JP2017076087A - 静電潜像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】静電潜像現像用トナーは、トナー粒子を複数含む。トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアを被覆するシェル層とを有する。シェル層は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含有する。トナーコアは、ポリエステル樹脂を少なくとも含有する。トナー粒子の80℃における溶融粘度は、2.1×104Pa・s以上2.3×105Pa・s以下である。トナー粒子の90℃における溶融粘度は、7.0×103Pa・s以上2.3×104Pa・s以下である。
【選択図】図1
Description
トナー粒子の80℃及び90℃における溶融粘度は、例えば以下のように測定される。測定試料(トナー粒子)の溶融粘度は、高化式フローテスター(株式会社島津製作所製「CFT−500D」)を用いて測定される。まず、測定試料1.2gを、測定試料作成用の成形型に充填する。続いて、充填された測定試料に4MPaの圧力を印加する。これにより、測定試料のペレット(直径1cm及び長さ2cmの円柱状のペレット)を作成する。得られた測定試料のペレットを高化式フローテスターにセットする。プランジャー荷重30kg/cm2、ダイス細孔径1mm、ダイス長1mm、予熱温度70℃、予熱時間300秒、昇温速度4℃/分、測定温度範囲70℃以上160℃以下の条件で、各温度における測定試料の溶融粘度を測定する。これにより、図1に示すように、温度と溶融粘度との関係を示すグラフが得られる。図1中、横軸は温度(℃)を示し、縦軸は溶融粘度(Pa・s)を示す。得られた温度と溶融粘度との関係を示すグラフから、測定試料の80℃及び90℃における溶融粘度を各々読み取る。
トナーコアは、結着樹脂としてポリエステル樹脂を少なくとも含有する。トナーコアは、必要に応じて、着色剤、離型剤、電荷制御剤、及び磁性粉のうちの1種以上を更に含有してもよい。ただし、トナーの用途に応じて必要のない成分(例えば、着色剤、離型剤、電荷制御剤、又は磁性粉)を割愛してもよい。
トナーコアは、結着樹脂としてポリエステル樹脂を含有する。そのため、トナーコアの表面には、ポリエステル樹脂が有する官能基(例えば、水酸基、及びカルボキシル基)が露出している。そのため、トナーコアの表面にシェル層を形成する際に、熱硬化性樹脂のモノマー(例えば、メチロールメラミン)と、トナーコアの表面に露出する官能基(例えば、水酸基、及びカルボキシル基)とが反応し易くなる。これにより、トナーコアとシェル層との間に、共有結合が形成され易くなる。その結果、シェル層とトナーコアとが強固に結合し易くなる。
ポリエステル樹脂の融点(Mp)は、示差走査熱量計(セイコーインスツル株式会社製「DSC−6220」)を用いて測定される。アルミ皿に10mg以上20mg以下の測定試料(ポリエステル樹脂)を入れる。続いてDSCの測定部にアルミ皿をセットする。リファレンスには空のアルミ皿を用いる。30℃を測定開始温度とし、10℃/分の速度で170℃まで昇温を行う。昇温の際に観測される融解熱の最大ピーク温度を、測定試料の融点(Mp)とする。
ポリエステル樹脂の軟化点(Tm)は、高化式フローテスター(例えば、株式会社島津製作所製「CFT−500D」)を用いて測定される。測定試料(ポリエステル樹脂)を高化式フローテスターにセットする。ダイス細孔径1mm、プランジャー荷重20kg/cm2、昇温速度6℃/分の条件で、1cm3の測定試料を溶融させ流出させる。これにより、図2に示すように、温度(℃)とストローク(m)との関係を示すS字カーブを得る。図2中、横軸は温度(℃)を示し、縦軸はストローク(m)を示す。得られた温度(℃)とストローク(m)との関係を示すS字カーブから、測定試料の軟化点を読み取る。具体的には、ストロークの最大値をS1とし、低温側のベースラインのストローク値をS2とする。S字カーブ中の、ストロークの値が(S1+S2)/2となる温度を、測定試料の軟化点(Tm)とする。なお、測定試料の軟化点(Tm)は、測定試料の1/2流出温度(T1/2)に相当する。
非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、非結晶性ポリエステル樹脂の比熱の変化点から求められる。より具体的には、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」)を用いる。測定試料(非結晶性ポリエステル樹脂)10mgを測定装置のアルミパン中に入れる。リファレンスとして空のアルミパンを使用する。測定温度範囲25℃以上200℃以下、及び昇温速度10℃/分の条件で測定することにより、測定試料の吸熱曲線を得る。得られた測定試料の吸熱曲線から、測定試料のガラス転移点を求める。ガラス転移点が多段階で観測される場合には、最も低温で観測される点をガラス転移点とする。
着色剤としては、トナー粒子の色に合わせて公知の顔料又は染料が用いられる。着色剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましく、3質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
トナーコアは、離型剤を更に含有してもよい。トナーコアが離型剤を含有することにより、トナーの低温定着性及び耐ホットオフセット性が向上すると考えられる。トナーの低温定着性及び耐ホットオフセット性を向上させるためには、離型剤の含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下であることが好ましく、3質量部以上20質量部以下であることがより好ましい。
電荷制御剤は、例えば、帯電レベル、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。また、耐久性及び安定性に優れたトナーを得る目的で使用される。帯電立ち上がり特性は、短時間で所定の帯電レベルに帯電可能か否かの指標である。
磁性粉の例としては、鉄、強磁性金属、鉄及び/又は強磁性金属を含む合金、鉄及び/又は強磁性金属を含む化合物、強磁性化処理を施された強磁性合金、あるいは二酸化クロムが挙げられる。鉄の例としては、フェライト、又はマグネタイトが挙げられる。強磁性金属の例としては、コバルト、又はニッケルが挙げられる。強磁性化処理の例としては、熱処理が挙げられる。
シェル層は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含有する。シェル層が熱可塑性樹脂のみを含有すると、トナーを高温で保存する際に、トナーに含まれるトナー粒子が互いに融着し易くなる。また、トナーを用いて画像を形成する際に、ホットオフセットが発生し易くなる。一方、シェル層が熱硬化性樹脂のみを含有すると、トナーを定着時に加熱する際に、トナーに含まれるトナー粒子が破壊され難く、トナーの低温定着性が低下し易い。そのため、シェル層に熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含有させることにより、トナーの低温定着性、耐熱保存性、及び耐ホットオフセット性を両立させ易くなる。
熱硬化性樹脂は、熱硬化性樹脂のモノマーの1種以上を重縮合させることにより形成される。熱硬化性樹脂のモノマーは、トナーコア中のポリエステル樹脂が有する官能基(例えば、水酸基、及びカルボキシル基)と反応し得る官能基を有することが好ましい。トナーコアの表面には、ポリエステル樹脂が有する官能基(例えば、水酸基、及びカルボキシル基)が露出している。そのため、トナーコアの表面にシェル層を形成する際に、熱硬化性樹脂のモノマー(例えば、メチロールメラミン)と、トナーコアの表面に露出する官能基(例えば、水酸基、及びカルボキシル基)とが反応し易くなる。これにより、トナーコアとシェル層との間に、共有結合が形成され易くなる。その結果、シェル層とトナーコアとが強固に結合し易くなる。
熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂の原料(例えば、熱硬化性樹脂のモノマー及びプレポリマーの一方又は両方)が有する官能基(例えば、メチロール基、又はアミノ基)と反応性を有する官能基を含むことが好ましい。熱硬化性樹脂の原料が有する官能基(例えば、メチロール基、又はアミノ基)と反応性を有する官能基としては、活性水素原子を含む官能基(例えば、水酸基、カルボキシル基、又はアミノ基)が挙げられる。アミノ基は、カルバモイル基(−CONH2)として熱可塑性樹脂中に含まれてもよい。
シェル層の厚さは、例えば以下の方法で測定される。トナー粒子を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、倍率30000倍及び100000倍で観察する。これにより、トナー粒子の断面のTEM写真を撮影し、TEM撮影像を得る。続けて、トナー粒子の断面のTEM撮影像を、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」)を用いて解析する。トナー粒子の断面の略中心点で直交する2本の直線を引き、2本の直線上のシェル層と交差する4箇所の長さを測定する。このようにして測定される4箇所の長さの平均値を、測定対象の1個のトナー粒子が備えるシェル層の厚さとする。このようなシェル層の厚さの測定を、10個のトナー粒子に対して行う。測定対象の10個のトナー粒子それぞれが備えるシェル層の厚さの平均値を求める。求められた平均値の和を測定対象の個数(10個)で除算する。得られた値を、トナーが備えるシェル層の厚さとする。
シェル層の厚さ=(熱硬化性樹脂のモノマーの量+熱可塑性樹脂の量)/トナーコアの比表面積・・・(1)
シェル層で被覆されたトナーコアの表面には、必要に応じて外添剤を付着させてもよい。なお、外添剤を付着させる前の粒子(シェル層で被覆されたトナーコア)を、トナー母粒子と記載する場合がある。
トナーは、所望のキャリアと混合して2成分現像剤において使用してもよい。2成分現像剤を調製する場合、磁性キャリアを用いることが好ましい。
トナーの製造方法は、トナーコアがシェル層で被覆される方法である限り、特に限定されない。以下、トナーの製造方法の一例を説明する。
トナーコアの形成工程では、結着樹脂中に任意成分(例えば、着色剤、電荷制御剤、離型剤、及び磁性粉のうちの1種以上)を分散させることにより、トナーコアを形成する。トナーコアの製造方法は、結着樹脂中に任意成分(例えば、着色剤、電荷制御剤、離型剤、及び磁性粉のうちの1種以上)が良好に分散される限り特に限定されない。トナーコアの製造方法は、公知の方法から適宜選択される。トナーコアの製造方法としては、例えば、粉砕法、又は凝集法が挙げられる。
粉砕法では、まず、結着樹脂、及び任意成分(例えば、着色剤、電荷制御剤、離型剤、及び磁性粉のうちの1種以上)を混合する。得られた混合物を、溶融し混練する。得られた溶融混練物を、粉砕した後、分級して、所望の粒子径のトナーコアを得る。粉砕法は、後述の凝集法と比較して、トナーコアの調製が容易であるという利点を有する。一方、粉砕法は、粉砕工程を経てトナーコアを得るため、平均円形度の高いトナーコアが得られ難い。しかし、後述するシェル層の形成工程で、シェル層の原料を加熱することによりシェル層の硬化反応が進行する。その際に、やや軟化したトナーコアが表面張力によって収縮することで、トナーコアが球形化される傾向がある。従って、トナーコアを粉砕法で製造する場合であっても、トナー粒子の平均円形度を向上させ易い。そのため、トナーコアの製造方法としては粉砕法が好ましい。
凝集法では、まず、結着樹脂の微粒子、及び各任意成分(例えば、着色剤、電荷制御剤、離型剤、及び磁性粉のうちの1種以上)の微粒子を、水性媒体中で凝集させて凝集粒子を得る。得られた凝集粒子を加熱して、凝集粒子に含まれる成分を合一化させる。その結果、トナーコアを含む水性分散液が得られる。得られた水性分散液から分散剤等を除去して洗浄する。その結果、トナーコアが得られる。
測定試料(トナーコア)0.2g、イオン交換水80mL、及びノニオン界面活性剤(例えば、株式会社日本触媒製「ポリビニルピロリドンK−85」、水分濃度5質量%、固形分濃度95%)20gを、マグネットスターラーを用いて混合する。これにより、測定試料をイオン交換水に均一に分散させて分散液を得る。得られた測定試料の分散液に希塩酸を加えて、測定試料の分散液のpHを4に調整する。これにより、pH4の測定試料の分散液を得る。pH4の測定試料の分散液について、分散液中の測定試料のゼータ電位を測定する。ゼータ電位は、ゼータ電位・粒度分布測定装置(例えば、ベックマン・コールター株式会社製「Delsa Nano HC」)を用いて測定される。
日本画像学会から提供される標準キャリアN−01(負帯電極性トナー用標準キャリア)と、標準キャリアの質量に対して7質量%の測定試料(トナーコア)とを、混合装置(例えば、WAB社製「ターブラ(登録商標)ミキサー」)を用いて30分間混合する。得られた混合物中の測定試料の摩擦帯電量をQ/mメーター(例えば、トレック社製「MODEL 210HS−2A」)を用いて測定する。このようにして測定される測定試料の摩擦帯電量は、トナーコアの帯電され易さの指標となる。また、トナーコアが、正負何れの極性に帯電され易いかの指標となる。
シェル層の形成工程では、無機酸化物粒子が備えられたトナーコアをシェル層で被覆することにより、シェル層を形成する。これにより、トナー母粒子が得られる。
トナー母粒子は、必要に応じて、水を用いて洗浄される。洗浄方法の例としては、トナー母粒子を含む水性分散液から、固液分離(例えば、濾過)によりトナー母粒子のウェットケーキを回収し、得られるウェットケーキを、水を用いて洗浄する方法が挙げられる。洗浄方法の別の例としては、分散液中のトナー母粒子を沈降させ、上澄み液を水と置換し、置換後にトナー母粒子を水に再分散させる方法が挙げられる。
トナー母粒子は、必要に応じて乾燥されてもよい。トナー母粒子を乾燥させる方法としては、乾燥機を用いる方法が挙げられる。乾燥機の例としては、スプレードライヤー、流動層乾燥機、真空凍結乾燥器、又は減圧乾燥機が挙げられる。乾燥中のトナー母粒子の凝集を抑制するためには、スプレードライヤーを用いる方法が好ましい。スプレードライヤーを用いる場合、トナー母粒子の分散液と共に、シリカのような外添剤の分散液を噴霧することによって、トナー母粒子の乾燥と同時に、トナー母粒子の表面に外添剤を付着させてもよい。
トナー母粒子の表面には、必要に応じて外添剤を付着させてもよい。トナー母粒子の表面に外添剤を付着させる方法としては、例えば、外添剤がトナー母粒子表面に埋没しないように条件で、混合機(例えば、FMミキサー及びナウターミキサー(登録商標))を用いて、トナー母粒子と外添剤とを混合する方法が挙げられる。
結着樹脂としてのポリエステル樹脂のガラス転移点(Tg)、軟化点(Tm)、及び融点(Mp)は、実施形態で述べたガラス転移点の測定方法、軟化点の測定方法、及び融点の測定方法と同様の方法で測定した。トナー粒子のガラス転移点(Tg)、及び軟化点(Tm)、は、測定試料をポリエステル樹脂から複数のトナー粒子(トナー)に変更した以外は、実施形態で述べたガラス転移点の測定方法と同様の方法で測定した。離型剤の融点(Mp)は、測定試料をポリエステル樹脂から離型剤に変更した以外は、実施形態で述べた融点の測定方法と同様の方法で測定した。熱可塑性樹脂のガラス転移点(Tg)は、測定試料をポリエステル樹脂から熱可塑性樹脂に変更した以外は、実施形態で述べたガラス転移点の測定方法と同様の方法で測定した。
結着樹脂としてのポリエステル樹脂の結晶性指数は、ポリエステル樹脂の軟化点(Tm)と、ポリエステル樹脂の融点(DSC曲線中の最大吸熱ピークの温度、Mp)との比率(Tm/Mp)から求めた。
トナーコア、及びトナー母粒子の体積中位径D50は、精密粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製「コールターカウンターマルチサイザー3」)を用いて測定した。
膜厚(シェル層の厚さ)は、以下のように測定した。まず、測定試料を調製した。トナーを常温硬化性のエポキシ樹脂中に分散させ、40℃の雰囲気に2日間静置し、硬化物を得た。得られた硬化物を、四酸化オスミウムを用いて染色した。その後、ダイヤモンドナイフをセットしたミクロトーム(ライカ株式会社製「EM UC6」)を用いて、得られた硬化物から、厚さ200nmのトナー粒子の断面観察用の薄片試料を切り出した。得られた薄片試料を、測定試料とした。測定試料を用いて、シェル層の厚さを、実施形態で述べたシェル層の厚さの測定方法と同様の方法で測定した。
トナーコアの80℃における溶融粘度(η1c)と、トナーコアの90℃における溶融粘度(η2c)とは、実施形態で述べたトナーコアの溶融粘度の測定方法と同様の方法で測定した。また、外添工程後のトナー粒子の80℃における溶融粘度(η1t)と、外添工程後のトナー粒子の90℃における溶融粘度(η2t)とは、実施形態で述べたトナー粒子の溶融粘度の測定方法と同様の方法で測定した。
次に、実施例及び比較例のトナーを調製するために用いた原料を説明する。
トナーコアに含有させる結着樹脂として、非結晶性ポリエステル樹脂1A〜1Iを準備した。詳しくは、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物(BPA−PO)1575g、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物(BPA−EO)163g、フマル酸377g、及び触媒(酸化ジブチル錫)4gを反応容器に仕込んだ。反応容器内の空気を窒素雰囲気で置換した。反応容器の内容物を攪拌しながら反応容器内部の温度を220℃まで上昇させた。反応容器の内容物を220℃で8時間反応させた後、反応容器内を60mmHgに減圧した。続けて、反応容器の内容物を更に1時間反応させた。その後、反応容器内の内容物を210℃に冷却した。反応容器内の内容物に、トリメリット酸無水物336gを添加した。反応終了後、反応容器の内容物を取り出して冷却した。これにより、非結晶性ポリエステル樹脂1Aを得た。
トナーコアに含有させる結着樹脂として、非結晶性ポリエステル樹脂2Aを準備した。詳しくは、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物420g、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物1235g、テレフタル酸714g、及び触媒(酸化ジブチル錫)4gを反応容器に仕込んだ。次に反応容器内の空気を窒素雰囲気で置換した。反応容器の内容物を攪拌しながら、反応容器内部の温度を220℃まで上昇させた。反応容器の内容物を220℃で8時間反応させた後、反応容器内を60mmHgに減圧した。続けて、反応容器の内容物を更に1時間反応させた。反応終了後、反応容器の内容物を取り出して冷却した。これにより、非結晶性ポリエステル樹脂2Aを得た。表2に、非結晶性ポリエステル樹脂2Aのガラス転移点(Tg)、軟化点(Tm)、及び結晶性指数を示す。
トナーコアに含有させる結着樹脂として、結晶性ポリエステル樹脂I及びIIを準備した。詳しくは、1,6−ヘキサンジオール132g、1,10−デカンジカルボン酸230g、触媒(酸化ジブチル錫)1g、及びハイドロキノン0.3gを反応容器に仕込んだ。次に、反応容器内の空気を窒素雰囲気で置換した。反応容器の内容物を攪拌しながら、反応容器内部の温度を200℃まで上昇させた。反応容器内部の温度を200℃に保持し、副生水を留去しながら、反応容器の内容物を5時間重合させた。次いで、反応容器内を5mmHg以上20mmHg以下に減圧した。減圧下200℃で1時間重合反応を継続した。重合反応が終了した後、反応容器の内容物を取り出して冷却し、結晶性ポリエステル樹脂Iを得た。また、減圧下200℃で1時間重合反応を継続する代わりに、減圧下200℃で8時間重合反応を継続した以外は、結晶性ポリエステル樹脂Iの調製と同様の方法で、結晶性ポリエステル樹脂IIを得た。表3に、結晶性ポリエステル樹脂I及びIIの融点(Mp)、及び結晶性指数を示す。
上述のようにして準備したポリエステル樹脂の酸価及び水酸基価を、JIS(日本工業規格)K0070−1992に従って測定した。まず、非結晶性ポリエステル樹脂1A〜1I、及び2Aの酸価及び水酸基価を測定した。次に、非結晶性ポリエステル樹脂1A(85質量部)と結晶性ポリエステル樹脂I(15質量部)との混合物について、酸価及び水酸基価を測定した。この混合物は、後述するトナーA−25の原料に相当する。次に、非結晶性ポリエステル樹脂1A(85質量部)と結晶性ポリエステル樹脂II(15質量部)との混合物について、酸価及び水酸基価を測定した。この混合物は、後述するトナーA−26の原料に相当する。測定されたポリエステル樹脂の酸価(AV)及び水酸基価(OHV)を、表5、表7及び表9に示す。
トナーコアに含有させる結着樹脂として、以下の離型剤W1〜W3を準備した。表4に、離型剤W1〜W3の融点(Mp)を示す。
離型剤W1:カルナバワックス(株式会社加藤洋行製「カルナウバワックス1号」)
離型剤W2:合成エステルワックス(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP−2」)
離型剤W3:合成エステルワックス(日油株式会社製「ニッサンエレクトール(登録商標)WEP−3」)
シェル層に含有させる熱硬化性樹脂の原料として、以下の熱硬化性樹脂の原料A〜Cを準備した。
熱硬化性樹脂の原料A:ヘキサメチロールメラミン初期重合体の水溶液(昭和電工株式会社製「ミルベン(登録商標)レジンSM−607」、固形分濃度80質量%)
熱硬化性樹脂の原料B:グリオキサール系モノマーの水溶液(DIC株式会社製「BECKAMINE(登録商標)NS−11」、固形分濃度40質量%)
熱硬化性樹脂の原料C:メチロール化尿素の水溶液(DIC株式会社製「BECKAMINE(登録商標)J−300S」、固形分濃度70質量%)
シェル層に含有させる熱可塑性樹脂として、以下の熱可塑性樹脂D〜Fを準備した。
熱可塑性樹脂D:アクリルアミド樹脂の水溶液(DIC株式会社製「BECKAMINE(登録商標)A−1」、固形分濃度11質量%、水溶性ポリアクリルアミドの水溶液)
熱可塑性樹脂E:アクリルアミド系共重合体の水溶液(単量体組成:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル/アクリルアミド/メタクリル酸−メトキシポリエチレングリコール=30/50/20(モル比率)、固形分濃度5質量%、ガラス転移点110℃、質量平均分子量55000)
熱可塑性樹脂F:シリコーン−アクリルグラフト共重合体の水溶液(東亞合成株式会社製「サイマック(登録商標)US−480」、固形分濃度25質量%)
以下のようにしてトナーA−1を調製した。
結着樹脂としての非結晶性ポリエステル樹脂1A(100質量部)と、着色剤としての銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー、5質量部)と、離型剤W3(5質量部)とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」)を用いて、2400rpmの速度で混合した。これにより、混合物を得た。
日本画像学会から提供される標準キャリアN−01(負帯電極性トナー用標準キャリア)と、標準キャリアの質量に対して7質量%の測定試料(トナーコア)とを、混合装置(WAB社製「ターブラ(登録商標)ミキサー」)を用いて30分間混合した。得られた混合物を標準キャリアと摩擦させ、混合物中の測定試料の摩擦帯電量を、Q/mメーター(トレック社製「MODEL 210HS−2A」)を用いて測定した。
測定試料(トナーコア)0.2gと、イオン交換水80mLと、ノニオン界面活性剤(株式会社日本触媒製「ポリビニルピロリドンK−85」)20gとを、マグネットスターラーを用いて混合した。これにより、測定試料をイオン交換水に均一に分散させて、測定試料の分散液を得た。その後、測定試料の分散液に希塩酸を加えて、測定試料の分散液のpHを4に調整した。pH4の測定試料の分散液について、分散液中の測定試料のゼータ電位を、ゼータ電位・粒度分布測定装置(ベックマン・コールター株式会社製「Delsa Nano HC」)を用いて測定した。
温度計、及び攪拌羽根を備えた容量1Lの3つ口フラスコに、イオン交換水300mLを入れた。ウォーターバスを用いてフラスコの内温を30℃に保持した。次いで、フラスコ内に希塩酸を加えて、フラスコ内の液のpHを4に調整した。pH調整後、フラスコ内にシェル層の原料を添加した。詳しくは、フラスコ内に、熱硬化性樹脂の原料A(2.0mL)と、熱可塑性樹脂D(2.0mL)とを添加した。次いで、フラスコの内容物を攪拌し、シェル層の原料をイオン交換水に溶解させた。これにより、シェル層の原料の水溶液を得た。
得られたトナー母粒子の分散液をブフナー漏斗で濾過し、トナー母粒子のウェットケーキを得た。次いで、トナー母粒子のウェットケーキをイオン交換水に分散させて、分散液に含まれるトナー母粒子を濾過した。これにより、トナー母粒子を洗浄した。トナー母粒子のイオン交換水による洗浄操作を、同様の方法で5回繰り返した。これにより、洗浄後のトナー母粒子のウェットケーキを得た。
洗浄後のトナー母粒子のウェットケーキを、濃度50質量%のエタノール水溶液に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを、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)」)に供給することにより、スラリー中のトナー母粒子を乾燥させた。コートマイザー(登録商標)による乾燥は、熱風温度45℃、ブロアー風量2m3/分の条件で行った。
乾燥工程で得られたトナー母粒子100質量部と、シリカ(乾式シリカ微粒子、日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」)1質量部とを、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製「FM−10B」、容量10L)を用いて5分間混合した。これにより、トナー母粒子に外添剤を付着させた。外添剤を付着させたトナー母粒子を、200メッシュ(目開き75μm)の篩を用いて篩別した。これにより、複数のトナー粒子を含むトナーA−1を得た。
以下の方法で、表5〜表10に示すトナーA−1以外の各トナーを調製した。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−2及びA−3を得た。熱硬化性樹脂の原料Aの添加量について、トナーA−1の調製における2.0mLから、表6に示す添加量に変更した。熱可塑性樹脂Dの添加量について、トナーA−1の調製における2.0mLから、表6に示す添加量に変更した。これにより膜厚について、トナーA−1の9μmから、表6に示す膜厚に変更した。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−8〜A−11を得た。熱硬化性樹脂の原料の添加量について、トナーA−1の調製における2.0mLから、表6に示す添加量に変更した。熱可塑性樹脂の添加量について、トナーA−1の調製における2.0mLから、表6に示す添加量に変更した。これにより、熱可塑性樹脂の添加量(Vp、単位:mL)に対する熱硬化性樹脂の原料の添加量(Vs、単位:mL)の比率(Vs/Vp)を、トナーA−1の調製における5.0/5.0から、表6に示す比率に変更した。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−12を得た。トナーA−1の調製における熱硬化性樹脂の原料Aから、熱硬化性樹脂の原料Bに変更した。熱硬化性樹脂の原料の添加量について、トナーA−1の調製における2.0mLから、表6に示す添加量に変更した。これにより、熱可塑性樹脂の添加量(Vp、単位:mL)に対する熱硬化性樹脂の原料の添加量(Vs、単位:mL)の比率(Vs/Vp)を、トナーA−1の調製における5.0/5.0から、表6に示す比率に変更した。また、熱硬化性樹脂の原料Bを添加する際に、複合金属塩触媒の水溶液(DIC株式会社製「キャタリスト GT−3」)2mLも添加した。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−13を得た。トナーA−1の調製における熱硬化性樹脂の原料Aから、熱硬化性樹脂の原料Cに変更した。熱硬化性樹脂の原料の添加量について、トナーA−1の調製における2.0mLから、表6に示す添加量に変更した。これにより、熱可塑性樹脂の添加量(Vp、単位:mL)に対する熱硬化性樹脂の原料の添加量(Vs、単位:mL)の比率(Vs/Vp)を、トナーA−1の調製における5.0/5.0から、表6に示す比率に変更した。また、熱硬化性樹脂の原料Cを添加する際に、アミン塩触媒の水溶液(DIC株式会社製「キャタリスト 376」)2mLも添加した。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−14、及びA−15を得た。トナーA−1の調製における熱可塑性樹脂Dから、表6及び表8に示す種類の熱可塑性樹脂に変更した。熱可塑性樹脂の添加量を、トナーA−1の調製における2.0mLから、表6及び表8に示す添加量に変更した。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−16〜A−19、A−4、及びB−1〜B−4を得た。トナーA−1の調製における非結晶性ポリエステル樹脂1Aから、表7及び表9に示す種類の非結晶性ポリエステル樹脂に変更した。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−5を得た。結着樹脂として、トナーA−1の調製における非結晶性ポリエステル樹脂1A(100質量部)に代えて、非結晶性ポリエステル樹脂1A(85質量部)と結晶性ポリエステル樹脂I(15質量部)とを用いた。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−6を得た。結着樹脂として、トナーA−1の調製における非結晶性ポリエステル樹脂1A(100質量部)に代えて、非結晶性ポリエステル樹脂1A(85質量部)と結晶性ポリエステル樹脂II(15質量部)とを用いた。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーA−7、及びA−20を得た。トナーA−1の調製における離型剤W3に代えて、表7に示す種類の離型剤を用いた。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーB−5を得た。トナーA−1の調製における熱可塑性樹脂は、トナーB−5の調製では使用しなかった。
以下を変更した以外は、トナーA−1の調製と同様の方法で、トナーB−6を得た。トナーB−6の調製では、シェル層の形成工程、洗浄工程、及び乾燥工程を行わなかった。トナーコアの形成工程で得られたトナーコアを、トナー母粒子として用いて外添工程を行った。
得られた各トナーについて、低温定着性、耐ホットオフセット性、及び耐熱保存性を評価した。
現像剤用キャリア(FS−C5250DN用キャリア)100質量部と、トナー5質量部とを、ボールミルを用いて30分間混合して、2成分現像剤を調製した。
調製した2成分現像剤により、低温定着性の評価と同様の評価機及び用紙を用いて、用紙に未定着のソリッド画像を形成した。耐ホットオフセット性の評価では、定着温度を180℃以上230℃以下の範囲に設定した。定着温度以外の条件は、低温定着性の評価における条件と同様に設定した。定着器のヒートローラーの2周目において、トナーが用紙に転移した温度のうちの最低温度を、ホットオフセット発生温度とした。なお、ホットオフセット発生温度が200℃以上であるトナーを、トナーの耐ホットオフセット性が良好であると評価した。
トナー3gを、容量20mLのポリ容器に秤量し、60℃に設定された恒温器内に3時間静置した。これにより、耐熱保存性評価用のトナーが得られた。その後、耐熱保存性評価用のトナーを、パウダーテスター(ホソカワミクロン株式会社製「TYPE PT−E 84810」)を用いて篩別した。具体的には、パウダーテスター(ホソカワミクロン株式会社製)のマニュアルに従い、レオスタッド目盛り5、時間30秒の条件で、200メッシュの篩を用いて、耐熱保存性評価用のトナーを篩別した。篩別後に、篩上に残留したトナーの質量を測定した。篩別前のトナーの質量と、篩別後に篩上に残留したトナーの質量とから、下記数式(2)に従って凝集度[質量%]を求めた。なお、凝集度が30質量%以下であるトナーを、トナーの耐熱保存性が良好であると評価した。
凝集度[質量%]=100×篩上に残留したトナーの質量/篩別前のトナーの質量・・・(2)
Claims (7)
- トナー粒子を複数含む、静電潜像現像用トナーであって、
前記トナー粒子は、トナーコアと、前記トナーコアを被覆するシェル層とを有し、
前記シェル層は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含有し、
前記トナーコアは、ポリエステル樹脂を少なくとも含有し、
前記トナー粒子の80℃における溶融粘度は、2.1×104Pa・s以上2.3×105Pa・s以下であり、
前記トナー粒子の90℃における溶融粘度は、7.0×103Pa・s以上2.3×104Pa・s以下である、静電潜像現像用トナー。 - 前記トナー粒子のガラス転移点は、25℃以上45℃以下であり、
前記トナー粒子の軟化点は、70℃以上95℃以下である、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。 - 前記ポリエステル樹脂として、非結晶性ポリエステル樹脂が含有される、請求項1又は2に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記ポリエステル樹脂として、非結晶性ポリエステル樹脂と結晶性ポリエステル樹脂とが含有され、
前記結晶性ポリエステル樹脂の融点は、50℃以上100℃以下である、請求項1〜3の何れか一項に記載の静電潜像現像用トナー。 - 前記非結晶性ポリエステル樹脂のガラス転移点は、35℃以上50℃以下であり、
前記非結晶性ポリエステル樹脂の軟化点は、80℃以上100℃以下である、請求項3又は4に記載の静電潜像現像用トナー。 - 前記ポリエステル樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であり、
前記ポリエステル樹脂の水酸基価は、15mgKOH/g以上80mgKOH/g以下である、請求項1〜5の何れか一項に記載の静電潜像現像用トナー。 - 前記トナーコアは、離型剤を更に含有し、
前記離型剤は、50℃以上100℃以下の融点を有するエステルワックスである、請求項1〜6の何れか一項に記載の静電潜像現像用トナー。
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