JP6584158B2 - トナー - Google Patents

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本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式に用いられるトナーに関する。
複写機及びプリンターが広く普及するに従い、トナーに要求される性能もより高度になっている。低ランニングコスト、省電力化といった性能と、長期にわたり安定的に良質な画像を出力させることの両立が求められている。
省電力化の手法として、低温定着性能の向上が挙げられる。トナーがより低温で定着することで、定着時に必要な電力の削減が行える。低温定着性能向上のため、非晶性のポリエステルを用いたトナー等の提案が多々なされている。さらに、特許文献1には、非晶性ポリエステルをメインバインダーに用いたトナーにおいて、結晶性ポリエステルを添加する手法が検討されている。結晶性ポリエステルを添加することによりメインバインダーである非晶性ポリエステル樹脂に可塑効果を及ぼし、母体の粘度を低下させることで、より低温での定着が図られている。
また、トナーの製造方法としては、種種の方法が挙げられるが、材料選択性が高いトナー製造方法として、溶融混練によるトナー製造方法が挙げられる。しかしながら、上記のような結晶性ポリエステルを溶融混練法によりトナー組成物中に分散させた場合、トナー組成物の冷却時に結晶性ポリエステルの再凝集が発生しやすくなる。そして、トナー組成物中で結晶性ポリエステルがドメインを形成し、分散状態が不均一になりやすい。その結果、トナー組成物の原材料ごとの帯電性能の違いより、トナー自体の帯電が不安定となりやすい。
そこで、無機微粒子をトナー内部に含有させることによりトナー中の材料分散を改善させようとする検討が行われている。特許文献2には、バインダー樹脂、着色剤、シリカ及びワックスを溶融混練し、粉砕した後に、浮遊状態で加熱処理することで、特定の円平均相当径のシリカ凝集体がトナー粒子の断面に観察される静電荷像現像用トナーが記載されている。また、特許文献3には、熱風による表面処理によりトナー粒子の表面に無機微粒子が固着しており、トナーの深さ方向におけるワックス偏在度合いが特定の範囲に制御されているトナーが記載されている。その中でワックス偏在度合いを制御する手法の1つとして、シリカ微粒子又は酸化チタン微粒子を内添させたトナー粒子を熱処理したトナーが例示されている。
特開2013−109237号公報 特開2007−140368号公報 特開2007−334118号公報
しかしながら、さらなる低温定着性能の向上を目指し結晶性ポリエステルを添加したトナーにおいては、低粘度化が進むことにより溶融混練工程でのシェアがかかりにくくなり、上記構成においても、分散状態を良化することはできず、さらなる改良が求められていた。
本発明の目的は、結晶性材料のような可塑剤を用いたトナーにおいても、材料をトナー中へ高度に分散させ、低温定着性と帯電安定性に優れたトナーを提供することである。
本発明は、ナー粒子を含むトナーであって、
該トナー粒子は、結着樹脂、無機微粒子A及び無機微粒子Bを含有するトナー組成物の溶融混練粉砕物であり、
該無機微粒子Aと該無機微粒子Bとは、同一物質ではなく、
該結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とを含有し、
該結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対し、1.0質量部以上15.0質量部以下であり、
該トナー粒子の重量平均粒子径(D4)が3.0μm以上10.0μm以下であり、
該トナー粒子は、トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に該無機微粒子A及び該無機微粒子Bを有し、
該トナー粒子は、該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、該トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域において、
(i)該無機微粒子Aを0.10質量部以上2.00質量部以下含有し、
(ii)該無機微粒子Bを0.02質量部以上0.30質量部以下含有し、
該トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に存在する該無機微粒子A及び該無機微粒子Bに関して、
(iii)該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)は、80nm以上300nm以下であり、
(iv)該無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)は、該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の0.05倍以上0.40倍以下である
ことを特徴とするトナーである。
また、本発明は、
結着樹脂、無機微粒子A及び無機微粒子Bの混合物を溶融混練する工程、
得られた混練物を冷却する工程、及び、
該混練物の冷却物を粉砕してトナー粒子を得る工程、
を有するトナーの製造方法であって、
該結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とを含有し、
該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対する、該結晶性ポリエステル樹脂の添加量が、2.0質量部以上14.5質量部以下であり、
該トナー粒子の重量平均粒子径(D4)が3.0μm以上10.0μm以下であり、
該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対する、
該無機微粒子Aの添加量が、0.15質量部以上1.85質量部以下であり、
該無機微粒子Bの添加量が、0.03質量部以上0.28質量部以下であり、
該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)が、85nm以上200nm以下であり、
該無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)が、該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の0.09倍以上0.38倍以下である、
ことを特徴とするトナーの製造方法である。
結晶性材料のような可塑剤を用いたトナーにおいても、材料をトナー中へ高度に分散させ、低温定着性と帯電安定性に優れたトナーを提供できる。低温定着性を満足し省電力を達成できると共に、様々な環境下において長期に渡り良好なプリントアウト画像を出力できる。
本発明に用いることのできる熱球形化処理装置の概略図
本発明は、結着樹脂、無機微粒子A及び無機微粒子Bを含有するトナー組成物を溶融混練し、得られた混練物を粉砕することにより得られるトナー粒子を含むトナーであって、
該結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とを含有し、
該結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対し、1.0質量部以上15.0質量部以下であり、
該トナー粒子の重量平均粒子径(D4)が3.0μm以上10.0μm以下であり、
該トナー粒子は、トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に該無機微粒子A及び該無機微粒子Bを有し、
該トナー粒子は、該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、
該無機微粒子Aを0.10質量部以上2.00質量部以下含有し、
該無機微粒子Bを0.02質量部以上0.30質量部以下含有し、
該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)は、80nm以上300nm以下であり、
該無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)は、該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の0.05倍以上0.40倍以下であることを特徴とする。
本発明者らは種々の検討を行った結果、個数平均径の異なる無機微粒子を添加することにより、結晶性ポリエステルを、トナー組成物中に十分に分散することが可能となり。それにより、非晶性ポリエステルと結晶性ポリエステルの帯電性能の違いによる帯電不安定性を改善し、如何なる使用環境下においても所望の帯電量を維持できることを見出した。
本発明において、上記のような効果が得られる理由は必ずしも明確ではないが、上記課
題を解決するに至った理由を以下のように考えている。
一次粒子の個数平均径(D1)80nm以上300nm以下の粒径を有する無機微粒子Aは、溶融混練後の冷却工程における結晶性ポリエステルの再凝集を抑制し、結晶性ポリエステルの非晶性ポリエステル中での分散状態を改善する効果を発現すると考えている。
しかしながら、無機微粒子Aの過渡の添加は、無機微粒子A自体のトナー組成物中の分散性を悪化させ、無機微粒子Aによる結晶性ポリエステルに対する分散補助効果が十分に得られにくくなる。それに対し、一次粒子の個数平均径(D1)が、無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の0.05倍以上0.40倍以下である無機微粒子Bを同時に含有させることにより、小粒子径である無機微粒子Bが、大粒子径である無機微粒子Aの隙間に入り込み、無機微粒子Aのトナー粒子中での分散性を向上させる。それにより無機微粒子Aによる結晶性ポリエステル分散効果がトナー粒子中の全域にわたり発現すると考えている。
本発明において、トナー粒子内部というのは、トナー粒子表面に存在する外添剤の影響を受けない範囲のことを意味し、具体的にはトナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に無機微粒子が存在していることを意味する。また、本発明では、トナー粒子表面から0.3μm未満の領域に存在する無機微粒子は該無機微粒子A又はBとしてカウントしないものとする。なお、該トナー粒子は、重量平均粒子径(D4)が3.0μm以上10.0μm以下、好ましくは5.0μm以上8.0μm以下である。本発明で規定する粒径は一般的なトナー粒子の有する粒径であり、本発明においては、この程度の粒径を有するトナー粒子における0.3μm以上内部の領域について議論しているものである。
本発明のトナーは、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、無機微粒子Aを0.10質量部以上2.00質量部以下(好ましくは0.50質量部以上1.45質量部以
下)含有し、無機微粒子Bを0.02質量部以上0.30質量部以下(好ましくは0.08質量部以上0.25質量部以下)含有することを特徴とする。上記範囲である場合、結晶性ポリエステルの分散状態を良好に保ち、低温定着性及び帯電安定性を両立することができる。
また、無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)は、80nm以上300nm以下であり、好ましくは90nm以上200nm以下である。無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)は、該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の0.05倍以上0.40倍以下であり、好ましくは0.20倍以上0.38倍以下であることを特徴とする。
上記範囲である場合、同様にして、結晶性ポリエステルの分散状態を良好に保ち、低温定着性及び帯電安定性を両立することができる。なお、無機微粒子のD1は、原料組成及び粒子製造条件により制御することができる。
また、本発明に係るトナーは、無機微粒子Aの一次粒子の個数分布において、小粒径側から無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の40%に相当する粒径までの個数割合が、1.00個数%未満であることが好ましい。小粒子成分の個数割合が上記範囲内にある場合、無機微粒子Aと、無機微粒子Bの粒径比を維持する粒子数が適切であり、無機微粒子Bの無機微粒子Aの分散効果が良好になる。該個数割合は、0.05個数%以上0.80個数%以下であることがより好ましい。なお、該個数割合は、粒子生成条件或いは、生成後粒子を所望の分布になるように分級するにより制御することができる。
本発明における無機微粒子A及び該無機微粒子Bとしては、金属酸化物である、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化クロム、酸化セリウム、酸化錫、酸化亜鉛、などからなる無機微粒子が挙げられる。
また無定形炭素(カーボンブラックなど)、窒化物(窒化ケイ素など)、炭化物(炭化
ケイ素など)、金属塩(チタン酸ストロンチウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなど)からなる無機微粒子が挙げられる。
本発明における該無機微粒子A及び該無機微粒子Bとしては、トナー粒子内部に均一に分散しやすい点で、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びこれらを複合化した金属酸化物からなるグループから選択されることが好ましい。
シリカ微粒子としては、例えば、沈降法、ゾルゲル法に代表される、ケイ酸ナトリウムを中和することでシリカを得る湿式法、火炎溶融法やアーク法に代表される気相中でシリカを得る乾式法など任意の方法で製造されたシリカ微粒子が好ましく用いられる。その中でも一次粒子の個数平均径を所望の範囲に制御しやすいことから、ゾルゲル法又は火炎溶融法で製造されたシリカ微粒子がより好ましい。
ゾルゲル法で製造されたシリカ微粒子を用いる場合、加水分解・縮合反応工程における反応温度、有機溶媒の種類、アルコキシシランの滴下速度、並びに、水、有機溶媒及び触媒の重量比、撹拌速度などによって一次粒子の個数平均径を制御することが可能である。火炎溶融法で製造されたシリカ微粒子を用いる場合、原料ガス供給速度や、可燃性ガスの供給量及び酸素比率などによって一次粒子の個数平均径を制御することが可能である。
チタニア微粒子としては、その製造方法は特に制限されるものではなく、従来公知の硫酸法及び塩素法で製造されたチタニア微粒子、四塩化チタンを原料として気相中で酸素と反応させる気相酸化法で得られたチタニア微粒子が挙げられる。得られるチタニア微粒子の一次粒子の個数平均径を制御しやすいことから、硫酸法で得られたチタニア微粒子であることがより好ましい。
チタニア微粒子は、ルチル型、アナターゼ型の2種類の結晶型のどちらも好ましく用いられる。アナターゼ型酸化チタン微粒子を得たい場合は、メタチタン酸を焼成する際に、ルチル転移抑制剤として、リン酸、リン酸塩、カリウム塩等を添加することが好ましい。また、ルチル型酸化チタン微粒子を得たい場合は、メタチタン酸を焼成する際に、ルチル転移促進剤として、リチウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩及びアルミニウム塩等の塩類や、ルチル微結晶を含んだスラリー等のシードを添加することが好ましい。硫酸法で製造されたチタニア微粒子を用いる場合、加水分解する際の温度、チタニアゲルの添加量、焼成する際の焼成温度や焼成時間によって一次粒子の個数平均径を制御することが可能である。
該無機微粒子A及び該無機微粒子Bは、表面を疎水化する目的で、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で処理されていることが好ましい。
該無機微粒子Aと該無機微粒子Bの組み合わせは、該無機微粒子Aと該無機微粒子Bがシリカ微粒子、チタニア微粒子、及びこれらを複合化した金属酸化物のグループから選ばれる場合、同じであってもよいし、それぞれ異なっていてもよい。該無機微粒子Aがシリカ微粒子であることがより好ましく、該無機微粒子Bがチタニア微粒子であることがより好ましい。
本発明においてその目的を達成するに好ましいトナーの構成を以下に詳述する。
[非晶性ポリエステル樹脂]
本発明のトナーに用いられる非晶性ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂を主成分とすることが必要である。主成分であるとは非晶性ポリエステル樹脂全量に対するポリエステル樹脂の含有量が50質量%以上であることを示す。
ポリエステル樹脂のポリエステルユニットに用いられるモノマーとしては、多価アルコール(2価もしくは3価以上のアルコール)と、多価カルボン酸(2価もしくは3価以上のカルボン酸)、その酸無水物又はその低級アルキルエステルとが用いられる。ここで、分岐ポリマーを作成する場合には、結着樹脂の分子内において部分架橋することが有効であり、そのためには、3価以上の多官能化合物を使用することが好ましい。従って、ポリ
エステルユニットの原料モノマーとして、3価以上のカルボン酸、その酸無水物又はその低級アルキルエステル、及び/又は3価以上のアルコールを含むことが好ましい。
ポリエステル樹脂のポリエステルユニットに用いられる多価アルコールモノマーとしては、以下の多価アルコールモノマーを使用することができる。
2価のアルコール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、水素化ビスフェノールA、また式(A)で表されるビスフェノール及びその誘導体;
Figure 0006584158
(式中、Rはエチレン又はプロピレン基であり、x及びyはそれぞれ0以上の整数であり、かつ、x+yの平均値は0以上10以下である。)
式(B)で示されるジオール類;が挙げられる。
Figure 0006584158
3価以上のアルコール成分としては、例えば、ソルビトール、1,2,3,6−ヘキサンテトロール、1,4−ソルビタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセロール、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼンが挙げられる。これらのうち、好ましくはグリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールが用いられる。これらの2価のアルコール及び3価以上のアルコールは、単独で又は複数を併用して用いることができる。
ポリエステル樹脂のポリエステルユニットに用いられる多価カルボン酸モノマーとしては、以下の多価カルボン酸モノマーを使用することができる。
2価のカルボン酸成分としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸、グルタコン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、コハク酸、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、マロン酸、n−ドデセニルコハク酸、イソドデセニルコハク酸、n−ドデシルコハク酸、イソドデシルコハク酸、n−オクテニルコハク酸、n−オクチルコハク酸、イソオクテニルコハク酸、イソオクチルコハク酸、これらの酸の無水物
及びこれらの低級アルキルエステルが挙げられる。これらのうち、マレイン酸、フマル酸、テレフタル酸、n−ドデセニルコハク酸が好ましく用いられる。
3価以上のカルボン酸、その酸無水物又はその低級アルキルエステルとしては、例えば、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、テトラ(メチレンカルボキシル)メタン、1,2,7,8−オクタンテトラカルボン酸、ピロメリット酸、エンポール三量体酸、これらの酸無水物又はこれらの低級アルキルエステルが挙げられる。これらのうち、特に1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、すなわちトリメリット酸又はその誘導体が安価で、反応制御が容易であるため、好ましく用いられる。これらの2価のカルボン酸等及び3価以上のカルボン酸は、単独で又は複数を併用して用いることができる。
本発明に係る非晶性ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂を主成分とするならば他の樹脂成分を含有するハイブリッド樹脂であってもよい。例えば、ポリエステル樹脂とビニル系樹脂とのハイブリッド樹脂が挙げられる。ハイブリッド樹脂のような、ビニル系樹脂やビニル系共重合ユニットとポリエステル樹脂の反応生成物を得る方法としては、ビニル系樹脂やビニル系共重合ユニット及びポリエステル樹脂のそれぞれと反応しうるモノマー成分を含むポリマーが存在しているところで、どちらか一方もしくは両方の樹脂の重合反応を行う方法が好ましい。
例えば、ポリエステル樹脂成分を構成するモノマーのうちビニル系共重合体と反応し得るものとしては、例えば、フタル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸の如き不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が挙げられる。ビニル系共重合体成分を構成するモノマーのうちポリエステル樹脂成分と反応し得るものとしては、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものや、アクリル酸もしくはメタクリル酸エステル類が挙げられる。
また、該非晶性ポリエステル樹脂として、ポリエステル樹脂を主成分とするならば、上記のビニル系樹脂以外にも、従来より結着樹脂として知られている種々の樹脂化合物を併用することができる。このような樹脂化合物としては、例えばフェノール樹脂、天然樹脂変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。
該非晶性ポリエステル樹脂中のポリエステル樹脂の含有量は、好ましくは50質量%以上100質量%以下であり、より好ましくは80質量%以上100質量%以下である。
また、該非晶性ポリエステル樹脂のピーク分子量は8000以上13000以下であることが、低温定着性と耐ホットオフセット性の観点から好ましい。また、該非晶性ポリエステル樹脂の酸価は15mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることが、高温高湿環境下における帯電安定性の観点から好ましい。さらに、該非晶性ポリエステル樹脂の水酸基価は2mgKOH/g以上20mgKOH/g以下であることが、低温定着性と保存性の観点から好ましい。
また、該非晶性ポリエステル樹脂は、低分子量のポリエステル樹脂Bと高分子量のポリエステル樹脂Aを混ぜ合わせて使用してもよい。高分子量のポリエステル樹脂Aと低分子量のポリエステル樹脂Bの含有比率(A/B)は質量基準で10/90以上60/40以下であることが、低温定着性と耐ホットオフセット性の観点から好ましい。
高分子量のポリエステル樹脂Aのピーク分子量は10000以上20000以下であることが、耐ホットオフセット性の観点から好ましい。また、高分子量のポリエステル樹脂Aの酸価は15mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることが、高温高湿環境
下における帯電安定性の観点から好ましい。
低分子量のポリエステル樹脂Bの数平均分子量は1500以上3500以下であることが、低温定着性の観点から好ましい。また、低分子量のポリエステル樹脂Bの酸価は10mgKOH/g以下であることが、高温高湿環境下における帯電安定性の観点から好ましい。
[結晶性ポリエステル樹脂]
本発明のトナーは結晶性ポリエステルを含有することを特徴とする。
非晶性樹脂にポリエステル樹脂を用いた場合、可塑効果を十分に発揮させるためには、結晶性樹脂としてもポリエステルを使用することが重要である。なお、結晶性樹脂とは、示差走査熱量分析装置による比熱変化測定の可逆比熱変化曲線において、明確な吸熱ピーク(融点)が観測される樹脂を指す。
本発明のトナーにおいて、トナー粒子に含まれる結晶性ポリエステルは、脂肪族ジオールと、脂肪族ジカルボン酸とを主成分として含む単量体組成物を縮重合反応させることにより得られるものが好ましい。脂肪族ジオール及び脂肪族ジカルボン酸は、炭素数6以上12以下であることが好ましく、7以上11以下であることがより好ましい。
脂肪族ジオールとしては、特に限定されないが、鎖状(より好ましくは直鎖状)の脂肪族ジオールであることが好ましく、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−ブタジエングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、ノナメチレングリコール、デカメチレングリコールネオペンチルグリコールが挙げられる。これらの中でも、特にエチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、及び1,6−ヘキサンジオールのような直鎖脂肪族、α,ω−ジオールが好ましく例示される。
上記アルコール成分のうち、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上が、炭素数6〜12の脂肪族ジオールから選ばれるアルコールである。
本発明に係る結晶性ポリエステル樹脂には、上記脂肪族ジオール以外の多価アルコール単量体を用いることもできる。該多価アルコール単量体のうち2価アルコール単量体としては、ポリオキシエチレン化ビスフェノールA、ポリオキシプロピレン化ビスフェノールA等の芳香族アルコール;1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、該多価アルコール単量体のうち3価以上の多価アルコール単量体としては、1,3,5−トリヒドロキシメチルベンゼン等の芳香族アルコール;ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,5−ペンタントリオール、グリセリン、2−メチルプロパントリオール、2−メチル−1,2,4−ブタントリオール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の脂肪族アルコール等が挙げられる。
さらに、本発明において、結晶性ポリエステルの特性を損なわない程度に1価のアルコ−ルを用いてもよい。該1価のアルコールとしては、例えばn−ブタノール、イソブタノール、sec−ブタノール、n−ヘキサノール、n−オクタノール、ラウリルアルコール、2−エチルヘキサノール、デカノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ドデシルアルコール等の1官能性アルコールなどが挙げられる。
一方、脂肪族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、鎖状(より好ましくは直鎖状)の脂肪族ジカルボン酸であることが好ましい。具体例としてはシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、グルタコン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン
酸が挙げられ、これらの酸無水物又は低級アルキルエステルを加水分解したものなども含まれる。
本発明において、上記カルボン酸成分のうち、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上が、炭素数6〜12の脂肪族ジカルボン酸から選ばれるカルボン酸である。
本発明において、脂肪族ジカルボン酸以外の多価カルボン酸を用いることもできる。その他の多価カルボン酸単量体のうち、2価のカルボン酸としては、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸;n−ドデシルコハク酸、n−ドデセニルコハク酸の脂肪族カルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式カルボン酸が挙げられ、これらの酸無水物又は低級アルキルエステルなども含まれる。また、その他のカルボン酸単量体のうち、3価以上の多価カルボン酸としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸(トリメリット酸)、2,5,7−ナフタレントリカルボン酸、1,2,4−ナフタレントリカルボン酸、ピロメリット酸等の芳香族カルボン酸、1,2,4−ブタントリカルボン酸、1,2,5−ヘキサントリカルボン酸、1,3−ジカルボキシル−2−メチル−2−メチレンカルボキシプロパン、等の脂肪族カルボン酸が挙げられ、これらの酸無水物又は低級アルキルエステル等の誘導体等も含まれる。
さらに、本発明において、結晶性ポリエステルの特性を損なわない程度に1価のカルボン酸を含有していてもよい。1価のカルボン酸としては、例えば安息香酸、ナフタレンカルボン酸、サリチル酸、4−メチル安息香酸、3−メチル安息香酸、フェノキシ酢酸、ビフェニルカルボン酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、オクタン酸、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸などのモノカルボン酸が挙げられる。
本発明における結晶性ポリエステルは、通常のポリエステル合成法に従って製造することができる。例えば、前記したカルボン酸単量体とアルコ−ル単量体とをエステル化反応、又はエステル交換反応せしめた後、減圧下又は窒素ガスを導入して常法に従って重縮合反応させることで所望の結晶性ポリエステルを得ることができる。
上記エステル化又はエステル交換反応は、必要に応じて硫酸、チタンブトキサイド、ジブチルスズオキサイド、酢酸マンガン、酢酸マグネシウムなどの通常のエステル化触媒又はエステル交換触媒を用いて行うことができる。
また、上記重縮合反応は、通常の重合触媒、例えばチタンブトキサイド、ジブチルスズオキサイド、酢酸スズ、酢酸亜鉛、二硫化スズ、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウムなど公知の触媒を使用して行うことができる。重合温度、触媒量は特に限定されるものではなく、適宜に決めればよい。
エステル化もしくはエステル交換反応又は重縮合反応において、得られる結晶性ポリエステルの強度を上げるために全単量体を一括仕込みしたりしてもよい。また低分子量成分を少なくするために2価の単量体を先ず反応させた後、3価以上の単量体を添加して反応させたりする等の方法を用いてもよい。
該結晶性ポリエステルの含有量は、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上15.0質量部以下であることが重要である。該結晶性ポリエステルの含有量がこの範囲にあるとき、無機微粒子Aの結晶性ポリエステル分散効果が十分に発揮され、帯電安定性を保ちつつ、低温定着性を向上させる。該結晶性ポリエステルの含有量が1.0質量部以下の場合、低温定着性が損なわれる。該結晶性ポリエステルの含有量が15.0質量部以上の場合、非晶性ポリエステルと相溶できる結晶性ポリエステルの量が限界を超え、本発明のように無機微粒子を含有させたトナーにおいても、結晶性ポリエステル同士の結晶化が進んでしまい帯電安定性に悪影響を及ぼす。該結晶性ポリエステルの含有量は、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、2.0質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。
[ワックス]
本発明のトナーは、必要に応じワックスを含有することができる。トナーに含有されるワックスとしては、公知のものが利用できるが、本発明のトナーに用いられるワックスとしては、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ような炭化水素系ワックスを用いることが好ましい。
例えば、アルキレンを高圧下でラジカル重合あるいは低圧下でチーグラー触媒又はメタロセン触媒で重合した低分子量のアルキレンポリマー;高分子量のアルキレンポリマーを熱分解して得られるアルキレンポリマー;一酸化炭素及び水素を含む合成ガスからアーゲ法により得られる炭化水素の蒸留残分から、あるいはこれらを水素添加して得られる合成炭化水素ワックスがよい。さらにプレス発汗法、溶剤法、真空蒸留の利用や分別結晶方式により炭化水素ワックスの分別を行ったものが、より好ましく用いられる。
母体としての炭化水素は、金属酸化物系触媒(多くは2種以上の多元系)を使用した一酸化炭素と水素の反応によって合成されるもの[例えばジントール法、ヒドロコール法(流動触媒床を使用)によって合成された炭化水素化合物];ワックス状炭化水素が多く得られるアーゲ法(同定触媒床を使用)により得られる炭素数が数百ぐらいまでの炭化水素;エチレンなどのアルキレンをチーグラー触媒により重合した炭化水素が、分岐が少なくて小さく、飽和の長い直鎖状炭化水素であるので好ましい。特にアルキレンの重合によらない方法により合成されたワックスがその分子量分布からも好ましいものである。また、パラフィンワックスも好ましく用いられる。
該ワックスの含有量は、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上15.0質量部以下で使用されることが好ましい。該ワックスの含有量がこの範囲にあるとき、高温でのホットオフセット性の維持を効率的に発揮することが可能となり易い。
また、トナーの保存性と高温オフセット性の両立の観点から、示差走査熱量分析装置(DSC)で測定される昇温時の吸熱曲線において、温度30℃以上200℃以下の範囲に存在する最大吸熱ピークのピーク温度が50℃以上110℃以下であることが好ましい。
[ビニル系樹脂成分と炭化水素化合物が反応した構造を有する重合体]
また、本発明におけるトナーでは、ワックスとして炭化水素系ワックスを含有する場合、ビニル系樹脂成分と炭化水素化合物が反応した構造を有する重合体を含有することが好ましい。中でも、ビニル系樹脂にポリオレフィンがグラフトした構造を有するグラフト重合体又はポリオレフィンにビニル系モノマーがグラフト重合したグラフト重合体を更に含有することが好ましい。
該重合体が含有された場合、ワックスと樹脂との相溶性が促進され、ワックス分散不良による帯電不良、部材汚染などの弊害を引き起こしにくくなる。
また該ビニル系樹脂成分と炭化水素化合物が反応した構造を有する重合体の含有量は、非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上15.0質量部以下であることが好ましい。含有量がこの範囲にあるとき、非晶性ポリエステル樹脂中にワックスの分散状態が均一となり易い。
ビニル系樹脂にポリオレフィンがグラフトした構造を有するグラフト重合体に関して、ポリオレフィンは二重結合を一つ有する不飽和炭化水素の重合体又は共重合体であれば特に限定されず、様々なポリオレフィンを用いることができる。特にポリエチレン系、ポリプロピレン系が好ましく用いられる。
ビニル系樹脂に用いられるビニル系モノマーとしては、以下のものが挙げられる。例えばスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、p−フェニルスチレン、p−クロルスチレン、3,4−ジクロルスチレン、p−エチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、p−n−ブチルスチレン、p−tert−ブチルスチレン、p−n−ヘキシルスチレン、p−n−オクチルスチレン、p−n
−ノニルスチレン、p−n−デシルスチレン、p−n−ドデシルスチレンのようなスチレン及びその誘導体などのスチレン系単位。
メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルのようなアミノ基含有α−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミドのようなアクリル酸又はメタクリル酸誘導体などのN原子を含むビニル系単位。
マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸、アルケニルコハク酸、フマル酸、メサコン酸のような不飽和二塩基酸;マレイン酸無水物、シトラコン酸無水物、イタコン酸無水物、アルケニルコハク酸無水物のような不飽和二塩基酸無水物;マレイン酸メチルハーフエステル、マレイン酸エチルハーフエステル、マレイン酸ブチルハーフエステル、シトラコン酸メチルハーフエステル、シトラコン酸エチルハーフエステル、シトラコン酸ブチルハーフエステル、イタコン酸メチルハーフエステル、アルケニルコハク酸メチルハーフエステル、フマル酸メチルハーフエステル、メサコン酸メチルハーフエステルのような不飽和二塩基酸のハーフエステル;ジメチルマレイン酸、ジメチルフマル酸のような不飽和二塩基酸エステル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイヒ酸のようなα,β−不飽和酸;クロトン酸無水物、ケイヒ酸無水物のようなα,β−不飽和酸無水物、前記α,β−不飽和酸と低級脂肪酸との無水物;アルケニルマロン酸、アルケニルグルタル酸、アルケニルアジピン酸、これらの酸無水物、及びこれらのモノエステルなどのカルボキシル基を含むビニル系単位。
2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸エステル類、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルブチル)スチレン、4−(1−ヒドロキシ−1−メチルヘキシル)スチレンなどの水酸基を含むビニル系単位。
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸−n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸−n−オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸−2−クロルエチル、アクリル酸フェニルのようなアクリル酸エステル類などのアクリル酸エステルからなるエステル単位。
メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸−n−オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸ジエチルアミノエチルのようなα−メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類などのメタクリル酸エステルからなるエステル単位。
本発明に用いられるポリオレフィンにビニル系モノマーがグラフト重合したグラフト重合体は、前述したこれらの重合体同士の反応や、一方の重合体のモノマーと他方の重合体との反応等、公知の方法によって得ることができる。
ビニル樹脂の構成単位として、スチレン系単位、さらにはアクリロニトリル、又はメタアクリロニトリルを含むのが好ましい。
[着色剤]
本発明のトナーには着色剤を用いてもよい。着色剤としては、以下のものが挙げられる。
黒色着色剤としては、カーボンブラック;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て黒色に調色したものが挙げられる。着色剤には、顔料を単独で使用してもかまわないが、染料と顔料とを併用してその鮮明度を向上させた方がフルカラー画像の画質の点からより好ましい。
マゼンタ着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントレッド1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、39、40、41、48:2、48:3,48:4、49、50、51、52、53、54、55、57:1、58、60、63、64、68、81:1、83、87、88、89、90、112、114、122、123、146、147、150、163、184、202、206、207、209、238、269、282;C.I.ピグメントバイオレット19;C.I.バットレッド1、2、10、13、15、23、29、35。
マゼンタ着色染料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ソルベントレッド1、3、8、23、24、25、27、30、49、81、82、83、84、100、109、121;C.I.ディスパースレッド9;C.I.ソルベントバイオレット8、13、14、21、27;C.I.ディスパーバイオレット1の如き油溶染料、C.I.ベーシックレッド1、2、9、12、13、14、15、17、18、22、23、24、27、29、32、34、35、36、37、38、39、40;C.I.ベーシックバイオレット1、3、7、10、14、15、21、25、26、27、28の如き塩基性染料。
シアン着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントブルー2、3、15:2、15:3、15:4、16、17;C.I.バットブルー6;C.I.アシッドブルー45、フタロシアニン骨格にフタルイミドメチル基を1〜5個置換した銅フタロシアニン顔料。
シアン着色染料としては、C.I.ソルベントブルー70がある。
イエロー着色顔料としては、以下のものが挙げられる。C.I.ピグメントイエロー1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、15、16、17、23、62、65、73、74、83、93、94、95、97、109、110、111、120、127、128、129、147、151、154、155、168、174、175、176、180、181、185;C.I.バットイエロー1、3、20。
イエロー着色染料としては、C.I.ソルベントイエロー162がある。
上記着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下で使用されることが好ましい。
[荷電制御剤]
本発明のトナーには、必要に応じて荷電制御剤を含有させることもできる。トナーに含有される荷電制御剤としては、公知のものが利用できるが、特に、無色でトナーの帯電スピードが速く且つ一定の帯電量を安定して保持できる芳香族カルボン酸の金属化合物が好ましい。
ネガ系荷電制御剤としては、サリチル酸金属化合物、ナフトエ酸金属化合物、ジカルボン酸金属化合物、スルホン酸又はカルボン酸を側鎖に持つ高分子型化合物、スルホン酸塩又はスルホン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、カルボン酸塩又はカルボン酸エステル化物を側鎖に持つ高分子型化合物、ホウ素化合物、尿素化合物、ケイ素化合物、カリックスアレーンが挙げられる。荷電制御剤はトナー粒子に対して内添してもよいし外添してもよい。荷電制御剤の添加量は、結着樹脂100質量部に対して、0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。
[その他外添剤]
本発明では、流動性向上や摩擦帯電量調整のために、その他の外添剤が添加されていてもよい。
当該外添剤としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸ストロンチウムのような無機微粒子が好ましい。トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサー
のような公知の混合機を用いることができるが、混合できればよく、特に装置は限定されるものではない。
外添剤の添加量は、トナー粒子100質量部に対し、0.01質量部以上10.0質量部以下が好ましい。
[キャリア]
本発明のトナーは、長期にわたり安定した画像が得られるという点で、磁性キャリアと混合して二成分系現像剤として用いることが好ましい。
磁性キャリアとしては、例えば、表面を酸化した鉄粉又は未酸化の鉄粉や、鉄、リチウム、カルシウム、マグネシウム、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、マンガン、希土類のような金属粒子、それらの合金粒子、酸化物粒子、フェライト等の磁性体や、磁性体と、この磁性体を分散した状態で保持するバインダー樹脂とを含有する磁性体分散樹脂キャリア(いわゆる樹脂キャリア)等、一般に公知のものを使用できる。
二成分系現像剤中のトナー濃度は、2.0質量%以上15.0質量%以下が好ましい。
[製造方法]
本発明のトナーの製造方法は、トナーの原材料であるトナー組成物を溶融混練し、得られた混練物を粉砕することを特徴とする。製造方法の例を挙げて説明する。
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、無機微粒子A及び無機微粒子B、並びに必要に応じてワックス、着色剤、荷電制御剤等の他の成分を、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、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。
次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中に他原材料等を分散させる。溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーの如きバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができ、連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝鉄工製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。更に、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルのような粉砕機で粗粉砕した後、さらに、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(ターボ工業製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)のような分級機や篩分機を用いて分級し、トナー粒子を得る。
また、必要に応じて、粉砕後に、ハイブリタイゼーションシステム(奈良機械製作所製)、メカノフージョンシステム(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)、メテオレインボー MR Type(日本ニューマチック社製)を用いて、球形化処理の如きトナー粒子の表面処理を行うこともできる。
特に、本発明では、上記製法により得られたトナー粒子表面に必要に応じ選択された無機微粒子や樹脂粒子などの添加剤を加えて混合分散させ、その分散させた状態で熱風による表面処理により添加剤をトナー粒子表面に固着させることが好ましい。
本発明では、例えば、図1で表される表面処理装置を用いて熱風により表面処理を行い
、必要に応じて分級をすることによりトナーを得ることができる。
原料定量供給手段1により定量供給された混合物は、圧縮気体調整手段2により調整された圧縮気体によって、原料供給手段の鉛直線上に設置された導入管3に導かれる。導入管を通過した混合物は、原料供給手段の中央部に設けられた円錐状の突起状部材4により均一に分散され、放射状に広がる8方向の供給管5に導かれ熱処理が行われる処理室6に導かれる。
このとき、処理室に供給された混合物は、処理室内に設けられた混合物の流れを規制するための規制手段9によって、その流れが規制される。このため処理室に供給された混合物は、処理室内を旋回しながら熱処理された後、冷却される。
供給された混合物を熱処理するための熱は、熱供給手段7から供給され、分配部材12で分配され、熱風を旋回させるための旋回部材13により、処理室内に熱風を螺旋状に旋回させて導入される。その構成としては、熱風を旋回させるための旋回部材13が、複数のブレードを有しており、その枚数や角度により、熱風の旋回を制御することができる。処理室内に供給される熱風は、熱風供給手段7の出口部における温度が100〜300℃であることが好ましく、130〜170℃であることがより好ましい。熱風供給手段の出口部における温度が上記の範囲内であれば、混合物を加熱しすぎることによるトナー粒子の融着や合一を防止しつつ、トナー粒子を均一に球形化処理することが可能となる。このときの円形度としては、0.955〜0.980であることが好ましい。熱風は熱風供給手段出口11から供給される。
さらに熱処理された熱処理トナー粒子は冷風供給手段8から供給される冷風によって冷却され、冷風供給手段8から供給される温度は−20〜30℃であることが好ましい。冷風の温度が上記の範囲内であれば、熱処理トナー粒子を効率的に冷却することができ、混合物の均一な球形化処理を阻害することなく、熱処理トナー粒子の融着や合一を防止することができる。冷風の絶対水分量は、0.5g/m以上15.0g/m以下であるこ
とが好ましい。
次に、冷却された熱処理トナー粒子は、処理室の下端にある回収手段10によって回収される。なお、回収手段の先にはブロワー(不図示)が設けられ、それにより吸引搬送される構成となっている。
また、粉体粒子供給口14は、供給された混合物の旋回方向と熱風の旋回方向が同方向になるように設けられており、表面処理装置の回収手段10は、旋回された粉体粒子の旋回方向を維持するように、処理室の外周部に設けられている。さらに、冷風供給手段8から供給される冷風は、装置外周部から処理室内周面に、水平かつ接線方向から供給されるよう構成されている。粉体供給口から供給される熱処理前トナー粒子の旋回方向、冷風供給手段から供給された冷風の旋回方向、熱風供給手段から供給された熱風の旋回方向がすべて同方向である。そのため、処理室内で乱流が起こらず、装置内の旋回流が強化され、熱処理前トナー粒子に強力な遠心力がかかり、熱処理前トナー粒子の分散性が更に向上するため、合一粒子の少ない、形状の揃った熱処理トナー粒子を得ることができる。
その後、必要に応じ選択された無機微粒子や樹脂粒子などの外部添加剤を加えて混合し、流動性付与、帯電安定性を向上させてもよい。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、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。
次に、本発明に関わる各物性の測定方法について記載する。
<トナー粒子の重量平均粒径(D4)の測定方法>
トナー粒子の重量平均粒径(D4)は、100μmのアパーチャー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)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「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)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
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、以下のように前記専用ソフトの設定を行う。
前記専用ソフトの「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ー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以上60μm以下に設定する。
具体的な測定法は以下の通りである。
(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、解析ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャー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、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 Dispension System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に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。
(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、トナー約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)の電解質水溶液を滴下し、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。
<無機微粒子A及び無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)の測定方法>
日立超高分解能電界放出形走査型電子顕微鏡(FE−SEM)S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用いて撮影した拡大写真により行う。
上記写真撮影により得られたTEM画像は、画像解析ソフトImage−ProPlusProPlus5.1J(Media Cybernetics社製)を用いて、2値
の画像データに変換した。
上記画像データにより無機微粒子A及びBのそれぞれを観察し、ランダムに選択した1
000個の無機微粒子の長軸と短軸を計測し、その平均値を無機微粒子A又はBの一次粒子の個数平均径とした。
<トナー中の無機微粒子A及び無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)の測定方法>
クライオミクロト―ム(Leica社製 ULTRACUT UCT)装置に水溶性樹脂に分散したトナーを入れた。液体窒素により該装置を−80℃まで冷却し、トナーが分散された水溶性樹脂を凍結した。凍結された水溶性樹脂を、ガラスナイフにより切削面形状が約0.1ミリ幅、約0.2ミリ長になるようにトリミングした。次にダイヤモンドナイフを用いて、水溶性樹脂を含むトナーの超薄切片(厚み設定:70nm)を作製し、まつげプローブを用いてTEM観察用グリッドメッシュ上に移動した。水溶性樹脂を含むトナーの超薄切片を室温に戻した後、水溶性樹脂を純水に溶解させて透過型電子顕微鏡(TEM)の観察試料とした。該試料は、日立社製透過型電子顕微鏡H−7500を用い、加速電圧100kVにて観察し、トナーの粒子断面の拡大写真を撮影した。また、拡大写真の倍率は20000倍とした。
上記写真撮影により得られたTEM画像は、画像解析ソフトImage−ProPlusProPlus5.1J(Media Cybernetics社製)を用いて、2値
の画像データに変換した。そのうち、無機微粒子についてのみ無作為に解析を行なった。
無機微粒子の一次粒子径は、粒子の長軸と短軸の平均値を一次粒子径とした。また、無機微粒子A及びBそれぞれの一次粒子の個数平均径は、上記該当粒子A及びBの一次粒子100個を無作為に選択し、その一次粒子径の個数平均をそれぞれ無機微粒子A及びBの一次粒子の個数平均径(D1)とした。
なお、トナーの粒子断面において、トナーの粒子表面から0.3μm以上内部の領域に該無機微粒子A及び該無機微粒子Bを有することの確認は、上記トナー粒子の断面拡大写真より確認を行った。
<樹脂のガラス転移温度(Tg)の測定>
樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量分析装置「Q1000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418−82に準じて測定する。
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。
具体的には、樹脂約5mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用い、測定範囲30〜200℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。一度180℃まで昇温させ10分間保持し、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度30〜200℃の範囲において比熱変化が得られる。このときの比熱変化が出る前と出た後のベースラインの中間点の線と示差熱曲線との交点を、樹脂のガラス転移温度(Tg)とする。
<樹脂又はトナーのピーク分子量(Mp)、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)の測定方法>
ピーク分子量(Mp)、数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、以下のようにして測定する。
まず、室温で24時間かけて、試料をテトラヒドロフラン(THF)に溶解する。試料としては、樹脂、または、トナーを用いる。そして、得られた溶液を、ポア径が0.2μmの耐溶剤性メンブランフィルター「マエショリディスク」(東ソー社製)で濾過してサンプル溶液を得る。なお、サンプル溶液は、THFに可溶な成分の濃度が約0.8質量%となるように調整する。このサンプル溶液を用いて、以下の条件で測定する。
装置 :HLC8120 GPC(検出器:RI)(東ソー社製)
カラム :Shodex KF−801、802、803、804、805、806、807の7連(昭和電工社製)
溶離液 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :1.0ml/min
オーブン温度:40.0℃
試料注入量 :0.10ml
試料の分子量の算出にあたっては、標準ポリスチレン樹脂(例えば、商品名「TSKスタンダード ポリスチレン F−850、F−450、F−288、F−128、F−80、F−40、F−20、F−10、F−4、F−2、F−1、A−5000、A−2500、A−1000、A−500」、東ソー社製)を用いて作成した分子量校正曲線を使用する。
<樹脂の軟化点(Tm)の測定方法>
樹脂の軟化点の測定は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って行う。本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得ることができる。
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT−500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。なお、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Smaxと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Sminとの差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax−Smin)/2)。そして、流動曲線においてピストンの降下量がXとなるときの流動曲線の温度が、1/2法における溶融温度である。
測定試料は、約1.0gの樹脂を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(例えば、NT−100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。
CFT−500Dの測定条件は、以下の通りである。
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:1.000cm
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
<前記無機微粒子Aの一次粒子の個数分布において、小粒子側から前記無機微粒子Aの一次粒子の個数平均粒子径(D1)の40%に相当する粒径までの個数割合の算出>
日立超高分解能電界放出形走査型電子顕微鏡(FE−SEM)S−4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用いて撮影した拡大写真により行う。
上記写真撮影により得られたSEM画像を、画像解析ソフトImage−ProPlusProPlus5.1J(Media Cybernetics社製)を用いて、2値
の画像データに変換した。
上記画像データによりランダムに選択した1000個の無機微粒子Aの一次粒子径の個数分布を算出し、無機微粒子Aの個数平均粒径(D1)の40%に相当する粒径までの個数割合を算出した。
以上本発明の基本的な構成と特色について述べたが、以下実施例に基づいて具体的に本発明について説明する。しかしながら、本発明は何らこれに限定されるものではない。
<無機微粒子A−1の製造例>
無機微粒子Aの製造には、原料にヘキサメチルシクロトリシロキサンを用いた、燃焼法によりシリカ微粒子を作製した。燃焼炉は、内炎と外炎が形成できる二重管構造の炭化水素−酸素混合型バーナーを用いた。バーナー中心部にスラリー噴射用の二流体ノズルが接地され、原料の珪素化合物を導入した。二流体ノズルの周囲から炭化水素−酸素の可燃性ガスが噴射され、還元雰囲気である内炎及び外炎を形成した。可燃性ガスと酸素の量及び流量の制御により、雰囲気と温度、火炎の長さ等を調整した。火炎中において珪素化合物からシリカ微粒子が形成され、さらに所望の粒径になるまで融着させた。そして、冷却後、バグフィルター等により捕集することによってシリカ微粒子を得た。
得られたシリカ微粒子99.5質量%に、ヘキサメチルジシラザン0.5質量%で表面処理し、無機微粒子A−1を得た。得られた無機微粒子A−1の一次粒子の個数平均径は120nmであり、A−1の一次粒子の個数分布において、小粒子側からA−1の一次粒子の個数平均粒子径(D1)の40%に相当する粒径までの個数割合は0.55個数%であった。
<無機微粒子A−2、4、5の製造例>
可燃性ガスと酸素の量及び流量を変更することでシリカ原体の平均粒子径及び小粒子側からD1の40%に相当する粒径までの個数割合を表1のとおりになるように変更した以外は無機微粒子A−1と同様の手法で作製し、シリカ微粒子である無機微粒子A−2、無機微粒子A−4及び無機微粒子A−5を得た。
<無機微粒子A−3の製造例>
撹拌機、滴下ロート及び温度計を有するガラス製反応器に、アルコール溶媒としてメタノールを693.0g、水を46.0g、及び28質量%のアンモニア水を55.3g添加して、メタノール、水及びアンモニアの混合溶液を作製した。
得られた混合溶液を反応温度35℃に調整し、反応温度を保ちながら撹拌し、テトラメトキシシランを1293.0g(8.5モル)、及び、5.4質量%のアンモニア水を464.5g同時に滴下開始した。このとき、テトラメトキシシランの滴下時間を9時間として滴下した。なお、アンモニア水はテトラメトキシシランよりも1時間早く滴下が終了するように滴下速度を調整した。
テトラメトキシシランの滴下が終了後、1時間撹拌を続けて加水分解を行い、ゾルゲルシリカ微粒子のメタノール−水分散液を得た。
次いで、該分散液を75℃に加熱してメタノールを1320g留去し、その後、1320gの水を加えた。そして、該分散液を90℃に加熱してメタノールを532.4g留去することにより、ゾルゲルシリカ微粒子の水性分散液を得た。
該水性分散液にメチルイソブチルケトンを1584g添加した後、90〜110℃に加熱し、15時間かけてメタノールと水の混合物を1474g留去した。
得られたゾルゲルシリカ微粒子のメチルイソブチルケトン分散液を25℃まで冷却した後、表面処理剤としてヘキサメチルジシラザンを322g(2.0モル、SiO2単位1
モルに対して0.24モル)添加し、110℃に加熱して、5時間反応させることにより、ゾルゲルシリカ微粒子に表面処理を施した。
この分散液から溶媒を80℃で減圧留去することにより、シリカ微粒子である無機微粒子A−3を得た。得られた無機微粒子A−3の一次粒子の個数平均径は200nmであり、小粒子側からD1の40%に相当する粒径までの個数割合は0.32個数%であった。
<無機微粒子A−6の製造例>
エタノール濃度が50%のエタノール/水混合液200mlを−20〜10℃に冷やし、そこにCa(OH)を160g加えた。得られたスラリー状の液体を強撹拌しながら、容器下部から、炭酸ガス濃度30%の炭酸ガス/窒素の混合ガスを500〜5000ml/minの流速で導入し、pHが低下し始めるまで反応させた。このとき反応温度及び炭酸ガスの導入速度を調節して、一次平均粒径が130nm粒径の合成炭酸カルシウムを含むスラリー得た。さらに、それぞれの分散液を低温状態のままろ過し、純水で十分に洗浄してから乾燥させ、合成炭酸カルシウムを得た。
得られた合成炭酸カルシウムに、70℃に調整した水を固形分10質量%となるように加え、攪拌型分散機を用いてスラリーとした。この合成炭酸カルシウムのスラリー1kgを分散機により攪拌させながら、鹸化したステアリン酸0.2〜4gを添加し、1〜30分間攪拌した後、プレス脱水した。このとき、脂肪酸添加量及び攪拌時間をふって脂肪酸処理量及び脂肪酸処理分布の異なる疎水化炭酸カルシウムのスラリーとした。得られた脱水ケーキを乾燥後、粉末化した、その後、風力分級機により微粒子成分を除去することにより、脂肪酸で疎水化表面処理された炭酸カルシウム粒子である無機微粒子A−6を得た。
得られた無機微粒子A−6の一次粒子の個数平均径は、90nmであり、小粒子側からD1の40%に相当する粒径までの個数割合は、0.75個数%であった。
<無機微粒子A−7〜10の製造例>
無機微粒子A−6の製造例において、反応温度及び炭酸ガスの導入速度を調整すると共に、風力分級工程の条件を変更し、個数平均径及び小粒子比率を表1のとおりに変更した以外は同様にして、無機微粒子A−7〜A−10得た。
<無機微粒子B−1の製造例>
TiO2相当分を50質量%含有しているイルメナイト鉱石を、150℃で3時間乾燥
した後、硫酸を添加して溶解させ、TiOSO4の水溶液を得た。
得られた水溶液を濃縮した後、アナターゼ型結晶を有するチタニアゾルをシードとして10質量部添加した後、170℃で加水分解を行い、不純物を含有するTiO(OH)2
のスラリーを得た。
このスラリーをpH5〜6で繰り返し洗浄を行い、硫酸、FeSO4及び不純物を十分
に除去することで、高純度のメタチタン酸〔TiO(OH)2〕のスラリーを得た。
このスラリーを濾過した後、リン酸二水素カリウム(KH2PO4)を0.5質量部添加し、240℃で4時間焼成した後、ジェットミルによる解砕処理を繰り返し行い、アナターゼ型結晶を有するチタニア微粒子を得た。
得られたチタニア微粒子をエタノール中に分散させて撹拌しながら、チタニア微粒子100質量部に対して、表面処理剤としてイソブチルトリメトキシシランを5質量部滴下混合して反応させた。
乾燥した後、170℃で3時間加熱処理し、チタニアの凝集体が無くなるまでジェットミルで繰り返し解砕処理を行い、チタニア微粒子である無機微粒子B−1を得た。無機微粒子B−1の一次粒子の個数平均径は40nmであった。
<無機微粒子B−2、4の製造例>
焼成時間及び粉砕強度を変更し、チタニア微粒子母体の平均粒子径を表1の通りに変更したい以外は無機微粒子B−1と同様の手法で作製し、無機微粒子B−2、無機微粒子B−4を得た。
<無機微粒子B−3の製造例>
無機微粒子B−1製造例において、チタニアゾルとして、ルチル型チタニアゾルを8質量部添加したこと、150℃で加水分解を行ったこと、炭酸リチウムリン酸二水素カリウム(KH2PO4)の代わりに炭酸リチウム(Li2CO3)を用いたこと、焼成温度を30
0℃にしたこと以外は同様にして作成し、ルチル型結晶を有するチタニア微粒子である無機微粒子B−3を得た。無機微粒子B−3の一次粒子の個数平均径は55nmであった。
<無機微粒子B−5の製造例>
焼成時間及び粉砕強度を変更し、チタニア微粒子母体の平均粒子径を表1の通りに変更したい以外は無機微粒子B−3と同様の手法で作製し、無機微粒子B−5を得た。
<無機微粒子B−6及びB−7の製造例>
無機微粒子A−1の製造例において、可燃性ガスと酸素の量及び流量を変更することでシリカ原体の平均粒子径を表1のとおりに変更した以外は同様の手法で作製し、シリカ微粒子である無機微粒子B−6及びB−7を得た。
Figure 0006584158
[ポリエステル樹脂Lの製造例]
・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:72.0質量部(0.20モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸:
28.0質量部(0.17モル;多価カルボン酸総モル数に対して96.0mol%)
・2−エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、攪拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で
撹拌しつつ、4時間反応させた。
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180℃まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。
・無水トリメリット酸:
1.3質量部(0.01モル;多価カルボン酸総モル数に対して4.0mol%)
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度180℃に維持したまま、1時間反応させ、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が94℃に達したのを確認してから温度を下げて反応を止め、(第2反応工程)、結着樹脂Lを得た。得られた樹脂Lの軟化点(Tm)は94℃、ガラス転移温度(Tg)は57℃であった。
[ポリエステル樹脂Hの製造例]
・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:72.3質量部(0.20モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・テレフタル酸:
18.3質量部(0.11モル;多価カルボン酸総モル数に対して65.0mol%)
・フマル酸:
2.9質量部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して15.0mol%)
・2−エチルヘキサン酸錫(エステル化触媒):0.5質量部
冷却管、攪拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、200℃の温度で撹拌しつつ、2時間反応させた。
さらに、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、1時間維持した後、180まで冷却し、大気圧に戻した(第1反応工程)。
・無水トリメリット酸:
6.5質量部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して20.0mol%)
・tert−ブチルカテコール(重合禁止剤):0.1質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度160℃に維持したまま、15時間反応させ、ASTM D36−86に従って測定した軟化点が132℃に達したのを確認してから温度を下げて反応を止め、(第2反応工程)、結着樹脂Hを得た。得られた樹脂Hの軟化点(Tm)は132℃、ガラス転移温度(Tg)は61℃であった。
[結晶性ポリエステル樹脂C−1の製造例]
・1,10−デカンジオール:46.9質量部(0.27モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・セバシン酸:53.1質量部(0.26モル;多価カルボン酸総モル数に対して100.0mol%)
冷却管、撹拌機、窒素導入管、及び、熱電対のついた反応槽に、上記材料を秤量した。次にフラスコ内を窒素ガスで置換した後、撹拌しながら徐々に昇温し、140℃の温度で撹拌しつつ、3時間反応させた。
・2−エチルヘキサン酸錫:0.5質量部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.3kPaに下げ、温度200℃に維持したまま、4時間反応させ、結晶性ポリエステル樹脂C−1を得た樹脂C−1は示差走査熱量分析において、明確な吸熱ピークを示した。
[結晶性ポリエステル樹脂C−2〜C−6の製造例]
用いたカルボン酸成分及びアルコール成分を表2に示すとおり変更した以外は、結晶性
ポリエステル樹脂C−1の製造例と同様にして製造し、結晶性ポリエステルC−2〜C−6を得た。樹脂C−2〜C−6は示差走査熱量分析において、明確な吸熱ピークを示した。
Figure 0006584158
[ビニル系樹脂重合体Dの製造例]
・不飽和結合を1つ以上有するポリエチレン(Mw:1400、Mn:850、DSCによる吸熱ピーク: 100℃) 20質量部
・スチレン 59質量部
・アクリル酸−n−ブチル 18.5質量部
・アクリロニトリル 2.5質量部
上記原料をオートクレーブに仕込み、系内を窒素置換後、昇温撹拌しながら180℃に保持した。系内に、2質量%のジ−tert−ブチルパーオキシドのキシレン溶液50質量部を5時間連続的に滴下し、冷却後溶媒を分離除去し、ポリエチレンに共重合体がグラフトしたビニル系樹脂重合体C1を得た。ビニル系樹脂重合体C−1は、軟化点(Tm)は110℃、ガラス転移温度(Tg)は64℃であり、重合体Cー1のTHF可溶分のGPCによる分子量は、重量平均分子量(Mw)7400、数平均分子量(Mn)2800であった。原料の、不飽和結合を1つ以上有するポリエチレンに相当するピークは認められなかった。軟化点(Tm)は110℃、ガラス転移温度(Tg)は64℃であった。
[実施例1]
<トナー1の製造例>
・非晶性ポリエステル樹脂L 50.00質量部・非晶性ポリエステル樹脂H 50.00質量部・結晶性ポリエステル樹脂C−1 7.50質量部・パラフィンワックス(最大吸熱ピークのピーク温度78℃) 7.50質量部・ビニル系樹脂重合体D 7.50質量部・C.I.ピグメントブルー15:3 5.00質量部・3,5−ジ−t−ブチルサリチル酸アルミニウム化合物 0.50質量部・無機微粒子A−1 1.00質量部・無機微粒子B−1 0.15質量部
該処方で示した原材料をヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)を用いて、回転数20s−1、回転時間5minで混合した後、温度125℃に設定した二軸混練機(PCM−30型、株式会社池貝製)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機
(T−250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。さらに回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子を得た。回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)の運転条件は、分級ローター回転数を50.0s−1で分級を行った。得られたトナー粒子は、重量平均粒径(D4)が5.7μmであった。
得られたトナー粒子100質量部に、一次平均粒子径110nmのシリカ微粒子5.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(FM−75型、三井鉱山(株)製)で、回転数30s−1、回転時間10minで混合した。得られた混合物を用い、図1で示す表面処理装置によって熱処理を行い、熱処理トナー粒子を得た。運転条件はフィード量=5kg/hrとし、また、熱風温度C=220℃、熱風流量=6m/min.、冷風温度E=5℃、冷風流量=4m/min.、冷風絶対水分量=3g/m、ブロワー風量=20m/min.、インジェクションエア流量=1m/min.とした。得られた処理トナー粒子は、平均円形度が0.963、重量平均粒径(D4)が6.2μmであった。
得られた処理トナー粒子100質量部に、一次平均粒子径13.0nmのシリカ微粒子1.0質量部を添加し、ヘンシェルミキサー(FM75型、三井三池化工機(株)製)で周速度45m/sec、5min混合し、目開き54μmの超音波振動篩を通過させトナー1を得た。得られたトナー1において、トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に無機微粒子A及び無機微粒子Bを有することを確認した。
<二成分現像剤1の製造例>
該トナー1とシリコーン樹脂で表面被覆した磁性フェライトキャリア粒子(個数平均粒径35μm)とで、トナー濃度が9質量%になるようにV型混合機(V−10型:株式会社徳寿製作所)で0.5s−1、回転時間5minで混合し、二成分系現像剤1を得た。
<二成分現像剤1の評価>
<評価1>画像濃度安定性評価
画像形成装置としてキヤノン製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C2230を、プロセススピードを200mm/secとなるように改造して、二成分系現像剤1を用い、随時トナー1を補給しながら下記の評価1−1〜1−3を行った。評価結果を表4へ示す。
(評価1−1)低温低湿環境下(15℃、10%RH)濃度安定性評価
まず、低温低湿環境下(15℃、10%RH)で、500枚連続通紙試験(A4横、80%印字比率)を行った。
500枚連続通紙中は、1枚目と同じ現像条件、転写条件(キャリブレーション無し)で通紙を行うこととする。評価紙は、コピー用紙GF−C081(A4、坪量81.4g/m)キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)を用い、FFH画像(ベタ部)のトナーの紙上への載り量が0.50mg/cmとなるように調整した。FFH画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hを1階調目(白地部)、FFHを256階調目(ベタ部)とする。
(評価1−2) 低温低湿環境下(15℃、10%RH)から、
高温高湿環境下(30℃、80%RH)への変更直後の濃度安定性評価
次いで、画出し環境を、低温低湿環境下(15℃、10%RH)から、高温高湿環境下(30℃、80%RH)へ8時間かけて変更した後、同様にして、500枚連続通紙試験(A4横、80%印字比率)行った。
(評価1−3)高温高湿環境下(30℃、80%RH)での濃度安定性評価
次いで、高温高湿環境下(30℃、80%RH)に8時間以上放置し十分に使用環境に馴染ませたのち、同様に500枚の連続通紙をおこなった。
(500枚連続時の画像濃度安定性評価)
各環境にて画出しした500枚の通紙画像の全てのFFH画像部;ベタ部の画像濃度を測定し、最も高濃度ものと、最も低濃度のものの濃度差を各環境で算出し、評価1−1及び評価1−3を、各環境下での濃度安定性能、評価1−2を、環境変動追従性能として以下の基準で評価した。
また、画像濃度は、Riteカラー反射濃度計(500シリーズ:X−Rite社製)を使用して測定した。
(評価基準)
A:0.10未満 (非常に優れている)
B:0.10以上0.20 未満 (良好である)
C:0.20以上0.30未満 (本発明では問題ないレベルである)
D:0.30以上 (本発明では許容できない)
<評価2> 低温定着性評価
キヤノン製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C9075PROを、定着温度、プロセススピードを自由に設定できるように改造して定着温度領域の試験を行った。画像は単色モードで常温常湿度環境下(23℃/50〜60%)において、紙上のトナー載り量が1.2mg/cmになるように調整し、未定着画像を作成した。評価紙は、コピー用紙GF−C081(A4、坪量81.4g/m)を用い、画像印字比率25%で画像を形成した。その後、常温常湿度環境下(23℃/50〜60%)において、プロセススピードを450mm/secに設定し、定着温度を100℃から順に5℃ずつ上げ、オフセットが生じない温度幅(定着開始温度以上オフセット発生温度未満)を定着可能領域とした。定着可能領域の下限温度を定着開始温度とした。評価結果を表4へ示す。
(低温定着性の評価基準)
A:130℃未満 非常に優れている
B:130℃以上140℃未満 良好である
C:140℃以上150℃未満 本発明では問題ないレベルである
D:160℃以上 本発明では許容できない
<評価3> 耐ホットオフセット性評価
キヤノン製フルカラー複写機imageRUNNER ADVANCE C9075PROを、定着温度、プロセススピードを自由に設定できるように改造して定着温度領域の試験を行った。画像は単色モードで常温常湿度環境下(23℃/50〜60%)において、紙上のトナー載り量が1.2mg/cmになるように調整し、未定着画像を作成した。評価紙は、コピー用紙GF−C081(A4、坪量81.4g/m)キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)を用い、画像印字比率25%で画像を形成した。その後、常温常湿度環境下(23℃/50〜60%)において、プロセススピードを450mm/secに設定し、定着温度を100℃から順に5℃ずつ上げ、オフセットが生じない温度幅(定着開始温度以上オフセット発生温度未満)を定着可能領域とした。定着可能領域の上限温度を耐ホットオフセット温度とした。評価結果を表4へ示す。
(耐ホットオフセット性の評価基準)
A:190℃以上 非常に優れている
B:180℃以上190℃未満 良好である
C:170℃以上180℃未満 本発明では問題ないレベルである
D:170℃未満 本発明では許容できない
[実施例2〜31及び比較例1〜10]
表3に示す通り、無機微粒子A及び無機微粒子B及び結晶性ポリエステルCの種類、添加量を変更する以外は、実施例1と同様にして、トナーを製造し、同様の評価を行った。評価結果を表4に示す。なお、得られたトナーにおいて、トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に無機微粒子A及び/又は無機微粒子Bを有することを確認した。
なお、実施例13は参考例とする。
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1:原料定量供給手段、2:圧縮気体流量調整手段、3:導入管、4:突起状部材、5:
供給管、6:処理室、7:熱風供給手段、8:冷風供給手段、9:規制手段、10:回収手段、11:熱風供給手段出口、12:分配部材、13:旋回部材、14:粉体粒子供給口

Claims (5)

  1. ナー粒子を含むトナーであって、
    該トナー粒子は、結着樹脂、無機微粒子A及び無機微粒子Bを含有するトナー組成物の溶融混練粉砕物であり、
    該無機微粒子Aと該無機微粒子Bとは、同一物質ではなく、
    該結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とを含有し、
    該結晶性ポリエステル樹脂の含有量が、該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対し、1.0質量部以上15.0質量部以下であり、
    該トナー粒子の重量平均粒子径(D4)が3.0μm以上10.0μm以下であり、
    該トナー粒子は、トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に該無機微粒子A及び該無機微粒子Bを有し、
    該トナー粒子は、該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対して、該トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域において、
    (i)該無機微粒子Aを0.10質量部以上2.00質量部以下含有し、
    (ii)該無機微粒子Bを0.02質量部以上0.30質量部以下含有し、
    該トナー粒子表面から0.3μm以上内部の領域に存在する該無機微粒子A及び該無機微粒子Bに関して、
    (iii)該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)は、80nm以上300nm以下であり、
    (iv)該無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)は、該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の0.05倍以上0.40倍以下である
    ことを特徴とするトナー。
  2. 前記結晶性ポリエステル樹脂が、炭素数6以上12以下の脂肪族ジオールと、炭素数6以上12以下の脂肪族ジカルボン酸と縮重合である請求項1に記載のトナー。
  3. 前記無機微粒子Aの一次粒子の個数分布において、小粒子側から前記無機微粒子Aの一次粒子の個数平均粒子径(D1)の40%に相当する粒径までの個数割合が、1.00個数%未満である請求項1又は2に記載のトナー。
  4. 前記無機微粒子A及び前記無機微粒子Bが、それぞれ独立して、シリカ微粒子、チタニア微粒子、及びこれらを複合化した金属酸化物からなるグループから選択される請求項1〜3のいずれか一項に記載のトナー。
  5. 結着樹脂、無機微粒子A及び無機微粒子Bの混合物を溶融混練する工程、
    得られた混練物を冷却する工程、及び、
    該混練物の冷却物を粉砕してトナー粒子を得る工程、
    を有するトナーの製造方法であって、
    該結着樹脂は、結晶性ポリエステル樹脂と非晶性ポリエステル樹脂とを含有し、
    該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対する、該結晶性ポリエステル樹脂の添加量が、2.0質量部以上14.5質量部以下であり、
    該トナー粒子の重量平均粒子径(D4)が3.0μm以上10.0μm以下であり、
    該非晶性ポリエステル樹脂100質量部に対する、
    該無機微粒子Aの添加量が、0.15質量部以上1.85質量部以下であり、
    該無機微粒子Bの添加量が、0.03質量部以上0.28質量部以下であり、
    該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)が、85nm以上200nm以下であり、
    該無機微粒子Bの一次粒子の個数平均径(D1)が、該無機微粒子Aの一次粒子の個数平均径(D1)の0.09倍以上0.38倍以下である、
    ことを特徴とするトナーの製造方法。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7076986B2 (ja) * 2017-11-24 2022-05-30 キヤノン株式会社 トナー及び画像形成方法
JP7063735B2 (ja) * 2018-06-11 2022-05-09 サカタインクス株式会社 静電荷像現像用トナーの製造方法
JP7313917B2 (ja) * 2019-06-11 2023-07-25 キヤノン株式会社 トナー

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05100494A (ja) * 1991-10-08 1993-04-23 Mita Ind Co Ltd 磁性粒子およびその製造方法
JP3641165B2 (ja) * 1999-06-10 2005-04-20 三井金属鉱業株式会社 酸化鉄粒子
JP2002082473A (ja) * 2000-09-08 2002-03-22 Fuji Xerox Co Ltd 静電荷像現像用トナー及びその製造方法、静電荷像現像剤、画像形成方法、並びに画像形成装置
US6534230B1 (en) * 2001-09-28 2003-03-18 Lexmark International, Inc. Toner formulations
JP4012481B2 (ja) * 2003-04-01 2007-11-21 花王株式会社 トナーの製造方法
JP4799002B2 (ja) * 2005-01-12 2011-10-19 株式会社リコー トナー、現像剤、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置
JP5020549B2 (ja) * 2005-06-21 2012-09-05 株式会社リコー 画像形成装置
JP4283800B2 (ja) * 2005-11-22 2009-06-24 株式会社アイメックス 静電荷像現像用トナー及びその製造方法
JP5365773B2 (ja) * 2008-07-30 2013-12-11 株式会社リコー 画像形成用トナー、現像剤、トナー入り容器、画像形成装置、画像形成方法及びプロセスカートリッジ
JP5743578B2 (ja) * 2011-02-03 2015-07-01 キヤノン株式会社 トナー
TWI502292B (zh) * 2011-06-10 2015-10-01 Canon Kk 調色劑、二成份顯影劑、及形成影像之方法
JP5822672B2 (ja) * 2011-11-18 2015-11-24 花王株式会社 白色トナーの製造方法
JP2014170089A (ja) * 2013-03-04 2014-09-18 Ricoh Co Ltd トナーの製造方法
JP2015084025A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 シャープ株式会社 トナーの製造方法およびトナー
JP6324104B2 (ja) * 2014-02-24 2018-05-16 キヤノン株式会社 トナー
JP6740014B2 (ja) * 2015-06-15 2020-08-12 キヤノン株式会社 トナー及びトナーの製造方法

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