(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024118590
(43)【公開日】2024-09-02
(54)【発明の名称】静電荷像現像用トナー及び画像形成方法
(51)【国際特許分類】
G03G 9/087 20060101AFI20240826BHJP
G03G 9/093 20060101ALI20240826BHJP
G03G 9/097 20060101ALI20240826BHJP
G03G 9/08 20060101ALI20240826BHJP
【FI】
G03G9/087 331
G03G9/093
G03G9/087
G03G9/087 325
G03G9/097 365
G03G9/08
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023024950
(22)【出願日】2023-02-21
(71)【出願人】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 奈津紀
(72)【発明者】
【氏名】須釜 宏二
(72)【発明者】
【氏名】宮島 謙史
(72)【発明者】
【氏名】門馬 実乃里
(72)【発明者】
【氏名】宮下 真帆
【テーマコード(参考)】
2H500
【Fターム(参考)】
2H500AA01
2H500AA08
2H500CA03
2H500CA06
2H500CA15
2H500CA30
2H500EA44B
2H500EA60A
(57)【要約】
【課題】低温定着性及び耐タッキング性を両立する静電荷像現像用トナー及び画像形成方法を提供することである。
【解決手段】本発明の静電荷像現像用トナーは、トナー母体粒子と、前記トナー母体粒子の表面に付着している外添剤と、を有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、前記トナー母体粒子が、コア粒子と、前記コア粒子を被覆するシェルと、を有し、前記コア粒子が、シリコーン部位を有するポリエステルを含有することを特徴とする。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー母体粒子と、前記トナー母体粒子の表面に付着している外添剤と、を有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、
前記トナー母体粒子が、コア粒子と、前記コア粒子を被覆するシェルと、を有し、
前記コア粒子が、シリコーン部位を有するポリエステルを含有する
ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【請求項2】
前記コア粒子が、スチレン-アクリル樹脂を更に含有する
ことを特徴とする請求項1に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項3】
前記トナー母体粒子における離型剤の含有量が、前記コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、0質量部以上10質量部以下である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項4】
前記トナー母体粒子が、離型剤として、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスの少なくとも一種を含有する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項5】
前記トナー母体粒子における離型剤の含有量が、前記コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、0質量部以上10質量部以下であり、かつ、
前記トナー母体粒子が、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックス以外の離型剤を含有しない
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項6】
前記シェルによる前記コア粒子の被覆率が、60%以上である
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナー。
【請求項7】
請求項1又は請求項2に記載の静電荷像現像用トナーを用いる
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電荷像現像用トナー及び画像形成方法に関する。
より詳しくは、本発明は、低温定着性及び耐タッキング性を両立する静電荷像現像用トナー及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、電子写真方式の画像形成装置において、低温で熱定着される静電荷像現像用トナー(以下、単に「トナー」ともいう。)が求められている。そのため、定着助剤として結晶性物質や可塑化効果の高いワックスを添加し、結着樹脂の溶融温度及び溶融粘度を下げることにより、低温定着性を向上させたトナーが提案されている(例えば特許文献1参照。)。このような定着助剤を含有するトナーは、低温定着性が良好となるが、その一方、トナー自体や定着後の画像が熱的なストレスに対して弱くなる。特にトナー付着量の多い画像を連続で印刷するときには、画像は潜熱を持ったまま積み重なる。そのため、当該トナーには、特にトナー付着量の多い画像を連続で印刷するときに、タッキングが生じやすいという問題があった。タッキングとは、潜熱と紙の重量による圧力とで、画像部と紙、又は画像部と画像部が接着する現象である。
【0003】
特許文献2に記載のトナーは、シリコーンユニットを有するポリエステルを含有する結着樹脂と、脂肪酸金属塩と、を含有する。これにより、当該トナーは、低温定着性と耐タッキング性を得ている。これは、ポリエステルの架橋効果及びシリコーン樹脂による高離形性によるものである。しかし、このトナーにおいては、トナー粒子表面に、シリコーンユニットを有するポリエステルとその他の結着樹脂とが混在して存在する。これによって、当該トナーの定着後の画像表面においても同様に、その他の結着樹脂にシリコーンユニットを有するポリエステルが分散しているような状態となる。これでは、シリコーン樹脂による高離形性が十分に発揮されない。そのため、この技術におけるトナーの耐タッキング性は、悪くはないものの、十分でなかった。
【0004】
特許文献3に記載のトナーは、コア・シェル構造であり、シェル層にポリシロキサン構造を有するポリエステルを含有する。これにより、当該トナーは、滑り性による定着部材に対する優れた離型性を得ている。しかし、当該トナーでは、ポリシロキサン構造を有するポリエステルがシェル層に含有されていることによって、外添剤のシリカとトナー母体粒子表面との間に静電的付着力が働きにくくなる。そのため、当該トナーで形成された画像は、記録媒体に綺麗に転写されず、表面に微細な凹凸を有する。このような画像は、定着ローラー等に付着しやすく、記録媒体への定着性が十分でない。また、このような画像は、画像表面同士での接着面が多くなるため、耐タッキング性も十分でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2015-045850号公報
【特許文献2】特開2021-173774号公報
【特許文献3】特開2013-205579号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、低温定着性及び耐タッキング性を両立する静電荷像現像用トナー及び画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記課題の原因等について検討した。その結果、本発明者は、トナー母体粒子のコア粒子にシリコーン部位を有するポリエステルを含有させることで、上記課題を解決できることを見いだした。これに基づき、本発明者は、本発明に至った。上記課題は、以下の手段により解決される。
【0008】
1.トナー母体粒子と、前記トナー母体粒子の表面に付着している外添剤と、を有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、
前記トナー母体粒子が、コア粒子と、前記コア粒子を被覆するシェルと、を有し、
前記コア粒子が、シリコーン部位を有するポリエステルを含有する
ことを特徴とする静電荷像現像用トナー。
【0009】
2.前記コア粒子が、スチレン-アクリル樹脂を更に含有する
ことを特徴とする第1項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0010】
3.前記トナー母体粒子における離型剤の含有量が、前記コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、0質量部以上10質量部以下である
ことを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0011】
4.前記トナー母体粒子が、離型剤として、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスの少なくとも一種を含有する
ことを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0012】
5.前記トナー母体粒子における離型剤の含有量が、前記コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、0質量部以上10質量部以下であり、かつ、
前記トナー母体粒子が、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックス以外の離型剤を含有しない
ことを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0013】
6.前記シェルによる前記コア粒子の被覆率が、60%以上である
ことを特徴とする第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナー。
【0014】
7.第1項又は第2項に記載の静電荷像現像用トナーを用いる
ことを特徴とする画像形成方法。
【発明の効果】
【0015】
本発明の上記手段により、低温定着性及び耐タッキング性を両立する静電荷像現像用トナー及び画像形成方法を提供できる。
【0016】
本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
【0017】
本発明のトナーは、トナー母体粒子と、前記トナー母体粒子の表面に付着している外添剤と、を有するトナー粒子を含む。前記トナー母体粒子は、コア粒子と、コア粒子を被覆するシェルと、を有する。また、前記コア粒子は、シリコーン部位を有するポリエステルを含有する。
【0018】
シリコーン部位を有するポリエステルは、そのシリコーン部位によって、他の成分と相溶しにくい。また、シリコーン部位を有するポリエステルは、そのポリエステル部位によって、溶融粘度が低い。そのため、シリコーン部位を有するポリエステルは、トナー画像の加熱定着時に、画像表面に移動しやすい。このように形成された画像の表面は、シリコーン部位を有するポリエステルの薄い層で覆われ、画像の内部は、ほとんど他の成分で形成される。この画像表面のシリコーン部位の高離形性、及び画像内部の他の成分の凝集力によって、当該トナーの低温定着性と耐タッキング性は良好となる。
【0019】
また、本発明に係るトナー母体粒子においては、シリコーン部位を有するポリエステルの露出が、コア粒子の他の含有成分によって抑えられている。そのため、シリコーン部位を有するポリエステルが、シェルの製造性や外添剤の静電的付着力を妨げにくい。さらに、本発明に係るトナー母体粒子においては、シリコーン部位を有するポリエステルの露出が、シェルによっても抑えられている。そのため、シリコーン部位を有するポリエステルが、外添剤の静電的付着力をほとんど妨げない。外添剤の静電的付着力が妨げられないことによって、本発明のトナーを用いた画像形成においては、外添剤が効果的に機能し、トナー画像が記録媒体に綺麗に転写されやすくなる。このように記録媒体に綺麗に転写された画像は、表面が平坦であり、定着ローラー等に付着しづらく、記録媒体への定着性が良い。また、このように表面が平坦な画像は、画像表面同士での接着面が少ないため、耐タッキング性も良い。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】本発明に係るトナー母体粒子の断面構成の一例を示す模式図
【
図2】本発明に係るトナー母体粒子の断面の電子顕微鏡画像の一例
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の静電荷像現像用トナーは、トナー母体粒子と、前記トナー母体粒子の表面に付着している外添剤と、を有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、前記トナー母体粒子が、コア粒子と、前記コア粒子を被覆するシェルと、を有し、前記コア粒子が、シリコーン部位を有するポリエステルを含有することを特徴とする。この特徴は、下記実施形態に共通する又は対応する技術的特徴である。
【0022】
本発明の静電荷像現像用トナーの実施形態としては、前記コア粒子が、スチレン-アクリル樹脂を更に含有することが好ましい。これにより、コア粒子が有するシリコーン部位を有するポリエステルが定着時に画像表面に移動しやすくなる。
【0023】
本発明の静電荷像現像用トナーの実施形態としては、前記トナー母体粒子における離型剤の含有量が、前記コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、0質量部以上10質量部以下であることが好ましい。トナー中の離型剤の含有量が少ないことで、画像形成の際に、シェルの表層部位が多くなり、耐タッキング性が良好となる。
【0024】
本発明の静電荷像現像用トナーの実施形態としては、前記トナー母体粒子が、離型剤として、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスの少なくとも一種を含有することが好ましい。炭化水素系ワックスは、ポリエステルとも、スチレン-アクリル樹脂とも、相溶しない。そのため、炭化水素系ワックスは、定着時にトナー粒子の外側に移動しやすくなって、トナーの低温定着性を向上させる。また、炭化水素系ワックスは、低粘度であるため、画像表面では微小な凹部に局在した状態となり、耐タッキング性を悪くしにくい。エステル系ワックスは、トナー粒子から染み出しやすい。また、エステル系ワックスは、極性部位を有するため、トナー粒子から染み出した後、画像表面のポリエステル中に微分散状態で存在できる。これにより、エステル系ワックスは、トナーの低温定着性に寄与する。
【0025】
本発明の静電荷像現像用トナーの実施形態としては、前記トナー母体粒子における離型剤の含有量が、前記コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、0質量部以上10質量部以下であり、かつ、前記トナー母体粒子が、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックス以外の離型剤を含有しないことが好ましい。これによって、トナーの低温定着性及び耐タッキング性がより高いレベルで両立する。
【0026】
本発明の静電荷像現像用トナーの実施形態としては、前記シェルによる前記コア粒子の被覆率が、60%以上であることが好ましい。これによって、コア粒子が含有するシリコーン部位を有するポリエステルのトナー母体粒子表面への露出が抑えられる。これにより、外添剤の静電的付着力の低下を抑制できる。
【0027】
本発明の画像形成方法は、本発明の静電荷像現像用トナーを用いることを特徴とする。
【0028】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【0029】
[1.本発明の静電荷像現像用トナーの概要]
本発明の静電荷像現像用トナーは、トナー母体粒子と、前記トナー母体粒子の表面に付着している外添剤と、を有するトナー粒子を含む静電荷像現像用トナーであって、前記トナー母体粒子が、コア粒子と、前記コア粒子を被覆するシェルと、を有し、前記コア粒子が、シリコーン部位を有するポリエステルを含有することを特徴とする。
【0030】
本発明において、「静電荷像現像用トナー」とは、トナー粒子の集合体のことをいう。以下、「静電荷像現像用トナー」を単に「トナー」ともいう。
【0031】
[2.トナー母体粒子]
本発明に係るトナー母体粒子は、コア粒子と、当該コア粒子を被覆するシェルと、を有する、コア・シェル構造である。
【0032】
[2-1.コア・シェル構造]
トナー母体粒子のコア・シェル構造の断面は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM:Transmission Electron Microscope)、走査型プローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)、走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)等の公知の観察手段によって、確認できる。
【0033】
コア粒子は全表面がシェルで被覆されていなくてもよいが、シェルによるコア粒子の被覆率が、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、75%以上であることがより好ましい。被覆率が高いことによって、コア粒子が含有するシリコーン部位を有するポリエステルのトナー母体粒子表面への露出が抑えられる。これにより、外添剤の静電的付着力の低下を抑制できる。
【0034】
シェルによるコア粒子の被覆率は、以下の方法で求められる。
トナー粒子1~2mgを、四酸化ルテニウム(RuO4)を用いて染色する。
染色後、トナー粒子を光硬化性の包埋用樹脂に分散させ、包埋用樹脂を光硬化させて、ブロックを形成する。包埋用樹脂には、例えば光硬化性樹脂「D-800」(日本電子社製)を用いることができる。
形成したブロックから、厚さ60~100nmの超薄片状のサンプルを切り出す。
超薄片状のサンプルを透過型電子顕微鏡で観察する。
断面の直径が体積基準におけるメジアン径(D50%径)±10%の範囲内であるトナー粒子を、ランダムに20個撮影して、測定に用いる。
トナー母体粒子の断面における、「シェルと包埋用樹脂の界面の長さ」と「トナー母体粒子の周の長さ」を測定する。
シェルによるコア粒子の被覆率を、「シェルと包埋用樹脂の界面の長さ」をAとし、「トナー母体粒子の周の長さ」をBとし、以下の式により算出する。
被覆率[%]=A/B×100
20個のトナー母体粒子における被覆率の平均値を、本発明におけるコア粒子の被覆率として採用する。
【0035】
図1は、上述の方法で走査電子顕微鏡を用いて撮影した場合の、トナー母体粒子の断面構成の模式図を示している。
図1に示すように、トナー母体粒子1は、コア粒子2と、このコア粒子2の表面を被覆する一つ又は複数のシェル領域31からなるシェル3を備えている。太い実線は、シェルと包埋用樹脂との界面Iseを表す。細い実線は、コア粒子と包埋用樹脂との界面Iceを表す。点線は、コア粒子とシェルとの界面Icsを表す。上記A(シェルと包埋用樹脂の界面の長さ)は、Iseの合計長さである。上記B(トナー母体粒子の周の長さ)は、IseとIceの合計長さである。
【0036】
図2は、観察したトナー母体粒子の断面画像の一例である。
【0037】
トナー粒子の体積基準のメジアン径(D50%径)は、以下の方法で求められる。
トナー粒子0.02gを、界面活性剤溶液20mLで馴染ませた後、超音波分散を1分間行い、トナー粒子分散液を作製する。界面活性剤溶液には、トナー粒子の分散を目的として、例えば界面活性剤成分を含む中性洗剤を純水で10倍希釈したものを用いる。
メジアン径の測定には、マルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)にデータ処理用のコンピューターシステムを接続した装置を用いることができる。
トナー粒子分散液を、装置のサンプルスタンド内のISOTON II(ベックマン・コールター社製、電解液)の入ったビーカーに、測定濃度5~10%の範囲内になるまでピペットにて注入する。
測定機カウントを25000個に設定して、メジアン径を測定する。
マルチサイザー3のアパチャー径は、100μmのものを使用する。
測定範囲1~30μmの範囲を256分割しての頻度数を算出し、体積積算分率が大きい方から50%の粒子径を、体積基準のメジアン径(D50%径)とする。
【0038】
コア粒子とシェルでガラス転移点、融点、硬度等の特性を異ならせることもできる。これにより、目的に応じたトナー粒子の設計が可能である。例えば、ガラス転移点(Tg)が比較的低い樹脂や離型剤を含有するコア粒子の表面に、ガラス転移点(Tg)が比較的高い樹脂を含有するシェルを形成することができる。
【0039】
[2-2.コア粒子]
本発明のトナーは、コア粒子が、シリコーン部位を有するポリエステルを含有することを特徴とする。当該コア粒子は、他の樹脂や離型剤等を更に含有し得る。
【0040】
[2-2-1.シリコーン部位を有するポリエステル]
シリコーン部位を有するポリエステルは、2価以上のアルコールを含むアルコール成分と、2価以上のカルボン酸化合物を含むカルボン酸成分と、シリコーンと、の反応物であり得る。
【0041】
シリコーン部位を有するポリエステルは、ポリシロキサン含有2価アルコールと2価カルボン酸との反応物であってもよい。
【0042】
(アルコール成分)
アルコール成分は、2価以上のアルコールを含む。
【0043】
アルコール成分中の2価以上のアルコールの含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。
【0044】
2価以上のアルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、直鎖又は分岐の脂肪族ジオール、脂環式ジオール、3価以上の多価アルコールが挙げられる。これらの中でも、芳香族ジオール、又は、直鎖若しくは分岐の脂肪族ジオールが好ましく、芳香族ジオールがより好ましい。
【0045】
芳香族ジオールは、好ましくはビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物であり、より好ましくは式(I)で表される構造を有するビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物である。
【0046】
【0047】
〔式(I)中、OR1及びR2Oは、オキシアルキレン基である。R1及びR2は、それぞれ独立に、エチレン基又はプロピレン基である。x及びyは、アルキレンオキサイドの平均付加モル数を示し、それぞれ正の数である。xとyの和の値は、1以上、好ましくは1.5以上であり、そして、16以下、好ましくは8以下、より好ましくは4以下である。〕
【0048】
ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物としては、例えば、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。これらの一種又は二種以上を用いてもよい。これらの中でも、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物及びビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物の組み合せが好ましい。
【0049】
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物と、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物とのモル比(ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物/ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物)は、好ましくは10/90以上、より好ましくは15/85以上、より好ましくは20/80以上である。また、当該モル比は、好ましくは90/10以下、より好ましくは70/30以下、より好ましくは60/40以下である。
【0050】
アルコール成分中の、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の量は、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、より好ましくは100モル%である。
【0051】
直鎖又は分岐の脂肪族ジオールとしては、第2級炭素原子に結合したヒドロキシ基を有する脂肪族ジオールが好ましい。
【0052】
第2級炭素原子に結合したヒドロキシ基を有する脂肪族ジオールの炭素数は、好ましくは3以上4以下である。
【0053】
第2級炭素原子に結合したヒドロキシ基を有する脂肪族ジオールとしては、例えば、1,2-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオールが挙げられる。
【0054】
アルコール成分中の、第2級炭素原子に結合したヒドロキシ基を有する脂肪族ジオールの量は、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上、より好ましくは100モル%である。
【0055】
その他の直鎖又は分岐の脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,2-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,12-ドデカンジオールが挙げられる。
【0056】
脂環式ジオールとしては、例えば、水素添加ビスフェノールA[2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン]、水素添加ビスフェノールAの炭素数2以上4以下のアルキレンオキサイド(平均付加モル数2以上12以下)付加物が挙げられる。
【0057】
3価以上の多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトールが挙げられる。
【0058】
これらアルコール成分は、一種又は二種以上を用いてもよい。
【0059】
(カルボン酸成分)
カルボン酸成分は、2価以上のカルボン酸化合物を含む。
【0060】
2価以上のカルボン酸化合物の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。
【0061】
2価以上のカルボン酸化合物としては、例えば、芳香族ジカルボン酸化合物、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物、脂環式ジカルボン酸化合物、3価以上の多価カルボン酸化合物が挙げられる。これらの中でも、芳香族ジカルボン酸化合物が好ましい。
【0062】
芳香族ジカルボン酸化合物としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸が挙げられる。これらの中でも、イソフタル酸、又はテレフタル酸が好ましく、テレフタル酸がより好ましい。
【0063】
カルボン酸成分中、芳香族ジカルボン酸化合物の量は、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上、より好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上である。
【0064】
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物の炭素数は、好ましくは2以上、より好ましくは4以上、より好ましくは8以上、より好ましくは10以上である。また、当該炭素数は、好ましくは22以下、より好ましくは16以下である。
【0065】
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物としては、例えば、シュウ酸、マロン酸、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、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸、これらの無水物、これらの炭素数1以上3以下のアルキルエステル等が挙げられる。
【0066】
炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸としては、例えば、ドデシルコハク酸、ドデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸等が挙げられる。
【0067】
これらの中でも、炭素数1以上20以下の脂肪族炭化水素基で置換されたコハク酸、又はこれらの無水物が好ましい。
【0068】
直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物を含む場合、直鎖又は分岐の脂肪族ジカルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは2モル%以上、より好ましくは3モル%以上、より好ましくは5モル%以上である。また、当該量は、好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。
【0069】
3価以上の多価カルボン酸化合物としては、好ましくは3価のカルボン酸であり、例えばトリメリット酸又はその無水物が挙げられる。これらの中でもトリメリット酸又はその無水物が好ましい。
【0070】
3価以上の多価カルボン酸化合物を含む場合、3価以上の多価カルボン酸化合物の量は、カルボン酸成分中、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、より好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、より好ましくは15モル%以上、より好ましくは20モル%以上である。また、当該量は、好ましくは35モル%以下、より好ましくは30モル%以下である。
【0071】
これらのカルボン酸成分は、一種又は二種以上を用いてもよい。
【0072】
アルコール成分のヒドロキシ基に対するカルボン酸成分のカルボキシ基の当量比(COOH基/OH基)は、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.8以上である。また、当該当量比は、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.2以下である。
【0073】
(シリコーン)
シリコーンは、アルコール成分及びカルボン酸成分の少なくともいずれかと反応し、低温定着性及び耐タッキング性に優れるトナーを得る観点から、下記のシリコーン(a)又はシリコーン(b)が好ましい。
【0074】
シリコーン(a):アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、ヒドロキシ基、及びカルビノール基から選ばれる少なくとも一種を側鎖に有する変性シリコーン。
シリコーン(b):ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はエポキシ基を、主鎖の片末端又は両末端に有する変性シリコーン。
【0075】
シリコーン(a)は、好ましくは、式(1)で表される繰り返し単位、及び式(2)で表される繰り返し単位を有する。
【0076】
【0077】
〔式(1)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1以上5以下の炭化水素基である。R′は、それぞれ独立に、炭素数1以上10以下のアルキレン基である。aは、1又は0である。Xは、それぞれ独立に、アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、カルビーノ基、又はヒドロキシ基を含む基である。*は、結合部位である。〕
【0078】
【0079】
〔式(2)中、Rは、それぞれ独立に、炭素数1以上5以下の炭化水素基である。*は、結合部位である。〕
【0080】
シリコーン(a)の末端は、式(3)で表される基であってもよい。
【0081】
【0082】
〔式(3)中、R′′は、炭素数1以上10以下の炭化水素基である。*は、結合部位である。〕
【0083】
Rの炭化水素基の炭素数は、5以下、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、より好ましくは2以下、より好ましくは1である。
【0084】
Rの炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、Rの炭化水素基は、メチル基が好ましい。
【0085】
R′のアルキレン基の炭素数は、10以下、好ましくは8以下、より好ましくは5以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下、より好ましくは2以下、より好ましくは1である。
【0086】
R′のアルキレン基としては、例えば、メタンジイル基、エタン-1,2-ジイル基、エタン-1,1-ジイル基、n-プロパン-1,3-ジイル基、n-プロパン-1,2-ジイル基、1,4-n-ブチル基、1,2-tert-ブチル基、1,5-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、R′のアルキレン基は、メタンジイル基が好ましい。
【0087】
R′′の炭化水素基の炭素数は、10以下、好ましくは8以下、より好ましくは6以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下、より好ましくは2以下、より好ましくは1である。
【0088】
R′′の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ベンジル基等が挙げられる。
【0089】
Xは、それぞれ独立に、アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、又はヒドロキシ基を含む基である。アミノ基、カルボキシ基、エポキシ基、及びヒドロキシ基を総称して、「反応性基」という。
【0090】
aが0のとき、Xは、エーテル結合を有していてもよい。Xは、一部のメチレン基がエーテル結合で置換された炭化水素基に、1つ以上の反応性基が置換した基であってもよい。すなわちXは、1つ以上のアミノ基、カルボキシ基、エポキシ基又はヒドロキシ基で置換された、エーテル結合を有していてもよい脂肪族炭化水素基であってもよい。Xの総炭素数は、好ましくは10以下、より好ましくは9以下である。また、Xの総炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上である。
【0091】
シリコーン(b)は、好ましくは、式(4)で表される構造を有するシリコーンである。
【0092】
【0093】
〔式(4)中、Rは、それぞれ独立に炭素数1以上6以下の炭化水素基である。R′はそれぞれ独立に、炭素数1以上10以下のアルキレン基である。R′′は、それぞれ独立に、炭素数1以上10以下の炭化水素基である。Xは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキルオキシ基、カルボキシ基、カルボキシアルキルオキシ基、エポキシ基、グリシジル基、グリシジルオキシ基、又は脂環式エポキシ基である。sは、1以上3以下の整数である。tは、0以上3以下の整数である。nは、5以上300以下の整数である。〕
【0094】
Rの炭化水素基の炭素数は、6以下、好ましくは5以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下、より好ましくは2以下、より好ましくは1である。
【0095】
Rの炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、フェニル基等が挙げられる。これらの中でも、Rの炭化水素基は、メチル基が好ましい。
【0096】
R′のアルキレン基の炭素数は10以下、好ましくは8以下、より好ましくは5以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下である。また、当該炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは2以上である。
【0097】
R′のアルキレン基としては、例えば、メタンジイル基、エタン-1,2-ジイル基、エタン-1,1-ジイル基、n-プロパン-1,3-ジイル基、n-プロパン-1,2-ジイル基、2-メチルエタン-1,2-ジイル基、1,4-n-ブチル基、1,2-tert-ブチル基、1,5-ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、R′のアルキレン基は、エタン-1,2-ジイル基、n- プロパン-1,3-ジイル基、n-プロパン-1,2-ジイル基が好ましく、n-プロパン-1,2-ジイル基がより好ましい。
【0098】
R′′の炭化水素基の炭素数は、10以下、好ましくは8以下、より好ましくは6以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下、より好ましくは2以下、より好ましくは1である。
【0099】
R′′の炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ベンジル基等が挙げられる。
【0100】
Xは、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキルオキシ基、カルボキシ基、カルボキシアルキルオキシ基、エポキシ基、グリシジル基、グリシジルオキシ基、又は脂環式エポキシ基である。ヒドロキシアルキルオキシ基及びヒドロキシアルキルオキシ基は、複数のヒドロキシ基を有していてもよい。カルボキシアルキルオキシ基は、複数のカルボキシ基を有していてもよい。
【0101】
sは、3以下、好ましくは2以下、より好ましくは1である。
【0102】
tは、3以下、好ましくは2以下、より好ましくは0又は1である。
【0103】
nは、300以下、好ましくは200以下、より好ましくは100以下、より好ましくは50以下である。また、nは、5以上、好ましくは8以上、より好ましくは10以上である。
【0104】
シリコーンの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは600以上、より好ましくは800以上、より好ましくは1000以上である。また、当該重量平均分子量(Mw)は、好ましくは20000以下、より好ましくは10000以下、より好ましくは7000以下、より好ましくは6000以下、より好ましくは5000以下、より好ましくは4000以下である。
【0105】
シリコーンの数平均分子量(Mn)は、好ましくは500以上、より好ましくは700以上、より好ましくは800以上である。また、当該数平均分子量(Mn)は、好ましくは10000以下、より好ましくは5000以下、より好ましくは4000以下、より好ましくは3000以下である。
【0106】
シリコーン(a)の動粘度は、25℃において、好ましくは10mm2/s以上、より好ましくは15mm2/s以上、より好ましくは20mm2/s以上である。また、当該動粘度は、好ましくは3000mm2/s以下、より好ましくは2000mm2/s以下、より好ましくは1000mm2/s以下、より好ましくは500mm2/s以下である。
【0107】
特に、アミノ基を側鎖に有する変性シリコーン(a)の動粘度は、25℃において、好ましくは500mm2/s以上、より好ましくは1000mm2/s以上、よりに好ましくは1500mm2/s以上である。また、当該動粘度は、好ましくは3000mm2/s以下、より好ましくは2000mm2/s以下、より好ましくは1800mm2/s以下である。
【0108】
シリコーン(b)の動粘度は、25℃において、好ましくは10mm2/s以上、より好ましくは15mm2/s以上、より好ましくは20mm2/s以上である。また、当該動粘度は、好ましくは500mm2/s以下、より好ましくは400mm2/s以下、より好ましくは300mm2/s以下である。
【0109】
シリコーンの動粘度は、全自動微量動粘度計を用い、25℃において測定される。
【0110】
シリコーン(a)の官能基当量は、好ましくは300g/mol以上、より好ましくは500g/mol以上、より好ましくは1000g/mol以上、より好ましくは2000g/mol以上である。また、当該官能基当量は、好ましくは6000g/mol以下、より好ましくは5000g/mol以下、より好ましくは4000g/mol以下である。
【0111】
シリコーン(b)の官能基当量は、好ましくは10g/mol以上、より好ましくは100g/mol以上、より好ましくは200g/mol以上である。また、当該官能基当量は、好ましくは5000g/mol以下、より好ましくは4000g/mol以下、より好ましくは3000g/mol以下である。
【0112】
なお、官能基当量とは、官能基1モル当たりのシリコーンの質量を意味する。
【0113】
アミノ基を側鎖に有する変性シリコーン(a)の質量比は、前記アルコール成分、前記カルボン酸成分及び前記シリコーン(a)の合計量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、より好ましくは3質量%以上、より好ましくは4質量%以上である。また、当該質量比は、好ましくは7質量%以下、より好ましくは6質量%以下である。
【0114】
シリコーン(a)の質量比は、前記アルコール成分、前記カルボン酸成分及び前記シリコーン(a)の合計量に対して、好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、より好ましくは3質量%以上、より好ましくは4質量%以上である。また、当該質量比は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下である。
【0115】
シリコーン(b)の質量比は、前記アルコール成分、前記カルボン酸成分及び前記シリコーン(b)の合計量に対して、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、より好ましくは2質量%以上、より好ましくは4質量%以上である。また、当該質量比は、好ましくは9質量%以下、より好ましくは7質量%以下、より好ましくは6質量%以下である。
【0116】
アミノ基を側鎖に有する変性シリコーンの市販品としては、例えば「KF-864」(信越化学工業社製)が挙げられる。カルボキシ基を側鎖に有する変性シリコーンの市販品としては、例えば、「X-22-3701E」(信越化学工業社製)、「BY16-880」(東レ・ダウコーニング株式会社製)等が挙げられる。エポキシ基を側鎖に有する変性シリコーンの市販品としては、例えば「X-22-343」(信越化学工業社製)が挙げられる。ヒドロキシ基を側鎖に有する変性シリコーン(市販品としては、例えば「X-22-4039」(信越化学工業社製))等が挙げられる。
【0117】
両末端カルビノール変性シリコーンの市販品としては、例えば「X-22-160AS」、「KF-6000」、「KF-6001」、「KF-6002」、「KF-6003」(以上、信越化学工業社製)等が挙げられる。片末端カルビノール変性シリコーンの市販品としては、例えば「X-22-170BX」、「X-22-170DX」、「X-22-176DX」、「X-22-176GX-A」(以上、信越化学工業社製))等が挙げられる。両末端エポキシ変性シリコーンの市販品としては、「KF-105」、「X-22-163A」、「X-22-163B」、「X-22-163C」、「X-22-169AS」、「X-22-169B」(以上、信越化学工業社製))等が挙げられる。片末端エポキシ変性シリコーンの市販品としては、「X-22-173BX」、「X-22-173DX」(以上、信越化学工業社製))等が挙げられる。両末端カルボキシ変性シリコーンの市販品としては、「X-22-162C」、「BY16-750」(信越化学工業社製)等が挙げられる。片末端カルボキシ変性シリコーンの市販品としては、「X-22-3710」(信越化学工業社製)等が挙げられる。
【0118】
(アルコール成分とカルボン酸成分とシリコーンとを反応させる方法)
シリコーン部位を有するポリエステルは、例えば、アルコール成分とカルボン酸成分とシリコーンとを重合反応させることで得られる。重合方法としては、界面重合法、溶融重合法、溶液重合法などの公知のポリエステルの重合方法を採用することができる。
【0119】
当該重合反応においては、必要に応じて、エステル化触媒及びエステル化助触媒を用いてもよい。エステル化触媒の例には、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)、酸化ジブチル錫、チタニウムジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)等が含まれる。エステル化触媒の使用量は、アルコール成分及びカルボン酸成分の合計量100質量部に対し、例えば0.01質量部以上5質量部以下である。エステル化助触媒の例には、没食子酸(3,4,5-トリヒドロキシ安息香酸と同じ)等が含まれる。エステル化助触媒の使用量は、アルコール成分及びカルボン酸成分の合計量100質量部に対し、例えば0.001質量部以上0.5質量部以下である。
【0120】
重合反応の温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは160℃以上、より好ましくは180℃以上である。また、当該温度は、好ましくは250℃以下、より好ましくは240℃以下である。
【0121】
重合反応は、不活性ガス雰囲気中にて行ってもよい。
【0122】
(ポリシロキサン含有2価アルコール)
ポリシロキサン含有2価アルコールは、例えば下記式(5)及び/又は式(6)で表される構造を有する化合物である。
【0123】
【0124】
〔式(5)中、R1~R4は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアルキル基、又は、置換基を有してもよい芳香族基を示す。mは、1~5の整数を示す。nは、10~100の整数を示す。〕
【0125】
R1~R4の例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、クロロメチル基、フッ化アルキル基、フェニル基、フルオロフェニル基等が含まれる。これらの中でも、R1~R4は、メチル基、フッ化アルキル基又はフェニル基が好ましい。
【0126】
【0127】
〔式(6)中、R5~R14は、それぞれ独立に、置換基を有してもよいアルキル基、又は、置換基を有してもよい芳香族基を示す。Zは、単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基、酸素原子、又は、硫黄原子を示す。sは、1~5の整数を示す。tは、10~100の整数を示す。〕
【0128】
R5~R14の例には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、tert-ブチル基、イソブチル基、クロロメチル基、フッ化アルキル基、フェニル基、フルオロフェニル基等が含まれる。これらの中でも、R5~R14は、メチル基、フッ化アルキル基又はフェニル基が好ましい。
【0129】
tは、10~100の整数を示す。tは、特に10~50の整数が好ましい。
【0130】
式(5)で表される化合物の具体例として、下記式(5-1)~式(5-5)で表される構造を有する化合物が挙げられる。
【0131】
【0132】
式(6)で表される化合物の具体例として、下記式(6-1)~式(6-5)で表される構造を有する化合物が挙げられる。
【0133】
【0134】
【0135】
シリコーン部位を有するポリエステルを形成するために、ポリシロキサン含有2価アルコールモノマーと共に、ポリシロキサン構造が含有されない多価アルコールモノマーを併用できる。
【0136】
ポリシロキサン構造が含有されない多価アルコールモノマーの例として、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、芳香族ジオールのアルキレンオキサイド付加物、3価以上の多価アルコール類、これらの誘導体等が挙げられる。脂肪族ジオールの例として、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-ブテンジオール等が挙げられる。芳香族ジオールの例として、ビス-(4-ヒドロキシフェニル)メタン(BPF)、1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)エタン(BPE)、2,2-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)プロパン(BPA)、2,2-ビス-(3-フェニル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン(BPQ)、ビス-(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)メタン(Cof)、1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン(BPZ)、1,1-ビス-(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)エタン(Ce)、2,2-ビス-(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン(BPC)ビス-(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)メタン(Tmf)、1,1-ビス-(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)エタン(Xe)、2,2-ビス-(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン(Tma)、ビス-(4-ヒドロキシ-3,6-ジメチルフェニル)メタン(Xf)、1,1-ビス-(4-ヒドロキシフェニル)-1-フェニルエタン(BPP)等が挙げられる。3価以上の多価アルコール類の例として、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール等が挙げられる。これらの誘導体の例として、これらのエステル化合物、ヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。これらは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0137】
2価カルボン酸モノマーと全多価アルコールモノマー(ポリシロキサン含有2価アルコールモノマー+多価アルコールモノマー)の比率は、全多価アルコールモノマーのヒドロキシ基[OH]と2価カルボン酸モノマーのカルボキシ基[COOH]との当量比[OH]/[COOH]が、1.5/1~1/1.5が好ましく、1.2/1~1/1.2がより好ましい。
【0138】
ポリシロキサン含有ポリエステルを形成するために使用されるポリシロキサン含有2価アルコールモノマーの量は、当該ポリシロキサン含有ポリエステルを形成するために使用されるモノマーの全量に対して0.5~20質量%が好ましく、1~10質量%がより好ましい。
【0139】
ポリシロキサン含有2価アルコールの重合方法としては、界面重合法、溶融重合法、溶液重合法などの公知のポリエステルの重合方法を採用できる。
【0140】
界面重合法によっては、以下の手順でポリシロキサン含有ポリエステルを得ることができる。まず、ジフェノール含有ポリシロキサンモノマー及び/又はビスフェノール含有ポリシロキサンモノマーをアルカリ水溶液に溶解させる。また、2価カルボン酸モノマーをハロゲン化炭化水素に溶解させる。これらの溶液を混合する。混合した溶液に、必要に応じて触媒として四級アンモニウム塩又は四級ホスホニウム塩を加えて重合する。これにより、ポリシロキサン含有ポリエステルが得られる。重合温度は通常0~40℃の範囲、重合時間は2~12時間の範囲とすることが、生産性の観点から好ましい。重合終了後、有機相中に溶解されているポリシロキサン含有ポリエステルは、水相と有機相とを分離して公知の方法で洗浄し、回収できる。アルカリ水溶液を形成するアルカリ成分の例としては、アルカリ金属の水酸化物等を挙げることができる。アルカリ金属の水酸化物の具体例としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アルカリ成分の使用量は、用いるジフェノール含有ポリシロキサンモノマー及び/又はビスフェノール含有ポリシロキサンモノマーにおけるフェノール性ヒドロキシ基の1~3倍当量の範囲が好ましい。
【0141】
ハロゲン化炭化水素の例としては、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ジクロルベンゼン等が挙げられる。
【0142】
触媒として用いられる四級アンモニウム塩もしくは四級ホスホニウム塩としては、三級アルキルアミンの塩酸、三級アルキルアミンの臭素酸、三級アルキルアミンのヨウ素酸、ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリメチルアンモニウムクロライド、ベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、テトラエチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロマイド、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムブロマイド、トリエチルオクタデシルホスホニウムブロマイド、N-ラウリルピリジニウムクロライド、ラウリルピコリニウムクロライド等が挙げられる。上記三級アルキルアミンは、例えばトリブチルアミン、トリオクチルアミン等である。
【0143】
(シリコーン部位を有するポリエステルの物性)
シリコーン部位を有するポリエステルの重量平均分子量(Mw)は、1000~50000が好ましく、5000~30000がより好ましい。当該重量平均分子量(Mw)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。
【0144】
ポリシロキサン含有ポリエステルのGPCによる重量平均分子量(Mw)の測定は、例えば以下の手順で行う。装置「HLC-8220」(東ソー社製)及びカラム「TSKguardcolumn+TSKgelSuperHZM-M3連」(東ソー社製)を用いる。カラム温度を40℃に保持しながら、キャリア溶媒としてテトラヒドロフラン(THF)を流速0.2mL/minで流す。測定試料(ポリシロキサン含有ポリエステル)を室温において超音波分散機を用いて5分間処理を行う溶解条件で濃度1mg/mLになるようにテトラヒドロフランに溶解させる。ポアサイズ0.2μmのメンブランフィルターで処理して試料溶液を得る。この試料溶液10μLを上記のキャリア溶媒と共に装置内に注入し、屈折率検出器(RI検出器)を用いて検出する。測定試料の有する分子量分布を、単分散のポリスチレン標準粒子を用いて測定した検量線を用いて算出する。検量線測定用のポリスチレンは10点用いる。
【0145】
シリコーン部位を有するポリエステルの酸価は、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは0.5mgKOH/g以上、より好ましくは1mgKOH/g以上である。また、当該酸価は、好ましくは40mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、より好ましくは20mgKOH/g以下、より好ましくは10mgKOH/g以下、より好ましくは5mgKOH/g以下である。
【0146】
樹脂の酸価は、JIS K 0070:1992に記載の中和滴定法に従って測定する。酸価の測定における測定溶媒は、アセトンとトルエンの混合溶媒〔アセトン:トルエン=1:1(容量比)〕とする。
【0147】
シリコーン部位を有するポリエステルのガラス転移点は、好ましくは20~90℃であり、より好ましくは45~75℃である。シリコーン部位を有するポリエステルの軟化点は、好ましくは80~160℃であり、より好ましくは80~110℃である。
【0148】
シリコーン部位を有するポリエステルのガラス転移点は、ASTM(米国材料試験協会規格)D3418-82に規定された方法(DSC法)によって測定する。
【0149】
シリコーン部位を有するポリエステルの軟化点は、以下のように測定する。まず、20℃±1℃、50%±5%RHの環境下において、樹脂1.1gをシャーレに入れ平らにならし、12時間以上放置する。その後、当該樹脂を、成型器「SSP-10A」(島津製作所製)によって3820kg/cm2の力で30秒間加圧する。これにより、直径1cmの円柱型の成型サンプルを作製する。この成型サンプルを、フローテスターにより、円柱型ダイの穴より、直径1cmのピストンを用いて予熱終了時から押し出す。フローテスターには、「CFT-500D」(島津製作所製)を用いることができる。円柱型ダイの穴の大きさは、1mm径×1mmとする。押し出す条件は、24℃±5℃、50%±20%RHの環境下、荷重196N(20kgf)、開始温度60℃、予熱時間300秒間、昇温速度6℃/分とする。昇温法の溶融温度測定方法でオフセット値5mmの設定で測定したオフセット法温度Toffsetを、軟化点とする。
【0150】
シリコーン部位を有するポリエステルの含有量は、トナーのコア粒子が含有する樹脂組成物中、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。また、当該含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下である。これによって、トナーの低温定着性及び耐タッキング性がより向上する。
【0151】
[2-2-2.他の樹脂]
コア粒子は、シリコーン部位を有するポリエステル以外の樹脂(他の樹脂)を含有していてもよい。他の樹脂は、非晶性樹脂であっても、結晶性樹脂であってもよい。
【0152】
「結晶性樹脂」とは、融点を有する樹脂のことをいう。換言すると、「結晶性樹脂」とは、示差走査熱量測定(DSC)により得られる吸熱曲線において、昇温時に、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のことをいう。「非晶性樹脂」とは、ガラス転移点(Tg)を有するが、融点を有さない樹脂のことをいう。換言すると、「非晶性樹脂」とは、示差走査熱量測定(DSC)により得られる吸熱曲線において、昇温時に、明確な吸熱ピークを有さない樹脂のことをいう。「明確な吸熱ピーク」とは、10℃/minの昇温速度で昇温したときの吸熱曲線において半値幅が15℃以内のピークのことをいう。
【0153】
(非晶性樹脂)
コア粒子が他の樹脂として含有し得る非晶性樹脂の例としては、ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、非晶性ポリエステル等が挙げられる。非晶性ポリエステルは、スチレン-アクリル変性非晶性ポリエステルであってもよい。これらは、単独で用いることもでき、二種以上組み合わせて用いることもできる。
【0154】
本発明の効果を発揮しやすい観点から、コア粒子は、ビニル樹脂を含有することが好ましい。
【0155】
ビニル樹脂は、例えばビニル化合物の重合体である。ビニル樹脂の例には、アクリル酸エステル樹脂、スチレン-アクリル樹脂、エチレン-酢酸ビニル樹脂等が含まれる。
【0156】
コア粒子は、ビニル樹脂の中でも、スチレン-アクリル樹脂を含有することが好ましい。これにより、定着時にシリコーン部位を有するポリエステルが画像表面に移動しやすくなる。
【0157】
スチレン-アクリル樹脂は、少なくとも、スチレン単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体とを付加重合させて形成される。
【0158】
スチレン単量体は、CH2=CH-C6H5の構造式で表されるスチレンの他に、スチレン構造中に公知の側鎖や官能基を有するスチレン誘導体であってもよい。
【0159】
スチレン単量体の例には、スチレン、o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、p-フェニルスチレン、p-エチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、p-n-ヘキシルスチレン、p-n-オクチルスチレン、p-n-ノニルスチレン、p-n-デシルスチレン、p-n-ドデシルスチレン等が含まれる。
【0160】
(メタ)アクリル酸エステル単量体は、CH(Ra)=CHCOORbで表されるアクリル酸エステルやメタクリル酸エステルの他に、これらのエステルの構造中に公知の側鎖や官能基を有するアクリル酸エステル誘導体やメタクリル酸エステル誘導体であってもよい。Raは、水素原子又はメチル基を表す。Rbは、炭素数1~24のアルキル基を表す。
【0161】
本明細書中、「(メタ)アクリル酸エステル単量体」とは、アクリル酸エステル単量体とメタクリル酸エステル単量体との総称であり、これらの一方又は両方を意味する。例えば、「(メタ)アクリル酸メチル」は、アクリル酸メチル及びメタクリル酸メチルの一方又は両方を意味する。
【0162】
(メタ)アクリル酸エステル単量体の例には、アクリル酸エステル単量体及びメタクリル酸エステル単量体が含まれる。アクリル酸エステル単量体の例には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n-オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート及びフェニルアクリレート等が含まれる。メタクリル酸エステル単量体の例には、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、n-オクチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート等が含まれる。
【0163】
スチレン-アクリル樹脂の形成に用いる(メタ)アクリル酸エステル単量体は、一種でもそれ以上でもよい。例えば、スチレン-アクリル樹脂の形成においては、以下のいずれも可能である。
・スチレン単量体と二種以上のアクリル酸エステル単量体とを用いてスチレン-アクリル樹脂を形成すること。
・スチレン単量体と二種以上のメタクリル酸エステル単量体とを用いてスチレン-アクリル樹脂を形成すること。
・スチレン単量体とアクリル酸エステル単量体及びメタクリル酸エステル単量体とを用いてスチレン-アクリル樹脂を形成すること。
【0164】
スチレン-アクリル樹脂におけるスチレン単量体に由来する構成単位の含有量は、40~90質量%が好ましく、50~85質量%がより好ましく、60~80質量%がより好ましく、65~75質量%がより好ましい。スチレン-アクリル樹脂における(メタ)アクリル酸エステル単量体に由来する構成単位の含有率は、10~60質量%が好ましく、15~50質量%がより好ましく、20~40質量%がより好ましく、15~35質量%がより好ましい。これにより、スチレン-アクリル樹脂の可塑性が制御されやすくなる。
【0165】
スチレン-アクリル樹脂は、スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体以外の他の単量体に由来する構成単位を更に含有していてもよい。
【0166】
他の単量体は、多価アルコール由来のヒドロキシ基(-OH)又は多価カルボン酸由来のカルボキシ基(-COOH)とエステル結合する化合物であることが好ましい。すなわち、スチレン-アクリル樹脂は、スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体に対して付加重合可能であり、かつ、カルボキシ基又はヒドロキシ基を有する化合物が更に重合してなる重合体であることが好ましい。
【0167】
「スチレン単量体及び(メタ)アクリル酸エステル単量体に対して付加重合可能であり、かつ、カルボキシ基又はヒドロキシ基を有する化合物」を、以下、「両性化合物」ともいう。
【0168】
カルボキシ基を有する両性化合物の例には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸、フマル酸、マレイン酸モノアルキルエステル、イタコン酸モノアルキルエステル等が含まれる。
【0169】
ヒドロキシ基を有する両性化合物の例には、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が含まれる。
【0170】
スチレン-アクリル樹脂における両性化合物に由来する構成単位の含有量は、0.5~20質量%が好ましく、5~10質量%がより好ましい。
【0171】
スチレン-アクリル樹脂は、例えば、公知の油溶性又は水溶性の重合開始剤を使用して単量体を重合する方法によって合成できる。
【0172】
油溶性の重合開始剤の例には、アゾ系重合開始剤、ジアゾ系重合開始剤、過酸化物系重合開始剤等が含まれる。
【0173】
アゾ系重合開始剤又はジアゾ系重合開始剤の例には、2,2′-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2′-アゾビスイソブチロニトリル、1,1′-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、2,2′-アゾビス-4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル及びアゾビスイソブチロニトリル等が含まれる。
【0174】
過酸化物系重合開始剤の例には、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジイソプロピルペルオキシカーボネート、クメンヒドロパーオキサイド、t-ブチルヒドロパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、2,2-ビス-(4,4-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン及びトリス-(t-ブチルパーオキシ)トリアジン等が含まれる。
【0175】
乳化重合法でスチレン-アクリル樹脂の樹脂粒子を合成する場合には、重合開始剤として水溶性ラジカル重合開始剤が使用可能である。
【0176】
水溶性ラジカル重合開始剤の例には、過硫酸塩、アゾビスアミノジプロパン酢酸塩、アゾビスシアノ吉草酸、アゾビスシアノ吉草酸塩、過酸化水素等が含まれる。過硫酸塩の例には、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等が含まれる。
【0177】
非晶性樹脂の重量平均分子量(Mw)は、5000~150000が好ましく、10000~70000がより好ましく、15000~60000がより好ましく、20000~40000がより好ましく、25000~35000がより好ましい。これにより、当該樹脂の可塑性が制御されやすい。当該重量平均分子量(Mw)は、上述のGPCによって測定できる。
【0178】
(結晶性樹脂)
コア粒子が他の樹脂として含有し得る結晶性樹脂の例としては、結晶性ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いることもでき、二種以上組み合わせて用いることもできる。
【0179】
コア粒子が他の樹脂として含有する結晶性樹脂は、結晶性ポリエステルが好ましい。結晶性ポリエステルは、ポリエステルのうち、結晶性のものである。ポリエステルは、多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合反応によって得られる。多価カルボン酸や多価アルコールは、それぞれ二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0180】
多価カルボン酸及び多価アルコールの価数としては、好ましくはそれぞれ2~3であり、特に好ましくはそれぞれ2である。
【0181】
多価カルボン酸のうち、カルボン酸の価数が2であるジカルボン酸の例としては、飽和脂肪族ジカルボン酸、不飽和脂肪族ジカルボン酸、不飽和芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。飽和脂肪族ジカルボン酸の例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,9-ノナンジカルボン酸、1,10-デカンジカルボン酸(ドデカン二酸)、1,11-ウンデカンジカルボン酸、1,12-ドデカンジカルボン酸、1,13-トリデカンジカルボン酸、1,14-テトラデカンジカルボン酸、1,16-ヘキサデカンジカルボン酸、1,18-オクタデカンジカルボン酸等が挙げられる。不飽和脂肪族ジカルボン酸の例としては、メチレンコハク酸、フマル酸、マレイン酸、3-ヘキセンジオイック酸、3-オクテンジオイック酸、ドデセニルコハク酸等が挙げられる。不飽和芳香族ジカルボン酸の例としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、t-ブチルイソフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p-フェニレン二酢酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4′-ビフェニルジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸等が挙げられる。これらのジカルボン酸の低級アルキルエステルや酸無水物を多価カルボン酸として用いることもできる。
【0182】
多価カルボン酸としては、上記のジカルボン酸以外に、トリメリット酸、ピロメリット酸等の3価以上の多価カルボン酸を用いることができる。
【0183】
多価アルコールのうち、アルコールの価数が2であるジオールの例としては、飽和脂肪族ジオール、不飽和脂肪族ジオール、芳香族ジオール等が挙げられる。飽和脂肪族ジオールの例としては、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、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール、1,13-トリデカンジオール、1,14-テトラデカンジオール、1,18-オクタデカンジオール、1,20-エイコサンジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。不飽和脂肪族ジオールの例としては、2-ブテン-1,4-ジオール、3-ブテン-1,4-ジオール、2-ブチン-1,4-ジオール、3-ブチン-1,4-ジオール、9-オクタデセン-7,12-ジオール等が挙げられる。芳香族ジオールの例としては、ビスフェノール類、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物等が挙げられる。ビスフェノール類の例としては、ビスフェノールA、ビスフェノールF等が挙げられる。ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物の例としては、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物等が挙げられる。これらのジオールの誘導体を多価アルコールとして用いることもできる。
【0184】
結晶性ポリエステルは、例えば公知のエステル化触媒を利用して、多価カルボン酸及び多価アルコールを重縮合することにより製造できる。
【0185】
ポリエステルの合成に使用可能な触媒の例としては、金属含有化合物、亜リン酸化合物、リン酸化合物、アミン化合物等が挙げられる。金属含有化合物が含有する金属の例としては、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜鉛、マンガン、アンチモン、チタン、スズ、ジルコニウム、ゲルマニウム等が挙げられる。これらは一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0186】
スズ含有化合物の具体例としては、酸化ジブチルスズ(ジブチル錫オキサイド)、オクチル酸スズ、ジオクチル酸スズ、これらの塩等が挙げられる。
【0187】
チタン含有化合物の例としては、チタンアルコキシド、チタンアシレート、チタンキレート等が挙げられる。チタンアルコキシドの例としては、テトラノルマルブチルチタネート(Ti(O-n-Bu)4)、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、テトラステアリルチタネート等が挙げられる。チタンアシレートの例としては、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。チタンキレートの例としては、チタンテトラアセチルアセトナート、チタンラクテート、チタントリエタノールアミネート等が挙げられる。
【0188】
ゲルマニウム含有化合物の例としては、二酸化ゲルマニウム等が挙げられる。
【0189】
アルミニウム含有化合物の例としては、ポリ水酸化アルミニウム、アルミニウムアルコキシド、トリブチルアルミネート等が挙げられる。
【0190】
重合温度は特に限定されないが、70~250℃が好ましい。重合時間は特に限定されないが、0.5~10時間が好ましい。重合中には、必要に応じて反応系内を減圧にしてもよい。
【0191】
結晶性ポリエステルは、結晶性ポリエステル重合セグメントとスチレン-アクリル重合セグメントグラフトとのグラフト共重合体構造を有するハイブリッド結晶性ポリエステルであってもよい。
【0192】
[2-2-3.離型剤]
離型剤は、定着時にトナー粒子から染み出し、トナーの定着離型性等を高めるための成分である。本発明のトナーは、トナー母体粒子に離型剤を含有し得る。
【0193】
しかし、本発明のトナーにおいては、離型剤の含有量は、少ない方が好ましい。離型剤を含有するコア・シェル型のトナーによって画像が形成されるとき、画像の表面は、離型剤とシェル由来材料で覆われやすい。離型剤の含有量が少ない場合は、画像の表面は、ほとんどシェル由来材料で覆われる。そのため、離型剤の含有量が少ないトナーで形成された画像は、耐熱性が高く、耐タッキング性が良い。また、本発明のトナーは、離型剤を含有していなくても、シリコーン部位を有するポリエステルを含有することによって、低温定着性及び離型性に優れる。
【0194】
具体的には、離型剤の含有量は、コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、0質量部以上10質量部以下が好ましく、0質量部以上5質量部以下がより好ましく、0質量部以上0.5質量部以下がより好ましく、0質量部がより好ましい。
【0195】
トナー母体粒子が離型剤を含有する場合、離型剤は、炭化水素系ワックス及びエステル系ワックスの少なくとも一種であることが好ましい。
【0196】
炭化水素系ワックスは、ポリエステルとも、スチレン-アクリル樹脂とも、相溶しない。そのため、炭化水素系ワックスは、定着時にトナー粒子の外側に移動しやすくなって、トナーの低温定着性を向上させる。また、炭化水素系ワックスは、低粘度であるため、画像表面では微小な凹部に局在した状態となり、耐タッキング性を悪くしにくい。
【0197】
エステル系ワックスは、トナー粒子から染み出しやすい。また、エステル系ワックスは、極性部位を有するため、トナー粒子から染み出した後、画像表面のポリエステル中に微分散状態で存在できる。これにより、エステル系ワックスは、低温定着性に寄与する。
【0198】
炭化水素系ワックスの例としては、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、パラフィンワックス、フィッシャートロプシュワックス等が挙げられる。ポリオレフィンワックスの例としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等が挙げられる。
【0199】
エステル系ワックスの例としては、モノエステル系ワックス、ジエステル系ワックス、トリエステル系ワックス、テトラエステル系ワックス、エステル結合を5個以上有するワックス等が挙げられる。
【0200】
エステル系ワックスの例には、以下の化合物が含まれる。
・高級脂肪酸と高級アルコールとの反応により得られるモノエステル化物
・高級脂肪酸と2価のアルコールとの反応により得られるジエステル化物
・高級アルコールと2価のカルボン酸との反応により得られるジエステル化物
・トリメチロールプロパンと高級脂肪酸との反応により得られるトリエステル化物
・グリセリンと高級脂肪酸との反応により得られるトリエステル化物
・ペンタエリスリトールと高級脂肪酸との反応により得られるテトラエステル化物
・ヒドロキシ酸と高級脂肪酸との反応により得られるエステル化物
・ヒドロキシ酸と高級アルコールとの反応により得られるエステル化物
・芳香族を有するカルボン酸と高級アルコールとの反応により得られるエステル化物
・芳香族を有するアルコールと高級脂肪酸との反応により得られるエステル化物
【0201】
高級脂肪酸及び高級アルコールが有する炭化水素鎖の炭素数は、13以上30以下が好ましく、17以上22以下がより好ましい。2価のアルコールは、炭素数が1以上30以下の炭化水素基の両端に、2つのヒドロキシ基を有する化合物であることが好ましい。2価のカルボン酸は、炭素数が1以上30以下の炭化水素基の両端に、2つのカルボキシ基を有する化合物であることが好ましい。
【0202】
各炭化水素基は、直鎖である又は分岐を有するアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基、非芳香族複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、ハロゲン原子、フッ化炭化水素基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、チオール基、シリル基、重水素原子等を有していてもよい。
【0203】
エステル系ワックスの具体例には、ベヘン酸ベヘニル、トリグリセロールベヘン酸エステル、ペンタエリスリトールテトラステアリン酸エステル、ステアリン酸ステアリル、ペンタエリスリトールテトラベヘン酸エステル、エチレングリコールステアリン酸エステル、エチレングリコールベヘン酸エステル、ネオペンチルグリコールステアリン酸エステル、ネオペンチルグリコールベヘン酸エステル、1,6-ヘキサンジオールステアリン酸エステル、1,6-ヘキサンジオールベヘン酸エステル、グリセリンステアリン酸エステル、グリセリンベヘン酸エステル、クエン酸ステアリル、クエン酸ベヘニル、リング酸ステアリル、リング酸ベヘニル等が含まれる。エステル系ワックスは、カルナウバワックス等の天然ワックスであってもよい。
【0204】
トナー母体粒子は、本発明の効果を阻害しない範囲で、アミドワックス等の離型剤を更に含有していてもよい。
【0205】
離型剤の融点は、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上である。また、当該融点は、好ましくは140℃以下、より好ましくは120℃以下、より好ましくは100℃以下である。離型剤を2種以上組み合わせて使用する場合は、それぞれの離型剤の融点が、上記範囲内であることが好ましい。
【0206】
[2-2-4.着色剤]
トナー母体粒子は、着色剤を含有し得る。着色剤には、公知の無機着色剤又は有機着色剤を使用できる。着色剤としては、カーボンブラック、磁性粉、有機顔料、無機顔料、染料等を使用できる。着色剤としては、有彩色顔料を用いることが好ましい。
【0207】
着色剤の含有量はトナー粒子に対して好ましくは1~30質量%、より好ましくは2~20質量%である。
【0208】
[2-2-5.荷電制御剤]
トナー母体粒子は、荷電制御剤を含有し得る。
【0209】
荷電制御剤としては、ニグロシン系染料、ナフテン酸の金属塩、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、アゾ系金属錯体、サリチル酸金属塩等の公知の化合物を用いることができる。荷電制御剤を用いることにより、帯電性に優れたトナーを得ることができる。
【0210】
荷電制御剤の含有量は、コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対して、通常0.1~5.0質量部の範囲内とすることができる。
【0211】
[2-3.シェル]
シェルが含有する樹脂は、非晶性樹脂が好ましく、非晶性ポリエステルがより好ましく、スチレン-アクリル変性非晶性ポリエステルがより好ましい。シェルが含有する樹脂は、外添剤の静電的付着力を阻害しないために、シリコーン部位を含有しないことが好ましい。
【0212】
非晶性ポリエステルは、ポリエステルであって、示差走査熱量測定(DSC)において融点を示さず、比較的高いガラス転移温度(Tg)を有する樹脂である。
【0213】
非晶性ポリエステルの構造(構成単位)は、結晶性ポリエステルの構造(構成単位)と異なる。したがって、NMR等の分析によって、非晶性ポリエステルの有無を判別できる。
【0214】
非晶性ポリエステルは、例えば多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合反応によって得られる。
【0215】
非晶性ポリエステルを得るための多価カルボン酸の例には、不飽和脂肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸、及びこれらの誘導体が含まれる。ポリエステルを非晶性とすることが可能な範囲であれば、これら以外の多価カルボン酸を併用してもよい。
【0216】
不飽和脂肪族多価カルボン酸の例には、不飽和脂肪族ジカルボン酸、不飽和脂肪族トリカルボン酸、不飽和脂肪族テトラカルボン酸等が含まれる。不飽和脂肪族ジカルボン酸の例には、メチレンコハク酸、フマル酸、マレイン酸、3-ヘキセンジオイック酸、3-オクテンジオイック酸、炭素数2~20のアルケニル基で置換されたコハク酸等が含まれる。不飽和脂肪族トリカルボン酸の例には、3-ブテン-1,2,3-トリカルボン酸、4-ペンテン-1,2,4-トリカルボン酸、アコニット酸等が含まれる。不飽和脂肪族テトラカルボン酸の例には、4-ペンテン-1,2,3,4-テトラカルボン酸等が含まれる。不飽和脂肪族多価カルボン酸として、これらの化合物の低級アルキルエステルや酸無水物を用いてもよい。
【0217】
芳香族多価カルボン酸の例には、芳香族ジカルボン酸、芳香族トリカルボン酸、芳香族テトラカルボン酸、芳香族ヘキサカルボン酸等が含まれる。芳香族ジカルボン酸の例としては、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、t-ブチルイソフタル酸、テトラクロロフタル酸、クロロフタル酸、ニトロフタル酸、p-フェニレン二酢酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、4,4′-ビフェニルジカルボン酸、アントラセンジカルボン酸等が挙げられる。芳香族トリカルボン酸の例としては、1,2,4-ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸(トリメシン酸)、1,2,4-ナフタレントリカルボン酸、ヘミメリット酸等が挙げられる。芳香族テトラカルボン酸の例としては、ピロメリット酸、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸等が挙げられる。芳香族ヘキサカルボン酸の例としては、メリト酸等が挙げられる。芳香族多価カルボン酸として、これらの化合物の低級アルキルエステルや酸無水物を用いてもよい。
【0218】
非晶性ポリエステルを得るための多価アルコールの例には、不飽和脂肪族多価アルコール、芳香族多価アルコール、及びこれらの誘導体が含まれる。ポリエステルを非晶性とすることが可能な範囲であれば、これら以外の多価アルコールを併用してもよい。
【0219】
不飽和脂肪族多価アルコールの例には、2-ブテン-1,4-ジオール、3-ブテン-1,4-ジオール、2-ブチン-1,4-ジオール、3-ブチン-1,4-ジオール、9-オクタデセン-7,12-ジオール等の不飽和脂肪族ジオールや、これらの誘導体が含まれる。
【0220】
芳香族多価アルコールの例には、ビスフェノール類、ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物、1,3,5-ベンゼントリオール、1,2,4-ベンゼントリオール、1,3,5-トリヒドロキシメチルベンゼン等が含まれる。芳香族多価アルコールとして、これらの誘導体を用いてもよい。ビスフェノール類の例には、ビスフェノールA、ビスフェノールF等が含まれる。ビスフェノール類のアルキレンオキサイド付加物の例には、ビスフェノール類のエチレンオキサイド付加物、ビスフェノール類のプロピレンオキサイド付加物等が含まれる。これらの中でも、トナー粒子の熱的特性を制御しやすいとの観点で、ビスフェノールA、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールAのプロピレンオキサイド付加物等のビスフェノールA化合物が、芳香族多価アルコールとして好ましい。
【0221】
非晶性ポリエステルの重量平均分子量(Mw)は、特に制限されないが、5000~100000が好ましく、5000~50000がより好ましい。当該重量平均分子量(Mw)が5000以上であると、トナー粒子の耐熱保管性が向上する。当該重量平均分子量(Mw)が100000以下であると、トナー粒子の低温定着性が高まる。
【0222】
非晶性ポリエステルは、非晶性ポリエステルセグメントと、非晶性樹脂セグメントと、を有するハイブリッド非晶性ポリエステルであってもよい。非晶性ポリエステルが、ハイブリッド非晶性ポリエステルであると、トナー粒子の可塑性を制御しやすくなる。
【0223】
「非晶性ポリエステルセグメント」とは、非晶性ポリエステルに由来する部分を意味する。非晶性ポリエステルセグメントは、非晶性ポリエステルを構成する分子鎖と同じ化学構造の分子鎖を有する。
【0224】
「非晶性樹脂セグメント」とは、非晶性ポリエステル以外の非晶性樹脂に由来する部分を意味する。非晶性樹脂セグメントの例には、ビニル系樹脂セグメント、ウレタン樹脂セグメント、及びウレア樹脂セグメントが含まれる。非晶性樹脂セグメントは、ビニル系樹脂セグメントが好ましく、特にスチレン-(メタ)アクリル系樹脂セグメントが好ましい。これによって、トナー粒子の可塑性をより制御しやすくなる。
【0225】
非晶性樹脂セグメントは、非晶性ポリエステルセグメントに、非晶性ポリエステルセグメントの特性を損なわないように結合していればよい。例えば非晶性ポリエステルセグメント同士の間に、非晶性樹脂セグメントが結合していてもよい。すなわち、非晶性ポリエステルセグメントと非晶性樹脂セグメントとが鎖状に結合していてもよい。また、非晶性ポリエステルセグメントからなる主鎖に、非晶性樹脂セグメントがグラフト結合していてもよい。非晶性樹脂セグメントに非晶性ポリエステルがグラフト結合していてもよい。非晶性ポリエステルセグメント及び非晶性樹脂セグメントは、例えばエステル結合や、不飽和基の付加反応による共有結合等によって結合させることができるが、結合方法はこれらに限定されない。
【0226】
ハイブリッド非晶性ポリエステルにおける非晶性ポリエステルセグメントの含有量は、非晶性ポリエステル本来の特性を活かす観点から、80~98質量%が好ましく、90~95質量%がより好ましく、91~93質量%がより好ましい。ハイブリッド非晶性ポリエステル中の各樹脂セグメントの構成成分及びその含有量は、例えば、核磁気共鳴(NMR)やメチル化反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法(Py-GC/MS)などの公知の分析方法により特定できる。
【0227】
[3.外添剤]
外添剤の例としては、無機酸化物微粒子、無機ステアリン酸化合物微粒子、無機チタン酸化合物微粒子、ジルコニア粒子等が挙げられる。外添剤は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0228】
無機酸化物微粒子の例としては、シリカ粒子、アルミナ微粒子、酸化チタン微粒子、酸化亜鉛粒子、酸化クロム粒子、酸化セリウム粒子、酸化アンチモン粒子、酸化タングステン粒子、酸化スズ粒子、酸化テルル粒子、酸化マンガン粒子、酸化ホウ素粒子等が挙げられる。
【0229】
無機ステアリン酸化合物微粒子の例としては、ステアリン酸アルミニウム微粒子、ステアリン酸亜鉛微粒子等が挙げられる。
【0230】
無機チタン酸化合物微粒子の例としては、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛等が挙げられる。
【0231】
外添剤は、その表面が疎水化処理されていることが好ましい。疎水化処理には、公知の表面処理剤が用いられる。表面処理剤は、一種を単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。表面処理剤の例には、シランカップリング剤、シリコーンオイル、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、脂肪酸、高級脂肪酸、脂肪酸金属塩、そのエステル化物、ロジン酸等が含まれる。
【0232】
シランカップリング剤の例には、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、メチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等が含まれる。
【0233】
シリコーンオイルの例には、環状化合物、直鎖状のオルガノシロキサン、分岐状のオルガノシロキサン等が含まれる。シリコーンオイルの具体例として、オルガノシロキサンオリゴマー、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラビニルテトラメチルシクロテトラシロキサン等が挙げられる。
【0234】
シリコーンオイルとして、側鎖、片末端、両末端、側鎖片末端、側鎖両末端等に変性基を導入した反応性の高い、少なくとも末端を変性したシリコーンオイルを用いてもよい。上記変性基の種類は、一種でも二種以上でもよい。変性基の例には、アルコキシ基、カルボキシ基、カルビノール基、高級脂肪酸変性基、フェノール基、エポキシ基、(メタ)アクリロイル基、アミノ基等が含まれる。
【0235】
外添剤の添加量は、トナー粒子の総量に対して0.05質量%以上10.0質量%以下が好ましく、0.5質量%以上3.0質量%以下がより好ましい。当該添加量は、複数の外添剤を用いる場合はその合計の添加量である。
【0236】
[4.トナー粒子の製造方法]
トナー粒子の製造方法は、特に制限されない。トナー粒子の製造方法には、例えば、上述の各成分を凝集させる乳化重合凝集法や、乳化凝集法といった、公知の方法を採用できる。
【0237】
トナー粒子の製造方法の一例を説明する。
【0238】
まず、結着樹脂と離型剤とを含む非晶性樹脂微粒子を水系媒体中に分散させた水系分散液を準備する。具体的には、離型剤を含まない粒子状の結着樹脂(非晶性樹脂)を水系媒体中で凝集させ、これを所定の大きさの粒子に成長させる(第1段階)。その後、当該分散液に粒子状の離型剤及び粒子状の非晶性樹脂を添加し、さらに凝集させる(第2段階)。これにより、表層側に離型剤を多く含む非晶性樹脂微粒子が得られる。その後、必要に応じて、粒子状の結着樹脂(非晶性樹脂)を周囲にさらに凝集させてもよい(第3段階)。
【0239】
一方で、着色剤粒子等を水系媒体中に分散させた水系分散液を準備する。そして、上述の非晶性樹脂微粒子の水系分散液と、着色剤粒子の水系分散液とを混合し、これらの粒子を凝集させてコア粒子を形成する。
【0240】
水系分散液とは、主成分(50質量%以上)が水からなる水系媒体中に、分散体(粒子)が分散されている分散液を意味する。水系媒体は、水以外に、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン等の水溶性有機媒体を含有してもよい。
【0241】
非晶性ポリエステル樹脂等を水系媒体中に分散させた水系分散液を準備する。コア粒子が分散されてなる水系媒体中に、シェル樹脂微粒子を添加してコア粒子の表面にシェル樹脂微粒子を凝集させてコア・シェル構造を有するトナー母体粒子を形成する。
【0242】
トナー母体粒子の形成後、当該トナー母体粒子と外添剤とを混合することで、外添剤を有するトナー粒子を得ることができる。
【0243】
トナー母体粒子を作製する方法は、非晶性樹脂の水系分散液と、着色剤粒子等の水系分散液と、離型剤の水系分散液と、をそれぞれ準備し、これらを混合し、粒子を凝集させる方法であってもよい。この場合も、凝集体の周囲にシェルを形成してもよい。
【0244】
[5.現像剤]
本発明のトナーは、磁性又は非磁性の一成分現像剤として使用することもできるが、キャリア粒子と混合して二成分現像剤として使用してもよい。
【0245】
キャリア粒子としては、例えば、従来公知の材料からなる磁性粒子を用いることができる。磁性粒子の例として、鉄、フェライト、マグネタイト等の金属、それらの金属とアルミニウム、鉛等の金属との合金等が挙げられる。キャリア粒子は、特にフェライト粒子が好ましい。
【0246】
キャリア粒子として、磁性粒子の表面を樹脂等の被覆剤で被覆した被覆型キャリア粒子や、バインダー樹脂中に磁性体微粉末を分散した分散型キャリア粒子を用いてもよい。キャリア粒子は、感光体へのキャリア粒子の付着を抑制する観点から、被覆型キャリア粒子が好ましい。
【0247】
キャリア粒子の平均粒子径は、体積基準のメジアン径で15μm以上100μm以下が好ましく、25μm以上80μm以下がより好ましい。キャリア粒子の体積基準のメジアン径は、例えば、湿式分散機を備えたレーザー回折式粒度分布測定装置(HELOS、SYMPATEC社)で測定できる。
【0248】
キャリア粒子は、上述のトナー粒子に適量混合すればよい。当該混合に用いられる混合装置の例には、ナウターミキサー、W型混合機、V型混合機等が含まれる。
【0249】
[6.画像形成方法]
本発明の画像形成方法は、上述の本発明のトナーを用いることを特徴とする。具体的には、本発明の画像形成方法は、本発明のトナーと、電子写真方式の画像形成装置と、を用いて、実施できる。電子写真方式の画像形成装置には、公知のものを用いることができる。
【実施例0250】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。下記実施例において、特記しない限り、操作は、室温(25℃)で行われた。下記実施例において、特記しない限り、「%」及び「部」は、それぞれ、「質量%」及び「質量部」を意味する。
【0251】
<非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1の調製>
(1)第1段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管及び窒素導入装置を取り付けた5Lの反応容器に、ドデシル硫酸ナトリウム〔8質量部〕及びイオン交換水〔3000質量部〕を仕込んだ。これを窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、当該反応容器の内温を80℃に昇温させた。昇温後、得られた混合液に、過硫酸カリウム〔10質量部〕をイオン交換水〔200質量部〕に溶解させた水溶液を添加した。得られた混合液の温度を再度80℃とした。当該混合液に、下記組成からなる単量体混合液1を、1時間かけて滴下した。80℃にて前記混合液を2時間撹拌することにより、重合を行い、樹脂微粒子の分散液a1を調製した。
【0252】
(単量体混合液1)
スチレン 480質量部
n-ブチルアクリレート 250質量部
メタクリル酸 68質量部
【0253】
(2)第2段重合
撹拌装置、温度センサー、冷却管及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(2)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んだ。当該溶液を80℃に加熱した。当該溶液に、樹脂微粒子の分散液a1〔80質量部、固形分換算〕と、下記組成からなる単量体及び離型剤を90℃にて溶解させた単量体混合液2とを添加した。循環経路を有する機械式分散機により、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。機械式分散機には、CLEARMIX(エム・テクニック社製、「CLEARMIX」は同社の登録商標)を用いた。下記マイクロクリスタリンは、離型剤であり、その融点は89℃である。
【0254】
(単量体混合液2)
スチレン 285質量部
n-ブチルアクリレート 95質量部
メタクリル酸 20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
マイクロクリスタリン(離型剤、融点89℃) 190質量部
【0255】
次いで、前記分散液に、過硫酸カリウム〔6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た。得られた分散液を84℃にて1時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行い、樹脂微粒子の分散液a2を調製した。
【0256】
(3)第3段重合
樹脂微粒子の分散液a2に、イオン交換水〔400質量部〕を添加し、十分に混合した。得られた分散液に、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た。これに、82℃の温度条件下で、下記組成からなる単量体混合液3を1時間かけて滴下した。滴下終了後、前記分散液を2時間にわたり加熱撹拌することにより重合を行った。これを28℃まで冷却し、ビニル樹脂(スチレン・アクリル樹脂)からなる非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1を調製した。
【0257】
(単量体混合液3)
スチレン 307質量部
n-ブチルアクリレート 147質量部
メタクリル酸 52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
【0258】
得られた非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1について物性を測定した。非晶性樹脂微粒子の体積基準のメジアン径(D50)は220nmであった。ガラス転移温度(Tg)は46℃であった。重量平均分子量(Mw)は32000であった。
【0259】
<非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X2~6の調製>
上記非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1の調製における、第2段重合における離型剤の種類及び量を、表Iのように変更した以外は、上記非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1の調製と同様にして、非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X2~6を調製した。マイクロクリスタリンの融点は89℃である。ベヘン酸ベヘネートの融点は73℃である。
【0260】
【0261】
<非晶性ポリエステル微粒子分散液XP1の調製>
下記ビニル樹脂の単量体、非晶性ポリエステルとビニル樹脂のいずれとも反応する置換基を有する単量体及び重合開始剤の混合液を滴下ロートに入れた。
【0262】
スチレン 80質量部
n-ブチルアクリレート 20質量部
アクリル酸 10質量部
ジ-t-ブチルパーオキサイド(重合開始剤) 16質量部
【0263】
下記非晶性ポリエステルの原料となる単量体を、窒素導入管、脱水管、撹拌器及び熱電対を備えた四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
【0264】
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 59.1質量部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 281.7質量部
テレフタル酸 63.9質量部
コハク酸 48.4質量部
【0265】
撹拌下で、滴下ロートに入れた混合液を四つ口フラスコへ90分かけて滴下し、60分間熟成を行った。次いで、減圧下(8kPa)にて、未反応の単量体を除去した。これに、エステル化触媒としてTi(OBu)4を0.4質量部投入し、235℃まで昇温した。これを、235℃の状態で、常圧下(101.3kPa)にて5時間、更に減圧下(8kPa)にて1時間、反応させた。
【0266】
次いで、これを200℃まで冷却し、減圧下(20kPa)にて反応を行った。次いでこれの脱溶剤を行い、非晶性ポリエステルを得た。
【0267】
得られた非晶性ポリエステルについて物性を測定した。重量平均分子量(Mw)は24000であった。酸価は16.2mgKOH/gであった。ガラス転移点(Tg)は60℃であった。
【0268】
得られた非晶性ポリエステル〔100質量部〕を、酢酸エチル(関東化学社製)〔400質量部〕に溶解した。これに、0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液〔638質量部〕を加え、混合した。混合液を撹拌しながら、超音波ホモジナイザーUS-150T(日本精機製作所社製)により、V-LEVEL 400μAで、30分間の超音波分散処理を行った。その後、これを40℃に加温した状態で、ダイヤフラム真空ポンプV-700(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去した。これにより、固形分量が13.5質量%の非晶性ポリエステル微粒子分散液を調製した。分散液中の非晶性ポリエステル微粒子は、体積基準のメジアン径が98nmであった。
【0269】
<シリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液の調製>
<シリコーン部位を有するポリエステルsa1~sa6の調製>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、下記材料を入れた。
【0270】
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド(2.2)付加物 1413質量部
ビスフェノールAのエチレンオキサイド(2.2)付加物 4156質量部
テレフタル酸 2430質量部
シリコーン「KF-864」(信越化学工業社製) 374質量部
ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II) 40質量部
【0271】
これを窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で6時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行った。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsa1を得た。
【0272】
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、下記材料を入れた。
【0273】
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド(2.2)付加物 1413質量部
ビスフェノールAのエチレンオキサイド(2.2)付加物 4156質量部
テレフタル酸 2430質量部
シリコーン「X-22-343」(信越化学工業社製) 374質量部
ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II) 40質量部
【0274】
これを窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で6時間保持した後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行った。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsa2を得た。
【0275】
原料のシリコーンを表IIに示すように変更した以外はsa2と同様にして、シリコーン部位を有するポリエステルsa3~5を得た。
【0276】
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、下記材料を入れた。
【0277】
L-ラクチド 5091質量部
D-ラクチド 2182質量部
ビス(2-ヒドロキシプロピル)テレフタレート(BHPT) 727質量部
【0278】
フラスコの内温を徐々に昇温し、減圧条件下で脱水処理を行った。次いで、窒素パージ下で更に昇温し、目視で系が均一化したことを確認した。その後、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)〔24質量部〕を系に投入して、重合反応を行った。この際、系の内温が190℃を超えないように制御した。2時間の反応時間経過後、系を再び流出ラインに切り替え、減圧条件下で未反応のラクチドを除去し、重合反応を完結させた。これにより、樹脂オリゴマーを得た。
【0279】
その後、フラスコ中に、下記材料を投入した。
【0280】
樹脂オリゴマー 5882質量部
シリコーン「X22-160AS」(信越化学工業社製) 588質量部
【0281】
フラスコの内温を徐々に昇温した。系の均一化を確認した後、減圧下で脱水処理を行った。次いで更に昇温し、170℃においてジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)〔24質量部〕を系に投入した。その後、伸長剤としてイソホロンジイソシアネート(IPDI)〔529質量部〕を徐々に加えて、伸長反応を行った。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsa6を得た。
【0282】
【0283】
表IIに記載のシリコーンは、いずれも信越化学工業社製である。
【0284】
<シリコーン部位を有するポリエステルsb1~sb4、及びsb11~sb15の調製>
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、下記原料を入れた。
【0285】
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド(2.2)付加物 1413質量部
ビスフェノールAのエチレンオキサイド(2.2)付加物 4156質量部
テレフタル酸 2430質量部
シリコーン「X-22-170BX」(信越化学工業社製) 374質量部
ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II) 40質量部
【0286】
これを窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で6時間保持した。その後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行った。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsb1を得た。
【0287】
原料のシリコーンを、シリコーン「KF-6001」(信越化学工業社製)に変更した以外は、sb1と同様にして、シリコーン部位を有するポリエステルsb2を得た。
【0288】
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、下記材料を投入した。
【0289】
L-ラクチド 5091質量部
D-ラクチド 2182質量部
ビス(2-ヒドロキシプロピル)テレフタレート 727質量部
【0290】
フラスコの内温を徐々に昇温し、減圧条件下で脱水処理を行った。次いで、窒素パージ下で更に昇温し、目視で系が均一化したことを確認した。その後、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)〔24質量部〕を系に投入して重合反応を行った。この際、系の内温が190℃を超えないように制御した。2時間の反応時間経過後、系を再び流出ラインに切り替え、減圧条件下で未反応のラクチドを除去した。これにより、重合反応を完結させ、樹脂オリゴマーを得た。
【0291】
その後、フラスコ中に、下記材料を投入した。
【0292】
樹脂オリゴマー 5882質量部
シリコーン「X-22-160AS」(信越化学工業社製) 588質量部
【0293】
フラスコの内温を徐々に昇温した。系の均一化を確認した後、減圧下で脱水処理を行った。次いで更に昇温し、170℃においてジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)〔24質量部〕を系に投入した。その後、伸長剤としてイソホロンジイソシアネート〔529質量部〕を徐々に加えて伸長反応を行った。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsb3を得た。
【0294】
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、下記材料を投入した。
【0295】
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド(2.2)付加物 1413質量部
ビスフェノールAのエチレンオキサイド(2.2)付加物 4156質量部
テレフタル酸 2430質量部
シリコーン「KF96-100cs」(信越化学工業社製) 374質量部
ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II) 40質量部
【0296】
この系を窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で6時間保持した。その後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行った。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsb4を得た。
【0297】
窒素導入管、脱水管、撹拌機、及び熱電対を装備した内容積10Lの四つ口フラスコの内部を窒素置換し、下記材料を投入した。
【0298】
ビスフェノールAのプロピレンオキサイド(2.2)付加物 1413質量部
ビスフェノールAのエチレンオキサイド(2.2)付加物 4156質量部
テレフタル酸 2430質量部
シリコーン「X-22-173BX」(信越化学工業社製) 374質量部
ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II) 40質量部
【0299】
この系を窒素雰囲気下、撹拌しながら、235℃に昇温し、235℃で6時間保持した。その後、フラスコ内の圧力を下げ、8kPaにて所望の軟化点まで反応を行った。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsb11を得た。
【0300】
原料組成を表IIIに示すように変更した以外はsb11と同様にして、シリコーン部位を有するポリエステルsb12~sb15を得た。
【0301】
【0302】
表IIIに記載のシリコーンは、いずれも信越化学工業社製である。
【0303】
<シリコーン部位を有するポリエステルsc1-1~sc1-5の調製>
撹拌装置、温度センサー、冷却管、窒素導入装置を取り付けた反応容器に、水酸化ナトリウム〔40質量部〕を純水〔1000質量部〕に溶解させたものを添加した。これに、下記材料を添加し、窒素気流下、撹拌した。
【0304】
ベンジルトリエチルアンモニウムクロライド 6質量部
p-t-ブチルフェノール 4質量部
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物
172質量部
上記式(5-1)で表されるポリシロキサンジオール 15質量部
【0305】
アジピン酸クロリド〔60質量部〕及びテレフタル酸クロリド〔45質量部〕を、塩化メチレン〔3000質量部〕に溶解させた。この溶液を、上記反応容器内の系に、反応容器の温度を20~40℃を保つように、ゆっくりと滴下した。滴下終了後、同温度で3時間撹拌反応させた。その後、50%酢酸水溶液〔2000質量部〕を添加して、更に1時間撹拌した。
【0306】
その後、塩化メチレン相を0.1N-水酸化ナトリウム水溶液、0.1N-塩酸水溶液及び純水にて洗浄した。その後、塩化メチレン相をメタノールに注いで、沈殿物を生成した。当該沈殿物を濾取し、乾燥させた。これにより、シリコーン部位を有するポリエステルsc1-1を得た。
【0307】
sc1-1の製造工程において、上記式(5-1)で表されるポリシロキサンジオールの代わりに、式(5-2)~式(5-5)で表されるポリシロキサンジオールをそれぞれ用いたこと以外は同様にして、sc1-2~sc1-5を得た。
【0308】
<シリコーン部位を有するポリエステルsc2-1~sc2-5の調製>
sc1-1の製造工程において、以下の2点を変更したこと以外は同様にして、シリコーン部位を有するポリエステルsc2-1を得た。
[1]2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物の添加量を、172質量部から170質量部に変更した。
[2]上記式(5-1)で表されるポリシロキサンジオール15質量部の代わりに、上記式(6-1)で表されるポリシロキサンジオール30質量部を用いた。
【0309】
sc2-1の製造工程において、上記式(6-1)で表されるポリシロキサンジオールの代わりに、上記式(6-2)~式(6-5)で表されるポリシロキサンジオールを用いたこと以外は同様にして、sc2-2~sc2-5を得た。
【0310】
<シリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液SA1~SA6、SB1~SB4、SB11~SB15、SC1-1~SC2-5の調製>
得られたシリコーン部位を有するポリエステルsa1〔400質量部〕を酢酸エチル〔1700質量部〕に投入した。この反応系を40℃まで昇温させて溶解混合することにより、ポリエステル溶液を調製した。
【0311】
別の反応槽で、純水〔2000質量部〕にドデシル硫酸ナトリウム〔4.8質量部〕を溶解させた水系媒体を調製した。この水系媒体中に、上記シリコーン部位を有するポリエステル溶液を投入した。これを、TKホモミキサーMarkII2.5型(プライミクス社製)を用いて撹拌した。これにより、水系媒体中にシリコーン部位を有するポリエステル溶液が油滴として分散されたラテックスを調製した。
【0312】
調製したラテックスから、酢酸エチルを、50℃の加温下で減圧留去することにより、除去した。これにより、シリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液SA1を得た。SA1におけるポリエステル微粒子の体積基準のメジアン径は140nmであった。
【0313】
シリコーン部位を有するポリエステルsa1の代わりに、シリコーン部位を有するポリエステルsa2~sa6、sb1~sb4、sb11~sb15、及びsc1~sc2をそれぞれ用いたこと以外は同様にして、シリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液SA2~SA6、SB1~SB4、SB11~SB15、及びSC1~SC2を得た。
【0314】
<着色剤粒子分散液の調製>
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〕に添加した溶液を調製した。この溶液に、撹拌しながら、銅フタロシアニン(C.I.ピグメントブルー15:3)〔420質量部〕を徐々に添加した。撹拌装置「クレアミックス」(エム・テクニック社製)を用いて分散処理をし、固形分が20質量%である着色剤粒子分散液を調製した。
【0315】
得られた着色剤粒子分散液における着色剤粒子の平均粒子径(体積基準のメジアン径)は、120nmであった。この測定には「マイクロトラックUPA-150」(日機装社製)を用いた。
【0316】
<離型剤粒子分散液1の調製>
マイクロクリスタリン(離型剤、融点89℃) 100質量部
アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製ネオゲンRK) 10質量部
イオン交換水 400質量部
【0317】
上記の材料を混合し80℃に加熱して、IKA社製のウルトラタラックスT50にて十分に分散した。その後、圧力吐出型ゴーリンホモジナイザーで分散処理した後、分散液にイオン交換水を加えて固形分量を15質量%に調整した。これにより、離型剤粒子分散液1を調製した。
【0318】
この分散液中の離型剤粒子の体積基準のメジアン径は、220nmであった。この測定には、レーザー回折式粒度分布測定器LA-750(堀場製作所製)を用いた。
【0319】
<結晶性ポリエステル微粒子分散液CP1の調製>
セバシン酸〔281質量部〕及び1,10-デカンジオール〔283質量部〕を、撹拌器、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を備えた反応容器に入れた。反応容器中を乾燥窒素ガスで置換した後、Ti(OBu)4を0.1質量部添加した。得られた混合液を窒素ガス気流下、約180℃で8時間撹拌し、反応を行った。当該混合液にTi(OBu)4を0.2質量部添加し、当該混合液の温度を約220℃に上げ6時間、当該混合液を撹拌し、反応を行った。その後、反応容器内の圧力を1333.2Paまで減圧し、減圧下で反応を行い、結晶性ポリエステルcp1を得た。
【0320】
結晶性ポリエステルcp1について物性を測定した。数平均分子量(Mn)は5500であった。重量平均分子量(Mw)は18000であった。融点(Tm)は70℃であった。
【0321】
結晶性ポリエステルcp1〔30質量部〕を溶融させた。これを、乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)へ、毎分100質量部の移送速度で移送した。これと同時に、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0.1Lの移送速度で、前記乳化分散機へ移送した。前記希アンモニア水は、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て調製した。そして、前記乳化分散機を、回転子の回転速度が60Hz、圧力が5kg/cm2(490kPa)の条件で運転した。これにより、固形分量が30質量部である結晶性ポリエステルcp1の結晶性ポリエステル微粒子分散液CP1を調製した。結晶性ポリエステル微粒子分散液CP1に含まれる結晶性ポリエステルcp1の粒子の体積基準のメジアン径(D50)は、200nmであった。
【0322】
<シェル用非晶性ポリエステル微粒子分散液AP1の調製>
両性化合物であるアクリル酸を含む下記の非晶性樹脂セグメントの原料モノマー及び重合開始剤の混合液を、滴下ロートに入れた。
【0323】
スチレン 80質量部
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
【0324】
下記の非晶性ポリエステルセグメントの原料モノマーを、窒素導入管、脱水管、撹拌機及び熱電対を備えた四つ口フラスコに入れ、170℃に加熱し溶解させた。
【0325】
ビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加物 59.1質量部
ビスフェノールAプロピレンオキサイド2モル付加物 281.7質量部
テレフタル酸 66.9質量部
コハク酸 48.4質量部
【0326】
次いで、撹拌下、上記滴下ロートに入れた混合液を、滴下ロートから上記四つ口フラスコへ90分かけて滴下し、60分間熟成を行った。次いで、減圧下(8kPa)にて、この系から未反応の単量体を除去した。次いで、この系に、エステル化触媒としてTi(OBu)4〔0.4質量部〕を投入した。次いで、この系を235℃まで昇温して、常圧下(101.3kPa)にて5時間、さらに減圧下(8kPa)にて1時間、反応を行った。次いで、この系を200℃まで冷却し、減圧下(20kPa)にて反応を行った後、脱溶剤を行った。これにより、非晶性ポリエステルap1を得た。非晶性ポリエステルap1は、ハイブリッド非晶性ポリエステルである。
【0327】
得られた非晶性ポリエステルap1の物性を測定した。重量平均分子量(Mw)は24000であった。酸価は16.2mgKOH/gであった。ガラス転移点(Tg)は60℃であった。
【0328】
非晶性ポリエステルap1〔100質量部〕を、酢酸エチル(関東化学社製)〔400質量部〕に溶解した。この系に、あらかじめ調製しておいた0.26質量%濃度のラウリル硫酸ナトリウム溶液〔638質量部〕を混合した。混合液を撹拌しながら、超音波ホモジナイザーUS-150T(日本精機製作所社製)によりV-LEVEL 400μAで30分間の超音波分散処理を行った。その後、40℃に加温した状態で、ダイヤフラム式真空ポンプV-700(BUCHI社製)を使用し、減圧下で3時間撹拌しながら酢酸エチルを完全に除去した。これにより、固形分量が13.5質量%の非晶性ポリエステル微粒子分散液AP1を調製した。分散液中の非晶性ポリエステル微粒子の体積基準のメジアン径は98nmであった。
【0329】
<シェル用非晶性ポリエステル微粒子分散液AP2の調製>
撹拌装置、窒素導入管、温度センサー及び精留塔を備えた反応容器に、下記多価カルボン酸単量体及び多価アルコール単量体を仕込んだ。
【0330】
・多価カルボン酸単量体
テレフタル酸(TPA) 20.4質量部
フマル酸(FA) 1.4質量部
ドデセニルコハク酸(DDSA) 6.5質量部
トリメリット酸(TMA) 3.8質量部
・多価アルコール単量体
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンエチレンオキサイド2モル付加物(BPA-EO) 16.3質量部
2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンプロピレンオキサイド2モル付加物(BPA-PO) 51.6質量部
【0331】
この系の温度を、1時間を要して190℃まで上げた。反応系内が均一に撹拌されていることを確認した。その後、触媒Ti(O-n-Bu)4(テトラノルマルブチルチタネート)を、多価カルボン酸単量体全量に対し、0.003質量%となるように投入した。
【0332】
生成する水を留去しながら、この系の温度を190℃から6時間をかけて240℃まで昇温した。240℃でさらに6時間脱水縮合反応を継続して重合を行い、非晶性ポリエステルap2を得た。
【0333】
非晶性ポリエステルap2〔300質量部〕を溶融させた。溶融状態の非晶性ポリエステルap2〔300質量部〕を、乳化分散機「キャビトロンCD1010」(株式会社ユーロテック製)に、毎分100質量部の移送速度で移送した。これと同時に、当該乳化分散機に、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0.1Lの移送速度で移送した。前記希アンモニア水は、水性溶媒タンクにおいて試薬アンモニア水をイオン交換水で希釈して調製した。この乳化分散機を、回転子の回転速度60Hz、圧力5kg/cm2の条件で運転した。これにより、非晶性ポリエステル微粒子分散液AP2を調製した。なお、希アンモニア水は中和度が45%になるように添加した。非晶性ポリエステル微粒子分散液AP2中の非晶性ポリエステル微粒子の分散径は、体積基準のメジアン径で220nmであった。
【0334】
<シェル用非晶性ビニル樹脂分散液AC1の調製>
ポリオキシエチレン(2)ドデシルエーテル硫酸ナトリウム〔5質量部〕をイオン交換水〔780質量部〕に溶解させた。この溶液を、撹拌装置、温度センサー、冷却管、及び窒素導入装置を取り付けた反応容器に仕込んだ。この系を窒素気流下230rpmの撹拌速度で撹拌しながら、この系の内温を80℃に昇温させた。
【0335】
この系に、過硫酸カリウム〔0.47質量部〕をイオン交換水〔18質量部〕に溶解させた溶液を添加した。この系の液温を再度80℃とし、下記のモノマー混合液を1時間かけて滴下後、80℃で2時間加熱後、撹拌することにより重合を行った。これにより、非晶性ビニル樹脂(スチレン-アクリル樹脂)ac1の分散液AC1を調製した。
【0336】
スチレン 205質量部
アクリル酸n-ブチル 100質量部
メタクリル酸 18質量部
n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート 4.4質量部
【0337】
<トナーの製造>
<トナー母体粒子1の製造>
撹拌装置、温度センサー及び冷却管を取り付けた反応容器に、下記材料を投入した。
【0338】
非晶性ポリエステル微粒子分散液XP1 189.7質量部(固形分換算)
離型剤分散液(1) 52.1質量部(固形分換算)
イオン交換水 2000質量部
【0339】
室温(25℃)下で、この系に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、この系のpHを10に調整した。この系に、着色剤粒子分散液〔7質量部、固形分換算〕を投入した。この系に、塩化マグネシウム〔60質量部〕をイオン交換水〔60質量部〕に溶解させた溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。この系を、3分間放置した後、60分間かけて80℃まで昇温した。この系に、シリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液SA1〔43.25質量部、固形分換算〕を20分かけて投入した。この系を、粒子径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整しながら撹拌した。この撹拌により、粒子径の体積基準のメジアン径が6.0μmになるまで、粒子径を成長させた。当該粒子径は、コールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)により測定した。
【0340】
次いで、この系に、シェル用非晶性ポリエステル微粒子分散液AP2〔37.5質量部、固形分換算〕を30分間かけて投入した。反応液の上澄みが透明になった時点で、この系に、塩化ナトリウム〔190質量部〕をイオン交換水〔760質量部〕に溶解させた水溶液を添加した。これにより、粒子径の成長を停止させた。この系を昇温して80℃の状態にし、さらに撹拌し、粒子の平均円形度が0.970になるまで粒子の融着を進行させた。その後、この系の液温を30℃以下まで下げた後、撹拌を停止した。これにより、トナー母体粒子1の分散液を得た。
【0341】
冷却したトナー母体粒子1の分散液から、固形分を分離した。当該固形分を脱水した。脱水して得られたケーキをイオン交換水へ再分散する工程と、分散液から固形分を分離する工程と、分離した固形分を脱水する工程と、を更に2回繰り返した。その後、脱水した固形分を40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子1を得た。
【0342】
<トナー母体粒子2の製造>
撹拌装置、温度センサー及び冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1〔346質量部、固形分換算〕、及びイオン交換水2000質量部を投入した。室温(25℃)下で、この系に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、この系のpHを10に調整した。この系に、着色剤粒子分散液〔7質量部、固形分換算〕を投入した。この系に、塩化マグネシウム〔60質量部〕をイオン交換水〔60質量部〕に溶解させた溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。この系を、3分間放置した後、60分間かけて80℃まで昇温した。80℃に到達後、この系にシリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液SA1〔43.25質量部、固形分換算〕を20分かけて投入した。この系を、粒子径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整しながら撹拌した。この撹拌により、粒子径の体積基準のメジアン径が6.0μmになるまで、粒子径を成長させた。当該粒子径は、コールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)により測定した。
【0343】
次いで、この系に、シェル用非晶性ポリエステル微粒子分散液AP1〔43.25質量部、固形分換算〕を30分間かけて投入した。反応液の上澄みが透明になった時点で、この系に、塩化ナトリウム〔190質量部〕をイオン交換水〔760質量部〕に溶解させた水溶液を添加した。これにより、粒子径の成長を停止させた。この系を昇温して80℃の状態にし、さらに撹拌し、粒子の平均円形度が0.970になるまで粒子の融着を進行させた。その後、この系の液温を30℃以下まで下げた後、撹拌を停止した。これにより、トナー母体粒子2の分散液を得た。
【0344】
冷却したトナー母体粒子2の分散液から、固形分を分離した。当該固形分を脱水した。脱水して得られたケーキをイオン交換水へ再分散する工程と、分散液から固形分を分離する工程と、分離した固形分を脱水する工程と、を更に2回繰り返した。その後、脱水した固形分を40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子2を得た。
【0345】
<トナー母体粒子3~33、35及び36の製造>
トナー母体粒子3~33、35及び36を、以下の点を表IVに示すように変更した以外は、トナー母体粒子2と同様にして、製造した。
[1]非晶性樹脂微粒子分散液の種類
[2]シリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液の種類
[3]シェル用非晶性ポリエステル微粒子分散液の種類
【0346】
<トナー母体粒子34の製造>
撹拌装置、温度センサー及び冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1〔346質量部、固形分換算〕、及びイオン交換水〔2000質量部〕を投入した。室温(25℃)下で、この系に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、この系のpHを10に調整した。この系に、着色剤粒子分散液〔7質量部、固形分換算〕を投入した。この系に、塩化マグネシウム〔60質量部〕をイオン交換水〔60質量部〕に溶解させた溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。この系を、3分間放置した後、60分間かけて80℃まで昇温した。この系に、シリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液SA1〔43.25質量部、固形分換算〕と結晶性ポリエステル微粒子分散液CP1〔43.25質量部、固形分換算〕を20分かけて投入した。この系を、粒子径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整しながら撹拌した。この撹拌により、粒子径の体積基準のメジアン径が6.0μmになるまで、粒子径を成長させた。当該粒子径は、コールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)により測定した。
【0347】
次いで、この系に、シェル用非晶性ポリエステル微粒子分散液AP1〔43.25質量部、固形分換算〕を30分間かけて投入した。反応液の上澄みが透明になった時点で、この系に、塩化ナトリウム〔190質量部〕をイオン交換水〔760質量部〕に溶解させた水溶液を添加した。これにより、粒子径の成長を停止させた。この系を昇温して80℃の状態にし、さらに撹拌し、粒子の平均円形度が0.970になるまで粒子の融着を進行させた。その後、この系の液温を30℃以下まで下げた後、撹拌を停止した。これにより、トナー母体粒子34の分散液を得た。
【0348】
冷却したトナー母体粒子34の分散液から、固形分を分離した。当該固形分を脱水した。脱水して得られたケーキをイオン交換水へ再分散する工程と、分散液から固形分を分離する工程と、分離した固形分を脱水する工程と、を更に2回繰り返した。その後、脱水した固形分を40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子34を得た。
【0349】
<トナー母体粒子37の製造>
撹拌装置、温度センサー及び冷却管を取り付けた反応容器に、非晶性ビニル樹脂微粒子分散液X1〔346質量部、固形分換算〕、及びイオン交換水〔2000質量部〕を投入した。室温(25℃)下で、この系に5モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加して、この系のpHを10に調整した。この系に、着色剤粒子分散液〔7質量部、固形分換算〕を投入した。この系に、塩化マグネシウム〔60質量部〕をイオン交換水〔60質量部〕に溶解させた溶液を、撹拌下、30℃において10分間かけて添加した。この系を、3分間放置した後、60分間かけて80℃まで昇温した。80℃に到達後、この系にシリコーン部位を有するポリエステル微粒子分散液SA1〔43.25質量部、固形分換算〕を20分かけて投入した。この系を、粒子径の成長速度が0.01μm/分となるように撹拌速度を調整しながら撹拌した。この撹拌により、粒子径の体積基準のメジアン径が6.0μmになるまで、粒子径を成長させた。当該粒子径は、コールターマルチサイザー3(ベックマン・コールター社製)により測定した。
【0350】
次いで、この系に、シェル用非晶性ポリエステル微粒子分散液AP1〔23.8質量部、固形分換算〕を30分間かけて投入した。反応液の上澄みが透明になった時点で、この系に、塩化ナトリウム〔190質量部〕をイオン交換水〔760質量部〕に溶解させた水溶液を添加した。これにより、粒子径の成長を停止させた。この系を昇温して80℃の状態にし、さらに撹拌し、粒子の平均円形度が0.970になるまで粒子の融着を進行させた。その後、この系の液温を30℃以下まで下げた後、撹拌を停止した。これにより、トナー母体粒子37の分散液を得た。
【0351】
冷却したトナー母体粒子37の分散液から、固形分を分離した。当該固形分を脱水した。脱水して得られたケーキをイオン交換水へ再分散する工程と、分散液から固形分を分離する工程と、分離した固形分を脱水する工程と、を更に2回繰り返した。その後、脱水した固形分を40℃で24時間乾燥させることにより、トナー母体粒子37を得た。
【0352】
【0353】
表中、「非晶性樹脂微粒子分散液」には、非晶性ビニル樹脂微粒子分散液及び非晶性ポリエステル微粒子分散液が含まれる。離型剤の「MC」は、マイクロクリスタリンを示す。離型剤の「BB」は、ベヘン酸ベヘネートを示す。離型剤の「相対含有量[質量部]」は、コア粒子が含有する樹脂の全量100質量部に対する含有量[質量部]を示す。
【0354】
<トナー粒子1~37の製造>
【0355】
得られたトナー母体粒子〔100質量部〕に、下記外添剤を添加した。
【0356】
疎水性シリカ粒子(数平均一次粒子径:12nm、疎水化度:68) 0.6質量部
疎水性酸化チタン粒子(数平均一次粒子径:20nm、疎水化度:63) 1.0質量部
ゾルゲルシリカ(数平均一次粒子径:110nm) 1.0質量部
【0357】
この系を、ヘンシェルミキサー(日本コークス工業株式会社製)により、回転翼周速35mm/秒、32℃で、20分間混合した。混合後、この系から45μmの目開きのふるいを用いて粗大粒子を除去し、トナー粒子を得た。
【0358】
上記の操作をトナー母体粒子1~37に対してそれぞれ行い、トナー粒子1~37を得た。
【0359】
<コア粒子の被覆率の測定>
真空電子染色装置VSC1R1(フィルジェン社製)に、四酸化ルテニウム(RuO4)が入った昇華室を設置した。トナー粒子1~2mgを広げるように入れた10mLサンプル瓶を、真空電子染色装置の染色チャンバー内に導入した。
【0360】
以下の条件下で染色した。
温度:室温(24~25℃)
濃度:設定ダイヤル3(300Pa)
時間:10分
【0361】
染色後、トナー粒子を光硬化性の包埋用樹脂に分散させ、包埋用樹脂を光硬化させて、ブロックを形成した。包埋用樹脂には、光硬化性樹脂「D-800」(日本電子社製)を用いた。
【0362】
形成したブロックから、ダイヤモンド歯を備えたミクロトームを用いて、厚さ60~100nmの超薄片状のサンプルを切り出した。
【0363】
下記の条件で、超薄片状のサンプルを、走査電子顕微鏡で観察した。
装置 :透過型電子顕微鏡「JSM-7401F」(日本電子社製)
加速電圧:30kV
倍率 :10000倍
観察条件:透過電子検出器、明視野像
【0364】
断面の直径が体積基準におけるメジアン径(D50%径)±10%の範囲内であるトナー粒子を、ランダムに20個撮影して、測定に用いた。
【0365】
トナー母体粒子の断面における、「シェルと包埋用樹脂の界面の長さ」と「トナー母体粒子の周の長さ」を測定した。当該測定には、画像処理解析装置LUZEX AP(ニレコ社製)を用いた。
【0366】
シェルによるコア粒子の被覆率を、「シェルと包埋用樹脂の界面の長さ」をAとし、「トナー母体粒子の周の長さ」をBとし、以下の式により算出した。
被覆率[%]=A/B×100
【0367】
撮影した20個のトナー母体粒子における被覆率の平均値を求めた。当該被覆率は、表IVに示すとおりである。
【0368】
<二成分現像剤の作製>
各トナー粒子に、アクリル樹脂を被覆した体積平均粒子径32μmのフェライト粒子を、トナー粒子濃度が6質量%となるように添加して混合した。これにより、各トナー粒子を含む二成分現像剤をそれぞれ作製した。
【0369】
<低温定着性の評価>
市販のフルカラー複合機「bizhub PRESS(登録商標) C1070」(コニカミノルタ社製)の定着装置を、定着上ベルト及び定着下ローラーの表面温度を変更できるように改造した。これに、二成分現像剤を順次装填した。さらに、上記複合機を、定着温度、トナー付着量、及びシステム速度を自由に設定できるように改造した。
【0370】
常温・常湿(温度20℃・湿度50%RH)の環境下において、記録媒体の上でトナーの付着量を11.3g/m2となるように設定した。記録媒体には、A4サイズの上質紙「NPI上質」(日本製紙社製、坪量127.9g/m2)を用いた。
【0371】
上記複合機及び記録媒体を用いて、100mm×100mmサイズの画像を定着させる定着実験を行った。定着実験は、設定される定着温度を110℃から2℃刻みで上げるように変更しながら180℃まで繰り返し行った。定着オフセットによる画像汚れが目視で確認されない最低の定着温度を、最低定着温度(U.O.回避温度)とした。そして、下記評価基準にしたがって低温定着性を評価した。A及びBを合格レベルとした。
【0372】
(評価基準)
A:最低定着温度が135℃未満(低温定着性が優れる。)
B:最低定着温度が135℃以上140℃未満(低温定着性が実用上問題ないレベルである。)
C:最低定着温度が140℃以上(目標とする通紙速度では十分定着しておらず、低温定着性が実用上問題あるレベルである。)
【0373】
<耐タッキング性の評価>
市販のフルカラー複合機「bizhub PRESS(登録商標) C1070」(コニカミノルタ社製)の定着装置を、定着上ベルト及び定着下ローラーの表面温度を変更できるように改造した。これに、二成分現像剤を順次装填した。さらに、上記複合機を、定着温度、トナー付着量、システム速度、及び排紙エアーを自由に設定できるように改造した。
【0374】
上記複合機を用いて、常温・常湿(温度20℃・湿度50%RH)の環境下において、記録媒体の上にベタ画像を出力する定着実験を、定着温度180℃にて800枚行った。記録媒体にはA4サイズの塗工紙「OKトップコート+」(王子製紙社製、157.0g/m2)を用いた。ベタ画像にけるトナーの付着量は10.2g/m2とした。
【0375】
紙表面温度を記録するため、排紙された画像のうち、1、100、200、300、400、500、600、及び700枚目の画像の中心部に、熱電対を張り付けた。熱電対には「モールド型表面センサー:MF-O-K」(東亜機器)を用いた。定着された画像が排紙トレイに800枚すべて積載された後に、紙温度が冷えるまで8時間放置した。紙が排紙されてから冷えるまでの間に到達した最高温度をその紙における測定温度とした。8時間放置した後に重ね合った画像同士がどれだけくっついているか、1、100、200、300、400、500、600、700枚目の画像に対して評価を行った。
【0376】
以下の評価基準にしたがってOKレベルとなった画像における測定温度をタッキング解消温度とした。測定温度は、排紙エアーの風量を変更することで制御することができる。1、100、200、300、400、500、600、及び700枚目の画像全てにおいてNGとなった場合は、排紙エアーの風量を大きくし、再度同様の実験をOKレベルの画像が出るまで繰り返した。
【0377】
(評価基準)
OK:簡単に手で剥がせ、トナー画像面が荒れていない。
NG:剥がした後にトナー画像面が荒れている。
【0378】
タッキング解消温度が高いほど、タッキングを生じさせにくいトナーである。タッキング解消温度は56℃以上が合格レベルである。
【0379】
【0380】
上記の結果から、本発明のトナーは、低温定着性及び耐タッキング性を両立していることが確認できる。