JP2018200395A - トナー及びトナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特に、長寿命化においては、長期耐久使用においても、使用環境によらず品質が大きく変化しないことが重要であり、種々の外添剤が提案されている。
特許文献2では、トナー粒子に、粒径分布を制御したチタン酸ストロンチウム粒子を外添することで、トナーの流動性と耐湿性とを向上させることが開示されている。
特許文献3では、トナー粒子に、シランカップリング剤で表面処理されたチタン酸ストロンチウムを外添することで、トナーの流動性や帯電特性の環境安定性を向上させることが開示されている。
トナー粒子と、該トナー粒子の表面に存在するチタン酸ストロンチウム粒子とを有するトナーであって、
該チタン酸ストロンチウム粒子は、
(i)一次粒子の個数平均粒径が10nm以上80nm以下であり、
(ii)メタノール濡れ性試験において、波長780nmの光の透過率が50%のときのメタノール濃度が40.0%以上60.0%以下であり、
(iii)チタン酸ストロンチウム母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有する粒子であり、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該チタン酸ストロンチウム粒子の表面における該部分構造aの存在割合が、0.110以上0.220以下であるトナーが提供される。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である。)
トナー粒子と、該トナー粒子の表面に存在するチタン酸ストロンチウム粒子とを有するトナーの製造方法であって、
チタン酸ストロンチウム母粒子の表面を、下記式(3)および式(4)で表される化合物で処理してチタン酸ストロンチウム粒子を得る工程、および
該チタン酸ストロンチウム粒子をトナー粒子に外添する工程を有し、
該チタン酸ストロンチウム粒子は、
(i)一次粒子の個数平均粒径が10nm以上80nm以下であり、
(ii)メタノール濡れ性試験において、波長780nmの光の透過率が50%のときのメタノール濃度が40.0%以上60.0%以下であり、
(iii)チタン酸ストロンチウム母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有し、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該チタン酸ストロンチウム粒子の表面における該部分構造aの存在割合が、0.110以上0.220以下であるトナーの製造方法が提供される。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である。)
トナー粒子と、該トナー粒子の表面に存在するチタン酸ストロンチウム粒子とを有するトナーであって、
該チタン酸ストロンチウム粒子は、
(i)一次粒子の個数平均粒径が10nm以上80nm以下であり、
(ii)メタノール濡れ性試験において、波長780nmの光の透過率が50%のときのメタノール濃度が40.0%以上60.0%以下であり、
(iii)チタン酸ストロンチウム母粒子の表面に、式(1)で表される部分構造aを有する粒子であり、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該チタン酸ストロンチウム粒子の表面における該部分構造aの存在割合が、0.110以上0.220以下であることを特徴とするトナーを用いることで、
長期耐久使用時においても現像性、かぶり、帯電の立ち上がり性を環境によらず良好なレベルで維持できることを見出した。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である。)
トナー粒子と、該トナー粒子の表面に存在するチタン酸ストロンチウム粒子とを有するトナーの製造方法であって、
チタン酸ストロンチウム母粒子の表面を、下記式(3)および式(4)で表される化合物で処理してチタン酸ストロンチウム粒子を得る工程、および
該チタン酸ストロンチウム粒子をトナー粒子に外添する工程を有する。
(i)一次粒子の個数平均粒径が10nm以上80nm以下であり、
(ii)メタノール濡れ性試験において、波長780nmの光の透過率が50%のときのメタノール濃度が40.0%以上60.0%以下であり、
(iii)チタン酸ストロンチウム母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有し、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該チタン酸ストロンチウム粒子の表面における該部分構造aの存在割合が、0.110以上0.220以下である。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である。)
R1が末端に持つ置換基のハメットの置換基定数σm(メタ)が0.40以上である場合、帯電の立ち上がり性がより向上した。
さらにはR1が末端に持つ置換基がCF3である場合、後述する吸着水の侵入により負帯電性が強くなる効果が大きく得られるため、帯電の立ち上がり性がより向上した。
下記(a)に示すように、前記領域の外のSi原子と共有する酸素を3つ、又は
下記(b)に示すように、前記領域の外のSi原子と共有する酸素を2つ、チタン酸ストロンチウム母粒子と共有する酸素を1つ
有していることを表している。
アルカリ水溶液を添加するときの温度は、高いほど結晶性の良好な生成物が得られるが、100℃以上ではオートクレーブ等の圧力容器が必要であるため、実用的には60℃〜100℃の範囲が好ましい。また、アルカリ水溶液の添加速度は、添加速度が遅いほど大きな粒子径のチタン酸ストロンチウム粒子が得られ、添加速度が速いほど小さな粒子径のチタン酸ストロンチウム粒子が得られる。アルカリ水溶液の添加速度は、仕込み原料に対し0.001当量/h以上1.2当量/h以下が好ましく、0.002当量/h以上1.1当量/h以下がより好ましく、得ようとする粒子径に応じて適宜調整することができる。
例えば、ハイブリダイザー((株)奈良機械製作所製)、ノビルタ(ホソカワミクロン(株)製)、メカノフュージョン(ホソカワミクロン(株)製)、ハイフレックスグラル((株)アーステクニカ製)等を用いることができる。チタン酸ストロンチウム粒子をこれらの装置で処理することで、チタン酸ストロンチウムの表面処理性を上げることができる。機械的処理でチタン酸ストロンチウム粒子の形状を制御する場合、チタン酸ストロンチウム粒子の微粉が発生する場合がある。微粉を取り除くためには、酸処理を行うことが好ましい。酸処理では、塩酸を用いてpH0.1以上5.0以下に調整することが好ましい。酸としては、塩酸の他に硝酸、酢酸等を酸処理に用いることができる。チタン酸ストロンチウム粒子の形状を制御するための機械的処理は、チタン酸ストロンチウム粒子の表面処理を施す前に実施することが好ましい。
R2−Si−O3/2 式(2)
(式(2)中、R2はアルキル基である。)
トナー粒子の平均円形度は、0.960以上であることが好ましい。0.960以上であると、細線再現性も向上する。より好ましくは0.970以上である。
その中でも、個々の粒子がほぼ球形に揃っていて、帯電量の分布も比較的均一となるため高い転写性を有している、懸濁重合法で製造するトナーが好ましい。
シェル部を形成させる樹脂は結着樹脂100質量部当たり0.01質量部以上20.0質量部以下使用することが好ましく、0.5質量部以上10.0質量部以下使用することがより好ましい。
具体的には例えば以下のものが挙げられる。スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレンのようなスチレン誘導体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、iso−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、tert−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートのようなアクリル系重合性単量体;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、iso−プロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルメタクリレート、tert−ブチルメタクリレートのようなメタクリル系重合性単量体;メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ベンゾエ酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、蟻酸ビニルのようなビニルエステル。
ワックス成分としては、例えば以下のものが挙げられる。パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムのような石油系ワックス及びその誘導体;モンタンワックス及びその誘導体;フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体;ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィンワックス及びその誘導体;カルナバワックス、キャンデリラワックスのような天然ワックス及びその誘導体。誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物、さらには、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、あるいはその化合物、酸アミドワックス、エステルワックス。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性体、以下に示すイエロー/マゼンタ/シアン着色剤を用い黒色に調色されたものが利用される。
原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、結着樹脂、着色剤、必要に応じてその他の添加剤等を、所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、FMミキサー、ナウターミキサー、メカノハイブリッド(日本コークス工業(株)製)などが挙げられる。
フッ化ビニリデン微粉末、ポリテトラフウルオロエチレン微粉末の如きフッ素系樹脂粉末;湿式製法シリカ、乾式製法シリカの如き微粉末シリカ、微粉末酸化チタン、微粉末アルミナ、それらをシラン化合物、チタンカップリング剤、シリコーンオイルにより表面処理を施した処理シリカ;酸化亜鉛、酸化スズの如き酸化物;チタン酸ストロンチウムやチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウムやジルコン酸カルシウムの如き複酸化物;炭酸カルシウム及び、炭酸マグネシウムの如き炭酸塩化合物等。
SiCl4+2H2+O2→SiO2+4HCl
流動性向上剤は、一次粒子の個数平均粒径が5nm以上30nm以下であると、高い帯電性と流動性を持たせることができるので好ましい。
流動性向上剤は、BET法で測定した窒素吸着による比表面積が30m2/g以上300m2/g以下のものが好ましい。
トナー粒子100質量部に対して、流動性向上剤を総量で、0.01質量部以上3質量部以下使用することが好ましい。
チタン酸ストロンチウム粒子が外添されたトナーから、チタン酸ストロンチウム粒子やトナー粒子の物性を測定する場合は、トナーからチタン酸ストロンチウム粒子や他の外添剤を分離して測定することができる。トナーをメタノールに超音波分散させて、トナー粒子からチタン酸ストロンチウム粒子や他の外添剤を外して、24時間静置する。沈降したトナー粒子と上澄み液に分散したチタン酸ストロンチウム粒子や他の外添剤とを分離、回収し、十分に乾燥させることで、トナー粒子を単離することができる。また、上澄み液を遠心分離で処理することで、チタン酸ストロンチウム粒子を単離することができる。
チタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の個数平均粒径の測定は、透過型電子顕微鏡「JEM−2800」(日本電子(株))を用いて行う。チタン酸ストロンチウム粒子が外添されたトナーを観察して、最大20万倍に拡大した視野において、ランダムに100個のチタン酸ストロンチウム粒子の一次粒子の長径を測定して個数平均粒径を求める。観察倍率は、チタン酸ストロンチウム粒子の大きさによって適宜調整する。
外添剤がチタン酸ストロンチウムであることの確認は、STEM‐EDS(走査型透過電子顕微鏡−エネルギー分散分光)測定により実施する。
JEM2800型透過電子顕微鏡:加速電圧200kV
EDS検出器:JED−2300T(日本電子(株)、素子面積100mm2)を使用
EDSアナライザー:Noran System7(サーモフィッシャーサイエンティフィック社)を使用。
X線保存レート:10000〜15000cps
デッドタイム:20〜30%になるよう電子線量を調整し、EDS分析(積算回数100回or測定時間5分)を実施。
チタン酸ストロンチウム粒子の表面における部分構造の同定は、飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIMS)によって行う。下記装置を下記条件にて使用し、チタン酸ストロンチウムの表層のフラグメントピークから部分構造を同定する。
・測定装置:TRIFT−IV(商品名、アルバック・ファイ(株)製)
・一次イオン:Au3 +
・ラスターサイズ:100μm×100μm
・中和電子銃:使用
下記装置を下記条件にて使用し、チタン酸ストロンチウム粒子の表面の元素分析を行う。
・測定装置:Quantum2000(商品名、アルバック・ファイ(株)製)
・X線源:モノクロAl Kα
・Xray Setting:100μmφ(25W(15KV))
・光電子取りだし角:45度
・中和条件:中和銃とイオン銃の併用
・分析領域:300μm×200μm
・Pass Energy:58.70eV
・ステップサイズ:0.125eV
・解析ソフト:Maltipak(アルバック・ファイ(株))
各元素の表面濃度に基づいて、同定したそれぞれの部分構造に各元素を帰属させて、それぞれの部分構造の存在量を特定した。また、チタン酸ストロンチウム原体の存在量はTiの原子濃度とした。上記より、部分構造aの存在割合は、下記式(5)で示される。
部分構造aの存在割合=部分構造aの存在量/(部分構造aの存在量+部分構造bの存在量+その他の構造1の存在量+・・・+Ti原子濃度) 式(5)
本発明に用いられるチタン酸ストロンチウム粒子のSrおよびTiの含有量の測定は、蛍光X線分析装置で求めることができる。例えば、波長分散型蛍光X線分析装置Axios advanced(PANalytical社製)を用いる。そして、PANalytical社で推奨する粉末測定専用のカップに専用フィルムを貼ったものにサンプル1gを秤量し、大気圧He雰囲気下においてFP法にてチタン酸ストロンチウム粒子におけるNaからUまでの元素を測定する。その際、検出された元素全てが酸化物であると仮定し、それらの総質量を100%として、ソフトウエアSpectraEvaluation(version 5.0L)にて総質量に対するSrOおよびTiO2の含有量(質量%)を酸化物換算値として求める。その後に、定量結果から酸素を除いた、Sr/Ti(質量比)を求めたのちに、各元素の原子量から、Sr/Ti(モル比)に換算する。
チタン酸ストロンチウム粒子の疎水化度は、粉体濡れ性試験機「WET−100P」((株)レスカ製)によって測定した。
直径5cmおよび厚さ1.75mmの円筒型ガラス容器中に、フッ素樹脂コーティングされた長さ25mmおよび最大胴径8mmの紡錘型回転子を入れた。上記円筒型ガラス容器中にメタノール50体積%と水50体積%とからなる含水メタノール液70mLを入れた後、チタン酸ストロンチウム粒子0.5gを添加し、粉体濡れ性試験機にセットした。マグネティックスターラーを用いて、回転数3.3回/秒で撹拌しながら、上記粉体濡れ性試験機を通して、メタノールを0.8mL/分の速度で液中に添加した。波長780nmの光で透過率を測定し、透過率が50%に達した時のメタノールの体積百分率(=(メタノールの体積/混合物の体積)×100)により表される値を疎水化度とした。試料の疎水化度に応じて、最初のメタノールと水の体積比率は適宜調整する。
トナーの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス(株)製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定する。
・Duke Scientific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5200A」をイオン交換水で希釈。
その後、測定開始から2時間毎に焦点調整を実施することが好ましい。
チタン酸ストロンチウム粒子は以下のようにして作製した。チタン酸ストロンチウム粒子1〜11の物性を表1に示す。
ステップS101:
硫酸法で得られたメタチタン酸を脱鉄漂白処理した後、水酸化ナトリウム水溶液を加えpH9.0とし、脱硫処理を行い、その後、塩酸によりpH5.8まで中和し、ろ過水洗を行った。洗浄済みケーキに水を加えTiO2として1.85モル/Lのスラリーとした後、塩酸を加えpH1.0とし解膠処理を行った。
脱硫・解膠を行ったメタチタン酸をTiO2として1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。
ステップS103:
該解膠メタチタン酸スラリーに、塩化ストロンチウム水溶液を2.16モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.15となるようにした。
ステップS104:
TiO2濃度を1.039モル/Lに調整した。
ステップS105:
次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを45分間かけて添加した。
ステップS106:
温度95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。
当該反応スラリーを50℃まで冷却し、pH5.0となるまで塩酸を加え20分間撹拌を続けた。
ステップS108:
得られた沈殿をデカンテーション洗浄し、ろ過・分離後、120℃の大気中で8時間乾燥した。
ステップS109:
続いて乾燥品300gを、乾式粒子複合化装置(ホソカワミクロン(株)製 ノビルタNOB−130)に投入した。処理温度30℃、回転式処理ブレード90m/秒で10分間処理を行った。
さらに乾燥品にpH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。得られた沈殿をデカンテーション洗浄した。
ステップS111:
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した。
ステップS112:
次に、固形分に対して4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを1時間撹拌混合した後に添加し、10時間撹拌保持を続けた。
ステップS113:
5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた。
ステップS114:
ろ過・洗浄を行い得られたケーキを120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸ストロンチウム粒子1を得た。
ステップS104において、TiO2濃度を1.083モル/Lに調整した以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子2を得た。
ステップS104において、TiO2濃度を0.988モル/Lに調整した以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子3を得た。
ステップS104において、TiO2濃度を0.943モル/Lに調整した以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子4を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.35となるようにしたこと、
ステップS112において、
「4.6質量%」のイソブチルトリメトキシシランの代わりに
「4.0質量%」の「n-プロピルトリメトキシシラン」を用いたこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子5を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.35となるようにしたこと、
ステップS112において、
「4.6質量%」のイソブチルトリメトキシシランの代わりに
「6.9質量%」のイソブチルトリメトキシシランを用いたこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子6を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.35となるようにしたこと、
ステップS112において、
4.6質量%の「トリフロロプロピルトリメトキシシラン」の代わりに
4.6質量%の「3−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン」を用いたこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子7を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.35となるようにしたこと、
ステップS112において、
4.6質量%の「トリフロロプロピルトリメトキシシラン」の代わりに
4.6質量%の「トリメトキシペンタフルオロフェニルシラン」を用いたこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子8を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.35となるようにしたこと、
ステップS111において、
「沈殿を含むスラリーを40℃に調整」する代わりに
「沈殿を含むスラリーに、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して1.5質量%のシリコーンオイルを添加し、1時間撹拌保持を続け、その後、温度を40℃に調整」したこと、
ステップS112において、
「4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを1時間撹拌混合した後に添加し、10時間撹拌保持」する代わりに
「3.0質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを加え、10時間撹拌保持」したこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子9を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.35となるようにしたこと、
ステップS112において、
「4.6質量%」のトリフロロプロピルトリメトキシシランの代わりに
「6.9質量%」のトリフロロプロピルトリメトキシシランを用いたこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子10を得た。
ステップS109における処理時間を、「10分間」から「15分間」へ変更したこと、
ステップS112において、
「固形分に対して4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを1時間撹拌混合した後に添加し、10時間撹拌保持」する代わりに
「固形分に対して4.4質量%のイソブチルトリエトキシシランと4.0質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを3時間撹拌混合した後に添加し、8時間撹拌保持」したこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子11を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が0.935となるようにしたこと、
ステップS105において、10モル/L水酸化ナトリウム水溶液440mLを
「45分間」かけて添加する代わりに、
「1時間」かけて添加したこと、
ステップS112において、
「4.6質量%」のトリフロロプロピルトリメトキシシランの代わりに
「4.0質量%」のトリフロロプロピルトリメトキシシランを用いたこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子12を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.54モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.35となるようにしたこと、
ステップS112において、
「固形分に対して4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを1時間撹拌混合した後に添加し、10時間撹拌保持」する代わりに
「固形分に対して4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.0質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを4時間撹拌混合した後に添加し、8時間撹拌保持を続け」たこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子13を得た。
ステップS107において、pH5.0となるまで塩酸を加えた後に、
「20分間」撹拌を続ける代わりに
「1時間」撹拌を続けたこと、
ステップS108〜109を省略したこと、
ステップS110において、「デカンテーション洗浄」のみを行ったこと、
ステップS112において、固形分に対して4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを
「1時間撹拌混合した後に添加」する代わりに
1時間撹拌混合せずに「添加」したこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子14を得た。
ステップS103において、塩化ストロンチウム水溶液を2.01モル添加し、SrO/TiO2モル比が1.07となるようにしたこと、
ステップS112において、
「4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシラン」の代わりに
「2.3質量%のイソブチルトリメトキシシランと2.3質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシラン」を用いたこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子15を得た。
ステップS107において、pH5.0となるまで塩酸を加えた後に、
「20分間」撹拌を続ける代わりに
「1時間」撹拌を続けたこと、
ステップS108〜109を省略したこと、
ステップS110において、「デカンテーション洗浄」のみを行ったこと、
ステップS112において、
「固形分に対して4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを1時間撹拌混合した後に添加し、10時間撹拌保持」する代わりに
「固形分に対して6.9質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.0質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを添加し、10時間撹拌保持」したこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子16を得た。
ステップS104において、TiO2濃度を0.943モル/Lに調整したこと、
ステップS112において、
「固形分に対して4.6質量%のイソブチルトリメトキシシランと4.6質量%のトリフロロプロピルトリメトキシシランを1時間撹拌混合した後に添加し、10時間撹拌保持」する代わりに
「固形分に対して6.0質量%のイソブチルトリメトキシシランを添加し、5時間撹拌保持」したこと、
以外は製造例1と同様にして、チタン酸ストロンチウム粒子17を得た。
四つ口容器中にイオン交換水710質量部と0.1モル/リットルのNa3PO4水溶液850部を添加し、高速撹拌装置T.K.ホモミクサー(特殊機化工業(株)製)を用いて2000回/秒で撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.0モル/リットル−CaCl2水溶液68質量部を徐々に添加し、分散安定剤を含む水系分散媒体を調製した。
・n−ブチルアクリレート 36質量部
・銅フタロシアニン顔料(C.I.ピグメントブルー15:3) 13質量部
・ポリエステル系樹脂(テレフタル酸−プロピレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)共重合体、酸価:10mgKOH/g、ガラス転移温度(Tg):70℃、重量平均分子量(Mw):10,500) 10質量部
・負荷電性制御剤(3,5−ジ−tert−ブチルサリチル酸のアルミニウム化合物) 0.8質量部
・フィッシャートロプシュワックス(吸熱メインピーク温度:78℃) 15質量部
得られたトナー粒子1(100質量部)に対して、チタン酸ストロンチウム粒子1(1.5質量部)と、ヒュームドシリカ(BET法で測定した比表面積:200m2/g)(1.5質量部)とを下記の条件にて外添混合した。
・FMミキサー(FM10C;日本コークス工業(株)製)
・トナー粒子仕込み量:1.8kg、回転数:60回/秒、外添時間:5分。
その後、目開き200μmのメッシュで篩い、表2に示すように負摩擦帯電性のトナー1を得た。
得られたトナー1を用いて、以下の評価を行った。評価結果を表3に示す。
ヒューレットパッカード社製レーザービームプリンタHP Color LaserJet Enterprise M651nを、1色のプロセスカートリッジだけを装着した状態でも作動するように改造して評価を行った。評価紙としては、キヤノンマーケティングジャパン(株)が販売するCS−680(68.0g/m2)を用いた。トナーは所定のプロセスカートリッジに充填した。
現像性の評価は、低温低湿(温度10℃、相対湿度14%)、常温常湿環境(温度25℃、相対湿度50%)、高温高湿環境(温度30℃、相対湿度80%)で評価を行った。長期耐久試験を想定して、印字率1%となる横線パターンを2枚/1ジョブとして、ジョブとジョブの間にマシンがいったん停止してから次のジョブが始まるように設定した。このモードで、計25,000枚の画出し試験を実施し、1枚目の画像濃度と25,000枚目の画像濃度とを測定した。
かぶりの評価は、チャージアップの影響を受けやすい低温低湿環境(温度10℃、相対湿度14%)で評価を行った。現像性の評価のために1枚目の画像出力と25,000枚目の画像出力とを行った直後に、べた白を通紙して、白地部反射濃度最悪値をDs、画像形成前の転写材の反射平均濃度をDrとし、Dr−Dsをかぶり値とした。白地部反射濃度の測定には、反射濃度計(リフレクトメーター モデル TC−6DS (有)東京電色製)を用い、フィルターにはアンバーライトフィルターを用いた。数値が小さいほどかぶりレベルが良いことを示す。
画像濃度の安定性は、トナーの帯電立ち上がりにとって厳しい高温高湿環境(温度30℃、相対湿度80%)で評価を行った。現像性の評価で1枚目の画像出力と25,000枚目の画像出力とを行った後、べた画像を印字して、画像の均一性を目視評価した。
A:画像濃度にムラがなく均一である。
B:画像濃度にややムラがある。
C:画像濃度にムラがある。
トナー1の製造例から、チタン酸ストロンチウム粒子の種類を表2に示すように変更した以外は、トナー1の製造例と同様にして、トナー2〜11、比較トナー1〜6を得た。
実施例1と同様にして評価を行った。評価結果を表3に示す。
Claims (6)
- トナー粒子と、該トナー粒子の表面に存在するチタン酸ストロンチウム粒子とを有するトナーであって、
該チタン酸ストロンチウム粒子は、
(i)一次粒子の個数平均粒径が10nm以上80nm以下であり、
(ii)メタノール濡れ性試験において、波長780nmの光の透過率が50%のときのメタノール濃度が40.0%以上60.0%以下であり、
(iii)チタン酸ストロンチウム母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有する粒子であり、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該チタン酸ストロンチウム粒子の表面における該部分構造aの存在割合が、0.110以上0.220以下であることを特徴とするトナー。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である。) - 該チタン酸ストロンチウム粒子は一次粒子の個数平均粒径が10nm以上60nm以下である請求項1に記載のトナー。
- 該R1が末端に持つ置換基のハメットの置換基定数σm(メタ)が0.40以上である請求項1又は請求項2に記載のトナー。
- 該R1が末端に持つ置換基が、CF3である請求項1から3のいずれか1項に記載のトナー。
- 該チタン酸ストロンチウム粒子は、さらに下記式(2)で表される部分構造bを有する粒子である請求項1から4のいずれか1項に記載のトナー。
R2−Si−O3/2 式(2)
(式(2)中、R2はアルキル基である。) - トナー粒子と、該トナー粒子の表面に存在するチタン酸ストロンチウム粒子とを有するトナーの製造方法であって、
チタン酸ストロンチウム母粒子の表面を、下記式(3)および下記式(4)で表される化合物で処理してチタン酸ストロンチウム粒子を得る工程、および
該チタン酸ストロンチウム粒子をトナー粒子に外添する工程を有し、
該チタン酸ストロンチウム粒子は、
(i)一次粒子の個数平均粒径が10nm以上80nm以下であり、
(ii)メタノール濡れ性試験において、波長780nmの光の透過率が50%のときのメタノール濃度が40.0%以上60.0%以下であり、
(iii)チタン酸ストロンチウム母粒子の表面に、下記式(1)で表される部分構造aを有し、
X線光電子分光法(ESCA)を用いて測定される該チタン酸ストロンチウム粒子の表面における該部分構造aの存在割合が、0.110以上0.220以下であることを特徴とするトナーの製造方法。
R1−Si−O3/2 式(1)
(式(1)中、R1は末端にハメットの置換基定数σm(メタ)が0.25以上である置換基を持つ官能基である。)
(式(4)中、R2、Rd〜Rfはアルキル基である。)
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