JP5517543B2 - トナー - Google Patents
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Description
結着樹脂と着色剤とワックス成分を有するトナー粒子と、
外添剤としての無機微粒子と、
を有するトナーであって、
該無機微粒子は、面積基準の平均空隙率が40%以上80%以下の中空構造を有しており、該無機微粒子の膜厚の平均標準偏差が1.5以下であり、個数平均粒径が30nm以上80nm以下であることを特徴とするトナーである。
Q=(0.20×A)/(10×Δt) ・・・ (1)
そして、得られたフローレートQを用いて、下式(2)より温度100℃における見かけの粘度ηを算出する。式中、ピストン荷重をP(Pa)、ダイの穴の直径をB(mm)、ダイの長さをL(mm)とする。
η=(π×B4×P)/(128000×L×Q) ・・・ (2)
試験モード:昇温法
開始温度:50℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
〈トナー粒子Aの製造例〉
スチレン単量体の100質量部、C.I.Pigment Blue15:3の16.5質量部、ジ−tーブチルサリチル酸アルミニウム化合物〔ボントロンE88(オリエント化学工業社製)〕の3.0質量部を、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にて温度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。
・マスターバッチ分散液1 40質量部
・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=3000、Mn=1050、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、最大吸熱ピークのピーク温度=78℃、Mw=750)
・ポリエステル樹脂 5質量部
(テレフタル酸:イソフタル酸: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):エチレンオキサイド変性ビスフェノールA(2モル付加物)=30:30:30:10の重縮合物、酸価11、Tg=74℃、Mw=11000、Mn=4000)
上記材料を温度65℃に加温し、TK式ホモミキサー(特殊機化工業製)を用いて、5000rpm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。
透過型電子顕微鏡観察により測定される個数平均粒子径が45nm、粒径の標準偏差が2.2であるコロイド状炭酸カルシウム30質量部をイオン交換水500質量部中に分散させた。その後、29質量%アンモニア水43質量部、テトラエトキシシラン16質量部を徐々に添加し、24時間攪拌した。その後、イオン交換水1000質量部で洗浄してから、1M塩酸500質量部中に投入し30分間攪拌して、炭酸カルシウムを溶解させた。
上記トナー粒子A100質量部に対し、上記無機微粒子a0.3質量部、ヘキサメチルジシラザンで処理された疎水性シリカ微粉体1.8質量部(個数平均一次粒子径:7nm)、ルチル型酸化チタン微粉体0.15質量部(個数平均一次粒子径:30nm)をヘンシェルミキサー(三井鉱山社製)にて5分間乾式混合し、上記トナー粒子Aに対して外添剤を外添した。得られたトナーに対して、以下の様な評価をおこなった。
キヤノン製プリンターLBP5300改造機を使用し、画像評価を行った。LBP5300は、一成分接触現像を採用しており、トナー規制部材によって現像担持体上のトナー量を規制している。上記改造機では、トナー規制部材として厚み8μmのSUSブレードを用い、このトナー規制部材にブレードバイアスを現像バイアスに対して−200Vを印加できるようにした。また、高速での印字を行うため、A4の用紙で40枚/分にて印字できるようにした。評価用カートリッジは、市販のカートリッジ中に入っているトナーを抜き取り、エアーブローにて内部を清掃した後、実施例1で作製したトナーを160g充填したものを使用した。上記カートリッジを、シアンステーションに装着し、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。
温度15℃、湿度10%RHの低温低湿環境下、及び温度25℃、湿度60%RHの常温常湿環境下にて、印字率が1%の画像を連続して出力した。5000枚、13000枚印字後のハーフトーン画像において、1%印字画像部と非印字画像部の間で濃淡ムラが発生していないか観察した。その後、トナー担持体表面のトナーをエアーで吹き、トナー担持体表面の観察を行った。下記の基準に従い、トナー担持体表面及び出力された画像を評価した。評価結果を表2に示す。なお、評価A、B、Cは実用上問題とならないレベルであるが、評価D、Eは実用上問題となるレベルである。
A:画像上に濃淡ムラの発生がなく、トナー担持体表面も良好である。
B:画像上に濃淡ムラの発生はないが、トナー担持体表面に若干のフィルミングが確認される。
C:画像上に軽度な濃淡ムラが発生している。
D:画像上に濃淡ムラが発生している。
E:画像上に顕著な濃淡ムラが発生している。
温度15℃、湿度10%RHの低温低湿環境下、及び温度25℃、湿度60%RHの常温常湿環境下にて、印字率が1%の画像を連続して出力した。そして、上記画像を1000枚出力する毎にベタ画像及びハーフトーン画像を出力し、現像スジ発生の有無を目視で確認した。なお、現像スジとは、現像部材へのトナーまたは外添剤が融着することに起因する縦スジのことである。最終的に15000枚の画像出力を行った。現像スジの評価は、下記の基準に従って行った。現像スジの発生が始まる枚数が遅いものほど現像スジに対する特性が良い。評価結果を表2に示す。なお、評価A、BおよびCは使用上問題とならないレベルであるが、DおよびEは使用上問題となるレベルである。
A:15000枚まで、現像スジが未発生である。
B:14000枚以上15000枚未満の出力で、現像スジが発生する。
C:12000枚以上14000枚未満の出力で、現像スジが発生する。
D:10000枚以上12000枚未満の出力で、現像スジが発生する。
E:10000枚未満の出力で、現像スジが発生する。
カブリ評価は、温度15℃、湿度10%RHの低温低湿環境下、温度25℃、湿度60%RHの常温常湿環境下及び温度30℃、湿度80%RHの高温高湿環境下にて行った。上記環境下において、印字率が1%の画像を12000枚連続で出力した。その後、白地部分を有する画像を出力し、「REFLECTMETER MODEL TC−6DS」(東京電色社製)でプリントアウト画像の白地部分を測定した。上記プリントアウト画像の白地部分の白色度(反射率Ds(%))と転写紙の白色度(平均反射率Dr(%))の差から、カブリ濃度(%)(=Dr(%)−Ds(%))を算出し、下記の基準に従って画像カブリを評価した。フィルターは、アンバーライトフィルターを用いた。評価結果を表2に示す。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:カブリ濃度が0.5%未満である。
B:カブリ濃度が0.5%以上1.0%未満である。
C:カブリ濃度が1.0%以上1.5%未満である。
D:カブリ濃度が1.5%以上5.0%未満である。
E:カブリ濃度が5.0%以上である。
温度30℃、湿度80%RHの高温高湿環境下、及び温度25℃、湿度60%RHの常温常湿環境下にて、印字率が1%の画像を12000枚連続して出力した後、ベタ画像を3枚連続して出力した。出力した画像について、画像上の濃度ムラを目視で観察し、下記の基準に従って評価した。評価結果を表2に示す。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:3枚ともに濃度ムラがみられない。
B:3枚目にわずかに濃度ムラの発生があるが、特に問題とならない。
C:2枚目にわずかな濃度ムラがあり、3枚目には濃度ムラの発生している。
D:1枚目にわずかな濃度ムラがあり、2枚目からは濃度ムラが発生している。
E:1枚目から濃度ムラが発生している。
無機微粒子aを以下に示す無機微粒子bに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を26nmに、29質量%アンモニア水を45質量部に、テトラエトキシシランを17質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして無機微粒子bを作製した。得られた無機微粒子bは、水銀圧入法により測定される平均細孔直径において、2nm以上の細孔が検出されず、緻密な膜で形成された中空構造を有していた。得られた無機微粒子bの物性を表1に示す。
無機微粒子aを以下に示す無機微粒子cに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を30nmに、29質量%アンモニア水を18質量部に、テトラエトキシシランを6.5質量部に変更する以外は、無機中空粒子aの作製と同様にして無機微粒子cを作製した。得られた無機微粒子cは、水銀圧入法により測定される平均細孔直径において、2nm以上の細孔が検出されず、緻密な膜で形成された中空構造を有していた。得られた無機微粒子cの物性を表1に示す。
無機微粒子aを以下に示す無機微粒子dに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。得られた無機微粒子dは、水銀圧入法により測定される平均細孔直径において、2nm以上の細孔が検出されず、緻密な膜で形成された中空構造を有していた。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を63nmに、29質量%アンモニア水を126質量部に、テトラエトキシシランを45質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして無機微粒子dを作製した。得られた無機微粒子dは、水銀圧入法により測定される平均細孔直径において、2nm以上の細孔が検出されず、緻密な膜で形成された中空構造を有していた。得られた無機微粒子dの物性を表1に示す。
無機微粒子aを以下に示す無機微粒子eに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を73nmに、29質量%アンモニア水を43質量部に、テトラエトキシシランを16質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして無機微粒子eを作製した。得られた無機微粒子eは、水銀圧入法により測定される平均細孔直径において、2nm以上の細孔が検出されず、緻密な膜で形成された中空構造を有していた。得られた無機微粒子eの物性を表1に示す。
トナー粒子Aを以下に示すトナー粒子Bに、無機微粒子aを無機微粒子eに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水を610質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液を540質量部に、1.0M−CaCl2水溶液を81質量部に変更する以外は、トナー粒子Aの製造例と同様にしてトナー粒子Bを作製した。トナー粒子Bの個数平均粒径は3.3μmであった。
トナー粒子Aを以下に示すトナー粒子Cに、無機微粒子aを無機微粒子eに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水を810質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液を370質量部に、1.0M−CaCl2水溶液を55.5質量部に変更する以外は、トナー粒子Aの製造例と同様にしてトナー粒子Cを作製した。トナー粒子Cの個数平均粒径は7.2μmであった。
トナー粒子Aを以下に示すトナー粒子Dに、無機微粒子aを無機微粒子eに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水を810質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液を370質量部に、1.0M−CaCl2水溶液を55.5質量部に、更に水系媒体中に重合性単量体組成物を投入した時のTK式ホモミキサーでの攪拌を30分間に変更する以外は、トナー粒子Aの製造例と同様にしてトナー粒子Dを作製した。トナー粒子Dの個数平均粒径は8.3μmであった。
トナー粒子Aを以下に示すトナー粒子Eに、無機微粒子aを無機微粒子eに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
リン酸カルシウム化合物を含む水系媒体の調製にて、イオン交換水を610質量部に、0.1M−Na3PO4水溶液を540質量部に、1.0M−CaCl2水溶液を81質量部に、更に水系媒体中に重合性単量体組成物を投入した時のTK式ホモミキサーでの攪拌を10000rpmで20分間に変更する以外は、トナー粒子Aの製造例と同様にしてトナー粒子Eを作製した。トナー粒子Eの個数平均粒径は2.8μmであった。
トナー粒子Aをトナー粒子Eに、無機微粒子aを以下に示す無機微粒子fに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を73nmに、29質量%アンモニア水を43質量部に、テトラエトキシシランの代わりにチタンテトライソプロポキシド23質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして酸化チタンで形成された無機微粒子fを作製した。得られた無機粒子fは、水銀圧入法により測定される平均細孔直径において、2nm以上の細孔が検出されず、緻密な膜で形成された中空構造を有していた。得られた無機微粒子fの物性を表1に示す。
トナー粒子Aをトナー粒子Eに、無機微粒子aを以下に示す無機微粒子gに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を73nmに、29質量%アンモニア水を43質量部に、テトラエトキシシランの代わりにアルミニウムトリイソプロポキシド16質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にしてアルミナで形成された無機微粒子gを作製した。得られた無機微粒子gは、水銀圧入法により測定される平均細孔直径において、2nm以上の細孔が検出されず、緻密な膜で形成された中空構造を有していた。得られた無機微粒子gの物性を表1に示す。
無機微粒子aの添加量を0.6質量部に変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
トナー粒子Aをトナー粒子Dに、無機微粒子aを以下に示す比較用無機微粒子hに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を86nmに、29質量%アンモニア水を30質量部に、テトラエトキシシランを11質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして比較用無機微粒子hを作製した。得られた比較用無機微粒子hの物性を表1に示す。
トナー粒子Aをトナー粒子Dに、無機微粒子aを以下に示す比較用無機微粒子iに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を80nmに、29質量%アンモニア水を80質量部に、テトラエトキシシランを30質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして比較用無機微粒子iを作製した。得られた比較用無機微粒子iの物性を表1に示す。
無機微粒子aを以下に示す比較用無機微粒子jに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を40nmに、29質量%アンモニア水を86質量部に、テトラエトキシシランを32質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして比較用無機微粒子jを作製した。得られた比較用無機微粒子jの物性を表1に示す。
無機微粒子aを以下に示す比較用無機微粒子kに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を48nmに、29質量%アンモニア水を18質量部に、テトラエトキシシランを6.5質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして比較用無機微粒子kを作製した。得られた比較用無機微粒子kの物性を表1に示す。
無機微粒子aを以下に示す比較用無機微粒子lに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
コロイド状炭酸カルシウムの個数平均粒子径を22nmに、29質量%アンモニア水を180質量部に、テトラエトキシシランを65質量部に変更する以外は、無機微粒子aの作製と同様にして比較用無機微粒子lを作製した。得られた比較用無機微粒子lの物性を表1に示す。
無機微粒子aを以下に示す比較用樹脂微粒子mに変更する以外は、実施例1と同様にしてトナーを作製した。評価結果を表2に示す。
モータに連結している攪拌羽根、還流管、温度計を有する反応容器内に、イオン交換水100質量部、ラウリル硫酸ナトリウム7質量部を加え、反応容器を温度70℃で保持した。
Claims (4)
- 結着樹脂と着色剤とワックス成分を有するトナー粒子と、
外添剤としての無機微粒子と、
を有するトナーであって、
該無機微粒子は、面積基準の平均空隙率が40%以上80%以下の中空構造を有し、該無機微粒子の膜厚の平均標準偏差が1.5以下であり、個数平均粒径が30nm以上80nm以下であることを特徴とするトナー。 - 前記無機微粒子が、シリカで形成されている請求項1に記載のトナー。
- 前記無機微粒子が、前記トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上0.5質量部以下添加されている請求項1または2に記載のトナー。
- 前記トナーが、中空構造を持たない無機微粉体を有し、前記無機微粒子が、該中空構造を持たない無機微粉体に対して5質量%以上40質量%以下添加されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のトナー。
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