JP2019045578A - トナー - Google Patents

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Abstract

【課題】 長期間の連続使用においても画像品質の変動が小さく、連続使用後に数日間放置し、再起動した際においても、正常な品質を有する画像が得られるトナーの提供を目的とする。
【解決手段】 トナー粒子と、外添剤として、第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子、及びハイドロタルサイト類化合物の微粒子を含有するトナーであって、
該チタン酸塩の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLt(nm)、該ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLh(nm)としたとき、
10≦Lt≦80
100≦Lh≦トナー粒子の重量平均粒径(D4)×0.50
を満たすことを特徴とするトナー。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電子写真法の如き画像形成方法に使用されるトナーに関する。
電子写真画像形成装置には、高速化、長寿命化、省エネルギー化、小型化が求められており、これらに対応する為に、トナーに対しても種々の性能のより一層の向上が求められている。
トナーに対しては、品質安定性の向上が特に求められており、具体的には、
・長期間の連続使用においても画像品質の変動が小さいこと、
・連続使用後に数日間放置し、再起動時の画像品質が正常であること、
が求められている。
これまで、種々のトナーや外添剤が提案されている。例えば、外添剤として、ハイドロタルサイト類化合物を添加したトナーが提案されている(特許文献1)。この提案によると、ハイドロタルサイト類化合物を添加したトナーでは、複数種の金属イオンが存在することによって、安定して電荷を保持できるようになり、トナーの帯電安定性および転写性が改善されるとされている。特許文献1では、研磨剤として、トナー粒子にチタン酸ストロンチウム粉末を添加したトナーも提案されている。
また、外添剤として、マグネシウム原子の遊離率が少ないハイドロタルサイト類化合物を添加したトナーが提案されている(特許文献2)。この提案では、トナー表面のネガ性が高すぎる部分に対して、ポジ帯電性のハイドロタルサイト類化合物が選択的に静電付着するため、トナーの帯電量分布を狭く均一にできるとしている。また、帯電安定の目的で、トナー粒子に平均一次粒子径が、85nm程度のチタン酸ストロンチウム粉末を添加したトナーも提案されている。
更に、トナー用外添剤として、チタン酸ストロンチウムの成分比であるSrO/TiOモル比が0.80以上0.95未満であって、平均一次粒子径が0.02〜0.5μmのチタン酸ストロンチウム微細粒子が提案されている(特許文献3)。この提案では、規定の成分比とすることによって、シリコーンオイルなどの有機表面処理剤による被覆が容易となり、疎水度を高めることができ、環境安定性を改善できるとしている。
特開2000−35692号公報 特開2002−221819号公報 特開2015−137208号公報
これまで提案されていた技術では、
・長期間の連続使用においても画像品質の変動が小さいこと、
・連続使用後に数日間放置し、再起動した際の画像品質が正常であること、
について、十分に改善することは困難であった。
本発明の目的は、上記問題点を解消したトナーを提供することにある。
本発明は、トナー粒子と、外添剤として、第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子、及びハイドロタルサイト類化合物の微粒子を含有するトナーであって、
該チタン酸塩の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLt(nm)、該ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLh(nm)としたとき、
10≦Lt≦80
100≦Lh≦トナー粒子の重量平均粒径(D4)×0.50
を満たすことを特徴とするトナーに関する。
本発明のトナーを用いることにより、長期間の連続使用においても画像品質の変動が小さく、連続使用後に数日間放置し、再起動した際においても、正常な品質を有する画像を得ることができる。
以下、本発明を詳細に説明する。
「長期間の連続使用においても画像品質の変動が小さいこと」に対しては、トナー粒子に、ハイドロタルサイト類化合物を外添することで、一定の効果が見込める。しかしながら、ハイドロタルサイト類化合物を外添するだけでは、「連続使用後に数日間放置し、再起動した際の画像品質が正常であること」について、十分な改善が見込めない。
そこで本発明者らは、トナー表面に付与される電荷を制御することが必須であると考え、チタン酸塩の微粒子を併用することについて検討した。検討の結果、チタン酸塩の微粒子とハイドロタルサイト類化合物の微粒子とを、トナー粒子表面に特定の状態で存在させることが重要であるとの結論に至った。以下、詳細に説明する。
従来、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子に期待される効果は、剥離時にトナーに電荷を付与するマイクロキャリア効果が主であった。但し、単にハイドロタルサイト類化合物の微粒子を添加しただけでは、電荷が局在化することもあって、画像弊害を引き起こす原因となっていた。
本発明においては、マイクロキャリア効果で高い電荷をトナーに付与したうえで、その電荷をトナー表面全体に効率良く拡散している。電荷の拡散のために、適切な電荷拡散能をもった物質(外添剤)として、チタン酸塩の微粒子を用いている。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子は、トナー表面に付着している他の外添剤やトナー粒子表面と摩擦することで、負極性の電荷を発生させる。
その電荷をチタン酸塩の微粒子がトナー表面全体に効率良く拡散させる。チタン酸塩の微粒子は、トナー粒子の主成分である樹脂成分より抵抗が低いため、生じた負極性の電荷を、トナー粒子表面(粒子内)/近接するトナー粒子(粒子間)に拡散させることができる。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子とチタン酸塩の微粒子の粒径の関係は、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の方が大きいことが重要である。このような関係であることによって、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子が、トナー粒子表面を移動して、マイクロキャリアとしての効果を良好に発現できる。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLh(nm)としたとき、
100≦Lh≦トナー粒子の重量平均粒径(D4)×0.50
を満たす。好ましくは、
100≦Lh≦トナー粒子の重量平均粒径(D4)×0.25
であり、より好ましくは、
100≦Lh≦650
である。
また、チタン酸塩の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLt(nm)としたとき、
10≦Lt≦80
を満たし、好ましくは、
10≦Lt≦70
であり、より好ましくは、
10≦Lt≦50
である。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子およびチタン酸塩の微粒子の粒径が、上記範囲の場合、トナーの流動性が良化し、該ハイドロタルサイト類化合物の微粒子との接触機会が増加するため、本発明の効果がより得られやすくなる。
チタン酸塩の微粒子は粒径が小さいほど、該チタン酸塩の微粒子がトナー粒子表面に均一に付着した状態で存在しやすくなる。そして、均一に付着していることにより、負極性の電荷をトナー表面に効率的に拡散させることができる。
上述した本発明の効果は、一成分系現像システムにおいて有効に発現できると考えている。
一成分系現像システムにおいて、トナーは現像容器内で現像ローラーに搬送され、現像ブレードと現像ローラーの間で摺擦を受けた後に感光体ドラム側へ搬送される。トナーが現像ブレードを通過する際、現像ローラー上のトナーは幾つかの層に積層された状態でかつトナーは回転しながら搬送される。回転しながらトナーが搬送されることで、トナー表面では、上述したトナー表面で電荷が発生する。その電荷がトナー表面に拡散する現象が発生するのと同時に、そこで生じた電荷がトナーの回転により、チタン酸塩微粒子を介して近接するトナー表面に拡散させることができると考えられる。
これにより、現像ブレードを通過したDローラー上のトナー表面の電荷は、より均一になり、且つ十分な電荷を有する為、良好な現像性を発現することができる。
本発明者らは、一成分系現像システムで実機評価を行ったところ、長期間連続した使用においても品質が大きく変化しないことと、連続使用後数日間の装置停止後、再起動時の画像品質が大きく変化しないことを両立することができた。
<第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子>
第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子について説明する。
第2族元素とは、周期表の第2族に属する元素(典型元素)のことであり、第2族元素には、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが含まれる。第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子としては、チタン酸ベリリウム微粒子、チタン酸マグネシウム微粒子、チタン酸カルシウム微粒子、チタン酸ストロンチウム微粒子、チタン酸バリウム微粒子が上げられる。これらの中でも、トナー表面で付与された電荷をトナー表面に偏りなく広く拡散することができるチタン酸ストロンチウム微粒子が特に好ましい。
チタン酸塩の微粒子によるトナーの表面被覆率が、0.5%以上20.0%以下であることが好ましい。表面被覆率がこの範囲内にある場合、一次粒子の状態で付着するチタン酸塩の微粒子の割合が多くなり、トナー粒子表面に留まりやすくなる。これにより、本発明の効果を発現しやすくなる。より好ましい範囲は0.5%以上10.0%以下である。
また、トナー粒子に対するチタン酸塩の微粒子の固着率が、60%以上100%以下であることが好ましい。固着率がこの範囲内にあることで、トナー表面の電荷の制御をより効果的に行うことが可能となる。これにより、本発明の効果を発現しやすくなる。より好ましい範囲は、75%以上100%以下であり、さらに好ましい範囲は、88%以上100%以下である。
チタン酸塩の微粒子の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.01〜3.0質量部であることが好ましく、特に好ましくは0.01〜2.0質量部である。
チタン酸塩の微粒子は、トナーの表面0.5πμm当たり2個以上126個以下存在することが好ましい。さらに、上記の個数の変動係数が0.5以下であることがより好ましい。この場合、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子との接触機会が増え、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子のマイクロキャリア効果がより効率的に発現する。さらに、チタン酸の微粒子がトナー表面により均一に存在するため、電荷の拡散がより効率的に起こり、本発明の効果がより顕著となる。個数の変動係数は、0.3以下であることがより好ましい。
上記の表面被覆率、固着率、存在個数、変動係数は、チタン酸塩の微粒子の添加量、粒径、外添条件、トナー粒子の性状を調整することで制御できる。
チタン酸塩の微粒子は、帯電調整や環境安定性の改良のため、処理剤で表面被覆されていてもよい。
処理剤としては、
チタンカップリング剤;
シランカップリング剤;
シリコーンオイル;
ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属塩;
ステアリン酸などの脂肪酸;
を例示できる。
処理の方法としては、表面処理剤などを溶媒中に溶解/分散させ、そこにチタン酸塩の微粒子を添加し、撹拌しながら溶媒を除去する湿式方法や、カップリング剤、脂肪酸金属塩とチタン酸塩の微粒子を直接混合して撹拌しながら処理を行う乾式方法が挙げられる。
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子>
次に、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子について説明する。
ハイドロタルサイト類化合物は、下記一般式(A)で表すことができ、正極性に帯電した基本層(一般式(A)中の[M2+ 1−x3+ (OH) ])とネガ性に帯電した中間層(一般式(A)中の[x/nAn−・mHO)とを有する層状の無機化合物である。
[M2+ 1−x3+ (OH) ][x/nAn−・mHO] 一般式(A)
一般式(A)中、
2+は、Mg2+,Zn2+などの2価金属イオンを表し、
3+は、Al3+,Fe3+などの3価金属イオンを表し、
n−は、CO 2−,Cl,NO などのn価アニオンを表し、
m≧0である。
一般式(A)に含まれる化合物の例としては、
[Mg2+ 0.750Al3+ 0.250(OH) 2.000][0.125CO 2−・0.500HO]が挙げられる。
このように、ハイドロタルサイト類化合物は、その構造に由来して、粒子表面は正極性に帯電しており、また、水分の影響を受けにくいと考えられる。そのため、高温高湿の様な環境でもトナー表面に瞬時に電荷を付与することができ、「連続使用後に数日間放置し、再起動した際の画像品質が正常であること」が達成できると考えられる。
ハイドロタルサイト類化合物は、電荷の付与能力の観点から、2価の金属イオンM2+としてはMg2+が、3価の金属イオンM3+としてはAl3+が好ましい。また、n価アニオンとしては、トナー粒子への帯電性付与の観点から、CO 2−,Clが好ましい。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.01〜3.00質量部であることが好ましい。上記範囲であれば上述した本発明の効果が得られやすい。より好ましくは0.01〜1.00質量部である。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子のトナー粒子に対する固着率は、20%以上60%以下であることがより好ましい。固着率がこの範囲内にあることで、マイクロキャリア効果がより効果的に発現し、本発明の効果がより顕著となる。より好ましい範囲は、40%以上60%以下である。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子のトナー粒子に対する固着率は、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の添加量、粒径、外添条件、トナー粒子の性状を調整することで制御することができる。
ハイドロタルサイト類化合物の微粒子は、平均アスペクト比が1.5以上であることがより好ましい。ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の平均アスペクト比が1.5以上であることで、トナー粒子との接触面が大きくなり、トナー粒子表面において移動ができなくなるほどに強く付着/固着しにくくなる。結果、その微粒子の多くがトナー粒子表面を移動できる状態で存在することになり、マイクロキャリア効果がより良好に発現し、本発明の効果がより顕著となる。平均アスペクト比のより好ましい範囲は、1.8以上であり、さらに好ましい範囲は、2.5以上である。ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の平均アスペクト比は、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造方法、外添条件を調整することで制御することができる。
<トナー粒子/トナー>
トナー粒子は、結着樹脂に加えて、必要に応じて、着色剤、ワックス、荷電制御剤などを含有する。以下、トナー粒子に含有される各材料について記載する。
・結着樹脂
結着樹脂としては、例えば、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系モノマー類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル酸エステルモノマー;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸2−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステルモノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のビニルニトリル類;ビニルエチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル;ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニルケトン類の単独重合体又は共重合体(ビニル系樹脂)が挙げられる。その他、エチレン、プロピレン、ブタジエン、イソプレン等のオレフィン類の単独重合体又は共重合体(オレフィン系樹脂);エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド脂、セルロース樹脂、ポリエーテル等の非ビニル縮合系樹脂、及びこれら非ビニル縮合系樹脂とビニル系モノマーとのグラフト重合体などが挙げられる。これらの樹脂は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのうち、シャープメルト性を有し、かつ低分子量でも強度に優れるポリエステルが特に好ましい。
また、トナー粒子の表面には、ポリエステルが存在していることがより好ましい。ポリエステルは、スチレンアクリル樹脂に比べて、負極性の電荷を帯びやすい性質を持つことが知られており、トナー表面に存在するハイドロタルサイト類化合物の微粒子との接触により、負極性の電荷の発生がより促進される。その結果、本発明の効果がより顕著となる。
・着色剤
着色剤には、公知の有機顔料または染料、カーボンブラック、磁性粉体などが挙げられる。
シアン着色剤の例には、銅フタロシアニン化合物及びその誘導体、アントラキノン化合物、塩基染料レーキ化合物等が含まれる。具体的には、C.I.ピグメントブルー1,7,15,15:1,15:2,15:3,15:4,60,62,66等が挙げられる。
マゼンタ着色剤の例には、縮合アゾ化合物、ジケトピロロピロール化合物、アントラキノン、キナクリドン化合物、塩基染料レーキ化合物、ナフトール化合物、ベンズイミダゾロン化合物、チオインジゴ化合物、ペリレン化合物などが含まれる。具体的には、C.I.ピグメントレッド2,3,5,6,7,23,48:2,48:3,48:4,57:1,81:1,122,144,146,166,169,177,184,185,202,206,220,221,254;C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。
イエロー着色剤の例には、縮合アゾ化合物、イソインドリノン化合物、アントラキノン化合物、アゾ金属錯体、メチン化合物、アリルアミド化合物に代表される化合物などが含まれる。具体的には、C.I.ピグメントイエロー12,13,14,15,17,62,74,83,93,94,95,97,109,110,111,120,127,128,129,147,151,154,155,168,174,175,176,180,181,191,194等が挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック、磁性粉体、あるいは、イエロー着色剤、マゼンタ着色剤、及びシアン着色剤を用い黒色に調色されたものが挙げられる。
これらの着色剤は、単独または混合して、さらには固溶体の状態で用いることができる。本発明に用いる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナーへの分散性の点から選択される。
・ワックス
ワックスとしては、特に限定はないが、以下のものが挙げられる。
低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレン、低分子量オレフィン共重合体、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の如き脂肪族炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスの如き脂肪族炭化水素系ワックスの酸化物;脂肪族炭化水素系エステルワックスの如き脂肪酸エステルを主成分とするワックス;及び脱酸カルナバワックスの如き脂肪酸エステルを一部又は全部を脱酸化したもの;ベヘニン酸モノグリセリドの如き脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂を水素添加することによって得られるヒドロキシル基を有するメチルエステル化合物。
本発明において、トナー中におけるワックスの含有量は、結着樹脂100質量部あたり、好ましくは1.0質量部以上20.0質量部以下、より好ましくは2.0質量部以上15.0質量部以下である。
ワックスは、示差走査熱量計(DSC)による測定において、60℃以上120℃以下に最大吸熱ピークを有することが好ましい。より好ましくは60℃以上90℃以下である。
・荷電制御剤
荷電制御剤としては、以下のものが挙げられる。有機金属化合物、キレート化合物が有効であり、モノアゾ金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族オキシカルボン酸、芳香族ダイカルボン酸、オキシカルボン酸及びダイカルボン酸系の金属化合物が挙げられる。そのほか、4級アンモニウム塩や樹脂タイプの荷電制御剤を用いることもできる。樹脂タイプの荷電制御剤としては、スルホン酸基、スルホン酸塩基、スルホン酸エステル基などのスルホン系官能基を有する樹脂、カルボキシ基を有する樹脂が挙げられる。本発明のトナーは、これら荷電制御剤を単独で或いは2種類以上組み合わせて含有することができる。
荷電制御剤の好ましい配合量は、結着樹脂100質量部に対して0.01質量部以上20質量部以下であり、より好ましくは0.5質量部以上10質量部以下である。
トナー粒子の形状係数SF−2が、110以上180以下であることがより好ましい。
形状係数SF−2は、以下の式で算出される値であり、粒子表面の凹凸を反映する値である。SF−2が100に近いほど、凹凸が少ないことを意味する。
SF−2=(粒子の周囲長)/粒子の面積×100/4π
SF−2が上記の範囲内であれば、トナー粒子表面に凹凸が存在するため、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子とトナー粒子との接触機会がより多くなり、負極正の電荷の発生がより促進される。その結果、本発明の効果がより顕著となる。
また、トナー粒子の重量平均粒径(D4)は3.0μm以上10.0μm以下であることが好ましく、5.0μm以上8.0μm以下であることがより好ましい。
本発明のトナーは、トナー粒子に、チタン酸塩の微粒子、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子が外添されたものであるが、トナー表面において、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子は、所定の分散状態で存在していることが好ましい。具体的には、下記の比率を満たす状態で存在していることが好ましい。
(凝集状態で存在する粒子の数)/(一次粒子の状態で存在する粒子の数)≧3.0
凝集状態で存在する粒子は、繰り返しの摺擦を受けても、移動可能な状態を保つことができるため、この割合が高い方が好ましい。より好ましくは、上記の比率が3.5以上である。
また、トナーには、チタン酸塩の微粒子、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の他に、帯電性向上や流動性付与の観点から、シリカ微粒子が更に外添されていてもよい。シリカ微粒子は、表面を疎水化処理した処理シリカ微粒子であることがより好ましい。処理シリカ微粒子は、メタノール滴定試験によって測定された疎水化度が30〜80体積%であるものが好ましい。シリカ微粒子の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1〜4.5質量部であることが好ましく、より好ましくは0.1〜3.0質量部である。
また、トナーの重量平均粒径(D4)は、3.0μm以上10.0μm以下であることが好ましく、5.0μm以上8.0μm以下であることがより好ましい。
本発明のトナーにおいては、FT−4(パウダーレオメータ)で測定されるトータルエネルギーが、160mJ以上300mJ以下であることがより好ましい。より好ましくは、160mJ以上280mJ以下である。FT−4で測定されるトータルエネルギーは、一定のコンディションになるように形成したトナー層に、羽根のついたブレードを回転させながら侵入させた際のブレードに掛かる垂直トルクと回転トルクの合計トルクのことであり、トナーの流動性の指標となる。
<トナー粒子/トナーの製造方法>
次いで、トナー粒子の製造方法について記載する。
トナー粒子の製造方法は特に限定されず、例えば、懸濁重合法、界面重合法、分散重合法、乳化凝集法のような、親水性媒体中でトナー粒子を製造する方法や、粉砕法のごとき乾式での製造方法が挙げられる。また、上記の方法で製造された粒子を熱球形化し、トナー粒子としてもよい。
その中でも、トナー粒子の形状制御が容易であり、帯電分布の均一性に優れ、さらには軟化点の低い樹脂やシャープメルト性に優れた樹脂を用いやすい乳化凝集法が好ましく用いられる。乳化凝集法においては、樹脂微粒子の水系分散体、着色剤微粒子の水系分散体などをそれぞれ調製し、それらを混合して、樹脂微粒子や着色剤微粒子を凝集させ、融合させて、トナー粒子を形成する。
まず、樹脂微粒子の水系分散体、および着色剤微粒子の水系分散体について説明する。
<樹脂微粒子の水系分散体>
樹脂微粒子の水系分散体は、公知の分散方法で調製される。具体的には、例えば、樹脂に水系媒体や乳化剤等を加え、クレアミックス、ホモミキサー、ホモジナイザーなどの高速剪断力をかける装置により分散させる、外部剪断力を用いた乳化により水中にて樹脂粒子分散液を作製してもよい。また、樹脂を溶剤に溶かして、水系媒体中に乳化剤や高分子電解質等と共にホモジナイザーなどの分散機により粒子状に分散し、その後加熱又は減圧して溶剤を除去する転相乳化法により、樹脂粒子分散体を作製することができる。もしくは、ビニル系単量体を構成要素とする樹脂粒子を含む樹脂粒子分散体の場合は、乳化剤を用いて、乳化重合を実施することで、樹脂粒子分散体を作製してもよい。
<着色剤微粒子の水系分散体>
着色剤微粒子の分散体は、着色剤微粒子を水系媒体に分散させて調製される。着色剤粒子は公知の方法で分散される。例えば、回転せん断型ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、アトライター等のメディア式分散機、高圧衝突式の分散機等が好ましく用いられる。特に高圧衝突式の分散機である吉田機械興業社製「ナノマイザー」、スギノマシン社製「アルティマイザー」、Serendip社製「ナノジサイザーLPNシリーズ」が好ましく用いられる。
<乳化剤>
水系分散体を調製する際に用いることができる乳化剤としては、特に限定されるものでは無いが、例えば、硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、リン酸エステル系、せっけん系等のアニオン界面活性剤;アミン塩型、4級アンモニウム塩型等のカチオン界面活性剤;ポリエチレングリコール系、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物系、多価アルコール系等の非イオン系界面活性剤が挙げられる。当該乳化剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<凝集工程>
上記の樹脂微粒子の水系分散体、着色剤微粒子の水系分散体、およびその他の成分を分散させた分散体を混合し、そこにpH調整剤、凝集剤、安定剤等を添加して、温度、機械的動力等を適宜加えることにより、凝集粒子が形成される。凝集剤等の添加・混合は、樹脂のガラス転移点以下の温度で行うのが好ましい。この温度条件下で混合を行うと、凝集が安定した状態で進行する。
第2の樹脂微粒子を含む樹脂微粒子分散体を用いて、上記の凝集粒子の表面に第2の樹脂微粒子を付着させ、被覆層(シェル層)を形成することもでき、コア/シェル構造を持つ凝集粒子を得ることができる。尚、複数の被覆層を形成することもできる。
<熟成工程>
熟成工程は、凝集粒子を加熱して、各微粒子を融着する工程である。熟成工程に入る前に、トナー粒子間の融着を防ぐため、pH調整剤、極性界面活性剤、極性界面活性剤等を適宜投入することができる。
加熱の温度としては、凝集粒子に含まれる樹脂のガラス転移点温度(樹脂の種類が2種類以上の場合は最も高いガラス転移温度を有する樹脂のガラス転移温度)〜樹脂の分解温度であればよい。したがって、前記加熱の温度は、前記重合体微粒子の樹脂の種類に応じて異なり、一概に規定することはできないが、一般的には凝集粒子に含まれる樹脂のガラス転移点温度以上140℃以下である。
融着の時間としては、加熱の温度が高ければ短い時間で足り、加熱の温度が低ければ長い時間が必要である。即ち、融合の時間は、加熱の温度に依存するので一概に規定することはできないが、一般的には30分以上10時間以下である。
上記の各工程を経ることにより得られたトナー粒子は、公知の方法に従って固液分離し、トナー粒子を回収し、次いで、適宜の条件で洗浄、乾燥等することができる。
<外添工程>
トナー粒子に、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子、およびチタン酸塩の微粒子を外添することによって、本発明のトナーは得られる。外添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(日本コークス工業株式会社製)、ナウターミキサー、メカノハイブリッドなどが挙げられるが、FMミキサー(日本コークス工業株式会社製)が好ましい。
尚、外添装置の回転数、処理時間、ジャケットの水温・水量を調整することによって、チタン酸塩の微粒子、及びハイドロタルサイト類化合物の微粒子の存在状態を制御することができる。
[各物性の測定方法]
<外添剤の体積抵抗の測定方法>
粉体抵抗測定システム(粉体抵抗測定ユニットMCP−PD51、高抵抗率計MCP−HT450:三菱化学アナリテック社製)を使用して下記の条件で測定した。なお、外添剤は、20℃/50%の温湿度環境下に12時間暴露した物を使用した。
サンプル:2.0g
加重:20kN
測定時間:10秒
印加電圧の範囲:10V〜1000V
外添剤の体積抵抗は、印加電圧が1000Vの時の値とした。
<チタン酸塩の微粒子の疎水化度(体積%)の測定方法>
チタン酸塩の微粒子の疎水化度(体積%)は、粉体濡れ性試験機「WET−100P」(レスカ社製)によって測定する。
直径5cm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及び最大胴径8mmの紡錘型回転子を入れる。
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を入れる。その後、チタン酸塩の微粒子0.5gを添加し、粉体濡れ性試験機にセットする。
マグネティックスターラーを用いて、3.3s−1の速度で撹拌しながら、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する。
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/(メタノールの体積+水の体積)×100)により表される値を疎水化度とする。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。
尚、試料として用いるチタン酸塩の微粒子は、微粒子自体を入手できる場合はそのまま測定すればよいが、外添されたトナーしかない場合は、トナーから単離して測定を行う。
<チタン酸塩の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)、およびハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)の測定方法>
トナー表面に存在するチタン酸塩、およびハイドロタルサイト類化合物の存在個所は、超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)(SEM−EDX)による観察、及び元素分析によって特定することができる。例えば、2万倍の倍率下で観察と元素マッピングとを連続した視野で行い、観察される粒子に対してTiとSrの両元素の存在が確認できたとき、これをチタン酸ストロンチウムであると判断した。同様に、観察される粒子に対してMgとAlの両元素をマッピングしたとき、これをハイドロタルサイト類化合物の微粒子と判断した。
以下、チタン酸塩の微粒子の一次粒子の個数平均粒径の測定方法について記載する。
(1)試料作製
試料台(アルミニウム試料台15mm×6mm)に導電性ペーストを薄く塗り、その上にトナーを吹きつける。さらにエアブローして、余分なトナーを試料台から除去し十分乾燥させる。試料台を試料ホルダにセットし、試料高さゲージにより試料台高さを36mmに調節する。
(2)S−4800観察条件設定
S−4800の筺体に取り付けられているアンチコンタミネーショントラップに液体窒素を溢れるまで注入し、30分間置く。S−4800の「PCSTEM」を起動し、フラッシング(電子源であるFEチップの清浄化)を行う。画面上のコントロールパネルの加速電圧表示部分をクリックし、[フラッシング]ボタンを押し、フラッシング実行ダイアログを開く。フラッシング強度が2であることを確認し、実行する。フラッシングによるエミッション電流が20〜40μAであることを確認する。試料ホルダをS−4800筺体の試料室に挿入する。コントロールパネル上の[原点]を押し試料ホルダを観察位置に移動させる。
加速電圧表示部をクリックしてHV設定ダイアログを開き、加速電圧を[0.8kV]、エミッション電流を[20μA]に設定する。オペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、信号選択を[SE]に設置し、SE検出器を[上(U)]及び[+BSE]を選択し、[+BSE]の右の選択ボックスで[L.A.100]を選択し、反射電子像で観察するモードにする。同じくオペレーションパネルの[基本]のタブ内にて、電子光学系条件ブロックのプローブ電流を[Normal]に、焦点モードを[UHR]に、WDを[3.0mm]に設定する。コントロールパネルの加速電圧表示部の[ON]ボタンを押し、加速電圧を印加する。
(3)S−4800による観察
コントロールパネルの倍率表示部内をドラッグして、倍率を100000(100k)倍に設定する。操作パネルのフォーカスつまみ[COARSE]を回転させ、ある程度焦点が合ったところでアパーチャアライメントの調整を行う。コントロールパネルの[Align]をクリックし、アライメントダイアログを表示し、[ビーム]を選択する。操作パネルのSTIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を回転し、表示されるビームを同心円の中心に移動させる。次に[アパーチャ]を選択し、STIGMA/ALIGNMENTつまみ(X,Y)を一つずつ回し、像の動きを止める又は最小の動きになるように合わせる。アパーチャダイアログを閉じ、オートフォーカスで、ピントを合わせる。この操作をさらに2度繰り返し、ピントを合わせる。
その後、トナー表面の少なくとも300個の第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子について粒径を測定して、一次粒子の個数平均粒径(D1)を求める。チタン酸塩の微粒子は凝集粒子として存在するものもあるが、このような凝集粒子は粒径の測定対象にしない。また、粒子の最大径を粒径として扱い、最大径を算術平均することによって、一次粒子の個数平均粒径(D1)とする。
また、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)もチタン酸塩の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)と同様にして測定、算出を行い、一次粒子の個数平均粒径(D1)を得る。
<チタン酸塩の微粒子によるトナーの表面被覆率の測定方法>
チタン酸塩の微粒子によるトナーの表面被覆率は、ESCA(X線光電子分光分析)により測定される。例えば、チタン酸塩の微粒子がチタン酸ストロンチウム微粒子の場合、ストロンチウム原子量から算出される。ESCAは、サンプル表面の深さ方向で数nm以下の領域の原子を検出する分析方法である。そのため有機無機複合微粒子の表面の原子を検出することが可能である。
サンプルホルダーとしては、装置付属の75mm角のプラテン(サンプル固定用の約1mm径のねじ穴が具備されている)を用いた。そのプラテンのネジ穴は貫通しているため、樹脂等で穴をふさぎ、深さ0.5mm程度の粉体測定用の凹部を作製する。その凹部に測定試料(トナー)をスパチュラ等で詰め込み、すり切ることでサンプルを作製した。
ESCAの装置及び測定条件は、下記の通りである。
使用装置:アルバック−ファイ社製 Quantum 2000
分析方法:ナロー分析
測定条件:
X線源:Al−Kα
X線条件:100μ、25W、15kV
光電子取り込み角度:45°
PassEnergy:58.70eV
測定範囲:φ100μm
解析方法は、まず炭素1s軌道のC−C結合に由来するピークを285eVに補正する。その後、100〜105eVにピークトップが検出されるストロンチウム2p軌道に由来するピーク面積から、アルバック−ファイ社提供の相対感度因子を用いることで、構成元素の総量に対するストロンチウムに由来するSr量を算出する。また、チタン酸ストロンチウム粒子を用いて、同様の測定を行い、その際のSr量を算出し、この値を100%としたときの上記のSr量の割合を算出する。 チタン酸塩がチタン酸ストロンチウムである場合について説明したが、チタン酸塩がチタン酸ストロンチウムではない場合には、測定装置に付属しているデータベースからチタン酸塩に含まれる金属種を特定し、その金属種に着目した解析を行えばよい。
<チタン酸塩の微粒子、およびハイドロタルサイト類化合物の微粒子のトナー粒子に対する固着率の測定方法>
まず、2種類のサンプル(水洗前トナー、水洗後トナー)を用意する。
(i)水洗前トナー:後述する実施例で作製した各種トナーをそのまま用いた。
(ii)水洗後トナー:イオン交換水100mLにスクロース(キシダ化学製)160gを加え、湯せんをしながら溶解させ、ショ糖濃厚液を調製する。遠心分離用チューブに上記ショ糖濃厚液を31gと、コンタミノンN(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)を6mL入れ分散液を作製する。この分散液にトナー1gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。遠心分離用チューブをシェイカーにて5.8s−1、20minで振とうする。振とう後、溶液をスイングローター用ガラスチューブ(50mL)に入れ替えて、遠心分離機にて58.3s−1,30minの条件で遠心分離する。トナーと水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、最上層に分離したトナーをスパチュラ等で採取する。採取したトナーを含む水溶液を減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、サンプルとする。
これらの水洗前後のサンプルについて、波長分散型蛍光X線分析(XRF)により、ターゲット元素(第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子としてチタン酸ストロンチウム微粒子を使用した場合は、Sr、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子は、Mg)の強度を使用することにより、第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子の定量を行い、固着量を求めた。
なお、測定サンプルとしては、専用のプレス用アルミリングの中に水洗後のトナーと初期のトナーを約1g入れて平らにならし、錠剤成型圧縮機「BRE−32」(前川試験機製作所社製)を用いて、20MPaで、60秒間加圧し、厚さ約2mmに成型したペレットを用いた。
測定装置としては、波長分散型蛍光X線分析装置「Axios」(PANalytical社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「SuperQ ver.4.0F」(PANalytical社製)を用いる。尚、X線管球のアノードとしてはRhを用い、測定雰囲気は真空、測定径(コリメーターマスク径)は10mm、測定時間10秒とする。また、軽元素を測定する場合にはプロポーショナルカウンタ(PC)、重元素を測定する場合にはシンチレーションカウンタ(SC)で検出する。上記条件で測定を行い、得られたX線のピーク位置をもとに元素を同定し、単位時間あたりのX線光子の数である計数率(単位:cps)からその濃度を算出する。
トナーからの固着率は、まず上記方法にて水洗前トナー、水洗後トナーの元素の強度を求める。その後、下記式に基づき固着率を算出する。例として、チタン酸塩の微粒子としてチタン酸ストロンチウム微粒子を使用し、ターゲット元素として、Srを用いた場合の式を示す。
チタン酸ストロンチウムの固着率=(水洗後トナーのSr元素の強度)/(水洗前トナーのSr元素の強度)×100
<トナー表面におけるチタン酸塩の微粒子の個数、および変動係数>
トナー表面のチタン酸塩の微粒子の存在状態を示す変動係数は、走査型電子顕微鏡によって確認する。
即ち、走査型電子顕微鏡の反射電子像において、該トナー粒子を倍率2万倍で撮影する。撮影した画像を画像処理ソフトに取り込み、該トナー粒子の投影面に基準点Pを設け、該基準点Pを中心点として、半径2μm(2万倍に拡大した画像では、半径4cmになる)の円を描く。基準点Pは、半径2μmの円がトナーの反射電子像内に収まる点であれば、どこであっても構わない。
次に、倍率2万倍で撮影された該トナー粒子の反射電子像において、該トナー粒子の投影面の基準点P(中心点)から該トナー粒子の投影面の外周に向かって45°おきに8分割する直線を引く。
8分割された各領域において観察されるチタン酸塩の微粒子の個数をカウントし平均値及び、標準偏差を算出する。その後、下式より変動係数を算出する。
(変動係数)=(個数の標準偏差)/(平均個数)
即ち、本発明において規定されるトナー粒子表面Sにおけるチタン酸塩の微粒子の個数の変動係数は、半径2μmの円を8分割した領域(0.5πμm)に存在するチタン酸塩の微粒子の個数の変動係数である。
<トナーの表面に存在するハイドロタルサイト類化合物のアスペクト比の測定方法>
走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)で撮影した倍率2万倍、解像度2048×1356ピクセルの画像をパソコンに取り込んだ。この画像を、マウンテック社製画像解析装置「MacView Ver.4」を使用し、簡単取り込みツールを用いて粒子を認識させ、粒子の長径(A)と短径(B)の比(A/B)からアスペクト比を測定した。長径(A)は、粒子表面上の2点間の距離の最大値と定義する。また、短径(B)は、長径と直交する方向の粒子幅を測定し、その分布における極大値と定義する。なお、この極大値が複数存在するときはそれらの平均値を短径(B)とする。測定は、任意の円相当径50nm以上の粒子200個に対して行い、その相加平均値を平均アスペクト比とした。尚、撮影した粒子が、凝集粒子(二次粒子)となっている場合は、二次粒子を単一の粒子とみなして測定を行う。
<トナー粒子の形状係数SF−2の測定方法>
走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)で、トナー粒子を観察し、2万倍に拡大した視野において、画像処理ソフトImage−Pro Plus5.1J(MediaCybernetics社製)を使用して、一次粒子として存在する粒子の周囲長、面積を算出した。得られた周囲長、面積を用いて、下記の式にてSF−2を算出した。
SF−2=(粒子の周囲長)/粒子の面積×100/4π
100個のトナー粒子に対して同様の観察/測定を行い、得られたSF−2の値の相加平均値を算出して、本発明で規定するSF−2とする。
<トナー粒子およびトナーの重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナー粒子およびトナーの重量平均粒径(D4)は、以下のようにして算出する。測定装置としては、100μmのアパーチャチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer 3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)を用いる。測定条件の設定及び測定データの解析は、付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いる。なお、測定は実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで行う。
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。
なお、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更」画面において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。「閾値/ノイズレベルの測定ボタン」を押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、「測定後のアパーチャチューブのフラッシュ」にチェックを入れる。
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定」画面において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。
具体的な測定法は以下のとおりである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャのフラッシュ」機能により、アパーチャチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れる。この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で約3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)を準備する。超音波分散器の水槽内に約3.3Lのイオン交換水を入れ、この水槽中にコンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、測定試料約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。なお、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)の丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)の電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。なお、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、「分析/体積統計値(算術平均)」画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
<トナーの表面に存在するハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子数と凝集粒子数の比率の測定方法>
走査電子顕微鏡S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)でトナーを観察した。3万倍に拡大した視野において、100個のトナーの観察を行い、ハイドロタルサイト類化合物の形状より、一次粒子の数と凝集粒子の数との比率を算出した。ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子の形状は、その多くが扁平型の形状である。扁平型の粒子が重なって存在している粒子を凝集粒子と判断した。
<トナーの流動性指数であるFT−4(パウダーレオメータ)でのトータルエネルギーの測定方法>
粉体流動性分析装置パウダーレオメータFT−4(Freeman Technology社製)(以下、「FT−4」と省略する場合がある)を用いることによって測定できる。
前記装置は、粉体サンプル中でブレードを移動させ、一定の流動測定とパターンの流れを起こさせる。サンプル中の粒子はブレードが近接すると流動し、通過するとブレードは以後に落下して再び静止する。ブレードが粉体中を移動するのに必要としたエネルギーが計算され、この値から、種々の流動性指数が計算される。ブレードはプロペラ型で、回転すると同時に上又は下方向にも運動するので先端はらせんを描くことになる。回転速度と上下運動を変化させることによりブレードのらせん経路の角度や速度を調節することができる。ブレードが右回りのらせん経路に沿って移動するときには粉体を均一に混ぜる作用がある。逆に左回りのらせん経路に沿って移動するときにはブレードは粉体から抵抗を受けることになる。
具体的には、以下の操作により測定を行う。尚、全ての操作において、プロペラ型ブレードは、FT−4測定専用48mm径ブレード(48mm×10mmのブレード板の中心に法線方向に回転軸が存在し、ブレード板は、両最外縁部分(回転軸から24mm部分)が70°、回転軸から12mmの部分が35°といったように、反時計回りになめらかにねじられたもので、SUS製、型番:C210)(以下、「ブレード」と省略する場合がある)を用いる。
まず、FT−4測定専用50mm×160mLスプリット容器(型番:C203。容器底面からスプリット部分までの高さ82mm。材質は、ガラス。以下、容器と省略する場合がある)に23℃、60%環境に3日以上放置されたトナーを100g入れることでトナー粉体層とする。
(1)コンディショニング操作
(a)ブレードの回転スピード(ブレードの最外縁部の周速)を60(mm/sec)、粉体層への垂直方向の進入速度を、移動中のブレードの最外縁部が描く軌跡と粉体層表面とのなす角(以降、「なす角」と省略する場合がある)が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回り(ブレードの回転により粉体層がほぐされる方向)の回転方向に、粉体層表面からトナー粉体層の底面から10mmの位置までブレードを進入させる。
その後、ブレードの回転スピードを60(mm/sec)、粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が2(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、トナー粉体層の底面から1mmの位置までブレードを進入させる操作を行う。
その後、ブレードの回転スピードを60(mm/sec)、粉体層からの抜き取り速度をなす角が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、トナー粉体層の底面から100mmの位置までブレードを移動させ、抜き取りを行う。
抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着したトナーを払い落とす。
(b)一連の上記(1)−(a)の操作を5回行うことで、トナー粉体層中に巻き込まれている空気を取り除き、安定したトナー粉体層を作る。
(2)スプリット操作
上述のFT−4測定専用セルのスプリット部分でトナー粉体層をすり切り、粉体層上部のトナーを取り除くことで、同じ体積のトナー粉体層を形成する。
(3)測定操作
(i)トータルエネルギーの測定
(a)上記(1)−(a)と同様の操作を一回行う。
(b)次にブレードの回転スピードを100(mm/sec)、粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して反時計回り(ブレードの回転により粉体層が押し込まれる方向)の回転方向に、トナー粉体層の底面から10mmの位置までブレードを進入させる。
その後、ブレードの回転スピードを60(mm/sec)、粉体層への垂直方向の進入速度を、なす角が2(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、粉体層の底面から1mmの位置までブレードを進入させる操作を行う。
その後、ブレードの回転スピードを60(mm/sec)、粉体層からの垂直方向の抜き取り速度をなす角が5(deg)のスピードで、粉体層表面に対して時計回りの回転方向に、粉体層の底面から100mmの位置までブレードの抜き取りを行う。
抜き取りが完了したら、ブレードを時計回り、反時計回りに交互に小さく回転させることでブレードに付着したトナーを払い落とす。
(c)上記、(b)の一連の操作を7回繰り返す。
上記(c)の操作において、7回目のブレードの回転スピードが100(mm/sec)であるときの、トナー粉体層の底面から100mmから10mmの位置までブレードを進入させたときに得られる、回転トルクと垂直荷重の総和を、トータルエネルギー(mJ)とする。
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。
<チタン酸塩の微粒子の製造例1>
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TiO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TiOとして1.88モルを採取し、3Lの反応容器に投入した。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、Sr/Tiモル比で1.15となるよう2.16モル添加した後、TiO濃度1.039モル/Lに調整した。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、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。
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分撹拌を続けた。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。
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/secで10分間解砕処理を行った。その後、処理品を別容器に移して、pH0.1となるまで塩酸を加え1時間撹拌を続けた。生成した沈殿をデカンテーション洗浄した。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn−オクチルトリエトキシシランを添加し、10時間撹拌保持を続けた。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。その後、ろ過・洗浄を行い、120℃の大気中で8時間乾燥しチタン酸塩の微粒子T−1を得た。なお、チタン酸塩の微粒子T−1の疎水化度は77(体積%)であった。得られたチタン酸塩の微粒子の物性を表1に示す。
<チタン酸塩の微粒子の製造例2>
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添加した後のTiO濃度を1.015モル/Lに調整するように変更する以外は、製造例1と同様にしてチタン酸塩の微粒子T−2を製造した。
チタン酸塩の微粒子T−2の疎水化度は75(体積%)であった。得られたチタン酸塩の微粒子の物性を表1に示す。
<チタン酸塩の微粒子の製造例3>
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、Sr/Tiモル比で1.35となるよう2.54モル添加するように変更し、さらに、添加後、95℃まで加温するように変更する以外は、製造例1と同様にしてチタン酸塩の微粒子T−3を製造した。
チタン酸塩の微粒子T−3の疎水化度は76(体積%)であった。得られたチタン酸塩の微粒子の物性を表1に示す。
<チタン酸塩の微粒子の製造例4>
製造例3において、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添加した後の加温を100℃までに変更する以外は同様にして、チタン酸塩の微粒子T−4を製造した。
チタン酸塩の微粒子T−4の疎水化度は78(体積%)であった。得られたチタン酸塩の微粒子の物性を表1に示す。
<チタン酸塩の微粒子の製造例5>
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添加した後のTiO濃度を1.083モル/Lに調整するように変更し、さらに、添加後、85℃まで加温するように変更する以外は、製造例1と同様にしてチタン酸塩の微粒子T−5を製造した。
チタン酸塩の微粒子T−5の疎水化度は69(体積%)であった。得られたチタン酸塩の微粒子の物性を表1に示す。
<チタン酸塩の微粒子の製造例6>
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pH6.0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TiO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TiOとして0.625モル採取し、3Lの反応容器に投入した。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、Sr/Tiモル比で1.00となるよう0.719モル添加した後、TiO濃度0.313モル/Lに調整した。次に、撹拌混合しながら90℃に加温した後、5モル/L水酸化ナトリウム水溶液296mLを18時間かけて添加し、その後、95℃で1時間撹拌を続け反応を終了した。
反応後のスラリーを50℃まで冷却し、pH5.0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。
得られた沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn−オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、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塩の微粒子T−6を得た。なお、チタン酸塩の微粒子T−6の疎水化度は78(体積%)であった。得られたチタン酸塩の微粒子の物性を表1に示す。
<チタン酸塩の微粒子の製造例7>
0.92モル/LのNaOH水溶液を約90℃に保持し、40℃に加熱保持したTiCl水溶液(TiCl濃度が0.472モル/L)と、予め未溶解分を除去し約100℃に加熱保持したBaCl/NaOH水溶液(BaCl濃度が0.258モル/L、NaOH濃度が2.73モル/L)とを、反応容器内に連続的に供給した。混合水溶液の温度を約90℃で一定とし、2分間撹拌して粒子状のチタン酸バリウムを生成した。熟成後、デカンテーション洗浄を行った。
当該沈殿を含むスラリーを40℃に調整し、塩酸を加えpH2.5に調整した後、固形分に対して4.0質量%のn−オクチルトリエトキシシランを添加し10時間撹拌保持を続けた。5モル/L水酸化ナトリウム溶液を加えpH6.5に調整し1時間撹拌を続けた後、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塩の微粒子T−7を得た。なお、チタン酸塩の微粒子T−7の疎水化度は75(体積%)であった。得られたチタン酸塩の微粒子の物性を表1に示す。
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例1>
203.3gの塩化マグネシウム6水和物と、96.6gの塩化アルミニウム6水和物とを1Lの脱イオン水に溶解し、この溶液を25℃に保ちながら、水酸化ナトリウム60gを1Lの脱イオン水に溶解した液でpH10.5に調整した。そして、98℃で24時間熟成した。冷却後、沈殿物を脱イオン水でろ液の電導度が100μS/cm以下になるまで洗浄し、5質量%の濃度のスラリーとした。このスラリーを攪拌しながら、スプレードライヤー(DL−41、ヤマト科学(株)製)にて乾燥温度180℃、噴霧圧0.16MPa、噴霧速度約150mL/minで噴霧乾燥によりハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−1を得た。
熱重量分析と蛍光X線分析とCHN元素分析の結果から、組成は以下のように決定された。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
Mg2+ 0.692Al3+ 0.308(OH) 2.000・0.154CO 2−・0.538H
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例2>
塩化マグネシウム6水和物を、246.5gの硫酸マグネシウム7水和物に変更し、塩化アルミニウム6水和物を、126.1gの硫酸アルミニウム16水和物に変更し、さらに、水酸化ナトリウム60gに加えて、炭酸ナトリウム53gを溶解した液でpHの調整を行う以外は、製造例1と同様にして、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−2を得た。熱重量分析と蛍光X線分析とCHN元素分析の結果から、組成は以下のように決定された。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
Mg2+ 0.692Al3+ 0.308(OH) 2.000・0.150CO 2−・0.555
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例3>
塩化マグネシウム6水和物を、256.4gの硝酸マグネシウム6水和物に変更し、塩化アルミニウム6水和物を、150.1gの硝酸アルミニウム9水和物に変更し、さらに、水酸化ナトリウム60gに加えて、炭酸ナトリウム53gを溶解した液でpHの調整を行う以外は、製造例1と同様にして、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−3を得た。熱重量分析と蛍光X線分析とCHN元素分析の結果から、組成は以下のように決定された。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
Mg2+ 0.692Al3+ 0.308(OH) 2.000・0.141CO 2−・0.502H
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例4>
水酸化ナトリウム60gに加えて、炭酸ナトリウム53gを溶解した液でpHの調整を行い、スプレードライヤーの噴霧条件を噴霧圧0.12MPa、噴霧速度約110mL/minに変更する以外は、製造例1と同様にして、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−4を得た。熱重量分析と蛍光X線分析とCHN元素分析の結果から、組成は以下のように決定された。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
Mg2+ 0.692Al3+ 0.308(OH) 2.000・0.155CO 2−・0.544H
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例5>
硫酸アルミニウム16水和物の量を105.1gに変更し、スプレードライヤーの噴霧条件を噴霧圧0.10MPa、噴霧速度約70mL/minに変更する以外は、製造例2と同様にして、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−5を得た。熱重量分析と蛍光X線分析とCHN元素分析の結果から、組成は以下のように決定された。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
Mg2+ 0.750Al3+ 0.250(OH) 2.000・0.125CO 2−・0.510H
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例6>
塩化アルミニウム9水和物の量を80.5gに変更し、水酸化ナトリウム60gに加えて、炭酸ナトリウム53gを溶解した液でpHの調整を行った。また、スプレードライヤーの噴霧条件を噴霧圧0.10MPa、噴霧速度約60mL/minに変更する以外は、製造例1と同様にして、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−6を得た。熱重量分析と蛍光X線分析とCHN元素分析の結果から、組成は以下のように決定された。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
Mg2+ 0.750Al3+ 0.250(OH) 2.000・0.125CO 2−・0.490H
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例7>
ハイドロタルサイト類化合物H−2に対して分級処理を行い、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−7得た。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例8>
ハイドロタルサイト類化合物H−6の製造において、スプレードライヤーの噴霧条件を噴霧圧0.08MPa、噴霧速度約40mL/minに変更する以外は同様にして、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−8を得た。熱重量分析と蛍光X線分析とCHN元素分析の結果から、組成は以下のように決定された。表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
Mg2+ 0.750Al3+ 0.250(OH) 2.000・0.120CO 2−・0.500H
<ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の製造例9>
ハイドロタルサイト類化合物H−5に対して分級処理を行い、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−9を得た表2にハイドロタルサイト類化合物の微粒子の物性を示す。
<シリカ微粒子1の製造例>
撹拌機付き反応器に、一次粒子の個数平均粒径18nmの未処理の乾式シリカを投入し、撹拌による流動化状態において、200℃に加熱した。
反応器内部を窒素ガスで置換して反応器を密閉し、乾式シリカ100質量%に対し、25質量%のジメチルシリコーンオイル(粘度=100mm/秒)を噴霧し、30分間攪拌を続けた。その後、攪拌しながら300℃まで昇温して、さらに2時間攪拌した後に取り出し、解砕処理を実施し、シリカ微粒子1を得た。なお、シリカ微粒子1の疎水化度は94(体積%)であった。
<樹脂微粒子分散体1の製造例>
・ポリエステル 60.0質量部
〔組成(モル比)/ポリオキシプロピレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン:エチレングリコール:テレフタル酸:マレイン酸:トリメリット酸=35:15:33:15:2、Mn:4,600、Mw:16,500、ピーク分子量(Mp):10,400、Mw/Mn:3.6、酸価:13mgKOH/g〕
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK) 0.3質量部
・N,N−ジメチルアミノエタノール 1.5質量部
・テトラヒドロフラン 200.0質量部
以上を混合及び溶解し、超高速撹拌装置T.K.ロボミックス(プライミクス社製)を用いて66.6s−1で撹拌した。さらに、イオン交換水180質量部を滴下し、樹脂微粒子分散体1を得た。
レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所社製:LA−950)を用いて測定された樹脂微粒子の体積基準のメジアン径は0.18μmであり、95%粒子径は0.25μmであった。
<樹脂微粒子分散体2の製造例>
スチレン: 320質量部
n−ブチルアクリレート: 80質量部
アクリル酸: 10質量部
ドデカンチオール: 10質量部
上記の材料を混合した溶液420質量部と、非イオン性界面活性剤(三洋化成社製、ノニポール400)6質量部、及びアニオン性界面活性剤(第一製薬社製、ネオゲンR)10質量部をイオン交換水550質量部に溶解した溶液をフラスコ中に入れて分散、乳化した。10分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム4質量部を溶解したイオン交換水50質量部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分に置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が70℃になるまで加熱し、5時間そのまま乳化重合を継続し、樹脂粒子分散液2を得た。
樹脂粒子分散液2中のラテックスは、レーザー回折式粒度分布測定装置(堀場製作所製、LA−700)で体積平均粒子径(D50)を測定したところ155nmであり、示差走査熱量計(島津制作所社製、DSC−50)を用いて昇温速度10℃/minで樹脂のガラス転移点を測定したところ54℃であった。また、分子量測定器(東ソー社製、HLC−8020)を用い、THFを溶媒として重量平均分子量(ポリスチレン換算)を測定したところ33000であった。
<着色剤微粒子分散体の製造例>
・シアン顔料 100.0質量部
(Pigment Blue 15:3、大日精化社製)
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK) 15.0質量部
・イオン交換水 885.0質量部
以上を混合及び溶解し、高圧衝撃式分散機ナノマイザー(吉田機械興業社製)を用いて約1時間分散して、着色剤を分散させてなる着色剤微粒子分散体(固形分濃度10質量%)を調製した。着色剤微粒子の体積基準のメジアン径は0.2μmであった。
<ワックス微粒子分散体の製造例>
・エステルワックス(ベヘン酸ベヘニル、融点75℃) 100.0質量部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬社製:ネオゲンRK) 10.0質量部
・イオン交換水 880.0質量部
以上を撹拌装置付きの容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック社製)を用い、循環しながらローター外径が3cm、クリアランスが0.3mmの剪断撹拌部位にて、ローター回転数310s−1、スクリーン回転数310s−1の条件にて撹拌し、60分間分散処理した。その後、ローター回転数33.3s−1、スクリーン回転数33.3s−1、冷却速度10℃/minの冷却処理条件にて40℃まで冷却することで、ワックス微粒子分散体(固形分濃度10質量%)を得た。ワックス微粒子の体積基準のメジアン径は0.15μmであった。
<トナー粒子の製造例1>
・樹脂微粒子分散体1 40.0質量部
・着色剤微粒子分散体 10.0質量部
・ワックス微粒子分散体 20.0質量部
・1質量%塩化カルシウム水溶液 20.0質量部
・イオン交換水 110.0質量部
ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて、上記の材料を混合及び分散させた後、ウォーターバス中で45℃まで撹拌翼にて撹拌しながら加熱した。45℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、重量平均粒径(D4)が5.5μmである凝集粒子が形成されていることが確認された(凝集工程)。
5質量%クエン酸三ナトリウム水溶液40.0質量部を加えた後、撹拌を継続しながら85℃まで昇温して120分間保持し、融合したコア粒子を含有する水系分散体を得た(一次融合工程)。コア粒子の粒径を測定したところ、重量平均粒径(D4)は5.8μmであった。
次いで、撹拌を継続しながら、ウォーターバス内に水を入れ、コア粒子の水系分散体を25℃まで冷却した。
次いで、12.1質量部の樹脂微粒子分散体2を添加した。その後、10分間撹拌を行い、さらに2質量%塩化カルシウム水溶液60.0質量部を滴下し、35℃に昇温した。この状態で、随時、液を少量抽出し、2μmのマイクロフィルターに通し、ろ液が透明になるまで、35℃で撹拌を継続した。
ろ液が透明になり、コア粒子に樹脂微粒子が付着し、シェル付着体が形成されたことを確認後、シェル付着体の水系分散体を40℃に昇温して1時間撹拌した。その後、5質量%クエン酸三ナトリウム水溶液35.0質量部を添加し、65℃に昇温して3.0時間撹拌を行った(二次融合工程)。
その後、得られた液を25℃まで冷却した後、ろ過・固液分離した後、800質量部のイオン交換水を固形分に加え30分間撹拌洗浄した。その後、再びろ過・固液分離を行った。
以上のようにろ過と洗浄を、残留界面活性剤の影響を排除するため、ろ液の電気伝導度が150μS/cm以下となるまで繰り返した。
次に、得られた固形分を乾燥させることにより、トナー粒子1を得た。トナー粒子1の重量平均粒径(D4)は7.0μmであった。得られたトナー粒子1の物性を表3に示す。
<トナー粒子の製造例2>
・樹脂微粒子分散体1 40.0質量部
・着色剤微粒子分散体 10.0質量部
・ワックス微粒子分散体 15.0質量部
・1質量%塩化カルシウム水溶液 30.0質量部
・イオン交換水 110.0質量部
ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて上記の材料を混合及び分散させた後、ウォーターバス中で45℃まで撹拌翼にて撹拌しながら加熱した。45℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、重量平均粒径(D4)が2.5μmである凝集粒子が形成されていることが確認された(凝集工程)。
5質量%クエン酸三ナトリウム水溶液40.0質量部を加えた後、撹拌を継続しながら85℃まで昇温して120分間保持し、融合したコア粒子を含有する水系分散体を得た(一次融合工程)。コア粒子の粒径を測定したところ、重量平均粒径(D4)は2.9μmであった。
以降の工程は、製造例1と同様にして、重量平均粒径(D4)3.0μmのトナー粒子2を得た。
<トナー粒子の製造例3>
・樹脂微粒子分散体1 40.0質量部
・着色剤微粒子分散体 10.0質量部
・ワックス微粒子分散体 20.0質量部
・1質量%塩化カルシウム水溶液 10.0質量部
・イオン交換水 110.0質量部
ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて上記の材料を混合及び分散させた後、ウォーターバス中で55℃まで撹拌翼にて撹拌しながら加熱した。55℃で1時間保持した後、光学顕微鏡にて観察すると、重量平均粒径(D4)が9.2μmである凝集粒子が形成されていることが確認された(凝集工程)。
5質量%クエン酸三ナトリウム水溶液40.0質量部を加えた後、撹拌を継続しながら85℃まで昇温して120分間保持し、融合したコア粒子を含有する水系分散体を得た(一次融合工程)。コア粒子の粒径を測定したところ、重量平均粒径(D4)は9.5μmであった。
以降の工程は、製造例1と同様にして、重量平均粒径(D4)10.0μmのトナー粒子3を得た。
<トナー粒子の製造例4>
・シアン顔料 6質量部
(Pigment Blue 15:3、大日精化社製)
・スチレン−アクリル酸ブチル−マレイン酸ブチルハーフエステル共重合体
(ガラス転移点Tg=63℃) 100質量部
・モノアゾ染料の鉄錯体(ネガ帯電性制御剤) 2質量部
・低分子量ポリエチレン
(DSC吸熱ピーク106.7℃、Mw/Mn=1.08) 4質量部
上記材料をブレンダーにて混合し、110℃に加熱した二軸エクストルーダーで溶融混練し、冷却した混練物をハンマーミルで粗粉砕し、粗粉砕物を機械式粉砕器で微粉砕した。得られた微粉砕物をコアンダ効果を用いた多分割分級機にて分級してトナー粒子4を得た。トナー粒子4の重量平均粒径(D4)は6.9μmであった。
<トナー粒子の製造例5>
四つ口容器中にイオン交換水710質量部と0.1モル/LのNaPO水溶液850質量%を添加し、高速撹拌装置T.K.ホモミクサー(特殊機化工業株式会社製)を用いて2,000S−1で撹拌しながら、60℃に保持した。ここに1.0モル/LのCaCl水溶液68質量部を徐々に添加し、微細な分散安定剤を含む水系分散媒体を調製した。
・スチレン 124質量部
・n−ブチルアクリレート 36質量部
・銅フタロシアニン顔料(ピグメントブルー15:3) 13質量部
・ポリエステル 10質量部
(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):10500)
・荷電制御剤(ボントロンE88:オリエント化学工業社製) 2質量部
・フィッシャートロプシュワックス(融点:78℃) 15質量部
上記材料を、アトライタ(日本コークス工業株式会社製)を用いて3時間撹拌し、各成分を重合性単量体中に分散させ、単量体混合物を調製した。
単量体混合物に重合開始剤である1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート20.0質量部(トルエン溶液50%)を添加し、重合性単量体組成物を調製した。
重合性単量体組成物を水系分散媒体中に投入し、撹拌機の回転数を150s−1に維持しつつ5分間造粒した。その後、高速撹拌装置をプロペラ式撹拌器に変えて、内部温度を70℃に昇温させ、ゆっくり撹拌しながら6時間反応させた。
次いで、容器内を温度80℃に昇温して4時間維持し、その後冷却し、スラリーを得た。スラリーを含む容器内に希塩酸を添加して分散安定剤を除去した。さらに、ろ別、洗浄、乾燥してトナー粒子5を得た。得られたトナー粒子5の重量平均粒径(D4)は7.1μmであった。
<トナー粒子の製造例6>
製造例1において、樹脂微粒子分散体1を樹脂微粒子分散体2に変更したこと以外は同様にして、トナー粒子6を製造した。トナー粒子6の重量平均粒径(D4)は7.2μmであった。得られたトナー粒子6の物性を表3に示す。
<トナーの製造例1>
得られたトナー粒子1(100質量部)に対して、チタン酸塩の微粒子T1(0.5質量部)、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子H−1(0.3質量部)、シリカ微粒子1(0.2質量部)を、FM10C(日本コークス工業株式会社製)によって外添混合した。外添条件は、トナー粒子の仕込み量:2.0kg、回転数:66.6s−1、外添時間:10分、冷却水を温度22℃・流量11L/minで行った。
その後、目開き200μmのメッシュで篩い、トナー1を得た。トナー1の外添条件を表3に、トナー物性を表4に示す。
<トナーの製造例2〜24、及び、比較トナーの製造例1〜4>
トナーの製造例1において、使用するトナー粒子、チタン酸塩の微粒子と、ハイドロタルサイト類化合物の微粒子、シリカ微粒子の種類及び添加量、外添処理方法を表4の記載に変更した以外は、同様にしてトナー2〜24、及び、比較トナー1〜4を得た。トナー2〜24、及び、比較トナー1〜4の外添条件を表3に、トナー物性を表4に示す。
<実施例1>
トナー1について、下記評価を行った。評価結果を表5に示す。
評価に際しては、評価機としてLBP7700C(キヤノン社製)の改造機を使用した。本体のプロセススピードを370mm/secに改造し、カートリッジの小型化を想定して、トナー担持体の直径を10mmに変更した。そして、この条件で画像形成が可能となるように必要な調整を行った。また、シアンカートリッジからトナーを除去し、代わりにトナー1を充填した。
<カブリの評価>
カブリは、低温低湿環境下(15℃/10%RH)で評価した。評価紙として、XEROX4200用紙(XEROX社製75g/m)を用いた。
低温低湿環境下において、トナーに対して厳しい長期耐久試験を想定し、印字率5%となる横線パターン画像を5秒ごとに2枚出力する間欠耐久を20000枚実施した。
その後、ベタ白画像を出力して、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は、反射濃度計(リフレクトメーター モデル TC−6DS 東京電色社製)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。
数値が小さいほどカブリレベルが良いことを示す。評価基準は以下の通りである。
(評価基準)
A:0.5%未満
B:0.5%以上1.5%未満
C:1.5%以上3.0%未満
D:3.0%以上
<スジ画像の評価>
スジ画像は、外添剤による部材汚染により発生する0.5mm程度の縦スジであり、全面ハーフトーン画像を出力した際に観察されやすい画像不良である。
スジ画像の評価は、上記カブリ評価と同様の環境で、20,000枚の耐久試験を行い、5,000枚以降5,000枚毎に、全面ハーフトーン画像を出力し、スジの有無を観察した。
(評価基準)
A:20,000枚出力後も発生なし
B:15,000枚〜20,000枚で発生あり
C:10,000枚〜15,000枚で発生あり
D:5,000枚〜10,000枚で発生あり
<連続使用後、数日間の装置停止後、再起動時のカブリの評価>
カブリは、高温高湿環境下(30℃/80%RH)で評価した。評価紙として、XEROX4200用紙(XEROX社製75g/m)を用いた。
高温高湿環境下において、トナーに対して厳しい長期耐久試験を想定し、印字率5%となる横線パターン画像を5秒ごとに2枚出力する間欠耐久を20000枚実施した。その後、本体の電源を停止し、72時間高温高湿環境下で放置した。放置後、本体を再起動させ、上記と同じ方法でカブリ評価を実施した。
(評価基準)
A:0.5%未満
B:0.5%以上1.5%未満
C:1.5%以上3.0%未満
D:3.0%以上
<実施例2〜24、及び、比較例1〜4>
トナー2〜24、及び、比較トナー1〜4を用いて、実施例1と同様の各評価を行った。評価結果を表5に示す。

Claims (9)

  1. トナー粒子と、外添剤として、第2族元素を有するチタン酸塩の微粒子、及びハイドロタルサイト類化合物の微粒子を含有するトナーであって、
    該チタン酸塩の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLt(nm)、該ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の一次粒子の個数平均粒径(D1)をLh(nm)としたとき、
    10≦Lt≦80
    100≦Lh≦トナー粒子の重量平均粒径(D4)×0.50
    を満たすことを特徴とするトナー。
  2. 該チタン酸塩の微粒子による該トナーの表面被覆率が、0.5%以上20.0%以下である請求項1に記載のトナー。
  3. 該トナー粒子に対する該チタン酸塩の微粒子の固着率が、60%以上100%以下である請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 該チタン酸塩の微粒子が、該トナーの表面0.5πμm当たり2個以上126個以下存在する請求項1乃至3のいずれか一項に記載のトナー。
  5. 該トナーの表面0.5πμm当たりに存在する該チタン酸塩の微粒子の個数の変動係数が、0.5以下である請求項4に記載のトナー。
  6. 該トナー粒子に対する該ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の固着率が、20%以上60%以下である請求項1乃至5のいずれか一項に記載のトナー。
  7. 該ハイドロタルサイト類化合物の微粒子の平均アスペクト比が1.5以上である請求項1乃至6のいずれか一項に記載のトナー。
  8. 該トナー粒子の表面に、ポリエステルが存在している請求項1乃至7のいずれか一項に記載のトナー。
  9. 該トナー粒子の形状係数SF−2が、110以上180以下である請求項1乃至8のいずれか一項に記載のトナー。
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