JP5460166B2 - トナー - Google Patents
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Description
画像形成に用いられる一般的なトナーは、表面に無機微粉体や樹脂でできた粒子を添加して構成されるものが多く、それらの添加は、トナーの帯電性や流動性等をコントロールする代表的手段の一つである。トナー表面にあることから、それら粒子や無機微粉体は周辺環境の影響を受け易く、このことは逆に、環境変動を抑制する手段になり得る可能性を秘めている。
即ち、本発明は、低温低湿下、常温常湿環境下での高画質を維持しながら、従来想定以上の高湿環境下での複写又はプリントによっても、トナーの著しい帯電量低下による感光ドラム上のカブリが発生し難い画像が得られるトナーを提供することを目的とする。
少なくとも結着樹脂及び着色剤を含むトナー粒子と、少なくともアルミナ粒子を含むトナーであって、
前記アルミナ粒子は、体積基準のメジアン径(D50)が0.40μm以上0.90μm以下であり、フロー式粒子像分析装置によって測定される平均円形度が0.940以上0.970以下であり、且つ、Si元素を100ppm以上500ppm以下含有しており、
前記トナー粒子は、Ti元素を30ppm以上1,000ppm以下含有していることを特徴とするトナー。
0μm以上0.90μm以下であり、フロー式粒子像分析装置によって測定される平均円形度が0.940以上0.970以下であり、且つ含有量が100ppm以上500ppm以下のSi元素を含有しており、前記トナー粒子は、含有量が30ppm以上1,000ppm以下のTi元素を含有していることを特徴とするトナーである。このトナーにより、低湿環境下でのトナー性能に悪影響を及ぼすことなく、厳しい高湿環境下でのカブリに対する優れた効果を発揮することができる。
m以上0.90μm以下であることが必要である。上記メジアン径以外の本発明条件を満たした上で、この範囲にあると、高湿環境放置後の帯電立ち上がりが良好であることを見出した。このメジアン径範囲は、トナー粒子表面へのアルミナの付着状態が最適化される領域であると考えている。すなわち、0.90μmよりも大きいと、トナー粒子からアル
ミナが外れやすくなる傾向があり、0.40μmよりも小さいとトナー粒子からアルミナ
が外れ難い傾向があることから、上記範囲が本発明の最適領域であり、効果発現の因子で
あると推測している。
が増える方向である。より厳しい高湿環境であると、カブリ改善効果が減少してしまう。
た、アルミナ中のSi元素が500ppmよりも多い場合、例えば高速印字される電子写真装置に適用すると、低湿環境において過帯電が発生しやすくなる傾向が見られ、装置側での画像制御を複雑化させてしまう。恐らくは、微視的な高抵抗領域が多いことで、リーク不足による過帯電が進行し易いのではないかと推測される。
上0.70μm以下であることが本発明の効果を更に発揮することができ、好ましい。加えて、フロー式粒子像分析装置によって測定される平均円形度が0.945以上0.965以下であることが本発明の効果を更に発揮することができ、好ましい。
を原料とする気相酸化法の場合、アルミニウム粉末の平均粒径を調整することや、アルミナ粒子の製造の際の窒素ガスの流量を調整することで達成することができる。また、上記アルミナの平均円形度は、後述する気相酸化法により、アルミニウム粉末の供給量を調整してアルミナを作製することなどにより、所望の範囲に調整することができる。あるいは、形状による沈降速度の違いを利用して、所望の円形度を有するアルミナを取り出すことも可能である。さらに、上記アルミナのSi元素含有量は、気相酸化法でアルミナを作製する場合は、原料のアルミニウム粉末中のSi元素を調整することで達成できる。
なお、本発明におけるアルミナ粒子含有量は、トナー粒子100質量部に対して0.05質量部乃至0.30質量部であることが好ましい。
きる。
上記低分子量ポリマーの好ましい添加量は、結着樹脂100質量部に対して1質量部以上50質量部以下であり、より好ましくは5質量部以上30質量部以下である。
例えば、懸濁重合法により直接トナー粒子を製造する場合には、トナー粒子となる重合性単量体組成物と水系分散媒体の呈する極性のバランスに応じて、添加した極性樹脂がトナー粒子の表面に薄層を形成させることが可能である。あるいは、トナー粒子表面から中心に向け傾斜性をもって存在するように、極性樹脂の存在状態を制御することができる。
本発明に用いられる極性樹脂としては、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体が挙げられる。特に極性樹脂として、分子量3,000以上10,000以下にメインピークの分子量を有するポリエステル樹脂がトナー粒子の流動性、負摩擦帯電特性を良好にすることができるので好ましい。
更に、本発明に用いられる極性樹脂としては、チタン化合物を触媒として作製されたポリエステル樹脂であることが、本発明の効果を発現しやすくなるので好ましい。
(一般式(I)において、R1は、炭素数2乃至10のアルキレン基、アルケニレン基であり、置換基を有してもよく、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオン
の価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
(一般式(II)において、R2は、炭素数1乃至10のアルキレン基、アルケニレン基であり、置換基を有してもよく、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオンの価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
(一般式(III)において、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオンの価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
(一般式(IV)において、R3は、炭素数1乃至10のアルキレン基、アルケニレン基であり、置換基を有してもよく、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオンの価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
(一般式(V)において、R4は、炭素数2乃至10のアルキレン基、アルケニレン基であり、置換基を有してもよく、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオンの価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
(一般式(VI)において、R5は、炭素数1乃至10のアルキレン基、アルケニレン基であり、置換基を有してもよく、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオンの価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
(一般式(VII)において、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオンの価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
(一般式(VIII)において、R6は、炭素数1乃至10のアルキレン基、アルケニレン基であり、置換基を有してもよく、Mは対陽イオンを表し、mは陽イオンの数、nは陽イオンの価数を表し、m=1のとき、n=2であり、m=2のとき、n=1であり、Mは、n=1の場合、水素イオン、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオンであり、n=2の場合、アルカリ土類金属イオンを表す。)
て使用される。
のトナーに用いられる着色剤は、色相角、彩度、明度、耐光性、OHP透明性、トナー中の分散性の点から選択される。該着色剤は、好ましくは重合性単量体又は結着樹脂100質量部に対し1質量部以上20質量部以下添加して用いられる。
また、染料系着色剤の重合阻害性を抑制する方法としては、あらかじめこれら染料の存在下に重合性単量体を重合せしめる方法が挙げられ、得られた着色重合体を重合性単量体組成物に添加する。
また、カーボンブラックについては、上記染料と同様の処理の他、カーボンブラックの表面官能基と反応する物質(例えば、ポリオルガノシロキサン等)で処理を行っても良い。
定剤を用いることができる。
具体的には、無機系の分散安定剤の例としては、以下のものが挙げられる。リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸アルミニウム、リン酸亜鉛、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタケイ酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ。
上記分散安定剤としては、無機系の難水溶性の分散安定剤が好ましく、しかも酸に可溶性である難水溶性無機分散安定剤を用いることが好ましい。
グロシン及び脂肪酸金属塩の如きによるニグロシン変性物;グアニジン化合物;イミダゾール化合物;トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレートの如き4級アンモニウム塩、及びこれらの類似体であるホスホニウム塩の如きオニウム塩及びこれらのレーキ顔料;トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料(レーキ化剤としては、りんタングステン酸、りんモリブデン酸、りんタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物など);高級脂肪酸の金属塩;樹脂系荷電制御剤。
上述作用を繰り返し行なう。
各元素の蛍光X線の測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下の通りである。
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27mm、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。
各元素の蛍光X線の測定は、JIS K 0119−1969に準ずるが、具体的には以下の通りである。
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27mm、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。
アルミナの平均円形度は、フロー式粒子像分析装置「FPIA−3000」(シスメックス社製)によって、校正作業時の測定及び解析条件で測定した。
具体的な測定方法は、以下の通りである。まず、ガラス製の容器中に予め不純固形物などを除去したイオン交換水約20ml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0.2ml加える。更に測定試料を約0.01g加え、超音波分散
器を用いて2分間分散処理を行い、測定用の分散液とする。その際、分散液の温度が10℃以上40℃以下となる様に適宜冷却する。超音波分散器としては、発振周波数50kHz、電気的出力150Wの卓上型の超音波洗浄器分散器(例えば「VS−150」(ヴェルヴォクリーア社製))を用い、水槽内には所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2ml添加する。
を求めた。
tific社製の「RESEARCH AND TEST PARTICLES Latex Microsphere Suspensions 5100A」をイオン交換水で希釈)を用いて自動焦点調整を行う。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。
なお、本願実施例では、シスメックス社による校正作業が行われた、シスメックス社が発行する校正証明書の発行を受けたフロー式粒子像分析装置を使用した。解析粒子径を円相当径0.80μm以上、1.98μm未満に限定した以外は、校正証明を受けた時の測
定及び解析条件で測定を行った。
本発明では、図2に示す二成分トリボ値を測定する装置で測定した。
あらかじめ、測定装置、キャリアおよび蓋付きの50mlポリエチレン製容器を測定環境に入れて、24h以上放置させておく。次に、帯電量を測定する20分以内に、50mlポリエチレン容器にトナー帯電量測定用キャリアを19.800g(±0.001g)
秤量する。次に、後述するカブリ画像評価前に、トナーをトナーカートリッジから抜き取って、0.200g(±0.0002g)を前述のキャリアの入ったポリエチレン容器に秤量し、キャップを閉める。その際、余ったトナーはカートリッジに戻す。次に、容器を上下にして手に持ち、約30cm(振り角約90度)のストロークにて2乃至3回/秒の
速度で30回振とうする。その後1分以内に、底に500メッシュのスクリーン93のある金属製の測定容器92に前記の30回振とう済キャリアトナー混合物試料約0.500g(±0.01g)を入れ金属製のフタ94をする。この時の測定容器92全体の質量を測定し、その値をW1(g)とする。次に、この時点での電位計99の電位を0V(ボルト)とする。次に、吸引機91(測定容器92と接する部分は少なくとも絶縁体)において、吸引口97から吸引し、風量調節弁96を調整して10秒以内に真空計95の圧力を2.5kPa(±0.1kPa)とする。なお、W1を測定してから吸引開始までの時間
は30秒以内とする。その後3分間吸引し、トナーを吸引除去する。この時の電位計99の電位をV(ボルト)とする。ここで98はコンデンサーであり容量をC(μF)とする。次に、吸引後の測定容器全体の質量を秤り、このときの値をW2(g)とする。この試料のトナー帯電量(mC/kg)は下式で算出される。
トナー帯電量(mC/kg)=C×V/(W1−W2)
測定に用いるキャリアとしては、日本画像学会が販売するトナー帯電量測定用標準キャリア(Standard Carrier for q/m measurement N−01)を用いた。
本発明で用いられるアルミナの体積基準のメジアン径(D50)の測定は、JIS Z8825−1(2001年)に準じて測定されるが、具体的には以下の通りである。
測定装置としては、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置「LA−920」(堀場製作所社製)を用いる。測定条件の設定および測定データの解析は、LA−920に付属の専用ソフト「HORIBA LA−920 for Windows(登録商標) WET(LA−920) Ver.2.02」を用いる。また、測定溶媒としては、予め不純固形物などを除去したイオン交換水を用いる。
(1)バッチ式セルホルダーをLA−920に取り付ける。
(2)所定量のイオン交換水をバッチ式セルに入れ、バッチ式セルをバッチ式セルホルダーにセットする。
(3)専用のスターラーチップを用いて、バッチ式セル内を撹拌する。
(4)「表示条件設定」画面の「屈折率」ボタンを押し、相対屈折率1.25を入力する。
(5)「表示条件設定」画面において、粒子径基準を体積基準とする。
(6)1時間以上の暖気運転を行なった後、光軸の調整、光軸の微調整、ブランク測定を行なう。
(7)ガラス製の100ml平底ビーカーに約60mlのイオン交換水を入れる。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。
(8)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 Dispension 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。
(9)前記(7)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。
(10)前記(9)のビーカー内の水溶液に超音波を照射した状態で、約1mgのアルミナを少量ずつ前記ビーカー内の水溶液に添加し、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。尚、この際にアルミナが固まりとなって液面に浮く場合があるが、その場合はビーカーを揺り動かすことで固まりを水中に沈めてから60秒間の超音波分散を行なう。また、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。
(11)前記(10)で調製したアルミナが分散した水溶液を、気泡が入らないように注意しながら直ちにバッチ式セルに少量ずつ添加して、タングステンランプの透過率が90%以上95%以下となるように調整する。そして、粒度分布の測定を行う。得られた体積基準の粒度分布のデータを元に、メジアン径(D50)を求める。
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2.75mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0mol、イソフタル酸6.1mol、無水トリメット酸0.15molを測りとった。これら酸・アルコール100質量部に対し、1.20質量部のチタンキレート化合物I(前述)をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、220℃で反応させ、酸価が13になった時点で加熱を停止し徐々に冷却することで、ポリエステル樹脂1を得た。
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2.75mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0mol、イソフタル酸6.1mol、無水トリメット酸0.15molを測りとった。これら酸・アルコール100質量部に対し、0.25質量部のチタンキレート化合物I(前述)をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、220℃で反応させ、酸価が13になった時点で加熱を停止し徐々に冷却することで、ポリエステル樹脂2を得た。
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2.75mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0mol、イソフタル酸6.1mol、無水トリメット酸0.15molを測りとった。これら酸・アルコール100質量部に対し、3.00質量部のチタンキレート化合物I(前述)をガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、220℃で反応させ、酸価が13になった時点で加熱を停止し徐々に冷却することで、ポリエステル樹脂3を得た。
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
2.75mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0mol、イソフタル酸6.1mol、無水トリメット酸0.15molを測りとった。これら酸・アルコール100質量部に対し、0.30質量部のジブチルスズオキサイドをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、220℃で反応させ、酸価が13になった時点で加熱を停止し徐々に冷却することで、ポリエステル樹脂4を得た。
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2.75mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0mol、イソフタル酸6.1mol、無水トリメット酸0.15molを測りとった。これら酸・アルコール100質量部に対し、1.20質量部のテトラメチルチタネートをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、220℃で反応させ、酸価が13になった時点で加熱を停止し徐々に冷却することで、ポリエステル樹脂5を得た。
温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においたガラス製4リットルの4つ口フラスコに、テレフタル酸65.3質量部、エチレングリコール18質量部を混合し、温度100℃で溶解し、減圧、脱水を行った。その後50℃に冷却後、窒素雰囲気下で、チタンテトラメトキシド17.2質量部を加えた。その後、減圧させ、反応生成物であるメタノールを留出し、芳香族カルボン酸チタン化合物Aを得た。
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2.75mol、ポリオキシエチレン(2.2)−2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン1.0mol、イソフタル酸6.1mol、無水トリメット酸0.15molを測りとった。これら酸・アルコール100質量部に対し、3.00質量部のテトラメチルチタネートをガラス製4リットルの4つ口フラスコに入れ、温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においた。窒素雰囲気下で、220℃で反応させ、酸価が13になった時点で加熱を停止し徐々に冷却することで、ポリエステル樹脂7を得た。
温度計,撹拌棒,コンデンサー及び窒素導入管を取りつけマントルヒーター内においたガラス製4リットルの4つ口フラスコに、テレフタル酸65.3質量部、エチレングリコール18質量部を混合し、温度100℃で溶解し、減圧、脱水を行った。その後50℃に冷却後、窒素雰囲気下で、チタンテトラメトキシド17.2質量部を加えた。その後、減
圧させ、反応生成物であるメタノールを留出し、芳香族カルボン酸チタン化合物Aを得た。
燃焼器に酸素を50Nm3/h、アルゴンガスを2Nm3/hで供給し、アルミニウム粉末の着火用の場を形成した。次いでアルミニウム粉末(Si元素含有量約180ppm、平均粒径約60μm 供給量20kg/h)をアルミニウム粉末供給装置から窒素ガス(供給量7Nm3/h)と共に燃焼器を通過させて反応炉へ供給した。反応炉内にて、アルミニウム粉末が酸化することにより、アルミナ粒子となる。反応炉内を通過後に得られたアルミナ粒子を、分級により微粗粉を除去し、アルミナ粒子1を得た。得られたアルミナ粒子1の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、窒素ガスの流量を8Nm3/Hrとする以外はアルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子2を得た。得られたアルミナ粒子2の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、窒素ガスの流量を5Nm3/Hrとする以外はアルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子3を得た。得られたアルミナ粒子3の物性を表1に示す。
イオン交換水100質量部に対し、アルミナ粒子1を30質量部添加したビーカーを用意し、ビーカーごと超音波洗浄器に投入し、1分間超音波を照射した。その後、5分間静置して上半分の上澄み液を取り出し、乾燥させた。この操作で得られた粒子をアルミナ粒子4とする。得られたアルミナの物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、アルミニウム粉末の供給量を10kg/hとする以外はアルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子5を得た。得られたアルミナ粒子5の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が約100ppmのものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子6を得た。得られたアルミナ粒子6の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が約400ppmのものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒
子6を得た。得られたアルミナ粒子7の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が約150ppmのものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子8を得た。得られたアルミナ粒子8の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が約300ppmのものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子9を得た。得られたアルミナ粒子9の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が20ppm未満のものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子Aを得た。次に、アルミナ粒子A100質量部に対し、トルエン100質量部とジメチルシリコーンオイル600×10−6質量部を添加し、105℃のオイルバスで攪拌しながらトルエンを95%超蒸発させた。その後、オイルバスの温度を150℃に調整し、さらに30分間攪拌した。その後、篩により粗粒を除去し、アルミナ10を得た。得られたアルミナ粒子10の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が20ppm未満のものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子Aを得た。次に、アルミナ粒子A100質量部に対し、トルエン100質量部とジメチルシリコーンオイル300×10−6質量部を添加し、105℃のオイルバスで攪拌しながらトルエンを95%超蒸発させた。その後、オイルバスの温度を150℃に調整し、さらに30分間攪拌した。その後、篩により粗粒を除去し、アルミナ11を得た。得られたアルミナ粒子11の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が20ppm未満のものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子Aを得た。次に、アルミナ粒子A100質量部に対し、トルエン100質量部とジメチルシリコーンオイル120×10−5質量部を添加し、105℃のオイルバスで攪拌しな
がらトルエンを95%超蒸発させた。その後、オイルバスの温度を150℃に調整し、さらに30分間攪拌した。その後、篩により粗粒を除去し、アルミナ12を得た。得られたアルミナ粒子12の物性を表1に示す。
水酸化アルミニウムを出発原料としたバイヤー法により、アルミナ粒子を合成した。得られた粒子の粗粒を除去し、アルミナ粒子Bとした。イオン交換水100質量部に対し、アルミナ粒子Bを30質量部添加したビーカーを用意し、ビーカーごと超音波洗浄器に投入し、1分間超音波を照射した。その後、5分間静置して上半分の上澄み液を廃棄し、残ったアルミナB分散液をろ過、乾燥させた。これをアルミナ粒子Cとした。次に、アルミナ粒子C100質量部に対し、トルエン100質量部とジメチルシリコーンオイル600×10−6質量部を添加し、105℃のオイルバスで攪拌しながらトルエンを95%超蒸発させた。その後、オイルバスの温度を150℃に調整し、さらに30分間攪拌した。その後、篩により粗粒を除去し、アルミナ13を得た。得られたアルミナ粒子13の物性を表1に示す。
水酸化アルミニウムを出発原料としたバイヤー法により、アルミナ粒子を合成した。得られた粒子の粗粒を除去し、アルミナ粒子Bとした。イオン交換水100質量部に対し、アルミナ粒子Bを30質量部添加したビーカーを用意し、ビーカーごと超音波洗浄器に投入し、1分間超音波を照射した。その後、5分間静置して上半分の上澄み液を廃棄し、残ったアルミナB分散液をろ過、乾燥させた。これをアルミナ粒子Cとした。次に、アルミナ粒子C100質量部に対し、トルエン100質量部とジメチルシリコーンオイル300×10−6質量部を添加し、105℃のオイルバスで攪拌しながらトルエンを95%超蒸発させた。その後、オイルバスの温度を150℃に調整し、さらに30分間攪拌した。その後、篩により粗粒を除去し、アルミナ14を得た。得られたアルミナ粒子14の物性を表1に示す。
水酸化アルミニウムを出発原料としたバイヤー法により、アルミナ粒子を合成した。得られた粒子の粗粒を除去し、アルミナ粒子Bとした。イオン交換水100質量部に対し、アルミナ粒子Bを30質量部添加したビーカーを用意し、ビーカーごと超音波洗浄器に投入し、1分間超音波を照射した。その後、5分間静置して上半分の上澄み液を廃棄し、残ったアルミナB分散液をろ過、乾燥させた。これをアルミナ粒子Cとした。次に、アルミナ粒子C100質量部に対し、トルエン100質量部とジメチルシリコーンオイル120×10−5質量部を添加し、105℃のオイルバスで攪拌しながらトルエンを95%超蒸
発させた。その後、オイルバスの温度を150℃に調整し、さらに30分間攪拌した。その後、篩により粗粒を除去し、アルミナ15を得た。得られたアルミナ粒子15の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、窒素ガスの流量を10Nm3/Hrとする以外はアルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子16を得た。得られたアルミナ粒子16の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、窒素ガスの流量を3.5Nm3/Hrとする以外はアルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子17を得た。得られたアルミナ粒子17の物性を表1に示す。
水酸化アルミニウムを出発原料としたバイヤー法により、アルミナ粒子を合成した。得られた粒子の粗粒を除去し、アルミナ粒子Bとした。次に、アルミナ粒子B100質量部に対し、トルエン100質量部とストレート型シリコーンオイル600×10−6質量部を添加し、105℃のオイルバスで攪拌しながらトルエンを95%超蒸発させた。その後、オイルバスの温度を150℃に調整し、さらに30分間攪拌した。その後、篩により粗粒を除去し、アルミナ18を得た。得られたアルミナ粒子18の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、アルミニウム粉末の供給量を5kg/hとする以外はアルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子19を得た。得られたアルミナ粒子19の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が約
70ppmのものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子20を得た。得られたアルミナ粒子20の物性を表1に示す。
アルミナ粒子1の製造例において、使用するアルミニウム粉末を、Si元素含有量が約440ppmのものに変更する以外は、アルミナ粒子製造例1と同様にして、アルミナ粒子21を得た。得られたアルミナ粒子21の物性を表1に示す。
スチレン単量体100質量部に対して、カーボンブラックを16.5質量部、ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミ化合物〔ボントロンE88(オリエント化学工業社製)〕を3.0質量部用意した。これらを、アトライター(三井鉱山社製)に導入し、半径1.25mmのジルコニアビーズ(140質量部)を用いて200rpmにて25℃で180分間撹拌を行い、マスターバッチ分散液1を調製した。
一方、イオン交換水710質量部に0.1M−Na3PO4水溶液450質量部を投入し60℃に加温した後、1.0M−CaCl2水溶液67.7質量部を徐々に添加してリン
酸カルシウム化合物を含む水系媒体を得た。
・スチレン単量体 52質量部
・n−ブチルアクリレート単量体 19質量部
・低分子量ポリスチレン 15質量部
(Mw=3,000、Mn=1,050、Tg=55℃)
・炭化水素系ワックス 9質量部
(フィッシャートロプシュワックス、最大吸熱ピーク=78℃、Mw=750)
・ポリエステル樹脂1 5質量部
上記材料を63℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、5,000rpmにて均一に溶解し分散した。これに、重合開始剤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の70%トルエン溶液7.0質量部を溶解し、重合性単量体組成物を調製した。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂2に変更する以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子2を得た。トナー粒子2の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂3に変更する以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子3を得た。トナー粒子3の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子2の製造例に対し、ポリエステル樹脂の添加量を6質量部に変更する以外は、トナー粒子2と同様にしてトナー粒子4を得た。トナー粒子4の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子3の製造例に対し、ポリエステル樹脂の添加量を4質量部に変更する以外は、トナー粒子3と同様にしてトナー粒子5を得た。トナー粒子5の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4に変更し、重合性単量体組成物を調製する際、平均一次粒子径0.10μmの酸化チタンを0.13質量部添加した以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子6を得た。トナー粒子6の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4に変更し、重合性単量体組成物を調製する際、平均一次粒子径0.10μmの酸化チタンを0.01質量部添加した以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子7を得た。トナー粒子7の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4に変更し、重合性単量体組成物を調製する際、平均一次粒子径0.10μmの酸化チタンを0.28質量部添加した以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子8を得た。トナー粒子8の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂5に変更する以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子9を得た。トナー粒子9の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂6に変更する以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子6を得た。トナー粒子6の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂7に変更する以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子7を得た。トナー粒子7の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4に変更し、重合性単量体組成物を調製する際、上述したチタンキレート化合物Iを0.25質量部添加した以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子12を得た。トナー粒子12の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4に変更し、重合性単量体組成物を調製する際、上述したチタンキレート化合物Iを0.02質量部添加した以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子13を得た。トナー粒子13の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂4に変更し、重合性単量体組成物を調製する際、上述したチタンキレート化合物Iを0.50質量部添加した以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子13を得た。トナー粒子13の物性及びその他状況を表2に示す。
下記材料を予め混合物し、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、ジェット気流式の粉砕機を用いて得られた微粉砕物を分級してトナー粒子15を得た。
・結着樹脂 100質量部[スチレン−n−ブチルアクリレート共重合樹脂(Mw=30,000、Tg=62℃)]
・カーボンブラック 7質量部・ジ−ターシャリーブチルサリチル酸のアルミ化合物 3質量部〔オリエント化学工業社製:ボントロンE88〕
・炭化水素系ワックス 6質量部
(フィッシャートロプシュワックス、最大吸熱ピーク=78℃、Mw=750)
・ポリエステル樹脂4 3質量部・チタンキレート化合物I 0.2質量部
トナー粒子15の製造例に対し、チタンキレート化合物Iを0.02質量部添加した以外は、トナー粒子15と同様にしてトナー粒子16を得た。トナー粒子16の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子15の製造例に対し、チタンキレート化合物Iを0.40質量部添加した以外は、トナー粒子15と同様にしてトナー粒子17を得た。トナー粒子17の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子1の製造例に対し、ポリエステル樹脂1をポリエステル樹脂8に変更する以外は、トナー粒子1と同様にしてトナー粒子18を得た。トナー粒子18の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子2の製造例に対し、ポリエステル樹脂の添加量を2.5質量部に変更する以外は、トナー粒子2と同様にしてトナー粒子19を得た。トナー粒子19の物性及びその他状況を表2に示す。
トナー粒子3の製造例に対し、ポリエステル樹脂の添加量を6.5質量部に変更する以外は、トナー粒子3と同様にしてトナー粒子20を得た。トナー粒子20の物性及びその
他状況を表2に示す。
トナー粒子1を100質量部に対し、ジメチルシリコーンオイルで疎水化処理されたシリカ粒子(BET値:75m2/g)1.20質量部と、アルミナ粒子1を0.20質量部添加する。上記混合物をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製FM10C、上羽根:Y1型/下羽根:So型)を使用し、4,000rpmで5分間乾式混合して、本発明のトナー1を得た。その後、下記の評価を行った。評価結果を表4に示す。
本発明の画像評価には、キヤノン製プリンターLBP5300をA4サイズで50枚/分のプリントアウト速度になるよう改造した。また、画像出力用カートリッジのトナー規制部材としては、厚み8μmのSUSブレードを用い、このトナー規制部材に、現像バイアスに対して−200Vのブレードバイアスを印加できるように改造した。トナーカートリッジには、トナー1を150.0g(±3.0g)充填した。この画像出力用カートリッジをブラックステーションに装着、その他にはダミーカートリッジを装着し、画像評価を実施した。
画像評価は、23℃/55%Rh(常温常湿環境)、23℃/85%Rh(常温高湿環境)、30℃/85%Rh(高温高湿環境)、15℃/10%Rh(低温低湿環境)の各環境で印字率が1%の画像を連続して出力した。最終的に12,000枚の画像出力を行い、その時点でのカブリ及びトナー帯電量を評価した。評価結果を表4に示す。なお、トナー帯電量については、上述のとおり、30回振とう時のトナー帯電量をQ30、500
回振とう時のトナー帯電量をQ500と表現する。また、カブリの評価方法は以下の通り
である。
12,000枚出力直後、及び48時間放置後に白地部分を有する画像を出力した。測定装置は、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)を用いた。カブリ値は、プリントアウト画像の白地部分の白色度(反射率Ds(%))と転写領域の白色度(平均反射率Dr(%))の差から、カブリ濃度(%)(=Dr(%)−Ds(%))として算出した。フィルターは、グリーンフィルターを用いた。A,B及びCは使用上問題とならないレベルであるが、D及びEは使用上問題となるレベルである。
A:0.5%未満
B:0.5%以上1.0%未満
C:1.0%以上2.5%未満
D:2.5%以上4.0%未満
E:4.0%以上
XEROX BUSINESS 4200用紙(XEROX社製、75g/m2)を用いて、ベタ画像を出力し、その濃度を測定することにより評価した。尚、画像濃度は「マクベス反射濃度計 RD918」(マクベス社製)を用いて、原稿濃度が0.00の白地部分の画像に対する相対濃度を測定した。本発明の評価においては、濃度1.20未満の場合は、本体制御を追加する必要があるので好ましくないと判断した。
表3に示すトナー粒子とアルミナ粒子を用いる以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表4に示す。
表3に示すトナー粒子とアルミナ粒子の組合せにて、アルミナ添加量を表3に示した量に変更する以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表4に示す。
表5に示すトナー粒子とアルミナ粒子を用いる以外は、実施例1と同様にして、評価を行った。結果を表6に示す。
2 トナー担持体の弾性層
3 トナー担持体の表面層
4 プロセスカートリッジ
5 感光ドラム
6 トナー担持体
7 トナー塗布部材
8 トナー
9 トナー規制部材
10 現像装置
11 レーザー光
12 帯電部材
13 廃トナー容器
14 クリーニングブレード
15 定着装置
16 駆動ローラ
17 転写ローラ
18 バイアス電源
19 テンションローラ
20 転写搬送ベルト
21 従動ローラ
22 紙
23 給紙ローラ
24 吸着ローラ
91 吸引機
92 測定容器
93 スクリーン
94 フタ
95 真空計
96 風量調節弁
97 吸引口
98 コンデンサー
99 電位計
Claims (6)
- 少なくとも結着樹脂及び着色剤を含むトナー粒子と、少なくともアルミナ粒子を含むトナーであって、
前記アルミナ粒子は、体積基準のメジアン径(D50)が0.40μm以上0.90μm以下であり、フロー式粒子像分析装置によって測定される平均円形度が0.940以上0.970以下であり、且つ、Si元素を100ppm以上500ppm以下含有しており、
前記トナー粒子は、Ti元素を30ppm以上1,000ppm以下含有していることを特徴とするトナー。 - 前記アルミナ粒子は、Si元素を150ppm以上400ppm以下含有していることを特徴とする請求項1のトナー。
- 前記トナー粒子は、Ti元素を50ppm以上750ppm以下含有していることを特徴とする請求項1に記載のトナー。
- 前記アルミナ粒子は、アルミニウム金属を原料とした気相酸化法により作製されたアルミナ粒子であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー。
- 前記アルミニウム金属は、Si元素を含有していることを特徴とする請求項4に記載のトナー。
- 前記トナー粒子は、重合性単量体及び極性樹脂を少なくとも含有する重合性単量体組成物を水系媒体に加え、該水系媒体中で該重合性単量体組成物を造粒して該重合性単量体組成物の粒子を形成し、該重合性単量体組成物の粒子に含まれる該重合性単量体を重合して得られるトナー粒子であって、該極性樹脂は、チタン化合物を触媒として作製されたポリエステルであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナー。
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