JP2013228556A - 静電荷像現像用トナー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所定の貯蔵弾性率を有する結着樹脂の微粒子から構成されるコア粒子の表面が、所定の貯蔵弾性率を有する樹脂微粒子により被覆されている静電荷像現像用トナーであって、25℃でのヤング率が100〜150MPaであり、且つ25℃での圧壊強度が20MPa以上である、静電荷像現像用トナー。
【選択図】なし
Description
前記コア粒子の結着樹脂の微粒子は、100℃における貯蔵弾性率が1.0×101〜2.0×105Paであり、150℃における貯蔵弾性率が1.0〜2.5×102Paであり、
前記樹脂微粒子は、100℃における貯蔵弾性率が2.5×105〜2.0×106Paであり、150℃における貯蔵弾性率が6.0×102〜2.0×104Paであり、
25℃でのヤング率が100〜150MPaであり、且つ25℃での圧壊強度が20MPa以上である、静電荷像現像用トナーに関する。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、コア粒子は、結着樹脂を必須に含む。また、コア粒子は、必要に応じて、結着樹脂中に、着色剤、電荷制御剤、離型剤、及び磁性粉等を含んでいてもよい。以下、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、磁性粉、及びコア粒子の製造方法について順に説明する。
コア粒子は、結着樹脂を必須に含む。結着樹脂は、その微粒子の100℃における貯蔵弾性率が1.0×101〜2.0×105Paであり、150℃における貯蔵弾性率が1.0〜2.5×102Paであり、従来からトナー用の結着樹脂として使用される樹脂から、コア粒子を用いて得られるトナーのヤング率と、圧壊強度とを勘案して、適宜選択される。
高化式フローテスター(CFT−500D(株式会社島津製作所製))により結着樹脂(トナー)の軟化点の測定を行う。結着樹脂1.5gを試料として用い、高さが1.0mmで直径1.0mmのダイを使用し、昇温速度4℃/min、予熱時間300秒、荷重5kg、測定温度範囲60〜200℃の条件で測定を行う。フローテスターの測定により得られた、温度(℃)とストローク(mm)とに関するS字カーブより、軟化点を読み取る。
結着樹脂のガラス転移点は、示差走査熱量計(DSC)を用いて、比熱の変化点から求めることができる。より具体的には、測定装置としてセイコーインスツルメンツ株式会社製示差走査熱量計DSC−6200を用い、結着樹脂の吸熱曲線を測定することで求めることができる。測定試料10mgをアルミパン中に入れ、リファレンスとして空のアルミパンを使用し、測定温度範囲25〜200℃、昇温速度10℃/minで常温常湿下にて測定して得られた吸熱曲線よりガラス転移点を求めることができる。
測定装置(MCR301(株式会社アントンパール・ジャパン))を用いて、以下の条件にて貯蔵弾性率の測定を行った。樹脂0.35gをφ20錠剤成形器で60kg・f/cm2で15秒加圧してペレット化(厚み約1.0mm)した。これをプレート径20mm(DISPO_20)に載せ、各樹脂の(Tm+3)℃で溶着を行った。続いて30℃までひずみ0.01%一定で10℃/minで降温したのち、200℃までひずみ量を0.01%〜5%の線形で増大させながら2℃/minで昇温して100℃及び150℃の貯蔵弾性率を測定した。
ポリエステル樹脂は、2価又は3価以上のアルコール成分と2価又は3価以上のカルボン酸成分との縮重合や共縮重合によって得られるものを使用することができる。ポリエステル樹脂を合成する際に用いられる成分としては、以下のアルコール成分やカルボン酸成分が挙げられる。
ポリエステル樹脂を合成する際に用いられる単量体としては、上記の2価又は3価以上のアルコール成分や2価又は3価以上のカルボン酸成分を使用できる。本出願の明細書、及び特許請求の範囲において、ポリエステル樹脂は結晶性指数が1.20以上、好ましくは1.50〜3.00となるようなポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂の結晶性指数は、単量体であるアルコール成分やカルボン酸成分の、種類、及び使用量を適宜調整することにより調整できる。
1)結晶化を促進するアルコール成分、及びカルボン酸成分を少量しか使用しないか、使用しない方法。
2)アルコール成分、及びカルボン酸成分として、それぞれ2種以上の化合物を使用する方法。
3)ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物や、アルキル置換コハク酸等を使用して結晶化を抑制する方法。
なお、ポリエステル樹脂の結晶化を促進しやすいアルコール成分としては、炭素原子数2〜8の脂肪族ジオールが挙げられ、脂肪族ジオールの中でも、特に、炭素原子数2〜8のα,ω−アルカンジオールが挙げられる。また、ポリエステル樹脂の結晶化を促進しやすいカルボン酸成分としては、炭素原子数2〜16の脂肪族ジカルボン酸が挙げられ、脂肪族ジカルボン酸の中でも、特に、炭素原子数2〜16のα,ω−アルカンジカルボン酸が挙げられる。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、コア粒子は必要に応じて、着色剤を含んでいてもよい。コア粒子に含有させる着色剤は、トナー粒子の色に合わせて、公知の顔料や染料を用いることができる。コア粒子に含有させることができる好適な着色剤の具体例としては以下の着色剤が挙げられる。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、コア粒子は必要に応じて、離型剤を含んでいてもよい。離型剤は、通常、トナーの定着性や耐オフセット性を向上させる目的で使用される。離型剤の種類は、従来からトナー用の離型剤として使用されているものであれば特に限定されない。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、コア粒子は必要に応じて、電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、トナーの帯電レベルの安定性や、所定の帯電レベルに短時間でトナーを帯電可能か否かの指標となる帯電立ち上がり特性を向上させ、耐久性や安定性に優れたトナーを得る目的で使用される。トナーを正帯電させて現像を行う場合、正帯電性の電荷制御剤が使用され、トナーを負帯電させて現像を行う場合、負帯電性の電荷制御剤が使用される。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、コア粒子は必要に応じて、磁性粉を含んでいてもよい。静電荷像現像用トナーには、所望により、磁性粉を配合することができる。磁性粉の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。好適な磁性粉の例としては、フェライト、マグネタイト等の鉄;コバルト、ニッケル等の強磁性金属;鉄、及び/又は強磁性金属を含む合金;鉄、及び/又は強磁性金属を含む化合物;熱処理等の強磁性化処理を施された強磁性合金;二酸化クロムが挙げられる。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、コア粒子が、所定の成分を含有し、且つ、所定のヤング率と圧壊強度とを有するトナーを与えるものであれば、その製造方法は特に限定されない。コア粒子の製造方法として好適な方法としては、溶融混練法と、凝集法とが挙げられる。
結着樹脂を含む微粒子の調製方法は特に限定されない。結着樹脂を含む微粒子は、結着樹脂の微粒子であるか、結着樹脂と、着色剤、離型剤、電荷制御剤等の任意成分とを含む樹脂組成物の微粒子である。通常、結着樹脂を含む微粒子は、水性媒体中で、結着樹脂又は結着樹脂を含む組成物を所望のサイズに微粒子化することにより、微粒子の水性媒体分散液として調製される。また、微粒子の水性媒体分散液は、結着樹脂を含む微粒子以外の微粒子を含んでいてもよい。結着樹脂を含む微粒子以外の微粒子の例としては、着色剤の微粒子、離型剤の微粒子、着色剤と離型剤とからなる微粒子等が挙げられる。以下、結着樹脂を含む微粒子の調製方法、着色剤の微粒子の調製方法、及び離型剤の微粒子の調製方法について順に説明する。なお、ここで説明する微粒子とは異なる成分を含む微粒子については、これらの微粒子の製造方法を、適宜選択することにより調製することができる。
まず、結着樹脂、又は結着樹脂とコア粒子が含んでいてもよい任意成分とを含む樹脂組成物を、ターボミル等の粉砕装置により、粗粉砕する。粗粉砕品を、イオン交換水等の水性媒体に分散させた状態で、フローテスターで測定される結着樹脂の軟化点より10℃以上高い温度(最高でも200℃程度までの温度)に加熱し、加熱された結着樹脂の分散液に、クレアミックス等の高速剪断乳化装置によって強い剪断力を与えることにより、結着樹脂を含む微粒子の水性媒体中の分散液が得られる。
界面活性剤を含む水性媒体中で、着色剤と、必要に応じて着色剤の分散剤等の成分とを、公知の分散機によって分散処理することによって、着色剤の微粒子が得られる。界面活性剤の種類は特に限定されず、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、及びノニオン界面活性剤の何れも使用できる。界面活性剤の使用量は特に限定されないが、臨界ミセル濃度(CMC)以上であるのが好ましい。
離型剤を予め100μm以下程度に粗粉砕しておく。離型剤の粗粉砕品を、界面活性剤を含む水性媒体中に添加し、そのスラリーを離型剤の融点以上の温度に加熱する。加熱したスラリーに、ホモジナイザーや圧力吐出型分散機を用いて強い剪断力を付与し、離型剤を含む微粒子の分散液を調製する。
上記方法により調製された、結着樹脂を含む微粒子は、コア粒子に所定の成分が含まれるように、離型剤を含む微粒子、及び着色剤を含む微粒子を適宜組み合わせて、微粒子凝集体とされる。微粒子を凝集させる方法は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に制限されない。微粒子を凝集させる好適な方法としては、水性媒体中の微粒子の分散液に、凝集剤を添加する方法が挙げられる。
上記のようにして得られた微粒子凝集体の水性媒体中の分散液を加熱し、微粒子凝集体に含まれる成分を合一化して、所望の粒子径に形状が制御されたコア粒子を得る。微粒子凝集体の合一化において、微粒子凝集体の水性媒中の分散液を加熱する際の温度は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、微粒子凝集体の水性媒中の分散液は、結着樹脂のガラス転移点以上、結着樹脂の融点以下の温度に加熱されるのが好ましく、結着樹脂のガラス転移点+10℃以上、結着樹脂の融点以下の温度に加熱されるのがより好ましい。微粒子凝集体の水性媒中の分散液をかかる範囲の温度に加熱することによって、微粒子凝集体に含まれる成分の合一化を良好に進行させることができる。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、トナーが所定のヤング率と圧壊強度とを有する範囲で、種々の樹脂からなる樹脂微粒子を用いることができる。
(メタ)アクリル系樹脂は、少なくとも(メタ)アクリル系モノマーを含むモノマーを共重合して得られる樹脂である。(メタ)アクリル系樹脂に含まれる、(メタ)アクリル系モノマーに由来する単位の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%であるのが最も好ましい。
スチレン−(メタ)アクリル系樹脂は、少なくともスチレン系モノマーと、(メタ)アクリル系モノマーとを含むモノマーを共重合して得られる樹脂である。スチレン−(メタ)アクリル系樹脂に含まれる、スチレン系モノマーに由来する単位と(メタ)アクリル系モノマーとに由来する単位の含有量の合計は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されないが、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%であるのが最も好ましい。
本発明のトナーが、コア粒子とコア粒子を被覆する樹脂微粒子とから構成される場合、本発明のトナーは、従来知られる種々の方法によって前述のコア粒子を、前述の樹脂微粒子により被覆することにより得られる。
トナーのヤング率と、圧壊強度とは、25℃の条件下において、微小圧縮試験機(MCT−211(株式会社島津製作所製))を用いて測定される。評価対象として用いるトナー粒子は、トナーの粒子径分布の中位径相当の粒子径であるトナー粒子を用いるのが好ましい。トナー粒子を、平面厚子(50μm径)を用いて、0.284mN/sの付加速度により、9.8mNまで加圧し、その際の応力(mN)と変位(μm)とを測定し、応力−変位曲線を得る。圧壊強度は、応力−変位曲線において、応力が一定になった時の応力及び粒子径から下記式により算出できる。また、ヤング率は、応力−変位曲線において、応力が一定になるまでの応力と変位との関係、及び粒子径から下記式により算出できる。なお、下記式において、応力はP(mN)、粒子径はD(μm)、圧縮変位はΔD(μm)である。
(圧壊強度)
圧壊強度(MPa)=2.8×P/(π×D×D)
(ヤング率)
ヤング率(MPa)=1000×(P/(π×(D/2)×(D/2)))/(ΔD/D)
また、本発明のトナーは、トナーのコア粒子に用いられる樹脂と、コア粒子を被覆するために用いられる樹脂とが、溶解度パラメータ(以下、単にSP値とも記す)について、そのSP値差(ΔSP)が、1.8〜2.4であるのが好ましい。トナーのコア粒子に用いられる樹脂のSP値と、コア粒子を被覆するために用いられる樹脂のSP値とが、かかる範囲である場合、シェル層とコア層とに明確な境界面が存在するため、圧壊強度に優れたトナーを得やすい。なお、SP値とは、分子凝集エネルギーの平方根で表される値であり、R.F.Fedors,Polymer Engineering Science,14,p147(1974)に記載の方法で計算することができる。単位は(MPa)1/2であり、25℃における値を指す。
2成分現像剤を調製する場合、キャリアとしては、磁性キャリアを用いるのが好ましい。好適なキャリアとしては、キャリア芯材が樹脂により被覆されたものが挙げられる。キャリア芯材の具体例としては、鉄、酸化処理鉄、還元鉄、マグネタイト、銅、ケイ素鋼、フェライト、ニッケル、コバルト等の粒子や、これらの材料とマンガン、亜鉛、アルミニウム等との合金の粒子、鉄−ニッケル合金、鉄−コバルト合金等の粒子、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、酸化マグネシウム、酸化鉛、酸化ジルコニウム、炭化ケイ素、チタン酸マグネシウム、チタン酸バリウム、チタン酸リチウム、チタン酸鉛、ジルコン酸鉛、ニオブ酸リチウム等のセラミックスの粒子、リン酸二水素アンモニウム、リン酸二水素カリウム、ロッシェル塩等の高誘電率物質の粒子、樹脂中に上記磁性粒子を分散させた樹脂キャリア等が挙げられる。
以下の方法に従って、コア粒子の形成において、結着樹脂として用いられる樹脂微粒子分散液A〜Cを調製した。
以下の方法に従って、ポリエステル樹脂aである樹脂微粒子の水性媒体中の分散液を調製した。
数平均分子量(Mn):1200
質量平均分子量(Mw):2300
分子量分布(Mw/Mn):1.92
融解温度(Tm):70.8℃
ガラス転移点(Tg):38.4℃
酸価:11.6mgKOH/g
SP値:11.3
なお、上記樹脂の数平均分子量(Mn)と質量平均分子量(Mw)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて下記条件により測定した。また、樹脂の酸価(mgKOH/g)は、滴定により確認した。
GPC装置:HLC−8020GPC(東ソー株式会社製)
カラム:TSKgel、Super Multipore HZ−H(東ソー株式会社製、4.6mmID×15cm)
カラム本数:3本
溶離液:テトラヒドロフラン
流速:0.35ml/分
サンプル注入量:10μl
測定温度:40℃
検出器:IR検出器
検量線は、標準試料(TSK standard,polystyrene、東ソー株式会社製)から、F−40、F−20、F−4、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、及びn−プロピルベンゼンの8種を選択して作成した。
ポリエステル樹脂aに変えて、以下の物性を有するポリエステル樹脂bを使用した他は、樹脂微粒子分散液Aと同様にして樹脂微粒子分散液Bを得た。また、ポリエステル樹脂bの貯蔵弾性率は、100℃で3.3×101Paであり、150℃で2.8Paであった。
数平均分子量(Mn):1500
質量平均分子量(Mw):3100
分子量分布(Mw/Mn):2.07
融解温度(Tm):80.4℃
ガラス転移点(Tg):46.0℃
酸価:10.9mgKOH/g
SP値:11.0
ポリエステル樹脂aに変えて、以下の物性を有するポリエステル樹脂cを使用した他は、樹脂微粒子分散液Aと同様にして樹脂微粒子分散液Cを得た。また、ポリエステル樹脂cの貯蔵弾性率は、100℃で2.7×102Paであり、150℃で5.7Paであった。
数平均分子量(Mn):1400
質量平均分子量(Mw):3300
分子量分布(Mw/Mn):2.36
融解温度(Tm):90.3℃
ガラス転移点(Tg):52.3℃
酸価:12.1mgKOH/g
SP値:11.1
以下の方法に従って、コア粒子の被覆に用いられる樹脂微粒子分散液D〜Fを調製した。
ポリエステル樹脂aに変えて、以下の物性を有するアクリル樹脂dを使用した他は、樹脂微粒子分散液Aと同様にして樹脂微粒子分散液Dを得た。また、アクリル樹脂dの貯蔵弾性率は、100℃で1.3×106Paであり、150℃で1.2×104Paであった。
数平均分子量(Mn):34,000
質量平均分子量(Mw):87,000
分子量分布(Mw/Mn):6.70
融解温度(Tm):147.9℃
ガラス転移点(Tg):62.9℃
SP値:9.2
ポリエステル樹脂aに変えて、以下の物性を有するアクリル樹脂eを使用した他は、樹脂微粒子分散液Aと同様にして樹脂微粒子分散液Eを得た。また、アクリル樹脂eの貯蔵弾性率は、100℃で4.3×105Paであり、150℃で6.7×102Paであった。
数平均分子量(Mn):29,000
質量平均分子量(Mw):90,000
分子量分布(Mw/Mn):3.10
融解温度(Tm):123.4℃
ガラス転移点(Tg):63.0℃
SP値:8.9
ポリエステル樹脂aに変えて、以下の物性を有するアクリル樹脂fを使用した他は、樹脂微粒子分散液Aと同様にして樹脂微粒子分散液Fを得た。また、アクリル樹脂fの貯蔵弾性率は、100℃で8.2×104Paであり、150℃で9.5×101Paであった。
数平均分子量(Mn):5000
質量平均分子量(Mw):15,000
分子量分布(Mw/Mn):6.70
融解温度(Tm):117.4℃
ガラス転移点(Tg):63.1℃
SP値:10.6
(着色剤微粒子分散液の作成)
着色剤としてカーボンブラック(MA−100(三菱化学株式会社製))60質量部、アニオン界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))2質量部、及びイオン交換水340質量部を混合し、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50(IKA社製))を用いて乳化して、固形分濃度が15質量%の着色剤微粒子分散液を得た。
(離型剤微粒子分散液の調製)
離型剤(WEP−5、ペンタエリスリトールベヘン酸エステルワックス、溶融温度84℃、(日本油脂株式会社製))200質量部、アニオン界面活性剤(エマールE27C(花王株式会社製))2質量部、及びイオン交換水800質量部を混合し、100℃に加熱し離型剤を融解させた後、ホモジナイザー(ウルトラタラックスT50(IKA社製))で5分間乳化した。次いで、高圧式ホモジナイザー(ナノマイザーNV−200(吉田機械興業株式会社製))を用いて温度100℃、吐出圧100MPaにて、再度乳化処理を行った。なお、高圧式ホモジナイザーでは、圧力ヘッドのプランジャー径をφ10mmとし、ジェネレータとして120ミクロンの貫通型ノズルを使用した。このようにして、平均粒子径が250nm、融点(Tm)が83℃、固形分濃度が20質量%の離型剤微粒子の分散液を得た。
(シリカの調製)
ジメチルポリシロキサン(信越化学工業株式会社製)100g、及び3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業株式会社製)100gをトルエン200gに溶解させた後、10倍に希釈した。次いで、ヒュームドシリカアエロジル#90(日本アエロジル株式会社製)200gを撹拌しながら、ジメチルポリシロキサンと3−アミノプロピルトリメトキシランとの希釈溶液を徐々に滴下した後、30分間超音波照射・撹拌して混合した。得られた混合物を150℃の恒温槽で加熱した後、トルエンをロータリーエヴァポレーターで留去して固形物を得た。得られた固形物を減圧乾燥機にて設定温度50℃で減量しなくなるまで乾燥した。さらに、電気炉にて、窒素気流下において200℃で3時間処理を行いシリカの粗粉体を得た。シリカの粗粉体をジェットミル(IDS型ジェットミル(日本ニューマチック工業株式会社製))により解砕してバグフィルターで捕集し、シリカを得た。
ステンレス製の容量2Lの丸底フラスコ容器に、樹脂微粒子分散液Aを500g、離型剤微粒子分散液を68g、及び着色剤微粒子分散液を33g入れ、これらを25℃で混合した。次いで、フラスコ内を、撹拌羽根により速度100rpmで撹拌した状態で、1N−水酸化ナトリウム水溶液1gをフラスコ内に加えて、pHを11に調整した。その後、フラスコの内容物を25℃で10分間撹拌した後、凝集剤(塩化マグネシウムと水との混合液、塩化マグネシウム含有量50質量%)17gを5分間かけて、フラスコ内に添加した。凝集剤添加後、フラスコ内の温度を、0.2℃/分の昇温速度で50℃まで上げ、同温度で、粒度計(マルチサイザー3(ベックマンコールター株式会社製))により測定したフラスコの内容物の凝集粒子の体積平均粒子径が5.0μmになるまで、フラスコの内容物を撹拌した。その後、撹拌羽根の速度を200rpmにし、フラスコ内の温度を、0.2℃/分の昇温速度で55℃まで上げ、同温度で、60分間、フラスコの内容物を撹拌して、コア粒子の分散液を得た。FPIA3000(シスメック株式会社製)により測定した、コア粒子の平均円形度は0.940であった。
樹脂微粒子分散液Dを樹脂微粒子分散液Eに変えることの他は、実施例1と同様にして実施例2のトナーを得た。
樹脂微粒子分散液Aを樹脂微粒子分散液Bに変えることの他は、実施例1と同様にして実施例3のトナーを得た。
実施例1と同様に調製されたコア粒子の分散液から、吸引ろ過により、コア粒子のウエットケーキをろ取した後、ウエットケーキを再度イオン交換水に分散させてコア粒子を洗浄した。同様の操作を繰り返し、コア粒子を5回洗浄したのちに回収したコア粒子のウエットケーキを、次工程で乾燥させた。
実施例4と同様にしてコア粒子を調製した。得られたコア粒子をトナー母粒子として用いて、実施例1と同様の方法によりトナー母粒子を外添剤により処理し、比較例1のトナーを得た。
樹脂微粒子分散液Aを樹脂微粒子分散液Cに変えることの他は、実施例1と同様にして比較例2のトナーを得た。
樹脂微粒子分散液Dを樹脂微粒子分散液Fに変えることの他は、実施例1と同様にして比較例3のトナーを得た。
トナーのヤング率と、圧壊強度とを、25℃の条件下において、微小圧縮試験機(MCT−211(株式会社島津製作所製))を用いて測定した。評価対象として用いたトナー粒子は、トナーの粒子径分布の中位径相当の粒子径であるトナー粒子を用いた。トナー粒子を、平面厚子(50μm径)を用いて、0.284mN/sの付加速度により、9.8mNまで加圧し、その際の応力(mN)と変位(μm)とを測定し、応力−変位曲線を得た。圧壊強度は、応力−変位曲線において、応力が一定になった時の応力及び粒子径から下記式により算出した。また、ヤング率は、応力−変位曲線において、応力が一定になるまでの応力と変位との関係、及び粒子径から下記式により算出した。なお、下記式において、応力はP(mN)、粒子径はD(μm)、圧縮変位はΔD(μm)である。
(圧壊強度)
圧壊強度(MPa)=2.8×P/(π×D×D)
(ヤング率)
ヤング率(MPa)=1000×(P/(π×(D/2)×(D/2)))/(ΔD/D)
トナー3gを、容量20mlのポリ容器に秤量し、60℃に設定された恒温器内に3時間静置した後、25℃65%RHの環境下で30分間静置し、耐熱保存性評価用のトナーを得た。その後、目開き105μm、63μm、及び45μmの篩を、目開きの小さいものから順に上に重ねて用い、目開き105μmの篩に耐熱保存性評価用のトナーを載せて、パウダーテスター(ホソカワミクロン株式会社製)により、振動目盛り5にて30秒間、篩別を行った。篩別後、目開き105μmの篩に残ったトナーの質量(T1(g))、63μmの篩に残ったトナーの質量を(T2(g))、及び45μmの篩に残ったトナーの質量(T3(g))それぞれ秤量し、下記式によりトナーの凝集度を測定した。
T1/3×100=C1
T2/3×100×3/5=C2
T3/3×100×1/5=C3
トナーの凝集度(%)=C1+C2+C3
耐熱保存性の評価は、下記の基準により評価し、○、及び△の評価を合格、×の評価を不合格とした。
○:トナーの凝集度が2%未満。
△:トナーの凝集度が2%以上、15%未満。
×:トナーの凝集度が15%以上。
(キャリアの調製)
MnO換算で39.7mol%、MgO換算で9.9mol%、Fe2O3換算で49.6mol%、SrO換算で0.8mol%になるように各原材料を適量配合し、水を加え、湿式ボールミルで10時間かけて粉砕・混合した。得られた混合物を乾燥した後、950℃で4時間保持した。次いで、混合物を湿式ボールミルで24時間かけて粉砕してスラリーを調製した。スラリーを造粒乾燥した後、造粒物を、酸素濃度2%の雰囲気中で1270℃にて6時間保持した後、解砕、粒度調整を行い、マンガン系フェライト粒子(キャリア芯材)を得た。得られたマンガン系フェライト粒子は、平均粒子径が35μmであり、印加磁場が3000(103/4π・A/m)の時の飽和磁化が70Am2/kgであった。
得られた樹脂被覆フェライトキャリアと、実施例1〜4、及び比較例1〜3のトナーとを、2成分現像剤中のトナー濃度が10質量%となるように混合して、2成分現像剤を調製した。
カラー複合機により、サイズ2cm×3cm、トナー量1.8g/cm2の未定着ベタ画像を形成した。得られた未定着画像を、所定の温度に設定された定着試験機により、線速97mm/秒の条件で定着させた。定着後の画像を、画像部が内側となるように半分に折り曲げ、底面を布帛により被覆された1kgの重りにより、折り目上を5往復摩擦した。次いで、紙を広げ、画像部を重りにより5往復摩擦した。折り曲げ部のトナーの剥がれが1mm以内である画像を、以下の基準により評価した。○と判定し、1mm超を×と判定した。5℃刻みで定着温度を変えて評価を行い、トナーの剥がれが○と判定される最低の定着温度を、最低定着温度として、下記の基準により、低温定着性を評価し、○、及び△の評価を合格、×の評価を不合格とした。
○:最低定着温度が100℃未満。
△:最低定着温度が100℃以上、115℃未満。
×:最低定着温度が115℃以上。
カラー複合機により、サイズ2cm×3cm、トナー量1.8g/cm2の未定着ベタ画像を形成した。得られた未定着画像を、所定の温度に設定された定着試験機により、線速49mm/秒の条件で定着させた。5℃刻みで定着温度を変えて評価を行い、オフセットが発生しない最高の定着温度を、最高耐高温オフセット温度として、下記の基準により、耐高温オフセット性を評価し、○、及び△の評価を合格、×の評価を不合格とした。
○:最高耐高温オフセット温度が140℃以上。
△:最高耐高温オフセット温度が115℃以上、140℃未満。
×:最高耐高温オフセット温度が115℃未満。
カラー複合機にて、先端マージン3mmのベタの未定着画像を得、得られた未定着画像を、紙上のトナー載り量をはかりながら、定着温度180℃、線速97mm/秒で定着試験機を通した。0.1mg/cm2刻みで、トナー載り量を変化させ、紙が定着ローラーに巻きつかないトナー載り量(mg/cm2)を分離可能トナー載り量とした。下記の基準により定着分離性を評価し、○、及び△の評価を合格、×の評価を不合格とした。
○:トナー載り量が1.5mg/cm2以上。
△:トナー載り量が1.0mg/cm2以上、1.5mg/cm2未満。
×:トナー載り量が1.0mg/cm2未満。
4色のトナーを用いて、カラー複合機にて、32.5℃60%RHの環境下、印字率20%の条件で、10000枚連続してラインパターンの形成を行った。10000枚画像形成後、現像スリーブの状態を目視により観察し、以下の基準に従ってスリーブ付着を評価した。画像品質の評価は、下記の基準により評価し、○の評価を合格、×の評価を不合格とした。
○:現像スリーブ上に付着物は見られない。
×:現像スリーブ上に付着物が見られる。
4色のトナーを用いて、カラー複合機にて、32.5℃60%RHの環境下、印字率2%の条件で、5000枚連続して文字パターンの形成を行った。その後、印字率50%の条件で、さらに1000枚連続してベタパッチパターンの形成を行った。1000枚のパッチパターンにおいて、反射濃度計で測定した白紙相当部の画像濃度の値から、ベースペーパー(すなわち、画像出力前の白紙)の画像濃度の値を引いた値をかぶり濃度とした。そして、かぶり濃度を所定枚数毎に測定し、その最大値によりかぶりを評価した。かぶりの評価は、下記の基準により評価し、○の評価を合格、×の評価を不合格とした。
○:かぶり濃度の最大値が0.01以下。
×:かぶり濃度の最大値が0.01超。
Claims (1)
- 少なくとも、ポリエステル樹脂からなる結着樹脂を含むコア粒子の表面が(メタ)アクリル系樹脂、及びスチレン−(メタ)アクリル系樹脂からなる群より選択される1種以上の樹脂からなる樹脂微粒子により被覆されている、静電荷像現像用トナーであって、
前記コア粒子の結着樹脂の微粒子は、100℃における貯蔵弾性率が1.0×101〜2.0×105Paであり、150℃における貯蔵弾性率が1.0〜2.5×102Paであり、
前記樹脂微粒子は、100℃における貯蔵弾性率が2.5×105〜2.0×106Paであり、150℃における貯蔵弾性率が6.0×102〜2.0×104Paであり、
25℃でのヤング率が100〜150MPaであり、且つ25℃での圧壊強度が20MPa以上である、静電荷像現像用トナー。
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