JP5014482B2 - トナー用樹脂及びトナー - Google Patents
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Description
即ち、本発明の目的は、短い時間で充分な帯電量まで立ち上がる帯電の迅速性と、初期から多数枚プリントアウト時にいたるまでの帯電の安定性と、高温高湿下での帯電の安定性とに優れたトナー用樹脂を提供することである。
即ち、本出願に係る第1の発明は、式(1)で示される構造を有するユニットAと式(2)で示される構造を有するユニットBとを含む重合体を含有するトナー用樹脂に関する。
R1は、水素、又は、炭素数1〜12のアルキル基であり、
B1は、置換基を有していてもよい炭素数1若しくは2のアルキレン構造、又は、置換基を有していてもよい芳香族環であり、
(i)B 1 が炭素数1のアルキレン構造の場合、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、
(ii)B 1 が炭素数2のアルキレン構造の場合、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6若しくは12のアリール基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、
(iii)B 1 が芳香族環の場合、該芳香族環における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基である。
式(2)において、
COOHとOHは隣り合う位置に結合し、
R2は、水素、又は、炭素数1〜6のアルキル基である。)
また、本出願に係る第2の発明は、上記のトナー用樹脂を含有するトナーに関する。
(A)電荷の発生並びに電荷を蓄積する効果
(B)電荷の均一化に寄与すると考えている電荷の散逸速度
が関与しているものと考えている。
R3は、水素、又は、メチル基であり、
R4は、水素、又は、炭素数1〜12のアルキル基であり、
B2は、置換基を有していてもよい炭素数1又は2のアルキレン構造、又は、置換基を有していてもよい芳香族環であり、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6又は12のアリール基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、該芳香族環における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基である。)
COOHとOHは隣り合う位置に結合し、
R5は、水素、又は、メチル基を表し、
R6は、水素、又は、炭素数1〜6のアルキル基である。)
式(3)及び(4)で表わされるユニットである場合には、ビニル系樹脂を主成分とするトナー粒子において、本発明の効果がより好適に発揮される。
また、ビニル系の共重合体とすることにより、該トナー用樹脂のガラス転移点(Tg)を容易に制御できることから、トナーの定着性を維持しつつ、本発明の効果を発現でき、好ましい態様となる。
R5は、水素、又は、メチル基であり、
R6は、水素、又は、炭素数1〜12のアルキル基であり、
B3は、置換基を有していてもよい炭素数1又は2のアルキレン構造、又は、置換基を有していてもよい芳香族環であり、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6又は12のアリール基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、該芳香族環における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基である。
式(6)において、COOHとOHは隣り合う位置に結合し、
R7は、水素、又は、メチル基であり、
R8は、水素、又は、炭素数1〜6のアルキル基である。)
ユニットAとして使用可能な重合性単量体(式(5))の具体例としては、以下のものを挙げることができる。2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミドベンゼンスルホン酸、2−メタクリルアミドベンゼンスルホン酸、3−アクリルアミドベンゼンスルホン酸、3−メタクリルアミドベンゼンスルホン酸、4−アクリルアミドベンゼンスルホン酸、4−メタクリルアミドベンゼンスルホン酸、2−アクリルアミド−5−メチルベンゼンスルホン酸、2−メタクリルアミド−5−メチルベンゼンスルホン酸、2−アクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸、2−メタクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸、及びそれらの炭素数1〜12のアルキルエステルが例示される。スルホン酸構造、メチルエステル又はエチルエステルであることが好ましく、より好ましくは、スルホン酸構造又はメチルエステルである。
(A)ポリエステル構造に含まれるカルボキシル基や水酸基の反応残基を利用して、有機反応により、式(1)で示される構造を置換基として有するユニットA及び式(2)で示される構造を有するユニットBに変換する方法;
(B)式(1)で示される構造を置換基として有するユニットA及び式(2)で示される構造を有するユニットBを有する多価アルコールまたは多価カルボン酸を用いてポリエステルを作製する方法;
(C)多価アルコールまたは多価カルボン酸に、式(1)で示される構造を置換基として有するユニットA及び式(2)で示される構造を有するユニットBを導入させやすい官能基をあらかじめ導入しておく方法;
等が挙げられる。
(D)式(1)で示される構造を置換基として有するユニットA及び式(2)で示される構造を有するユニットBを含有するポリエステル樹脂をビニル単量体によりハイブリッド化する方法;
(E)ビニル単量体としてアクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を有するものを用いて重合した後に、そのカルボキシル基を有機反応により、式(1)で示される構造、或いは、式(2)で示される構造に変換する方法;
(F)式(1)で示される構造及び式(2)で示される構造を有するビニル単量体を用いてポリエステル樹脂をハイブリッド化する方法;
等が挙げられる。
本発明のトナーに使用可能なワックスとしては、前記のような範囲で吸熱ピークを有しているものから選ばれればよい。特に制限はないが、具体的には、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタム等の石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレンに代表されるポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックス等天然ワックス及びその誘導体などで、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、またはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス、ケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス等が挙げられる。
トナーには、通常、着色剤が添加される。但し、透明トナーとして用いる場合、着色剤は添加されない。
イエロー着色剤としては、顔料系としては、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アンスラキノン化合物、アゾ金属錯体メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物が用いられる。具体的には、C.I.PigmentYellow74,93,94,95,109,111,128,138,151,155,174,180,185が好適に用いられる。染料系としては、例えば、C.l.SolventYellow93,162,163が挙げられる。
(A)特公昭36−10231号公報、特開昭59−53856号公報、特開昭59−61842号公報に記載されている懸濁重合法を用いて直接、トナー粒子を製造する方法;
(B)マイクロカプセル製法のような界面重合法でトナー粒子を製造する方法;
(C)コアセルベーション法によるトナー化;
(D)特開昭62−106473号公報や特開昭63−186253号公報に開示されている様な少なくとも1種以上の微粒子を凝集させ所望の粒径のものを得る会合重合法によりトナー粒子を得る方法;
(E)単分散を特徴とする分散重合法によりトナー粒子を製造する方法;
(F)非水溶性有機溶媒に必要な樹脂類を溶解させた後、水中でトナー化するポリマー溶解(溶融)懸濁法;
(G)乳化分散法によりトナー粒子を得る方法;
(H)加圧ニーダーやエクストルーダー、或いはメディア分散機等を用いてトナー成分を混練、均一に分散せしめた後、冷却し、混練物を機械的又はジェット気流下でターゲットに衝突させて所望のトナー粒径に微粉砕し、更に分級工程を経て粒度分布をシャープにせしめてトナー粒子を製造する粉砕法;
(I)粉砕法で得られたトナーを溶媒中で加熱等により球形化処理しトナー粒子を得る方法;などが挙げられる。
(A)前記トナー用樹脂を合成した後に水系媒体中で乳化して微粒子を得る方法;
(B)乳化重合法により微粒子を得る方法;
等が挙げられる。
(A)母粒子Cと樹脂微粒子sを混合してシェアを加える方法;
(B)母粒子Cを含む水系媒体中に樹脂微粒子sを添加し、必要に応じて温度、pH、時間の制御や、電解質の凝集剤添加の条件を変化させることにより形成する方法;
等が挙げられる。
本発明において母粒子Cを作製する方法としては、公知の方法が利用可能である。
(A)結着樹脂、着色剤およびワックスを溶融混練し、微粉砕、必要に応じて分級工程を経て得られる粉砕法によりトナー粒子を作製する方法;
(B)懸濁重合法・溶解懸濁法・界面重合法・分散重合法・乳化凝集法等、水系媒体中で製造する方法;
等が挙げられる。本発明においては、母粒子Cが水系媒体中で得られる粒子であることが好ましい。
本発明における無機微粉体は、1次粒子の個数平均粒径(D1)が4nm以上80nm以下であることが好ましい。
(1)重合体の分子量分布
重合体の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定した。
装置:HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム:Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
流速:1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量:0.10ml
測定サンプルの分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「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、A−500」、東ソ−社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用した。
重合体中の式(1)で示されるユニットAの量(質量%)の算出は、重合体中に含まれる硫黄原子量を測定し、その硫黄原子量から算出した。具体的には、ポリマーを自動試料燃焼装置(装置名:イオンクロマトグラフ用前処理装置AQF−100型(装置仕様:オートボートコントローラー ABC型、AQF−100、GA−100の一体型 株式会社ダイアインスツルメンツ製)に導入し、ポリマーを燃焼ガス化し、そのガスを吸収液(H2O2、30ppmの水溶液)に吸収させた。次に、イオンクロマトグラフィー(装置名:イオンクロマトグラフ ICS2000、カラム:IONPAC AS17、日本ダイオネクス株式会社製)により、吸収液中に含まれるSO4量を測定することでポリマー中に含まれる硫黄原子量(質量%)を算出した。得られたポリマー中の硫黄原子量(質量%)より、重合体中の式(1)で示されるユニットAの量(質量%)を算出した。尚、ユニットAの構造特定は、後述するNMRを用いた解析により行った。
重合体中のユニットBの量(質量%)は、重合体中のユニットAの量(質量%)の算出後、共重合体中に含まれる酸価を測定し、その酸価量から算出した。酸価を示す成分がその他にも含有されている場合には、後述のNMRを用いた解析に基づき算出した。尚、重合体の酸価の測定に関しては、次項に示す。
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。本発明における酸価は、JIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
(i)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95vol%)90mlに溶かし、イオン交換水を加えて100mlとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
(ii)操作
本試験;
測定サンプル2.0gを200mlの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(3:1)の混合溶液100mlを加え、1時間かけて溶解する。次いで、指示薬として前記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、前記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が30秒間続いたときとする。
空試験;
試料を用いない(すなわちトルエン/エタノール(3:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(iii)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
(式中、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)である。)
(5)重合体の水酸基価
水酸基価とは,試料1gをアセチル化するとき、水酸基と結合した酢酸を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。本発明における水酸基価はJIS K 0070−1992に準じて測定されるが、具体的には、以下の手順に従って測定する。
特級無水酢酸25gをメスフラスコ100mlに入れ、ピリジンを加えて全量を100mlにし、十分に振りまぜてアセチル化試薬を得る。得られたアセチル化試薬は、湿気、炭酸ガス等に触れないように、褐色びんにて保存する。
(A)本試験
測定サンプル1.0gを200ml丸底フラスコに精秤し、これに前記のアセチル化試薬5.0mlをホールピペットを用いて正確に加える。この際、試料がアセチル化試薬に溶解しにくいときは、特級トルエンを少量加えて溶解する。
測定サンプル試料を用いない以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
ここで、A:水酸基価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(ml)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料(g)、D:測定サンプルの酸価(mgKOH/g)である。
ユニットA及びユニットBを有する重合体及び重合性単量体の構造決定は、核磁気共鳴装置(1H−NMR、13C−NMR)並びにFT−IRスペクトルを用いて行った。以下に用いた装置について記す。
(i)1H−NMR、13C−NMR
日本電子製FT−NMR JNM−EX400(使用溶媒 重クロロホルム)
(ii)FT−IRスペクトル
Nicolet社製 AVATAR360FT−IR
(7)重合体及びトナーのガラス転移温度
本発明における重合体及びトナーのガラス転移温度は、示差走査熱量計(DSC測定装置)を用いて測定した。
本発明における樹脂微粒子の個数平均粒子径は以下の方法により求めることができる。
本発明におけるトナーの重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)は、以下のようにして算出した。測定装置としては、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。尚、測定は実効測定チャンネル数25000チャンネルで行った。
(i)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液200mlを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行った。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去した。
式(5)で示される単量体の製造例:
<単量体5A>
撹拌機、温度計、窒素導入管を付した反応容器に、2−アミノ−5−メトキシベンゼンスルホン酸788g、トリエチルアミン642g、テトラヒドロフラン4Lを仕込み、5℃以下でメタクリル酸クロライド352gを15分かけて滴下した。5℃以下に保持したまま6時間撹拌させた。5℃以下に保持しながら反応混合物に濃塩酸800ml、水12.8Lを注加して分液し、有機層を2%塩酸6.4Lで洗浄した後に、水6.4Lで3回洗浄した。得られた溶液を減圧濃縮し、結晶を得た。得られた結晶を撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器に仕込み、トリメチルオルトフォルメート1680g、p−ベンゾキノン1.5gを仕込み、80℃で10時間反応させた。反応混合物を冷却し、減圧濃縮を行った。析出した結晶をろ過後、水5Lに加え、分散洗浄後、ろ過し、水2.5Lで2回洗浄を行った。得られた結晶を30℃で順風乾燥させた後、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル5kg、移動相ヘキサン/酢酸エチル=1/1)にて精製し、383gの式(5A)で示される単量体5Aを得た。
撹拌機、温度計、窒素導入管を付した反応容器に、2−ニトロベンゼンスルフォニルクロライド856g、メタノール7Lを仕込み、28%ナトリウムメチラート745g、メタノール600mlの混合溶液を10℃以下で45分かけて滴下した。その後、10℃に保持して50分撹拌させた。反応混合物に0.1モル/l塩酸1.6kgを加えて酸性にし、さらに水3Lを加えて結晶を析出させた。結晶をろ過し、水2Lで洗浄後、30℃で10時間減圧乾燥させて702gの2−ニトロベンゼンスルホン酸メチルエステルを得た。
単量体5Aの製造において、2−アミノ−5−メトキシベンゼンスルホン酸の代わりにp−トルイジン−2−スルホン酸を726g用いる以外は同様の方法で、式(5C)で示される単量体5Cを352g得た。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器に、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸1500g、トリメチルオルトフォルメート2060g、p−ベンゾキノン1.5gを仕込み、80℃で5時間反応させた。反応混合物を冷却し、減圧濃縮を行った。析出した結晶をろ過後、水5Lに加え、分散洗浄後、ろ過し、水2.5Lで2回洗浄を行った。得られた結晶を30℃で順風乾燥させた後、ヘキサン4Lで分散洗浄し、ろ過した。得られた結晶を30℃で減圧乾燥させて、式(5D)で示される単量体5Dを1063gを得た。
単量体5Eとして式(5E)で示される2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸を用いた。
単量体5Fとして式(5F)で示される2−メタクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸を用いた。
単量体5Gとして式(5G)で示される2−アクリルアミドベンゼンスルホン酸を用いた。
<単量体6A>
式(6A)で示す単量体6Aは、特開昭63−270060号公報、Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition 18,2755(1980)に記載の方法を用いて製造した。
式(6B)で示す単量体6Bは、特開昭62−187429号公報に記載の方法を用いて製造した。
式(6C)で示す単量体6Cは、前述の特開昭63−270060号公報、Journal of Polymer Science:Polymer Chemistry Edition 18,2755(1980)に記載の方法を用いて製造した。
式(6D)で示す単量体6Dは、Bioorganic&Medicinal Chemistry,15(15),5207(2007)に記載の方法を用いて製造した。
撹拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にトルエン60.00部を仕込み、窒素気流下で還流した。
〈モノマー組成、混合比〉
・単量体5A 21.00部
・単量体6A 18.00部
・スチレン 61.00部
・トルエン 60.00部
この単量体混合液に、さらに重合開始剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(75%炭化水素系溶媒希釈品)を6.60部混合し、前記反応容器に30分間かけて滴下した。110℃で4時間撹拌し、室温まで冷却した。得られた重合体含有組成物をメタノール1400部、アセトン10部の混合溶液に、撹拌下、10分間で滴下し、樹脂組成物を沈殿・晶析させた。得られた樹脂組成物をろ過し、メタノール200部で2回洗浄した。得られた樹脂粉末を減圧下、60℃で10時間乾燥し、重合体Aを得た。
モノマー組成、混合比を表1に記載の通りに変更する以外は実施例1と同様の方法で、重合体B乃至M、R乃至Uを得た。
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、プロピレングリコール90.0部、テレフタル酸103.8部、トリメリット酸5部、アジピン酸10.0部、無水マレイン酸24.0部および縮合触媒としてテトラステアリルチタネート2.0部を入れ、230℃で窒素気流下にて生成する水を留去しながら6時間反応させた。次いで5乃至20mmHgの減圧下で8時間反応させ、不飽和ポリエステル樹脂1を得た。この不飽和ポリエステル樹脂1は、酸価35.4mgKOH/g、水酸基価10.1mgKOH/g、Mnは2300、Mwは4500であった。
・単量体6A 10部
・スチレン 40部
・トルエン 50部
この単量体混合液に、さらに重合開始剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(75%炭化水素系溶媒希釈品)を3.50部混合し、前記反応容器に30分間かけて滴下した。110℃で3時間撹拌し、室温まで冷却した。得られた重合体含有組成物をメタノール2800部、アセトン20部の混合溶液に、撹拌下、10分間で滴下し、樹脂組成物を沈殿・晶析させた。得られた樹脂組成物をろ過し、メタノール300部で2回リンス洗浄した。得られた樹脂粉末を減圧下、60℃で10時間乾燥し、重合体Nを得た。得られた重合体Nは、1H−NMRの結果より、サリチル酸構造に由来するピークが確認された。また、酸価50.8mgKOH/gであり、不飽和ポリエステル樹脂2と比べ、酸価が増加していることから、式(2A)で示されるサリチル酸構造のユニットを含有していることが確認された。重合体中の硫黄原子量測定により、式(1F)で示されるユニットが、8.50質量%存在することが確認された。また、酸価から式(2A)で示されるユニットが4.30質量%存在することが確認された。また重合体NのMnは3800、Mwは8800であった。
実施例14において、2−アミノ−5−メトキシベンゼンスルホン酸の代わりに2−アミノベンゼンスルホン酸を用いること、並びに単量体6Aの代わりに単量体6Dを用いることを除いて、実施例14と同様に製造することで重合体Oを得た。得られた重合体Oは、1H−NMRの結果より、式(1G)で示されるスルホン酸ユニット及び式(2D)で示されるサリチル酸構造のユニットを含有していることは確認された。重合体中の硫黄原子量測定により、式(1G)で示されるユニットが、8.20質量%存在することが確認された。重合体Oの酸価51.5mgKOH/gであり、酸価から式(2D)で示されるユニットが4.50質量%存在することが確認された。Mnは3700、Mwは8600であった。
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、前記不飽和ポリエステル樹脂1を100部、4−アミノサリチル酸を30部入れ、ピリジン400部を加えて撹拌した後、亜リン酸トリフェニル850部を加え、120℃で6時間加熱した。反応終了後、エタノール1500部に再沈殿して回収した。得られたポリマーを、1モル/l塩酸300部を用いて2回洗浄を行った後、水300部で2回洗浄を行い、減圧乾燥させ不飽和ポリエステル樹脂3を得た。不飽和ポリエステル樹脂3は、1H−NMRの結果より、式(2C)で示されるサリチル酸構造のユニットが4.00質量%存在していることが確認された。また、不飽和ポリエステル樹脂3は、酸価が34.0mgKOH/gであり、Mnは2600、Mwは4800であった。
・単量体5E 10部
・スチレン 40部
・トルエン 50部
この単量体混合液に、さらに重合開始剤としてt−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(75%炭化水素系溶媒希釈品)を3.50部混合し、前記反応容器に30分間かけて滴下した。110℃で4時間撹拌し、室温まで冷却した。得られた重合体含有組成物をメタノール2800部、アセトン20部の混合溶液に、撹拌下、10分間で滴下し、樹脂組成物を沈殿・晶析させた。得られた樹脂組成物をろ過し、メタノール300部で2回リンス洗浄した。得られた樹脂粉末を減圧下、60℃で10時間乾燥し、重合体Pを得た。得られた重合体Pは、1H−NMRの結果より、式(1E)で示されるスルホン酸ユニット及び、式(2C)で示されるサリチル酸構造のユニットを含有していることが確認された。重合体中の硫黄原子量測定により、式(1E)で示されるユニットが、6.20質量%存在することが確認された。また、1H−NMRの結果より、式(2C)で示されるサリチル酸構造のユニットが3.25質量%存在していることが確認された。また重合体Pの酸価が51.2mgKOH/g、Mnは4500、Mwは9500であった。
冷却管、撹拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物90.0部、テレフタル酸103.8部、無水トリメリット酸5.0部、アジピン酸7.0部および縮合触媒としてテトラステアリルチタネート2.0部を入れ、230℃で窒素気流下に生成する水を留去しながら5時間反応させた。次いで5乃至20mmHgの減圧下で8時間反応させ、ポリエステル樹脂4を得た。このポリエステル樹脂4は、酸価45.4mgKOH/g、水酸基価8.0mgKOH/g、Mn4800、Mw9200であった。
実施例16において製造した不飽和ポリエステル樹脂3を重合体Vとして用いた。
実施例14において製造した不飽和ポリエステル樹脂2を重合体Wとして用いた。
各々重合体1.0gをテトラヒドロフラン(安定剤不含品)10gに溶解した。この溶液を、厚さ0.5mmのアルミシート基板上に、ワイヤーバーで塗工し、乾燥することによって、膜厚3.0μmの樹脂膜を作製した。作製したシートは一辺5cmの正方形にカットした。
・ターンテーブルの回転速度 40rpm
・中心から測定中心までの距離 85mm
・コロナ帯電器の設定 グリッドバイアス −1000V
コロナ電流値 −30μA
・測定手順(1):コロナ帯電器ONでの帯電電位立ち上がり測定120秒間
・測定手順(2):コロナ帯電器OFFでの電位の立ち下がり推移の測定120秒間
評価基準は下記のように設定した。
帯電電位の1秒間あたりの増加量が帯電量の1%になった時点を帯電の飽和と定義し、コロナ帯電器をONにした時点から帯電の立ち上がりを帯電が飽和するまでの時間(秒)により、表4に示すようにランク付けを行った。
帯電の飽和値から30秒間の帯電量変化率(%)を測定し表4に示すようにランク付けを行った。
測定手順(2)の帯電器OFF時刻から起算して、帯電器をOFFにした時点の帯電電位に対し、帯電電位が80%となる時間(秒)を測定し、表4に示すようにランク付けを行った。
<実施例18>
顔料分散ペーストの作製:
・スチレン 80.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 13.0部
上記材料を容器中でよくプレミックスした後に、それを20℃以下に保ったままビーズミルで4時間分散し、顔料分散ペーストを作製した。
トナー粒子の作製:
イオン交換水1150部に0.1モル/l−Na3PO4水溶液390部を投入し、60℃に加温した後、クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて、11000rpmにて撹拌した。これに1.0モル/l−CaCl2水溶液を58部添加し、Ca3(PO4)2を含む分散液を得た。
・上記顔料分散ペースト 46.0部
・スチレン 42.0部
・n−ブチルアクリレート 18.0部
・脂肪族炭化水素ワックス 10.0部
(Mw1850、Mw/Mn1.27、最大吸熱ピーク温度78.6℃)
・飽和ポリエステル樹脂 5.0部
(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体、酸価10mgKOH/g、Mw:16000)
・実施例1で得られた重合体A 2.0部
これらを60℃に加温し、溶融、分散して単量体混合物とした。さらに、60℃に保持しながら、重合開始剤として、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5.0部加えて溶解し、単量体組成物を調製した。
トナーの作製:
得られたトナー粒子1の100部に対して、ヘキサメチルジシラザンで表面を処理した後、シリコーンオイルで処理した個数平均1次粒径9nm、BET比表面積180m2/gの疎水性シリカ微粉体1部をヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株))で混合・外添することで、トナー1を得た。
顔料分散ペーストの作製:
・スチレン 80.0部
・カーボンブラック 13.0部
上記材料を容器中でよくプレミックスした後に、それを20℃以下に保ったままビーズミルで4時間分散し、顔料分散ペーストを作製した。
トナー粒子の作製:
イオン交換水1200部に0.1モル/l−Na3PO4水溶液350部を投入し、60℃に加温した後、クレアミックス(エム・テクニック社製)を用いて11,000rpmにて撹拌した。これに1.0モル/l−CaCl2水溶液52部を添加し、Ca3(PO4)2を含む分散媒体を得た。
・上記顔料分散ペースト 6.0部
・スチレン 39.0部
・n−ブチルアクリレート 22.0部
・エステルワックス 13.0部
(主成分C19H39COOC20H41、最大吸熱ピーク温度68.6℃)
・飽和ポリエステル樹脂 5.0部
(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体、酸価10mgKOH/g、Mw16000)
・実施例4で得られた共重合体D 2.0部
これらを60℃に加温し、溶解・分散して単量体混合物とした。さらに60℃に保持しながら、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)5.0部を加えて溶解し、単量体組成物を調製した。
実施例18において、重合体Aを表6に記載した重合体に変更することを除いて同様にして、トナー3、5〜10を得た。
実施例19において重合体Dの代わりに実施例10で得られた重合体Jを3.0部に変更することを除いて、実施例19と同様にして製造し、トナー4を得た。
微粒子分散液の作製:
重合体Lをアセトンに溶解し固形分比75質量%となるように調製した。ついでイオン交換水100質量部中へ撹拌しながら滴下し、乳化させ、さらに容器内を100mmHgの減圧下にてアセトンを留去した。固形分比を15質量%となるように希釈し微粒子Lの分散液を得た。微粒子Lの個数平均粒径(D1)を測定したところ、90nmであった。
母粒子分散液の作製:
以下に示す方法により母粒子分散液を調製した。
・スチレン 80.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 13.0部
上記材料を容器中でよくプレミックスした後に、それを20℃以下に保ったままビーズミルで4時間分散し、顔料分散ペーストを作製した。
・上記顔料分散ペースト 46.5部
・スチレン 42.0部
・n−ブチルアクリレート 19.0部
・パラフィンワックス 9.0部
(Mw1810、Mw/Mn1.20、最大吸熱ピーク温度72℃)
・ポリエステル樹脂 5.0部
(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA共重合体、酸価13mgKOH/g、Mw14300)
これらを温度60℃に加温し、溶解・分散して単量体混合物とした。さらに温度60℃に保持しながら、重合開始剤として2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)3.0部を加えて溶解し、単量体組成物を調製した。
トナー粒子の作製:
母粒子L分散液100.0部に微粒子Lの分散液を緩やかに5.0部添加し、そこへ1モル/l塩酸を系内のpHが緩やかに変化するように気をつけながら滴下し、pH1.5になるまで下げた。さらに加熱用オイルバスの温度を上げて62℃で2時間保持した。光学顕微鏡にて観察したところ重量平均径(D4)が6.8μmの粒子が確認された。得られた分散液をろ過し、イオン交換水で洗浄後、乾燥、分級し、トナー粒子11を得た。さらに、実施例18と同様にして、トナー粒子11に疎水性シリカ微粉体を外添することで、トナー11を得た。
微粒子分散液の作製:
実施例28の微粒子分散液の作製において、重合体Lの代わりに実施例7で得られた重合体Gを用いることを除いて同様にして、微粒子Gの分散液を得た。微粒子Gの個数平均粒径(D1)を測定したところ、20nmであった。
実施例28のトナー粒子の作製において、微粒子Lの代わりに微粒子Gを2部用いることを除いて同様にして、トナー12を得た。
微粒子分散液の作製:
実施例28の微粒子分散液の作製において、重合体Lの代わりに実施例4で得られた重合体Dを用いることを除いて同様にして、微粒子Dの分散液を得た。微粒子Dの個数平均粒径(D1)を測定したところ、150nmであった。
トナー粒子の作製:
実施例28のトナー粒子の作製において、微粒子Lの代わりに微粒子Dを10部用いることを除いて同様にして、トナー13を得た。
実施例18において、重合体Aの代わりに比較例2で得られた重合体Sを用いることを除いて同様にして、トナー14を得た。
実施例18において、重合体Aの代わりに比較例4で得られた重合体Uを用いることを除いて同様にして、トナー15を得た。
実施例18において重合体Aを用いないこと以外は、実施例18と同様にして製造し、トナー16を得た。
二成分系現像剤50gを分取し、低温低湿環境(15℃/15%Rh)、及び高温高湿環境(30℃/80%Rh)の各環境下で4日間放置した。その後、50mlのポリ容器に入れ、10秒かけて20回振とう、2分30秒かけて300回振とうを夫々行い、図1の装置を用いて帯電量を測定した。評価は各振とう回数における摩擦帯電量の絶対値を測定し、下記基準によって判断した。結果を表7に示す。
低温低湿下並びに高温高湿下において、300回振とう後の摩擦帯電量の絶対値に対する、20回振とう時の摩擦帯電量の絶対値の割合で評価した。
Aランク:90%以上
Bランク:80%以上90%未満
Cランク:70%以上80%未満
Dランク:70%未満
<環境依存性>
低温低湿下と高温高湿下における300回振とう時の摩擦帯電量の差で評価した。
Aランク:15mC/kg未満
Bランク:15mC/kg以上20mC/kg未満
Cランク:20mC/kg以上30mC/kg未満
Dランク:30mC/kgmC/kg以上
(帯電量の測定方法)
底に500メッシュ(目開き25μm)のスクリーン3のある金属製の測定容器2に摩擦帯電量を測定しようとする二成分系現像剤を0.5gを入れ金属製のフタ4をする。このときの測定容器2全体の質量を秤りW1(g)とする。次に、吸引機1(測定容器2と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口7から吸引し風量調節弁6を調整して真空計5の圧力を250mmAqとする。この状態で充分、好ましくは2分間吸引を行いトナーを吸引除去する。
摩擦帯電量(mC/kg)=(C×V)/(W1−W2)
画出し評価:
評価機としてフルカラーレーザービームプリンターLBP−5300(キヤノン社製)の改造機(プロセススピード:200mm/sec)を用い、23℃/60%Rh(常温常湿環境下)並び30℃/80%Rh(高温高湿環境下)にて画出し評価を行った。評価は、画像出力用カートリッジに各トナーを150g充填したものをシアンステーションに装着し、その他にはダミーカートリッジを装着した。なお、画出し評価に際し、画像出力用カートリッジを各環境下にて4日間放置後、実施した。
画像濃度測定は、マクベス反射濃度計 RD918(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分のプリントアウト画像に対する相対濃度を測定し、下記基準により評価をした。
Aランク:1.40以上
Bランク:1.30以上、1.40未満
Cランク:1.20以上、1.30未満
Dランク:1.20未満
(カブリ測定)
カブリの測定は、REFLECTOMETER MODEL TC−6DS(東京電色社製)を使用して測定し、下記式より算出する。数値が小さい程、カブリが抑制されていることになる。
カブリ(%)=〔標準紙の反射率(%)〕−〔サンプルの非画像部の反射率(%)〕
下記基準により評価をした。
Aランク:0.4%以下
Bランク:0.4%を超え、0.8%以下
Cランク:0.8%を超え、1.2%以下
Dランク:1.2%を超え、1.8%以下
Eランク:1.8%超
Claims (6)
- 式(1)で示される構造を有するユニットAと式(2)で示される構造を有するユニットBとを含む重合体であることを特徴とするトナー用樹脂。
(式(1)において、
R1は、水素、又は、炭素数1〜12のアルキル基であり、
B1は、置換基を有していてもよい炭素数1若しくは2のアルキレン構造、又は、置換基を有していてもよい芳香族環であり、
(i)B 1 が炭素数1のアルキレン構造の場合、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、
(ii)B 1 が炭素数2のアルキレン構造の場合、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6若しくは12のアリール基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、
(iii)B 1 が芳香族環の場合、該芳香族環における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基である。
式(2)において、
COOHとOHは隣り合う位置に結合し、
R2は、水素、又は、炭素数1〜6のアルキル基である。) - 前記ユニットAが式(3)で示されることを特徴とする請求項1に記載のトナー用樹脂。
(R3は、水素、又は、メチル基を表し、
R4は、水素、又は、メチル基を表し、
B2は、置換基を有していてもよい炭素数1若しくは2のアルキレン構造、又は、置換基を有していてもよい芳香族環を表し、
(i)B 2 が炭素数1のアルキレン構造の場合、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、
(ii)B 2 が炭素数2のアルキレン構造の場合、該アルキレン構造における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6若しくは12のアリール基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、
(iii)B 2 が芳香族環の場合、該芳香族環における置換基としては、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、又は、炭素数1〜12のアルコキシ基である。) - 前記ユニットBが式(4)で示されることを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー用樹脂。
(式(4)において、
COOHとOHは隣り合う位置に結合し、
R5は、水素、又は、メチル基であり、
R6は、水素、又は、炭素数1〜6のアルキル基である。) - 前記重合体が、式(1)及び式(2)で示される構造を有さないビニル系単量体に由来するユニットを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー用樹脂。
- 前記重合体におけるユニットAの含有量が0.10乃至30.00質量%であり、且つユニットBの含有量が1.00乃至40.00質量%であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のトナー用樹脂。
- 請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナー用樹脂を含有することを特徴とするトナー。
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