JP7830182B2 - トナーおよびトナーの製造方法 - Google Patents
トナーおよびトナーの製造方法Info
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Description
近年では、電子写真方式のフルカラー複写機が広く普及するに従い、更なる高画質化、プリントスピードの高速化、環境負荷低減などを目的とした一層の省エネルギー化を図るため、より耐久性および耐ストレス性の高いトナーが要求されている。
とりわけ長時間に渡って印字濃度が低い画像を出力する場合や、高温高湿環境で画像を出力する場合など、トナーがキャリアなどの部材と多く接触し、ストレスがかかる環境においては、シリカ粒子がトナー粒子表面に埋没してしまうため、トナーの表面状態が大きく変化し、トナーの流動安定性、帯電安定性の観点で改善の余地があった。
そこでトナーの耐久性および耐ストレス性を改善する手段の一つとして、トナー粒子表面にポリメチルシルセスキオキサン粒子を添加することが提案されている(例えば、特許文献2および3参照)。
特許文献2では、結着樹脂および着色剤を含む着色粒子の表面にポリメチルシルセスキオキサン粒子などのシリコーン粒子を添加することで、トナーの充分な流動性、帯電性、転写性などの向上を図ることが記載されている。
同様に特許文献3では、結着樹脂および着色剤を含むトナー粒子表面をポリメチルシルセスキオキサン粉末で被覆することにより、トナーに流動性を付与してトナー粒子の凝集を防止し、カブリのない画像の形成などを可能とすることが記載されている。
また、特許文献4や特許文献5では、ポリアルキルシルセスキオキサン粒子をトナー粒子に添加し、トナーの流動性や帯電安定性を向上させた例がある。
また、特許文献6には、外添剤にポリオルガノシルセスキオキサン粒子を含有させ、その粒径とトナー粒子に含まれる結着樹脂の状態を規定することにより、ポリオルガノシルセスキオキサン粒子が脱離せず、長期に渡り画像不良や画像形成装置内の汚染を防止することが提案されている。
該外添剤は、有機ケイ素重合体粒子と該有機ケイ素重合体粒子表面に存在する無機粒子とを有する複合粒子を含有し、
走査型電子顕微鏡を用いて表面観察することで得られる該複合粒子の表面画像において、該複合粒子1粒についての該表面画像に、該無機粒子が、3個以上存在しており、
走査型電子顕微鏡を用いた前記複合粒子の表面観察において、前記複合粒子についての輝度ヒストグラムを作成した際、該輝度ヒストグラムには、
(i)低輝度側極大値P1を含むピークA、
(ii)高輝度側極大値P2を含むピークB、および
(iii)該P1と該P2との間にある極小値V、
が存在し、
該ピークAが該有機ケイ素重合体粒子に由来するピークであり、該ピークBが該無機粒子に由来するピークであり、
該輝度ヒストグラムにおいて、該ピークAと該ピークBとは該極小値Vを境界として分割されているものであって、該ピークAの面積S1、該ピークBの面積S2としたとき、
0.68≧S2/(S1+S2)≧0.10
を満たすことを特徴とするトナーである。
また、本発明は、上記構成のトナーを製造するためのトナーの製造方法であって、
前記有機ケイ素重合体粒子と前記無機粒子とを混合して前記複合粒子を形成する複合粒子形成工程と、
該複合粒子形成工程の後に、前記複合粒子と前記トナー粒子とを混合して、前記トナー粒子に前記複合粒子を外添する外添工程と、
を含むことを特徴とするトナーの製造方法である。
本発明の効果が発現するメカニズムについて、本発明者らは以下のように考えている。
該外添剤は、有機ケイ素重合体粒子と該有機ケイ素重合体粒子表面に存在する無機粒子とを有する複合粒子を含有し、
走査型電子顕微鏡を用いて表面観察することで得られる該複合粒子の表面画像において、該複合粒子1粒についての該表面画像に、該無機粒子が、3個以上存在することを特徴とするトナーである。
本発明において用いられる、有機ケイ素重合体粒子と有機ケイ素重合体粒子表面に存在する無機粒子とを有する複合粒子(以下、複合粒子と称する)について詳述する。
SF-1=(粒子の最大長)2/(粒子の面積)×π/4×100 式(1)
SF-2=(粒子の周囲長)2/(粒子の面積)×1/(4×π)×100 式(2)
(i)低輝度側極大値P1を含むピークA、
(ii)高輝度側極大値P2を含むピークB、および
(iii)P1とP2との間にある極小値V、
が存在し、ピークAが有機ケイ素重合体粒子に由来するピークであり、ピークBが無機粒子に由来するピークとなっていることによって、複合粒子の構造を同定できる。
複合粒子を構成する有機ケイ素重合体粒子は、下記式(A)で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮重合物であることが好ましい。
R-SiO3/2 ・・・ (2)
(式(2)中、Rは、炭素数1~6のアルキル基又はフェニル基を表す。)
複合粒子を構成する無機粒子としてシリカ粒子、チタニア粒子、チタン酸ストロンチウム粒子、アルミナ粒子が特に好ましく用いられる。また、2種類以上の金属を用いた複合酸化物粒子を用いることもできるし、これらの粒子群の中から1種を単独で用いても任意の組み合わせで選択される2種以上を用いることもできる。
本発明に用いられる複合粒子と併用する外添剤として稠密度が低い粒子を用いることで、より粒子同士が引っ掛かりやすくなり、トナーブロック層の安定性をより向上できる。
稠密度=(粒子の投影像の面積)/(粒子の投影像における凸包の面積) 式(3)
本発明のトナーは、トナー粒子に対し、前記の複合粒子と、必要に応じて低稠密度粒子や無機粒子とから構成される外添剤とを混合することによって得られる。
本発明におけるトナーは、一成分系現像剤としても使用できるが、トナー表面の電荷局在化を抑制するために、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もできる。
以下、トナー粒子の構成材料について説明する。
本発明におけるトナー粒子に結着樹脂として用いられる非晶性樹脂は、特に限定されず、下記の重合体又は樹脂を用いることが可能である。
本発明におけるトナー粒子には、結晶性樹脂を含有させてもよい。結晶性樹脂とは、示差走査熱量測定(DSC)において吸熱ピークが観測される樹脂である。
本発明におけるトナー粒子には必要に応じて着色剤が含有されてもよい。着色剤としては、以下のものが挙げられる。
本発明におけるトナー粒子には必要に応じてワックスが含有されてもよい。ワックスとしては、例えば以下のものが挙げられる。
本発明におけるトナー粒子には、必要に応じて荷電制御剤を含有させてもよい。トナー粒子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。
次にトナー粒子の製造方法について説明する。
混練粉砕法では、先ず、トナー粒子の構成材料である、非晶性樹脂、着色剤、並びに必要に応じて添加される離型剤、その他の添加剤を十分混合する。この際、トナー粒子中における着色剤の分散性を高めるため、予め非晶性樹脂に混合しマスターバッチ化させたものを混合することが好ましい。ついで加熱ロールやニーダーなどの公知の熱混練機を用いて溶融混練する(混練工程)。その後、所望のトナー粒子径になるまで機械的に粉砕し(粉砕工程)、所望の粒度分布になるよう分級を行い(分級工程)、トナー粒子を得る。
トナーの構成材料の溶融混練は、加熱ロールやニーダーなどの公知の熱混練機を用いて行うことができる。上記混練工程は、トナーの構成材料が混合機を用いて事前に十分混合されていることが好ましい。
粉砕工程とは、上記混練工程で得られた混練物を粉砕可能な硬度に達するまで冷却した後、衝突板式ジェットミル、流動層式ジェットミル、及び回転型機械ミル等の公知の粉砕機で、トナー粒子径になるまで、機械的に粉砕する工程である。粉砕効率の観点から、粉砕機としては、流動層式ジェットミルを用いることが望ましい。
分級工程とは、上記粉砕工程で得られた微粉砕物を分級し、所望の粒度分布を有するトナーを得る工程である。
図1に示す熱処理装置を用いて、トナー粒子に複合粒子が外添された粒子(以下、本説明では「樹脂粒子」と称する。)に熱処理を実施する方法を具体的に例示する。
以下、各種測定方法等について記載する。
複合粒子の形状係数SF-1、SF-2の測定は、走査型電子顕微鏡「S-4800」(商品名;日立製作所製)を用いて行う。
SF-1=(粒子の最大長)2/(粒子の面積)×π/4×100 式(1)
SF-2=(粒子の周囲長)2/(粒子の面積)×1/(4×π)×100 式(2)
外添剤粒子の稠密度の測定方法は、トナー粒子に外添剤粒子を外添し、トナー表面を走査型電子顕微鏡で観察し、その画像を解析することで求めることができる。具体的には、実施例に記載のトナー粒子1(100質量部)に対して、外添剤粒子(0.3質量部)をFMミキサ(日本コークス工業株式会社製)で60s-1の条件で5分間混合する。そのトナー表面を、日立超高分解能電界放出走査電子顕微鏡S-4800((株)日立ハイテクノロジーズ)を用いて観察する。
稠密度=(粒子の投影像の面積)/(粒子の投影像における凸包の面積) 式(3)
得られたSEM観察像から、画像処理ソフトImageJ(開発元 Wayne Rashand)を用いて、平均稠密度を算出する。算出の手順を以下に示す。
1)[Analyze]-[Set Scale]にて、スケールの設定を行う。
2)[Image]-[Adjust]-[Threshold]で閾値を設定する。
(ノイズが残らず、測定対象である外添剤粒子が残る値に設定)
3)[Image]-[Crop]で、測定した外添剤の画像部分を選択する。
4)外添剤が重なっているものは画像編集により消去する。
5)[Edit]-[Invert]で白黒の画像を反転させる。
6)[Analyze]-[Set Measurements]で[Area]、[Shape Descriptors]、[Perimeter]、[Fit Ellipse]、[Ferets Diameter]をチェックする。また、[Redirect to]を[None]、[Decimal Place(0-9)]を3に設定する。
7)[Analyze]-[Analyze Particle]で、粒子の面積を0.005μm2以上に指定し、実行する。
8)上記7)で指定された各粒子のSolidity及びAreaの値を得る。
9)観察した画像100枚について測定を行い、得られたSolidityの相加平均値を算出し、稠密度とする。同様に、得られたAreaで示される面積を有する円相当の直径の相加平均値を算出し、それを個数平均粒径とする。
(複合粒子の表面の反射電子像の取得方法)
複合粒子の表面の反射電子像は、走査電子顕微鏡(SEM)により取得した。
極大値P1を含むピークが有機ケイ素重合体由来であることは、走査電子顕微鏡(SEM)で取得できるエネルギー分散型X線分析(EDS)による元素マッピング像と、前記反射電子像を重ね合わせることで確認する。
輝度ヒストグラムは、上記手法で得られた複合粒子の最表面の反射電子像を、画像処理ソフトImageJ(開発元 Wayne Rashand)を用いて解析することで取得する。以下に手順を示す。
輝度範囲0以上Vk以下における合計ピクセル数をS1、
輝度範囲(Vk+1)以上255以下における合計ピクセル数をS2とする。
無機粒子の個数の解析は、上記手法で得られた複合粒子の最表面の反射電子像を、画像処理ソフトImageJ(開発元 Wayne Rashand)を用いて行う。以下に手順を示す。
トナー粒子の体積平均粒径は、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。
(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、専用ソフトの「アパーチャーチューブのフラッシュ」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 Dispersion 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、体積平均粒径を算出する。
結晶性ポリエステル樹脂などの結晶性樹脂の分子構造は、溶液又は固体によるNMR測定の他、X線回折、GC/MS、LC/MS、IR測定などの公知の分析方法により確認することができる。また、トナーから結晶性ポリエステル樹脂などの結晶性樹脂を単離する手法についても、公知の手法を使用することができる。
結晶性樹脂の含有量は、結着樹脂及び結晶性樹脂各々の核磁気共鳴分光分析(1H-NMR)スペクトルを基にトナーの核磁気共鳴分光分析(1H-NMR)スペクトルの積分値から算出する。
測定装置:FT NMR装置 JNM-EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数:64回
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ー「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。
試験モード:昇温法
開始温度:40℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/分
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
トナー中に含まれる有機ケイ素重合体粒子の構成化合物の組成と比率の同定は、熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析計(以下、「熱分解GC/MS」とも称する)及びNMRを用いる。なお、有機ケイ素重合体粒子を単独で入手できる場合は、有機ケイ素重合体粒子を単独で測定することもできる。
・熱分解装置:JPS-700(日本分析工業)
分解温度:590℃
GC/MS装置:Focus GC/ISQ (Thermo Fisher)
カラム:HP-5MS 長さ60m、内径0.25mm、膜厚0.25μm
注入口温度:200℃
フロー圧:100kPa
スプリット:50mL/分
MSイオン化:EI
イオン源温度:200℃ Mass Range 45-650
続いて同定した有機ケイ素重合体粒子の構成化合物の存在量比を、固体29Si-NMRで測定・算出する。
固体29Si-NMRの測定条件は、具体的には下記の通りである。
装置:JNM-ECX5002(JEOL RESONANCE)
温度:室温
測定法:DDMAS法 29Si 45°
試料管:ジルコニア3.2mmφ
試料:試験管に粉末状態で充填
試料回転数:10kHz
relaxation delay :180s
Scan:2000
M単位構造:(Ra)(Rb)(Rc)SiO1/2 (S1)
D単位構造:(Rd)(Re)Si(O1/2)2 (S2)
T単位構造:RfSi(O1/2)3 (S3)
Q単位構造:Si(O1/2)4 (S4)
(S1+S2+S3+S4)=SAとする。
M単位構造の比率としてS1/SA、
D単位構造の比率としてS2/SA、
T単位構造の比率としてS3/SA、
Q単位構造の比率としてS4/SA
が算出される。
・超音波処理装置:超音波式ホモジナイザーVP-050(タイテック株式会社製)
マイクロチップ:ステップ型マイクロチップ、先端径φ2mm
マイクロチップの先端位置:ガラスバイアルの中央部、且つバイアル底面から5mmの高さ
超音波条件:強度30%、30分(分散液が昇温しないようにバイアルを氷水で冷却しながら超音波を掛ける)
1.加水分解工程
200mlビーカーに、RO水43.2部、触媒として酢酸0.008部を仕込み、44℃で撹拌した。ここにトリメトキシメチルシラン54.4部を加えて2.0時間撹拌し、原料溶液を得た。
1000mlビーカーに、RO水68.8部、メタノール340.0部、25%アンモニア水2.1部を投入して30℃で撹拌し、アルカリ性水系媒体を調製した。このアルカリ性水系媒体に、1.加水分解工程で得た原料溶液を1分間かけて滴下した。この原料溶液を滴下後の混合液をそのまま30℃に保ったまま1.5時間撹拌して、重縮合反応を進行させ重縮合反応液を得た。
2000mlビーカーにRO水1000部を投入し、これを25℃で撹拌しながら2.縮重合工程で得た重縮合反応液を10分間かけて滴下した。重縮合反応液が水に混ざるとすぐに白濁し、シロキサン結合を有するケイ素重合体粒子を含む分散液を得た。
上記粒子化工程で得たケイ素重合体粒子を含む分散液に、疎水化剤としてヘキサメチルジシラザン27.1部を添加して、60℃で2.5時間撹拌した。5分静置して溶液下部に沈殿した粉体を吸引濾過で回収し、120℃で24時間減圧乾燥して有機ケイ素重合体粒子1を得た。得られた有機ケイ素重合体粒子1の個数平均粒径は130nmであった。
加水分解工程において、トリメトキシメチルシランを添加せず、代わりにテトラエトキシシラン22.2部、及びジメチルジメトキシシラン21.5部とトリメチルシラノール10.8部添加し、撹拌温度を30℃、撹拌時間を0.5時間に変更したこと以外は、有機ケイ素重合体粒子1の製造例と同様にして有機ケイ素重合体粒子2を得た。得られた有機ケイ素重合体粒子2の個数平均粒径は130nmであった。
加水分解工程において、撹拌温度を50℃に変更し、縮重合工程において、RO水78.8部、メタノール330.0部、25%アンモニア水1.5部とした以外は、有機ケイ素重合体粒子1の製造例と同様にして有機ケイ素重合体粒子3を得た。得られた有機ケイ素重合体粒子3の個数平均粒径は30nmであった。
加水分解工程において、撹拌温度を49℃に変更し、縮重合工程において、25%アンモニア水1.6部とした以外は、有機ケイ素重合体粒子1の製造例と同様にして有機ケイ素重合体粒子4を得た。得られた有機ケイ素重合体粒子4の個数平均粒径は70nmであった。
加水分解工程において、撹拌温度を47℃に変更し、縮重合工程において、25%アンモニア水1.8部とした以外は、有機ケイ素重合体粒子1の製造例と同様にして有機ケイ素重合体粒子5を得た。得られた有機ケイ素重合体粒子5の個数平均粒径は100nmであった。
無機粒子1~4として一般的なゾルゲル法で得たシリカ粒子、無機粒子5として一般的なヒュームド法により得られたシリカ粒子、無機粒子6として常圧加熱反応法により得られたチタン酸ストロンチウム粒子を用いた。無機粒子1~6の物性を表1に示す。
複合粒子形成工程において、
有機ケイ素重合体粒子1 100部
無機粒子1 0.11部
をFMミキサ(日本コークス工業株式会社製)をスケールダウンした改造ミキサに投入し混合、篩を行った。得られた篩後の粒子100部に対し、表面処理剤としてヘキサメチルジシラザン10部を添加し、複合粒子1を得た。
複合粒子形成工程において、表2に示すように有機ケイ素重合体粒子と無機粒子の種類およびミキサへの投入量を変更した以外は複合粒子1の製造例と同様にして、複合粒子2~12、17を得た。R2/R1、複合粒子1粒あたりに存在する無機粒子の個数、SF-1、SF-2、S2/(S1+S2)を表2に示す。
脂肪酸処理工程として、有機ケイ素重合体粒子1を100部に対し表面処理剤としてステアリン酸10部を添加することで、表面処理済み有機ケイ素重合体粒子を得た。
オイル処理工程として、無機粒子1を100部に対し表面処理剤としてシリコーンオイル10部を添加することで、表面処理済み無機粒子を得た。
複合粒子形成工程において、表2に示すように有機ケイ素重合体粒子と無機粒子の種類およびミキサへの投入量を変更した以外は複合粒子13の製造例と同様にして、複合粒子15、16を得た。R2/R1、複合粒子1粒あたりに存在する無機粒子の個数、SF-1、SF-2、S2/(S1+S2)を表2に示す。
複合粒子と併用して外添する低稠密度粒子としては、表3に示すものを使用した。
・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:73.3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:22.4部(0.13モル;多価カルボン酸総モル数に対して82.0mol%)
・アジピン酸:4.3部(0.03モル;多価カルボン酸総モル数に対して18.0mol%)
・チタンテトラブトキシド(エステル化触媒):0.51部
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、202℃の温度で撹拌し、4.5時間反応させ、結着樹脂として非晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた非晶性ポリエステル樹脂1の軟化点は90℃であった。
・ドデカンジオール:34.5部(0.29モル;多価アルコール総モル数に対して100.0mol%)
・セバシン酸:65.5部(0.28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部
その後、上記材料を加え、反応槽内の圧力を8.2kPaに下げ、温度200℃に維持したまま、4時間反応させた後、反応槽内の圧力を序々に開放して常圧へ戻し、結晶性ポリエステル樹脂1を得た。得られた結晶性ポリエステル樹脂1の軟化点は81℃だった。
1.混練工程
・非晶性ポリエステル樹脂1 100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(融点)90℃) 5.0部
・C.I.ピグメントブルー15:3 5.5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1500rpm、回転時間5分で混合した。次いで温度135℃に設定した二軸混練機(PCM-30型、株式会社池貝製)にて溶融混練し、混練物を得た。
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、微粉砕物を得た。
ファカルティ(F-300、ホソカワミクロン社製)を用い、得られた微粉砕物の分級を行い、体積平均粒径が5.7μmの分級粒子として、トナー粒子1を得た。上記ファカルティの運転条件は、分級ローター回転数を11000rpm、分散ローター回転数を7200rpmであった。
・トナー粒子1 100.00部
・複合粒子1 1.20部
・無機粒子5 1.00部
・無機粒子6 0.70部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で回転数1900rpm、回転時間10分で混合したのち、篩を行い、トナー1を得た。
外添工程において、複合粒子の種類と部数、無機粒子および低稠密度粒子の種類と部数を表4のように変更した以外はトナー1の製造例と同様にしてトナー2~19、22~24を得た。
トナー1の製造例と同様にしてトナー粒子1を得た後、
・トナー粒子1 100.00部
・複合粒子16 1.50部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で回転数1900rpm、回転時間3分で混合した後、図1に示す熱処理装置によって熱処理を行った後、ふるい分けして熱処理後粒子1を得た。
・熱処理後粒子1 100.00部
・無機粒子5 1.00部
・無機粒子6 0.70部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で回転数1900rpm、回転時間10分で混合したのち、篩を行い、トナー20を得た。
混練工程において、結晶性ポリエステル1を5部追加した以外は、トナー1の製造例と同様の条件にて混練工程、粉砕工程、分級工程を実施し、トナー粒子2を形成した。
・トナー粒子2 100.00部
・複合粒子1 1.20部
・無機粒子5 1.00部
・無機粒子6 0.70部
をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で回転数1900rpm、回転時間10分で混合したのち、篩を行い、トナー21を得た。
トナー21の製造例と同様にしてトナー粒子2を形成後、外添工程にて、
・トナー粒子2 100.00部
・複合粒子17 1.20部
・無機粒子5 1.00部
・無機粒子6 0.70部
上記材料をヘンシェルミキサー(FM-75型、三井三池化工機(株)製)で回転数1900rpm、回転時間10分で混合したのち、篩を行い、トナー25を得た。
・工程1(秤量及び混合工程):
Fe2O3 62.7部
MnCO3 29.5部
Mg(OH)2 6.8部
SrCO3 1.0部
上記材料を上記組成比となるようにフェライト原材料を秤量した。その後、直径1/8インチのステンレスビーズを用いた乾式振動ミルで5時間粉砕及び混合した。
得られた粉砕物をローラーコンパクターにて、約1mm角のペレットにした。このペレットを目開き3mmの振動篩にて粗粉を除去し、次いで目開き0.5mmの振動篩にて微粉を除去した後、バーナー式焼成炉を用いて、窒素雰囲気下(酸素濃度0.01体積%)で、温度1000℃で4時間焼成し、仮焼フェライトを作製した。得られた仮焼フェライトの組成は、下記の通りである。
(MnO)a(MgO)b(SrO)c(Fe2O3)d
上記式において、a=0.257、b=0.117、c=0.007、d=0.393
クラッシャーで0.3mm程度に粉砕した後に、直径1/8インチのジルコニアビーズを用い、仮焼フェライト100部に対し、水を30部加え、湿式ボールミルで1時間粉砕した。そのスラリーを、直径1/16インチのアルミナビーズを用いた湿式ボールミルで4時間粉砕し、フェライトスラリー(仮焼フェライトの微粉砕品)を得た。
フェライトスラリーに、仮焼フェライト100部に対して分散剤としてポリカルボン酸アンモニウム1.0部、バインダーとしてポリビニルアルコール2.0部を添加し、スプレードライヤー(製造元:大川原化工機)で、球状粒子に造粒した。得られた粒子を粒度調整した後、ロータリーキルンを用いて、650℃で2時間加熱し、分散剤やバインダーの有機成分を除去した。
焼成雰囲気をコントロールするために、電気炉にて窒素雰囲気下(酸素濃度1.00体積%)で、室温から温度1300℃まで2時間で昇温し、その後、温度1150℃で4時間焼成した。その後、4時間をかけて、温度60℃まで降温し、窒素雰囲気から大気に戻し、温度40℃以下で取り出した。
凝集した粒子を解砕した後に、磁力選鉱により低磁力品をカットし、目開き250μmの篩で篩分して粗大粒子を除去し、体積分布基準の50%粒径(D50)37.0μmの磁性コア粒子1を得た。
シクロヘキシルメタクリレートモノマー 26.8質量%
メチルメタクリレートモノマー 0.2質量%
メチルメタクリレートマクロモノマー 8.4質量%
(片末端にメタクリロイル基を有する重量平均分子量5000のマクロモノマー)
トルエン 31.3質量%
メチルエチルケトン 31.3質量%
アゾビスイソブチロニトリル 2.0質量%
上記材料のうち、シクロヘキシルメタクリレートモノマー、メチルメタクリレートモノマー、メチルメタクリレートマクロモノマー、トルエン、及びメチルエチルケトンを、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び撹拌装置を取り付けた四つ口のセパラブルフラスコに入れ、窒素ガスを導入して充分に窒素雰囲気にした後、80℃まで加温した。その後、アゾビスイソブチロニトリルを添加して5時間還流し重合した。得られた反応物にヘキサンを注入して共重合体を沈殿析出させ、沈殿物を濾別後、真空乾燥して被覆樹脂1を得た。
重合体溶液1(樹脂固形分濃度30%) 33.3質量%
トルエン 66.4質量%
カーボンブラック(Regal330;キャボット社製) 0.3質量%
(一次粒径25nm、窒素吸着比表面積94m2/g、DBP吸油量75ml/100g)
を、直径0.5mmのジルコニアビーズを用いて、ペイントシェーカーで1時間分散をおこなった。得られた分散液を、5.0μmのメンブランフィルターで濾過をおこない、被覆樹脂溶液1を得た。
(樹脂被覆工程):
常温で維持されている真空脱気型ニーダーに被覆樹脂溶液1を、100部の磁性コア粒子1に対して、樹脂成分として2.5部になるように投入した。投入後、回転速度30rpmで15分間撹拌し、溶媒が一定以上(80質量%)揮発した後、減圧混合しながら80℃まで昇温し、2時間かけてトルエンを留去した後冷却した。
磁性キャリア1に対し、トナー1~25を、それぞれトナー濃度が7.5質量%になるように添加し、V型混合機(V-10型:株式会社徳寿製作所)を用い0.5s-1、回転時間5minの条件で混合し、二成分系の現像剤1~25を得、表5に示した。また、トナーに対し測定された物性も表5に示す。
二成分系の現像剤1の性能評価を下記要領で行った。
画像形成装置として、キヤノン製デジタル商業印刷用プリンターimageRUNNER ADVANCE C5560改造機を用いた。
A:転写効率が98%以上
B:転写効率が95%以上98%未満
C:転写効率が92%以上95%未満
D:転写効率が89%以上92%未満
E:転写効率が89%未満
上記評価基準において、A~Cを本発明において許容できるレベルとし、Dを従来技術レベル、Eを本発明では許容できないレベルとした。結果を表6に示す。
紙:CS-680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2(FFh画像)
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の全面に画像比率30%の罫線チャート
試験環境:常温低湿(NL)環境下(温度23℃、相対湿度5%RH)にてプロセススピード:450mm/sec
上記評価画像を100000枚出力後、上記の転写性評価を実施した。
A:転写効率が95%以上
B:転写効率が92%以上95%未満
C:転写効率が89%以上92%未満
D:転写効率が86%以上89%未満
E:転写効率が86%未満
上記評価基準において、A~Cを本発明において許容できるレベルとし、Dを従来技術レベル、Eを本発明では許容できないレベルとした。結果を表6に示す。
紙:CS-680(68.0g/m2)
(キヤノンマーケティングジャパン株式会社より販売)
紙上のトナーの載り量:0.35mg/cm2(FFh画像)
(現像剤担持体の直流電圧VDC、静電潜像担持体の帯電電圧VD、及びレーザーパワーにより調整)
評価画像:上記A4用紙の全面に画像比率30%の罫線チャート
試験環境:高温高湿環境(温度30℃/湿度80%RH(以下H/H))
プロセススピード:450mm/sec
上記評価画像を100000枚出力し、クリーニング性を評価した。クリーニング不良が発生した場合は、帯電ローラ表面や紙上に縦スジ状の汚れが発生する。その状態の目視評価をクリーニング性の評価指標とした。
A:紙上の縦スジなし、帯電ローラの汚れもなし
B:紙上の縦スジなし、帯電ローラの汚れあり
C:紙上の縦スジが1箇所発生
D:紙上の縦スジが2箇所以上5箇所未満発生
E:紙上の縦スジが5箇所以上発生
上記評価基準において、A~Cを本発明において許容できるレベルとし、Dを従来技術レベル、Eを本発明では許容できないレベルとした。結果を表6に示す。
以下のようにゴーストの発生の評価を行った。
紙:CS-680(68.0g/m2)
A:領域(a)と領域(b)の濃度差が0.015未満
B:領域(a)と領域(b)の濃度差が0.015以上0.030未満
C:領域(a)と領域(b)の濃度差が0.030以上0.045未満
D:領域(a)と領域(b)の濃度差が0.45以上0.060未満
E:領域(a)と領域(b)の濃度差が0.06以上
上記評価基準において、A~Cを本発明において許容できるレベルとし、Dを従来技術レベル、Eを本発明では許容できないレベルとした。結果を表6に示す。
二成分系の現像剤2~25についても、上記現像剤1と同様に評価を行った。結果を表6に示す。
Claims (12)
- トナー粒子と外添剤を有するトナーであって、
該外添剤は、有機ケイ素重合体粒子と該有機ケイ素重合体粒子表面に存在する無機粒子とを有する複合粒子を含有し、
走査型電子顕微鏡を用いて表面観察することで得られる該複合粒子の表面画像において、該複合粒子1粒についての該表面画像に、該無機粒子が、3個以上存在しており、
走査型電子顕微鏡を用いた前記複合粒子の表面観察において、前記複合粒子についての輝度ヒストグラムを作成した際、該輝度ヒストグラムには、
(i)低輝度側極大値P1を含むピークA、
(ii)高輝度側極大値P2を含むピークB、および
(iii)該P1と該P2との間にある極小値V、
が存在し、
該ピークAが該有機ケイ素重合体粒子に由来するピークであり、該ピークBが該無機粒子に由来するピークであり、
該輝度ヒストグラムにおいて、該ピークAと該ピークBとは該極小値Vを境界として分割されているものであって、該ピークAの面積S1、該ピークBの面積S2としたとき、
0.68≧S2/(S1+S2)≧0.10
を満たすことを特徴とするトナー。 - 前記無機粒子の個数平均粒径が5nm以上60nm以下である請求項1に記載のトナー。
- 前記複合粒子は、SF-1が108以下であり、SF-2が225以上400以下である請求項1または2に記載のトナー。
- 前記複合粒子が、前記トナー粒子100質量部に対して0.3質量部以上含有される請求項1~3のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記有機ケイ素重合体粒子がポリオルガノシルセスキオキサン粒子である請求項1~4のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記無機粒子がシリカ粒子である請求項1~5のいずれか1項に記載のトナー。
- 前記有機ケイ素重合体粒子の個数平均粒径をR1とし前記無機粒子の個数平均粒径をR2としたとき、
0.10≦R2/R1≦0.40
を満たす請求項1~6のいずれか1項に記載のトナー。 - 前記外添剤が、稠密度が0.87以下のシリカ微粉体を含む請求項1~7のいずれか1項に記載のトナー。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載のトナーを製造するためのトナーの製造方法であって、
前記有機ケイ素重合体粒子と前記無機粒子とを混合して前記複合粒子を形成する複合粒子形成工程と、
該複合粒子形成工程の後に、前記複合粒子と前記トナー粒子とを混合して、前記トナー粒子に前記複合粒子を外添する外添工程と、
を含むことを特徴とするトナーの製造方法。 - 前記複合粒子形成工程の前に、前記無機粒子にオイル処理を施すオイル処理工程を含む請求項9に記載のトナーの製造方法。
- 前記複合粒子形成工程の前に、前記有機ケイ素重合体粒子に脂肪酸処理を施す脂肪酸処理工程を含む請求項9または10に記載のトナーの製造方法。
- 前記外添工程の後、前記複合粒子が外添されたトナー粒子の表面を熱処理する熱処理工程を含む請求項9~11のいずれか1項に記載のトナーの製造方法。
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| JP2014065014A (ja) | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Koyama Yushi Kogyo Kk | 微粒子複合粉体 |
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| JP2016163866A (ja) | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 小山油脂工業株式会社 | 有機微粒子と無機微粒子との複合粒子 |
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