JPWO2016167193A1 - 静電潜像現像用トナー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
A≦300ppm・・・(a)
0.5≦A/B<1.0・・・(b)
構成(1):トナー粒子は、トナーコアと、トナーコアの表面を被覆するシェル層とを含む。シェル層は、疎水性熱可塑性樹脂と、正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂とを含む。なお、本明細書においては、物質の性質を、水との親和性の度合いに応じて3つに区分して、水との親和性が高い方から、水溶性、親水性非水溶性、及び疎水性と記載する。水溶性とは、水に溶解する程度である、水との親和性を示す。親水性非水溶性とは、水に溶解しないが単独で水中に分散する程度である、水との親和性を示す。疎水性とは、水に溶解せず単独で水中に分散しない程度である、水との親和性を示す。
構成(2):存在量A及びBは、以下に示す式(a)及び式(b)を満たす。なお、存在量Aは、X線光電子分光法で測定されるシェル層の表面層におけるアルカリ金属元素の存在量である。存在量Bは、蛍光X線法で測定されるトナー粒子全体におけるアルカリ金属元素の存在量である。詳しくは表面層を含めたトナー粒子全体におけるアルカリ金属元素の存在量を意味する。存在量Bは蛍光X線分光分析装置(例えば、株式会社リガク製「ZSX 100e」)を用いて測定することができる。
A≦300ppm・・・(a)
0.5≦A/B<1.0・・・(b)
構成(2−1):存在量Aは、以下に示す式(c)を満たす。
230ppm<A≦300ppm・・・(c)
構成(2−2):存在量Aは、以下に示す式(d)を満たす。
180ppm<A<230ppm・・・(d)
構成(2−3):存在量Aと存在量Bとは、以下に示す式(e)を満たす。
0.8≦A/B≦0.9・・・(e)
構成(3):トナーコアは、粉砕法で作製される。なお、粉砕法は、複数種類の材料(樹脂等)を混合して混合物を得る工程と、得られた混合物を溶融混練して混練物を得る工程と、得られた混練物を粉砕する工程とを経て、粉体(例えば、トナーコア)を得る方法である。粉砕法は、乾式法である。
構成(4):シェル層は、親水性非水溶性樹脂を島とし、疎水性熱可塑性樹脂を海とする海島構造を有する。
構成(5):シェル層は、シェル層の表面に実質的に親水性非水溶性樹脂から構成される突起部を有する。親水性非水溶性樹脂は、正帯電性を有する。
トナーコアは結着樹脂を含む。トナーコアは、結着樹脂に加え、内添剤(例えば、着色剤、離型剤、電荷制御剤、又は磁性粉)を含んでもよい。以下、結着樹脂、着色剤、離型剤、電荷制御剤、及び磁性粉を説明する。
トナーコアにおいては、一般的に、成分の大部分(例えば、85質量%以上)を結着樹脂が占める。このため、結着樹脂の性質がトナーコア全体の性質に大きな影響を与えると考えられる。例えば、結着樹脂がエステル基、水酸基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する場合には、トナーコアはアニオン性になる傾向が強くなり、結着樹脂がアミノ基、又はアミド基を有する場合には、トナーコアはカチオン性になる傾向が強くなる。結着樹脂が強いアニオン性を有するためには、結着樹脂の水酸基価(OHV値)及び酸価(AV値)の少なくとも一方が10mgKOH/g以上であることが好ましく、各々20mgKOH/g以上であることがより好ましい。また、アニオン性の化合物(例えば、エステル基、水酸基、エーテル基、酸基、又はメチル基を有する化合物)をトナーコアに加えることで、トナーコアにアニオン性を付与してもよい。また、カチオン性の化合物(例えば、アミノ基、又はアミド基を有する化合物(より具体的には、アミン等))をトナーコアに加えることで、トナーコアにカチオン性を付与してもよい。
トナーコアは、着色剤を含んでいてもよい。着色剤としては、例えば、トナーの色に合わせて公知の顔料又は染料を用いることができる。着色剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上20質量部以下であることが好ましく、3質量部以上10質量部以下であることがより好ましい。
トナーコアは、離型剤を含有していてもよい。離型剤は、例えばトナーの定着性又は耐オフセット性を向上させる目的で使用される。トナーコアのアニオン性を強めるためには、アニオン性を有するワックスを用いてトナーコアを作製することが好ましい。トナーの定着性又は耐オフセット性を向上させるためには、離型剤の使用量は、結着樹脂100質量部に対して、1質量部以上30質量部以下であることが好ましく、3質量部以上20質量部以下であることがより好ましい。
トナーコアは、電荷制御剤を含んでいてもよい。電荷制御剤は、例えば、トナーの帯電安定性又は帯電立ち上がり性を向上させる目的で使用される。トナーの帯電立ち上がり性は、短時間で所定の帯電レベルにトナーを帯電可能か否かの指標になる。また、トナーコアに負帯電性の電荷制御剤を含ませることで、トナーコアのアニオン性を強めることができる。
トナーコアは、磁性粉を含んでいてもよい。磁性粉の材料としては、例えば、強磁性金属(より具体的には、鉄、コバルト、又はニッケル等)若しくはその合金、強磁性金属酸化物(より具体的には、フェライト、マグネタイト、又は二酸化クロム等)、又は強磁性化処理(より具体的には、熱処理等)が施された材料が挙げられる。
既に述べたように、シェル層は、疎水性熱可塑性樹脂と、正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂とを含む。シェル層の膜質を向上させるためには、疎水性熱可塑性樹脂、又は正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂は、アクリル酸系モノマーを含むことが好ましく、反応性アクリル酸エステルを含むことがより好ましく、2−HEMA(メタクリル酸2−ヒドロキシエチル)を含むことが特に好ましい。
疎水性熱可塑性樹脂の具体例としては、アクリル酸系樹脂、スチレン−アクリル酸系共重合体、シリコーン−アクリル酸系グラフト共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、又はエチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられる。これらの疎水性熱可塑性樹脂のうち、アクリル酸系樹脂、スチレン−アクリル酸系共重合体、又はシリコーン−アクリル酸系グラフト共重合体が好ましく、アクリル酸系樹脂が好ましい。
正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂に具体例としては、アクリル酸系樹脂、スチレン−アクリル酸系共重合体、シリコーン−アクリル酸系グラフト共重合体、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、又はこれらの熱可塑性樹脂に架橋構造を導入した樹脂が挙げられる。
トナー粒子の表面には、必要に応じて外添剤を付着させてもよい。外添剤の材料としては、例えば、金属酸化物(より具体的には、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、又はチタン酸バリウム等)、又はシリカが挙げられる。
以下、本実施形態に係る静電潜像現像用トナーの製造方法について説明する。本実施形態に係る静電潜像現像用トナーの製造方法は、トナーコア作製工程と、シェル層形成工程と、洗浄工程とを含む。トナーコア作製工程では、トナーコアを作製する。シェル層形成工程では、水性媒体中でトナーコアの表面にシェル層を形成する。
トナーコア作製工程としては、例えば、粉砕法、凝集法が好ましい。
シェル形成工程では、まず、水性媒体に、トナーコア作製工程で得られたトナーコアと、シェル層の材料とを添加し、トナーコア分散液を調製する。シェル層の材料としては、例えば、正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂粒子(以下、正帯電性粒子と記載する)と、疎水性熱可塑性樹脂粒子(以下、疎水性粒子と記載する)とを添加する。水性媒体中では、疎水性粒子及び正帯電性粒子が各々、トナーコアの表面に付着する。詳しくは、疎水性粒子が付着したトナーコアの表面を覆うように正帯電性粒子が付着すると考えられる。このように付着する理由は、疎水性粒子の水への親和性が、正帯電性粒子に比べて低いためであると考えられる。水性媒体としては、結着樹脂の溶解又は離型剤の溶出を防ぐ観点から、水が好ましい。
洗浄工程では、トナー母粒子を洗浄液で洗浄する。上記のようにしてシェル層を形成した後、トナー母粒子を含む分散液を常温(例えば、25℃)まで冷却する。その後、トナー母粒子を洗浄液で洗浄する。
3つ口フラスコを反応容器として用いた。この3つ口フラスコは、温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの反応容器である。反応容器をウォーターバスにセットし、反応容器に、イオン交換水815mL及びカチオン界面活性剤(花王株式会社製「コータミン(登録商標)24P」、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド)75mLを投入した。続けて、ウォーターバスを用いて反応容器の内温を80℃に昇温した。その後、スチレン68mL及びアクリル酸ブチル12mLの混合液を調製した。そして、過硫酸カリウム0.5gをイオン交換水30mLに溶かした過硫酸カリウム溶液を調製した。調製した混合液及び過硫酸カリウム溶液を各々5時間かけて反応容器に滴下した。更に、反応容器の内温を80℃で2時間保持して重合を完結させた。その結果、熱可塑性樹脂微粒子A−Iのサスペンションを得た。得られた熱可塑性樹脂微粒子A−Iを透過型電子顕微鏡で観察し、数平均粒子径が31nmであることを確認した。また、熱可塑性樹脂微粒子A−IのTgは示差走査型熱量計による測定で71℃であった。なお、熱可塑性樹脂微粒子A−Iは疎水性を有していた。
カチオン界面活性剤の添加量を75mLから25mLに変更した以外は、熱可塑性樹脂微粒子A−Iと同様の方法で熱可塑性樹脂微粒子A−IIのサスペンションを作製した。得られた熱可塑性樹脂微粒子A−IIを透過型電子顕微鏡で観察し、数平均粒子径が98nmであることを確認した。また熱可塑性樹脂微粒子A−IIのTgは示差走査型熱量計による測定で68℃であった。なお、熱可塑性樹脂微粒子A−IIは疎水性を有していた。
スチレンの使用量を68mLから80mLに変更し、及びアクリル酸ブチルの使用量を12mLから0mLに変更した(アクリル酸ブチルを使用しなかった)以外は、熱可塑性樹脂微粒子A−Iと同様の方法で熱可塑性樹脂微粒子A−IIIのサスペンションを作製した。得られた熱可塑性樹脂微粒子A−IIIを透過型電子顕微鏡で観察し、数平均粒子径が27nmであることを確認した。また、熱可塑性樹脂微粒子A−IIIのTgは示差走査型熱量計による測定で104℃であった。なお、熱可塑性樹脂微粒子A−IIIは疎水性を有していた。
3つ口フラスコを反応容器として用いた。この3つ口フラスコは、温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの反応容器である。反応容器をウォーターバスにセットし、反応容器に、イオン交換水790mL及びカチオン界面活性剤(花王株式会社製「コータミン(登録商標)24P」、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド)30mLを投入した。続けて、ウォーターバスを用いて反応容器の内温を80℃に昇温した。その後、メタクリル酸メチル100mL、アクリル酸ブチル30mL、及びジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化四級塩20mLの混合液を調製した。そして、過硫酸カリウム0.5gをイオン交換水30mLに溶かした過硫酸カリウム溶液を調製した。調製した混合液及び過硫酸カリウム溶液を各々5時間かけて反応容器に滴下した。更に、反応容器の内温を80℃で2時間保持して重合を完結させた。その結果、正帯電性樹脂微粒子B−Iのサスペンションを得た。得られた正帯電性樹脂微粒子B−Iを透過型電子顕微鏡で観察し、数平均粒子径が55nmであることを確認した。また、正帯電性樹脂微粒子B−IのTgは示差走査型熱量計による測定で103℃であった。なお、正帯電性樹脂微粒子B−Iは親水性非水溶性を有していた。
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化四級塩20mLを2−(メタクリロイルオキシ)エチルトリメチルアンモニウムクロリド20mLに変更した以外は、正帯電性樹脂微粒子B−Iと同様の方法で正帯電性樹脂微粒子B−IIのサスペンションを作製した。得られた正帯電性樹脂微粒子B−IIを透過型電子顕微鏡で観察し、数平均粒子径が42nmであることを確認した。また、正帯電性樹脂微粒子B−IIのTgは示差走査型熱量計による測定で110℃であった。なお、正帯電性樹脂微粒子B−IIは親水性非水溶性を有していた。
ジメチルアミノプロピルアクリルアミド塩化四級塩20mLをN−イソプロピルアクリルアミド20mLに変更した以外は、正帯電性樹脂微粒子B−Iと同様の方法で正帯電性樹脂微粒子B−IIIのサスペンションを作製した。得られた正帯電性樹脂微粒子B−IIIを透過型電子顕微鏡で観察し、数平均粒子径が75nmであることを確認した。また、正帯電性樹脂微粒子B−IIIのTgは示差走査型熱量計による測定で72℃であった。なお、正帯電性樹脂微粒子B−IIIは親水性非水溶性を有していた。
(トナーコアの作製)
低粘度ポリエステル樹脂(Tg=38℃、Tm=65℃)750gと、中粘度ポリエステル樹脂(Tg=53℃、Tm=84℃)100gと、高粘度ポリエステル樹脂(Tg=71℃、Tm=120℃)150gと、離型剤(カルナバワックス、株式会社加藤洋行製「カルナウバワックス1号」)55gと、着色剤(フタロシアニンブルー、DIC株式会社製「KET BLUE 111」)40gとをFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて回転速度2400rpmで混合した。得られた混合物を、二軸押出機(株式会社池貝製「PCM−30」)を用いて、材料投入量5kg/時、回転速度160rpm、設定温度範囲100℃以上130℃以下の条件で溶融し、混練した。得られた混練物を冷却した後、混練物を粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製「ロートプレックス(登録商標)」)で粗粉砕した。次いで、得られた粗粉砕品をジェットミル(日本ニューマチック工業株式会社製「超音波ジェットミルI型」)で微粉砕した。続けて、得られた微粉砕品を分級機(日鉄鉱業株式会社製「エルボージェットEJ−LABO型」)で分級した。その結果、トナーコアが得られた。
3つ口フラスコを反応容器として用いた。この3つ口フラスコは、温度計及び攪拌羽根を備えた容量1Lの反応容器である。反応容器をウォーターバスにセットし、反応容器にイオン交換水300mLを投入した。続けて、ウォーターバスを用いて反応容器の内温を30℃に保持した。次いで、反応容器に水酸化ナトリウムを加えて、反応容器の内容物のpHを7に調整した。pH調整後、反応容器に、シェル層の原料として、正帯電性樹脂微粒子B−Iのサスペンション2mLと、熱可塑性樹脂微粒子A−Iのサスペンション30mLとを添加した。シェル層の材料を水性媒体に溶解させ、シェル層の材料の水溶液を得た。得られた水溶液に300gのトナーコアを添加し、反応容器の内容物を回転速度200rpmで1時間攪拌した。次いで、反応容器に、イオン交換水300mLを追加した。その後、フラスコの内容物を回転速度100rpmで攪拌しながら、+1℃/分の速度で反応容器の内温を70℃まで昇温した。その後、温度70℃及び回転速度100rpmの条件で反応容器の内容物を2時間攪拌し続けた。次いで、反応容器の内容物を、常温(25℃)まで冷却して、トナー母粒子を含む分散液を得た。
ブフナーロートを用いて、トナー母粒子を含む分散液から、ウェットケーキ状のトナー母粒子を濾取した。続けて、ウェットケーキ状のトナー母粒子を再度イオン交換水に分散させてトナー母粒子を洗浄した。こうしたイオン交換水によるトナー母粒子の洗浄を5回繰り返した。
洗浄工程で得られたウェットケーキ状のトナー母粒子を、50質量%のエタノール水溶液に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを連続式表面改質装置(フロイント産業株式会社製「コートマイザー(登録商標)」)に供給することにより、スラリー中のトナー母粒子を乾燥させた。その結果、トナー母粒子を得た。乾燥条件は、熱風温度45℃、及びブロアー風量2m3/分に設定した。
乾燥工程で得られたトナー母粒子100質量部と、乾式シリカ微粒子(日本アエロジル株式会社製「AEROSIL(登録商標)REA90」)1.0質量部とを、容量10LのFMミキサー(日本コークス工業株式会社製)を用いて5分間混合して、トナー母粒子の表面に外添剤を付着させた。その後、得られたトナーを、200メッシュ(目開き75μm)の篩により篩別して、実施例1のトナーを得た。走査型電子顕微鏡を用いてトナーを観察したところ、トナーのシェル層は、海島構造及び突起物を有することが確認された。確認された海島構造は、正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂を島とし、疎水性熱可塑性樹脂を海とする構造であった。また、確認された突起物は、正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂から実質的に構成されていた。
シェル層形成工程において、熱可塑性樹脂微粒子A−Iのサスペンション30mLの代わりに熱可塑性樹脂微粒子A−IIのサスペンション30mLを使用した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例2のトナーを得た。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、熱可塑性樹脂微粒子A−Iのサスペンション30mLの代わりに熱可塑性樹脂微粒子A−IIIのサスペンション30mLを使用した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例3のトナーを得た。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、正帯電性樹脂微粒子B−Iのサスペンション2mLの代わりに正帯電性樹脂微粒子B−IIのサスペンション2mLを使用した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例4のトナーを得た。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、正帯電性樹脂微粒子B−Iのサスペンション2mLの代わりに正帯電性樹脂微粒子B−IIIのサスペンション2mLを使用した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例5のトナーを得た。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、熱可塑性樹脂微粒子A−Iのサスペンションの添加量を30mLから45mLに変更した以外は実施例1のトナーと同様の方法で実施例6のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、熱可塑性樹脂微粒子A−Iのサスペンションの添加量を30mLから15mLに変更した以外は実施例1のトナーと同様の方法で実施例7のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、正帯電性樹脂微粒子B−Iのサスペンションの添加量を2mLから1mLに変更した以外は実施例1のトナーと同様の方法で実施例8のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、正帯電性樹脂微粒子B−Iのサスペンションの添加量を2mLから3mLに変更した以外は実施例1のトナーと同様の方法で実施例9のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
洗浄工程における初回の洗浄でイオン交換水に代えて0.1N塩酸を用いた以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例10のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
洗浄工程における初回及び2回目の洗浄でイオン交換水に代えて0.1N塩酸を用いた以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例11のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、水酸化ナトリウムを用いて、フラスコ内の水性媒体のpHを5に変更した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例12のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、水酸化ナトリウムを用いて、フラスコ内の水性媒体のpHを4に変更した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で実施例13のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、熱可塑性樹脂微粒子A−Iのサスペンション30mLの代わりに熱可塑性樹脂微粒子A−IVのサスペンション(東ソー株式会社製「ポリナス(登録商標) PS−50」(水溶性ポリスチレンスルホン酸ナトリウム)、固形分濃度20%)15mLを使用した以外は実施例1のトナーと同様の方法で比較例1のトナーを調製した。なお、熱可塑性樹脂微粒子A−IVは水溶性であった。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認されなかった。
シェル層形成工程において、正帯電性樹脂微粒子B−Iのサスペンション2mLの代わりに正帯電性樹脂微粒子B−IVのサスペンション(DIC株式会社製「BECKAMINE(登録商標) A−1」.樹脂:水溶性ポリアクリルアミド、固形分濃度:11%)2mLを使用した以外は実施例1のトナーと同様の方法で比較例2のトナーを調製した。なお、正帯電性樹脂微粒子B−IVは水溶性を有していた。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認されなかった。
洗浄工程において、洗浄回数を5回から3回に変更した以外は実施例1のトナーと同様の方法で比較例3のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
洗浄工程における初回の洗浄で、イオン交換水に代えて、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を用いた以外は実施例1のトナーと同様の方法で比較例4のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、反応時のpHを7から8に変更した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で比較例5のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、反応時のpHを7から2に変更した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で比較例6のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
シェル層形成工程において、反応時のpHを7から9に変更した以外は、実施例1のトナーと同様の方法で比較例7のトナーを調製した。実施例1のトナーにおけるシェル層の観察と同様にして、走査型電子顕微鏡で観察したところ、シェル層の海島構造及び突起部が確認された。
各試料(実施例1〜13及び比較例1〜7のトナー)の評価方法は、以下の通りである。
試料(トナー)2gを容量20mLのポリ容器に秤量し、60℃に設定された恒温器内に3時間静置した。その結果、耐熱保存性評価用の試料を得た。その後、耐熱保存性評価用の試料を、パウダーテスター(ホソカワミクロン株式会社製)のマニュアルに従い、レオスタッド目盛り5及び時間30秒の条件で、100メッシュ(目開き150μm)の篩を用いて篩別した。篩別後に、篩上に残留した試料の質量を測定した。篩別前の試料の質量と、篩別後に篩上に残留した試料の質量とから、以下の式にしたがってトナーの凝集度(質量%)を算出した。
凝集度(質量%)=(篩上に残留した試料の質量/篩別前の試料の質量)×100
算出された凝集度から、下記基準にしたがってトナーの耐熱保存性を評価した。
○(良い):凝集度が50質量%以下であった。
×(悪い):凝集度が50質量%を超えた。
現像剤用キャリア(京セラドキュメントソリューションズ株式会社製「TASKalfa5550ci」用キャリア)と、キャリアの質量に対して10質量%のトナーとを、ボールミルを用いて30分間混合し、評価用の2成分現像剤を調製した。
○(良い):最低定着温度が160℃以下であった。
×(悪い):最低定着温度が160℃超であった。
試料(トナー)のトナー母粒子に、Cu−Zn系フェライトキャリア(パウダーテック社製「F−80」)を添加して、トナー濃度10質量%の現像剤を調製した。調製した現像剤を室温環境(R/R環境:温度20℃、相対湿度65%RH)下で一晩静置した。静置した現像剤を混合装置(WAB社製「ターブラー(登録商標)ミキサー」)を用いて、3分間混合した。Q/mメーター(トレック社製「MODEL 210HS−2A」)を用いて、3分混合後の現像剤中のトナーの帯電量(以下、3分混合後の帯電量と記載する)を測定した。
現像剤中のトナーの帯電量(μC/g)=吸引されたトナーの総電気量(μC)/吸引されたトナーの質量(g)
帯電立ち上がり割合(%)=(3分混合後の帯電量/30分混合後の帯電量)×100
算出した帯電立ち上がり割合から、下記基準にしたがってトナーの帯電立ち上がり性能を評価した。
○(良い):帯電立ち上がり割合が60%以上であった。
×(悪い):帯電立ち上がり割合が60%未満であった。
試料(トナー)のトナー母粒子に、Cu−Zn系フェライトキャリア(パウダーテック社製「F−80」)を添加して、トナー濃度10質量%トナー粒子の現像剤を調製した。調製した現像剤を室温環境(R/R環境:温度20℃、相対湿度65%RH)下で一晩静置した。静置した現像剤を、混合装置(WAB社製「ターブラー(登録商標)ミキサー」)を用いて、30分間混合した。Q/mメーター(トレック社製「MODEL 210HS−2A」)を用いて、混合後の現像剤中のトナーの帯電量(以下、R/R環境での帯電量と記載する)を測定した。また、調製した現像剤を高温高湿環境(H/H環境:温度32℃、湿度80%RH)下で静置した以外は、R/R環境での帯電量と同様にして、混合後の現像剤中のトナーの帯電量(以下、H/H環境での帯電量と記載する)を測定した。得られたH/H環境での帯電量及びR/R環境での帯電量から、以下の式にしたがって環境帯電量変化率を算出した。
環境帯電量変化率(%)=[(H/H環境での帯電量)÷(R/R環境での帯電量)]×100
○(良い):環境帯電量変化率が80%以上であった。
×(悪い):環境帯電量変化率が80%未満であった。
試料(トナー)0.5gを、内径10mmの錠剤成形器に入れて、80℃に加熱しながら成型した。その結果、薄膜状の測定用試料を得た。測定する直前に測定用試料を前処理(Arエッチング)し、測定用試料の表面の汚染物質を除去した。なお、Arエッチングは、Arガス0.5MPa及び加速電圧1kVの条件で行われた。
・X線源:MgKα
・X線源の電圧電流値:400W
・検量線:清浄なプラスチックフィルム上に既知量のアルカリ金属塩水溶液をスプレーして乾燥させ、測定することで検量線を作成した。
・測定領域(X線照射範囲):直径1mm
・n数:3以上
・PassEnergy:70eV
・StepSize:0.25eV
・測定元素:アルカリ金属元素(ナトリウム、カリウム)
存在量Bの測定でも、上述した存在量Aの測定と同様、前処理された測定用試料を得た。
・X線源:Rh
・X線源の電圧電流値:50kV、50mA
・検量線:トナー粒子の全構成元素についての蛍光X線のNet強度を測定し、検量線を作成した。
・測定領域(X線照射範囲):直径30mm
・n数:3以上
・StepSize:0.050°(2θ)
・測定元素:アルカリ金属元素(ナトリウム、カリウム)
存在量Aを存在量Bで除して、アルカリ金属元素の存在量の比の値A/B(=存在量A/存在量B)を求めた。
各試料(実施例1〜13及び比較例1〜7のトナー)の各々についての評価結果は以下の通りである。
Claims (9)
- トナーコアと、前記トナーコアの表面を被覆するシェル層とを含むトナー粒子を、複数有する静電潜像現像用トナーであって、
前記シェル層は、疎水性熱可塑性樹脂と、正帯電性を有する親水性非水溶性樹脂とを含み、
X線光電子分光法で測定される前記シェル層の表面層におけるアルカリ金属元素の存在量Aと、蛍光X線法で測定される前記トナー粒子全体におけるアルカリ金属元素の存在量Bとは、以下に示す式(a)及び式(b)を満たす、静電潜像現像用トナー。
A≦300ppm・・・(a)
0.5≦A/B<1.0・・・(b) - 前記存在量Aは以下に示す式(c)を満たす、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
230ppm<A≦300ppm・・・(c) - 前記存在量Aは以下に示す式(d)を満たす、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
180ppm<A<230ppm・・・(d) - 前記存在量Aと前記存在量Bとは以下に示す式(e)を満たす、請求項3に記載の静電潜像現像用トナー。
0.8≦A/B≦0.9・・・(e) - 前記トナーコアは粉砕法で作製される、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記シェル層は、前記親水性非水溶性樹脂を島とし、前記疎水性熱可塑性樹脂を海とする海島構造を有する、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。
- 前記シェル層は、前記シェル層の表面に突起部を有し、
前記突起部は、実質的に前記親水性非水溶性樹脂から構成される、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。 - 前記疎水性熱可塑性樹脂はスチレン−アクリル酸系共重合体を含み、
前記親水性非水溶性樹脂はアクリル酸系樹脂を含み、
前記アクリル酸系樹脂は、正帯電性の官能基を有するモノマー由来の繰り返し単位を含む、請求項1に記載の静電潜像現像用トナー。 - 請求項1に記載の静電潜像現像用トナーの製造方法であって、
前記トナーコアを粉砕法で作製するトナーコア作製工程と、
水性媒体中で前記トナーコアの表面に前記シェル層を形成するシェル層形成工程と、
前記式(a)及び前記式(b)を満たすように、前記トナー粒子を洗浄液で洗浄する洗浄工程と
を含む、静電潜像現像用トナーの製造方法。
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