JP7262853B2 - 人体へ安全なトナー外添剤及びそれを用いて製造されたトナー - Google Patents
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Description
前記一次粒子が凝集した二次凝集体のサイズが、10μm以下であることを特徴とする。
(Y)m-Si-(X)n[Si:シリコーン、(Y+X=4)]
(Y)m-Ti-(X)n[Ti:チタン、(Y+X=4)]
(Y)m-Zr-(X)n[Zr:ジルコニウム、(Y+X=4)]
(Y)m-Al-(X)n[Al:アルミニウム、(Y+Z=3)]
Y:アルキル基、フェニル基、
X:アルコキシ基、クロリド、ブロミド、フルオリド
スズ酸化物/トナー粒子=0.01~1(重量比)
1.酸化スズ(IV)ナノサイズ粒子の合成及び疎水性コーティング
(1)スズ酸ナトリウム(Na2SnO3)を1mol/Lになるように秤量し、純水にスズ酸ナトリウム(Na2SnO3)粉末をゆっくり加え、撹拌機を使用してよく溶解した。
(2)工程(1)で得られたスズ酸ナトリウム溶液に、予め作られた1mol/L硝酸(HNO3)をゆっくり加え、最終的に全体溶液のpHを3~3.5に調整した。
(3)以後、得られた水酸化スズ(Sn(OH)4)を得、純水とエチルアルコールを用いて不要なイオン種をすべて除去した。
(4)以後、得られた水和物を対流乾燥機に入れ、60℃、24時間乾燥を行った。
(5)乾燥された水酸化スズを200℃、2時間熱処理することで、比表面積が168m2/gの酸化スズ(IV)を合成した。
(6)工程(5)で得られた酸化スズ(IV)ナノサイズ粒子の表面に、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザンなどの疎水コーティングを行って、疎水性酸化スズ(IV)ナノサイズ粒子を得た。
(7)工程(6)で得たブローオフ試験時、(-)130mVの値を得た。
(8)工程(7)で得られた疎水性酸化スズ(IV)ナノサイズ粒子と疎水性シリカなど、従来に使用されている添加剤を従来のトナー製造方法に従って画像材料、トナーの表面に外添処理を行い、以後、製造されたトナーの物性評価結果は、従来の二酸化チタン(IV)ナノサイズ粒子を使用するときとほぼ同等水準を得た。
即ち、人体へ与える有害性の議論となる二酸化チタン(IV)ナノサイズ粒子を代替することができる酸化スズ(IV)ナノサイズ粒子を開発した。
(1)スズ酸ナトリウム(Na2SnO3)を1mol/Lになるように秤量し、アルミン酸ナトリウム(NaAlO2)を0.01mol/Lになるように秤量し、純水にスズ酸ナトリウム(Na2SnO3)粉末及びアルミン酸ナトリウムをゆっくり加え、撹拌機を使用してよく溶解した。このとき、純水の温度を約60℃に調整した。
(2)工程(1)で得られたスズ酸ナトリウムとアルミン酸ナトリウムの混合溶液に、予め作られた1mol/L硝酸(HNO3)をゆっくり加え、最終的に全体溶液のpHを3~3.5に調整した。
(3)以後、得られた水酸化アルミニウム(Al(OH)3)-水酸化スズ(Sn(OH)4)複合水酸化物を得、純水とエチルアルコールを用いて不要なイオン種をすべて除去した。
(4)以後、得られた複合水和物を対流乾燥機に入れ、60℃、24時間乾燥を行った。
(5)乾燥された水酸化アルミニウム(III)-水酸化スズ(IV)の複合水酸化物を300℃、2時間熱処理することで、比表面積が110m2/gの酸化アルミニウム(III)-酸化スズ(IV)複合酸化物の微粒子を合成した。
(6)工程(5)で得られた酸化アルミニウム(III)-酸化スズ(IV)複合酸化物ナノサイズ粒子の表面に、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、デシルトリメトキシシランなどの疎水コーティングを行って、疎水性酸化アルミニウム(III)-酸化スズ(IV)複合酸化物ナノサイズ粒子を得た。
(7)工程(6)で得たブローオフ試験時、(-)140mVの値を得た。
(8)工程(7)で得られた疎水性酸化アルミニウム(III)-酸化スズ(IV)複合酸化物ナノサイズ粒子と疎水性シリカなど従来に使用されている添加剤を従来のトナー製造方法に従って画像材料、トナーの表面に外添処理を行い、以後、製造されたトナーの物性評価結果は、従来の二酸化チタン(IV)ナノサイズ粒子を使用するときとほぼ同等水準を得た。
Claims (10)
- 一般式SnaOb(式中、Snはスズ、Oは酸素、1.000≦a/b≦2.000)で示されるスズ酸化物微粒子、一般式MxSnyOz(式中、MはH、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ca、Mg、Sr、Ba、Zr、Ti、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Inから選ばれる1種以上の元素、Snはスズ、Oは酸素、0.001≦x/y≦1、1.000≦z/y≦2.000)で示される複合スズ酸化物微粒子及びこれらの微粒子の混合物からなる群から選ばれるトナー外添剤であって、
前記微粒子は、エネルギーバンドギャップが3.2~3.6eV、電気陰性度値(χ)が15~18、ブローオフ帯電量(μC/g)が-100~-150である(-)荷電微粒子であることを特徴とするトナー外添剤。 - 前記微粒子の一次粒子径が、1nm以上200nm以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー外添剤。
- 前記微粒子の一次粒子が凝集した二次凝集体のサイズが、10μm以下である請求項1又は2に記載のトナー外添剤。
- 前記スズ酸化物微粒子、複合スズ酸化物微粒子の比表面積が、5~200m2/gの値を有する請求項1又は2に記載のトナー外添剤。
- 前記微粒子は、一般式SnaOb(式中、Snはスズ、Oは酸素、1.000≦a/b≦2.000)で示される組成比を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のトナー外添剤。
- 一般式MxSnyOzで示される前記複合スズ酸化物微粒子は、正方晶構造又は立方晶構造及びルチル結晶構造のいずれか一つ以上の構造であることを特徴とする請求項1に記載のトナー外添剤。
- 前記M元素は、Na、K、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Fe、Sb、Al、In、Ti、Zrからなる群から選ばれることを特徴とする請求項6に記載のトナー外添剤。
- 前記スズ酸化物微粒子、複合スズ酸化物微粒子の表面が、疎水性機能を示す疎水性物質で被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のトナー外添剤。
- 前記スズ酸化物微粒子、複合スズ酸化物微粒子は、下記一般式を有する表面処理剤で表面が処理され被覆されたことを特徴とする請求項8に記載のトナー外添剤。
(Y)m-Si-(X)n[Si:シリコーン、(Y+X=4)]
(Y)m-Ti-(X)n[Ti:チタン、(Y+X=4)]
(Y)m-Zr-(X)n[Zr:ジルコニウム、(Y+X=4)]
(Y)m-Al-(X)n[Al:アルミニウム、(Y+Z=3)]
Y:アルキル基、フェニル基、
X:アルコキシ基、クロリド、ブロミド、フルオリド - 前記スズ酸化物微粒子、複合スズ酸化物微粒子の表面に処理された表面処理剤の含量が、スズ酸化物微粒子の0.1~50重量%であることを特徴とする請求項8に記載のトナー外添剤。
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