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公開番号2021121831
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210826
出願番号2020014725
出願日20200131
発明の名称トナー
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人
主分類G03G 9/087 20060101AFI20210730BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】低温定着性と現像安定性、耐久安定性を両立するトナーを提供することにある。
【解決手段】結着樹脂、該結着樹脂以外の重合体Aを含有し、表面に無機微粒子が熱固着されているトナー粒子を有するトナーであって、該結着樹脂がポリエステル樹脂であり、該結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であり、該重合体Aの含有量が、該結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上10.0質量部以下であり、該重合体Aが、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、該第一の重合性単量体が、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該第一及び第二のモノマーユニットの含有割合が特定の範囲であり、第一のモノマーユニットのSP値及び第二のモノマーユニットのSP値が特定の関係を満たし、該トナーをFT-IR ATR法で測定したとき、該結着樹脂に由来するピーク強度に対する、該重合体Aに由来するピーク強度の比率が0.3以上であることを特徴とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
結着樹脂、該結着樹脂以外の重合体Aを含有し、表面に無機微粒子が熱固着されているトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂がポリエステル樹脂であり、
該結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であり、
該重合体Aの含有量が、該結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上10.0質量部以下であり、
該重合体Aが、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%以上60.0モル%以下であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%以上95.0モル%以下であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP
11
(J/cm
3

0.5
とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP
21
(J/cm
3

0.5
としたとき、下記式(1)及び(2)を満たし、
3.00≦(SP
21
−SP
11
)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP
21
・・・(2)
該トナーをFT−IR ATR法で測定したとき、下記式(3)を満たすことを特徴とするトナー。、
0.3≦(Ge−a/Ge−r) ・・・(3)
Ge−a;ゲルマニウムを用いた時の該重合体A由来の強度
Ge−r;ゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
続きを表示(約 1,000 文字)【請求項2】
該トナー粒子が、炭化水素系ワックスを含有する請求項1に記載のトナー。
【請求項3】
該結着樹脂が、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物を含有する請求項1又は2に記載のトナー。
【請求項4】
該第二のモノマーユニットが、下記式(A)及び(B)からなる群から選ばれる少なくとも一つを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
(式中、Xは単結合又は炭素数1以上6以下のアルキレン基を示し、

1
は、ニトリル基(−C≡N)、
アミド基(−C(=O)NHR
10
(R
10
は水素原子、若しくは炭素数1以上4以下のアルキル基))、
ヒドロキシ基、
−COOR
11
(R
11
は炭素数1以上6以下のアルキル基若しくは炭素数1以上6以下のヒドロキシアルキル基)、
ウレタン基(−NHCOOR
12
(R
12
は炭素数1以上4以下のアルキル基))、
ウレア基(−NH−C(=O)−NH(R
13

2
(R
13
はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1以上6以下のアルキル基))、
−COO(CH
2

2
NHCOOR
14
(R
14
は炭素数1以上4以下のアルキル基)、又は
−COO(CH
2

2
−NH−C(=O)−NH(R
15

2
(R
15
はそれぞれ独立して、水素原子若しくは炭素数1以上6以下のアルキル基)
であり、R
2
は、炭素数1以上4以下のアルキル基であり、R
3
は、それぞれ独立して水素原子又はメチル基である。)
【請求項5】
該重合体A中の該第一のモノマーユニットが、ベヘニルアクリレートである請求項1〜4のいずれか1項に記載のトナー。
【請求項6】
該結着樹脂が、Sn元素を含有する請求項1または3に記載のトナー。
【請求項7】
該無機微粒子が、個数平均粒径50nm以上300nm以下のチタン酸ストロンチウムを含有する請求項1〜6のいずれか1項に記載のトナー。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式に用いられるトナーに関する。
続きを表示(約 5,900 文字)【背景技術】
【0002】
近年、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及し、印刷市場への適用も始まっている。印刷市場では、幅広いメディア(紙種)に対応しながら、高速、高画質、高い生産性が要求されるようになってきている。例えば、厚紙から薄紙へ紙種が変更されても、紙種に合わせてプロセススピード変更や定着器加熱設定温度を変えずに印刷を続ける、メディア等速性が求められている。メディア等速の観点から、トナーには、低温から高温まで幅広い定着温度範囲で適正に定着を完了することが求められている。幅広い定着可能温度で定着するために、シャープメルト性を有する結晶性ポリエステル樹脂等をトナーへ添加し、低温定着性能を向上させたトナーが多く提案されている(特許文献1)。しかしながら、結晶性ポリエステルは高温高湿環境における帯電安定性、特に高温高湿環境に放置後の帯電性の維持という面で課題のある材料であった。
シャープメルト性を有する他の結晶性樹脂として、結晶性のビニル系樹脂を使用したトナーが各種提案されている。例えば、特許文献2では、側鎖に結晶性を有するアクリレート系樹脂を用いることで低温定着性と耐熱保存性を両立させるトナーが提案されている。また、特許文献3では、非晶性のビニル系樹脂と結晶性のビニル系樹脂を化学的に結合させた結着樹脂を用いたトナーが提案されている。
上記特許文献のトナーは、低温定着性と耐熱保存性を両立することができ、結晶性ポリエステル樹脂を使用したトナーの弱点であった帯電安定性もある程度改善することができている。しかしながら、これら結晶性のビニル系樹脂を結着樹脂として使用したトナーは帯電の立ち上がりが遅いということがわかってきた。
これにより、印字比率の大きい画像を印刷した直後に印字比率の小さい画像を印刷した場合、現像機に存在しているトナーと新しく現像機内に供給されるトナーの帯電量とが異なることに起因して画像濃度が徐々に変動してしまうことがわかった。この傾向はとくに低湿環境において顕著である。このような現像安定性と低温定着性との両立に関しては、まだ改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2012−063559号公報
特開2014−130243号公報
特開2017−58604号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、上記の如き問題点を解決し、低温定着性と現像安定性、耐久安定性を両立するトナーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は結着樹脂、該結着樹脂以外の重合体Aを含有し、表面に無機微粒子が熱固着されているトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂がポリエステル樹脂であり、
該結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であり、
該重合体Aの含有量が、該結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上10.0質量部以下であり、
該重合体Aが、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%以上60.0モル%以下であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%以上95.0モル%以下であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP
11
(J/cm
3

0.5
とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP
21
(J/cm
3

0.5
としたとき、下記式(1)及び(2)を満たし、
3.00≦(SP
21
−SP
11
)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP
21
・・・(2)
該トナーをFT−IR ATR法で測定したとき、下記式(3)を満たすことを特徴とするトナーに関する。
0.30≦(Ge−a/Ge−r) ・・・(3)
Ge−a;ゲルマニウムを用いた時の該重合体A由来の強度
Ge−r;ゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
【発明の効果】
【0006】
本発明は、低温定着性と現像安定性、耐久安定性を両立するトナーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
トナー粒子の熱風による表面処理に好適な処理装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○〜××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。
【0009】
本発明において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを意味する。
【0010】
本発明において、「モノマーユニット」とは、ポリマー中のモノマー物質の反応した形態をいう。
【0011】
結晶性樹脂とは、示差走査熱量計(DSC)測定において明確な吸熱ピークを示す樹脂を指す。
【0012】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【0013】
本発明は結着樹脂、該結着樹脂以外の重合体Aを含有し、表面に無機微粒子が熱固着されているトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂がポリエステル樹脂であり、
該結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であり、
該重合体Aの含有量が、該結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上10.0質量部以下であり、
該重合体Aが、第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニット、及び該第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有し、
該第一の重合性単量体が、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、
該重合体A中の該第一のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%以上60.0モル%以下であり、
該重合体A中の該第二のモノマーユニットの含有割合が、該重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、20.0モル%以上95.0モル%以下であり、
該第一のモノマーユニットのSP値をSP
11
(J/cm
3

0.5
とし、該第二のモノマーユニットのSP値をSP
21
(J/cm
3

0.5
としたとき、下記式(1)及び(2)を満たし、
3.00≦(SP
21
−SP
11
)≦25.00 ・・・(1)
21.00≦SP
21
・・・(2)
該トナーをFT−IR ATR法で測定したとき、下記式(3)を満たすことを特徴とする。
0.30≦(Ge−a/Ge−r) ・・・(3)
Ge−a;ゲルマニウムを用いた時の該重合体A由来の強度
Ge−r;ゲルマニウムを用いた時の該結着樹脂由来の強度
【0014】
本発明のトナーによれば、低温定着性と現像安定性、耐久安定性を両立するトナーを提供することができる。
【0015】
本発明において、上記課題を解決するに至った理由は必ずしも明確ではないが、本発明者らは以下のように推測している。
【0016】
結晶性樹脂を含有したトナーは、結晶性樹脂が融点を超えた時点で急激に粘度が低下する為、低温定着性が良化する。結晶性材料として多く使用されている結晶性ポリエステルは、低温定着性を良化させるが、帯電安定性に課題がある。
【0017】
そこで本発明者らは、結晶性を有し、帯電安定性に優れる、結晶性のビニル系樹脂を用いた検討を行った。その結果、低温定着性と帯電安定性との両立はできたが、帯電の立ち上がり速度が低く、現像安定性が低下することが分かった。
【0018】
検討を重ねた結果、結晶性樹脂の組成を変更し、結晶性のビニル系樹脂にSP値の高いモノマーユニットが存在することにより帯電の立ち上がりが若干改善されることがわかってきた。SP値が高いと、電荷の局在化による電気双極子が存在するために電荷の移動が速くなったためと考えた。さらに、乾式の熱球形化処理を行うことによって、SP値の高いモノマーユニットが、トナー粒子の内側に配向することで、帯電の立ち上がり性が良化すると同時に、結着樹脂と擬似的な架橋構造を形成することで、トナー粒子表面の弾性を増加させ、外添剤の埋没を抑制することで、耐久安定性も向上することが分かった。さらに、無機微粒子を外添した後に、乾式の熱球形化処理を行うことで、無機微粒子をトナー粒子に固着できるため、さらに耐久安定性が向上することが分かった。
【0019】
そして、本発明者らが鋭意検討した結果、トナー中に添加する結着樹脂の複数の重合性単量体に由来するモノマーユニットのモル比率、SP値、SP値の差分、並びにトナー粒子表面処理によりトナーのGe−a/Ge−rを特定の範囲に制御することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。
【0020】
本発明において好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
【0021】
重合体Aは、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである第一の重合性単量体に由来する第一のモノマーユニットを有することを特徴とする。
【0022】
第一のモノマーユニットが、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルであることで、トナー中に結晶部位を有し、低温定着性が良化する。
【0023】
また、第一の態様において、重合体A中の第一のモノマーユニットの含有割合が、重合体A中の全モノマーユニットの総モル数を基準として、5.0モル%以上60.0モル%以下であることを特徴としている。
【0024】
含有割合が、上記範囲であることで、低温定着性と帯電立ち上がりが良好となる。該含有割合が5.0モル%未満であると、低温定着性が低下する。一方、該含有割合が60.0モル%を超えると、重合体中におけるSP値の低い非極性部の占める部分が大きくなるため帯電の立ち上がりが低下する。好ましくは10.0モル%以上60.0モル%以下であり、より好ましい範囲は20.0モル%以上40.0モル%以下である。
【0025】
第一のモノマーユニットを形成する第一の重合性単量体は、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである。
【0026】
炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭素数18以上36以下の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンエイコサニル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸リグノセリル、(メタ)アクリル酸セリル、(メタ)アクリル酸オクタコサ、(メタ)アクリル酸ミリシル、(メタ)アクリル酸ドドリアコンタ等]及び炭素数18以上36以下の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸2−デシルテトラデシル等]が挙げられる。
【0027】
これらの内、トナーの現像安定性の観点から、好ましくは炭素数18以上36以下の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、より好ましくは炭素数18以上30以下の直鎖のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つであり、さらに好ましいのは直鎖の(メタ)アクリル酸ステアリル及び(メタ)アクリル酸ベヘニルからなる群から選択される少なくとも一つである。
【0028】
第一の重合性単量体は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0029】
第一の態様において、重合体Aは、第一の重合性単量体とは異なる第二の重合性単量体に由来する第二のモノマーユニットを有することを特徴とする。該第二のモノマーユニットのSP値をSP
21
としたとき、下記式(2)を満たすことを特徴とする。下記式(2)’を満たすことが好ましく、下記式(2)”を満たすことがさらに好ましい。
21.00≦SP
21
・・・(2)
21.00≦SP
21
≦40.00 ・・・(2)’
25.00≦SP
21
≦30.00 ・・・(2)”
【0030】
第二のモノマーユニット又は第二の重合性単量体のSP値が上記範囲であることで、無機微粒子からの電荷移動が速やかに行われ、帯電の立ち上がり速度が増加する。
(【0031】以降は省略されています)

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