JP5658550B2 - トナー - Google Patents
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Description
本発明の目的は、帯電の立ち上がり、帯電の安定性に優れ、耐久後においても帯電量分布がシャープであるトナーを提供することにある。
また、式1のより好ましい形態としては、以下の様である。式1におけるR1は水素、炭素数1〜4のアルキル基、Xは置換基を有していてもよい炭素数1又は2のアルキレン構造もしくは置換基を有していてもよい芳香族環を表す。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、アリール基又はアルコキシ基である。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、アリール基又はアルコキシ基であり、また、隣接する炭素を含めて5員環又は6員環の芳香族環を形成していてもよい。
また、トナー粒子中のユニットBの含有量bは、以下の様にして算出する。樹脂PBを後述の方法で滴定することにより、樹脂PBの水酸基価を定量し、樹脂PBが有するユニットBに由来する水酸基の量を算出する。そして、これを基に樹脂PB中のユニットBの含有量(mmol/g)を算出する。そして、樹脂PB1gあたりのユニットBの含有量及びトナー粒子に含有される樹脂PBの量から、含有量bを算出する。なお、樹脂PBが、ユニットB以外の部位に水酸基を有している場合は、樹脂PBを作製する際にユニットBを付加反応させる直前の化合物(例えばポリエステル樹脂)の水酸基価をあらかじめ測定しておく。ユニットBの付加量は、付加反応後の樹脂PBの水酸基価との差で算出することができる。
攪拌機、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時間攪拌させた。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。得られた結晶を攪拌機、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、トリメチルオルトホルメート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(4A)で示される単量体4Aを得た。
攪拌機、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分攪拌させた。反応混合物に0.1mol/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4A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(4C)で示される単量体4Cを352g得た。
攪拌機、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、トリメチルオルトホルメート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(4D)で示される単量体4Dを1063g得た。
単量体4Eとして式(4E)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4Fとして式(4F)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4Gとして式(4G)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。
本発明の効果はユニットBを形成するビニル単量体のビニル基の置換位置に影響する。帯電性の安定化の観点から、ビニル単量体としては、4−ビニルサリチル酸が好ましく、5−ビニルサリチル酸がさらに好ましい。また、5−ビニルサリチル酸においては、第3位に置換基を有する、3−t−ブチル−5−ビニルサリチル酸がさらに好ましい。置換基の位置により効果に差がでる理由は明確ではないが、以下のように考えられる。すなわち、ユニットBに含まれるサリチル酸部位の電子状態が置換位置により変化し、ユニットBの効果であると考えられるバインダ樹脂への電荷の散逸能力に差が生じるためである。
式(5A)で示す単量体5A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することができる。
式(5B)で示す単量体5Bは、特開昭62−187429号公報に記載の方法を用いて製造することができる。
式(5C)で示す単量体5C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することができる。
式(5D)で示す単量体5Dは、Bioorganic&Medicinal Chemistry,15(15),5207(2007)に記載の方法を用いて製造することができる。
従来、懸濁重合法でトナーを作製する際に、帯電量向上や帯電速度向上のために樹脂PAに相当する樹脂を単独で増量しようとすると、顔料分散性に悪影響を及ぼす場合があった。メカニズムは明らかではないが、これは顔料に樹脂PAが過剰に吸着することにより、顔料と結着樹脂との界面の安定性が崩れ、顔料同士の凝集を誘発するためであると考えられる。本発明者らが検討したところ、樹脂PAと共にサリチル酸構造であるユニットBを有する樹脂PBを共存させることで、重合性単量体中での顔料分散性が良好となり、帯電の立ち上り性と顔料分散性とを両立させることができることを見出した。メカニズムは不明であるが、ユニットBに含まれるサリチル酸構造が顔料への樹脂PAの吸着を抑制し、顔料と樹脂PAとの相互作用を弱めることにより顔料の凝集が抑制されるためであると考えられる。
樹脂PA及び樹脂PBの分子量及び分子量分布はゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)によって、ポリスチレン換算で算出される。スルホン酸基を有する樹脂PAは、カラム溶出速度がスルホン酸基の量にも依存してしまうため、正確な分子量及び分子量分布を測定したことにはならない。そのため、予めスルホン酸基をキャッピングした試料を用意する必要がある。キャッピングにはメチルエステル化が好ましく、市販のメチルエステル化剤が使用できる。具体的には、トリメチルシリルジアゾメタンで処理する方法が挙げられる。
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
ユニットA及びユニットBの構造決定には、以下の測定装置を用いることができる。
〔FT−IRスペクトル〕
Nicolet社製 AVATAR360FT−IR
〔1H−NMR、13C−NMR〕
日本電子製FT−NMR JNM−EX400(使用溶媒 重クロロホルム)
樹脂PA中のユニットAのモル数は樹脂中の硫黄元素のモル数に相当する。よって、下記のように樹脂中の硫黄元素量を測定することによりユニットAの定量を行った。
樹脂に含有する硫黄元素量の定量方法を以下に述べる。具体的には、樹脂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、株式会社ダイアインスツルメンツ製)に導入し、樹脂を燃焼ガス化し、そのガスを吸収液に吸収させた。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、樹脂中あるいはトナー粒子中の硫黄元素量(ppm)を測定する。得られた値を硫黄原子量(32.06)で割ることにより硫黄原子のモル数(μmol/g)を算出した。
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。結着樹脂の水酸基価は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。
(1)試薬の準備
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。
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。
特級水酸化カリウム35gを20mlの水に溶かし、エチルアルコール(95vol%)を加えて1lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、ろ過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。前記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.5mol/l塩酸25mlを三角フラスコに取り、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で滴定し、中和に要した前記水酸化カリウム溶液の量から求める。前記0.5mol/l塩酸は、JIS K 8001−1998に準じて作成されたものを用いる。
(2)操作
(A)本試験
粉砕した結着樹脂の試料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。
フラスコの口に小さな漏斗をのせ、約97℃のグリセリン浴中にフラスコ底部約1cmを浸して加熱する。このときフラスコの首の温度が浴の熱を受けて上昇するのを防ぐため、丸い穴をあけた厚紙をフラスコの首の付根にかぶせることが好ましい。
1時間後、グリセリン浴からフラスコを取り出して放冷する。放冷後、漏斗から水1mlを加えて振り動かして無水酢酸を加水分解する。さらに完全に加水分解するため、再びフラスコをグリセリン浴中で10分間加熱する。放冷後、エチルアルコール5mlで漏斗およびフラスコの壁を洗う。
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で滴定する。尚、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(B)空試験
結着樹脂の試料を用いない以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(3)得られた結果を下記式に代入して、水酸基価を算出する。
A=[{(B−C)×28.05×f}/S]+D
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:結着樹脂の酸価(mgKOH/g)である。
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する。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 Multisizer 3 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2万5千チャンネルで行う。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250ml丸底ビーカーに前記電解水溶液約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攪拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。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ておく。
(2)ガラス製の100ml平底ビーカーに前記電解水溶液約30mlを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3ml加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2ml添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解質水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行ない、重量平均粒径(D4)および個数平均粒径(D1)を算出する。尚、前記専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)であり、前記専用ソフトでグラフ/個数%と設定したときの、「分析/個数統計値(算術平均)」画面の「平均径」が個数平均粒径(D1)である。
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にキシレン200部を仕込み、窒素気流下で還流した。
・2−アクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸メチル 15.0部
・スチレン 69.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
を混合し、前記反応容器に攪拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥し樹脂PA−1を得た。得られた樹脂PA−1は元素分析による硫黄原子の定量の結果、490μmol/gのスルホン酸に由来したユニットを含有していることが確認された。以降、作製した樹脂の構成とユニット含有量および分子量は表1−1および表1−2に記載した。
下記材料を用いる以外は合成例1と同様に樹脂PAの合成を行い、樹脂PA−2を得た。
・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸 6.0部
・スチレン 78.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
下記材料を用いる以外は合成例1と同様に樹脂PAの合成を行い、樹脂PA−3を得た。
・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸メチル 12.0部
・スチレン 72.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
得られた樹脂PA−3は元素分析による硫黄原子の定量の結果、522μmol/gのスルホン酸に由来したユニットを含有していることが確認された。
下記材料を用いる以外は合成例1と同様に樹脂PAの合成を行い、樹脂PA−4を得た。
・2−アクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸 8.0部
・スチレン 76.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
下記材料を用いる以外は合成例1と同様に樹脂PAの合成を行い、樹脂PA−5を得た。
・2−アクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸メチル 16.0部
・スチレン 74.0部
・n−ブチルアクリレート 10.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
ポリエステルP−1の作製:
ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 69.0部
テレフタル酸 28.0部
フマル酸 3.0部
酸化ジブチル錫 0.005部
を4つ口フラスコに入れ、温度計、攪拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけ窒素雰囲気下、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂P−1を得た。
・2−アクリルアミド−5−メトキシベンゼンスルホン酸メチル 15.0部
・スチレン 15.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 1.5部
を混合し、前記反応容器に攪拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥し樹脂PA−6を得た。
ポリエステルP−2の作製:
ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 67.8部
テレフタル酸 22.2部
無水トリメリット酸 10.0部
酸化ジブチル錫 0.005部
を4つ口フラスコに入れ、温度計、攪拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけ窒素雰囲気下、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂P−2を得た。このとき樹脂P−2の水酸基価を測定したところ、4.8mgKOH/gであった。
攪拌機、コンデンサー、温度計、窒素導入管を付した反応容器にキシレン200部を仕込み、窒素気流下で還流した。
・5−ビニルサリチル酸 9.0部
・スチレン 75.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
を混合し、前記反応容器に攪拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥し樹脂PB−1を得た。得られた樹脂PB−1は水酸基価測定の結果、30.3mgKOH/g、すなわち540μmol/gのサリチル酸に由来したユニットを含有していることが確認された。
下記材料を用いる以外は合成例1と同様に樹脂PBの合成を行い、樹脂PB−2を得た。
・3−ターシャリーブチル−5−ビニルサリチル酸 12.0部
・スチレン 72.0部
・2−エチルヘキシルアクリレート 16.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 5.0部
ポリエステルP−3の作製:
ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 70.0部
テレフタル酸 26.0部
フマル酸 4.0部
酸化ジブチル錫 0.005部
を4つ口フラスコに入れ、温度計、攪拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけ窒素雰囲気下、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂P−3を得た。このときポリエステル樹脂P−3の水酸基価を測定したところ、6.5mgKOH/gであった。
・5−ビニルサリチル酸 9.0部
・スチレン 18.0部
・n−ブチルアクリレート 3.0部
・ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート) 1.5部
を混合し、前記反応容器に攪拌しながら滴下し10時間保持した。その後、蒸留を行って溶剤を留去し、減圧下40℃で乾燥し樹脂PB−3を得た。
冷却管、攪拌機、温度計および窒素導入管の付いた反応槽中に、ポリエステル樹脂P−2を77部、4−アミノサリチル酸23部を入れ、ピリジン270部を加えて攪拌した後、亜リン酸トリフェニル96部を加え、120℃で6時間加熱した。反応終了後、エタノール360部に再沈殿して回収した。得られたポリマーを、1N塩酸140部を用いて2回洗浄を行った後、水140部で2回洗浄を行い、減圧乾燥させた。得られた樹脂PB−4の水酸基価が32.0mgKOH/gであり、P−2樹脂が4.8mgKOH/gであったことから、付加反応により付加されたサリチル酸に由来するユニット量は27.2mgKOH/g、すなわち484μmol/gであることが確認された。
PB樹脂の合成例1において、5−ビニルサリチル酸を4−ビニルサリチル酸に変更する以外は合成例1と同様に合成を行い、樹脂PB−5を得た。得られた樹脂PB−5は水酸基測定の結果、29.9mgKOH/g、すなわち533μmol/gのサリチル酸に由来したユニットを含有していることが確認された。
PB樹脂の合成例1において、5−ビニルサリチル酸を6−ビニルサリチル酸に変更する以外は合成例1と同様に合成を行い、樹脂PB−6を得た。得られた樹脂PB−6は水酸基測定の結果、29.2mgKOH/g、すなわち521μmol/gのサリチル酸に由来したユニットを含有していることが確認された。
ポリエステルP−4の作製:
・ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 67.6部
・テレフタル酸 30.5部
・無水トリメリット酸 1.9部
・酸化ジブチル錫 0.005部
をガラス製の4つ口フラスコに入れ、温度計、攪拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内に置いた。窒素雰囲気下で、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂P−4を得た。得られた樹脂の分子量はMw=14500であった。
・スチレンモノマー 80.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13.0部
・樹脂PA−1 4.0部
・樹脂PB−1 3.6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約4時間分散し、顔料分散ペーストを作製した。
イオン交換水1150部に0.1mol/l−Na3PO4水溶液390部を投入し、60℃に加温した後、クレアミクス(エム・テクニック社製)を用いて13,000rpmにて攪拌した。これに1.0mol/l−CaCl2水溶液58部を添加し、Ca3(PO4)2を含む分散媒体を得た。
・スチレンモノマー 42.0部
・n−ブチルアクリレート 18.0部
・エステルワックス 13.0部
(主成分C19H39COOC20H41、融点68.6℃)
・ポリエステル樹脂P−4 5.0部
下記のように二成分現像剤を作製した。
以下のように個数平均粒径0.25μmのマグネタイト粉と、個数平均粒径0.60μmのヘマタイト粉の親油化処理を行った。具体的には、4.0質量%のシラン系カップリング剤(3−(2−アミノエチルアミノプロピル)トリメトキシシラン)を混合し、容器内で、100℃以上で高速混合攪拌を行った。
・ホルムアルデヒド溶液(ホルムアルデヒド40%、メタノール10%、水50%)
6部
・親油化処理したマグネタイト 63部
・親油化処理したヘマタイト 21部
上記材料と、28%アンモニア水5部、水10部をフラスコに入れ、攪拌、混合しながら30分間で85℃まで昇温・保持し、3時間重合反応させて硬化させた。その後、30℃まで冷却し、更に水を添加した後、上澄み液を除去し、沈殿物を水洗した後、風乾した。次いで、これを減圧下(5mmHg以下)、60℃で乾燥して、磁性体が分散された状態の球状の磁性樹脂粒子を得た。
帯電量の立ち上がり特性を測定するために以下のようにサンプル調整を行った。得られたキャリア276gと評価トナー24gを蓋付きのプラスチックボトルに投入し、振とう器(YS−LD:(株)ヤヨイ製)で、1秒間に4往復のスピードで1分間振とうを行った。
帯電量分布測定装置(ホソカワミクロン社製;型式イースパートアナライザーEST−3)を用い、得られたq/d分布から、帯電量分布の広がりを評価する。二成分現像剤270gを分取し、常温常湿環境(23℃/60%RH)で3昼夜放置した。これをカラーレーザー複写機CLC5000(キヤノン社製)の現像器に仕込み、外部モーターを具備した空回転機にて、3分間の回転を行った時(初期)とさらに60分回転を行った時(空回転後)の二成分現像剤の帯電量分布を測定し、比較した。評価基準としては以下を基準とした。
Aランク:図1に示したようにピーク値が空回転3分後と60分後で変化が少なく、かつ+側に帯電しているトナー量が少ないとき。
Bランク:図2に示したようにピーク値の変化は少ないが、分布幅が広がる傾向にあるとき。
Cランク:図3のようにピーク値が変化する傾向にあるとき。
Dランク:図4のようにピーク値が初期と空回転後で変化が大きいとき、又は+側に帯電しているトナー量が大きく増加したとき。
得られたトナーの顔料分散性を評価するため、ミクロトームによりトナーの超薄切片を作製し、透過型電子顕微鏡(TEM)にて観察を行った。必要に応じて酸化ルテニウムまたはオスミウム酸などにより切片の染色を行った。評価基準としては、顔料によって基準は異なるが、顔料が一次粒径として分散されているか、顔料の偏析やトナー表層へのはみ出しがないかを観察し、以下の基準でランク付けを行った。
Aランク:顔料が1次粒径に分散し、トナー全体に均一に存在している。
Bランク:顔料が凝集した部分が存在し、不均一に存在している。
Cランク:顔料が凝集し、トナー表面にはみ出している顔料が多数観察される。
評価には上記二成分現像剤、カラーレーザー複写機CLC5000(キヤノン社製)を用いた。紙上(カラーレーザーコピア用紙TKCLA4、キヤノン製)に、載り量を7段階に変化させて定着画像を形成した。トナー載り量は、0.10mg/cm2、0.20mg/cm2、0.30mg/cm2、0.40mg/cm2、0.50mg/cm2、0.60mg/cm2、0.70mg/cm2とした。
カラートナーの各定着画像について、Gretag Macbeth社製Spectroscanを用い(測定条件:D65、視野角2度)、CIE a*、b*を測定した。7段階の載り量に対する色度をプロットし、各点をなめらかに結ぶ曲線を引きc*とL*の関係を求めた。この関係より、L*=70におけるc*の値、及びc*=50におけるL*の値を求めた。尚、c*の値は、c*=((a*)2+(b*)2)1/2で求められる。
Aランク:L*=70の時のc*の値が35.0以上、且つc*=50の時のL*の値が65.0以上である。(画像彩度が優れる)
Bランク:L*=70の時のc*の値が30.0以上、且つc*=50の時のL*の値が60.0以上である。(色再現性は狭くなるが良好な画像)
Cランク:L*=70の時のc*の値が30.0未満、又はc*=50の時のL*=60.0未満である。(色再現性に劣る)
前述したようにカラートナーと同様の定着画像を作成した。ブラックトナーの各定着画像について、画像濃度をマクベス反射濃度計(マクベス社製)で測定した。
載り量0.30mg/cm2および0.40mg/cm2における画像濃度の差(D0.4−D0.3)と、載り量0.7mg/cm2における画像濃度(D0.7)の比により下記のように評価した。
Aランク:1.30 ≦(D0.4−D0.3)/(D0.7)
Bランク:1.10 ≦(D0.4−D0.3)/(D0.7)<1.30
Cランク: (D0.4−D0.3)/(D0.7)<1.10
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーBを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13.0部
・樹脂PA−1 4.0部
・樹脂PB−1 0.55部
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーCを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・スチレンモノマー 80.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13.0部
・樹脂PA−2 4.0部
・樹脂PB−1 17.5部
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーDを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・スチレンモノマー 80.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13.0部
・樹脂PA−2 4.0部
・樹脂PB−1 2.0部
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーEを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・スチレンモノマー 80.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13.0部
・樹脂PA−3 4.0部
・樹脂PB−1 3.8部
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーFを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・スチレンモノマー 80.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13.0部
・樹脂PA−4 2.0部
・樹脂PB−2 1.15部
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーGを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・スチレンモノマー 80.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 13.0部
・樹脂PA−5 8.0部
・樹脂PB−3 8.5部
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーHを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・スチレンモノマー 78.0部
・カーボンブラック 15.0部
・樹脂PA−1 4.0部
・樹脂PB−1 3.6部
実施例1の顔料分散ペーストの作製に用いた材料を下記に変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーIを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・スチレンモノマー 80.0部
・キナクリドン(Pigment Violet 19) 13.0部
・樹脂PA−1 4.0部
・樹脂PB−1 3.6部
<結着樹脂の製造例>
ポリエステルP−5の作製:
・ビスフェノールA・プロピレンオキサイド2.2モル付加物 1206部
・ビスフェノールA・エチレンオキサイド2.2モル付加物 475部
・テレフタル酸 249部
・無水トリメリット酸 192部
・フマル酸 290部
・酸化ジブチル錫 0.1部
をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計、攪拌棒、コンデンサー、及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内に置いた。窒素雰囲気下で、220℃で5時間反応させ、ポリエステル樹脂P−5を得た。得られた樹脂の分子量はMw=21500、Mn=3400であった。
・樹脂P−5 100.0部
・樹脂PA−6 4.0部
・樹脂PB−3 4.0部
・Cuフタロシアニン(Pigment Blue 15:3) 5.0部
・パラフィンワックス(HNP−7:日本精鑞社製) 3.0部
上記トナー材料をヘンシェルミキサー(三井三池化工機(株)により十分予備混合を行った後、二軸式押出機で溶融混練し、冷却後、ハンマーミルを用いて粒径約1から2mm程度に粗粉砕した。次いでエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕した。さらに、得られた微粉砕物を多分割分級装置で分級してトナー粒子を得た。
実施例10のPA樹脂およびPB樹脂の種類および添加量を下記に変更する以外は実施例10と同様にトナーを作製しトナーKを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
・樹脂PA−7 4.0部
・樹脂PB−4 4.0部
実施例1の顔料分散ペーストの作製において、樹脂PB−1を樹脂PB−5へ変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーQを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
実施例1の顔料分散ペーストの作製において、樹脂PB−1を樹脂PB−6へ変更する以外は実施例1と同様にトナーを作製しトナーRを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
実施例10において樹脂PAおよび樹脂PBの混合比を表2に記載のとおりに変更した以外は実施例10と同様にトナーを作製し、トナーL乃至Pを得た。得られたトナーの物性を表2に示す。また、実施例1と同様にしてトナーの評価を行った。評価結果を表3に示す。
Claims (3)
- 結着樹脂、着色剤、樹脂PA及び樹脂PBを含有するトナー粒子を有するトナーであって、該樹脂PAは、式1に示されるユニットAを有し、該樹脂PBは式2に示されるユニットBを有し、トナー粒子中のユニットAの含有量aが2.00μmol/g以上であり、ユニットBの含有量bとのモル比b/aが0.10以上10.00以下であることを特徴とするトナー。
- 該トナー粒子が水系媒体中で生成されたことを特徴とする請求項1に記載のトナー。
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