JP6817916B2

JP6817916B2 - 静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法

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Publication number: JP6817916B2
Application number: JP2017169818A
Authority: JP
Inventors: 松村　和之; 和之松村; 正進西峯; 知也尾形; 功晃坂詰
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2021-01-20
Anticipated expiration: 2037-09-04
Also published as: US20190072869A1; CN109426104A; JP2019045733A

Description

本発明は、電子写真法、静電記録法等における静電荷像を現像するために使用する静電荷像現像用トナー外添剤、その製造方法、及びそれを用いたトナーに関する。

一次粒子径が数１０ｎｍ程度の微粒子であるシリカ粉末は、湿式法又は乾式法と呼ばれる処方で一般的に製造される。湿式シリカは、ケイ酸ナトリウムと硫酸を反応させて生じるシリカの沈殿をろ過、乾燥、粉砕、分級して得られる。一方、乾式シリカは、テトラクロロシランを気相中で酸素水素火炎により高温加水分解して得られる。
近年、デジタル複写機やレーザープリンターで使用される静電荷像現像用トナーには、その流動性改善、トナー間の付着防止化、高画質化等を行うため、シリカ粉体が外添剤として混入されている。シリカ粉体は、表面シラノール基の存在により親水性を示すため、そのままでは湿度によってトナーの帯電量変化を引き起こし、画像不良の原因となる。これを解決するため、フュームドシリカと称される、ケイ素ハロゲン化物の気相高温加熱分解法によって得られた乾式シリカの１種であるシリカ粉体を、シランカップリング剤やシリコーンオイル等の表面処理剤によって疎水化処理し、トナーの外添剤とすることが提案されている（特許文献１、２参照）。

これらのシリカ粉末は、白色で大きな比表面積を有するなどの特徴を持っており、特にトナーの流動性改善剤などとして幅広く用いられている。しかしながら、実際の使用にあたっては、嵩密度が小さく、飛散し易いため、保管に大きな容積が必要であり、更に作業性も悪いなどの問題があった。

また、特許文献３、４には、トナー外添剤としては一次平均粒径５〜１００ｎｍのコロイダルシリカ又はアルミナ紛体を、合成樹脂やゴムを用いて造粒させるという方法が提案されている。確かにこの方法によれば、嵩密度も大きくなり、作業性なども改善できる。しかし、これらのトナー外添剤は、トナー化した際に解れづらく、すぐに流動性が発現しないなどの問題もあった。更に、最近のトナーが１０μｍから７μｍに小粒径化するのに伴い、トナーの流動性が低下する問題があり、これを改善するためにトナー外添剤の添加量が従来よりも増えているが、このためトナー外添剤がトナーの帯電性に大きな影響を与えるようになってきた。特に環境による帯電変動が問題となっており、これを防止するため、疎水性が高く、流動性もよいトナー外添剤が求められてきている。

特開昭５９―２３１５５０号公報特開昭６３―７３２７２号公報特公平１−１９１４３号公報特開昭５８−７９２６０号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、取扱い性、作業性に優れるとともに、高画質化も可能な静電荷像現像用トナー外添剤、その製造方法、及びそれを用いたトナーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、静電荷像現像用トナー外添剤であって、
一次粒子径５〜５０ｎｍ、疎水化度５０％以上のシリカ粉末の造粒物であって、ゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ以上である造粒処理シリカからなるものである静電荷像現像用トナー外添剤を提供する。

このような静電荷像現像用トナー外添剤であれば、取扱い性、作業性に優れるとともに、トナーへの分散性も初期から良好で、高画質化にも有効な造粒処理シリカからなる静電荷像現像用トナー外添剤となる。

また、前記シリカ粉末が、湿式シリカ又は乾式シリカであることが好ましい。

このようなシリカ粉末であれば、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤に好適である。

更に、本発明では、一次粒子径５〜５０ｎｍのシリカ粉末を、溶媒を用いて造粒する造粒工程を有し、前記造粒工程の前又は前記造粒工程と同時に、珪素原子含有疎水化剤によって前記シリカ粉末の表面を疎水化し、造粒処理シリカを生成する、静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法を提供する。

このような製造方法であれば、シリカ粉末の表面を確実に疎水化することができ、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤を容易かつ低コストで製造することができる。

また、前記珪素原子含有疎水化剤として、オルガノシラザン化合物、ポリシラザン化合物、オルガノシラン化合物、及びオルガノポリシロキサンから選ばれる１種以上を用いることが好ましい。

このような珪素原子含有疎水化剤であれば、シリカ粉末の表面をより確実に疎水化することができ、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法に特に好適である。

また、前記造粒工程に使用する溶媒が、アルコール又は水であることが好ましい。

このような溶媒であれば、扱いやすく、機器の選定や造粒物の取扱いで発生するコストを低減することができる。

更に、本発明では、上記の静電荷像現像用トナー外添剤を含むトナーを提供する。

このようなトナーであれば、流動性及び帯電特性が良好であり、高画質化が可能なトナーとなる。

以上のように、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤であれば、トナー外添剤自体の取扱い性、作業性、保管性に優れるとともに、トナー乃至現像剤への素早い流動性付与、好適な帯電性付与、及び高画質化が可能となる。また、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法であれば、このような静電荷像現像用トナー外添剤を容易かつ低コストで製造することができる。

上述のように、取扱い性、作業性に優れるとともに、高画質化も可能な静電荷像現像用トナー外添剤、及びこれを用いたトナーの開発が求められていた。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、一次粒子径５〜５０ｎｍのシリカ粉末を溶媒で造粒する際に、溶媒造粒の前又は溶媒造粒と同時に、珪素原子含有疎水化剤によって、シリカ粉末の表面を疎水化して所定の疎水化度及びゆるめ嵩密度を有するものとすれば、取扱い性を改善するとともに、トナーへの分散性、トナーの流動性を改良することができることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、静電荷像現像用トナー外添剤であって、
一次粒子径５〜５０ｎｍ、疎水化度５０％以上のシリカ粉末の造粒物であって、ゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ以上である造粒処理シリカからなる静電荷像現像用トナー外添剤である。

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜静電荷像現像用トナー外添剤＞
本発明の静電荷像現像用トナー外添剤は、一次粒子径５〜５０ｎｍ、疎水化度５０％以上のシリカ粉末の造粒物であって、ゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ以上である造粒処理シリカからなるものである。

上記の造粒処理シリカの原料となる造粒前のシリカ粉末は、一次粒子径が５〜５０ｎｍのものである。造粒前のシリカ粉末の一次粒子径が５ｎｍ未満の場合、工業的に大量に生産されていないため、実用には適さない。また、造粒前のシリカ粉末の一次粒子径が５０ｎｍを超える場合、一次粒子径が大きすぎ、元々嵩密度も大きいため、造粒する意味がなく好ましくない。また、造粒前のシリカ粉末は、一次粒子径が５〜５０ｎｍでゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ未満のものであることが好ましく、一次粒子径が５〜２０ｎｍでゆるめ嵩密度が２０〜１００ｇ／Ｌのものであることが特に好ましい。造粒前のシリカ粉末の一次粒子径及びゆるめ嵩密度が上記範囲内であれば、造粒処理シリカを静電荷像現像用トナー外添剤とした場合の作業性が改善され、造粒が解けた場合の流動性に優れるものとなる。なお、本発明で言及する一次粒子径とは、透過型電子顕微鏡によって測定された粒子の直径を指すものとする。

造粒前のシリカ粉末は、親水性シリカであればよく、湿式シリカ又は乾式シリカであることが好ましい。湿式シリカとしては、例えば沈殿法やゲル法で製造されたものなどが挙げられ、ゲル法で製造されたものに比べて二次粒子の結合が柔らかく、せん断による分散がしやすいことから、沈殿法で製造された湿式シリカが好ましい。また、乾式シリカとしては、例えばテトラクロロシランの高温加水分解によって製造された乾式シリカなどが挙げられる。

また、上記の造粒処理シリカは、シリカ粉末の疎水化度が５０％以上であり、ゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ以上のものである。このような疎水化度及びゆるめ嵩密度を有する造粒処理シリカは、以下で詳細に説明するように、原料となるシリカ粉末を溶媒を用いて造粒し、造粒工程の前又は造粒工程と同時に、シリカ粉末の表面を珪素原子含有疎水化剤によって疎水化することで得ることができる。シリカ粉末の疎水化度が５０％未満の場合、十分に疎水化されていないためにシリカが凝集し、造粒処理シリカを静電荷像現像用トナー外添剤としてトナーに添加した場合、帯電量や環境差による帯電変化が起こりやすくなる。また、造粒処理シリカのゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ未満の場合、十分に造粒されておらず、取扱い性の悪いものとなる。なお、本発明において言及する疎水化度、及びゆるめ嵩密度は、以下の条件で測定したものを指す。

＜疎水化度の測定方法（メタノール滴定法）＞
２００ｍＬのビーカーに純水５０ｍＬを入れ、サンプル０．２ｇを加え、マグネットスターラーで撹拌する。メタノールを入れたビュレットの先端を液中に入れ、撹拌下でメタノールを滴下し、サンプルが完全に水中に分散するまでに要したメタノールの添加量をＹｍＬとしたとき、次式で得られる。
疎水化度（％）＝｛Ｙ／（５０＋Ｙ）｝×１００

＜ゆるめ嵩密度の測定方法＞
セイシン企業製マルチテスターＭＴ−１０００型を使用する。フィーダーユニット上部にロート、フルイ（目開き１５０μｍ）、フルイスペーサーの順に重ね置き、ストッパーで固定する。サンプル台に１００ｍＬのセルを置き、サンプルユニットにサンプルを投入するとともに、フィーダーを振動させ、ふるい落としたサンプルでセルを充填し、擦り切り板で擦り切る。ゆるめ嵩密度ρ（ｇ／Ｌ）は次式で得られる。
ρ＝｛（Ｗ１−Ｗ０）／１００｝×１０００
Ｗ０：セル容器の重量（ｇ）
Ｗ１：セル容器＋サンプル重量（ｇ）

以上のように、上記の造粒処理シリカからなる本発明の静電荷像現像用トナー外添剤であれば、取扱い性に優れるとともに、トナーに添加した場合、素早く解け、分散性も優れているため、トナーに良好な流動性を付与することが可能となる。また疎水化も良好になされているため、トナーへの帯電付与性にも優れたものとなる。

＜トナー＞
また、本発明では、上記の静電荷像現像用トナー外添剤を含むトナーを提供する。本発明のトナーにおいて、静電荷像現像用トナー外添剤が外添されるトナー粒子としては、結着樹脂と着色剤を主成分として構成される公知のものが使用できる。

本発明のトナーであれば、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤が添加されているため、流動性及び帯電特性が良好であり、高画質化が可能なものとなる。

＜静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法＞
また、本発明では、一次粒子径５〜５０ｎｍのシリカ粉末を、溶媒を用いて造粒する造粒工程を有し、前記造粒工程の前又は前記造粒工程と同時に、珪素原子含有疎水化剤によって前記シリカ粉末の表面を疎水化し、造粒処理シリカを生成する、静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法を提供する。

一般的に水やアルコール等の溶媒によりシリカ粉末を凝集させる製造方法では、凝集が起こりやすく、解けやすい造粒方法ではないが、造粒や乾燥を工業レベルで行うには、アルコールや水は扱いやすい媒体であり、機器の選定や造粒物の取扱いで発生するコスト面で、その効果は大きい。

そこで、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法では、珪素原子含有疎水化剤によってシリカ粉末の表面を疎水化することで、溶媒によるシリカ粉末の過剰な凝集を防ぎつつ、溶媒を用いてシリカ粉末を造粒して、静電荷像現像用トナー外添剤となる造粒処理シリカを生成する。これにより、取扱い性に優れるとともに、解砕性、トナーへの好適な流動性付与が可能な静電荷像現像用トナー外添剤を容易かつ低コストで製造することができる。

なお、造粒処理シリカの原料となる一次粒子径５〜５０ｎｍのシリカ粉末としては、上述の静電荷像現像用トナー外添剤の説明で挙げたものと同様のものを挙げることができる。

シリカ粉末の表面を疎水化する珪素原子含有疎水化剤としては、オルガノシラザン化合物、ポリシラザン化合物、オルガノシラン化合物、及びオルガノポリシロキサンから選ばれる１種以上を用いることが好ましい。このような珪素原子含有疎水化剤としては、公知のいずれのものを用いてもよく、例えば、ヘキサメチルジシラザン、ジフェニルテトラメチルジシラザン、ジビニルテトラメチルジシラザンなどのオルガノシラザン化合物、パーヒドロポリシラザン、メチルヒドロポリシラザンなどのポリシラザン化合物、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス（メトキシエトキシ）シランなどのオルガノアルコキシシラン類、メチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシランなどのオルガノクロロシラン類、又はその部分加水分解物などのオルガノシラン化合物、及び分子鎖末端にＳｉ−ＯＨ基あるいはＳｉ−ＯＲ’基（Ｒ’は１価炭化水素基）等の官能基を有する重合度が５０以下のシロキサンオリゴマーなどのオルガノポリシロキサンが挙げられる。

使用する溶媒としては、アルコール類、水が好ましい。アルコールとしてはメタノール、エタノール、イソプロピルアルコールなどが好ましい。特に、メタノール、水がコスト、安全性等の面で好ましい。

溶媒を用いてシリカ粉末を造粒する造粒工程では、撹拌造粒装置を用いることが好ましい。撹拌造粒装置としては、ヘンシェルミキサー、アイリッヒミキサー、高速ミキサーのような回分設備、水平軸回転羽根のような連続設備が使用できる。これらの設備では、シリカ粉末を高速撹拌・混合しているところに、溶媒をスプレーで供給し、均一に分散させることが可能であり、適正なシリカ粉末と溶媒の比率、また、適正な撹拌強度、撹拌時間によって、造粒処理シリカを得ることができる。

本発明の静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法では、造粒工程の前又は造粒工程と同時に、珪素原子含有疎水化剤によってシリカ粉末の表面を疎水化する。

造粒工程の前にシリカ粉末の表面を疎水化する場合は、上記の撹拌造粒装置等の造粒装置にシリカ粉末を投入する前に、予め、シリカ粉末と珪素原子含有疎水化剤を適当な方法で混合することでシリカ粉末の表面を疎水化することができる。また、造粒装置にシリカ粉末を投入した後、造粒装置のスプレーで珪素原子含有疎水化剤を噴霧し、シリカ粉末の表面を疎水化した後、溶媒造粒することも可能である。

造粒工程と同時にシリカ粉末の表面を疎水化する場合は、上記の撹拌造粒装置等の造粒装置にシリカ粉末を投入した後、造粒装置のスプレーで珪素原子含有疎水化剤と溶媒の混合物を噴霧することで、シリカ粉末表面の疎水化と造粒を同時に行うことができる。

このとき使用する疎水化剤と溶媒の混合物の調製方法は、疎水化剤の種類に応じて適宜選択すればよい。溶媒との相溶性が良好な疎水化剤の場合は、単純に混合するだけでよい。溶媒との相溶性が乏しい疎水化剤の場合は、ホモジナイザーなどの混合装置で均一分散することで調製することができる。また、機械的な均一化以外の方法としては、溶媒として水を使用する場合などは、疎水化剤と水を相溶させるため、アルコール類などの有機溶剤を必要量添加して混合することも可能である。

造粒処理シリカを得るための、適正なシリカ粉末と溶媒の比率は、疎水化剤の種類や量に応じて適宜選択すればよい。シリカ粉末に対する溶媒の重量比は、シリカ粉末１に対して、溶媒を０．１〜５とすることが好ましく、０．５〜３とすることが特に好ましい。

本発明の静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法は、上記の造粒工程の後に、造粒に用いた溶媒を除去する乾燥工程を有することが好ましい。乾燥工程において使用する設備としては、連続式熱風乾燥装置や回分式乾燥装置、材料移送型乾燥装置、材料撹拌型乾燥装置、熱風移送型乾燥装置、真空乾燥装置などが挙げられる。いずれの乾燥装置を用いてもよいが、含水率や含溶媒率が多い段階で造粒処理シリカに過度の力が加わるとペースト化する恐れがある。また、ペースト化に至らないまでも、粗粒の発生原因となる恐れがあるので、造粒処理シリカに過度な力が加わらない機構を選択するのが好ましい。乾燥工程では、造粒処理シリカが疎水化剤を含んでいるので、疎水化剤の分解を防ぐため、酸素がない状態、具体的には窒素などの不活性雰囲気下で乾燥させることが好ましい。ただし、経済的な理由から、空気の熱風を用い比較的低温域で、溶媒を除去し乾燥させることも可能である。

また、上記の乾燥工程の後に、造粒処理シリカを１５０〜３００℃で熱処理する熱処理工程を有することが好ましい。熱処理工程において使用する設備としては、乾燥工程で使用する設備と同じ設備を用いることができる。熱処理は、１５０〜３００℃で行い、最大４時間程度の反応時間を要するので、疎水化剤の分解を防ぐため、酸素がない状態、具体的には窒素などの不活性雰囲気下で処理することが好ましい。

以上のように、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法であれば、取扱い性、作業性に優れるとともに、トナーへの分散性が良好で、トナーの流動性を改善し、良好な帯電特性を付与できる静電荷像現像用トナー外添剤を容易かつ低コストで製造することができる。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の平均重合度とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）によるポリスチレンを標準物質とした重量平均分子量を指すこととする。

（造粒処理シリカからなるトナー外添剤の製造）
［実施例１］
シランを高温加水分解して得られた、ＢＥＴ比表面積２００ｍ^２／ｇ、一次粒子径１０ｎｍ、ゆるめ嵩密度４５ｇ／Ｌのヒュームドシリカに、以下の処方を施した。ヒュームドシリカ２００ｇを、高速ミキサー（容積１０Ｌ）に仕込み、回転数１，５００ｒｐｍで運転した。回転が安定したところで、疎水化剤としてジメチルジメトキシシランの加水分解物から水とメタノールを除去した短鎖長のシロキサン２５ｇ、ヘキサメチルジシラザン０．５ｇ及びメタノール５５０ｇを混合したものを２分間で噴霧した。得られた湿潤造粒物のゆるめ嵩密度は３５２ｇ／Ｌであった。次に、得られた湿潤造粒物のメタノール分を乾燥機で除去したところ、ゆるめ嵩密度２１０ｇ／Ｌの乾燥造粒物が得られた。次に、この乾燥造粒物１００ｇを２Ｌフラスコに仕込み、２５０℃で２．５時間加熱した。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が１９７ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が６０％であった。

［実施例２］
シランを高温加水分解して得られた、ＢＥＴ比表面積２００ｍ^２／ｇ、一次粒子径１０ｎｍ、ゆるめ嵩密度４５ｇ／Ｌのヒュームドシリカに、以下の処方を施した。ヒュームドシリカ２００ｇを、高速ミキサー（容積１０Ｌ）に仕込み、回転数１，５００ｒｐｍで運転した。回転が安定したところで、疎水化剤としてジメチルジメトキシシランの加水分解物から水とメタノールを除去した短鎖長のシロキサン７５ｇを２０秒間で噴霧した後、純水３００ｇを６０秒間で噴霧した。得られた湿潤造粒物のゆるめ嵩密度は３６２ｇ／Ｌであった。次に、得られた湿潤造粒物の水分を乾燥機で除去したところ、ゆるめ嵩密度１９８ｇ／Ｌの乾燥造粒物が得られた。次に、この乾燥造粒物１００ｇを２Ｌフラスコに仕込み、２５０℃で２．５時間加熱した。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が１８６ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が５５％であった。

［実施例３］
シランを高温加水分解して得られた、ＢＥＴ比表面積２００ｍ^２／ｇ、一次粒子径１０ｎｍ、ゆるめ嵩密度４５ｇ／Ｌのヒュームドシリカに、以下の処方を施した。ヒュームドシリカ２００ｇを、高速ミキサー（容積１０Ｌ）に仕込み、回転数１，５００ｒｐｍで運転した。回転が安定したところで、純水１２ｇを１０秒間で噴霧した。続けて、疎水化剤としてヘキサメチルジシラザン３２ｇ及びメタノール４５０ｇを混合したものを２分間で噴霧した。得られた湿潤造粒物のゆるめ嵩密度は３６４ｇ／Ｌであった。次に、得られた湿潤造粒物のメタノール、水分を乾燥機で除去したところ、ゆるめ嵩密度２２０ｇ／Ｌの乾燥造粒物が得られた。次に、この乾燥造粒物１００ｇを２Ｌフラスコに仕込み、２５０℃で２．５時間加熱した。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が２０２ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が５８％であった。

［実施例４］
シランを高温加水分解して得られた、ＢＥＴ比表面積４５ｍ^２／ｇ、一次粒子径５０ｎｍ、ゆるめ嵩密度５０ｇ／Ｌのヒュームドシリカに、実施例２と同じ処方を施した。得られた湿潤造粒物のゆるめ嵩密度は４５０ｇ／Ｌであった。次に、得られた湿潤造粒物の水分を乾燥機で除去したところ、ゆるめ嵩密度２８０ｇ／Ｌの乾燥造粒物が得られた。次に、この乾燥造粒物１００ｇを２Ｌフラスコに仕込み、２５０℃で２．５時間加熱した。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が２６０ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が５２％であった。

［実施例５］
湿式の沈殿法で得られた、一次粒子径２０ｎｍ、ゆるめ嵩密度１２６ｇ／Ｌの湿式シリカに、実施例２と同じ処方を施した。得られた湿潤造粒物のゆるめ嵩密度は４１６ｇ／Ｌであった。次に、得られた湿潤造粒物の水分を乾燥機で除去したところ、ゆるめ嵩密度２０３ｇ／Ｌの乾燥造粒物が得られた。次に、この乾燥造粒物１００ｇを２Ｌフラスコに仕込み、２５０℃で２．５時間加熱した。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が２００ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が５７％であった。

［実施例６］
実施例２と同じヒュームドシリカ２００ｇを、高速ミキサー（容積１０Ｌ）に仕込み、回転数１，５００ｒｐｍで運転した。回転が安定したところで、疎水化剤として末端シラノール基封鎖の直鎖状ジメチルシロキサンオリゴマー（重合度約３０）２５ｇを１０秒間で噴霧した後、純水３００ｇを６０秒間で噴霧した。以下、実施例２と同じ条件で乾燥と熱処理を行った。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が１９０ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が６５％であった。

［比較例１］
実施例１と同じヒュームドシリカ２００ｇを、高速ミキサー（容積１０Ｌ）に仕込み、回転数１，５００ｒｐｍで運転した。回転が安定したところで、疎水化剤の噴霧は行わずに、メタノール５７０ｇを２分間で噴霧した。得られた湿潤造粒物のゆるめ嵩密度は４１０ｇ／Ｌであった。次に、得られた湿潤造粒物のメタノール分を乾燥機で除去したところ、ゆるめ嵩密度１９０ｇ／Ｌの乾燥造粒物（比較造粒シリカからなるトナー外添剤）が得られた。この比較造粒シリカからなるトナー外添剤は疎水化されていないので、水に分散した（即ち、疎水化度は０％であった）。

［比較例２］
疎水性コロイダルシリカ（日本アエロジル社製ＲＹ−２００、ＢＥＴ比表面積２００ｍ^２／ｇ、一次粒子径１２ｎｍ、ゆるめ嵩密度６０ｇ／Ｌ）１００ｇを、スチレン樹脂粒子（綜研化学社製ＳＸ−５００Ｈ）６０質量部とアクリル樹脂粒子（綜研化学社製ＭＸ−５００Ｈ）４０質量部との混合物の２質量％ＭＥＫ溶液１７０ｍｌに入れ撹拌後、ゲル状物をバットに入れて風乾した。次に風乾の後、乳鉢で粉砕した。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が３１０ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が４７％であった。

［比較例３］
疎水性コロイダルシリカ（日本アエロジル社製ＲＹ−２００、ＢＥＴ比表面積２００ｍ^２／ｇ、一次粒子径１２ｎｍ、ゆるめ嵩密度６０ｇ／Ｌ）１００ｇを環化ゴム（ヘキスト社製アルペツクスＣＫ４５０）１質量％トルエン溶液１００ｍｌに入れて撹拌後、ゲル状物をバットに入れて５０℃で風乾した。次に風乾の後、乳鉢で粉砕した。得られた造粒処理シリカからなるトナー外添剤は、ゆるめ嵩密度が３５６ｇ／Ｌ、メタノール滴定法による疎水化度が４９％であった。

［比較例４］
疎水性コロイダルシリカ（日本アエロジル社製ＲＹ−２００、ＢＥＴ比表面積２００ｍ^２／ｇ、一次粒子径１２ｎｍ、ゆるめ嵩密度６０ｇ／Ｌ）をそのままトナー外添剤として用いた。

実施例１〜６、比較例１〜４のトナー外添剤の物性結果を表１に示す。

実施例１〜６、比較例１〜４のトナー外添剤を用いてトナーを製造し、下記の方法で各種測定を行った。

［外添剤混合トナーの作製］
ガラス転移点（Ｔｇ）６０℃、軟化点１１０℃のポリエステル樹脂９６質量部と、色剤（商品名：カーミン６ＢＣ、住化カラー（株）製）４質量部とを溶融しながら混練し、粉砕し、分級した後、平均粒子径７μｍのトナー粒子を得た。このトナー粒子１０ｇに実施例１〜６、比較例１〜４のトナー外添剤０．３ｇをサンプルミルにより混合し、外添剤混合トナーを得た。これを用いて以下の方法で凝集度を評価した。

［凝集度］
凝集度とは、粉体の流動性を表す値である。この凝集度は、パウダーテスタ（ホソカワミクロン株式会社製）と、２００、１００及び６０メッシュのふるいをこの順序で下から重ねた三段のふるいとを用いて測定した。測定手段としては、５ｇのトナーからなる粉体を三段ふるいの上段の６０メッシュのふるいの上にのせ、パウダーテスタに２．５Ｖの電圧を印加して１５秒間三段ふるいを振動させ、６０メッシュのふるいに残留した粉体質量ａ（ｇ）と、１００メッシュのふるいに残留した粉体質量ｂ（ｇ）と、２００メッシュのふるいに残留した粉体質量ｃ（ｇ）とから下記式によって凝集度（％）を算出する。
凝集度（％）＝（ａ＋ｂ×０．６＋ｃ×０．２）×１００／５
凝集度が小さいほど流動性が良好で、凝集度が大きいほど流動性が不良であると評価できる。それらの結果を表２に示す。

［現像剤の調製］
外添剤混合トナー３部と、キャリアであるフェライト（商品名：ＦＬ−８０、パウダーテック社製）９７部とを混合して現像剤を調製した。これを用いて以下の方法でトナー帯電量及び感光体へのトナー付着を評価した。

［トナー帯電量］
上記の現像剤について、日本画像学会標準のトナーの帯電量測定基準（日本画像学会誌、３７、４６１（１９９８））にしたがって調湿、混合を行い、混合時間を変えた時のトナー帯電量を測定した。なお、混合にはペイントコンディショナー（東洋精機製）を用い、トナー帯電量測定にはブローオフ帯電量測定装置（東芝ケミカル製、商品名：ＴＢ２０３）を用いた。調湿と測定は、温度２３±３℃、湿度５５±１０％で行った。それらの結果を表２に示す。

［印刷特性］
また、トナー用ポリエステル樹脂１００質量部、カーボンブラック４質量部、エステル系ワックス３質量部を溶融混練し、粉砕分級後７．２μｍに整えたトナー粒子１００質量部に対し、実施例１〜６、比較例１〜４のトナー外添剤を０．５質量部を外添して静電荷像現像トナーを作製した。これらのトナーをそれぞれリコー製ＩＰＳＩＯＳＰ６１１０プリンターに投入し３００００枚印字後の特性を観察した。画質、プリンター内部のトナー飛散による汚染性について観察した。その結果を表３に示す。

以上の結果、本発明の静電荷像現像用トナー外添剤であれば、トナー外添剤自体の取扱い性、作業性、保管性に優れるとともに、トナー乃至現像剤への素早い流動性付与、好適な帯電性付与が可能となり、高画質化が可能となることが分かった（実施例１〜６）。
一方、トナー外添剤の疎水化度が５０％以下である比較例１〜３では、流動性が低く、トナー帯電量及び印刷特性に劣っていた。また、造粒処理を行っていない、ゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ未満である比較例４では、取り扱い性に劣るものとなった。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims

静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法であって、一次粒子径５〜５０ｎｍのシリカ粉末を、珪素原子含有疎水化剤とアルコール、水、又はそれらの両方である溶媒の混合物を噴霧することによって前記シリカ粉末を凝集しつつ、前記シリカ粉末の表面を疎水化して、疎水化度５０％以上で、ゆるめ嵩密度が１５０ｇ／Ｌ以上である処理シリカを生成することを特徴とする静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法。
前記珪素原子含有疎水化剤として、オルガノシラザン化合物、ポリシラザン化合物、オルガノシラン化合物、及びオルガノポリシロキサンから選ばれる１種以上を用いることを特徴とする請求項１に記載の静電荷像現像用トナー外添剤の製造方法。