JP6995632B2 - 白色トナー - Google Patents
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Description
白色トナーは、色紙や透明フィルムへ白色の画像を形成するために重要であり、高い隠蔽性を達成するために、例えば酸化チタン等の高屈折率を持つ材料を用いたトナーが開発されている(特許文献1)。
一方で、このような特色トナーに関しても、従来以上の高速化、高画質化、長寿命化、及び省エネルギー化に対応することが求められている。特に、定着温度領域を確保するために耐ホットオフセット性は重要であり、耐ホットオフセット性を向上させる手段として、例えばトナーの結着樹脂組成物を架橋させる技術が提案されている(特許文献2)。
特許文献1のように、多量に酸化チタンのような白色顔料をトナーに含んだ場合、他色のトナーと比較して相対的に結着樹脂の量が少なくなるため、高温における定着時のトナーの耐ホットオフセット性が低下することがわかった。
一方、特許文献2で提案されているようにトナーの結着樹脂組成物を架橋させることで、トナーの粘度を向上させることは可能である。しかしながら、この場合には白色顔料の分散性が低下してしまい、画像の隠蔽性が低下してしまうことがわかった。
本発明は、上記課題を解決することを目的とする。すなわち、耐ホットオフセット性を低下させることなく、隠蔽性に優れた白色トナーを提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、
結着樹脂及びチタン酸カルシウム粒子を含有するトナー粒子を有する白色トナーであって、
該結着樹脂が酸価を有し、
該トナー中の該チタン酸カルシウム粒子の含有量が、25質量%以上80質量%以下であることを特徴とする白色トナーに関する。
本発明のトナーは、結着樹脂及びチタン酸カルシウム粒子を含有するトナー粒子を有する白色トナーであって、該結着樹脂が酸価を有し、該トナー中の該チタン酸カルシウム粒子の含有量が、25質量%以上80質量%以下であることを特徴とする。
酸価を有する結着樹脂と、チタン酸カルシウム粒子を組み合わせてトナー粒子中に含有させることで、耐ホットオフセット性と、画像形成時の隠蔽性を両立することができる。
この吸着点を介し、チタン酸カルシウム粒子と結着樹脂が架橋構造のような形態を形成することから、定着時のトナー粒子の粘度が向上し、耐ホットオフセット性が向上する。このような効果はチタン酸カルシウムにおいて特異的であり、ペロブスカイト型結晶構造によるカルシウムの配位状態や、カルシウムの特異的なイオン半径等により、カルボキシ基の吸着効率が向上していると推察している。
また、結着樹脂自体の粘度を高くする手段を用いないため、チタン酸カルシウム粒子の分散性を高くすることが可能であり、白色トナーとして画像を形成した後も隠蔽性を損なわない。
なお、チタン酸カルシウム粒子が、ペロブスカイト型の結晶構造を有するかどうかは、X線回折法を用いたピークパターンの解析により確認することができる。
結着樹脂の酸価は、5mgKOH/g以上40mgKOH/g以下であることが好ましく、10mgKOH/g以上30mgKOH/g以下であることがより好ましく、12mgKOH/g以上25mgKOH/g以下であることがさらに好ましい。結着樹脂の酸価が5mgKOH/g以上であると、チタン酸カルシウム粒子と相互作用しやすく、耐ホットオフセット性が向上しやすい。40mgKOH/g以下であると、トナーの帯電性が良好になる。
%以上35質量%以下であることがより好ましい。
上記のような低分子量成分を一定量結着樹脂中に含有することによって、結着樹脂中の運動性の高い成分が効果的にチタン酸カルシウム粒子表面に吸着し、耐ホットオフセット性が向上する。分子量100以上5000以下の成分の含有量は、適宜分子量100以上5000以下の低分子量成分を多く持つ樹脂を混合することなどにより制御することができる。
ポリスチレン、ポリ-p-クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン-p-クロルスチレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、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酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、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、石油系樹脂などが挙げられる。結着樹脂は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。
ポリエステル樹脂は、アルコール成分及び酸成分の縮重合物であることが好ましい。ポリエステル樹脂を生成するモノマーとしては以下の化合物が挙げられる。
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、水素化ビスフェールA、下記(I)式で表されるビスフェノール及びその誘導体、並びに下記(II)式で表されるジオール類。
アルコール成分には、3価以上の多価アルコールとして、1,2,3-プロパントリオール、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールなどを用いてもよい。
フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸のようなベンゼンジカルボン酸類又はその無水物;こはく酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸のようなアルキルジカルボン酸類又はその無水物;炭素数6以上18以下のアルキル基若しくは炭素数6以上18以下のアルケニル基で置換されたこはく酸又はその無水物;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸のような不飽和ジカルボン酸又はその無水物。
上記のうち、環境変動による安定性も高い芳香族系化合物が好ましく、例えば1,2,4-ベンゼントリカルボン酸及びその無水物が挙げられる。
25質量%より少ない場合、隠蔽性が不足し、80質量%より多い場合、帯電性が低下する。トナー中のチタン酸カルシウム粒子の含有量は、好ましくは40質量%以上70質量%以下である。
表面塩基量は、より好ましくは15μmol/g以上であり、さらに好ましくは20μmol/g以上である。一方、上限は特に制限されないが、好ましくは200μmol/g以下であり、より好ましくは150μmol/g以下であり、特に好ましくは40μmol/g以下である。チタン酸カルシウム粒子の表面塩基量は、各種有機材料・無機材料で表面処理することや、粉砕処理等により表面積を変えることなどにより制御することができる。
<離型剤(ワックス)>
トナーにはワックスを用いてもよい。ワックスとしては、例えば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、アルキレン共重合体、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ような炭化水素系ワックス;酸化ポリエチレンワックスのような炭化水素系ワックスの酸化物又はそれらのブロック共重合物;カルナバワックスのような脂肪酸エステルを主成分とするワックス類;脱酸カルナバワックスのような脂肪酸エステル類を一部又は全部を脱酸化したもの。
さらに、以下のものが挙げられる。パルミチン酸、ステアリン酸、モンタン酸のような飽和直鎖脂肪酸類;ブラシジン酸、エレオステアリン酸、バリナリン酸のような不飽和脂肪酸類;ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールのような飽和アルコール類;ソルビトールのような多価アルコール類;パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸のような脂肪酸類と、ステアリルアルコール、アラルキルアルコール、ベヘニルアルコール、カルナウビルアルコール、セリルアルコール、メリシルアルコールのようなアルコール類とのエステル類;リノール酸アミド、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドのような脂肪酸アミド類;メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミドのような飽和脂肪酸ビスアミド類;エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N、N’ジオレイルアジピン酸アミド、N、N’ジオレイルセバシン酸アミドのような不飽和脂肪酸アミド類;m-キシレンビスステアリン酸アミド、N、N’ジステアリルイソフタル酸アミドのような芳香族系ビスアミド類;ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムのような脂肪族金属塩(一般に金属石けんといわれているもの);脂肪族炭化水素系ワックスにスチレンやアクリル酸のようなビニル系モノマーを用いてグラフト化させたワックス類;ベヘニン酸モノグリセリドのような脂肪酸と多価アルコールの部分エステル化物;植物性油脂の水素添加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。
ワックスの含有量は、結着樹脂100質量部あたり1質量部以上20質量部以下が好ましい。
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。
ポジ系荷電制御剤としては、四級アンモニウム塩、前記四級アンモニウム塩を側鎖に有する高分子型化合物、グアニジン化合物、イミダゾール化合物が挙げられる。
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0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。
トナーには、必要に応じて、チタン酸カルシウム粒子以外の無機微粒子を併用させることもできる。無機微粒子は、トナー粒子に内添してもよいし外添剤としてトナー粒子と混合してもよい。外添剤としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウムのような無機微粉体が好ましい。無機微粉体は、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疎水化されていることが好ましい。
流動性向上のための外添剤としては、比表面積が50m2/g以上400m2/g以下の無機微粉体が好ましく、耐久性安定化のためには、比表面積が10m2/g以上50m2/g以下の無機微粉体であることが好ましい。流動性向上や耐久性安定化を両立させるためには、比表面積が上記範囲の無機微粉体を併用してもよい。
外添剤は、トナー粒子100質量部に対して0.1質量部以上10.0質量部以下使用されることが好ましい。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。
トナーの製造方法は特に制限されず、公知の方法、例えば、乳化凝集法、粉砕法、及び懸濁重合法などを用いることができる。乳化凝集法とは、各トナー粒子の材料からなる微粒子分散液を調製し、該微粒子分散液を凝集させて凝集粒子を形成させ、得られた凝集粒子を溶融・合一することでトナー粒子を得る方法である。
以下、例として粉砕法でのトナー製造手順について説明する。
原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、例えば、結着樹脂、チタン酸カルシウム粒子、必要に応じて離型剤、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。
さらに、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急冷する。
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、分級品(トナー粒子)を得る。
酸価とは、試料1g中に含有されている遊離脂肪酸、樹脂酸のような酸成分を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。測定方法は、JIS-K0070に準じ以下のように測定する。
(1)試薬
・溶剤:トルエン-エチルアルコール混液(2:1)を、使用直前にフェノールフタレインを指示薬として0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で中和しておく。
・フェノールフタレイン溶液:フェノールフタレイン1gをエチルアルコール(95体積%)100mLに溶かす。
・0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液:水酸化カリウム7.0gをできるだけ少量の水に溶かしエチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとし、2~3日放置後ろ過する。標定はJIS K 8006(試薬の含量試験中滴定に関する基本事項)に準じて行う。
(2)操作
試料として樹脂1~20gを正しく量りとり、これに上記溶剤100mL及び指示薬として上記フェノールフタレイン溶液数滴を加え、試料が完全に溶けるまで十分に振る。固体試料の場合は水浴上で加温して溶かす。冷却後これを上記0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液で滴定し、指示薬の微紅色が30秒間続いたときを中和の終点とする。
(3)計算式
次の式によって酸価を算出する。
A=B×f×5.611/S
A:酸価(mgKOH/g)
B:0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液の使用量(mL)
f:0.1mol/Lの水酸化カリウムエチルアルコール溶液のファクター
S:試料(g)
(トナーから測定する場合)
まず、以下の方法にて、トナーから外添剤を除去する。
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該ショ糖濃厚液を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、及び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1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
次に、遠心分離用チューブを振とう機にて振とうする。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3500rpm、30minの条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。
トナー粒子と水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、トナー粒子を採取して減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、外添剤が分離されたトナー粒子を得る。
さらに、得られたトナー粒子をテトラヒドロフランに溶解し、不溶分をろ過した後、乾燥分を得ることで結着樹脂を分離する。その後、上記で記載した樹脂の酸価測定方法にて測定する。
樹脂の構造決定は以下の手法を用いる。
日本電子(株)製ECA-400(400MHz)を用い、1H-NMR、及び、13C-NMRのスペクトル測定を行う。
内部標準物質としてテトラメチルシランを含む重水素化溶剤中、25℃で測定を行う。化学シフト値は内部標準物質であるテトラメチルシランを0としたppmシフト値(δ値)として示す。
結着樹脂など樹脂の重量平均分子量及び分子量分布は、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。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(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。
なお、トナーから測定する場合、上記の方法でトナーから結着樹脂を分離して、測定することができる。
トナー粒子中に含まれるチタン酸カルシウム粒子の量は、以下のようにして算出する。
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。なお、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。
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トナー4gを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、直径約39mmに成型したペレットを用いる。
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。
チタン酸カルシウム粒子の表面の塩基量は、以下のようにして算出する。
チタン酸カルシウムを1/100規定の塩酸・エタノール溶液中に添加し、超音波で25℃、1時間処理し、遠心分離を行い、上澄み液を得る。次に、電位差自動滴定装置(AT-510、京都電子工業株式会社製)を用いて、該上澄み液を1/100規定の水酸化カリウム・エタノール溶液を用いて電位差滴定を行う。上記1/100規定の塩酸・エタノール溶液のみを滴定した際に要した水酸化カリウム量と、上記上澄み液の滴定に要した水酸化カリウム量との差分から、チタンカルシウム粒子の表面塩基量を求める。
(トナーから測定する場合)
まず、トナー粒子から外添剤を分離する。
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該ショ糖濃厚液を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、及び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1.0gを添加し、スパチュラなどでトナーのかたまりをほぐす。
次に、遠心分離用チューブを振とう機にて振とうする。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3500rpm、30minの条件で分離する。この操作により、トナー粒子と外れた外添剤が分離する。
トナー粒子と水溶液が十分に分離されていることを目視で確認し、トナー粒子を採取して減圧濾過器で濾過した後、乾燥機で1時間以上乾燥し、外添剤が分離されたトナー粒子を得る。
さらに、得られたトナー粒子を、テトラヒドロフラン、トルエン及びヘキサンなどによってチタン酸カルシウム粒子以外の可溶分を溶解させる。ろ過後、水中に再分散させ、遠心分離にて残存していた外添剤を除去することでチタン酸カルシウムを回収し、上記の表面塩基測定法に従って、表面塩基量を算出する。
透過型電子顕微鏡(TEM)による、トナー粒子中におけるチタン酸カルシウム粒子の平均分散径は、以下のようにして測定する。
オスミウム・プラズマコーター(filgen社、OPC80T)を用いて、保護膜としてトナーにOs膜(5nm)及びナフタレン膜(20nm)を施し、光硬化性樹脂D800(日本電子社)で包埋する。そして、超音波ウルトラミクロトーム(Leica社、UC7)により、切削速度1mm/sで膜厚60nmのトナー粒子断面を作製する。
無作為に選んだ20個のトナー粒子断面について、測定可能なチタン酸カルシウム粒子の円相当径を全数計測し、その相加平均値をトナー粒子中のチタン酸カルシウム粒子の平均分散径とする。
・結着樹脂1: 100部
[ポリエステル樹脂、組成(モル%)〔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: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:テレフタル酸:ドデシルコハク酸:トリメリット酸=80:20:75:10:15〕、Mw=152,000、分子量100以上5000以下の成分量=25質量%、酸価=12mgKOH/g]
・チタン酸カルシウム(共立マテリアル株式会社製、表面塩基量24μmol/g、平均
粒子径600nm):86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℃):5部
・3、5-ジ-t-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):0.5部
上記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140℃に設定した二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にて、200rpmにて混練した。得られた混練物を25℃まで冷却し、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。更にファカルティF-300(ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子1を得た。なお、使用したチタン酸カルシウムは、ペロブスカイト型の結晶構造を有していた。
(樹脂微粒子分散液1の調製)
・テトラヒドロフラン(和光純薬製): 1000部
・結着樹脂1: 600部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK): 3部
上記を混合後、12時間撹拌し、樹脂を溶解した。次いで、N,N-ジメチルアミノエタノール13.5部を加え、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて5000rpmで撹拌した。さらに、イオン交換水1800部を添加し、樹脂微粒子を析出させた。その後、エバポレーターを用いて、テトラヒドロフランを除去し、樹脂微粒子分散液1を得た。
・チタン酸カルシウム(共立マテリアル株式会社製、表面塩基量24μmol/g、平均粒子径600nm)100部
・アニオン界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 5部
・イオン交換水 895部
以上を混合し、ホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて5000rpmで撹拌し、チタン酸カルシウム粒子分散液1を調製した。なお、使用したチタン酸カルシウムは、ペロブスカイト型の結晶構造を有していた。
・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℃) 200部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬製:ネオゲンRK) 10部
・イオン交換水 790部
以上を撹拌装置付きの混合容器に投入した後、90℃に加熱し、クレアミックスWモーション(エム・テクニック製)へ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19000rpm、スクリーン回転数19000rpm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1000rpm、スクリーン回転数0rpm、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、離型剤微粒子分散液1を得た。
・チタン酸カルシウム粒子分散液1: 8000部
・離型剤微粒子分散液1: 225部
上記の各材料を、丸型ステンレス製フラスコに投入、混合した後、10%硫酸マグネシウム水溶液300部を添加した。続いてホモジナイザー(IKA社製:ウルトラタラックスT50)を用いて5000r/minで10分間分散した。その後、加熱用ウォーター
バス中で撹拌翼を用いて、混合液が撹拌されるような回転数を適宜調節しながらで55℃まで加熱した。55℃で20分保持した後、形成された凝集粒子の体積平均粒径を、コールターマルチサイザーIIIを用い、体積平均粒径が約6.0μmである凝集粒子が形成されていることが確認された。
上記凝集粒子の分散液に、5質量%エチレンジアミン4酢酸ナトリム水溶液2000部を追加した後、攪拌を継続しながら、95℃まで加熱し1時間保持した後に急冷した。その後、得られた凝集粒子の分散液をろ過・固液分離した後、ろ物をイオン交換水で洗浄を行った。洗浄終了後に真空乾燥機を用いて乾燥することでトナー粒子2を得た。
チタン酸カルシウムの量を156部に変更した以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子3を得た。
二軸混練機回転数を300rpmに変更して混練した以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子4を得た。
二軸混練機回転数を100rpmに変更して混練した以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子5を得た。
結着樹脂1を結着樹脂2[組成(モル%)〔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: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:テレフタル酸:フマル酸:トリメリット酸=80:20:35:55:10〕、Mw=120000、分子量100以上5000以下の成分量=16質量%、酸価=15mgKOH/g]とした以外は、トナー粒子5の製造例と同様にして、トナー粒子6を得た。
結着樹脂1を結着樹脂3[組成(モル%)〔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: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:フマル酸:ドデシルコハク酸:トリメリット酸=77:23:65:5:30〕、Mw=70000、分子量100以上5000以下の成分量=48質量%、酸価=22mgKOH/g]とした以外は、トナー粒子5の製造例と同様にして、トナー粒子7を得た。
結着樹脂1を結着樹脂4[組成(モル%)〔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: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:フマル酸:トリメリット酸=74:26:95:5〕、Mw=40000、分子量100以上5000以下の成分量=18質量%、酸価=25mgKOH/g]とした以外は、トナー粒子5の製造例と同様にして、トナー粒子8を得た。
二軸混練機回転数を250rpmとした以外は、トナー粒子8の製造例と同様にして、トナー粒子9を得た。
結着樹脂1を結着樹脂5[組成(モル%)〔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: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:フマル酸:トリメリット酸=75:25:80:20〕、Mw=220000、分子量100以上5000以下の成分量=15質量%、酸価=12mgKOH/g]とした以外は、トナー粒子5の製造例と同様にして、トナー粒子10を得た。
チタン酸カルシウムの10質量%エタノール溶液と、トリメトキシシラン10質量%のエタノール溶液を混合し、80℃に昇温し、1時間反応させた。その後にろ過、エタノールで洗浄して、表面塩基量を17μmol/gとした以外は、トナー粒子10の製造例と同様にして、トナー粒子11を得た。なお、使用したチタン酸カルシウムは、ペロブスカイト型の結晶構造を有していた。
チタン酸カルシウムの10質量%エタノール溶液と、トリメトキシシラン20質量%のエタノール溶液を混合し、80℃に昇温し、2時間反応させた。その後にろ過、エタノールで洗浄して、表面塩基量を11μmol/gとした以外は、トナー粒子10の製造例と同様にして、トナー粒子12を得た。なお、使用したチタン酸カルシウムは、ペロブスカイト型の結晶構造を有していた。
結着樹脂5を結着樹脂6[組成(モル%)〔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:テレフタル酸:トリメリット酸=100:90:10〕、Mw=230000、分子量100以上5000以下の成分量=14質量%、酸価=8mgKOH/g]とした以外は、トナー粒子12の製造例と同様にして、トナー粒子13を得た。
結着樹脂5を結着樹脂7[ポリエステル樹脂、組成(モル%)〔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: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:テレフタル酸:ドデシルコハク酸:トリメリット酸=80:20:70:5:25〕、Mw=210000、分子量100以上5000以下の成分量=16質量%、酸価=38mgKOH/g]とした以外は、トナー粒子12の製造例と同様にして、トナー粒子14を得た。
結着樹脂5を結着樹脂8[スチレン・アクリル樹脂、スチレン:アクリル酸-n-ブチ
ル:アクリル酸=71:28:1)、Mw;22000、分子量100以上5000以下の成分量=35質量%、酸価=12mgKOH/g]とした以外は、トナー粒子12の製造例と同様にして、トナー粒子15を得た。
チタン酸カルシウムの量を45部に変更した以外は、トナー粒子14の製造例と同様にして、トナー粒子16を得た。
チタン酸カルシウムの量を250部に変更した以外は、トナー粒子14の製造例と同様にして、トナー粒子17を得た。
チタン酸カルシウムの量を25部に変更した以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子18を得た。
チタン酸カルシウムの量を450部に変更した以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子19を得た。
チタン酸カルシウムを酸化チタン(石原産業社製、PF-739)に変更した以外は、トナー粒子1の製造例と同様にして、トナー粒子20を得た。
<隠蔽性の評価>
上記のようにして得られた各トナーと、シリコーン樹脂で表面コートしたフェライトキャリア(平均粒径42μm)とを、トナー濃度が8質量%になるように混合して、二成分現像剤を調製した。
得られた二成分現像剤を市販のフルカラーデジタル複写機(CLC1100、キヤノン
社製)に充填し、画像濃度1.3以上を有する黒紙上に未定着のトナー画像(トナー載り量1.0mg/cm2)を形成した。市販のフルカラーデジタル複写機(image RUNNER ADVANCE C5051、キヤノン製)から取り外した定着ユニットを用いて未定着画像の定着を行った。得られた定着画像の画像濃度は、X-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。このときの画像濃度を、以下の基準に従って評価した。C以上を良好と判断した。評価結果を表2に示す。
(評価基準)
A:0.30未満
B:0.30以上0.35未満
C:0.35以上0.40未満
D:0.40以上0.45未満
E:0.45以上
フルカラーデジタル複写機(CLC1100、キヤノン社製)を用いて、評価用未定着画像(トナー載り量0.6mg/cm2)を作製した。その後、市販のフルカラーデジタル複写機(image RUNNER ADVANCE C5051、キヤノン製)から取り外した定着ユニットを定着温度が調節できるように改造し、これを用いて未定着画像の定着試験を行った。
画出し前の評価紙について反射率をリフレクトメータ(「REFLECTOMETERMODELTC-6DS」、東京電色株式会社製)によって測定し、5箇所測定した平均値をDA(%)とした。上記定着ユニットの定着温度を変化させたときの各定着温度において、リフレクトメータで画像形成部以外の部分の反射率を測定し、最大値をDB(%)とした。そして、DA(%)とDB(%)の差が0.5%を超えない、最も高い定着温度を定着上限温度とした。定着上限温度について、下記の基準にてホットオフセット性を評価した。C以上を良好と判断した。評価結果を表2に示す。
(評価基準)
A:200℃以上
B:190℃以上200℃未満
C:180℃以上190℃未満
D:170℃以上180℃未満
E:170℃未満
トナー0.01gをアルミパンに計量し、ストロコロン帯電装置を用いて-600Vに帯電させた。続いて、温度25℃、湿度50%RHの雰囲気下で表面電位計(トレックジャパン製:model347)を用いて表面電位の変化挙動を30分間測定した。測定結果を下記式に代入して電荷保持率を算出し、下記基準で評価した。B以上を良好と判断した。評価結果を表2に示す。
式:30分後の電荷保持率(%)=[30分後の表面電位]/[初期表面電位]×100(評価基準)
A:30分後の電荷保持率が90%以上
B:30分後の電荷保持率が50%以上90%未満
C:30分後の電荷保持率が50%未満
Claims (8)
- 結着樹脂及びチタン酸カルシウム粒子を含有するトナー粒子を有する白色トナーであって、
該結着樹脂が酸価を有し、
該トナー中の該チタン酸カルシウム粒子の含有量が、25質量%以上80質量%以下であることを特徴とする白色トナー。 - 前記結着樹脂の酸価が、10mgKOH/g以上30mgKOH/g以下である請求項1に記載の白色トナー。
- 前記チタン酸カルシウム粒子の表面塩基量が、15μmol/g以上である請求項1又は2に記載の白色トナー。
- 前記結着樹脂のテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される重量平均分子量が、50000以上200000以下である請求項1~3のいずれか一項に記載の白色トナー。
- 前記結着樹脂のテトラヒドロフラン可溶分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定される分子量分布において、分子量100以上5000以下の成分の含有量が、前記結着樹脂のテトラヒドロフラン可溶分の全質量を基準として、20質量%以上40質量%以下である請求項1~4のいずれか一項に記載の白色トナー。
- 前記チタン酸カルシウム粒子のトナー粒子中における平均分散径が、200nm以上500nm以下である請求項1~5のいずれか一項に記載の白色トナー。
- 前記チタン酸カルシウム粒子が、ペロブスカイト型の結晶構造を有する請求項1~6のいずれか一項に記載の白色トナー。
- 前記結着樹脂が、ポリエステル樹脂を含む請求項1~7のいずれか一項に記載の白色トナー。
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