒子の脱離が抑制されることになる。なお、オキサゾリン基は、開環すると、正帯電性を失う。
例えば、開環剤を用いて、シェル層に含まれる複数個の単位(A)のうち、一部の単位(A)のオキサゾリン基を開環させることもできる。開環剤としては、カルボン酸が好ましく、R2−COOHで表されるカルボン酸がより好ましく、酢酸又はプロピオン酸が更に好ましい。なお、式「R2−COOH」中のR2は、下記式(C)中のR2と同一の基を表す。こうした開環剤を使用することで、単位(A)、単位(B1)、及び単位(B2)を含むシェル層中に、下記式(C)で表される単位を更に含ませることができる。以下、式(C)で表される単位を「単位(C)」と記載することがある。
Figure 0006791111
式(C)中、R1は、式(A)中のR1と同一の基を表し、R2は、置換基を有してもよいアルキル基を表す。R2としては、アルキル基が好ましく、炭素数1以上6以下の直鎖アルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が特に好ましい。オキサゾリン基の開環剤として酢酸を使用した場合、R2はメチル基になる。
本実施形態のトナーでは、トナーコアが多量の離型剤を含有する。このため、トナーコアに結着樹脂を含有させなくても、画像形成に適したトナーが得られる。しかしながら、トナーコアとシェル層との密着性の向上、又はトナーの耐熱保存性の向上などの目的で、あえてトナーコアに結着樹脂を含有させてもよい。
例えば、カルボキシル基を有する結着樹脂をトナーコアに含有させることで、単位(A)、単位(B1)及び単位(B2)を含むシェル層中に、下記式(D)で表される単位を更に含ませることができる。以下、式(D)で表される単位を「単位(D)」と記載することがある。シェル層は、単位(A)、単位(B1)、単位(B2)及び単位(D)に加えて、前述の単位(C)を更に含んでいてもよい。
Figure 0006791111
式(D)中、R1は、式(A)中のR1と同一の基を表し、RBは、トナーコアに含有される結着樹脂を構成する原子を表す。
シェル層中の単位(A)が、トナーコア中の結着樹脂(式(D)中では、RBと表す)のカルボキシル基と反応することで、式(D)に示すようにオキサゾリン基が開環し、アミド結合が形成される。トナーコアとシェル層との間に強固な結合(詳しくは、アミド結合)が形成されることで、トナーコアからのシェル層の脱離が抑制されることになる。
シェル層中の単位(A)が開環して単位(B1)、(B2)、(C)及び(D)が形成したことを確認する方法としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。詳しくは、所定量のトナー粒子(試料)を溶剤に溶解させる。得られた溶液をNMR(核磁気共鳴)測定用試験管に入れ、NMR装置を用いて1H−NMRスペクトルを測定する。ここで、1H−NMRスペクトルでは、化学シフトδ6.5付近に、第二級アミドに由来する三重線(トリプレット)のシグナルが出現することが、分かっている。そのため、得られた1H−NMRスペクトルにおいて、化学シフトδ6.5付近に三重線のシグナルが確認されれば、シェル層中の単位(A)が開環して単位(B1)、(B2)、(C)及び(D)が形成したと推定される。1H−NMRスペクトルの測定条件の一例としては、以下に示す条件が挙げられる。
1H−NMRスペクトルの測定条件の一例)
NMR装置:フーリエ変換核磁気共鳴装置(FT−NMR)(日本電子株式会社製「JNM−AL400」)
NMR測定用試験管:5mm試験管
溶剤:重水素化クロロホルム(1mL)
試料温度:20℃
試料質量:20mg
積算回数:128回
化学シフトの内部基準物質:テトラメチルシラン(TMS)
トナーコアの質量に対する離型剤の含有率は、60質量%以上95質量%以下であることが好ましい。例えば、トナーコアの質量が100gである場合には、トナーコア中の離型剤の質量が60g以上95g以下であることが好ましい。トナーコアの質量に対する離型剤の含有率は、90質量%以上95質量%以下であることがより好ましく、91質量%以上94質量%以下であることが更に好ましい。
トナーコアが、離型剤と着色剤とを含有し、且つ、結着樹脂を含有しないことが好ましい。トナーコアが結着樹脂を含有しない場合には、トナーコアの質量に対する離型剤の含有率は、90質量%以上95質量%以下であることが好ましく、91質量%以上94質量%以下であることがより好ましい。
一般に、トナーコアは、粉砕コア(粉砕トナーとも呼ばれる)と重合コア(ケミカルトナーとも呼ばれる)とに大別される。粉砕法で得られたトナーコアは粉砕コアに属し、凝集法で得られたトナーコアは重合コアに属する。本実施形態のトナーにおいて、トナーコアは、重合コアであることが好ましい。十分なトナーの低温定着性を確保するためには、トナーコアが、オキサゾリン基を含まないことが好ましい。また、トナーの生産性の観点から、トナーコアは、結晶性ポリエステル樹脂を含有しないことが好ましく、結着樹脂を含有しないことがより好ましい。本実施形態のトナーでは、トナーコアに結着樹脂(例えば、結晶性ポリエステル樹脂)を含有させない場合であっても、トナーコアに含有される多量の離型剤によってトナーにシャープメルト性を付与できる。画像形成に適したトナーを得るためには、トナーの体積中位径(D50)が4μm以上9μm以下であることが好ましい。
次に、トナーコア、シェル層、有機粒子及び外添剤について、更に説明する。トナーの用途に応じて必要のない成分を割愛してもよい。
[トナーコア]
(結着樹脂)
トナーコアは、結着樹脂を含有してもよい。トナーコアとシェル層との結合性(反応性)を高めるためには、結着樹脂の酸価が10mgKOH/g以上であることが好ましい。
結着樹脂の例としては、スチレン系樹脂、アクリル酸系樹脂(より具体的には、アクリル酸エステル重合体又はメタクリル酸エステル重合体等)、オレフィン系樹脂(より具体的には、ポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂等)、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール、ビニルエーテル樹脂、N−ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、又はウレタン樹脂が挙げられる。また、これら各樹脂の共重合体、すなわち上記樹脂中に任意の繰返し単位が導入された共重合体(より具体的には、スチレン−アクリル酸系樹脂又はスチレン−ブタジエン系樹脂等)を使用してもよい。
(着色剤)
トナーコアは、着色剤を含有してもよい。着色剤としては、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。画像形成に適したトナーを得るためには、着色剤の量が、トナーコアの質量に対して1質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
トナーコアは、黒色着色剤を含有していてもよい。黒色着色剤の例としては、カーボンブラックが挙げられる。また、黒色着色剤は、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤を用いて黒色に調色された着色剤であってもよい。
トナーコアは、カラー着色剤を含有していてもよい。カラー着色剤の例としては、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤が挙げられる。
イエロー着色剤としては、例えば、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、及びアリールアミド化合物からなる群より選択される1種以上の化合物を使用できる。イエロー着色剤の例としては、C.I.ピグメントイエロー(3、12、13、14、15、17、62、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、191、又は194)、ナフトールイエローS、ハンザイエローG、及びC.I.バットイエローが挙げられる。
マゼンタ着色剤の例としては、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン化合物、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、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、及びペリレン化合物からなる群より選択される1種以上の化合物が挙げられる。マゼンタ着色剤の例としては、C.I.ピグメントレッド(2、3、5、6、7、19、23、48:2、48:3、48:4、57:1、81:1、122、144、146、150、166、169、177、184、185、202、206、220、221、及び254)が挙げられる。
シアン着色剤の例としては、銅フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、及び塩基染料レーキ化合物からなる群より選択される1種以上の化合物が挙げられる。シアン着色剤の例としては、C.I.ピグメントブルー(1、7、15、15:1、15:2、15:3、15:4、60、62、及び66)、フタロシアニンブルー、C.I.バットブルー、及びC.I.アシッドブルーが挙げられる。
(離型剤)
本実施形態のトナーでは、トナーコアが、カルボキシル基を有する離型剤を含有する。カルボキシル基を有する離型剤としては、カルボキシル基を有するワックスが好ましい。カルボキシル基を有するワックスの例としては、エステルワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、フッ素樹脂ワックス、フィッシャートロプシュワックス、パラフィンワックス、及びモンタンワックスが挙げられる。1種の離型剤を単独で使用してもよく、2種以上の離型剤を組み合わせて使用してもよい。
カルボキシル基を有する離型剤としては、エステルワックス(より具体的には、合成エステルワックス又は天然エステルワックス)が好ましく、合成エステルワックスがより好ましい。離型剤として合成エステルワックスを使用することで、離型剤の融点を所望の範囲に調整し易くなる。合成エステルワックスは、例えば、酸触媒の存在下でアルコールとカルボン酸(又は、カルボン酸ハライド)とを反応させることで、合成できる。合成エステルワックスの原料は、例えば、天然油脂から調製される長鎖脂肪酸のような、天然物に由来する物質であってもよいし、市販されている合成品であってもよい。天然エステルワックスとしては、カルナバワックス又はライスワックスが好ましい。
十分な量のカルボキシル基を確保するためには、カルボキシル基を有する離型剤の酸価が1.0mgKOH/g以上であることが好ましく、1.0mgKOH/g以上10.0mgKOH/g以下であることがより好ましい。また、カルボキシル基を有する離型剤の融点は、65℃以上75℃以下であることが好ましく、70℃以上75℃以下であることがより好ましい。離型剤の融点は、以下の方法で測定できる。測定対象(より具体的には離型剤)15mgをアルミ皿に入れて、そのアルミ皿を示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC−6220」)の測定部にセットする。また、リファレンスとして空のアルミ皿を使用する。吸熱曲線の測定では、測定部の温度を、測定開始温度30℃から170℃まで10℃/分の速度で昇温させる。昇温中、測定対象の吸熱曲線[縦軸:熱流(DSC信号)、横軸:温度]を測定する。得られた吸熱曲線から、測定対象の融点を読み取る。吸熱曲線中、融解熱による最大ピーク温度が測定対象の融点に相当する。
(電荷制御剤)
トナーコアは、電荷制御剤を含有していてもよい。電荷制御剤は、例えば、トナーの帯電安定性及び帯電立ち上がり特性を向上させる目的で使用される。トナーの帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。
トナーコアに負帯電性の電荷制御剤(より具体的には、有機金属錯体又はキレート化合物等)を含有させることで、トナーコアのアニオン性を強めることができる。また、トナーコアに正帯電性の電荷制御剤(より具体的には、ピリジン、ニグロシン、又は4級アンモニウム塩等)を含有させることで、トナーコアのカチオン性を強めることができる。ただし、トナーにおいて十分な帯電性が確保される場合には、トナーコアに電荷制御剤を含有させる必要はない。
(磁性粉)
トナーコアは、磁性粉を含有していてもよい。磁性粉の材料としては、例えば、強磁性金属(より具体的には、鉄、コバルト、ニッケル、及びこれらの合金等)、強磁性金属酸化物(より具体的には、フェライト、マグネタイト、及び二酸化クロム等)、及び強磁性化処理が施された材料(より具体的には、熱処理により強磁性が付与された炭素材料等)が挙げられる。1種の磁性粉を単独で使用してもよいし、2種以上の磁性粉を使用してもよい。
磁性粉からの金属イオン(例えば、鉄イオン)の溶出を抑制するためには、磁性粉を表面処理することが好ましい。酸性条件下でトナーコアの表面にシェル層を形成する場合に、トナーコアの表面に金属イオンが溶出すると、トナーコア同士が固着し易くなる。磁性粉からの金属イオンの溶出を抑制することで、トナーコア同士の固着を抑制することができると考えられる。
[シェル層]
シェル層は、実質的に樹脂から構成されている。シェル層は樹脂を含有することが好ましく、樹脂のみを含有することがより好ましい。本実施形態のトナーでは、シェル層が未開環のオキサゾリン基を有する単位を含む。未開環のオキサゾリン基を有する単位の好適な例は、例えば、上記単位(A)である。式(1)で表される化合物を重合させることで、単位(A)をシェル層中に導入できる。以下、式(1)で表される化合物を「化合物(1)」と記載することがある。式(1)中、R1は、式(A)中のR1と同一の基を表す。式(1)中のR1の好適な例は、式(A)中のR1の好適な例と同じである。
Figure 0006791111
単位(A)は繰返し単位に相当し、単位(A)でシェル層の主鎖が形成される。ビニル化合物である化合物(1)の「C=C」が「−C−C−」へ重合(付加重合)することにより、重合物(例えば、ビニル樹脂)が形成される。ビニル化合物は、ビニル基(CH2=CH−)を有する化合物、又はビニル基中の水素原子が置換された基を有する化合物である。化合物(1)に加えて、化合物(1)以外のビニル化合物を重合させて、重合物(例えば、ビニル樹脂)を得てもよい。化合物(1)以外のビニル化合物の例としては、エチレン、プロピレン、ブタジエン、塩化ビニル、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル(好ましくは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル)、アクリロニトリル、及びスチレンが挙げられる。
シェル層は、化合物(1)と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含むモノマーの重合物を含有することが好ましい。シェル層は、化合物(1)と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含むモノマーの重合物のみを含有することがより好ましい。化合物(1)と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含むモノマーの重合物は、ビニル樹脂の好適な例である。モノマーは、シェル層用の樹脂原料である。シェル層用の樹脂原料であるモノマーは、化合物(1)及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルのみであってもよい。或いは、シェル層用の樹脂原料であるモノマーは、化合物(1)及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルに加えて、化合物(1)及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル以外の化合物を更に含んでいてもよい。
化合物(1)の好適な例としては、2−ビニル−2−オキサゾリンが挙げられる。(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル又は(メタ)アクリル酸エチルが好ましく、メタクリル酸メチルがより好ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、化合物(1)以外のビニル化合物の好適な例である。(メタ)アクリル酸アルキルエステルを添加することで、シェル層の被覆性が向上する傾向がある。
画像形成に適したトナーを得るためには、シェル層の厚さが10nm以上100nm以下であることが好ましい。シェル層の厚さは、市販の画像解析ソフトウェア(例えば、三谷商事株式会社製「WinROOF」)を用いてトナー粒子の断面のTEM(透過型電子顕微鏡)撮影像を解析することによって計測できる。なお、1つのトナー粒子においてシェル層の厚さが均一でない場合には、均等に離間した4箇所(詳しくは、トナー粒子の断面の略中心で直交する2本の直線を引き、それら2本の直線がシェル層と交差する4箇所)の各々でシェル層の厚さを測定し、得られた4つの測定値の算術平均を、そのトナー粒子の評価値(シェル層の厚さ)とする。トナーコアとシェル層との境界は、例えば、トナーコア及びシェル層のうち、シェル層のみを選択的に染色することで、確認できる。TEM撮影像においてトナーコアとシェル層との境界が不明瞭である場合には、TEMと電子エネルギー損失分光法(EELS)とを組み合わせて、TEM撮影像中で、シェル層に含まれる特徴的な元素のマッピングを行うことで、トナーコアとシェル層との境界を明確にすることができる。
[有機粒子]
本実施形態のトナーでは、シェル層とトナーコアとの間(界面)に、有機粒子が位置している。シェル層とトナーコアとの間(界面)に有機粒子が位置することで、次の利点が得られる。第一に、シェル層とトナーコアとの間に位置する有機粒子は、トナーに弾性を付与する。これにより、ホットオフセットの発生を抑制し、定着可能温度幅を拡大することができる。また、ドキュメントオフセットの発生を抑制することができる。第二に、シェル層とトナーコアとの間に位置する有機粒子は、スペーサーとして機能し得る。有機粒子がスペーサーとして機能することで、トナー粒子から外添剤が脱離することを抑制できる。これにより、脱離した外添剤がキャリアに付着すること(キャリア汚染)を抑制することができる。第三に、有機粒子がシェル層に覆われることで、有機粒子がトナーコアから脱離することを抑制できる。
有機粒子は樹脂を含有する。以下、有機粒子が含有する樹脂を「有機粒子用樹脂」と記載することがある。有機粒子は、有機粒子用樹脂のみを含有することが好ましい。有機粒子用樹脂は、カルボキシル基を有する。カルボキシル基を有する有機粒子用樹脂としては、ポリエステル樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂は、アルコールモノマーとカルボン酸モノマーとを縮重合又は共縮重合させることにより得られる。ポリエステル樹脂は、アルコールモノマーと、カルボン酸モノマーとの重合物である。
アルコールモノマーの例としては、ジオールモノマー、ビスフェノールモノマー、及び3価以上のアルコールモノマーが挙げられる。
ジオールモノマーの例としては、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、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、2−ブテン−1,4−ジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、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、及びポリテトラメチレングリコールが挙げられる。
ビスフェノールモノマーの例としては、ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールA、ビスフェノールAエチレンオキサイド付加物、及びビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物(例えば、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド2モル付加物)が挙げられる。
3価以上のアルコールモノマーの例としては、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、ジグリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、及び1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。
カルボン酸モノマーの例としては、2価カルボン酸モノマー、及び3価以上のカルボン酸モノマーが挙げられる。
2価カルボン酸モノマーの例としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、5−スルホイソフタル酸、5−スルホイソフタル酸ナトリウム、シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、マロン酸、コハク酸、アルキルコハク酸、及びアルケニルコハク酸が挙げられる。アルキルコハク酸の例としては、n−ブチルコハク酸、イソブチルコハク酸、n−オクチルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、及びイソドデシルコハク酸が挙げられる。アルケニルコハク酸の例としては、n−ブテニルコハク酸、イソブテニルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸、及びイソドデセニルコハク酸が挙げられる。
3価以上のカルボン酸モノマーの例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、及びエンポール三量体酸が挙げられる。
アルコールモノマーの1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。カルボン酸モノマーの1種のみを使用してもよいし、2種以上を使用してもよい。更に、カルボン酸モノマーを、エステル形成性の誘導体に誘導体化して使用してもよい。エステル形成性の誘導体の例としては、酸ハライド、酸無水物、及び低級アルキルエステルが挙げられる。低級アルキルは、例えば、炭素原子数1以上6以下のアルキル基である。
有機粒子用樹脂がポリエステル樹脂である場合、このようなポリエステル樹脂は、ジオールモノマーと、ビスフェノールモノマーと、2価カルボン酸モノマーとを含む、モノマーの重合物であることが好ましい。このようなポリエステル樹脂は、ジオールモノマー、ビスフェノールモノマー、及び2価カルボン酸モノマーのみの重合物であることがより好ましい。また、ポリエステル樹脂は、エチレングリコールと、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物と、イソフタル酸と、テレフタル酸と、5−スルホイソフタル酸ナトリウムとを含む、モノマーの重合物であることが好ましい。ポリエステル樹脂は、エチレングリコール、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、イソフタル酸、テレフタル酸、及び5−スルホイソフタル酸ナトリウムのみの重合物であることがより好ましい。
有機粒子用樹脂の質量平均分子量は30000以上50500以下である。有機粒子用樹脂の質量平均分子量がこのような範囲内であることで、トナーに弾性を付与しつつ、トナーのホットオフセットの発生を抑制でき、トナーの低温定着性を向上させることができる。有機粒子の質量平均分子量が30000未満であると、トナーのホットオフセットが発生する。有機粒子の質量平均分子量が50500超であると、トナーの低温定着性が低下する。
有機粒子用樹脂の質量平均分子量は、35000以上50000以下であることがより好ましい。有機粒子用樹脂の質量平均分子量は、30000、35000、41000、50000、及び50500から選ばれる2つの値の範囲内であることも好ましい。
有機粒子用樹脂の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。有機粒子用樹脂の質量平均分子量の測定方法は、実施例で詳述する。有機粒子用樹脂の質量平均分子量は、例えば、有機粒子用樹脂を合成する際の反応時間を変更することにより調整することができる。有機粒子用樹脂を合成する際の反応時間が長くなる程、有機粒子用樹脂の質量平均分子量は大きくなる。
有機粒子の体積中位径(D50)は、100nm以上200nm以下であることが好ましく、130nm以上170nm以下であることがより好ましい。
十分な量のカルボキシル基を確保するためには、カルボキシル基を有する有機粒子用樹脂の酸価が1.0mgKOH/g以上20.0mgKOH/g以下であることが好ましく、12.0mgKOH/g以上17.0mgKOH/g以下であることがより好ましい。
[外添剤]
トナー母粒子の表面に外添剤(詳しくは、外添剤粒子の集合体である粉体)を付着させてもよい。外添剤は、内添剤とは異なり、トナー母粒子の内部には存在せず、トナー母粒子の表面(トナー粒子の表層部)のみに選択的に存在する。例えば、トナー母粒子(粉体)と外添剤(粉体)とを一緒に攪拌することで、トナー母粒子の表面に外添剤粒子を付着させることができる。トナー母粒子と外添剤粒子とは、互いに化学反応せず、化学的ではなく物理的に結合する。トナー母粒子と外添剤粒子との結合の強さは、攪拌条件(より具体的には、攪拌時間、及び攪拌の回転速度等)、外添剤粒子の粒子径、外添剤粒子の形状、及び外添剤粒子の表面状態などによって調整できる。
トナー粒子からの外添剤粒子の脱離を抑制しながら外添剤の機能を十分に発揮させるためには、外添剤の量(2種以上の外添剤粒子を使用する場合には、それら外添剤粒子の合計量)が、トナー母粒子100質量部に対して、0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
外添剤粒子としては、無機粒子が好ましく、シリカ粒子、又は金属酸化物(より具体的には、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、又はチタン酸バリウム等)の粒子が特に好ましい。ただし、外添剤粒子として、脂肪酸金属塩(より具体的には、ステアリン酸亜鉛等)のような有機酸化合物の粒子、又は樹脂粒子を使用してもよい。1種の外添剤粒子を単独で使用してもよいし、2種以上の外添剤粒子を併用してもよい。
なお、本実施形態のトナーは、例えば正帯電性トナーとして、静電潜像の現像に用いることができる。本実施形態のトナーは、トナー粒子を含む粉体である。トナーは、1成分現像剤として使用してもよい。また、混合装置(例えば、ボールミル)を用いてトナーとキャリアとを混合して2成分現像剤を調製してもよい。高画質の画像を形成するためには、2成分現像剤におけるトナーの量は、キャリア100質量部に対して、5質量部以上15質量部以下であることが好ましい。キャリアの個数平均1次粒子径は、20μm以上120μm以下であることが好ましい。なお、2成分現像剤に含まれる正帯電性トナーは、キャリアとの摩擦により正に帯電する。
次に、トナーの製造方法について説明する。トナーの製造方法は、トナーコア形成工程、有機粒子付着工程、及びシェル層形成工程を含む。
トナーコア形成工程について説明する。トナーコアの作製方法の好適な例としては、凝集法が挙げられる。凝集法の一例では、まず、離型剤及び着色剤の各々の微粒子を含む水性媒体中で、これらの微粒子を所望の粒子径になるまで凝集させる。これにより、離型剤及び着色剤を含有する凝集粒子が形成される。続けて、得られた凝集粒子を加熱して、凝集粒子に含有される成分を合一化させる。これにより、所望の粒子径を有するトナーコアが得られる。
有機粒子付着工程について説明する。有機粒子付着工程において、トナーコアと、有機粒子とを混合する。これにより、トナーコアの表面に有機粒子が付着して、複合コアが得られる。
シェル層形成工程について説明する。シェル層の形成方法の例としては、in−situ重合法、液中硬化被膜法、又はコアセルベーション法が挙げられる。より具体的には、水溶性のシェル材料を溶かした水性媒体中に複合コアを入れる。続いて、その水性媒体を加熱することにより、シェル材料の重合反応を進行させる。これにより、複合コアの表面にシェル層を形成する。
また、シェル層の形成において、シェル材料として樹脂粒子(例えば、樹脂分散液)を使用してもよい。より具体的には、樹脂粒子と複合コアとを含む液(例えば、水性媒体)中で、複合コアの表面に樹脂粒子を付着させる。続いて、液を加熱することにより、樹脂粒子の膜化を進行させて、複合コアの表面にシェル層を形成する。液を高温に保っている間に、トナーコアの表面において樹脂粒子同士の結合(ひいては、各樹脂粒子における架橋反応)を進行させることができる。
水性媒体は、水を主成分とする媒体(より具体的には、純水、又は水と極性媒体との混合液等)である。水性媒体中の極性媒体としては、例えば、アルコール(より具体的には、メタノール又はエタノール等)を使用できる。水性媒体の沸点は約100℃である。
塩基性物質(より具体的には、アンモニア、又は水酸化ナトリウム等)及び/又は開環剤(より具体的には、酢酸等)を含む液中でトナーコアの表面にシェル層を形成してもよい。オキサゾリン基を含むシェル材料を使用する場合、塩基性物質及び開環剤の各々の量を変えることで、シェル層中に含まれる未開環のオキサゾリン基の量を調整できる。液中における塩基性物質の量が多いほど未開環のオキサゾリン基の量が増える傾向がある。塩基性物質がカルボン酸を中和(トラップ)することで、オキサゾリン基の開環反応(カルボニル基への求核付加反応)が抑制されると考えられる。他方、開環剤はオキサゾリン基の開環反応を促進するため、液中における開環剤の量が多いほど未開環のオキサゾリン基の量が減る傾向がある。
以下、図4及び図5を参照しながら、シェル層の形成工程を具体的に説明する。図4は、シェル層の形成工程における、トナーコアに含有される離型剤とシェル層との反応を模式的に示す。図5は、シェル層の形成工程における、有機粒子とシェル層との反応を模式的に示す。
まず、複合コア113とシェル層形成用液とを混合して、分散液を得る。図4に示すように、複合コア113中のトナーコア111は、表面にカルボキシル基を有する。図5に示すように、複合コア113中の有機粒子112は、表面にカルボキシル基を有する。シェル層形成用液は、形成用ビニル樹脂114を含む。形成用ビニル樹脂114は、単位(A)を含む。次に、分散液を攪拌しながら、分散液の温度を、所定の昇温速度(例えば0.5℃/分の昇温速度)で所定の温度(例えば60℃)にまで上昇させる。その後、分散液を攪拌しながら、分散液の温度を所定の温度に保つ。分散液の温度を所定の温度に保っている間に、トナーコア111が有するカルボキシル基とオキサゾリン基との反応が進行する。より具体的には、トナーコア111に含まれる離型剤が有するカルボキシル基とオキサゾリン基との反応が進行して、アミド結合21が形成される。このようにして、トナーコア111とシェル層14(図1参照)とがアミド結合21により結合する。より具体的には、トナーコア111に含まれる離型剤とシェル層14とがアミド結合21により結合したシェル層14が形成される。また、分散液を攪拌しながら、分散液の温度を所定の温度に保つ。分散液の温度を所定の温度に保っている間に、有機粒子112が有するカルボキシル基とオキサゾリン基との反応が進行する。より具体的には、有機粒子112が有するカルボキシル基とオキサゾリン基との反応が進行して、アミド結合22が形成される。このようにして、トナーコア111とシェル層14とがアミド結合22により結合し、有機粒子12とシェル層14とがアミド結合22により結合したシェル層14が形成される。以上、図4及び図5を参照しながら、シェル層の形成工程を説明した。
実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は実施例の範囲に何ら限定されない。表1及び表2に、実施例又は比較例に係るトナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9を示す。表1及び表2中「離型剤含有率」、「wt%」、「Mw」、「108Paトナー温度」及び「105Paトナー温度」は、各々、トナーコアの質量に対する離型剤の含有率、質量%、質量平均分子量、貯蔵弾性率が108Paであるときのトナー温度、及び貯蔵弾性率が105Paであるときのトナー温度を示す。
Figure 0006791111
Figure 0006791111
以下、トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の製造方法、測定方法、評価方法、及び評価結果について、説明する。なお、誤差が生じる評価においては、誤差が十分小さくなる相当数の測定値を得て、得られた測定値の算術平均を評価値とした。
[トナーの製造方法]
(ワックス分散液の調製)
脱塩水と、表1又は表2中の「離型剤」に示す量の高純度固体エステルワックス(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP−9」、酸価:1.5mgKOH/g、融点:72℃)と、アニオン界面活性剤(第一工業製薬株式会社製「ネオゲン(登録商標)SC」、成分:ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、有効成分:66質量%)20gとを混合した。続けて、得られた混合物を、ゴーリン式ホモジナイザー(SPX社製「APV(登録商標)」)を用いて高圧剪断により乳化した。その結果、ワックス分散液1000gが得られた。脱塩水の添加量は、脱塩水と離型剤(ニッサンエレクトールWEP−9)とアニオン界面活性剤(ネオゲンSC)との合計量が1000gになるような量とした。例えば、トナーT−A1の製造では、脱塩水630gと離型剤(ニッサンエレクトールWEP−9)350g(表1参照)とアニオン界面活性剤(ネオゲンSC)20gとの混合物を高圧剪断により乳化した。また、トナーT−A2の製造では、脱塩水430gと離型剤(ニッサンエレクトールWEP−9)550g(表1参照)とアニオン界面活性剤(ネオゲンSC)20gとの混合物を高圧剪断により乳化した。
(トナーコア形成工程)
バッフル板付きアンカー型攪拌翼を備えた容量2Lの反応容器に、前述の手順で調製したワックス分散液1000gと、着色剤分散液100gとを入れた。着色剤分散液は、着色剤の水分散液(大日精化工業株式会社製「EP−700 Blue GA」、成分:銅フタロシアニン顔料(β)、カラーインデックス:ピグメントブルー15:3、固形分濃度:35質量%)であった。なお、着色剤分散液の固形分濃度は35質量%であるため、トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の各々の製造で投入された着色剤は35g(=100×0.35)であった。
続けて、容器内容物を攪拌しながら、容器内に、凝集剤(硫酸アルミニウム水溶液、硫酸アルミニウム固形分換算で4g)を、硫酸アルミニウム水溶液0.2g/分の速度で滴下した。そして、凝集剤の滴下が完了した後、容器内容物を攪拌しながら、容器内容物の温度を1℃/分の速度で30℃から50℃まで昇温させた。昇温完了後、容器内容物の温度を50℃に保つことで、容器内での粒子の凝集を促進して造粒した。詳しくは、凝集粒子の体積中位径(D50)が7μmになるまで、約1時間、容器内容物の温度を50℃に保った。
容器内の凝集粒子の体積中位径が7μmになった時点で、容器内にドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液(第一工業製薬株式会社製「ネオゲンSC」の水溶液、固形分濃度10質量%、固形分換算でドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2g)を添加した。容器内容物の温度を、50℃から90℃まで40分間かけて一定速度で昇温させた。昇温後、容器内容物の温度を、90℃で2時間保った。その後、容器内容物を、10分間かけて一定速度で40℃まで冷却した。続けて、目開き5μmのろ紙をセットしたブフナー漏斗を用いて、容器内容物を吸引濾過した。続けて、容器内容物の濾過(すなわち、固液分離)により得られた固形物(粉体)を、5Lのイオン交換水で洗浄した。その後、1.6Lのイオン交換水を加えるリスラリーを行って、固形分濃度20質量%のトナーコア分散液を得た。得られたトナーコア分散液を乾燥させて、トナーコアを得た。
トナーコアは、投入した材料の量に対応する組成を有していた。表1及び表2に示す「離型剤含有率」は、トナーコアの質量に対する離型剤の含有率を示す。トナーコアの質量に対する離型剤の含有率は、計算式「離型剤の含有率(単位:質量%)=100×離型剤の量(単位:g)/[離型剤の量(単位:g)+着色剤の量(単位:g)]」から算出した。例えば、トナーT−A1では、トナーコアの質量に対する離型剤の含有率が、91質量%(=100×350/(350+35))であった。
(有機粒子付着工程)
FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、トナーコア形成工程で得られたトナーコア200gと、表1又は表2中の「有機粒子種類」の欄に示す種類の有機粒子1gとを、混合した。これにより、トナーコアの表面に有機粒子を付着させて、複合コアを得た。なお、表1又は表2に示す有機粒子P−1〜P−5は、以下に示す方法により合成した。
(有機粒子P−1の合成)
まず、有機粒子P−1に使用するポリエステル樹脂を作成した。詳しくは、攪拌機、コンデンサー、温度計、及び窒素導入管を備えた反応容器に、モノマーを投入した。投入したモノマーは、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物(43.0質量部)、エチレングリコール(9.0質量部)、テレフタル酸(25.0質量部)、イソフタル酸(15.0質量部)、及び5−スルホイソフタル酸ナトリウム(8.0質量部)であった。反応容器に、エステル化触媒であるテトラブトキシチタネート(0.03質量部)を添加した。窒素雰囲気下で、反応容器の内容物の温度を220℃まで上げた。窒素雰囲気下で、反応容器の内容物の温度を220℃に維持しながら、反応容器の内容物を5時間攪拌(以下、第一攪拌と記載する)した。次いで、反応容器内を15mmHgに減圧して、反応容器の内容物を更に5時間攪拌(以下、第二攪拌と記載する)した。これにより、有機粒子P−1用ポリエステル樹脂を得た。なお、第一攪拌と第二攪拌との合計時間は、10時間であった。
次いで、攪拌機、コンデンサー、温度計、及び窒素導入管を備えた別の反応容器に、有機粒子P−1用ポリエステル樹脂(100.0質量部)、メチルエチルケトン(90.0質量部)、及びトリエチルアミン(2.0質量部)を投入した。反応容器の内容物を80℃に加熱して溶解させて、溶液を得た。次いで、溶液を攪拌しながら、温度80℃のイオン交換水(300.0質量部)を溶液に添加した。これにより、溶液を水に分散させて、水分散液を得た。水分散液を蒸留装置に投入し、留分温度が100℃に達するまで、蒸留を行った。蒸留した水分散液を冷却した後、水分散液にイオン交換水を加え、水分散液中の有機粒子P−1用ポリエステル樹脂の濃度が20質量%になるように調整した。次いで、水分散液中から有機粒子P−1用ポリエステル樹脂を取出し、40℃で2−4時間、真空乾燥させた。これにより、有機粒子P−1を得た。有機粒子P−1に含有されるポリエステル樹脂の質量平均分子量は41000であり、酸価は15.0であった。
(有機粒子P−2の合成)
第一攪拌と第二攪拌との合計時間を10時間から8時間に変更した以外は、有機粒子P−1の合成と同じ方法で、有機粒子P−2を得た。有機粒子P−2に含有されるポリエステル樹脂の質量平均分子量は30000であり、酸価は17.0であった。
(有機粒子P−3の合成)
第一攪拌と第二攪拌との合計時間を10時間から11時間に変更した以外は、有機粒子P−1の合成と同じ方法で、有機粒子P−3を得た。有機粒子P−3に含有されるポリエステル樹脂の質量平均分子量は50500であり、酸価は12.0であった。
(有機粒子P−4の合成)
第一攪拌と第二攪拌との合計時間を10時間から7.5時間に変更した以外は、有機粒子P−1の合成と同じ方法で、有機粒子P−4を得た。有機粒子P−4に含有されるポリエステル樹脂の質量平均分子量は28000であり、酸価は17.5であった。
(有機粒子P−5の合成)
第一攪拌と第二攪拌との合計時間を10時間から12時間に変更した以外は、有機粒子P−1の合成と同じ方法で、有機粒子P−5を得た。有機粒子P−5に含有されるポリエステル樹脂の質量平均分子量は53000であり、酸価は11.0であった。
(有機粒子の質量平均分子量の測定)
有機粒子P−1〜P−5の各々に含有されるポリエステル樹脂の質量平均分子量(Mw)を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。まず、室温で2時間かけて、ポリエステル樹脂で構成される有機粒子(10mg)をテトラヒドロフラン(THF、5mL)に溶解させて、ポリエステル樹脂溶液を得た。ポリエステル樹脂溶液を、メンブランフィルター(東ソー株式会社製「マイショリディスク」、膜孔径0.45μm、耐溶剤性)を用いて濾過してサンプル溶液を得た。GPC測定装置(東ソー株式会社製「HLC8120 GPC」)を用いて、以下のGPC測定条件で、サンプル溶液を測定した。次いで、ポリスチレン樹脂の標準サンプル(東ソー株式会社製「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、及びA−500」)を用いて作成した分子量校正曲線を使用して、サンプル溶液に含有されるポリエステル樹脂の質量平均分子量を算出した。
(GPC測定条件)
検出器:RI
カラム:Shodex(登録商標) KF−801、802、803、804、805、806、及び807の7連カラム(昭和電工株式会社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0mL/分
オーブン温度:40.0℃
サンプル溶液注入量:0.10mL
(シェル層形成工程)
温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの3つ口フラスコをウォーターバスにセットした。有機粒子付着工程で得られた複合コア200gと、精製水600gとをフラスコ内に入れた。その後、ウォーターバスを用いてフラスコ内の温度を40℃に保った。続けて、表1に示す量のシェル材料をフラスコ内に添加し、フラスコ内容物を回転速度200rpmで1時間攪拌した。シェル材料は、オキサゾリン基含有高分子水溶液(株式会社日本触媒製「エポクロス(登録商標)WS−300」、モノマー組成:メタクリル酸メチル/2−ビニル−2−オキサゾリン、固形分濃度:10質量%)であった。例えば、トナーT−A1の製造では、シェル材料(エポクロスWS−300)8gをフラスコ内に添加した。また、トナーT−A2の製造では、シェル材料(エポクロスWS−300)7gをフラスコ内に添加した。
続けて、濃度1質量%アンモニア水溶液を8mL、フラスコ内に添加した。続けて、回転速度150rpmでフラスコ内容物を攪拌しながら、フラスコ内の温度を0.5℃/分の速度で60℃まで昇温させた。
トナーT−A3の製造では、フラスコ内の温度が60℃に到達した後、表1に示す量の酢酸(濃度99質量%)を、一定の速度でフラスコ内に添加した。なお、トナーT−A3以外のトナーの製造では、酢酸を添加しなかった。
続けて、回転速度100rpmでフラスコ内容物を攪拌しながら、フラスコ内の温度を60℃に10分間保った。続けて、フラスコ内容物のpHを7に調整した。pHの調整には、濃度1質量%アンモニア水溶液を使用した。続けて、フラスコ内容物をその温度が常温(約25℃)になるまで冷却して、トナー母粒子を含む分散液を得た。
(洗浄工程)
シェル層形成工程で得られたトナー母粒子の分散液を、目開き5μmのろ紙をセットしたブフナー漏斗を用いてろ過(固液分離)して、ウェットケーキ状のトナー母粒子を得た。その後、得られたウェットケーキ状のトナー母粒子をイオン交換水に再分散させた。更に、分散とろ過とを5回繰り返して、トナー母粒子を洗浄した。洗浄後のろ液(洗浄水)の導電率が1μS/cmになるまで分散とろ過とを繰り返して、トナー母粒子を洗浄した。導電率の測定には、株式会社堀場製作所製の電気伝導率計「HORIBA ES−51」を用いた。
(乾燥工程)
洗浄工程で洗浄したトナー母粒子を、連続式表面改質装置(フロイント産業株式会社製「コートマイザー(登録商標)」)を用いて、熱風温度45℃且つブロアー風量2m3/分の条件で乾燥させた。その結果、乾燥したトナー母粒子の粉体が得られた。
(外添工程)
FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて、乾燥工程で得られたトナー母粒子1000gと、正帯電性シリカ粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」、内容:表面処理により正帯電性が付与された乾式シリカ粒子、個数平均1次粒子径:約20nm)15gと、導電性酸化チタン粒子(チタン工業株式会社製「EC−100」、基体:TiO2粒子、被覆層:SbドープSnO2膜)15gとを、5分間混合した。これにより、トナー母粒子の表面に外添剤(正帯電性シリカ粒子及び導電性酸化チタン粒子)が付着した。その後、200メッシュ(目開き75μm)の篩を用いて、外添剤が付着したトナー母粒子を篩別した。その結果、体積中位径(D50)7μmのトナー(トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の各々)が得られた。
各試料(トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9)について、未開環オキサゾリン基含有量と、トナーのΔHと、ガラス転移点(Tg)と、貯蔵弾性率が108Paであるときのトナー温度と、貯蔵弾性率が105Paであるときのトナー温度と、G’130とを、それぞれ測定した。また、有機粒子付着工程で使用した有機粒子について、質量平均分子量(Mw)を測定した。これらの測定結果は、表1及び表2に示すとおりであった。これらの測定方法は、次に示すとおりであった。
<未開環オキサゾリン基含有量の測定方法>
未開環オキサゾリン基含有量は、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC/MS法)により測定した。GC/MS法では、測定装置として、ガスクロマトグラフ質量分析計(株式会社島津製作所製「GCMS−QP2010 Ultra」)及びマルチショット・パイロライザー(フロンティア・ラボ株式会社製「FRONTIER LAB Multi−functional Pyrolyzer(登録商標)PY−3030D」)を用いた。カラムとしては、GCカラム(アジレント・テクノロジー社製「Agilent(登録商標)J&W ウルトライナートキャピラリGCカラム DB−5ms」、相:シロキサンポリマーにアリレンを入れてポリマーの主鎖を強化したアリレン相、内径:0.25mm、膜厚:0.25μm、長さ:30m)を用いた。
(ガスクロマトグラフ測定条件)
キャリアガス:ヘリウム(He)ガス
キャリア流量:1mL/分
気化室温度:210℃
熱分解温度:加熱炉「600℃」、インターフェイス部「320℃」
昇温条件:40℃で3分間保持した後、40℃から速度10℃/分で300℃まで昇温し、300℃で15分間保持した。
(質量分析測定条件)
イオン化法:EI(Electron Impact)法
イオン源温度:200℃
インターフェイス部の温度:320℃
検出モード:スキャン(測定範囲:45m/z〜500m/z)
上記条件で測定されたマススペクトルを解析することにより未開環オキサゾリン基に由来するピークを特定し、測定されたクロマトグラムのピーク面積に基づいて、測定対象(トナー)に含まれる未開環オキサゾリン基の量(トナー1gに含まれる未開環のオキサゾリン基の量)を求めた。定量には、検量線を用いた。
<貯蔵弾性率が108Paであるときのトナー温度、貯蔵弾性率が105Paであるときのトナー温度、及びG’130の測定方法>
トナー(測定対象:トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の何れか)0.1gをペレット成形機にセットし、トナーに圧力5MPaを加えて、直径10mm、厚さ1.2mmの円柱状のペレットを得た。続けて、得られたペレットを測定装置にセットした。測定装置としては、レオメーター(アントンパール社製「PhysicaMCR−301」)を用いた。測定装置のシャフト(詳しくは、モーターで駆動されるシャフト)の先端には、測定治具(パラレルプレート)を取り付けた。ペレットは、測定装置のプレート(詳しくは、ヒーターで加熱されるヒート台)上に載せた。プレート上のペレットを110℃まで加熱して、ペレット(トナーの塊)を一度溶融させた。トナー全体が溶融したところで、溶融したトナーに上から測定治具(パラレルプレート)を密着させて、平行な2枚のプレート(上:測定治具、下:ヒート台)の間にトナーを挟んだ。そして、トナーを40℃まで冷却した。その後、測定装置を用いて、測定温度範囲40℃〜200℃、昇温速度4℃/分、振動周波数1Hz、ひずみ1%(ただし、測定温度範囲40℃〜100℃では、ひずみ0.01%〜1%)の条件で、トナーのG’温度依存性曲線(縦軸:貯蔵弾性率G’、横軸:温度)を測定した。そして、得られた貯蔵弾性率温度依存性曲線から、貯蔵弾性率が108Paであるときのトナー温度と、貯蔵弾性率が105Paであるときのトナー温度と、G’130とを読み取った。
<ΔH及びTgの測定方法>
測定装置として、示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC−6220」)を用いた。この測定装置を用いてトナー(測定対象:トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の何れか)の吸熱曲線を測定することにより、トナーのTg(ガラス転移点)を求めた。具体的には、トナー10mgをアルミ皿(アルミニウム製の容器)に入れて、そのアルミ皿を測定装置の測定部にセットした。また、リファレンスとして空のアルミ皿を使用した。吸熱曲線の測定では、測定部の温度を、測定開始温度−20℃から150℃まで10℃/分の速度で昇温させた(RUN1)。その後、測定部の温度を150℃から−20℃まで10℃/分の速度で降温させた。続けて、測定部の温度を再び−20℃から150℃まで10℃/分の速度で昇温させた(RUN2)。RUN2により、試料の吸熱曲線(縦軸:熱流(DSC信号)、横軸:温度)を得た。得られた吸熱曲線から、トナーのTg及びΔHを読み取った。吸熱曲線中、ガラス転移に起因する変曲点(ベースラインの外挿線と立ち下がりラインの外挿線との交点)の温度(オンセット温度)がトナーのガラス転移点(Tg)に相当する。また、トナー1mgに含まれる離型剤の融解に伴う吸熱量(ΔH)は、吸熱ピークの面積から求めた。
[評価方法]
各試料(トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9)の評価方法は、以下のとおりである。
<耐熱保存性>
トナー(評価対象:トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の何れか)3gを容量20mLのポリエチレン製容器に入れて、その容器を、60℃に設定された恒温器内に3時間静置した。その後、恒温器から取り出したトナーを20℃で3時間冷却して、評価用トナーを得た。
続けて、得られた評価用トナーを質量既知の100メッシュ(目開き150μm)の篩に載せた。そして、評価用トナーを含む篩の質量を測定し、篩上のトナーの質量(篩別前のトナーの質量)を求めた。続けて、粉体特性評価装置(ホソカワミクロン株式会社製「パウダテスタ(登録商標)」)に上記篩をセットし、パウダテスタのマニュアルに従い、レオスタッド目盛り5の条件で30秒間、篩を振動させ、評価用トナーを篩別した。そして、篩別後に、トナーを含む篩の質量を測定することで、篩上に残留したトナーの質量(篩別後のトナーの質量)を求めた。篩別前のトナーの質量と篩別後のトナーの質量とから、次の式に基づいて凝集率(単位:質量%)を求めた。なお、凝集率が10質量%超であるトナーを耐熱保存性が不良であると評価した。
凝集率=100×篩別後のトナーの質量/篩別前のトナーの質量
<定着性>
温度23℃且つ湿度50%RHの環境下、現像剤用キャリア(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製の「TASKalfa5550ci」用キャリア)100質量部と、トナー(評価対象:トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の何れか)10質量部とを、ボールミルを用いて30分間混合して、評価用現像剤(2成分現像剤)を得た。
(最低定着温度、及び定着可能温度幅)
調製した評価用現像剤(2成分現像剤)を用いて画像を形成して、最低定着温度を評価した。評価機としては、Roller−Roller方式の加熱加圧型の定着装置を備えるプリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−C5250DN」を改造して定着温度を変更可能にした評価機)を用いた。評価用現像剤を評価機のシアン用現像装置に投入し、補給用トナー(評価対象:トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の何れか)を評価機のシアン用トナーコンテナに投入した。
上記評価機を用いて、温度23℃且つ湿度50%RHの環境下、90g/m2の紙(A4サイズの印刷用紙)に、トナー載り量1.0mg/cm2の条件で、未定着のソリッド画像(詳しくは、未定着のトナー像)を形成した。続けて、画像が形成された紙を評価機の定着装置に通した。そして、定着装置の定着温度を90℃から1℃ずつ上昇させて、未定着のソリッド画像を紙に定着できる最低温度(最低定着温度)、及びホットオフセットが発生しない最高温度(最高定着温度)を測定した。
最低定着温度の測定において、トナーを定着させることができたか否かは、以下に示す折擦り試験で確認した。定着装置に通した評価用紙を、画像を形成した面が内側となるように折り曲げ、布帛で被覆した1kgの分銅を用いて、折り目上を5往復摩擦した。続けて、紙を広げ、紙の折り曲げ部(ソリッド画像が形成された部分)を観察した。そして、折り曲げ部のトナーの剥がれの長さ(剥がれ長)を測定した。剥がれ長が1mm以下となる定着温度のうちの最低温度を、最低定着温度(T1、単位:℃)とした。
最高定着温度の測定において、ホットオフセットが発生したか否かは、以下に示す画像評価で確認した。定着装置に通した評価用紙を目視で確認した。定着ローラーにトナーが付着したことに起因する汚れが評価用紙上にあれば、ホットオフセットが発生したと判定した。ホットオフセットが発生しない最高温度を、最高定着温度(T2、単位:℃)とした。
測定した最低定着温度(T1)と最高定着温度(T2)とから、定着可能温度幅(T2−T1、単位:℃)を算出した。なお、最低定着温度(T1)が105℃を超えるトナーを、最低定着温度の評価が不良であるとした。また、定着可能温度幅(T2−T1)が15℃未満であるトナーを、定着可能温度幅の評価が不良であるとした。
<ドキュメントオフセット>
評価用現像剤(2成分現像剤)を用いて画像を形成して、ドキュメントオフセットの有無を評価した。評価機としては、Roller−Roller方式の加熱加圧型の定着装置を備えるプリンター(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「FS−C5250DN」を改造して定着温度を変更可能にした評価機)を用いた。評価用現像剤を評価機のシアン用現像装置に投入し、補給用トナー(評価対象:トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の何れか)を評価機のシアン用トナーコンテナに投入した。
上記評価機を用いて、温度32.5℃且つ湿度80%RHの環境下、70g/m2の紙(A4サイズの印刷用紙)に、トナー載り量0.4mg/cm2、及び定着温度120℃の条件で、ソリッド画像(画像サイズ:190mm×270mm)を、100枚の紙に連続して印刷した。印刷が終了してから5分後に、紙を取り出した。紙の定着面(画像が形成された面)が、別の紙に付着していないかを確認した。紙の定着面が別の紙に付着していれば、ドキュメントオフセットが発生したと評価した。ドキュメントオフセットが発生したトナーを、ドキュメントオフセットの評価が不良であるとした。
[評価結果]
トナーT−A1〜T−A9及びT−B1〜T−B9の各々について、耐熱保存性(凝集率)及び定着性(最低定着温度、定着可能温度幅、及びドキュメントオフセット有無)を評価した結果を、表3に示す。表3中、「なし」はドキュメントオフセットが発生しなかったことを示し、「あり」はドキュメントオフセットが発生したことを示す。
Figure 0006791111
トナーT−A1〜T−A9はそれぞれ、トナー粒子が、複合コアと、複合コアの表面を覆うシェル層とを備えていた。複合コアは、トナーコアと、トナーコアの表面に備えられる有機粒子との複合体であった。トナーコアは、カルボキシル基を有する離型剤を含有していた。有機粒子は、カルボキシル基を有し、且つ質量平均分子量が30000以上50500以下である樹脂を含有していた(表1参照)。シェル層は、未開環のオキサゾリン基を有する単位を含んでいた。トナーの未開環オキサゾリン基含有量(詳しくは、ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される、トナー1gに含まれる未開環のオキサゾリン基の量)は、500μmol以上1400μmol以下であった(表1参照)。トナーのΔH(詳しくは、示差走査熱量分析法により測定される、前記トナー1mgに含まれる前記離型剤の融解に伴う吸熱量)は、80mJ以上160mJ以下であった(表1参照)。そのため、トナーT−A1〜T−A9はそれぞれ、表3に示すように、優れた耐熱保存性及び優れた定着性を有していた。
本発明に係るトナーは、例えば複写機、プリンター、又は複合機において画像を形成するために用いることができる。
10 :トナー粒子
11 :トナーコア
12 :有機粒子
13 :複合コア
14 :シェル層

Claims (11)

  1. トナー粒子を含む、トナーであって、
    前記トナー粒子は、複合コアと、前記複合コアの表面を覆うシェル層とを備え、
    前記複合コアは、トナーコアと、前記トナーコアの表面に備えられる有機粒子との複合体であり、
    前記トナーコアは、カルボキシル基を有する離型剤を含有し、
    前記有機粒子は、カルボキシル基を有し且つ質量平均分子量が30000以上50500以下である樹脂を含有し、
    前記シェル層は、未開環のオキサゾリン基を有する単位を含み、
    ガスクロマトグラフィー質量分析法により測定される、前記トナー1gに含まれる未開環のオキサゾリン基の量は、500μmol以上1400μmol以下であり、
    示差走査熱量分析法により測定される、前記トナー1mgに含まれる前記離型剤の融解に伴う吸熱量は、80mJ以上160mJ以下である、トナー。
  2. 貯蔵弾性率が1.0×108Paであるときの前記トナーの温度が、70℃以上であり、
    貯蔵弾性率が1.0×105Paであるときの前記トナーの温度が、85℃以下である、請求項1に記載のトナー。
  3. 前記トナーの温度が130℃であるときの前記トナーの貯蔵弾性率が、1.0×104Pa以上5.0×104Pa以下である、請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 前記シェル層は、下記式(A)で表される単位を含む、請求項1〜3の何れか一項に記載のトナー。
    Figure 0006791111
    (前記式(A)中、R1は、水素原子、又は置換基を有してもよいアルキル基を表す。)
  5. 前記シェル層は、下記式(B1)で表される単位を更に含む、請求項4に記載のトナー。
    Figure 0006791111
    (前記式(B1)中、R1は、前記式(A)中のR1と同一の基を表し、RWは、前記トナーコアに含有される前記離型剤を構成する原子を表す。)
  6. 前記シェル層は、下記式(B2)で表される単位を更に含む、請求項4又は5に記載のトナー。
    Figure 0006791111
    (前記式(B2)中、R1は、前記式(A)中のR1と同一の基を表し、RPは、前記有機粒子が含有する前記樹脂を構成する原子を表す。)
  7. 前記シェル層は、下記式(C)で表される単位を更に含む、請求項4〜6の何れか一項に記載のトナー。
    Figure 0006791111
    (前記式(C)中、R1は、前記式(A)中のR1と同一の基を表し、R2は、置換基を有してもよいアルキル基を表す。)
  8. 前記シェル層は、下記式(1)で表される化合物と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとを含むモノマーの重合物を含有し、
    前記離型剤は、エステルワックスであり、
    前記有機粒子が含有する前記樹脂は、ポリエステル樹脂である、請求項4〜7の何れか一項に記載のトナー。
    Figure 0006791111
    (前記式(1)中、R1は、前記式(A)中のR1と同一の基を表す。)
  9. 前記トナーのガラス転移点は65℃以上70℃以下である、請求項1〜8の何れか一項に記載のトナー。
  10. 前記トナーコアの質量に対する前記離型剤の含有率は、60質量%以上95質量%以下である、請求項1〜9の何れか一項に記載のトナー。
  11. 前記トナーコアの質量に対する前記離型剤の含有率は、90質量%以上95質量%以下であり、
    前記トナーコアは、着色剤を更に含有し、
    前記トナーコアは、結着樹脂を含有しない、請求項1〜10の何れか一項に記載のトナー。
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