JP6233332B2 - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Description
本発明に係るトナーを構成する結着樹脂は、コアシェル構造を有し、以下で詳説するハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(ハイブリッド結晶性樹脂)および非晶性樹脂をコア部に含み、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂(ハイブリッド非晶性樹脂)をシェル部に含む。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂(ハイブリッド結晶性樹脂)は、結晶性ポリエステル樹脂ユニットと、ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットとが化学的に結合した樹脂である。
結晶性ポリエステル樹脂ユニットは、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸成分)と、2価以上のアルコール(多価アルコール成分)との重縮合反応によって得られる公知のポリエステル樹脂に由来する部分であって、トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、階段状の吸熱変化ではなく、明確な吸熱ピークを有する樹脂ユニットをいう。明確な吸熱ピークとは、具体的には、実施例に記載の示差走査熱量測定(DSC)において、昇温速度10℃/minで測定した際に、吸熱ピークの半値幅が15℃以内であるピークのことを意味する。
ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニット(本明細書中、単に「非晶性樹脂ユニット」とも称する場合がある)は、結着樹脂のコア部を構成する非晶性樹脂とハイブリッド結晶性樹脂との親和性を制御するために必須のユニットである。非晶性樹脂ユニットが存在することで、コア部におけるハイブリッド結晶性樹脂と非晶性樹脂との親和性が向上し、ハイブリッド結晶性樹脂が非晶性樹脂中に取り込まれやすくなり、帯電均一性等を向上させることができる。
本発明に係る結着樹脂に含まれるハイブリッド結晶性樹脂の製造方法は、上記結晶性ポリエステル樹脂ユニットと非晶性樹脂ユニットとを分子結合させた構造の重合体を形成することが可能な方法であれば、特に制限されるものではない。ハイブリッド結晶性樹脂の具体的な製造方法としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。
この方法では、先ず、上述した非晶性樹脂ユニットを構成する単量体(好ましくは、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体といったビニル単量体)を付加反応させて非晶性樹脂ユニットを形成する。次に、非晶性樹脂ユニットの存在下で、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを重合反応させて結晶性ポリエステル樹脂ユニットを形成する。このとき、多価カルボン酸と多価アルコールとを縮合反応させると共に、非晶性樹脂ユニットに対し、多価カルボン酸または多価アルコールを付加反応させることにより、ハイブリッド結晶性樹脂が形成される。
この方法では、先ず、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを縮合反応させて結晶性ポリエステル樹脂ユニットを形成する。また、結晶性ポリエステル樹脂ユニットを形成する反応系とは別に、上述した非晶性樹脂ユニットを構成する単量体を付加重合させて非晶性樹脂ユニットを形成する。このとき、結晶性ポリエステル樹脂ユニットと非晶性樹脂ユニットとが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。なお、このような反応可能な部位を組み込む方法は、上述の通りであるため、その詳細な説明は省略する。
この方法では、先ず、多価カルボン酸成分と多価アルコール成分とを縮合反応させて重合を行い、結晶性ポリエステル樹脂ユニットを形成しておく。次に、結晶性ポリエステル樹脂ユニットの存在下で、非晶性樹脂ユニットを構成する単量体を重合反応させて非晶性樹脂ユニットを形成する。このとき、上記(1)と同様に、結晶性ポリエステル樹脂ユニットまたは非晶性樹脂ユニット中に、これらユニットが互いに反応可能な部位を組み込んでおくと好ましい。なお、このような反応可能な部位を組み込む方法は、上述の通りであるため、その詳細な説明は省略する。
非晶性樹脂は、上記ハイブリッド結晶性樹脂と共に結着樹脂のコア部を構成する。非晶性樹脂は、特に限定されるものではないが、当該樹脂について示差走査熱量測定(DSC)を行った時に、融点を有さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。このとき、当該樹脂について、ガラス転移温度(Tg)が、30〜70℃であることが好ましく、特に35〜65℃であることが好ましい。
非晶性樹脂としてビニル樹脂を用いる場合、ビニル樹脂としては、ビニル化合物を重合したものであれば特に制限されないが、例えば、アクリル酸エステル樹脂、スチレン−アクリル酸エステル樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のトナーに含まれる結着樹脂のコア部は、ハイブリッド結晶性樹脂と、非晶性樹脂とを含んでいれば、その形態(樹脂粒子の形態)は如何なるものであってもよい。
本発明の結着樹脂のシェル部に含まれるハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂(ハイブリッド非晶性樹脂)は、非晶性ポリエステル樹脂ユニットと、ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットとが化学的に結合した樹脂である。
非晶性ポリエステル樹脂ユニットは、2価以上のカルボン酸(多価カルボン酸成分)と、2価以上のアルコール(多価アルコール成分)との重縮合反応によって得られる公知のポリエステル樹脂に由来する部分であって、トナーの示差走査熱量測定(DSC)において、明確な吸熱ピークが認められない樹脂ユニットをいう。明確な吸熱ピークとは、上記≪結晶性ポリエステル樹脂ユニット≫の項で説明した通りである。
ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニット(本明細書中、単に「非晶性樹脂ユニット」とも称する場合がある)は、結着樹脂のコア部を構成する非晶性樹脂とハイブリッド非晶性樹脂との親和性を制御するために必須のユニットである。非晶性樹脂ユニットが存在することで、コア部に含まれる非晶性樹脂とシェル部に含まれるハイブリッド非晶性樹脂との親和性が向上し、帯電均一性等を向上させることができる。
本発明に係る結着樹脂に含まれるハイブリッド非晶性樹脂の製造方法は、上記非晶性ポリエステル樹脂ユニットと非晶性樹脂ユニットとを分子結合させた構造の重合体を形成することが可能な方法であれば、特に制限されるものではない。ハイブリッド非晶性樹脂の具体的な製造方法としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。
(2)非晶性ポリエステル樹脂ユニットと非晶性樹脂ユニットとをそれぞれ形成しておき、これらを結合させてハイブリッド非晶性樹脂を製造する方法
(3)非晶性ポリエステル樹脂ユニットを予め形成しておき、当該非晶性ポリエステル樹脂ユニットの存在下で非晶性樹脂ユニットを形成する重合反応を行ってハイブリッド非晶性樹脂を製造する方法
上記の方法を用いることにより、非晶性ポリエステル樹脂ユニットに非晶性樹脂ユニットが分子結合した構造(グラフト構造)のハイブリッド非晶性樹脂を形成することができる。
上記コア部の溶解度パラメータ(SP値)(単位:(cal/cm3)1/2)とシェル部の溶解度パラメータ(SP値)(単位:(cal/cm3)1/2)とは、下記数式(A)の関係を満たすことが好ましい。
結着樹脂中のハイブリッド結晶性樹脂の含有量は、結着樹脂全体に対して3〜50質量%が好ましく、4〜40質量%がより好ましく、5〜30質量%がさらに好ましい。この範囲であれば、良好な低温定着性を有しつつ、かつ帯電均一性、耐熱保管性、およびHH転写性が共に向上したトナーが得られる。
本発明のトナー中には、上記必須成分の他、必要に応じて、離型剤、着色剤、荷電制御剤などの内添剤;無機微粒子、有機微粒子、滑材などの外添剤が含有されていてもよい。
トナーを構成する離型剤としては、特に限定されるものではなく、公知のものを使用することができる。具体的には、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナウバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘニル、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1、18−オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。
トナーを構成しうる着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、染料、顔料などを任意に使用することができ、カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ランプブラックなどが使用される。磁性体としては鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性金属、これらの金属を含む合金、フェライト、マグネタイトなどの強磁性金属の化合物、強磁性金属を含まないが熱処理することにより強磁性を示す合金、例えばマンガン−銅−アルミニウム、マンガン−銅−錫などのホイスラー合金と呼ばれる種類の合金、二酸化クロムなどを用いることができる。
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸または高級脂肪酸の金属塩、アルコキシル化アミン、第4級アンモニウム塩化合物、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩など、公知の種々の化合物を用いることができる。
トナーとしての帯電性能や流動性、あるいはクリーニング性を向上させる観点から、トナー粒子の表面に公知の無機微粒子や有機微粒子などの粒子、滑材を外添剤として添加することできる。
本発明のトナーの平均粒径は、体積基準のメジアン径で3.0〜8.0μm、好ましくは4.0〜7.5μmである。上記の範囲であることにより、定着時において飛翔して加熱部材に付着し定着オフセットを発生させる付着力の大きいトナー粒子が少なくなり、また、転写効率が高くなってハーフトーンの画質が向上し、細線やドットなどの画質が向上する。また、トナー流動性も確保できる。
本発明のトナーを製造する方法としては、特に限定されず、混練粉砕法、懸濁重合法、乳化凝集法、溶解懸濁法、ポリエステル伸長法、分散重合法など公知の方法が挙げられる。
乳化凝集法は、界面活性剤や分散安定剤によって分散された樹脂の微粒子(以下、「樹脂微粒子」ともいう)の分散液を、着色剤の微粒子などのトナー粒子構成成分の分散液と混合し、凝集剤を添加することによって所望のトナーの粒径となるまで凝集させ、その後または凝集と同時に、樹脂微粒子間の融着を行い、形状制御を行うことにより、トナー粒子を形成する方法である。
工程(a)は、下記ハイブリッド結晶性樹脂微粒子分散液調製工程、非晶性樹脂微粒子分散液調製工程、およびハイブリッド非晶性樹脂微粒子分散液調製工程があり、また、必要に応じて、着色剤分散液調製工程や離型剤微粒子分散液調製工程などを含む。
ハイブリッド結晶性樹脂微粒子分散液調製工程は、トナー粒子を構成するハイブリッド結晶性樹脂を合成し、このハイブリッド結晶性樹脂を水性媒体中に微粒子状に分散させてハイブリッド結晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程である。
非晶性樹脂微粒子分散液調製工程は、トナー粒子を構成する非晶性樹脂を合成し、この非晶性樹脂を水性媒体中に微粒子状に分散させて非晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程である。
ハイブリッド非晶性樹脂微粒子分散液調製工程は、トナー粒子を構成するハイブリッド非晶性樹脂を合成し、このハイブリッド非晶性樹脂を水性媒体中に微粒子状に分散させてハイブリッド非晶性樹脂微粒子の分散液を調製する工程である。
着色剤分散液調製工程は、着色剤を水性媒体中に微粒子状に分散させて着色剤微粒子の分散液を調製する工程である。また、離型剤微粒子分散液調製工程は、トナー粒子として離型剤を含有するものを所望する場合に必要に応じて行う工程であって、離型剤を水性媒体中に微粒子状に分散させて離型剤微粒子の分散液を調製する工程である。
この凝集・融着工程は、水性媒体中で前述のハイブリッド結晶性樹脂微粒子、非晶性樹脂微粒子、およびハイブリッド非晶性樹脂微粒子と、必要に応じて着色剤粒子および/または離型剤微粒子とを凝集させ、凝集させると同時にこれら粒子を融着させて結着樹脂を得る工程である。
この冷却工程は、上記のトナー粒子の分散液を冷却処理する工程である。冷却処理における冷却速度は、特に制限されないが、0.2〜20℃/分が好ましい。冷却処理方法としては特に限定されるものではなく、反応容器の外部より冷媒を導入して冷却する方法や、冷水を直接反応系に投入して冷却する方法を例示することができる。
濾過工程では、トナー粒子の分散液からトナー母体粒子を濾別する。濾過処理方法としては、遠心分離法、ヌッチェなどを使用して行う減圧濾過法、フィルタープレスなどを使用して行う濾過法などがあり、特に限定されるものではない。
この工程は、乾燥処理したトナー母体粒子表面へ必要に応じて外添剤を添加、混合してトナーを作製する工程である。外添剤の添加により、トナーの流動性や帯電性が改良され、また、クリーニング性の向上等が実現される。
以上のようなトナーは、例えば磁性体を含有させて一成分磁性トナーとして使用する場合、いわゆるキャリアと混合して二成分現像剤として使用する場合、非磁性トナーを単独で使用する場合などが考えられ、いずれも好適に使用することができる。
本発明のトナーを使用する好適な定着方法としては、いわゆる接触加熱方式のものを挙げることができる。接触加熱方式としては、特に熱圧定着方式、さらには熱ロール定着方式および固定配置された加熱体を内包した回動する加圧部材により定着する圧接加熱定着方式を挙げることができる。
各樹脂の重量平均分子量(Mw)(ポリスチレン換算)は、GPC装置として、東ソー株式会社製、HLC−8120GPC、SC−8020装置を用い、カラムはTSKgei,SuperHM−H(6.0mmID×15cm×2)を用い、溶離液として和光純薬工業株式会社製クロマトグラフ用THF(テトラヒドロフラン)を用いて行った。実験条件としては、試料濃度0.5%、流速0.6ml/min.、サンプル注入量10μl、測定温度40℃、IR検出器を用いて実験を行った。また、検量線は東ソー株式会社製「polystylene標準試料TSK standard」:A−500、F−1、F−10、F−80、F−380、A−2500、F−4、F−40、F−128、F−700の10サンプルから作製した。また試料解析におけるデータ収集間隔は300msとした。
樹脂粒子、着色剤粒子等の体積基準のメジアン径は、レーザー回析式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、LA−700)で測定した。
(合成例1:ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの合成)
両反応性モノマーを含む、下記の付加重合系樹脂(スチレンアクリル樹脂:StAc)ユニットの原料モノマーおよびラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
n−ブチルアクリレート 11質量部
アクリル酸 5質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 7質量部
また、下記の重縮合系樹脂(結晶性ポリエステル樹脂:CPEs)ユニットの原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、攪拌機および熱電対を装備した四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
1,6−ヘキサンジオール 196質量部
次いで、攪拌下で付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーを90分かけて滴下し、60分間熟成を行ったのち、減圧下(8kPa)にて未反応の付加重合モノマーを除去した。なお、このとき除去されたモノマー量は、上記の樹脂の原料モノマー比に対してごく微量であった。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂中の付加重合系樹脂(StAc)ユニットの含有割合が表1の値となるように重縮合系樹脂(CPEs)の原料モノマーの添加量を変更したこと以外は、上記合成例1と同様にしてハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂B〜Cを得た。なお、このとき、付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーの組成比および原料モノマーの添加量、ならびに重縮合系樹脂(CPEs)の原料モノマーの組成比は、上記合成例1と同様とした。ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂B〜Cの重量平均分子量(Mw)を、それぞれ表1に示す。
重縮合系樹脂(CPEs)ユニットの原料モノマーの種類および添加量を、それぞれ以下のように変更したこと以外は、上記合成例1と同様にしてハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂D〜Gを得た。なお、このとき、付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーの組成比および原料モノマーの添加量は、上記合成例1と同様とした。ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂D〜Gの重量平均分子量(Mw)を、それぞれ表1に示す。
テトラデカン二酸 357質量部
1,4−ブタンジオール 149質量部。
セバシン酸 279質量部
1,9−ノナンジオール 264質量部。
セバシン酸 279質量部
1,10−デカンジオール 288質量部。
セバシン酸 279質量部
1,12−ドデカンジオール 334質量部。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂中の付加重合系樹脂(StAc)ユニットの含有割合が表1の値となるように重縮合系樹脂(CPEs)の原料モノマーの添加量を変更したこと以外は、上記合成例1と同様にしてハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂H〜Iを得た。なお、このとき、付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーの組成比および原料モノマーの添加量、ならびに重縮合系樹脂(CPEs)の原料モノマーの組成比は、上記合成例1と同様とした。ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂H〜Iの重量平均分子量(Mw)を、それぞれ表1に示す。
両反応性モノマーを含む、下記の付加重合系樹脂(スチレンアクリル樹脂:StAc)ユニットの原料モノマーおよびラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
n−ブチルアクリレート 11質量部
アクリル酸 5質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 7質量部。
上記合成例10で得られたビニル樹脂(1)および結晶性ポリエステル樹脂(1)を下記の手順でブロック共重合させた。
上記合成例1で得られたハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂A 30質量部を溶融させて、溶融状態のまま、乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)に対して毎分100質量部の移送速度で移送した。また、この溶融状態のハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの移送と同時に、当該乳化分散機に対して、水性溶媒タンクにおいて試薬アンモニア水 70質量部をイオン交換水で希釈した、濃度0.37質量%の希アンモニア水を、熱交換機で100℃に加熱しながら毎分0.1リットルの移送速度で移送した。そして、この乳化分散機を、回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で運転することにより、固形分量が30質量部のハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A)を調製した。このとき、上記分散液(A)に含まれるハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの粒子は、体積基準のメジアン径が200nmであった。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aのかわりに、上記合成例2〜11で得られたハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂B〜Kを用いたこと以外は、上記製造例2と同様にして、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂微粒子の水性分散液(B)〜(K)をそれぞれ調製した。このとき、上記分散液(B)〜(K)に含まれる粒子は、体積基準のメジアン径が100〜500nmの範囲内であった。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aのかわりに、上記合成例10で得られた結晶性ポリエステル樹脂(1)(結晶性ポリエステル樹脂L)をそのまま用いたこと以外は、上記製造例2と同様にして、結晶性ポリエステル樹脂の水分散液(L)を調製した。このとき、上記分散液(L)に含まれる粒子は、体積基準のメジアン径が140nmであった。
≪第1段重合≫
攪拌装置、温度センサー、冷却管、および窒素導入装置を取り付けた5Lのセパラブルに、アニオン性界面活性剤(ドデシルスルホン酸ナトリウム:SDS)8質量部をイオン交換水 3000質量部に溶解させた界面活性剤溶液を仕込み、窒素気流下、230rpmの速度で攪拌しながら、内温を80℃に昇温させた。昇温後、重合開始剤(過硫酸カリウム:KPS)10質量部をイオン交換水 200質量部に溶解させた開始剤溶液を添加し、再度液温80℃とし、
スチレン 532質量部
n−ブチルアクリレート 200質量部
メタクリル酸 68質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。この系を80℃にて2時間にわたり加熱、攪拌することにより重合(第1段重合)を行い、樹脂微粒子の分散液(x1)を調製した。
攪拌装置、温度センサー、冷却管、および窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ポリオキシエチレンドデシルエーテル硫酸ナトリウム 7質量部をイオン交換水 3000質量部に溶解させた溶液を仕込み、98℃に加熱後、樹脂微粒子の分散液(x1)260質量部と、
スチレン 278質量部
n−ブチルアクリレート 91質量部
メタクリル酸 19質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 1.5質量部
離型剤:ベヘン酸ベヘニル(融点73℃) 190質量部
からなる単量体および離型剤を90℃にて溶解させた溶液を添加し、循環経路を有する機械式分散機「クレアミックス(CLEARMIX)(登録商標)」(エム・テクニック株式会社製)により、1時間混合分散させ、乳化粒子(油滴)を含む分散液を調製した。
さらに、樹脂微粒子の分散液(x2)に、過硫酸カリウム 11質量部をイオン交換水 400質量部に溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下で、
スチレン 378質量部
n−ブチルアクリレート 144質量部
メタクリル酸 36質量部
メチルメタクリレート 42質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱攪拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、ビニル樹脂からなる非晶性樹脂Xの微粒子の水性分散液(X1)を調製した。
下記の付加重合系樹脂(スチレンアクリル樹脂:StAc)ユニットの原料モノマー、両反応性モノマー、およびラジカル重合開始剤を滴下ロートに入れた。
n−ブチルアクリレート 20質量部
アクリル酸 10質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 16質量部。
テレフタル酸 66.9質量部
フマル酸 47.4質量部。
ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂中の付加重合系樹脂(StAc)ユニットの含有割合が、表2の値となるように重縮合系樹脂(APEs)の原料モノマーの添加量を変更したこと以外は、上記製造例14と同様にして、シェル用ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂B〜Cの微粒子の分散液(B1)〜(C1)を得た。なお、このとき、付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーの組成比および原料モノマーの添加量、ならびに重縮合系樹脂(APEs)の原料モノマーの組成比は、上記製造例14と同様とした。ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂B〜Cの重量平均分子量(Mw)を、それぞれ表2に示す。
重縮合系樹脂(APEs)ユニットの原料モノマーの種類および添加量を、それぞれ以下のように変更したこと以外は、上記製造例14と同様にしてハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂D〜Fの微粒子の分散液(D1)〜(F1)を調製した。なお、このとき、付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーの組成比および原料モノマーの添加量は、上記製造例14と同様とした。ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂D〜Fの重量平均分子量(Mw)を、それぞれ表2に示す。
テレフタル酸 58.1質量部
フマル酸 40.6質量部
トリメリット酸 37.8質量部
≪ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂E≫
テレフタル酸 66.9質量部
コハク酸 47.6質量部
≪ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂F≫
イソフタル酸 67.0質量部
フマル酸 47.4質量部
(製造例20〜21:ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂G〜Hの微粒子の水性分散液(G1)〜(H1)の調製)
ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂中の付加重合系樹脂(StAc)ユニットの含有割合が下記表2の値となるように重縮合系樹脂(APEs)の原料モノマーの添加量を変更したこと以外は、上記製造例14と同様にしてハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂G〜Hの微粒子の水性分散液を得た。なお、このとき、付加重合系樹脂(StAc)の原料モノマーの組成比および原料モノマーの添加量、ならびに重縮合系樹脂(APEs)の原料モノマーの組成比は、上記製造例14と同様とした。ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂H〜Iの重量平均分子量(Mw)を、それぞれ下記表2に示す。
以下の手順でハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Iを得たこと以外は、製造例14と同様にして、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Iの微粒子の水性分散液(I1)を調製した。
n−ブチルアクリレート 20質量部
アクリル酸 10質量部
重合開始剤(ジ−t−ブチルパーオキサイド) 16質量部。
上記製造例22で得られたビニル樹脂(1)および非晶性ポリエステル樹脂(1)を下記の手順でブロック共重合させ、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Jを得たこと以外は、製造例14と同様にして、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Jの微粒子の水性分散液(J1)を調製した。
ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Aのかわりに、上記製造例23で得られた非晶性ポリエステル樹脂(1)(非晶性ポリエステル樹脂K)を用いたこと以外は、上記製造例14と同様にして、非晶性ポリエステル樹脂Kの微粒子の水性分散液(K1)を調製した。このとき、上記分散液(K1)に含まれる非晶性ポリエステル樹脂(1)の粒子は、体積基準のメジアン径が180nmであった。また、上記非晶性ポリエステル樹脂Kの重量平均分子量(Mw)は49,000であった。
n−ドデシル硫酸ナトリウム 90質量部をイオン交換水 1600質量部に添加した。この溶液を攪拌しながら、銅フタロシアニン(C.I.Pigment Blue 15:3)420質量部を徐々に添加し、次いで、攪拌装置「クレアミックス(登録商標)」(エム・テクニック株式会社製)を用いて分散処理することにより、着色剤粒子の水性分散液(Cy1)を調製した。
離型剤としてのベヘン酸ベヘニル(融点73℃)60質量部と、イオン性界面活性剤「ネオゲン RK」(第一工業製薬株式会社製)5質量部と、イオン交換水 240質量部とを混合した溶液を95℃に加熱し、ホモジナイザー「ウルトラタラックス(登録商標)T50」(IKA社製)を用いて十分に分散した後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーを用いて分散処理することにより、固形分量が20質量部の離型剤粒子分散液(W)を調製した。この離型剤粒子分散液中の粒子の体積基準のメジアン径は、240nmであった。
攪拌装置、温度センサー、冷却管、および窒素導入装置を取り付けた反応容器に非晶性樹脂Xの微粒子の水性分散液(X1)349質量部(固形分換算)、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A)56質量部(固形分換算)、およびイオン交換水 2000質量部を投入した後、濃度25質量%の水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを10に調整した。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A)のかわりにハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂B〜Kの微粒子の水性分散液(B)〜(K)をそれぞれ使用したこと以外は、実施例1と同様にして、シアントナー(2)〜(11)および現像剤2〜11を製造した。
ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A1)のかわりにハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂B〜Jの微粒子の水性分散液(B1)〜(J1)をそれぞれ使用したこと以外は、実施例1と同様にして、シアントナー(12)〜(20)および現像剤12〜20を製造した。
結着樹脂中、ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂、およびハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂の含有比率が表1の値となるように各分散液の添加量を変更した以外は、実施例1と同様にしてシアントナー(21)〜(22)および現像剤21〜22をそれぞれ製造した。
結着樹脂中、非晶性樹脂Xの第3段重合を以下のように変更した以外は、実施例1と同様にしてシアントナー(23)および現像剤23をそれぞれ製造した。
さらに、樹脂微粒子の分散液に、過硫酸カリウム 11質量部をイオン交換水 400質量部に溶解させた溶液を添加し、82℃の温度条件下で、
スチレン 324質量部
n−ブチルアクリレート 150質量部
メタクリル酸 90質量部
メチルメタクリレート 36質量部
n−オクチル−3−メルカプトプロピオネート 8質量部
からなる単量体混合液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、2時間にわたり加熱攪拌することにより重合を行った後、28℃まで冷却し、ビニル樹脂からなる非晶性樹脂の微粒子の水性分散液を調製した。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A)のかわりに結晶性ポリエステル樹脂Lの微粒子の水性分散液(L)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、シアントナー(24)および現像剤24をそれぞれ製造した。
ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A1)のかわりに非晶性ポリエステル樹脂Kの微粒子の水性分散液(K1)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、シアントナー(25)および現像剤25をそれぞれ製造した。
ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A)のかわりに結晶性ポリエステル樹脂Lの微粒子の水性分散液(L1)を使用し、さらに、ハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂Aの微粒子の水性分散液(A1)のかわりに非晶性ポリエステル樹脂Kの微粒子の水性分散液(K1)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、シアントナー(26)および現像剤26を製造した。
・低温定着性(折り定着性)
市販の複合プリンタのフルカラー複写機「bizhub(登録商標)PRO C6501」(コニカミノルタ株式会社製)において、定着装置を、定着用ヒートローラの表面温度を100〜210℃の範囲で変更することができるように改造したものに現像剤を装填し、A4サイズの普通紙(坪量80g/m2)上に、トナー付着量11mg/10cm2のベタ画像を定着させる定着実験を、設定される定着温度を100℃、105℃、・・・と5℃刻みで増加させるよう変更しながら繰り返し行った。次いで、各定着温度の定着実験において得られたプリント物を、折り機で前記ベタ画像に荷重をかけるように折り、これに0.35MPaの圧縮空気を吹き付け、折り目を下記の評価基準に示す5段階にランク付けし、ランク3となる定着実験のうち最も定着温度の低い定着実験における定着温度を、下限定着温度として評価した。この下限温度が低ければ低いほど低温定着性に優れることを示す。◎〜△が合格と判断される。
ランク5:全く折り目なし
ランク4:一部折れ目に従った剥離あり
ランク3:折れ目に従った細かい線状の剥離あり
ランク2:折れ目に従った太い線状の剥離あり
ランク1:大きな剥離あり
◎:定着温度100℃以上110℃未満
○:定着温度110℃以上120℃未満
△:定着温度120℃以上130℃未満
×:定着温度130℃以上。
トナー2gを内径21mmの10mlガラス瓶に取り、蓋を閉めてタップデンサ−KYT−2000(株式会社セイシン企業製)で室温にて600回振とうした後、蓋を取った状態で50℃、80%RHの環境下に24時間放置した。次いで、トナーを48メッシュ(目開き350μm)の篩上に、トナーの凝集物を解砕しないように注意しながらのせて、パウダーテスター(ホソカワミクロン株式会社製)にセットし、押さえバー、ノブナットで固定し、送り幅1mmの振動強度に調整し、10秒間振動を加えた後、篩上の残存したトナー量の比率(質量%)を測定した。トナー凝集率は下記数式により算出される値である。◎〜△が合格と判断される。
〇:トナー凝集率が10質量%以上15質量%未満(トナーの耐熱保管性が良好)
△:トナー凝集率が15質量%以上20質量%未満(トナーの耐熱保管性がやや劣るが許容レベル)
×:トナー凝集率が20質量%以上(トナーの耐熱保管性が悪く、使用不可)。
ハーフトーンの再現性により帯電均一性を評価した。上記複写機にてハーフトーンチャートをコピーし、この画像の画像濃度を感光体の軸方向に5点測定し、評価した。但し、画像濃度の測定は、画像濃度計(Macbeth RD914)を用いて測定した。評価基準は次の通りである。◎〜△が合格と判断される。
◎:濃度のばらつきが10%未満で非常に良好
○:濃度のばらつきが10%以上、15%未満で良好
△:濃度のばらつきが15%以上、20%未満
×:濃度のばらつきが20%以上。
高温高湿環境(30℃、85%RH雰囲気)において上記複写機にて10万プリント終了後、画像濃度1.30(20mm×50mm)の画像形成を行い、下記数式より転写率を求めて評価を行った。◎〜△が合格と判断される。
〇:転写率が90%以上95%未満
△:転写率が85%以上90%未満
×:転写率が85%未満。
Claims (5)
- 少なくとも結着樹脂を含有するコアシェル構造の静電荷像現像用トナーであって、
結晶性ポリエステル樹脂ユニットとポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットとが化学的に結合したハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂および非晶性樹脂を前記結着樹脂として含むコア部と、非晶性ポリエステル樹脂ユニットとポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットとが化学的に結合したハイブリッド非晶性ポリエステル樹脂を前記結着樹脂として含むシェル部と、を有するコアシェル構造を有し、
前記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂は、主鎖として前記ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットを有し、側鎖として前記結晶性ポリエステル樹脂ユニットを有するグラフト共重合体である、静電荷像現像用トナー。 - 前記コア部に含まれる非晶性樹脂がビニル樹脂である、請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂中の前記ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットは、ビニル樹脂ユニットである、請求項1または2に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂中の前記ポリエステル樹脂以外の非晶性樹脂ユニットの含有量が、前記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の全量に対して5〜30質量%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
- 前記結着樹脂中の前記ハイブリッド結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、結着樹脂全体に対して10〜50質量%である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の静電荷像現像用トナー。
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